DE3836386A1 - Thermoplast-spritzgussverfahren, spritzgussmasse zur herstellung eines mehrlagengegenstandes sowie der auf diese weise hergestellte gegenstand, insbesondere reflektorkoerper - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Thermoplast- Spritzgußverfahren, eine Spritzgußmasse zur Her­ stellung eines Mehrlagengegenstandes sowie einen auf diese Weise hergestellten Gegenstand, insbeson­ dere einen Reflektorkörper.

Ein Mehrlagengegenstand enthält einen inneren Kern oder ein Herzstück aus einem Material, welches über eine gute mechanische Festigkeit und gute Steifig­ keit verfügt, umgeben von einem Film oder einer Haut, wodurch dem erwähnten Gegenstand eine gute Oberflächenbeschaffenheit vermittelt werden soll.

Nach einem bekannten Spritzverfahren mit zwei Mate­ rialien wird ein Hautmaterial in die erwähnte Form eingeführt, wobei die Menge des Hautmaterials nicht ausreicht, um die Form auszufüllen; anschließend wird ein Kernmaterial eingeführt, um die Form voll­ ständig auszufüllen. Beim Einführen des Kernmate­ rials wird das Hautmaterial gegen die Formwandungen gedrückt.

Ein derartiges Spritzverfahren mit zwei Materialien ist in der französischen Patentanmeldung beschrie­ ben, die unter der No. FR-A-21 23 494 veröffent­ licht wurde.

In dieser Patentanmeldung ist auch eine Apparatur für die Anwendung eines derartigen Verfahrens be­ schrieben.

Die Apparatur umfaßt im wesentlichen zwei Spritz­ aggregate, ein erstes Spritzaggregat, mit dem zu­ nächst das Hautmaterial eingespritzt wird, und ein zweites Spritzaggregat, mit dem anschließend das Kernmaterial eingespritzt wird, sowie Steuerungsor­ gane zur Bestimmung der Einspritzfolge.

Eine derartige Apparatur ist kompliziert und schwierig einzusetzen. Außerdem ist der Einspritz­ zyklus mit zwei Phasen relativ lang und erfordert beim Übergang von einer zur anderen Einspritzphase besondere Sorgfalt.

Vorliegende Erfindung hat den Zweck, die oben be­ schriebenen Schwierigkeiten auszuschalten, indem ein neues, einfaches und schnelles Spritzverfahren sowie eine für die Anwendung dieses Verfahrens ge­ eignete Spritzgußmasse vorgeschlagen wird.

Das Spritzgußverfahren gemäß der Erfindung ist da­ durch gekennzeichnet, daß dabei ein Gemisch von Thermoplasten, die im geschmolzenen oder pastösen Zustand unterschiedliche Viskositätsgrade aufwei­ sen, in einem Arbeitsgang in eine Form eingespritzt wird.

Die Viskosität des zur Erzeugung der Haut bestimm­ ten Materials ist unter diesen Spritzbedingungen im wesentlichen geringer als die Viskosität des zur Erzeugung des Kerns bestimmten Materials.

Die Einspritzung gemäß dem Verfahren nach dieser Erfindung findet in nur einer Stufe statt, das flüssigere Hautmaterial erreicht schneller die Formwandungen, während das dickflüssigere Kernmate­ rial den mittleren Teil des Formvolumens ausfüllt.

Die Spritzgußmasse gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form eines Gemischs von Thermoplasten hat, die im geschmolzenen Zustand im wesentlichen unterschiedliche Viskositätsgrade auf­ weisen.

Es kann sich dabei um verschiedene, untereinander nicht vermischbare Thermoplaste oder um Thermopla­ ste ähnlicher oder sogar gleicher Beschaffenheit handeln, deren Viskositätsgrade unterschiedlich sind oder durch Zusatz von viskositätsverändernden Mitteln gemacht werden, wie z.B. durch Füllstoffe oder Verstärker.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß es beim Ein­ spritzen von Thermoplasten ähnlicher oder sogar gleicher Beschaffenheit, die jedoch im geschmolze­ nen Zustand unterschiedliche Viskositätsgrade auf­ weisen, erstaunlicherweise praktisch nicht zur Ver­ mischung der beiden Materialien kommt, so daß man ein mehrschichtiges Formpreßteil von ausgezeichne­ ter Qualität erhält.

Es wurde bereits die Herstellung von Gegenständen aufgrund von Gemischen aus verträglichen oder ver­ träglich gemachten Polymerisaten im Hinblick darauf vorgeschlagen, daß die erwähnten Gegenstände die gewünschten mechanischen und physikalischen Merkma­ le aufweisen.

Bei der Herstellung solcher Gegenstände bemüht man sich, das Gemisch so homogen wie möglich zu machen.

Gemäß der Erfindung ist man, wie aus obiger Be­ schreibung hervorgeht, im Gegensatz dazu bemüht, eine Trennung der das Gemisch bildenden Thermopla­ ste zu begünstigen.

Zur Erzeugung einer Spritzgußmasse gemäß der Erfin­ dung und für die Anwendung des Spritzgußverfahrens gemäß der Erfindung können verschiedene Arten von Thermoplastgemischen hergestellt werden.

Insbesondere kann die Spritzgußmasse auf einem Ge­ misch von zwei oder mehr Thermoplasten der folgen­ den Arten basieren:

• - Polymerisat ohne Füllstoff
• - Polymerisat mit Füllstoff und/oder Pigment
• - Nichtkristallines Polymerisat
• - Kristallines Polymerisat

Die erwähnten Polymerisate können miteinander ver­ mischbar sein oder auch nicht (d.h. miteinander verträglich sein oder nicht). Das zur Erzeugung der erwähnten Haut des Formpreßteils bestimmte Polyme­ risat weist im geschmolzenen Zustand und unter den Spritzgußbedingungen eine geringere Viskosität auf als die übrigen Bestandteile des erwähnten Ge­ mischs.

Ein vorteilhaftes Mittel zur Erzielung einer gerin­ geren Viskosität besteht gemäß der Erfindung darin, daß man zur Erzeugung der erwähnten Haut ein Poly­ merisat mit kürzeren Ketten als denen des Kernpoly­ merisats wählt. Somit kann man für die erwähnte Haut und den erwähnten Kern Polymerisate verwenden, die identisch sind, außer daß das eine kürzerkettig ist und somit eine kleinere molare Durchschnitts­ masse aufweist als das andere.

Die Spritzgußmasse gemäß der Erfindung kann ver­ schiedene Formen haben, insbesondere die Form eines Gemischs von zwei Granulattypen, die Form eines Ge­ mischs aus Granulat und Pulver sowie die Form eines ummantelten Ringes.

Das Spritzgußverfahren und die Spritzgußmasse gemäß der Erfindung eignen sich besonders gut für die Herstellung von Reflektorkörpern, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer.

Tatsächlich ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, auf einfache und wirtschaftliche Weise Reflektoren herzustellen, die ausgezeichnete und stabile opti­ sche Eigenschaften aufweisen, da man Reflektorkör­ per mit guter mechanischer Festigkeit und Wärmebe­ ständigkeit herstellen kann, wobei die Oberflächen­ beschaffenheit des Hautmaterials die Auftragung und Beständigkeit einer feinen reflektierenden Schicht erlaubt, wie z.B. einer unter Vakuum aufgebrachten Aluschicht, ohne daß der erwähnte Reflektorkörper zur Oberflächenkorrektur mit einem Firnis behandelt werden müßte.

Nachstehend wird in Form eines nicht einschränkend zu verstehenden Beispiels eine Art der Ausführung und der Anwendung der Erfindung beschrieben.

Dieses Beispiel betrifft die Ausführung eines Mehr­ lagen-Reflektorkörpers aus thermoplastischem Mate­ rial.

Ein Reflektorkörper hat die Form eines Hohlkörpers, dessen konkaver Teil nach Aufbringung einer feinen Metallschicht, wie z.B. einer dünnen Alu-Schicht, einen Reflektor bildet, mit dem ein Scheinwerfer oder eine Signallampe, insbesondere für ein Kraft­ fahrzeug, ausgerüstet werden kann.

Zunächst stellt man ein Gemisch von zwei Granulat­ typen her, wobei die einen, die sogenannten Haut­ granulate, das zur Erzeugung der Haut des Formpreß­ teils bestimmte Material und die anderen, die soge­ nannten Kerngranulate, das zur Erzeugung des Kerns bestimmte Material enthalten.

Die erwähnten Hautgranulate nehmen 20 bis 60% des Volumens der Spritzgußmasse ein, während der Rest von den erwähnten Kerngranulaten gebildet wird.

Die gewichtsanalytische Zusammensetzung der erwähn­ ten Kerngranulate ist folgende:

- Polyamid 6,6
45 bis 70%
- Pulverförmige mineralische Füllstoffe (Talkum, Kaolin, Glimmer, Karbonate)	15 bis 50%
- Faserfüllstoffe (Glasfasern)	5 bis 15%
- Kopplungsmittel (Organosilanverbindung)	0,5 bis 2%

Die gewichtsanalytische Zusammensetzung der erwähnten Hautgranulate ist folgende:

- Polyamid 6,6
85 bis 100%
- Pigmentfüller (Titanoxid, Bariumsulfat)	0 bis 15%

Das Granulatgemisch wird in einen Aufgabetrichter einer Schneckenspritzgußmaschine geschüttet.

Eine derartige Schneckenspritzgußmaschine enthält auf bekannte Weise eine Zylinderspindel, in der sich eine Spritzschnecke in Form einer Archimedi­ schen Schraube drehen kann und in die der erwähnte Aufgabetrichter mündet.

Mit der erwähnten Spindel sind Heizvorrichtungen verbunden, die dazu bestimmt sind, die erwähnten Granulate im flüssigen oder pastösen Zustand zuzu­ führen.

Die erwähnte Spindel mündet mittels einer Ein­ spritzdüse in den Hohlraum einer Form, die die Form des herzustellenden Reflektorkörpers hat.

Auf dem Wege der erwähnten Spritzgußmasse vom er­ wähnten Trichter zur erwähnten Form wird das Granu­ lat unter Einwirkung der erwähnten Heizvorrichtun­ gen in eine Flüssigkeit oder einen Brei umgewan­ delt.

Das Hautmaterial, welches flüssiger ist als das Kernmaterial, bewegt sich dabei schneller, insbe­ sondere in Höhe der Einspritzdüse, und erreicht zu­ erst die Formwände, während das dickflüssigere Kernmaterial das zentrale Volumen der Form aus­ füllt.

Es wurde festgestellt, daß man mit einem derartigen Verfahren in einer einzigen Spritzoperation ein Formpreßteil erhält, welches über eine ausgezeich­ nete Oberflächenbeschaffenheit verfügt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich an der Oberfläche kein Kernmaterial befindet.

Es wurde auch eine hervorragende Kohäsion zwischen Haut und Kern des Reflektorkörpers festgestellt, die auf die gegenseitige Durchdringung von Haut und Kern in der Tiefe zurückzuführen ist.

Der Reflektorkörper wird dann mit seinem konkaven Teil, eventuell nach einer Oberflächenbehandlung (Entladungsverfahren oder anderes Verfahren), einer Alu-Beschichtung durch Vakuumaufdampfung unterzo­ gen. Die Aufbringung einer Korrekturfirnisschicht ist wegen der hervorrangenden Oberflächenbeschaf­ fenheit des Reflektorkörpers nicht erforderlich.

Man konnte feststellen, daß ein so ausgeführter Reflektor ausgezeichnete optische Eigenschaften aufweist, die wegen der großen mechanischen und chemischen Stabilität des Reflektorkörpers dauer­ haft sind, selbst nach einer längerfristigen Erwär­ mung durch das Einschalten einer im Innern eines Reflektors befindlichen Lampe.

Weiter oben wurde die Verwendung einer Schnecken­ spritzgußmaschine beschrieben, doch es ist auch jede andere Art von Spritzgußmaschine und insbeson­ dere eine Kolbenspritzmaschine geeignet.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht den Einsatz der bekannten Ein-Material-Spritzmaschinen anstelle von Doppelschnecken- oder Doppelkolbenma­ schinen, die, abgesehen von ihrer komplizierten Beschaffenheit, komplexe und schwer einzusetzende Steuerorgane erfordern.

Claims (10)

1. Spritzgußverfahren zur Herstellung eines Gegen­ standes mit Mehrlagenstruktur aus thermoplastischem Material, bestehend aus einem Innenkern oder Herz­ stück, umgeben von einem Film oder einer Haut, da­ durch gekennzeichnet, daß dabei in einem einzigen Arbeitsgang in eine Form ein Gemisch von Thermopla­ sten eingespritzt wird, die im geschmolzenen oder pastösen Zustand unterschiedliche Viskositätsgrade aufweisen.

2. Spritzgußverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Viskosität des zur Bildung der erwähnten Haut bestimmten Materials unter Spritzbedingungen im wesentlichen geringer ist als die Viskosität des zur Bildung des erwähnten Kerns bestimmten Materials.

3. Spritzgußverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dabei ein Gemisch von zwei Arten von Granulaten verwendet wird, von denen das eine das zur Erzeugung der genannten Haut bestimmte Thermoplast und das andere das zur Erzeugung des erwähnten Kerns für den erwähnten Mehrlagengegen­ stand bestimmte Thermoplast enthält.

4. Spritzgußverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dabei ein Gemisch von Granulaten und Pulver verwendet wird, wobei der eine dieser Bestandteile, Granulat oder Pulver, das zur Erzeu­ gung der erwähnten Haut bestimmte Thermoplast und der andere Bestandteil, Pulver oder Granulat, das zur Erzeugung des erwähnten Kerns des erwähnten Mehrlagengegenstandes bestimmte Thermoplast ent­ hält.

5. Spritzgußverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dabei ein ummantelter Ring ver­ wendet wird, dessen eines Element, Ring oder Umman­ telung, das zur Erzeugung der erwähnten Haut be­ stimmte Thermoplast und dessen anderes Element, Ummantelung oder Ring, das zur Erzeugung des er­ wähnten Kerns des erwähnten Mehrlagengegenstandes bestimmte Thermoplast enthält.

6. Spritzgußmasse für die Anwendung des Spritzguß­ verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Ge­ misch von Thermoplasten besteht, die im geschmolze­ nen oder pastösen Zustand im wesentlichen unter­ schiedliche Viskositätsgrade aufweisen.

7. Spritzgußmasse gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zur Erzeugung der erwähnten Haut bestimmte Thermoplast eine kleinere molare Durch­ schnittsmasse aufweist als das zur Erzeugung des erwähnten Kerns bestimmte Thermoplast.

8. Spritzgußmasse gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch von 20 bis 60 Vol.-% des zur Erzeugung der erwähn­ ten Haut bestimmten Thermoplasts und 40 bis 80% des zur Erzeugung des erwähnten Kerns bestimmten Thermoplasts besteht.

9. Spritzgußmasse gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese den folgenden gewichtsanalyti­ schen Prozentsatz der für die Erzeugung der erwähn­ ten Haut bestimmten Masse enthält: - Polyamid 6,6 85 bis 100% - Pigmentfüllstoff 0 bis 15% und daß sie für die zur Erzeugung des erwähnten Kerns bestimmte Masse folgendes enthält: - Polyamid 6,6 45 bis 70% - Pulverförmige mineralische Füllstoffe 15 bis 50% - Faserfüllstoffe 5 bis 15% - Kopplungsmittel 0,5 bis 2%

10. Reflektor, insbesondere für einen Kraftfahr­ zeugscheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Verfahren und mit der Spritzgußmasse gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt wird.