DE2422579A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE MANUFACTURING OF COMPONENTS WITH CLOSED SMOOTH SKIN AND A CELLULAR CORE FROM POLYMERIC FABRICS - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR THE MANUFACTURING OF COMPONENTS WITH CLOSED SMOOTH SKIN AND A CELLULAR CORE FROM POLYMERIC FABRICSInfo
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- Molding Of Porous Articles (AREA)
Description
(Priorität: 9. Mai 1973 - Bulgarien - Nr. 23 557)(Priority: May 9, 1973 - Bulgaria - No. 23 557)
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung für die Herstellung von Teilen mit geschlossener glatter Haut und zelligem Kern aus treibmittelhaltigen
Kunststoffen durch Spritzgießen oder Extrudieren.The present invention relates to a method and
a device for the production of parts with closed smooth skin and cellular core from propellant-containing
Plastics by injection molding or extrusion.
Es sind verschiedene Verfahren für die Herstellung solcher
Teile mit glatter Oberfläche bekannt. Bei einem von ihnen wird in dem Hohlraum der Spritzform eine tiefgezogene Folie
eingelegt. Bei einem anderen Verfahren wird zunächst der Hohlraum der Spritzform unter hohem Druck mit Schmelze vollständig
gefüllt und nach der Bildung einer geschlossenen Haut wird die Spritzform in einem solchen Abstand geöffnet, daß sich ein zusätzliches
Volumen für das Aufschäumen des Polymerisats in dem Kernbereich bildet. Diese beiden Verfahren haben jedoch nur
eine begrenzte Anwendung für Teile mit bestimmter Gestalt.Various methods are known for producing such smooth-surfaced parts. In one of them, a deep-drawn film is placed in the cavity of the injection mold
inserted. In another method, the cavity of the injection mold is first completely filled with melt under high pressure and after the formation of a closed skin, the injection mold is opened at such a distance that an additional volume for the foaming of the polymer is formed in the core area. However, these two procedures only have
a limited application for parts with a certain shape.
Es sind andere Verfahren bekannt, bei denen für die geschlossene Haut ein Werkstoff verwendet wird, der kein Treibmittel enthält, während für den zelligen Kern ein treibmittelhal-Other methods are known in which a material is used for the closed skin that does not contain a propellant contains, while for the cellular nucleus a propellant
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tiger Werkstoff verwendet wird. Ein gemeinsamer Nachteil dieser Verfahren ist die Notwendigkeit von zusätzlichen Plastifizier- und Spritzeinrichtungen, sowie auch von zusätzlichen Mechanismen für ihren Antrieb.tiger material is used. A common disadvantage of these processes is the need for additional plasticizing and spray devices, as well as additional mechanisms for their drive.
Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem in dem Formhohlraum im voraus ein Gasdruck erzeugt wird, um ein Aufschäumen der Schmelze beim Eintritt in die Form zu verhindern.' Dieses Verfahren ermöglicht das Steuern des Strukturbildungsvorganges und die Herstellung von Teilen mit einer geschlossenen Haut mit gleichmäßiger Dicke. Um jedoch dies zu erreichen, ist es erforderlich, in den verwendeten Spritzgießmaschinen zusätzlich einen Verteiler und einen vertikalen Zylinder mit Kolben einzubauen, die mit Antriebs- und Heizeinrichtungen ausgerüstet sind.A method is known in which in the mold cavity a gas pressure is generated in advance in order to prevent foaming of the melt when it enters the mold. ' This Process enables the structure formation process to be controlled and the production of parts with a closed skin uniform thickness. However, in order to achieve this, it is necessary in addition in the injection molding machines used to install a distributor and a vertical cylinder with pistons, equipped with drive and heating devices are.
Keines der beschriebenen Verfahren ermöglicht jedoch die Herstellung von Teilen mit geschlossener glatter Haut und zelligem- Kern durch Extrudieren.However, none of the methods described allows the production of parts with a closed smooth skin and a cellular core by extrusion.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren und Einrichtungen zu vermeiden durch Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für die Herstellung von Teilen mit geschlossener glatter Haut und zelligem Kern aus treibmittelhaltigen Polymeren auf herkömmlichen Spritzgießmaschinen oder Extrudern.The object of the present invention is to address the disadvantages of the known methods and devices avoid by providing a method and apparatus for making parts with closed smoother Skin and cellular core made of propellant-containing polymers conventional injection molding machines or extruders.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere in der Spritzeinheit der Maschine auf eine Temperatur erwärmt wird, die unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels liegt, wobei beim Spritzgießen zunächst in der Spritzform eine solche Menge Material eingespritzt wird, die zur Bildung der geschlossenen Haut erforderlich ist; anschließend wird durch zusätzliches ErwärmenThe method according to the invention for solving this problem is characterized in that the polymer is in the injection unit the machine is heated to a temperature which is below the decomposition temperature of the propellant, with Injection molding first in the injection mold such an amount of material is injected as necessary to form the closed skin is required; then by additional heating
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der Düse die Temperatur dar durchfließenden Schmelze rasch oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels erhöht, um den zelligen Kern zu bilden, und am Ende des Füllvorganges wird die Temperatur wieder herabgesetzt. Beim Extrudieren wird -die Temperatur nur des zentralen Bereiches der durch die Düse fließenden Schmelze dauernd oder periodisch oberhalb der Zersfetzungstemperatur des Treibmittels aufrechterhalten zwecks Bildung des zelligen Kerns, während die Haut von nicht zusätzlich erwärmter und infolgedessen ungeschäumter Schmelze gebildet wird, die beim Durchfließen der Düse in Berührung mit den Düsenwänden kommt.the temperature of the melt flowing through the nozzle quickly increased above the decomposition temperature of the propellant, to form the cellular core, and at the end of the filling process, the temperature is reduced again. When extruding - the temperature of only the central area of the through the Nozzle flowing melt continuously or periodically maintained above the decomposition temperature of the blowing agent for the purpose Formation of the cellular core, while the skin is formed from melt that is not additionally heated and consequently unfoamed which comes into contact with the nozzle walls as it flows through the nozzle.
Eine Verwirklichungsmöglichkeit der Erfindung ist in der beiliegende! Zeichnung erläutert, die schematisch im Längsschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (Düse) darstellt.One possibility of realizing the invention is in the enclosed! Drawing explained schematically in longitudinal section represents the structure of a device (nozzle) according to the invention.
Die Düse besteht, entsprechend der Zeichnung, aus den beiden Teilen 1 und 5, die durch die Mutter 4 miteinander verbunden und mittels der Ringe 3 elektrisch isoliert sind. In der Achse der Düsenöffnung befindet sich das elektrische Heizelement 2, dessen eines Ende an Teil 1 angeschweißt ist und das andere Ende an Teil 5· Das Ein- und Ausschalten des Heizelementes erfolgt durch den Speise- und Steuerblock 7. Die Düse wird am Ende der Spritzeinheit der Spritzgießmaschine oder des Schneckenzylinders des Extruders befestigt.According to the drawing, the nozzle consists of the two parts 1 and 5, which are connected to one another by the nut 4 and are electrically insulated by means of the rings 3. The electrical heating element is located in the axis of the nozzle opening 2, one end of which is welded to part 1 and the other end to part 5 · The switching on and off of the heating element takes place through the feed and control block 7. The nozzle is at the end of the injection unit of the injection molding machine or the Screw cylinder of the extruder attached.
' Der erfindungsgeraäße Verfahrensablauf beim Spritzgießen von Formteilen ist wie folgt:'The process sequence according to the invention in injection molding of molded parts is as follows:
Im Hohlraum der Spritzform wird die Polymerschmelze eingespritzt, deren Temperatur niedriger ist als die Zersetzungstemperatur des beigemischten Treibmittels. Nachdem in die Spritzform die nötige Menge Material für die Bildung der geschlossenenThe polymer melt is injected into the cavity of the injection mold, whose temperature is lower than the decomposition temperature of the added blowing agent. After in the injection mold the necessary amount of material for the formation of the closed
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«RTMANN BCHtVF T.iONBF flTHTHL SCtlCBBL-HOPF UiBINOHAUB ^. . _ _ _ _«RTMANN BCHtVF T.iONBF flTHTHL SCtlCBBL-HOPF UiBINOHAUB ^. . _ _ _ _
Haut eingeführt worden ist, wird in der Düse das elektrische Heizelement 2 eingeschaltet, wodurch die Temperatur der durchfließenden Schmelze rasch oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels erhöht wird. Das Aufheizen dauert an,bis in die Form die nötige Menge aufgeschäumtes Material für die Bildung des zelligen Kerns eingeführt worden ist. Am Ende des Füllvorganges wird das Heizelement 2 ausgeschaltet, damit die Temperatur abfällt, wodurch die letzte Portion Material nicht aufschäumen kann und eine geschlossene Oberfläche im Bereich des Angusses erzielt wird. Das vollständige Ausfüllen des Formhohlraumes erfolgt unter der Wirkung des Druckes der gasförmigen Zersetzungsprodukte, die sich beim Aufschäumen des Kernmaterials bilden.When the skin has been inserted, the electric heating element 2 in the nozzle is switched on, thereby reducing the temperature of the flowing through Melt is increased rapidly above the decomposition temperature of the blowing agent. The heating continues until in the mold the necessary amount of foamed material for the formation of the cellular nucleus has been introduced. At the end of the filling process the heating element 2 is switched off so that the temperature drops, as a result of which the last portion of material does not foam can and a closed surface is achieved in the area of the sprue. The complete filling of the mold cavity takes place under the effect of the pressure of the gaseous decomposition products that are formed when the core material is foamed form.
Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf beim Extrudieren ist wie folgt:The extrusion process according to the invention is as follows:
Das Polymere, das extrudiert wird, ist in dem Schneckenzylinder auf eine Temperatur erwärmt, die niedriger als die Zersetzungstemperatur des beigemischten Treibmittels ist. Der zentrale Bereich der durch die Düse fließenden Schmelze wird zusätzlich durch das Heizelement 2 auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels erwärmt, wobei sich infolge des AufSchäumens der zellige Kern bildet. Die Haut wird von nicht zusätzlich erwärmter und infolgedessen nicht aufgeschäumter Schmelze gebildet, die beim Ausfließen in Berührung mit den Düsenwänden ist. Falls es erforderlich ist, daß das extrudierte Profil Bereiche aufweist, in denen der ganze Querschnitt massiv sein muß, erfolgt das zusätzliche Erwärmen periodisch. The polymer that is extruded is heated in the screw barrel to a temperature lower than the decomposition temperature of the added propellant. The central area of the melt flowing through the nozzle is additionally heated by the heating element 2 to a temperature above the decomposition temperature of the propellant, wherein as a result of the foaming, the cellular core is formed. The skin will formed by not additionally heated and consequently not foamed melt, which come into contact when flowing out with the nozzle walls. If it is necessary that the extruded profile has areas in which the entire cross-section must be massive, the additional heating takes place periodically.
Die Erfindung bezieht sich auf alle Typen an Thermoplasten, die durch Spritzgießen verarbeitet werden, zum Beispiel Polyolefine, Polystyrole, Polyamide und Polycarbonate. Die Treibmittel sind vom chemischen Typ, die beim Erwärmen, beim Ausscheiden von Gasen, zum Beispiel Azpdicarbonamide, zerfallen.The invention relates to all types of thermoplastics that are processed by injection molding, for example Polyolefins, polystyrenes, polyamides and polycarbonates. The propellants are of the chemical type that when heated, when excreted of gases, for example azpdicarbonamides, decompose.
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