DE2252042A1 - Spritzgiessverfahren zur herstellung von firnteukeb nut veredekter oberflaeche - Google Patents

Spritzgiessverfahren zur herstellung von firnteukeb nut veredekter oberflaeche

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Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG ? 9 R ? Π /
Unser Zeichen: O0Z. 29 481 Wr/Wil 67OO Ludwigshafen, 20. 10. 1972
Spritzgießverfahren zur Herstellung von Pormteilen mit veredelter
Oberfläche
Die Erfindung betri'fft ein Spritzgießverfahren zur Herstellungvon Porrateilen mit veredelter Oberfläche, wobei eine erwärmte, ebene Folie aus thermoplastischem Kunststoff zwischen zwei, einen Hohlraum begrenzende Werkzeughälften gebracht und entsprechend der Werkzeugkontur verformt wird.
Es ist bekannt, spritzgegossenen Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen dadurch ein dekoratives Aussehen zu verleihen, daß sie ganz oder teilweise mit bedruckten oder unbedruckten Folien überzogen werden. Die Folien werden dabei in das Spritzgußwerkzeug eingelegt und mit der Kunststoffmasse hinterspritzt, so daß sie an ihren Oberflächen aufschmelzen und sich mit der heißen Kunststoffmasse verbinden. Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 2 100 374 ist weiterhin ein Verfahren zum Spritzgießen von Dekorationsplatten bekannt, wobei erwärmte Kunststoff-Folien in ein zweiteiliges Werkzeug eingebracht und vor dem Einspritzen der Kunststoffschmelze gegen eine Werkzeughälfte vakuumverformt werden. Nachteilig hierbei ist jedoch der durch die Vakuumanlage bedingte hohe apparative Aufwand. Ferner"entstehen durch die erforderlichen Vakuumschlitze in der Form zusätzliche Werkzeugkosten und es lassen sich Markierungen auf den Folien nicht vermeiden. Schließlich werden scharfe Kanten für viele Spritzgußteile beim Vakuumtiefziehen der Folien nicht stark genug ausgeprägt, da die erwärmten Folien beim Kontakt mit den kalten Werkzeugoberflächen augenblicklich zumindest teilweise erstarren und sich dadurch einer genauen Ausprägung dieser scharfen Kanten widersetzen. Durch die engen Vakuumschlitze ist es außerdem nicht möglich, die maximale Tiefziehgeschwindigkeit zu erreichen.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, unter Umgehung vorstehend genannter Nachteile ein Spritzgießverfahren zur Herstellung von Formteilen mit veredelter Oberfläche zu finden, das insbesondere
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eine problemlose Oberflächengestaltung, d. h. eine einfache Verformung der Folie gestattet.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folie durch Einspritzen eines treibmittelhaltigen expandierbaren thermoplastischen Kunststoffs in das nicht gasdicht schließende Werkzeug verformt wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält der eingespritzte thermoplastische Kunststoff 0,05 bis 4,0 Gew.% Treibmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Spritzmasse. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Werkzeug an den Stellen, an welche sich die Folie während ihrer Verformung anlegt, mit einem Belag aus Polytetrafluoräthylen versehen.
Nach diesem Verfahren können Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen, wie Polystyrol, Styrolmischpolymerisaten, zum Beispiel mit Acrylnitril, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyisobutylen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyacryl- und -methacrylverbindungen sowie Mischpolymerisaten und Polymerisatgemischen verschiedener Zusammensetzung hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß zu verarbeitenden thermoplastischen Kunststoffe enthalten entweder in homogener Verteilung eine den Kunststoff nicht lösende Flüssigkeit, die beim Erwärmen des Kunststoffs als Treibmittel wirkt, oder man verwendet Mischungen aus thermoplastischen Kunststoffen und solchen Stoffen oder Stoffmischungen, welche sich bei den Verarbeitungstemperaturen unter Bildung von Gasen zersetzen. Als solche gasabspaltenden Treibmittel eignen sich beispielsweise Ammoniumbicarbonat, Natriumbicarbonat oder auch Mischungen dieser Verbindungen mit organischen Säuren, sowie Azoverbindungen, wie Azodicarbonamid, oder auch Nitrosoverbindungen und Hydrazinderivate. Die Auswahl der Treibmittel richtet sich in erster Linie nach der Verarbeitungstemperatur der thermoplastischen Kunststoffe. Ihr Anteil beträgt im allgemeinen etwa 0,05 bis 4,0 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Spritzmasse. Ferner ist es zweckmäßig, den Druck im Plastifizierungszylinder so hoch zu halten, daß er mindestens gleich dem Druck des Treibmittels unter den Verarbeitungsbedingungen ist. Werden solche Treibmittel verwendet,
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welche sich bei den Verarbeitungstemperaturen unter Bildung gasförmiger Stoffe zersetzen, so soll unter dem Druck des Treibmittels der Druck des entstehenden Gases verstanden werden. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß sich die geschmolzene Masse im Plastifizierungszylinder aufbläht.
Unter Folien im Sinne der Erfindung werden insbesondere ebene, flächenförmige Gebilde, vornehmlich aus thermoplastischen Kunststoffen mit einer Dicke von zweckmäßig 100 bis 2000 /um, vorteilhaft 200 bis 1000/U, verstanden. Geeignete thermoplastische Kunststoffe sind die für Folien üblicherweise verwendeten Polymeren, wie Homo- und Copolymere des Äthylens, des Propylene oder Copolymere des Styrols, des Vinylchlorids und des Vinylidenchlorids. Ferner eignen sich auch Polyamide, Polyester und Polycarbonate.
Die Folie wird vor dem Einlegen in das Werkzeug mittels einer üblichen Heizeinrichtung, beispielsweise eines Infrarotstrahlers auf eine solche Temperatur gebracht, die es ermöglicht, während des Einspritzvorganges des thermoplastischen Kunststoffs ein Aufschmelzen der Folienoberfläche durch die Spritzmasse und ein festes Verbinden der Folie mit dem thermoplastischen Kunststoff zu bewirken. Bevorzugt sind Temperaturen, die etwa 60°C oberhalb und 5O0C unterhalb des Erstarrungsbereiches des verwendeten Folienmaterials liegen. v
Die Spritzmasse wird, wenn das Werkzeug geschlossen und die erwärmte Folie zwischen den Trennflächen des Werkzeuges eingeklemmt ist, über eine Angußöffnung unter für das Spritzgießen üblichen Drücken in den Formhohlraum eingepreßt. Da die in der Form enthaltene Luft lediglich durch den Druck der expandierenden thermoplastischen Masse verdrängt wird, dürfen die Werkzeughälften nicht gasdicht schließen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die mit der Folie in Berührung kommenden Werkzeugflächen mit einem Belag mit möglichst niedrigen Reibungs- und Wärmeleitkoeffizienten, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, zu versehen.
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Die in die Formhöhlung eintretende Spritzmasse wird an der Fließfront "schaumig" und bewirkt eine sanfte Verformung der Folie und verhindert gleichzeitig eine zu große Wärmeabgabe der Spritzmasse an die Folie. Die Gasblasen haben isolierende Wirkung.
Das Unterbrechen der Verbindung zwischen Plastifizierungszylinder und der Form erfolgt zweckmäßig durch Verschlußdüsen.
Als VerschlußdUsen kommen besonders solche mit Schließnadel in Betracht, deren Schluß durch Federkraft oder andere bekannte Methoden, z. B. hydraulisch, bewirkt wird und gegebenenfalls zwangsweise gesteuert werden kann.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbesondere in der wesentlich vereinfachten Verarbeitungstechnik, da eine Vakuumanlage nicht erforderlich ist und somit beim Tiefziehen nicht auf die Erzeugung eines gleichmäßigen und ausreichend starken Vakuums im Formhohlraum geachtet werden muß. Ferner sind die Investitlons- und Betriebskosten gegenüber bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen wesentlich geringer. Außerdem entstehen im Fertigteil geringere Spannungen, da im Gegensatz zu den bekannten Verfahren die Masse gegen eine erwärmte Folie gespritzt wird. Die Temperaturen an den Flächen des Formteiles sind deshalb bei Beginn des Abkühlvorganges weitgehend gleich, was eine Voraussetzung für ein gleichmäßiges Abkühlen des Formteiles und für seine Verzugsfreiheit ist.
Beispiel 1
Eine Folie aus schlagfestem Polystyrol (Polybutadiengehalt β #) mit einer Dicke von 0,3 mm wird in einem Spannrahmen auf eine Temperatur von 125°C erwärmt und mit dem Spannrahmen auf die Trennfläche eines geöffneten Werkzeuges gebracht. Die Werkzeug temperatur beträgt 4O0C. Nach dem Schließen des Werkzeuges wird durch die Angußöffnung unter einem Druck von etwa 250 kp/cm geschmolzenes Polystyrol (Polybutadiengehalt 15 %) mit 0,5 Gew.% Azodlcarbonamid in die Werkzeughöhlung eingespritzt. Die Temperatur der Spritzmasse beträgt 27O°C. Durch die treibmittelhaltige Kunststoffschmelze wird die Folie entsprechend der
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Werkzeugkontur verformt. Nach einer Abkühlzeit von etwa 4 Minuten wird das erstarrte Formteil (Schrankteil mit den Abmessungen 400 χ 600 χ 12 mm) aus dem Werkzeug entnommen. Die Folie ist auf der Sichtseite des Schrankteils fest verschweißt und bildet dort eine glatte "schlierenfreie" Oberfläche.
,Beispiel 2
Eine mit einer Holzmaserung bedruckte Folie aus Polyvinylchlorid von 0,4 mm Dicke wird auf 115°C erwärmt und entsprechend der in Beispiel 1 angegebenen Arbeitsweise.weiterbehandelt. Durch die Angußöffnung des Werkzeuges wird unter einem Druck von 300 kp/cm geschmolzenes Hart-PVC mit 2,0 Gew.$ Natriumbicarbonat in die Werkzeughöhlung gespritzt. Die Temperatur der Spritzmasse beträgt 2200C Während des Einspritzvorganges" beträgt die Werkzeugtemperatur 900C; sie idrd unmittelbar nach dem Einspritzen auf 200C gesenkt. Nach einer Abkühlzeit von 2,5 Minuten wird das erstarrte Formteil (Schubladenblende mit den Abmessungen 350 χ 8θ χ 8 mm) aus dem Werkzeug entnommen. Die bedruckte Folie ist auf der Sichtseite der Schubladenblende fest verschweißt und bildet dort eine glatte Oberfläche.
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Claims (2)

  1. - β - ' O. Z. 29 461
    Patentansprüche
    fly Spritzgieöverfahren zur Herstellung von Formteilen mit veredelter Oberfläche, wobei eine erwärmte, ebene Folie aus thermoplastischem Kunststoff zwischen zwei, einen Hohlraum begrenzende Werkzeughälften gebracht und entsprechend der Werkzeugkontur verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch Einspritzen eines treibmittelhaltigen, expandierbaren thermoplastischen Kunststoffes in das nicht gasdicht schließende Werkzeug verformt wird.
  2. 2. Spritzgießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingespritzte thermoplastische Kunststoff 0,05 bis 4,0 Gew.% Treibmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Spritzmasse, enthält.
    3· Spritzgießverfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man WerKzeuge verwendet, die an den Stellen, an welche sich die Folie während der Verformung anlegt, mit einem Belag aus Polytetrafluoräthylen versehen sind.
    Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG
    409819/0958
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