NL9401210A - Werkwijze voor het in de gietvorm aanbrengen van een deklaag op een kunststof produkt. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het in de gietvorm aanbrengen van een deklaag op een kunststof produkt.^.

Beschrijving

De uitvinding betreft een werkwijze voor het in de gietvorm aanbrengen van een deklaag op een kunststof produkt.

Produkten die in een matrijs door gieten of vormen worden vervaardigd, worden soms om redenen van bijvoorbeeld bescherming of verfraaiing voorzien van een deklaag. Dit geldt in het bijzonder voor kunststof produkten die worden vervaardigd uit herverwerkte grondstoffen of uit grondstoffen waarin vezels ter versterking zijn ingebracht. Het oppervlak van dergelijke produkten heeft vaak niet uit zichzelf de gewenste gesteldheid zoals bijvoorbeeld kleur of structuur.

Voor het vormen van een produkt in een matrijs zijn verscheidene werkwijzen bekend, bijvoorbeeld spuitgieten.

Voor het aanbrengen van een deklaag op een produkt zijn eveneens verscheidene werkwijzen bekend. Een deklaag kan bijvoorbeeld op het produkt gespoten worden door middel van een spuitinrichting, dan wel aangebracht worden door middel van een verfkwast of door middel van elektrodepositie. Een produkt kan bijvoorbeeld ook worden bekleed met een deklaag, of worden gedompeld in een bad met vloeibaar materiaal dat de deklaag moet gaan vormen.

Al deze werkwijzen zijn gebaseerd op het na elkaar uitvoeren van de vervaardiging van het produkt door middel van een daartoe geschikte inrichting en het vervolgens aanbrengen van de deklaag door middel van een andere, daartoe geëigende inrichting. Dit betekent het uitvoeren van verscheidene bewerkingshandelingen, veelal op verscheidene werkposities, na elkaar voor het vervaardigen van het produkt dat voorzien is van een deklaag.

Bovendien is het met de bekende werkwijzen niet altijd goed mogelijk een produkt dat complexe vormen kent, op ieder deel van het oppervlak te voorzien van een deklaag.

Daarnaast kan bij het na elkaar toepassen van de bekende werkwijzen stof zich afzetten op het oppervlak van het gevormde produkt voorafgaand aan het aanbrengen van de deklaag. Dit stof verslechtert de kwaliteit van de deklaag die uiteindelijk op het produkt wordt gevormd.

Het doel van de uitvinding is het in één processtap vervaardigen van een produkt in een matrijs en het voorzien van dit produkt van een deklaag zonder dat hiervoor nog een specifieke nabewerking noodzakelijk is.

Dit doel wordt bereikt door het volgens de werkwijze van de uitvinding eerst aanbrengen van de op het produkt aan te brengen deklaag aan tenminste één wand van de matrijs of een deel daarvan, aan de zijde waar het produkt gevormd zal worden, en het vervolgens in dezelfde matrijs vormen van het produkt.

De werkwijze volgens de uitvinding is gebaseerd op de combinatie van spuitgieten en het aanbrengen van een deklaag door middel vein elektrodepositie in één processtap.

De matrijs waarin het produkt gevormd moet gaan worden omvat twee vormdelen, twee elektroden, een spuitmond voor het materiaal voor het te vormen produkt en een opening voor het in- en uitvoeren van het materiaal voor de te vormen deklaag.

Eén van de elektroden kan bijvoorbeeld gevormd worden door tenminste een deel van het oppervlak van één van de vormdelen. De tweede elektrode kan bijvoorbeeld een afzonderlijk in de matrijsholte in te brengen of een in één van de vormdelen aangebrachte, en daarvan geïsoleerde, elektrode zijn.

De uitvoering van het vervaardigingsproces overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding zal hieronder in volgorde van de opeenvolgende fasen worden verduidelijkt.

Het tweede vormdeel wordt op het eerste geplaatst en de matrijs wordt daarmee afgesloten, waardoor een matrijsholte ontstaat die de uitwendige vorm van het te vormen produkt heeft.

De matrijsholte wordt vervolgens geheel gevuld met het materiaal voor de te vormen deklaag in vloeibare vorm. Door middel van het uitvoeren van elektrodepositie wordt de deklaag gevormd aan tenminste een deel van de zijden van de vormdelen van de matrijs die de matrijsholte bepalen.

Elektrodepositie is een proces van aanbrengen van een laag, bijvoorbeeld een laklaag, op een voorwerp. Met deze techniek kunnen (lak)lagen zeer gelijkmatig met een dikte van enkele tientallen micrometers worden aangebracht. Elektrodepositie wordt onder andere toegepast in de automobielindustrie. Hier wordt een laklaag met behulp van een elektrische spanning afgezet op een voorwerp dat tevens één van de benodigde elektroden in het proces is. Het werkzame bestanddeel van de lak dat het bindmiddel vormt, bestaat uit positieve en negatieve ionen, die in het algemeen in water oplosbaar zijn. In een elektrisch veld bewegen de positieve ionen zich naar de negatieve elektrode, de kathode. De negatieve ionen bewegen zich dan naar de positieve elektrode, de anode. In de praktijk omvat de aan te brengen laklaag meestal negatieve ionen, anionen, en vormt het voorwerp de anode in het proces. Zodra deze negatieve ionen zich op die anode afzetten, worden ze ontladen. Hierdoor zijn ze vervolgens niet meer oplosbaar in het aanwezige oplosmiddel, waardoor een dunne, ondoordringbare laag op de anode, het voorwerp, gevormd wordt.

In de onderhavige uitvinding houdt elektrodepositie in dat een elektrische spanning tussen twee elektroden wordt ingesteld waardoor een materiaallaag neerslaat op één van de elektroden. Hierbij is één elektrode aangebracht in één van de vormdelen, geïsoleerd ten opzichte van dit vormdeel. De tweede elektrode wordt gevormd door tenminste een gedeelte van het oppervlak van tenminste één van de vormdelen dat de matrijsholte bepaalt.

Nadat de deklaag gevormd is op het betreffende oppervlak van de vormdelen dat tenminste een deel van de matrijsholte bepaalt, wordt de resterende hoeveelheid vloeibaar deklaagmateriaal uit de matrijsholte weggezogen. Indien gewenst kan de matrijsholte vervolgens nog worden gespoeld om het overtollige, vloeibare deklaagmateriaal geheel en al uit de matrijsholte te verwijderen. In het bijzonder in het geval dat de matrijsholte een complexe vorm heeft, kan deze extra spoelgang noodzakelijk zijn voor het volledig verwijderen vein overtollig deklaagmateriaal.

Zonder dat de vormdelen van elkaar losgenomen worden, wordt vervolgd met het spuitgietproces op bekende wijze om het gewenste produkt te vormen.

De deklaag die voorafgaand aan het spuitgietproces zich had gehecht aan tenminste een deel van het oppervlak van de vormdelen, laat hiervan los zodra de vormdelen van elkaar losgenomen worden aan het einde van het spuitgietproces. De hechting van de deklaag van het spuitgietmateriaal is hiertoe sterker te kiezen dan de hechting van de deklaag aan het oppervlak van de vormdelen.

Het resultaat van de werkwijze volgens de uitvinding is dat een voorwerp dat gevormd is via een spuitgietproces, al is voorzien van een gewenste deklaag op het moment dat het voorwerp uit de matrijs gelost wordt.

De uitvoeringsvorm van de elektroden en vormdelen is vrij te kiezen, afhankelijk van de beoogde toepassing en vorm van het te vormen produkt.

Het gehele oppervlak van de vormdelen of een deel daarvan, dat de matrijsholte bepaalt, kan fungeren als elektrode. De bijbehorende andere elektrode kan worden aangebracht aan één van de vormdelen, geïsoleerd daarvan en verzonken daarin. Het is ook mogelijk deze andere elektrode vanuit één van de vormdelen te laten uitsteken in de matrijsholte.

Voor bepaalde toepassingen kan het gewenst zijn, één van de elektroden beweegbaar uitgevoerd te hebben. De elektrode kan dan tijdens de fase van elektrodepositie met een groot oppervlak uitsteken in de matrijsholte en worden teruggetrokken uit de matrijsholte voorafgaand aan de fase van het spuitgieten van het te vormen produkt. Een groot oppervlak van de elektrode is in bepaalde toepassingen gewenst om een gunstigere spanningsverdeling te verkrijgen zodat het proces van elektrodepositie beter verloopt of beter te beheersen is.

Voor bepaalde toepassingen kan het gewenst zijn, het gehele oppervlak van het te vormen produkt te voorzien van een deklaag. De elektrode kan hiertoe beweegbaar zijn uitgevoerd, zoals voorgaand beschreven, en voorzien zijn van zowel een kathode als een anode zodanig dat ook aan de kop van de elektrode die tijdens bedrijf uitsteekt in de matrijsholte, een deklaag gevormd wordt. Nadat de deklaag is gevormd door middel van elektrodepositie, wordt deze elektrode teruggetrokken uit de matrijsholte totdat de deklaag die op de kop van deze elektrode is gevormd, aansluit aan de deklaag die op het oppervlak van één van de vormdelen waar doorheen de elektrode uitstak, is gevormd. Op deze wijze is dan een aaneen gesloten deklaag verkregen.

·»

Indien gewenst, kunnen één of meer inzetstukken in de matrijsholte worden geplaatst en/of stekend uit één of beide vormdelen worden aangebracht aan dat vormdeel of die vormdelen. Dergelijke inzetstukken, soms ook wel kernen, kunnen al dan niet reeds zijn voorzien van een gewenste deklaag voordat zij in de matrijsholte geplaatst worden. Dergelijke inzetstukken kunnen ook een contravorm hebben ten opzichte van een kleiner of groter deel van het oppervlak vein één of beide vormdelen. In dat geval fungeren zij aan het begin van het proces als bekleding van dat oppervlak.

Inzetstukken kunnen toegepast worden wanneer het toepassen van zogenaamde gietkernen nodig is of wanneer het deklaagmateriaal om één of andere reden niet in contact met het oppervlak van de vormdelen mag komen. In deze gevallen kan de deklaag al op het oppervlak van de inzetstukken aan de zijde waar het produkt gevormd gaat worden, zijn aangebracht voordat de werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgevoerd. Het kan ook zijn dat de deklaag pas aan het oppervlak van de inzetstukken gevormd wordt nédat de vormdelen op elkaar geplaatst zijn en de werkwijze volgens de uitvinding is gestart.

De genoemde contravorm van inzetstukken kan stijf of flexibel zijn. Dit wil zeggen dat de contravorm gevormd kan worden uit meer of minder stijf plaatmateriaal of uit flexibel velmateriaal. In het laatste geval wordt de contravorm eerst gevormd bij het aanbrengen van het velmateriaal op tenminste een deel van het oppervlak van de vormdelen van de matrijs.

Het toepassen van inzetstukken die gezamenlijk een contravorm hebben ten opzichte van het gehele oppervlak van de vormdelen aan de kant van de matrijsholte, levert het volgende voordeel op. Het matrijsontwerp is eenvoudiger omdat in een spuitmond en opkomers ten behoeve van alleen het spuitgieten hoeft te worden voorzien en niet ook ten behoeve van het in-en uitvoeren van deklaagmateriaal.

De uitvinding zal onderstaand aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin een uitvoeringsvoorbeeld is uitgewerkt, nader worden geïllustreerd.

Figuur 1 geeft een principe schets weer van een matrijs in dwarsdoorsnede aan het begin van het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 2 geeft dezelfde schets van figuur 1 weer op het moment dat het materiaal waaruit de deklaag gevormd gaat worden in de matrijsholte is geleid.

Figuur 3 geeft dezelfde schets van figuur 1 weer op het moment dat de deklaag is gevormd.

Figuur 4 geeft dezelfde schets van figuur 3 weer op het moment dat het materiaal waaruit het produkt gevormd gaat worden in de matrijsholte is geleid.

Figuur 5 geeft een dwarsdoorsnede van het eindprodukt weer dat uitgaande van de schets in figuur 1 door de werkwijze volgens de uitvinding wordt verkregen wordt.

Figuur 6 geeft dezelfde schets van figuur 1 weer aan het begin van het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij er inzetstukken in de matrijsholte zijn geplaatst.

Figuur 7 geeft dezelfde situatie volgens figuur 3 weer met een bijzondere uitvoeringsvorm van één van de elektroden.

Figuur 8 geeft een principe schets weer van een bijzondere uitvoeringsvorm van één van de elektroden.

De in figuur 1 weergegeven matrijs, in het geheel aangeduid met 1, omvat een bovenste vormdeel 2, een onderste vormdeel 3* een elektrode 4, isolatiemateriaal 5. een spuitmond 6 en een opening 7·

De oppervlakken van de vormdelen 2, 3 die tegenover elkaar gesteld zijn, bepalen een matrijsholte 8 die de uitwendige vorm van het te vormen produkt heeft.

Op de spuitmond 6 sluit een leiding 9 aan, die dient voor het toevoeren van materiaal waaruit een produkt gevormd gaat worden. Op de opening 7 sluit een leiding 10 aan, die dient voor het toevoeren van materiaal waaruit een deklaag gevormd gaat worden, en voor het afvoeren uit de matrijsholte 8 van het overtollige deklaagmateriaal nadat de deklaag gevormd is.

De uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding begint met het op elkaar plaatsen en afsluiten van het bovenste en het onderste vormdeel 2, 3· Zoals weergegeven in figuur 1 dieneh de beide vormdelen als één elektrode; ze worden aangesloten op aarde. De matrijs dient hierdoor als geheel als ^ode. De tweede elektrode 4, de kathode, is verzonken aangebracht in het bovenste vormdeel 2 en is daarvan geïsoleerd door middel van isolatiemateriaal 5·

Vervolgens wordt via leiding 10 materiaal 11 waaruit de deklaag gevormd moet gaan worden, in de matrijsholte 8 geleid, zoals wordt weergegeven in figuur 2. De matrijsholte 8 wordt geheel met dit materiaal gevuld. De leiding 9 kan in dat geval afgesloten of af genomen zijn of dienen als opkomer. Nadat de matrijsholte 8 geheel is gevuld (deze situatie wordt weergegeven in figuur 2), kan de elektrodepositie worden gestart. Hierdoor ontstaat uit het ingebrachte, vloeibare deklaagmateriaal 11 een dunne, ondoordringbare laag op de anode die dan de gewenste deklaag 12 vormt.

Vervolgens wordt het resterende, vloeibare deklaagmateriaal 11 dat na het ontstaan van de deklaag 12 overtollig geworden is, uit de matrijsholte 8 af gevoerd via de leiding 10. De situatie die dan is ontstaan, wordt weergegeven in figuur 3·

Eventueel kan de matrijsholte 8 nog worden gespoeld opdat al het overtollige deklaagmateriaal wordt verwijderd.

Vervolgens wordt via leiding 9 het materiaal 13 waaruit het produkt gevormd moet gaan worden, in de matrijsholte 8 geleid. De matrijsholte 8 wordt geheel met dit materiaal gevuld. De leiding 10 kan in dat geval afgesloten of afgenomen zijn of dienen als opkomer. Het gewenste produkt wordt aldus gevormd via de algemeen bekende werkwijze van spuitgieten.

De uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding eindigt met het van elkaar afnemen van de vormdelen 2, 3 en het lossen vein het produkt 14 dat is voorzien van een deklaag 12, uit de matrijsholte 8.

Zoals uit figuur 5 blijkt, is het resultaat vein het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, dat een produkt 14 dat door middel van spuitgieten is verkregen, is voorzien van een deklaag 12 aan zijn oppervlak waartegen tijdens het vervaardigingsproces geen kathode 4, spuitmond 6 of opening 7 heeft gelegen. Het oppervlak van het produkt 14 waar zich geen deklaag 12 heeft gevormd, is zodanig klein en op een zodanige plaats te kiezen, dat de graad van dekking van het produkt 14 met deklaag 12 tenminste even hoog is als die van de dekking met deklaag die via de conventionele werkwijzen kan worden bereikt.

In figuur 6 wordt een alternatieve situatie in de werkwijze volgens de uitvinding verduidelijkt.

De in figuur 6 weergegeven matrijs, in het geheel aangeduid met 1, omvat een bovenste vormdeel 2, een onderste vormdeel 3. isolatiemateriaal 5 en een spuitmond 6. Tegen de oppervlakken van de vormdelen 2, 3 die tegenover elkaar gesteld zijn, zijn twee inzetstukken 15, 16 aangebracht, die elk voorzien zijn van een deklaag 12. Deze inzetstukken kunnen voordat zij tegen de vormdelen 2, 3 werden aangebracht, een passende contravorm gegeven zijn of zij kunnen gevormd zijn uit een flexibel velmateriaal of stijf plaatmateriaal. De inzetstukken 15, 16 zijn voordat zij tegen de vormdelen 2, 3 worden aangebracht, voorzien van een deklaag 12.

In het geval dat gebruik gemaakt wordt van inzetstukken hoeft de matrijs niet meer te zijn voorzien van een opening 7 voor het toe- en afvoeren van vloeibaar deklaagmateriaal 11. De werkwijze volgens de uitvinding zet zich uitgaande van de situatie volgens figuur 6, voort via de beschreven situatie volgens figuur 4.

In figuur 7 wordt een alternatieve uitvoeringsvorm van één elektrode, in het voorbeeld de kathode 4, weergegeven. Deze elektrode steekt door het onderste vormdeel 3· is daarvan geïsoleerd door middel van isolatiemateriaal 5 en mondt uit in de matrijsholte 8. De elektrode 4 is in axiale richting beweegbaar opgesteld ten opzichte van het onderste vormdeel 3·

In figuur 8 wordt nog een andere, alternatieve uitvoeringsvorm van één elektrode, in het voorbeeld de kathode 4, weergegeven. Deze elektrode heeft in het voorbeeld dezelfde opstelling als de voorgaand beschreven alternatieve uitvoeringsvorm (zie figuur 7)· De elektrode 4 omvat echter een gedeelte 17 dat de kathode vormt, een gedeelte 18 dat -samen met tenminste het onderste vormdeel 3- de anode vormt en isolatiemateriaal 5 dat beide gedeelten van elkaar isoleert. Op het vlak 19 aan de kop van de elektrode kan zodoende een deklaag 12 gevormd worden.

Claims (16)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een deklaag (12) in een matrijs (1) op een kunststof produkt (1*0, omvattende de stappen: het aanbrengen van de op het produkt (1*1) aan te brengen deklaag (12) aan tenminste één wand van de matrijs (1) of een deel daarvan, aan de zijde waar het produkt (1*0 gevormd zal worden; en het in de matrijs (1) vormen van het produkt (1*0.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij tussen beide stappen een spoelgang plaatsvindt voor het reinigen van de matrijsholte (8) van overtollig deklaagmateriaal (11).

3. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij vormdelen (2;3) van de matrijs (1) gedurende het uitvoeren van het proces niet van elkaar worden losgenomen.

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij inzetstukken (15;l6) in de matrijsholte (8) geplaatst worden.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de deklaag (12) wordt gevormd aan tenminste een deel van het oppervlak van het inzetstuk (15 ï16).

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij de deklaag (12) is gevormd op een moment voordat het inzetstuk in tenminste één van de vormdelen (2;3) geplaatst wordt aan het begin van de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding.

7. Werkwijze volgens conclusie 4 tot en met 6, waarbij de inzetstukken (15;l6) een contravorm hebben ten opzichte van het oppervlak van de vormdelen (2;3) dat zij bekleden.

8. Werkwijze volgens conclusie 4 tot en met 7, waarbij de inzetstukken (15;l6) in een stijve vorm zijn uitgevoerd.

9. Werkwijze volgens conclusie 4 tot en met 7, waarbij de inzetstukken (15;l6) in een flexibele vorm zijn uitgevoerd.

10. Werkwijze volgens conclusie 4 tot en met 9, waarbij de inzetstukken (15;l6) uitsteken vanuit tenminste één van de vormdelen (2;3) van de matrijs (1).

11. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tenminste één van de vormdelen (2;3) van de matrijs (1) een elektrode vormt.

12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij één van de elektroden (4) geïsoleerd verzonken ligt in tenminste één van de vormdelen (2;3) van de matrijs (1).

13. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij één van de elektroden (4) geïsoleerd uitsteekt vanuit tenminste één van de vormdelen (2;3) van de matrijs (1).

14. Werkwijze volgens conclusie 13. waarbij de elektroden (4) beweegbaar is uitgevoerd ten opzichte van het vormdeel (2;3) waaruit de elektrode (4) steekt.

15. Werkwijze volgens de conclusies 13 en 14, waarbij de elektrode (4) een kathode (17) en een anode (18) omvat die van elkaar geïsoleerd zijn, waarbij de kop van de elektrode (4) een vlak (19) omvat waarop een deklaag (12) wordt gevormd.

16. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de hechting van de deklaag (12) aan het materiaal waaruit het produkt (14) gevormd wordt krachtiger is dan de hechting aan het materiaal waaruit een inzetstuk (15;l6), elektrode (4) en vormdeel (2;3) is gevormd.