DE4207210A1

DE4207210A1 - Verfahren und vorrichtung zur erhoehung der oberflaechenrauhigkeit von thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE4207210A1
Application number: DE19924207210
Authority: DE
Inventors: Maerten Dr Burgdorf; Dietmar Przytulla; Christian Kleppe
Original assignee: Mauser Werke GmbH
Current assignee: Mauser Werke GmbH
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1993-09-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit von thermoplastischen Kunststoffen sowie eine dazu erforderliche Vorrichtung.

Zum Stand der Technik

Thermoplastische Kunststoff-Bauteile, die für ihre Form gebung über die Erweichungstemperatur erwärmt wurden, ha ben nach Abkühlung des Kunststoff-Materials eine ver gleichsweise glatte Oberfläche. Spritzguß- oder Blasform rauhigkeiten werden durch die geringe Schmelzviskosität von Kunststoffen nicht ausgeformt bzw. durch die Schrump fung bei Materialabkühlung werden feine Oberflächenerhe bungen oder -vertiefungen wieder glattgezogen.

Die glatte Oberfläche der Kunststoff-Bauteile ergibt ei nen geringen Reibungskoeffizienten. Für bestimmte Ein satzzwecke ist es wünschenswert, wenn Kunststoff-Bauteile an ganz bestimmten Flächen einen höheren Reibungskoeffi zienten aufweisen.

Bei blasgeformten Hohlkörpern hat man z. B. bereits ver sucht, während der Blasformgebung eine dünne Kunststoff- Folie aus Weich-Kunststoff mit einem höheren Reibungsko effizienten auf den Hohlkörper aufzuschweißen. Ein der artiges Verfahren ist jedoch äußerst kompliziert und eine Faltenbildung der Folie ist nicht auszuschließen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Rutschfe stigkeit bzw. die Rauhigkeit von Kunststoffoberflächen durch einfache Maßnahmen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die im Pa tentanspruch 1 oder/und die im Patentanspruch 3 angege benen Merkmale gelöst.

Eine vorrichtungsmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist in den Ansprüchen 8 und/oder 10 enthalten. Die Unteran sprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Er findung an.

Erfindungsgemäß werden die Oberflächen von Kunststoff- Bauteilen nach deren Formgebung anoxidiert bzw. erwärmt, erweicht bzw. partiell angeschmolzen, so daß danach fein körnige Grießkörner in den Schmelzfilm eingebettet werden können. Auf andere Weise oder in Kombination damit kann die Oberfläche auch durch eine beheizte Prägewalze parti ell vertieft und dadurch aufgerauht werden.

Mit diesen Maßnahmen werden folgende Vorteile erzielt:

- die angegebenen Verfahrensmaßnahmen bzw. Vorrich tungsmerkmale sind äußerst einfach und kostengün stig zu realisieren,
- durch die Trennung von Formgeben und Aufrauhen ist das nachfolgende Aufrauhen ein einfaches Verfahren, das zudem beliebig oft wiederholt werden kann,
- zweckmäßigerweise wird beim Aufrauhen das gleiche recycelbare Kunststoffmaterial verwendet, dadurch wird kein zusätzliches Fremdmaterial zugeführt,
- durch Auftragen von unterschiedlich eingefärbten Grießkörnern kann die erzeugte Oberflächen-Rauhig keit zusätzlich optisch "sichtbar" gemacht werden, durch eine Kombination der angegebenen Verfahrens maßnahmen von 1. Aufbringen der Grießkörner auf den Schmelzfilm und 2. anschließendes Eindrücken der Grießkörner mit einer glatten oder leicht aufge rauhten Prägewalze werden die Grießkörner noch tiefer im Schmelzfilm der Kunststoffoberfäche ver ankert und die Abriebfestigkeit bzw. Lebensdauer der Oberfächen-Rauhigkeit wird erhöht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispie len näher erläutert und beschrieben. Es zeigen.

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Er höhung der Oberflächenrauhigkeit eines Kunststoff-Bauteiles und

Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Kunststoff- Bauteil bezeichnet, bei dem die erfindungsgemäße Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit vorgenommen werden soll. Im vorliegenden Fall stellt das Kunststoff-Bauteil 10 die äußere Unterseite eines auf den Kopf gestellten Kunst stoff-Fasses dar. Oberhalb des Kunststoff-Bauteiles 10 ist eine entsprechende Vorrichtung zur Erhöhung der Ober flächenrauhigkeit eingerichtet. Diese Vorrichtung umfaßt eine erste Wärmequelle, hier ein Flammenbrenner 12, einen Grießkorn-Zuführungstrichter 14 und eine zweite Wärme quelle, hier gleichfalls ein Flammenbrenner 16. Die Wär mequellen könnten z. B. auch als elektrisch beheizte Wär mestrahler, Heißluftgebläse oder auf ähnliche Weise rea lisiert werden. Die Flammenbrenner 12 und 16 wie auch der Zuführungstrichter 14 können zum Abdecken einer größeren Fläche jeweils mit einer Breitstrahl- bzw. Schlitzdüse versehen sein.

Die gesamte Vorrichtung ist zweckmäßigerweise in einem gemeinsamen Rahmengehäuse angeordnet und in Horizontal ebene gemäß Pfeil 18 parallel zu der aufzurauhenden Oberfläche des jeweiligen Kunststoff-Bauteiles verschieb bar angeordnet. Die Vorrichtung könnte auch stationär be festigt sein, dann müßte das Kunststoff-Bauteil z. B. auf einem Rollenwagen horizontal verschiebbar sein. Die auf die Kunststoff-Oberfläche auftreffende Flamme 20 des Flammenbrenners 12 erhitzt das Kunststoffmaterial auf ca. 150° bis 200°C und erweicht eine dünne Oberflächen schicht 22 des Kunststoff-Bauteiles 10. Auf diese parti ell angeschmolzene Schicht 22 fallen die Grießkörner 24 mit einer Korngröße von vorzugsweise kleiner 0,5 mm aus dem Zuführungstrichter 14.

Zur besseren Einbindung der Grießkörner 24 werden diese noch einmal durch die Flammen 20 des zweiten Brenners 16 mit Wärmeenegie beaufschlagt und dadurch fest in der Oberflächenschicht 22 verankert, so daß sich eine aufge rauhte bzw. griffige, rutschfeste Kunststoff-Oberfläche 28 auf der Aufstellfläche des Faßunterbodens ergibt. Für die Grießkörner kann unterschiedliches Material zum Einsatz kommen, wie z. B. Metallgrieß (Aluminiumpartikel o. ä.). Vorzugsweise wird jedoch ein Kunststoffgranulat aus dem gleichen Material wie für das aufzurauhende Kunststoff-Bauteil verwendet.

In Fig. 2 ist als aufzurauhendes Kunststoff-Bauteil der Oberboden einer Kunststoff-Palette 30 schematisch darge stellt. Durch die Hitzeeinwirkung der Flamme 20 des Flam menbrenners 12 wird die Oberflächenschicht 22 erweicht. In die weiche Oberflächenschicht 22 wird mit einem Präge stempel (Bonanza-Stempel), hier eine drehbare Prägewalze 32 mit geriffelter oder verrasterter Prägefläche 34 ein Feinraster 36 als Aufrauhung eingeprägt. Das Feinraster 36 z. B. als Noppen-, Diagonal-, Rechteckraster o. ä. er gibt die aufgerauhte rutschfeste Oberfläche 28 auf der Kunststoff-Palette 30. Die Bodenauflagefläche der Palette 30 kann selbstverständlich gleichfalls entsprechend auf gerauht werden. Die Prägewalze 32 kann selbst beheizt sein und gleichfalls dazu benutzt werden, vorher aufge streute Grießkörner in die erweichte Kunststoffoberfläche einzudrücken.

Bezugsziffernliste

10 Kunststoff-Bauteil
12 Flammenbrenner
14 Grießkorn-Zuführungstrichter
16 Flammenbrenner
18 Verschiebe-Pfeil
20 Flamme (12)
22 Oberflächenschicht (10)
24 Grießkörner
26 Flamme (16)
28 aufgerauhte Oberfläche
30 Kunststoff-Palette
32 Prägewalze
34 Prägefläche
36 Feinraster

Claims

1. Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit von thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eines Kunststoff-Bauteiles nach des sen Formgebung anoxidiert bzw. erwärmt wird und da nach Grießkörner (Granulat-Partikel) auf die erwärm te Kunststoffoberfläche aufgebracht und fest daran anhaften bzw. in den partiell erweichten Oberflä chen-Schmelzfilm eingebettet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringung der Grießkörner direkt anschließend eine weitere zweite Wärmebeaufschlagung der Kunst stoffoberfläche mitsamt den aufgebrachten Grießkör nern erfolgt.

3. Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit von thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eines Kunststoff-Bauteiles nach des sen Formgebung anoxidiert bzw. erwärmt wird und da nach durch Aufdrücken eines Prägestempels mit aufge rauter (geriffelter, gerasteter) Prägefläche die er weichte Kunststoffoberfläche aufgerauht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung kontinuierlich mittels einer Prägewalze erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaufbringung bzw. Aufweichung der Kunst stoffoberfläche durch Beheizung der Prägewalze er folgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grießkörner selbst vor der Aufbringung auf die Kunststoffoberfläche erwärmt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Grießkörner der gleiche Kunst stoff wie für das aufzurauhende Kunststoff-Bauteil verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei nem der Ansprüche 1 bis 7 zur Erhöhung der Oberflä chenrauhigkeit, gekennzeichnet durch wenigstens eine Wärmequelle (12) zur Erwärmung der aufzurauhenden Kunststoffoberfläche und einer be nachbarten Grießkörnerzuführungsvorrichtung (14).

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erhöhung der Ober flächenrauhigkeit, gekennzeichnet durch wenigstens eine Wärmequelle (12) zur Erwärmung der aufzurauhenden Kunststoffoberfläche und eine benach barte Prägeeinrichtung (20) mit aufgerauhter Präge fläche (32).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeeinrichtung als zylindrische Prägewalze (20) mit aufgerauhter Prägeoberfläche ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (20) selbst beheizbar und als Wärme quelle zur Erwärmung der aufzurauhenden Kunststoff oberfläche ausgebildet ist.

12. Kunststoff-Palette als nach einem der Verfahrens schritte gemäß Anspruch 1 bis 7 behandeltes Kunst stoff-Bauteil, gekennzeichnet durch eine aufgerauhte Ladefläche (Palettenoberfläche) oder/und eine aufgerauhte Aufstandsfläche (Paletten unterseite).

13. Kunststoff-Faß (Spundfaß oder Deckelfaßkörper) als nach einem der Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1 bis 7 behandeltes Kunststoff-Bauteil, gekennzeichnet durch eine aufgerauhte Aufstandsfläche (Faßunterboden).