DE3128623A1

DE3128623A1 - Spritzgiessverfahren zur herstellung von ueberzogenen kunststofformteilen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3128623A1
Application number: DE19813128623
Authority: DE
Inventors: Bernard 01810 Bellignat Monnet
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-20
Publication date: 1982-04-15
Also published as: BR8104660A; ES8204338A1; AT383985B; FR2486864A1; ES503669A0; US4497763A; ATA320281A; CH642300A5; DE3128623C2; PT73294B; IT1144413B; BE889685A; IT8168011A0; GB2080187A; GB2080187B; JPS62762B2; FR2486864B1; JPS5751433A; PT73294A

Description

Be s chr e ibung

Die Erfindtmg betrifft ein Spritzgießverfahren zur Herstellung von überzogenen Kunststofformteilen, insbesondere zur Herstellung von Formteilen aus einem thermoplastischen oder wärmehärtbaren gefüllten Kunststoff oder mit einer nichtglatten äußeren Struktur. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung .dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, dünne Formteile aus einem wärmehärtbaren Kunststoff, der beispielsweise mit Glasfasern gefüllt (verstärkt) ist, herzustellen durch Formen einer ebenen Folie aus diesem gefüllten Kunststoff. Bei Anwendung dieses Herstellungsverfahrens hat das geformte Formteil jedoch weder eine glatte Oberfläche noch ein gutes Aussehen wegen der Anwesenheit des Füllstoffmaterials. Um diesen schlechten Oberflächenzustand zu beseitigen, wird im allgemeinen die Folie nach dem Formen mit einem Harz ohne Füllung überzogen, danach wird eine erneute Kompression in der Form zur Sicherstellung einer genauen Dimensionierung des fertigen Formteils sowie eine Polymerisation dieses Überzugsharzes ohne Füllstoff durchgeführt. Das auf diese Weise hergestellte Formteil weist glatte Oberflächen auf, in denen der Füllstoff nicht mehr sichtbar ist. Dieses Verfahren weist jedoch zahlreiche Nachteile auf. Einerseits ist die Verformungszeit lang, da die Form offen sein muß, um ein Überziehen der Oberfläche des Formteils mit dem Überzugsmaterial zu erlauben, und andererseits wird, da die Polymerisationen des gefüllten Materials und des Überzugsmaterials getrennt durchgeführt werden, nur eine mittelmäßige Haftung

zwischen den beiden polyinerisierten Materialien erzielt.

Es ist auch bereits bekannt, Formteile aus zwei verschiedenen thermoplastischen Materialien herzustellen, von denen eines den Kern (das Herz) des Formteils bildet und durch einen Füllstoff gefüllt oder geschäumt (Schaum) sein kann,und das andere die äußere Hülle des Formteils bildet, die dem fertigen Formteil ein korrektes Aussehen verleiht« Die Herstellung solcher Formteile erfolgt im allgemeinen· durch Einspritzen des die äußere Hülle des Formteils bildenden Materials in die Form und anschließendes Einspritzen des Materials, welches den Kern (das Herz) des Formteils bildet. Derartige Formteile werden aus Materialien hergestellt, die, während sie beim Einspritzen noch warm sind, noch Viskositäten von mehrerenllundelt üs mehreren Millionen Poise aufweisen, so daß zur Erzielung einer guten Verteilung des äußeren Materials (Überzugsmaterials) in das Zentrum der Ebene des zu formenden Formteils oder in seine Nähe zuerst das Material, das dazu bestimmt ist, den äußeren Überzug des Formteils zu bilden, und danach das den Kern (das Herz) bildende Material eingespritzt werden. Wegen der großen Viskosität der beiden Materialien ist es nicht möglich, dünne Formteile herzustellen, da die Dicke des äußeren Überzugsmaterials im Mittel nicht weniger als etwa 1 mm betragen darf. Darüber hinaus muß zum Einspritzen der beiden Materialien und insbesondere des äußeren Überzugsmaterials eine hohe Einspritzkraft angewendet werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu beseitigen,und Gegenstand der Erfindung ist ein Spritz

gießverfahren zur Herstellung von überzogenen Kunststoffformteilen, bei dem man einen Kunststoff in eine Form einspritzt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man mittels des Spritzgußmaterials ein Überzugsmaterial mit einer geringen Viskosität in die Form einführt.

Bei diesem Verfahren entsteht um das Spritzg u ßmaterial herum ein dünner Überzugsfilm, weil das Spritzgußmaterial eine viel höhere Viskosität aufweist als das Überzugsmaterial. Gleichzeitig erfolgt eine Polymerisation der beiden Materialien.

Ein anderes Charakteristikum der Erfindung besteht darin, daß das Überzugsmaterial durch das Spritzgußmaterial in die Form gedrückt wird. Dadurch entsteht eine gute Verteilung des Überzugsmaterials in der Form.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine Spritzgießform für das herzustellende Formteil und eine Einrichtung zum Einspritzen eines Kunststoffes (plastischen Materials) aufweist uni dadrch gekennzeichnet ist, daß eine Einrichtung zur Einführung des Überzugsmaterials in den Zuführungskanal für das Spritzgußmaterial zwischen der Einspritzeinrichtung und der Form mündet.

Diese Vorrichtung erlaubt die Einführung des Überzugsmaterials mit Hilfe des Spritzgußmaterials in die Form.

Ein anderes Charakteristikum der erfindungsgemäßen Vorrich-

tung besteht darin, daß der Zuführungskanal für das Material in den unteren Abschnitt des Formhohlraumes der Form mündet.

Als Folge der Schwerkraft bleibt das Überzugsmäterial mit der ansteigenden Front des Spritzgußmaterials in der Form in Kontakt.

Weitere charakteristische Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Dabei zeigern

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung; und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Variante einer erfindungs gemäß en Spritzgießvorrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren, zu dessen Durchführung ein Beispiel einer geeigneten Vorrichtung in der Fig. 1 dargestellt ist, kann angewendet werden zur Herstellung eines dünnen Formteils 1 aus einem gefüllten Kunststoff 2, das mit einem Überzug 3 versehen ist, wobei das überzogene Formteil direkt in einer Spritzgußform 4 mit einem Formhohlraum 5 für den gefüllten Kunststoff erhalten wird. Der das Formteil bildende Kunststoff kann aus einem wärmehärtbaren Harz₉ beispielsweise einem Polyesterharz, bestehen, das einen pul" verförmigen Füllstoff, wie z.B. Calciumcarbonat, und einen verstärkenden Füllstoff, wie z.B. Glasfasern, enthält.

Bei dem Übenigsmaterial kann es sich um eine Anstrichfarbe in Form einer Flüssigkeit oder ein flüssiges wärmehärtbares Harz mit einer Viskosität handeln, die bei Umgebungstemperatur unter 100 Poise liegt.

Dieses Verfahren besteht darin, daß zuerst das Überzugsmaterial mit einer geringen Viskosität in den unteren Abschnitt der Form zwischen dem Formhohlraum 5 und einer Einspritzöffnung 6 für das gefüllte Kunststoffmaterial, die· selbst unterhalb des Formhohlraumes liegt, eingeführt wird und danach das das Formstück bildende Material mittels einer Schneckenspritzeinrichtung 7 durch die Einspritzöffnung 6 eingespritzt wird.

Unter dem Einfluß seines Gewichtes (der Schwerkraft) kommt der gefüllte Kunststoff beim Einspritzen in den Hohlraum 5 mit dem Überzugsmaterial in Kontakt und stößt diesen in den Hohlraum unter Erzeugung eines dünnen Überzugsfilms zwischen der Form uiddem Spritzgußmaterial. Dieser dünne Film entsteht als Folge der geringen Viskosität des Überzugsmaterials, bezogen auf diejenige des Spritzgußmaterials.

Bei diesem Spritzgußteil-Typ hat ein flüssiges Überzugsmaterial nämlich im allgemeinen eine Viskosität von weniger als 100 Poise, während das das Formteil bildende Spritzgußmaterial bei der Temperatur am Austritt aus der Einspritzeinrichtung 7 eine Viskosität hat, die weit höher liegt und in der Größenordnung von einigen Tausend bis mehreren Millionen Poise liegen kann.

Dieses Verfahren erlaubt die Herstellung eines Formteils

mit einem guten Oberflächenzustand, da das gesamte gefüllte Spritzgußmaterial von dem Überzugsraaterial ₉ das keinen Füll» stoff enthält j, bedeckt.-, (überzogen) ist. Die Verteilung des Materials erfolgt immer in der richtigen Weise_? weil das homogene Spritzgtißmaterial selbst diese Verteilung gewähr= leistet»

Da das Überzugsmaterial gleichzeitig mit dem Spritzgußmaterial in die Form eingeführt wird;, werden darüber hinaus diese beiden Materialien in der Form gemeinsam polymer!» siertj, so daß eine gute Haftung zwischen diesen beiden Materialien in dem fertigen Formteil entsteht.

Außerdem erlaubt dieses Überzugsraaterial auch ein besseres Einspritzen des Spritzgußmaterials, da dieses Überzugsmate= rial wegen seiner geringen Viskosität als Gleitmittel ißSdh mittel) auf der Wand der Form für das Spritzgußmaterial fun° gierto

Dieses Verfahren erlaubt ferner die Herstellung von Form« teilen^ deren gesamte Oberflächen überzogen sindj, während dies nach bestimmten bekannten Verfahren nicht möglich ist_e Da das Überziehen des Formteils gleichzeitig mit dem Spritz= gießen des Formteils erfolgt,, werden ferner die Herstellungs·* zeiten derartiger Formteile sehr stark verkürzt^ bezogen auf diejenigen bei bekannten Verfahren₀

Eine Variante des erfiBdungsgetnäßen Verfahrens besteht darin ₉ daß unter der Einwirkung der Schwerkraft das Überzugsmaterial in den oberen Abschnitt der Form zwischen, dem Formhohl»

raum und der Einspritzöffnung für das das Formteil bildende Material, die ebenfalls oberhalb des Hohlraumes angeordnet ist, eingeführt wird und daß der Formhohlraum unter einen Fluid-, Gas- oder Flüssigkeitsdruck gesetzt wird, so daß das Überzugsmaterial in diesem oberen Abschnitt so lange festgehalten wird, bis dieses Fluid bzw. diese Flüssigkeit unter der Einwirkung des Spritzgußmaterials langsam aus dem Hohlraum verdrängt wird. Bei dieser Variante wird die Schwerkraft, die bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren das Überzugsmaterial mit dem Spritzgußmaterial in Kontakt hält, durch die Kraft ersetzt, die durch das unter Druck stehende Fluid bzw. die unter Druck stehende Flüssigkeit erzeugt wird.

Man kann auch für den Fall, daß die herzustellenden Formteile sehr dünn sind und/oder das Spritzgußmaterial eine hohe Viskosität aufweist, die Form im Augenblick des Einspritzens des Materials teilweise öffnen und dann die Form wieder schließen zur Herstellung von Formteilen in ihren endgültigen Formen und Dimensionen. '%

Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist in der Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellt und sie umfaßt eine Spritzform 4 mit einem Hohlraum 5 mit der Form des herzustellenden Formteils, eine Einspritzöffnung 6, in die eine Einspritzeinrichtung 7 mit einer Schnecke 8 mündet und die durch eine Rohrleitung 9 mit dem Hohlraum 5 verbunden ist. In diese Rohrleitung 9 mündet', eine Einführungseinrichtung 10, die einen Beschickungs- bzw. Einfüllzylinder für die Einführung des Überzugsmaterials bildet und umfaßt einen Kolben 11, der

für die Einführung dieses Materials in diese Rohrleitung

9 bestimmt ist, und eine Öffnung 12 zur Einführung dieses Materials in die Einführungsexnrichtung 10.

Mittels dieser Einrichtung, der Form 4 mit einem Hohlraum 5, die geschlossen ist, und der Einspritzeinrichtung 7, die durch ihre Einspritzöffnung 6 mit der Form in Kontakt steht, wird das Überzugsmaterial durch Einschieben des Kolbens 11 in Richtung der Pfeile f in die Rohrleitung 9 eingeführt), wobei die Protuberanz lla des Kolbens 11 am Ende der Einführung die Verbindungsöffnung der Einführungsexnrichtung

10 mit der Rohrleitung 9 verschließt,Mittels der Einspritzeinrichtung 7 schiebt man das Extrusionsmaterial durch die Schnecke 8 in die Rohrleitung 9 und dann in den Hohlraum 5 der Form. Das Überzugsmaterial wird dabei durch das Spritzgußmaterial in die Rohrleitung 9 und in den Hohlraum gestossen. Unter dem Druck dieses Spritzgußmaterials steigt das Überzugsmaterial zusammen mit diesem in dem Hohlraum nach oben unter Zurücklassung eines dünnen Films entlang der Formwand. Die beiden Materialien polymerisieren dann geraeinsam in der Form.

Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß exe einfach, wenig kostspielig ist und eine schnelle Herstellung eines überzogenen Formteils durch Spritzgießen erlaubt.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in Fig. 2 dargestellt ist, besteht darin, daß eine Einspritzöffnung 13 für das Spritzgußmaterial oberhalb des Hohlraumes angeordnet und durch eine Rohrleitung 14 mit dem Form«· hohlraum 5 verbunden,astühdiese Rohrleitung 14 mündet das

untere Ende eines Trichters 15, der die Einführungseinrichtung für das Überzugsmaterial bildet und in seinem unteren Abschnitt mit einem Absperrhahn 16 versehen ist. Eine Rohrleitung 17 zur Einführung eines Fluids bzw. einer Flüssigkeit unter Druck in den Hohlraum 5 steht mit dem unteren Abschnitt dieses Hohlraumes in Verbindung.

Bei dieser Variante der Vorrichtung, bei der der Hohlraum 5 durch die Rohrleitung 17 unter Druck gesetzt worden ist, öffnet man den Absperrhahn 16 in der Weise, daß eine bestimmte Menge Überzugsmaterial, das in dem Trichter 15 enthalten ist, in die Rohrleitung 14 eingeführt wird. Dann spritzt man in diese Rohrleitung das Material für das herzustellende Formteil durch die Einspritzeinrichtung 7 im Kontakt mit der Öffnung 13. der Form ein,das dann das Überzugsmaterial gegen den Druck der Flüssigkeit bzw. des Fluids in der Weise in die Form drückt, daß dieses Überzugsmaterial mit dem Spritzgußmaterial im Kontakt bleibt und sich in Form eines dünnen Films entlang der Formwand ablagert.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführutig dieses Verfahrens erlauben die Herstellung von Spritzgußteilen, die mit einer dünnen Überzugsschicht versehen sind, auf einfache Weise. Dadurch ist es möglich, sowohl Formteile aus einem thermoplastischen Material mit einem Überzug ebenfalls aus einem thermoplastischen Material, wobei die Härtung des Formteils durch Abkühlung der Form bewirkt wird, als auch Formteile aus einem wärmehärtbaren Material mit einem Überzug ebenfalls

aus einem wärmehärtbaren Material, wobei die Polymerisation dieser Materialien durch Erwärmen der Form erzielt wird, herzustellen.

Obgleich es sich in den vorstehend beschriebenen Beispielen bei dem eingespritzten Kunststoff um einen gefüllten Kunststoff handelt, ist die Erfindung selbstverständlich auch auf die Herstellung von Formteilen aus allen anderen Kunststoffen (gefüllt, geschäumt und dgl.) anwendbar, für die ein Überzug erwünscht ist, unabhängig davon, ob dieser Überzug der Erzielung eines guten Oberflächenzustandes oder einer speziellen Färbung dienen soll.

Leerseite

Claims

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1./ Spritzgießverfahren zur Herstellung von überzogenen Kunststofformteilen, bei dem man einen Kunststoff in eine Form spritzt, dadurch gekennzeichnet, daß man zusammen mit dem Spritzgußmaterial ein Überzugsmaterial mit einer geringen Viskosität in die Form einführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Überzugsmaterial durch das Spritzgußmaterial in die Form hineindrückt und es gegen dieselbe drückt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Überzugsmaterial durch die Schwerkraft gegen das Spritzgußmaterial drückt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Uberzugsmaterial mittels einer unter Druck stehenden Flüssigkeit bzw. Fluids gegen das Formmaterial drückt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmaterial bei Umgebungstemperatur eine Viskosität unter 100 Poise aufweist.

6. Spritzgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Spritzgießform für das herzustellende Formteil und eine Einrichtung zum Einspritzen eines Kunststoffes aufweist, in der eine Einrichtung zur Einführung des Überzugsmaterials in den Zuführungskanal für das Spritzgußmaterial zwischen der Einspritzeinrichtung und der Form mündet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführungskanal für das Material in den unteren Abschnitt der Form mündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einführung des Überzugsmaterials aus einem Beschickungszylinder mit einem Kolben und einer Öffnung zur Einführung dieses Materials in die Einführungseinrichtung besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal zur Einführung' des Materials in den unteren Ab-

schnitt der Form mündet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einführungseinrichtung aus einem Trichter besteht, der über einen Absperrhahn in den Zuführungskanal mündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohrleitung zur Einführung einer unter Druck stehenden Flüssigkeit bzw. eines Fluids in den unteren Abschnitt des Formhohlraums mündet.