DE19730330A1 - Injection moulded toilet seat and/or cover and moulding process - Google Patents
Injection moulded toilet seat and/or cover and moulding processInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Spritzgießverfahren zum Her stellen eines dickwandigen Formteiles gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen nach einem derartigen Ver fahren hergestellten WC-Sitz und/oder WC-Deckel.The invention relates to an injection molding process for the manufacture make a thick-walled molded part according to the preamble of claim 1 and one after such Ver drive manufactured toilet seat and / or toilet lid.
Bei derartigen WC-Sitzanordnungen handelt es sich in der Regel um relativ massive, schwere Artikel, die einer seits eine hinreichende Festigkeit aufweisen und anderer seits derart ausgestaltet sein müssen, daß sie den Benutzer ein Gefühl der Hochwertigkeit und Solidität vermitteln. Diese Anforderungen setzen ein gewisses Eigengewicht der Sitzanordnung voraus, das sich in der Regel nur durch ent sprechend dickwandige Ausgestaltung der Bauelemente errei chen läßt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß gewichtsopti mierte WC-Sitzanordnungen mit minimalem Materialverbrauch und entsprechend geringem Gewicht bei den Endverbrauchern keinen Anklang finden.Such toilet seat arrangements are in usually relatively massive, heavy items that one some have sufficient strength and others hand must be designed so that they the user convey a feeling of high quality and solidity. These requirements place a certain weight on the Seat arrangement ahead, which is usually only by ent speaking thick-walled design of the components lets. Experience has shown that weight-opt Mated toilet seat arrangements with minimal material consumption and correspondingly low weight for end users find no appeal.
Die dickwandigen WC-Sitze/-Deckel werden überwiegend aus Duroplasten im Preßverfahren hergestellt, so daß das Formteil mit einer großen Dichte und mit hoher Präzision herstellbar ist. Derartige Preßverfahren sind jedoch hin sichtlich der Materialaufbereitung und des vorrichtungs technischen Aufwandes sehr aufwendig, so daß man bestrebt ist, die WC-Sitzanordnungen im Spritzgießverfahren herzu stellen.The thick-walled toilet seats / lids are predominant made of thermosets in the pressing process, so that Molded part with a high density and with high precision can be produced. Such pressing methods are gone visually the material preparation and the device technical effort very expensive, so that one strives is, the toilet seat assemblies by injection molding put.
In der europäischen Patentanmeldung EP 0 673 743 A1 wird vorgeschlagen, bei einem WC-Sitz zunächst einen Kern mit einem mit Treibgas versetzten Thermoplast zu spritzen und diesen Kern in anschließenden Spritzgießvorgängen mit einer Umhüllung zu umgeben. Ein derartiges Verfahren, bei dem das Formteil durch Spritzgießen aus mehreren Komponen ten gefertigt wird, wird in der Praxis als Mehrkomponenten- oder 3-Fasen- bzw. Farben-Spritzgießen bezeichnet. Das Kernmaterial ist in der Regel ein mit Treibgas geschäumter Kunststoff (TSG), die hochwertige Umhüllung, die die fer tige Außenfläche der WC-Sitzanordnung bildet, wird aus hochwertigem Material hergestellt.In European patent application EP 0 673 743 A1 It is suggested that a toilet seat first have a core to spray with a thermoplastic mixed with propellant and this core in subsequent injection molding processes to surround an envelope. Such a process at which the molded part by injection molding from several components is manufactured in practice as a multi-component or 3-phase or color injection molding. The The core material is usually a foamed with propellant Plastic (TSG), the high-quality casing that fer term outer surface of the toilet seat assembly is from high quality material.
Ein derartiges Spritzgießteil erfüllt zwar die eingangs genannten Kriterien, es hat sich jedoch gezeigt, daß auf grund des sehr dickwandigen Kerns die Taktzeiten sehr hoch sind, da der Kern vor der Entformung erst auf eine hinrei chende Temperatur abgekühlt werden muß. Des weiteren muß dieses aus mehreren Kunststoffsorten bestehende Formteil bei der Entsorgung zunächst mit vergleichsweise aufwendigen Verfahren aufbereitet werden, um ein Recyclen oder eine sonstige Weiterverwendung zu ermöglichen.Such an injection molded part meets the requirements mentioned criteria, however, it has been shown that due to the very thick-walled core, the cycle times are very high are, because the core only moves towards one before demolding temperature must be cooled. Furthermore, must this molded part consisting of several types of plastic when disposing first with comparatively complex Processes to be recycled or recycled to enable other use.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Formteiles und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Form teil zu schaffen, das ein Spritzgießen mit minimaler Takt zeit ermöglicht und auf einfache Weise recyclebar ist.In contrast, the invention is based on the object a method for producing a thick-walled molded part and a mold made by such a method to create part that is an injection molding with minimal cycle time and is easily recyclable.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und hinsichtlich des Formteiles durch die Merkmale des Patentanspruches 10 ge löst.This task is accomplished with regard to the procedure the features of claim 1 and in terms of Molding by the features of claim 10 ge solves.
Durch die Maßnahme, den Kern aus einem Material herzu stellen, der einen vergleichsweise großen Anteil an Holz partikeln enthält, kann die Taktzeit beim Spritzgießen ei nes Kerns gegenüber den herkömmlichen Lösungen auf ein Drittel reduziert werden, da der mit Holzpartikeln ver setzte Kern auch bei vergleichsweise hoher Entformungstem peratur eine hinreichende Formbeständigkeit aufweist. Da durch kann der Kern bei vergleichsweise hohen Temperaturen aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen und dem weiteren Verarbeitungsschritt zum Umspritzen zugeführt werden.By taking the core out of one material make a comparatively large proportion of wood contains particles, the cycle time during injection molding core compared to conventional solutions Third are reduced because the ver with wood particles set Kern even at a comparatively high demolding temperature temperature has sufficient dimensional stability. There through the core at comparatively high temperatures removed from the injection mold and the other Processing step for overmolding are supplied.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Formteil mit dem im wesentlichen aus Holzpartikeln beste henden Kern kann auf einfache Weise entsorgt werden, da das gesamte Formteil lediglich zerkleinert und das Recyclat wieder dem Herstellprozeß zum Spritzgießen eines Formteil kernes zuführbar ist.A manufactured according to the inventive method Molding with the best of wood particles core can be disposed of in a simple manner because the the entire molded part is only shredded and the recyclate again the manufacturing process for injection molding a molded part core can be fed.
Erste Versuche haben gezeigt, daß das Kernmaterial be stehend aus Holzpartikeln und einem als Binder wirkenden Thermoplast durch den Spritzgießvorgang sehr stark verdich tet wird, so daß der Kern mit hoher Dichte vorliegt und sich somit das gewünschte hohe Eigengewicht des Formteiles einstellt.Initial tests have shown that the core material be standing out of wood particles and one that acts as a binder Thermoplastic very densely by the injection molding process tet is so that the core is present with high density and the desired high weight of the molded part sets.
Ein weiterer positiver Aspekt der Neuerung dürfte darin zu sehen sein, daß ein im wesentlichen aus Holzpartikeln hergestellter WC-Sitz im Zuge der derzeitigen Öko-Bewegung sehr gut vermarktbar sein dürfte, da er zu einem großen An teil aus biologisch abbaubaren Komponenten besteht.Another positive aspect of the innovation is likely to be found in it can be seen that essentially made of wood particles manufactured toilet seat in the course of the current eco-movement should be very well marketable, since it is a big hit partly consists of biodegradable components.
Durch das Spritzgießverfahren ist es des weiteren ge währleistet, daß die Formteilqualität sowohl hinsichtlich der Maßhaltigkeit als auch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Oberfläche den bisherigen duroplastischen Lösungen zu mindest ebenbürtig ist.By the injection molding process, it is also ge ensures that the molded part quality both in terms of dimensional accuracy and uniformity the surface of the previous thermosetting solutions is at least equal.
Das Formteil läßt sich mit kurzer Taktzeit und optima ler Formteilqualität herstellen, wenn der, Anteil an Holz partikeln im Kern mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise 70 Gew.-% beträgt und/oder der Partikeldurchmesser zwischen 0,1 und 1,0 mm liegt. Da die Holzpartikel in der Regel aus Sägespä nen oder spanartigen Holzbearbeitungsrückständen bestehen, entspricht der Partikeldurchmesser im wesentlichen der Spanlänge. The molding can be optima with a short cycle time Produce molded part quality if the proportion of wood particles in the core more than 50% by weight, preferably 70% by weight and / or the particle diameter is between 0.1 and 1.0 mm. Since the wood particles are usually made of sawdust wood chips or chip-like residues, the particle diameter corresponds essentially to that Chip length.
Bei Vorversuchen hat es sich gezeigt, daß sich mit ei ner relativen Restfeuchte des verwendeten Holzes von weni ger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% optimale Ergebnisse erzielen lassen. Durch die Restfeuchte, die wäh rend des Spritzgießvorganges entweicht, muß die Zuhalte kraft des Spritzgießwerkzeuges gegenüber Rohmaterialien mit sehr geringer Restfeuchte höher ausgelegt werden, so daß aufgrund der hohen Zuhaltekräfte und des ausgasenden Was serdampfes und des damit verbundenen Druckes eine hohe Ver dichtung des Kernmateriales erfolgt, die das Formteilge wicht in der gewünschten Weise erhöht. Dazu kommt, daß auf grund des hohen Forminnendruckes das Entstehen von die Oberflächenqualität verringernden Einfallstellen auf ein Minimum reduzierbar ist.Preliminary tests have shown that egg ner relative residual moisture of the wood used by weni less than 10%, preferably less than 5% optimal Get results. Because of the residual moisture, which Locks must escape during the injection molding process force of the injection mold compared to raw materials very low residual moisture can be designed higher, so that due to the high locking forces and the outgassing what steam and the associated pressure a high Ver Sealing of the core material takes place, which the molding weight increased in the desired manner. Add to that on due to the high mold pressure the emergence of Sink marks reducing surface quality on a Minimum is reducible.
Die Taktzeit des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich auf ein Minimum reduzieren, wenn der Kern bei Temperaturen von mehr als 80°C, vorzugsweise zwischen 95°C und 120°C entformt wird. Da sich herkömmliche Formteile ohne Holzan teil in der Regel nicht bei derart hohen Temperaturen ent formen lassen, kann die Abkühlzeit und damit die Taktzeit gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert werden.The cycle time of the method according to the invention can be reduce to a minimum if the core is at temperatures of more than 80 ° C, preferably between 95 ° C and 120 ° C is removed from the mold. Since conventional molded parts are made without wood part usually not ent at such high temperatures can be shaped, the cooling time and thus the cycle time compared to conventional solutions.
Eine aus fertigungstechnischer Hinsicht flexible und einfach zu bedienende Fertigungseinheit hat zwei Spritz gießmaschinen, von denen an einer lediglich Kerne und an der anderen lediglich die Umhüllung gespritzt wird.A flexible from a manufacturing point of view easy-to-use manufacturing unit has two sprays casting machines, one of which is only cores and the other only the coating is injected.
Die Fließfront beim Spritzen der Umhüllung läßt sich besonders gleichmäßig ausgestalten, wenn die Schmelze durch Ausnehmungen des Kerns hindurch eingespritzt wird. Die Rückseite kann dabei auch durch sog. Kernziehen nach An spritzen der Vorderseite gefüllt werden, falls eine Dis tanzhaltung nach Fig. 2 nicht ausreichend ist. The flow front when the coating is sprayed can be designed particularly uniformly if the melt is injected through recesses in the core. The back can also be filled by so-called core pulling after spraying on the front if a distance holding according to FIG. 2 is not sufficient.
Diese Ausnehmung kann mit einem Zentrierabschnitt ver sehen werden, so daß der Kern durch die Spritzdüse der Spritzgießmaschine zentriert wird, die in diesen Zentrier abschnitt eintaucht.This recess can ver with a centering section Be seen so that the core through the spray nozzle Injection molding machine is centered in this centering section immersed.
Bei einem alternativen Spritzgießverfahren wird zu nächst eine Seite der Umhüllung und nach Rückziehen eines Kernes eines Werkzeugs in einem weiteren Arbeitsgang die Rückseite ausgebildet. Mit dieser Kernzugtechnik ist der Formteilkern während des Spritzgießvorganges zuverlässig in seiner gewünschten Position fixiert, so daß Asymmetrien vermieden werden können.In an alternative injection molding process, next one side of the wrapper and after withdrawing one Core of a tool in a further operation Rear trained. With this core pull technology, the Molded core reliably in during the injection molding process fixes its desired position so that asymmetries can be avoided.
In einer bevorzugten Variante wird der WC-Sitz über vier Anspritzpunkte angespritzt, so daß eine gleichmäßige Füllung der Werkzeugkavität bewirkbar ist.In a preferred variant, the toilet seat is over four injection points, so that a uniform The tool cavity can be filled.
Das Kernmaterial wird vorzugsweise aus einer Mischung aus Holz und Polyolefinen, beispielsweise Polypropylen her gestellt; die Umhüllung kann ebenfalls aus Polyolefinen, ABS, Nylon, etc. hergestellt werden.The core material is preferably made from a mixture from wood and polyolefins, for example polypropylene posed; the casing can also be made of polyolefins, ABS, nylon, etc. can be manufactured.
Die Wandstärke der erfindungsgemäßen Formteile beträgt in der Regel zumindest 8 mm.The wall thickness of the molded parts according to the invention is usually at least 8 mm.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of further subclaims.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:The following is a preferred embodiment the invention with reference to schematic drawings tert. Show it:
Fig. 1 eine teilgeschnittene Darstellung einer WC-Sitz anordnung; Figure 1 is a partially sectioned illustration of a toilet seat arrangement.
Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Spritzgießwerkzeu ges und Fig. 2 is a detailed view of an injection molding tool and
Fig. 3 und 4 eine Fließsimulation beim Umspritzen eines Kernes der WC-Sitzanordnung aus Fig. 1. FIGS. 3 and 4, a flow simulation during encapsulation of a core of the toilet seat assembly in FIG. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte WC-Sitzanordnung 1 hat ei nen in üblicherweise ausgebildeten, ringförmigen WC-Sitz 2 und einen verschwenkbar mit diesem verbundenen WC-Deckel 4. Die WC-Sitzanordnung 1 wird über eine nicht gezeigte Gelenkeinrichtung, über die auch der Deckel 4 am Sitz 2 angelenkt ist, an einem nicht dargestellten WC-Becken befe stigt.The illustrated in Fig. 1 toilet seat assembly 1 has ei NEN usually formed in annular toilet seat 2 and a pivotally connected to this toilet cover 4. The toilet seat assembly 1 is BEFE via a hinge device, not shown, via which the lid 4 is hinged to the seat 2 on a toilet bowl, not shown.
Wie aus den Schnittdarstellungen des Sitzes 2 und des Deckels 4 hervorgeht, bestehen diese aus zwei Komponenten, wobei jeweils ein Kern 6 aus einem Kernmaterial besteht, das Holzpartikel enthält, die mit einem Thermoplast ver mischt sind. Dieser holzhaltige Kern 6 ist mit einer Umhül lung 8 aus einem Thermoplast umgeben.As can be seen from the sectional views of the seat 2 and the cover 4 , these consist of two components, each having a core 6 made of a core material that contains wood particles that are mixed with a thermoplastic. This wood-containing core 6 is surrounded by a wrapping 8 made of a thermoplastic.
Als thermoplastisches Material für den Kern 6 und für die Umhüllung 8 können Polyolefine, insbesondere Polypropy len und andere hochfeste Kunststoffe, wie beispielsweise ABS, Nylon, etc. und deren verstärkte Varianten eingesetzt werden.As a thermoplastic material for the core 6 and for the sheath 8 , polyolefins, in particular polypropylene and other high-strength plastics such as ABS, nylon, etc. and their reinforced variants can be used.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anwendung werden für das Kernmaterial bei der Holzbearbeitung anfallende Holz späne verwendet, die vorzugsweise eine der nachstehenden Tabelle 1 entnehmbare Partikelgrößenverteilung aufweisen.In the application shown in FIG. 1, wood shavings are used for the core material in woodworking, which preferably have a particle size distribution that can be found in Table 1 below.
Die Tabelle 1 entnehmbare Fraktion läßt sich beispiels weise durch Sieben herstellen. Demgemäß liegt die mittlere Partikelgröße etwa bei 0,4 mm, wobei die maximale Partikel größe etwa 8 mm beträgt und der Feinstanteil mit Partikeln von weniger als 0,2 mm etwa 6% ist. Da beim Siebvorgang in der Regel die Spanlänge maßgeblich ist, haben die verwende ten Holzstäbe entsprechend eine Maximallänge von 8 mm. Prinzipiell sind jedoch auch andere Partikelgrößen einsetz bar, wobei festzustellen ist, daß eine größere Spanlänge dem Formteil eine bessere Festigkeit verleiht, dabei aller dings die Gefahr besteht, daß lange Späne (< 8 mm) während des Verarbeitungsvorganges vom Kernbereich in den Umhül lungsbereich eindringen.The table 1 removable fraction can for example wise by sieving. The middle lies accordingly Particle size approximately at 0.4 mm, being the maximum particle size is about 8 mm and the fine fraction with particles less than 0.2 mm is about 6%. Because in the sieving process usually the chip length is decisive, have the use wooden rods corresponding to a maximum length of 8 mm. In principle, however, other particle sizes are also used bar, whereby it should be noted that a longer chip length gives the molding better strength, all of it However, there is a risk that long chips (<8 mm) during the processing process from the core area to the envelope penetration area.
Die Spanfraktion wird mit einem Polyolefin, beispiels weise Polypropylen (PP) vermischt, wobei der Anteil an Holzspänen etwa 60 bis 75, vorzugsweise 70% betragen soll.The chip fraction is used with a polyolefin, for example wise polypropylene (PP) mixed, the proportion of Wood chips should be about 60 to 75, preferably 70%.
Die Holzspäne oder das Holzmehl wird auf eine vorbe stimmte relative Restfeuchte getrocknet, die bei dem be schriebenen Ausführungsbeispiel etwa 5% beträgt.The wood shavings or wood flour is passed on a agreed relative residual moisture dried, which in the be written embodiment is about 5%.
Die im folgenden Arbeitsgang ausgebildete Umhüllung 8 besteht aus den eingangs genannten Materialien, d. h. PP, Nylon, ABS, etc.The casing 8 formed in the following operation consists of the materials mentioned at the outset, ie PP, nylon, ABS, etc.
Die Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Bauele mente der WC-Sitzanordnung erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren in einem Spritzgießvorgang.The manufacture of the components shown in FIG. 1 of the toilet seat assembly takes place in the injection molding process in the method according to the invention.
Für das Bauteil - d. h. Sitz 2 oder Deckel 4 - sind da bei zumindest zwei Spritzgießmaschinen mit jeweils einem Werkzeug vorgesehen, wobei im Werkzeug der ersten Spritz gießmaschine der Kern 6 ausgebildet und im Werkzeug der zweiten Spritzgießmaschine das Umspritzen des Kernes 6 zum Ausbilden der Umhüllung 8 durchgeführt wird.For the component - ie seat 2 or cover 4 - there are at least two injection molding machines with one tool each, the core 6 being formed in the tool of the first injection molding machine and the overmolding of the core 6 in the tool of the second injection molding machine to form the casing 8 is carried out.
Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Dichten der Holzspäne und des damit vermischten Kunststoffes erfolgt die Mischung mit dem vorbeschriebenen Mischungsanteil (70 Gew.-% Holzspäne und 30 Gew.-% Kunststoff) unmittelbar an der Maschine über Dosierbandwaagen, so daß durch einen Transportvorgang keine Entmischung zwischen dem Silo und der Spritzgußmaschine auftreten kann.Due to the different specific densities of the Wood chips and the plastic mixed with them the mixture with the mixture proportion described above (70 wt .-% wood chips and 30 wt .-% plastic) immediately the machine via dosing belt scales, so that by a Transport process no segregation between the silo and the injection molding machine can occur.
Die Verarbeitung des mit Holzpartikeln vermischten Kunststoffgranulates erfolgt mit einer im wesentlichen han delsüblichen Spritzgießmaschine, wobei die Massetemperatur etwa 140°C bis 160°C beträgt. Diese Massetemperatur ist et was niedriger als bei der Verarbeitung von reinem Polypro pylen um eine thermische Zersetzung der Holzanteile zu ver hindern. Allerdings darf die Masse nicht zu lange im Zylin der verbleiben, da dann auch bei niedriger Massetemperatu ren eine Zersetzung dann nicht zu verhindern ist.The processing of the mixed with wood particles Plastic granules are made with an essentially han usual injection molding machine, the melt temperature is about 140 ° C to 160 ° C. This melt temperature is et which is lower than when processing pure Polypro pylene to prevent thermal decomposition of the wood prevent. However, the mass must not be in the cylinder for too long which remain because then even at low melt temperatures decomposition cannot be prevented.
Beim Einspritzen der holzhaltigen Masse in die Werk zeugkavität der ersten Spritzgußmaschine wird das in den Holzspänen enthaltene Wasser verdampft und versucht als Wasserdampf aus der Spritzgießform zu entweichen. Dadurch baut sich in der Spritzgießform ein zusätzlicher Druck auf, der über einen entsprechenden Zuhaltdruck kompensiert wer den muß. Der zusätzlich zur Kompensation des Gasdruckes aufzubauende Druck kann 50% über demjenigen Druck liegen, wie er bei der Verarbeitung eines vollständig getrockneten Materials erforderlich wäre. Durch den erhöhten Zuhalte druck und den entsprechenden Massedruck in der Kavität wird der Bildung von Einfallstellen im Randbereich des Kernes 6 entgegengewirkt, so daß die Formteilqualität durch geeig nete Einstellung der Restfeuchte positiv beeinflußbar ist. When the wood-containing mass is injected into the mold cavity of the first injection molding machine, the water contained in the wood chips is evaporated and attempts to escape from the injection mold as water vapor. As a result, an additional pressure builds up in the injection mold, which has to be compensated for via a corresponding locking pressure. The pressure to be built up in addition to compensating for the gas pressure can be 50% above that which would be required when processing a completely dried material. Due to the increased locking pressure and the corresponding mass pressure in the cavity, the formation of sink marks in the edge region of the core 6 is counteracted, so that the molded part quality can be positively influenced by suitable adjustment of the residual moisture.
Nach vollständiger Füllung der Kavität wird das Form teil durch die Werkzeugkühlung abgekühlt, bis das Formteil eine Temperatur von etwa 95°C erreicht hat. Vorversuche ha ben gezeigt, daß das Formteil bei dieser Temperatur eine hinreichende Formstabilität aufweist, so daß es ohne Verzug aus dem Werkzeug der ersten Spritzgießmaschine entnehmbar ist. Die entsprechenden Entformungstemperaturen bei der Verarbeitung von reinem Polypropylen wären wesentlich nied riger. Die gute Entformbarkeit bei höheren Temperaturen re sultiert aus dem Holzanteil, der eine Faserteppichstruktur bildet, die dem Formteil eine gewisse Eigenstabilität ver leiht.After the cavity has been completely filled, the mold becomes part cooled by the tool cooling until the molded part has reached a temperature of about 95 ° C. Preliminary tests ha ben shown that the molded part at this temperature has sufficient dimensional stability so that it is without distortion can be removed from the mold of the first injection molding machine is. The corresponding demolding temperatures at Processing of pure polypropylene would be significantly lower riger. The good demoldability at higher temperatures right results from the wood content, which is a fiber carpet structure forms a certain inherent stability of the molded part borrows.
Gegenüber reinen Thermoplastformteilen hat der holzhal tige Kern den Vorteil, daß er einen höheren Elastizitätsmo dul, eine verringerte Schwindung, eine bessere Entformbar keit, eine geringere Kühlzeit und ein höheres spezifisches Gewicht aufweist.Compared to pure thermoplastic molded parts, the holzhal term core the advantage that it has a higher elasticity mo dul, reduced shrinkage, better mold release speed, a shorter cooling time and a higher specific Has weight.
Der auf 95°C abgekühlte Kern 6 wird anschließend von Hand oder über ein geeignetes Handlingsgerät in das Werk zeug der zweiten Spritzgießmaschine eingelegt und anschlie ßend die Umhüllung 8 aus den vorgenannten Materialien ge spritzt.The cooled to 95 ° C core 6 is then inserted by hand or a suitable handling device into the tool of the second injection molding machine and then the coating 8 injected ge from the aforementioned materials.
In Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Werkzeug 10 der zweiten Spritzgießmaschine dargestellt. Es handelt sich da bei um ein Werkzeug 10 mit Einfach- oder Mehrfachnutzen, das in üblicher Bauart eine auswerferseitige Werkzeughälfte 12 und eine düsenseitige Werkzeughälfte 14 hat, die im dar gestellten geschlossenen Zustand des Werkzeuges 10 gemein sam eine Kavität 16 bilden. In der düsenseitigen Werkzeug hälfte 14 ist eine Spritzdüse 18 vorgesehen, die als Heiß kanal- oder Kaltkanaldüse ausgeführt sein kann. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der wie vor stehend beschrieben hergestellte Kern 6 mittig in die Kavi tät 16 eingelegt, wobei die Zentrierung und Halterung des Kerns 6 über geeignete Halteelemente und einen Zentriervor sprung 20 erfolgt, der in eine Zentrierbohrung 22 des Kerns 6 eintaucht, so daß die Zentrierung des Kernes 6 auch durch die Düse 18 selbst erfolgt. Selbstverständlich müssen neben dem Zentriervorsprung 20 noch weitere Halteelemente in der Kavität 16 vorgesehen werden.In FIG. 2 shows a section through the tool 10 of the second injection molding machine. It is a tool 10 with single or multiple use, which in the usual design has an ejector-side tool half 12 and a nozzle-side tool half 14 , which together form a cavity 16 in the closed state of the tool 10 . In the nozzle-side tool half 14 , a spray nozzle 18 is provided, which can be designed as a hot runner or cold runner nozzle. In the embodiment shown in FIG. 2, the core 6 produced as described above is inserted into the center of the cavity 16 , the centering and holding of the core 6 using suitable holding elements and a centering step 20 which takes place in a centering bore 22 of the core 6 immersed so that the centering of the core 6 also takes place through the nozzle 18 itself. Of course, in addition to the centering projection 20 , further holding elements must also be provided in the cavity 16 .
Alternativ dazu kann die Kavität 16 auf der Rückseite der Zentrierstifte 18 durch sog. Kernziehen erreicht wer den, sollten die Zentrierstifte den Spritzdruck in der Ka vität 16 nicht auffangen.Alternatively, the cavity 16 on the back of the centering pins 18 can be reached by so-called core pulling, the centering pins should not absorb the spray pressure in the cavity 16 .
In dem Kern 6 sind des weiteren noch Durchtrittsbohrun gen 22 für die Schmelze vorgesehen, die im Bereich der Zen trierbohrung 22 ausgebildet sind.In the core 6 of the further still Durchtrittsbohrun are provided gene 22 for the melt which trier bore in the area of Zen are formed 22nd
Da es sich sowohl bei dem Sitz 2 als auch beim Deckel 4 um sehr große Bauelemente handelt, wird das Bauteil in der Regel nicht über eine Düse 18, sondern über mehrere Düsen anspritzt. Bei der Ausbildung des Sitzes 2 hat man bei spielsweise durch Einspritzen der Schmelze über vier An spritzpunkte optimale Ergebnisse herbeigeführt.Since both the seat 2 and the cover 4 are very large components, the component is generally not sprayed on via a nozzle 18 , but rather via several nozzles. In the formation of the seat 2 one has brought about optimal results for example by injecting the melt over four injection points.
Wie Fig. 2 entnehmbar ist, wird das Material zur Aus bildung der Umhüllung 8 durch die Zentrierbohrung 22 und damit durch den Kern 6 hindurch zur auswerferseitigen Flä che des Sitzes 2 gespritzt, so daß die Schmelze zunächst den zur Zentrierbohrung 22 benachbarten Bereich der Kavität 16 füllt und dann die sonstigen Umfangswandungen durch Um strömen des Kernes 6 und Durchströmen der Durchtrittsboh rung 24 füllt.As can be seen in FIG. 2, the material for forming the sheath 8 is injected through the center hole 22 and thus through the core 6 through to the ejector-side surface of the seat 2 , so that the melt initially surrounds the area of the cavity 16 adjacent to the center hole 22 fills and then fills the other circumferential walls by order to flow through the core 6 and flow through the Durchgangsboh 24 .
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Füllung der Kavität 16 nach 0,5 sec. Füllzeit von der Unterseite (Fig. 3) und von der Oberseite (Fig. 4) des Sitzes 2 her gesehen. Im vor liegenden Fall wäre die Unterseite der Auswerferseite des Werkzeuges zugewandt. FIGS. 3 and 4 show the filling of the cavity 16 after 0.5 sec. Filling time from the bottom (Fig. 3) and viewed from the top (Fig. 4) of the seat 2 ago. In the present case, the underside of the ejector side of the tool would face.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wurden bei diesem Ausfüh rungsbeispiel vier Anspritzpunkte mit jeweils einer der Dü sen 18 gewählt, so daß die Schmelze nach 0,5 sec. zunächst vier Teilbereiche der Kavität im Bereich der Düsen 18 an der Sitzunterseite füllt. Die Sitzoberseite (Düsenseite des Werkzeuges) wird erst nach Umströmen des Kernes 6 und Durchströmen der Durchtrittsbohrungen 24 umströmt, so daß dieser Bereich ausweislich Fig. 4 später gefüllt wird.As is apparent from Fig. 3, first of all four areas of the cavity in the region of the nozzle 18 on the seat bottom are in this exporting approximately example four injection points with one of the control orifices selected 18, so that the melt after 0.5 sec. Fills. The top of the seat (nozzle side of the tool) is only flowed around after flowing around the core 6 and flowing through the through bores 24 , so that, as shown in FIG. 4, this area is filled later.
Nach etwa einer Sekunde laufen die Fließfronten 26, 28 im Mittelbereich des Sitzes zusammen und die Randbereiche 30, 32 der Umhüllung 8 des Sitzes 2 sind nach etwas mehr als zwei Sekunden vollständig gefüllt, wobei sich die Fließfronten in Pfeilrichtung aufeinander zu bewegen. Nach vollständiger Füllung der Kavität 16 und Aufbringen eines geeigneten Nachdruckes zum Verhindern von Einfallstellen wird der fertig gespritzte WC-Sitz 2 auf seine Entfor mungstemperatur abgekühlt, die wesentlich niedriger ist als die Entformungstemperatur des zuvor gefertigten Kernes.After approximately one second, the flow fronts 26 , 28 converge in the central region of the seat and the edge regions 30 , 32 of the covering 8 of the seat 2 are completely filled after a little more than two seconds, the flow fronts moving towards one another in the direction of the arrow. After the cavity 16 has been completely filled and a suitable holding pressure has been applied to prevent sink marks, the injection-molded toilet seat 2 is cooled to its demolding temperature, which is substantially lower than the demolding temperature of the previously manufactured core.
Die Kühlzeit zur Abkühlung der Umhüllung 8 auf die Ent formungstemperatur entspricht jedoch aufgrund der geringen Wandstärke im wesentlichen der Kühlzeit zur Abkühlung des dickwandigen Kernes auf die Entformungstemperatur von etwa 90°C, so daß die Taktzeiten der beiden Spritzgießmaschinen etwa aufeinander abgestimmt sind.The cooling time for cooling the casing 8 to the Ent molding temperature corresponds, however, due to the small wall thickness essentially the cooling time for cooling the thick-walled core to the demolding temperature of about 90 ° C, so that the cycle times of the two injection molding machines are approximately matched.
Nach der Abkühlung und Entnahme des fertigen WC-Sitzes liegt ein Formteil mit höchster Formqualität, bei hohem spezifischem Gewicht vor, das auf einfache Weise in den Rohstoffprozeß zurückführbar ist, da die verwendeten Mate rialien thermisch zersetzbar, kompostierbar und als Recyc lat zur Herstellung des Kernes 6 verwendbar ist.After cooling and removal of the finished toilet seat is a molded part with the highest mold quality, with high specific weight, which can be easily traced back to the raw material process, since the materials used are thermally decomposable, compostable and as recycled lat for the production of the core 6 can be used.
Selbstverständlich ist die Verwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens nicht auf die Herstellung von WC-Sitz anordnungen beschränkt, sondern es können auch andere dick wandige Bauelemente, wie beispielsweise Türen, Fensterbret ter, WC-Becken, etc. hergestellt werden.Of course, the use of the fiction The procedure does not apply to the manufacture of toilet seats Arrangements limited, but other thick wall components, such as doors, window sills ter, toilet bowl, etc. are manufactured.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch durch entsprechende Werkzeugkonstruktion an einer ein zigen Spritzgießmaschine durchgeführt werden, wobei bei spielsweise Drehtische, Mehretagen- oder Umsetzwerkzeuge einsetzbar sind. Entsprechende Technologien sind Stand der Technik und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.Of course, the method according to the invention can also by appropriate tool design on one zigen injection molding machine are carried out, with for example, rotary tables, multi-level or moving tools can be used. Appropriate technologies are state of the art Technology and need no further description.
Bei dem vorbeschriebenen Verfahren wird der vorgefer tigte Kern 6 des Formteils mittels Haltestiften in der Ka vität 16 des Werkzeugs 10 gehalten. Bei ungünstigen Be triebsbedingungen (abhängig von der Schmelzetemperatur, dem verwendeten Kunststoff, dem Druck etc. kann es vorkommen, daß der auf die Stifte aufgesetzte Kern 6 durch die Schmelzfront verformt oder von der vorbestimmten Position wegbewegt wird. Um derartige Asymmetrien zu vermeiden, wird in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst nur die Vorderseite des Formteils (der Spritzdüse zugewandte Seite) ausgebildet, wobei die Kavität an der Rückseite durch Verfahren eines Kerns in eine vorgeschobene Position für die Schmelzfront unzugänglich ist. Nach Ausbilden der Vorderseite des Formteils wird der Werkzeugkern zurückgezogen, so daß der rückseitige Teil der Kavität 16 für die Schmelzfront zugänglich ist und in einem darauffolgenden Schritt ausgebildet wird. Der Kern 6 ist bei dieser Verfahrensweise zunächst durch den verschiebbaren Werkzeugkern zuverlässig in seiner Symme trieposition fixiert. Nach dem Zurückziehen des Werkzeug kernes verbleiben - ähnlich wie bei der vorbeschriebenen Vorgehensweise - Stifte in Anlage an dem vorgefertigten, noch nicht umspritzten Teil des Kerns 6, wobei das zuvor ausgespritzte Vorderteil des Formteils (WC-Deckel 4) zu sätzlich zur Fixierung beiträgt. In the above-described method, the prefabricated core 6 of the molded part is held in the cavity 16 of the tool 10 by means of retaining pins. Under unfavorable operating conditions (depending on the melt temperature, the plastic used, the pressure etc.) it can happen that the core 6 placed on the pins is deformed by the melt front or moved away from the predetermined position. To avoid such asymmetries, in According to an advantageous development of the method according to the invention, initially only the front of the molded part (the side facing the spray nozzle) is formed, the cavity on the back being inaccessible to the melt front by moving a core into an advanced position , so that the rear part of the cavity 16 is accessible to the melting front and is formed in a subsequent step .. In this procedure, the core 6 is initially reliably fixed in its symmetrical position by the displaceable tool core Tool cores remain - similar to the procedure described above - pins in contact with the prefabricated, not yet overmolded part of the core 6 , the previously sprayed-out front part of the molded part (toilet lid 4 ) also contributing to the fixation.
Offenbart ist ein Spritzgießverfahren zum Herstellen eines dickwandigen Formteiles und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Formteil, wobei ein Kern des Form teiles aus einem holzhaltigen Kernmaterial hergestellt ist, das mit einem Thermoplast umspritzt wird.An injection molding process for manufacturing is disclosed a thick-walled molded part and one after such Process produced molded part, wherein a core of the mold part is made from a wood-containing core material, which is overmolded with a thermoplastic.
Claims (14)
- - Bereitstellen einer Fraktion aus Holzpartikeln mit einer vorbestimmten Größenverteilung und Restfeuchte;
- - Mischen eines Kernmateriales aus einem Anteil der Frakti on und einem Anteil an Thermoplast;
- - Spritzgießen eines holzhaltigen Kernes (6).
- - Providing a fraction of wood particles with a predetermined size distribution and residual moisture;
- - Mixing a core material from a portion of the Frakti and a portion of thermoplastic;
- - Injection molding of a wood-containing core ( 6 ).
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