CH530854A

CH530854A - Teilbares Formwerkzeug, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben

Info

Publication number: CH530854A
Application number: CH1620270A
Authority: CH
Inventors: Fredy Scheifele
Original assignee: Buehler Ag Geb
Priority date: 1970-11-02
Filing date: 1970-11-02
Publication date: 1972-11-30

Description

Teilbares Formwerkzeug, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben
Die Erfindung betrifft ein teilbares Formwerkzeug für die wiederholte gleiche Formgebung von Werkstücken, vorzugsweise solchen mit darin ausgebildeten Vertiefungen, aus treibmittelhaltigem Kunststoff durch Einspritzen bzw. Eingiessen in aufgeschmolzenem Zustand.

Werkstücke aus treibmittelhaltigem Kunststoff weisen im erstarrten, gebrauchsfertigen Zustande nach der Herstellung im Spritzgiess- oder Formgiessverfahren eine weitgehend porenfreie äussere Schicht und einen porösen Kern auf. Diese Materialstruktur wird oft bei Werkstücken angewendet, welche grosse Wandstärken aufweisen, welche bei geringem Materialaufwand auch grosse Formstabilität aufweisen, welche aber auch trotz grossen Abmessungen geringes Gewicht haben sollen. Bei der Herstellung solcher Werkstücke durch Spritzgiessen erweist es sich als vorteilhaft, dass die Füllung eines teilbaren Formwerkzeuges unter einem geringeren Spritzdruck als beim üblichen Spritzgiessen erfolgt, da die Formfüllung nur teilweise durch das Einspritzen, der Rest durch das Blähen des Treibmittels erfolgt.

Es traten aber beachtliche Schwierigkeiten bei der Herstellung grossräumiger Werkstücke auf, indem diese wegen den grossen Abmessungen oft schlecht oder nur unter grössten Schwierigkeiten hergestellt werden konnten, da die Fliesswege in den grossen Formwerkzeugen sehr lang sind. Damit zusammenhängend ergaben sich oftmals ungünstige Verhältnisse zwischen dem porösen Kern und der weitgehend porenfreien Aussenhaut, indem letztere vielfach allzu mächtig wurde. Damit war eine übermässige Menge an Kunststoffmaterial aufzuwenden.

Diese Werkstücke erhielten ein unnötig hohes Gewicht. Weitere Schwierigkeiten ergaben sich beim Ausformen der Werkstücke aus den Formwerkzeugen durch die wegen den grossen Abmessungen von Formwerkzeug und darin hergestellten Werkstücken sehr grossen Schrumpfungen während des Abkühlprozesses. Daher waren die Werkstücke in erkaltetem Zustand schlecht von der Form zu trennen. Dieser eine Faktor der Entformungsschwierigkeiten wurde noch durch den zweiten der grossen Haftfreudigkeit der verwendbaren Kunststoffe auf den Formoberflächen nachteilig beeinflusst.

Die Behebung dieser Schwierigkeiten durch Ver wendung von bekannten aufsprühbaren Silikon-Produkten oder neuerdings aufsprühbaren Polyfluorolefinen mit deren bekannten verbessernden Gleiteigenschaften zwischen dem Werkstück aus Kunststoff und dem Material des Formwerkzeuges scheiterte an der Schwierigkeit, solche gleitverbessernde Mittel wirksam auf sämtliche, oftmals schlecht oder überhaupt nicht von aussen zugänglichen Flächen des Formwerkzeuges aufzubringen. Durch die der Erfindung zugrunde liegende Massnahme wurden diese Schwierigkeiten auf überraschend einfache Weise gelöst. Zudem erwies sich die Befürchtung, dass die erfinderische Massnahme an den auftretenden Wärmebeanspruchungen scheitere, als ungerechtfertigt.

Das teilbare Formwerkzeug ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die von Kunststoff umhüllten und/oder den Kunststoff umschliessenden Flächen des Formwerkzeuges von einer nichtmetallischen dauerhaftenden Schicht hohen Gleitvermögens für den Kunststoff überzogen sind.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des teilbaren Formwerkzeuges mit dem kennzeichnenden Merkmal, dass die den Kunststoff formenden Flächen des Formwerkzeuges vor der ersten Formgebung mit einer dauerhaftenden Polyfluorolefin-Schicht überzogen werden und diese Schicht ausgehärtet wird.

Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung des teilbaren Formwerkzeuges zur Herstellung von porösen Kunststoff-Werkstücken mit grossem Porenanteil im Kern und mit dünner porenarmer Oberflächen-Haut.

Die teilbaren Formwerkzeuge für die wiederholte gleiche Formgebung von Werkstücken werden in bekannter Weise durch spanlose oder spanabhebende und neuerdings auch elektroerosive Bearbeitung dem negativen Werkstück entsprechend aus einem geeigneten wärmebeständigen Material, vorzugsweise einer wärmebeständigen Metall-Legierung hergestellt. Im Gegensatz zu bisherigen Formwerkzeug-Bearbeitungen werden die Fertigmasse in Abhängigkeit der anschliessenden Beschichtung durch ein Material hohen Gleitvermögens etwas verfälscht hergestellt. Während bisher eine spiegelhafte Politur der Flächen des Formwerkzeuges, die mit dem einzuspritzenden Kunststoff in Berührung kommen, vorzunehmen war, erübrigt sich dies bei der Herstellung von Formwerkzeugen, die mit einer Schicht hohen Gleitvermögens überzogen werden.

Nach der Bearbeitung wird die Schicht hohen Gleitvermögens, wofür sich ein Polvfluorolefin als überaus vorteilhaft erwies und welche beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen Teflon (Du Pont), Hostaflon (Farbwerke Hoechst), Viton (Du Pont), Fluon (ICI) erhältlich sind, entsprechend dem für sie bekannten Auftrag-Verfahren auf die zu beschichtenden Flächen des teilbaren Formwerkzeuges aufgebracht. So erfolgt beim Produkt des einen Herstellers zweckmässig zuerst ein Auftragen durch Aufspritzen oder Aufstreichen einer ersten Schicht bzw. Komponente. Diese wird anschliessend bei der für sie erforderlichen Temperatur ausgehärtet, z. B. bei 1500 C während 15 Minuten. Nach dem Erkalten des Formwerkzeuges nach der ersten Aushärtung wird eine zweite Schicht oder Komponente dieser Materialien, d. h.

Polyfluorolefine, auf die zu beschichtenden Flächen aufgetragen (aufgespritzt oder aufgestrichen). Diese zweite Schicht wird unter dem Einfluss einer Temperatur zwischen 300 und 4000 C, beim Produkt eines bestimmten Herstellers z. B. bei 3450 C, wiederum ausgehärtet. Ein nach diesem Verfahren hergestelltes teilbares Formwerkzeug weist nun vor der ersten Formgebung des damit wiederholt herzustellenden Werkstückes Flächen mit sehr hohem Gleitvermögen für den einzuspritzenden Kunststoff auf.

Je nach dem herzustellenden Werkstück werden dabei entweder nur die vom einzuspritzenden Kunststoff zu umhüllenden Flächen des Formwerkzeuges mit einer solchen dauerhaftenden Polyfluorolefin-Schicht überzogen oder aber man versieht gleichzeitig oder alternativ die den einzuspritzen- den Kunststoff umschliessenden Flächen des Formwerkzeuges mit einer solchen Polyfluorolefin-Schicht. Aus Gründen des Wärmehaushaltes zwischen dem eingespritzen Kunststoff einerseits und der Formtemperatur anderseits erweist es sich als vorteilhaft, wenn die auf die betreffenden Flächen des Formwerkzeuges aufgetragene Polyfluorolefin-Schicht nicht dicker als 0,1 mm ist. Die Erfahrung zeigt, dass eine Schicht von 501rm die genannten Resultate bringt.

Derart hergestellte teilbare Formwerkzeuge werden mit grossem Erfolg zur Herstellung von porösen Kunststoffwerkstücken verwendet. Dabei können solche Werkstücke sowohl durch Spritzgiessen unter Druck hergestellte Strukturschaumstücke als auch durch Formgiessen hergestellte Integralschaum-Stücke sein. Dies hängt damit zusammen, dass solche Schichten den im Formwerkzeug auftretenden Wärmebeanspruchungen während langer Zeit zu widerstehen vermögen.

Sie halten aber auch den bei diesen Herstellungsprozessen auftretenden Drücken stand.

Dank der durch diese Beschichtung der Flächen im Formwerkzeug bewirkten Verminderung der Gleitreibungen des einzuspritzenden Kunststoffes gegenüber den Flächen des teilbaren Formwerkzeuges wird die Formfüllung durch das unter Druck erfolgende Spritzgiessen von Strukturschaum wesentlich erleichtert. Daraus resultiert raschere und zuverlässige Formfüllung unter Verwendung von weniger aufgeschmolzener Kunststoffmenge, was wiederum zu leichteren Werkstücken führt. Auch weisen in solchen teilbaren Formwerkzeugen hergestellte Werkstücke eine gleichmässigere poröse Kernstruktur und eine porenarme Werkstück-Aussenhaut geringerer Dicke auf.

Im Vergleich zu den bisherigen, nicht immer zuverlässig durchführbaren Aufsprühmethoden von die Entformung erleichternden Gleitmitteln in äusserst dünnem Film nach jeder einzelnen Formgebung eines Werkstückes ergibt sich durch das einmalige Auftragen einer dauerhaftenden Schicht hohen Gleitvermögens für den Kunststoff eine Beschleunigung der Herstellung von Kunststoff Werkstücken sowohl durch Spritzgiessen wie auch durch Giessformen und im allgemeinen eine beachtliche Senkung der Herstellungskosten. Weiter erleichtert diese Vorb ehand- - lung der Formwerkzeuge das nachfolgende Oberflächenveredeln der Werkstücke, z.

B. durch Lackieren oder andersartiges Beschichten, indem das Haftvermögen solcher Oberflächenschichten nicht durch die beim stets zu wiederholenden Aufsprühen von Trennmittel auf der Werkstück-Oberfläche zurückbleibenden Trennmittel-Rückstände beeinträch- tigt, reduziert wird. Solche Trennmittel-Rückstände mussten bisher durch aufwendige Reinigungen entfernt werden.

PATENTANSPRUCH 1
Teilbares Formwerkzeug für die wiederholte gleiche Formgebung von Werkstücken, vorzugsweise solchen mit darin aus#gebildeten Vertiefungen, aus treibmittelhaltigem Kunststoff durch Einspritzen bzw. Eingiessen in aufgeschmol- zenem Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass die von Kunststoff umhüllten und/oder den Kunststoff umschliessenden Flächen des Formwerkzeuges von einer nichtmetallischen dauerhaftenden Schicht hohen Gleitvermögens für den Kunst stoff überzogen sind.

Claims

UNTERANSPRUCH

1. Teilbares Formwerkzeug nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht durch Polyfluorolefine gebildet ist.

PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung des teilbaren Formwerkzeuges nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kunststoff formenden Flächen des Formwerkzeuges vor der ersten Formgebung mit einer dauerhaftenden Polyfluorolefin-Schicht überzogen werden und diese Schicht ausgehärtet wird.

UNTERANSPRÜCHE 2. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyfluorolefin-Schicht nicht dicker als 0,1 mm aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyfluorolefin-Schicht zwischen 20 und 50 #um dick aufgetragen und ausgehärtet wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht durch zwei oder mehrmaliges Auftragen einer Teilschicht geringer Dicke gebildet wird, wobei jede Teilschicht nach dem Auftragen ausgehärtet und anschliessend vor dem Auftragen einer weiteren Teilschicht abgekühlt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht bei einer Temperatur oberhalb 3000 C und unterhalb der chemischen Veränderungstemperatur des Polyfluorolefins ausgehärtet wird.

PATENTANSPRUCH III Verwendung des teilbaren Formwerkzeuges nach Patentanspruch I zur Herstellung von porösen Kunststoff-Werkstücken mit grossem Porenanteil im Kern und mit dünner porenarmer Oberflächen-Haut.

UNTERANSPRÜCHE 6. Verwendung des teilbaren Formwerkzeuges nach Patentanspruch III zur Herstellung von Strukturschaum-Werkstücken.

7. Verwendung des teilbaren Formwerkzeuges nach Patentanspruch III zur Herstellung von Integralschaum-Werkstücken.