BE1028917A1 - Matrijssamenstel en werkwijze voor het koelen van een matrijssamenstel - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een matrijssamenstel voor een spuitgietmachine, het matrijssamenstel omvattende een eerste matrijshelft en een tweede matrijshelft, waarbij de eerste en tweede matrijshelft een vormholte definiëren, een eerste ondersteuningsplaat gekoppeld aan de eerste matrijshelft en een tweede ondersteuningsplaat gekoppeld aan de tweede matrijshelft, en een koelsysteem voor het afvoeren van warmte uit de eerste en/of tweede matrijshelft gedurende een spuitgietproces, waarbij genoemd koelsysteem één of meer koelvloeistofkanalen omvat, welke koelvloeistofkanalen zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft, en waarbij genoemde koelvloeistofkanalen uitsluitend zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 20,0 mm onder het oppervlak van de vormholte. Een tweede aspect betreft een werkwijze voor het koelen van een matrijssamenstel.

Description

MATRIJSSAMENSTEL EN WERKWIJZE VOOR HET KOELEN VAN EEN MATRIJSSAMENSTEL

TECHNISCH DOMEIN De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor vormgeven van polymeermaterialen. Meerbepaald bevindt de uitvinding zich in het technisch deelgebied van matrijskoeling.

STAND DER TECHNIEK Een grote hoeveelheid aan gebruiksgoederen worden tegenwoordig vervaardigd uit kunststoffen, ofwel polymeermaterialen. Het vormgeven van dergelijke gebruiksgoederen vindt doorgaans plaats middels toegewijde processen zoals spuitgieten, rotatiegieten, blaasvormen e.a. Voor elk van deze processen dient een grote hoeveelheid factoren nauwkeurig te worden gecontroleerd teneinde een efficiënt proces te verkrijgen dat een kwalitatief eindproduct oplevert. Aangezien de vraag naar polymeerproducten alsmaar blijft toenemen, neemt ook het belang van de productiesnelheid, ofwel van de cyclustijd, toe.

Dergelijk spuitgietproces is onder andere gekend uit WO 2009/100473. Niettegenstaande spuitgieten courant wordt toegepast, bestaat de ruimte om de efficiëntie van dit proces verder te verhogen. Zo is gekend dat matrijskoeling tot 80% van de volledige cyclustijd kan innemen.

Er is bijgevolg nood aan een matrijsamenstel met verbeterde koeling waarbij de efficiëntie wordt verhoogd, de cyclustijd wordt verkort, en waarbij de kwaliteit van het eindproduct wordt gewaarborgd.

De huidige uitvinding beoogt minstens een oplossing te vinden voor enkele van bovenvermelde problemen of nadelen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING Tot dit doel verschaft de uitvinding een matrijssamenstel voor een spuitgietmachine volgens conclusie 1. De uitvinding voorziet in het bijzonder in een matrijssamenstel met uitzonderlijk efficiënte koeling.

Voorkeursvormen van het matrijssamenstel worden weergegeven in de volgconclusies 2-9. Een tweede aspect van de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het koelen van een matrijssamenstel bij het spuitgieten van een polymeerproduct volgens conclusie

10. Voorkeursvormen van de werkwijze worden weergegeven in de volgconclusies 11-

15.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING In een eerste aspect betreft de uitvinding een matrijssamenstel met verbeterde koeling. Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, “de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment, Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen. In een eerste aspect betreft de uitvinding een matrijssamenstel voor een spuitgietmachine, het matrijssamenstel omvattende - een eerste matrijshelft en een tweede matrijshelft, waarbij de eerste en tweede matrijshelft een vormholte definiëren, - een eerste ondersteuningsplaat gekoppeld aan de eerste matrijshelft en een tweede ondersteuningsplaat gekoppeld aan de tweede matrijshelft, en - een koelsysteem voor het afvoeren van warmte uit de eerste en/of tweede matrijshelft gedurende een spuitgietproces,

waarbij genoemd koelsysteem één of meer koelvloeistofkanalen omvat, welke koelvloeistofkanalen zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft, en waarbij genoemde koelvloeistofkanalen uitsluitend zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 20,0 mm onder het oppervlak van de vormholte. Het matrijssamenstel zoals hierin beschreven is in het bijzonder geschikt voor het spuitgieten van een polymeerproduct. Met de term “polymeer” wordt een organische verbinding aangeduid waarvan de moleculen bestaan uit een opeenvolging van identieke, of soortgelijke, delen (monomeren) die chemisch aan elkaar zijn gekoppeld. Algemeen worden polymeren in verschillende klassen onderverdeeld op basis van hun vormingsreactie enerzijds, of op basis van hun materiaaleigenschappen anderzijds, Op basis van hun vormingsreactie wordt het onderscheid gemaakt tussen polymeren gevormd op basis van condensatiereacties en op basis van additiereacties.

Op basis van materiaaleigenschappen wordt onderscheid gemaakt tussen de thermoplasten, de thermoharders en de elastomeren.

De zogenaamde “thermoplasten” zijn smeltbare polymeren, welke doorgaans uit onvertakte of licht vertakte ketens bestaan, bijvoorbeeld polyvinylchloride (PVC) en polystyreen (PS). Thermoplasten zijn in het bijzonder geschikt om vorm te geven middels het smelten ervan, waarna het gesmolten polymeer in een voorgevormde mal of matrijs wordt gebracht. Thermoplasten zijn mede door hun goede smeltbaarheid eenvoudig te recycleren.

“Thermoharders” zijn polymeren waarbij de polymeerketens onderling aan elkaar gelinkt zijn. Hiertoe worden in het productieproces doorgaans cross-linkers toegevoegd om deze verbindingen tot stand te kunnen brengen. Door de onderlinge verbinding van de polymeerketens zijn thermoharders niet opnieuw smeltbaar en kunnen zij dus ook moeilijk gerecycleerd worden.

De groep van de “elastomeren” situeert zich aan het andere uiteinde van het spectrum, waarbij beweging tussen de verschillende polymeermoleculen permanent mogelijk blijft. Dusdanig zijn elastomeren elastische materialen.

Het is duidelijk dat, in het licht van de onderhavige uitvinding, en doorheen de beschrijving de verschillende polymeermaterialen in de grondstofstroom dusdanig beperkt zijn tot de groep van de thermoplasten en de elastomeren.

De term “spuitgieten” duidt een polymeer vormgevingstechniek aan.

Andere vormgevingstechnieken omvatten onder andere rotatiegieten, blaasvormen en persgieten.

Spuitgieten is een vormgevingstechniek waarbij een polymeermateriaal wordt gesmolten tot een viskeuze massa en vervolgens onder hoge druk wordt geïnjecteerd in een “matrijssamenstel”, in het bijzonder een matrijssamenstel volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, waarvan de interne holte de vorm bepaalt van het gewenste polymeerproduct, i.e, de “vormholte”. Door afkoeling van het matrijssamenstel stolt het polymeermateriaal en wordt het gewenste product verkregen.

De onderhavige uitvinding beoogt in deze context in het bijzonder het optimaliseren van genoemde afkoeling.

Middels de voorziening van koelvloeistofkanalen welke uitsluitend zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 20,0 mm, laat het matrijssamenstel volgens onderhavige uitvinding een uitermate snelle en efficiënte afkoeling toe, met een verkorte cyclustijd voor het afkoelen, en bij uitbreiding van het volledige spuitgietproces, tot gevolg.

Waar bij spuitgieten courant het volledige matrijssamenstel een temperatuurverhoging kent, met een langzame koeling als gevolg, verhindert de configuratie zoals hierin beschreven dat het volledige matrijssamenstel opwarmt.

De koelvloeistofkanalen vormen hierin een “koud gordijn” en laten toe dat slechts een beperkt gedeelte van het matrijssamenstel een temperatuurverhoging ondergaat.

Bij voorkeur zijn de koelvloeistofkanalen uitsluitend gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 15,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

De koeltijd van een matrijs beslaat doorgaans 80% van de volledige cyclustijd.

Het verkorten van de koelcyclus kan dusdanig een significante verlaging van de volledige cyclustijd teweegbrengen.

Dankzij de hierin beschreven ligging van de vloeistofkanalen wordt het aandeel van het matrijssamenstel dat een temperatuurverhoging ondergaat aanzienlijk beperkt, en kan de koelcyclus met 30 tot 40% gereduceerd worden.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, zijn de koelvloeistofkanalen gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 11,0 en 15,0 mm en/of lokaal over een ononderbroken afstand van maximaal 50,0 mm op een diepte begrepen tussen 10,0 en 11,0 mm onder het oppervlak van de vormholte, Naast het verkorten van de koelcyclus heeft de specifieke diepteligging van de koelvloeistofkanalen onder het oppervlak van de vormholte een uitermate nauwkeurige koeling tot gevolg, wat resulteert in een verbeterde kwaliteit van het finale polymeerproduct. 5 Bij voorkeur zijn de koelvloeistofkanalen gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 12,0 en 15,0 mm, tussen 12,5 en 15,0 mm, tussen 13,0 en 15,0 mm, tussen 13,5 en 15,0 mm, of tussen 14,0 en 15,0mm onder het oppervlak van de vormholte, en/of lokaal over een ononderbroken afstand van maximaal 50,0 mm op een diepte begrepen tussen 10,0 en 11,0 mm, meer bij voorkeur tussen 10,0 en 10,5 mm, onder het oppervlak van de vormholte. Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, hebben de koelvloeistofkanalen een diameter begrepen tussen 8,0 en 15,0 mm. Binnen dit bereik wordt een vlotte toe- en afvoer van koelvloeistof in de eerste en/of tweede matrijshelft voorzien, waarbij de verblijftijd van de koelvloeistof in de eerste en/of tweede matrijshelft beperkt wordt, de temperatuurverhoging in de koelvloeistof beperkt blijft, en bijgevolg de koelvloeistof minder moet gekoeld worden alvorens opnieuw doorheen de eerste en/of tweede matrijshelft te circuleren.

Bij voorkeur, hebben de koelvloeistofkanalen een diameter begrepen tussen 8,0 en 12,0 mm of tussen 10,0 mm en 14,0 mm, bij voorkeur tussen 9,0 en 11,0 mm of tussen 11,0 en 13,0 mm, meer bij voorkeur tussen 9,5 mm en 10,5 mm of tussen 11,5 en 12,5 mm.

In sommige uitvoeringsvormen, zijn de koelvloeistofkanalen op een onderlinge afstand gelegen begrepen tussen 16,0 en 150,0 mm. Dit heeft als voordeel dat de efficiëntie en de homogeniteit van de koeling verder worden verbeterd, met een verkorte cyclustijd en een verhoogde kwaliteit van het finale polymeerproduct als gevolg. In sommige uitvoeringvormen, zijn de koelvloeistofkanalen op een onderlinge afstand gelegen begrepen tussen 20,0 en 120,0 mm, tussen 20,0 en 100,0 mm, tussen 20,0 en 80,0 mm, tussen 20,0 en 60,0 mm, of tussen 20,0 en 40,0 mm.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, omvat het matrijssamenstel een eerste koelvloeistofingang en eerste koelvloeistofuitgang voor het aan- en afvoeren van een koelvloeistof in de eerste matrijshelft, en/of omvat het matrijssamenstel een tweede koelvloeistofingang en tweede koelvloeistofuitgang voor het aan- en afvoeren van een koelvloeistof in de tweede matrijshelft.

Bij voorkeur omvat het matrijssamenstel één of meer verdeelinrichtingen, waarbij de eerste en/of tweede koelvloeistofingang via genoemde verdeelinrichtingen uitloopt in de één of meer koelvloeistofkanalen in de eerste en/of tweede matrijshelft, welke koelvloeistofkanalen via genoemde verdeelinrichtingen uitlopen in de eerste en/of tweede koelvloeistofuitgang.

Een “verdeelinrichting” dient hierbij te worden geïnterpreteerd als een “manifold” welke een enkelvoudige koelvloeistofingang verdeelt naar één of meer koelvloeistofkanalen, of anderzijds, de één of meer koelvloeistofkanalen samenbrengt tot een enkelvoudige koelvloeistofuitgang. Voorziening van dergelijke verdeelinrichting laat toe dat het koppelen en ontkoppelen van toevoerleidingen van de koelvloeistof aanzienlijk eenvoudig verloopt. Waar courant tientallen toevoerleidingen van de koelvloeistof dienen gekoppeld en/of ontkoppeld worden bij het wisselen van een matrijs, is het aantal handelingen hier aanzienlijk beperkt tot bv. het koppelen en/of ontkoppelen van twee, vier of zes toevoerleidingen. Dit zorgt voor een aanzienlijke verhoging van de efficiëntie bij het wisselen van matrijzen op een spuitgietmachine. Volgens sommige uitvoeringsvormen, vormen de koelvloeistofkanalen in de eerste en/of tweede matrijshelft elk een serieel of parallel vloeistofcircuit. Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, zijn de eerste en tweede matrijshelft gevormd uit staal. Een tweede aspect van onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het koelen van een matrijssamenstel bij het spuitgieten van een polymeerproduct, het matrijssamenstel omvattende - een eerste matrijshelft en een tweede matrijshelft, waarbij de eerste en tweede matrijshelft een vormholte definiëren, en - een eerste ondersteuningsplaat gekoppeld aan de eerste matrijshelft en een tweede ondersteuningsplaat gekoppeld aan de tweede matrijshelft, waarbij het koelen van het matrijssamenstel gebeurt middels het circuleren van een koelvloeistof door de eerste en/of tweede matrijshelft, uitsluitend op een diepte begrepen tussen 5,0 en 20,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

Met de term “koelvloeistof” wordt elke vloeistof aangeduid die dient voor het afvoeren van warmte, in het bijzonder betreft de koelvloeistof water.

Dermate voorziet de werkwijze in een uitermate snelle en efficiënte afkoeling, met een verkorte cyclustijd voor het afkoelen, en bij uitbreiding van het volledige spuitgietproces, tot gevolg. Waar bij spuitgieten courant het volledige matrijssamenstel een temperatuurverhoging kent, met een langzame koeling als gevolg, verhindert de hierin beschreven koelvloeistofcirculatie dat het volledige matrijssamenstel opwarmt. Hierin voorziet de circulatie van koelvloeistof in het optrekken van een “koud gordijn” en ondergaat slechts een beperkt gedeelte van het matrijssamenstel een temperatuurverhoging.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, gebeurt het koelen middels het circuleren van een koelvloeistof door de eerste en/of tweede matrijshelft, uitsluitend op een diepte begrepen tussen 10,0 en 15,0 mm onder het oppervlak van de vormholte. Dankzij de hierin beschreven circulatie van koelvloeistof wordt het aandeel van het matrijssamenstel dat een temperatuurverhoging ondergaat aanzienlijk beperkt, en kan de koelcyclus met 30 tot 40% gereduceerd worden.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, heeft de koelvloeistof een ingangstemperatuur begrepen tussen 19,0 en 21,0 °C, en een uitgangstemperatuur begrepen tussen 22,0 en 23,0 °C, Daar de uitvinding toelaat het matrijssamenstel uiterst efficiënt en snel te koelen, Het temperatuurverval over een koelcyclus is dusdanig begrepen tussen 1,0 en 4,0 °C, Door de uiterst efficiënte koeling van het matrijssamenstel laat de uitvinding dusdanig niet alleen toe dat de koelvloeistof een lager temperatuurverval kent, bovendien dient tussen de verschillende cycli door de koelvloeistof minder frequent te worden bijgekoeld.

In sommige uitvoeringsvormen, circuleert de koelvloeistof door de eerste en/of tweede matrijshelft met een debiet begrepen tussen 30 en 80 m3 per uur. In sommige uitvoeringsvormen wordt de koelvloeistof verpompt bij een druk begrepen tussen2,0 en 5,0 bar, bij voorkeur tussen 3,0 en 3,5 bar.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm heeft het koelen een cyclustijd begrepen tussen 10 en 100 s. In sommige uitvoeringsvormen heeft het koelen een cyclustijd begrepen tussen 10 en 20 seconden, tussen 10 en 18 seconden, of tussen 12 en 16 seconden.

In sommige uitvoeringsvormen heeft het koelen een cyclustijd begrepen tussen 60 en 100 seconden, tussen 70 en 90 seconden, of tussen 75 en 85 seconden. Volgens sommige uitvoeringsvormen, maakt de werkwijze gebruik van een matrijssamenstel volgens het eerste aspect van de uitvinding.

Het “spuitgietproces” zoals hierin beschreven heeft aldus betrekking tot een werkwijze voor het spuitgieten van een polymeerproduct, omvattende de stappen: a. het voorzien van een grondstofstroom, welke grondstofstroom een polymeermateriaal omvat; b. het voorzien van een additiefstroom, welke additiefstroom een masterbatch omvat; c. het mengen van de grondstofstroom en de additiefstroom, waarbij een procesmengsel wordt verkregen; d. het comprimeren en/of verhitten van het procesmengel; e. het injecteren van het procesmengsel in een matrijssamenstel; f. het koelen van het matrijssamenstel tot een vast polymeerproduct wordt verkregen; en g. het verwijderen van het vast polymeerproduct uit het matrijssamenstel, waarbij stap f het koelen van het matrijssamenstel volgens het tweede aspect van de uitvinding omvat en/of waarbij het matrijssamenstel uit stappen e, f en g een matrijssamenstel betreft volgens het eerste aspect van de uitvinding.

Met de termen “grondstofstroom”, “additiefstroom”, of meer algemeen “stroom”, wordt de continue aanvoer van een grondstof of additief aangeduid.

De expressie “masterbatch” duidt doorheen de beschrijving een vast additief aan dat wordt gebruikt om een polymeermateriaal bij de vormgeving ervan van een bepaalde kleur, of desgewenst van andere eigenschappen, te voorzien. Een masterbatch is een korrelvormig product, waarbij dit korrelvormig product een mengsel van pigmenten en/of additieven omvat welke zijn verwerkt in een dragermateriaal. De concentratie van het pigmenten en/of additieven in de masterbatch is doorgaans veel hoger dan de vereiste concentratie ervan in het eindproduct, waardoor slechts kleine doseringen van de masterbatch noodzakelijk zijn. Het dragermateriaal van de masterbatch kan gebaseerd zijn op een hars, i.e, een universele drager, of op het specifieke polymeermateriaal vervat in de grondstofstroom.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, vinden de stappen c en d plaats in een vijzel. Met de term “vijzel” wordt ook wel een “wormschroef”, “opvoerschroef” of ‘vijzelpomp” aangeduid, waarmee vloeistoffen, slurries, granulaten of poeders kunnen worden getransporteerd. De vijzel betreft dusdanig een spiraalvormige schroef welke concentrisch gelagerd is opgehangen binnenin een buislichaam. De verplaatsing van materiaal in de vijzel is het gevolg van de draaiende beweging van de spiraalvormige schroef binnenin dit buislichaam. De vijzel laat verder toe binnenin het buislichaam een temperatuurverhoging en een drukopbouw op te wekken.

Bij voorkeur vinden de stappen c en d plaats in een vijzel, welke vijzel roteert aan een snelheid begrepen tussen 200 en 240 toeren per minuut, Binnen dit bereik is de rotatiesnelheid optimaal gekozen teneinde de cyclustijd verder te verkorten en de gewenste druk en temperatuur in de vijzel op te kunnen bouwen, teneinde een kwalitatief polymeerproduct te vervaardigen.

Nog meer bij voorkeur, roteert de vijzel aan een snelheid begrepen tussen 200 en 240 toeren per minuut, en bij een druk begrepen tussen 30,0 en 350,0 bar. De druk welke door de vijzel wordt opgewekt binnen het hierin beschreven bereik, produceert bovendien warmte aan de binnenkant van de cilinder, wat bijdraagt aan de menging en het smelten van het procesmengsel, en het mengsel ideaal voorbereidt op de injectie in het matrijssamenstel.

In sommige uitvoeringsvormen, roteert de vijzel aan een snelheid begrepen tussen 205 en 235 toeren per minuut, bij voorkeur tussen 210 en 230 toeren per minuut, nog meer bij voorkeur tussen 215 en 225 toeren per minuut. In sommige uitvoeringsvormen, roteert de vijzel bij een druk begrepen tussen 30,0 en 300,0 bar, tussen 35,0 en 250,0 bar, meest bij voorkeur tussen 40,0 en 250,0 bar.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, loopt de temperatuur van het procesmengsel gedurende stap d op van een begintemperatuur tot een eindtemperatuur, waarbij de begintemperatuur is begrepen tussen 170,0 en 230,0 °C en de eindtemperatuur is begrepen tussen 220,0 en 260,0 °C. Dermate wordt een optimale homogeniteit van het gesmolten procesmengsel verkregen, waarna het mengsel efficiënt geïnjecteerd kan worden in het matrijssamenstel. De homogeniteit van het procesmengsel en de volledige smelting ervan verhogen de technische kwaliteit van het finale polymeerproduct. Tevens wordt hierdoor een constante viscositeit van het procesmengsel verkregen wat de injectie van het procesmengsel in de matrijs verbetert.

Bij voorkeur, zijn de begintemperatuur en de eindtemperatuur respectievelijk begrepen tussen 175,0 en 225,0 °C en tussen 225,0 °C en 255,0 °C, Meer bij voorkeur, zijn de begintemperatuur en de eindtemperatuur respectievelijk begrepen tussen 180,0 en 220,0 °C en tussen 230,0 °C en 250,0 °C, tussen 181,0 en 219,0 °C en tussen 231,0 °C en 249,0 °C, tussen 182,0 en 218,0 °C en tussen 232,0 °C en 248,0 °C, tussen 183,0 en 217,0 °C en tussen 233,0 °C en 247,0 °C, of tussen 184,0 en 216,0 °C en tussen 234,0 °C en 246,0 °C. Nog meer bij voorkeur zijn de begintemperatuur en de eindtemperatuur respectievelijk begrepen tussen 185,0 en 215,0 °C en tussen 235,0 en 245,0 °C, In sommige uitvoeringsvormen, wordt het procesmengsel geïnjecteerd in het matrijssamenstel middels een axiale beweging van de schroef in het buislichaam van de vijzel. Bij voorkeur wordt de axiale beweging van de schroef in de het buislichaam van de vijzel veroorzaakt door een hydraulisch mechanisme. Terwijl de vijzel naar voren beweegt, injecteert het procesmengsel in het matrijssamenstel onder hoge druk. In sommige uitvoeringsvormen wordt de druk aangehouden ook tijdens het hierop volgende koelen, dit teneinde volumeverschillen ten gevolge van krimp van het polymeermateriaal, en de hieruit volgende vormverschillen op te vullen. Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm is de temperatuur van het gecomprimeerde procesmengsel tijdens en/of onmiddellijk na injectie van het procesmengsel in de matrijs volgens stap e begrepen tussen 160,0 en 180,0 °C. Bij voorkeur is de temperatuur tijdens en/of onmiddellijk na injectie van het procesmengsel in de matrijs begrepen tussen 161,0 en 179,0 °C, tussen 162,0 en 178,0 °C, tussen 163,0 en 177,0 °C, tussen 164,0 en 176,0 °C, of tussen 165,0 en 175,0 °C.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, worden de additiefstroom en de grondstofstroom gemengd in stap c volgens een gewichtsratio begrepen tussen 5:1000 en 25:1000. Deze ratio wordt verder ook de “let-down ratio” genoemd, in het bijzonder in de context van een masterbatch. Het beschreven bereik laat een optimale menging van de additiefstroom en de grondstofstroom toe rechtstreeks in een vijzel, wat het vooraf mengen van beide stromen overbodig maakt en de cyclustijd verder verlaagt. Bij voorkeur worden de additiefstroom en de grondstofstroom gemengd volgens een gewichtsratio begrepen tussen 5:1000 en 24:1000, tussen 5:1000 en 23:1000, tussen 5:1000 en 22:1000, of tussen 6:1000 en 21:1000. Meer bij voorkeur worden de additiefstroom en de grondstofstroom gemengd volgens een gewichtsratio begrepen tussen 7:1000 en 20:1000.

Polymeermaterialen welke geschikt zijn als grondstofstroom omvatten onder andere polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polycarbonaten, polyesters, elastomeren, in het bijzonder thermoplastisch elastomeer (TPE), of combinaties daarvan.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, wordt het polymeermateriaal gekozen uit de groep van polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polypropyleen copolymeer, thermoplastisch elastomeer (TPE), of combinaties daarvan.

Het polymeermateriaal heeft volgens sommige uitvoeringsvormen van onderhavige werkwijze een melt flow rate (MFR) begrepen tussen 40 en 200 g per 10 minuten.

De term melt flow index (MFT) of melt flow rate (MFR) is een maatstaf voor de mate waarin een polymeersmelt van een thermoplastisch polymeer vloeit. De MFR wordt wordt gedefinieerd als de massa van het polymeer, in gram, die in tien minuten door een capillair met een specifieke diameter en lengte stroomt veroorzaakt door een druk die wordt uitgeoefend door een voorgeschreven gewicht op een voorgeschreven temperatuur, Doorgaans is de MFR bepalend voor de kwaliteit van een polymeermateriaal. De MFR wordt bepaald zoals voorgeschreven in de normen ASTM D1238 en ISO 1133. Voor polypropyleen en diens copolymeren wordt de MFR per definitie bepaald bij een gewicht van 2,16 kg en een temperatuur van 230 °C. Voor — thermoplastisch elastomeer wordt de MFR per definitie bepaald bij een gewicht van 2,16 kg en een temperatuur van 190 °C.

Bij voorkeur is de MFR begrepen tussen 40 en 100 g per 10 minuten voor een polymeermateriaal gekozen uit de groep van polypropyleen, polypropyleen copolymeer, of combinaties daarvan, en is de MFR begrepen tussen 160 en 200 g per 10 minuten voor een polymeermateriaal gekozen uit de groep van thermoplastisch elastomeer. Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm heeft het polymeermateriaal een transformatietemperatuur (Trans) tussen 180 en 260 °C. Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, is het resulterende polymeerproduct een gebruiksvoorwerp voor dieren. Bij voorkeur is dit gebruiksvoorwerk gekozen uit de groep van drinkreservoirs, eetreservoirs, dierenspeelgoed of -spelletjes, toiletten, in het bijzonder kattentoiletten, voedertrechters, behuizingsonderdelen, in het bijzonder deuren of luiken, etc.

Volgens sommige uitvoeringsvormen is de elasticiteitsmodulus van het polymeermateriaal, en dusdanig van het resulterende polymeerproduct, begrepen tussen 1000 en 2000 MPa. Dergelijke elasticiteitsmodulus laat intensief gebruik door dieren, in het bijzonder huisdieren, toe. Het verkregen polymeerproduct is dusdanig erg duurzaam. Bij voorkeur is de elasticiteitsmoduls van het polymeermateriaal begrepen tussen 1100 en 1800 MPa. De elasticiteitsmodulus kan worden bepaald volgens ISO 527-2.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

VOORBEELDEN Een polymeerproduct gevormd tijdens een spuitgietproces, bevindt zich net voor het koelen in een matrijssamenstel omvattende een eerste matrijshelft en een tweede matrijshelft, waarbij de eerste en tweede matrijshelft een vormholte definiëren, een eerste ondersteuningsplaat gekoppeld aan de eerste matrijshelft en een tweede ondersteuningsplaat gekoppeld aan de tweede matrijshelft, en een koelsysteem voor het afvoeren van warmte uit de eerste en/of tweede matrijshelft, waarbij genoemd koelsysteem één of meer koelvloeistofkanalen omvat, welke koelvloeistofkanalen zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft.

De koelvloeistofkanalen zijn hierbij gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 15,0 mm onder het oppervlak van de vormholte, hebben een diameter tussen 8,0 en 15,0 mm, en zijn op een onderlinge afstand tussen 16,0 en 150,0 mm van elkaar gelegen. Doorheen deze vloeistofkanalen wordt een koelvloeistof gecirculeerd met een debiet begrepen tussen

30,0 en 80,0 L/s, dat een ingangstemperatuur heeft begrepen tussen 19,0 en 21,0 °C, en een uitgangstemperatuur heeft begrepen tussen 22,0 en 23,0 °C.

De koelcyclus van het polymeerproduct wordt dankzij de beschreven voorziening verkort van 20 seconden naar 17 seconden.

Dit is bijzonder voordelig daar ook de complete cyclustijd van het polymeervormgevingsproces aanzienlijk verkort kan worden.

Claims (15)

CONCLUSIES

1. Een matrijssamenstel voor een spuitgietmachine, het matrijssamenstel omvattende - een eerste matrijshelft en een tweede matrijshelft, waarbij de eerste en tweede matrijshelft een vormholte definiëren, - een eerste ondersteuningsplaat gekoppeld aan de eerste matrijshelft en een tweede ondersteuningsplaat gekoppeld aan de tweede matrijshelft, en - een koelsysteem voor het afvoeren van warmte uit de eerste en/of tweede matrijshelft gedurende een spuitgietproces, waarbij genoemd koelsysteem één of meer koelvloeistofkanalen omvat, welke koelvloeistofkanalen zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft, met het kenmerk, dat genoemde koelvloeistofkanalen uitsluitend zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 20,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

2. Het matrijssamenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koelvloeistofkanalen uitsluitend zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 10,0 en 15,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

3. Het matrijssamenstel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de koelvloeistofkanalen zijn gevormd in de eerste en/of tweede matrijshelft op een diepte begrepen tussen 11,0 en 15,0 mm en/of lokaal over een ononderbroken afstand van maximaal 50,0 mm op een diepte begrepen tussen 10,0 en 11,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

4. Het matrijssamenstel volgens één der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de koelvloeistofkanalen een diameter hebben begrepen tussen 8,0 en 15,0 mm.

5. Het matrijssamenstel volgens één der voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de koelvloeistofkanalen op een onderlinge afstand gelegen zijn begrepen tussen 16,0 en 150,0 mm.

6. Het matrijssamenstel volgens één der voorgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het matrijssamenstel een eerste koelvloeistofingang en eerste koelvloeistofuitgang omvat voor het aan- en afvoeren van een koelvloeistof in de eerste matrijshelft, en/of dat het matrijssamenstel een tweede koelvloeistofingang en tweede koelvloeistofuitgang omvat voor het aan- en afvoeren van een koelvloeistof in de tweede matrijshelft.

7. Het matrijssamenstel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het matrijssamenstel één of meer verdeelinrichtingen omvat, waarbij de eerste en/of tweede koelvloeistofingang via genoemde verdeelinrichtingen uitloopt in de één of meer koelvloeistofkanalen in de eerste en/of tweede matrijshelft, welke koelvloeistofkanalen via genoemde verdeelinrichtingen uitlopen in de eerste en/of tweede koelvloeistofuitgang.

8. Het matrijssamenstel volgens één der voorgaande conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de koelvloeistofkanalen in de eerste en/of tweede matrijshelft elk een serieel of parallel vloeistofcircuit vormen.

9. Het matrijssamenstel volgens één der voorgaande conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de eerste en tweede matrijshelft zijn gevormd uit staal.

10.Een werkwijze voor het koelen van een matrijssamenstel bij het spuitgieten van een polymeerproduct, het matrijssamenstel omvattende - een eerste matrijshelft en een tweede matrijshelft, waarbij de eerste en tweede matrijshelft een vormholte definiëren, en - een eerste ondersteuningsplaat gekoppeld aan de eerste matrijshelft en een tweede ondersteuningsplaat gekoppeld aan de tweede matrijshelft, waarbij het koelen van het matrijssamenstel gebeurt middels het circuleren van een koelvloeistof door de eerste en/of tweede matrijshelft, uitsluitend op een diepte begrepen tussen 5,0 en 20,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

11. De werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het koelen van het matrijssamenstel gebeurt middels het circuleren van een koelvloeistof door de eerste en/of tweede matrijshelft, uitsluitend op een diepte begrepen tussen 10,0 en 15,0 mm onder het oppervlak van de vormholte.

12.De werkwijze volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de koelvloeistof een ingangstemperatuur heeft begrepen tussen 19,0 en 21,0 °C, en een uitgangstemperatuur heeft begrepen tussen 22,0 en 23,0 °C.

13.De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 10-12, met het kenmerk, dat de koelvloeistof door de eerste en/of tweede matrijshelft circuleert met een debiet begrepen tussen 30,0 en 80,0 L/s.

14.De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 10-13, met het kenmerk, dat het koelen een cyclustijd heeft begrepen tussen 10 en 100 s.

15.De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 10-14, met het kenmerk, dat het matrijssamenstel een matrijssamenstel is volgens één der conclusies 1-9,