DE2127582C3

DE2127582C3 - Verfahren zum Herstellen eines zellförmigen Gegenstandes aus polymeren! Kunststoff

Info

Publication number: DE2127582C3
Application number: DE2127582A
Authority: DE
Inventors: Jobst Dipl.-Ing. Harreis; Fritz-Wilhelm Dipl.-Ing. Pahl
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1971-06-03
Filing date: 1971-06-03
Publication date: 1975-06-12
Also published as: ATA467472A; FR2140076B1; GB1387922A; NL7207556A; ZA723804B; IT958177B; FR2140076A1; ES403440A1; AT351240B; US3954926A; DD100668A1; DE2127582A1; DE2127582B2

Description

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T iS£ κί nTfn ^Äfw⁸ """ *·"' ^schäumba«n Füllungen Platz zu machen. Soweit es des porigen Kerns in den Fonnhoblraiun ein- sich bei der Nachfüllung bzw ei de Nachfifllun

ungen Platz zu machen. Soweit es sich bei der Nachfüllung bzw einer der Nachfifllun-

zu dem vorbeschriebenen Nachteil »eitere hia- FormhoMraum unter dem de« erreichten Form-

^ ¹¹¹⁵⁰S*^e^Een^e„S₁Ä^tf"^V^^bUnd- ^S ^¹"*™* ^entweder Ä*^ an SneT AufscS- ^genstande jrlang«^nand^ 4urch die Former- mung oder an einer di_&Größe von Mikroporen Überweiterung und die MittelL zuι deren Betätigung und schreitenden Aufschäumung gehindert. Steuerung ^g****?***** technischer. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand

Aufwand nach Herstellung und Wartung; damit ist der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt fucheine Begrenzung,der BehebungenjzumKürzen _Io Fig.l eine Vorrichtung zum Durchführen des der Herstellzeiten der Kunststoff-Verbundgegenstände Verfahrens zum Herstellen von Schichtkörpern in selbst gegeben. einer Hohlfonn unter Verwendung einer einzigen

Der Erfmdung>egt die Aufgabe zugrunde, bei der Vorrichtung zum Einführen von mindestens einer aus Herstellung von Kumtstoff-yetbundgegen^tanden auf einer reaktionsfähigen Ausgangssubstanz bestehenden ein Einschlagen eines treibmittelhalügen Kunststoffes 15 Füllung in den Hohlraum der Form in einen treibmittelfreien Kunststoff ebenso zu ver- Fig. 2 eine Vorrichtung zum Durchführen des

ziehten wie auf über das mögliche übliche »Atmen« Verfahrens zum Herstellen von Schichtkörpern in <jer Form hinausgehende absichtliche Formerweite- einer Hohlfonn unter Verwendung von zwei Vorrichtungen zur Vornahme von der Zahl dieser Form- hingen zum wahlweisen Einführen von mindestens «Weiterungen entsprechenden zusätzlichen Formfül- 30 einer aus einer reaktionsfähigen Ausgangssubstanz hingen und ein in der Durchführung einfaches Ver- bestehenden Füllung in den Hohlraum der Form und fahren eingangs genannterUattung zu entwickeln, bei Fig. 3 eine Vorrichtung zum Durchführen des

dem ohne maschinellem Mehraufwand in zeitsparen- Verfahrens zum Herstellen von Schichtkörpern in der Weise ein in einer geschlossenen raumkonstanten einer Hoblform, bestehend aus einer Kombination Form erzeugter poriger Kunststoffonnling unter as der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2. Änderung seines übergeordneten Gefüges und seiner In die Form 1 (F i g. 1), die mindestens zweiteilig

Höhe bzw. Dicke zu einem Sandwichkörper mit bes- ausgebildet ist, wird im allgemeinen und in bekannseien und marktgerechteren Eigenschaften weiterver- ter Weise eine aus einer aufschäumfähigen Ausgangsarbeitet wird, substanz bestehende Füllung eingebracht, die zu Diese Aufgabe wird ernndungsgemäß dadurch ge- 30 einem Formteil, das durch die Wandung des Hohllöst, daß nach dem Einbringen einer ersten Füllung raums der Form begrenzt ist, aufschäumt, aus unter Aufschäumen miteinander reagierenden Die Aufschäumanlage des ersten Ausführungsbei-Ausgangssubstanzen zumindest eine weitere schäum- spiels (F i g. 1) ist für Reaktionsgemische von Polybare oder nicht schäumbare KunststoffüUung dann urethanen beliebiger Härte vorgesehen. Die Behälunter Kompression der ersten Füllung und schichtbil- 35 ter 2, 3 (F i g. 1) enthalten mindestens je eine Hauptdender Festlegung auf dieser in die Form eingebracht komponente, z. B. Diisocyanat und Polyäther, solcher wird, wenn die erste Füllung zumindest einen bereits Reaktionsgemische. Zum Beifügen von Zusätzen, wie durchschlagfesten, aber noch kompressiblen Zustand Aktivatoren, Beschleunigern, Treibmitteln usf., könerreicht hat. nen ein oder beide Behälter als Mischbehälter ausge-Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine 40 bildet sein. Die Behälter 2, 3 sind durch mindestens über das bisher Bekannte überraschend hinaus- je eine Rohrleitung 4, 5 an einen Mischkopf 6 angegehende Erhöhung der Automatisierbarkeit der schlossen, dessen Kammergehäuse bündig auf der Kunststoff-Verbundtechnik, die zum Kombinieren Form 1 befestigt ist und in deren Hohlraum mündet, unterschiedlicher spezifischer Eigens, haften von Dieser Mischkopf ist im deutschen Gebrauchsmuster Kunststoffen erforderlich ist. Es werden als weiterer 45 7 006182 eingehend erläutert. Er dient dem Mitein-Vorteil des hier vorgeschlagenen Verfahrens kürzere andervermischen der aus den Behältern 2, 3 zuflie-Herstellzeiten für die einzelnen Artikel erreicht, und ßenden Komponenten zu einem homogenen Reakzwar deshalb, weil jetzt die chemischen Formprozesse tionsgemisch in einer Mischkammer. Diese Mischdurch eine möglich gewordene erhöhte Aktivierung kammer ist zum Hohlraum 7 der Form 1 hin offen, beschleunigt werden können. Höher aktivhrte Reak- 50 Ein in der Mischkammer z. B. hydraulisch bewegtionskomponenten sind dabei verwendbar und ver- barer Kolben kann die Mischkammer entleeren und mitteln kürzere Aushärtezeiten der Formlinge. Letz- mit seiner Stirnfläche einen Teil der Hohlraumfläche tere sind sandwichartig beschaffen und zeichnen sich der Form bilden. In jede der Leitungen 4, 5 ist eine gegenüber den auf herkömmliche Weise hergestellten elektrisch angetriebene Dosierpumpe 8 eingesetzt. Kunststoff-Verbundgegenständen durch besondere 55 Enthält das Reaktionsgemisch der ersten Füllung physikalische Eigenschaften, insbesondere eine her- ein niedrigsiedendes Treibmittel oder ein sonstiges vorragende Außenflächenbeschaffenheit und Festig- im Hohlraum der Form 1 in diesem entsprechender keit, aus. Dazu trägt hauptsächlich der Zeitpunkt und Weise wirksam werdendes Treibmittel, dann kann das der Druck bei, in dem bzw. mit dem die zweite und Peaktionsgemisch aus den Komponenten der Behäljede weitere Füllung in den unveränderlichen Form- 60 ter 2, 3 auch für eine zweite Füllung des Hohlraums hohlraum eingebracht wird. Letztgenannter Druck ist benutzt werden. Diese zweite Füllung kann der Masse nämlich so hoch, daß durch ihn der aus der ersten oder dem Volumen und der Einstellung des Reaktions-Füllung resultierende noch plastische Kunststofform- gemisches nach der ersten Füllung entsprechen, sie ling ζ. B. auf die Hälfte oder gar ein Drittel seiner kann aber auch in Abhängigkeit von der einzelnen durch den Formhohlraum bedingten Höhe unter ent- 65 Steuerbarkeit der Dosierpumpen bei gleichbleibender sprechender Veränderung seines bereits ausgebildeten oder veränderter Einstellung des Reaktionsgemisches zelligporigen Gefüges zusammengepreßt wird, um der kleiner als Masse oder Volumen der ersten Füllung oder den zusätzlichen schäumbaren oder nicht sein.

Die Aufschäumanlage des zweiten. Ausführungsbeispiels (F i g. 2) besteht, übereinstimmend mit derjenigen der Fig. 1, aus einer zumindest zweiteiligen Form U mit einem Hohlraum 17, Behältern 12, 13, 5 Rohrleitungen 14, 15 mit in diesen wirksamen, elektrisch angetriebenen Dosierpumpen 18 und einem unmittelbar auf den Hohlraum 17 arbeitenden Mischkopf 16. Zusätzlich dazu besitzt die Aufschäumanlage (Fig. 2) einen weiteren, parallel zum Mischkopf

In dem Zeitpunkt, in dem die zweite Füllung des Hohlraums 7 der Form 1 beginnt, ist der Vernetzungs- und Aufschäumvorgang der ersten Füllung bereits so weit vorgeschritten, daß der Hohlraum bereits ganz oder schon zu einem wesentlichen Teil durch den sich bildenden Formteil ausgefüllt ist und dieser Formteil einen durchschlagsfesten, aber zumindest zum Teil noch plastischen Vernetzungs- und Aufschäumzustand erreicht hat. Je nachdem, ob der im

statu nascendi befindliche Formteil bereits den Hohl- io 16 angeordneten und diesem gleichen, Mischkopf 19 raum der Form ausfüllt oder nicht, drückt die zweite und an die Mischköpfe 16, 19 angeschlossene Rohr-Füllung wenigstens einen ihrem Volumen oder ihrer leitungen 20, 21 und 22, 23, die über elektrisch, hy-Masse gegenüber gleichgroßen oder kleineren Teil draulisch oder pneumatisch in an sich bekannter des auf der ersten Füllung beruhenden Fonnteils Weise betätigte Ventilhähne von Ventilhahngruppen unter dem nacheinander wirksamen Druck der Dosier- »5 24, 25 bevorzugt wahlweise an die Rohrleitungen 14, pumpen 8 und des Kolbens der Mischkammer zu- 15 angeschlossen werden können. Der Mischkopf 19 sammen. Gegebenenfalls unter dem Einfluß des Bläh- arbeitet auf den Hohlraum 17 an einer Stelle, die derdruckes im von der eisten Füllung ausgehenden jenigen des Mischkopfes 16 über den hohlen Raum Formteil und auf jeden Fall unter dem Gegendruck hinweg gegenüberliegt Ist der Hohlraum der Form des ersten Formteiles und dem auf der zweiten Fül- μ geometrisch sehr kompliziert gestaltet, dann können lung des Hohlraums 7 lastenden zumindest von außen beidseitig des hohlen Raumes auch mehr als ein kommenden Druck wird zwischen beiden Füllungs- Mischkopf 16 und/oder Mischkopf 19 in gebotenen teilen des Hohlraums eines Verbundzone der nachein- und nützlichen Abständen angeordnet sein, ander eingebrachten Reaktionsgemische erzeugt, in Auch die Füllungen EINS und ZWEI des zweiten

deren Bereich der Verbundformteil ein ausgezeichne- as Ausführungsbeispiels können aus gleichen oder dei tes chemophysikalisches Stoffgefüge besitzt Von der Einstellung nach ungleichen Reaktionsgemischen bebereits erreichten Formtreue und Festigkeit des Fonn

teils der ersten Füllung ist es unter anderem abhängig, ob die zweite Füllung im Formhohlraum 7 sich als mehr oder weniger einfache einseitige Beschiebrung an Stelle einer Teil- oder Voüummantelung des Formteils der ersten Füllung ausbildet. Bei der Entnahme des Verbundformteils aus erster und zweiter Füllung hat dieser die Form und Abmessung des Hohlraums der Form.

Abändernd kann die zweite Füllung auch erst dann in den Hohlraum 7 der Form 1 eingebracht werden, wenn der Formteil der ersten Füllung diesen Hohlraum nicht nur gänzlich ausfüllt sondern auch vollständig vernetzt und weichelastisch ausgeschäumt ist In diesem Fall werden bei der Entformung im Formteil der ersten Füllung des Verbundformteils Elastizitätskräfte als Rückstellkräfte wirksam, die die Form und die Abmessungen des Verbundformteils gegenüber denen des Hohlraums 7 der Form 1 vergrößern.

Der Hohlraum 7 der Form 1 kann immer — wie vorstehend bereits angegeben — die Größe aufweisen, die der vollausgesehäumte Formteil aus erster Füllung zu haben hat und besitzt Der Hohlraum der Form kann davon abweichend jedoch bis zum erfolgten Einbringen der ersten Füllung die Größe bzw. das Volumen der ersten Füllung haben, um dann auf diejenige Größe bzw. dasjenige Volumen erweitert zu werden, die der vollausgesehäumte Formteil aus erster Füllung zu haben hat In beiden Fällen wird die zweite Füllung in den Hohlraum der Form eingebracht, der der Form und Größe des vollausgeschäumten Formteils aus erster Füllung entspricht

Der Verbundformteil aus erster und zweiter Füllung weist den unterschiedlich großen der ersten und zweiten Füllung zur Verfugung stehenden Räumen für Vernetzung und Aufschäumung entsprechend eine Schicht aus erster Füllung schaumiger bzw. poriger Struktur und eine Beschichtung aus zweiter Füllung mit homogener, höchstens aber mikroporiger Struktür auf. Die Außenflächen des Verbundformteils sind glatt und bei entsprechender Einstellung des Reaktionsgemisches auch hart.

stehen und das bei chemisch gleichen Komponenten derselben wie es bereits eingangs und zum ersten Ausfuhrungsbeispiel angegeben worden ist.

Den Ablauf des Verfahrens zum Herstellen eines Verbundformteils mit der Aufschäumanlage nach Fig. 2 erläutert, auch der zeitlichen Reihenfolge nach, am besten die nachstehende Tabelle

Tabelle 1

Gesamtzeit in see

Die Aufschäumanlage steht still. Die Ventilhahngruppen 24, 25 sind geschlossen. Die Form 11 ist leer und dicht geschlossen.

2. Die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 24 werden geöffnet; die wirksam werdenden Dosierpumpen 18 fördern, voreingestellt, eine erste Füllung über den Mischkopf 19 in die Form 11. 24 und 18 werden um- bzw. abgeschaltet, Zeit z. B. 10 see

3. Formteil aus erster Füllung bis zu einem plastisch-kompressiblen, nicht mehr durchschlagsfähigen Zustand aufgeschäumt und vernetzt bzw. gehärtet, Zeit z.B. 110 see.

4. Die Aufschäumanlage (18, 24) wird wieder auf Dosierung (Dosierleisttrag einer der oder beider Dosierpumpen 18 wahlweise gleichbleibend oder voreingestellt verändert) umgestellt und fördert eine zweite Füllung auf die Oberseite des Formteils aus erster Füllung. Die Aufschäumanlage wird wieder abgeschaltet, Zeit z.B. 5 see.

00

10

120

125

Tabelle 1 (Fortsetzung")

5. Die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 24 werden spätestens jetzt geschlossen, falls sie nicht bereits unter 4. geschlossen wurden. Die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 25 werden geöffnet. Die Aufschäumanlage und mit dieser die Dosierpumpen 14, 15 wird eingeschaltet. Die Dosierpumpen sind dem Fertigungsprogramm entsprechend ihrer Dosierleistung nach einzeln überwacht und voreingestellt. Eine dritte Füllung,, nach Volumen oder Masse und chemischer Einstellung wahlweis«) gegenüber erster und/oder zweiter Füllung unterschiedlich, wirdl über den Mischkopf 16 auf die Unterseite des ersten Formteils, diesen zusammendrückend, aufgedrückt, z. B. S see.

6. Die Aufschäumanlage (18, 251 schaltet ab, die Dosierpumpen US stehen still, die Ventilhähne der Ventilhahngruppen 24, 25 sind geschlossen. Das Verbundformteil aus drei Füllungen wird vollständig vernetzt bzw. gehärtet, so daß entformt werden kann, z. B. 360 see.

7. Die Form wird in an sich bekannter Weise geöffnet; der Verbundformteil wird der Form entnommen. Die Form wird wieder wie unter 1. geschlossen und dicht verriegelt, z. B. 30 see.

Gesamtzeit in see

130

490

520

Je nach dem Fertigungsprogramm kann die Aufschäumanlage nach Fig.2 auch eingeschränkt betrieben werden, so daß nur ein Formteil aus erster Füllung bzw. aus erster und zweiter oder aus erster und dritter Füllung erzeugt wird. Ein jeder der nach dem Fertigungsprogramm aus Füllungen mit gleichen oder unterschiedlichen Reaktionsgemischen gleichbleibender chemischer Komponenten entstehenden Verbundformteile hat in dem Innern seiner Schichten und an seinen Oberflächen dieselben Eigenschaften, wie sie zum ersten Ausf ührungsbeispisl erläutert worden sind.

Mit den Aufschäumanlagen der F i g. 1 und 2 des ίο ersten und zweiten Ausführungsbeispiels können allein schon bei Verwendung chemischer Komponenten von Polyurethanen (kurz: PUR) unter Nutzung der Möglichkeiten zum Verändern der Reaktionsmischungen durch unterschiedliches Einstellen der Dosierpumpen 8,18 die in folgender Tabelle 2 aufgezeigten Verbundkombinationen erzielt werden.

Der Siedepunkt der verwendeten Treibmittel ist stark vom hydrostatischen Druck während der chemischen Reaktion abhängig. Während das erste Formao teil in der leeren Form nahezu drucklos aufschäumt, kann durch sehr niedrige Formmassedrucke (kleiner als 10 atü) in der Formmasse der zweiten Füllungsstufe die Treibgasentstehung gedrosselt, ja vollkommen verhindert werden (ungeschäumte Verbundes schichten!). Durch Abstimmung der dosierten Mengt auf den Dosierungszeitpunkt (Kompressibilitätsfähigkeit des ersten Formteils!) kann das Druckniveau in der zweiten Formmasse während ihrer Erstarrung sehr fein eingesteuert werden.

Dadurch sind die in Tabelle 2 erwähnten Effekte in stufenlosen Variationen erreichbar.

Die Aufschäumanlage des dritten Ausführungsbeispiels (F i g. 3) stimmt zu einem wesentlichen technischen Teil überein mit der Aufschäumanlage des zweiten Ausführungsbeispiels (F i g. 2) und besteht in dieser Beziehung aus der Form 31 mit einem Hohlraum 37, Behältern für die Hauptkomponenten (zum Teil mit Zusätzen) 32 33 von Reaktionsgemischen, Rohrleitungen 34, 35 mit in diesen wirksamen, elekirisch angetriebenen Dosierpumpen 38 und Misch köpfen 36, 39, die über Rohrleitungen 40, 41 bzw. 42, 43 mit Ventilhähnen von Ventilhahngruppen 44 bzw. 45 mit den Rohrleitungen 34, 35 verbunden sind. Dabei ist der Mischkopf 39, in der zeichnerisehen Ansicht der F i g. 3, über dem Hohlraum 37 dei Form 31 und der Mischkopf 36 unter diesem Hohlraum angeordnet

Tabelle 2

Formteil oder -schicht 1. Füllung

Fonnschicht oder -beschichtung 2.FQIlUBS

Fonnschicht oder -beschichtung 3. Füllung

PUR-Weichschaum geringen Raumgewichts und geringerer Härte

PUR-Hartschaüm geringen Raumgewichts und hoher Geräusch- und Wärmeisolierung

PUR-Hartschaum geringen Raumgewichts und hoher Geräusch- und Wärmeisolierung

PUR-Integral-Hartschaum (sog. DUROMER)

PUR-Schaum erhöhten Raumge-':·. wichts und erhöhter Härte

PUR-Integral-Hartschaum erhöhten Raumgewichts und erhöhten mechanischen Eigenschaften (DUROMER)

PUR-DUROMER (ungeschäumt) mit hohen mechanischen Eigenschaften

PUR-DUROMER (ungeschäumt) mit hohen mechanischen Eigenschaften (insbesondere mit hoher Oberflächenfestigkeit)

PUR-Schaum erhöhten Raumgewichts und erhöhter Härte

PUR-DUROMER (ungeschäumt; mit hohen mechanischen Eigenschaften

PUR-Integral-Hartschaum erhob ten Raumgewichts und mit er höhten mechanischen Eigen schäften (DUROMER)

PUR-DUROMER (ungeschäumt mit hohen mechanischen Eigen schäften (insbesondere mit hohe: Oberflächenfestigkeit)

Im Abstand zum Mischkopf 36, aber ebenfalls unter dem Hohlraum 37, ist ein weiterer Mischkopf 56 derselben Art wie die bereits erwähnten anderen Mischköpfe und wie diese ebenfalls in den Hohlraum der Form mündend angeordnet. Dieser Mischkopf 56 ist Teil einer Dosier- und Mischvorrichtung, wie sie in F i g. 1 mit den Bezugszeichen 2 bis 6 und 8 gezeigt ist. Dementsprechend sind an den Mischkopf 56 Rohrleitungen 54, 55 angeschlossen, die durch zwischengefügte Dosierpumpen 58 unterbrochen und an to Behälter oder Mischer 52, 53 für die Hauptkomponenten eines Reaktionsgemisches angeschlossen sind.

An Stelle der vorbeschriebenen Dosier- und Mischvorrichtung 52 bis 56 und 58 kann auf die vom Mischkopf 56 besetzte Angußöffnung der Form 31 der Düsenkopf einer an sich bekannten, aufschäumbare oder nichtaufschäumfähige Kunststoffschmelzen abgebenden Spritzgießmaschine angesetzt werden, deren Leistung oder Füllmenge ebenfalls dosierbar ist.

Mit der Aufschäumanlage nach F i g. 3 können in *> bezug auf ihre wesentlichen Ausgangskomponenten auch chemisch unterschiedliche Kunststoffe zu Formteilen aus einer Füllung oder auch zu Verbundformteilen aus mehreren Füllungen verarbeitet werden.

Zu Formteilen oder -schichten aus erster Füllung können dadurch alle diejenigen Polymere verwendet werden, die bei ihrer Entstehung oder auf dem Verarbeitungsweg und vor ihrer endgültigen Härtung plastisch-elastisch zusammendrückbar sind. Aus Polymeren dieser Art bestehende oder erzeugte Teile sind insbesondere zu nennen alle Zeilstrukturformteile, die im ausgehärteten Zustand elastisch druckverformbar (kompressibel) sind (insbesondere sogenannte PUR-Weichschaum- und Integralhalbhartschaumteile), alle gummiähnlichen Teile mit homogenem Querschnittsaufbau, alle hartspröden Teile mit homogenem Querschnitt, welche beim Aushärteprozeß einen plastischen und elastischen Zustand durchlaufen (dann zweite Formmasse!) und alle hartspröden Teile mit Zellstruktur oder Integralzellstniktur und mit elastischem Zwischenzustand beim Aushärten (insbesondere PUR-Hartschaumteile, schwere PUR-Integralhaitschaumteile genannt DUROMER-Teile, Thermoplastschaumgußteile).

Den Ablauf des Verfahrens zum Herstellen eines Verbundformteils von vielen anderen mit der Aufschäumanlage nach F i g. 3 möglichen Verbundformteilen er'äutert, auch der zeitlichen Reihenfolge nach am besten die nachfolgende Tabelle 3.

Tabelle 3

1. Alle Dosierpumpen 38, 58 stehen
still. Die Ventilhähne der VentO-hahngrappen 44, 45 sind geschlossen. Die Form 11 ist dicht
geschlossen.

2. Die Dosier- und Mischanlage
od. dgl. 52 bis 56, 58 wird eingeschaltet Die Dosierpumpen 58
werden wirksam und fördern die
(erste) Füllung zu einem Formteil über den Mischkopf 56 in
den Hohlraum 37 der Form 31.
Die Dosier- und Mischanlage,
z. B. 10 see.

Gesamtzeit in see

00

Tabelle 3 (Fortsetzung)

10

4. Die Dosier- und Mischvorrichtung 32 bis 36, 38, 42 bis 44 wird eingeschaltet. Die Dosierpumpen 38 werden wirksam. Die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 44 werden geöffnet. Eine zweite Füllung eines Reaktionsgemisches wird über den Mischkopf 36 zur Unterseite des Formteiles aus erster Füllung hin in den Hohlraum 37 der Form 31 unter teilweiser Zusammendrükkung des dort bereits vorhandenen Formteils eingepreßt, z.B. 5 see.

5. Die Dosier- und Mischvorrichtung 32 bis 36, 38, 42 bis 44 wird abgeschaltet, die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 44 werden geschlossen und die Dosierpumpen 38 stillgelegt. Die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 45 werden alsdann geöffnet, die Dosierpampen 38 werden wieder wirksam. Es wird über den Mischkopf 39 eine dritte gegenüber der zweiten Füllung nach Gewichtsprozenten gleich oder ungleich zusammengesetzte Füllung weitgehend beliebiger Masse oder Volumens, vgl. vorhergehende Beispiele oben, zur Oberseite des Formteils aus erster Füllung hin in den Hohlraum 37 der Form 31 unter teUweiser (weiterer) Zusammendrückung des bereits dort vorhanden Formteils zumindest erster Füllung eingepreßt, z.B. 5 see.

6. Die Dosier- und Mischvorrichtung 32 bis 35, 38 bis 41, 45 wird wieder abgeschaltet; die Ventilhähne der Ventilhahngruppe 45 werden wieder geschlossen; der aus drei Füllungen gebüdete Verbundformteil wird vollständig vernetzt bzw. ausgehärtet, so daß der Verbundformteil entformbar ist, z. B. 360 see.

7. Die Form 31 wird in an sich bekannter Weise geöffnet; der Verbundformteü wird der Form entnommen. Die Form wird wieder wie unter 1. geschlossen und dicht verriegelt, z. B. 30 see.

Gesamtz in see

3. Der erste Formteil ist bis zu einem noch plastisch-kompressiblen Zustand aufgeschäumt, vernetzt und ausgehärtet, z.B. 110 see.

Auch bei allen möglichen anderen Verfahrensvorgängen des dritten Ausführungsbeispiels verhält sich der Formteil aus erster Füllung so, wie es zu den Ausführungsbeispielen 1 und 2 eingehender erläutert worden ist. Die Größen der Massen oder Volumen S und/oder die Zusammensetzungen der zu verarbeitenden Reaktionsgemische des dritten Ausführungsbeispiels sind in derselben Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen unterschiedlich einstellbar.

Abändernd zur Fig. 3, können jeder Ventilhahngruppe 44, 45, einzeln jeweils für sich, Dosierpumpen 38 und Behälter 32, 33 zugeordnet sein. Eine derartige Maßnahme ist z. B. dann vorteilhaft, wenn die räumlichen Verhältnisse größere Behälter ausschließen, aber kleinere Behälter, paarweise wiederholt zulassen. Unbedingt erforderlich ist diese paarweise Wiederholung der Anordnung der Behälter dann, wenn über einen der Mischköpfe 36, 39 solche Reaktionsgemische in den Hohlraum 37 der Form 31 ein- ao geführt werden sollen, die, zumindest zum Teil, andere Komponenten enthalten. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die nach Masse oder Volumen und chemischer Einstellung gleichartige zweite und dritte Füllungen in den Hohlraum 37 der Form 31 einbringt, können diese Füllungen über die Mischköpfe 36, 39 auch gleichzeitig erfolgen. In diesem Fall kann auf die Ventilhahngruppen 44, 45 verzichtet werden. Eine derartige andere Komponente könnte z. B. schon Polyester an Stelle von Polyether sein. An Stelle einer Dosier- und Mischvorrichtung 32 bis 36, 42 bis 44 oder 32 bis 35, 38 bis 41, 45 kann auch eine an sich bekannte !Spritzgießmaschine, die aufschäumbare oder nichtaufschäumbare Kunststoffschmelzen abgibt mit ihrem Düsenkopf auf die sonst von einem Mischkopf 36, 39 besetzte Angußöffnung der Form 31 angesetzt werden.

Mit der Aufschäumanlage nach Fig.3 bzw. des dritten Ausführungsbeispiels können beispielsweise allein schon bei dem Herstellen von Verbundformteilen aus Polyurethanen (kurz: PUR), anionisch polymerisierten Polyamiden (Polykondensationsprodukt) und Thermoplasten die in nachstehender Tabelle 4 aufgeführten Verbundkombinationen unter Nutzung der Dosiermöglichkeiten erzielt werden.

Tabelle

1 Formteil oder -schicht	2 Formschicht oder -beschichtung	3 Fonnschicht oder -beschichtung
erster Füllung	zweiter Füllung	dritter Füllung
PUR-Weichschaum	PUR-Integral-Halb-Hartschaum	PUR-Integral-Halb-Hartschaum
	oder	oder
	PUR-Elastomer (ungeschäumt)	PUR-Elastomer (ungeschäumt)
	oder	oder
	PUR-Hartschaum	PUR-Hartschaum
	oder	oder
	PUR-Integral-Hartschaum (DUROMER)	PUR-Integral-Hartschaum (DUROMER)
PUR-Integral-	PUR-Elastomer (ungeschäumt)	PUR-Elastomer (ungeschäumt)
Halbhartschaum	oder	oder
	PUR-Integral-Hartschaum (DUROMER)	PUR-Integral-Hartschaum (DUROMER)
	oder	oder
	PUR-DUROMER (ungeschäumt)	PUR-DUROMER (ungeschäumt)
	oder anionisch polymerisiertes Polyamid	oder anionisch polymerisiertes Polyamid
PUR-Hartschaum	PUR-Elastomer (ungeschäumt)	PUR-Elastomer (ungeschäumt)
oder	oder	oder
PUR-Integral-	PUR-DUROMER (geschäumt)	PUR-DUROMER (geschäumt, hohes
hartschaum	hohes Raumgewicht	Raumgewicht)
ODUROMER)	oder	oder
	PUR-DUROMER (ungeschäumt)	PUR-DUROMER (ungeschäumt)
	oder	oder
	anionisch polymerisiertes Polyamid	anionisch polymerisiertes Polyamid
Thermoplastschaum	PUR-DUROMER,	PUR-DUROMER (geschäumt oder
	(geschäumt oder ungeschäumt)	ungeschäumt)
	oder	oder
	PUR-ELASTOMER (ungeschäumt)	PUR-Elastomer (ungeschäumt)
	oder	oder
	anionisch polymerisiertes Polyamid	anionisch polymerisiertes Polyamid

Zumindest die Polymerarten der Spalten 2 und 3 können, »permutiert«, zu weiteren Verbundformteilen zusammengesetzt werden, deren Formschichten oder -beschichtungen aus zweiter und dritter Füllung unterschiedlich sind, also je Verbundformteil aus chemisch und physikalisch unterschiedlich strukturierten Polymeren bestehen.

Übliche Ausgangssubstanzen für die vorerwähnten insbesondere auch ersten Füllungen sind geeignet Polymerkomponenten, Polymere oder Kopolymere z.B. Reaktionsgemische von Polyurethanen (Poly additionsprodukten) beliebiger Härtezustände, Poly äthylen, Polypropylen (Polymerisationsprodukte voi Olefinen) und bestimmte Polyester (Polykondensa

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Hierzu 2 Blatt Z^chnnngen

Claims

O raum dem Volumen nach dem Volumen der voll auf- „ ~ . Geschäumten Füllung entspricht Derart hergestellte Patentansprüche: f^SS nabele Beschaffenheit ein! soge-

1. Verfahren zum Herstellen eines zellförmigen nannten δ^^^^Λίη^ί al?/verhak Gegenstandes aus polymerem Kunststoff durch 5 porigen Kern, der ν™ι ein«^dichte^ aber^^ «iflich aufeinanderfolgendes Einbringen von mäßig dünnen Außenschcht oegrenzt Kt Besagte mehreren Ausgangssubstanzen in eine ieschlos- Außenschicht bildet sich in demjemgen Bereich der «ene Form mit unwrändedichem Hohlraum un- in den Hohlraum der Form emgebrachten aufschauter schichtbildender Festlegung der Substanzen, menden Ausganpsubstanzen des Polymers, in dem wobei mindestens eine Schicht aufgeschäumt io diese mit der Wandung d^ Fo^ohh^ums m Bewird, dadurch gekennzeichnet, daß rührung kommt. ZeUenformigegegenstände nut vermach dem Einbringen einer ersten Füllung aus hältnismäßig dünnen Außenschichtenι genügen jeunter Aufschäumen miteinander reagierenden ^; doch nicht immer den Gebrauchsanforderungen, die Ausgangssubstanzen zumindest eine weitere an manche Artikel gestellt weraen. ichäumbare oder nicht schäumbare Kunststoff- 15 Zum Erfüllen auch dieser Gebrauchsanforderuniüllung dann unter Kompression der ersten Fül- gen ist es bekanntgeworden, einen Kunststoff-Verlung und schichtbildender Festlegung auf dieser bundgegenstand mit einem porigen Kern und emer in die Form eingebracht wird, wenn die erste den porigen Kern rundherum bedeckenden dichten Füllung zumindest einen bereits durchschlag- Außenschicht vergleichsweise großer Schichtdicke festen, aber noch kompressiblen Zustand er- η durch zeitlich aufeinanderfolgendes Einbringen einer reicht hat treibmittelfreien Charge und einer treibmittelhaltigen

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Charge in eine geschlossene Form mit unveränderlikennzeichnet, daß jede der ersten Füllung nach- chem Hohlraum einzubringen. Beioe Chargen sind folgende Füllung in den Hohlraum der Form so dabei mengenmäßig derart bemessen, daß jede einunter Druck eingeführt wird, daß die bereits ge- as zelne turn Herstellen eines Spntzformlings der durch schäumte und wenigstens teilweise gehärtete erste den Formhohlraum bedingten Größe und Form Füllung, den der nachfolgenden Füllung gemä- außerstande ist. Wie bereits erwähnt ist die treibßen Anteil des Hohlraums der Form freigebend, mittelfreie Charge diejenige, die als erste in den zusammengedrückt wird. Formhohlraum eingebracht wird. Bevor sie einen

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem 30 durchschlagfesten Zustand erreicht, erfolgt die Einnach der ersten Füllung zwei zusätzliche (zweite spritzung der treibmittelhaltigen Charge in den Formund dritte) Füllungen in den Hohlraum der Form hohlraum. Letztere dringt dabei in die treibmitteleingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, freie Charge ein und bildet in dieser durch ihr wirkdaß die zweite Füllung und die dritte Füllung sam werdendes Treibmittel eine unter Druck steauf sich gegenüberliegenden Seiten der bereits 35 hende, aus Bläschen zusammengesetzte Gasmenge, aufgeschäumten Füllung in den Hohlraum der Diese Gasmenge wirkt wie beim Aufblasen eines Form eingebracht werden. Luftballons auf das Material der treibmittelfreien

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Charge der ersten Einspritzung ein und bringt dieses, bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Volumen eine homogene Außenschicht bildend, an der Wan- oder Masse einer jeden von zwei zusätzlichen 40 dung des Formhohlraums zur Anlage. Die im Innenweiten und dritten) schäumbaren oder nicht ren dieser Außenschicht nun gegebene aufgeschäumte schäumbaren Füllungen höchstens die Hälfte von zweite Charge bildet nach abgeschlossener Vernet-Volumen oder Masse der ersten Füllung beträgt. zung den porigen Kern des erzeugten Kunststoff-

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Verbundgegenstandes.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei je einer 45 Der Außenschicht eines auf vorbeschriebene Art schäumbaren und nicht schäumbaren zusatz- und Weise hergestellten Kunststoff-Verbundgegenlichen (zweiten und dritten) Füllung Volumen Standes mangelt es jedoch vielfach an einer Oberoder Masse der schäumbaren zusätzlichen Fül- fläche befriedigender Glätte. Hinzu kommt, daß belung gleich oder kleiner als Volumen oder Masse sagte Außenschicht an der Einspritzstelle ungenügend der ersten Füllung und Volumen oder Masse der 50 dick oder gänzlich unterbrochen ist. Diesem Mangel nicht schäumbaren zusätzlichen Füllung gleich wird im bekannten Fall durch Einspritzung einer wei- oder kleiner als Volumen oder Masse der teren treibmittelfreien Charge abgeholfen. Die schäumbaren zusätzlichen Füllung ist. Charge 3 wird zu einer Zeit in den Formhohlraum

eingespritzt, in der die Härtung der Chargen 1 und 2

55 abgeschlossen ist und der von letzteren gebildete

Kunststofformiing als Folge davon eine gewisse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schrumpfung erfahren hat. Da sie ausschließlich dem Herstellen eines zellförmigen Gegenstandes aus poly- Zweck dient, über der Einspritzstelle ein unter dem merem Kunststoff durch zeitlich aufeinanderfolgendes Einspritzdruck eben mit der Formwandung verlaufen-Einbringen von mehreren Ausgangssubstanzen in eine 60 des Pflaster zu bilden, ist ihr Volumen bzw. ihre geschlossene Form mit unveränderlichem Hohlraum Menge im Vergleich zum geschrumpften Volumen unter schichtbildender Festlegung der Substanzen, der im Formhohlraum wirksam gewordenen Charwobei mindestens eine Schicht aufgeschäumt wird. gen 1 und 2 sehr klein. Der Druck, mit dem die Es ist ein Verfahren zum Herstellen eines zellför- Charge 3 in den Formhohlraum eingespritzt wird, migen Gegenstandes aus polymerem Kunststoff be- 65 unterscheidet sich dagegen nicht vom Einspritzdruck kannt, bei dem eine Füllung aus einer schäumbaren der Chargen 1 und 2. Wird — wie es häufig der Fall Ausgangssubstanz in eine Form eingebracht wird, ist — die jeweilige Form vor oder nach der zweiten und zwar in eine solche, deren geschlossener Hohl- Einspritzung um ein Maß erweitert, das ein Auf-