DE3444996A1

DE3444996A1 - Verfahren und vorrichtung zum blasenfreien aushaerten von polymeren kunststoffen

Info

Publication number: DE3444996A1
Application number: DE19843444996
Authority: DE
Inventors: Günther 8904 Friedberg Bock; Hans W. 8890 Aichach Häfner
Original assignee: Pfister GmbH
Current assignee: Pfister GmbH
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1986-06-12
Also published as: US4754653A; JPS61192527A; IN166339B; JPS62501521A; ATE43720T1; DD240255A5

Description

DIPL.-INQ. KVRT KAHLER - . 8»ϊι walkertshofen nr.isj PATENTANWALT O TEL.O82S9-S41

K 84/23 20. November 1984

PFISTER GmbH
Stätzlingerstraße 70
8900 Augsburg

Verfahren und Vorrichtung zum blasenfreien Aushärten von polymeren Kunststoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum blasenfreien Aushärten von polymeren Kunststoffen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 6.

In zahlreichen Anwendungsfällen von Formkcrpern aus Kunststoff ist es oft wichtig, daß diese Formkörper möglichst blasenfrei hergestellt werden. Bei der Herstellung derartiger Formkörper werden im allgemeinen zwei oder mehrere Komponenten unter Rühren oder dergleichen gut untermischt, damit ein möglichst gleichmäßiger Aushärtungsvorgang stattfindet. Hierbei läßt es sich nicht vermeiden, daß sich Luftblasen bilden. Auch beim Einbringen der Materialmischung in Formen treten derartige Luftblasen auf, die

von dem Material umschlossen werden.

Zum Entfernen dieser Luftblasen wird das Material eine gewisse, verhältnismäßig lange Zeit einem hohen Vakuum unterworfen. Dies bedeutet einen verhältnismäßig hohen apparativen Aufwand, wobei das Ergebnis trotzdem oft noch wenig zufriedenstellend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von blasenfreiem Kunststoff, insbesondere zum blasenfreien Aushärten derartiger Kunststoffe zu Formkörpern anzugeben, wobei mit geringem Zeit- und Geräteaufwand äußerst gute Ergebnisse bezüglich Reinheit, Gleichförmigkeit und Dichte erzielt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 bzw. 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr vielseitig einsetzbar, da die wesentlichen Parameter,nämlich die Beschleunigung (x . g) und die Zeit auf einfache Weise in weiten Grenzen variiert werden kann. Auch lassen sich diese Parameter durch wenige praktische Versuche in kürzester Zeit feststellen.

Es hat sich gezeigt, daß die aufgrund der hohen Beschleunigung im Material wirkenden Kräfte derart groß sind, daß sie die Luftblasen, die ja eine wesentlich geringere Dichte haben als das Kunststoffmaterial in kürzester Zeit herausdrücken und zwar in Richtung entgegengesetzt zur ausgeübten Beschleunigungskraft.

Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß das erfindungsgemäße Verfahren auf beliebige Stoffe anwendbar ist und daß er abhängig von der Dichte und Viskosität, die

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Parameter χ . g (Erdbeschleunigung) und Zeit für jeden beliebigen Stoff mit wenigen Versuchen geeignet wählen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise angewandte Vorrichtung links im ruhenden Zustand und rechts in voller Umdrehung gezeigt ist. Obwohl für die Ausführung der vorliegenden Erfindung die verschiedensten Vorrichtungen verwendet werden können, um auf den Kunststoff eine entsprechende Beschleunigung auszuüben, wird in der Zeichnung lediglich ganz prinzipiell eine bevorzugt angewandte Möglichkeit aufgezeigt. 15

Die Figur zeigt einen Motor 10, dessen Welle 12 um eine vertikale Achse 1*J in Rotation versetzt werden kann. Die Welle 12 trägt beim Ausführungsbeispiel einen horizontalen gleicharmigen Hebel 16, der an ihr be-

festigt ist. Im Prinzip würde auch ein einarmiger Hebel ausreichen oder bei der Massenherstellung eine Art Karusell mit einer Vielzahl sternförmig angeordneter Hebel in Frage kommen. An den Enden des gleicharmigen Hebels 16 sind an Schwenkpunkten 18 nach Art einer einfachen Apothekerwaage mittels Drähten oder Schnüren 20 Schalen 22 angebracht, die entweder als Form ausgebildet sein können oder auf denen ein oder mehrere Formen 2k aufgesetzt sind, die mit auszuhärtendem Kunststoff gefüllt werden.
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der Motor 10 erregt, dann bewirkt die Drehung seiner Welle 12 ausgehend aus der in der Figur gezeigten linken Ruhestellung mit steigender Drehzahl ein allmähliches Nachaußenschwenken der Schalen 22, wobei auf sie die Resultierende der Erdanziehungskraft

und der Zentrifugalkraft ausgeübt wird.

Dieser Schleudervorgang wird vorzugsweise bald nach dem Zusammenmischen der Komponenten und Einfüllen der Kischung durchgeführt, so daß die Mischung roch mehr oder weniger flüssig ist und in ihr ein Druck entsteht, der die wesentliche leichteren Luftblasen aus der Schale bzw. dem Formkörper nach oben hinausdrückt.

Je nach Material und Aushärtungsgrad können Beschleunigungen eines Mehrfachen von g bis zu 100 χ g (Erdbeschleunigung) auf den Stoff ausgeübt werden. Die gewünschten Beschleunigungen ergeben sich rechnerisch aus der Drehzahl und den Abmessungen des Hebels 16 sowie der Schnüre oder Seile 20 für den Fachmann aufgrund einfacher Berechnungen bzw. durch Versuche unter Feststellen der Winkelstellung der Schalen 22 bezüglich der Horizontalen bei bestimmten Drehzahlen.

Wie bereits erwähnt, läßt sich die Dauer des Schleudervorganges mittels einfacher Versuche feststellen.

Die Wirkung-des Schleudervorgangs wird noch verbessert, wenn die Form 24 bzw. die Schale 22 mittels einer das Material im wesentlichen bedeckenden, darauf schwimmenden Platte abgedeckt wird, wobei die Luftblasen durch den zwischen Formrand und Plattenmantel noch bestehenden Spalt herausgedrückt werden. Eine derartige Platte ist in der Figur mit 26 bezeichnet.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Kraftmeßzelle hergestellt, bei der zwischen dem als Formschale 24 ausgebildeten Unterteil und einer oberen Platte 26 ein elastomerer Stoff eingebracht wird, in dem mindestens ein Drucksensor eingebettet ist. Das auszuhärtende Material ist beispielsweise Silikon- Kautschuk RTV-ME

der Firma Vlacker-Chemie AG, München, Deutschland. Bei einer Beschleunigung zwischen 30 und 60 . g können innerhalb kürzester Zeit zwischen einigen Sekunden bis zu einer Minute sämtliche Luftblasen aus dem elastorr.eren Material ausgetrieben werden.

Wird eine im wesentlichen geschlossene Form verwendet, dann kann es zweckmäßig sein,nach oben eine Luftauslaßöffnung vorzusehen. Anderenfalls kann ein Entfernen der äußersten oberen Schicht in Frage kommen, in der sich sämtliche Luftblasen befinden, falls sich die Luft nicht vollständig über dem Kunststoff gesammelt hat.

Es sei darauf hingewiesen, daß durch einen derartigen

Schleudervorgang von in einer Form befindlichen Kunststoff auch andere Teilchen mit vom Kunststoffmaterial abweichender Dichte entfernt werden können, so daß das resultierende Formstück eine größere Reinheit und Gleichförmigkeit aufweist. Schwerere Teilchen würden

dabei an den Boden der Form getrieben werden.

Bevorzugt wird der Schleudervorgang bald nach dem Mischen der Komponenten des Materials also zu Beginn des Aushärtens durchgeführt. Nach dem Schleudern kann dann in Ruhe die Aushärtung beendet werden, falls sie nicht bereits während des Schleudervorgangs beendet ist.

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Claims

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Verfahren und Vorrichtung zum blasenfreien Aushärten von polymeren Kunststoffen

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von polymerem Kunststoff unter Entfernen von Luftblasen aus der reagierenden Mischung der Kunststoffkomponenten und anschließender Fortsetzung der Reaktion bis zu deren Beendigung, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Luft- oder Gasblasen durch Aussetzen der. reagierenden Mischung einer Beschleunigung von dem Mehrfachen der Erdbeschleunigung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung zwischen 10 und 100 . g (Erdbeschleunigung), vorzugsweise 20 bis 60 . g erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß das Aussetzen der reagierenden Mischung einer Beschleunigung für eine Zeit zwischen mehreren Sekunden und einigen Minuten, und darüber erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungswert und die Zeit optimal abgestimmt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschleunigung eine Rotationsbeschleunigung verwendet wird, die senkrecht auf das reagierende Material

ausgeübt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e η nzeichnet durch einen Drehantrieb,über den mindestens ein in Abstand von der Drehachse (14) des Drehantriebs (10) angebrachter Behälter (22, 24) in Rotation versetzt werden kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (14) im wesentlichen vertikal ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g ekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Drehantrieb (10) und dem Behälter (22, 24) aus einem Hebel (16) besteht, an dem der Behälter (22, 24) freischwingend aufgehängt ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit reagierendem Material gefüllte Behälter (22, 24) mittels eines auf dem Material schwimmenden Deckels (26) abdeckbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 91 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Behälter (22, 24 ) vorgesehen sind, die symmetrisch an einer Vielzahl gleicharmiger Hebel (16) angebracht sind, die sternförmig um die Antriebsachse (14) verteilt sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Drehantrieb (10) eine Drehzahlsteuerung und/oder eine Zeitsteuerung vorgesehen ist.