DE7110915U

DE7110915U - MOLDED BODY MADE OF PLASTIC

Info

Publication number: DE7110915U
Application number: DE19717110915
Authority: DE
Original assignee: Deutsche Semperit Gummiwerk GmbH
Current assignee: Deutsche Semperit Gummiwerk GmbH
Priority date: 1971-03-23
Filing date: 1971-03-23
Publication date: 1971-09-02

Description

Case 6687Case 6687

DEUTSCHE SSMPERIT GUf-U-IIV-⁷SRK GES.M.B.H.GERMAN SSMPERIT GUf-U-IIV- ⁷ SRK GES.MBH

Formkörper aus Kunststoff und Verfahren zur Herstellung desselben Molded bodies made of plastic and process for producing the same

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formkörper mit erhöhter Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.The invention relates to a molded body with increased conductivity for heat and electricity and to a method of making the same.

Der Grund, warum Kunststoffe in bestimmten Anwendungsgebieten nicht eingesetzt werden können, besteht darin, daß die thermische Leitfähigkeit, bzw. die elektrische Leitfähigkeit zu gering ist. Ein großes Problem bei den Kunststoffen besteht darin, daß sich diese, da sie Isolatoren sind, elektrisch aufladen. Aus diesemThe reason why plastics cannot be used in certain areas of application is because that the thermal conductivity or the electrical conductivity is too low. A big problem with The main thing about plastics is that they become electrically charged because they are insulators. For this

• «tilt · ·• «tilt · ·

Grund sind die meisten Kunststoffe ohne Füllstoffe nicht in Raunen, v;o Explosionsgefahr besteht, zu verwenden. Diese Gefahr von elektrischen Entladungen besteht auch bei fließenden Flüssigkeiten,wie sie z.B. in einem Schlauch einer Zapfsäule Gegeben ist. Um elektrische Aufladungen in diesem Falle zu vermeiden, v;ird dem Gummi ein hoher Anteil Ruß zugesetzt, wodurch der elektrische Widerstand so weit gesenkt wird, daß die durch die fließende Flüssigkeit entstehende Elektrizität abgeleitet werden kann. Jedoch werden die rcechanisehen Eigenschaften durch den erhöhten RuSzusatz wesentlich verschlechtert. V/eiters entstehen bei der Herstellung des Kunststoffkörpers groPo Schwierigkeiten, da die Viskosität dieser Massen sehr sehr hoch wird, so daß man durch weitere Stoffe, bzw. durch erhöhte Temperatur versuchen mufj,dLe Verarbeitbarkeit zu verbessern.The reason for this is that most plastics do not contain fillers not in murmurs that there is a risk of explosion use. This risk of electrical discharges also exists with flowing liquids like them e.g. in a hose of a gas pump. In order to avoid electrical charges in this case, v; a high proportion of carbon black is added to the rubber, which lowers the electrical resistance so much that the electricity generated by the flowing liquid can be diverted. However are the rcechani properties by the increased soot addition significantly worsened. V / pus great difficulties arise in the manufacture of the plastic body, since the viscosity of this The mass becomes very, very high, so that one has to try to work with other substances or by increasing the temperature to improve.

Um die thermische Leitfähigkeit von Kunststoffen zu verbessern,ist es bereits bekannt geworden,in Kunststoffmassen 4o bis oo Gew.£ Metallpulver einzuarbeiten. Die thermische Leitfähigkeit wird jedoch dadurch nur unwesentlich erhöht. Das erklärt sich daraus, daß die einzelnen ungefähr kugel- bzw. scheibenförmigen Ketallteilchen mit Kunststoff umhüllt v/erden und nicht miteinander in Berührung stehen. Ss befindet sich somit zwischen den Metallteilen jeweils eine Isolierschichte aus Kunststoff. Viel te rs wird dadurch ser.auso wie bei einem erhöhten Ru.« zusatz die Viskosität wesentlich erhöht, soda2 eine schlechte Verarbeitbarkeit der Kunststoffmassen gegeben ist.To increase the thermal conductivity of plastics improve, it has already become known in plastic compounds Incorporate 4o to 100% by weight of metal powder. The thermal conductivity is only marginally increased as a result. This is explained by that the individual approximately spherical or disk-shaped ketallteilchen coated with plastic v / earth and are not in contact with each other. Ss is thus located between the metal parts an insulating layer made of plastic. Much te rs will as a result, just like with an increased black. «Addition the viscosity increases significantly, so that the plastic masses are difficult to process.

Die Erfindung hat sich nunmehr zum Ziel gesetzt, die oben erwähnten Kachteile zu beseitigen und besteht im vjesentlicher. darin, da3 die Metallteile in Form länglicher Elemente mit einem Verhältnis der größten Länge zur größten Breite von mehr als 2:1, gegebenen-The invention has now set itself the goal of To eliminate the above-mentioned Kachteile and consists in the essential. in that the metal parts are in shape elongated elements with a ratio of the largest Length to greatest width of more than 2: 1, given

falls von mehr als etwa 5:1* vorzugsweise mehr als etwa 10:1 vorliegen, die vorzugsweise über den gesamten Formkörper gleichmäßig verteilt sind. Bei cincin Verhältnis der größten Länge zur größten Breite von mehr als 2:1 ist bereits sichergestellt, daß die Metallteile einander berühren, sodaß die thermische bzw. elektrische Isolierung zwischen den einzelnen Metallteilen wegfällt. Bei einem Verhältnis von mehr als 5:1 sind bereits so viele Berührungsstellen vorhanden, daß weniger Metallteile zugesetzt werden können als bei einem Verhältnis 2:1, um die gleiche thermische bzw. elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, wie bei dem Verhältnis 2:1. Ist das Verhältnis mehr als etwa 10:1, so wird die elektrische und thermische Leitfähigkeit noch weiter wesentlich erhöht, da noch mehr Berührungsstellen vorhanden -sindist das Verhältnis der größten Länge zur größten Breite mehr als etwa 100:1, vorzugsweise mehr als etwa 1000:1, so wird durch die Metallteile ein Gefüge gebildet, wobei die einzelnen Metallteile einander an vielen Stellen berühren, sodaß eine besonders gute thermische und elektrische Leitfähigkeit erreicht wird.if more than about 5: 1 * preferably more than about 10: 1 are present, which are preferably evenly distributed over the entire shaped body. at cincin ratio of the greatest length to the greatest width of more than 2: 1 is already ensured that the metal parts touch each other, so that the thermal or electrical insulation between the individual No metal parts. With a ratio of more than 5: 1, there are already so many contact points that that fewer metal parts can be added than with a ratio of 2: 1 to the same to achieve thermal or electrical conductivity, as with the ratio 2: 1. Is the relationship more than about 10: 1, the electrical and thermal conductivity is increased even further, since still there are more points of contact - is the ratio of the greatest length to the greatest width more than about 100: 1, preferably more than about 1000: 1, a structure is formed by the metal parts, whereby the individual metal parts touch each other in many places, so that a particularly good thermal and electrical conductivity is achieved.

Werden als Metallteile Späne verwendet, die bei spanabhebender Bearbeitung von Metallkörpern entstehen, so ist ein besonders guter Kontakt zwischen den einzelnen Spänen gewährleistet, da diese aufgrund ihrer Herstellung schraubenförmig bzw. spiralig sind, sodaß ein Verfilzen dieser Teile eintritt.If chips are used as metal parts, which arise during the machining of metal bodies, in this way, a particularly good contact between the individual chips is guaranteed, as these are due to their Manufacture are helical or spiral, so that a matting of these parts occurs.

Liegen die Metallteile in Form von Fasern vor, so wird dadurch ebenfalls im Formkörper eine besonders niedrige elektrische bzw. thermische Leitfähigkeit erreicht.If the metal parts are in the form of fibers, this also results in a particularly low level in the molded body electrical or thermal conductivity achieved.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Metallteile in Form eines Vlieses vorliegen. Dieses Vlies kann einerseits so locker aufgebaut sein, daß es im gesamten Körper angeordnet ist und so gro.0eIt has been shown to be particularly advantageous if the metal parts are in the form of a fleece. On the one hand, this fleece can be constructed so loosely that it is arranged in the entire body and is so large

Leerstellen läjt, daß es leicht von Kunststoff durchdrungen werden kann. So die Leitfähigkeit nur an einer oö&r an wenigen Flächen des Formkörpers erforderlich ist, besteht die Möglichkeit, ein Metallvlies in den entsprechenden Bereichen der Form bereits vorzusehen. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Jene Gegenstände von Interesse, bei welchen eine statische Aufladung vermieden v/erden soll.Vacancies mean that it can be easily penetrated by plastic. Thus, the conductivity is required only on one oö & r at a few areas of the molding, it is possible to already provide a metal fleece in the corresponding areas of the mold. This embodiment is of particular interest for those objects in which static charging is to be avoided.

-Beträgt der Umfang des kleinsten Querschnittes der Metallteile höchstens etwa 2 nun, vorzugsweise 1 mm, so wird einerseits erreicht, daß die elektrische, bzw. thermische Leitfähigkeit hoch ist, da die gesamten Berührungsflächen groß gehalten werden, wobei andererseits gewährleistet ist. daß der Formkörper aus Kunststoff gute mechanische Eigenschaften aufweist.-If the circumference of the smallest cross-section of the metal parts is at most about 2 now, preferably 1 mm, on the one hand, this ensures that the electrical or thermal conductivity is high because the total contact areas are kept large, on the other hand is guaranteed. that the molded body made of plastic has good mechanical properties.

Bestehen etwa o,5 Volums-jS bis etwa o, Io Volums-Ji, vorzugsweise etwa 1 Volums-jS bis etwa 5 Volums-?3 des Formkörpers aus Metallteilen, so sind die mechanischen Eigenschaften des Formkörpers gegenüber reinem !Cunststoff nur geringfügig verändert, wobei aber eine wesentlich erhöhte elektrische bzw. thermische Leitfähigkeit erreicht wird.Consists of about 0.5 Volums-JS to about o, Io Volums-Ji, preferably about 1 volume-jS to about 5 volume-3 des Shaped body made of metal parts, the mechanical properties of the shaped body are compared to pure plastic only slightly changed, but a significantly increased electrical and thermal conductivity is achieved.

Enthält der Formkörper etwa o,o2 Volums-Jj bis etwa 0,5 Volums-& vorzugsweise etwa o,o5 bis etwa o,l Volums-jS Metallteile, wobei gegebenenfalls der Kunststoff geschäumt, z.B. geschäumtes Polyurethan, ist, so wird ein Formkörper erhalten, der ein geringes Gewicht aufweist, dessen elektrischer Widerstand zwischen etwa Io bis lo"Ä .cm liegt. Innerhalb dieser beiden Grenzen werden Kunststoffe als antistatische Kunststoffe bezeichnet, wobei sie noch nicht als elektrische Leiter zu be-.If the molded body contains about 0.02 volume-Jj to about 0.5 volume & preferably about 0.05 to about 0.1 Volums-jS metal parts, with the If plastic is foamed, for example foamed polyurethane, a molded article is obtained which has a low Has a weight, the electrical resistance of which is between about Io to lo "Ä .cm. Within these two Plastics are referred to as antistatic plastics, although they cannot yet be used as electrical conductors.

zeichnen sind, sodaß auch Schäden vermieden werden !ihnen, die durchare drawn so that damage is also avoided!

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Erdschluß od.dgl. entstehen könnten.Earth fault or the like. could arise.

Beträgt das Porenvolumen etwa 3>o VoIurns-# bis etwa 7o Volums-J'j, vorzugsweise etwa 4p Volums-^ bis etwa So Volums-Jj des Formkörpers^ so ist dadurch einerseits noch ein genügender Kontakt zwischen den einzelnen Metallteilen gewährleistet,und andererseits ist das spezifische Gewicht des Fornikörpers geringer als dasjenige des kompakten Körpers, wodurch eine Gewtö&s- und Materialersparnis erreicht v/erden kann, welche s.B. bei antistatischen Schuhsohlen bislang nicht erreicht werden konnte.If the pore volume is about 3> o VoIurns- # to about 7o volume-J'j, preferably about 4p volume- ^ to about So volume Jj of the molding ^ so is on the one hand A sufficient contact between the individual metal parts is still guaranteed, and on the other hand the specific weight of the shape body is lower than that of the compact body, whereby a weight and material savings can be achieved, which s.B. with antistatic shoe soles so far could not be reached.

Besteht zumindest etwa o,o2 # einer Fläche des Form^w körpers aus Metall, so wird dadurch erreicht, daßIf there is at least about 0.02 # of a surface of the mold ^w body made of metal, then it is achieved that

j diese Fläche antistatische Eigenschaften aufweist,j this surface has antistatic properties,

wobei gleichzeitig nur eine geringe Gewichtserhöhungat the same time only a slight increase in weight

des Formkörpers zu beobachten ist.of the shaped body can be observed.

Der erfindungsgemäße Formkörper kann dadurch hergestellt, v/erden, daß in eine Form Metallteile eingeleg't werden, worauf der Kunststoff in an sich bekannter V/eise in die Form gebracht wird. Durch dieses Verfahren ist es gewährleistet, da3 die Metallteile an den erwünschten Stellen angeordnet sind, wobei gleichzeitig die übliche Verarbeitung des Kunststoffes durchgeführt werden kann, ohne daß neue Einspritsaggregate od.dgl. benötigt werden.The molding according to the invention can be produced by v / earth that metal parts are inserted into a mold, whereupon the plastic becomes known per se V / is brought into the form. This process ensures that the metal parts are arranged in the desired places, while the usual processing of the plastic can be carried out without new injection units or the like. are needed.

Die Erfindung wird nun im folgenden anhand der Zeich-.nung beispielh, t näher erläutert.The invention will now be explained below with reference to the drawing for example, t explained in more detail.

In Fig. 1 ist e^n Schuh mit einer antistatischen Sohle dargestellt; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Schuh entlang der Linie II-II; in Fig. 3 ist ein weiterer Querschnitt einer antistatischen Schuhsohle dargestellt, und in Fig. 4 ist der Querschnitt durch eine Kunststoffform mi£ erhöhter thermischer Leitfähigkeit dargestellt.In Fig. 1 there is a shoe with an antistatic sole shown; Fig. 2 is a cross-section through the shoe along the line II-II; in Fig. 3 is another Cross-section of an antistatic shoe sole is shown, and in Fig. 4 the cross-section is through a plastic mold shown with increased thermal conductivity.

- δ- δ

Der in Fig. 1 gezeigte Schuh besteht aus einer. Schaft 1, weicher r.it einer Sohle 2 verbunden ist. Diese Sohle 2 wurde durch direktes Anschäumen an den Schuhschaft erhalten. Die Sohle besteht aus geschäumten Polyurethan. In der Sohle sind Metallteile 5 wie aus Fig. 2 ersichtlich über die gesamte Sohle 2 verteilt. Zwischen Sohle 2 und Deckbrandsohle befindet sich die Brandsohle 4. Durch die Anordnung von Brandsohle und Deckbrandsohle ist sichergestellt, da3 die Metallteile keine Erhebungen im Schuh verursachen, sodaJ keine Drucksteilen,wie sie durch Hagel, Stifte od.dgl. bekannt sind, entstehen können.The shoe shown in Fig. 1 consists of one. Upper 1, which is connected to a sole 2 on the right. This sole 2 was obtained by foaming it directly onto the shoe upper. The sole is made of foamed Polyurethane. In the sole there are metal parts 5 as can be seen from FIG. 2 over the entire length Sole 2 distributed. The insole 4 is located between the sole 2 and the insole of the insole and insole it is ensured that the metal parts do not cause any bumps in the shoe, sodaJ no pressure parts, as caused by hail, Pens or the like. are known, can arise.

Bei der Herstellung dieser antistatischen Sohlen wurde so vorgegangen,. da3 zwischen 1 und 2 g Metallteile in die Sohlenforn eingelegt wurden, worauf eine schäumfähige Polyurethaneschung in den Formhohiraun, der öurch einen Schaft oben abgeschlossen irt, eingespritzt wurde. Die entsprechenden Verte können der folgenden Tabelle entnommen werden, wobei der spezifische Durchgangswiderstand genial DIN 5259<5 bestimmt wurde.This was the procedure for the manufacture of these antistatic soles. da3 between 1 and 2 g of metal parts in the soles were inserted, whereupon a foamable Polyurethaneschung in the Formhohiraun, the irt closed at the top by a shaft, injected became. The corresponding values can be found in the following table, with the specific volume resistance ingenious DIN 5259 <5 was determined.

Sohlengew. Sohlenvol. Spez.Qev:. Spez.Durchgangs-Sole weight Sole volume Spec.Qev :. Special passage

6 cnP g/cm^ widerstand SL. cm 6 cnP g / cm ^ resistance SL. cm

a) Sohle nur aus geschäumtem Polyurethan a) Sole made of foamed polyurethane only

1) 14o.o 2^6 o,59 1.1 X lo¹¹ 1) 14o.o 2 ^ 6 o, 59 1.1 X lo ¹¹

2) Iho.o 248 o,56 1*1 χ lo¹¹ 2) Iho.o 248 o, 56 1 * 1 χ lo ¹¹

^b) Sohle mit Stahlwolle (o,o4 χ ο,2 χ 15ο-2οο mm) ^b ) Sole with steel wool (o, o4 χ ο, 2 χ 15ο-2οο mm)

Metallteile: 1,5g 5) 141.0 25o 0,56 7.2 χ lo³ Metal parts: 1.5g 5) 141.0 25o 0.56 7.2 χ lo ³

4) 142.5 2p8 0,60 4.7 χ lo⁵ 4) 142.5 2p8 0.60 4.7 χ lo ⁵

c) Sohle mit Alu-Spänen (o,u7 χ o,1 χ 5o-1oo nm)c) Sole with aluminum chips (o, u7 χ o, 1 χ 5o-1oo nm)

Metallteile: l,o gMetal parts: l, o g

5) 159.0 264 0,60 7.3 χ lo⁵ 5) 159.0 264 0.60 7.3 χ lo ⁵

6) 14o,5 244 o,57 4.5 χ lo⁴ 6) 14o, 5 244 o, 57 4.5 χ lo ⁴

7) I4*4.o 2^o 0,62 2.7 x lo⁵ 7) I4 * 4.o 2 ^ o 0.62 2.7 x lo ⁵

d) Sohle mit :*uprer-op£nen (o,o7 χ ο,Ι χ 5o-15° rcrc)d) Sole with: * uprer-op £ nen (o, o7 χ ο, Ι χ 5o-15 ° rcrc)

Metallteile: 2 gMetal parts: 2 g

8) 145.0 _nAA??S_Ar °'⁶° 1.7XIo^8) 145.0 _nAA ?? S _A r ° ' ⁶ ° 1.7XIo ^

711881521.0 xio⁵ 711881521.0 xio ⁵

8) 145.0 _nAA??S_Ar °'⁶ 8) 145.0 _nAA ?? S _A r ° ' ⁶

9) 144.5 7118815-2.9.71,,59) 144.5 7118815-2.9.71,, 5

r ir i

Die mechanischen Eigenschaften wurden bei den Schuhsohlen nicht verschlechtert sondern in Gegenteil verbessert. So wurue bei der Prüfung auf Dauerbiegefestigkeit festgestellt, da3 das Rißwachstum zwischen ο und 5 £ liegt, wohingegen das Ri.3wachstum des geschäumten Polyurethans ohne Metallteile ca. bei 2o % liegt.The mechanical properties of the shoe soles were not impaired, on the contrary, they were improved. During the test for flexural fatigue strength, it was found that the growth of cracks lies between ο and 5, whereas the growth of cracks in the foamed polyurethane without metal parts is around 20 % .

Bei der in Fig. 4 gezeigten Form 6 ist eine Kühlschlange 7 angeordnet, wobei die Metallteile J3 den gesamten Querschnitt der Form gleichmäßig füllen. Mit einer Kunststofforrn dieser- Art ist es beispielsweise möglich, den Ternperaturverlauf beim Aushärten eines Xunststoffes zu regulieren. Die thermische Leitfähigkeit ist wie bereits ausgeführt auf den innigen . .ntakt der Metallteile miteinander zurückzuführen, sodaß die thermische Leitfähigkeit des Kunststoffraateriales selbst nicht von großem Einfluß ist.In the case of the mold 6 shown in FIG. 4, there is a cooling coil 7 arranged, the metal parts J3 den Fill the entire cross-section of the mold evenly. With a plastic mold of this type it is for example possible, the temperature curve when curing a plastic to regulate. The thermal conductivity is, as already stated, on the intimate. . tact of the metal parts due to each other, so that the thermal conductivity of the plastic material itself does not is of great influence.

- SchutzansprUche -- Protection claims -

Claims

Protection claims:

1 * molded body made of plastic, e.g. polyester; foamed Polyurethane, elastomer or the like. with increased conductivity for heat and electricity, with in the shaped body metal parts are arranged, characterized in that the metal parts are elongated in shape Elements with a ratio of greatest length to greatest width greater than 2: 1, if applicable of more than about 5: 1 * preferably more than etiia Io: 1 are present, which preferably over the - The entire moldings are evenly distributed.

2. Shaped body according to claim 1, characterized in that the ratio of the greatest length to the greatest Width is more than about 100: 1, preferably more than about 100: 1.

5. Shaped body according to claim 1 or 2, characterized in that that the metal parts are chips that arise during the machining of f-metal bodies.

4. Shaped body according to claim 1 or 2, characterized in that that the metal parts are in the form of fibers.

5. Shaped body according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the metal parts are in the form of a fleece.

6. Shaped body according to one of claims 1 to 5 / characterized characterized in that the circumference of the smallest cross section of the metal parts is at most about 2 mm, preferably etv: a is 1 nm.

7111915-2.9.717111915-2.9.71