DE1779702C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formungen aus Polymeren, bei dem die Oberfläche des Formlings wenigstens während der Formung einem inerten Gas ausgesetzt ist - Google Patents

Description

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dieses oxydutiven Abbaus des hochmolekularen Polyäthylens durch Entzug des diesen Abbuu auslösenden Sauerstoffs. Da jedoch der oxydutive Abbau der Malekularstruklur polymerer Kunststoffe im Rahmen einer Piastifizieningsverarbeitung in außergewohnlich hohem Maße von der in der Umgebung erreichten Sauerstofffreiheit abhängt, ist das bekannte Verfahren insofern noch weiter verbesserungslahig, als durch die dort vorgesehene Einblasung eines Jnertgases wohl nie mit Sicherheit eine 100° oige Sauerslofffreiheit garantiert ist, da davon auszugehen ist, daß stets Sauerstoffreste zurückbleiben, die den oxydativen Abbau immer noch — wenn auch in vielleicht erheblich gesenktem Ausmaß — auslösen.

Aus der Zeitschrift »Plastverbarbeiter« 1964, S.213 bis 216, ist des weiteren zur Überwindung des oxydativcn Abbaus bei der Kautschukverarbeitung bekannt, die Formteile zu evakuieren, also eine gewisse Sauerstofffreiheit herbeizuführen. Da aber im rohen Betrieb einer solchen Verarbeitung ein lOO°/oiges Vakuum nie erreichbar ist, verbleiben stets Sauerstoffreste in der Form, die einen entsprechend geringen oxydativen Abbau des Kautschuks nach sich ziehen. Somit ist auch dieses bekannte Verfahren verbesserungsfähig, insbesondere schon in Hinblick darauf, daß die zur Erzielung eines »nur« guten Vakuums nötigen Aggregate sehr kostenaufwendig sind, und zwar sowohl in ihrer Beschaffung als auch in ihrem Zeit- und Leistuiigsaufwand.

Unter Berücksichtigung des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung für einen höheren Sauerstofffreiheitsgrad zu sorgen, um so den oxydativen Abbau weiter zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurcli gelöst, daß im Formhohlraum der Form, insbesondere der Spritzgießform, nach dem Einleiten des Inertgases und vorzugsweise beim Einführen, insbesondere Einspritzen, des Werksotffes ein Vakuum erzeugt wird.

Durch die im Rahmen der erfindungsgemäßen Ausbildung des Verfahrens zuerst erfolgende Einblasung eines Inertgases und die damit einhergehende Ausblasung der ursprünglich vorhandenen Luft wird zunächst ein Inertgas-Luft-Geinisch im Formhohlraum herbeigeführt, dessen Luftanteil zwar bereits sehr gering, aber nicht vernachlässigbar iüt. Durch die anschließende Evakuierung wird bei der Gemischabsaugung eine dem Evakuierungsgrad entsprceilende Anzahl von Sauerstoffteikhen aus dem zunächst noch verbliebenen 3auerstoffrest entfernt, so daß schließlich ein höherer Sauerstofffreiheit^grad erreicht wird ais bei bloßer Incitgaseinblasung oder bloßer Evakuierung. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Verfahrens wird dieses also zu einem zweistufigen Verfahren, in dessen erster Stufe eine Verdünnung durch Mischen und Spülen und in dessen zweiter Stufe eine Verdünnung durch Evakuierung herbeigeführt werden. Hierdurch wird also eine Erhöhung des Sauerstofffreiheitsgrades erreicht, wodurch es andererseits ermöglicht wird, die nachteilige Wirkung von Sauerstoff bei der Bildung der Formlinge, insbesondere beim Spritzgießen, in entsprechendem Umfang auszuschalten, so daß zum einen die Ausschußquote gesenkt wird und zum anderen die Herstellung beispiclswise komplizierter oder feingliedrigcr Formlinge ermöglicht wird.

Fine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemUßen Verfahrens ist dadurch erreichbar, daB bei einer Spritzgießform zur Herstellung von Formltngen durch Spritzgießen zunächst bei offenem Formhohl-

raum, insbesondere bei offenem Einspritzkaiial, Inertgas in den Formhohlraum eingedrückt wird (Spülen), sodann nach dem Schließen des Formfiohlraums, insbesondere nach Schließen des Einspritzkanals durch den Spritzkopf eines Spritzaggregats, der

ip Formhohlraum evakuiert und während der Evakuierung des Formhohlraums der Werktoff in diesen eingespritzt wird.

Als Inertgas können, wie dies bereits in weitem Umfang auf verschiedenen Sektoren der Technik bekanntgeworden ist, Stickstoff, Kohlensäure od. dgl. Verwendung finden; der inerte Zustand im Formenhohlraum kann statt dessen aber auch durch Wasserdampf erzeugt werden.

Insbesondere in Hinblick auf die Einführung des Inertgases in den Formhohlraum während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahiens empfiehlt es sich, daß Inertg...-■ in flüssigem Zustand bzw. mit einem flüssigen Träger in den Formhohlraum einer offenen, erhitzten Form, insbesondere Spritzgießform, eingesprüht wird und daß das durch Verdampfung entstehende Inertgas die Luft aus der dann geschlossenen Form verdrängt. Durch diese Art der Einbringung des Inertgases ist eine einfache Dosierung und vor allem eine sehr schnelle Durchführbarkeit der Einbringung möglich, da es sich um flüssige und verhältnismäßig kleine Volumina handelt.

Für die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte Vorrichtung ist in erfindungsgemäßer Weise eine Form, insbesondere eine Sprilz-

gießform, mit wenigstens einem in den Formhohlraum führenden, absperrbaren Anschluß für eine Inertgasquelle vorgesehen. In Weiterbildung dieser Vorrichtung kann ein in den Forrihohiraum führender Kanal für eine Inertgasquelle und (in Vakuumgerät vorgesehen werden, wobei die Incrtgasquelle und das Vakuumgerät durch Schaltmittel, insbesondere ein Dreiwegeventil, wechselweise an den Kanal anschließbar sind. Des weiteren kann vorgesehen werden, daß eine mit wenigstens einem Einsprizkanal versehene Spritzgießform wenigstens einen vorzugsweise an der zum Einspritzkanal gegenüberliegenden Seite angeordneten Kanal mit Schaitorgancn. insbesondere einem Dreiwegeventil aufweist, an dns ein Vakuumgerät und eine Inertgasquclle angeschlossen sind, wobei der Einspritzkanal verschließbar ist, insbesondere durch ein Spritzaggregat mit Spritzkopf mit Flachkopfdüso.

Im folgenden wird eine Vorrichtung zur Durchführung des e-findungsgcmäßen Verfahrens an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung dient zum Evakuieren des Formhohlraums einer Form, und zwar speziell einer Spritzgießform. Dies Sprilzgießvorrichtung besteht aus

einer Spritzgießform 10 mit einem Formhohlraum 11. Der Werkstoff zur Bildung des Formlirigs wird durch ein Spritzaggregat 12 mit Spritzkopf 13 über mindestens .inen Einspritzkanal 14 in den Formhohlraum 11 eingespritzt; zu diesem führt ein wcite-

rer Kanal 15, vorzugsweise auf der zum Einspritzkanal 14 gegenüberliegenden Seite. An den Kanal 15 ist ein Schaltorgan in Form eines Dreiwegeventils 16 angeschlossen, zu dem wiederum eine Vakuumlci-

tung 17 und eine Gasleitung 18 führen. Die Vakuumleitung 17 schließt an ein Vakuumgerät 19 an und die Gasleitung 18 an eine Incrtgasquelle 20, die im einfachsten Fall eine Stickstoff-Flasche sein kann. Das Dreiwegeventil 16 wird so geschaltet, daß entweder Inertgas über die Gasleitung 18 in den Formhohlraum 11 gedruckt oder dieser Formhohlraum über die Vakuumleitung 17 durch das Vakuumgerät 19 evakuiert werden kann.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei einer von der Spritzgießform 10 bzw. von der Mündung des Einspritzkanals 14 abgehobenen Stellung des Spritzkopfes 13 (wie dargestellt) wird über die Gasleitung 18 bei entsprechender Stellung des Dreiwegeventils 16 sowie über den Kanal 15 Inertgas, insbesondere Stickstoff, in den Formhohlraum 11 gedruckt, aus dem dadurch über den Einspritzkanal 14 die in dem Formhohlraum 11 vorhandene Luft entweicht. Der Formhohlraum 11 wird dadurch zumindest überwiegend mit Inertgas gefüllt. Praktisch wird der Formhohlraum 11 mit Inertgas ausgespült. Sodann wird der Spritzkopf 13 mit dem Spritzaggregat 12 dicht an die Mündung des Einspritzkanals 14 gefahren und unter gleichzeitigem Abschalten der Gasleitung 18 der Kanal 15 durch das Dreiwegeventil 16 an das Vakuumgerät 19 angeschlossen. Nunmehr wird der Formhohlraum 11 evakuiert derart, daß lediglich ein stark verminderter Rest des Inertgases, gegebenenfalls mit einem Minimum an Sauerstoff, im Formhohlraum 11 verbleibt. Ktwa gleichzeitig beginnt der Einspritzvorgang, d. h. der Werkstoff wird in den evakuierten Formhohlraimi 11 eingespritzt, wobei dort das Vakuum weitgehend aufrechterhalten wird. Das Einpressen des Inertgases in den Formhohlraum 11 wird hierbei mindestens zwei Sekunden erfordern und ist abhängig von der Kompliziertheit und von der jeweiligen Kavitätenanzahl und deren Anordnung in der Form. Der Evakuierungsvorgang kann beginnend mit etwa einer Sekunde erforderungsgemäß darüber hinaus je nach Ausgestaltung und Größe der Spritzgießform verlängert werden.

Der inerte Zustand im Formenhohlraum 11 kann auch auf andere geeignete Weise erzielt werden, und zwar dadurch, daß in flüssigem Zustand bzw. mit einem flüssigen Träger in die offene, heiße Spritz-

ao gießform eingesprüht wird, um durch das durch Verdampfung entstehende Inertgas die Luft nach dem Schließen der Form aus dem Formhohlraum zu verdrängen. Es kann der inerte Zustand aber auch lediglich durch Wasserdampf erzeugt werden, der in dei auf beispielsweise 150 bis 200° C erwärmten Form entsteht bzw. durch eingeführte Feuchtigkeit erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

spritzkanal (14) verschließbar ist, insbesondere Patentansprüche: ώπ* ein SpriMHWt (13) mit Spri.zkopf (13) ^ mit Flachkopfdüse.

1. Verfahren zur Herstellung von Formungen
aus Polymeren, insbesondere Kunststoff oder 5
Gummi, durch Druckverformung, insbesondere
durch Spritzgießen, bei dem die Oberfläche des

Formlinge beziehungsweise des Werkstoffes zur _Prfinfi_1(n„ betrifft einerseits ein Verfahren zur

Bildung des Formlinge wenigstens während der Die Erfindung beim t ^eine™-" ρο_{Ιντη£:π:η nsbe}.

Formung einem inerten Gas ausgesetzt wird, in- to Herstellung von *°™*^mff_m^ JZFS₁^t-

dem in den Formbohlraum einer Form, insbeson- sondere Kunststoff ο^urnrnn durch DruUverfo

dere einer Spritzgießform, vor dem Einführen des mung, insbesondere durch SpW*™; * ^^m *^e

Werkstoffes ein Inertgas eingeleitet wird, da- Oberfläche des ^Ρ°™'^ΐη£_η2^^2πα de? For

durch gekennzeichnet, daß im Form- Bi'dung des Foralings wnig^waJ»rorä der hör

hohlraum der Form, insbesondere der Spritzgieß- x₅ muug einem inerten ^Gm »"^g^S <nner

form, nach dem Einleiten des Inertgases und vor- Formhohlraura einer Form insbeson*^ere -ⁱⁿ"

zugsweise beim Einführen, insbesondere Einsprit- Spritzgießform, vor dem ?'ⁿ^^en ^.^^εΓΚ _b™

zen, des Werkstoffes ein Vakuum erzeugt wird. ein Inertgas eingeleitet wird Ehe^ Erfindung betrifft

2. Verfahren, nach Anspruch 1, dadurch ge- andererseits aber auch e.ne Vorrichtet zu. Ourchkennzeichnet, daü bei einer Spritzgießform zur 20 führung des Verfahrens. _Frfindnnp um dir Herstellung von Formungen durch Spritzgießen Insbesondere geht es bei der E fmdung u d zunächst bei offenem Formhohlraum, insbeson- Herstellung von dunnwandjgen fe.ngJungen und dere bei offenem Einspritzkanal, Inertgas in den sonstigen komplizierten Fo™lmgen, we ζ. B M m-Formhohlraum eingedrückt wird (spülen), so- branen, rundformigen Fonnlingen *'^c ?,;,.?,!·"' dann nach dem Schließen des Formhohlraums, ,5 Manschetten, Wellend.chtungsnngen mit Metalluninsbesondere nach Schließen des Einspritzkanals lagen an der Zusammenschluß teile S hejbenw,-durch den Spritzkopf eines Spritzaggregats, der scherblättern usw. Bei der Herstellung von Fcml.n-Formhohlraum evakuiert und während der Eva- gen aus Kunststoff oder Gummi durch D™-kverforkuierung des Formhohlraums der Werkstoff in mung, insbesondere durch Spritzgießen oder Vu.kadiesen eingespritz. wird. 30 nisieren, treten vielfach gerade an der Oberfläche der

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Formlinge Materialschaden auf die zu einer unier gekennzeichnet, daß als Inertgas in an sich be- Umständen erheblichen Ausschußproduktion fuhkannter Weise Stickstoff, Kehle· säure od. dgl. ren. Besonders bei komplizierteren Formlingcn bu Verwendung findet. denen genau gearbeitete Kanten, Vorsprunge Rillen,

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 35 Bohrungen, dünne Wandungen usw. vornanden sind, gekennzeichnet, daß der inerte Zustand im Form- führen bereits verhältnismäßig geringe *^c*™^{cn an} hohlraum durch Wasserdampf erzeugt wird. der Oberfläche des Werkstoffes zur _ Ausschußbil-

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch dung. Um derartige AusschußprodHKtionen zu vergekennzeichnet, daß Inertgas in flüssigem Zu- meiden bzw. in vertretbaren Grenzen1 zu halten werstand beziehungsweise mit einem flüssigen Träger 40 den bisher verhältnismäßig aufwendige Maßnahmen in den Formhohlraum einer offenen, erhitzten ergriffen, um ausreichend genau gearbeitete form-Form, insbesondere Spritzgießform, eingesprüht linge zu erhalten. So werden ζ B. die Wischerblätter wird und daß das durch Verdampfung entste- von Scheibenwischern fur Kraftfahrzeuge so Hergehende Inertgas die Luft aus der dann geschlosse- stellt, daß jeweils zwei Wischerblätter an den leinnen Form verdrängt. 45 gliedrigen Wischgraten bei der Herstellung miteinan-

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- der verbunden sind. Es werden also jeweils Doppelrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn- Wischerblätter hergestellt, die nach dem Ausformen zeichnet durch eine Form, insbesondere Spritz- voneinander getrennt und in besonderen Arbeitsgangießform (10), mit wenigstens einem in den gen nachbearbeitet werden müssen, urn cine ein-Formhohlraum (11) führenden, absperrbaren An- 50 wandfreie Kante zu erzielen. Die Herstellung tlerartischluß für eine Intergasquelle (20). ger WischbläUer ist naturgemäß durch diese zu-

7. Vorrichtung nach Ansprüche, gekennzeich- sätzliche Nachbearbeitung umständlich und kostennet durch einen in den Formhohlraum (11) füll- aufwendig.

renden Kanal (15) für eine Inertgasquelle (20) Aus der deutschen Auslegeschrift 1 220 lift ist ein

und ein Vakuumgerät (19), wobei die Intergas- 55 Verfahren zur Verarbeitung von hochmolekularem

quelle (20) oder das Vakuumgerät (19) durch Polyäthylen auf Plastifiziermaschinen bekannt, wobei

Schaltmittel, insbesondere ein Dreiwegeventil dieses Polyäthylen während seiner Erwärmung über

(16), wechselweise an den Kanal (15) anschließ- seinen Erweichungspunkt in sauerstofffreier Atmo-

bar ist. sphäre verarbeitet wird. In Weiterbildung dieser Ver-

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- 60 fahrcnsweise kann die Formhöhlung des verwendeten kennzeichnet, daß eine mit wenigstens einem Ein- Formwerkzeugs der Plastifiziermaschine vor und/ spritzkanal (14) versehene Spritzgießform (10) oder während der Füllung durch Einblasen eines Inwenigstens einen vorzugsweise an der zum Ein- ertgases sauerstofffrei gemacht werden. Diese Maßspritzkanal (14) gegenüberliegenden Seite an- nahmen des bekannten Verfahrens beruhen auf der geordneten Kanal (15) mit Schaltorganen, insbe- Erkenntnis, daß bei der Plastifizierungsverarbeitung sondere einem Dreiwegeventil (16) aufweist, an ^6s hochmolekularen Polyäthylens neben dem thermidas ein Vakuumgerät (19) und eine Inertgas- sehen Abbau ein oxydativer Abbau der hochmolekuquelle (20) angeschlossen ist, wobei der Ein- laren Struktur auftritt, und dienen zur Überwindung