DE1504198C3 - Verfahren zum Herstellen eines aus geschäumtem Polyvinylkunststoff bestehenden Gegenstandes in einem Formhohlraum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines aus geschäumtem Polyvinylkunststoff bestehenden Gegenstandes in einem Formhohlraum, bei dem die Kunststoffmasse mit einem gegenüber dem Formhohlraum kleineren Volumen in diesen eingeführt und der Formhohlraum unter Wärmeeinwirkung derart bewegt wird, daß sich die Kunststoffmasse über die Wandungen des Formhohlraumes verteilt und sich als Schicht verfestigt.

Schäumbare Kunststoffmassen werden seit vielen Jahren zur Herstellung unterschiedlichster Produkte verwendet. Allerdings haben sich bisherige Versuche, solche Massen zum Herstellen bestimmter relativ dickwandiger Gegenstände, wie Puppenkörper, einzusetzen, als erfolglos erwiesen, da das entstandene Produkt nicht vollkommen der Innenoberfläche des Formhohlraumes entsprach und/oder die Außenfläche des Fertigproduktes nicht den Anforderungen gerecht wurde und/oder das Material seine Farbe änderte. Bei Puppenkörpern wird z. B. eine glatte, griffige Oberfläche erwartet. Puppen u. dgl. wurden zwar schon aus nicht schäumbaren Piastisolen durch Schleudergießen hergestellt, jedoch besteht noch das Bedürfnis nach einem Verfahren, nach dem man solche Gegenstände aus einer geeigneten schäumbaren Kunststoffmasse herstellen kann, so daß die einem Schaumstoffendprodukt eigenen Eigenschaften erhalten werden können.

Aus der FR-PS 1 275 301 ist es bereits bekannt, eine schäumbare Kunststoffmasse zu zentrifugieren, um große Zellen am Umfang zu erzeugen. Durch dieses Verfahren wird aber keine glatte griffige Oberfläche erreicht, wie sie bei Puppenkörpern erwartet wird.

Nach der DT-Gbm-Schrift 1 894 907 sowie nach der DT-AS 1 127 068 ist es bekannt, eine Form zur Herstellung von Kunststoffprodukten um zwei Achsen zu bewegen. Dabei handelt es sich einmal um die Herstellung hohler, nicht geschäumter Kunststoffprodukte und zum anderen um die Ausbildung eines zweischichtigen Körpers, wobei man anfänglich in den Hohlraum der drehbaren Form ein nicht schäumbares Material einbringt und sich dort verfestigen läßt, dann den verbeibenden Hohlraum mit einem schäumbaren Material beschickt und dieses aufschäumen läßt, so daß es den Hohlraum nach dem Aufschäumen ausfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gegenstand aus geschäumtem Polyvinylkunststoff in einem Formhohlraum herzustellen, der den obenerwähnten Anforderungen der Puppenkörperherstellung entspricht unter Erzeugen einer glatten, griffigen Oberfläche und unter Beibehalten der speziellen Schaumstoffeigenschaften.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß durch Belüftung des Formhohlraums der Druck während des Schäumvorganges geregelt wird.

Zur Verwendung kommt eine nicht geschäumte, aber schäumbare, formbare und bei Erwärmung aushärtbare Polyvinylkunststoffmasse, die während der Verwcndung farbireu bleibt. Sie wird in den Formhohlraum eingefüllt. Die Form wird dann, ähnlich wie beim Schleudergießen eines nicht schäumbaren Plastisols, bewegt. Während dieser Bewegung wird die Form und damit die in ihr befindliche Masse erwärmt. Das Innere der Form, die sonst geschlossen ist, steht mit der Außenatmosphäre an verschiedenen Stellen in Verbindung und wird dadurch belüftet. Diese Belüftung führt zusammen mit der komplizierten Bewegung der Form während des Erwärmens und der darauf beruhenden Schäumung zu den gewünschten Eigenschaften des fertigen Gegenstandes. Die Bewegung der Form allein während des Formvorganges führt nicht zu dem gewünschten Endprodukt, wie sich in der Praxis herausgestellt hat. Erst das Belüften der Form gibt dem Fachmann die Möglichkeit, das erwünschte Endprodukt herzustellen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein geschäumter Gegenstand von erheblicher Dicke, beispielsweise von 13 cm Dicke, aus farbstabilem Polyvinylkunststoff hergestellt werden. Die Erfindung führt also zu einem Ergebnis, das in vielen Industrien, insbesondere in der Puppenindustrie, seit langem erwünscht wurde.

Der geschäumte Gegenstand soll aus der Form erst dann entnommen werden, wenn man sich vergewissert hat, daß das Material die Form völlig ausgefüllt hat und bis zum gewünschten Grade geschäumt ist. Man verwendet dazu zweckmäßig eine automatische Anzeige dafür, daß dieser Zustand erreicht ist, da erst in dem Augenblick, wenn der Gegenstand fertig ist, das Material durch die Belüftungslöcher hochsteigt und so dem Bedienungspersonal anzeigt, daß der Schäumvorgang unterbrochen werden kann. Dieser Vorteil ergibt sich zusätzlich noch bei geschäumten Gegenständen von unregelmäßiger Gestalt. Eine transparente Form würde dieses Problem zwar auch lösen, jedoch ist es schwierig und teuer, wenn nicht unmöglich, eine transparente Form herzustellen, die den erforderlichen Temperaturen zu widerstehen vermag.

Es ist zweckmäßig, biegsame Elemente innerhalb des Formhohlraumes im Abstand von wenigstens einigen seiner Flächen vor Durchführung des Verfahres einzusetzen und dann einzubetten.

Die Hersteller von Gegenständen dieser Art besitzen gewöhnlich schon einen Maschinenpark, der zur Herstellung von nicht geschäumten Gegenständen eingesetzt wird. Dieser Maschinenpark kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegebenenfalls unter geringfügigen Änderungen der verwendeten Formen eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann wegen der Leichtigkeit seiner Durchführung auch von technischen Hilfskräften durchgeführt werden, ohne daß ein besonderes Einarbeiten derselben erforderlich ist. Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 eine Seitenansicht eines nach der Erfindung hergestellten Puppenkörpers,

F i g. 2 Einzelheiten eines Oberflächenteiles und des angrenzenden inneren Teiles des in F i g. 1 gezeichne-

ten Puppenkörpers im Schnitt,

F i g. 3 perspektivisch ein Ausführungsbeispiel für eine Form zur Durchführung des Verfahrens,

Fig.4 eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig.3 gezeigten Form mit nach oben weisendem Hohlraum,

F i g. 5 eine Draufsicht auf den anderen Teil der in F i g. 3 gezeigten Form mit nach oben weisendem Hohlraum,

F i g. 6 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann und in

F i g. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 der F i g. 5 zur Wiedergabe eines Belüftungsloches in der Formwand.

Bei dem geschäumten Gegenstand handelt es sich z. B. nach F i g. 1 um einen Puppenkörper 2, der verkleinert dargestellt ist. Der Puppenkörper 2 setzt sich zusammen aus dem Torso 4, den Armen 6 und 8 und den Beinen 10 und 12. jeweils am Ende der Arme 6 und 8 bzw. des Torsos 4 stehen Befestigungselemente 14,16 und 18 vor. Diese Befestigungselemente werden bevorzugt durch die Endteile biegsamer, in den Puppenkörper 2 eingebetteter Streifen gebildet. Die Befestigungskörper 14 und 16 dienen zum Anschluß von Händen. Das Befestigungselement 18 dient zum Aufsetzen des Kopfes, so daß nach Ansetzen dieser Teile die Puppe fertiggestellt ist. Die Hände könnn aber auch in einem Stück mit dem Torso geformt werden, da für die Durchführung des erfinungsgemäßen Verfahrens schäumbares Polyvinylchlorid verwendet wird, das eine ausreichende Festigkeit des Endproduktes liefert und auch die Ausbildung kleiner Enden, z. B. von Fingern oder Zehen an solchen Puppen erlaubt.

Bei einer Höhe des Puppenkörpers von 35 bis 38 cm beträgt die Stärke der Puppe im Torso 7,5 bis 10 cm. Bei einer Puppenhöhe von 64 cm beträgt die Stärke des Torsos 15 bis 18 cm.

Die erfindungsgemäß hergestellte Puppe weist, wie F i g. 2 zeigt, eine praktisch glatte äußere Haut 20 auf, auch wenn der benachbarte und/oder darunter befindliehe Innenteil 22 Poren erheblicher Größe zeigt, die gleichmäßig oder ungleichmäßig sein können.

F i g. 3 zeigt eine Form 30 aus einem Paar von Formteilen 32 und 34 sowie mit Schrauben 36 und Haltearmen 64.

Die Form weist einen Formhohlraum auf, der den Außenumriß des zu formenden Gegenstandes bestimmt. Nach F i g. 4 weist der Formteil 32 einen Hohlraum 38 auf, der im wesentlichen der Hälfte des in F i g. 1 gezeigten Puppenkörpers 2 entspricht. Außerdem weist auch der Formteil 34 (F i g. 5) einen Hohlraum 38' auf, der in der zu füllenden Form mit dem Hohlraum 38 zusammenwirkt, so daß der gesamte Außenumriß des Puppenkörpers gegeben ist.

Die jeweiligen Formteile 32 und 34 können Aushöhlungen, z.B. die Aushöhlungen 41 und 41', aufweisen. Die Aushöhlungen am oberen Enden des Formhohlraums nehmen d^;e Befestiungselemente auf. Die Befestigungselemente 14 und 16 können z. B. gegenüberstehende Stirnteile aus einem biegsamen Metallstreifen 15 aufweisen, der in die Form eingesetzt und durch die Arme und den Oberteil des Torsos hindurch längs Aussparungen gehalten sein kann, die seine Enden aufnehmen. In ähnlicher Weise kann das Befestigungselement 40, Teil eines aus einer Gruppe von Elementen 44, 44a, 44b und 44c bestehenden Rahmens 42 sein, dessen Elemente sich durch die ganze Form im Abstand von den Wänden des Hohlraums erstrecken.

In den Formteilen 34 ist eine Gruppe von Öffnungen 50, 50a, 50ό und 50c vorgesehen. Diese Öffnungen sind nach F i g. 5 im Abstand voneinander angeordnet, wobei eine Gruppe von Öffnungen im oberen Teil des Hohlraumabschnittes 38', die andere in dessen unterem Teil, jedoch alle Öffnungen vorzugsweise in dem Torso — oder dickeren Abschnitt des Formhohlraumes und so in der Nähe des dickeren Abschnittes des zu formenden Gegenstandes vorgesehen sind. In F i g. 6 ist der Ofen mit 60 bezeichnet, eine Formhalteplatte mit 62, mit der die in F i g. 3 wiedergegebene Form über vom Formteil 32 gehaltene Arme 64 und 66 gekuppelt ist, wobei in den Armen Öffnungen durch Durchstecken von Schraubbolzen 68 vorgesehen sind, die in Gewindebohrungen in der Platte 62 greifen. An der Platte ist eine Welle 70 vorgesehen, die zu einem Getriebe 72 führt. Das Getriebe wirkt mit der durch den Ofen 60 reichenden Antriebswelle 74 zusammen. Beim Umlauf der Antriebswelle führt die Form 30 eine Drehbewegung um die Welle 74 durch. Außerdem wird durch das Getriebe 72 eine Drehung der Welle 70 im angegebenen Pfeilsinn bewirkt. Damit wird die Platte 62 in Umlauf versetzt. Die Form 30 bewegt sich also auch um die Achse der Welle 70, während die ganze Anordnung sich um die Achse der Welle 74 dreht. Solche Schleuderformen sind an sich bekannt, so daß sich weitere Einzelheiten erübrigen. Man erkennt aber auch in F i g. 6 die Öffnungen 50 und 50c, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von Bedeutung sind. Die Heizvorrichtungen im Ofen 60 sind bei 80 angedeutet.

F i g. 7 zeigt einen Teil des Formabschnittes 34 mit der Öffnung 50c. Diese Öffnung beläßt einen relativ kleinen Kanal, der das Formhohlrauminnere mit der Außenatmosphäre verbindet. Das gleiche gilt für die Öffnungen 50, 50a, 506. Es ist erkennbar, daß der Hohlraum 38-38' über die Öffnungen 50 bis 50c während des gesamten Heiz-, Schaum- und Bewegungsvorganges zur Druckregelung belüftet wird.

Die genaue Anordnung, Größe und Anzahl der eingearbeiteten Öffnungen kann abhängig vom herzustellenden Gegenstand und von der für den besonderen Gegenstand erwünschten Belüftung sein. Es ist jedoch wesentlich, daß eine öffnung den Innenraum der Form mit einem Gas verbindet, das unter geringerem Druck steht als das, welches in der Form während des Formvorganges vorhanden ist. Die Ausnutzung der umgebenden Atmosphäre als Gas unter dem gegenüber vermindertem Durck ist zweckmäßig und wünschenswert.

Die genaue physikalische Begründung, warum die glatte Haut entsteht, ist nicht genau bekannt. Es kann angenommen werden, daß der Erwärmungszustand der Oberfläche des Formhohlraumes zusammen mit dem auf das benachbarte Material während des Schäumvorganges ausgeübte Druck die gewünschte relativ glatte Haut ergibt. Auch die Glattheit der Innenfläche des Formhohlraumes ist hierbei beachtlich.

Handelt es sich bei den herzustellenden Gegenständen um Puppen, so können Befestigungselemente und/oder biegsame Stäbe beim Endprodukt vorgesehen werden und darüber hinaus noch die Anwendung von im Abstand vorgesehenen Öffnungen im Torsoteil, d.h. in dem Teil des Hohlraumes, der die dicksten oder die dickeren Teile des Gegenstandes bestimmt.

Die in die Form eingeführte Materialmenge sowie die Größe der Öffnungen ist abhängig von dem Endprodukt und von dessen gewünschtem Innenaufbau. Wird z. B. ein verhältnismäßig kleiner Poreninnen-

durchmesser beim Endprodukt gewünscht, so muß mehr Material zur Erzeugung der Innenstruktur mit relativ geringem Porendurchmesser verwendet werden. Die Größe der Öffnungen läßt sich verändern, so daß die innerhalb des Formhohlraums wärend des Schaum-Vorganges vorhandenen Öffnungen innerhalb der erforderlichen Grenzen und/oder nach dem gewünschten Endprodukt geregelt werden. Größere Öffnungen neigen dazu, innerhalb der Form während des Schäumens vorhandenen Druck leichter darzustellen und/oder zu vermindern, wogegen kleinere Öffnungen die Druckverminderung innerhalb der Form beschränken. Für einige Gegenstände können Öffnungen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser verwendet werden, um eine günstige Verteilung des geschäumten Kunststoffes im Formhohlraum sicherzustellen, während trotzdem noch eine genügende Belüftung aufrechterhalten wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren werden also die in die Form ursprünglich eingeführte Kunststoffmenge und die Kanäle entsprechend der gewünschten Endstruktur aufgebaut, gleichzeitig sind sie aber immer bevorzugt so aufeinander abzustimmen, daß während des Schäumens und Aushärtens des schäumbaren Kunststoffs der mit den Wänden des Formhohlraums in Berührung befindliche Teil des Kunststoffes hiergegen unter genügendem Druck angepreßt wird, wodurch die Oberfläche des entstehenden Schaumstoffgegenstandes — verglichen mit einer Querschnittsfläche des Gegenstandes — glatt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen eines aus geschäumtem Polyvinylkunststoff bestehenden Gegenstandes in einem Formhohlraum, bei dem die Kunststoffmasse mit einem gegenüber dem Formhohlraum kleineren Volumen in diesen eingeführt und der Formhohlraum unter Wärmeeinwirkung derart bewegt wird, daß sich die Kunststoffmasse über die Wandungen des Formhohlraumes verteilt und sich als Schicht verfestigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Formhohlraum während des Schäumvorganges durch Belüftung geregelt wird.