DE102010025862B4 - Process for modifying plastic surfaces and the plastic component produced with them - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen eines an der Oberfläche modifizierten Kunststoffbauteils während der Formgebung mit vorbestimmter Oberflächenbeschaffenheit, die ein Verbinden des Kunststoffbauteils mit anderen Stoffen, beispielsweise durch Lackieren, Bedrucken, Metallisieren oder Verkleben, erlaubt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:a) Applizieren (100) einer chemischen Substanz auf die Oberfläche eines Werkzeugs, wobei die chemische Substanz hydrolysierbare Silane, insbesondere Alkoxysilane, Chlorsilane oder Silanester, oder Mischungen aus hydolysierbaren Silanen aufweist;b) Formgebung (200) eines plastisch verformbaren Kunststoffs durch Spritzgießen oder Extrusion, wobei die heiße Kunststoffoberfläche mit der Werkzeugoberfläche in Kontakt kommt;c) Erstarren lassen (300) des mit der Substanz behandelten Kunststoffs bis der Kunststoff ein fester Körper ist; undd) Applizieren (400) von Wasser auf die Oberfläche des erstarrten Kunststoffs.A method for producing a surface-modified plastic component during shaping with a predetermined surface quality which allows the plastic component to be connected to other materials, for example by painting, printing, metallizing or gluing, the method comprising the following steps: a) applying (100 ) a chemical substance on the surface of a tool, the chemical substance comprising hydrolyzable silanes, in particular alkoxysilanes, chlorosilanes or silane esters, or mixtures of hydrolyzable silanes; b) shaping (200) of a plastically deformable plastic by injection molding or extrusion, the hot plastic surface comes into contact with the tool surface; c) allowing (300) the plastic treated with the substance to solidify until the plastic is a solid body; and d) applying (400) water to the surface of the solidified plastic.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren von Kunststoffoberflächen, insbesondere von Polyolefinen. Als Polyolefine eignen sich Polyethylene, Polypropylene und deren Blends. Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo Halbzeuge oder Bauteile aus Polyolefinen lackiert, bedruckt, metallisiert, verklebt oder anderweitig zu verbinden sind, z.B. Karosserieteile in der Automobilindustrie oder Bauteile, die eine entsprechende Oberflächenleitfähigkeit besitzen sollen, und wo es auf den Erhalt der vorteilhaften Grundeigenschaften des Polyolefins in Gänze ankommt.The invention relates to a method for modifying plastic surfaces, in particular polyolefins. Polyethylene, polypropylene and their blends are suitable as polyolefins. The invention can be used wherever semi-finished products or components made of polyolefins are painted, printed, metallized, glued or otherwise connected, e.g. body parts in the automotive industry or components that should have a corresponding surface conductivity, and where the maintenance of the advantageous basic properties is important of the polyolefin arrives in its entirety.
Es ist bekannt und in der einschlägigen Fach- und Patentliteratur beschrieben, Kunststoffoberflächen nach verschiedenen Methoden zu modifizieren. Da Kunststoffe im Allgemeinen an der Oberfläche zu hydrophob sind, weil sie zu wenige oder keine funktionellen reaktionsfähigen Gruppen besitzen, ist es erforderlich, die Polymeroberflächen zu aktivieren. Eine Aktivierung der Kunststoffoberflächen wird überwiegend durch Beflammen, Plasmabehandlung oder Bestrahlung erreicht, indem funktionelle Gruppen in Monolagen an der äußersten Grenze des Kunststoffes erzeugt werden. Diese Art der Aktivierung von Polymeroberflächen wird als zusätzlicher technologischer Schritt durchgeführt.It is known and described in the relevant technical and patent literature to modify plastic surfaces by various methods. Since plastics are generally too hydrophobic on the surface because they have too few or no functional reactive groups, it is necessary to activate the polymer surfaces. Activation of the plastic surfaces is mainly achieved by flame treatment, plasma treatment or irradiation by creating functional groups in monolayers at the outermost limit of the plastic. This type of activation of polymer surfaces is carried out as an additional technological step.
Die konventionellen Vorbehandlungsverfahren, wie beispielsweise die Koronaentladung, (Niederdruck-) Plasmamodifizierung oder Beflammung sind zwar generell zur Oberflächenmodifizierung geeignet; die damit erreichbaren Effekte sind aber nicht dauerhaft. Mit diesen hoch energetischen Vorbehandlungsverfahren werden Radikale an der Oberfläche erzeugt, die in Gegenwart von Sauerstoff oder Wasser zu Hydroxy-, Keto- oder Carboxylgruppen reagieren. Diese Gruppen tragen zur Erhöhung der Oberflächenenergie bei. Unterstützt werden diese Reaktionen durch UV-Licht und Radikale des Prozessgases. Bei einigen Polyolefinen, wie PE, LLD, metallocen-katalysierten Typen oder Polyolefinen mit hohen Additivgehalten, ist die Wirkung unbefriedigend.The conventional pretreatment processes, such as corona discharge, (low-pressure) plasma modification or flame treatment, are generally suitable for surface modification; however, the effects that can be achieved are not permanent. With these high-energy pretreatment processes, radicals are generated on the surface, which react in the presence of oxygen or water to form hydroxyl, keto or carboxyl groups. These groups help to increase the surface energy. These reactions are supported by UV light and radicals in the process gas. With some polyolefins, such as PE, LLD, metallocene-catalyzed types or polyolefins with high additive contents, the effect is unsatisfactory.
Weiterhin ist nachteilig, dass die Stabilität des Vorbehandlungseffektes über einen größeren Zeitraum gering ist. Deshalb muss eine Weiterverarbeitung der oberflächenmodifizierten Kunststoffe ohne Zwischenlagerung erfolgen, was in der Industrie nur schwer realisierbar ist.Another disadvantage is that the stability of the pretreatment effect is low over a relatively long period of time. For this reason, the surface-modified plastics must be processed further without intermediate storage, which is difficult to achieve in industry.
Obwohl die erreichbaren Oberflächenenergien sehr hoch sein können, sind die Haftfestigkeiten von nachfolgenden Beschichtungen oft unbefriedigend. Ursächlich dafür sollen Schichten von polaren Stoffen an der Oberfläche sein, sogenannte „weak boundary layer“, die nicht fest mit dem Substrat verbunden sind. Diese Schicht besteht sowohl aus Additiven als auch aus Fragmenten der Polymerkette, die durch die hochenergetische Vorbehandlung erzeugt werden. Eine Modifizierung der Schicht konnte durch lang andauerndes Ätzen mit oxydierenden Reagenzien unterstützt durch Ultraschall erreicht werden. Die genannten Verfahren beruhen auf unspezifischen Reaktionen mit den Kohlenstoffatomen an der Oberfläche der Polymere. Auch diese Modifizierungen sind meist nicht dauerhaft.Although the surface energies that can be achieved can be very high, the adhesive strengths of subsequent coatings are often unsatisfactory. This is said to be caused by layers of polar substances on the surface, so-called “weak boundary layers”, which are not firmly attached to the substrate. This layer consists of additives as well as fragments of the polymer chain that are created by the high-energy pretreatment. A modification of the layer could be achieved by long-lasting etching with oxidizing reagents supported by ultrasound. The processes mentioned are based on unspecific reactions with the carbon atoms on the surface of the polymers. These modifications are usually not permanent either.
Die Gasphasenfluorierung liefert zwar eine geringere Anhebung der Oberflächenenergie im Vergleich zur Plasma- und Koronavorbehandlung; die erzielbaren Haftfestigkeiten für wässrige und strahlen härtbare Veredlungssysteme und die Langzeitstabilität sind jedoch besser. Allerdings gibt es auch bei diesen Verfahren Polyolefintypen, die sich nur gering modifizieren lassen.The gas phase fluorination provides a lower increase in surface energy compared to plasma and corona pretreatment; however, the achievable adhesive strengths for aqueous and radiation-curable finishing systems and the long-term stability are better. However, even with these processes there are types of polyolefin that can only be modified slightly.
Ein Weg zu einer dauerhaften Oberflächenmodifizierung besteht im Aufpfropfen polarer Polymere auf die Polyolefinoberfläche. Diese Reaktionen werden durch Radikale an der Polyolefinoberfläche gestartet, die durch Ozon, Plasma oder UV-Bestrahlung erzeugt werden. Die aus der Flüssig- oder Dampfphase zugeführten Monomere werden auf die Oberfläche aufgepfropft. Als Monomere werden meist Acrylderivate, teilweise auch Silane verwendet. Dadurch werden neben den funktionellen Gruppen, wie Carboxyl-, Hydroxy- oder Aldehydgruppen auch noch Silanreste an der Polymer- bzw. Kunststoffoberfläche gebunden bzw. SiOx-Ablagerungen erzeugt, die dann ebenfalls als Haftvermittler zur Verfügung stehen. Nachteilig hierbei ist, dass die Modifizierung als zusätzlicher Verfahrensschritt zur Formgebung, vorzugsweise für planare Oberflächen, durchgeführt werden muss.One way to achieve permanent surface modification is to graft polar polymers onto the polyolefin surface. These reactions are started by radicals on the polyolefin surface that are generated by ozone, plasma or UV radiation. The monomers supplied from the liquid or vapor phase are grafted onto the surface. Acrylic derivatives and sometimes also silanes are used as monomers. As a result, in addition to the functional groups such as carboxyl, hydroxyl or aldehyde groups, silane residues are also bonded to the polymer or plastic surface or SiO x deposits are produced, which are then also available as adhesion promoters. The disadvantage here is that the modification has to be carried out as an additional process step for shaping, preferably for planar surfaces.
Beispielsweise wird in der Deutschen Patentschrift
Die Europäische Patentschrift
In der Deutschen Patentschrift
In der Deutschen Patentschrift
Die Verwendung von Primern wurde vielfach vorgeschlagen. Die Wirkung beruht auf der Diffusion einer Lösung aus funktionellen Verbindungen in die Oberflächenschicht von Kunststoffen. Das Lösungsmittel hat die Aufgabe, die Oberflächenschicht aufzuquellen und so die Diffusion der Primer in die geschaffene offene Polymerstruktur zu ermöglichen. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels bleibt der Primer in der Oberflächenschicht zurück. Als Primer wurden sowohl funktionelle Polymere [
Nach der
Gemäß der
Die Behandlung in Wasser wird realisiert, um das natürliche Erscheinungsbild der Dekoroberflächen ohne strukturgebende Maßnahmen beizubehalten.According to the
The treatment in water is carried out in order to maintain the natural appearance of the decorative surfaces without any structural measures.
Aus der
Weiterhin ist aus der
Alle Verfahren zur Oberflächenmodifizierung von Polyolefinen haben zum Nachteil, dass die Langzeitstabilität der Oberflächenmodifizierung ungenügend, d.h. nicht dauerhaft ist. Weiterhin ist nachteilig, dass die Verfahren gemäß dem Stande der Technik nicht für alle Polyolefintypen geeignet sind und in separaten, teilweise aufwändigen Prozessschritten durchgeführt werden müssen.All processes for surface modification of polyolefins have the disadvantage that the long-term stability of the surface modification is insufficient, i.e. not permanent. A further disadvantage is that the processes according to the prior art are not suitable for all types of polyolefin and have to be carried out in separate, sometimes complex process steps.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das eine Oberflächenmodifizierung eines Kunststoffbauteils mit Langzeitstabilität ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a method which enables a surface modification of a plastic component with long-term stability.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand von beigefügtem Anspruch 1 gelöst. Anspruch 1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines an der Oberfläche modifizierten Kunststoffbauteils während der Formgebung mit vorbestimmter Oberflächenbeschaffenheit. Die Oberflächenbeschaffenheit ist dergestalt, dass ein Verbinden des Kunststoffbauteils mit anderen Stoffen möglich ist. Das Verbinden kann beispielsweise durch Lackieren, Bedrucken, Metallisieren oder Verkleben erfolgen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Ein plastisch verformbares Kunststoffsubstrat wird in eine vorbestimmte Form gebracht. Eine chemische Substanz wird auf die Oberfläche eines Werkzeugs appliziert. Die chemische Substanz umfasst hydrolysierbare Silane, insbesondere Alkoxysilane, Chlorsilane oder Silanester, oder Mischungen aus hydrolysierbaren Silanen.The object is achieved by the subject matter of the attached
Nachfolgend erfolgt die Formgebung eines plastisch verformbaren Kunststoffs durch Spritzgießen oder Extrusion, wobei die heiße Kunststoffoberfläche mit der Werkzeugoberfläche in Kontakt kommt.
Das mit der Substanz behandelte Kunststoffsubstrat erstarrt, so dass der Kunststoff ein fester Körper ist. Abschließend wird auf die Oberfläche des erstarrten Kunststoffs Wasser in flüssiger oder gasförmiger Form appliziert.A plastically deformable plastic is then shaped by injection molding or extrusion, the hot plastic surface coming into contact with the tool surface.
The plastic substrate treated with the substance solidifies, so that the plastic is a solid body. Finally, water in liquid or gaseous form is applied to the surface of the solidified plastic.
Die Erfindung nutzt aus, dass das Kunststoffsubstrat im Zustand plastischer Verformbarkeit eine geringere Dichte aufweist. Das trifft insbesondere dann zu, wenn das Kunststoffsubstrat durch Wärmezufuhr verflüssigt ist. Die Silane können folglich leichter in die Oberfläche des Kunststoffsubstrates eindringen. Deshalb ist der Einsatz von Lösungsmitteln zum Aufquellen der Oberfläche überflüssig.The invention takes advantage of the fact that the plastic substrate has a lower density in the state of plastic deformability. This is particularly true when the plastic substrate is liquefied by the supply of heat. The silanes can consequently penetrate more easily into the surface of the plastic substrate. Therefore the use of solvents to swell the surface is unnecessary.
Vorzugsweise werden niedermolekulare, insbesondere monomere oder olygomere Silane, eingesetzt, denn diese Silane können besonders leicht in die Oberfläche des Kunststoffsubstrates diffundieren.Low molecular weight, in particular monomeric or olygomeric, silanes are preferably used because these silanes can diffuse particularly easily into the surface of the plastic substrate.
Konventionelle Verfahren gehen von einer Nachbehandlung einer ausgehärteten Kunststoffoberfläche aus. Dieses sind zusätzliche Prozessschritte, die mit einer aufwändigen Logistik, einem Mehraufwand an Energie und Arbeitszeit verbunden sind. Da das erfindungsgemäße Verfahren in den Formgebungsprozess integriert ist, entfällt die Nachbehandlung.Conventional methods are based on post-treatment of a hardened plastic surface. These are additional process steps that are associated with complex logistics, additional energy and working hours. Since the method according to the invention is integrated into the shaping process, there is no post-treatment.
Als letzter Schritt führt die Applikation von Wasser auf der Oberfläche dazu, dass sich auf der Oberfläche aufliegende Silane und in die Oberfläche diffundierte Silane miteinander verbinden. Somit bildet sich ein komplexes Netzwerk von Verbindungen aus, welches aufgrund der diffundierten Moleküle fest mit der Oberfläche verankert ist. Es entstehen lineare und/oder verzweigte Netzwerke in der äußersten Oberflächenschicht des Kunststoffsubstrates. Dieses Netzwerk ist fest verankert und bestimmt so die Oberflächeneigenschaften des Kunststoffbauteils dauerhaft. Die Eigenschaften werden durch die Art und Zusammensetzung der Silane bestimmt. Falls gewünscht können auch Silane mit weiteren funktionellen Gruppen eingesetzt werden. As a final step, the application of water to the surface leads to the fact that silanes lying on the surface and silanes diffused into the surface combine with one another. This creates a complex network of connections which is firmly anchored to the surface due to the diffused molecules. Linear and / or branched networks arise in the outermost surface layer of the plastic substrate. This network is firmly anchored and thus determines the surface properties of the plastic component permanently. The properties are determined by the type and composition of the silanes. If desired, silanes with further functional groups can also be used.
Werden beispielsweise Alkoxysilane als chemische Substanz eingesetzt, dann reagieren die Wassermoleküle mit den Alkoxysilanen unter Bildung von Silanolgruppen. Beim Aufeinandertreffen von zwei Silanolgruppen können diese kondensieren, wobei die Siliziumatome über Siloxangruppen miteinander verbunden werden. Diese Reaktionen können pro Siliziumatom mehrfach auftreten. Als Folge entstehen lineare oder verzweigte Siloxanpolymere oder ein Siloxannetzwerk in der äußersten Oberflächenschicht. Diese Siloxane sind fest verankert und bestimmen so die Oberflächeneigenschaften des Formteils dauerhaft. Die Eigenschaften werden durch die Art und Zusammensetzung der Alkoxysilane bestimmt.If, for example, alkoxysilanes are used as the chemical substance, the water molecules react with the alkoxysilanes to form silanol groups. When two silanol groups meet, they can condense, the silicon atoms being bonded to one another via siloxane groups. These reactions can occur several times per silicon atom. As a result, linear or branched siloxane polymers or a siloxane network are formed in the outermost surface layer. These siloxanes are firmly anchored and thus permanently determine the surface properties of the molded part. The properties are determined by the type and composition of the alkoxysilanes.
Das Verfahren sieht vor, ein Netzwerk aus chemischen Substanzen auf der Basis von Siloxanbindungen in der äußersten Oberflächenschicht von Kunststoffteilen oder - bahnen zu bilden. Die Applikation der Substanzen erfolgt dabei in den Formgebungsprozess integriert. Mit Hilfe des Verfahrens werden die Oberflächen von Kunststoffen für einen weiten Aufgabenbereich modifiziert. Insbesondere eignet sich das Verfahren für wenig reaktive Kunststoffe, wie Polyolefine, aber auch für Kunststoffe, die in Kontakt mit reaktiven Stoffen leicht abbauen würden, wie POM. Je nach chemischer Zusammensetzung der Substanzen können die Oberflächen dadurch polarer oder unpolarer, chemisch reaktiv oder inert werden und so die Grundlage für weitere Schritte der Oberflächenveredlung bilden.The method provides for a network of chemical substances based on siloxane bonds to be formed in the outermost surface layer of plastic parts or sheets. The application of the substances is integrated into the shaping process. With the help of this process, the surfaces of plastics are modified for a wide range of tasks. The process is particularly suitable for less reactive plastics, such as polyolefins, but also for plastics that would break down easily in contact with reactive substances, such as POM. Depending on the chemical composition of the substances, the surfaces can become more polar or non-polar, chemically reactive or inert and thus form the basis for further steps in surface finishing.
Mit der Erfindung wird im Anwendungsfall eine dauerhafte Oberflächenmodifizierung von Kunststoffbauteilen mit verbesserten Adhäsions- und Benetzungseigenschaften erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Verbesserung der Lackierbarkeit mit auf Wasser basierenden Lacken bzw. eine Verbesserung der Benetzbarkeit mit Klebstoffsystemen und eine bessere Haftung von Lacken bzw. eine verbesserte Haftung der Verklebung. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kunststoff verarbeitende Industrie in die Lage versetzt, Halbzeuge oder Bauteile aus Kunststoffen herzustellen, die einer Oberflächenveredlung direkt zugänglich sind. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zusätzliche Investitionen, Verfahrenskosten und Energie eingespart, da die Modifizierung unmittelbar von dem Kunststoffverarbeiter und nicht erst bei der Weiterverarbeitung durchgeführt wird. Eine Oberflächenvorbehandlung der Kunststoffprodukte entfällt. Die Kunststoffoberfläche muss nicht mit hochenergetischen und damit die Oberfläche angreifenden Verbindungen oder Strahlen behandelt werden. Technologische Schritte der Kunststoffverarbeitung können flexibler gestaltet werden, d.h. die Prozesskette wird flexibler.With the invention, a permanent surface modification of plastic components with improved adhesion and wetting properties is achieved in the application. The process according to the invention enables an improvement in the paintability with water-based paints or an improvement in the wettability with adhesive systems and better adhesion of paints or improved adhesion of the bond. On the basis of the method according to the invention, the plastics processing industry is enabled to manufacture semi-finished products or components from plastics that are directly accessible for surface finishing. The method according to the invention saves additional investment, process costs and energy, since the modification is carried out directly by the plastics processor and not only during further processing. Surface pretreatment of the plastic products is not required. The plastic surface does not have to be high-energy compounds or rays that attack the surface are treated. Technological steps in plastics processing can be designed more flexibly, ie the process chain becomes more flexible.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Formgebung durch Spritzgießen des Kunststoffsubstrates in eine Form mit vorgegebener Kavität erfolgt. Das Applizieren der chemischen Substanz erfolgt dadurch, dass die Oberfläche der Kavität mit der Substanz benetzt wird, bevor das Kunststoffsubstrat in die Form eingebracht wird. Vorzugsweise wird lediglich ein dünner Film der Substanz auf die Kavitätsoberfläche appliziert. Dabei können beispielsweise in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöste Substanzen angewandt werden. Bei Kontakt der Kavitätsoberfläche mit geschmolzenem Kunststoffsubstrat diffundieren die Silane sehr schnell in die äußerste Oberflächenschicht des Ku nststoffsu bstrates.A preferred embodiment of the present invention provides that the shaping is carried out by injection molding the plastic substrate into a mold with a predetermined cavity. The chemical substance is applied by wetting the surface of the cavity with the substance before the plastic substrate is introduced into the mold. Preferably only a thin film of the substance is applied to the cavity surface. For example, substances dissolved in a volatile solvent can be used. When the cavity surface comes into contact with the molten plastic substrate, the silanes diffuse very quickly into the outermost surface layer of the plastic substrate.
Die Diffusionsgeschwindigkeit ist durch die hohe Temperatur und die geringe Dichte der Schmelze, im Vergleich zum erstarrten Kunststoff, erhöht. Nach dem Entformen kommt es, begünstigt durch die geringe Glasübergangstemperatur, zur Diffusion von Wassermolekülen in die Oberflächenschicht des Kunststoffsubstrates.The diffusion speed is increased by the high temperature and the low density of the melt compared to the solidified plastic. After removal from the mold, water molecules diffuse into the surface layer of the plastic substrate, favored by the low glass transition temperature.
Die Wassermoleküle können aus der Luftfeuchtigkeit stammen. Es ist auch möglich diesen Vorgang zu beschleunigen, indem mit Wasserdampf aufgedampft wird oder das erstarrte Kunststoffsubstrat in ein Wasserbad getaucht wird. In manchen Fällen ergibt sich dieser Prozessschritt zwanglos, wenn z.B. die weitere Verarbeitung der Oberfläche durch eine Lackierung mit wasserhaltigen Lacken geplant ist.The water molecules can come from the humidity. It is also possible to accelerate this process by evaporating with water vapor or by dipping the solidified plastic substrate in a water bath. In some cases, this process step is unconstrained, e.g. if the further processing of the surface is planned by painting with water-based paints.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, Alkoxysilan-Monomere als Modifikatorsubstanzen zu verwenden und diese auf der Oberfläche der Kavität eines Spritzgießwerkzeugs in einem dünnen Film zu applizieren. Dafür können die Silane auch in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst angewandt werden. Bei Kontakt mit der heißen Schmelze diffundieren die Alkoxysilane sehr schnell in die äußerste Oberflächenschicht.The method according to the invention provides in particular to use alkoxysilane monomers as modifier substances and to apply these to the surface of the cavity of an injection molding tool in a thin film. For this purpose, the silanes can also be used in solution in a volatile solvent. On contact with the hot melt, the alkoxysilanes diffuse very quickly into the outermost surface layer.
Als alternativer Prozess zur Formgebung ist die Extrusion des Kunststoffsubstrates einsetzbar. Bei der Extrusion wird das Kunststoffsubstrat in einem kontinuierlichen Verfahren durch eine speziell geformte Öffnung gepresst. Es entstehen Körper mit dem Querschnitt der Öffnung in beliebiger Länge. Dazu wird das Kunststoffsubstrat zunächst durch einen Extruder (auch Schneckenpresse genannt) aufgeschmolzen. Weiterhin wird im Extruder der für das Durchfließen der Düse notwendige Druck aufgebaut. Die Oberfläche des aus dem Extruder austretenden Kunststoffsubstrats wird mit der chemischen Substanz über eine Walze benetzt.The extrusion of the plastic substrate can be used as an alternative process for shaping. During extrusion, the plastic substrate is pressed through a specially shaped opening in a continuous process. Bodies with the cross-section of the opening in any length are created. To do this, the plastic substrate is first melted using an extruder (also known as a screw press). The pressure required to flow through the nozzle is also built up in the extruder. The surface of the plastic substrate emerging from the extruder is wetted with the chemical substance via a roller.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
-
1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Spritzgießen, die in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird; -
2 zeigt ein Blockschaltdiagramm, das die Verfahrensschritte zum Herstellen eines Kunststoffbauteils gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
1 Fig. 3 schematically shows an injection molding apparatus used in the preferred embodiment of the present invention; -
2 FIG. 3 shows a block circuit diagram which illustrates the method steps for producing a plastic component according to the preferred exemplary embodiment of the present invention.
Die in
Die Einspritzvorrichtung
Das in
Im ersten Schritt
In Schritt
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird 1-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]urea als chemische Substanz eingesetzt und auf die Oberfläche des Spritzgießwerkzeugs als dünner Film appliziert. Die weiteren Materialien und Verfahrensschritte entsprechen denen in Ausführungsbeispiel 1. Bei der Messung des Randwinkels gegenüber Wasser ergibt sich ein Wert von unter 60°. According to a further exemplary embodiment of the present invention, 1- [3- (trimethoxysilyl) propyl] urea is used as a chemical substance and applied to the surface of the injection molding tool as a thin film. The other materials and process steps correspond to those in
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird 3-(2-Aminoethylamino)propyl-methyldimethoxysilan als chemische Substanz eingesetzt und ansonsten wie in Beispiel 1 verfahren. Der Randwinkel nach der Modifizierung beim Spritzgießen liegt bei unter 60°.According to a third exemplary embodiment of the present invention, 3- (2-aminoethylamino) propyl-methyldimethoxysilane is used as the chemical substance and the procedure is otherwise as in Example 1. The contact angle after modification in injection molding is less than 60 °.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Schneckeslug
- 2020th
- Trichterfunnel
- 3030th
- Düsejet
- 4040
- Heizungheater
- 5050
- Kavitätcavity
- 6060
- Formshape
- 7070
- SpritzvorrichtungSpray device
- 8080
- Kanalchannel
- 100100
- Benetzen der Kavitätsoberfläche mit chemischer SubstanzWet the cavity surface with chemical substance
- 200200
- Einspritzen des KunststoffsubstratesInjection of the plastic substrate
- 300300
- Erstarren lassen des KunststoffsubstratesAllow the plastic substrate to solidify
- 400400
- Applikation von Wasser auf die Oberfläche des erstarrten KunststoffsubstratesApplication of water to the surface of the solidified plastic substrate
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