DE4219911A1

DE4219911A1 - Solid injection moulding parts prodn. - by injecting plastic smelt into mould with part formed during setting phase, then cooling in bath of liq. nitrogen@

Info

Publication number: DE4219911A1
Application number: DE19924219911
Authority: DE
Inventors: Peter Dannenhaus; Reiner Dipl Ing Schiffbauer
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1993-12-23

Abstract

The plastic smelt is injected into a mould, and during the setting phase the moulded parts are formed, then cooled in a bath contg. a cold medium. As cold medium, a liq. inert gas, pref. nitrogen, is used at -196 deg. C which on contact with the plastic part evaporates. The length of time the part remains in the bath of cold medium is pref. between 10 and 20 seconds. USE/ADVANTAGE - Used to form injection moulded thermoplastic parts with no surface imperfections.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von massiven Spritzgußteilen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem eine Kunststoffschmelze in eine Form gespritzt wird.The invention relates to a method for producing massive injection molded parts made of thermoplastic, at a plastic melt is injected into a mold.

Derartige Verfahren dienen der Herstellung von kompakten Kunst stoffgegenständen kleiner Masse mit geringen Abmessungen, bei spielsweise Türklinken, Knaufe und Griffe.Such methods are used to produce compact art small-sized fabric objects with small dimensions for example door handles, knobs and handles.

Um die Taktzeit des Herstellungsprozesses zu verkürzen, werden die Spritzgußteile nach der in der Form sich vollziehenden Erstarrungsphase abgekühlt. Dazu werden die Kunststoffgegen stände entweder in ein Wasserbad geworfen oder von Luft um strömt. Da bei dieser Art der Abkühlung der thermisch schlecht leitende Kunststoff an seiner Oberfläche schneller abkühlt als im Inneren, entstehen aufgrund thermischer Spannungen häufig Einfallstellen an der Oberfläche. Dies führt zu einer großen Menge an Ausschuß und macht diese Abkühlverfahren unrentabel. Die Wasserkühlung hat zudem den Nachteil, daß durch im Wasser gelöste Salze und Verunreinigungen Wasserflecken auf den Kunst stoffgegenständen verbleiben. In order to shorten the cycle time of the manufacturing process, the injection molded parts according to the shape Solidification phase cooled. To do this, the plastic counter would either be thrown into a water bath or surrounded by air flows. Because with this type of cooling the thermally bad conductive plastic cools faster on its surface than inside, often arise due to thermal stresses Sink marks on the surface. This leads to a big one Amount of scrap and makes this cooling process unprofitable. The water cooling also has the disadvantage that in the water dissolved salts and contaminants water stains on the art fabric objects remain.

Das bekannte Gasinnendruckverfahren ist für kleine, massive Spritzgußteile mit Massen < 50g nicht anzuwenden. Dort wird die Kunststoffmasse durch ein Gas mit hohem Druck von innen an die Forminnenwände gepreßt und der Überdruck solange auf recht erhalten, bis das Teil ausgeformt ist.The well-known gas pressure process is for small, massive Injection molded parts with masses <50g should not be used. There will the plastic mass from the inside with a gas under high pressure the mold inner walls pressed and the overpressure on right received until the part is molded.

Aufgabe vor liegender Erfindung ist es deshalb, die obenge nannten Nachteile bisheriger Abkühlverfahren bei der Her stellung massiver Kunststoffgegenstände zu vermeiden und die Taktzeit zur Herstellung dieser Gegenstände zu verkürzen.Object of the present invention is therefore the above mentioned disadvantages of previous cooling processes in the manufacture to avoid placing massive plastic objects and the Shorten cycle time for the manufacture of these items.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Erstarrungsphase des Kunststoffes die Spritzgußteile ent formt und in einem Bad aus einem Kältemedium abgekühlt werden.This object is achieved in that during the solidification phase of the plastic ent the injection molded parts molded and cooled in a bath from a refrigerant.

Durch Einsetzen des Abkühlvorgangs vor der Erstarrung des Kunststoffs, d. h. zu einem Zeitpunkt, an dem der größte Teil des Spritzgußteils noch aus plastischem Kunststoff besteht, läßt sich die Taktzeit des Herstellungsprozesses wesentlich verkürzen.By starting the cooling process before the solidification of the Plastics, d. H. at a time when most of it the injection molded part is still made of plastic, the cycle time of the manufacturing process can be significantly shorten.

Erfindungsgemäß wird während der Erstarrungsphase des Kunst stoffes in der Form diese geöffnet und das heiße, noch über wiegend plastische Spritzgußteil in einem Bad aus einem Kälte medium abgeschreckt. Durch das plötzliche "Einfrieren" der Oberfläche des Spritzgußteils wird ein nachfolgendes Einfallen dieser Oberfläche während der Abkühlung im Inneren verhindert. In nicht zu erwartender Weise sind die Erfolge des erfindungs gemäßen Verfahrens umso größer, je früher das Abschrecken während der Erstarrungsphase erfolgt. Werden schon weitgehend erstarrte Kunststoffgegenstände in einem Bad aus einem Kältemedium abgekühlt, treten häufig Risse an der Oberfläche auf. According to the invention, during the solidification phase of art fabric in the form this opened and the hot, still over Weighing plastic injection molding in a bath from a cold medium quenched. Due to the sudden "freezing" of the The surface of the injection molded part becomes a subsequent dip this surface is prevented during cooling inside. The results of the invention are not to be expected according to the method, the greater the earlier the quenching takes place during the solidification phase. Already largely solidified plastic objects in a bath from a When the refrigerant cools, cracks often appear on the surface on.

Für das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich als geeignete Kältemedien verflüssigte inerte Gase, vorzugsweise Stickstoff, einsetzen.For the process according to the invention, suitable ones can be used Refrigeration media liquefied inert gases, preferably nitrogen, deploy.

Das heiße, noch plastische Spritzgußteil fällt in ein Bad aus tiefkalten, bei -196°C verflüssigten Stickstoff, der bei Kontakt mit der Kunststoffoberfläche sofort verdampft. Dieser auftretende Leidenfrost-Effekt scheint für das Abkühlen des Spritzgußteiles einen günstigen Einfluß zu haben. Nach einigen Sekunden werden die Teile dem Bad entnommen, wenn sie eine genügend große Festigkeit aufweisen. Die Oberfläche und die Form der Kunststoffgegenstände zeigen keinerlei Beeinträch tigungen, wie Einfallstellen, Risse, Flecken o.a.The hot, still plastic injection molded part falls out into a bath cryogenic nitrogen liquefied at -196 ° C Contact with the plastic surface evaporates immediately. This Leidenfrost effect appears for cooling the Injection molded part to have a favorable influence. After a few The parts are removed from the bath for seconds if they have one have sufficient strength. The surface and the The shape of the plastic objects shows no adverse effects such as sink marks, cracks, stains, etc.

Als Verweilzeit der Spritzgußteile in dem Bad aus einem Kältemedium werden je nach Größe der Teile und Art des Kältemediums 5 bis 25 s gewählt. Bei der Verwendung von verflüssigtem Stickstoff genügen Verweilzeiten von 10 bis 20 s, um den Spritzgußteilen die zur Entnahme notwendige Stabilität zu geben.As the residence time of the injection molded parts in the bath from one Depending on the size of the parts and the type of refrigeration medium Refrigerant 5 to 25 s selected. When using liquefied nitrogen, residence times of 10 to 20 are sufficient s to make the injection molded parts necessary for removal To give stability.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.In the following, an embodiment of the invention Explain the procedure in more detail.

In einer Spritzgußanlage werden Griffe mit Innengewinde für die Möbelindustrie gefertigt. Da die Oberflächen der fertigge stellten Griffe mit einer glänzenden Schicht überzogen werden, ist eine hohe Oberflächenqualität, d. h. eine glatte Oberfläche ohne Einfallstellen, erwünscht.In an injection molding system, handles with an internal thread for the furniture industry. Since the surfaces of the finished handles are covered with a glossy layer, is a high surface quality, i. H. a smooth surface without sink marks, desirable.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unterhalb der sich öffnenden Form für die Spritzgußteile ein Fallschacht installiert, der zu einem Bad aus verflüssigtem Stickstoff führt. Das Bad ist seinerseits an einen Vorratstank für ver flüssigten Stickstoff angeschlossen. Ein Regelkreis sorgt für eine konstante Füllhöhe des Bades. To carry out the method according to the invention is below the opening mold for the injection molded parts a chute installed to a bath of liquefied nitrogen leads. The bathroom is in turn connected to a storage tank for ver liquid nitrogen connected. A control loop ensures a constant fill level of the bath.

Die auf über 200°C erhitzte Kunststoffmasse wird über einen Extruder und eine Einspritzdüse in die Form gefüllt, verbleibt dort unter Druck einige Sekunden und wird dann erfindungsgemäß noch während der Erstarrungsphase entformt und fällt in das Bad aus verflüssigtem Stickstoff. Die Ergebnisse werden dabei besser, wenn das Kunststoffteil möglichst früh, d. h. nach Erreichen einer unabdingbaren minimalen Formstabilität, in das Bad aus dem Kältemedium geworfen wird.The plastic mass heated to over 200 ° C is over a Extruder and an injection nozzle filled in the mold remains there under pressure for a few seconds and then according to the invention demolded during the solidification phase and falls into that Liquefied nitrogen bath. The results will be there better if the plastic part as early as possible, d. H. to Achieving an essential minimum dimensional stability in which Bath is thrown out of the refrigerant.

Die Kunststoffgriffe durchfallen das Bad aus verflüssigtem Stickstoff, wobei es aufgrund der großen Temperaturdifferenzen zu einer starken Blasen- und Dampfentwicklung mit dem be kannten Leidenfrost-Effekt kommt. Die abgekühlten Teile werden mittels eines Kettenförderers aus dem Bad entfernt, wobei eine mittlere Aufenthaltsdauer in dem Bad von ca. 10 s zur Abkühlung ausreicht.The plastic handles fall through the bath from liquefied Nitrogen, being due to the large temperature differences to a strong bubble and steam development with the be known Leidenfrost effect comes. The cooled parts will removed from the bath by means of a chain conveyor, one average length of stay in the bath of approx. 10 s to cool down is sufficient.

Das erfindungsgemäße Verfahren verkürzt die Abkühlzeiten und damit die Taktzeiten des Herstellungsverfahrens für die Kunst stoffteile beträchtlich und führt außerdem zu einer Qualitäts verbesserung gegenüber den mit bisherigen Abkühlverfahren hergestellten Spritzgußteilen.The method according to the invention shortens the cooling times and hence the cycle times of the manufacturing process for art fabric parts considerable and also leads to a quality improvement compared to previous cooling processes manufactured injection molded parts.

Claims

1. A process for the production of solid injection molded parts made of thermoplastic, in which a plastic melt is injected into a mold, characterized in that the injection molded parts are removed from the mold during the solidification phase and cooled in a bath from a cooling medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that as Refrigerant a liquefied inert gas, preferably Nitrogen is used.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized records that the residence time of the injection molded parts in the Bath from a cooling medium in a range from 5 to 25 s, preferably 10 to 20 s, is selected.