CH633479A5

CH633479A5 - Spritzgiessform fuer thermoplastische harze.

Info

Publication number: CH633479A5
Application number: CH612279A
Authority: CH
Inventors: Uchio Shunji
Original assignee: Asahi Chemical Ind
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1982-12-15
Also published as: DE2857120T1; JPS54129054A; DE2857120C2; WO1979000235A1; JPS5849170B2; US4252294A; GB2023488B; GB2023488A

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Spritzgiessform für thermoplastische Harze, insbesondere einer solchen, die geeignet ist für die Herstellung von spannungsfreien, homogenen, isotropischen und klaren Spritzgussgegenständen wie z.B. Linsen, Prismen, Skalenplatten und dergleichen.

Stand der Technik

Der Guss, bei welchem ein flüssiges Monomer in eine Form geschüttet und in ein Polymer umgewandelt wird, ist eine geeignete Methode zur Bildung von transparenten Gegenständen wie z.B. Linsen, Prismen und dergleichen, weil der Guss leicht spannungsfreie, isotropische Gussgegenstände ergibt. Das Strangpressen kann einigermassen gleichmäs-sige und isotrope Gegenstände ergeben, wenn auch nicht so zufriedenstellend wie mit dem Guss. In Gegenüberstellung zu diesem ist der Spritzguss bis anhin höchst ungeeignet gewesen für das Erhalten von homogenen, isotropen Gussgegenständen und er wurde demzufolge, obwohl er als Formmethode sehr effizient ist, nicht benützt im Formen von solchen Gegenständen, für die es erforderlich ist, dass sie homogen und isotrop sind. Der Grund liegt darin, dass im Spritzguss ein geschmolzenes Harz bei einer extrem hohen Geschwindigkeit in eine Form eingespritzt wird, wodurch eine hohe Scherkraft erzeugt wird, welche innerhalb des Harzes wirkt; obwohl nicht sofort zum Vorschein kommend, beobachtet man somit in spritzgegossenen, durchsichtigen oder durchscheinenden Harzgegenständen eine intensive Mo-lekularorientation in der Nachbarschaft des Einspritzanschnittes wenn die Gegenstände zwischen gekreuzten polarisierenden Platten geprüft werden. Eine solche molekulare Orientation verursacht oft ein Brechen der geformten Gegenstände. Zusätzlich wird das Vorhandensein von Defekten beobachtet wie zum Beispiel des sogenannten Jetting, von Fliessmarken, von Silberstriemen und von Schweissmarken und oft auch einer Senkmarke. In der Folge haben sich die Anstrengungen bis anhin hauptsächlich konzentriert auf die Herstellung eines Artikels, der präziser die vorgezeichnete Gestalt wiedergibt, und auf die Verminderung der Zeit für jeden Formgebungszyklus, aber kaum auf die Herstellung von homogenen und isotropen Gegenständen. Ein neulicher

Trend in der Entwicklung zwecks Erhaltens von weniger fehlerbehafteten geformten Gegenständen verläuft nach der Linie des Komplizierens der Ausbildung und des Steuermechanismus von Spritzgussmaschinen, etwa als mehrstufige Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit; des Aufspürens und der Steuerung des Ausmasses der Formöffnung, des Einspritzdruckes, der Formklemmdruckes und der Formtemperatur.

Darstellung der Erfindung

Ein Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung einer Spritzgiessform für thermoplastische Harze, die sich eignet zum Erhalten von homogenen und isotropen, geformten Gegenständen, die keinen der vorgenannten Defekte aufweisen, welche bei spritzgegossenen Gegenständen beobachtet werden.

Die Lösung wird in einer Ausbildung gesehen, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 umschrieben ist.

Hervorstechende Merkmale in dieser Ausbildung sind das Vorhandensein und die Gestalt der beiden Anschnitte in Kombination mit den übrigen Teilen des Giesslaufes und des Formhohlraumes, wobei die Einschnürung eine grosse Bedeutung hat. Nur mit einer solchen Ausbildung können die gewünschten spannungsfreien, isotropischen und homogenen Spritzgussteile aus thermoplastischem Harz erhalten werden.

Im Vergleich sei nunmehr auf die einschlägigen, den Stand der Technik aufzeigende Literaturstellen hingewiesen:

1) Die japanische Gebrauchsmusterschrift Nr. 32-10870 offenbart eine Einschnürung, die mit der Einschnürung in der erfindungsgmässen Ausbildung eine gewisse Ähnlichkeit hat. Dagegen hat der in dieser Vorveröffentlichung offenbarte Anschnitt bei weitem nicht die Ausgestaltung des zweiten Anschnittes in der erfindungsgemässen Ausbildung, namentlich nicht die die progressiv zunehmende Weite.

2) Die japanische Patentschrift Nr. 46-4070 offenbart eine Ausbildung bei der der Teil mit geringer Querschnitts-grösse in einem vom Harz zwischen Giesslauf und Anschnitt durchflossenen Durchlass angeordnet ist; es wird die Hitzeerzeugung ausgenützt, die entsteht bei Durchfluss des Harzes an diesem Teil; dieser letztere ergibt somit lediglich eine Verengung, die mit der Einschnürung in der erfindungsgemässen Ausbildung vergleichbar ist.

3) Der Aufsatz von Junichiro Shiraishi in «Injection Molds») (erschienen am 10. Dez. 1976), Seiten 99 und 105 offenbart eine Spritzgiessform, in welcher die Einschnürung direkt in den Formhohlraum einmündet. Deswegen ist nicht zu erwarten, dass die laminare Strömung erreicht wird, die sich mit der erfindungsgemässen Ausbildung ergibt.

4) Im Heft «Plastics» Vol. 4. Nr. 2 (Febr. 1963), Seite 24 gibt J.D. Bruton die gleichen Erläuterungen wie oben unter 2 angeführt.

5) Das «Handbook of Mold for Plastic» von Kiyoichi Ogawa, erschienen am 25.9.1965, enthält lediglich einen Hinweis auf einen weiten Formhohlraum im Zusammenhang mit «Überfluss».

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht des den Giesslauf, den Hohlraum und deren Umgebungen umfassenden Bereiches eines Beispieles der Giessform nach der Erfindung. Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt bei A-A' von Fig. 1. Die Fig. 3A, 3B und 3C sind Zeichnungen zur Veranschaulichung des dreidimensionalen Aspektes des kleiderbügelförmigen Anschnittes nach dieser Erfindung; Fig. 3A ist eine Draufsicht; die Fig. 3B und 3C zeigen je ein Beispiel von Vertikalschnitten bei a-a', b-b', c-c' und d-d' von Fig. 3A; Fig. 3D ist ein Verti-

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kaischnitt bei a-a' eines anderen Beispiels. Die Fig. 4A und 4B zeigen den Anschnitt und dessen Umgebung eines anderen Beispiels der Giessform nach dieser Erfindung; Fig. 4A ist eine Draufsicht und Fig. 4B ist ein Vertikalschnitt bei a-a' von Fig. 4A. Fig. 5-8 sind Vertikalschnitte von eingeschnürten Teilen bei A-A' von Fig. 1 zur Veranschaulichung der Hauptquerschnittsformen des eingeschnürten Teiles des zweiten Anschnittes. Fig. 9 ist ein Vertikalschnitt des eingeschnürten Teiles bei B-B' von Fig. 1. Fig. 10 ist eine Schrägansicht, welche den Spritzteil zeigt, zu dem der Giess-laul, das Schmelzlager und Anschnitte des Spritzgussteiles gehören wenn die Erfindung im Beispiel 1 (1) angewendet wurde für den Spritzguss einer Skalenplatte für einen stereo-phonischen Verstärker, wie in den Fig. IIA und IIB gezeigt; Die Fig. IIB und IIA sind eine Draufsicht (teilweise weggelassen) bzw. ein Vertikalschnitt nach C-C von Fig. IIB, in voller Grösse, des im gleichen Beispiel erhaltenen Spritzgussteiles. Die Fig. 12B und 12A sind eine Draufsicht (teilweise weggelassen) bzw. ein Vertikalschnitt nach B-B' von Fig. 12B, in voller Grösser, einer spritzgegossenen Skalenplatte eines stereophonischen Verstärkers, wie im Beispiel 1 (2) erhalten wurde. Fig. 13 ist eine vergrösserte Schrägansicht des spritzgegossenen Teiles, zu dem der Giesslauf, das Schmelzlager und die Anschnitte des spritzgegossenen Ab-deckglases im Beispiel 2 gehören. Die Fig. 15A, 15B und 14 zeigen in voller Grösse eine Draufsicht einen Aufriss bzw. einen vergrösserten Vertikalschnitt (teilweise weggelassen) bei E-E' der Fig. 15A, des spritzgegossenen Gegenstandes, der im gleichen Beispiel erhalten wurde. Die Fig. 16B und 16A sind eine Draufsicht bzw. ein Vertikalschnitt nach F-F' von Fig. 16B, der Linse für Sonnenbrillen, die im Beispiel 3 erhalten wurde. Die Fig. 17B und 17A sind eine Draufsicht bzw. ein Vertikalschnitt nach G-G' der Fig. 17B, welche beide in voller Grösse ein dickes Vergrösserungsglas veranschaulichen, das im Beispiel 4 erhalten wurde.

Die Erfindung wird nachfolgend in ihren Einzelheiten offenbart.

Fig. 1 ist eine Draufsicht des Bereiches, zu dem der Giesslauf und der Hohlraum gehören, eines Beispieles der Giessform nach vorliegender Erfindung.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach A-A' der besagten Giessform. Im allgemeinen fliesst ein geschmolzenes Harz von der Düse an der Front einer Spritzgiessmaschine durch einen Einlauf, einen Giesslauf und dann einen Anschnitt in einen Formhohlraum. Eine Hauptbesonderheit der Giessform dieser Erfindung liegt in der Anordnung eines ersten Anschnittes 3 und eines zweiten Anschnittes 4 zwischen dem Formhohlraum 1 und dem Giesslauf 2. Der erste Anschnitt 3, welcher an den Giesslauf 2 anschliesst, hat eine Querschnittsfläche, die kleiner ist als jene des Giesslaufes, und bildet eine Verbindung zwischen dem Giesslauf 2 und dem zweiten Anschnitt. Der zweite Anschnitt 4 in der Form der Schulterpartie eines Kleiderbügels erstreckt sich vom ersten Anschnitt 3 weg und verbindet den zweiten Anschnitt mit dem Formhohlraum 1. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, hat der zweite Anschnitt mit beträchtlich verlängertem Boden eine grosse Weite und eine geringe Tiefe in seinem an den Formhohlraum 1 anschliessenden Teil und der von dem ersten Anschnitt wegführende Teil ist «glattstromlinienförmig» ausgebildet, ähnlich wie die Schulterpartie eines Kleiderbügels. Die Fig. 3 veranschaulicht in ihren Einzelheiten die dreidimensionale Ausbildung des Anschnittbereiches. Die Fig. 3A ist eine Draufsicht und die Fig. 3B und 3C zeigen Schnittdarstellungen bei a-a', b-b', c-c' und d-d' von Fig. 3A, von zwei Beispielen der Giessform nach vorliegender Erfindung. In Fig. 3D ist ferner ein Beispiel einer Schnittdarstellung bei a-a' gezeigt. Die Fig. 4A und 4B zeigen eine

Draufsicht bzw. einen Schnitt eines anderen Beispiels. Die in den Fig. 3B, 3C und 3D gezeigte Rinne des zweiten Anschnittes ist ein Beispiel, in welchem die Rinne tiefer (dicker) wird zum ersten Anschnitt hin, und untiefer (dünner) wird zum Formhohlraum hin (Einschnürungsseite). Der zweite Anschnitt eines in den Fig. 4A und 4B gezeigten anderen Beispiels hat eine konstante Tiefe über dem Bereich vom ersten Anschnitt bis zur Einschnürung. Ein solcher Anschnitt ist zufriedenstellend wenn das Volumen eines Spritzgussteiles kleiner ist als etwa 10 cm3.

Die Abmessungen des ersten und des zweiten Anschnittes sind nachfolgend beschrieben.

Die Querschnittsfläche des ersten Anschnittes sollte kleiner sein als jene des Giesslaufes, obwohl die Tiefe die gleiche sein kann. Beispielsweise ist für einen trapezoidalen Giesslauf mit einem Querschnitt von 6 mm (obere Seite) x 7 mm (untere Seite) x 5 mm (Höhe), eine bevorzugte Abmessung des Querschnittes des ersten Anschnittes gleich 3,5 x 5 (mm), wobei die Weite halb so gross ist wie diejenige des Giesslaufes und die Tiefe die gleiche ist. Die Peripherie am Anschluss des Giesslaufes an den ersten Anschnitt ist vorzugsweise mit einer geringfügigen Krümmung versehen.

Obwohl er von der Grösse des Spritzgussteiles abhängt, ist der Anschnittboden des zweiten Anschnittes vorzugsweise mindestens 10 mm. Die progressive Dickenänderung endet vorzugsweise in einem Abstand von etwa 2 mm vom Eintritt in den Formhohlraum. Die Minimaltiefe des zweiten Anschlusses ist gleich 1,0 bis 2,5 mm unbekümmert um die Dicke des Spritzgussteiles. Darin liegt eine Unterscheidung zu einer herkömmlichen Spritzgiessform, in welcher die minimale Tiefe 70-80% der Dicke des Spritzugssteiles beträgt (zum Beispiel «Mold Handbook for Plastics», Seite 209, veröffentlicht durch Seibundo Co.).

Die Weite des zweiten Anschnittes an der Stelle mit minimaler Rinnentiefe ist so gross wie möglich. Wenn es möglich ist wird diese Weite so gross gewählt, dass der Anschnitt sich über den ganzen Bereich an der Frontseite des Hohlraumes erstreckt, d.h. über die ganze Länge des linearen Teiles des Bereiches, in welchem der zweite Anschnitt in den Hohlraum übergeht.

Wie in den Fig. 1, 2, 3A-3D, 4A, 4B und 5-8 gezeigt ist, hat der zweite Anschnitt nach vorliegender Erfindung eine Einschnürung 5 in der Mitte, welche Einschnürung quer zur Fliessrinne des geschmolzenen Harzes verläuft so, dass die Dicke der Rinne reduziert wird. Bei dieser Einschnürung erfährt die Scherkraft im Harzfluss eine Vergrösserung, was zu einer Verstärkung des Wiedererhitzens und zu einem Wieder-Kneten des Harzes führt; der Harzdruck wird auch vergrössert und hilft beim Verhindern eines Rückflusses des Harzes aus dem Hohlraum und somit beim Verhindern der Bildung einer Senkmarke.

In den Fig. 5-8 sind konkrete Beispiele von Querschnittsausbildungen von Einschnürungen bei A-A' der Fig. 1 gezeigt. Die in Fig. 5 gezeigte Einschnürung ist ein Beispiel der Einschnürung, die eine gebogene Ausbildung der Bodenwand des zweiten Anschnittes hat; Jene nach den Fig. 6-8 sind Beispiele, in welchen an der Bodenwand des zweiten Anschnittes eine zahnartige Erhöhung ausgebildet ist.

Die Fig. 9 veranschaulicht konkrete Beispiele von Querschnittsausbildungen der Einschnürung bei B-B' der Fig. 1. Die horizontale Linie P£ in Fig. 9 und in anderen Fig. zeigt die Berührungsebene zwischen dem oberen und dem unteren Formteil.

Die Einschnürung ist so ausgelegt, dass die Tiefe innerhalb des zweiten Anschnittes bei der Einschnürung ihren Kleinstwert erreicht. Die Dicke (Tiefe) des zweiten Anschnit-

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tes in dem durch die Einschnürung abgegrenzten hohlraum-seitigen Bereich ist vorzugsweise die gleiche oder nicht grösser als jene im Bereich, der an den ersten Anschnitt angrenzt.

In Fig. 5 kann, falls die Tiefe der Rinne bei der Einschnürung 1,0 mm beträgt, die Tiefe auf beiden Seiten der Einschnürung 1,5 mm betragen; in einer Variante kann die Tiefe in der zum ersten Anschnitt laufenden Seite 2 mm und in der zum Hohlraum laufenden Seite 1,5 mm betragen.

Die Lage der Einschnürung kann im Mittelteil des Bodens des zweiten Anschnittes sein. Die Bodenlänge zwischen der Einschnürung und dem Eintritt in den Hohlraum hängt von der Grösse des zweiten Anschnittes ab, beträgt aber vorzugsweise mindestens 2 mm.

Nachfolgend werden die Funktionen des ersten und des zweiten Anschnittes beschrieben.

Beim ersten Anschnitt wird der Fluss von geknetetem und geschmolzenem Harz durch den Giesslauf hinsichtlich Harzdruck vergrössert durch die Verminderung der Querschnittsfläche des Durchlasses und das Harz einem Schervorgang unterworfen, was ein Wiedererhitzen und Wiederkneten des Harzes zur Folge hat. In einer herkömmlichen Form fliesst das Harz vom Anschnitt geradewegs zum Formhohlraum, wobei es eine intensive Molekularorientation erfährt. Bei Vorliegen eines zweiten Anschnittes nach vorliegender Erfindung, der in seiner Breite erweitert ist in der Form eines Kleiderbügels so wie in den Fig. 1 und 2 und insbesondere in den Fig. 3A-3D gezeigt ist, schreitet der Harzfluss vorwärts zum Formhohlraum mit allmählichem Ausbreiten durch die ganze Rinne hindurch längs der stromlinienförmigen Schulter. Da die Bodenlänge des zweiten Anschnittes genügend gross ist, wird der Harzfluss perfekt laminar bevor er den Hohlraum erreicht, und der Eintritt in den Formhohlraum erfolgt gleichmässig als geradliniger und laminarer Fluss über die ganze Breite des Eintrittes. Somit gelangt ein homogenes geschmolzenes Harz in den Formhohlraum als laminarer Fluss bei der niedrigsten Geschwindigkeit zum Aufrechterhalten einer gleichmässigen Fluidität über dem ganzen Hohlraum; mit anderen Worten, das Harz tritt in den Hohlraum ein unter Beibehaltung eines sogenannten gekneteten, isotropen, homogenen Zustandes. Demzufolge ist der im Formhohlraum gebildete Spritzgussteil homogen und isotrop.

Nach vorliegender Erfindung ist es des weiteren erwünscht, im Giesslauf in der Nähe des ersten Anschnittes ein Schmelzlager vorzusehen. Das Schmelzlager 6 wurde bereits in den Fig. 1, 2 und 3A-3D gezeigt. Das Schmelzlager 6 ist eine Lagerstätte für das Harz und hat eine Tiefe t6, die grösser ist als jene t2 des Giesslaufes. Eine optimale Form des Schmelzlagers ist diejenige einer Kugel; es kann aber anstatt dessen eine zylindrische oder prismatische Form oder sogar eine Verlängerung des Giesslaufes vorgesehen sein. Falls der Giesslauf lang und gross bemessen ist, so sollte auch das Schmelzlager eine grosse Grösse haben. Falls zum Beispiel der Giesslauf trapezoidal ist, 6 mm (obere Seite) x 7 mm (untere Seite) x 5 mm (Höhe), so liegt das Schmelzlager vorzugsweise in der Form eines Zylinder vor, (15-20) 0 x 10 (mm). Vorzugsweise soll das Schmelzlager nahe beim ersten Anschluss gelegen sein.

Am Vorderende der Einspritzgiessmaschine, nahe der Düse, verbliebt ein Teil des Harzes im vorangehenden Zyklus. Dieser verbleibende Harzteil bei tieferer Temperatur wird Kaltklumpen genannt und füllt einen Z-förmigen Teil (in der Fachsprache mit Z-Stift bezeichnet), der am Fuss des Einlaufes vorliegt. Das geschmolzene Harz, das im nachfolgenden Zyklus eingespritzt wird, erhält auch eine geringere Fluidität wegen des Wärmeverlustes während dem Durchfliessen des Einlaufes und des Giesslaufes. Zur weiteren Verbesserang hinsichtlich Homogenität und Isotropizität des Spritzgussteiles hat es sich als erwünscht erwiesen, die besagten Harzteile in dem Schmelzlager zu sammeln um ihnen so den Eintritt in den Formhohlraum zu verwehren. Nachdem das Einspritzen in den Formhohlraum abgeschlossen ist sinkt die Temperatur des im Schmelzlager verbleibenden Harzes rascher ab als im Harz, das sich im Formhohlraum befindet, wodurch ein intensiver Kontraktionsdruck erzeugt wird. Wegen des höhren Druckes der Maschinenseite wirkt der Kontraktionsdruck auf den ersten Anschnitt ein und dient er dazu, einen Rückfluss des Harzes aus dem Formhohlraum zu verhindern und so die Bildung einer Senkmarke zu verhindern.

Die Giessform nach der Erfindung ist ferner vorzugsweise mit einem Abfallaufnahmehohlraum versehen an der dem Anschnitt gegenüberliegenden, also hinteren Seite des Formhohlraumes. Dieser Abfallaufnahmehohlraum ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Der Abfallaufnahmehohlraum 7 steht in direkter Verbindung mit dem Formhohlraum durch eine Einschnürung 8 hindurch und wird nach hinten tiefer. Die Weite des Abfallaufnahmeraumes kann durchwegs konstant sein, wie in Fig. 1 gezeigt, oder graduell abnehmen. Die Form des Abfallaufnahmehohlraumes ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Es ist von Vorteil, den Abfallaufnahmehohlraum nahe dem hinteren (dem am weitesten weg vom Anschnitt gelegenen) Teil la des Formhohlraumes 1 anzuordnen, d.h. an dessen dem Anschnitt gegenüberliegender Seite. Das Volumen des Abfallaufnahmehohlraumes kann mehrere cm3 betragen wenn das Volumen des Formhohlraumes zwischen mehreren cm3 bis hinauf zu zehn oder mehr cm3 beträgt; das Volumen kann 10 oder mehr cm3 im höchsten betragen, sogar wenn das Volumen des Formhohlraumes 100 cm3 übertrifft. Der Bereich, in welchem der Abfallaufnahmehohlraum an den Formhohlraum anschliesst, ist vorzugsweise mit Krümmung in Breiten- wie auch in Dickenrichtung versehen, ähnlich wie der Verbindungsbereich zwischen dem zweiten Anschnitt und dem Formhohlraum. Vorzugsweise soll die Dicke des Harzes am Eintritt in den Formhohlraum gleich 1,5 - 2,0 (mm) betragen, die Länge 3-5 (mm) und die Weite 5-8 mm.

Der Abfallaufnahmehohlraum nimmt denjenigen Teil des Harzes auf, der im frühesten Stadium des Einspritzens in den Formhohlraum gelangt ist und an Wärmeinhalt verloren hat. Mit einer solchen Massnahme gewinnt das Harz im Formhohlraum an Homogenität und Isotropizität. Es zeigt, dass nach dem Vollzug des Einspritzens die Harztemperatur im Abfallaufnahmehohlraum rascher absinkt,

eine Kontraktion stattfindet, der Kontraktionsdruck vergrössert wird, und der Eintritt in den Abfallaufnahmeraum verschlossen wird durch das verfestigte Harz in einer inneren Zone, wodurch das Harz im Formhohlraum unter einem hohen Druck bleibt und das Harz davon abgehalten wird,

eine Senkmarke zu bilden.

Das Spritzgiessen unter Verwendung der Spritzgiessform nach vorliegender Erfindung wird unter den üblichen Bedingungen ausgeführt. Da der Formhohlraum mit einem laminaren Fluss von geschmolzenem geknetetem Harz von gleich-mässiger Temperatur gefüllt wird, ist der Spritzgussteil homogen und isotrop. Die Defekte, welche den in üblicher Weise erhaltenen Spritzgussteilen anhaften, wie z.B. Orientation der Harzmoleküle, das «jetting», die Silberstriemenbildung, die Bildung von Fliessmarken und von Schweissmarken werden in markanter Weise behoben und die Senkmarke wird nahezu vollständig eliminiert sowie dies oben wiederholt beschrieben wurde.

Die Vorteile des Spritzgiessens unter Verwendung der erfindungsgemässen Spritzgiessform sind nachfolgend veran-

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schaulicht anhand von Beispielen und teils im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren.

In den Fig. 10, IIA, IIB, 12A, 12B, 13, 14, 15A, 15B, 16A, 16B, 17A und 17B, welche die Spritzgussteile zeigen, die nach gewissen Beispielen erhalten wurden, sind mit 1', 2', 3', 4', 5', 6' und 7' diejenigen Teile der Spritzgussteile bezeichnet, welche den mit 1, 2, 3, 4, 5, 6 bzw. 7 bezeichneten Teilen der Formen entsprechen.

Beispiel 1

Spritzgiessen einer Skalenplatte für einen stereophonischen Verstärker

(1) Unter Verwendung einer Giessform nach der Erfindung wurde ein Polymethylmethacrylatmaterial einspritzgegossen unter den nachfolgend angeführten Bedingungen zum Erhalten einer 5 mm dicken Skalenplatte für einen stereophonischen Verstärker, wie sie in den Fig. IIA und IIB gezeigt ist. Fig. 10 ist eine Schrägansicht eines Teiles des spritzgegossenen Gegenstandes, der im Giesslauf, dem Anschnitt und dem Schmelzlager entstanden ist. Die spritzgegossene Skalenplatte für stereophonischen Verstärker zeigte keine Defekte wie Fliessmarken, Jetting- oder Senkmarken.

Name des Harzmaterials:

«Delpet 6ON» (PMMA)

Hersteller des Harzmaterials:

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha

Type der Spritzgiessmaschine:

IS90B

Hersteller der Spritzgiessmaschine:

Toshibe Machine Co.

Die Spritzgiessbedingungen waren die folgenden:

Spritzgiessdruck

900

kg/cm2

Plastifizierte Menge

120

g/2 Hohlräume

Drehzahl der Schnecke

46

U/min

Klemmdruck

75

Tonnen

Einspritzzeit

15

Sekunden

Kühlzeit

55

Sekunden

Einzyklendauer

80

Sekunden

Temperatur des Zylinders:

hinterer Teil (Trichterseite) 200°C Mittelteil (Zentrum)

Vorderteil (Düsenseite)

Formtemperatur: stationäre Seite bewegliche Seite

205°C 200°C

65°C 70°C

Hersteller der Spritzgiessmaschine:

Toshiba Machine Co.

Die Einspritzgiessbedingungen waren wie folgt:

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Einspritzdruck

Plastifizierte Menge

Drehzahl der Schnecke

Klemmdruck

Einspritzzeit

Kühlzeit

Einzyklendauer

Temperatur des Zylinders: hinterer Teil (trichterseitig) mittlerer Teil (Zentrum) vorderer Teil (düsenseitig)

Formtemperatur:

stationäre Seite bewegliche Seite

1200 kg/cm2 210 g/Einzelhohlraum 40 U/min 180 Tonnen 25 Sekunden 115 Sekunden 148 Sekunden

185°C 198°C 205°C

60°C 62°C

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Vergleichsbeispiel 1 Das Einspritzgiessen wurde durchgeführt unter den nachfolgend angeführten Bedingungen unter Verwendung einer üblichen Spritzgiessform des Seitenanschnitt-Typs, bei der die Tiefe des Einganges zum Hohlraum 80% der Dicke des spritzgegossenen Produktes betrug. Die so erhaltene, 5 mm dicke Skalenplatte für einen stereophonischen Verstärker, zeigte Fliessmarken, Jetting- und Senkmarken.

Name des Harzmateriais:

30 «Delpet 6ON» (PMMA)

Hersteller des Harzmaterials:

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha

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Type der Giessmaschine:

IS90B

Hersteller der Spritzgiessmaschine:

Toshiba Machine Co.

Die Spritzgiessbedingungen waren wie folgt:

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(2) In ähnlicher Weise wie vorhin beschrieben, unter Verwendung einer Spritzgiessform nach der Erfindung, wurde ein Polymethylmethacrylatmaterial spritzgegossen unter den nachfolgend angeführten Bedingungen zwecks Erhaltens einer spritzgegossenen, 8 mm dicken Skalenplatte für einen stereophonischen Verstärker wie in den Fig. 12A und 12B gezeigt. Der so erhaltene Spritzgussteil zeigte keine Defekte wie Fliessmarken, Jetting- oder Senkmarken.

Name des Harzmaterials:

«Delpet 50N» (PMMA)

Hersteller des Harzmaterials:

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha

Typ der Spritzgiessmaschine:

IS200B

Injektionsdruck Plastifizierte Menge Drehzahl der Schnecke Klemmdruck Injektionszeit Kühlzeit Einzyklendauer

Formtemperatur:

stationäre Seite bewegliche Seite

1250 kg/cm2 120 g/2 Hohlräume 40 U/min 75 Tonnen 10 Sekunden 60 Sekunden 100 Sekunden

200°C 220°C 210°C

65°C 70°C

55 Beispiel 2

Spritzgiessen eines Messgerät-Abdeckglases

Unter Verwendung einer Form nach vorliegender Erfindung wurde ein Polymethyl methacrylat Material (PMMA) 60 und ein Polycarbonat (PC) einspritzgegossen unter den nachfolgend angeführten Bedingungen zwecks Erhaltens eines Deckglases für ein kleindimensioniertes Messgerät, von etwa 70 x 50 x 17 mm, wie in den Fig. 14, 15A und 15B gezeigt, wobei die Dicke 1 mm betrug im dünnwandigen Teil und 65 5 mm im dickwandigen Teil. Fig. 13 ist eine Schrägansicht des Teiles der im Giesslauf, Schmelzlager und Anschnitt entstanden ist. Die erhaltenen Spritzgussteile zeigten keine Schweissmarken, Fliessmarken oder Silberstriemen.

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Name des Harzmaterials:

Hersteller des Harzmaterials:

Typ der Spritzgiessmaschine:

Hersteller der Spritzgiessmaschine:

Die Spritzgiessbedingungen waren wie folgt:

Temperatur des Zylinders: hinterer Teil (trichterseitig) Mittelteil (Zentrum) Vorderteil (düsenseitig)

Formtemperatur:

stationäre Seite bewegliche Seite

PMMA Delpet 60N Asahi Kasei

Kogyo Kabushiki Kaisha N70B11

Nippon Steel Ltd.

220°C 225°C 230°C

50°C 60°C

PC

Lexan 101 General Electric Co.

N100B11 Nippon Steel Ltd.

Einspritzdruck

900

kg/cm2

1500

kg/cm2

Plastifizierte Menge

120

g/4 Hohlräume

120

g/4 Hohlräume

Drehzahl der Schnecke

40

U/min

40

U/min

Klemmdruck

70

Tonnen

100

Tonnen

Injektionszeit

10

Sekunden

12

Sekunden

Kühlzeit

25

Sekunden

28

Sekunden

Einzyklendauer

37

Sekunden

42

Sekunden

285°C 290°C 285°C

75°C 80°C

Beispiel 3 Spritzgiessen von Sonnenbrillenlinsen

Unter Verwendung einer Giessform nach vorliegender Erfindung wurde ein Polymethylmethacrylatmaterial einspritzgegossen unter den nachfolgend angeführten Bedingungen zwecks Erhaltens von Sonnenbrillenlinsen mit einer Dicke von 2,2 mm und einer sphärischen Krümmung von 78 mm 0 wie in den Fig. 16A und 16B gezeigt. Der Spritzgussteil wies keine beachtliche Molekularorientation auf; es wurde keine Rissbildung beobachtet nach den Nachbehandlungen wie z.B. Einfärben und Oberflächenhärten. Dies scheint zurückzuführen zu sein auf die Verbesserung des Widerstandes gegen Lösungsmittel und der mechanischen Festigkeit. In diesem Falle wurden ausgezeichnete Spritzgussteile erhalten ohne Verwendung eines Abfallaufnahmehohlraumes.

Name des Harzmaterials: 45

«Delpet 80N» (PMMA)

Hersteller des Harzmaterials:

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha

Typ der Spritzgiessmaschine: so

FS-75-B

Hersteller der Spritzgiessmaschine:

Nissei Jushi Kogyo Co.

Die Spritzgiessbedingungen waren wie folgt: 55

Einspritzdruck

1100 kg/cm2

Plastifizierte Menge

105 g/4 Hohlräume

Drehzahl der Schnecke

55 U/min

Klemmdruck

70 Tonnen

Einspritzzeit

12 Sekunden

Kühlzeit

15 Sekunden

Einzyklendauer

32 Sekunden

Temperatur des Zylinders:

hinterer Teil (trichterseitig)

225°C

mittlerer Teil (Zentrum)

240°C

vorderer Teil (düsenseitig)

255°C

Formtemperatur:

stationäre Seite 78°C

bewegliche Seite 82°C

Beispiel 4

Spritzgiessen eines dicken Vergrösserungsglases (Polymethyl methacrylat)

Beim Spritzgiessen eines Vergrösserungsglases mit einer Dicke von 20 mm und einem Durchmesser von 80 mm unter Verwendung einer herkömmlichen Giessform, die mit einem seitlichen Anschnitt versehen war ähnlich einem direkten Anschnitt, zeigte der erhaltene Spritzgussgegenstand eine Senkmarke wegen der grossen Dicke. Zudem waren die mechanischen Festigkeiten des in der Nähe des Anschnittes gelegenen Teiles niedrig infolge der intensiven Molekularorientation. Zur Verhinderung des Entstehens von Senkmarken war eine lange Verweilzeit notwendig und die erforderliche Einzyklendauer betrug 12 bis 14 Minuten. Bei Verwendung einer Giessform mit einem Schmelzlager, einem kleiderbügelförmigen Anschnitt und einem Abfallaufnahmehohlraum gemäss der vorliegenden Erfindung wurde das gleiche Material spritzgegossen unter den nachfolgend angeführten Bedingungen. Der erhaltene Spritzgussteil, der in Fig. 17A und 17B gezeigt ist, liess keine wesentliche Molekularorientation erkennen und ein Schuss erforderte nur 2 Minuten 40 Sekunden bis 3 Minuten.

Wenn der unter Verwendung der herkömmlichen Giessform erhaltene Spritzgussteil während 5 Minuten in einer Mischung von Methyl-Äthyl-Keton und Äthyl-Alkohol eingetaucht belassen wurde, erschien eine Wolkenbildung in dem Bereich nahe dem Anschnitt, wogegen der unter Verwendung der erfindungsgemässen Giessform erhaltene Spritzgussteil keine Abnormalität zeigte, sogar nach einer Eintauchzeit von 10 Minuten. Es konnte keine Abnahme der mechanischen Festigkeit in der Nähe des Anschnittes beobachtet werden.

Name des Harzmaterials:

«Delpet 80N» (PMMA)

Hersteller des Harzmaterials:

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha

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Typ der Einspil^giessmaschine:

SN520

Hersteller der Spritzgiessmaschine:

Niigata Engineering Co.

Die Spritzgiessbedingungen waren wie folgt:

Einspritzdruck 1400 kg/cm2

Plastifizierte Menge 52 g/Einzelhohl-

raum

Drehzahl der Schnecke 48 U/min

Klemmdruck 175 Tonnen

Einspritzzeit 24 Sekunden

(Verweilzeit) 8 Sekunden

Kühlzeit 65 Sekunden Einzyklendauer 160-180 Sekunden

Temperatur des Zylinders:

hinterer Teil (trichterseitig) 225°C

mittlerer Teil (Zentrum) 230°C

vorderer Teil (düsenseitig) 230°C

Formtemperatur:

stationäre Seite 92°C

bewegliche Seite 98°C

GEWERBLICHE VERWERTBARKEIT

Wie vorher beschrieben ist, beim Einspritzgiessen von klaren Harzen wie z.B. Polystyrol und insbesondere von Polymethylmethacrylat in einer erfindungsgemässen Giess-5 form, der aus dem Formhohlraum abgegebene Spritzgussteil ein perfekt homogenes und isotropes Produkt. Die erfin-dungsgemässe Form findet grossen Nutzen bei der Herstellung von verschiedensten Messgerät-Abdeckgläsern, von Staubdeckeln für Stereogeräte, von Abdeckgläsern für io Uhren und dergleichen, von optischen Linsen und Prismen, von Brillengläsern, usw. Die erfindungsgemässe Giessform hat einige wenige Nachteile, zu denen eine geringfügige Komplizierung in der Herstellung der Giessform und eine geringfügige Zunahme an Abfallharz durch Trennen gehö-15 ren. Diese Nachteile können jedoch genügend kompensiert werden durch die Vorteile, die im Eliminieren der Bearbeitung des Produktes zum Ausschneiden von gewollten Gegenständen, in der Eliminierung des Schneidbearbeitens zum Entfernen des Anschnittes von den Spritzgussteilen und in 20 der Verminderung der Komplizierung sowohl der Einspritz-giessmaschine wie auch des Steuermechanismus bestehen. Ausserdem ist es von grosser Bedeutung für das Gebiet der Herstellung der oben angeführten durchsichtigen Gegenstände, dass die homogenen und isotropischen Spritzgussteile 25 mit dimensionaler Präzision erhalten werden.

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4 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Spritzgiessform für thermoplastische Harze, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Giesslauf (2) und einem Hohlraum (1) ein erster Anschnitt (3) und ein zweiter Anschnitt (4) vorgesehen sind, wobei der erste Anschnitt (3) eine Verbindung zwischen dem Giesslauf (2) und dem zweiten Anschnitt (4) bildet und eine Querschnittsfläche hat, die kleiner ist als jene des Giesslaufes (2), und wobei der zweite Anschnitt (4) sich vom ersten Anschnitt weg erstreckt mit einer Weite, die progressiv zunimmt in einer Form, welche der Schulterpartie eines Kleiderbügels ähnelt, bis zum An-schluss an den Hohlraum (1), und eine Einschnürung (5) hat etwa halbwegs zum Hohlraum.

2. Spritzgiessform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum zusammengesetzt ist aus einem Formhohlraum (1) und einem Abfallsammeiraum (7), der durch eine Einschnürung (8) mit dem hinteren Teil (la) des Formhohlraumes verbunden ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Spritzgiessform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schmelzlager (6) hat, das nahe dem ersten Anschnitt gelegen und mit dem Giesslauf verbunden ist, wobei das Schmelzlager eine Querschnittsfläche (96) hat, die grösser ist als jene (93) des ersten Anschnittes, und eine Tiefe (t6), die grösser ist als jene (t2) des Giesslaufes.

Technisches Gebiet