DE19713566C2 - Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs

Info

Publication number
DE19713566C2
DE19713566C2 DE19713566A DE19713566A DE19713566C2 DE 19713566 C2 DE19713566 C2 DE 19713566C2 DE 19713566 A DE19713566 A DE 19713566A DE 19713566 A DE19713566 A DE 19713566A DE 19713566 C2 DE19713566 C2 DE 19713566C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
molding tool
mold
molded foam
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19713566A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19713566A1 (de
Inventor
Heinz-Guenter Ungeheuer
Paul Hennel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE19713566A priority Critical patent/DE19713566C2/de
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to CN98803846A priority patent/CN1251623A/zh
Priority to EP98912489A priority patent/EP0973960B1/de
Priority to KR1019997009045A priority patent/KR20010005968A/ko
Priority to EP01113491A priority patent/EP1154045A1/de
Priority to DE59804895T priority patent/DE59804895D1/de
Priority to CA002285303A priority patent/CA2285303A1/en
Priority to PCT/EP1998/001602 priority patent/WO1998044171A1/de
Publication of DE19713566A1 publication Critical patent/DE19713566A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19713566C2 publication Critical patent/DE19713566C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/003Electroplating using gases, e.g. pressure influence
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/615Microstructure of the layers, e.g. mixed structure
    • C25D5/617Crystalline layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/627Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Form­ schaumteils in einem Formwerkzeug, eine Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen in einem zu öffnenden und zu schließenden Formwerkzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Formwerkzeugs.
Schaumformteile haften an den Formwerkzeugen, in denen sie herge­ stellt werden, wodurch die Entnahme der Formschaumteile stark er­ schwert bzw. unmöglich gemacht wird.
Es gibt verschiedene Ansätze zur Lösung dieses Problems, die im folgenden kurz beschrieben werden sollen.
Aus der DE-OS 20 55 772 sind Formwerkzeuge bekannt, deren formge­ bende Oberflächen mit einer relativ dicken (50 µm) Basisschicht aus Kupfer oder Nickel versehen sind, auf die eine dünne (3 bis 4 µm) Chromschicht aufgebracht ist. Diese Chromschicht wirkt als Antihaftschicht. Problematisch daran ist, daß das Potential die­ ser Chromschicht beim Schäumen vermindert wird. Dadurch wird der Abstoßeffekt der Antihaftschicht reduziert. Das Potential muß al­ so nach jedem Schäumvorgang wieder aufgebaut werden. Außerdem ist die dünne Chromschicht empfindlich und die Verwendung eines Trennmittels kann nicht vollständig vermieden werden.
Aus "Polyurethane", Kunststoff Handbuch Bd. VII, 3. Auflage 1993, S. 362-363, Hanser Verlag, ist es ferner bekannt, zur Verbesserung der Oberflächenqualität von Formwerkzeugen eine chemische Vernic­ kelung oder eine andere Hartbeschichtung des Formwerkzeugs vorzu­ nehmen. Weiterhin wird dargelegt, daß die Anwendung von Formwerk­ zeugen aus Galvano-Nickel mit Hinterfütterung aus Aluminium oder hochgefüllten Gießharzen wegen der unterschiedlichen Ausdehnungs­ koeffizienten der eingesetzten Werkstoffe eingeschränkt ist. Aus dem "Taschenbuch für Galvanotechnik", Band 1, S. 222-259, LPW; ist zu entnehmen, daß ein besserer Korrosionsschutz als der durch eine Hartverchromung dadurch erreicht werden kann, daß vordem eigentlichen Hartverchromen ein ausreichend dicker Zwischenüber­ zug aus extrem duktilem Halbglanznickel aufgebracht wird.
Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung des Trennverhaltens be­ steht darin, den Komponenten zur Bildung des Schaumteiles ein in­ neres Trennmittel beizugeben. Eine derartige Vorgehensweise ist beispielsweise in der DE 38 37 351 C2 beschrieben. Dort wird bei der Herstellung von Polyurethan- bzw. Polyharnstoffkörpern der Polyol- bzw. der Polyaminkomponente flüssiges Polybutadien beige­ geben. Eine weitere Darstellung dieser Vorgehensweise findet sich auch in "Innere Trennmittel für Polyurethansysteme", P. Horn, H.- U. Schmidt und G. Ranlow, Kunststoffberater 10/1987, S. 24-26.
Alternativ zu dieser Vorgehensweise kann auch ein Trennmittel auf die Oberfläche des Formwerkzeugs aufgetragen werden. Diese Vorge­ hensweise wird beispielsweise in der DE-AS-11 31 873 beschrieben, wo bei der Herstellung von Polyurethanschaumstoffkörpern mit Isocyanatgruppen reagierende Stoffe im Überschuß auf das Form­ werkzeug aufgetragen werden. Auch in der DE 38 27 595 C2 wird dar­ gelegt, daß zur Verbesserung der Entformungseigenschaften die In­ nenwände der verwendeten Form gegebenenfalls mit bekannten äuße­ ren Formtrennmitteln beaufschlagt/beschichtet werden.
Die Nachteile der Verwendung innerer oder äußerer Trennmittel sind, daß diese Trennmittel gesundheits- und umweltschädlich sind, die Produktionskosten für Formschaumteile erhöhen und zudem das Ein- bzw. Aufbringen der Trennmittel den Produktionsprozeß verlangsamt. Hinzu kommt, daß die Trennmittel die Eigenschaften des Formschaumes beeinflussen können. Bisher konnte jedoch noch nicht vollständig auf Trennmittel verzichtet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung eines Formschaumteils bereitzustellen, die es ermöglichen, eine harte Antihaftschicht bereitzustellen und diese auf möglichst einfache Weise anzuregen, um das den Ab­ stoßeffekt bewirkende Potential der Antihaftschicht wieder aufzu­ bauen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, ein Ver­ fahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs bereitzustellen, mit dem das Formwerkzeug mit einer harten, auf möglichst einfache Weise anregbaren Antihaftschicht versehen werden kann.
Die Lösung besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines Form­ schaumteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Vorrichtung zum Schäumen eines Formschaumteils mit den Merkmalen des An­ spruchs 5 und einem Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Form­ schaumteils läßt sich das Potential der Antihaftschicht und damit der Abstoßungseffekt auf einfache Weise regenerieren. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung weist eine besonders harte Antihaft­ schicht auf, deren Potential leicht regenerierbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs ist diese harte Haftschicht auf einfache Weise erhältlich. Weite­ re Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine stabile, defi­ nitive Hautausbildung an der Schaumteil-Oberfläche ermöglicht wird. Da auf Trennmittel generell verzichtet werden kann, benö­ tigt man keine technischen Einrichtungen wie Sprüh- und Absaugan­ lagen oder Entsorgungsanlagen. Es gibt keine Trennmittel- Rückstände an der Oberfläche der Formschaumteile. Ferner wird Aufbringzeit gespart, Kosten werden vermieden, und generell wer­ den Mensch und Umwelt geschont.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen. Bspw. kann als ionisiertes Gasgemisch positiv aufgeladene Luft von ca. 30 bis 90°C verwendet werden, die mit ca. 4 bis 6 bar in das Formwerkzeug eingeblasen wird. Ferner können zur Er­ leichterung des Ladungsaustausches entweder das Gas bzw. das Gas­ gemisch oder die Komponenten für die Formschaumteilbildung mit einem Dielektrikum angereichert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Galvanoschicht aus Chrom VI mit Spuren von Chrom III, Ferrit und Zink besteht. Die Dicke der Galvanoschicht beträgt vorzugsweise zwischen 40 µm und 0,1 mm. Die Galva­ noschicht kann in vorteilhafter Weise auf einer chemischen Über­ gangsschicht aus Nickel mit einem Kupferanteil von 1 bis 15% aufgebracht ist, wobei die Dicke der Übergangsschicht zwischen 35 und 55 µm betragen kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs sieht vor, daß bei Formwerk­ zeugen aus Kunststoff zunächst eine elektrisch leitende Träger­ schicht aufgebracht wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem geschlossenen Formwerkzeug;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem offenen Formwerkzeug;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Abstoßeffektes;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verlaufes des E- Potentials über der Zeit für die Schäumung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Wirkung der Flach­ spannung.
In den Fig. 1 und 2 liegt ein geschlossenes (Fig. 1) oder ein of­ fenes (Fig. 2) Formwerkzeug 1 vor. Eine Luftaufbereitungseinheit 2 zum Erzeugen ionisierten Gases, hier ionisierter Luft, ist über eine Einblassonde 3 mit dem Formwerkzeug 1 verbunden, so daß über die Einblassonde 3 ionisierte Luft und gegebenenfalls auch Die­ lektrikum in das Formwerkzeug geleitet werden kann. Der Pluspol einer Hochspannungseinheit 4 ist bei Fig. 1 mit dem Innenbereich des Formwerkzeuges 1, bei Fig. 2 mit dem Ende der Einblassonde 3 verbunden. Der Minuspol der Hochspannungseinheit 4 ist geerdet, ebenso verfügt das Formwerkzeug 1 jeweils über eine Erdung 5. Bei dem Formwerkzeug gemäß Fig. 2 sind zusätzlich Entlüftungen 6 vor­ gesehen. Bei Formwerkzeugen aus metallischen Werkstoffen wird die erfindungsgemäße Beschichtung wie folgt aufgebracht:
Nach dem Reinigen der Formoberfläche und, falls erforderlich, dem Glätten der Formoberfläche im Kristallbereich bzw. im Mikrobe­ reich, das durch Polieren, jedoch ohne chemische Poliermittel, er­ folgen kann, liegen die folgenden Oberflächenqualitäten vor:
  • - glänzend (mechanisch ohne Poliermittel poliert)
  • - matt (elektrolytisch poliert mit anschließendem Glaskugelstrah­ len)
  • - Struktur (elektropoliert).
Anschließend werden die nicht zu beschichtenden Korpusstellen mit Speziallack abgedeckt.
Das Formwerkzeug wird anschließend chemisch oder elektrochemisch beaufschlagt oder - insbesondere bei hohem Siliziumgehalt des Formwerkzeuges - mechanisch bearbeitet.
Beispielsweise wird eine chemische Übergangsschicht aus Nickel mit einem Kupferanteil von 0 bis 15% im Säuretauchbad aufgebracht. Die Dicke der chemischen Übergangsschicht beträgt vorzugsweise ca. 35 bis 55 µm.
Auf die Übergangsschicht wird anschließend eine Galvanoschicht, die auch als chemische Lastschicht bezeichnet werden kann, in ei­ nem Säurebad, beispielsweise einem 2%igen Schwefelsäurebad aufge­ bracht. Die Galvanoschicht besteht vorzugsweise aus Chrom VI mit Spuren von Chrom III, Ferrit mit ca. 0,5% und Zink. Sie weist ei­ ne Gesamtdicke von ca. 40 µm-0,1 mm auf. Sie kann beispielsweise aus drei Unterschichten bestehen, wobei zunächst eine Grundschicht von ca. 30 µm mit schwacher Stromdichte aufgewirbelt wird.
Auf diese Grundschicht wird eine Tragschicht von ca. 5 bis 50 µm Dicke aufgebracht, wobei mit stärkerer Stromdichte als bei der Grundschicht gearbeitet wird, jedoch die Auskristallisationsge­ schwindigkeit durch ein schnelleres Verfahren der Anode kontrol­ liert wird. Schließlich wird auf die Tragschicht eine Last- oder Vektorschicht durch Verschiebung der Achsenrichtung der Hauptkri­ stallaufbauten bzw. Zonen im Bereich zwischen 15° bis 60° (Rich­ tung) entgegen der Flachnormalvektorschicht fertig aufgebaut.
Die Dicke der Vektorschicht liegt zwischen 5 und 15 µm und wird durch +/- Umpolungen und Stromdichtenverminderung als passivierte Abschlußschicht aufgebracht, wofür folgende Voraussetzungen gege­ ben sein müssen:
  • - Kristallstruktur mikroporig
  • - gleichmäßige Schichtdicke in den Richtungen der Hauptflächende­ rivaten +/- 10 m
  • - die Zusatzanode der Galvanorichtung muß strömungstechnisch be­ rechnet werden (der Elektrodenabstand von 12 mm als Rastermaß ist bei der Netzbleielektrode einzuhalten)
Die Stromstärke, Spannung, Gleichstrom- und Elektrolytqualität analog Hartverchromung müssen wie genormt berechnet werden. An­ schließend werden eventuell vorliegende Restkristalle durch Über­ schleifen entfernt und das Formwerkzeug kann zusammengebaut wer­ den. Es wird eine hohe Oberflächenhärte von ca. 1200 Vickers er­ reicht, wodurch eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer erreichbar ist.
Bei Formwerkzeugen aus Kunststoffen (z. B. Epoxid-Harz) ist die Vorgehensweise im Prinzip gleich, jedoch wird hier zunächst auf das Formwerkzeug eine elektrisch leitende Trägerschicht aufgetra­ gen, die beispielsweise aus Epoxidlack oder Metallack bestehen kann und eine Dicke von beispielsweise 0,2 mm aufweisen kann.
Die Beschichtung zeichnet sich durch eine sehr dichte Kristall­ struktur an der der Oberfläche aus. Zusätzlich werden die Moleküle des Schaumstoffes entlang der Oberflächen des Formwerkzeuges so angeregt, daß sie nicht in die Kristallstruktur der Beschichtung eindringen können. Diese Anregung muß so lange aufrechterhalten bleiben, bis möglichst alle chemischen Reaktionen während des Schäumungsprozesses abgeschlossen sind. Durch unterschiedliche pH- Werte und unterschiedliche Wassergehalte der verschiedenen Schäum­ systeme wird Energie abgebaut. Verursacher dieses Abbaus sind die in Schwingung geratenen Polyurethan-Moleküle an der Nestwand wäh­ rend des Ablaufes des chemischen Prozesses zur Aushärtung des Po­ lyurethans. Diese in dem Formwerkzeug während der chemischen Reak­ tionen allmählich abgebaute Energie muß für einen störungsfreien Schäumbetrieb ständig ersetzt werden.
Mittels Flachspannung wird entlang der Oberfläche des Formwerkzeu­ ges ein steuerbarer "Abstoßeffekt" erzielt. Bei einer Oberflächen­ temperatur des Formwerkzeuges von 25°C spricht das Elektrodenpo­ tential bereits bei -0,7 E-Volt in Ausgangsphase incl. der einge­ setzten Blasluft an. Um in der Serienfertigung eine leichte Ent­ formbarkeit der geschäumten Teile zu gewährleisten, ist es wich­ tig, das E-Potential im Formnest aufrechtzuerhalten.
Das ursprüngliche Potential der Beschichtung im Formnest wird nach der ersten Schäumung nicht unbedingt, aber meistens vermindert. Diese Verminderung ist ein Energieverlust.
Ist ein bestimmtes Maß an Verlust erreicht, muß, um den Abstoßef­ fekt aufrechtzuerhalten, die verminderte Energie aufgebaut werden.
Fig. 3 zeigt die Funktion des Abstoßeffektes und Fig. 4 den Ver­ lauf des E-Potentials über der Zeit für eine Schäumung, wobei je­ weils der Schäumungsvorgang in einzelne Phasen eingeteilt ist. In Phase 1 (0-1 bei Fig. 4) werden die flüssigen Polyurethankomponen­ ten 7 in ein Formwerkzeug 1 mit einer Beschichtung 8 eingespritzt, in Phase 2 (1-2 bei Fig. 4) läuft der chemische Prozeß (die Reak­ tion) ab, in Phase 3 (2-3 bei Fig. 4) wird das geschäumte Teil 9 entnommen und anschließend (in Fig. 3 nicht dargestellt, in Fig. 4: 3-4) erfolgt ein externer Aufbau des E-Potentials der Beschich­ tung, z. B. durch Reibung oder durch ionisierte Luft), wobei fol­ gende Definitionen gelten:
Emax minus E1 = EVerlust bzw. EV und Emax - Emin = [A]
E1: E-Potential nach der ersten Schäumung
E1 minus Emin = Ezurück bzw. EZ; E1 = EZ + Emin
EV = Emax - (EZ + Emin)
Wobei
Emin: E-Potentialabbau durch chemischen Prozeß des PU-Schaumes
EZ: E-Potentialaufbau durch Teilentnahme (interner E-Poten­ tialaufbau)
also: wenn Limes EZ (t) » A und EZ = [A] 2, 3 bzw.
EZ = Emax - Emin, dann entfällt Phase 3-4.
Nach dem Ablauf der chemischen Reaktion ist es möglich, die Außen­ haut des Polyurethananteils elektrostatisch aufzuladen.
Bei der Entformung des geschäumten Teils entsteht entlang der For­ menbeschichtung ein negatives E-Potential. Dieses E-Potential wie­ derum wird über die bei der Teilentnahme eingeführte kinetische Energie auf die Außenhaut des Schaumteils übertragen. Die Schaum­ teiloberfläche wird sofort nach der Trennung von der Formnestbe­ schichtung positiv aufgeladen und parallel durch die weitere Ent­ fernung der Beschichtung ihr E-Potential negativ aufgebaut.
Festzustellen ist, daß das Schaumteil bei der Entformung eine ge­ wisse elektrische Ladung enthält; jedoch wäre mit Trennmittel die­ se Ladung noch größer (Funkenflug).
Weiter ist es wichtig zu wissen, daß bei den E-Potential-Operati­ onen nur die Komponenten berücksichtigt sind, die die sogenannten Flächenspannungen beeinflussen. Diese Operationen sind immer die Derivaten, bei welchen die Richtung des Normalvektors parallel und gegenzeigend zu der Hauptrichtung in der chemischen Reaktion des Polyurethananteils verläuft. Diese eine Richtung zeigt meistens in das Massenzentrum des Teils.
Das Potentialverhältnis kann man nach Poisson so beschreiben:
Emax = Eumax
Eu hier dann U(r) als Potential
V(r) = die Vektorschicht in dem Formnest
somit
für V(r)
Vdr = (grad U) dr = dU
somit
Vereinfacht für geradlinig:
Die Flächenspannung wird in diesem Fall in N/m angegeben.
Entlang der Formnestbeschichtung findet also nur eine zweidimen­ sionale Flächenspannung ihre Akzeptanz.
So wirkt das U(x, y, z) E-Potential (Volt) als Antriebsmotor für die Flächenspannung zwischen Formnestbeschichtung und Polyuretha­ nanteil (ca. 0,03 N/m), wie z. B. zwischen Quecksilber und Öl, wo­ durch dieser Wert eine definierte Trennung existenzialisiert. In diesem Falle steht das Quecksilber für die Formenbeschichtung und das Öl für das Polyurethansystem. Die elektrophysikalischen Para­ meter sind somit gut vergleichbar.
Somit gilt
Erklärung:

e: Flächenspannung (N/m)
U(x, y, z): E-Potential - hier Emax Volt oder kg . qm/A . sec3
p: Elektrisches Dipolmoment [m . A . sec]
V(x, y, z): Volumen des durch die Beschichtung umschlossenen Raums (m3)
Für P wird Dielektrikum eingesetzt
Werte für P:
  • - A: max 30 [µA] (bei den Schäumversuchen ermittel­ ter und erprobter Micro-Ampére Parameter-Wert)
  • - m: ca. 0,5 [m]
  • - sec: ca. 5-30 [sec]
Die Wirkung der Flachspannung wird in Fig. 5 dargestellt. Dort ist eine jeweils gleiche Prüfflüssigkeit 10, z. B. Öl auf einer erfin­ dungsgemäßen Beschichtung 8 mit unterschiedlichem E-Potential, nämlich bei a.) Emax, b.) E1 und c.) Emin dargestellt. Gut zu er­ kennen ist hierbei die Tropfenbildung bei Emax, die mit abnehmen­ dem E-Potential ebenfalls abnimmt.
Die Möglichkeiten, das E-Potential neu anzuregen, werden im fol­ genden beschrieben.
Die erste Möglichkeit besteht darin, die Galvanoschicht abzubeizen und anschließend neu zu galvanisieren, was jedoch mit einem sehr hohen Aufwand verbunden ist. Ziel ist Emax wiederherzustellen.
Als zweite Möglichkeit kann die Galvanoschicht mechanisch mit ei­ ner Rotationsscheibe und Gleitmittel gerieben werden, wobei bei­ spielsweise eine Rotationsscheibe aus Textil oder Fell verwendet wird (durch kinetische Energie wird E1-Potential auf Emax aufge­ baut). Die Häufigkeit der Reibung hängt von der Stärke des oben beschriebenen Energieabbaues ab. Diese Möglichkeit erfordert zwar nur einen geringen Materialaufwand, ist jedoch schlecht automati­ sierbar und erfordert somit Personal.
Als dritte Möglichkeit bietet es sich an, die Oberfläche des Form­ werkzeuges mittels ionisierten Gasen oder Gasgemischen, insbeson­ dere ionisierter Luft wiederanzuregen. Ionisierte Luft kann in ei­ ner Hochspannungsanlage erzeugt werden, wobei Luft beispielsweise in einer 50 kV Hochspannungsanlage beim Durchströmen positiv auf­ geladen und auf ca. 30 bis 90°C erwärmt wird. Die so aufbereitete Luft wird mit ca. 4 bis 6 bar vor dem Einschäumen in das Formwerk­ zeug bzw. auf dessen Oberfläche aufgebracht. Um den Potentialauf­ bau im Formnest zu erleichtern, kann die Luft mit einem ca. 3 %igen Dielektrikum (z. B. auf pflanzlicher Basis, wie Paraffinöl oder Rizinusöl oder aber Silikonöl) angereichert werden. Diese Vorgehensweise ist vollständig und leicht automatisierbar, bringt einen geringen Energieverbrauch mit sich und führt zu einer leich­ ten Teilentnahme. Nachteilig ist lediglich, daß ein Einbau in die Schäumanlage erforderlich ist.
EAnlage ≧ EVerlust
Das ionisierte Gas, bzw. hier die ionisierte Luft werden je nach Formgröße während ca. 3 bis 30 Sekunden in das Werkzeug eingebla­ sen, was etwa nach jedem dritten Schuß erfolgen muß.
Als vierte Möglichkeit bietet es sich an, das Dielektrikum direkt in die A-Komponente des Schaumsystems, z. B. in die A-Komponente eines Polyurethansystems als Rezepturbestandteil einzumischen. Durch die auf maximal 8% beschränkte Beimischung wird der Ener­ gieabbau durch den verhinderten Ladungsaustausch zwischen Form­ werkzeug und Schaumteilfläche vermindert bzw. abgebrochen und Ez erhöht. Für einen störungsfreien Betrieb muß der Ladungsaustausch zu 90 bis 95% verhindert werden. Die Anwendung ist sehr leicht, jedoch vermindern niedrige pH-Werte und hohe Wasseranteile in den Schaumsystemen den Wirkungsgrad der Dielektrikamittel. Die physi­ kalischen Werte des Formschaumteils können verschlechtert werden.
Durch die sehr dichte Kristallstruktur der Beschichtung und die Anregung der Oberfläche des Formwerkzeuges werden ein Eindringen der Schaumstoffkomponenten in die Oberfläche des Formwerkzeuges und eine dort stattfindende Vernetzung wirksam verhindert. Die Entnahme der Formschaumteile ist dadurch unproblematisch. Die rea­ gierenden PU-Moleküle rutschen über die "Mikro-Riefen" der Kri­ stallstruktur der Beschichtungsoberfläche.
Die vorstehende Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung bei der Herstellung von Polyurethan-Formschaumteilen mit allen bisher bekannten Schaumsystemen wie RIM-, Integral-, Weich- oder Hart­ schaumteilen. Überall dort wo eingesetzte reagierende Medien sich mit einer Berührungsoberfläche homogen verbinden wollen (z. B. Spanplatten-Herstellung usw.) kann die Erfindung ebenfalls einge­ setzt werden.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen eines Formschaumteils in einem Formwerkzeug, wobei ein Formwerkzeug verwendet wird, dessen formgebende Oberflächen mit einer Antihaftbeschichtung in Form einer Galvanoschicht versehen sind, mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • 1. ein Strom eines ionisierten Gases oder Gasgemisches wird erzeugt und in das Formwerkzeug eingeblasen;
  • 2. der zum Formschaumteil führende Reaktionsprozeß wird in dem Formwerkzeug durchgeführt;
  • 3. das fertige Formschaumteil wird entnommen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ionisiertes Gasgemisch positiv aufgeladene Luft von ca. 30 bis 90°C verwendet wird, die mit ca. 4 bis 6 bar in das Formwerkzeug eingeblasen wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Ladungsaustausches das Gas bzw. das Gasgemisch mit einem Dielektrikum angereichert wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Ladungsaustausches die Komponenten für die Formschaumteilbildung mit einem Dielektrikum angereichert werden.
5. Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen in einem zu öffnenden und zu schließenden Formwerkzeug, wobei die formgebenden Oberflächen des Formwerkzeuges mit einer Antihaftbeschichtung in Form einer Galvanoschicht auf Chrombasis versehen sind, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanoschicht eine Grundschicht, eine Tragschicht und eine Lastschicht als passivierte Abschlußschicht aufweist und daß Mittel zum Erzeugen eines Stromes eines ionisierten Gases oder Gasgemisches und Mittel zum Einblasen des Gases oder Gasgemisches in das Formwerkzeug vorgesehen sind.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanoschicht aus Chrom VI mit Spuren von Chrom III, Ferrit und Zink besteht.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Galvanoschicht zwischen 40 µm und 0,1 mm beträgt.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanoschicht auf eine chemische Übergangsschicht aus Nickel mit einem Kupferanteil von 1 bis 15% aufgebracht ist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der chemischen Übergangsschicht zwischen 35 und 55 µm beträgt.
10. Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeuges für eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dessen formgebende Oberflächen mit einer Antihaftbeschichtung in Form einer Galvanoschicht auf Chrombasis versehen sind, zur Durchzuführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Verfah­ rensschritte:
  • 1. Reinigen und Glätten der Oberfläche des Formwerkzeuges,
  • 2. Abdecken der nicht zu beschichtenden Korpusstellen mit Speziallack;
  • 3. Aufbringen einer Galvanoschicht aus Chrom VI mit Spuren von Chrom III, Ferrit und Zink im Tauchbad, wobei
    • 1. zunächst eine mit schwacher Stromdichte aufgenebelte Grundschicht aufgebracht wird,
    • 2. dann eine mit stärkerer Stromdichte als bei der Grundschicht aufgewirbelte Tragschicht aufgebracht wird, wobei die Geschwindigkeit der Auskristallisation durch ein schnelleres Verfahren der Anode kontrolliert wird,
    • 3. und schließlich eine Lastschicht als passivierte Abschlußschicht durch +/- Umpolungen und Stromdichtenverminderung aufgebracht wird;
  • 4. gegebenenfalls Überschleifen zum Entfernen von Restkristallen.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Galvanoschicht eine chemische Übergangsschicht aus Nickel mit 1 bis 15% Kupferanteil im Tauchbad aufgebracht wird.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Formwerkzeugen aus Kunststoff zunächst eine elektrisch leitende Trägerschicht aufgebracht wird.
DE19713566A 1997-04-02 1997-04-02 Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs Expired - Fee Related DE19713566C2 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19713566A DE19713566C2 (de) 1997-04-02 1997-04-02 Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs
EP98912489A EP0973960B1 (de) 1997-04-02 1998-03-19 Verfahren zum herstellen eines formschaumteils
KR1019997009045A KR20010005968A (ko) 1997-04-02 1998-03-19 발포주형물제조방법, 발포주형물 형성용 장치 및 주형제조 방법
EP01113491A EP1154045A1 (de) 1997-04-02 1998-03-19 Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeuges, dessen formgebende Oberflächen mit einer Antihaftbeschichtung in Form einer Galvanoschicht auf Chrombasis versehen sind
CN98803846A CN1251623A (zh) 1997-04-02 1998-03-19 生产泡沫模塑制件的装置以及生产模具和泡沫模塑制件的方法
DE59804895T DE59804895D1 (de) 1997-04-02 1998-03-19 Verfahren zum herstellen eines formschaumteils
CA002285303A CA2285303A1 (en) 1997-04-02 1998-03-19 Device for producing foamed shaped parts, method for the production of a form tool and method for the production of a shaped foamed parted
PCT/EP1998/001602 WO1998044171A1 (de) 1997-04-02 1998-03-19 Vorrichtung zum herstellen von formschaumteilen, verfahren zum herstellen eines formwerkzeuges und verfahren zum herstellen eines formschaumteils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19713566A DE19713566C2 (de) 1997-04-02 1997-04-02 Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19713566A1 DE19713566A1 (de) 1998-10-08
DE19713566C2 true DE19713566C2 (de) 1999-11-18

Family

ID=7825206

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19713566A Expired - Fee Related DE19713566C2 (de) 1997-04-02 1997-04-02 Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs
DE59804895T Expired - Fee Related DE59804895D1 (de) 1997-04-02 1998-03-19 Verfahren zum herstellen eines formschaumteils

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59804895T Expired - Fee Related DE59804895D1 (de) 1997-04-02 1998-03-19 Verfahren zum herstellen eines formschaumteils

Country Status (6)

Country Link
EP (2) EP1154045A1 (de)
KR (1) KR20010005968A (de)
CN (1) CN1251623A (de)
CA (1) CA2285303A1 (de)
DE (2) DE19713566C2 (de)
WO (1) WO1998044171A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10337559A1 (de) * 2003-08-14 2005-03-10 Stankiewicz Gmbh Formwerkzeug zur Herstellung von Formschaumkörpern

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009005609B3 (de) * 2009-01-21 2010-07-01 Bayer Materialscience Ag Werkzeug und Verfahren zur Herstellung von Mehrschicht-Kunststoffformteilen
CA2845320A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 Johnson Controls Technology Company Semi permanent tool coating enhancement for extended number of releases

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1131873B (de) * 1956-07-10 1962-06-20 Helmut Loewer Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Schaumstoffkoerpern in mit Trennmitteln versehenen Werkzeugen
DE2055772A1 (de) * 1969-11-12 1971-05-19 Peugeot Verfahren zur Behandlung der Innen seite von Formen zum Verhindern des Haf tens und das Verfahren anwendende Vor richtung
DE3827595C2 (de) * 1988-08-13 1990-10-18 Bayer Ag, 5090 Leverkusen, De

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6244410A (ja) * 1985-08-23 1987-02-26 Hitachi Tokyo Electron Co Ltd レジン屑除去方法および装置
JP2701946B2 (ja) * 1988-12-07 1998-01-21 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー ゴムタイヤの成型方法
FR2698888B1 (fr) * 1992-12-07 1995-02-10 Centre Techn Ind Mecanique Procédé de chromage de pièces de frottement.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1131873B (de) * 1956-07-10 1962-06-20 Helmut Loewer Verfahren zum Herstellen von Polyurethan-Schaumstoffkoerpern in mit Trennmitteln versehenen Werkzeugen
DE2055772A1 (de) * 1969-11-12 1971-05-19 Peugeot Verfahren zur Behandlung der Innen seite von Formen zum Verhindern des Haf tens und das Verfahren anwendende Vor richtung
DE3827595C2 (de) * 1988-08-13 1990-10-18 Bayer Ag, 5090 Leverkusen, De

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Taschenbuch für Galvanotechnik", Bd.1, S.222-259,LPW *
Kunststoffberater 10/87, S.24-26 *
Kunststoff-Handbuch "Polyurethane", 3.Aufl., 1993,S.362,63 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10337559A1 (de) * 2003-08-14 2005-03-10 Stankiewicz Gmbh Formwerkzeug zur Herstellung von Formschaumkörpern

Also Published As

Publication number Publication date
DE59804895D1 (de) 2002-08-29
EP0973960B1 (de) 2002-07-24
CN1251623A (zh) 2000-04-26
WO1998044171A1 (de) 1998-10-08
DE19713566A1 (de) 1998-10-08
KR20010005968A (ko) 2001-01-15
EP0973960A1 (de) 2000-01-26
EP1154045A1 (de) 2001-11-14
CA2285303A1 (en) 1998-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69932279T2 (de) Vorrichtung zur anodischen Oxidation von Gegenständen
DE3914671C2 (de) Abriebfeste Überzugszusammensetzung und deren Verwendung
EP0224630A1 (de) Verfahren zur Herstellen einer Vielzahl plattenförmiger Mikrostrukturkörper aus Metall
DE102012212954A1 (de) Kaltgesprühte und wärmebehandelte Beschichtung für Magnesium
DE2920499C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Kanalplatten für pneumatische oder hydraulische Geräte
DE69524268T2 (de) Wasserabweisende Komposit-Körner, Verfahren zur Herstellung derselben und wasserabweisender Gegenstand, welcher diese benutzt
DE19713566C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs, Vorrichtung zum Schäumen von Formschaumteilen sowie Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs
EP0722515A1 (de) Verfahren zum galvanischen aufbringen einer oberflächenbeschichtung
DE69913132T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines dünnwandigen artikels
DE102009038677B4 (de) Elektrodenanordnung zur Verwendung in einem Elektroabscheidungsprozess sowie dieser Elektroabscheidungsprozess
DE2226501A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Teilchen
DE102016119190B4 (de) Beschichtungsverfahren für plattierten Stahl und Beschichtungslösung zum Beschichten plattierten Stahls
DE102006036557A1 (de) Kationische Elektroniederschlagsbeschichtungs-Zusammensetzung und mit dieser beschichteter Gegenstand
DE60032053T2 (de) Verfahren zur Herstellung von einem metallbeschichteten Kunststoffteil
EP0190539A1 (de) Vorrichtung zum galvanischen Abscheiden einer Dispersionsschicht
WO2003099490A1 (de) Verfahren zur galvanischen beschichtung einer stranggiesskokille
DE2423812A1 (de) Verfahren zum beschichten von gegenstaenden mit einem in wasser dispergierbaren farbpulver durch elektrophorese
DE3842673A1 (de) Verfahren zur herstellung verschleissfester schichten
DE69910513T2 (de) Herstellungsverfahren für ein Ziehwerkzeug aus hydraulischem Beton, das zumindest teilweise von einer Metallschale bedeckt ist.
DE2055772A1 (de) Verfahren zur Behandlung der Innen seite von Formen zum Verhindern des Haf tens und das Verfahren anwendende Vor richtung
EP0998596A2 (de) Elektro-tauchbeschichtung
DE60110338T2 (de) Materialien zur Verbesserung der Wasserqualität und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102019104407A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Kunststoffbauteils
DE10305270B4 (de) Verfahren zum Entfernen einer vernetzten Epoxidharz-Struktur
DE69911959T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrischen steuerung eines materialflusses

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee