DE69416217T2

DE69416217T2 - Verfahren zum Herstellen eines dünnen Films

Info

Publication number: DE69416217T2
Application number: DE69416217T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kubota
Original assignee: GE Plastics Japan Ltd
Current assignee: SABIC Innovative Plastics Japan KK
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2014-08-20
Also published as: DE69416217D1; US5552094A; ES2127354T3; EP0640460A3; JPH07100886A; EP0640460B1; EP0640460A2; JP3343628B2

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünner Folien aus synthetischem Harz, wie zum Beispiel von einem Formkörper mit einer Foliendicke von weniger als etwa 1 mm.
Synthetische Harze, insbesondere verschiedene Arten von aus Materialien bestehenden Gießprodukten, umfassend Konstruktions-Kunststoffe, auch als Hochleistungs-Kunststoffe bezeichnet, werden für viele Zwecke verbreitet benutzt. Beispielsweise werden sie für Gehäuse und Chassis für kleine tragbare Rechner von der Art eines Notebooks oder Laptops benutzt. Für Gehäuse dieser Arten von kleinen Rechnern ist ein Gewicht erforderlich, das so gering wie möglich ist.
Das leichteste Verfahren, eine Gewichtsverminderung bei Gießharzprodukten zu erreichen, ist die Verminderung der Foliendicke. Jedoch ist zur Herstellung eines dünnen Foliengießprodukts mit einer Dicke von z. B. weniger als 1 mm erforderlich, das Einspritzen bei einem hohen Druck durchzuführen, so dass das eingespritzte geschmolzene Harz aus dem Spritzzylinder innerhalb einer engen Formhöhlung (Kavität) bei hoher Geschwindigkeit strömt. Wenn das geschmolzene Material aus der Düse bei einem hohen Spritzdruck gespritzt wird, erhöht sich der Druck des geschmolzenen Materials in der Kavität drastisch, und als Ergebnis neigen die Werkzeugteile dazu, sich zu trennen. Wenn dies auftritt, ist es schwierig, einen Formkörper mit der gewünschten dünnen Foliendicke und Ausbildung herzustellen. Unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Struktur und von Kostenfaktoren ist es nicht praktisch, eine Schließkraft bereitzustellen, welche größer als ein zuvor festgelegter Wert ist, um die zuvor genannten Probleme auszuschalten. Infolgedessen ist es denkbar, das Spritzprägen anzuwenden, bei dem die Spalte der Werkzeugkavität auf einen Wert, der größer als die vorgeschriebene Dicke ist, eingestellt, und das Verschließen vorgenommen wird, während das geschmolzene Material eingespritzt wird, um die vorgeschriebene Kavitätsspalte wiederherzustellen.
Beispielsweise kann das in der Japanischen Kakai Patentanmeldung SHO 60[1985]-110419 (Anmelder: Idemitsu Petrochemicals, Ltd.) offenbarte Spritzprägeverfahren angegeben werden. Jedoch wird bei einer Hochleistungs- Verformung, welche adäquate physikalische Eigenschaften erreicht, auch wenn die Foliendicke gering ist, d. h., beim Gießen von Konstruktions-Kunststoffen, das Verschließen infolge des beim Endfüllungsstadium erzeugten inneren Kavitätsdrucks gehemmt, insbesondere zur Zeit der Herstellung eines dünnen Foliengießprodukts mit einer Foliendicke von weniger als 1 mm, und es ist eine größere Schließkraft erforderlich; infolgedessen ist es schwierig, eine Folie der vorgeschriebenen Dicke herzustellen.
BE-A 559392 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Patent Abstract of Japan Bd. 10, Nr. 21 (M-449) und JP-A-60179216 zeigen ein Spritzgießverfahren, bei dem der Füllungszustand der Form z. B. durch Messung des Drucks in der Form gemessen wird.
Das Ziel vorliegender Erfindung ist die Ausschaltung der zuvor genannten Probleme bei den herkömmlichen Verfahren und die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer dünnen Folie, die in der Lage ist, zu einem Formkörper aus Konstruktionskunststoffen mit einer gleichmäßigen Dicke zu führen.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen Folie aus Kunststoffmaterial gemäß den in Patentanspruch 1 angegebenen Stufen zur Verfügung gestellt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 definiert.
Das Verschließen des Werkzeugs, und die Druckverminderung können stattfinden, wenn der Kavitätsinnendruck in Nähe des Angusses (gate) 200 bis 300 kg/cm² erreicht hat. Der Drucksensor kann bei 70 bis 80% des Strömungsabstands des gegossenen Produkts angebracht werden.
Wenn der durch den Sensor ermittelte Kavitätsinnendruck 200 kg/cm² bis 300 kg/cm erreicht, was annähernd die Hälfte des Standardwerts des Kavitätsinnendrucks während des Standardspritzgießens ist, wird er für einen Augenblick durch Zurückziehen der Schraube vermindert. Der Kavitätsinnendruck wird durch einen Drucksensor ermittelt, der etwa bei annähernd 70 bis 80% des Strömungsabstands der Standardfüllung angebracht ist.
Als Ergebnis des zuvor beschriebenen Druckabfalls unterliegt das Harz in der Innenkernschicht, die fließfähig ist, einem Rückfluss, und die unerwünschte Erhöhung des Kavitätsinnendrucks kann verhindert werden. Infolgedessen ist eine übermäßige Schließkraft beim Endstadium des Verschließens, wo sich die gewünschte Foliendicke bildet, nicht erforderlich. Deshalb ist gemäß dem Herstellungsverfahren der dünnen Folie gemäß vorliegender Erfindung eine übermäßige Schließkraft nicht erforderlich, und ein dünnes Gießfolienprodukt mit einer genauen Foliendicke kann hergestellt werden.
Vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines Beispiels beschrieben, in denen:
Fig. 1 und Fig. 2 Modelldiagramme von zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer dünnen Folie gemäß vorliegender Erfindung benutzter Werkzeuge sind;
Fig. 3a ein Beispiel für ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper zeigt,
Fig. 3b ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3a ist; und
Fig. 4 ein Zeitdiagramm wiedergibt, das eine Veränderung in jedem Bereich beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der dünnen Folie zeigt.
In Fig. 1 wird geschmolzenes Material 6 von der Spitze der Düse 5 des Spritzzylinders 4 in die zwischen dem stationären Werkzeug 1 und dem beweglichen Werkzeug 2 gebildete Kavität 3 eingespritzt, um den gewünschten Formkörper herzustellen.
In dem Spritzzylinder 4 wird eine übliche Druckvorrichtung 7, wie zum Beispiel eine Schnecke oder ein Spritzkolben verwendet. In diesem Fall wird in Fig. 1 der Druck in der durch den Pfeil angegebenen Richtung I ausgeübt, und es wird das Einspritzen des geschmolzenen Materials 6 erreicht. Sodann wird das Verschließen vorgenommen, und zwar durch Bewegen des beweglichen Werkzeugs 2 in der durch die Pfeile in Fig. 2 angegebenen Richtung II, und es kann die gewünschte Dicke des dünnen Gießfolienprodukts erreicht werden. Wie in Fig. 3a und 3b gezeigt, ist der Formkörper ein solcher in Form einer Box mit einer 0,8 mm dicken rechteckigen Basis der Abmessungen 250 · 180, und das Einspritzen des geschmolzenen Materials wurde durch warme Eingusskanäle 10 an vier Punkten erreicht.
Gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Zeitdiagramm wird beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der dünnen Folie das geschmolzene thermoplastische Harzmaterial in der in der Figur nicht gezeigten Spritzgießvorrichtung in das Werkzeug eingespritzt, in dem der Raum in der Kavität vor der Zeit (Zeit des Einspritzbeginns a) sich ausdehnte.
Danach steigt der zum Anlegen von Druck an die Schnecke 7 in der Spritzvorrichtung angewandte hydraulische Druck linear bis zum eingestellten Wert an, jedoch erhöht sich der Kavitätsinnendruck nicht plötzlich, da das geschmolzene Harz 6 innerhalb des Harzes strömt. Bevor die vorgeschriebene Menge des geschmolzenen Materials 6 in die Kavität eingefüllt ist, wird das bewegliche Werkzeug 2 in Richtung II der Pfeile vorwärts bewegt, und das als Verschließen bezeichnete Verfahren (Beginn des Verschließens b) wird durchgeführt; und die Kavitätsspalte wird auf die vorgeschriebene Dicke vermindert.
Zu diesem Zweck wird der Kavitätsdruck in dem Werkzeug Schritt um Schritt erhöht und zu der Zeit, wo der Kavitätsinnendruck auf etwa 200 bis 300 kg/cm² ansteigt, wird die Zufuhr des hydraulischen Drucks zum Spritzzylinder beendet, und der hydraulische Druck wird in die entgegengesetzte Richtung geführt, um die Schnecke in Richtung IV (Abschluss des Spritzens c) zu bewegen. Als Ergebnis überwindet die Schließkraft gegen das Werkzeug den Druck innerhalb der Kavität, und überschüssiges geschmolzenes Material innerhalb der Kavität fließt zurück zum Spritzzylinder durch die Kanäle.
Das Verschließen wird fortgesetzt, und das Werkzeug wird vollständig geschlossen (Abschluss des Verschließens d) und das Druckspritzverfahren ist vollendet. Deshalb vermindert sich der Kavitätsinnendruck allmählich mit der Schrumpfung des Harzes, die mit der Temperaturerniedrigung verbunden ist, und schließlich wird er Null.
Für das beschriebene Verfahren ist es erwünscht, ein Werkzeug mit einem Heißchip vom offenen Typ (open type hot chip), bei dem eine Temperaturkontrolle insbesondere um den Bereich der Angussstelle möglich ist. Wenn ein derartiges Werkzeug verwendet wird, kann ein Rückfluss des geschmolzenen Materials von dem Gießkanal zum Spritzzylinder glatt erreicht werden, und in diesen Anwendungsbeispiel wurde trotz einer Foliendicke von weniger als 1 mm ein dünnes Gießfolienprodukt mit einer gleichmäßigen Dicke von 0,8 mm erreicht.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung der dünnen Folie gemäß vorliegender Erfindung wird, um einen plötzlichen Anstieg des Kavitätsinnendrucks während der Endstufe des Verschließens zu verhindern, überschüssiges geschmolzenes Material, das in dieser Stufe fließfähig ist, durch die Gießkanäle unter den zuvor beschriebenen Bedingungen zum Spritzzylinder strömen gelassen. Als Ergebnis ist eine übermäßige Schließkraft nicht erforderlich, und ein dünnes Gießfolienprodukt mit einer verhältnismäßig großen Abmessung kann in einer Gießmaschine mit einer verhältnismäßig geringen Schließkraft hergestellt werden.
Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der dünnen Folie sit es möglich, ein gleichmäßig gegossenes Produkt mit der dünnen Foliendicke von 1 mm herzustellen, wenn die Kavität im Werkzeug vermindert wird, während das geschmolzene Material in die Kavität in einem Druckspritzgieß-System eingespritzt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von dünnen Folien aus Kunststoffmaterial mit einer erwünschten Dicke, bei welchem Verfahren man geschmolzenes Harz in eine Kavität injiziert, die zwischen einem stationären Werkzeug und einem beweglichen Werkzeug ausgebildet ist, wobei das bewegliche Werkzeug so positioniert ist, daß die Kavität weiter geöffnet ist, als die gewünschte Dicke der dünnen Folie; und bei welchem man die Werkzeuge durch relative Bewegung der Werkzeuge gegeneinander schließt, so daß die Kavität die erwünscht Dicke erreicht; dadurch gekennzeichnet, daß man die Werkzeugöffnungsoperation startet, während das Einspritzen voranschreitet und daß man den Druck innerhalb der Kavität mittels eines Drucksensors überwacht, während der Injektionsschritt voranschreitet und daß man die Injektion des Harzes unterbricht, wenn ein vorbestimmter Druck erreicht worden ist, um den Rückfuß von geschmolzenem Harz aus der Kavität während des Schließschrittes zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Druck zwischen 200 und 300 kg/cm² ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Dicke der Folie weniger als 1 mm ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor bei 70 bis 80% des Fließabstandes des geformten Produktes installiert ist.