DE1944570A1 - Verfahren zur Herstellung von Giesskoerpern aus Polyamid - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Giesskoerpern aus Polyamid

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Description

. Db. tLekued üt*iesl*<U 1 9 4 k 5 7
PATENTANWALT o o _
2. Sept. 1969
Anw.-Akte·. 75.171 PATENTANMELDUNG
Anmelder: Vyzkumny Ostav synthetickych pryskyric α laku, Pardubice Titel; Verfahren zur Herstellung von Gießkörpern aus Polyamid
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Gießkörpern aus Polyamid, die mit Löchern oder mit einer Metallwelle versehen sind, durch aktivierte alkalische Polymerisation von einem oder mehreren Lactamen in einer Gießform. Vor der eigenen Polymerisation wird ein Kern oder eine Metallwelle mit einem deformierbaren Mantel aus einem elastischen makromolekularen Kunststoff versehen. Bei den mit Löchern versehenen Gießkörpern wird der Kern zusammen mit dem Mantel nach beendeter Polymerisation und nach dem Abkühlen des Gießkörpers herausgenommene Bei den mit einer Metallwelle versehenen Gießkörpern bleibt der Mantel gemeinsam mit der Welle in dem Gießkörper fest verbunden. In beiden Fällen wird die große innere Spannung, die durch die Schvindung der Gießkörper entsteht, und die Rißbildung beseitigt.
Während der Herstellung von Gießkörpern aus Polyamid, die mit Löchern versehen sind, entstehen durch Gießen der Lactamschmelze, welche einen alkalischen Katalysator und Aktivator enthält, direkt an den Kern und die nachfolgende Polymerisation erhebliche Schwierigkeiten. Sie werden durch das Schwinden der Gießkörper während der Polymerisation und durch das Abkühlen von Polymerisations- Raumtemperatur hervorgerufene Die gesamte Volumenkontraktion der Gießkörper beträgt ca. 15 %t die lineare Kontraktion dann 4 - 5 %o Bei Metallkernen ist das Schwinden von der Polymerisationstemperatur von 180 bis 210 C auf etwa 20 C Raumtemperatur infolge der Wärmeausdehnung zehnmal niedriger; so beträgt sie z.Bo bei Stahl nur ca. 0,2 %, Aus diesem Grund schließt der Gießkörper den Kern so fest ein, daß er nicht herausgezogen werden kann. Unter Umständen kann der Gießkör-,per.beschädigt werden (zerspringen), falls die durch dieser Schwindung erzeugten Spannungen die Festigkeit des Polyamides Überschreiten. Deswegen ist es ge- 009813/1536
wohnlich notwendig das Loch in dem Giesskorper nachtraglich zu bohren, was Materialvelust und Kosten auf nachtragliches Bohren bringt
. Daneben ist es notwendig die vollwandigen Giesskorper sehr langsam zu kühlen, wogegen die Giesskorper, die mit Löchern versehen sind, viel schneller abgekühlt werden können. Die Gefahr der Rissbildung/nämlich bei Giesskörpern, welche Locher enthalten, niedriger als bei vollwandigen Giesskörpern.
Auch bei der ΉβΓ,εΐβ11ιιη£ von Giesskörjpern.^die mit einer Me-..versehen sind, wie z.B.Kalanaerwalzen„und Zahnrader T entstehen so gro.v talTweXTeT Spannungen, dass die Giesskorper fast immer zerspringen, was auch durch lanzeitige Temperung nicht verhindert werden kann. Deshalb ist es notwendig, Giesskorper, welche eine Metallwelle enthalten, so zu erzeugen, dass zuerst ein Giesskorper aus alkalisch polymerisiertem Lactam erzeugt wird. In diesem Giesskorper wird durch mechanische Nacharbeitung ein Loch gebildet, das eventuell mit Befestigungsnuten Uol, versehen wird, und der so bearbeitete Giesskorper wird ίηλwärmtem Zustand an die Welle befestigt. Die deutsche Patentschrift Nr. 1214.865 beschreibt die Herstellung von Kalanderwalzen mit einem Mantel aus alkalisch polymerisierten Lactamen durch Schleudern, wodurch die Schwindung des Giesskörpers in der Richtung zur Metallwelle der Walze beseitigt wird. Weil aber eine Normalbeschleunigung von wenigstens 500 g notwendig ist und die axiale Schwindung des Mantels durch die Stellung der Rotationsachse eliminiert wird, sind die Ansprüche auf die Maschinenausrüstung ziemlich gross« Dem amerikanischen Patent Nr. 3184.828 nach wird der Einfluss der Schwindun^ bei der Herstellung von Belagen für Kalanderwalzen aus alkalisch polymerisierten Lactamen durch einen deformierbaren Metallmantel auf der Welle der Kalanderwalze eliminiert, wobei entweder die Welle mit axialen Nuten versehen ist und der Mantel einen Kreis querschnitt hat oder ein Metallmantel mit axialen Nuten oder Rippen auf eine Welle von Kreisquersehriitt aufgesetzt wird. Die Dichtung der so entstandenen axialen Höhlungen an der Welle gegen die Form ist in diesem Patent nicht" gelöst, obwohl der Erfolg der Durchführung davon abhängig ist. Wenn nämlich das gegossene Lactam in diese Höhlungen eindringt, wird der Zweck des deformierbaren Mantels annulliert. Daneben ist die Herstellung der deformierbaren Metallmantel kompliziert und teuer.
Die vorgenannten Nachteile werden mit der vorliegenden Erfindung beseitigt. Sie betrifft ein Verfahrenßzur Herstellung von
Giesskorpern aus Polyamid, die mit Lochern oder mit einer Metallwelle versehen sind, durch aktivierte alkalische Polymerisation von Lactamen in einer Gieseform, die einen Kernoder eine Metallwelle enthalt· Der Gegenstand der Erfindung liegt darin, dass der Kern oder die Metallwelle mit einem deformierbaren Mantel aus einem elastischen makromolekularen Künststoff versehen wird und in eine vorgewärmte stationäre Form eingelegt wird. In die Form wird dann die Schmelze von einem oder mehreren Lactamen, die einen alkalischen Katalysator, Aktivator und gegebenenfalls auch Pigmente, Füllstoffe und andere Zusätze enthalt, eingegossen. Die Reaktionsmischung wird . bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunk des anfallenden Polylactams polymerisiert und nach Abkühlen wird der Kern zusammen mit dem Mantel aus dem Giesskorper herausgenommen«
Der deformierbare Mantel ist aus einem Elastomer- oder Schaum-Kunststoff. Er kann hohlformig und aufblasbar sein. Er ist aus einem wärmebeständigen makromolekularen Kunststoff, z.B. aus Silikonkautschuk. Mit Vorteil ist der aufblasbare Mantel von einem elastischen Schlauch gebildet, der um den Kern oder die Welle ao.um&- wunden wird,dass sich die nebeneinander liegenden Windungen berühren. Bei Giesskorpern, die Höhlungen enthalten, wird in den hohlformigen Mantel vor der Polymerisation ein Gas unter Druck eigefuhrt, der wahrend der Polymerisation gehalten/wahrend oder nach Abkühlen aufgehoben wird. Bei Giesskorpern, die mit einer Metallwelle versehen sind, wird der Druck in dem hohlformigen Mantel wahrend der Polymerisation und des Abkühlens kontinuierlich je nach der Schrumpfung des Gieeskorpers erniedrigt. Der Druck in dem hohlformigen Mantel wird von einem Gas ausgeübt, ζ·Β. Luft von 1-20 atü.
Die stationäre Metallform wird auf eine Temperatur von 120 200°C, Vorzugsweise auf 130 - 1600C, vorgewärmt. Die Schmelze von einem oder mehreren Lactamen ist 80 - 1800C, vorzugsweise 120-15O0C, wars. Von Lactamen wird besonders 6-Caprolactam oder dessen Gemisch mit fcv-Laurinlactam verwendet. Die Polymerisation verlauft in Anwesenheit von 0,1-2 Mol-%, vorzugsweise 0,25 - 0,4 Mol-%, eines alkalischen Katalysators, besonders eines alkalischen Lactamsalzes, z.B. Na-6-Caprolactam. Zur Beschleunigung der Polymerisation wird 0,05 - 5 Mol-%, vorzugsweise 0,25 - 0,4 Mol-% eines Aktivators zugegeben, besonders einer Acylverbindung, z.b. N-Acetyl-6-caprolactams, oder Isocyanates, wie Hexamethylen-l,6-diisocyanates oder Triphenyl-
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methan-4,4' ^"-triisocyanates.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Poly-, amid-Giesskorpern, die mit Lochern oder mit einer Metallwelle verrsehen sind, grundsatzlich wie es ferner beschrieben ist, mit Rücksicht auf irgendein von den angegebenen Beispielen. Die Erfindung betrifft auch Polyamidgiesskorper, die mit Lochern oder mit einer Metallwelle versehen sind, und durch das ferner beschriebene und beanspruchte Verfahren hergestellt worden sind.
Das erfindungsgemasse Verfahren zur Herstellung von Giesskorpern aus alkalischem Polyamid bringt zahlreiche Vorteile im Vergleich mit den bisher bekannten Vorgangen. Die Giesskorper, die durchgehende oder Sacklocher enthalten, können direkt in die mit Kernen versehene Formen gegossen werden. Es entsteht keine Gefahr ' von grossen inneren Spannungen und das Herausnehmen der.Kerne aus den Giesskorpern wird sehr erleichtert. Besonders bei Anwendung von aufblasbaren hohlformigen Mänteln, die unter Überdruck gehalten werden, kann der Einfluss der Schrumpfung in irgendeiner erforderlichen Richtung eliminiert werden·.
Die Giesskorper, die mit einer Metallwelle versehen sind,, können dieser Erfindung nach in einem einzigen Arbeitsvorgang hergestellt werden, zum Unterschiede von den bisher notwendigen drei Operationen, d.h. Herstellung des Giesskorpers, dessen mechanische Bearbeitung und zwar durch Bohren des Loches und anschliessende Befestigung des nachgearbeiteten Giesskorpers an die Metallwelle. Zur Herstellung braucht man keine komplizierte Vorrichtungen wie beim Schieudergiessverfahren. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von mit einer Metallwelle versehenen Polyamid-GiesskSrpern, wobei die Spannung, mit welcher der Giesskorper die Metallwelle klemmt, reproduzierbar ist und von der Grosse der Tangentialkräfte abhangt, die die Welle auf den Giesskorper übertragen soll.
Von den gebrauchten Lactamen ist 6-Caprolactam von der grossten Bedeutung. Ferner können önanthlactam, Capryllactam und Laurinlactam alkalisch polymerisiert werden; von niedrigeren Lactamen dann 2-Pyrrolidon, 2-Piperidon und ferner /£-Lactame,- z.B. ß-Propiolactam, die hydrolytisch nicht polymerisieren. Zur Modifikation der Eigenschaften der Polylactame werden auch Mischungen von Lactamen Mischpolymerieiert, z.B. 6-Caprolactam mit C-Alkyl-6-caprolactam oder mit <w -Laurinlactam.
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Die aktivierte alkalische Polymerisation wird am öftesten mit alkalisch reagierenden Stoffen (Alkalimetallen, Erdalkalimetallen oder deren Hydriden, Oxyden, Hydroxyden, Alkoholaten, Amiden, Salzen, usw.), ferner mit Grignard-und metallorganischen Verbindungen katalysiert. Der wichtigste Katalysator/aas alkalische Lactamsalz, z.B. Na-6-Caprolactam, das entweder dem Reaktionsgemisch direkt zugegeben wird oder in situ darin vor der Polymerisation gebildet wird. Die Katalysatormenge liegt zwischen 0,1 und 2 Mol-%, vorteilhaft zwischen 0,25 - 0,4 Mol-%, auf das Ausgangslactam oder Lactamgemiscb, bezogen.
Zu geeigneten Aktivatoren gehören Acylverbindungen (N-Acyllactame, Ν,Ν'-Diacyl-bis-lactame, cyclische Dicarbonsäureimide, usw.) und Isocyanate (Butylisocyanat, Hexamethylen-l,6-diisocyanat, Toluylendiisocyanate, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Triphenylmethan-4, 4',4"-triisocyanat, usw.). Ferner werden Carbodiimide, Cyanamide, Anhydride, Chloride, Hydrazide, Amide und Ester von Sauren, Lactone, Imine, substituierte Harnstoffe, stickstoffhaltige heterocyclische u.a. Verbindungen, verschiedene Äther und Ketone verwendet. Deren Menge betragt zwischen 0,05 und 5 Mol-%, vorteilhaft zwischen 0,25 und 0,4 Mol-%, bezogen auf das Ausgangslactam oder Lactamgemisch, und sie werden individuell oder im Gemisch entweder direkt zugegeben oder wahrend der Polymerisation in situ gebildet. Von grosster Bedeutung sind N-Acyllactame, besonders N-Acetyl-6-caprolactam. Der Verlauf der Polymerisation kann durch die Zugabe einer dritten Komponente zum Katalysator und Aktivator-Syetem reguliert werden, z.B. Alfeohol, Phenol, Amin, die die katalytische Wirkung des Systems verlängert und die Grosse und Distribution des Mittelmolekulargewichtes der Polylactame reguliert.
Von anderen Zusatzstoffen können nach Bedarf verstärkende und nicht verstärkende Füllstoffe v»nd Pigmente zugegeben werden (Glas, Asbest-, Metall», Zellulose- und syntetische Fasern, Metallsalze und Oxyde, Metallpulver, Russ, Graphit, Zement, Siliziumdioxyd, Cadmiumsulfid, Zinksulfid, Molybdandisulfid, verschiedene makromolekulare Stoffe, wie Polyolefine, Polytetrafluorethylen u.a.). Ferner können Stabilisatoren, Gleimittel, Weichmacher; Treibmittel, Lösungsmittel, oberflächenaktive Stoffe usw. zugesetzt werden.
Gut abgedichtete Formen aus einem Material, das gegen Tempera-
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türen bis 25O0C beständig ist, sind für die Herstellung von Giesskorpern geeignet. Am besten bewahrt sich Aluminium und dessen Legierungen, Stahl, Nickel und Chrom. Es ist auch möglich,keramische ode:- Schichtstoff-Formen u.a. zu benutzen. In die Form werden Kerne, am besten aus Metall, oder eine Metallwelle, gewöhnlich au» Stahl, eingelegt.
Die Kerne oder Metallwellen t· dieser Erfindung werden mit elastischem Material versehen, welches gegen Temperaturen bis ca. 200°C beständig ist, die Lactampolymerisation nicht ungünstig beeinflusst und mit dem Reaktionsgemisch nicht angegriffen wird. Man kann wärmebeständige schaumförmige Kunststoffe, Elastomere und hohlformige Mantel, z.B. aus Silikonkautschuk, Fluoroplasten, Polyimiden, Polysulfonen, wärmebeständigen Elastomeren, usw. benutzen. In diesen hohlformigen Mänteln wird vor der Polymerisation ein Druck von 1-20 atü., vorzugsweise 1-5 atü, durch die Wirkung von Druckgas, gewöhnlich Druckluft, erzeugt Der Druck ist von den Eigenschaften und Dimensionen des aufblasbaren Mantels und auch der Polyamidgiesskorper abhängig.
Die erfingungsgemässe Herstellung der Polyamidgiesskorper wird gewöhnlich folgenderweise durchgeführt:
In eine stationäre Form wird ein .Kern oder eine Metallwelle, versehen mit einem deformierbaren Mantel aus elastischem Kunststoff, eingelegt. Falls der Mantel hohlformig ist, wird er mit einem Gas auf den erforderlichen Druck auiipblasen. Der untere Teil der Form mit der Metallwelle ist gut abgedichtet, der obere Teil wird mit einem Deckel lose geschlossen. Die Form mit dem Kern oder mit der Metallwelle wird in einen Wärmeschrank eingebracht und auf die erforderliche Temperatur gewärmt. Durch die öffnung in dem Deckel wird durch ein Füllrohr, das bis zum Boden der Form reicht, das geschmolzene Reaktionsgemisch, welches ein oder mehrere Lactame, einen alkalischen Katalysator, Aktivator und beziehungsweise andere* Zusatzstoffe enthält, eingegossen. Nach Einfüllen der Form wird das Füllrohr sofort herausgenommen und die Temperatur des Wärmeschrankes wird auf die Polymerisationetemperatur wahrend 15-30 min erhöht. Dann lässt man die Form zusammen mit dem Giesskorper auf Baumtemperatur abkühlen. Nach Erkalten wird die Form zusammen mit dem Giesskorper aus dem Wärmeschrank herausgenommen, der Deckel der Form wird abgenommen und. der Polyamidgiesskorper wird aus der Form entfernt. Bei
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Giesskorpern, die mit Lochern versehen sind, wird der Überdruck aus dem hohlformigen Mantel aufgehoben und der Kern wird zusammen mit dem Hantel herausgezogen. Bei Giesskörpern, die mit einer Me*- tallwelle versehen sind, wird der Überdruck im Mantel während der Polymerisation und des Abkühlens kontinuierlich so erniedrigt, v/ie der Giesskorper schrumpft. In dieser V/eise wird der Giesskorper mit der Metallwelle seh?fest verbunden, ahnlich wie bei der Verwendung des nicht aufblasbaren Mantels aus elastischem Kunststoff.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Herstellung von Giesskorpern aus alkalischem Polyamid mit einem oder mehreren Lochern fur die'verschiedensten technischen Zwecke. Zu diesen gehören Lager, Führungsbuehsen, Schiffschrauben, Seilscheiben, Nocken, Flanschen, Manschetten, usw. Ferner kann die Erfindung bei der Herstellung von Walzen mit einem Polyamidüberzug fur Textil-, Papier-, Gerbereiunc· Druckmaschinen verwendet werden. Dabei wird die Formstabilität der Polyamide bei hohen-Temperaturen, ihre hohe Abriebfestigkeit, Unempfindlichkeit bei Nahtdurchgang, usw. ausgenutzt. Andere Anwendungemöglichkeiten ergeben sich bei der Herstellung von grossen ZaImrädern, Radern von Fahrwagen, z.b.für Kränen, Seilbahnen u.a., d.h. überall, wo es notwendig ist Kräfte von der V/elle auf den Polyamidgiesskorper überzutragen und gleichzeitig die vorteilhaften Eigenschaften der Polyamide zu nutzen.
Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen, worin die an— gegebenen ° fur 0C und % fur Mol-% stehen, erläutert.
Beispiel 1
In eine Form wird ein Kern, über welchen ein hohlförmiger Kantal aus Silikonkautschuk mit der Wanddicke von 1 mm im voraus übergezogen, wurde) eingebracht und mit einer Schraube befestigt. Der hohlformige Mantel ist mit einem Rohr aus demselben Material für die Zufuhr von Druckluft versehen. Die Giessform wird mit einem lose gelegten Deckel geschlossen, durch dessen eine Öffnung das Rohr für die Zufuhr von Druckluft und durch die andere Öffnung das Füllrohr durchgezogen wird. Die so zusammengesetzte Form wird in einen Wärmeschrank gebracht und nach Erwärmen auf die Temperatur von 145 + 5° wird der hohlformige Mantel mit Druckluft so aufgeblasen, dass sein äusserer
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Querschnitt um 6% grosser ist als der Querschnitt des Kernes, um die vierfache Wanddicke des hohlformigen Mantels vergrossert. Die Form wird dann mittles des Füllrohres mit wasserfreiem,135 + 5 warmem 6-CaproIactarn, welches 0,35% von Natrium-Salz des 6-Caprolactams t . und 0,30% von N-Acetyl-ö-caprolactam enthält, gefüllt. NgChdem die Form eingefüllt ist, wird das Füllrohr sofort entfernt und die Temperatur des Wärmeschrankes wird wahrend 20 min auf 190 + 5° erhöht. Nach dieser Zeit ist die Polymerisation beendet und die Form mit dan Giesskorper wird wahrend 48 h zum Abkühlen gelassen bis auf ca.20°. Etwa 1 h nach beendigter Polymerisation wird der Überdruck aus dem hohlformigen Mantel ausgelassen. Nach Erkalten auf ca. 20° wird die Form mit dem Giesskorper aus dem Warmeschrank herausgenommen, der · Deckel wird abgenommen und nach Entfernen der Schraube wird der Kern zusammen mit dem hohlfSrmigen Mantel herausgezogen. Dann wird der . Polyamidgiesskorper aus der Form herausgenommen.
Beispiel 2
In eine Giessform werden zwei Kerne eingebracht und mit Schrauben befestigt, welche mit Schlauchen aus Silikonkautschuk mit einer Wanddicke von 1 mm im voraus fest umgewunden wurden. Diese Schläuche wurden im voraus an einem Ende mit kalt vulkanisierbarem Silikonkautschuk verschlossen und mit demselben Material wurde das erste Gewinü... (d.h. mit diesem verschlossenen Ende) an die Stirnfläche der beiden Kerne angeklebt» Ähnlicherweise wurde es bei dem letzten Gewinde, d» h. an den Formwänden, vorgegangen, wobei die Zuführungen von Druckluft in die beiden Schlauche durch öffnungen in der Formwand durchgezogen werden und in diesen öffnungen mit kalt vulkanisierbarem Silikonkautschuk abgedichtet werden. Die Form wird dann mit einem lose aufgelegten Deckel geschlossen, durch dessen öffnungen ein Füllrohr in die Form eingeführt wird. Die so zusammengesetzte Form wird in einen Wärmeschrank eingebracht und auf die Temperatur von 135 ± 5° erwärmt. Die beiden Schlauche werden durch die Zuführungen mit Druckluft so aufgeblasen, dass die äusseren Dimensionen der von den Schläuchen gebildeten Mantel um minimal 6 - 8 % grosser sind al» die entsprechenden Dimensionen des Kernes, die um die viermalige Wanddicke des Schlauches vergrSssert sind· Dann wird die Form mit wasserfreiem 6-Caprolaetam, welches 125 + 5° warm ist und 0,40 % des Kaliumsalzes von .e-Öaprolactam und 0,18 % Hexamethylen-lje-diisocyanates enthält,gefüllt
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Nach- Einfüllen der Form wird das Füllrohr sofort entfernt und dia Temperatur im Wärmeschrank wird wahrend 15 min auf 190 + 5 erhöht. Die Form mit dem Giesskorper wird dann wahrend 36 h zum Abkühlen.auf ca. 20" gelassen. Etwa 1 h nach Beendigung der Polymerisation wird der Oberdruck aus den beiden Schläuchen aufgehoben. N^ch Abkühlen auf etwa 20° wird die Form mit dem Giesskorper aus dem Wärmeschrank ■ herausgenommen und nach Entfernen der Schrauben und Lockern der Zuführungen von Druckluft wird der Giesskorper zusammen mit den beiden Kernen und Schläuchen aus der Form herausgenommen. Die letzte Arbeite· stufe ist das Entfernen der beiden Kerne zusammen mit den Schlauchen aus dem Giesskorper.
Beispiel 3
Eine Metallwelle einer Kalanderwalze wird mittals einer Dichtung und einer Schraubenmutter mit einer oben geöffneten Stahlform verbunden. Die Welle ist mit einem fest anliegenden Mantel aus Silikonkautschukschaum if = 0,5 kg/dnr*), der 5 mm dick ist, versehen. Die Form wird zusammen mit der Welle in einem geeigneten Wärmeschrank auf die Temperatur von 130 £ 5° erwärmt. Dann wird ein bis zum Boden der Form reichendes Eohr darin eingeführt und die Form wird mit dem ■Reaktionsgemisch gefüllt. Dieses enthält 65 % von wasserfreiem Caprolactam und 35 % von wasserfreiem Laurinlactam, beide 130 + 5* warm, und 0,33 % von Lithiumsalz des 6-Caprolactams und 0,15 % von Triphenylmethan-4,4',411~triisocyanat. Nach dem Einfüllen der Form wird das Füllrohr sofort entfernt und die Temperatur des Wärmeschrankes wird während 15 min auf 180 + 5° erhöht. Nach dieser Zeit ist die Mischpolymerisation beendet und die Form wird zusammen mit dem Giesskorper während 48 h zum Abkühlen auf ca. 20 - 30° gelassen. Der Giesskorper aus dem Mischpolymerisat, welcher mit der Metallwelle mittels der zusammengepressten Schicht des Silikonkautschukschaumes fest verbunden ist, die den Einfluss der Schwindung während der Polymerisation und des Abkühlens eliminiert hat, wird herausgenommen.
Beispiel 4
Eine Metallwelle für eine Kalanderwalze, auf welche ein hohlförmiger Mantel aus Silikonkautschuk mit einer Wanddicke yon I mm,
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versehen mit einem Rohr fur Zufuhr von Druckluft, fest aufgezogen, wurde, wird in eine Form mittels eines Dichtungsringes aus Silikonkautschuk und einer Schraubenmutter befestigt. Ein Fullrohr wird in die Form eingeführt und die Form wird oben mit einem lose aufgelegten Deckel geschlossen. Nach Erwärmung der Form in einem geeigneten Warmeschrank auf 145 ± 5° wird Druckluft von 1,2 atu durch das Rohr in den hohlformigen Mantel eigefuhrt. Dann wird die Form durch das Fullrohr mit wasserfreiem 135 + 5°warmem 6-Caprolactam, welches 0,35% von Natriumsalz des 6-Caprolactams und 0,30% von N-Acetyl-ö-caprolactam enthalt, gefüllt. Nach dem Einfüllen der Form wird das Fullrohr sofort entfernt und die Temperatur des Warmeschrankes wird wahrend 20 min auf 190 + 5* erhöht. Nach dieser Zeit, wenn die Polymerisation schon beendigt ist, wird die Form zusammen mit dem Giesskorper auf die Temperatur von ca. 20° zum Abkühlen gelassen. Nach Abkühlen wird die Form zusammen mit dem Giesskorper aus dem-Warmeschrank herausgenommen, der Deckel wird entfernt und nach Entfernen der Mutter kann die fertige Kalanderwalze aus der Form herausgenommen werden. Durch die Schrumpfung wahrend der Polymerisation und des Abkühlens wurde/hohlfSrmige M?ntel so zusammen-
?usgeM
_ _ t/arangt wurde und zwischen der Metall
welle und dem Giesskorper nur die Schicht von zusammengepresstem Silikonkautschuk bleibt.
Beispiel 5
In eine Stahlform zum Abgiessen von Zahnrädern wird die Metallwelle dieses Rades eingelegt. Auf die Metallwelle wird ein Schlauch aus Silikonkautschuk vorher aufgewickelt. Das untere Ende des Schlauches wird im voraus mit kalt vulkanisierbarem Silikonkautschuk verschlossen, das obere Ende des Schlauches wird mittels einer geeigneten Befestigungsschelle an die MetaliweJLle befestigt. Die Metallwelle wird zusammen mit dem Schlauche in der Stahlform mittels einer Manschette aus Silikonkautschuk befestigt. Die Stahlform wird dann mit einem lose aufgelegtem Deckel geschlossen, wodurch das obere Ende des Schlauches und das Fullrohr durchgeht. Die so zusammengesetzte Form wird in einem geeigneten Warmeschrank auf die Temperatur von 135+5° erwärmt, der Schlauch wird mit Druckluft auf einen Druck, von 1,5 atu gefüllt und durch das Fullrohr wird in die zusammengesetzte Form wa serfreies, 125 + 5° warmes 6-Caprolactam, welches 0,40% von Kalium.'alz des 6-C^proläctamsund 0,18% von Hexamethylen- '
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1,6-diisocyanat enthält, eingebracht. Nach dem Einfüllen der Form wird das Fullrohr sofort entfernt und die Temperatur des Wärmeschrankes wird während 15 min auf 190 ± 5° erhöht. Dann wird der Giesskorper während 24 h auf die Temperatur von ca· 20° abgekühlt. N^Ch dieser Zeit wird nach Herausnemhnen der Stahlform zusammen mit dem Giesskorper aus dem Wärmeschrank der Deckel und die Manschette entfernt. Das fertige Zahnrad wird zusammen mit der Metallwelle, mit welcher es fes"t verbunden ist, aus der Stahlform herausgenommen. Durch die Schwindung während der Polymerisation und des Abkuhlens wurde die gesamte Luft aus dem Schlauche aufgedrängt, so dass eine feste Verbindung zwischen der Metallwelle und dem Giesskorper gebildet wurde, ohne dass so eine hohe Spannung in dem Giesskorper entstehen konnte, welche seine Selbstbeschädigung verursachen konnte.
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Claims (1)

  1. J)LpL-Qn9. A. ÖLcUcd OCaesUcU 1944570
    PATENTANWALT '
    PATENTANSPRÜCHE :
    1J Verfahren zur Herstellung von Gießkörpern aus Polyamid, welche mit Löchern oder mit einer Metallwelle versehen sind, durch aktivierte alkalische4 Polymerisation von Lactamen in einer Gießform, welche einen Kern oder eine Metallwelle enthält, dadurch ge kennzeichnet ,daß der Kern öder die Metallwel^e mit einem defdrmierbaren Mantel aus elastischem Kunststoff belegt und in eine vorgewärmte stationäre Gießform eingebracht wird, welche mit einer Schmelze von einem oder mehreren Lactamen, die einen alkalischen Katalysator, Aktivator und gegebenenfalls auch Pigmente, Füllstoffe und andere Zusatzstoffe enthält, gefüllt wird, worauf das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Anfallenden Polylactams polymerisiert und nach Abkühlen der Kern zusammen mit dem Mantel aus dem Gießkörper herausgenommen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der deformierbare Mantel aus einem Elastomeren oder aus schaumförmigeB Kunststoff gebildet ist„
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel hohlförmig und aufblasbar ist·
    4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel von einem wärmebeständigen makromolekularen Stoff, z.B. Silikonkautschuk, gebildet ist,
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    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aufblasbare Mantel von einem elastischen Schlauch gebildet wird, welcher um den Kern oder um die Welle gewunden ist, daß sich die nebeneinander-liegenden Windungen berühren.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung von Gießkörpern, die Löcher enthalten, in dem hohlförmigen Mantel ein Druck gebildet wird, der Während der Polymerisation eingehalten und während des AbkUhlens oder nach dem Erkalten aufgehoben wird»
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung von Gießkörpern, die eine Metallwelle enthalten, der Druck in dem hohlförmigen Mantel während der Polymerisation und des AbkUhlens kontinuierlich je nach dem Schwinden des Gießkörpers erniedrigt wird.
    8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem hohlförmigen Mantel durch Druckgas erzeugt wird, z.B. durch Druckluft von 1-20 atü.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die stationäre Form aus Metall und auf eine Temperatur von 120 - 2000C, vorzugsweise von 130 - 160 C, vorgewärmt wird,
    10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lactam 6-Caprolactam oder dessen Gemisch mit Laurinlactam verwendet wird,
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    11· Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Lactam oder das Gemisch von Lactamen 80 - 180 C, vorzugsweise 120. - 150 C7 warm ist.
    12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des alkalischen Katalysators 0,1 - 2 Mol-jS, vorzugsweise 0,25 - 0,4 Mol-#, beträgt.
    13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator ein alkalisches Salz des Lactams, besonders das Natriumsalz von 6-Caprolactam verwendet wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Aktivators 0,05 - 5 Mo 1-/S, vorzugsweise 0,25-0,4 Mol-# beträgt,
    15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 14, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß als Aktivator eine Acylverbindung, besonders N-Acetyl-6-caprolactam verwendet wird.
    16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, dad als Aktivator ein Isocyanat, besonders Hexamethylen-1,6-diisocyanat und Triphenylmethan-4,4I,4"-triisocyqnat verwendet wird.
    PATENTANWALT
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