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Dokumentenidentifikation DE69815304T2 29.04.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000966346
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES THERMOPLASTISCHEN PRODUKTES MIT HOHEM KRIECHWIDERSTAND
Anmelder Perstorp AB, Perstorp, SE
Erfinder VALENTINSSON, Anders, S-291 75 Färlöv, SE
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69815304
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 03.03.1998
EP-Aktenzeichen 989099023
WO-Anmeldetag 03.03.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/SE98/00378
WO-Veröffentlichungsnummer 0098040199
WO-Veröffentlichungsdatum 17.09.1998
EP-Offenlegungsdatum 29.12.1999
EP date of grant 04.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.04.2004
IPC-Hauptklasse B29C 49/00
IPC-Nebenklasse B29C 51/00   B65D 19/32   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Produkten aus thermoplastischem Material, die eine hohe Kriechdehnungsfestigkeit aufweisen, ohne dass verstärkende Zusätze erforderlich sind.

Produkte aus thermoplastischen Materialien können durch eine Vielzahl an unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellt werden. Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind jedoch Spritzgießen, Vakuumformen, Blasformen und Verpressen.

In einigen Anwendungsgebieten ist die Fähigkeit, große Lasten zu tragen, erforderlich. Trägerkonstruktionen aus Materialien wie Stahl und Beton können eine Ladung fast unabhängig von Faktoren wie Zeit und Temperatur bewältigen. Dies ist nicht der Fall bei thermoplastischen Materialien, wo relativ kleine Ladungen eine bleibende Deformation verursachen können, wenn sie für eine lange Zeitdauer gelagert werden. Dieses Phänomen wird Kriechdehnung, Kriechdeformation oder Kriechfähigkeit genannt. Diese Kriechdehnung wird beschleunigt, wenn die Temperatur erhöht wird. Eine aus thermoplastischem Material hergestellte Konstruktion wird jedoch fähig sein, X-mal höheren Ladungen ohne bleibende Deformation Stand zu halten, wenn sie für kürzere Zeitdauer beladen wird. Die Beziehung zwischen dem Umfang an Kriechdehnung, Zeit und Temperatur ist abhängig von Typ und Qualität des thermoplastischen Materials. Thermoplastische Trägerkonstruktionen müssen am häufigsten so konstruiert sein, dass sie der höchsten Temperatur zusammen mit der längsten Zeitdauer und der größten Ladung Stand halten, denen sie während der Nutzungsdauer ausgesetzt werden könnten. Die Kriechdehnung kann jedoch durch die Zugabe von Füll- oder Verstärkungszusätzen zu dem thermoplastischen Material verringert werden. Unter den Füllzusätzen, die üblich verwendet werden, können Mineralien genannt werden wie Kalk, Glaskügelchen und Glimmer, während Verstärkungszusätze, die üblich verwendet werden, Fasern wie Glasfasern, Stahlfasern oder Kohlenstofffasern sind. Es ist auch bekannt, ein thermoplastisches Produkt zu verstärken, indem eine Metallkonstruktion in das Produkt integriert wird. Dieses kann z. B. aus einem Stahlrohr bestehen, das in einem Profil in dem thermoplastischen Produkt angewendet wird. Diese Zusätze und Beimengungen werden jedoch teilweise die guten Qualitäten, die dem thermoplastischen Material naturgemäß zu eigen sind, teilweise vermindern. Unter diesen Qualitäten können gute Schlagfestigkeit, niedriges Gewicht und die Eigenschaft, ein guter elektrischer und akustischer Isolator sowie Wärmeisolator zu sein, erwähnt werden. Es wird im Prinzip auch unmöglich sein, das Material eines Zusätze enthaltenen Produktes zu recyceln. Die Fähigkeit, thermoplastisches Material zu recyceln, ist jedoch heutzutage im Prinzip obligatorisch.

WO 93/18906 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Produkte mit einer hohen Kriechdehnungsfestigkeit. Produktteile aus thermoplastischen Materialien werden durch Blasformen hergestellt, was in der Bildung von doppelwandigen thermoplastischen Platten resultiert. Während des Blasformverfahrens werden Formstege in die doppelwandige thermoplastische Platte eingeführt, um innerhalb der doppelwandigen Platte Abstandhalter zu bilden. Ihre Biegefestigkeit macht die Kunststoffplatte insbesondere für die Herstellung von Kunststoffpaletten geeignet.

US 4,824,898 beschreibt Tetrafluorethylen umfassende Formstücke, die einen hohen Kompressionskriechwiderstand, Kompressionswiderstand, Schlagfestigkeit, Formstabilität, Gasundurchlässigkeit und Zugfestigkeit aufweisen. Die Formstücke werden hergestellt aus einem vorgeformten Stück, welches einer Schrumpfbehandlung durch Erwärmen und Komprimieren des vorgeformten Stückes, um die Orientierung zu verbessern, ausgesetzt wird.

US 5,540,879 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines blasgeformten PET-Behälters, wobei ein Vorformling in ein Primärformstück durch Orientierungsblasformen geformt wird, wobei er größer ist als der endgültige Behälter, das Primärstück wird dann wärmebehandelt, wodurch bewirkt wird, dass es sich auf eine Größe kleiner als der Blasformhohlraum zusammenzieht, dann wird das zusammengeschrumpfte Stück in den endgültigen Behälter geblasen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde es überraschenderweise möglich, kriechdehnungsbeständige Produkte aus thermoplastischem Material herzustellen, ohne dass verstärkende Zusätze erforderlich sind. Dementsprechend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Produkten mit einer hohen Kriechspannungsfestigkeit, die frei von Verstärkungszusätzen sind, wobei das Verfahren wenigstens Vakuumformen und/oder Blasformen eines thermoplastischen Materials, wie Polyethylen, Polypropylen oder Polybuten, beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktteile (2, 3) aus schichtförmigen Werkstücken gefertigt werden, und die Werkstücke so erwärmt werden, dass das thermoplastische Material erweicht, wodurch ihnen die gewünschte Gestalt mittels einer Form und dem Einfluss von Vakuum und/oder Druck gegeben wird, dass man die hergestellten Produktteile abkühlen und für 1 bis 2 Tage nachschrumpfen lässt und dass die Produktteile danach zu einer Einheit verbunden werden, optional zusammen mit Produktteilen (4, 5), die durch Spritzgießen mittels einer Form hergestellt wurden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens eines der Produktteile durch Spritzgießen mittels einer Form, die ein oder mehrere Formhohlräume umfasst, hergestellt. Ein geschmolzenes thermoplastisches Material wird in einen Formhohlraum der Form gespritzt. Das thermoplastische Material lässt man fest werden. Die Form kann dann geöffnet und das Produktteil aus der Form entfernt werden. Das Produktteil lässt man dann vollständig abkühlen und nachschrumpfen. Die Produktteile werden alternativ durch Spritzgießen mittels einer Form, umfassend ein oder mehrere Formhohlräume, hergestellt. Die Form beinhaltet Mittel zum Einspritzen eines Druckgases. Geschmolzenes thermoplastisches Material wird in einen Formhohlraum der Form eingespritzt, woraufhin das Druckgas in das geschmolzene thermoplastische Material in den Formhohlraum eingespritzt wird. Das thermoplastische Material lässt man fest werden, woraufhin das Gas evakuiert wird. Die Form wird dann geöffnet und das hergestellte Produktteil aus der Form entfernt. Man lässt das Produktteil vollständig abkühlen und nachschrumpfen. Es ist dadurch möglich, spezielle Merkmale zu fertigen, wie z. B. Etikettentaschen, die in dem Stück integriert sind. Es ist normalerweise nicht möglich, solche speziellen Merkmale durch Vakuumformen oder Blasformen zu fertigen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden ein oder mehrere Produktteile in einer Form, umfassend eine erste und eine zweite Formhälfte, hergestellt. Die Formhälften umfassen jeweils einen formgebenden Hohlraum. Die beiden formgebenden Hohlräume bilden zusammen eine negative Abbildung der äußeren Form des Produktteils. Die Formhälften sind so platziert, dass ein Zwischenraum zwischen den beiden Formhälften gebildet wird und dass die Formhohlräume zueinander ausgerichtet sind. Zwei vorgewärmte schichtförmige Werkstücke werden zwischen den zwei Formhälften angebracht. Die Werkstücke werden individuell in Richtung der formgebenden Oberfläche der Formhohlräume mittels Vakuum oder Druck gezwungen. Die Formhälften werden zusammengepresst, während das thermoplastische Material immer noch heiß ist, so dass das Material in den Werkstücken verschmilzt und eine hohle Einheit gebildet wird. Es zeigte sich, dass es ein großer Vorteil ist, die beiden Oberflächen auf beiden Seiten des Zwischenhohlraumes miteinander mittels lokal platzierten Rillen und turmähnlichen Teilen auf Produktteile, die große gerade Oberflächen enthalten, anzubringen. Dies erhöht die mechanische Festigkeit des Produktes sowie die Fähigkeit, Biegung zu widerstehen, wenn eine Ladung aufgebracht ist.

Die Produktteile bilden bevorzugt Teile wie einen Boden, einen Fuß oder eine Kufe einer Palette oder einen Boden, einen Fuß, eine Seitenwand oder eine Kufe eines Palettenbehälters oder dergleichen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bilden die Spritzgussproduktteile Teile wie einen Fuß oder eine Kufe einer Palette, einen Fuß, eine Seitenwand oder eine Kufe eines Palettenbehälters. Diese Produktteile werden durch Schweißen, wie Stumpfschweißen, Reibungsschweißen oder Zusatzschweißen ("filler welding"), verbunden. Die Oberfläche der zwei Produktteile, die miteinander verbunden werden sollen, werden erwärmt bis sie schmelzen, wenn sie im Stumpfschweißverfahren verwendet werden. Das Erwärmen wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Oberflächen, die miteinander verbunden werden sollen, mit einer erwärmten Metallplatte in Kontakt gebracht werden. Die erwärmten Produktteile werden dann aufeinander gepresst, während man die geschmolzenen Oberflächen abkühlen lässt.

Wenn Reibungsschweißen angewendet wird, werden die Oberflächen, die miteinander verbunden werden sollen, gerieben bis sie aufgrund der Reibungswärme schmelzen. Die am häufigsten verwendete Variante dieser Verfahren ist Ultraschallschweißen, Niedrigfrequenzschweißen und Rotationsschweißen.

Zusatzschweißen, das bei thermoplastischen Materialien angewendet wird, ist ähnlich wie Gasschweißen, wobei ein Schweißstab auf Metall verwendet wird. Die Oberfläche des Verbindungsstücks und eines Schweißstabes, hergestellt aus demselben thermoplastischen Material, wie in den Produktteilen, werden mit einem Heißluftgebläse erwärmt. Der Schweißstab wird zum Füllen des Verbindungsstücks auf eine ähnliche Weise verwendet, wie beim Metallschweißen. Das letztere Verfahren kann auch in Kombination mit den oben erwähnten Verfahren angewendet werden.

Das verwendete thermoplastische Material ist bevorzugt aus einem Polymer, wie Polyethylen, Polypropylen oder Polybuten, mit einer mittleren Molekularmasse im Bereich von 200.000 bis 2.000.000, bevorzugt über 300.000, aufgebaut. In bestimmten Fällen, beispielsweise wenn Produkte mit dünnen Wänden hergestellt werden sollen, könnten Polymere mit einer mittleren Molekularmasse im Bereich von 1.000.000 bis 2.000.000 Vorteile zeigen, während Produkte mit dicken Wänden meist aus einem Polymer mit einer mittleren Molekularmasse im Bereich von 300.000 bis 1.000.000 hergestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die röhrenoder schichtförmigen Werkstücke aus einem thermoplastischen Material mit zwei oder mehr Schichten aufgebaut. Die Schichten sind aufgebaut aus einer Kombination von zwei oder mehr Materialien, ausgewählt aus der Gruppe festes thermoplastisches Frischmaterial, festes thermoplastisches Altmaterial, expandiertes thermoplastisches Frischmaterial und expandiertes thermoplastisches Altmaterial.

Die Erfindung wird ferner zusammen mit den beigefügten Figuren, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und ein Vergleichsbeispiel zeigen, verdeutlicht, wobei

1 perspektivisch dargestellt Produktteile einer Palette vor dem endgültigen Zusammenbau zeigt;

2 im Querschnitt ein Teil einer Palette, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde; zeigt.

3 perspektivisch Produktteile einer Palette vor dem endgültigen Zusammenbau zeigt. Die Palette ist hergestellt durch ein Verfahren alternativ zur vorliegenden Erfindung;

4 perspektivisch Produktteile einer Palette vor dem endgültigen Zusammenbau zeigt.

1 zeigt perspektivisch Produktteile einer Palette 1 vor dem endgültigen Zusammenbau. Die Palette 1 ist durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt. Die Palette wird aus Produktteilen in Form eines hohlen Palettenbodens 2 und drei ähnlichen hohlen Palettenkufen 3 hergestellt. Der Palettenboden 2 und die Palettenkufen 3 werden individuell in jeweils einer Form hergestellt. Die Formen umfassen eine erste und eine zweite Formhälfte, die zusammen einen formgebenden Hohlraum bilden, welcher eine negative Abbildung des Palettenbodens 2 bzw. der Palettenkufen 3 ist. Die Formhälften werden so platziert, dass ein Zwischenraum zwischen den beiden Formhälften gebildet wird und dass die Formhohlräume zueinander ausgerichtet sind. Zwei schichtförmige vorgewärmte Werkstücke aus Polyethylen mit hoher Dichte mit einem mittleren Molekulargewicht größer als 300.000 werden dann zwischen den zwei Formhälften angebracht. Die zwei Formstücke werden dann individuell in Richtung der Formhohlräume jeweils einer Formhälfte mittels Vakuum geformt. Die zwei Formhälften werden dann zusammenpresst, während das thermoplastische Material noch immer heiß ist, so dass das Material verschmilzt und eine hohle Einheit bildet. Das Verfahren wird für die verschiedenen Formen wiederholt, so dass eine benötigte Menge an Palettenböden 2 und Palettenkufen 3 erhalten wird. Man lässt den Palettenboden 2 und die Palettenkufen 3 abkühlen und nachschrumpfen, was normalerweise ein oder zwei Tage dauert, bevor sie zu dem Endprodukt zusammengefügt werden. Der Palettenboden 2 und die Palettenkufen 3 werden mit einer Anzahl an Verbindungsoberflächen 6 bereitgestellt, die zum Verbinden des Palettenbodens 2 und der Palettenkufen 3 gedacht sind. Die Verbindungsoberflächen 6 werden erwärmt, indem sie mit einer heißen Metallplatte in Kontakt gebracht werden. Die Teile 2 und 3 werden zusammengepresst, während das Material in den Verbindungsoberflächen 6 immer noch warm ist, wodurch die Teile 2 und 3 zusammenschmelzen, so dass sie eine Einheit in Form einer Palette 1 bilden.

2 zeigt im Querschnitt einen Teil einer Ausführungsform einer Palette 1, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird. Eine Palettenkufe 3, die aus zwei schichtförmigen Werkstücken hergestellt ist, bildet eine obere Hälfte 3' und eine untere Hälfte 3'' einer Palettenkufe 3. Die zwei Palettenkufenhälften 3' und 3'' wurden verschmolzen gemäß dem Herstellungsverfahren wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben.

Die obere Hälfte und die untere Hälfte sind zusätzlich dazu, dass sie entlang der Kanten miteinander verbunden sind, auch durch eine Anzahl an lokalen Rillen oder turmähnlichen Vorsprüngen 7 (siehe auch 1) in größeren parallelen Oberflächen miteinander verbunden, um die mechanische Festigkeit und die Formstabilität zu erhöhen. Ein Palettenboden 2 ist auf eine ähnliche Weise aus einer oberen Palettenbodenhälfte 2'' und einer unteren Palettenbodenhälfte 2' hergestellt, wobei die Hälften hinsichtlich der Herstellung verschmolzen werden. Die zwei Palettenbodenhälften 2' und 2'' sind zusätzlich dazu, dass sie entlang den Kanten miteinander verbunden sind, auch durch eine Anzahl an lokalen Rillen oder turmähnlichen Vorsprüngen 7 (siehe auch 1) in größeren parallelen Oberflächen verbunden. Die Palettenkufe 3 und der Palettenboden 2 sind hohle Produktteile, die zusammen eine Palette 1 bilden. Die Palettenkufe 3 wird mit dem Palettenboden 2 durch Verschmelzen, wie in Bezug auf 1 beschrieben, verbunden.

3 zeigt perspektivisch Teile einer Palette 1 vor dem endgültigen Zusammenbau. Palette 1 wird durch eine alternative Ausführungsform gemäß der Erfindung hergestellt. Die Palette 1 ist aus einer Anzahl an Produktteilen in Form eines hohlen Palettenbodens 2, drei ähnlichen Palettenkufen 3, vier Eckfüßen 4 und fünf Mittelfüßen 5 aufgebaut. Dem Palettenboden 2 wird seine Form in einer Form gegeben, umfassend eine erste und eine zweite Formhälfte. Jede Hälfte beinhaltet einen formgebenden Hohlraum. Die zwei formgebenden Hohlräume bilden zusammen eine negative Abbildung der äußeren Form des Palettenbodens 2. Die Formhälften werden so platziert, dass ein Zwischenraum zwischen den Formhälften gebildet wird und dass die Formhohlräume zueinander ausgerichtet sind. Zwei vorgeformte Werkstücke aus Polyethylen hoher Dichte mit einem mittleren Molekulargewicht größer als 300.000 werden dann zwischen den zwei Formhälften angebracht. Die zwei Werkstücke werden individuell in Richtung des Hohlraumes einer Formhälfte mittels Vakuum geformt. Die zwei Formhälften werden dann zusammengepresst, während das thermoplastische Material immer noch heiß ist, so dass das Material verschmilzt und eine hohle Einheit bildet. Man lässt die erhaltenen Teile abkühlen, so dass das thermoplastische Material hart wird, woraufhin die Form geöffnet wird und das Teil entfernt wird. Das Verfahren wird wiederholt, so dass eine benötigte Menge an Palettenböden 2 erhalten wird. Man lässt die Palettenböden 2 abkühlen und nachschrumpfen, was normalerweise 1 oder 2 Tage dauert, bevor sie mit anderen Teilen zu dem Endprodukt zusammengesetzt werden.

Der Palettenkufe 3 wird ihre Form in einer Form gegeben, umfassend eine erste und eine zweite Formhälfte. Jede Hälfte beinhaltet einen formgebenden Hohlraum. Die beiden formgebenden Hohlräume bilden zusammen eine negative Abbildung der äußeren Form der Palettenkufe 3. Die Formhohlräume werden so platziert, dass ein Zwischenraum zwischen den Formhälften gebildet wird und dass die beiden Hohlräume zueinander ausgerichtet sind. Ein vorgewärmtes röhrenförmiges Werkstück aus Polyethylen hoher Dichte mit einem mittleren Molekulargewicht größer als 300.000 wird dann zwischen die beiden Formhälften platziert, woraufhin die Form geschlossen wird. Luft wird in das röhrenförmige Werkstück geblasen und die Luft in dem Zwischenraum zwischen dem Werkstück und der Form wird gleichzeitig hinausgedrückt, wodurch das Werkstück in Richtung der formgebenden Oberfläche der Form gezwungen wird. Ein hohles Teil in Form einer Palettenkufe wird dadurch erhalten. Das erhaltene Teil lässt man abkühlen, so dass das thermoplastische Material fest wird, wonach die Form geöffnet wird und das Teil entfernt wird. Das Verfahren wird wiederholt, so dass eine benötigte Menge an Palettenkufen 3 erhalten wird. Die Palettenkufen 3 lässt man abkühlen und nachschrumpfen, was normalerweise 1 bis 2 Tage dauert, bevor sie mit den anderen Teilen zu dem Endprodukt zusammengesetzt werden.

Der Eckfuß 4 und der Mittelfuß 5 werden durch Spritzgießen in einer Form, enthaltend eine Anzahl an Formhohlräumen, hergestellt. Die Formhohlräume bilden negative Abbildungen des Eckfußes 4 und des Mittelfußes. Eine Menge an geschmolzenem thermoplastischen Material wird in die Formhohlräume eingespritzt, so dass sie im wesentlichen gefüllt sind. Das thermoplastische Material lässt man dann abkühlen, so dass das thermoplastische Material dann fest wird, woraufhin die Form geöffnet wird und der Eckfuß 4 und der Mittelfuß 5 aus der Form entfernt wird. Die Vorgehensweise wird wiederholt, so dass eine gewünschte Menge an Eckfuß und Mittelfuß 5 erhalten wird. Die Fußteile 4 und 5 lässt man dann abkühlen und nachschrumpfen, was normalerweise 1 oder 2 Tage dauert, bevor sie mit anderen Teilen zu den Endprodukten zusammengefügt werden.

Der Palettenboden 2, die Palettenkufen 3, der Eckfuß 4 und der Mittelfuß 5 werden mit einer Anzahl an Verbindungsoberflächen 6 versehen, die erwärmt werden, indem sie mit einer erwärmten Platte in Kontakt gebracht werden. Ein Palettenboden 2, vier Eckfüße 4, fünf Mittelfüße 5 und drei Palettenkufen 3 werden dann zusammengepresst, während das thermoplastische Material in den Verbindungsoberflächen noch immer heiß ist, wodurch die unterschiedlichen Teile verschmelzen, so dass eine Einheit in der Form einer Palette 1 erhalten wird.

Die Produktteile werden zusätzlich zu der Verbindung entlang der Kanten auch durch eine Anzahl an lokalen Rillen oder turmähnlichen Vorsprüngen in größeren parallelen Oberflächen verbunden, um die mechanische Stabilität und die Formstabilität zu erhöhen.

4 zeigt perspektivisch Produktteile einer Palette 1 vor dem endgültigen Zusammenbau. Die Palette 1 wird gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens hergestellt, das hauptsächlich dem entspricht wie es in Verbindung mit 1 beschrieben ist. Die durch das Verfahren erhaltene Palette 1 ist für die Verwendung unter extremen Bedingungen gedacht. Die Palette wird aus Produktteilen in Form eines oberen hohlen Palettenbodens 2a, eines unteren Palettenbodens 2b und drei ähnliche hohle Palettenkufen 3 hergestellt. Die Palettenböden 2a und 2b und die Palettenkufen 3 sind individuell in jeweils einer Form hergestellt. Die Formen umfassen eine erste und eine zweite Formhälfte, die zusammen einen formgebendenden Hohlraum beinhalten, der eine negative Abbildung der Palettenböden 2a und 2b bzw. der Palettenkufen 3 dargestellt. Die Formhälften werden so platziert, dass ein Zwischenraum zwischen den zwei Hälften gebildet wird, so dass die Hohlräume zueinander gerichtet sind. Zwei schichtförmige vorgewärmte Werkstücke aus Polyethylen hoher Dichte mit einem mittleren Molekulargewicht größer als 300.000 werden dann zwischen die zwei Formhälften platziert. Die zwei Werkstücke werden dann individuell in Richtung des Hohlraums jeweils einer Formhälfte mittels Vakuum geformt. Die zwei Formhälften werden dann zusammengepresst, während das thermoplastische Material noch immer heiß ist, so dass das Material zusammenschmilzt und eine hohle Einheit bildet. Das Verfahren wird für die verschiedenen Formen wiederholt, so dass eine benötigte Menge an Palettenböden 2a und 2b und Palettenkufen 3 erhalten wird. Die Palettenböden 2a und 2b und die Palettenkufen 3 lässt man abkühlen und nachschrumpfen, was normalerweise 1 oder 2 Tage dauert, bevor sie zu dem Endprodukt zusammengesetzt werden. Die Palettenböden 2a und 2b und die Palettenkufen 3 werden mit einer Anzahl an Verbindungsoberflächen 6 versehen, die zum Verbinden der Palettenböden 2a und 2b und der Palettenkufen 3 gedacht sind. Die Verbindungsoberflächen 6 werden dadurch erwärmt, dass sie mit einer heißen Metallplatte in Kontakt gebracht werden. Die Teile 2a, 2b und 3 werden dann zusammengepresst, während das Material in den Verbindungsoberflächen 6 immer noch heiß ist, wodurch die Teile 2a, 2b und 3 zusammenschmelzen, so dass sie eine Einheit in Form einer Palette bilden.

Beispiel

Eine Palette ähnlich wie die in 1 gezeigte Palette und hergestellt gemäß dem Verfahren, das in Verbindung mit 1 beschrieben wird, wird auf zwei Balken platziert, so dass die Palette auf 75 mm breiten Trägeroberflächen auf den zwei kurzen Seiten ruhte. Eine gewöhnliche Palette, hergestellt durch Spritzgießen, wurde auf dieselbe Weise auf zwei Balken platziert. Die zwei Paletten wurden unter Verwendung derselben Menge an Material hergestellt, d. h. die beiden Paletten hatten dasselbe Gewicht. Die beiden Paletten wiesen auch dieselben äußeren Dimensionen auf. Eine Punktladung von 10.000 N wurde für 48 h auf jede der beiden Paletten aufgebracht. Die Temperatur betrug 21°C während des Tests. Die Biegung, d.h. das Abwärtskrümmen der Palette, wurde auf halbem Weg zwischen den Balken gemessen. Der Test wurde dann mit zwei neuen Paletten, wie oben, bei einer Temperatur von 40°C wiederholt. Alle Paletten wurden aus Polyethylen hoher Dichte ohne jegliche zusätzliche verstärkende Profile wie Metallbalken hergestellt, auch wurde keine verstärkende Faser oder Füllmaterial zu dem thermoplastischen Material zugegeben. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle unten gezeigt.

Tabelle 1

Aus den Beispielen ist offensichtlich, dass eine Palette hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, deutlich geringere Deformation erfährt, als eine durch Spritzgießen hergestellte Palette, obwohl dieselbe Menge an Material verwendet wird. Eine ähnliche Verbesserung wird erhalten bei anderen Produkttypen, wie Palettenbehältern und Behältern, hergestellt aus thermoplastischem Material.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, da diese innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert, auf verschiedene Arten variiert werden können.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Produkte mit einer hohen Kriechspannungsfestigkeit und frei von Verstärkungszusätzen, wobei das Verfahren wenigstens Vakuumformen und/oder Blasformen eines thermoplastischen Materials, wie Polyethylen, Polypropylen oder Polybuten, beinhaltet, wobei die Produktteile (2, 3) aus schichtförmigen Werkstücken gefertigt werden, und die Werkstücke so erwärmt werden, dass das thermoplastische Material erweicht, wodurch ihnen die gewünschte Gestalt mittels einer Form und dem Einfluss von Vakuum und/oder Druck gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die hergestellten Produktteile abkühlen und für 1 bis 2 Tage nachschrumpfen lässt und dass die Produktteile danach zu einer Einheit verbunden werden, optional zusammen mit Produktteilen (4, 5), die durch Spritzgiessen mittels einer Form hergestellt wurden.
  2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Spritzgiessen hergestellten Produktteile mittels einer Form gefertigt werden, die ein oder mehrere Formhohlräume umfasst, wobei das geschmolzene thermoplastische Material in einen Formhohlraum der Form gespritzt wird, dass man das thermoplastische Material fest werden lässt, wobei die Form geöffnet und das Produktteil aus der Form entfernt werden kann, woraufhin man das Produktteil vollständig abkühlen und für 1 bis 2 Tage nachschrumpfen lässt.
  3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Spritzgiessen hergestellten Produktteile mittels einer Form gefertigt werden, die einen oder mehrere Formhohlräume umfasst, dass die Form Mittel zum Einspritzen eines Druckgases enthält, wodurch geschmolzenes thermoplastisches Material in einen Formhohlraum der Form eingespritzt wird, woraufhin das Druckgas in das geschmolzene thermoplastische Material in den Formhohlraum eingespritzt wird, dass man das thermoplastische Material fest werden lässt, dass das Gas evakuiert wird, woraufhin die Form geöffnet und das Produktteil aus der Form entfernt werden kann, und man vollständig abkühlen und für 1 bis 2 Tage nachschrumpfen lässt.
  4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere aus Werkstücken hergestellte Produktteile in einer Form gefertigt werden, die eine erste und eine zweite Formhälfte umfasst, wobei die Formhälften jeweils einen formgebenden Hohlraum umfassen, dass die zwei formgebenden Hohlräume zusammen eine negative Abbildung der äusseren Form des Produktteils bilden, wobei die Formhälften so plaziert sind, dass ein Zwischenraum zwischen den beiden Formhälften gebildet wird und dass die Formhohlräume zueinander ausgerichtet sind, woraufhin zwei vorgewärmte schichtförmige Werkstücke zwischen den zwei Formhälften angebracht werden, dass die Werkstücke jedes für sich in Richtung der formgebenden Oberfläche der Formhohlräume mittels Vakuum und/oder Druck gezwungen werden, woraufhin die Formhälften zusammengepresst werden, während das thermoplastische Material immer noch heiss ist, so dass das Material in den Werkstücken verschmilzt und eine hohle Einheit gebildet wird.
  5. Verfahren gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die aus Werkstücken hergestellten Produktteile als auch die durch Spritzgiessen hergestellten Produktteile Teile bilden, wie einen Palettenboden, einen Fuss oder eine Kufe einer Palette, einen Palettenboden, einen Fuss, eine Seitenwand oder eine Kufe eines Palettenbehälters oder dergleichen.
  6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussproduktteile Teile bilden, wie einen Fuss oder eine Kufe einer Palette oder einen Fuss, eine Seitenwand oder eine Kufe eines Palettenbehälters.
  7. Verfahren gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die aus Werkstücken hergestellten Produktteile als auch die durch Spritzgiessen hergestellten Produktteile durch Schweissen, wie Stumpfschweissen, Reibungsschweissen oder Füllschweissen, verbunden werden.
  8. Verfahren gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material durch ein Polymer mit einer mittleren Molekularmasse im Bereich von 200.000 bis 2.000.000, bevorzugt über 300.000, aufgebaut ist.
  9. Verfahren gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4, 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schichtförmigen Werkstücke durch ein thermoplastisches Laminat aus zwei oder mehreren Schichten aufgebaut sind, wobei die Schichten durch eine Kombination aus zwei oder mehreren Materialien, ausgewählt aus der Gruppe festes thermoplastisches Frischmaterial, festes thermoplastisches Altmaterial, expandiertes thermoplastisches Frischmaterial und expandiertes thermoplastisches Altmaterial, aufgebaut sind.
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