DE69708192T2

DE69708192T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines spritzgegossenen Gegenstandes

Info

Publication number: DE69708192T2
Application number: DE69708192T
Authority: DE
Inventors: Gerrit Hendrik Ten Tije; Johan Hendrik Vreeman
Original assignee: Simco Nederland BV
Current assignee: Simco Nederland BV
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2017-03-15
Also published as: NL1002696C2; DE69708192D1; EP0802032A1; US6007759A; EP0802032B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzguss-Artikels, auf dessen Oberfläche ein Etikett angeordnet ist, welches Verfahren die in geeigneter Abfolge auszuführenden Schritte aufweist:
(a) Vorsehen einer Spritzgussform mit zwei Form-Hälften, die zusammen im geschlossenem Zustand einen Gusshohlraum bilden, wobei die Form des Gusshohlraums der Form des herzustellenden Spritzguss-Artikels entspricht;
(b) Anordnen eines Etiketts, das durch einen Form-Kern in dem Spritzgusshohlraum in geöffnetem Zustand gehalten wird;
(c) Elektrisieren des Etiketts zu einem ungefähren Zeitpunkt, wenn das Etikett die Wand des Spritzgusshohlraums kontaktiert, so dass es an der Wand des Spritzgusshohlraums elektrostatisch anhaftet;
(d) Entfernen des Form-Kerns von dem Spritzgusshohlraum und Verschließen der Spritzgussform;
(e) Einspritzen von erwärmtem und damit plastifiziertem Kunststoff in den Spritzgusshohlraum; und
(f) Öffnen der Spritzgussform nach einem Abkühlen und damit nach einem Aushärten des Kunststoffs und Entfernen des Artikels von dem Spritzgusshohlraum.
Die US-A-3,602,469 beschreibt ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzguss-Artikels, auf dessen Oberfläche ein Etikett angeordnet ist. Das Etikett wird in den auf einem Form-Kern getragenen Spritzgusshohlraum eingeführt, welcher Form-Kern mit einer Saugerzeugungs- Vorrichtung versehen ist, die das Etikett auf dem Form-Kern während dessen Übertragung festhält. Der Form-Kern ist mit einer Vorrichtung zum elektrischen Laden des Etiketts in dem Spritzgusshohlraum versehen, wodurch das Etikett an der Spritzgusshohlraumfläche anhaftet. Diese Vorrichtung zum elektrischen Laden des Etiketts besteht aus Leitern, die in Rillen des Form-Kerns installiert sind, wobei die Außenenden der Leiter gebogen sind, um so Nadeln zu formen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Übertrag und die Anhaftung zu verbessern, welche Haftung gewährleistet, dass sich das Etikett nicht länger verschiebt, während eine Penetration des plastifizierten Kunststoffs zwischen das Etikett und den Spritzgusshohlraum währenddem Spritzguss- Vorgang ebenso verhindert wird.
Demgemäß ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Form-Kern eine elektrisch leitende Schicht zumindest in der Region aufweist, in der das Etikett zu tragen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat vorzugsweise das besondere Merkmal, dass das Etikett zumindest eine Innenfläche aus einem Material hat, das beim Erwärmen an dem erwärmten Kunststoff anhaftet oder mit diesem homogen verschmilzt, welches Material beispielsweise dasselbe Material ist.
Um eine Beschädigung der von dem Etikett enthaltenen Information zu verhindern, ist eine Ausführungsform empfohlen, bei der die Innenfläche des Etiketts eine Informations- Trägerschicht aufweist, die durch eine lichtdurchlässige, beispielsweise transparente, Schicht überdeckt ist.
Vorzugsweise besteht die elektrisch leitende Schicht aus einem flexiblen Material, beispielsweise einem Schaum-Material.
Eine spezielle Ausführungsform hat das Merkmal, dass die Ladung auf die elektrisch leitende Schicht aufgebracht wird. In dieser Ausführungsform ist die Ladungsübertragung direkt ausgeführt.
Eine andere Ausführungsform hat das spezielle Merkmal, dass die Ladung auf den Form-Kern gebracht wird. Hier erfolgt die Ladungsübertragung indirekt.
Das Verfahren hat vorzugsweise das spezielle Merkmal, dass Schritt (b) mit einer automatischen Vorrichtung erfolgt. In dieser Ausführungsform wird der Form-Kern von einem Roboter oder einem mechanisch gesteuerten Arm getragen.
Vorzugsweise hat die Spannung einen Maximalwert von ca. 30 kV. Diese Spannung kann geringer sein als beispielsweise in dem Fall bei einer Verwendung von Punktelektroden, da die Ladung über die gesamte Oberfläche des Materials aufgebracht wird und eine Ionisierung der Luft unnötig ist.
Mit der Verwendung einer elektrisch leitenden Schicht, wie sie oben beschrieben ist, kann das Verfahren das spezielle Merkmal aufweisen, dass die elektrisch leitende Schicht einen Leitungswiderstand von 103 bis 1012 Ohm hat. Die elektrisch leitende Schicht kann aus einem imprägnierten Polyurethan- Schaum bestehen.
Die Erfindung betrifft überdies eine Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzguss-Artikels, auf dessen Oberfläche ein Etikett durch Anwendung des Verfahrens angeordnet ist, wie es in einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht ist, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Spritzgussform mit zwei Form-Hälften, die zusammen in geschlossenem Zustand einen Spritzgusshohlraum bilden, wobei die Form des Spritzgusshohlraums der Form des Spritzguss-Artikels entspricht;
einen Form-Kern zum Tragen des Etiketts in den Spritzgusshohlraum in dem geöffneten Zustand; und
eine Vorrichtung zum Einspritzen von erwärmtem und plastifiziertem Kunststoff in den Spritzgusshohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Form-Kern eine elektrisch leitende Schicht zum Aufnehmen des Etiketts trägt, welche Schicht an einer Vorrichtung zum elektrischen Laden des Etiketts in etwa während dem Moment angeschlossen ist, wenn das Etikett die Wand des Spritzgusshohlraums kontaktiert.
Die allgemeinen Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden:
1. Die Produkte müssen nicht für ein späteres Bedrucken gelagert werden. Dadurch ist weniger Lagerraum erforderlich und der Raum für die Etiketten kann ausreichend sein.
2. Die Produktion kann wesentlich flexibler sein, da für eine unterschiedliche Dekoration nur die Etiketten ausgetauscht werden müssen.
3. Die Produkte können in der letztendlichen Verpackung direkt von der Spritzgussmaschine eingebracht werden. Sie werden hierbei nicht von Händen berührt, womit sie sauber bleiben. Das eliminiert ebenso die Notwendigkeit eines Waschens, Trocknens, Sterilisierens und so weiter. Das kann den Umsatz beträchtlich beschleunigen.
4. Da ein Bedrucken nicht weiter erfolgen muss, kann eine Flammen-Vorbehandlung oder eine Korona weggelassen werden.
5. Keine Bedruckmaschinen sind erforderlich. Eine Bedruckmaschine wird nur verwendet, um die Etiketten zu produzieren, die von außen geliefert werden.
6. Keine Drucktinte ist erforderlich, wobei eine Wartung von Bedruckmaschinen unnötig ist und weniger Personal erforderlich ist.
7. Ein Bedrucken eines Etiketts kann auf der Innenseite erfolgen, wobei eine Beschädigung praktisch ausgeschlossen ist. Ein Etikett kann vollständig mit dem Produkt homogen verschmolzen werden, wodurch eine bessere Qualität gewährleistet ist.
8. In dem Fall, in dem das Etikett aus demselben Material wie das Produkt besteht, kann der gesamte Artikel wiederverwertet werden.
9. Keine Vakuum-Leitungen sind in der Spritzgussform zum zeitweisen Halten des Etiketts erforderlich. Wie das bekannt ist, neigen Vakuum-Leitungen dazu, aufgrund eines Verölens oder aufgrund von Ablagerungen durch Kunststoff blockiert zu werden.
10. Als Ergebnis des Fehlens von Vakuum-Leitungen tritt keine ungleichmäßige Kühlung der Spritzgussform auf.
11. Aufgrund des Fehlens von Vakuum-Leitungen erfolgt keine Markierung der Artikel.
12. Aufgrund des Fehlens von Vakuum-Leitungen kann die Spritzgussform günstiger sein.
13. Das Verfahren kann in jeder Spritzgussform auch bei existierenden Spritzgussformen angewendet werden.
14. Anders als im Fall mit normalen Etiketten wird kein Klebstoff verwendet.
15, Das Übergehen von einer Dekoration zur anderen kann sehr schnell erfolgen.
16. Die Beschaffenheit und Form der Etiketten kann an jedes Erfordernis vollständig angepasst werden.
Die Verwendung einer aus Schaummaterial bestehenden, elektrisch leitenden Schicht kann überdies im Vergleich zur Verwendung von Punktelektroden die folgenden Vorteile mit sich bringen.
1. Eine sehr gute einheitliche Aufladung, wobei das Etikett sehr fest an der Wand des Spritzgusshohlraums anliegt.
2. Das Schaummaterial schafft die Möglichkeit, im Vergleich mit einer Punktelektrode mit einer geringeren Spannung zu arbeiten.
3. Das elektrostatische Anhaften eines Etiketts bei der Verwendung eines Schaummaterials erfolgt schneller als bei einer Verwendung von Punktelektroden.
4. Kein Ladungsübersprung findet aufgrund des inneren Widerstands der elektrisch leitenden Schicht statt, wodurch keine elektromagnetische Beeinflussung auftritt.
5. Die Verwendung einer elektrisch leitenden Schaummaterial- Schicht ist einfacher und kostengünstiger als die Verwendung von Punktelektroden.
6. Die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Wände des Spritzgusshohlraums durch weiches Schaummaterial ist beträchtlich reduziert.
7. Die Ausführung kann einfacher und kostengünstiger sein.
Die letzte Zusammenstellung zeigt, dass die Verwendung von insbesondere einer Schaummaterial-Schicht oder eines Polsters große Vorteile bietet. Während der Anordnung des Etiketts kann dieses leicht durch den Form-Kern mit einem entsprechenden leichten Zusammendrücken der elastisch kompressiblen Schaummaterial-Schicht aus elektrisch leitendem Material aufgedrückt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren schafft einen überragenden Kontakt eines Etiketts selbst mit absonderlichen oder irregulär gebildeten Wänden von Spritzguss-Hohlräumen.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen die Fig. 1 bis 7 sehr schematisch entsprechende Querschnitte durch eine Spritzgussform und einen Auflade-Form-Kern in den aufeinanderfolgenden Stufen einer Herstellung eines becherförmigen Artikels, der mit einem Etikett versehen ist.
Eine Spritzguss-Vorrichtung weist eine erste Form-Hälfte 1, auf der eine Spritzdüse für erwärmten, plastifizierten Kunststoff angebracht wird, zusätzlich zu einer zweiten Form- Hälfte 3 auf, welche Form-Hälften 1 und 3 aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, so dass sie den in Fig. 6 in einem geschlossenen Zustand gezeigten Gusshohlraum 9 bilden, und in einem geöffneten Zustand voneinander entfernt und in einem gegenseitigen Abstand angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist überdies einen Form- Kern 4 mit einer Leitungsbeschichtung 5 auf. Die relevante Außenfläche des Form-Kerns hat eine entsprechend der in diesem Fall kegelförmigen Form der Innenfläche 11 der ersten Guss- Hälfte 1 entsprechende Form. Auf der Mantelfläche des Form- Körpers 4 befinden sich einmündende Saugleitungen 6, die an der Saugmündung (nicht gezeigt) zum zeitweisen Halten aufeinanderfolgender Etiketten 8 anschließbar sind.
Die Außenfläche 12 der zweiten Guss-Hälfte 3 legt auch zusammen mit der Innenfläche 11 der ersten Guss-Hälfte 1 den becherförmigen Gusshohlraum 9 in dem verschlossenen Zustand der Spritzgussform 1, 3 fest.
Fig. 1 zeigt die Ruheposition, in der die Gussform vollständig geöffnet und auch der Form-Körper in der Ruheposition angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt den Zustand, in dem ein Etikett 8 zu dem Form- Körper 4 hinzugefügt und zeitweilig durch ein Ansaugen über die Saugleitung 6 festgehalten wird.
Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem der Form-Körper 4 nach Ausführung einer Drehung 13 um einen bestimmten Winkel ein Etikett 8 an seiner Außenfläche trägt, welches gegen die Innenfläche 11 anzuordnen ist.
Fig. 4 zeigt den Zustand, bei dem der Form-Körper mit dem dagegen angesaugten Etikett 8 in der ersten Guss-Hälfte 1 angeordnet ist, so dass die elastisch kompressible Leitungsschicht 5, die die Mantelfläche des Formkörpers 4 beschichtet, das auf dessen Außenseite angeordnete Etikett 8 mit einer bestimmten Kraft gegen die Innenfläche 11 drückt. Über eine an einer Hochspannung von beispielsweise 25 kV (nicht gezeigt) angeschlossenen elektrischen Leitung 7 wird in dem Moment an die Leitungsschicht 5 eine Spannung angelegt.
Damit erfolgt eine elektrostatische Aufladung des Kunststoffetiketts 8, welches Etikett dadurch einer elektrostatischen Anziehung an die Innenfläche 11 unterliegt. Das Etikett 8 wird dadurch präzise ohne Irregularitäten oder Faltungen gegen die Innenfläche 11 angelegt.
Fig. 5 zeigt den Zustand, bei dem der Form-Kern 4 entfernt ist und das Etikett 8 an der Innenfläche 11 aufgrund dieser elektrostatischen Anziehungskraft anliegt.
Die Guss-Form 1, 3 wird dann verschlossen, wodurch der in Fig. 6 gezeigte Zustand erhalten wird, bei dem der Spritzgusshohlraum 9 hergestellt wird, das Etikett 8 haftet an der Innenfläche 11 unter der elektrostatischen Anziehungskraft an und die Spritzdüse 2 kann nun erwärmten, plastifizierten Kunststoff in den Gusshohlraum 9 injizieren. Das Etikett 8 und der Spritz-Kunststoff sind derart, dass sie aneinander anhaften oder miteinander homogen verschmelzen können.
Fig. 7 zeigt den Zustand, bei dem nach einer ausreichenden Kühlung der somit gebildete becherförmige Artikel 10 von dem Gusshohlraum entfernt ist, nachdem die Guss-Hälften 1 und 3 zuvor voneinander getrennt worden sind. Das hergestellte Produkt ist becherförmig und trägt das Etikett 8 auf seiner Außenfläche.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Spritzguss-Artikels, auf dessen Fläche ein Etikett (8) angeordnet ist, welches Verfahren die in geeigneter Abfolge auszuführenden Schritte aufweist:

(a) Vorsehen einer Spritzgussform mit zwei Form-Hälften (1,3), die zusammen im geschlossenem Zustand einen Gusshohlraum (9) bilden, wobei die Form des Gusshohlraums der Form des herzustellenden Spritzguss-Artikels entspricht;

(b) Anordnen eines Etiketts (8), das durch einen Form-Kern (4) in dem Spritzgusshohlraum in geöffnetem Zustand gehalten wird;

(c) Elektrisieren des Etiketts zu einem ungefähren Zeitpunkt, wenn das Etikett (8) die Wand des Spritzgusshohlraums kontaktiert, so dass es an der Wand des Spritzgusshohlraums elektrostatisch anhaftet;

(d) Entfernen des Form-Kerns (4) von dem Spritzgusshohlraum und Verschließen der Spritzgussform;

(e) Einspritzen von erwärmtem und damit plastifiziertem Kunststoff in den Spritzgusshohlraum; und

(f) Öffnen der Spritzgussform nach einem Abkühlen und damit nach einem Aushärten des Kunststoffs und Entfernen des Artikels von dem Spritzgusshohlraum,

dadurch gekennzeichnet, dass der Form-Kern (4) eine elektrisch leitende Schicht (5) zumindest in der Region aufweist, in der das Etikett getragen werden soll.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende Schicht (5) aus einem flexiblen Material, beispielsweise einem Schaummaterial besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Etikett (8) zumindest eine Innenfläche aus einem Material hat, das beim Erwärmen an dem erwärmten Kunststoff anhaftet oder mit diesem homogen verschmilzt, welches Material beispielsweise dasselbe Material ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Innenfläche des Etiketts (8) eine informationstragende Schicht aufweist, die durch eine lichtdurchlässige, beispielsweise transparente Schicht überdeckt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ladung auf die elektrisch leitende Schicht (5) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ladung auf den Form-Körper (4) aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schritt (b) mit einer automatischen Vorrichtung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spannung einen Maximalwert von ca. 30 kV hat.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die elektrisch leitende Schicht (5) einen Leitungswiderstand von 10³-10¹² Ohm hat.

10. Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzguss-Artikels auf dessen Oberfläche ein Etikett durch Anwendung des Verfahrens angeordnet ist, wie es in einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht ist, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Spritzgussform mit zwei Form-Hälften (1, 3), die zusammen in geschlossenem Zustand einen Spritzgusshohlraum (9) bilden, wobei die Form des Spritzgusshohlraums der Form des Spritzguss-Artikels entspricht;

einen Form-Kern (4) zum Tragen des Etiketts (8) in den Spritzgusshohlraum (9) in dem geöffneten Zustand; und

eine Vorrichtung zum Einspritzen von erwärmtem und plastifiziertem Kunststoff in den Spritzgusshohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Form-Kern (4) eine elektrisch leitende Schicht (5) zum Aufnehmen des Etiketts trägt, welche Schicht an einer Vorrichtung zum elektrischen Laden des Etiketts in etwa während dem Moment angeschlossen ist, wenn das Etikett die Wand des Spritzgusshohlraums kontaktiert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die elektrisch leitende Schicht (5) des Form-Kerns aus einem flexiblen Material, beispielsweise aus einem Schaummaterial besteht.