DE2800482C2

DE2800482C2 - Verwendung von viskosen Flüssigkeiten als fluides Medium bei einem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern

Info

Publication number: DE2800482C2
Application number: DE2800482A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokyo Katsoka
Original assignee: Asahi Dow Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1977-01-05
Filing date: 1978-01-05
Publication date: 1982-05-06
Also published as: US4140672A; JPS5385852A; DE2800482A1; JPS59383B2

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von viskosen Flüssigkeiten als fluides Medium bei einem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, bei dem plastifizierter Kunststoff in einen Formhohlraum eingespritzt wird, anschließend oder gleichzeitig das erwärmte fluide Medium in den gleichen Formhohlraum mit der Maßgabe eingespritzt wird, daß der Formhohlraum gefüllt wird und das fluide Medium innerhalb des Formhohlraumes von dem Kunststoff umgeben ist und das fluide Medium aus dem Formhohlraum abgelassen wird, nachdem sich wenigstens ein Teil des Kunststoffes verfestigt hat.

Zur Herstellung eines hohlen Formkörpers, dessen hohler Abschnitt mit einem fluiden Medium gefüllt ist, ist es bekannt, ein plastifiziertes Kunstharz in einen Formhohlraum einzuspritzen und anschließend das fluide Medium in den Formhohlraum unter solchen Bedingungen einzuspritzen, daß der hohle Abschnitt in dem Kunstharz gebildet wird. Es ist weiterhin bekannt, geschäumte Formkörper herzustellen, wobei Treibmittel-haltiges, plastifiziertes Kunstharz in einen Formhohlraum gespritzt wird; in ähnlicher Weise ein fluides Medium einzuspritzen, damit ein hohler Abschnitt innerhalb des Kunstharzes in dem Formhohlraum gebildet wird; und daraufhin das fluide Medium aus dem Formhohlraum abzulassen. Ein derartiges Verfahren, bei dem als fluides Medium ein Gas verwendet wird, ist beispielsweise in der US-Patentanmeldung 5 34 134 beschrieben. Weiterhin ist ein derartiges Verfahren, bei dem als fluides Medium Wasser verwendet wird, aus der DE-OS 24 61580 bekannt. Darüber hinaus ist der Fachwelt aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 42 396/1974 ein solches Verfahren bekannt, bei dem ίο als fluides Medium ein Kunstharz verwendet w'fd. Aus der DE-OS 24 44 590 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit porigem Kern bekannt bei dem der Kunststoff auf seinem Weg zwischen Spritzgießmaschi ne und Düse in zwei Teilströme aufgelöst wird, deren einer Teilstrom als Hautmaterial für den Fonnkörper und deren anderer Teilstrom als Kernmaterial dient, wobei der Kernmaterialteilstrom auf seinem Weg zur Düse mit einem Schaummittel versetzt und spätestens in der Spritzgießform aufgeschäumt wird. Schlieüüch ist aus der CH-PS 5 69 569 ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpern bekannt, bei dem in eine Spritzgießform zunächst ein Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff eingespritzt und dieser durch Druckgas aufgeblasen sowie mit Schaummaterial ausgefüllt wird, wobei auch der Vorformling aus Schaummaterial gebildet und beim Aufblasen durch das Druckgas gegen die Forminnenwand zu -iiner porenarmen bis porenfreien Außenhaut verdichtet und danach unter gleichzeitiger Entfernung des Druckgases mit weiterem Schaummaterial ausgefüllt wird.

Diejenigen Verfahren, die ein fluides Medium verwenden, sei es nun ein Gas, eine Flüssigkeit wie etwa Wasser oder Kunststoff, weisen verschiedene Nachteile auf. Wenn beispielsweise als fluides Medium ein Kunststoff mit einer Viskosität von mehr als lOOdPas verwendet wird, bereitet es Schwierigkeiten, -einen hohlen oder geschäumten Formkörper herzustellen, da der gebildete Körper kaum oder gar nicht aus dem Formhohlraum entfernt werden kann. Es kann allenfalls ein hohles oder geschäumtes Produkt gespritzt werden, wenn die Form einen außerordentlich großen Formhohlraum und einen Angußkana! aufweist Wenn andererseits als kernbildendes Medium eine Flüssigkeit oder ein Gas mit einer Viskosität von weniger als 0,01 dPas verwendet wird, ist es schwierig, einen Kern mit einheitlichen Abmessungen zu erzeugen, da sich eine dickere Oberflächenschicht und ein dünnerer Kern bilden. Es ist dabei praktisch nicht möglich, einen Kern mit gleichmäßiger Konfiguration größerer Dicke zu erhalten. Schließlich treten bei der Verwendung von Gas oder Wasser unter hohem Druck und/oder bei den, angewendeten hohen Temperaturen Sicherheitsprobleme insofern auf, als lediglich ein kleiner Riß an einer entsprechenden Spritzgußapparatur dazu führt, daß das heiße, niedrigviskose, unter hohem Druck stehende fluide Medium aus der Vorrichtung herausspritzt und das Betriebspersonal gefährdet. Auch müssen bei Verwendung von Gas bzw. Wasser innerhalb der Spritzgußvorrichtung weiche Dichtungsmaterialien vorgesehen werden, um Leckverluste zu verhindern. Solche weichen Dichtungsmaterialien weisen jedoch nur eine mäßige Hitzebeständigkeit auf, so daß die gesamte Spritzgußapparatur eine geringe Lebensdauer aufweist

Aufgabe der Erfindung ist es daher, solche fluidsn Arbeitsmaterialien zu finden, die die geschilderten Nachteile nicht aufweisen, das heißt, die eine leichtere

Handhabung beim Einspritzen und beim Ablassen, eine größere Sicherheit für das Bedienungspersonal, die Herstellung einheitlicherer Formkörper und eine größere Haltbarkeit der Spritzgießvorrichtung gewährleisten.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art als fluides Medium viskose Flüssigkeiten verwendet, die bei üblicher Raumtemperatur in Form von Fett oder von Feststoffen vorliegen, die jedoch bei der erhöhten Arbeitstemperatur eine Viskosität von 0,01 bis 100 dPas aufweisen.

Erfindiingsgcmäß können befriedigende geschäumte Gegenstünde mit glatter Oberfläche hergestellt werden, wobei ein Treibmittel-haltiger Kunststoff verarbeitet wird.

Die Verwendung von viskosen Flüssigkeiten gemäß der Erfindung als fluides Medium bei einem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern wird nachstehend anhand der Abbildungen erläutert. Es zeigt

F i g. I die verschiedenen Verfahrensstufen zur Herstellung eines geschäumten Gegensundes nach dem verwendeten Spritzgießverfahren,

Fig.2 die Darstellung vertikaler Schnitte durch Spritzguß-Verbundkörper, zu deren Herstellung drei Sorten viskoser Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten verwendet worden sind,

Fig.3 die Darstellung horizontaler Schnitte durch drei verschiedene scheibenförmige Spritzguß-Produkte, zu deren Herstellung ähnliche viskose Flüssigkeiten verwendet worden sind, wie zur Herstellung der mit F i g. 2 dargestellten Formkörper,

Fig.4 in Form einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Höhe (Dicke) von zwei Formhohlräumen mit unterschiedlichem Radius und der Spannkraft,

Fig.5 in Form einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Höhe (Dicke) der Formhohlräume entsprechend F i g. 4 und dem mittleren Kunststoff-Druck,

Fig.6 in Form einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Viskosität des verwendeten fluiden Mediums und der Höhe (Dicke) des Formhohlraumes,

F i g. 7 in Form einer graphischen Darstellung die Viskositäten unterschiedlicher fluider Medien bei verschiedenen Temperaturen,

Fig.8 bis 12 in Form graphischer Darstellungen bei verschiedenen Temperaturen die Viskositäten unterschiedlicher Polymere von geringem Molekulargewicht, welche Viskositäten zwischen 0,01 und 100 d Pas aufweisen,

Fig. 13 in Schnittdarstellungen die verschiedenen Verfahrensstufen zum Spritzgießen eines Sandwich-artigen Gegenstandes aus 2 Sorten Kunststoff,

Fig. 14 in einer Schnittdarstellung eine Spritzgießvorrichtung in verschiedenen Arbeitsstufen und

Fig. 15 verschiedene Verfahrensstufen einer modifizierten Ausführungsform.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Abbildungen verschiedene Probleme erläutert, die bei der Verwendung gasförmiger fluider Medien oder einer Flüssigkeit, wie Wasser, oder synthetischer Harze zur Erzeugung des hohlen Abschnittes bei einem Verfahren der obengenannten Art auftreten; weiterhin werden die verschiedenen Verbesserungen herausgestellt, die dann erzielt werden, wenn zur Ausbildung des hohlen Abschnittes ein fluides Medium verwendet wird, dessen Viskosität in dem vorgesehenen Bereich liegt.

Wie mit F i g. 1 dargestellt, wird der plastifizierte, Treibmittel enthaltende Kunststoff zuerst in einem Spritzzylinder 1 gesammelt und anschließend durch eine nadeiförmige Spritzdüse 2, die sich am äußersten Ende des Spritzzylinders t befindet, in einen Formhohlraum 6 gespritzt. In Abhängigkeit \<>m Spritzdruck des Kunststoffes innerhalb des Spritzzylinders 1 kann die

ίο Spritzdüse 2 geöffnet werden. Die nadeiförmige Spritzdüse 2 ist mit einer Nadel 3 ausgestattet, durch welche in Längsrichtung eine Leitung 4 hindurchführt, um die viskose Flüssigkeit in den Formhohlraum 6 einzuspritzen.

Der Formhohlraum 6 ist durch die Metallform 5 als Spritzgießform begrenzt und wird vor dem Einspritzen des Kunststoffes über eine Leitung 7 mit unter Druck gehaltenem Gas gefüllt (vgl. F i g. 1 -1).

Sofern die (nicht dargestellte) Spntzschnecke im Spritzzylinder 1 nach vorn verschoben wird, bewirkt der Kunststoff eine nach rückwärts gerichtete Verschiebung der Nadel 3, so daß der Kunststoff in de. Formhohlraum 6 eingespritzt wird und sich in Form ewe- kompakten Masse rund um den Anguß 8 anordnet (vgl. Fig. 1-2).

Anschließend wird durch die Leitung 4 in der Nadel 3 die viskose Flüssigkeit in den Formhohlraum 6 auf die kompaktf Masse aus Kunststoff zugespritzt, so daß ein verbundartiger Aufbau erhalten wird, der aus einer Oberflächenschicht aus dem Kunststoff 9 mit Treibmittel und einem Kern aus der viskosen Flüssigkeit 10 besteht (vgl. Fig. 1-3). Nachdem sich die Oberflächenschicht teilweise verfestigt hat, wird die den Kern bildende, viskose Flüssigkeit aus dem Formhohlraum 6 durch den Anguß 8 hindurch abgelassen, so daß sich der die Oberflächenschicht bildende Kunststoff nach innen in den Formhohlraum hinein ausdehnen kann, um einen Formkörper zu bilden, der aus einem geschäumten Kern 11 und einer glatten Oberflächenschicht 9 mit glatter Haut bes teht (vgl. F i g. 1 -4).

Sofern der in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoff ein Treibmittel nicht enthält, wird ein hohler Formkörper erhalten, wie er mit F i g. 1-3 dargestellt ist Hierbei ist zu beachten, daß es im vorliegenden Fall darum geht, einen geschäumten Formkörper entsprechend Fig. 1-4, wie einen hohlen Formkörper entsprechend Fig. 1-3, nach einem Spritzgießverfahren herzustellen.

Wenn der plastifizierte Kunststoff in den von einer kalten Spritzgießform gebildeten Formhohlraum eingespritzt wird und anschließend das fluide Medium in den Formhohlraum ein- und auf den Kunststoff zu gespritzt wird, dann hängt das Verhältnis des Volumens der Oberflächenschicht zum Volumen des Kerns von der Viskosität des fluiden Mediums ab, das in den Formh^h'raum eingespritzt wird_t um in den Kunststoff einzudringen. Im allgemeinen gilt, daß das Volumen des Kernes um so größer wird, je höher die Viskosität des fluiden Mediums ist. Sofern das fluide Medium die gleiche Viskosität aufweist wie der vorher in den

μ Formhohlraum eingespritzte Kunststoff, dann wird ein guter Formkörper «jrhalten, dessen Kern ein ausreichend großes Volumen aufweist. Sofern andererseits die Viskosität des fluiden Mediums höher ist, dann ist es kaum möglich, das fluide Medium wieder aus dem Formhohlraum zu entfernen, so daß-es schwierig wird, irgendeinen hohlen oder geschäumten Formkörper herzustellen.

Im vorliegenden Fall sind nun verschiedene fluide

Medien zur Erzeugung eines Kernes bei dem obengenannten Verfahren untersucht worden. Hierbei ist festgestellt worden, daß außerordentlich gute Ergebnisse dann erhalten werden, wenn als fluides Medium zur Ausbildung des Kernes eine viskose Flüssigkeit verwendet wird, die bei der erhöhten Arbeitstemperatur eine Viskosität von 0,01 bis 100 dPas aufweist.

Nachfolgend sollen mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 die Unterschiede erläutert werden, die dann auftreten, wenn zur Durchführung des verwendeten κ Verfahrens viskose Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten eingesetzt werden. Mit Fig.2 sind im Querschnitt verschiedene verbundartige Produkte dargestellt, die nach dem Spritzgießverfahren erhalten wurden, wobei drei verschiedene Sorten viskoser ι« Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten eingesetzt worden sind. Mit F i g. 3 ist jeweils ein horizontaler Querschnitt durch drei verschiedene scheibenähnliche Verbundkörper dargestellt, die analog zu Fig. 2 erhalten worden sind. u,

Zur Herstellung der mit den Fig. 2-1 und 3-1 dargestellten Produkte ist als viskose Flüssigkeit zur • Ausbildung des Kernes ein Kunststoff verwendet worden, der üblicherweise zum Spritzgießen verwendet wird. Ein solcher Kunststoff weist gewöhnlich eine ..'■> Viskosität von mehr als 1000 dPas auf. Sofern deshalb ein solcher Kunststoff zur Ausbildung des Kernes verwendet wird, wird eine Oberflächenschicht 12 erhalten, die einheitlich dünner ist, während der Kern 13 dicker ausgebildet ist (vgl. Fig. 2-1 und 3-1). Sofern w jedoch ein üblicher Kunststoff zur Ausbildung des Kernes benutzt wird, bereitet es Schwierigkeiten, einen hohlen oder geschäumten Formkörper herzustellen, da der gebildete Kern kaum oder gar nicht aus dem Formhohlraum entfernt werden kann. Sofern das zur J5 Ausbildung des Kernes verwendete fluide Medium eine Viskosität von mehr als lOOdPas aufweist, wird es gewöhnlich schwierig, dieses Medium wieder durch den Anguß aus dem Formhohiraum herauszuziehen. Unter diesen Bedingungen kann lediglich dann ein hohles oder w geschäumtes Produkt gespritzt werden, sofern die Form einen außerordentlich großen Formhohiraum und einen großen Angußkanal aufweist.

In entsprechender Weise sind mit den Fig. 2-3 und 3-3 diejenigen Produkte dargestellt, die beim Spritzgie- ti Ben erhalten werden, sofern als Kern bildendes Medium eine Flüssigkeit oder ein Gas mit einer Viskosität von weniger als 0,01 dPas angewandt wird. Mit einer solchen Flüssigkeit oder mit einem solchen Gas ist es schwierig, einen Kern mit einheitlichen Abmessungen zu erzeugen, so da sich eine dickere Oberflächenschicht und ein dünnerer Kern 15 bilden werden. In einem solchen Fall kann das Kern bildende Material leicht aus dem Formhohiraum entfernt werden, es ist jedoch im wesentlichen nicht möglich, einen Kem mit gleichmäßigcr Konfiguration und größerer Dicke zu erhalten; vielmehr wird ein hohler oder geschäumter Formkörper erhalten, welcher hohes spezifisches Gewicht aufweist. Weiterhin treten zusätzlich zu den obengenannten Schwierigkeiten Sicherheitsprobleme auf, sofern als Kern bildendes Material irgendein fluides Medium verwendet wird, dessen Viskosität kleiner ist als dem vorgesehenen Bereich entspricht So ist z. B. die Anwendung von Gas oder Wasser unter hohem Druck und/oder bei hohen Temperaturen durch japanische es Sicherheitsvorschriften eingeschränkt Sofern lediglich ein kleiner Bruch oder Riß an einer entsprechenden Spritzgießapparatur auftritt, kann das heiße, niedrigviskose, unter hohem Diuck stehende fluide Melumi aus der Vorrichtung austreten und c:ne Betriebsperson gefährden. A'.ich im Hinblick auf Sicherhciisi-iisichtspunkte ist es daher zu empfehlen, zur Ausbildung des Kernes ein viskoses fiuides Medium zu verwenden, das eine höhere Viskosität aufweist

Das zur Bildung des Kernes verwendete fluide Medium wird häufig innerhalb der Formkörper eingeschlossen. Dies sie!!', eip.e erhebliche Gefahr dar, da das unter hohem Druck stehende Gas oder das unter Überdruck befindliche, heiße Wasser wahrend der Handhabung unbeabsichtigt aus solchen Fonnkörpern herausschieben bzw. herausspritzen kann.

Es ist weiterhin festgestellt worden, dnß das fluide Medium um so leichter aus der Sprit/gieUeinriehtirg heraustritt, je niedriger die Viskosität :!es fltii.ien Mediums ist. Im allgemeinen sind die Leckverluste irngel.ehrt propi rt:<>n.il zur Viskos,tat des fluulcn Mediums. Sofern zur Erzeugung des Kerns ein fkiJcs Medium mit einer Viskosität von weniger als 0.01 HP:n eingesetzt werden soll, ist es erforderlich, innerhalb der Spri'zgießvorrichiung reiche DichKmusmiiierialien vorzusehen, um eitu-n Austritt des fluiden Medi'ims zu verhindern. Solche weichen Dichtungsmalerialien weisen jedoch nur eine mäßige Hitzebeständigkeit auf, so daß die gesamte Spritzgießapparatur eine geringe Lebensdauer aufweisen wird.

Mit den Fig. 2-2 und 3-2 sind solche Produkte dargestellt, deren Kerne 14 mittels viskoser Flüssigkeiten hergestellt worden sind, deren Viskosität Werte, wie vorgeschlagen, zwischen 0.01 und 100 dPas aufweist. Bei der Verwendung solcher viskoser Flüssigkeiten werden Kerne erhalten, deren Dicke größer ist als bei der Anwendung von Flüssigkeiten oder Gas mi- einer Viskosität von weniger als 0,01 dPas; andererseits werden Kerne erhalten, deren Dicke kleiner ist als bei der Anwendung der beim Spritzgießverfahren üblichen Kunststoffe. Sofern das verwendete viskose fluide Medium eine Viskosität im Bereich von 0,01 bis !00 dPas aufweist, kann dieses Medium leicht durch den Anguß aus dem Formhohiraum abgelassen werden, wozu irgendwelche geeignete Maßnahmen zum Herausziehen od. d^I. angewandt werden, so daQ auf einfachem Weg hohle oder geschäumte Formkörper erhalten werden. Sofern der Formhohiraum eine relativ kleine Höhe (Dicke) aufweist, werden vorzugsweise viskose Flüssigkeiten eingesetzt, derer. Viskosität im unteren Bereich von 0.01 bis iOOdPas liegt. Sofern andererseits ein Forrr.hohlraum mit relativ großer Hohe (Dicke) verwendet wird, wird vorzugsweise eine viskose Flüssigkeit mit einer Viskosität im oberen vorgesehenen Bereich eingesetzt. Dies beruht darauf, da" die viskose Flüssigkeit leicht aus dem Formhohlraum abgelassen werden kann, während die Dicke des Kernes im wesentlichen konstant gehalten wird. Auf diese Weise gewährleistet die Verwendung von viskosen Flüssigkeiten im vorgesehenen Bereich zum ersten Mal die Herstellung von hohlen oder geschäumten Fonnkörpern mit geringem spezifischem Gewicht-Nachfolgend soll die Bedeutung der Viskosität des fluiden Mediums sowie die Abgabe des fluiden Mediums aus dem Formhohiraum im einzelnen erläutert v/erden. Im allgemeinen kann der Druckverlust eines zwischen zwei parallelen Platten strömenden fluiden Mediums durch die nachfolgende Formel ausgedrückt werden,

AP =

un.)c] /Wfur den Druckvcrlusl; η für die Viskosität; Q fir den D.irchsa!/; // für den Absland /wischen den P'.iiien; H für den Wert einer Konstante; und /für den War, icningsbereich des fiuidcn Mediums stehen. Ι.·;.'iiüch ist d.T Druckabfall proportional zu der \■.-,'· /:!!;!!. fiine viskose Flüssigkeit Kinn dann leicht aus den. f orinhohlraum abgelassen werden, wenn eine Flüssigkeit mit geringer Viskosität benutzt und dor Abs!;., d /wischen den parallelen Platten möglichst groß gemacht wird, d. h„ wenn fin Fornihohlraum mit großer HoI,c (Dicke) verwendet wird. Da die Dicke des r<iniili'>hlr; iiiRios /unnisl festgelegt i'i, muß die V ".kosit..I wtrksaiii herab^csct/i weiden.

Der /ui l'.cwegiing (!es Kunststoffes innerlialb des FomihonlraiiniLS e: forderliche Druck ist gemessen worden. Die dabei ermittelten I.rgebtiisse sind mit den F i g 4 und 0 wiedergegeben. F.s ist festgestellt worden, d.tß /ur Reu opting der üblichen Kunststoffe innerhalb des f'ormliohlrauines ein erheblicher Druck erforderlich

Mit I ι g 4 sind verschiedene Klemmkrafte dargestellt, die beim Einspritzen von Polystyrol (Styron 6fc6) bei 22(1 C in zwei verschiedene Formhohlräume gemessen wurden; die Formhohlräumc hatten unterschiedliche Radien von 130 bzw. 150 mm und konnten in ihrer Höhe (Dicke) verändert werden. Bei einem Anstieg der Höhe (Dicke) der Formhohlräume nimmt die erforderliche Klcminkraft (gemessen in Newton; 11 α IO^J N) sehr rasch ab.

Mit. F i (.'. 5 isl in Form einer graphischen Darstellung die Beziehung /.wischen dem mittleren Kunststoffdruck auf d "n Fornihohlraum und der erforderlichen Klemmkraft dargestellt. Hierbei ist aus F i £. 5 ersichtlich, daß der zur Bewegung des Polystyrols innerhalb des Formhohlr.inrnes erforderliche Kunststoffdruck von der Höhe (Dicke) des Fo. niholilraumcs abhängt. Damit das Polystyrol innerhalb des f ornihohlr.>umes unter geringem Druck, beispielsweise ui.t^r einem Druck von weniger als etwa 2 bar. bewegt werden kann, muß die 1 [ehe (Dicke) des Formho'ilrr.'.irr.cs mehr als 20 mm betragen. Aus den nut d;r F i g. 4 und 5 dargestellten Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Kunststoff lediglich in solche Formhohlräume eingebracht werden kann, die eine besonders groOe Höhe (Dicke) aufweisen.

Mit Fig.6 ist die Abhängigkeit zwischen der Viskosität einer Flüssigkeit und der Höhe (Dicke) des Forrr.hohir.Times dargestellt. Hierbei unterteilt die Linie 16 in Fi g. 6 den Vi5^l;osi;ätsberei;h in zwei Teilbereiche. paTilich .n eir,en so.^hen Teilbereich der Viskositäten vor. viskosen Flüssigkeiten, die aus eiern Fornihohlraum ablaßbar sind gegenüber dem wei'eren Teilbereich von Viskositäten von v^:skoser, Flüssigkeiten, die nicht aus dem Forrnhohlraum ablaübar sind. Soiche viskosen Flüssigkeiten, deren Viskosität unterhalb der Linie 16 liegt, können aus -dem Formhohlraum abgelassen werden. Weiterhin begrenzt die Linie 17 der· Viskositätsbereich dahingehend, daß mit diesem entsprechenden Material ein beständiger Kern des gewünschten Dicke gebildet -A-erden k?.nn. Entsprechend der Darstellung nach Fig.6 wird es daher bevorzugt, eine viskose Flüssigkeit mit einer solchen Viskosität zu verwenden, deren Wert oberhalb der Linie 17 liegt Schließlich begrenzt eine Linie 18 die Bedingungen dahingehend, daß ein Spritzgießvorgang unter beständigen Bedingungen durchgeführt werden kann. Sofern hierfür eine F'orm mit einem Forrr.hchlraum verwendet wird, dessen Höhe (Dicke) oberhalb der Linie 18 iiegt, dann w erden an dem erhaltenen Produkt gewisse Fehler auftreten, insbesondere Linsprit/maricierniigen an dickwanJ'gen Gegenständen. Im Ergebnis wird von den Linien 16,17 und 18 ein Bereich 19 eingegrenzt, welcher Viskositatswerten entspricht, die beim vorliegenden Verfahren bevorzugt angewandt werden.

Sofern die viskose Flüssigkeit bei der erhöhten Arbeitstemperatur eine Viskosität zwischen 0,01 und lOOdPas aufweist, Iiegt dieses Material bei üblicher Raumtemperatur in Form eines Feststoffes vor oder

ίο weist fcuartige Konsistenz auf. Zu entsprechenden Materialien gehören beispielsweise einige niedrige Polymere. Bekanntlich steigt die Viskosität eines Polymers init zunehmendem Polymensiiiions^iad an. Die Abhängigkeit der Viskosität vom Polymerisations

ι ■ graci hängt von den speziellen F.igonschaften des betrachteten Polymers ab.

Es gibt zahlreiche Formeln, um die Abhängigkeit zwischen dem Molekulargewicht und der Viskosität eines Polymers wiederzugeben. Für Materialien mit

:o geringerem Molekulargewicht ist die nachfolgende Forme! brauchbar:

log n = α log Λ/κ + K(T)

und

wobei

!■ι K(T) - eine von der Art und Temperatur des

Polymers abhängige Konstante;
Mw w. mittleres gewichtsnuiQiges Molekulargewicht

und
η — Viskosität.

3Ί Sofern jedoch das Molekulargewicht des Polymers über einen gewissen Wert hinausgeht, steigt die Viskosität η sehr rasch im Verhältnis 3.4 : I zur Zunahme des mittleren gewichumuUigen Molekulargewichtes (Μ·λ·) an. wie das mit der nachfolgenden Formel

w (FIory-Fox-Regel über die 3.4fache Zunahme) ausgedrückt ist:

log n = 3,4 log Λγη· +

4Ί Der entsprechende Grenzwert wird als »kritisches Molekulargewicht« bezeichnet und wird dahingehend gedeutet, daß sich oberhalb eines bestimmten Moieku- !argewichtswer'es die !argen Moleküle des Polymers miteinander verknäueln und es deshulb zu dem starken

so Viskcsitaüansticg kommt. Betrachtet man das ;r.itt!cre gewichtsmäßige Molekulargewicht, so liegt dieser Wert für das kritische Molekulargewicht im Bereich /wischen urgerahr 10 (XX) und ungefähr 40 000.

Gewöhntich werden Polymere, deren Molekulargewicht oberhalb des kritischen Molekulargewichtes liegt, als Kunststoffe, Ausgangsmate.-iaiien für Kunstfasern u. dgl. verwendet. Soiche Polymere, derer. Molekulargewicht unterhalb des kritischen Molekulargewichtes liegt, werden als Oligomere bezeichnet und gewöhnlich

to nicht als Kunststoffe eingesetzt. Ein Polymer nimmt dann zum ersten Mal die physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Kunststoffes an, wenn sein Molekulargewicht höher ist als der Wer: des kritischen Molekulargewichtes.

fc5 Beim vorliegenden Verfahren ist die Verwendung solcher viskoser Flüssigkeiten beabsichtigt, die Polymere mit niedrigem Molekulargewicht darstellen, weiche gewöhnüch als Oügomere bezeichnet werden und deren

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Molekulargewicht niedriger ist als der Wert des kritischen Molekulargewichtes. Weiterhin ist im Rahmen des vorliegenden Verfahrens auch die Verwendung solcher Polymere als viskose Flüssigkeit beabsichtigt, deren Molekulargewicht höher ist als der Wert des kritischen Molekulargewichtes, sofern diese Polymere einen außerordentlich niedrigen Erweichungspunkt aufweisen; oder es handelt sich um solche Materialien, deren Moleküle sich bei der Verarbeitung unter Sprit/guBbedingungen nicht oder nicht in nennenswertem Ausmaß miteinander verknäueln. Zu solchen Polymeren gehört z. B. ataktisches Polypropylen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird deshalb ein Gemisch aus ataktischem Polypropylen und isotaktischetn Polypropylen von niedrigem Molekulargewicht bevorzugt eingesetzt.

In der nachfolgenden Aufstellung sind Polymere aufgeführt, deren Viskositäten im geschmolzenen Zustand zwischen 0,01 und 100 dPas liegen:

Polymer

Temperatur

Polystyrol

Polyäthylen

Polyisobutylen

217⁰C
19O°C
217⁰C

300 bis 25 000
700 bis 15 000
450 bis 45 000

IO

15

20

Mittleres

gewichtsmäüiges

Molekulargewicht

JO

Beim vorliegenden Verfahren ist die Verwendung solcher viskoser Flüssigkeiten beabsichtigt, die bei der erhöhten Arbcitstcmpcratur Viskositäten von 0,01 bis lOOdPav vorzugsweise Viskositäten von 0,1 bis lOOdl'as, aufweisen. Bei einem Temperaturanstieg » nimmt die Viskoistät solcher viskoser Flüssigkeiten ab. Deshalb muß die viskose Flüssigkeit auch in bezug auf die Temperatur des Spritzgusses und die Form der herzustellenden Gegenstände ausgewählt werden. Weiterhin wird es bevorzugt, solche viskosen Flüssigkeiten zu verwenden, die eine gute Wärmebeständigkeit aufweisen, wie etwa Polyolefine mit niedrigem Molekulargewicht, einschließlich Polyäthylen, Polypropylen u. dgl. Für das vorzugsweise eingesetzte Polyäthylen gilt, ein Material mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 400 weist bei 130⁰C eine Viskosität von 0,01 dPas auf; in gleicher Weise weist ein Material von dem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 800 (1500) bei 200⁰C (300⁰C) eine Viskosität von 0.01 dPas auf. Weiterhin weist bei 22O⁰C » ein Polyäthylen mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 8CO0 eine Viskosität von 10 dPas auf; bei dieser Temperatur hat ein Polyäthylen mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 30 000 eine Viskosität von 100 dPas. Hierbei ist zu beachten, daß die Werte für das mittlere gewichtsmäßige Molekulargewicht natürlich von der Molekulargewichtsverteilung der Polyäthylene abhängen und deshalb lediglich als rohe Anhaltswerte zu verstehen sind. Beim Verfahren ist auch die Anwendung weiterer «, Polymere beabsichtigt, zu diesen Materialien gehören Polystyrol mit niedrigem Molekulargewicht, Potyäthylenglykol, Polymethylmethacrylat, ataktisches Polypropylen, isotaktisches Polypropylen, Polypropylenglykol und ähnliche Materialien.

Weiterhin werden beim vorliegenden Verfahren vorzugsweise solche viskosen Flüssigkeiten eingesetzt, deren Viskosität sich bei einer Temperaturänderung nicht stark ändert. F.s werden solche viskosen Flüssigkeiten eingesetzt, die bei einer Temperatur von ungefähr 200¹C (eine beim Sprit/gießen übliche Temperatur) eine Viskosität von 0,01 bis lOOdPas aufweisen. Darüber hinaus werden solche Materialien als viskose Flüssigkeiten eingesetzt, die eine hohe Wärmebeständigkeit, hohen Siedepunkt und hohen Flammpunkt aufweisen, die möglichst wenig Wasser absorbieren und die sich nicht leicht oxidieren lassen. Vorzugsweise soll das als viskose Flüssigkeit eingesetzte Material einen Siedepunkt von mehr als 300⁰C aufweisen. Es werden deshalb vorzugsweise Oligomere eingesetzt, da sich deren Viskosität bei einer Temperaturänderung nur wenig verändert und solche Oligomere hohen Siedepunkt und hohen Flammpunkt aufweisen. Es können auch Gemisch aus zwei oder mehr Sorten von Polymeren als viskose Flüssigkeit eingesetzt werden; das Vermischen solcher Polymere kann zweckmäßig sein, um die Viskosität entsprechend einzustellen. Darüber hinaus können auch solche viskoser! Flüssigkeiten vorgesehen werden, die ein feinverteiltes Gas, wie etwa Stickstoff, Kohlendioxid od. dgl. enthalten; in einem solchen Fall kann die viskose Flüssigkeit leicht aus dem Formhohlraum abgelassen werden, indem man die Expansion des Gases zuläßt; dadurch können leicht hohle oder geschäumte Gegenstände nach dem Spritzgießverfahren erhalten werden.

Mit Fig. 7 ist für verschiedene fluide Medien die Beziehung zwischen der Viskosität und der Temperatur dargestellt. Zu üblichen beim Spritzgießen verwendeten Kunststoffen gehören Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymere (wie etwa ABS 301), Polystyrol (wie etwa PS 666) und Polyäthylen (wie etwa PE M6520). Derartige Kunststoffe weisen eine Viskosität von 10'dPas oder mehr auf. Zu solchen Oligoniercn, die beim vorliegenden Verfahren wirksam als viskose Flüssigkeiten eingesetzt werden können, gehören ataktisches Polypropylen mit einem mittleren gewiehtsmußigen Molekulargewicht von 43 000 (PP 43 000); ataktisches Polypropylen mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 13 000(PP 13 000), Polyäthylen mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 5000 (PE 5000), Polyäthylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 6υ00 (PEG 6000), Polyäthylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 1000 (PEG 1000) und Polystyrol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 800 (PS 800). Mit F i g. 7 sind weiterhin die Viskositäten von Wasser, Stickstoff und Luft angegeben.

Mit der. Fig. 8,9. 10. 11 und 12 sind in gleicher Weise jeweils die Abhängigkeit zwischen der Temperatur und. der Viskosität für verschiedene Polymere rr.it niedrigem Molekulargewicht angegeben, deren Viskosiiät im Bereich von 0,01 bis lOOdPas liegt und die deshalb für das vorliegende Verfahren brauchbar sind; im einzelnen betrifft Fig.8 diese Beziehung für Polyäthylen, Fig.9 diese Beziehung für isotaktisches Polypropylen. F i g. 10 diese Beziehung für ataktisches Polypropylen, F i g. 11 diese Beziehung für Polyäthylenglykol und Fig. 12 diese Beziehung für Polystyrol; die Zahlen an den einzelnen Kurvenzügen bezeichnen das mittlere Molekulargewicht des jeweiligen Materials, wobei es sich bei den Angaben in Fig.S, 11 und 12 um das mittlere zahlenmäßige Molekulargewicht und bei den Angaben in Fig.9 und 10 um das mittlere gewichtsmäQige Molekulargewicht handelt; sämtliche der mit den F i g. 8 bis 12 angegebenen Polymere von niedrigem Moiefcu-

!argewieht können im Rühmen des erfindungsgemäßen Vorfanrctis eingesetzt werden.

Die einzusetzende viskose Flüssigkeit wird vorzugsweise auch mit der Maßgabe ausgewählt, daß diese nüssipkcit nvt den üblicherweise zum Spritzgießen ,orwendeten Kunststoffen verträglich ist, so daß irgendein nachteiliger F.influß der in dem gespri:-zten Kunststoff verbliebenen Flüssigkeit vermieden wird, nachdem der größte Teil der Flüssigkeit aus dem Formhohlraum abgelassen worden ist.

Hs können die üblicherweise zum Spritzgießen verwendeten Kunststoffe, insbesondere alle üblichen thermoplastischen Materialien, eingesetzt werden. Weiterhin können alle die Treibmittel eingesetzt werden, die zur Herstellung geschäumter Formkörper üblich sind; zu solchen Tcibinitteln gehören beispielsweise physikalisch wirkende Treibmittel wie etwa gasförmiger Stickstoff, Propan, ßulun, Pentan, Olefine u. dgl.; zu geeigneten chemisch wirkenden Treibmitteln gehören etwa Azodicarbonsäureamid, DinilrosopentamcthyleniL'tramin. Natriumbicarbonat und ähnliche Materialien.

Es können a.:en zwei oder mehrere Sorten von synthetischen Kunststoffen gleichzeitig eingesetzt werden; <·ο ist z.B. mit Fig. 13 die Herstellung eines Formkörpers mit Sandwich-Struktur dargestellt, der nach dem verwendeten Verfahren gespritzt worden ist. Bei dem mit Fi g. 13 dargestellten Verfahren wird zuerst ein erster Kunststoff 2). der kein Treibmittel enthält, in einen Formhohlraum 20 eingespritzt (vgl. Fig. 13-1); anschließend wird ein zweiter, Treibmittel enthaltender Kunststoff 22 in den gleichen Formhohlraum eingespritzt (vgl. Fig. 13-2);schließlich wird in Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine viskose Flüssigkeit 23 in den Formhohlraum 20 eingespritzt, um den Formhohlraum mit den Kunststoffen und der viskosen Flüssigkeit 23 auszufüllen (vgl. Fig. 13-3): im Anschluß daran wird die viskose Flüssigkeit aus dem Formhohlraum abgelassen, so daß ein geschäumter Formkörper erhalten wird, mit einer Oberflächenschicht aus dem ersten Kunststoff 21 und einem Kern aus dem zweiten, geschäumten Kunststoff 24(vgl. Fig. 13-4).

Sofern ein Treibmittel enthaltender Kunststoff in den Formhohlraum eingespritzt wird, entweicht das in der eingespritzten Kunststoffmasse fein verteilt vorhandene Gas in das Innere des Formhohlraumes, was zu unerwünschten Wirbelmarkierungen an der Außenfläche des gespritzten Gegenstandes führen kann. Um diese Schwierigkeit zu beheben, kann der Formhohlraum vor dem Einspritzen des Kunststoffes mit irgendeinem unter Druck befindlichen Gas beaufschlagt werden. Dieses im Formhohlraum unter erhöhtem Druck befindliche Gas verhindert in einem gewissen Ausmaß, daß das in dem eingespritzten Kunststoff enthaltene Gas 3ls dieser Kunststoffmasse austritt. Nachdem der Formhohlraum mit dem Kunststoff und der viskosen Flüssigkeit gefüllt worden ist oder im Verlauf dieser Füllung wird das unter erhöhtem gehaltene, vorher in den Formhohlraum eingebrachte Gas aus dem Formhohlraum in die Atmosphäre abgelassen.

Die vorgesehene viskose Flüssigkeit liegt bei üblicher Raumtemperatur in Form eines Feststoffes vor oder diese Flüssigkeit weist fettartige Konsistenz auf; deshalb wird zum Einbringen vorzugsweise eine Spritzeinrichtung verwendet, die einen Spritzzylinder mit einer Spritzschnecke aufweist

Mit F i g. 14 ist eine Spritzeinrichtung dargestellt, die vorzugsweise im Rahmen des verwendeten Verfahrens verwendet wird.

Wie mit Fig. 14 dargestellt, wird ein Treibmittel enthaltender Kunststoff in einem Spritzzylinder 25, der mit einer Schnecke 26 ausgestattet ist, thermisch plastifiziert und in diesem Spritzzylinder 25 angesammelt. Weiterhin ist ein zweiter Spritzzylinder 27 mit entsprechender Schnecke 28 vorgesehen, der zur Erwärmung und Ansammlung der viskosen F.ussigkeit bestimmt ist. Am äußersten Ende des ersten Spritzzylinders 25 ist eine Spritzdüse 29 angebracht, die mi! einer Form 30 in Verbindung steht. Im Inneren der Spritzdüse 29 sind zwei Durchlässe ausgebildet, nämlich ein äußerer Durchlaß 31 zum Einspritzen des Kunststoffes und ein innerer Durchlaß 32 zum Einspritzen der

η viskosen Flüssigkeit; diese Durchlässe 31 und .32 können nach Bedarf an den zum Formhohlraum 35 führenden An^ußkanal 34 angeschlossen werden, wozu ein Ventil 33 nach vorn bzw. rückwärts verschoben wird. Dieses Ventil 33 wird unter der Federkraft einer Feder 36 nach

jn vorn gedrückt, so daß der innere Durchlaß .32 über den Angußkana! 34 mit dem Formhohlraum 35 in Verbindung steht, sofern die Schnecke 26 im Spritzzylinder 25 nicht nach vorn verschoben wird.

Zur Durchführung des verwendeten Verfahrens wird

>i zu allererst eine vorgegebene Menge Treibmittel enthaltender Kunststoff im ersten Spritzzylinder 25 angesammelt; in gleicher Weise wird eine vorgegebene Menge viskoser Flüssigkeit im zweiten Spritzzylinder 27 angesammelt (vgl. Fig. 14-1); anschließend wird unter erhöhtem Druck gehaltenes Gas über eine Gasleitung 37 in den Formhohlraum eingebracht, so daß in dem letzteren ein erhöhter Druck herrscht; sobald die Schnecke 26 im ersten Spritzzylinder 25 nach vorn verschoben wird, steigt der Druck im Kunststoff so weit

η an, daß das Ventil 33 nach rückwärts verschoben wird, so daß der äußere Durchlaß 31 der Spritzdüse 29 gegenüber dem \ngußkanal 34 geöffnet wird und der Kunststoff aus dem ersten Spritzzylinder 25 in den Formhohlraum 35 eingespritzt wird (vgl. Fig. 14-2); anschließend wird die Schnecke 28 im zweiten Spritzzylinder 27 nach vorn verschoben, wodurch der Druck der viskosen Flüssigkeit so weit ansteigt, daß das Ventil 33 wieder nach vorn verschoben wird, wodurch der innere Durchlaß 32 an den Ausgußkanal 34

4} angeschlossen wird; dadurch wird die unter Druck gehaltene viskose Flüssigkeit in den Formhohlra·· >\i 35 ein- und auf die Masse des vorher eingespritzten Kunststoffes zugespritzt, so daß ein verbundartiger Aufbau erhalten wird rr.it einer Oberflächenschicht aus

V) dem Kunststoff und einem Kern aus der viskosen Flüssigkeit (vgl. Fig. i4-3); anschließend wird die Schnecke 28 im zweiten Spritzzylinder 27 rückwärts bewegt, um durch den Angußkanal 34 und den inneren Durchlaß 32 einen Teil der viskosen Flüssigkeit aus dem

ϊ5 Formhohlraum 35 herauszuziehen, wodurch im Ergebnis ein expandiertes, gut geschäumtes Produkt im Formhohlraum 35 gebildet wird (vgl. F i g. 14-4).

Für den zweiten Spritzzylinder können verschiedene Formen eines Spritzzylinders vorgesehen werden, was jeweils von der verwendeten viskosen Flüssigkeit abhängt. Sofern eine viskose Flüssigkeit verwendet wird, die bei üblicher Raumtemperatur als Feststoff vorliegt und bei der erhöhten Arbeitstemperatur eine relativ hohe Viskosität aufweist, wird vorzugsweise eine inline SpritzgiefJvorrichtung mit hin- und hergehender Schnecke verwendet. Andererseits kann auch eine Spritzgießeinrichtung mit einem Vor-PIastifizierer verwendet werden, sofern die vorgesehene viskose

Flüssigkeit bei üblicher Raumtemperatur als Feststoff vorliegt, bei der erhöhten Arbeitstemperatur jedoch relativ niedrige Viskosität aufweist

Um zu verhindern, daß irgendein unerwünschter Austritt der viskosen Flüssigkeit aus der Düse des zweiten Spritzzylinders 27 erfolgt, kann zwischen dem zweiten Spritzzylinder 27 und der Spritzdüse 29 vorzugsweise ein Ventil vorgesehen werden, das den Durchlaß für die viskose Flüssigkeit öffnet und sperrt. Aus obiger Erläuterung wird ersichtlich, daß die in den Formhohlraum eingespritzte viskose Flüssigkeit wieder in den zweiten Spritzzylinder zurückgezogen wird, wodurch sich der in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoff expandieren kann. Damit dies ohne Schwierigkeiten erfolgen kann, soll die viskose Flüssigkeit vorzugsweise eine möglichst niedrige Viskosität aufweisen.

Üblicherweise wird der Druckverlust einer viskosen Flüssigkeit, die durch ein zylindrisches Rohr strömt, mit der nachfolgenden Gleichung wiedergegeben: _ό

AP = ax

wobei Δ Ρ für den Druckverlust; / für die Länge des Rohres; η für die Viskosität; (?für den Durchsatz; R für den Radius des zylindrischen Rohres; und λ für den Wert einer Konstanten steht

F.ntsprechend dieser Gleichung ist der Druckverlust proportional zur Viskosität Obwohl man es vorziehen könnte, ein Material mit niedriger Viskosität und dafür ein Rohr mit größerem Durchmesser zu verwenden, ist der Radius des Rohres durch die Abmessungen der _si, Spritzgießvorrichtung festgelegt. Sofern die Viskosität der viskosen Flüssigkeit mehr als 1000 dPas beträgt (was die obere Grenze für die Viskosität üblicher Kunststoffe darstellt), dann ist das Zurückziehen eines solchen Materials im wesentlichen unmöglich. Sofern 4.) andererseits ein Material mit einer Viskosität von weniger als 100 dPas verwendet wird, wie vorgesehen ist, wird damit ein Verfahren zur Herstellung geschäumter Formkörper angegeben, das in einer mit den F i g. 13 bzw. 14 dargestellten Vorrichtung durchgeführt werden kann.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des verwendeten Verfahrens.

Jl)

Beispiel 1

Entsprechend den mit Fig. t angegebenen Verfahrensschritten eines Spriizgießverfahrens wurde ein geschäumter Gegenstand mit glatter Haut ohne Wirbelmarkierungen hergestellt Der verwendete Kunststoff bestand aus mit Gummi verstärktem Polystyrol, das 3 Gew.-% n-Pcntan. 0,1 Gew.-% A/.o-dicarbonsäureamid und I Gew.-% Talk enthielt. Der verwendete Formhohlraum hatte die Gestalt einer Scheibe mit einem Durchmesser von 18 cm und einer Höhe (Dicke) von 1 cm. Der Einlaß war pn tier zntmlen Zone des scheibenähnlichen Formhohlraumcs ausgebildet; vor dem Einbringen des Kunststoffes wurde der lormhohlraum mit Luft von etwa 9,9 bar beaufschlagt _h-, In verschiedenen Versuchen wurden zur Ausbildung des Kernes die nachfolgenden fluiden Medien verwendet, nämlich

₆₀ Polystyrol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 100 000;
ataktisches Polypropylen A mit einem minieren gewichtsmäß.=:en Molekulargewicht von 23 000; atakti'.rhes Polypropylen B mit einem mittleren gewichomäQigcn Molekulargewicht von 13 000; Pokuihylenglvkc! Λ mit einem mittleren zahlenmäßigen Molekulargewicht von 6000;
Polyäthyleng'.jkol B mit einem mittleren zahlenmäßiger. Molekül argev. kht von 4000;
Po!yäthylengtykol C mit einem mittleren zahlenmäßigen Molekulargewicht von 1000;
Polystyrol A mit einem mittleren zahlenmäßigen Molekulargewicht von 2500;
Polystyrol B mit einem mittleren zahlenmäßigen Molekulargewicht von 800;
Glyzerin;
Wasser und
gasförmiger Stickstoff.

Der Kunststoff mit dem Treibmittel und das zur Ausbildung des Kerns vorgesehene fluide Medium wurden jeweils auf 200'C erwärmt. Nachdem da-Kcrnmedium aus dem entsprechenden verbundartiger Zwischenprodukt durch Anwendung einer geeigneten Vakuumquelle herausgezogen worden war, wurde in jedem Fall das max. Expansionsverhältnis bestimmt. Bei der praktischen Durchführung der Versuche zeigte sich, daß das al. kernbildendes Medium verwendete Polyäthylen sich nur teilweise durch den Angußkanal aus dem Formhohlraum herausziehen ließ, so daß in diesem Fall das Expansionsverhältnis nicht gemessen werden konnte. Für die restlichen kernbildenden Materialien ist das jeweilige max. Expansionsverhältnis in der nachfolgenden Aufstellung angeführt

Kcrnbiidcndcs Medium	Maximales
	Expar.sions-
	verhältnis
Polyäthylen	nicht meßbar
AUiktisttes Polypropylen A	1,9
Atakiisches Polypropylen B	1,9
Poiyäihylenglykol A	1,9
Polyäthylenglykol B	1,8
Polyäthylenglykol C	1,7
Polystyrol A	1,9
Polystyrol B	1,9
GIvzerin	1,45
Wasser	1,4 ,
Gasförmiger Stickstoff	1,4

Aus obiger Aufstellung ist ersichtlich, daß durch Verwendung viskoser Flüssigkeiten mit der vorgeschlagenen Viskosität das Expansioniverhälinis erhöht werden kann.

Beispiel 2

Entsprechend den mit Fig. 15 dargestellten Vcrfahrensstuien eines SpritzgicUverfahrcns wurden hohle Formkörper hergestellt. Hierzu war ein Formho.'ilraum 38 vorgesehen mit einem zylindrischen, säulenförmigen Hohlraum mit einem Durchmesser von 55 mm und finer Länge von 500 mm; an einen· Ende des zylindrischen. säulenförmigen Hohlraumes 33 war der AngiiQkanal 39 ausgebildet; am anderen Ende des Hohlräume? war eine

kleine .Sackbohrung 40 ausgebildet (vgl. Fig. 15-1).

Über den Angußkanal 39 und den Hauptkanal 40 wurde mit einem Elastomer verstärktes Polystyrol (mit einer Temperatur von 200°C) in den Formhohlraum 38 eingespritzt. Anschließend wurden in verschiedenen Versuchen d^;e in Beispiel 1 aufgeführten kernbildenden Medien ebenfalls bei einer Temperatur von 200°C in den Formhohlraum eingespritzt, in den vorher das obige Polystyrol eingebracht worden war. Dadurch wurden die entsprechenden Zwischenprodukte mit verbundartigem Aufbau mit der Oberflächenschicht 41 küs Polystyrol und dem Kern 42 aus dem jeweiligen kernbildenden Medium erhalten (vgl. Fig. 15-2). Nachdem sich die Oberflächenschicht 41 aus Polystyrol

verfestigt hatte und das kernbildende Medium immer noch heiß war, wurde das verbundartige Zwischenprodukt jeweils aus dem Formhohlraum herausgenommen. Daraufhin wurde der abstehende Abschnitt 43 des Zwischenproduktes abgeschnitten und heißes Gas in das Innere des Zwischenproduktes durch den Anguükanal eingeblasen, um das kernbildende Medium aus dem Zwischenprodukt herauszudrücken; dadurch wurde jeweils ein hohler Formkörper erhalten (vgl. Fi g. 15-3). In Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten kernbildenden Medium weisen die erhaltenen hohlen Formkörper unterschiedliches spezifisches Gewicht adf, wie das der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen ist.

Kembildendes Medium	Spez. Gewicht
	des erhaltenen
	hohlen
	Formkörpers
Ataktisches Polypropylen A	0,55
Atakiisches Polypropylen B	0,55
Polyäthylenglykol A	0,55
Polyuthylenglykol B	0,6
Polyäthytenglykol C	0,6
Polystyrol A	0.55
Polystyrol B	0.55
Glyzerin	0,65
Wasser	0,7
Gasförmiger Stickstoff	0,7
■>. Beispiel 3	& ■■ dm a« Bm 4m am aM m am \ -~«^ ^ am ^m a

Entsprechend dem mit Fig. 1 angedeuteten Verfahren wurden geschäumte Gegenstände gespritzt. Es wurde der mit Beispiel 1 beschriebene Formhohlraum verwendet; als erster Kunststoff wurde treibmittelfreies, mit einem Elastomer verstärktes Polystyrol verwendet; schließlich wurde als zweiter Kunststoff der in Beispiel 1 angegebene treibmittelhaltigc Kunststoff verwendet.

Vor dem Einspritzen von Kunststoff wurde der Formhohlraum mit Luft von etwa 9,9 bar beaufschlagt; anschließend wurde der erste Kunststoff mit einer Temperatur von 200°C in den Formhohlraum eingespritzt; daraufhin wurde der /weite Kunststoff ebenfalls mit einer Temperatur von 200°C in den Formhohlraum eingespritzt; in verschiedenen Versuchen wurde daraufhin jedes der in Beispiel 1 angegebenen kernbildenden Materialien bei einer Temperatur von 200° C in den entsprechenden Formhohlraum eingespritzt, in den vorher bereits der erste und zweite Kunststoff eingebracht worden waren. Nachdem der jeweilige Formhohlraum mit dem kernbildenden Medium gefüllt worden war, wurde eine geeignete Vakuumquelle angeschlossen, um das kernbildende Medium durch den AnguQkanal hindurch wieder aus dem Formhohlraum abzulassen. Im Ergebnis wurde mit jedem der aufgeführten kernbildenden Medien ein geschäumter Formkörper mit glatter Haut ohne jegliche Wirbelmarkierungen erhalten.

Sofern als kembildendes Medium Polyäthylen verwendet wurde, ergaben sich Schwierigkeiten, dieses wieder ans dem Formhohlraum herauszuziehen; bei den

so anderen kernbildenden Medien entsprach das jeweilige max. Expansionsverhältnis im wesenilit.ien dem gleichen in Beispiel 1 angegebenen Expansionsverhältnis.

Hier/u 10 Blatt Zeichnungen

230 218/431

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von viskosen Flüssigkeiten, die bei einer erhöhten Arbeitstemperatur eine Viskosität von 0,01 bis 100 dPas aufweisen, als fluides Medium bei einem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, bei dem plastifizierter Kunststoff in einen Formhohlraum eingespritzt wird, anschließend oder gleichzeitig das erwärmte fluide Medium in den gleichen Formhohlraum mit der Maßgabe eingespritzt wird, daß der Formhohlraum gefüllt wird und das fluide Medium innerhalb des Formhohlraumes von dem Kunststoff umgeben ist und das fluide Medium aus dem Formhohlraum abgelassen wird, nachdem sich wenigstens ein Teil des Kunststoffes verfestigt hat

2. Verwendung von viskosen Flüssigkeiten bei einem Verfahren nach Patentanspruch 1, bei dem der in den Formhohlraum einzuspritzende plastifizierte Kunststoff ein Treibmittel enthält.

3. Verwendung von viskosen Flüssigkeiten bei einem Verfaßten nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem die viskose Flüssigkeit bei der erhöhten

. Arbeitstemperatur eine Viskosität von 0,1 bis 100 d Pas aufweist

4. Verwendung von viskosen Flüssigkeiten bei einem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei dem die viskose Flüssigkeit aus einem Oligomer besteht

5. Verwendung von viskosen Flüssigkeiten bei einem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1, 3, 4, bei dem zuerst ein erster Kunststoff ohne Treibmittel um¹ anschließend ein zweiter Kunststoff mit Treibmittel in den Formhehlraum eingespritzt wird.

6. Verwendung von viskosen Flüssigkeiten bei einem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, bei dem der Formhohlraum vor dem Einspritzen des Kunststoffes mit einem unter Druck gehaltenen Gas beaufschlagt wird.