DE19739522C2

DE19739522C2 - Spritzprägeverfahren

Info

Publication number: DE19739522C2
Application number: DE19739522A
Authority: DE
Inventors: Yuji Tanaka; Masahito Kuramitsu; Nobuyoshi Umeniwa; Yoshimasa Matsuura
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: KR19980024455A; ID18461A; KR100254092B1; MY124557A; CN1176874A; DE19739522A1; US5993723A; CN1069862C

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit dicken Rippen im Spritzprägeverfahren, in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren.

2. Stand der Technik

Herkömmlicherweise ist ein Gasspritzgießverfahren allge mein bekannt, bei dem Gas in einen dicken Abschnitt eines Formkörpers eingepreßt wird, um diesen hohl zu machen und den Formkörper hinsichtlich Einsackstellen zu verbessern.

Bei einem derartigen Gasspritzgießverfahren ist es er forderlich, geschmolzenes Harz in einen Formhohlraum bei ei nem überaus geringen Druck einzuführen, um Gas in das ge schmolzene Harz einzupressen. Dementsprechend werden die Transfereigenschaften der Form verschlechtert, und es besteht die Gefahr, daß das Erscheinungsbild des Formkörpers beein trächtigt wird, so daß gegebenenfalls eine Verarbeitung, wie ein Anstreichen oder dergleichen, erforderlich ist. Außerdem wurde festgestellt, daß technische Untersuchungen, bei denen viele Dinge berücksichtigt werden, wie die Anordnung des dic ken Abschnitts, die Größe, die Anordnung des Angußkanals und dergleichen, erforderlich sind, um einen gewünschten dicken Abschnitt hohl zu machen. Außerdem ist der anzuwendende Gas druck im allgemeinen hoch, und der Verbrauch an Gas ist eben falls hoch, was zu einem Anstieg der Herstellungskosten führt. Wenn ferner eine Behandlung, wie Plattieren und der gleichen, erforderlich ist, dann besteht die Gefahr, daß eine Plattierlösung in den hohlen Abschnitt durch das Loch der Gaseinpreßöffnung eindringt, wobei ein fehlerhaftes Produkt gebildet wird. Daher ist ein problematisches Vorbehandlungs verfahren zum Abdichten des Lochs der Gaseinpreßöffnung er forderlich.

Als ein Spritzgießverfahren zur Lösung der bei dem vor stehend genannten Gasspritzgießverfahren bestehenden Probleme gibt es ein Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Schließdruck als auch Gasdruck genutzt werden, zum Beispiel ein Verfahren, beidem geschmolzenes Harz in einem Zustand, in dem die Form noch nicht vollständig geschlossen ist, spritzgegossen wird und Gas zwischen das Harz eines dicken Abschnitts und die Form eingepreßt wird, nachdem das geschmolzene Harz den dic ken Abschnitt durch das Zupressen der Form erreicht.

Ein derartiges Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl Schließdruck als auch Gasdruck genutzt werden, wird als wirksam beim Formen eines Formkörpers angesehen, der lokal einen dicken Abschnitt, wie einen Wulst und dergleichen, aufweist. Es besteht die Gefahr, daß Einsackstellen in dem dicken Abschnitt gebildet werden und dessen Erscheinungsbild beeinträchtigen, wenn ein derartiger Formkörper nach einem üblichen Spritzgießverfahren hergestellt wird. Bei dem vorstehend erwähnten Spritzprägeverfahren, bei dem sowohl der Schließdruck als auch der Gasdruck genutzt werden, kann die Bildung von Einsackstellen verhindert werden, falls der zu bildende Formkörper lediglich lokal verdickte Abschnitte aufweist.

Aus der JP 4-284213 A ist ein Spritzprägeverfahren bekannt, bei dem ein Harz in eine aus zwei Formteilen bestehende Form spritzgegossen und dann durch Schließen der Formteile komprimiert wird. Danach wird Gas in das geschmolzene Harz in einem dickeren Abschnitt eingepreßt. Die Bildung eines Hohlabschnitts kann dabei durch Einpressen des Gases in einem gewünschten Bereich erfolgen, wobei die Haftung zwischen der Formhohlraumoberfläche und dem Harz verstärkt wird.

Die EP-0 593 308 A1 betrifft ein Spritzprägeverfahren zur Herstellung von Formkörpern, bei dem eine vorbestimmte Menge eines thermoplastischen Harzes in einen Formhohlraum eingespritzt wird, der aus einem stationären Formteil und einem beweglichen Formteil, die unter einem festgelegten Schließdruck zusammengehalten werden, eingepreßt wird, wobei die Menge des thermoplastischen Harzes ein geringeres Volumen als der Formhohlraum einnimmt. In den Formhohlraum wird Gas unter einem Druck, der größer ist als der Schließdruck der Form, eingepreßt, wobei die beiden Teile der Form voneinander getrennt werden und das thermoplastische Harz gegen die Form gepreßt wird, wonach schließlich der Schließdruck auf einen den Gasdruck übersteigenden Wert erhöht wird und dadurch die Formteile aneinander gepreßt werden.

Bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Spritzpräge verfahren, bei dem sowohl der Schließdruck als auch der Gas druck genutzt werden, bestehen jedoch folgende Probleme.

Wenn Gas eingepreßt wird, während der Schließdruck nach Abschluß des Schließens der Form aufrechterhalten wird, dann ist es in der Tat einfach möglich, zu erreichen, daß der Gas druck direkt auf einen lokal dicken Abschnitt, wie einen Wulst und dergleichen, einwirkt; es ist jedoch schwierig, zu erreichen, daß der Gasdruck in ausreichender Weise über einen gesamten kontinuierlich dicken Abschnitt, wie eine Rippe und dergleichen, einwirkt, da ein Anstieg des Drucks des ge schmolzenen Harzes in der Form, der durch den Schließdruck hervorgerufen wird, aufrechterhalten wird. Wenn also ein kon tinuierlich dicker Abschnitt, wie eine Rippe und dergleichen, gebildet wird, dann ist es erforderlich, den Gasdruck zu erhöhen oder eine Anzahl von Gaseinpreßöffnungen bereitzu stellen. Dementsprechend ist das Design des dicken Abschnitts unweigerlich aufgrund des Gaseinpressens beschränkt, und das Ausmaß der Einsackstellen bei dem erhaltenen Formkörper ist nicht zufriedenstellend.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung werden die vorstehenden Probleme bei herkömmlichen Spritzprägeverfahren, bei denen sowohl Schließdruck als auch Gasdruck genutzt werden, gelöst. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Spritzprägeverfahren bereitzustellen, das leicht auch auf ein Design anwendbar ist, bei dem in einem großen Bereich ein dicker Abschnitt bei einem geringen Gasdruck hergestellt wird, und mit dem ein Formkörper stabil mit einem dicken Abschnitt ohne Einsackstellen und mit überlegenem Erscheinungsbild ge formt werden kann.

Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Verfahren gelöst.

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (10) mit dicken Rippen (11) im Spritzprägeverfahren in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Einspritzen von geschmolzenem Harz aus einer Einspritzeinheit (20) über einen Harzangußkanal (9), dessen Mündung der Formvertiefung (4) für die Rippen (11) gegenüberliegt in den Formhohlraum, wobei die Form (2) nicht vollständig geschlossen ist,
- Einpressen von Gas aus einer sich in der anderen Formhälfte befindlichen Gaseinpreßöffnung (5) in den Formhohlraum (1), wobei das Gas zwischen die dicken Rippen (11) und die Formhohlraumoberfläche (2) eingebracht wird,
- vollständiges Schliessen der Form (2),
- während des vollständigen Schliessens der Form Rückströmenlassen des Harzes in die Enspritzeinheit (20) über den Harzangußkanal (9) und
- dabei weiteres Einbringen von Gas über die Gaseinpreßöffnung (5) in den Formhohlraum (1).

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (10) mit einem dicken Rippenabschnitt (11) im Spritzprägeverfahren in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Enspritzen von geschmolzenem Harz aus einer Einspritzeinheit (20) über einen Harzangußkanal (9), dessen Mündung dem dicken Rippenabschnitt (11) gegenüberliegt in den Formhohlraum, wobei die Form (2) nicht vollständig geschlossen ist,
- vollständiges Schliessen der Form (2),
- während des vollständigen Schliessens der Form Rückströmenlassen des Harzes in die Enspritzeinheit (20) über den Harzangußkanal (9) und
- gleichzeitiges oder anschliessendes Einpressen von Gas aus einer sich in der anderen Formhälfte befindlichen Gaseinpreßöffnung (5) in den Formhohlraum (1), wobei das Gas zwischen den dicken Rippenabschnitt (11) und die Formoberfläche (2) eingebracht wird.

Das erfindungsgemäße Spritzprägeverfahren, bei dem Gas druck zusammen mit dem Schließdruck genutzt wird, beinhaltet ferner die Verwendung einer Form, in der eine Gaseinpreßöff nung ungefähr gegenüber dem Harzangußkanal angeordnet ist; und Verringerung des Schließdrucks unmittelbar nach dem Abschluß von Schließen und Zusammendrücken der Form.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein Beispiel einer Form veranschaulicht;

Fig. 2A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Formkörpers erläutert, der nach dem Verfahren geformt werden soll, und Fig. 2B ist ein Querschnitt entlang der Linie IIB- IIB von Fig. 2A;

Fig. 3A bis 3C sind Diagramme zur Erläuterung eines Spritzprägeverfahrens entsprechend einer ersten Ausführungs form;

Fig. 4A und 4B sind Diagramme zur Erläuterung eines Spritzprägeverfahrens entsprechend einer zweiten Ausführungs form;

Fig. 5A und 5B sind Querschnitte, die ein Beispiel einer Form eines dicken Abschnitts eines Formkörpers veran schaulichen, der geformt werden soll;

Fig. 6A und 6B sind Diagramme, die ein weiteres Bei spiel eines Formkörpers, der geformt werden soll, veranschau lichen;

Fig. 7 ist ein Querschnitt, der eine Form veranschau licht, die in Beispiel 4 verwendet wurde; und

Fig. 8A ist eine Rückansicht eines Formkörpers, der in Beispiel 4 geformt wurde, und Fig. 8B ist ein Querschnitt entlang der Linie VIIIB-VIIIB von Fig. 8A.

Ausführliche Darstellung der bevorzugten Ausführungsfor men

Es wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen eine ausführlichere Beschreibung der bevorzugten Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung vorgelegt.

Fig. 1 ist eine Modellansicht, die ein Beispiel einer Form veranschaulicht, die bei einer Ausführungsform verwendet wird. Bei dem Verfahren wird eine Form, bei der ein Hohlraum 1 nicht geöffnet ist, selbst wenn die Form geringfügig oder halb geöffnet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet, um geschmolzenes Harz in einem Zustand spritzzugießen, in dem die Form nicht vollständig geschlossen ist (oder geringfügig oder halb geöffnet ist).

Der Hohlraum 1 ist so ausgelegt, daß ein Formkörper 10 mit einer Form, wie sie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, geformt wird, wobei ein Ende in der offen/geschlossen-Rich tung der Form 2 geöffnet ist, während das andere Ende in der offen/geschlossen-Richtung der Form 2 und der Umfang ge schlossen sind, wie ein Verpackungskasten, ein Gehäuse für eine elektrische Ausrüstung, eine Tür eines Schranks oder dergleichen, eine Frisierkommode, ferner ein Außenteil für ein Auto unter Einschluß einer Radkappe, einer Stoßstange, eines Spoilers und dergleichen, sowie ein Innenteil für ein Auto unter Einschluß eines Armaturenbretts, einer Türverklei dung, einer Stütze und dergleichen.

Die Form 2 wird ausführlicher beschrieben. Der Hohlraum 1 wird zwischen einer bewegbaren Form 2a und einer festen Form 2b gebildet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. In der Zeich nung ist zwar die bewegbare Form 2a ein Stempel und die feste Form 2b ein Gesenk; es gibt jedoch kein Problem, selbst wenn die feste Form 2b ein Stempel ist und die bewegbare Form 2a ein Gesenk ist.

Ein Vertiefungsabschnitt 4, der einem dicken Rippenab schnitt 11 des Formkörpers entspricht, ist auf der Seite der bewegbaren Form 2a ausgebildet. Auf der Seite der festen Form 2b wird ein Harzangußkanal 9 nahe dem Vertiefungsabschnitt 4 bereitgestellt. Außerdem wird ein Ausdrückstift 6, der die bewegbare Form 2a durchdringt, auf der Seite der bewegbaren Form 2a bereitgestellt, so daß die vordere Endfläche des Aus drückstifts 6 dem Hohlraum 1 in einer Position zugewandt ist, in der der Ausdrückstift 6 den Vertiefungsabschnitt 4 schnei det. Der Ausdrückstift 6 besteht aus einer Hülse 6a und einem Schaft 6b, der in diese Hülse 6a eingeführt ist. Ein Spalt als ein Pfad für unter Druck stehendes Gas, das nachstehend beschrieben wird, ist zwischen der Hülse 6a und dem Schaft 6b gelassen. Das rückwärtige Ende des Ausdrückstifts 6 steht in Kontakt mit einem Pfad für unter Druck stehendes Gas 7. Die Position des Ausdrückstifts 6 kann in zweckmäßiger Weise ein gestellt werden, solange seine vordere Endfläche sich gegen über dem Vertiefungsabschnitt 4 befindet.

Unter Druck stehendes Gas, das durch den Pfad für unter Druck stehendes Gas 7 zugeführt wird, tritt durch den Spalt zwischen der Hülse 6a und dem Schaft 6b vom rückwärtigen Ende des Ausdrückstifts 6 und wird in den Hohlraum 1 aus der Gas einpreßöffnung 5 im vorderen Endabschnitt des Ausdrückstifts 6 eingeführt. Die Bezugszeichen 8a bis 8d bezeichnen Dich tungsmaterialien.

Ein Beispiel, bei dem der Formkörper 10, der in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2 mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur geformt wird, wird speziell mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3C als ein Spritzprägever fahren entsprechend einer ersten Ausführungsform beschrieben. Der Ausdrückstift 6 wird kurz in den Fig. 3A bis 3C veranschaulicht.

Zuerst wird geschmolzenes Harz 3 in den Hohlraum 1 aus dem Harzangußkanal 9 durch eine Spritzdüse 20 in dem Zustand spritzgegossen, in dem die Form 2 geringfügig geöffnet ist, wie es in Fig. 3A gezeigt ist. Als Harz kann allgemein ein thermoplastisches Harz, das bei einem üblichen Spritzgießver fahren oder einem üblichen Extrusionsverfahren verwendet wird, eingesetzt werden. Außerdem kann auch ein wärmehärten des Harz verwendet werden, wenn daran ein Bedarf besteht. Ferner können diesen Harzen Füllmittel, wie Füllstoffe, ver stärkende Fasern und dergleichen, oder verschiedene Additive (wie Weichmacher, Gleitmittel, Ultraviolettabsorber, Farb stoffe, Pigmente, Antibeschlagmittel, antistatische Additive, flammhemmende Mittel und dergleichen) zugesetzt werden.

Sodann wird unter Druck stehendes Gas in den Hohlraum 1 aus einer Gaseinpreßöffnung 5 eingepreßt, wie es in Fig. 3B gezeigt ist. Als Gas können ein Inertgas, wie Stickstoffgas oder dergleichen, Luft usw. verwendet werden. Ein Inertgas, wie Stickstoff oder dergleichen, ist bevorzugt, um eine Ver gilbung durch Gas oder dergleichen zu verhindern. Da ferner ein zufriedenstellender Formkörper bei einem geringen Gas druck (zum Beispiel 600 N/cm² oder weniger) bei dem erfin dungsgemäßen Formverfahren geformt werden kann, gibt es kein Problem, selbst wenn Luft verwendet wird. In diesem Fall ist es leicht, das komprimierte Gas und eine Zufuhrvorrichtung herzustellen, so daß das Formen zu geringeren Kosten als im Fall der Verwendung von Stickstoffgas oder dergleichen erfol gen kann.

Eine spezielle Steuerung zur Einführung des Gases ist nicht erforderlich, und das Gas kann ständig eingepreßt wer den. Wenn der Zeitpunkt und die Dauer des Gaseinpressens un ter Verwendung eines Spritzgieß-Startsignals, eines Form schließ-Startsignals und dergleichen von einer Spritzgießvor richtung gesteuert werden, dann ist dies effektiver im Hin blick auf den Gasverbrauch.

Das Einpressen des komprimierten Gases ist nicht auf die Weise beschränkt, die durch den Ausdrückstift 6 erfolgt, und es kann durchgeführt werden, indem ein Pfad für das kompri mierte Gas in der Form 2 getrennt davon ausgebildet wird. Zum Beispiel kann das Gas unter Verwendung einer Gaszufuhrausrü stung zugeführt werden, die bei einem Gasspritzgießverfahren verwendet wird.

Sodann läßt man das Harz im Hohlraum 1 zurück aus dem Harzangußkanal 9 strömen, während die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Genauer gesagt wird die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt, wäh rend eine Düsenöffnung 21 der Spritzdüse 20 offengelassen wird, mit der Folge, daß das Harz zurück in die Spritzdüse 20 aus dem Harzangußkanal 9 strömen kann. Daneben kann, nach Ab schluß des Spritzgießens des geschmolzenen Harzes, die Düsen öffnung 21 einmal geschlossen werden, und die Form 2 kann ge schlossen und zusammengedrückt werden, um das Harz im Hohl raum 1 zu verteilen. In diesem Fall kann, wenn die Düsenöff nung 21 anschließend erneut geöffnet wird, während die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt gehalten wird, das Harz ebenfalls zurück in die Spritzdüse 20 strömen. In jedem Fall wird ein Spritzkolben 22 zurückgezogen, wenn das Harz zurück strömt.

Ein derartiges Zurückziehen des Spritzkolbens 22 kann auch zwangsweise zeitlich synchronisiert mit dem Schließen und Zusammendrücken der Form 2 erfolgen. Genauer gesagt kann, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird oder der Formzuhaltedruck erhöht wird, der Spritzkolben 22 so ge steuert werden, daß er in einem festgelegten Ausmaß zurückge zogen wird, zum Beispiel indem ein Startsignal, das das Schließen und Zusammendrücken der Form 2 angibt, herangezogen wird, oder indem der Formzuhaltedruck oder der Formöffnungsgrad festgestellt wird, so daß der Spritzkolben 22 so gesteu ert werden kann, daß er unter Verwendung dieses Signals zu rückgezogen wird.

Nach Abschluß des Schließens und Zusammendrückens der Form 2 wird die Form 2 für eine festgelegte Zeitspanne gehal ten, wie sie ist. Nachdem der Formkörper 10 abgekühlt ist, wird die Form 2 geöffnet, und der Formkörper 10 wird entnom men.

Als nächstes wird ein Beispiel, bei dem der Formkörper 10, der in Fig. 2 gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2 mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur in der gleichen Weise wie in der vorstehenden Ausführungsform geformt wird, spezi ell mit Bezug auf die Fig. 4A und 4B als ein Spritzpräge verfahren entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung beschrieben. Der Ausdrückstift 6 ist kurz auch in den Fig. 4A und 4B veranschaulicht.

Zunächst wird das vorstehend erwähnte geschmolzene Harz 3 in den Hohlraum 1 aus dem Harzangußkanal 9 durch die Spritzdüse 20 in einem Zustand spritzgegossen, in dem die Form 2 geringfügig geöffnet ist, wie es in Fig. 4A gezeigt ist.

Sodann läßt man das Harz im Hohlraum 1 zurück aus dem Harzangußkanal 9 strömen, während die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, wie es in Fig. 4B gezeigt ist. Außer dem wird das vorstehend erwähnte komprimierte Gas in den Hohlraum 1 aus der Gaseinpreßöffnung 5 zum Zeitpunkt des Schließens und Zusammendrückens der Form 2 oder anschließend eingepreßt. Der Spritzkolben 22 zieht sich zurück, wenn das Harz zurückströmt, und zwar in der gleichen Weise wie bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform.

Das Harz strömt zurück aus dem Harzangußkanal 9, der nahe dem dicken Rippenabschnitt 11 bereitgestellt wird, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, mit dem Ergebnis, daß eine Kraft entsteht, die den Harzdruck des dicken Rippenabschnitts 11 in sehr wirksamer Weise verringert. Dementsprechend ist es möglich, Gas am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11 in sicherer Weise einzuführen, ohne den Gasdruck sehr stark zu erhöhen.

Bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform läßt man Gas, das eingepreßt wurde, bevor die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, zwischen dem Stempel 2a und dem geschmolzenen Harz 3 in einem gewissen Ausmaß strömen, und anschließend wird es vorzugsweise am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11 eingeführt, der später abkühlt als ein Abschnitt normaler Dicke (dünner Abschnitt) und ein hohes Fließvermögen aufweist, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird. Außerdem wird bei dem Spritzprägeverfahren entsprechend der zweiten Ausführungsform Gas, das eingepreßt wird, nachdem die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, anschließend vorzugsweise am Umfang des dicken Rippenabschnitts 11 eingeführt, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt ist, und zwar in der gleichen Weise, wie es vorstehend angegeben wurde. Dementsprechend ist es möglich, den dicken Rippenabschnitt 11 selektiv zu pressen, so daß es möglich ist, die Preßwirkung des Gases zu erhöhen. Der Gasdruck variiert abhängig vom Gasstrom, dem geringfügigen Öffnen der Form 2 und dem Harzdruck an der Gaseinpreßöffnung 5 auf der Basis der Menge des eingeführten Harzes unter diesen Bedingungen; der Gasdruck kann jedoch 600 N/cm² oder weniger betragen, und normalerweise sind die Ergebnisse zufriedenstellend, wenn der Gasdruck etwa 50 bis 400 N/cm² beträgt.

Außerdem kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Spritz prägeverfahren der Preßbereich mit dem Rückströmen des Harzes vergrößert werden, wenn die Form 2 geschlossen und zusammen gedrückt ist, so daß der Harzdruck im Hohlraum gleichmäßig gemacht werden kann. Daher ist es, insbesondere wenn ein ka stenartiger Formkörper, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, geformt wird, möglich, zu erreichen, daß der Preßdruck auf die Endab schnitte (die Seitenabschnitte der kastenartigen Form) des Formkörpers in ausreichender Weise einwirkt.

Der Formkörper, der nach dem erfindungsgemäßen Spritz prägeverfahren erhalten wird, spiegelt nicht einfach die Form des Hohlraums 1 wider, da der dicke Rippenabschnitt 11 durch Gas gepreßt wird. Der dicke Rippenabschnitt 11 des Formkör pers 10 in Fig. 2 weist also einen A-A-Querschnitt auf, wie er zum Beispiel in Fig. 5A oder 5B gezeigt ist. Die gepunktete Linie in den Fig. 5A und 5B bezeichnet eine Hohlraum oberfläche, und der Raum zwischen der Hohlraumoberfläche und dem dicken Rippenabschnitt 11 ist ein Raum, in dem Gas einge schlossen ist oder strömt. Die endgültige Form des dicken Rippenabschnitts 11 hängt von der Form des Hohlraums, die dem dicken Rippenabschnitt 11 entspricht, der Menge an eingeführ tem Harz, der Menge und dem Druck des eingeschlossenen Gases und dergleichen ab. Es besteht jedoch keine Gefahr, daß das Erscheinungsbild des Formkörpers verschlechtert wird, da ein dicker Abschnitt, wie eine Rippe, ein Wulst oder dergleichen, auf der Rückseite des Formkörpers ausgebildet wird.

Bei dem Spritzprägeverfahren wird ein Abschnitt normaler Dicke nicht direkt durch Gas gepreßt, sondern es wird die normale Oberfläche (gegenüber dem dicken Rippenabschnitt 11) durch mechanischen Druck zusammengedrückt, und nur der dicke Rippenabschnitt 11 wird durch das Gas gepreßt. Einsackstellen im Erscheinungsbild werden durch derartigen Gasdruck auf einen solchen dicken Abschnitt verbessert.

Bei dem Spritzprägeverfahren wird Gas selektiv am Umfang eines dicken Abschnitts eingeführt, der später abkühlt und eine höheres Fließvermögen aufweist. Dementsprechend wird die Gaseinpreßöffnung 5 in einer Position bereitgestellt, in der die Gaseinpreßöffnung 5 den Vertiefungsabschnitt 4, der dem dicken Abschnitt des Formkörpers entspricht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, schneidet. Außerdem ist es besonders bevorzugt, die Gaseinpreßöffnung 5 so anzuordnen, daß sie sich gegenüber dem Harzangußkanal 9 befindet. Dementsprechend kann der Harzdruck in dem Abschnitt der Gaseinpreßöffnung 5 sehr wirksam durch das Rückströmen des Harzes verringert werden, wenn die Form 2 geschlossen und zusammengedrückt wird, so daß es möglich ist, die Einführung des Gases in glatter Weise zu fördern.

Wenn ein Formkörper 10 mit einer Mehrzahl von unabhängi gen dicken Abschnitten 11a und 11b, wie er in Fig. 6A gezeigt ist, geformt wird, dann ist es bevorzugt, eine Form zu ver wenden, die mit einer Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen in Po sitionen, in denen die entsprechenden dicken Abschnitte ein ander schneiden, versehen ist.

Außerdem ist es auch bevorzugt, einen dicken Abschnitt 11c, der die dicken Abschnitte 11a und 11b koppelt, bereitzu stellen und alle dicken Abschnitte kontinuierlich zu machen, wie es in Fig. 6B gezeigt ist. Dementsprechend ist es mög lich, den Gasdruck auf alle dicken Abschnitte durch eine Gas einpreßöffnung einwirken zu lassen. Es ist jedoch bevorzugt, eine Mehrzahl von Gaseinpreßöffnungen bereitzustellen, wenn die Gesamtlänge der dicken Abschnitte besonders groß ist. In diesem Fall können weitere Angußkanäle, um das Harz zurück strömen zu lassen, getrennt in einer Position gegenüber den entsprechenden Einpreßöffnungen zusätzlich zu dem Harzanguß kanal 9 zum Spritzgießen des geschmolzenen Harzes bereitge stellt werden.

Ferner ist es beim Spritzprägeverfahren bevorzugt, den Preßdruck unmittelbar nach Abschluß des Schließens und Zusammendrückens der Form zu verringern, das heißt, unmittelbar nachdem die festgelegte Preßzeit zu Ende ist oder die bewegbare Seite der Form eine festgelegte Preß abschlußposition erreicht hat.

Schließlich kann, wenn der Preßdruck verringert wird, Gas auch einem dicken Abschnitt am Umfangsabschnitt des Form körpers entfernt von der Gaseinpreßöffnung 5 in sicherer Weise zugeführt werden. Der Preßdruck zu diesem Zeitpunkt kann so eingestellt werden, daß er geringer als der Formzu haltedruck ist, wenn geschmolzenes Harz spritzgegossen und eingeführt wird, oder als der Preßdruck, wenn die Form ge schlossen und zusammengedrückt wird. Vorzugsweise wird die Beziehung P₁ (N/cm²) ≧ P₂ (N/cm²) zwischen dem Preßdruck P₁ und dem Gasdruck P₂ eingestellt.

Erfindungsgemäß wird der Oberflächenzustand des Formkör pers 10 insbesondere auf der Seite, auf der kein komprimier tes Gas eingepreßt wird, das heißt der Oberflächenzustand des Formkörpers 10 auf der Seite, die auf eine Hohlraumoberfläche 1b durch das Einpressen von komprimiertem Gas gepreßt wird, verbessert. Dementsprechend ist es bevorzugt, daß das kompri mierte Gas auf die Seite des Formkörpers gepreßt wird, die bei Verwendung des Formkörpers kaum sichtbar ist. In Bezug auf ein Gehäuse für eine elektrische Ausrüstung ist es zum Beispiel bevorzugt, daß das komprimierte Gas in die Seite der inneren Oberfläche gepreßt wird.

Es werden nun Beispiele und Vergleichsbeispiele be schrieben.

In jedem der nachstehend angegebenen Vergleichsbeispiele 1 und 2 sowie Beispiele 1 bis 3 wurde der Formkörper 10, der in Fig. 2 gezeigt ist, unter Verwendung der Form 2, die in Fig. 1 gezeigt ist, geformt.

Eine Spritzgießvorrichtung »IP.1050«, die von Komatsu Co., Ltd. hergestellt wurde und in der eine bewegliche Form beliebig während des Formens bewegt und festgehalten werden kann, wurde als Spritzgießvorrichtung verwendet. Der Formzu haltedruck, der Preßdruck, die Preßrate und die Preßausgangs position können bei dieser Vorrichtung eingestellt werden.

Der Harzangußkanal 9 und die Gaseinpreßöffnung 5 waren in der Form 2 einander gegenüber angeordnet. In der bewegli chen Form 2a wurde ein Vertiefungsabschnitt 4, der dem dicken Abschnitt 11 des Formkörpers entsprach, ausgebildet, wobei er die Gaseinpreßöffnung 5 schnitt. Die Spritzdüse 20, die zum Beispiel in den Fig. 3A bis 3C gezeigt ist, wies einen Heißkanal und eine Bubble-Kanalstruktur auf. Der Ausdrück stift 6 wurde durch Kombination einer abgestuften Hülse 6a mit einem Innendurchmesser von 2 mm und einem Außendurchmes ser von 4 mm und einem Schaft 6b mit einem Außendurchmesser von 1,98 mm gebildet, wobei der Abstand nicht speziell einge stellt wurde. Außerdem war der vordere Endabschnitt (Einpreßöffnung 5) des Ausdrückstiftes 6 flach in bezug auf den Formkörper.

Bei dem Formkörper 10 war die Deckenfläche 250 mm × 250 mm (die Dicke des Deckenflächenabschnitts wurde frei einge stellt), und die Höhe der Seitenflächen betrug 80 mm (der Neigungswinkel der Seitenflächen betrug 10 Grad). Eine Rippe (dicker Abschnitt 11) mit einer Breite von 3 mm und einer Höhe von 5 mm wurde radial auf der Rückseite der Deckenfläche festgelegt.

Es wurden vier Arten von Harzen verwendet, nämlich ABS (STYLUCK 191F), modifiziertes PPE (ZYLON 220Z), ABS-GF (STYLUCK R220A, versetzt mit 10% GF) und HIPS (STYLON 408), und die Formtemperatur wurde auf 70°C eingestellt.

Vergleichsbeispiel 1

Harz, dessen Menge 98% des Gewichtes eines üblichen spritzgegossenen Formkörpers betrug, wurde in dem Zustand spritzgegossen, in dem ein Abstandshalter zwischen der beweg lichen Formseite und der festen Formseite eingeführt war, so daß die Dicke der Deckenfläche auf 2 mm eingestellt wurde, und die Form wurde durch einen Formzuhaltedruck von 3 . 10⁶ N vollständig geschlossen. Stickstoffgas unter einem Druck von 750 N/cm² wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar nach dem Abschluß des Spritzgießens gepreßt. Nach Abschluß des Kühlens wurde die Form geöffnet, und der Formkörper wurde entnommen. Das Ausmaß von Einsackstellen bei dem auf diese Weise erhaltenen Formkörper war im Vergleich mit einem übli chen spritzgegossenen Formkörper verbessert, erreichte jedoch kein zufriedenstellendes Niveau.

Vergleichsbeispiel 2

Unmittelbar nach Abschluß des Spritzgießens des ge schmolzenen Harzes, wobei die Form geringfügig geöffnet war (die Dicke des Deckenflächenabschnitts betrug 4 mm), wurde die Form geschlossen und zusammengedrückt. Anschließend wurde die Menge des eingeführten geschmolzenen Harzes eingestellt, so daß die Dicke des Endprodukts 2 mm betrug, und der Preß druck wurde auf 1500 N/cm² eingestellt. Stickstoffgas unter einem Druck von 700 N/cm² wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar nach Abschluß des Zusammendrückens gepreßt. Nach Abschluß des Abkühlens wurde die Form geöffnet, und der Form körper wurde entnommen. Das Ausmaß von Einsackstellen in dem auf diese Weise erhaltenen Formkörper war im Vergleich mit einem üblichen spritzgegossenen Formkörper verbessert, er reichte jedoch kein zufriedenstellendes Niveau.

Beispiel 1

Unmittelbar nach Abschluß des Spritzgießens eines ge schmolzenen Harzes, wobei die Form geringfügig geöffnet war (die Dicke des Deckenflächenabschnitts betrug 4 mm), wurde die Form geschlossen und zusammengedrückt, und gleichzeitig wurde der Spritzkolben um 9 mm zurückgezogen. Zu diesem Zeit punkt wurde die Menge des eingeführten geschmolzenen Harzes eingestellt, so daß die Dicke des Endprodukts 1,8 mm betrug, und der Preßdruck wurde auf 1500 N/cm² eingestellt. Stickstoffgas unter einem Druck von 550 N/cm² wurde in die Form für 30 Sekunden unmittelbar nach dem Abschluß des Zusammen drückens gepreßt. Nach Abschluß des Abkühlens wurde die Form geöffnet, und der Formkörper wurde entnommen. Das Ausmaß der Einsackstellen des erhaltenen Formkörpers war im Vergleich mit Vergleichsbeispiel 2 stark verbessert.

Beispiel 2

Das Formen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Formzuhaltedruck von 1500 N/cm² auf 800 N/cm² unmittelbar nach Erreichen einer Dicke des Formkörpers von 1,8 mm durch Schließen und Zusam mendrücken der Form verringert wurde, und ferner mit der Aus nahme, daß Stickstoffgas in die Form bei einem Druck von 350 N/cm² gepreßt wurde. Das Ausmaß der Einsackstellen bei dem erhaltenen Formkörper war in der gleichen Weise wie in Bei spiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des geringen Gas druckes.

Beispiel 3

Das Formen wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß Gas in die Form zum glei chen Zeitpunkt gepreßt wurde, zu dem das Spritzgießen des ge schmolzenen Harzes gestartet wurde. Das Ausmaß der Einsack stellen des erhaltenen Formkörpers war in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des gerin gen Gasdrucks.

Beispiel 4

Der in den Fig. 8A und 8B gezeigte Formkörper 10 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 unter Verwen dung der Form 2 geformt, in der der Harzangußkanal 9 und die Gaseinpreßöffnung 5 auf der gleichen Seite (der Seite der fe sten Form 2b) angeordnet waren, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Für den Formkörper 10 betrug die Größe 250 mm × 250 mm, und die Dicke betrug 1,8 mm. Außerdem wurde eine Rippe (dicker Abschnitt 11) mit einer Breite von 3 mm und einer Höhe von 5 mm auf der Rückseite des Formkörpers 10 bereitgestellt.

Das Ausmaß der Einsackstellen im erhaltenen Formkörper war in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verbessert, und zwar ungeachtet des geringen Gasdrucks.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messung von Einsack stellen und der visuellen Bewertung des Erscheinungsbildes der Formkörper, die entsprechend den vorstehenden Vergleichs beispielen und Beispielen erhalten wurden.

Tabelle 1

Die vorliegende Erfindung, die vorstehend beschrieben wurde, hat folgende Wirkungen:

1. Harz strömt aus einem Harzangußkanal, der nahe einem dicken Rippenabschnitt angeordnet ist, zurück, wenn eine Form geschlossen und zusammengedrückt wird, mit der Folge, daß der Harzdruck des dicken Rippenabschnitts in sehr wirksamer Weise verringert werden kann. Dementsprechend ist es möglich, Gas am Umfang des dicken Rippenabschnitts in sicherer Weise ein zuführen. Daher kann der dicke Rippenabschnitt, ohne daß der Harzerweiterungseffekt des Preßverfahrens geopfert wird, se lektiv unter Verwendung eines geringen Gasdrucks gepreßt wer den, und es ist daher möglich, die Preßwirkung des Gases zu verbessern.
2. Der Preßbereich kann mit dem Rückströmen des Harzes, wenn die Form geschlossen und zusammengedrückt wird, vergrö ßert werden, so daß der Harzdruck im Hohlraum gleichmäßig ge macht werden kann. Daher ist es, insbesondere wenn ein ka stenartiger Formkörper geformt wird, möglich, daß der Preß druck auch auf die Endabschnitte des Formkörpers in ausrei chender Weise einwirkt.
3. Die vorliegende Erfindung ist daher einfach auf ein Design anwendbar, bei dem ein dicker Abschnitt in einem großen Bereich bei einem geringen Gasdruck festgelegt wird, und es ist möglich, einen Formkörper mit einem dicken Abschnitt, der keine Einsackstellen und ein überlegenes Erscheinungsbild aufweist, zu formen.

Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rungsformen der Erfindung wurde zur Erläuterung und Beschrei bung vorgelegt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Er findung auf die genaue offenbarte Form beschränken, und Modi fikationen und Variationen sind im Licht der vorstehenden Lehre möglich oder ergeben sich bei der Ausführung der Erfin dung. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, so daß der Fachmann imstande ist, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Mo difikationen, wie sie für die spezielle in Betracht gezogene Anwendung geeignet sind, auszuführen. Der Schutzumfang der Erfindung soll durch die beigefügten Anspruche und ihre Äqui valente festgelegt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (10) mit dicken Rippen (11) im Spritzprägeverfahren in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Einspritzen von geschmolzenem Harz aus einer Einspritzeinheit (20) über einen Harzangußkanal (9), dessen Mündung der Formvertiefung (4) für die Rippen (11) gegenüberliegt in den Formhohlraum, wobei die Form (2) nicht vollständig geschlossen ist,
- Einpressen von Gas aus einer sich in der anderen Formhälfte befindlichen Gaseinpreßöffnung (5) in den Formhohlraum (1), wobei das Gas zwischen die dicken Rippen (11) und die Formhohlraumoberfläche (2) eingebracht wird,
- vollständiges Schliessen der Form (2),
- während des vollständigen Schliessens der Form Rückströmenlassen des Harzes in die Einspritzeinheit (20) über den Harzangußkanal (9) und
- dabei weiteres Einbringen von Gas über die Gaseinpreßöffnung (5) in den Formhohlraum (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schließdruck unmittelbar nach dem vollständigen Schließen der Form (2) verringert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Zeitpunkt und Dauer des Gaseinpressens durch ein Spritzgieß-Startsignal oder ein Formschließ-Startsignal gesteuert werden.

4. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern (10) mit einem dicken Rippenabschnitt (11) im Spritzprägeverfahren in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Einspritzen von geschmolzenem Harz aus einer Einspritzeinheit (20) über einen Harzangußkanal (9), dessen Mündung dem dicken Rippenabschnitt (11) gegenüberliegt in den Formhohlraum, wobei die Form (2) nicht vollständig geschlossen ist,
- vollständiges Schliessen der Form (2),
- während des vollständigen Schliessens der Form Rückströmenlassen des Harzes in die Einspritzeinheit (20) über den Harzangußkanal (9) und
- gleichzeitiges oder anschliessendes Einpressen von Gas aus einer sich in der anderen Formhälfte befindlichen Gaseinpreßöffnung (5) in den Formhohlraum (1), wobei das Gas zwischen den dicken Rippenabschnitt (11) und die Formoberfläche (2) eingebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schliessdruck unmittelbar nach dem vollständigen Schließen der Form (2) verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei Zeitpunkt und Dauer des Gaseinpressens unter Verwendung eines Spritzgieß-Startsignals oder eines Formschließ-Startsignals gesteuert werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 4, mit einer Einspritzeinheit (20) und einem Harzangußkanal (9) und einer aus zwei Formhälften bestehenden Form (2) mit einer Gaseinpreßöffnung (5) und einem Formhohlraum (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinpreßöffnung (5) der Form (2) etwa gegenüber dem Harzangußkanal (9) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Mehrzahl von Gasein preßöffnungen (5) entsprechend einer Mehrzahl von dicken Rippen (11) des Formkörpers angebracht ist.