DE3128623C2

DE3128623C2 - Spritzgießverfahren und Vorrichtung zum Herstellen von mit Kunststoff überzogenen Kunststofformteilen

Info

Publication number: DE3128623C2
Application number: DE3128623A
Authority: DE
Inventors: Bernard Bellignat Monnet
Original assignee: Pont-A-Mousson Sa Nancy Fr
Current assignee: Pont-A-Mousson Sa Nancy Fr
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-20
Publication date: 1990-11-15
Also published as: BR8104660A; ES8204338A1; AT383985B; FR2486864A1; ES503669A0; US4497763A; ATA320281A; CH642300A5; PT73294B; IT1144413B; DE3128623A1; BE889685A; IT8168011A0; GB2080187A; GB2080187B; JPS62762B2; FR2486864B1; JPS5751433A; PT73294A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Spritzgießverfahren zur Herstellung von gefüllten oder geschäumten Kunststofformteilen. Zur Herstellung von Formteilen mit glatten Wänden führt man zusammen mit dem Spritzgußmaterial ein Überzugsmaterial mit einer geringen Viskosität in die Form ein. Unter dem Einfluß des Schubs (Druckes) des Spritzgußmaterials lagert sich das Überzugsmaterial in Form eines dünnen Films auf den Wänden der Form ab. Das Spritzen des Kunststoffmaterials erfolgt in dem unteren Abschnitt der Form in der Art, daß das Überzugsmaterial zusammen mit dem Spritzgußmaterial in der Form langsam nach oben steigt. Auf diese Weise erhält man Formteile aus einem thermoplastischen und wärmehärtbaren Kunststoff mit glatten Wänden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.

Es sind bereits ein Spritzgießverfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von mit Kunststoff überzogenen Kunststofformteilen bekannt (DE-AS 24 25 627), bei welchen das überzogene Kunststofformteil dadurch hergestellt wird, daß gleichzeitig zwei Kunststoffmassen in einen Formhohlraum eingespritzt werden, von denen die eine Kunststoffmasse das Formteil und die andere Kunststoffmasse den Überzug des Formteils bildet. Hierbei erfolgt jedoch die Zuführung der beiden Kunststoffmassen in Höhe der Mitte des Formhohlraums. Diese zentrale Zuführung, der Kunststoffmassen hat zur Folge, daß der Überzug eine ausreichend hohe Viskosität besitzen muß, um eine Verteilung des Überzugs im gesamten Formhohlraum sicherzustellen. Bei einer geringen Viskosität des Überzugs würde nämlich infolge der zentralen Zufuhr der Kunststoffmassen zum Fornv hohlraum der Überzug nur im wesentlichen schwerkraftbedingt in den unteren Bereich des Formhohlraums, jedoch nicht in den Bereich des Formhohlraums

5 oberhalb der zentraeln Zufuhr gelangen. Mit einem Überzug mit einer hohen Viskosität lassen sich allerdings Kunststofformteile mit einem vergleichsweise sehr dünnen Überzug nicht einwandfrei herstellen. Ein weiterer Nachteil eines Überzugs mit einer hohen Viskosität besteht schließlich darin, daß der in den Formhohlraum eingebrachte Überzug unter seinem eigenen Gewicht nur schwer abfließen kann, so daß der Druck der den Kern des Formteils bildenden Kunststoffmasse die Verteilung des Überzugs im Formhohlraum sicherstellen muß.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindungs darin, ein Spritzgießverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mittels dem beim gleichzeitigen Einspritzen zweier Kunststoffmassen in einen Formhohlraum sich ein über das gesamte Formteil gleichmäßig dünner und gut haftender Überzug erzielen läßt und gleichzeitig das Eindringen der Kunststoffmasse für das Formteil in den Formhohlraum begünstigt wird.

Für das Verfahren wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen gelöst

Dadurch, daß nach Maßgabe der Erfindung beide Kunststoffmassen am untersten oder obersten Ende eines im wesentlichen vertikal verlaufenden Formhohlraumes eingeführt werden, wobei für den Überzug eine Kunststoffmasse mit einer viel geringeren Viskosität als die der Kunststoffmasse für das Formteil verwendet wird, läßt sich über das gesamte Formteil ein gleichmä-

Big dünner Überzug erzielen, weil aufgrund dieser Zufuhr und der Viskositätseigenschaft für den Überzug die Überzugsmasse gleichmäßig über den gesamten Formhohlraum verteilt werden kann. Da die Kunststoffmasse für den Überzug aufgrund der geringeren Viskosität als Gleitmittel für die gleichzeitig eingebrachten Kunststoffmasse für das Formteil wirkt wird hierdurch auch das Einspritzen der Kunststoffmasse für das Formteil erleichtert, welche Masse zudem die gleichmäßige Verteilung der Kunststoffmasse für den Überzug begün-Stigt.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kunststoffmasse für den Überzug beim Einspritzen beider Kunststoffmassen am obersten Ende des Formhohlraumes mittels eines Druckmittels

so gegen die Formteilmasse gedrückt. Dadurch wird ein verfrühtes Herabfließen des niedrigviskosen Überzugs verhindert.

Zwar ist es bekannt (Fachbuch: U. Knipp, »Herstellung von Großteilen aus Polyurethan-Schaumstoffen«, Zechner & Hüthig Verlag, 1974, Seiten 104 bis 113, 117, 118) eine Kunststoffmasse von unten in einen Formhohlraum einzuspritzen, wobei zum leichten Einspritzen eine niedrigviskose Kunststoffmasse verwendet wird, und ist es ferner bekannt (Firmenschrift der Anker-Werke »Die Herstellung von Spritzgußteilen mit Sandwich-Struktur auf Anker-Mehfkömponenten-Spritzgießmaschinen«) bei nacheinander eingespritzten Kunststoffmassen für den Überzug und das Formteil die Viskosität der Kunststoffmasse für den Überzug etwas geringer zu halten als die der Kunststoffmasse für das Formteil, jedoch sind diese Maßnahmen nicht in Verbindung miteinander und auch nicht zur Erzielung eines dünnen Überzugs für ein Formteil bekannt, bei dem die

Kunststoffmasse für den Überzug gleichzeitig mit der Masse für das Formteil eingespritzt wird.

Eine nach Maßgabe der Erfindung für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ergibt sich aus den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 4, wobei eine zweckmäßige Ausgestaltung dieser Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 enthaltenen Merkmale gekennzeichnet ist

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Spritzgießvorrichtung sowie

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Spritzgießvorrichtung.

Das Verfahren, zu ^ssen Durchführung ein Beispiel einer geeigneten Vorrichtung in der F i g. 1 dargestellt ist, kann angewendet werden zur Herstellung eines dünnen Formteils 1 aus einer mit Füllstoff versehenen Kunststoffmasse 2, das mit einem Oberzug 3 versehen ist, wobei das überzogene Formten direkt in einer Spritzgießform 4 mit einem Formhohlraum 3 für den gefüllten Kunststoff erhalten wird. Die das Formteil bildende Kunststoffmasse kann aus einem wärmehärtbaren Harz, beispielsweise einem Polyesterharz, bestehen, das einen pulverförmigen Füllstoff, wie z. B. Calciumcarbonat, und einen verstärkten Füllstoff, wie z. B. Glasfasern, enthält

Bei der Kunststoffmasse für den Überzug kann es sich um eine Anstrichfarbe in Form einer Flüssigkeit oder ein flüssiges wärmehärtbares Harz mit einer Viskosität handeln, die bei Umgebungstemperatur unter 10 Pa - s liegt

Dieses Verfahren besteht darin, daß zuerst die niedrigviskose Kunststoffmasse für den Überzug in den unteren Abschnitt der Form 4 zwischen dem Formhohlraum 5 und einer Einspritzöffnung 6 für die Kunststoffmasse für das Formteil, die selbst unterhalb des Formhohlraumes 5 liegt, eingeführt wird und danach die das Formteil bildende Kunststoffmasse mittels einer Einspritzvorrichtung 7 durch die Einspritzöffnung 6 eingespritzt wird.

Unter dem Einfluß ihres Gewichtes drückt die Formteilmasse die Überzugsmasse in den Formhohlraum 5 unter Erzeugung eines dünnen Überzugsfilms zwischen der Wand dis Formhohlraums 5 und der Formteilmasse. Dieser dünne Film entsteht als Folge der geringen Viskosität der Überzugsmasse gegenüber der der Formteilmasse. Die Formteilmasse verteilt beim Einspritzen in den Formhohlraum 5 die Überzugsmasse über den gesamten Formhohlraum 5. Da die Überzugsmasse wegen der geringen Viskosität als Gleitmittel auf der Wand des Formhohlraums 5 dient, wird auch das Einführen der Formteilmasse in den Formhohlraum erleichtert

Die Überzugsmasse hat hierbei im allgemeinen eine Viskosität von weniger als 10 Pa · s, während die Formteilmasse bei der Temperatur am Austritt aus der Einspritzvorrichtung 7 eine Viskosität hat, die weit höher liegt und in der Größenordnung von einigen Hundert bis mehreren Hunderttausend Pa · s Hegen kann. Aufgrund der geringen Viskosität läßt sich die Überzugsmasse über den gesamten Formhohlraum verteilen und gewährleistet mit ihrer Gleitmittelfunktion auch die Verteilung der Forniteilmasse im gesamten Formhohlraum, so daß die gesamte Oberfläche des Formteils schließlich mit dem Übeujg versehen ist.

Eine Variante des Verfahrens besteht darin, daß unter der Einwirkung der Schwerkraft die Überzugsmasse in den oberen Abschnitt der Form zwischen dem Forrahohlraum und der Einspritzöffnung für die Formteilmasse, die ebenfalls oberhalb des Hohlraumes angeordnet ist eingeführt wird und daß der Formhohlraum unter einen Gas- oder Flüssigkeitsdruck gesetzt wird, so daß die Überzugsmasse in diesem oberen Abschnitt so lange festgehalten wird, bis das Druckmittel unter der Einwirkung der Formteilmasse langsam aus dem Formto hohlraum verdrängt wird. Bei dieser Variante wird die Schwerkraft, die bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren die Überzugsmasse mit der Formteihnasse in Kontakt hält, durch das Druckmittel ersetzt
Man kann auch für den Fall, daß die herzustellenden Formteile sehr dünn sind und/oder die Formteilmasse eine hohe Viskosität aufweist die Form im Augenblick des Einspritzens teilweise öffnen und dann die Form wieder schließen zur Herstellung von Formteilen in ihren endgültigen Formen und Dimensionen.

Eine Vorrichtung zur Durchfühnv;; des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist in der f i ζ. J der Zeichnung dargestellt und sie umfaßt eine Spritzgießform 4 mit einem Formhohlraum 5, eine Einspritzöffnung 6, in die eine Einspritzvorrichtung 7 mit einer Schnecke 8 mündet und die durch einen Zuführkanal 9 mit dem Formhohlraum 5 verbunden ist In diesen Zuführkanal 9 mündet eine Einspritzvorrichtung 10, die einen Einspritzzylinder für die Einführung der Überzugsmasse bildet und einen Kolben 11, der für die Einführung der

Überzugsmasse in den Zuführkanal 9 bestimmt ist, sowie eine Öffnung 12 zur Einführung der Überzugsmasse umfaßt

Mittels dieser Einspritzvorrichtung, der Spritzgießform 4 mit einem geschlossenen Formhohlraum 5 und der Einspritzvorrichtung 7, die durch die Einspritzöffnung 6 mit der Spritzgießform 4 in Kontakt steht, wird die Überzugsmasse durch Einschieben des Kolbens 11 in Richtung der Pfeile /in den Zuführkanal 0 eingeführt, wobei ein Vorsprung 11a des Kolbens 11 die Verbindungsöffnung der Einspritzvorrichtung 10 mit dem Zufüh kanal 9 verschließt. Mittels der Einspritzvorrichtung 7 wird die Formteilmasse in den Zuführkanal 9 und dann in den Formhohlraum 5 gedrückt, wobei die Überzugsmasse durch die Formteilmasse in den Zuführkanal 9 und in den Formhohlraum 5 gestoßen wird. Unter dem Druck dieser Formteilmasse steigt die Überzugsmasse zusammen mit der Formteilmasse im Formhohlraum 5 nach oben unter Zurücklassung eines dünnen Films ent lang der Wand des Formhohlraums 5. Die beiden Massen polymerisieren dann gemeinsam im Formhohlraum 5.

Eine Variante der Vorrichtung, die in Fig.2 dargestellt ist, besteht darin, daß eine Einspritzöffnung 13 für die Formteilmasse oberhalb des Formhohlraumes 5 angeordnet und durj-h einen Zuführkanal Ά mit dem Formhohlraum 5 verbunden ist. In diesen Zufuhrkanal 14 mündet das untere Ende eines Trichters 15, der die einzuführende Überzugsmasse aufnimmt und in seinem unteren Abschnitt .nit einem Absperrhahn 16 versehen ist. Eine Rohrleitung 17 zur Einführung eines Druckmittels in den Formhohlraum 5 steht mit dem unteren Abschnitt des Formhohlraums 5 in Verbindung.

Bei dieser Variante der Vorrichtung, bei der der Formhohlraum 5 über die Rohrleitung 17 unter Druck

b5 gesetzt worden ist, Öffnet man den Absperrhahn 16 in der Weise, daß eine bestimmte Menge an Überzugsmasse in den Zuführkanal 14 eingeführt wird. Dann wird in diesen Zuführkanal 14 die Formteilmasse eineesoritzt.

die dann die Überzugsmasse gegen die Wirkung des Druckmittels in der Weise in den Formhohlraum 5 drückt, daß diese Überzugsmasse mit der Formteilmasse in Kontakt bleibt und sich in Form eines dünnen Films entlang der Wand des Formhohlraums 5 ablagert.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Spritzgießverfahren zum Herstellen von mit Kunststoff überzogenen Kunststorrormteilen, bei welchem gleichzeitig zwei Kunststoffmassen in einen Formhohlraum eingespritzt werden, von denen die eine Kunststoffmasse das Formteil und die andere Kunststoffmasse den Überzug bildet, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kunststoffmassen am untersten oder obersten Ende eines im wesentlichen vertikal verlaufenden Formhohlraumes eingeführt werden und daß für den Oberzug eine Kunststoffmasse mit einer viel geringeren Viskosität als die der Kunststoffmasse für das Formteil verwendet wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einspritzen beider Kunststoffmassen am obersten Ende des Formhohlraunvas die Überzugsmasse mittels eines Druckmittels gegen die Fonüteilmasse gedrückt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsmasse eine Kunststoffmasse verwendet wird, die bei Umgebungstemperatur eine Viskosität unter 10 Pa · s aufweist

4. Spritzgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, mit einer Vorrichtung zum Einspritzen der Formteilmasse über einen Zuführkanal in eine Spritzgießform und mit e'ncr Vorrichtung zum Einspritzen der Überzugsmasse in die Zuführung für die Formteilmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung für die Überzugsinasse in den Zuführkanal (9, 14) für die Formteilmasse »wischen der Einspritzvorrichtung (7) für die Formteilmasse und dem Formhohlraum (5) am untersten oder obersten Ende des Formhohlraums (S) einmündet

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, mit einer von der gemeinsamen Einspritzöffnung für beide Kunststoffmassen entfernt liegenden öffnung zum Zuführen eines Druckmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einspritzöffnung am obersten Ende und die Öffnung zum Zuführen des Druckmittels am unteren Teil des Formhohlraums (5) einmünden.