Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein verfahren zur Herstellung von
Harzformkörpern.
Hintergrund der Erfindung
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In den letzten Jahren sind bei der Entwicklung von Harzen, die eine
Reihe verschiedener charakteristischer Eigenschaften besitzen, Harze ins
Auge gefaßt worden, die umfangreiche Anwendungen bei
Haushaltsgegenständen, wie elektrischen Haushaltsgeräten und Installationen, finden.
Insbesondere die Nutzung der thermischen und elektrischen Isoliereigenschaften
dieser Harze bei Gegenständen für Tafelgeschirr und Gehäuse von
elektrischen Haushaltsgeräten war Gegenstand verschiedener Untersuchungen zur
Weiterentwicklung.
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Für die Herstellung von Formkörpern aus derartigen Harzen wird
allgemein ein Verfahren, das das Füllen eines Hohlraums einer Form, die aus
einem Positivabschnitt und einem Negativabschnitt besteht, mit einem
thermisch geschmolzenen Harz, das Abkühlenlassen des geschmolzenen Harzes
und die Verfestigung in dem Hohlraum und anschließencf die Entnahme des
Harzformkörpers aus der Form umfaßt, angewandt. Wenn ein Formkörper aus
einem Harz mit einer dicken Wand nach diesem Verfahren hergestellt wird,
dann ist das Produkt jedoch schwer aufgrund der hohen Dichte und anfällig
dafür, daß es aufgrund der Schrumpfung des Harzes Beanspruchungen in Form
von sogenannten Einsinkstellen und Wölbungen erfährt.
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Zur Lösung dieses Problems sind z.B. das sogenannte
Gasgegendruckverfahren, das das Einspritzen eines Harzes, das ein Treibmittel enthält,
in den unter Druck stehenden Hohlraum einer Form, das anschließende
Ablassen von Druck aus dem Innern des Hohlraums und das Aufschäumen des
Harzes im Innern des Hohlraums umfaßt, wie es im US-Patent 3 960 996
offenbart ist, das sogenannte Sandwich-Formverfahren, das das Einspritzen
eines Hautschichtharzes, das kein Treibmittel enthält, das anschließende
Einspritzen eines Kernschichtharzes, das ein Treibmittel enthält, und das
Verschäumen ausschließlich des Kernschichtharzes umfaßt, wie es bei dem
Verfahren beschrieben wird, das, wie es in der japanischen
Offenlegungsschrift SHO 50 (1975)-17476 offenbart wird, es umfaßt, zunächst das
Innere eines Hohlraums in einem unter Druck stehenden Zustand mit
komprimierter
Luft zu halten, den Hohlraum mit einem Hautschichtharz und einem
Kernschichtharz, und zwar beide mit einer Treibmittelformulierung, durch
die verwendung einer Spritzgießvorrichtung mit einem gewünschten
Mechanismus zu füllen, den Druck aus dem Innern des Hohlraums abzulassen,
nachdem der Hohlraum mit den Harzen bis zu seinem Fassungsvermögen
gefüllt worden ist, und die Hautschicht und die Kernschicht gleichzeitig zu
verschäumen, während der Hautschicht eine glatte Oberfläche verliehen
wird, und das Verfahren, das das Einspritzen eines Harzes in den Hohlraum
einer Form und das anschließende Einführen eines hochgradig komprimierten
Gases in die Masse des Harzes umfaßt, wobei ein Hohlformkörper erhalten
wird, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung SHO 57 (1982)-
14968 offenbart wird, bis jetzt entwickelt worden.
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Bei dem nach dem Sandwich-Formverfahren erhaltenen Formkörper ist
ausschließlich das Kernschichtharz verschäumt; der Formkörper erfährt nur
begrenzt eine Beanspruchung, da die Schrumpfung des Hautschichtharzes
intern durch den Druck, der durch das Verschäumen der Kernschicht aufgebaut
wird, unterdrückt wird, und mit eine glatte Oberfläche an, die
hervorragend hinsichtlich Steifigkeit und Schlagzähigkeit ist, da das
Hautschichtharz nicht verschäumt ist.
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US-4 155 969 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von
Kunststoffprodukten durch Verschäumen, indem zuerst ein nicht-zelluläres
Kunstharz in eine Form eingespritzt wird und dann ein verschäumtes
Kunstharz mit der gleichen Basiszusamensetzung wie das nicht-zelluläre
Kunstharz eingespritzt wird. Das Verfahren und die Vorrichtung bestehen aus
einem einzelnen Extruder und einer einzelnen Elnsprltzkamer, wobei das
nicht-zelluläre und das verschäumte Kunstharz aus dem gleichen Extruder
extrudiert und in einem Speicher bis zum Einspritzen in die Form mittels
eines hydraulischen Zylinders gelagert werden.
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"Machine Design" (Bd. 44 (6), S. 68-71, 29. Juni 1972) enthält einen
Überblick über die zweistufige Sandwichformung von thermoplastischen
Kunststoffen. Es wird das nacheinander erfolgende Einspritzen von zwei
verschiedenen Materialien in eine Form mit dem zusätzlichen Merkmal
beschrieben, das die Größe des Formhohlraums nach dem Einspritzen erhöht
werden kann, indem eine Hälfte der Form von der anderen vor dem Öffnen
der Form wegbewegt wird. Es wird berichtet, daß dies besonders nützlich
für die Herstellung von Formkörpern mit verschäumten Kernen ist.
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US-4 124 308 beschreibt eine Einzelschnecken-Einspritzvorrichtung
oder einen Extruder, die/der nacheinander Haut- und verschäumte
Kunststoffschmelzen
in eine Form einspritzt, um strukturelle, mit einer Haut
bedeckte Schaumformkörper herzustellen, die frei von Wirbelspuren sind.
Eine einzelne Extrusionsschnecke oder eine Plastifiziereinrichtung
komprimiert die Kunststoffschmelze, mißt sie ab und führt sie selektiv einer
ersten Einspritzdüse für das Einspritzen der Hautschmelze oder einer
Gaseinspritzkammer zu, wo ein abgemessener Gasstrom in die Schmelze
eingeführt wird, das Gas und die Schmelze unter Bildung eines Schaums
gemischt werden und der Schaum einer zweiten Einspritzdüse zugeführt wird,
um den Schaum als Schmelze in die Form einzuspritzen. Ein Ventil steuert
den Strom der Kunststoffschmelze und der verschäumten Kunststoffschmelze
in eine einzige Einspritzdüse zur Abgabe in die Form. Bei der
Sandwichformung wird zunächst eine kleine Menge der nicht-verschäumten Schmelze
eingespritzt, um eine Haut für den Formkörper zu bilden, und dann wird
das Ventil umgeschaltet, um die Düse mit der verschäumten Schmelze aus
der Schnecke zu verbinden, wobei die Einspritzdüse die verschäumte
Schmelze durch die Düse in die Form führt, so daß sie über der
Hautschmelze liegt. Die Hautschmelze und die verschäumte Schmelze werden
durch die gleiche Düse zugeführt, und ein Verwirbeln in der Form wird
vermieden.
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FR-A-2 256 021 beschreibt die Herstellung von Hohlformkörpern aus
synthetischen Harzen durch Einspritzen des geschmolzenen Harzes in eine
Form in einer Menge, die kleiner als das Volumen des Hohlraums ist, und
durch Einführung einer Füllung aus einem fluiden Medium unter Druck in
den Hohlraum auf eine solche Weise, daß es von dem Harzmaterial
eingeschlossen wird. Es können Formkörper mit komplizierter Form hergestellt
werden, und zwar unter Einschluß von verschäumten Formkörpern mit einer
festen Haut. Die Formkörper können rasch abgekühlt werden, selbst wenn
sie dicke Wände und große innere Hohlräume aufweisen.
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JP-A-61-252121 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines
verschäumten Produkts mit einer Hautschicht mit gleichmäßiger Dicke durch
Einstellung des Druckes des Gases, das in einen Hohlraum eingeführt wird,
schrittweise entsprechend der Einspritzgeschwindigkeiten. Das Gas ist in
einer Form dicht eingeschlossen. Wenn das Innere der Form einen
ausreichend hohen Druck erreicht hat, dann wird geschmolzenes Harz unter
Einschluß eines Treibmittels durch eine Öffnung in die Form gegossen, um die
Hautschicht mit einer hohen Dichte auf der äußeren Harzhaut zu bilden.
Anschließend wird das Gas in der Form abgelassen, um den Druck des Gases
zu verringern, während die Einspritzgeschwindigkeit der Harze erhöht wird
und das Verschäumen begonnen wird. Ferner kann eine Kernschicht gebildet
werden. Die Dicke der Hautschicht kann gleichmäßig gemacht werden, und
die Verschäumungsbedingungen für die Kernschicht können auf eine solche
Weise gesteuert werden, wie es gewünscht ist.
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GB-A-2 132 932 beschreibt die Herstellung von Kunststoffgegenständen
mit äußeren Oberflächen aus einer festen Haut und porösen inneren Kernen
durch Einspritzen eines geschmolzenen Gemisches aus einem chemisch
reaktiven Treibmittel und einem thermoplastischen Harz in eine Form, so daß
der Formhohlraum mit nicht-verschäumtem Harz ausgefüllt und eine äußere
feste Haut auf dem Formkörper durch den Kontakt zwischen dem Harz und den
kühleren Formwänden gebildet wird. Unmittelbar vor dem Einspritzen wird
ein Aktivator-Additiv in das Gemisch eingeführt, wobei das Additiv
chemisch mit dem Treibmittel nach einer Zeit von nicht mehr als einigen
Sekunden reagiert, wobei für eine zelluläre Expansion innerhalb des Kerns
des Formkörpers gesorgt wird. Das Ergebnis ist ein Formkörper mit einer
festen nicht-verschäumten Haut, die genau die Oberfläche der Form
wiedergibt, und einem zellulären inneren Kern.
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Diese Verfahren haben ihre eigenen Vorteile und Fehler. Darüber
hinaus besteht in der Industrie ein Bedarf an der Entwicklung von
Formkörpern mit geringem Gewicht. Unter diesen Umständen hat die wünschenswerte
Perfektionierung eines Verfahrens zur Herstellung von Formkörpern mit
genügender Festigkeit, geringem Gewicht und gutem Erscheinungsbild
begeisterte Aufnahme gefunden.
Darlegung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Formkörpern, die frei von den vorstehend beschriebenen Problemen sind.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines
Harzformkörpers bereit, das folgende Stufen umfaßt: Füllen eines ersten
Vorratshohlraums mit einem thermisch geschmolzenen Kernschichtharz, das
ein Treibmittel enthält, während Druck auf eine Schnecke in dem ersten
Vorratshohlraum auf eine solche Weise ausgeübt wird, daß das Treibmittel
nicht verschäumt wird; Füllen eines zweiten Vorratshohlraums mit einem
thermisch geschmolzenen Hautschichtharz, das kein Treibmittel enthält;
Vergrößern des Innenvolumens des ersten Vorratshohlraums durch
Zurückziehen der Schnecke des ersten Vorratshohlraums zur Verringerung des Drucks,
der auf das Kernschichtharz ausgeübt wird, wobei das Kernschichtharz in
dem ersten Vorratshohlraum verschäumt wird; und Einspritzen des
Hautschichtharzes aus dem zweiten Vorratshohlraum und anschließend oder
gleichzeitig damit Einspritzen des verschäumten Kernschichtharzes aus dem
ersten Vorratshohlraum in einen Formhohlraum, um dabei einen
Harzformkörper zu bilden.
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Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen offenbart.
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Die Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
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Der Harzformkörper, der erfindungsgemäß in Betracht gezogen wird,
besitzt einen zweischichtigen Aufbau, der aus einer Kernschicht und einer
Hautschicht besteht. Die Kernschicht und die Hautschicht können aus dem
gleichen Harz oder aus zwei verschiedenen Harzen hergestellt werden, um
dem Zweck gerecht zu werden, für die der Formkörper verwendet werden
soll. Während das Kernschichtharz notwendigerweise durch Einverleiben
eines Treibmittels verschäumt wird, kann das Hautschichtharz durch
Einverleiben eines Treibmittels verschäumt werden, wenn dies erforderlich
ist. Wenn das Hautschichtharz verschäumt wird, dann muß das Ausmaß der
Verschäumung so gesteuert werden, daß verhindert wird, daß die
Verschäumung die Glätte der Oberfläche des Formkörpers beeinträchtigt oder die
Festigkeit des Formkörpers verringert.
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Wahlweise kann das Verschäumen unter Verwendung einer Form erfolgen,
die in einem unter Druck stehenden Zustand mit einem komprimierten Gas
gehalten wird, wie es in der japanischen Patentanmeldung SHO 50 (1975)-
17 476 beschrieben wird, oder unter Anwendung eines Verfahrens, bei dem
eine Form verwendet wird, bei der der Formhohlraum nach dem ersten
Einspritzen von Harz vergrößert werden kann, wie es in der japanischen
Patentveröffentlichung SHO 39 (1964)-22 213 offenbart ist.
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Die Harze, die für die Bildung der Hautschicht und der Kernschicht
des Harzformkörpers verwendet werden sollen, wie es erfindungsgemäß in
Betracht gezogen wird, können identisch oder nicht-identisch hinsichtlich
Art, Farbe oder sonstiger qualität sein.
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Die Harze, die hier wirksam verwendet werden können, sind nicht
besonders beschränkt, mit der Ausnahme der einzigen Anforderung, daß sie
spritzgegossen werden können sollten.
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Die Harze, die verwendbar sind, umfassen also z.B. kristalline
Harze, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyacetal und Nylon, sowie amorphe
Harze, wie Polystyrol, Styrol-Butadien-Copolymere, ABS-Harz, SAN-Harz,
Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylsäureester, Polyphenylenether und
Polycarbonate. Es ist zulässig, eine Kombination von zwei oder mehr
Mitgliedern, die in geeigneter Weise aus den vorstehend angegebenen Harzen
ausgewählt werden, im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und gutes
Erscheinungsbild zu verwenden.
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Die Bedingungen für die Verschäumung der Kernschicht variieren mit
der speziellen Art des für die Kernschicht verwendeten Harzes. Die
verschäumte Kernschicht kann die Form von Baumwolle, aufgebaut aus
ineinander verwobenen Fasern aus Harz, oder die Form von Bimsstein mit
unzähligen durchgehenden Löchern, die in der Harzschicht verteilt sind,
aufweisen. Die Form von Baumwolle resultiert aus der Verwendung von
Polypropylen (kristallines thermoplastisches Harz), und die Form von Bimsstein aus
der Verwendung von schlagzähem Polystyrol (amorphes thermoplastisches
Harz).
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Es ist nicht erforderlich, daß das Treibmittel, das dem Harz
einverleibt ist, eine spezielle Qualität aufweist. Es können beliebige
organische und anorganische Treibmittel, die bereits auf dem Markt erhältlich
sind, verwendet werden. Die Treibmittel, die der vorliegenden
Beschreibung entsprechen, umfassen z.B. Treibmittel, wie Pentan und Heptan, die
Siedepunkte im Bereich von 20 bis 80ºC unter normalem Druck aufweisen,
hohe kritische Temperaturen zeigen und einer Verdichtung unter Druck bei
den inhärenten Verschäumungstemperaturen unterliegen, und chemische
Treibmittel, wie Azodicarbonamid (ADCA), Natriumbicarbonat und
Natriumcitrat, die nicht-kondensierbare Gase, wie Stickstoff und Kohlendioxidgas,
bei ihren inhärenten Verschäumungstemperaturen abgeben.
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Bei dem Harzformkörper, der erfindungsgemäß in Betracht gezogen
wird, weist die Kernschicht ein relatives Porenvolumen im Bereich von 30
bis 80%, vorzugsweise von 40 bis 80% und insbesondere von 50 bis 80% auf.
Wenn dieses relative Porenvolumen weniger als 30% beträgt, das weist das
Kernschichtharz eine hohe Dichte auf, und bei dem Formkörper besteht der
Nachteil eines erhöhten Gewichts. Wenn das relative Porenvolumen 80%
übersteigt, dann besteht ein Nachteil darin, daß der Formkörper eine
Abnahme der Schlagzähigkeit erleidet.
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Nun wird das Verfahren zur Herstellung von Harzformkörpern, die
erfindungsgemäß in Betracht gezogen werden, mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Diagram, das ein Beispiel einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
veranschaulicht. In Fig. 1 steht 1 für ein Hautschichtharz, 2 für ein
Kernschichtharz, 3 für eine Hautschichtschnecke, 4 für eine Kernschichtschnecke, 5
für eine Hautschichtnadel und 6 für eine Kernschichtnadel. Das
Hautschichtharz
1 und das Kernschichtharz 2 werden durch die
Hautschichtschnecke 3 bzw. die Kernschichtschnecke 4 vorwärts (hin zur linken Seite
der im Diagramm gezeigten Halterung) extrudiert. Der Einspritzauslaß wird
durch die Hautschichtnadel 5 und die Kernschichtnadel 6 geschlossen
gehalten, wenn kein Einspritzvorgang abläuft. Die Drucke, die von den
Schnecken ausgeübt werden, pressen das Hautschichtharz 1 und das
Kernschichtharz 2 und drücken infolgedessen die entsprechenden Nadeln zurück
und führen schließlich die Harze zum Einspritzauslaß. Die Harze werden in
den Hohlraum einer Form 7 durch die Drucke der Schnecken eingespritzt.
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Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist dadurch
charakterisiert, daß das Schäumen der Harze, das bisher nach dem Einspritzen der
Harze in den Formhohlraum bewirkt worden ist, ausgeführt wird, bevor die
Harze eingespritzt werden. Genauer gesagt erfolgt die Herstellung durch
Füllen der Vorrichtung, die so aufgebaut ist, wie es in Fig. 1 gezeigt
ist, mit dem Kernschichtharz 2, anschließendes Zurückziehen der
Kernschichtschnecke 4, um dabei den Druck zu verringern, der auf das
Kernschichtharz 2 einwirkt, Verschäumen des Kernschichtharzes, anschließendes
Vorschieben der Kernschichtschnecke 4 und Einspritzen des
Kernschichtharzes 2, um dabei eine vollständig verschäumte Kernschicht zu bilden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Harzformktrper ist die Kernschicht
gleichmäßig bis zu den Endteilen verschäumt. In der Abkühistufe des
Formverfahrens wirken daher die Zellen der Kernschicht gleichmäßig auf das gesamte
Volumen des Formkörpers, was bewirkt wird, daß die andernfalls mögliche
Schrumpfung des Harzes unterdruckt wird. Als Ergebnis weist der
Formkörper nicht leicht Einsinkstellen oder Wölbungen auf, nimmt eine
gleichmäßige Textur durch sein gesamtes Volumen an und zeigt eine perfekte
Gleichmäßigkeit hinsichtlich Steifigkeit und Schlagzähigkeit Ferner
weist der erfindungsgemäße Formkörper ein auffallend geringes Gewicht
auf, da die Kernschicht in einem großen Ausmaß im Vergleich mit
herkömmlichen Formkörpern aus der Sandwichformung verschäumt ist. Der
verschäumte Teil der Kernschicht liegt in der Form von Baumwolle oder
Bimsstein vor und weist daher gute thermische Isoliereigenschaften auf, da
der Luftstrom innerhalb der verschäumten Kernschicht deutlich begrenzt
ist.
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Da das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren dazu führt, daß die
Kernschicht aus einem vorverschäumten Harz in der Formvorrichtung
gebildet wird, tritt kein Vordringen des Kernschichtharzes durch den Teil, der
nahe dem Ende des Harzstroms im Innern des Hohlraums ist, auf, wie es
beim herkömmlichen Sandwich-Formverfahren unter Verwendung eines
schäumenden Harzes in der Kernschicht der Fall ist. Dies erlaubt das Einführen
des gleichmäßig verschäumten Harzes in den Formkörper durch sein ganzes
Volumen hindurch. Ferner kann das Ausmaß der Verschäumung des Harzes
einfach dadurch gesteuert werden, daß die Art und die Menge des verwendeten
Treibmittels variiert werden.
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Nachstehend werden nun spezielle Arbeitsbeispiele für die
vorliegende Erfindung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf diese Arbeitsbeispiele beschränkt ist.
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Wenn in den Arbeitsbeispielen der Ausdruck "Teile" verwendet wird,
dann meint er stets "Gewichtsteile".
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Das relative Porenvolumen der Kernschicht wird gemäß der folgenden
Formel berechnet:
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(Kernschichtvolumen des Formkörpers - Kernschichtharzvolumen des
Formkörpers)/(Kernschichtvolumen des Formkörpers)
Beispiel 1
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In einer Vorrichtung, die aufgebaut war, wie es in Fig. 1 gezeigt
ist, wurde ein Harzformkörper unter Verwendung einer Form, die einen
scheibenförmigen Hohlraum mit einer Dicke von 12 mm und einem Volumen von
214 cm³ besaß, hergestellt.
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Hochschlägzähes Polystyrol wurde sowohl als Kernschichtharz als auch
als Hautschichtharz verwendet. Zu dem Kernschichtharz wurden 0,72 Teile
ADCA als Treibmittel pro 100 Teile des Kernschichtharzes gegeben. In der
Vorrichtung wurden 45 g des Kernschichtharzes unter einem ausreichenden
Gegendruck gehalten, um es in einem nicht-verschäumten Zustand zu halten,
und gleichzeitig wurde es zusammen mit 100 g Hautschichtharz bei einer
Temperatur von 220 ºC geschmolzen. Die beiden so geschmolzenen
Schichtharze wurden getrennt in die Formvorrichtung gegeben. Anschließend wurde
die Kernschichtschnecke zurückgezogen, bis der Innenraum, der vor ihr
lag, das 2,4-fache des Volumens des Kernschichtharzes, das in dem
Hohlraum gehalten wurde, erreichte, so daß der Druck, der auf das
Kernschichtharz ausgeübt wurde, verringert und die Verschäumung des
Kernschichtharzes eingeleitet wurde. Anschließend wurden das verschäumte
Kernschichtharz und das Hautschichtharz gleichzeitig in den Hohlraum
eingespritzt. Der nach dem anschließenden Abkühlen erhaltene Formkörper wog
145 g und zeigte ein Verschäumungsverhältnis von 151%, und die
Kernschicht zeigte ein relatives Porenvolumen von 65%. Dieses Produkt war
leicht und frei von Einsinkstellen und Wölbungen und zeigte kein
Vordringen der Kernschicht.
Beispiel 2
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Ein Formkörper wurde erhalten, indem man dem verfahren von Beispiel
1 folgte, mit der Ausnahme, daß eine Form mit einem scheibenförmigen
Hohlraum von 9 mm Dicke und 160 cm³ Innenvolumen verwendet wurde, daß
80 g eines Hautschichtharzes und 34 g eines Kernschichtharzes, das 0,36
Teile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Kernschichtharzes, an ADCA als
Treibmittel enthielt, unter Anwendung eines Gegendrucks in die
Vorrichtung gegeben wurden und daß die Schnecke anschließend zurückgezogen
wurde, bis der Innenraum, der vor ihr lag, das 1,7-fache des Volumens des
dort hineingegebenen Kernschichtharzes erreichte.
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Der Formkörper wog 114 g und zeigte ein Verschäumungsverhältnis von
145%, und die Kernschicht zeigte ein relatives Porenvolumen von 57%. Das
Produkt war leicht und hervorragend im Erscheinungsbild. Die Kernschicht
wies die Form von Bimsstein auf. Der Querschnitt dieses Formkörpers ist
in Fig. 3 (a) gezeigt.
Beispiel 3
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Ein Formkörper wurde durch genaue Wiederholung des Verfahrens von
Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß 90 g eines Hautschichtharzes,
das 0,18 Teile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Hautschichtharzes, an
Treibmittel enthielt, verwendet wurden und daß eine Form verwendet wurde,
die zuvor auf einen Druck von 8 kg/cm² mit einem Gas gebracht worden war,
und daß, nachdem der Hohlraum mit den beiden Harzen gefüllt war, die
Formgebung durchgeführt wurde, indem der Gasdruck aus dem Innern der Form
abgelassen wurde.
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Der Formkörper war leicht und zeigte ein Verschäumungsverhältnis von
164%. Ähnlich zu dem Produkt von Beispiel 1 wies das Produkt in diesem
Fall weder Einsinkstellen noch Wölbungen auf und zeigte ein
hervorragendes Erscheinungsbild.
Vergleichsbeispiel 1
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Ein hochschlagzähes Polystyrol, das kein Treibmittel enthielt, wurde
sowohl für die Hautschicht als auch für die Kernschicht verwendet. Die
Menge des Kernschichtharzes, die in die Vorrichtung gegeben wurde, war
gleich dem Volumen, das durch Zurückziehen der Kernschichtschnecke in
Beispiel 1 gebildet wurde, nämlich dem Volumen, das zwischen dem
Zeitpunkt, an dem die Schnecke völlig zurückgezogen war, und dem Zeitpunkt,
an dem das Einspritzen begann, vorhanden war. Das Kernschichtharz wurde
in einem thermisch geschmolzenen Zustind eingesetzt, und das
Hautschichtharz wurde entsprechend in die Vorrichtung gegeben. Anschließend wurden
die beiden Harze in den gleichen Hohlraum eingespritzt, der in Beispiel 1
verwendet wurde. Der nach der anschließenden Abkühlstufe erhaltene
Formkörper wog 220 g und zeigte auffällige Einsinkstellen.
Vergleichsbeispiel 2
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Ein Formkörper wurde erhalten, indem man dem Verfahren von Beispiel
2 folgte, mit der Ausnahme, daß das Kernschichtharz, das das Treibmittel
enthielt, während der Einführung in die Vorrichtung unter einem
ausreichenden Gegendruck gehalten wurde, um es im Innern der Vorrichtung in
einem nicht-verschäumten Zustand zu halten, und daß der Innenraum, der
durch Zurückziehen der Kernschichtschnecke in Beispiel 2 gebildet wurde,
mit dem thermisch geschmolzenen Harz gefüllt wurde.
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Der Formkörper war frei von Einsinkstellen und Wölbungen. Er wog
131 g und zeigte ein Verschäumungsverhältnis von 120%. Er zeigte ein
Vordringen des Kernschichtharzes und nahm ein schlechtes Erscheinungsbild
an.
Vergleichsbeispiel 3
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Ein Formkörper wurde erhalten, indem man genau das Verfahren von
Beispiel 2 wiederholte, mit der Ausnahme, daß das Zurückziehen der
Kernsch ichtschnecke weggelassen wurde.
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Dieser Formkörper zeigte ein Verschäumungsverhältnis von 130%. Es
zeigte ein Vordringen des Kernschichtharzes und große Einsinkstellen. Der
Querschnitt dieses Formkörpers ist in Fig. 3 (b) gezeigt.
Beispiel 4
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Unter Verwendung eines Formhohlraums für einen Polypropylenbecher
von 142 g wurden 72 g eines Hautschichtharzes und 32 g eines
Kernschichtharzes, die beide aus Polypropylen hergestellt wurden, wobei das
Kernschichtharz zusätzlich 0,5 Teile ADCA als Treibmittel pro 100 Teile des
Kernschichtharzes enthielt, als Formmasse hergestellt und thermisch in
einer Vorrichtung, die aufgebaut war, wie es in Fig. 1 veranschaulicht
ist, geschmolzen, wobei das Kernschichtharz unter einem ausreichenden
Gegendruck gehalten wurde, um das Kernschichtharz im nicht-verschäumten
Zustand zu halten, und anschließend wurde die Vorrichtung gefüllt. Nach dem
Füllen wurde die Kernschichtschnecke zurückgezogen, bis der Innenraum,
der vor ihr lag, das 1,7-fache des Volumens des in dem Hohlraum
gehaltenen Kernschichtharzes erreichte, und das Kernschichtharz und das
Hautschichtharz wurden gleichzeitig in den Hohlraum eingespritzt. Der nach
der anschließenden Abkühistufe erhaltene Formkörper wog 104 g und zeigte
ein Verschäumungsverhältnis von 136%, und die Kernschicht zeigte ein
relatives Porenvolumen von 54%. Dieses Produkt zeigte eine sehr
zufriedenstellende Eignung, eine erhöhte Temperatur zu halten. Der Querschnitt
dieses Produkts ist in Fig. 4 (a) gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4
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Ein Formkörper wurde erhalten, indem das Verfahren von Beispiel 4
genau wiederholt wurde, mit der Ausnahme, daß das Zurückziehen der
Kernschichtschnecke weggelassen wurde.
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Der Formkörper zeigte ein Verschäumungsverhältnis von 120% und wies
zahlreiche Einsinkstellen auf. Er war im Vergleich mit dem Formkörper von
Beispiel 4 etwas schlechter hinsichtlich der Eignung, eine erhöhte
Temperatur zu halten. Der Querschnitt dieses Formkörpers ist in Fig. 4 (b)
gezeigt.
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Fig. 2 zeigt die Ergebnisse des Vergleichs der in Beispiel 4 und
Vergleichsbeispiel 4 erhaltenen Formkörper im Hinblick auf die
thermischen Isoliereigenschaften.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, weisen der Harzformkörper und das
Verfahren zu dessen Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung die
folgenden Wirkungen auf:
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1) Die Formkörper der Erfindung zeigen weder Einsinkstellen noch
Wölbungen und weisen ein gutes Erscheinungsbild auf.
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2) Sie sind leicht.
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3) Sie sind vorteilhaft im Hinblick auf die Kosten, da es sich um
Sandwich-Formkörper unter Einschluß einer Kernschicht handelt, die aus
einem wiederverwendeten Harz hergestellt werden kann.
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4) Da sie mittels herkömmlicher Vorrichtungen, die für die
Herstellung von Formkörpern durch Sandwichformung entwickelt wurden, hergestellt
werden können, erfordert ihre Herstellung keine Änderung der
existierenden Vorrichtungen.
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5) Da das Ausmaß der Verschäumung leicht gesteuert werden kann,
können die charakteristischen Eigenschaften der herzustellenden Formkörper
leicht variiert werden.
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6) Sie sind ausgezeichnet hinsichtlich der Fähigkeit, erhöhte
Temperaturen zu halten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist ein Querschnitt, der schematisch eine Formvorrichtung zur
Ausführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zeigt; Fig. 2 ist
ein Diagramm, das das erfindungsgemäße Produkt von Beispiel 4 mit dem
Produkt von Vergleichsbeispiel 4 im Hinblick auf die Eignung, eine
erhöhte Temperatur zu überstehen, vergleicht; Fig. 3 ist eine Photographie,
die Querschnitte des Formkörpers von Beispiel 2 bzw. des Formkörpers von
Vergleichsbeispiel 3 zeigt; und Fig. 4 ist eine Photographie, die
Querschnitte des erfindungsgemäßen Formkörpers von Beispiel 4 bzw. des
Formkörpers von Vergleichsbeispiels 4 zeigt.