DE3428946A1

DE3428946A1 - Verfahren zur herstellung von formteilen aus vernetztem polymermaterial

Info

Publication number: DE3428946A1
Application number: DE19843428946
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8027 Neuried Kunze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1984-08-06
Publication date: 1986-05-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus vernetztem
Polymermaterial.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Polymermaterial mit unterschiedlich vernetzten Teilbereichen.
Aus der DE-OS 1 694 862 sind Gegenstände aus vernetzten Polymeren, insbesondere Gegenstände, die einen vernetzten Teilbereich aufweisen, bekannt. Diese Gegenstände bzw.
die vernetzten Teilbereiche werden durch energiereiche Bestrahlung hergestellt, wobei man die Strahlendosis so wählt, daß nur die gewünschten Teilbereiche vernetzt und damit unschmelzbar werden. Die übrigen Bereiche bleiben unvernetzt, so daß diese weiterhin schmelzbar sind. Dies bedeutet jedoch, daß für die Vernetzung solcher Formteile unbedingt die aufwendigen Einrichtungen zur Bestrahlung mit entsprechenden Dosierungs- und Abschirmvorrichtungen benötigt werden. An sich ist auch bekannt, thermoplasti sches Material für Formteile mit Vernetzern, zum Beispiel einem Peroxid, zu versehen, das dann bei entsprechender Wärmezufuhr auf chemische Weise vernetzt wird. Für die Herstellung von Formteilen aus einem solchen Material empfiehlt sich dann das Spritzgießverfahren. Dies hat jedoch den Nachteil, daß dann das gesamte Formteil vernetzt wird. Dies bedeutet zum Beispiel, daß für gute Haftung eines eventuell benötigten Schmelzklebers zusätzliche Oberflächenbehandlungen nötig werden. Eine schichtweise Vernetzung von Formteilen ist nach diesem gebräuchlichen Verfahren kaum möglich.
Es stellt sich nun für vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, durch das Formteile mit vernetzten Teilbereichen auch bei Anwendung der chemischen Vernetzung des Materials hergestellt werden können. Die gestellte Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung mit Hilfe eines Verfahrens der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß die unterschiedliche Vernetzung durch unterschiedliche Wärmeverhältnisse in den mit Vernetzungsmitteln versehenen und plastifizierten Formteilen erreicht wird und zwar so, daß die Temperatur im zu vernetzenden Teilbereich mindestens auf die zur Vernetzung benötigte Höhe gebracht wird, während der nicht zu vernetzende Teilbereich auf einer Temperatur, die unterhalb dieser Vernetzungstemperatur liegt, gehalten wird.
Der Vorteil an der Erfindung liegt nun besonders darin, daß auch bei chemischer Vernetzung des Kunststoffmaterials eine Vernetzung in Teilbereichen des entsprechenden Formteiles möglich ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß nur die zu vernetzenden Teilbereiche der für die chemische Vernetzung erforderlichen Erwärmung ausgesetzt werden, während die nicht zu vernetzenden Teilbereiche auf einer Temperatur gehalten werden, die zur Vernetzung des Materials nicht ausreicht. Dies wird beispielsweise durch schockartige Zuführung von Wärme in den zu vernetzenden Teilbereichen und durch Kühlung der nicht zu vernetzenden Teilbereiche erreicht. Je nach Bedürfnis und Ausbildung der in Teilbereichen zu vernetzenden Formteile wird entweder die erste oder die zweite Methode angewandt.
Selbstverständlich ist auch eine Kombination beider Methoden, das heißt also, Wärmeschock im zu vernetzenden Teil und Kühlung im nicht zu vernetzenden Teilbereich, möglich.
Diese Temperaturbehandlung läßt sich bei folienartigen, rohrförmigen, oder auch bei kompakten, profilierten Formteilen durchführen, so daß ein sehr großer Typenbereich umfaßt werden kann.
Die Vernetzung der Formteile nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von schrumpfbaren Formteilen; denn diese schrumpfbaren Formteile müssen bei der für das spätere Schrumpfen benötigten Wärmezufuhr in den schrumpfenden Formteilbereichen unschmelzbar gemacht werden. Andererseits ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Oberflächen dieser schrumpfbaren Formteile schmelzbar sind bzw. bleiben, da sich dann eine besonders gute Haftung zu den Gegenständen ergibt, die mit diesen schrumpfbaren Formteilen umgeben werden.
Diesen schrumpfbaren Formteilen wird das erforderliche Formgedächtnis im Anschluß an den Vernetzungsvorgang durch Aufweitung bzw. Dehnung des Formteils verliehen.
Hierbei ist von Vorteil, daß die bereits beim Vernetzen zugeführte Wärme für den anschließenden Aufweitungsvorgang ausgenützt werden kann.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein rohrförmiges Formteil 1, das zum Beispiel als Umhüllung für ein Kabel dient. Bei diesem nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Formteil 1 ist der äußere Teilbereich 2 schrumpffähig, jedoch unschmelzbar und der innere Teilbereich 3 schmelzbar ausgebildet. Die Vernetzung erfolgt dabei auf chemische Weise, zum Beispiel durch Zusatz von Vernetzungsmitteln wie Peroxide. Für die Herstellung der geschilderten Formteile wird das mit Vernetzungsmitteln beladene Material plastifiziert und einem Formwerkzeug, zum Beispiel einem Blasformwerkzeug, Spritzwerkzeug oder einer Extrusionsstrecke zugeführt. Anschließend wird das Formteil in eine Wärmebehandlungsstrecke, in der das gezielte Vernetzen im Teilbereich erfolgt, weitergeleitet.
In dieser Wärmebehandiungsstrecke erfährt der zu vernetzende Teilbereich des Formteils zum Beispiel einen Wärmeschock, wobei dort durch die zugeführte Wärme eine Temperatur erreicht wird, die über dem Vernetzungspunkt liegt, so daß die Vernetzung einsetzt. Gleichzeitig wird der nicht zu ver- netzende Teilbereich des Formteils auf einer Temperatur gehalten, die unterhalb des Vernetzungspunktes liegt. Bei Temperaturerhöhung durch einen Wärmeschock muß die Regelung bezüglich der Höhe und der zeitlichen Einwirkung so geschaffen sein, daß der nicht zu vernetzende Teilbereich von der "Temperaturwelle" nicht erreicht wird. Eine weitere Möglichkeit gemäß der Erfindung ergibt sich, wenn der nicht zu vernetzende Teilbereich gekühlt wird. Bei rohrförmigen Formteilen kann die Kühlung z.B. durch einen Luftstrom im Inneren des Formteils erfolgen. Bei Herstellung der Formteile mit einem Spritzwerkzeug können die Temperaturverhältnisse zum 8eispiel durch Kühlung bzw. Heizung der entsprechenden Spritzformteile eingestellt werden.
Bei Formteilen, die speziell dafür gedacht sind, einen Gegenstand, zum Beispiel ein Kabel dichtend zu umgeben, ist es nicht mehr zwingend nötig, die Dichtbereiche mit einem geeigenten Kleber zu beschichten, da eine ausreichende Abdichtung mit Hilfe des schmelzbaren Teilbereiches erfolgen kann. Auf diese Weise läßt sich zu einem darunter liegenden Kunststoffkörper, zum Beispiel einem Kunststoffkabelmantel, eine dichte Schweißverbindung herstellen.
Damit sind im Prinzip besondere Dichtungseinlagen überflüssig, doch können weiterhin für besondere Zwecke Dichtungseinlagen verschiedenster Art, wie zum Beispiel Schmelzkleberbeschichtungen, eingebracht werden. Je nach Material des vom Formteil zu beschichtenden Gegenstandes kann somit eine optimale Haftung und damit Dichtung erzielt werden.
12 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Polymermaterial mit unterschiedlich vernetzten Teilbereichen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die unterschiedliche Vernetzung durch unterschiedliche Wärmeverhältnisse in den mit Vernetzungsmitteln versehenen und plastifizierten Formteilen (1) erreicht wird und zwar so, daß die Temperatur im zu vernetzenden Teilbereich (2) mindestens auf die zur Vernetzung benötigte Höhe gebracht wird, während der nicht zu vernetzende Teilbereich (1) auf einer Temperatur, die unterhalb dieser Vernetzungstemperatur liegt, gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ~ d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß die zur Vernetzung benötigte Wärmezufuhr durch einen auf das Formteil (1) einseitig zuseführten Wärmeschock erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der nicht zu vernetzende Teilbereich (2) des Formteils (1) gekühlt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Formteil (1) aus einer Extrusionsstrecke dem Vernetzungsbereich zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Formteil (1) in einem auf Vernetzungstemperatur erwärmten Blasformwerkzeug vernetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h 9 e k e n nz e i c h n e t , daß das Formteil (1) mittels kaltem nas geformt und gegebenenfalls durchströmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Formteil (1) in einem Spritzgußwerkzeug vernetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß bei der Spritzgußherstellung des Formteils (1) die einzelnen Gußformteile auf verschiedenen, in den einzelnen Teilbereichen des Formteils (1) erforderlichen Temperaturen gehalten werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das vernetzte Formteil (1) im weiteren Verlauf einem Aufweitungsprozeß unterzogen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß folienartige Formteile vernetzt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß rohrförmige Formteile (1) vernetzt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß kompakte, profilierte Formteile vernetzt werden.