DE102014103750A1

DE102014103750A1 - Aufnahmeform, Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeform, Verwendung einer Aufnahmeform und Verfahren zur Herstellung eines Formteils

Info

Publication number: DE102014103750A1
Application number: DE102014103750.2A
Authority: DE
Inventors: Martin Maier; Roland Hübsch; Susanne Baumann; Claudia Stern
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Um eine Aufnahmeform zu schaffen, mittels welcher formbares Material zuverlässig aufnehmbar ist und/oder mittels welcher ein Formteil einfach und mit hoher Genauigkeit reproduzierbar herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmeform ein Spritzgusserzeugnis ist, welches ein voll fluoriertes Polymermaterial umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmeform zur Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils, insbesondere eines Medizinprodukts.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufnahmeform bereitzustellen, mittels welcher formbares Material zuverlässig aufnehmbar ist und/oder mittels welcher ein Formteil einfach und mit hoher Genauigkeit reproduzierbar herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufnahmeform zur Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils gelöst, wobei die Aufnahmeform ein Spritzgusserzeugnis ist, welches ein voll fluoriertes Polymermaterial umfasst.
Dadurch, dass die Aufnahmeform ein Spritzgusserzeugnis ist, welches ein voll fluoriertes Polymermaterial umfasst, kann die Aufnahme ein formbares Material besonders einfach und zuverlässig aufnehmen. Insbesondere kann ein formbares Material in der Aufnahmeform und/oder mittels der Aufnahmeform gezielt geformt und anschließend einfach aus der Aufnahmeform entnommen werden, insbesondere ohne ein Anhaften des formbaren Materials an der Aufnahmeform. Ferner kann vorzugsweise ein Formteil einfach und zuverlässig hergestellt werden. Insbesondere kann mittels der erfindungsgemäßen Aufnahmeform eine hohe Wiederholgenauigkeit der Form, Oberfläche und/oder Reinheit des herzustellenden Formteils gewährleistet werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeform ein Spritzgusserzeugnis ist, welches aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildet ist.
Die Aufnahmeform ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Insbesondere umfasst die Aufnahmeform ein einziges Bauteil, welches insbesondere in einem einzigen Fertigungsschritt herstellbar ist.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeform mehrteilig ausgebildet ist. Die mehreren Teile sind insbesondere Spritzgusserzeugnisse (Spritzgussbauteile), welche vorzugsweise miteinander verbunden sind, beispielsweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Unter einem formbaren Material ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere jegliches verformbares oder in Form bringbares Material zu verstehen, beispielsweise eine Flüssigkeit und/oder ein Feststoff.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das voll fluorierte Polymermaterial ein thermoplastisch verarbeitbares voll fluoriertes Polymermaterial, insbesondere ein thermoplastisch verarbeitbares PTFE-Material, ist.
Das voll fluorierte Polymermaterial ist vorzugsweise schmelzverarbeitbar.
Günstig kann es sein, wenn das voll fluorierte Polymermaterial Moldflon^® ist.
Das voll fluorierte Polymermaterial ist insbesondere ein geschlossenporiges voll fluoriertes Polymermaterial.
Insbesondere ist die Aufnahmeform im fertigen Zustand derselben aus einem geschlossenporigen Polymermaterial gebildet.
Es kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeform ein Formwerkzeug zur Aufnahme eines Basismaterials des herzustellenden Formteils und/oder zur Formgebung des herzustellenden Formteils ist.
Die Aufnahmeform ist beispielsweise eine Wanne, ein Topf, ein Tiegel, ein Becken, ein Behälter und/oder eine Gussform.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeform eine Formschale ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeform lebensmitteltauglich ist. Beispielsweise kann die Aufnahmeform eine Auflaufform, Backform oder Kuchenform, insbesondere eine Gugelhupfform oder Muffinform, sein.
Günstig kann es sein, wenn die Aufnahmeform abschnittsweise oder vollständig unbeschichtet ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeform an einer Oberfläche, welche mit dem formbaren Material und/oder dem Formteil in Kontakt kommt, unbeschichtet ist.
Die Aufnahmeform ist vorzugsweise eine Aufnahmeform zur Herstellung offenporiger Formteile.
Vorzugsweise umgibt die Aufnahmeform einen Aufnahmeraum.
Der Aufnahmeraum ist insbesondere einseitig oder mehrseitig geöffnet.
Günstig kann es sein, wenn die Aufnahmeform derart geformt und/oder der Aufnahmeraum derart zugänglich ist, dass ein in der Aufnahmeform hergestelltes Formteil zumindest näherungsweise verformungsfrei aus der Aufnahmeform entfernbar ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeraum ausgehend von einer Zugangsöffnung verjüngend ausgebildet ist.
Die Aufnahmeform ist vorzugsweise flexibel ausgebildet.
Es kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeform eine einen Aufnahmeraum umgebende Wandung umfasst, welche vorzugsweise eine zumindest näherungsweise konstante Wandstärke aufweist.
Die Wandstärke ist insbesondere über die gesamte Wandung hinweg zumindest näherungsweise konstant.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels der Aufnahmeform ein offenporiges Formteil, insbesondere ein Formteil mit einer offenporigen Oberfläche, herstellbar ist.
Die Aufnahmeform kann beispielsweise einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
Günstig kann es sein, wenn die Aufnahmeform eine Spritzgussform zur Aufnahme und Herstellung eines Formteils ist, wobei die Aufnahmeform selbst in einem Spritzgusswerkzeug anordenbar ist.
Vorzugsweise ist die Aufnahmeform ein Adapterbauteil zur Anordnung in einer Spritzgussform und zur Aufnahme und Herstellung eines Formteils, beispielsweise eines Medizinprodukts.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeform, insbesondere einer erfindungsgemäßen Aufnahmeform.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem eine Aufnahmeform einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeform, insbesondere einer erfindungsgemäßen Aufnahmeform, gelöst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Herstellen der Aufnahmeform aus einem voll fluorierten Polymermaterial in einem Spritzgussverfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeform weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der Aufnahmeform beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeform eignet sich insbesondere zur Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch die Verwendung einer Aufnahmeform, welche ein aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildetes Spritzgusserzeugnis ist, zur Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils.
Ferner eignet sich die Aufnahmeform zur Aufnahme von Lebensmitteln und/oder zur Zubereitung einer Speise.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch die Verwendung einer Aufnahmeform, welche ein aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildetes Spritzgusserzeugnis ist, zur Aufnahme von Lebensmitteln und/oder zur Zubereitung einer Speise.
Die erfindungsgemäßen Verwendungen weisen vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der Aufnahmeform und/oder den Verfahren beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeform, vorzugsweise die erfindungsgemäße Aufnahmeform, als Backform oder Auflaufform, insbesondere als Gugelhupfform, verwendet wird.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils. Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem ein Formteil einfach und reproduzierbar herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren zur Herstellung eines Formteils Folgendes umfasst:
Bereitstellen einer Aufnahmeform, welche ein aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildetes Spritzgusserzeugnis ist;
Füllen der Aufnahmeform mit einem Basismaterial des Formteils;
Formen und/oder Verfestigen des Basismaterials zur Fertigstellung des Formteils;
Entnehmen des Formteils aus der Aufnahmeform.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Formteils weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der Aufnahmeform, den Verwendungen und/oder den weiteren Verfahren beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Zubereitung einer Speise.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem eine Speise einfach und komfortabel zubereitbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Zubereitung einer Speise gelöst, welches Folgendes umfasst:
Bereitstellen einer Aufnahmeform, welche ein aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildetes Spritzgusserzeugnis ist;
Füllen der Aufnahmeform mit Lebensmitteln;
Behandeln der Lebensmittel zur Fertigstellung der Speise.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Zubereitung einer Speise weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der Aufnahmeform, den Verwendungen und/oder den weiteren Verfahren beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Günstig kann es sein, wenn die Füllung, insbesondere das Basismaterial und/oder die Lebensmittel, zusammen mit der Aufnahmeform behandelt, insbesondere erhitzt, werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Aufnahmeform ist insbesondere eine offenporige Struktur herstellbar.
Vorzugsweise kann ein offenporiges Keramikerzeugnis, ein offenporiges Medizinprodukt und/oder eine offenporige Speise, beispielsweise ein Kuchen, hergestellt werden.
Im Gegensatz zu PTFE-Beschichtungen bei herkömmlichen Aufnahmeformen ist die Oberfläche der erfindungsgemäßen Aufnahmeform vorzugsweise stets geschlossenporig.
Das Polymermaterial weist vorzugsweise bei und/oder nach Kontakt mit Lebensmitteln und/oder Medizinprodukten keine Verfärbungen auf.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeform eignet sich ferner insbesondere zur Verwendung als Formwerkzeugeinsatz in einem Formwerkzeug zur Herstellung eines Formteils.
Ferner können die erfindungsgemäße Aufnahmeform, die erfindungsgemäßen Verfahren und/oder die erfindungsgemäßen Verwendungen einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen:
Überraschenderweise stellen sich bei voll fluorierten thermoplastischen Polymermaterialien, die sich von chemisch modifiziertem PTFE beispielsweise zunächst durch einen höheren und gegebenenfalls auch hiervon verschiedenen Comonomeranteil unterscheiden und nur geringfügig niedrigere Schmelzpunkte aufweisen, erheblich verbesserte Kaltflusseigenschaften ein, weiter überraschenderweise begleitet von drastisch verbesserten Verschleißeigenschaften.
So findet man z.B. für Moldflon^®-Materialien mit PPVE-Comonomergehalten von 0,2 bis 1 Mol-% einen Schmelzpunkt von 323 bis 315 °C gegenüber 327 °C für Standard- und chemisch modifiziertem PTFE. Damit kann auch bei den Moldflon^®-Materialien die Anwendungstemperatur immer noch bei 250 °C und darüber liegen.
Andererseits erhält man Kaltflusswerte für diese Moldflon^®-Materialien von ca. 2,4 %, ohne dass Füllstoffe verwendet werden müssten.
Ein bevorzugt einzusetzendes Comonomer vom Polyalkylvinylether-Typ ist der Perfluorpropylvinylether (PPVE).
Bei Comonomeren empfehlen sich Anteile von weniger als 3,5 Mol-%, da hier die PTFE-Eigenschaften weitgehend erhalten bleiben und trotzdem eine thermoplastische Verarbeitung möglich ist. Weiter bevorzugt ist der Comonomeranteil beschränkt auf weniger als ca. 3 Mol-%, noch weiter bevorzugt sind Comonomeranteile von weniger als ca. 2,5 Mol-%, beispielsweise 1 Mol-% oder weniger oder 0,5 Mol-% oder weniger.
Bevorzugte Polymermaterialien können Additive enthalten, insbesondere in Mengenanteilen von bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Polymermaterials. Besonders bevorzugte Polymermaterialien enthalten bis zu 40 Gew.-% an Additiven.
Typische Untergrenzen für Additive liegen bei ca. 0,5 Gew.-%.
Sind Farbstoffe als Additive in dem Polymermaterial enthalten, liegt die Untergrenze für diesen Typ Additiv typisch bei ca. 0,01 Gew.-%. Die Obergrenze für Farbstoffanteile im Polymermaterial liegt typischerweise bei ca. 3 Gew.-%.
Als Additive kommen ferner sowohl organische als auch anorganische Füllstoffe in Betracht.
Kommen Compounds zum Einsatz, welche voll fluoriertes thermoplastisches Polymermaterial und beispielsweise einen oder mehrere (weitere) Hochleistungsthermoplaste umfassen, beträgt der Anteil der weiteren Hochleistungspolymere an der Gesamtmasse des bevorzugten Compounds vorzugsweise 3 Gew.-% oder mehr. Unterhalb eines solchen Anteils ist die Eigenschaftsverbesserung teilweise nicht besonders ausgeprägt.
Andererseits sollte der Anteil an dem voll fluorierten thermoplastisch verarbeitbaren Polymer an der Gesamtmasse des Compounds vorzugsweise 3 Gew.-% oder mehr betragen. Dies stellt sicher, dass erwünschte Gleiteigenschaften des voll fluorierten Polymermaterials noch merklich sind.
Aufgrund der Auswahl der PTFE-Komponente als voll halogeniertes, insbesondere voll fluoriertes, thermoplastisches Polymermaterial lässt sich das Compound mit großer Homogenität in der Gefügeausbildung erhalten.
Dies zeigt sich insbesondere daran, dass bei den bevorzugten Compounds nach Verarbeitung durch für Thermoplaste übliche Methoden, also beispielsweise mittels Extrusion oder Spritzgussverfahren, im erstarrten Endprodukt die einzelnen Komponenten nicht mehr als ursprüngliches Gemisch zweier pulverförmiger Stoffe identifizierbar sind.
Im Gegensatz zu den bevorzugten Compounds lassen sich durch spezielle Methoden, z.B. Anfärbetechniken in Verbindung mit Lichtmikroskop oder unter Verwendung von polarisiertem Licht, in herkömmlichen Compounds Phasen der Einzelkomponenten erkennen. Je nach Typ des verwendeten PTFE bleiben in dem Compound größere oder kleinere PTFE-Inselstrukturen erhalten, bei emulsionspolymerisiertem PTFE mit typischen Ausdehnungen von ca. 0,2 µm oder mehr, im Falle von suspensionspolymerisiertem PTFE mit typischen Ausdehnungen von ca. 15 µm oder mehr.
Das bevorzugte Compound ist demgegenüber im Wesentlichen frei von PTFE-Inselstrukturen.
Bei den bevorzugten Compounds entfällt eine Beschränkung der Mischungsverhältnisse mit den weiteren Hochleistungspolymeren, die bei Standard-PTFE-Compounds erheblich ist.
Die Zusammensetzung der bevorzugten Compounds kann bezüglich der Anteile an voll fluoriertem thermoplastischem Polymermaterial, insbesondere schmelzverarbeitbarem PTFE, sowie der oder den weiteren Hochleistungs-Polymer-Komponente(n) in weiten Bereichen variiert werden.
Überraschenderweise zeigen die bevorzugten Compounds erheblich verbesserte mechanische Eigenschaften gegenüber den herkömmlichen PTFE-Compounds.
Insbesondere lassen sich bevorzugte Compounds, die einen hohen Anteil an weiterem Hochleistungspolymer und einen niederen Anteil an thermoplastisch verarbeitbarem PTFE enthalten, mit hoher Bruchdehnung, d.h. Bruchdehnungswerten von beispielsweise 20 % und mehr, weiter bevorzugt 30 % und mehr, herstellen. Die angegebenen Bruchdehnungswerte entsprechen Werten aus Tests gemäß DIN EN ISO 527-1 unter Verwendung von Prüfkörpern Typ V gemäß ASTM D-638.
Diese Eigenschaften sind insbesondere dann gefordert, wenn zum Einen das typische Eigenschaftsspektrum der Reinkomponente des Hochleistungspolymers, also ein hoher E-Modul, ein hoher Deformationswiderstand und eine hohe Bruchfestigkeit, gefordert sind, zum Anderen aber die hohe Sprödigkeit des Hochleistungspolymers einen erfolgreichen Einsatz verhindert.
PTFE-Materialien, insbesondere auch Standard-PTFE, haben von Haus aus weit höhere Bruchdehnungswerte als die weiteren Hochleistungspolymere. Aber auch hier beobachtet man bei größer werdenden Anteilen hiervon im Compound einen drastischen Abfall der Bruchdehnungswerte.
Die bevorzugten Compounds weisen demgegenüber bei gleichen Verhältnissen der Anteile an voll fluoriertem Polymermaterial zu weiterem Hochleistungspolymer, insbesondere auch PI oder PPS, deutlich günstigere Bruchdehnungswerte auf, die in einer Vielzahl an Applikationen von großer Bedeutung sind.
Darüber hinaus eignen sich die bevorzugten Compounds zur Herstellung hochtemperaturfester Teile, die ein günstiges Brandverhalten zeigen.
Die bevorzugten Compounds eignen sich hervorragend für die Spritzguss-Herstellung, wobei insbesondere die hohe mechanische Festigkeit der erhaltenen Teile gegenüber Druck- und Zugbelastungen von Vorteil ist. Die höhere Druckstandfestigkeit bei der Langzeit-Druckbelastung sowohl bei Raumtemperatur als auch bei Temperaturen bis zu 250 °C ist ein großer Vorteil.
Ferner lassen sich die bevorzugten Compounds mit verbesserten Gleiteigenschaften herstellen, wobei einerseits ein Stick-Slip-Effekt vermieden werden kann und andererseits der Reibungskoeffizient sehr niedrig ist, insbesondere bei den Compounds mit hohem Anteil an schmelzverarbeitbarem PTFE. Hier sind bei einer Gleitgeschwindigkeit von V = 0,6 m/s und einer Belastung senkrecht zur Gleitrichtung von 0,5 bis 1,5 N/mm² Reibungskoeffizienten im Bereich von 0,1 bis 0,3 möglich.
Die vorgenannten Vorteile der bevorzugten Compounds mit voll fluorierten thermoplastischen Polymermaterialien, insbesondere m-PTFE, gelten im Vergleich mit Compounds, die bei gleicher prozentualer Zusammensetzung als voll fluorierte Komponente Standard-PTFE oder chemisch modifiziertes, hochmolekulares PTFE beinhalten.
Das Polymermaterial Moldflon^® MF10005 ist ein so genanntes m-PTFE mit einem Comonomer-Anteil von 1,7 Gew.-% des Comonomeren PPVE. Die Schmelzflussrate MFR (372/5) beträgt 5 g/10 min.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Polymermaterial ein voll fluoriertes thermoplastisches Polymermaterial umfasst, gegebenenfalls compoundiert mit einem Anteil von einem oder mehreren weiteren Hochleistungsthermoplasten, ausgewählt aus Polyetherketonen, Polyphenylensulfid (PPS), Polyphenylensulfon (PPSO₂), Polyamid (PA), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI) und/oder Polyetherimid (PEI), sowie Copolymeren und Derivaten dieser Polymere und Copolymere.
Es kann vorgesehen sein, dass das Polymermaterial ein Compound mit einer homogenen Verteilung der Anteile des voll fluorierten thermoplastischen Polymermaterials und dem oder den weiteren Hochleistungsthermoplasten ist.
Günstig kann es sein, wenn der Anteil des voll fluorierten thermoplastischen Polymermaterials an dem Polymermaterial ca. 3 Gew.-% oder mehr beträgt.
Ferner kann es günstig sein, wenn der Anteil des voll fluorierten thermoplastischen Polymermaterials an dem Polymermaterial ca. 97 Gew.-% oder weniger beträgt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Polyetherketon ausgewählt ist aus der Gruppe von Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyetherarylketon (PEAK) sowie Copolymeren und Derivaten dieser Polymere.
Das PPS und/oder das PPSO₂ kann insbesondere ein chemisch modifiziertes PPS bzw. PPSO₂ sein.
Das Polyamid (PA) kann beispielsweise ein Hochtemperaturpolyamid (HTPA), insbesondere ein Polyarylamid und/oder ein Polyphthalamid und/oder Polyisophthalamid sein.
Das Polymermaterial ist vorzugsweise als Compound im Wege der Schmelzecompoundierung hergestellt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Compound im Wesentlichen porenfrei ist.
Das vorzugsweise schmelzverarbeitbare PTFE umfasst insbesondere ein TFE-Copolymer, wobei das Comonomer vorzugsweise mit einem Anteil von ca. 0,2 Mol-% oder mehr enthalten ist.
Das Comonomer ist insbesondere ausgewählt aus Hexafluorpropylen, Perfluoralkylvinylether, Perfluor-(2,2-dimethyl-1,3-dioxol) und Chlortrifluorethylen.
Vorzugsweise ist das Comonomer PPVE und mit einem Gehalt von ca. 0,2 bis weniger als 3,5 Mol-% in dem TFE-Copolymer enthalten.
Es kann vorgesehen sein, dass das Polymermaterial Additive umfasst.
Insbesondere können als Additive ein oder mehrere Füllstoffe enthalten sein.
Das bevorzugte thermoplastisch verarbeitbare fluorierte Polymermaterial lässt sich insbesondere im Spritzgussverfahren verarbeiten, so dass die Aufnahmeform beispielsweise in einem einstufigen Prozess herstellbar ist.
Fluorierte thermoplastisch verarbeitbare Polymermaterialien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere ETFE, FEP, MFA, PFA sowie thermoplastisch verarbeitbares PTFE, wobei insbesondere letzteres besonders bevorzugt ist. Ebenso können Mischungen von zwei oder mehr dieser Materialien zum Einsatz kommen.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeform kann vollständig aus einem voll fluorierten Polymermaterial hergestellt sein.
Vorzugsweise erhält man eine Verminderung der Abfallrate, da spanende Nachbearbeitung ganz oder zumindest großenteils entfallen kann. Die Nutzung von Mehrfachkavitäten bei Spritzguss erhöht die Wirtschaftlichkeit in der Fertigung weiter.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeform weist vorzugsweise eine geringere Rautiefe an der Oberfläche auf als herkömmliche aus PTFE und modifiziertem PTFE gefertigte Teile.
Während man bei PTFE-Oberflächen aufgrund der zerspanenden Bearbeitung Rautiefen Ra von ca. 0,6 bis ca. 0,9 µm beobachtet, erhält man vorzugsweise bei den erfindungsgemäßen, im Spritzguss hergestellten Aufnahmeformen Oberflächen mit Rautiefen Ra, die vorzugsweise kleiner als ca. 0,25 µm ausfallen.
Unter thermoplastisch verarbeitbaren Polymermaterialien sind solche Materialien zu verstehen, welche einen Schmelzflussindex (MFI) aufweisen, der von Null verschieden ist (ASTM Test D1238-88 bei 372 °C und einer Last von 5 kg bei einer maximalen Extrudat-Auffangzeit von 1 Stunde).
Eine Vielzahl von bevorzugten voll fluorierten thermoplastischen Polymermaterialien, insbesondere thermoplastisch verarbeitbares PTFE, ist beispielsweise in der WO 01/60911 A1 und WO 03/078481 A1 beschreiben.
Das bevorzugte voll fluorierte Polymermaterial kann auch in Form eines Polymer-Compounds verwendet werden, wobei der Füllstoff des Compounds einen Anteil von bis zu ca. 60 Gew.-% aufweist.
Als Füllstoffe lassen sich in Abhängigkeit von dem spezifischen Verwendungszweck des Erzeugnisses eine Reihe unterschiedlicher Materialien auswählen.
Häufig kommen Füllstoffe in Faserform und/oder in granularer Form zum Einsatz.
Besonders bevorzugte Füllstoffe sind beispielsweise Festschmierstoffe, BN, SiC, MoS₂, Graphit, Ruß, Kohlenstofffasern, Glasfasern, Glaskugeln, harte und weiche Kohlepartikel und -fasern, Metallfasern, Metallpartikel, insbesondere Bronzepartikel und Stahlpulver, Quarz, Al₂O₃, CaF₂, Glimmer, Mineralstoffe, BaSO₄ und/oder organische Polymermaterialien in granularer Form und/oder in Faserform.
Daneben können Füllstoffe aus organischen Polymermaterialien zum Einsatz kommen. Bevorzugte Füllstoffe dieses Typs werden vorzugsweise ausgewählt aus Polyimid, Polyamidimid, PPS, PEEK, PPSO₂, aromatischen Polyestern und Aramid oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser Materialien.
Alle vorgenannten Füllstoffe können einzeln oder in beliebiger Mischung von zwei oder mehreren der Füllstoffe zum Einsatz gelangen.
Bei anspruchsvollen Anwendungen werden die Anteile des Füllstoffs vorzugsweise beschränkt auf ca. 25 Gew.-% oder weniger, weiter bevorzugt 10 Gew.-% oder weniger.
Generell werden bei der Verwendung von Fasern als Füllstoffe geringere Füllstoff-Gehalte bevorzugt gegenüber den Gehalten bei granularen Füllstoffen.
Beispielsweise können anstelle von ca. 25 Gew.-% granularer Kohle ca. 15 Gew.-% Kohlenstofffasern eingesetzt werden.
Als voll fluoriertes Polymermaterial können auch Polymerblends von PTFE und einem oder mehreren thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffen zum Einsatz kommen. Diese weiteren Kunststoffe werden insbesondere ausgewählt aus der Gruppe der PTFE-Mikropulver. Hierbei handelt es sich um PTFE-Typen mit im Vergleich zu hochmolekularem (Standard) PTFE niederem Molekulargewicht und niederer Schmelzviskosität. Sie werden typischerweise hergestellt entweder durch Emulsionspolymersation, durch thermomechanischen Abbau von hochmolekularem PTFE im Extruder oder durch Strahlenabbau von hochmolekularem PTFE, gefolgt von einem Mahlprozess.
Die Eigenschaftsunterschiede von hochmolekularem (Standard) PTFE und niedermolekularen PTFE-Mikropulvern lassen sich beispielsweise wie folgt darstellen (vgl. S. Ebnesajjad, Fluoroplastics, Vol. 1, Non-Melt Processible Fluoroplastics, Verlag William Andrew Publishing, 2000):

Produkt Molekulargewicht Schmelzviskosität bei 380 °C in Pa·s

Standard PTFE ca. 10⁶–ca. 10⁸ ca. 10¹⁰–ca. 10¹³

Mikropulver ca. 10⁴–ca. 10⁶ ca. 10²–ca. 10⁵
Bevorzugte Beispiele für solche Polymerblends finden sich in den Offenlegungsschriften WO 01/60911 A1 und WO 03/078481 A1 .
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels:
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Aufnahmeform zur Herstellung eines Medizinprodukts;
2 eine schematische Seitenansicht der Aufnahmeform aus 1;
3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Oberteils der Aufnahmeform aus 1;
4 eine schematische Draufsicht von oben auf das Oberteil aus 3;
5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Unterteils der Aufnahmeform aus 1; und
6 eine schematische Draufsicht von oben auf das Unterteil aus 5.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine in den 1 bis 6 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Aufnahmeform dient insbesondere der Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils.
Die Aufnahmeform 100 ist insbesondere ein Formwerkzeug 102 zur Herstellung eines (nicht dargestellten) Medizinprodukts, beispielsweise eines Meniskusimplantats.
Die Aufnahmeform 100 ist insbesondere als ein Spritzgusserzeugnis 104 ausgebildet.
Insbesondere ist die Aufnahmeform 100 aus einem voll fluorierten Polymermaterial, insbesondere aus Moldflon^®, gebildet.
Die Aufnahmeform 100 ist bei der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform zweiteilig ausgebildet.
Die Aufnahmeform 100 umfasst dabei ein Oberteil 106 und ein Unterteil 108, welche miteinander in Eingriff bringbar sind und dabei einen Aufnahmeraum 110 umgeben.
Der Aufnahmeraum 110 dient insbesondere der Aufnahme eines formbaren Materials zur Herstellung des Formteils.
Der Aufnahmeraum 110 ist dabei insbesondere im Wesentlichen hufeisenförmig oder U-förmig ausgebildet, so dass insbesondere ein im Wesentlichen hufeisenförmiges oder U-förmiges Meniskusimplantat herstellbar ist.
Die Aufnahmeform 100 ist vorzugsweise ein Adapterelement 112, welches in einem (nicht dargestellten) Formwerkzeug aufnehmbar ist und selbst zur Aufnahme des formbaren Materials dient.
Eine Außenseite 114 der Aufnahmeform 100 weist dabei eine dem weiteren Formwerkzeug entsprechende Form auf. Eine mittels des weiteren Formwerkzeugs aufgebrachte Kraft kann somit gezielt über die Aufnahmeform 100 übertragen werden.
Eine Innenseite 116 der Aufnahmeform 100, insbesondere des Oberteils 106 und des Unterteils 108, weist eine dem herzustellenden Formteil entsprechende, insbesondere komplementäre, Form auf.
Insbesondere durch die Bereitstellung unterschiedlicher Aufnahmeformen 100, welche im Wesentlichen dieselbe Form an der Außenseite 114, jedoch unterschiedliche Formen an der Innenseite 116 aufweisen, sind somit auf einfachem Wege und kostengünstig verschiedene Formteile herstellbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 01/60911 A1 [0104, 0116]
WO 03/078481 A1 [0104, 0116]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 527-1 [0074]
ASTM D-638 [0074]
ASTM Test D1238-88 [0103]
S. Ebnesajjad, Fluoroplastics, Vol. 1, Non-Melt Processible Fluoroplastics, Verlag William Andrew Publishing, 2000 [0115]

Claims

Aufnahmeform (100) zur Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils, wobei die Aufnahmeform (100) ein Spritzgusserzeugnis (104) ist, welches ein voll fluoriertes Polymermaterial umfasst.
Aufnahmeform (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das voll fluorierte Polymermaterial ein thermoplastisch verarbeitbares voll fluoriertes Polymermaterial, insbesondere ein thermoplastisch verarbeitbares PTFE-Material, ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das voll fluorierte Polymermaterial Moldflon^® ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das voll fluorierte Polymermaterial ein geschlossenporiges voll fluoriertes Polymermaterial ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) ein Formwerkzeug (102) zur Aufnahme eines Basismaterials des herzustellenden Formteils und/oder zur Formgebung des herzustellenden Formteils ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) eine Wanne, ein Topf, ein Tiegel, ein Becken, ein Behälter und/oder eine Gussform ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) abschnittsweise oder vollständig unbeschichtet ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) eine Aufnahmeform (100) zur Herstellung offenporiger Formteile ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) einen Aufnahmeraum (110) umgibt, wobei der Aufnahmeraum (110) vorzugsweise einseitig oder mehrseitig geöffnet ist.
Aufnahmeform (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) derart geformt und/oder der Aufnahmeraum (110) derart zugänglich ist, dass ein in der Aufnahmeform (100) hergestelltes Formteil zumindest näherungsweise verformungsfrei aus der Aufnahmeform (100) entfernbar ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) flexibel ausgebildet ist.
Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeform (100) einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeform (100), insbesondere einer Aufnahmeform (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Herstellen der Aufnahmeform (100) aus einem voll fluorierten Polymermaterial in einem Spritzgussverfahren.
Verwendung einer Aufnahmeform (100), welche ein aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildetes Spritzgusserzeugnis (104) ist, zur Aufnahme eines formbaren Materials und/oder zur Herstellung eines Formteils.
Verfahren zur Herstellung eines Formteils, umfassend: – Bereitstellen einer Aufnahmeform (100), welche ein aus einem voll fluorierten Polymermaterial gebildetes Spritzgusserzeugnis (104) ist; – Füllen der Aufnahmeform (100) mit einem Basismaterial des Formteils; – Formen und/oder Verfestigen des Basismaterials zur Fertigstellung des Formteils; – Entnehmen des Formteils aus der Aufnahmeform (100).