DD138555B1

DD138555B1 - Verfahren zur Herstellung von weichelastischen Formteilen mit einstellbarer Härte, insbesondere für Dämpfungs-, Lager- und Kopplungsteile bei Abtastsystemen

Info

Publication number: DD138555B1
Authority: DD
Publication date: 1987-01-07

Description

Reaktionsmechanismus erhalten bleibt und keine äußere Energieanwendung erforderlich ist, um ein Formteil zu bilden, durch unerwünschte Nebenreaktionen keine Gasblasenbildung und somit unerwünschte Schaumbildung eintritt, daß die Topfzeit der Masse und die Zeit bis zur Entformbarkeit bzw. bis zum Erreichen der optimalen Eigenschaften klein ist, gute Trennwirkung des Formteiis auch bei Metallformen besteht und keine Maschinenverarbeitung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren zur Herstellung von weichelastischen f ormteiien mit einer gezielt einstellbaren Shore-Härte-A von 10 bis 60 bzw. einem Ε-Modul von 2 · 10"¹ NmnrT² bis 3Nmm"², insbesondere für Dämpfungs-, Lager- und Kopplungstsile, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer kalthärtenden vorzugsweise weichen PUR-Vergußmasse, bestehend aus einer getrennt vorliegenden Polyolabmischung und dem Diphenylmethan-'M-'-diosocyanat in flüssiger Form, zur Verarbeitung ein kalthärtendes vernetzerhaltiges Silikonkautschukvorprodukt, durch dessen Masseanteile die Härte des zu fertigenden Formteils variierbar ist, zugesetzt wird. Überraschend findet jedoch auch eine Reaktion mit einem vernetzerlosen Silikonkautschuk-Vorprodukt zu einem homogenen Formteil statt. Die Verwendung eines vernetzerhaltigen Silikonkautschuk-Vorproduktes ergibt jedoch Formteile mit besserer Oberflächenbeschaffenheit.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß einer Polyurethan-Vergußmasse, bestehend aus 3,5 Masseteilen einer Polyolabmischung und 1 Masseteil Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat in flüssiger Form zur Variation der Härte des zu fertigenden Formteils ein Silikonkautschuk-Vorprodukt von 5Pa · s in Konzentrationen von 5 bis 150% zugesetzt, durch Rühren homogen vermischt und anschließend in Werkzeugen vergossen wird. Die Reaktion erfolgt bei Raumtemperatur in wenigen Minuten zu einem homogenen, formstabilen und entformbaren Teil. Diese Erscheinung, durch exotherme Reaktion ohne äußere Energiezuführung das Formteil zu bilden, ist ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens. Die optimalen Eigenschaften erhält dieses Teil bei Raumtemperatur nach 24 bis 36 Stunden, unabhängig davon, ob das Teil im Werkzeug verbleibt oder entformt wurde. Die Härte des Formteils sinkt mit der steigenden Höhe des Zusatzes von Silikonkautschuk-Vorprodukt und kann stufenlos in den Grenzen von 10 bis 60 Shore-Α eingestellt werden. Die mit dem definierten Zusatz des Silikonkautschuk-Vorproduktes eingestellte Härte des Formteils ist in weiten Grenzen temperaturunabhängig.

Durch dieses Verfahren besteht die Möglichkeit, die Härte des Formteils in den vorgegebenen Grenzen den Forderungen der Baugruppe, in die das Formteil eingeht, anzupassen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Zur Fertigung von Formteilen mit einer Shore-Härte-A zwischen 10 bis 60 und einem Ε-Modul von 2 · 10~¹Nmm~² bis3Nmm~² wird einer Polyurethan-Vergußmassemischung V 8407/1, bestehend aus 3,5 Masseteilen einer Polyolabmischung (Komponente A) und 1 Masseteil Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat in flüssiger Form (Komponente B), eine entsprechende Menge Silikonkautschuk-Vorprodukt NG 200 mit 2 bis 5% Vernetzeranteil homogen untergemischt. Der Silikonkautschuk-Vorproduktanteil, bezogen auf die Mengen beider Polyurethankomponenten, beträgt zwischen 5 bis 150%. Eine Variation des Verfahrens sieht vor, bei gleichen Mischungsverhältnissen, den Vernetzeranteil des Silikonkautschuk-Vorproduktes erst in der Polyurethankomponente A und dem Silikonkautschuk-Vorprodukt zur Reaktion zu bringen. In beiden Fällen werden Formteile mit gleichen Shore-Härten erhalten. Ein Lösen des Vernetzeranteils in der Komponente A ist nicht möglich. Mit steigendem Anteil Silikonkautschuk-Vorprodukt in der Polyurethanmischung sinkt die Härte des Formteils.

Claims

Erfindungsanspruch:

Verfahren zur Herstellung von weichelastischen Formteilen mit einstellbarer Härte im Bereich von 10 bis 60 Shore-A, insbesondere für Dämpfungs-.. Lager- und Kopplungsteile in Abtastsvstemen für Schall- und Bildplattenabspielgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyurethanvergußmassemischung, bestehend aus 3,5 Masseteilen einer Polyolabmischung und 1 Masseteil Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat in flüssiger Form, mit 5 bis 150% kalthärtendem, 2 bis 5% Vernetzer enthaltenden Silikonkautschuk-Vorproduki mit einer Viskosität von 5Pa · s, durch dessen steigende Massear.teile die Härte des Formteües nach niedrigeren Werten variierbar ist, homogen vermischt und anschließend unter Benutzung eines Werkzeugs bei Raumtemperatur vergossen wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von weichelastischen FormteHen mit einer gezielt einstellbaren Shore-Härte-A, insbesondere für Dämpfungs-, Lager- und Kopplungsteile in Abtastsystemen für Schall- und Bildplattenabspielgeräte.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, derartige Dämpfungs-, Lager- und Kopplungsteile aus Elasten zu fertigen. Die zur Anwendung kommenden Kautschuke werden nach dem Vulkanisierungsprinzip bei erhöhter Temperatur verarbeitet. Die mechanischen Eigenschaften der zur Anwendung kommenden Kautschuke sind nur begrenzt und nicht stufenlos variierbar, so daß sich die Konstruktion der gesamten Anordnung, in die das Gummiteil eingehen soll, nach den Eigenschaften des Gummiteils richten muß (OS 2337104). Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen diese Teile aus Thermoplasten gefertigt werden. Vorwiegend kommt hier das Weich-PVC zur Anwendung, das nach der Spritzgußtechnologie bei erhöhter Temperatur verarbeitet wird. Bedingt durch die Möglichkeit der Herstellung von spritzfähigen Massen aus PVC mit Weichmacher liegen die erreichbaren Härtewerte etwa an der oberen Grenze des gewünschten Eigenschaftsbildes, das von derartigen Werkstoffen gefordert wird (WP 34663). Es sind weiterhin Verfahren bekannt, wo mit Hilfe eines kaltvernetzenden Silikonkautschuk diese Teile gefertigt werden. Als Verarbeitungstechnologie kommt nur das Gießen zur Anwendung, wobei die Eigenschaften des handelsüblichen Silikonkautschuks durch die vorgegebene Einstellung bestimmt werden — also nicht variabel sind (OS 2512123). Weiterhin sind kaltvernetzende Silikonkautschukmodifikationen mit Silikonpolymeren, Silikonöl, verschiedenen Feststoffen und dem entsprechenden Härter für diesen Anwendungsfall bekannt, die auch nur durch Gießen verarbeitet werden (AS 1812057). Die Nachteile beim Einsatz von Elasten liegen darin, daß keine gezielte Härte- bzw. E-Modul-Variation möglich ist, werkstoff- und verarbeitungsbedingte Inhomogenitäten vorhanden sind, die sich besonders bei kleinen Teilen, um die es sich hier handelt, bemerkbar machen, die Materialien eine geringe Alterungsstabilität aufweisen und sich somit die mechanischen Eigenschaften ständig verändern und außerdem Energie erforderlich ist, um diese Teile zu fertigen. Die Nachteile beim Einsatz von weichen Thermoplasten, insbesondere von Weich-PVC, liegen darin, daß die untere erreichbare Härtegrenze bei ca. 50 Shore-A (Ε-Modul von ca. 2 N mm~²) liegt und somit der Einsatzbereich eines solchen Materials stark eingeschränkt ist, eine sehr starke Temperaturabhängigkeit der Shore-Härte sowie des Ε-Moduls vorhanden ist, bedingt durch die Weichmacherwanderung eine zeitabhängige Veränderung der mechanischen Eigenschaften eintritt und außerdem Energie zur Fertigung der Teile erforderlich ist. "'"

Der Nachteil des kaltvernetzenden Silikonkautschuks handelsüblicher Art besteht darin, daß die erreichbare Härte durch das System vorgegeben und nur gering variierbar ist. Der Nachteil des modifizierten kaltvernetzenden Silikonkautschuk ist die niedrige Shore-Härte von «15 A. Als Nachteil aller kaltvernetzenden Silikonkautschuke steht die relativ lange Vernetzungszeit, so daß noch nach Tagen Veränderungen der Shore-Härte eintreten, obwohl die Teile schon nach einigen Stunden aus dem Werkzeug entformt werden können. Außerdem sind die Vernetzungsreaktionen stark von äußeren Bedingungen, vorwiegend der Luftfeuchte, abhängig. Bei niedrigen Luftfeuchten wird die Reaktion stark verzögert. Bleibt die Masse bei offenem Verguß im Werkzeug stehen, ergeben sich starke Härteschwankungen innerhalb des Teiles. Die der Luft zugewandte Seite hat eine wesentlich höhere Härte als die dem Werkzeug zugewandte Seite des Formteils. Ein weiterer Nachteil ist, daß der im Überschuß angewandte Vernetzeranteil sowie die Nebenprodukte der Kondensationsreaktion aus dem Formteil austreten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von weichelastischen Formteilen mit definiert einstellbarer Shore-Härte-A im Bereich von 10 bis 60 für Kleinserien als auch für die Massenfertigung zu schaffen, so daß sich die Konstruktion der Anordnung, in die das weiche Formteil eingeht, nicht mehr nach der vorgegebenen Härte des Formteils richten muß, sowie durch geeignete Wahl und Zusammensetzung der Formmassen die erwähnten Nachteile zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von weichelastischen Formteilen mit einer gezielt einstellbaren Shore-Härte-A von 10 bis 60 bzw. einem Ε-Modul von 2 · 10~¹Nmm~² bis 3Nmm~², insbesondere für Dämpfungs-, Lager- und Kopplungsteile in Abtastsystemen für Schall- und Bildplattenabspielgeräte, zu finden, bei dem eine handelsübliche kalthärtende vorzugsweise weiche Vergußmasse mit vorgegebener konstanter Shore-Härte durch Zusätze derart modifiziert wird, daß ein Formteil mit definierten Eigenschaften entsteht, keine Entmischungserscheinungen auftreten, der