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    公开号:WO1985001469A1
    申请号:PCT/T1984/000032
    申请日:1984-09-28
    公开日:1985-04-11
    发明作者:Vsevolod Wassiljewitsch Abramov；Vladimir Leonidowitsch Makarov；Vsevolod Viktoriewitsch Kusnezov；Vladimir Wassiljewitsch Loginov；Tatjana Petrowna Polowinkina；Konrad Sulzbacher；Robert Pleyer；Friedrich Kriegler；Ulrich Scheiblbrandner；Peter Stokhammer
    申请人:Cincinnati Milacron Austria Aktiengesellschaft；Npo "Plastik"；
    IPC主号:B29C45-00
    专利说明:
    Verfahren zum Herstellen von Kunststoffteilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffteilen, insbesondere aus teilkristallinen Kunststoffmassen, durch Einspritzen einer schmelzflüssigen Kunststoffmasse unter Druck über. einen AnguB in einen Hohlraum und Erstarrenlassen des Spritzlings und Entfernen aus dem Hohlraum. Bei einem solchen Verfahren war es bisher üblich, die schmelzflüssige Kunststoffmasse mit einer erheblich über dem Schmelzpunkt der Kunststoffmasse liegenden Temperatur in den Hohlraum zu spritzen und den Spritzdruck nach der vollständigen Füllung des Hohlraumes nur sehr kurz aufrecht zu erhalten und nach dem Wegnehmen des Druckes, was entweder durch Abschalten des von der Spritzmaschine gelieferten Druckes oder durch das Zufrieren des Angusses erfolgen kann, den Spritzling rasch zu entformen. Bei einer solchen Verfahrensführung kommt es zu keiner nennenswerten Ausbildung von in einer bestimmten Richtung orientierten Strukturen, die zu einer Steigerung der Festigkeit des fertigen Spritzlings führen würde. Es wurde zwar schon vorgeschlagen mit extrem hohen Spritzdrücken von z. B. 6000 bar zu arbeiten und im übrigen das Herstellungsverfahren wie oben beschrieben zu führen. Damit gelingt es zwar Werkstücke mit orientierten Strukturen der Kristalle herzustellen, doch sind dazu spezielle und sehr aufwendige Maschinen notwendig. Ziel der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das die Herstellung von Spritzlingen aus Kunststoff mit einer hochorientierten Kristallstruktur ermöglicht, ohne daB dazu mit extrem hohen. Drücken gearbeitet werden muB. ErfindungsgemäB wird dies dadurch erreicht, dass die Temperatur der schmelzflüssigen Kunststoffmasse zum Zeitpunkt der Einspritzung maximal 50 über dem Schmelzpunkt der Kunststoffmasse bzw. deren Temperatur. bei Schmelzbeginn liegt und zu Beginn des Einspritzens ein spezifischer Druck von 1400 bis 2000bar ange wandt wird, der so lange aufrecht erhalten wird, bis der Druck im Inneren des Hohlraumes aufgrund der Erstarrung des Spritzlings auf einen sehr kleinen-Wert abg. esunken ist, wobei der AnguB durchlässig gehalten wird und der Druck im Inneren des Hohlraumes vorzugsweise nach dem AnguB gemessen wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daB der Spritzling aufgrund der niedrigen Spritzgusstemperatur rasch erstarrt, was durch entsprechend gute Kühlung der Wände des Hohlraumes noch beschleunigt werden kann. Dabei wird der Spritzling während des Erstarrens vom AnguB her dauernd unter Druck gehalten, bis der Spritzling zumindest nahezu vollständig erstarrt ist. Letzeres zeigt sich aufgrund des beim Erstarren auftretenden Druckabfalls im Formenhohlraum, wobei die Druckmessung im-vom AnguB aus gesehen-in der ersten Hälfte, vorzugsweise im ersten Drittel der längsten FlieBstrecke im Hohlraum erfolgt-. Bei Versuchen hat es sich gezeigt, daB nach dem erfindungsgemayen Verfahren hergestellte Spritzl. und zwar Fittinge aus Niederdruckpolyäthylen eine durchgehend stark-orientierte St-ruktur aufweisen und nach Vergleichen mit nach dem bekannten Verfahren hergestellten Fittingen. aus dem gleichen Material, sich durch eine wesentlich höhere Festigkeit auszeichnen. Dabei wurden Steigerungen der Festigkeit auf das 1,5 bis 2-fache festgestellt. Durch die AT-PS 338 504 wurde zwar schon vorgeschlagen mit einem Druck von 1 ; 145. 105 N/m2 einzuspritzen und eine zweistufige Beaufschlagung der gefüllten Spritzform mit Drücken von 20-100.105 N/m2 bzw. 70-200 N/m2-anzuwenden. Mit einem derart niedrigen Einspritzdruck und ohne die Einhaltung einer relativ geringen Einspritztemperatur, der bei dem bekannten Verfahren keine. rlei Bedeutung beigemessen wird,, lässt sich der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzielbare Vorteil keineswegs erreichen. Weiters wurde-durch die AT-PS 212 202 ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem ebenfalls ein relativ niedriger Einspritzdruck angewendet wird, wobei ebenfalls der Einspritztemperatur keinerlei Bedeutung beigemessen wird und Temperaturen vorgeschlagen werden, die in ei ch bis zu 100 C und mehr über der optischen S elztemperatur derKunststoffmasse liegen. Bei de + hen Einspritztemperaturen und relativ niedrigen EinspwiNtzdrucken läBt sich aber keine hochorientierte Kristallstruktur in den fertigen Spritzlingen erzielen. Eine weitere Qualitätssteigerung der hergestellten Spritzlinge kann in Weiterbildung der Erfindung, erreicht warden, wenn unmittelbar. nach dem vollständigen des Hchlraumes ein hoher Forminnendruck aufgebracht wird, der z. B. 600 bis 1000 bar, vorzugsweise 700 bis 900 bar, beträgt, wobei die aufzubringenden Spritzdrücke entsprechend höher liegen müssen, um die angegebenen Drücke im Inneren des Hohlraumes zu gewährleisten. Trotzdem ist es durchaus möglich, mit den üblichen Maschinen das Auslangen zu finden, da zur Erreichung der angegebenen Formdrücke Spritzdrücke von 1400 bis 2000 bar durchaus ausreichend sind. Zur Erzielung einer besonders hoch orientierten Struktur des Spritzlings kann nach einem weiteren Merkmal der. Erfindung vorgesehen sein, daB der Druck am AnguB aufrecht erhalten wird, bis der Druck im Inneren des. Hohlraumes auf 50bar, vorzugsweise 10bar abgesunken ist. Dieses Absinken des Druckes im Hohlraum der Form ist ein Zeichen dafür, dass der Spritzling nahezu vollständig erstarrt ist, wobei sich eben durch dieses Erstarren unter Druck eine starke Orientierung der-Kristalle und damit eine Erhöhung der Festigkeit ergibt. Ein HöchstmaB an, Orientierung der Kristalle last sich daher dadurch erreichen, daB der Druck am AnguB aufrecht erhalten wird, bis der Druck im Inneren des Hohlraumes auf 1 bis 10 bar abgesunken ist. Das für die Fthrung des Verfahrens nach der Erfindung notwendige Offenhalten des Angusses der Form kann entweder durch die Ausbildung des Angusses als HeiBkanal, also mit einer entsprechenden Heizung, oder als Kaltkanal ohne eine solche erreicht werden, wobei in letzterem Fall durch konstruktive Massnahmen dafür gesorgt werden muB, daB der Ang. uB erst nach einer praktisch vollständigen Erstarrung des Spritzlings zufriert. Dies setzt jedoch eine entsprechend, grosse Dimensionierung des Angusses .voraus. wVersuche haben gezeigt, dass erfindungsgemäss"hergestellte Spritzlinge gegenüber aus dem gleichen Material nach dem bisher üblichen Verfahren unter Verwendung der üblichen Spritzdrücke von ca. 1000 bis 1500 bar eine um-das 1,5 bis 3-fach höher Festigkeit aufweisen. Im Hinblick auf eine rasche Herstellung der Spritzlinge ist es zweckmäBig die Wände des Hohlraumes intensiv zu kühlen. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein den Formenhohlraum wärmeisoliert anzuordnen, um dessen Wände besser kühlen zu können und eine Behinderung der Kühlung durch das groBe Speichervermögen durch die Formplatte zu vermeiden. Um die Uberlegenheit des erfindungsgemässen Verfahrens zu zeigen wurden Vergleichsversuche durchgefuhrt.. Dazu wurden auf einer SpritzgieBmaschine CM 335-1350 der Firma Cincinnati Osterreich mit einem Einspritzvolumen von 996 cm3 mit den gleichen Werkzeugen Schaufelräder nach dem. erfindungem & Ben Verfahren und nach dem Stand der Technik hergestellt und die Bruchspannungsfestigkeit ermittelt. Die Nachdruckzeit wurde nach dem erfindungegemäBen Verfahren mit dem vollen Druckabfall im Formenhohlraum bestimmt. Dabei wurden die Versuche mit verschiedenen Materialien durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen zusammengefaBt. Material : Niederdruckpolyäthylen mit einer Schmelzbeginn temperatur von 129 C maximale Schmelze Temperatur nach der Erfindung war 179 C Einspritzdruck Schmelze Temperatur Festigkeit (N/cm2) ( C)EMI5.1 <tb> <SEP> 150 <SEP> 520<tb> 1400 <SEP> bar <SEP> 165'430<tb> <SEP> 180 <SEP> 380<tb> <SEP> 150 <SEP> 600<tb> <SEP> 150 <SEP> 600<tb> 1700 <SEP> bar <SEP> 165 <SEP> 510<tb> <SEP> 180 <SEP> 460<tb> <SEP> '150 <SEP> 750<tb> 2000bar <SEP> 165 <SEP> 570<tb> <SEP> 180 <SEP> 500<tb> 1200barx <SEP> 220 <SEP> 250<tb> Material : Polypropylen mit einer Schmelzbeginntemperatur von 166 C max. Schmelze-Temperatur nach der Er findung 215 CEMI5.2 <tb> <SEP> l<tb> Einspritzdruck <SEP> Schmelze <SEP> Temperatur <SEP> ( C) <SEP> Festigkeit <SEP> (N/cmê)<tb> <SEP> !<tb> <SEP> !<tb> <SEP> 180 <SEP> 580<tb> 1400 <SEP> bar <SEP> 190 <SEP> 520<tb> <SEP> 200 <SEP> 480<tb> <SEP> 180 <SEP> 600<tb> 1700 <SEP> bar <SEP> 190 <SEP> 570<tb> <SEP> 200 <SEP> 510<tb> <SEP> 180 <SEP> 640<tb> 2000 <SEP> bar <SEP> 190'590<tb> <SEP> 200 <SEP> 540<tb> <SEP> ¯. <SEP> t<tb> 1200 <SEP> bar <SEP> 240 <SEP> i <SEP> 320<tb> 1400bar <SEP> 240 <SEP> 350<tb>Material : Polyamid 12 mit einer Schmelzbeginntemperatur von175 C max. Schmelze-Temperatur nach der Erfindung225 C.EMI6.1 <tb> Einspritzdruck <SEP> Schmelze <SEP> Temperatur <SEP> ( C) <SEP> Festigkeit <SEP> (Nlce<tb> <SEP> i<tb> <SEP> 180 <SEP> 690<tb> 1400bar <SEP> 190630<tb> <SEP> 200 <SEP> 520<tb> <SEP> <tb> <SEP> 180 <SEP> 720<tb> 1700 <SEP> bar <SEP> 190660<tb> <SEP> 200 <SEP> 550<tb> <SEP> j<tb> <SEP> 180 <SEP> 770<tb> <SEP> <tb> 2000bar <SEP> 190i <SEP> 710<tb> <SEP> 200 <SEP> 600<tb> <SEP> t¯ <SEP> <SEP> ¯ <SEP> to<tb> 1200barx <SEP> 230 <SEP> 430<tb> 1400 <SEP> bar <SEP> 230 <SEP> 450<tb> EMI6.2 <tb> Material <SEP> : <SEP> Formaldehydkopolymer <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Schmelzbeginn<tb> <SEP> temperatur <SEP> von <SEP> 155 <SEP> C, <SEP> max. <SEP> Schmelze <SEP> Temperatur<tb> <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> 205 C<tb> EMI6.3 <tb> Einspritzdruck <SEP> Schmelze <SEP> Temperatur <SEP> ( C) <SEP> Festigkeit <SEP> (N/cm2)<tb> <SEP> 180 <SEP> 1 <SEP> 790<tb> <SEP> i<tb> 1400 <SEP> bar <SEP> 190 <SEP> 770<tb> <SEP> 200 <SEP> 710<tb> <SEP> 180 <SEP> 830<tb> 1700 <SEP> bar <SEP> 190 <SEP> 800<tb> <SEP> 200 <SEP> 740<tb> <SEP> 180 <SEP> 860<tb> 2000 <SEP> bar <SEP> 190 <SEP> 820<tb> <SEP> 200 <SEP> 760<tb> <SEP> OIAPI<tb>Einspritzdruck Schmelze Temperatur (. . C) Festigkeit (N/cm2) 1200 barx 220 650 Die mit x gekennzeichneten. Versuche wurden mit-auBerhalb des erfindungsgemäBen Bereiches liegenden Parametern durchgeführt. Aus diesen Tabellen ist deutlich ersichtlich, dass die Festigkeit wesentlich abnimmt, wenn eine zu hohe Temperatur der Schmelze beim Einspritzen gewählt wird und zwar, wie die Beispiele mit Polypropylen und Polyamid 12 zeigen, auch dann wenn ein im erfindungsgemäB festgelegten Bereich liegender Einspritzdruck angewandt wird.
    权利要求:
    Claims

    P A T E'-N T A N S P R U C H0E : 1. Verfahren zum Herstellen von Kunststoffteilen, insbesondere aus teilkristallinen Kunststoffmassen durch Einspritzen einer schmelzflüssigen Kunststoffmasse unter Druck über einen AnguB in einen Hohlraum und Erstarrenlassen des Spritzlings und En-tfernen-aus dem Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daQ die Temperatur der schmelzflüssigen Kunststoffmasse zum Zeitpunkt der Einspritzung maximal 50 liber dem Schmelzpunkt der Kunststoffmasse bzw.
    deren Temperatur bei Schmelzbeginn liegt und zu Beginn des Einspritzens ein spezifischer Druck von 1400 bis 2000bar angewandt wird, der so lange aufrecht erhalten wird, bis der Druck im Inneren des Hohlraumes-aufgrund der Erstarrung des-Spritzlings auf einen sehr kleinen Wert abgesunken ist, wobei der Anguss (3' durchlässig gehalten wird und der Druck im Inneren des Hohlraumes vorzugsweise nach-dem AnguB gemessen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch'gekennzeichnet, daB unmittelbar nach dem vollständigen-Füllen des Hohlraumes ein hoher Forminnendruck aufgebracht wird., der z. B. 600 bis 1000bar vorzugsweise 700 bis 900bar, beträgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck am AnguB aufrecht erhalten wird, bis der Druck im Inneren des Hohlraumes auf 50bar, vorzugsweise 10bar abgesunken ist.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck am AnguB aufrecht erhalten wird, bis der Druck im Inneren des Hohlraumes auf 1 bis 10bar abgesunken ist.
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    引用文献:
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    法律状态:
    1985-04-11| AK| Designated states|Designated state(s): AU BR DK FI HU JP KP NO RO SU US |
    1985-04-11| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LU NL SE |
    1985-05-20| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1984903708 Country of ref document: EP |
    1985-10-16| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1984903708 Country of ref document: EP |
    1988-04-13| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1984903708 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    AT0345183A|AT381063B|1983-09-28|1983-09-28|Verfahren zum herstellen von kunststoffteilen|
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