CH634507A5

CH634507A5 - Spritzgussverfahren fuer schaumstoffe.

Info

Publication number: CH634507A5
Application number: CH1267278A
Authority: CH
Inventors: Akifumi Hayakawa; Akira Aiba; Eiki Orihara; Kiyoshi Fukushima
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1983-02-15
Also published as: FR2411693B3; SE426923B; NL7811893A; CA1105219A; BE872721A; GB2010168A; BR7808136A; IT7830805A0; DE2850700A1; AR219139A1; GB2010168B; IT1104575B; HU180099B; DK516278A; FR2411693A1; NO783885L; FI783827A; YU285478A; JPS5488969A; US4133858A

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgussverfahren für Schaumstoffe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Spritzen von geschäumten Kunststoffgegenständen wird gewöhnlich ein geschmolzenes Gemisch eines Kunststoffs und eines Treibmittels in den Formhohlraum eingespritzt, der ein bewegliches Formflächenteil besitzt, um den Hohlraum nach dem Einspritzen des Materials zu vergrössern, um das Schäumen und die Ausdehnung des eingespritzten Materials zu ermöglichen. Verschiedene Verfahren für solche Spritzgussverfahren für Schaumstoffe werden in den US-PS 3 058 161 (Beyer et al.) und 3 801 686 (Kyritsis et al.) beschrieben. Beim Verfahren gemäss der erstgenannten US-PS wird das schäumbare Gemisch in eine dehnbare Form gespritzt und benachbart zu den Wänden der Form befindliches Harzmaterial erstarrt und bildet eine dicke unge-schäumte Schicht, bevor die Form zum Schäumen der Innenbereiche des Harzes in der Form ausgedehnt wird.

Gemäss dem Verfahren der US-PS 3 801 686 wird ein Gemisch aus Harz und chemischem Treibmittel bei einer Temperatur unterhalb der Schäumtemperatur gebildet und das Gemisch mit einer hohen Rate schnell durch einen dem Durchfluss Widerstand leistenden Durchgang eingespritzt, um es durch viskose Verteilung auf Schäumtemperatur zu erhitzen und die Form während des Induktionszeitraums mit blähmittelhaltigem ungeschäumtem Harzmaterial zu füllen, bevor sich Gasblasen aus dem Treibmittel entwickeln. Bei diesem Verfahren wird das chemische Treibmittel im Harz benachbart zu den Formwänden durch die Kühlwirkung der Formwände festgehalten und bildet eine dünne ungeschäum-te Haut; die Form wird unmittelbar, nachdem sie gefüllt ist, ausgedehnt.

45 Bei solchen Verfahren wurde vorgeschlagen, den Nachteil, dass sich hässliche Oberflächen an der Dehnungslinie, wo die Oberflächenteile zur Ausdehnung der Form bewegt werden, ausbilden, durch Verwendung einer besonderen Gestalt der Form, wie sie in der US-PS 3 596 318 (Kyritsis et 50 al.) gezeigt wird, zu vermeiden. Bei dieser Form ragt das Oberflächenteil, das zur Ausdehnung beweglich ist, zum Zeitpunkt des Einspritzens in den Formhohlraum hinein und wird zum Ausdehnen des Formhohlraums herausbewegt, so dass seine Randbereiche in genauer Einstellung mit 55 Randbereichen von einem anderen Formabschnitt sind, wodurch eine Formrillenlinie in der Kunststofffläche an dem Stoss zwischen dem Oberflächenteil und dem anderen Formabschnitt zurückbleibt.

In der GB-PS 1 169 394 (Ferrari) wurde vorgeschlagen, 60 ein vorzeitiges Schäumen eines geschmolzenen Gemisches aus einem Kunststoff und einem Treibmittel dadurch zu verhindern, dass man eine abgedichtete Form mit Druckluft füllt, bevor das Gemisch in die Form eingespritzt wird.

Wenn das Gemisch eingespritzt wird, verhindert ein Über-65 druckventil den Aufbau eines hohen unkontrollierten Drucks, während der verbleibende Druck glatte glänzende Oberflächen auf dem geformten Gegenstand sicherstellen soll. Es wurde jedoch festgestellt, dass ein einfaches Unter

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drucksetzen der speziellen, oben beschriebenen Ausbildung der Form ungenügende Oberflächen und Formfalzlinien oder -rillenlinien ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Formung geschäumter Gegenstände aus in der Hitze erweichbarem polymerem Harz mit überlegenen Oberflächeneigenschaften und ohne hässliche Formfugenoder Rillenlinien, jedoch mit einem feinzelligen Inneren herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, die Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung darstellen und in denen der Abstand zwischen relativ beweglichen Teilen der Vorrichtung aus Gründen der besseren Übersicht übertrieben 'gross dargestellt wurde. Ebenso wurden die relativen Proportionen von Unregelmässigkeiten an der Oberfläche und der Rillen- oder Falzlinie beim geformten Gegenstand zur Verdeutlichung vergrössert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Schneckenextruders und einer Spritzgussform, wobei Teile weggelassen wurden;

Fig. 2 ist eine Ansicht in vergrössertem Massstab, die das Verhältnis der Teile der Form und die Vorrichtung für das Unterdrucksetzen der Form zeigt, wobei Teile fortgelassen wurden;

Fig. 3 ist ein idealisiertes Diagramm, das die Wirkungen einer unter Druck gesetzten Form und einer nicht unter Druck gesetzten Form auf die Rate (Menge pro Zeiteinheit) des Bläschenwachstums in einem eingespritzten schäumbaren Gemisch gegenüberstellt;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die den Zustand eines schäumbaren Gemischs in einer dehnbaren Form unmittelbar nach dem Einspritzen darstellt;

Fig. 5 ist eine Ansicht vergleichbar mit Fig. 4, die jedoch den Zustand des schäumbaren Gemischs zeigt, wenn die Form teilweise ausgedehnt oder vergrössert ist;

Fig. 6 ist eine Ansicht vergleichbar mit derjenigen der Fig. 4 und 5, die den Zustand des schäumbaren Gemischs in der Form zeigt, wenn die Form die volle Ausdehnung erreicht hat;

Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 4 bis 6, die die Form in voll ausgedehntem Zustand darstellt und die dichte, enge Formrillen- oder -falzlinie zeigt, die bei einem Verfahren gemäss der Erfindung erhalten wird, und

Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 7, die den Zustand des schäumbaren Materials zeigt, wenn das erfmdungsgemässe Verfahren nicht angewandt wurde.

Erfindungsgemäss werden besondere Druck- und Zeitfolgesteuerungen vorgesehen, um das besondere Problem zu lösen, dass eine überlegene Oberflächenformung von synthetischen polymeren Harzen unter Verwendung einer unter Gasdruck stehenden vergrösserbaren Form, die einen Formoberflächenabschnitt besitzt, der in Ausrichtung mit einer anderen Formoberfläche zur Ausdehnung oder Vergrös-serung des Formhohlraums bewegbar ist, sichergestellt wird. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch aus einem chemischen Treibmittel und einem synthetischen Polymerharz unter solchen Bedingungen plastifiziert, bei denen ein Schäumen verhindert wird; das Gemisch wird in im wesentlichen ungeschäumtem Zustand in eine Form eingespritzt, die Gas mit relativ hohem Druck enthält, der während des Einspritzens auf diesem Wert gehalten wird. Es ist von besonderer Bedeutung, dass das Gas direkt freigelassen wird, wenn die Form gefüllt ist, und dass, wie unten erläutert wird, der bewegliche Formabschnitt so betätigt wird, dass der Formhohlraum zur Ausdehnung oder Schäumung des Gemischs unmittelbar am Ende einer vorbestimmten kurzen Zeitverzögerung nach Freilassen des Druckgases vergrössert wird.

Eine Anordnung von Geräten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann (vgl. Fig. 1 und 2), kann eine Plastifiziervorrichtung, z.B. in Form eines Schneckenextruders 10, enthalten, dessen Ausspritzdüse in Eingriff mit einem Einlasskanal oder einer Einfüllöffnung 14 durch ein stationäres Bauteil 16 der Presse steht. Ein Auslassventil 18 im Düsendurchgang 20 wird geschlossen gehalten, um den Druck in der Plastifiziervorrichtung ausser während des Einspritzens des plastifizerten Gemischs in die Form 22 aufrechtzuerhalten. Ein zweites Bauteil 24 der Form, das mit dem stationären Bauteil 16 der Presse zur Bildung eines Formhohlraums zusammenarbeitet, weist ein Aussenteil 26 zur Erzeugung eines Teils der Formoberfläche des Bauteils sowie ein Innenteil 28 auf, um einen weiteren Teil der Formfläche des Bauteils zu erzeugen; die äusseren Mantelflächen 30 des Innenteils 28 gleiten in enger Anlage an den inneren Mantelflächen 32 des Aussenteils 26. Wenn die Form 22 mit verkleinertem Volumen geschlossen ist, springt das Innenteil 28 durch das Aussenteil 26 in den Formhohlraum 34 vor, und das Aussenteil 26 wird durch Federn 36 beaufschlagt, so dass es gegen das stationäre Bauteil 16 der Presse gepresst wird. Dichtungsteile, z.B. O-Ringe 38, sind zwischen Stirnflächen 40 des Aussenteils 26 und Stirnflächen 42 des stationären Bauteils 16 der Presse und ferner zwischen Stirnflächen 44 des Aussenteils 26 und seitlichen Ansätzen 46 des Innenteils 28 angeordnet, um gasdichte Verbindungsstellen zu bilden.

Zum Ausdehnen wird das Innenteil 28 eine bestimmte Strecke zurückgezogen, um den vorspringenden Bereich zurückzuziehen und das Volumen des Formhohlraums 34 zu erhöhen sowie die Randbereiche der Formfläche 48 des Innenteils 28 in Ausrichtung mit benachbarten Bereichen der Formfläche 50 des Aussenteils 26 zu bringen. Die Druckfedern 36 halten das Aussenteil 26 während und nach dieser Bewegung dicht mit dem stationären Bauteil 16 der Presse, bis die Form zur Entfernung des geformten Teils geöffnet wird.

Zum Unterdrucksetzen der Form wird Gas aus einer Leitung 52 eingelassen, die mit einem zum Formhohlraum führenden Kanal 54 verbunden ist. Vor dem Einspritzen des Gemischs wird durch die Leitung 52 ein relativ hoher Gasdruck, gewöhnlich etwa 15 kg/cm2 oder höher, aufgegeben, der benötigt wird, um ein vorzeitiges Schäumen des schäumbaren Gemischs aus synthetischem polymerem Harz und chemischem Schäummittel zu verhindern. Ein Entspannungsventil 56 ist mit einem Gasauslasskanal 58 und einer Entlüftungsöffnung 59 für die Form verbunden, um ein gesteuertes Entweichen von Gas während des Einspritzens zu ermöglichen. Hierdurch wird ein unerwünschter Temperaturanstieg durch die schnelle Komprimierung des Gases im Formhohlraum 34 vermieden. Ein Gasablassventil 60, das ebenfalls mit dem Kanal 58 verbunden ist, ist zur Verringerung des Gasdruckes auf Atmosphärendruck vorgesehen, wenn das Einspritzen erfolgt ist. Zum Unterdrucksetzen kann ein beliebiges Gas, das das zu formende Material oder die Form nicht angreift, wie z.B. Stickstoff oder Luft, verwendet werden.

Jedes in der Wärme erweichbare organische polymere Harzmaterial, das üblicherweise durch Spritzguss zu geschäumten Artikeln verarbeitet wird, kann gemäss dem vorliegenden Verfahren verarbeitet werden. Das heisst, jede Polymerharzrezeptur, die die Wärmestabilität bei der Temperatur besitzt, die zur Überführung in einen fluiden Zustand mit einer geeigneten Viskosität zum Spritzguss benötigt wird, und die Fähigkeit, nach dem Spritzen und Ab5

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kühlen in den festen Zustand zu erhärten, aufweist, kann nach dem vorliegenden Verfahren unter Schäumen geformt werden. Solche Harze sind z.B. Polyäthylene, Polypropy-lene, Äthylenpropylen-Copolymerisate, Äthylen-Vinylace-tat-Copolymerisate, Polystyrole einschliesslich «schlagfester» Polystyrole, Polyamide, Polyacetale, Polycarbonate, Vinylchloridpolymerisate, Copolymerisate von Vinylchlorid mit anderen Monomeren, wie z. B. Styrol, Polyurethane, Harze wie z.B. Äthylcellulose, Copolymerisate von Acryl-nitril mit anderen Monomeren, wie z.B. Styrol, Polyurethane, natürliche Kautschuks, synthetische polymere Kautschuks, wie z.B. Copolymerisate von Butadien und Styrol, Terpolymere von Butadien, Styrol und Acrylnitril, Polyester, Polyphenylenoxide, Phenolharze der Stufe «A», Epoxyharze usw.

Gemäss dem vorliegenden Verfahren werden aufgrund ihrer grösseren Druckentwicklung Treib- oder Schäummittel, d.h. Mittel, die Gas durch chemische Zersetzung oder Reaktion erzeugen, statt solche, die Gas durch Verdampfen einer Flüssigkeit als Hauptquelle für das Treibgas erzeugen, verwendet. Die chemischen Treibmittel müssen in Übereinstimmung mit bekannten Grundsätzen an die Verarbeitungseigenschaften des zu verschäumenden Polymerharzes ange-passt werden. Der Temperaturbereich zum Schäumen ist so, dass die Viskosität des geschmolzenen Harzes gross genug ist, um das freigesetzte Gas zurückzuhalten, jedoch nicht so gross, dass die Ausdehnung oder Verschäumung übermässig behindert wird. Für Polymere, die bei tiefen Temperaturen verarbeitet werden, müssen sich bei tiefen Temperaturen zersetzende Treibmittel verwendet werden, denn wenn solche Mittel mit bei hohen Temperaturen zu verarbeitenden Polymeren verwendet würden, würden sié die Schäumtemperatur in der Plastifiziervorrichtung erreichen und unerwünschte Gasmengen entwickeln, die grobe Zellen und eine schlechte Oberflächengüte beim geformten Teil bilden würden. Anderseits ergeben Treibmittel, die sich bei hohen Temperaturen zersetzen, bei Verwendung mit Polymeren, die bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden, ungeschäumte oder ungenügend geschäumte Produkte. Geeignete Treibmittel sind z.B. die folgenden, für die die Zersetzungstemperaturen in Luft in Klammern angegeben werden: p,p'-Oxibis (benzol-sulfonylhydrazin) (157-160 °C), Azodicarbonamid (196-199 °C), p-Toluolsulfonylsemicarbazid (235-238 °C), Trihydrazinotriazin (264 °C), «AZO-CW»-Hydrazinderivat (210 °C) und modifiziertes Trihydrazinotriazin der Firma Fi-sons, England, in Styrol-Acrylnitril-Copolymerisaten (249 °C).

Das Plastifizieren des Gemisches aus Harz und Treibmittel wird mittels einer Schnecke 62 im Zylinder 64 des Extruders 10 durchgeführt, um die Temperatur des Gemisches zu erhöhen und es zum Schmelzen zu bringen. Die Steuerung der Temperatur, die in der Plastifiziervorrichtung erreicht wird, erfolgt auf einen solchen Wert, dass die Temperatur des Materials im Zylinder 64 des Extruders zuzüglich einer ggf. erfolgenden Temperaturerhöhung vom Reibungswiderstand beim Durchgang durch den Düsendurchgang 20 und Einlasskanal 14 so ist, dass das Material bei Schäumtemperatur in den Formhohlraum 34 gelangt. Der Ausdruck «Schäumtemperatur» bedeutet hier den vorbestimmten Temperaturbereich für eine spezielle Kombination aus organischem polymerem Material und Blähmittel, in dem das Schäumverfahren eine Schaumstruktur einer gewünschten oder bevorzugten Beschaffenheit erzeugt. Wenn das Schäumen oder die Ausdehnung oberhalb der vorbestimmten Schäumtemperatur erfolgt, werden die Zellen im ersten Anteil des Materials, das in die Form gelangt, zu gross und können sogar platzen; dies hat zur Folge, dass der geformte Gegenstand ungleichmässige Zellgrösse, innere Hohlräume und schlechte Oberflächenqualität besitzt. Das Schäumen oder die Ausdehnung unterhalb der vorbestimmten Schäumtemperatur führt zu ungenügender Ausfüllung der Form und unangemessenem oder unvollständigem Schäumen.

Um das Schäumen durch Gas, das im Harz anwesend ist, wenn das Harz in eine Form eingespritzt wird, oder Gas, das sich entwickelt, bevor die Form gefüllt ist, an den freien Flächen des Harzes zu verhindern, wird während des Einspritzens in die Form ein relativ hoher Gasdruck von über 10 kg/ cm2, vorzugsweise mindestens 15 kg/cm2, verwendet. Dieser hohe Gasdruck bewirkt auch, dass das Treibgas im Harz in Lösung gehalten wird; es wird auch angenommen, dass er die Rate, mit der Bläschen des Treibgases wachsen können, gegenüber der Wachstumsrate bei Atmosphärendruck verringert. Wie in Fig. 3 dargesellt, wird angenommen, dass die Durchmesser der Bläschen in einem schäumbaren Gemisch, das bei Atmosphärendruck von einer Plastifiziervorrichtung 10 in eine Form 22 abgegeben wird, entlang der Kurve «a» zunehmen, während die Bläschendurchmesser in einem schäumbaren Gemisch, das aus einer Plastifiziervorrichtung 10 unter Gasdruck in eine Form 22 abgegeben werden (wie in Kurve «b» angedeutet) am Ende eines Zeitraums von 2 Sekunden lediglich den Durchmesser erreicht haben, mit dem die Bläschen in der Kurve «a» begannen.

Ein weiterer Faktor, der die Entwicklung der Schäumoder Ausdehnkraft beeinflussen kann, ist dann zu berücksichtigen, wenn beim Spritzverfahren das Einspritzen eines geschmolzenen Gemischs, das unzersetztes Treibmittel enthält, in hoher Rate durch einen verengten Durchgang vorsieht, um Wärme zu erzeugen, damit das Gemisch auf Schäumtemperatur erwärmt wird. In diesem Fall stellt die Induktionsperiode für die Zersetzung des Treibmittels einen Faktor dar; der kann jedoch weitgehend durch die keimbildende Wirkung der Treibmittel-Teilchen ausgeglichen werden.

Unabhängig davon, ob die Erklärung für die Wirkung des Gasdrucks beim Herauszögern der Blasenentwicklung innerhalb der Form zutreffend ist oder nicht, wird die Entwicklung der Ausdehn- oder Schäumkraft im Gemisch aus Harz und Blähmittel durch Aufrechterhalten eines Gasdrucks auf die Form verzögert. Das Ablassen des Druckgases unmittelbar nachdem die Form gefüllt ist, ist wichtig, damit die Gasblasen so schnell wie möglich wachsen und sich eine Ausdehnkraft entwickeln kann und das sich ausdehnende, aufschäumende Harz in die Lage versetzt wird, ggf. zwischen dem Harz und den Formoberflächen 48 und 50 der Forminnen- und -aussenteile oder der Oberflächenform 66 des stationären Formbauteils eingefangenes Gas herauszupressen.

Der Zeitpunkt der Ausdehnung der Form nach dem Füllen und Entspannen des Gasdrucks ist ein wichtiger Faktor bei dem vorliegenden Verfahren. Die Bewegung der Formoberfläche 48 des Innenteils 28 der Form in Ausrichtung mit der Formoberfläche 50 des Aussenteils 26 derForm zur Ausdehnung des Formhohlraums wird vorzugsweise unmittelbar nach Ablauf einer kontrollierten Zeitverzögerung für den Aufbau einer Ausdehnkraft, die durch den Gasdruck in der Form behindert wird, auf eine Höhe, bei der der Ausdehndruck alle Bereiche des Kunststoffs in formende Anlage an die sich bewegende Oberfläche 48 der Form presst, durchgeführt. Gewöhnlich liegt der Zeitraum dieser Verzögerung in der Grössenordnung von etwa 3 Sekunden; höhere oder niedrigere Viskosität des geschmolzenen Harzes kann kleine Abweichungen von dieser Zeit bedingen. Die Bedeutung dieser Zeitsteuerung wird im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 7 besser verständlich. Wie in Fig. 4 dargestellt, befindet sich das Harz vor dem Ausdehnen oder Schäumen in vollständigem Kontakt mit den Formflächen 48, 50 und 66, wo es

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gekühlt wird und eine weiche halbfeste Schicht oder Haut aus verdicktem, teilweise geliertem Harz wird. Fig. 5 zeigt den beweglichen Innenteil 28 der Form in einer Zwischenstellung beim Ausdehnen der Form und verdeutlicht, dass das gekühlte Hautmaterial 67, das an der äusseren Mantelfläche 30 des Formteils 28 gebildet wurde, in seiner ursprünglichen Form verharrt, wenn die Mantelfläche 30 daran vorbeigleitet, dass jedoch die Haut 69, die an Randbereichen 68 der beweglichen Formoberfläche 48 gebildet wurde, entlang einer Kurve abgezogen ist. Fig. 6 zeigt eine vollständig ausgedehnte Form, wobei Pfeile die Wirkung des Schäumdrucks im Harzmaterial auf das Strecken- und Pressen der Haut 69 in Richtung auf den Hautteil 67 zeigt. Um die dichte Rillen- oder Falzlinie 70, die in Fig. 7 dargestellt wird, zu erreichen, muss die Haut 69 in diesem Randbereich genügend weich und biegsam sein, und die Ausdehnkraft muss ausreichen, um die Haut zu dehnen, um sie wieder in Anlage an die Oberfläche 48 des beweglichen Innenteils 28 derForm zu bringen und sie dicht an die Haut 67 zu pressen, die an der Mantelfläche 30 des Innenteils 28 der Form gebildet wurde, um eine feine Rillen- oder Falzlinie 70 zu bilden. Die Ausdehnung der Form vor Beendigung der notwendigen Zeitverzögerung zum Aufbau der Ausdehnkraft führt zu einer unregelmässigen, unvollständig geschlossenen Rillenoder Falzlinie 70a und zu unerwünschten Senken in der Hauptfläche des geformten Gegenstandes, wie in Fig. 8 dargestellt. Wenn die Form nicht unmittelbar nach Ablauf dieses Zeitraums ausgedehnt wird, erhält man einen geformten Gegenstand mit einer ungenügend glatten Haut, einer welligen Oberfläche und einer breiten Rillen- oder Falzlinie 70a.

Wenn das schäumbare Gemisch auf höherer Temperatur gehalten würde, würde sich der Schäumdruck schneller entwickeln, und das Material, das gegen die Form anliegt, würde länger weich bleiben. Jedoch besteht hier die Gefahr, dass ein vorzeitiges Schäumen, ggf. sogar im Zylinder, erfolgt, dass die Zellen im Inneren gröber werden, dass eine längere Kühlzeit vor der Entnahme benötigt wird und eine grossere Neigung zur Entwicklung von Senken auf der Oberfläche besteht. Die aufgrund der höheren Temperatur niedrigere Viskosität kann eine ungleichmässige Zellen-Entwicklung und das Diffundieren von Gas nach Aussenflächen bewirken, wobei ein Verlust an Glanz und die Entwicklung von Senken erfolgt.

Wenn das schäumbare Gemisch auf einer zu niedrigen Temperatur gehalten würde, würde es keinen Zeitpunkt geben, in dem nach Entwicklung der Ausdehnkraft des Gemisches in den Oberflächen der Form während der Ausdehnung des Formhohlraums das Gemisch noch genügend weiches und dehnbares Material, das von den Oberflächen der Form gekühlt ist, besitzt, um die Rillen- oder Falzlinie zu schliessen.

Eine Erhöhung der Menge an Blähmittel kann auch zu einer schnelleren Entwicklung der benötigten Ausdehnkraft führen, kann jedoch andere Probleme, wie z.B. nach dem Schäumen, hervorrufen.

Daher besteht die Steuerung des Verfahrens in folgenden Massnahmen:

A) Es wird eine Temperatur gewählt, bei der

1) ein spezielles schäumbares Gemisch in die Form innerhalb des Bereichs, der gewünschte Zellstruktur und überlegene Oberfläche gibt, eingespritzt wird und

2) ein genügender Zeitraum nach dem Einspritzen und Entspannen des Gasdrucks in der Form zwischen der Entwicklung einer angemessenen Ausdehnkraft einerseits und übermässigem Versteifen des Materials anderseits verbleibt, und

B) die Form wird unmittelbar am Ende des gesteuerten Zeitraums ausgedehnt, so dass die gewünschte Ausdehnkraft und die Weichheit der Haut in einem solchen Ausmasse nebeneinander bestehen, wie notwendig ist, um die Rillen- oder Falzlinie der Form abzudichten und die Oberfläche des Harzes an die Formfläche benachbart zu dem Stoss zwischen der beweglichen Formfläche und der Formfläche, mit der sie in Ausrichtung bewegt wurde, anzupassen.

Die folgenden Beispiele, in denen spezielle Materialien, Verfahrensführungen und Bedingungen aufgeführt werden, dienen zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein Schaumformgemisch wurde hergestellt aus 70 Gewichtsteilen Mehrzweck-Polystyrol mit einem Vicat-Erwei-chungspunkt von 97 °C und einem Schmelzfliessindex gemäss ASTM-Verfahren 01 238 von 8,5 g/10 Min., 30 Gewichtsteilen eines schlagfesten Propfcopolymerisats aus Styrol und Kautschuk mit einem Schmelzfliessindex von 3,0 g/ 10 Min., 0,3% Azodiearbonamid als Blähmittel und 0,05% Zinkstearat. Das Gemisch wurde in einem Schneckenextruder oder einer Schneckenpresse mit einer Düse, einem Ventil und einer vorderen Zylindertemperatur von 190 °C, einer mittleren Zylindertemperatur von 180 °C und einer hinteren Zylindertemperatur von 170 °C plastifiziert und bei einem Spritzdruck von 1000 kg/cm2 und maximaler Einspritzgeschwindigkeit in eine unter Stickstoffgasdruck stehende Form eingespritzt, die den in Fig. 2 gezeigten Aufbau besitzt.

Zum Zeitpunkt des Einspritzens betrug die Temperatur der Form 20 °C; der Stickstoffdruck im Formhohlraum war zum Beginn des Einspritzens 15 kg/cm2. Durch das Füllen der Form wurde das Gas durch das Entspannungsventil verdrängt, das den Druck bei etwa 15 kg/cm2 hielt% bis die Form gefüllt war.

Nach Abschluss des Einspritztaktes wurde ein Begrenzungsschalter betätigt, der einen Kreis schloss, um das Gasablassventil zu öffnen, so dass unmittelbar, nachdem die Form gefüllt war, der Gasdruck in der Form auf atmosphärischen Druck fiel. Im selben Zeitpunkt, in dem das Ablassventil geöffnet wurde, wurde ein Zeitschalter in Gang gesetzt, der nach einer Verzögerung von 3 Sekunden die Bewegung des Formteils startete, um das Volumen des Formhohlraums zu erhöhen und zu ermöglichen, dass das Material in dem Formhohlraum sich ausdehnte oder schäumte. Der ursprüngliche Abstand des Formteils von der gegenüberliegenden Formfläche betrug 7 mm, und die Bewegung des Formteils zum Ausdehnen betrug 6 mm.

Die Form wurde nach einer Aushärtungszeit von 120 Sekunden geöffnet; nach der Entnahme stellte sich heraus, dass der geformte Gegenstand eine glatte, glänzende Oberfläche besass, die frei von Spritzern und Blasen war. Die Rillenoder Falzlinie war gut geschlossen, und es wurden keine Senkungen festgestellt.

Beispiel 2

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch das Gasablassventil erst unmittelbar vor Ausdehnung des Formhohlraums geöffnet wurde. In diesem Fall war die Rillen- oder Falzlinie nicht gut geschlossen, sondern besass ein Profil, wie in Fig. 8 dargestellt. Ferner waren Senken sichtbar.

Beispiel 3

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der Formhohlraum sofort, d.h. etwa 1 Sekunde nach Entspannen des Gasdrucks in der Form, ausgedehnt wurde. In diesem Fall besass der geformte Gegenstand unerwünschte Senken in der Oberfläche benachbart zum beweglichen Formteil sowie eine unregelmässige Rillen- oder Falzlinie.

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2 Blatt Zeichnungen

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1. Spritzgussverfahren für Schaumstoffe, wobei man ein geschmolzenes Gemisch aus in der Wärme schmelzbarem polymerem Harz und einer Verbindung, die durch Wärme unter Bildung eines Gases chemisch zersetzbar ist, als Treibmittel bildet, das Gemisch unter solchen Bedingungen in den Hohlraum (34) einer Form (22) einspritzt, dass der Hohlraum (34) der Form (22) mit dem Gemisch bei Schäumtemperatur gefüllt wird, wobei die Form (22) einen ersten Abschnitt (28) besitzt, der zum Zeitpunkt des Einspritzens in den Hohlraum (34) der Form (22) vorspringt und eine Formfläche (48) und äussere Mantelflächen (30) besitzt, wobei die Mantelflächen (30) Bereiche aufweisen, die anfangs innerhalb des Hohlraums (34) der Form (22) freiliegen und in Gleitkontakt mit inneren Mantelflächen (32) eines anderen Abschnitts (26) der Form (22) stehen, um eine dichte Fuge zu bilden, wobei der erste Abschnitt (28) der Form (22) so beweglich ist, dass er seine Formfläche (48) in Ausrichtung mit einer Formfläche (50) des anderen Abschnitts (26) der Form bringen kann, um das Volumen des Formhohlraums (34) zu vergrössern, und wobei man den ersten Abschnitt (28) der Form (22) so bewegt, dass das Volumen des Formhohlraums (34) vergrössert wird, damit das Gemisch schäumen kann, und schliesslich das Gemisch verfestigt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Form (22) abdichtet, Gas in den Formhohlraum (34) zur Entwicklung eines Gasdrucks von wenigtens 10 kg/cm2 einlässt, um das in die Form (22) eingespritzte geschmolzene Gemisch am Schäumen zu hindern, das geschmolzene Gemisch unter solchen Bedingungen in die Form (22) einspritzt, dass der Formhohlraum (34) mit dem Gemisch in einem im wesentlichen ungeschäumten Zustand gefüllt wird, während des Einspritzens Gas aus dem Hohlraum (34) mit einer solchen Geschwindigkeit ablässt, dass ein Verbrennen des Harzes durch Temperaturerhöhung aufgrund des Komprimierens des Ga-

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ses vermieden wird, jedoch der Druck nicht unter den Druck abfallt, der zur Verhütung des Schäumens nötig ist, im wesentlichen unmittelbar nach dem Füllen des Formhohlraums 5 (34) den Gasdruck im wesentlichen auf Atmosphärendruck verringert und danach den ersten Formabschnitt (28) zur Volumenvergrösserung des Formhohlraums (34) während eines Zeitraums bewegt, in dem

A) verdicktes Harz an Randbereichen (68) der Formflä-10 che (48) des vorspringenden Formabschnittes (28) benachbart zur Fuge zwischen den Abschnitten (26, 28) der Form (22) weich und durch die Ausdehnkraft des Treibmittels verformbar und ausdehnbar bleibt, und

B) die Ausdehnkraft des Treibmittels einen solchen Wert erreicht hat, dass sie das Harz gegen die sich bewegende Formfläche (48) drückt und Teile des verdickten Harzes an den Randbereichen (68) der sich bewegenden Formfläche (48) benachbart zu der Fuge zwischen den Formabschnitten (26,28) in enge Nachbarschaft zum Harz reckt, das an den Mantelflächen (30) abgekühlt ist, um eine enge Rillen- oder Falzlinie (70) zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Formhohlraum (34) vor und während

25 des Einspritzens wenigstens 15 kg/cm2 beträgt und dass die Zeitspanne, nach der die Formfläche (48) ihre Bewegung zur Erhöhung des Volumens des Formhohlraums (34) beginnt, etwa 3 Sekunden beträgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-30 zeichnet, dass das Gemisch aus Harz und Treibmittel vor dem Einspritzen unterhalb der Schäumtemperatur liegt und der Strömungswiderstand des Durchgangs (20, 14) zum Formhohlraum (34) den Hitzeanteil liefert, um die Temperatur dès Gemischs beim Eintreten in den Formhohlraum (34) 35 auf Schäumtemperatur zu bringen.