DE69027819T2

DE69027819T2 - Form aus metallpulvergefülltem Epoxyharz und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69027819T2
Application number: DE69027819T
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Ishimura; Hideo Nomura; Isao Takagi; Nobuyuki Yamaguchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2010-08-04
Also published as: KR920005524B1; EP0412891B1; EP0412891A3; ES2091810T3; EP0412891A2; DE69027819D1; KR910004326A; CA2022642A1; CA2022642C; US5156754A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft in allgemeiner Weise Formen oder Spritzformen aus Epoxyharz, die zum Giessen von Plastikartikeln oder zum Pressen von metallischen Platten verwendet werden. In spezifischerer Weise betrifft die Erfindung dauerhafte Epoxyharzformen, die besonders geeignet sind für Spritzgiessen, das die Formen sehr hohen Spritzdrücken aussetzt. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung von Formen und Spritzformen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Heutzutage wird aus Gründen der Einfachheit bei der Herstellung und Formgebung Kunststofformen auf dem Gebiet des Kunststofformens weitgehend Aufmerksamkeit geschenkt. Üblich ist, als Stoffe für die Formen thermisch aushärtbare Harze, wie Epoxyharz, Urethanharz, Siliziumharz und dergleichen zu verwenden. Unter diesen ist das Epoxy-harz am besten geeignet wegen seiner bemerkenswerten Aushärtfähigkeit und der ausgezeichneten Eigenschaften des voll ausgehärteten Epoxyharzes.
Jedoch genügten die bisher verwendeten oder vorgeschlagenen Epoxyharzformen nicht, die Anforderungen zur Vereinfachung der Arbeit, mit der die Formen hergestellt werden, und die Anforderung an die Dauer, die das ausgehärtete Epoxyharz haben muss, zu befriedigen. Infolgedessen ist bisher die praktische Verwendung der Epoxyharzformen nur auf die Verwendung in Experimentierformereianlagen begrenzt worden.
Da die flüssige zusammensetzung des Epoxyharzes eine bemerkenswerte Viskosität besitzt, sind das Eingiessen der flüssigen zusammensetzung in eine Spritzformeinheit zur Herstellung einer Form und das Entgasen der Zusammensetzung schwierig durchzuführen oder wenigstens beunruhigend. Hinzu kommt, dass, da die Zusammensetzung des Epoxyharzes relativ hohe Brenntemperaturen erfordert, eine Neigung zu einer ungewollten Verformung des Ursprungsmodels besteht, das bei dem Zusammenbau der Spritzformeinheit, die die Form herstellt, verwendet wird.
Hinzukommt, dass die Epoxyharzformen, die bisher verwendet und vorgeschlagen worden sind, nicht in der Lage waren, einen zufriedenstellenden Hitzwiderstand bei 150ºC zu haben. Insbesondere haben die Epoxyharzformen keinen zufriedenstellenden Widerstand gegenüber einer Umgebung gezeigt, in der sogenannte thermische Stösse kontinuierlich auftreten.
Wegen des Vorausgehenden, sind verschiedene Versuche unternommen worden, um die Leistung der Epoxyharzformen zu verbessern. Einige dieser Versuche sind in den japanischen ersten vorläufigen Patentveröffentlichungen 63-278808 und 63-2700104 beschrieben worden.
In der früheren Veröffentlichung ist eine Maßnahme gezeigt worden, bei der verschiedene nadelartige Fasern verwendet werden, um die Epoxyharzform zu verstärken. Jedoch hat die mit Fasern vermischte flüssige Zusammensetzung des Epoxyharzes eine bemerkenswerte Viskosität, die den Arbeitschritt des Eingiessens der Zusammensetzung schwierig macht.
In der zuletzt genannten Veröffentlichung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formen gezeigt worden, die aus thermisch aushärtbaren Harzen hergestellt sind. Jedoch ähnlich dem Fall der früheren Veröffentlichung, hat die verwendete Zusammensetzung eine bemerkenswerte Viskosität und macht daher die vorgenannten Arbeitsschritte des Eingiessens und Entgasens der Zusammensetzung schwierig.
US-A-4 268 473 beschreibt ein Verfahren zur Bildung einer hochfesten temperaturwiderstehenden Druckausgleichsplatte, die eine grosse Anzahl von Arbeitsschritten besitzt, die wie folgt zusammengefasst werden können :
Ein flüssiges, mit Aluminium gefülltes Epoxyharz wird auf eine zu verdoppelnde strukturelle Fläche gegossen, dann wird das Harz einer Wärmebehandlung unterworfen, die ausreicht, um das Harz durch Brennen wenigstens teilweise zu verfestigen, und wahlweise wird das Harz gebacken, um eine maximale Festigkeit und das strukturelle Muster zu erhalten. Jedoch ist die Viskosität des verwendeten Epoxyharzes gemäss dem genannten Schriftstück sehr hoch, so dass es sehr schwierig ist, es einzugiessen und zu entgasen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die vorangehenden Nachteile zu beseitigen, haben die Erfinder verschiedene Versuche und Experimente ausgeführt und schliesslich die folgenden vorteilhaften Tatsachen gefunden.
Zunächst, wenn die flüssige Zusammensetzung für das Epoxyharz eine bestimmte Menge an darin verteiltem Metallpulver enthält, kann das Endprodukt, d.h. die mit Metallpulver gefüllte Epoxyharzgiessform, eine ausgezeichnete Leistung erbringen, die mit den herkömmlichen Epoxyharzen nicht erwartet werden kann.
Zweitens, wenn die mit Metallpulver gefüllte Zusammensetzung ausreichend entgast ist, hat die so hergestellte Harzform eine dichte Struktur ohne Hohlräume. Das Vorhandensein von Hohlräumen wird mit blossem Auge oder mit einem optischen Mikroskop untersucht. Es ist zu bemerken, dass die in dieser Beschreibung erwähnten Hohlräume solche Räume sind, die Grössen von mehr als 0,1 Millimeter haben. Die Untersuchung hat ergeben, dass dann, wenn die Epoxyharzform oder die Spritzform mehr als 10 Hohlräume pro 100 cm³ enthält, ihre mechanische Festigkeit erheblich verringert ist.
Drittens, wenn das Aushärtemittel für den flüssigen Epoxyharzstoff ausgewählt wird aus flüssigen Mitteln, wie flüssigem Aminaushärtemitteln, sauren Anhydriden oder dergleichen, kann das ausgehärtete Harz eine dichte und hohlraumfreie Struktur haben.
Der flüssige Epoxyharzstoff wird ausgewählt aus der Gruppe, die Bisphenol-A-Epoxyharz, Bisphenol-F-Typ- Epoxyharz, Novalack-Phenol-Typ-Epoxyharz, Tetraglycidyldichlorohexylamin und dergleichen enthält. Selbstverständlich können zwei oder mehr Glycidylamine in Kombination mit dem flüssigen Epoxyharz verwendet werden. Bisphenol-A-Typ-Epoxyharz, Bisphenol-F-Typ-Epoxyharz und Tetraglycidyldichlorohexylamin sind bevorzugt. Wenn dies gewünscht ist, können geeignete Verdünnungen verwendet werden, um die Viskosität der flüssigen Epoxyharzzusammensetzung zu verringern.
Das flüssige Aminhärtemittel kann ausgewählt werden aus aliphatischen Polyamiden, wie Diäthylentriamin, Triäthylentetramin und dergleichen oder aus Zykloaminen, wie Isophoronediamin, Zyklohexylamin, Bis-(4-Amino-3- Methylzyklohexyl)-Methan,Bis-(4-Aminozyklohexyl)-Methan und dergleichen, oder aus aromatischen Ammen wie Methaxylendiamin, Diaminodiphenylmethan, Diaminodiphenylsulfon und dergleichen. Selbstverständlich kann eine eutektische Mischung aus zwei oder mehr davon als flüssiger Aminaushärter verwendet werden. Vorteilhaft ist, entweder die eutektische Mischung aus Diaminodiphenylmethan und Bis-(4-Amino-3-Methylzyklohexyl)-Methan oder die eutektische Mischung aus Diaminodiphenylmethan oder Bis-(4-Aminozyklohexyl)-Methan zu verwenden.
Viertens, wenn der flüssige Aminaushärter verwendet wird, müssen 0,5 bis 2 Äquivalenzen von aktivem Sauerstoff von Amin für eine Äquivalenz vom Epoxyradikal des Epoxyharzes verwendet werden.
Fünftens, das Saueranhydrid kann ausgewählt werden aus Phthalanhydrid, Hexahydrophtahlanhydrid, Methyltetraphthalanhydrid, methylnadischem Anhydrid und dergleichen. Wenn das saure Anhydrid verwendet wird, wird vorzugsweise ein geeigneter Aushärtungsbeschleuniger verwendet.
Sechstens, das in der hergestellten Epoxyharzform verteilte Metallpulver erhöht nicht nur die mechanische Festigkeit der Form, sondern ebenfalls deren Wärmeübergangskoeffizient. Aluminium, Kupfer, Eisen, Gold, Silber, Nickel, Chrom und dergleichen können als Stoff für das Metallpulver verwendet werden. Die Partikel des Metallpulvers haben einen mittleren Durchmesser, der kleiner ist als 50 µm (Mikron). Wenn Metallpulver mit einem mittleren Durchmesser verwendet wird, der grösser als 50 Mikron ist, wird die Ausfällung des Pulvers bedeutend und infolgedessen wird die mechanische Festigkeit der hergestellten Epoxyharzform verringert. Vorzugsweise wird eine Mischung von 95 bis 50 Gewichtsprozent von Metallpulver mit einem mittleren Durchmesser von wenigstens 40 Mikron, vorzugsweise 40-75 Mikron und 5- 50 Gewichtsprozent von Metallpulver mit einem Durchmesser von nicht mehr als 20 Mikron, vorzugsweise 1-20 Mikron verwendet. Dank des Vorhandenseins des Metallpulvers, erhält die hergestellte Epoxyharzform eine zufriedenstellende Festigkeit in einer Umgebung, in der thermische Stösse wiederholt stattfinden.
Die Figuren 13A, 13B und 13C zeigen ein Ringscheibenteststück, das verwendet wird, um das mit Metallpulver gefüllte gehärtete Epoxyharz gegenüber der Umgebung mit thermischen Stössen zu testen. Zur Herstellung jedes Teststückes wurde eine Einsetzstruktur zubereitet, die eine halbringförmige Platte 30 mit drei diese durchdringende Öffnungen und drei Paare von Bolzen 31 und Muttern 32 besitzt, die an der Platte 30 an den jeweiligen Öffnungen befestigt sind. Dann wurde die Einsatzstruktur in einen zylindrischen Formhohlraum eingesetzt, une eine flüssige Epoxyharzzusammensetzung 33 wurde in den Formhohlraum eingossen und unter einer vorgegebenen Bedingung gehärtet. Die hergestellten Teststücke haben jeweils eine Grösse, die durch die Buchstaben "l"und "h" gekennzeichnet werden, bei denen l1=25mm, l2=12.5mm, l3=10mm, l4=60mm, l5=15mm, l6=10mm,hl=4mm und h2=5mm. Der Wärmeschocktest wurden bei einer Bedingung ausgeführt, bei der plötzliche Temperaturänderungen zwischen -20ºC und 120Cº wiederholt wurden.
Siebtens, wenn der Anteil an Metallpulver in der ausgehärteten Epoxyharzschicht oberhalb von 30 Volumenprozenten liegt, ist das gewünschte Ergebnis erreicht.
Achtens, wenn die Wahl des flüssigen Epoxyharzstoffes und des flüssigen Aushärtungsmittels in geeigneter Weise gemacht worden ist, wird es möglich, die hergestellte Epoxyharzform mit einer grossen Wärmebeständigkeit zu versehen. In der Tat haben einige der Epoxyharzformen gemäss der vorliegenden Erfindung eine Erweichungstemperatur (HDT) oberhalb von 150ºC (ASTM D648).
Zusätzlich zu dem oben Ausgeführten haben die Erfinder die folgenden vorteilhaften Tatbestände herausgefunden, durch Herstellung und Testen von verschiedenen Formhälften, wobei jede Hälfte ein Stützorgan und eine Epoxyharzschicht besitzt, die eine Fläche des Stützorgans eng überdeckt.
Erstens, wenn 5 bis 45 Volumenprozent von Metallkugeln (10&supmin;³ cm³ bis 10 cm³) in der Epoxyharzschicht nahe dem Stützorgan enthalten sind, ist die Verbindung zwischen der Schicht und dem Stützorgan gewährleistet. Metallkugeln sind Kugeln aus Aluminium, Eisen, Kupfer, Nickel oder Blei.
Zweitens, wenn Metallpulver wie Aluminiumpulver, Kupferpulver oder Eisenpulver in der Harzschicht verteilt wird, ist die Bindung sehr gut gewährleistet. Bevorzugt ist, Aluminiumpulver oder Eisenpulver zu verwenden. In diesem Fall werden 10 bis 70 Volumenprozent von Metallpulver für die Harzschicht verwendet, vorteilhafterweise werden 30 bis 60 Volumenprozent von Metallpulver verwendet.
Drittens, wenn die verwendeten Metallkugeln Grössen in der Ordnung von 10&supmin;²cm³ bis 1cm³ haben, wird eine ausgezeichnete Bindung erwartet.
Viertens, wenn die Metallkugeln aus magnetischem Stoff bestehen, ist es vorzuziehen, das Stützorgan mit Magnetorganen zu versehen.
Fünftens, vorzugsweise sollten die Metallkugeln rauhe Oberflächen haben. Um die Oberflächen aufzurauhen, kann eine Behandlung mit Phosphat verwendet werden.
Zusätzlich haben die Erfinder die folgenden vorteilhaften Fakten durch verschiedene Tests und Experimente herausgefunden.
Erstens, wenn die Epoxyharzform eine elektrisch mit Metall plattierte Oberfläche hat, wird die Dauerhaftigkeit der Form bedeutend verbessert. Für diese Metallplattierung wird eine leitende Farbe auf die Oberfläche der Epoxyharzform vor der elektrischen Metallplattierung aufgebracht.
Zweitens, wenn Metallkugeln in dem Harz enthalten sind, wird dessen mechanische Festigkeit bedeutend erhöht. Die Metallkugeln sind Kugeln aus Aluminium, Eisen, Kupfer, Nickel oder Blei.
Drittens sollte die leitende Farbe einen Volumenwiderstand von weniger als 1 Ω -cm haben. Vorzugsweise liegt der Volumenwiderstand der Farbe im Bereich von 10&supmin;² Ω -cm bis 10&supmin;&sup5; Ω -cm
Viertens sollte die leitende Farbe ein Polymer mit einem Volumenwiderstand von weniger als 1 Ω -cm sein. Der Polymer ist z.B. Polyazetylen, Polyparaphenylen, Polyanilin, Polypyrrol, Polythiopenharz oder dergleichen.
Ferner kann die leitende Farbe ein Polymer sein, der Metallpulver enthält. Das Metallpulver kann Gold, Plutonium, Silver, Kupfer, Nickel oder Aluminiumpulver sein.
Fünftens, in vorteilhafter Weise enthält die leitende Farbe das gleiche Harz wie das, aus dem die Form hergestellt ist, und 60 bis 90 Gewichtsanteile an Kupferoder Nickelpulver.
Sechstens muss die leitende Farbe eine Dicke von ungefähr 50µm bis 1.0 µm haben, wenn sie getrocknet und hart ist.
Siebtens kann die metallische Plattierung eine Plattierung aus Nickel, Chrom, Kupfer oder Zink sein.
Achtens muss die Dicke des plattierten Metalls im Bereich von 50µm bis 500µm liegen. In vorteilhafter Weise liegt die Dicke im Bereich von 50µm bis 300µm.
Aufgrund der vorgenannten vorteilhaften Tatsachen schlägt die vorliegende Erfindung vor :
(1) Eine Form mit einer geformten Struktur, die aus Epoxyharz mit darin verteiltem Metallpulver hergestellt ist, wobei die geformte Struktur eine grosse Dichte besitzt und frei von Hohlräumen ist.
(2) Ein Verfahren zur Herstellung einer Form, das die folgenden Verfahrensschritte besitzt
(a) Vermischen eines Metallpulvers mit einem Epoxyharzstoff und einem Aushärtungsmittel zur Zubereitung einer Epoxyharzzusammensetzung, die eine Viskosität hat, die geringer als 100 Poise ist by 60 ºC,
(b) Entgasen der Zusammensetzung
(c) Eingiessen der Zusammensetzung in eine die Form herstellende Spritzform in einer Menge, daß die Zusammensetzung einen gegebenen Teil eines Ursprungsmodels, das in der Spritzform gebracht ist, überdeckt
(d) Halten der Spritzform mit der Zusammensetzung während einer gegebenen Zeit bei einer Temperatur, die nicht höher als 60ºC ist
und (e) Entfernung des Urprungsmodels aus der Spritzgusseinheit nach dem Hartwerden der Zusammensetzung.
(3) Eine Form, die ein Stützorgan aus Metall ; eine geformte Struktur, die aus Epoxyharz und darin verteiltem Metallpulver hergestellt ist, wobei die geformte Struktur auf dem Stützorgan angebracht ist ; und 5 bis 45 Volumenprozent von Metallkugeln enthält, die in der geformten Struktur nahe des Stützorgans enthalten sind, wobei jede Metallkugel ein Volumen in der Grössenordnung von 10&supmin;³ cm³ bis 10 cm³ hat.
(4) Ein Verfahren zur Herstellung einer Form, die die folgenden Arbeitsschritte enthält, (a) Einsetzen eines Stützglieds aus Metall in einen Halter in der Weise, dass eine gegebene Oberfläche von diesem nach oben gerichtet ist ; (b) Anordnen von Metallkugeln auf einer gegebenen Oberfläche in einer Schicht ; (c) Einsetzen eines Modells in den Halter, so dass ein gegebener Zwischenraum zwischen dem Modell und der gegebenen Oberfläche des Stützorgans gebildet wird ; (d) Zubereiten einer Epoxyharzzusammensetzung, die einen Epoxyharzstoff, ein Härtemittel und Metallpulver enthält ; (e) Entgasen der zusammensetzung und deren Eingiessen in den gegebenen Zwischenraum ; (f) Erhitzen der Zusammensetzung,um diese zu härten ; (g) Entfernen der gehärteten Zusammensetzung zusammen mit dem Stützorgan von dem Rest ; und (h) Erhitzen der Zusammensetzung,um ein ausreichendes Aushärten von dieser zu erreichen.
(5) Eine Form, die eine geformte Epoxyharzstruktur hat, in der Metallpulver verteilt ist ; eine elektrisch leitende Kunststoffschicht, die eine gegebene Oberfläche der Struktur überdeckt ; und eine elektrisch plattierte Metallschicht auf der leitenden Kunststoffschicht.
(6) Eine Verfahren zur Herstellung einer Form, das die Arbeitsschritte enthält zur (a) Herstellung einer geformten Epoxyharzstruktur, in der Metallpulver verteilt ist ; (b) Aufbringen einer gegebenen synthetischen Farbe auf eine gegebene Oberfläche der Struktur, wobei die Farbe leitend wird, wenn sie ausgehärtet ist ; (c) Aushärten der Farbe ; und (d) Eintauchen der Struktur in eine elektrolytische Lösung um eine Metallplattierung auf diese zu erreichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Abbildungen, für die gilt :
Die Figur 1 ist eine Schnittansicht einer Form, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt ;
Die Figur 2 ist eine Darstellung, die das Verfahren zur Herstellung einer Hälfte der Ausführungsform der Figur 1 darstellt ;
Die Figur 3 ist eine Schnittansicht der Hälfte ;
Die Figur 4 ist eine Schnittansicht einer Form einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ;
Die Figur 5 ist eine Schnittansicht eines Modells, das verwendet wird bei der Herstellung der Hälfte der Form einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Modell mit einem auf ihm angebrachten Sitz aus Wax gezeigt ist ;
Die Figur 6 ist eine Schnittansicht einer Gußspritzformeinheit, die verwendet worden ist bei der Herstellung der Formhälfte einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung ;
Die Figur 7 ist eine der Figur 6 ähnliche Ansicht, zeigt jedoch eine Bedingung, bei der eine geschmolzene Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt in die Spritzform eingossen worden ist ;
Die Figur 8 ist eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung der Formhälfte einer noch anderen Ausführungsform, bei der das Modell verwendet wird ;
Die Figur 9 ist eine Schnittansicht der Formhälfte einer noch anderen Ausführungsform ;
Die Figur 10 ist eine Schnittansicht der Form einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Formhälfte gezeigt ist, die mit Kräuseln auf ihre Oberfläche gezeigt ist ;
Die Figur 11 zeigt ein Verfahren zur Herstellung der Gusshälfte mit den Kräuseln ;
Die Figur 12 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Form ;
Die Figuren 13A, 13B und 13C sind Vorder,-Seiten bzw. Rückansichten jedes Teststückes aus Epoxyharz, das zum Testen der Gebrauchsfähigkeit der verschiedenen ausgehärteten Epoxyharz verwendet worden ist ;
Die Figur 14 ist eine Schnittansicht einer Form einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ; und
Die Figur 15 zeigt ein Verfahren zur Herstellung der Formhälfte der Figur 14.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxyharzform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird ein Modell auf einem geeigneten Spritzgussrahmen befestigt. Das Modell kann ein magnetischen Produkt sein, das bei der Verwendung der Epoxyharzform hergestellt werden soll. Das Modell kann aus einem wenig hitzebeständigen Stoff hergestellt sein, der seine Gestalt bei einer Temperatur oberhalb von 60ºC nicht beibehalten kann. Als Beispiel können getrockenes Holz, Kunstharz, Gips, ABS Harz, Siliziumharz, Acrylikharz, Epoxyharz oder dergleichen als Modellstoff verwendet werden. Wenn dies gewünscht ist, kann ein solches Modell aus Eisen, Aluminium, Kupferlegierung oder dergleichen hergestellt werden. Ein geeigneter Werkstoff zur Freigabe der Form kann auf der äusseren Oberfläche des Modells aufgebracht sein.
Dann wird die Epoxyharzzusammensetzung zubereitet. Für diese Zusammensetzung wird Metallpulver homogen mit nicht gehärtetem Epoxyharzstoff vermischt und dann wird ein geeignetes Aushärtemittel dem Stoff aus mit Metallpulver vermischtem nicht erhitztem Epoxyharz zugefügt. Um das Mischen zu erleichtern, wird das nicht ausgehärtete Epoxyharz etwas erwärmt.
Dann wird die Epoxyharzzusammensetzung ausreichend entgast und in den Spritzgussrahmen eingossen, um das Modell vollständig zu überdecken. Während dieses Giessprozesses wird Sorge getragen, dass die Temperatur der Zusammensetzung nicht 60ºC überschreitet. Wenn die Viskosität der zusammensetzung unter 100 Poise by 60ºC liegt, können das Entgasen und das Eingiessen allmählich ausgeführt werden.
Die Zusammensetzung wird mit dem Spritzgussrahmen auf eine Temperatur unterhalb von 60ºC gehalten. Unter diesen Bedingungen wird das mit Metallpulver vermischte Epoxyharz zunächst erhitzt und gehärtet.
Dann wird das Modell aus dem gehärteten Harz entfernt.
Anschliessend wird das gehärtete Harz, das nun von dem Modell befreit ist, bei einer Temperatur belassen, die höher als 100ºC ist. Dann wird der gehärtete Harz zum zweiten Mal gebrannt oder gehitzt.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxyharzform nach einer ersten Ausführungsform kurz beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform wird das vorgenannte Epoxyharz nur für eine Oberflächenschicht einer Formhälfte verwendet. Das bedeutet, dass je Hälfte der Form gemäss der ersten Ausführungsform ein Stützelement und eine Schicht des vorgenannten mit Metallpulver gefüllten Epoxyharzes, das von dem Stützelement gehalten wird, enthält.
Ein Modell mit einem Entformungsmittel und dem Stützelement werden in eine Spritzgussformeinheit eingesetzt, so dass zwischen ihnen ein gegebenen Zwischenraum verbleibt. Das Stützorgan wird aus Gussmetall, gewalztem Metall, Metall mit niedrigem Schmelzpunkt oder dergleichen hergestellt. Dann wird die vorgenannte mit Metallpulver gefüllte Epoxyzusammensetzung in die Spritzgusseinheit eingegossen, wobei der Zwischenraum gefüllt wird. Anschliessend wird der vorgenannte Erhitzungsschritt zum Erhalt einer ausreichend in dem Zwischenraum erhitzten Epoxyharz form durchgeführt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxyharzform einer zweiten Ausführungsform wird kurz im folgenden beschrieben.
Die Form der zweiten Ausführungsform ist der vorgenannten ersten Ausführungsform ähnlich, mit der Ausnahme jedoch, dass bei der zweiten Ausführungsform ein sogenanntes "near-net shaped" Stützorgan verwendet wird. In dieser Form ist das Stützorgan etwas in der Konstruktion bezogen auf den Formhohlraum jeder Hälfte versetzt.
Ein mit einem Formungsmittel versehenes Modell und das als "Nahnetz -gestaltete" (nearnet-shaped) Stützorgan werden in eine Spritzformeinheit so eingesetzt, dass ein gegebener Zwischenraum zwischen ihnen definiert wird. Dann wird die vorgenannte, mit Metallpulver gefüllte Epoxyharzzusammensetzung in die Spritzformeinheit eingegossen, um den Zwischenraum zu füllen. Danach wird der Heizschritt vorgenommen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxyharzform einer dritten Ausführungsform wird im folgenden kurz beschrieben. Die Form dieser Ausführungsform wird verwendet, um eine geringere Menge von Fertigprodukten zu formen.
Ein Modell wird in einen Halter eingesetzt. Eine Vielzahl von Stahl oder Keramikstiften werden in den Halter oberhalb des Modells so eingesetzt, dass ihre unteren Enden in Kontakt mit dem Modell sind, so dass ihre oberen Enden eine Form definieren, die der Kontur des Modells entspricht. Dann wird die Gesamtheit der Stifte blockiert, wobei die geformten oberen Enden dieser Stifte fixiert sind. Damit wird eine Spritzgussform in dem Halter durch die fixierten oberen Enden der Stifte definiert. Danach wird geschmolzenes Metall in die Gussform eingegossen. Auf diese Weise wird ein Stützorgan aus gegossenem Metall hergestellt.
Dann werden das so hergestellte Stützorgan und das Modell in eine Spritzgusseinheit eingesetzt, um einen gegebenen Zwischenraum zwischen ihnen zu bilden. Danach wird die vorgenannte mit Metallpulver gefüllte Epoxyharzzusammensetzung in die Spritzgusseinheit eingegossen, um den Zwischenraum darin zu füllen. Anschliessend wird der Heizschritt vorgenommen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Epoxyharzform einer fünften Ausführungsform wird beschrieben. In der fünften Ausführungsform wird eine Hälfte der Form auf den Harzwänden mit Kräuseln versehen. Zur Herstellung der Kräusel wird ein Photo-Polymerizationsharzfilm verwendet. Das bedeutet, dass der Film optisch behandelt worden ist, um Schlitze darin vorzusehen. Der so behandelte Film wird an der Wand des Epoxyformhohlraums befestigt und danach wird die mit dem Film versehene Wand mit einer Partikelbeblasputztechnik behandelt, um die Harzwand mit den Kräuseln zu versehen. Für diese Technik werden feine Partikel aus Eisen, Sand, Glas, Keramik oder dergleichen verwendet.
Die Epoxyharzform gemäss der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene Arten von Gussverfahren verwendet werden, einschliesslich dem Spritzgussverfahren, Vakuumverfahren, Kunststoffgussverfahren, Blasverfahren oder dergleichen und kann als Spritzform zum Pressen von dünnen Metallplatten verwendet werden, die z.B. aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder dergleichen hergestellt werden. Kunststoffe, die als Beispiele mit Hilfe von Epoxyharzformen geformt werden, sind z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polystyren, ABS-Harz, Polyamidharz, Polyesterharz, Polyazetalharz und Acrylharz (die thermoplastische Harze sind) und Phenolharz, Urethanharz und Epoxyharz (die hitzehärtbare Harze sind).
Im folgenden werden Beispiele der vorliegenden Erfindung, die von den Erfindern hergestellt worden sind, beschrieben.

BEISPIEL 1

(Zubereitung einer Epoxyharzzusammensetzung) 40 Gewichtsanteile von Bisphenol-A Typ-Epoxyharz (AER331: Asahikasei Kogyo Co., Ltd.), 50 Gewichtsanteile von Aluminiumpulver atomisierter Art (mittlerer Durchmesser : 42µm) und 10 Gewichtsanteile von Aluminiumpulver atomisierter Art (mittlerer Durchmesser : 10µm) werden vermischt, um einen Epoxyharzstoff "A" zu erhalten. 70 Gewichstprozent von alizyklischem flüssigem Amin (WANDEMIN HM : Shinnippon Rika Co., Ltd.) und 30 Gewichtsprozent von Diaminodiphenylmethan werden gemischt, um ein flüssiges Härtemittel "A" herzustellen.
Dann werden 100 Gewichtsanteile des Epoxyharzstoffes "A" und 10 Gewichtsanteile des Härtemittels "A" gut gemischt und auf eine Temperatur von ungefähr 50ºC erhitzt. Danach wird die Zusammensetzung entgast unter Verwendung eines Vakuumauflockerers, um eine Zusammensetzung "A" zuzubereiten. Bei 60ºC hatte die Zusammensetzung "A" eine Viskosität von ungefähr 80 Poise nach einem Brookfieldtypviskometer.

(Herstellung eines Modells).

Ein ausgehärteter Epoxyharzblock (200 mm lang, 200 mm breit und 100 mm hoch) wird durch Schneiden gestaltet, um ein Modell herzustellen, das auf einer Aussenfläche erhöhte und vertiefte Bereiche besitzt (jeder hat eine Höhe von ungefähr 1 mm bis 10 mm). Mit den erhöhten und vertieften, nach oben gerichteten Bereichen wird das Modell von vier Eisenplatten (200 mm x 200 mm) eingeschlossen, wobei jede an einer Seite des Modells befestigt wird. Mit dieser Anordnung wird eine Spitzgusseinheit hergestellt, die einen rechteckigen Hohlraum besitzt, der von dem Modell und von den vier Eisenplatten definiert wird. Auf die Wandfläche des rechteckigen Hohlraums wird ein Entformungsmittel aufgebracht.

(Formen)

Kühlwasserrohre werden in das Modell eingesetzt, und die vorgenannte Zusammensetzung "A" wird in den Hohlraum der Spritzgusseinheit eingegossen und auf einer Temperatur von 60ºC während fünf Stunden in einem Ofen gehalten. Danach wird die Zusammensetzung "A" auf Raumtemperatur zusammen mit der Spritzgusseinheit abgekühlt. Die Zusammensetzung "A" wird zunächts erhitzt und gehärtet. Die ausgehärtete zusammensetzung "A" wird danach aus der Spritzgusseinheit herausgenommen und auf ungefähr 180ºC während fünf Stunden im Ofen gehalten. Somit wurde eine fertige Epoxyharzform hergestellt. Eine Untersuchung mit blossen Auge zeigte dass die Epoxyharzform eine dichte und hohlraumfreie Struktur hat.

(Dauertest)

Die so hergestellte Epoxyharzform wurde dann mit einer Stoffeinlassöffnung versehen und an einer Spritzgussmaschine befestigt. Eine Spritzgussform aus Zinklegierung wurde als Gegenteil der Form verwendet. Unter Verwendung von ABS-Harz wurde die Spritzgussmaschine unter einer Bedingung betrieben, bei der der Einspritzdruck 300 Kg/cm² und die Einspritztemperatur 230ºC betrugen. Es wurde keine Beschädigung in der Epoxyharzform bei 3.000 Einspritzstössen festgestellt.

(Leistung des Epoxyharztestteils)

Das Testteil zeigte die Leistung, die in der Tabelle 1 dargestellt ist. Tabelle 1
* Jedes Teststück hat eine darin eingebettete Einsatzstruktur (siehe Figuren 13A bis 13C). Die Teststücke werden einem thermischen Schockzyklustest unterworfen, bei dem jeder Zyklus einen Schritt zum Eintauchen der Teststücke in Methanol bei -20ºC während 30 Minuten und einen anderen Schritt zum Aussetzen der Teststücke in freier Luft bei 120ºC während 30 Minuten besitzt.

BEISPIEL 2

100 Gewichtsprozent von Bisphenol-A Typ-Epoxyharz (ARE331), 300 Gewichtsprozent von Eisenpulver (mittlerer Durchmesser : 50 Mikron) und 50 Gewichtsprozent von Aluminiumpulver (mittlerer Durchmesser : 8 Mikron) werden vermischt, um einen Epoxyharzstoff herzustellen. Dann werden 25 Gewichtsanteile von flüssigem Härtemittel "A" (des BEISPIELS 1) dem Epoxyharzstoff zugefügt und gut vermischt und entgast, um eine Epoxyharzzusammensetzung herzustellen.
Die Zusammensetzung wurde in einen Hohlraum einer eine Spritzform herstellenden Einheit eingegossen und bei 60ºC während fünf Stunden gehalten, um ein erstes Erhitzen zu erreichen und danach während zwei Stunden bei 180ºC erhalten, um ein zweites Erhitzen zu bewirken. Mit diesem Prozess wurde eine Spritzform hergestellt. Unter Durchführung eines ähnlichen Verfahrens wurde ein Futter oder ein Gegenteil für die Spritzform hergestellt. Die Spritzform und das Futter oder Gegenteil wurden an einer Pressmaschine befestigt und einem Dauertest unter einer in der Tafel 2 beschriebenen Bedingung unterworfen. In der Spritzform und dem Futter wurden bei 1.000 Preßschüssen keine Beschädigung festgestellt. Tabelle 2

BEISPIELE 3 - 5

(Herstellung einer Epoxyharzzusammensetzung)

Biophenol F-Typ Epoxyharz (Epicron 830: Dainippon Ink CO., Ltd.), Aluminiumpulver atomisierter Art (mittlerer Durchmesser : 45µm) und Kupferpulver (mittlerer Durchmesser : 10µm) wurden gut vermischt, um drei Arten von Epoxyharzmaterial "B", "C" und "D" in der in der Tafel 3 beschriebenen Art herzustellen. Dann wurde WANDEMIN HM als Härtemittel jedem Epoxyharzmaterial zugefügt, um Epoxyharzzusammensetzungen "B", "C" und "D"zuzubereiten, in der gleichen Art wie im BEISPIEL 1 beschrieben. Bei 60ºC zeigte jede zusammensetzung "B", "C" oder "D" eine Viskosität um 75, 90 oder 45 Poise, wie dies in der Tabelle 3 gezeigt ist. Tafel 3
(** Bisphenol F-Typ Epoxyharz)

(Leistungsfähigkeit der Epoxyharzteststücke)

Jede Zusammensetzung "B", "C" oder "D" besass eine darin eingebettete Einsatzstruktur und wurde während fünf Stunden bei einer Temperatur von 60ºC und dann während fünf Stunden bei einer Temperatur von 180ºC belassen, um die Teststücke zu herstellen. Die aus den Zusammensetzungen "B", "C" und ¹¹D" hergestellten Teststücke hatten die in der Tafel 4 aufgeführten Leistungen. Tafel 4

(Form)

Epoxyharzformen wurden aus den betreffenden Zusammensetzungen "B", "C" und "D" unter Durchführung des gleichen im BEISPIEL 1 beschriebenen Formverfahrens hergestellt.

(Dauertest)

Die so hergestellten Formen wurden jeweils an einer Spritzgussformmaschine befestigt und dem ABS-Harz verwendenden vorgenannten Spritzgussverfahren unterworfen. Die Ergebnisse sind in der Tafel 5 aufgeführt. Tafel 5

BEISPIEL 6

(Herstellung einer Epoxyharz zusammensetzung)

20 Gewichtsprozent von Bisphenol-A Typ-Epoxyharz (AER331), 20 Gewichtsanteile von Tetraglycidyldichlorohexylamin, 2 Gewichtsanteile von Styren-Butadienblockpolymer und 60 Gewichtsanteile von Kupferpulver (mittlerer Durchmesser : 50µm) waren gut vermischt, um ein Epoxyharzmaterial "E" herzustellen. 32 Gewichtsanteile von flüssigem sauren Anhydrid (KAYAHARD MCD; Nihon Kayaku Co., Ltd) und 0,5 Gewichtsanteile von 2-Methylimidazol wurden vermischt, um ein flüssiges Härtemittel "E" herzustellen.
Dann wurden 100 Gewichtsanteile des Epoxyharzstoffes "E" und 32.5 Gewichtsanteile des flüssigen Härtemittels "E" gut vermischt und entgast, um eine Epoxyharzzusammensetzung "E" zuzubereiten. Bei 60ºC zeigte die Zusammensetzung "E" eine Viskosität von 18 Poise.

(Leistung des Epoxyharzteststückes)

Die Zusammensetzung "E" besass eine darin eingebettete Einsatzstruktur und wurde während fünf Stunden bei einer Temperatur von 60ºC und dann während fünf Stunden bei 180ºC belassen, um ein Teststück herzustellen. Das Teststück zeigte die in der Tafel 6 aufgeführten Ergebnisse. Tafel 6

(Form)

Eine Epoxyharzform wurde aus der Zusammensetzung "E" unter Ausführung des gleichen Formverfahrens, das im BEISPIEL 1 beschrieben worden ist, hergestellt.

(Dauertest)

Die so hergestellte Form wurde an einer Einspritzgussmaschine befestigt und dem vorgenannten, ABS-Harz verwendenden Spritzgussverfahrentest unterworfen. Bei 5.000 Einspritzungen wurde in der Form keine Beschädigung festgestellt.

REFERENZ 1

Anstelle des Härternittels "A", das im vorangehenden BEISPIEL 1 verwendet worden ist, wurden 4 Gewichtsanteile von 2-Methylimidazole verwendet, um eine Epoxyharzzusammensetzung "G" herzustellen. Diese Zusammensetzung hat eine Erweichungstemperatur um 170ºC herum, wenn sie ausgehärtet war.
Wenn das ausgehärtete Teststück dem vorgenannten Thermschocktest unterworfen wurde, entstand während eines ersten Zyklus ein Riss. Wenn eine aus der Zusammensetzung "G" hergestellte Epoxyharzform einem ein ABS-Harz verwendenden Spritzgusstest unterzogen wurde, wurde eine Deformation in einem gespritzten Teil der Form bei zehn Schüssen festgestellt.

REFERENZ 2

Wenn bei der Herstellung der Form des BEISPIELS 1 die Epoxyharzzusammensetzung "A" bei 100ºC beim ersten Erhitzungsprozess erhitzt oder vulkanisiert wurde, war das Modell verformt. Infolgedessen war eine erwünschte Form nicht hergestellt.

REFERENZ 3

Wenn bei der Herstellung der Form des BEISPIELS 1 der Vergasungsvorgang der Zusammensetzung "A" ausgelassen wurde, wurden viele Hohlstellen in der fertigen Epoxyharzform gefunden. Wenn die Form dem Spritzgusstest unterworfen wurde, entstand ein Riss im erhöhten Teil der Form bei 50 Einspritzungen.

BEISPIEL 7

Eine Form gemäss der Figur 1 wurde hergestellt. Bei der dargestellten Form bezeichnen die Nummern 9 und 8 vordere und hintere Hälften der Form, die jeweils einen Hohlraum, der einen Bereich 1 definiert, der aus der Epoxyharzzusammensetzung "A" des BEISPIELS 1 hergestellt worden ist, ein Stützorgan 2 aus Metall und Kühlrohre 13 besitzen, wie dies dargestellt ist. Die vordere Hälfte 9 der Form besitzt eine Einfüllöffnung 10, und die hintere 8 der Form hat Bohrungen, durch die Auswerfstifte 12 einer Ausdrücktafel 11 verlaufen. Die Referenz W bezeichnet einen Hohlraum, der zwischen den den Hohlraum definierenden Bereichen 1 der vorderen und hinteren Hälften 9 und 8 in geschlossenem Zustand definiert wird.
Zur Herstellung jeder Hälfte 9 oder 9 der Form wurden die folgenden Arbeitsschritte durchgeführt.
Erstens wurde ein Model "M" aus getrocknetem Holz hergestellt und darauf ein Entformungsmittel aufgebracht. Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, wurden das Stützorgan 2 und das Modell "M" in einen Halter (nicht dargestellten) angeordnet, um zwischen ihnen einen gegebenen Zwischenraum "C" zu definieren. Das Stützorgan wurde durch Formen hergestellt und hatte Entgasungsbohrungen 5, die durch dieses hindurch ausgebildet wurden. Dann wurden Metallplatten 7 sowohl an dem Modell "M" als auch an dem Stützorgan 2 befestigt, um den Zwischenraum oder Spalt "C" einzuschliessen. Die Platten 7 besassen Stoffzuführrohre 6, die daran befestigt waren. Dann wurde die Epoxyharzzusammensetzung "A" in den Spalt "C" durch die Speiserohre 6 eingegossen. Dann wurde die Einheit, die aus dem Modell "M", dem Stützorgen 2, den Platten 7 und der Zusammensetzung "A" gebildet wird, bei ungefähr 60ºC für eine gegebene Zeit in einem Ofen belassen. Unter diesen Bedingungen wurde die Zusammensetzung "A" zunächst erhitzt oder vulkanisiert. Dann wurden das Modell "M" und die Platten 7 von dem Rest, der die Hälfte 9 der Form darstellt, entfernt. Die Hälfte ist auf der Figur 3 gezeigt, sie besteht aus dem Stützorgan 2 und einem gehärteten Epoxyharzteil 1. Die somit zunächst erhitzte oder vulkanisierte Hälfte 9 wurde dann ein zweites Mal oder völlig in dem Ofen erhitzt oder vulkanisiert.
Die Form wurde an einer Spritzgussmaschine befestigt und dem Spritzgusstest unter einer in der Tafel 7 beschriebenen Bedingung ausgesetzt. Bei 20.000 Einspritzungen wurde keine Beschädigung der Form festgestellt. Tafel 7

BEISPIEL 8

Eine Form wie in der Figur 4 gezeigt wurde hergestellt. Jede Vorder- und Rückhälfte 9 und 8 der Form besitzt eine äussere Schicht 1, die aus der Epoxyzusammensetzung "A" des BEISPIELS 1 hergestellt wird und ein als Nahnetz ausgebildetes Stützorgan 2, das aus einer Zinklegierung hergestellt wurde.
Zur Herstellung jeder Hälfte 9 oder 8 der Form wurden die folgenden Arbeitsschritte durchgeführt.
Zunächst wurde ein Modell "M" hergestellt. Dann, wie dies aus der Figur 5 ersichtlich ist, wurde auf das Modell "M" auf seiner geformten Fläche ein Sitzwax 14 aufgebracht, dessen Dicke der einer Epoxyharzaussenschicht, die hergestellt werden muss, entspricht. Somit wurde ein sogenanntes Pseudomodell "D" gebildet. Dann, wie dies auf der Figur 6 ersichtlich ist, wurde das Pseudomodell "D" in geeigneter Weise in eine niedergelegte Spritzgussformeinheit "U" eingesetzt, die ein Basisorgan 16 und ein Festklemmvorrichtung 15 besitzt. Dann wurde eine Vielzahl von Stahlstiften "P" der gleichen Länge in die Einheit "U" so gepackt, dass die inneren Enden der Stifte mit dem Sitzwax 14 in Kontakt sind. Die äusseren Enden des Bündels der Stifte "P" haben eine Gestalt 3, die der geformten Fläche des Pseudornodells "D" entspricht. Danach wurde das geformte Bündel der Stifte "P" durch Befestigungsbolzen 17 der Spritzgussformeinheit "U" miteinander eng verbunden. Damit wurde ein Hohlraum oberhalb des geformten Bündels der Stifte "P" definiert.
Wie dies aus der Figur 7 ersichtlich ist, wurde dann die Einheit "U" angehoben und auf die den Hohlraum 8 definierende Wand wurde ein Entformungsmittel (wie Bornitrid) aufgebracht. Dann wurde eine geschmolzene Zinklegierung "Z" in den Hohlraum 8 eingegossen. Nach dem Härten wurde die gehärtete Legierung "Z" aus der Spritzgusseinheit "U" durch Lösen der Bolzen 17 herausgenommen. Somit wurde aus der Legierung "Z" das nahnetzförmige Stützorgan 2 hergestellt. Die Stifte "P" und das Pseudomodell "D" wurden durch Auseinandernehmen der Einheit "U" entfernt.
Der Sitzwax 14 wurde aus dem Modell "M" entfernt. Dann, wie dies auf der Figur 8 ersichtlich ist, wurden das gegossene Stützorgan 2 und das Modell "M" in einen Halter (nicht dargestellt) so eingesetzt, dass ein gegebener Spalt "C" dazwischen definiert wird. Dann wurden Metallplatten 7 sowohl an dem Modell "M" als auch an dem Stützorgan 2 befestigt, um den Spalt "C" einzuschliessen. Dann wurde die Epoxyharzzusammensetzung "A" in den Spalt "C" durch die Speiserohr 6 eingegossen. Die Zusammensetzung "A" zusammen mit dem Modell "M", dem Stützorgan 2 und den Platten 7 wurde während einer gegebenen Zeit in einem Ofen bei 60ºC belassen. Danach wurden das Modell "M" und die Platten 7 aus dem Rest entfernt, der die "Halften 9 oder 8 der Form bildet. Die Hälfte ist auf der Figur 9 gezeigt. Sie besteht aus dem Stützorgan 2 und der äusseren Schicht 1 aus gehärtetem Epoxyharz. Die so primär erhitzte oder volkanisierte Hälfte wurde dann zum zweiten Male oder vollständig in dem Ofen erhitzt oder vulkanisiert.
Die Form wurde einem Einspritzgusstest unter der gleichen bereits anlässlich des BEISPIELS 6 genannten Bedingung unterworfen. In der Form wurde nach 20.000 Einspritzungen keine Schaden festgestellt.

BEISPIEL 9

Eine Form wie auf der Figur 10 gezeigt wurde hergestellt. Jede vordere und hintere Hälfte 9 und 8 der Form besitzt eine äussere Schicht 1 aus Epoxyharz und ein Stützorgan 2 aus Metall.
Die Hälften 9 und 8 wurden im wesentlichen auf die gleiche Weise hergestellt wie im Falle des BEISPIELS 8, mit der Ausnahme, dass die nachgenannten Arbeitsschritte an der hinteren Hälfte 8 der Form vorgenommen wurden.
Das bedeutet, dass im BEISPIEL 8 zusätzliche Arbeitsschritte ausgeführt wurden, um die Epoxyharzschicht 1 der hinternen Hälfte 8 mit Kräuseln öder Fasern zu versehen.
Die Epoxyharzschicht 1 der hinteren Hälfte 8, wenn sie vollkommen vulkanisiert oder erhitzt worden ist, zeigt eine Rockwellhärte von 166µm in der M-Skala, was geeignet war, um ein Blasgussputzen zu ertragen.
Die zusätzlichen Schritte sind in der Figur 11 dargestellt. Wie auf dieser Abbildung gezeigt ist, wurde im Schritt "a" ein geeignetes Muster 19 für die Kräuseln auf ein Papier gezeichnet. Das Muster 19 wurde photographiert (Schritt "b"). Im Schritt "c" wurde der entwickelte Film 20, auf den das Bild des Mutsters 19 übertragen worden war, auf eine Glasplatte 20 gelegt, und ein Deckfilm 21 wurde auf den entwickelten Film 20 gelegt. Danach wurde ein photoempfindliches Harzmaterial 23 auf die obere Fläche des Deckfilms 21 gelegt, und ein Basisfilm 24 wurde auf die photoempfindliche Harzschicht 23 gelegt. Danach wurde im Schritt "d" die photoempfindliche Harzschicht 23 einem Licht während eines gegebenen Zeitraums ausgesetzt, wobei das Licht von einer elektrischen Lampe 26, die hinter der Glasplatte 22 angeordnet war, erzeugt wurde. Dann wurde der Basisfilm 24 von dem Rest entfernt. Auf diese Weise haftete die photo-empfindliche Harzschicht 23 an der unteren Fläche des Basis 24 (Schritt "e), wobei die Schicht 23 erhitzte oder gehärtete oder vulkanisierte Bereiche besass, die dem Licht ausgesetzt waren und nicht erhitzte Bereiche hatte, die von dem Licht blockiert waren. Danach wurde der Basis-film 24 im Wasser gewaschen, um die nicht vulkanisierten Bereiche der Schicht 23 von dem Basisfilrn 24 zu entfernen (Schritt "f"). Damit hatte der Film 24 ein Muster aus Kräuseln, die von den nicht erhitzten Bereichen der photoempfindlichen Harzschicht 23 gebildet wurden. Nach dem Trocknen (Schritt "g") wurde der Basisfilm 24 von neuem dem Licht ausgesetzt, um das Motiv zu verstärken (Schritt "h").
Dann wurde der Basisfilm 24 an der den Hohlraum definierenden Oberfläche der Epoxyharzschicht 1 der hinteren Hälfte 8 der Form so befestigt, dass das gehärtete Motiv dazwischen gesetzt war (Schritt "i"). Danach wurde der eigentliche Basisfilm von der Epoxyharzschicht 1 entfernt, wobei das Motiv auf der Epoxyharzschicht 1 verblieb (Schritt "j").
Danach wurde Glaspulver 29 gegen die mit dem Motiv versehene Fläche der Epoxyharzschicht 1 unter Verwendung einer Sandstrahlmaschine 28 geblasen. Dieses Sand oder Schrotblasen wurde unter einer Bedingung ausgeführt, bei der der Diameter jedes Partikels des Glaspulvers ungefähr 50 µm bis 100µm betrug, der Strahldruck um 3 Kg/mm² lag und die Strahlentfernung (das heisst die Entfernung zwischen der Kanone und der Oberfläche der Schicht 1) im Bereich von 100 mm bis 150 mm lag. Damit wurden Kräuseln auf der Oberfläche 18 der Epoxyharzschicht 1 erzielt, wie dies aus der Figur 10 ersichtlich ist.
Die so hergestellte Form wurde an einer Spritzgussmaschine befestigt und dem Spritzgusstest unter der gleichen Bedingung wie bei dem vorgenannten BEISPIEL 7 unterworfen. Bei 20.000 Einspritzungen wurde in der Form keine Beschädigung festgestellt.

BEISPIEL 10

Eine Form, wie auf der Figur 14 gezeigt, wurde hergestellt. In der Form dieses Beispiels wurden Metallkugeln 50 verwendet, um die Verbindung zwischen der Epoxyharzschicht 1 und dem Stützorgan 2 zu gewährleisten.
Zur Herstellung jeder Hälfte 9 oder 8 der Form wurden die folgenden Arbeitsschritte durchgeführt, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Figur 15 beschrieben werden.
Zunächst wurde ein Stützorgan 106 hergestellt durch Ausschneiden aus einem Eisenblock (200mm x 200mm x 150mm) und in einen Halter 108 eingesetzt (wie aus dem Arbeitsschritt "iii" verständlich wird), der eine geformte Oberfläche hat, die nach oben gerichtet ist. Eine Vielzahl von Aluminiumkugeln (mit einem Durchmesser von 5 mm) wurde in einer Schicht auf die geformte Fläche des Stützorgans 106 gelegt. Ein Modell "M" (200mm x 200mm x 100mm) wurde hergestellt und auf seiner geformten Fläche mit einem Entformungsmittel versehen. Das Modell "M" wurde in den Halter 108 über dem Stützorgan 106 so eingesetzt, dass zwischen ihnen ein gegebener Spalt "C" (ungefähr 10 mm breit) definiert wurde. Dann wurden Metallplatten sowohl an dem Modell "M" als auch an dem Stützorgan 106 befestigt, um den Spalt "C" einzuschliessen. Vier Stoffzuführungsöffungen 110, die zu dem Spalt "C" führten, wurden hergestellt.
Eine Epoxyharzzusammensetzung "H" wurde zubereitet. Für diese Zubereitung wurde ein flüssiges Epoxyharzmaterial 100, in dem Metallpulver in homogener Weise verteilt worden war, mit einem Härtemittel 102 vermischt, um die Epoxyharzzusammensetzung "H" (Schritt "i") zuzubereiten. Die Zusammensetzung "H" enthielt 20 Volumen% von Aluminiumpulver (mittlerer Durchmesser : 30µm) und 20 Volumen% von Eisenpulver (mittlerer Durchmesser : 50µm). Danach wurde die Zusammensetzung "H" in einer Vakuumkammer entgast (Schritt "ii") und bei einer Temperatur von ungefähr 60ºC gehalten. Bei 60ºC zeigte die Zusammensetzung "H" eine Viskosität von ungefähr 90 Poise.
Wie aus der Darstellung des Schritts "iv" zu ersehen ist, wurde die Zusammensetzung "H" in den Spalt "C" durch die vier Eingussöffnungen 110 eingegossen. Danach wurde die Zusammensetzung "H" bei einer Temperatur von 60ºC während fünf Stunden in einem Ofen gelassen und danach wurde das Modell "M" aus dem Rest herausgenommen, der die Hälfte 8 der Form darstellt. Die Hälfte 8 ist im Schritt "vi" gezeigt und umfasst das Stützorgan 106 und eine primär erhitzte oder vulkanisierte Epoxyharzschicht 112. Danach wurde die Hälfte 8 bei 180ºC während drei Stunden in dem Ofen gelassen (Schritt "vii"). Damit war die Epoxyschicht 112 ausreichend erhitzt oder vulkanisiert.
Die Aluminiumkugeln, die in der völlig erhitzten oder vulkanisierten Epoxyharzschicht 112 enthalten waren, betrugen ungefähr 28 Gewichtsprozent.
Die Form wurde an einer Spritzgussmaschine befestigt und dem Spritzgusstest unter einer Bedingung unterworfen, die in der Tafel 8 beschrieben ist. Bei 2.000 Einspritzungen wurde in der Form keine Beschädigung festgestellt. Die Wärmeleitfähigkeit der Form betrug ungefähr 5,2 Kcal/m.hrºc. Tafel 8

REFERENZ 4

Zur Herstellung einer Form gemäss dieser Referenz wurde das gleiche Verfahren wie bei dem vorgenannten BEISPIEL 10 durchgeführt, mit der Ausnahme jedoch, dass in der REFERENZ 4 keine Aluminiumkugeln verwendet wurden. Eine ungewünschte Trennung der Epoxyharzschicht 112 von dem Stützorgan 106 stellte sich ein, wenn die Hälfte 8 aus dem 180ºC-Ofen herausgenommen wurde und auf eine Raumtemperatur abgekühlt wurde.

BEISPIEL 11

Zur Herstellung einer Form gemäss dieser Referenz wurde das gleiche Verfahren wie bei dem vorgenannten BEISPIEL 10 durchgeführt, mit der Ausnahme jedoch, dass im BEISPIEL 11 der Durchmesser der Aluminiumkugeln 2mm betrug. Die Aluminiumkugeln, die in der völlig gebrannten Epoxyharzschicht 112 enthalten waren, betrugen etwa 16 Gewichtsprozent.
Die Form dieses BEISPIELS wurde dem Spritzgusstest unter der gleichen Bedingung wie bei dem BEISPIEL 10 unterworfen. Keinerlei Beschädigung der Form wurde bei 2.000 Einspritzungen festgestellt.

BEISPIEL 12

Zur Herstellung einer Form gemäss diesem Beispiel wurde die gleiche Method wie bei dem vorgenannten BEISPIEL 10 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass im BEISPIEL 12 Eisenkugeln (Durchmesser : 5mm) anstelle der Aluminiumkugeln verwendet wurden.
Die Form dieses BEISPIELS wurde dem Spritzgusstest unter der gleichen Bedingung wie beim vorgenannten BEISPIEL 10 unterworfen. Keinerlei Beschädigung der Form wurde bei 3.000 Einspritzungen festgestellt.

BEISPIEL 13

Das gleiche Verfahren wie bei dem vorgenannten BEISPIEL 10 wurde durchgeführt, mit Ausnahme dessen was folgt.
Bei dem BEISPIEL 13 hatte das Stützorgan eine Grösse von 500mm x 500mm x 100mm. Eisenkugeln (mit einem Durchmesser von 4mm) wurden anstelle der Aluminiumkugeln verwendet. Das Modell aus Gips mit einer Grösse von 500mm x 500mm x 100mm wurde verwendet.
Die verwendete Epoxyharzzusammensetzung enthielt 60 Gewichtsprozent von Eisenpulver (mittlerer Durchmesser 50µm). Nach dem Eingiessen wurde die Zusammensetzung während drei Stunden in einem Ofen bei 40ºC gelassen, und danach wurde das Modell von dem Rest getrennt, der eine Hälfte der Form darstellt. Die Hälfte wurde dann während zehn Stunden in dem Ofen bei 40ºC gelassen.
Die Eisenkugeln, die in der erhitzten oder vulkanisierten Epoxyharzschicht enthalten waren, betrugen etwa 12 Volumen%.
Die Form wurde dem Spritzgusstest unter der gleichen Bedingung wie bei dem vorgenannten Beispiel 10 unterworfen. Keinerlei Beschädigung der Form wurde in der Form bei 3.000 Einspritzungen festgestellt.

BEISPIEL 14

Eine Epoxyharzform mit einer mit Chrom plattierten Oberfläche wurde hergestellt.
Zur Herstellung dieser Form wurden die folgenden Arbeitsschritte durchgeführt.
Erstens wurde ein Epoxyharzblock, der 30 Gewichtsprozent von Aluminiumpulver (mittlerer Durchmesser : 10 Mikron) und 40 Gewichtsprozent von Eisenpulver (mittlerer Durchmesser : 40 Mikron) durch Ausschneiden gestaltet, um eine Form zu bilden. Ein leitender Anstrich mit 80 Gewichtsanteilen von Kupferpulver, 20 Gewichtsanteilen eines Novolack-Typ Phenolharzes und 20 Gewichtsanteilen von Lösungsmittel wurde auf die Oberfläche der Epoxyharzform aufgebracht, um auf dieser eine Anstrichfarbschicht mit einer Dicke von 0,2 mm zu bilden. Danach wurde die Anstrichfarbschicht getrocknet und die Form wurde während 10 Minuten bei 180ºC gelassen. Damit wurde die Farbeschicht hart und leitungsfähig. Die Volumenwiderstandsfähigkeit der Form betrug 2 x 10&supmin;³ Ωcm.
Um die Chrornplattierung zu vervollständigen, wurde die Form in eine elektrolytische Lösung mit chromischern Anhydrid (250g/l) und Schwefelsäure getaucht. Ein Bleilegierungsstab wurde als Anode verwendet und die gehärtete leitende Anstrichfarbschicht diente als Kathode. Die Temperatur der Lösung betrug 50ºC und die Stromdichte betrug 45A/dm².
Nach Beendigung der Plattierung wurde die Oberfläche der Chromschicht poliert. Die dicke der polierten Chromschicht betrug 0,5 mm.
Um die Dauerhaftigkeit der so hergestellten mit Chrom plattierten Form zu prüfen, wurde diese an einer Druckmaschine befestigt, durch die eine Stahlplatte mit einer Dicke von 0,7 mm gedrückt wurde. Keinerlei Beschädigung der Form wurde bei 2.000 Einspritzungen festgestellt.

BEISPIEL 15

Eine mit Chrom plattierte Epoxyharzform wurde hergestellt, im wesentlichen so war wie bei dem BEISPIEL 14, mit der Ausnahme jedoch, dass bei dem BEISPIEL 15 30 Gewichtsprozent von Aluminiumpulver (mittlerer Durchmesser : 40 Mikron) anstelle des Eisenpulvers verwendet wurde.
Die Form wurde an einem Spritzgusstest, der ABS-Harz verwendet, unterworfen. Keinerlei Beschädigung wurde in der Form bei 5.000 Einspritzungen festgestellt.

Claims

1. Form mit einer geformten Struktur, die aus Epoxyharz und mit darin verteiltem Metalipulver hergestellt ist, wobei die geformte Struktur dicht und frei von Hohlräumen ist, dadurch gekennzeichnet dass:

die geformte Struktur nicht mehr als 10 Hohlräume pro 100 cm³ besitzt, und dadurch dass

die Grösse jedes Hohlraums nicht grösser als 0,1 mm ist.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metallpulver einen mittleren Durchmesser von nicht mehr als is 50 Mikron hat.

3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metallpulver 95 bis 50 Gewichts % einer ersten Gruppe von Metallpulver, das einen mittleren Durchmesser von nicht weniger als 40 Mikron hat, und 5 bis 50 Gewichts % einer zweiten Gruppe von Metallpulver mit einem mittleren Durchmesser von nicht grösser als 20 Mikron hat besitzt.

4. Form nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metallpulver 30 bis 60% des Volumens der genannten Form den Struktur einnimmt.

5. Form nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Metalipulver aus der Gruppe ausgewählt wird, die Aluminiumpulver, Kupferpulver, Eisenpulver, Goldpulver, Silberpulver, Nickelpulver oder Chrompulver enthält.

6. Form nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Stützorganmetall (2) besitzt, in die die geformte Struktur eingebaut ist.

7. Form nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner 5 bis 45 Volumen % von Metallkugeln C50) besitzt, die in der geformten Struktur nahe vom Stützorgan (2) enthalten sind, wobei jede Metallkugel (50) ein Volumen hat, dass im Bereich von 10&supmin;³ cm³ bis 10 cm³ liegt.

8. Form nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Metallkugeln (50) aus Eisen, Aluminium, Kupfer, Nickel oder Blei hergestellt sind.

9. Form nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine elektrisch leitende Kunststoffschicht, die eine gegebene Oberfläche der Struktur überdeckt, und eine elektrisch plattierte Metallschicht auf der leitenden Kunststoffschicht besitzt.

10. Verfahren zur Herstellung einer Form, dass die folgenden Arbeitsschritte besitzt

(a) Einsetzen eines Ursprungsmodels (M) in eine Matrizeneinheit (U) oder in einen Halter;

{b) Vermischen eines Metallpulvers mit einem Epoxyharzstoff und einem Aushärtungsmittel zur Zubereitung einer Epoxyharzzusammensetzung;

(c) Eingiessen der Epoxyharzzusammensetzung in die Matrizeneinheit (U) oder den Halter;

(d) Halten der Matrizeneinheit (U) oder des Halters zusammen mit der Epoxyharzzusammensetzung bei einer ersten Temperatur während einer gegebenen Zeit;

(e) Herausnehmen des Ursprungsmodels (M) aus der Matrizeneinheit (5) oder dem Halter nachdem die Epoxyharzzusammensetzung ausgehärtet ist, um eine geformte Struktur zu erhalten,

dadurch gekennzeichnet, dass die Epoxyharzzusammensetzung eine Viskosität hat, die geringer als 100 Poise bei 60ºC ist und nach dem Arbeitsschritt (10) entgast wird, und die Temperatur beim Arbeitsschritt (d) nicht höher als 60ºC ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Epoxyharz und der genannte Aushärter in flüssigem Zustand sind, wobei der flüssige Aushärter ein flüssiger Amin-Aushärter oder ein saurer Anhydrid ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Epoxyharzstoff aus der Gruppe ausgewählt wird, die Bisphenol-A-Epoxyharz, Bisphenol-F-Typ-Epoxyharz Novalack-Phenol- Typ-Epoxyharz und Tetraglycidyldichlorohexylamin enthält.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der das genannte Härtemittel ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht aus Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Isophoronediamin, Zyklohexylamin, Bis-(4-Amino-3-Methylzykohexy)-Methan, Bis-(4-Aminozyklohexyl)- Methan, Methaxylendiamin, Diaminodiphenylmethan, Diaminodiphenylsuifon, eutektische Mischung von Diaminophenylmethan und Bis-(4-Amino-3-Methylzyklohexyl)-Methan und eutektische Mischung von Diaminodiphenylmethan und Bis-(4- Aminozyklonhexyl)-Methan.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 0 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Härtemittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Phthalanhydrid, Hexahydrophtahlanhydrid, Methyltetraphthalanhydrid und methylnadischem Anhydrid.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt (e) in einem Schritt (f) die Härtezusammensetzung bei einer Temperatur oberhalb von 100ºC gehaltenwird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt (e) die Härtezusammensetzung einem Gussputzschritt mit granuliertem Sandstrahlen unterworfen wird, um eine geformte Fläche davon mit Ondulierungen zu versehen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den Schritt besitzt, auf eine gegebene Oberfläche der geformten Struktur einen Plastikanstrich aufzubringen, wobei der Anstrich, wenn er gehärtet und gebrannt ist, leitend wird;

- Härten und Brennen des genannten Ansprichs; und

- Eintauchen der geformten Struktur in eine Elektrolytlösung, um eine metallische Schicht darauf zu erhalten.

18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- im Schritt (a) das Ursprungsmodel (M) in die Matrizeneinheit (U) oder den Halter eingesetzt wird, und ferner ein Stützorgan (2) ebenfalls in die Matrizeneinheit (U) oder den Halter so eingesetzt wird, dass sie der geformten Fläche des genannten Ursprungsmodels (M) gegenüberliegt, unter Beibehaltung eines Freiraums (0) zwischen ihnen,

- im Schritt (c) die Epoxyharzzusammensetzung nur in den genannten Zwischenraum (C) eingegossen wird,

- im Schritt (e) die ausgehärtete Zusammensetzung aus der Matrizeneinheit (U) oder dem Halter zusammen mit dem Stütz- oder Futterorgan (2) herausgenommen wird

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützorgan (2) hergestellt wird, indem die folgenden Arbeitsschritte vorgenommen werden:

(g) Aufbringen auf die genannte Oberfläche des Ursprungsmodels (M) eines Wachssitzes (14), um ein Ursprungsmodel (D) zu erhalten;

(h) Einsetzen des Ursprungsmodels (D) in einen Halter so dass ein geschlossener Raum oberhalb des Wachssitzes (14) definiert wird;

(i) Einsetzen einer Vielzahl von Stiften (P) derselben Länge in den genannten geschlossenen Raum, sodass die inneren Enden der Stifte (P) mit dem Wachssitz (14) in Berührung sind, wobei die äusseren Enden der Stifte (P) eine Form (3) bilden, die der geförmten Oberfläche des ursprungsmodels (M) entspricht;

(j) Dichten der Stifte (P), sodass ein Hohlraum (8) in dem genannten Halter oberhalb der genannten äusseren Enden der Stifte (P) entsteht;

(k) Aufbringen eines Trennmittels auf die äusseren Enden der Stifte;

(l) Eingiessen der geschmolzenen Zinklegierung (Z) in den genannten Hohlraum (8), und

(m) Herausnehmen der Legierung (2) nach deren Aushärten

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass

- im Schritt (a) das Stütz- oder Futterorgan (2) aus Metall hergestellt ist und in den Halter eingesetzt wird, und dass die Metallkugeln (5) auf eine gegebene Oberfläche des genannten Futterorgans (2) in einer Schicht aufgebracht werden und dass dann das Ursprungsmodel (M) in den Halter so eingesetzt wird, dass die geformte Oberfläche des Models (M) der genannten Fläche des genannten Futterorgans (2) unter Beibehaltung eines gegebenen Zwischenraums zwischen ihnen gegenüberliegt

21. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt (b) verwendete Metallpulver einen mittleren Durchmesser von nicht mehr als 50 Mikron hat.

22. Verfahren nach Anspruch 10 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das im Schritt (b) verwendete genannte Metallpulver 95 bis 50 Gewichtsprozent einer ersten Gruppe von Metallpulver, dass einen mittleren Durchmesser von nicht mehr als 40 Mikron hat, und 5 bis 50 Gewichtsprozent einer zweiten Gruppen von Metalipulver, dass einen mittleren Durchmesser von nicht mehr als 20 Mikron besitzt, enthält.