DE2938539C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2938539C2 DE2938539C2 DE2938539A DE2938539A DE2938539C2 DE 2938539 C2 DE2938539 C2 DE 2938539C2 DE 2938539 A DE2938539 A DE 2938539A DE 2938539 A DE2938539 A DE 2938539A DE 2938539 C2 DE2938539 C2 DE 2938539C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composition
- molding
- injection
- polyolefin
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/58—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0013—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fillers dispersed in the moulding material, e.g. metal particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2709/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2703/00 - B29K2707/00, for preformed parts, e.g. for inserts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines Polyolefins
mit einem Gehalt an einem anorganischen Füllstoff zum Spritzgießen
von Gegenständen mit geringer Wandstärke gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Verbesserung beispielsweise der Festigkeit bzw. Steifheit,
der thermischen Stabilität, Maßhaltigkeit und Verschlechterung der Brennbarkeit von
Polyolefinen durch Einarbeiten von anorganischen Füllstoffen
wurde weitgehend erforscht und auf verschiedenen Gebieten bereits
praktisch angewendet. Beim
Formen bzw. Gießen von Polyolefinen mit einem Gehalt an
anorganischen Füllstoffen wurden verschiedene Methoden untersucht,
wie z. B. Strangpressen bzw. Extrusionsformen und Spritzgießen.
Beim Strangpressen erhöht die Zugabe eines anorganischen
Füllstoffs die Schmelzviskosität des Polyolefins, und die Formbarkeit
des füllstoffhaltigen Polyolefins ist besser als die
des Polyolefins allein. Dadurch erzielte das Strangpressen von
Polyolefinen mit eingearbeitetem anorganischem Füllstoff große
Fortschritte beispielsweise auf dem Gebiet der Flachmaterialien.
Auch Spritzgießverfahren mit gefüllten Kunststoffen sind seit
langem Stand der Technik. Allgemeine Eigenschaften von Füllstoffen
und gefüllten Zusatzstoffen sind in "Plastverarbeiter",
1977 (7), Seiten 357 bis 358, angegeben. In "Modern Plastics International",
November 1974, Seite 21 ff., sind allgemeine Vorrichtungen
zur Durchführung von Formungsverfahren beschrieben. Ein
Verfahren zum Herstellen von mit Glimmerteilchen gefülltem
Kunststoff findet sich in der DE-OS 22 04 673. Jedoch ist bei
den Spritzgießverfahren die Erhöhung der Schmelzeviskosität, die
man durch Zugabe von anorganischen Füllstoffen erzielt,
ungünstig, und die Folge sind häufigere Spritzfehler (d. h.
unvollständige Einspritzungen), als beim Formen des Polyolefins
allein. Versuche zur Vermeidung von Spritzfehlern durch Erhöhung
der Formungstemperatur und des Einspritzdrucks ergeben
eine Neigung zum Überlaufen der Form (out mold flashing). Demgemäß
ist der Bereich der Formungsbedingungen, die gute Produkte
liefern, extrem begrenzt, und für bestimmte gewünschte
Gestaltungen kann man keine Produkte mit guter Qualität erzielen.
So sind laut "Plastverarbeiter", 1977 (4), Seite 199 ff.,
Gegenstände unter 2 mm Randdicke spröde (siehe Seite 200, Spalte 2,
letzter Absatz) und laut "Plastverarbeiter", 1978 (7), Seiten 351
bis 360, lassen sich nur unter bestimmten Voraussetzungen Teile
bis hinunter zu 0,6 mm Wandstärke realisieren, welche üblichen
Belastungstests standhalten. Demgemäß wurden auf dem Gebiet des
Spritzgusses Polyolefine mit eingearbeitetem anorganischem
Füllstoff als nicht geeignet für die Herstellung von Gegenständen
mit komplizierten Gestaltungen oder von Gegenständen mit
einer geringen Wandstärke angesehen. Die Anwendung von Polyolefinen
mit eingearbeitetem Füllstoff war daher trotz ihrer
besseren Steifheit, thermischen Stabilität und Maßhaltigkeit im
Vergleich zu reinen Polyolefinen stark begrenzt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Spritzverfahren für ein
Polyolefin mit einem Gehalt an einem anorgansischen Füllstoff
vorzusehen, das innerhalb eines kürzeren Zeitraums die zuverlässige
Formung von Formlingen ermöglicht, die auch Wandstärken
von bis hinunter zu 0,2 mm aufweisen können und deren
Dimensionsstabilität erhöht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Formlinge, die sich durch das erfindungsgemäße Verfahren
herstellen lassen, lassen sich z. B. als hochwertige Lebensmittelbehälter,
hochwertige Haushaltswaren und als Präzisionsteile
verwenden, welche sich bei herkömmlichen Herstellungsverfahren
als nicht annehmbar erweisen würden.
Geeignete Polyolefine gemäß der Erfindung sind beispielsweise
Homopolymere von alpha-Olefinen, wie z. B. Polyäthylen mit
hoher Dichte, Polyäthylen mit niederer Dichte, Polypropylen
und Poly-4-methylpenten-1, Mischpolymere von alpha-Olefinen
miteinander, wie z. B. ein ungeordnetes Äthylen/Propylen-Mischpolymeres
oder ein Äthylen/Propylen-Blockmischpolymeres, ein ungeordnetes
Äthylen/Buten-1-Mischpolymeres oder ein Äthylen/Buten-
1-Blockmischpolymeres, ein ungeordnetes Propylen/Äthylen-Mischpolymeres
oder ein Propylen/Äthylen-Blockmischpolymeres oder
ein ungeordnetes Propylen/Buten-1-Mischpolymeres oder ein
Propylen/Buten-1-Blockmischpolymeres; Mischpolymere
von alpha-Olefinen mit Vinylmonomeren, wie z. B. Äthylen/Vinylacetat-
Mischpolymeres, ein Äthylen/Acrylsäure-Mischpolymeres
oder ein mit Maleinsäure gepfropftes Polypropylen; und Mischungen
dieser Polymeren untereinander. Hinsichtlich der Steifheit
und Schlagfestigkeit einer Zusammensetzung des Polyolefins
bevorzugt man das Propylen/Äthylen-Blockmischpolymere mit einem
Äthylengehalt von 2 bis 15 Gew.-%, das in der GB-PS 13 62 912
beschrieben ist.
Die Schmelzfließrate bzw. der Schmelzindex gemäß ASTM-Test D1238 des
Polyolefins ist vom Standpunkt der Fließfähigkeit der Zusammensetzung
möglichst hoch. Sie beträgt mindestens 4 g/10 min,
vorzugsweise mindestens 10 g/10 min.
Eine Schmelzfließrate von weniger als 4 g/10 min ergibt
eine schlechte Formbarkeit. Vom Standpunkt der Formbarkeit
ist eine höhere Schmelzfließrate wünschenswert, aber
an einem gewissen Punkt verschlechtert sich die mechanische
Festigkeit des Formlings.
Daher verwendet man im allgemeinen ein Polyolefin mit einer
Schmelzfließrate von etwa 4 bis 30 g/10 min, vorzugsweise
etwa 10 bis 30 g/10 min. Die Obergrenze von 30 g/
10 min ist jedoch nicht kritisch, weil man ein Polyolefin mit
einer Schmelzfließrate von mehr als 30 g/10 min
in manchen Fällen verwenden kann.
Ein anderes Harz, z. B. ein Polyamid, Polycarbonat, Polystyrol
oder ein ABS-Harz kann man zu der Polyolefinzusammensetzung
in einer Menge, die nicht die Eigenschaften des Polyolefins
beeintächtigt, üblicherweise in einer Menge von nicht mehr
als etwa 20 Gew.-% zugeben.
Beispiele für die anorganischen Füllstoffe sind verschiedene
Carbonate, Sulfate, Silikate, Oxide und Hydroxide in feiner
Pulverform. Insbesondere sind es Calciumcarbonat
(verschiedene Formen, z. B. grobes bzw. schweres, ausgefälltes
und kolloidales Carbonat), Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat,
Calciumsulfat, Calciumsilikat, Wollastonit, Talk, Ton,
Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Eisenoxid, Glimmer, Glasfasern,
Glasperlen, hohles Siliciumdioxid, hohle Glaskugeln,
Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und basisches
Magnesiumcarbonat. Man kann sie entweder allein oder in Kombination
miteinander verwenden. Talk in Plättchenform ist besonders
bevorzugt.
Vorzugsweise hat der anorganische teilchenförmige Füllstoff einen
durchschnittlichen Teilchendurchmeser von 0,01 bis 200 µm,
insbesondere 0,1 bis 20 µm.
Bei einem faserförmigen anorganischen Füllstoff beträgt der
Faserdurchmesser vorzugsweise 0,5 bis 30 µm, insbesondere
1 bis 15 µm. Die
Menge des anorganischen Füllstoffs beträgt vorzugsweise 5 bis
70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Wenn die Menge des anorganischen Füllstoffs weniger als 5 Gew.-%
beträgt, ist die Verbesserung beispielsweise der Formbarkeit
oder der Steifheit aufgrund der Zugabe des anorganischen Füllstoffs
gering. Wenn die Menge des anorganischen Füllstoffs
70 Gew.-% überschreitet, wird das Spritzgießen der Zusammensetzung
schwierig. Zum Zwecke des Formens und für die vollständige
Erzielung der erfindungsgemäßen Vorteile beträgt die Menge
des anorganischen Füllstoffs vorzugsweise 15 bis 60 Gew.-%.
Gegebenenfalls kann man verschiedene Zusatzstoffe in die
Zusammensetzung aus dem Polyolefin und dem anorganischen Füllstoff
einarbeiten. Beispiele für derartige Füllstoffe sind
phenolische Antioxidantien, wie z. B. 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol,
1,1,3-Tri-(2-methyl-4-hydroxy-5-butylphenyl)-butan,
Tetrakis-/methylen-(3,5-dibutyl-4-hydroxyhydrozinnamat)/-
methan und n-Octadecyl-β-(4′-hydroxy-3′,5′-dibutylphenyl)-
propionat; Antioxidantien vom Schwefeltyp, wie z. B. Dilaurylthiodipropionat,
Distearylthiodipropionat, Laurylstearylthiodipropionat
und Tetrakis-(methyl-3-dodecylthiopropionat);
Antioxidantien vom Phosphortyp, wie z. B. Di-(dinonylphenyl)-
mono-(p-nonylphenyl)-phosphit; höhere Fettsäuren, wie z. B.
Stearinsäure und Oleinsäure; Metallsalze von höheren Fettsäuren,
wie z. B. Calciumstearat, Magnesiumstearat, Aluminiumstearat,
Zinkstearat, Calciumoleat, Magnesiumoleat und Aluminiumoleat;
Amide von höheren Fettsäuren, wie z. B. Stearinsäureamid; Ester
von höheren Fettsäuren, wie z. B. Äthylstearat; färbende Mittel,
wie z. B. Ruß, Anilinschwarz und Titanoxid; UV-Absorbentien,
wie z. B. 2-(2′-Hydroxy-3′,5′-di-t-butylphenyl)-5-chlorbenztriazol
und 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon; antistatische
Mittel, wie z. B. Monoglycerylstearat und N,N-Bis-(2-hydroxyäthyl)-
alkylamin; Kautschuke, wie z. B. Äthylen/Propylen-
Kautschuk, Äthylen/Propylen/Dien-Kautschuk, Butadienkautschuk
und Styrol/Butadien/Styrol-Blockmischpolymeres; Dispergiermittel;
Kupfer-(Metall)-Inaktivierungsmittel; Neutralisierungsmittel;
Antischaummittel; und Feuerhemmstoffe. Diese Zusatzstoffe
kann man allein oder als Mischung verwenden.
Zur Erhöhung der Dispergierbarkeit des anorganischen Füllstoffs
ist es zweckmäßig, den Füllstoff auf verschiedene Weise in
seiner Oberfläche zu modifizieren oder ein Modifizierungsmittel
beim Kneten des Füllstoffes mit dem Polyolefin einzuschließen.
Die Oberflächenmodifizierung kann man durchführen,
indem man eine allgemeine Modifizierungsmethode unter Verwendung
von verschiedenen Modifizierungsmitteln durchführt, wie
z. B. höheren Fettsäuren oder ihren Derivaten, Silankopplungsmitteln,
Titanatkopplungsmitteln, Maleinsäureanhydrid und
modifiziertem Polypropylen. Selbstverständlich kann man diese
Modifizierungsmittel auch beim Kneten der Polyolefinzusammensetzung
einschließen.
Das Kneten der Zusammensetzung führt man durch, indem man eine
übliche Knetmaschine verwendet, wie z. B. einen Einschneckenextruder,
einen Doppelschneckenextruder, einen Banbury-Mischer,
eine Walze oder einen Brabender-Plastograph. Üblicherweise knetet
man die Zusammensetzung in einem Extruder, pelletisiert sie
und führt sie danach in eine Spritzgießvorrichtung. In einem
speziellen Fall ist es jedoch möglich, die Zusammensetzung aus
dem Polyolefin und dem anorganischen Füllstoff direkt in eine
Spritzgießvorrichtung einzuführen und zu formen, während man sie
in der Vorrichtung knetet. Eine geeignete Schmelzfließrate für
die pelletisierte Zusammensetzung beträgt mindestens 3 g/10 min,
vorzugsweise mindestens 10 g/10 min.
Den Spritzguß der gekneteten Zusammensetzung führt man unter
derartigen Bedingungen durch, daß die Fließgeschwindigkeit der
Zusammensetzung im Angußteil der Form mindestens 10 m/s, vorzugsweise
mindestens 400 m/s, beträgt.
Gemäß der Erfindung ist die Fließgeschwindigkeit der Harzzusammensetzung
viel höher als beim Stand der Technik. Die Gestaltung
des Angußteils ist beliebig, und man kann gegebenenfalls beispielsweise
einen Nadelpunktanguß, einen Seitenanguß oder einen
Filmanguß verwenden. Die Abmessungen der Angußstelle sollten
groß genug sein, um ein Einschießen mit hoher Geschwindigkeit zu
erleichtern. Es ist jedoch für die Funktion der Angußstelle wünschenswert,
daß die Abmessung im Bereich von 0,4 bis 3,0 mm
Durchmesser bei einem Nadelpunktanguß liegt. Wenn man ein Polyolefin
allein formt, kann man den Durchmesser des Nadelpunktangusses
nicht auf mehr als 1,0 mm Durchmesser erhöhen,
weil sonst das Phänomen des Fadenziehens eintritt. Daher macht
die Anwendung eines Angusses von bis zu 3,0 mm Durchmesser die
Formbarkeit der Harzzusammensetzung vorteilhaft. Die Anzahl der
geformten Gegenstände, die man bei jedem Formtakt erzeugt, kann
durch Verwendung einer entsprechenden Form bestimmt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn
man es zur Herstellung eines geformten Gegenstandes anwendet,
dessen Hauptteil eine Dicke von nicht mehr als 1 mm, vorzugsweise
0,2 bis 1 mm, aufweist. Der Ausdruck "Hauptteil" bezeichnet
den Teil des geformten Gegenstandes, der nicht zu den speziellen
Teilen, wie z. B. Verstärkungsteilen, gehört (z. B. Rippen
oder Gitter), und der in den meisten Fällen die Wand des Gegenstandes
bildet.
Wenn die Fließgeschwindigkeit der Harzzusammensetzung am
Angußteil weniger als 100 m/s wie beim Stand der Technik beträgt,
neigt die erhöhte Schmelzeviskosität der Zusammensetzung aufgrund
des Einschlusses des anorganischen Füllstoffs dazu, einen
Spritzfehler bzw. eine ungenügende Füllung zu ergeben. Demgemäß
ist die Formbarkeit der Zusammensetzung schlecht, und man kann
keine Produkte guter Qualität erzielen. In einigen
Fällen ist es sogar unmöglich, die Zusammensetzung in eine Form
zu gießen. Wenn man andererseits die Zusammensetzung in einer
derart hohen Geschwindigkeit einspritzt, daß die Fließgeschwindigkeit
der gekneteten Zusammensetzung im Angußteil der Form
mindestens 100 m/s, vorzugsweise mindestens 400 m/s beträgt,
kann man Gegenstände guter Qualität erzielen. Im allgemeinen
schießt man bei der Herstellung von Gegenständen
mit einer Dicke von nicht mehr als 1 mm die Gießharzmasse
mit einer Einspritzrate von mindestens 100 ml/s
vorzugsweise mit mindestens 500 ml/s ein. Die Fließgeschwindigkeit
und die Einspritzrate der Masse im Angußteil
der Form stellt man auf die gewünschten Werte unmittelbar nach
Beginn des Einspritzens ein und hält sie danach bei diesen eingestellten
Werten bis zum Ende des Einspritzens. Diese Bedingungen
sind bezüglich der Maßhaltigkeit der Gegenstände,
der Trennbarkeit des Gegenstandes von der
Form und des Verkürzens der zum Formen benötigten Zeit wünschenswert.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Harzmasse
mit einer hohen Geschwindigkeit einspritzt. Demgemäß muß die
Formvorrichtung eine Einrichtung aufweisen, die ein Einspritzen
mit hoher Geschwindigkeit erlaubt. Im allgemeinen beträgt
der Einspritzdruck mindestens 785 bar. Um die
Zeit zu verkürzen, die man zum Formen braucht, und die Maßhaltigkeit
des geformten Gegenstandes zu verbessern, bevorzugt
man einen Einspritzdruck von mindestens 1275 bar.
Eine Spritzgießvorrichtung, die mit einem hohen Einspritzdruck
arbeiten kann, ist nicht verwendbar, wenn sie nicht eine Einrichtung
aufweist, die ein Einspritzen mit hohen Geschwindigkeiten
ermöglicht. Im allgemeinen verwendet man als Hochgeschwindigkeits-
Spritzgießvorrichtung eine Spritzgießvorrichtung
mit einem Ölsammler, der mit einer
Hochdruckgasversorgung verbunden ist, wie beispielsweise in
Fig. 6 gezeigt.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Vergleichsbeispiele sind gegeben, um die Anwendungsbreite des Verfahrens
zu zeigen. Einige Beispiele zeigen ferner, daß die zum Formen
benötigte Zeit sehr stark verkürzt wird.
Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile Gewichtsteile und
beziehen sich auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmasse aus dem
Polyolefin und dem anorganischen Füllmittel.
Die Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen charakteristische Diagramme des
Bereichs der geeigneten Formungsbedingungen von Beispiel 1
zum Formen eines Polyolefins mit einem Gehalt an einem anorganischen
Füllstoff;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Behälters, den
man erhalten hat; und
Fig. 6 eine Ansicht einer Spritzgießvorrichtung, mit der man
das Verfahren durchführen kann.
60 Gew.-% eines Polypropylens mit einer Schmelzfließrate
von 15 g/10 min, 40 Gew.-% Talk mit einem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von 2 µm, 0,1 Teil Tetrakis-/methylen-
(3,5-t-butyl-4-hydroxyhydrozinnamat)/-methan (Stabilisierungsmittel
A), und 0,1 Teil Distearylthiodipropionat (Stabilisierungsmittel
B) knetete man mit einem Doppelschneckenextruder.
Die erhaltene Zusammensetzung mit einer Schmelzfließrate
von 20 g/10 min formte man durch Spritzguß bei
verschiedenen Formungstemperaturen und Einspritzdrücken und
bildete flache Platten mit einer Dicke von 0,4 mm bzw. 0,8 mm,
einer Länge von 100 mm und einer Breite von 80 mm, indem man
die Zusammensetzung in eine Form mit einer derartigen Geschwindigkeit
einspritzte, daß ihre Fließgeschwindigkeit am Angußteil
der Form 130 m/s bzw. 500 m/s betrug.
Zum Vergleich verarbeitete man eine Harzzusammensetzung,
die aus dem gleichen Polypropylen wie oben und den Stabilisierungsmitteln
A und B zusammengesetzt war, aber keinerlei anorganischen
Füllstoff enthielt. Der Anguß, den man bei
jedem Versuch verwendete, war ein Seitenanguß mit einer
Querschnittsfläche von 0,01 cm².
Die Testresultate sind in den Fig. 1 bis 4 gezeigt. Die
Flächen, die durch die Linien eingegrenzt sind, stellen die
anwendbaren Formungsbedingungen dar. Die Fig. 1 und 2 zeigen
die Ergebnisse von Beispiel 1, und die Fig. 3 und 4
zeigen die Ergebnisse der Vergleichsbeispiele. Es ergibt sich
deutlich aus diesen Diagrammen, daß der Ausführbarkeitsbereich
bei der Formmethode gemäß Beispiel 1 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel
sehr breit ist. Insbesondere ist der Ausführbarkeitsbereich
der Formungsbedingungen bemerkenswert breit,
wenn die Fließgeschwindigkeit im Angußteil mindestens 400 m/s
beträgt. Als zum Vergleich die Fließgeschwindigkeit im Angußteil
90 m/s betrug, trat ungenügende Füllung
sowohl bei dem talkhaltigen Polypropylen als auch bei dem Polypropylen
allein auf, und es gab keinen Ausführbarkeitsbereich.
Eink Propylen/Äthylen-Blockmischpolymeres mit einer Schmelzfließrate
von 20 g/10 min und einem Äthylengehalt von
6% und Talk mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von 2 µm mischte man in verschiedenen Anteilen, und man gab
0,1 Teil Stabilisierungsmittel A und 0,1 Teil Stabilisierungsmittel
B zu 100 Teilen der erhaltenen Zusammensetzung. Die
Mischung knetete man in einem Doppelschneckenextruder, formte
die geknetete Zusammensetzung durch Spritzguß bei einer
Formungstemperatur von 230°C und einem Einspritzdruck von
1370 bar, indem man die geknetete Zusammensetzung mit einer
Fließgeschwindigkeit von 650 m/s im Angußteil mit einer
Einspritzrate von 580 ml/s einschoß, und man erzielte
einen zylinderförmigen Behälter mit einer Dicke von
0,6 mm, einem Bodendurchmesser von 70 mm und einer Höhe von
55 mm. Der verwendete Anguß war ein Nadelpunktanguß
mit einer Querschnittsfläche von 0,009 cm².
Tabelle 1 zeigt die Zeiträume, die man zum Formen bei diesem
Beispiel benötigte. Die Daten der Vergleichsversuche, bei denen
die Menge an Talk weniger als 5 Gew.-% betrug, sind auch
gezeigt.
Die Daten von Tabelle 1 zeigen, daß bei der Zusammensetzung
mit einem Gehalt von mehr als 5 Gew.-% Talk die zum Formen
benötigte Zeit kürzer war als bei den Zusammensetzungen mit
einem Gehalt von weniger als 5 Gew.-% Talk. Insbesondere war
bei den Zusammensetzungen mit mehr als 15 Gew.-% Talk die
Formungszeit extrem kurz.
Polyäthylen mit hoher Dichte und einer Schmelzfließrate
von 12 g/10 min knetete man mit jedem der verschiedenen
Füllstoffe von Tabelle 2 in einem Einschneckenextruder. Die
geknetete Zusammensetzung formte man durch Spritzguß bei einer
Formungstemperatur von 250°C und einem Einspritzdruck von
1470 bar, indem man die Zusammensetzung mit
einer Fließgeschwindigkeit von 600 m/s im Angußteil und mit
einer Einspritzrate von 540 ml/s in eine Form einschoß. Man
erhielt einen zylinderförmigen Behälter mit den gleichen Maßen
und der gleichen Gestaltung wie in Beispiel 2. Der verwendete
Anguß war der gleiche wie der von Beispiel 2.
Tabelle 2 zeigt die Zeiträume, die man zum Formen in diesem
Beispiel benötigte, zusammen mit Vergleichsdaten. Aus Tabelle 2
ist ersichtlich, daß bei den Zusammensetzungen des Beispiels
die Formzeit kürzer als bei den Vergleichszusammensetzungen
war.
60 Gew.-% eines Propylen/Äthylen-Blockmischpolymeren mit
einer Schmelzfließrate von 15 g/10 min und einem
Äthylengehalt von 7%, 38 Gew.-% Talk mit einem durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von 2 µm, 2 Gew.-% Titanoxid mit
einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,4 µm,
1 Teil Stabilisierungsmittel A und 1 Teil Stabilisierungsmittel
B knetete man in einem Doppelschneckenextruder. Die erhaltene
Zusammensetzung mit einer Schmelzfließrate von 18 g/
10 min formte man durch Spritzguß mit einem Einspritzdruck von
1570 bar bei einer Formungstemperatur von 240°C mit
einer Hochgeschwindigkeits-Spritzgießvorrichtung (T-388 PH von
Husky Company). Die Fließgeschwindigkeit der gekneteten Zusammensetzung
am Angußteil der Form stellte man auf 750 m/s unmittelbar
nach dem Beginn des Einspritzens ein und hielt sie
bei diesem Wert bis zum Ende des Einspritzens. So erhielt
man einen Behälter mit einer Dicke von 0,5 mm, einer Breite
von 100 mm, einer Länge von 140 mm und einer Höhe von 50 mm,
wie er in Fig. 5 gezeigt ist. Der verwendete Anguß war
ein Nadelpunktanguß mit einer Querschnittsfläche von 0,008 cm².
Zum Vergleich knetete man 98 Gew.-% eines Propylen/Äthylen-
Blockmischpolymeren, 2 Gew.-% Titanoxid, 0,1 Teil Stabilisierungsmittel
A und 0,1 Teil Stabilisierungsmittel B in einem
Doppelschneckenextruder. Man stellte den gleichen Behälter wie
oben durch Spritzguß aus der erhaltenen Zusammensetzung mit
einer Schmelzfließrate von 35 g/10 min her, wobei
man die gleiche Formvorrichtung wie oben unter den gleichen
Formungsbedingungen wie oben verwendete.
Tabelle 3 faßt die Zeiten zusammen, die man zum Formen gemäß
diesem Beispiel benötigte, zusammen mit den Vergleichsdaten.
Das Aumaß des Verziehens bzw. Werfens jedes geformten Gegenstandes
ist auch gezeigt. Das Ausmaß des Verziehens der Behälter
in Tabelle 3 hat die folgenden Bedeutungen: A und B sind
die Ausmaße des Verziehens in den Mittelteilen der Seitenwände
des Behälters in Längsrichtung, und C und D sind die Ausmaße
des Verziehens in den Mittelteilen der Seitenwände in Querrichtung,
wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Aus den Beispielen ergibt sich, daß der Grund für den breiten
Ausführbarkeitsbereich der Formungsbedingungen
der ist, daß die ungenügenden
Füllungen oder Preßrate geringer sind als beim Formen
eines Polyolefins allein. Daß man ferner den Spritzguß innerhalb
eines kürzeren Zeitraums durchführen kann beruht vermutlich
in erster Linie darauf, daß die Steifheit und thermische
Leitfähigkeit des geformten Gegenstandes durch das Einschließen
eines anorganischen Füllmittels erhöht werden, und
daß sich daher das geformte Produkt rasch abkühlt und seine
Steifheit derart zunimmt, daß seine Trennbarkeit von der
Form bemerkenswert verbessert ist.
Gemäß Fig. 6 ist am Ende eines Extruderzylinders 1 ein
Einspritzzylinder 2 mit einem Einspritzkolben 3 vorgesehen, der
mit einem hydraulischen Zylinder 6 verbunden ist, den man mit
einem Druckspeicher 5 bedienen kann, wobei man
ein Hochdruckgas 4 in diesen unter Druck einführt. Die Form ist
mit einem Formspannsystem 10 vom Kipphebel
bzw. Knebeltyp versehen, das man mit einem
Motor betätigt (nicht gezeigt). Beim Betrieb führt man eine
Polyolefinzusammensetzung 7 mit einem Gehalt an einem anorganischen
Füllstoff, die man im Extruderzylinder 1 geschmolzen
und geknetet hat, in den Einspritzzylinder 2 ein und speichert
sie darin. Nach Verlauf einer bestimmten Zeitspanne öffnet man
das Ventil 8 durch Weisungen vom Regelabschnitt (nicht gezeigt),
betätigt den hydraulischen Zylinder 6 durch das Öl im Druckspeicher
5, wodurch sich der Injektionskolben 3 mit hoher Geschwindigkeit
vorwärtsbewegt und damit die Harzmasse 7 vom Einspritzzylinder
2 in die Form 9 einschießt. Der Einspritzzylinder 2 ist mit
einem Ventil, z. B. einem Kugelventil, an dem Punkt versehen,
an dem die geknetete Zusammensetzung 7 in den Zylinder eingeführt
wird, wobei sich das Ventil unter dem Einspritzdruck
schließt und verhindert, daß die geknetete Zusammensetzung
zurück in den Extruder 1 gepreßt wird. Die Temperatur
der Form beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 60°C.
Die Spritzgießtemperatur stellt man zweckmäßig im Bereich von
180 bis 300°C unter den genannten verschiedenen Bedingungen
ein. Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß man eine Harzmasse mit einer Schmelzeviskosität, die durch
den Einschluß eines anorganischen Füllstoffs erhöht ist,
bei einer Temperatur von 250°C
oder weniger formen kann. Das ist ferner zur Verkürzung der
Formzeit sehr vorteilhaft. Ein damit
verbundenes charakteristisches Merkmal besteht
darin, daß die Spritzgießbedingungen, die man beim Formen einer
Polyolefinharzmasse mit einem Gehalt an einem anorganischen
Füllstoff anwendet, im allgemeinen einen weiteren Bereich als
jene aufweisen, die man anwenden kann, wenn man ein Polyolefinharz
allein formt. Daher ist es nicht nur möglich, die
Formungszeit zu verkürzen, sondern auch geformte Gegenstände
aus Polyolefinharzen mit einem Gehalt an einem anorganischen
Füllstoff zu erzeugen, die für einen weiten Anwendungsbereich
geeignet sind.
Die Dicke des geformten Gegenstandes liegt vorzugsweise
im Bereich von 0,2 bis 1 mm im Hauptteil des geformten
Gegenstandes. Ein geformter Gegenstand mit einer Dicke von
weniger als 0,2 mm ist schwierig herzustellen, wenn er nicht
eine spezielle oder einfache Gestaltung aufweist, weil es
schwierig ist, das Harz in die Form einzuführen. Wenn andererseits
die Dicke mehr als 1 mm beträgt, ist die verbesserte
Formbarkeit gemäß der Erfindung nicht wesentlich. Den technischen
Wert dieser geformten Produkte kann man ferner erhöhen,
indem man ihre Oberflächen mit einem antistatischen Mittel
bedruckt oder überzieht.
Wie bereits beschrieben, kann man gemäß dem
Formverfahren den Ausführbarkeitsbereich der Formungsbedingungen
im Vergleich zur Formung eines Polyolefins allein
erweitern und man kann das Polyolefin mit einem eingearbeiteten
Füllstoff durch Spritzguß in einem kürzeren Zeitraum formen
als ein Polyolefin allein. Ferner weist ein geformter Gegenstand
mit einer Dicke von nicht mehr als 1 mm eine bemerkenswert verbesserte
Maßhaltigkeit durch das Einarbeiten eines anorganischen
Füllstoffs auf. Demgemäß hat das geformte Produkt einen hohen
technischen Wert mit einem verminderten Werfen und verminderten Einsackstellen
und vermindertem Verziehen im Vergleich zu geformten Produkten aus einem
Polyolefin allein.
Diese Wirkungen fördern die Verwendbarkeit der erhaltenen
geformten Gegenstände, und die Ergebnisse sind ausgezeichnet.
Weil man geformte Gegenstände mit geringem Gewicht,
hoher Steifheit und guter Maßhaltigkeit wirtschaftlich
durch Hochgeschwindigkeitsformung erhalten kann, sind sie
zur Anwendung auf den Gebieten beispielsweise der hochwertigen
Lebensmittelbehälter, hochwertigen Haushaltswaren und Präzisionsteile
geeignet.
Claims (7)
1. Verfahren zum Formen eines Polyolefins mit einem Gehalt an
einem anorganischen Füllstoff zum Spritzgießen von Gegenständen
mit geringer Wandstärke, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine an sich bekannte Zusammensetzung mit einem Gehalt
von 30 bis 95 Gew.-% eines Polyolefins und 5 bis 70 Gew.-%
eines anorganischen Füllstoffes knetet, wobei die geknetete
Zusammensetzung einen Schmelzindex von mindestens 4 g/10 min
besitzt (nach ASTM D 1238), und die geknetete Zusammensetzung
in einen Formhohlraum, dessen Hauptteil eine Dicke von
0,2 bis 1,0 mm aufweist, mit einer Fließgeschwindigkeit im
Angußteil der Form von mindestens 100 m/s und einem Volumendurchsatz
von mindestens 100 ml/s bei einem Einspritzdruck von
mindestens 785 bar eingespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Fließgeschwindigkeit der gekneteten
Zusammensetzung beim Eingußteil von mindestens etwa 400 m/s
anwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man die geknetete Zusammensetzung
mit einer Fließrate von etwa 500 ml/s einspritzt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man einen Einspritzdruck von
mindestens 1275 bar anwendet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine Harzzusammensetzung
verwendet, die nicht mehr als etwa 20 Gew.-% eines anderen
Harzes enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man nach dem Kneten die
Zusammensetzung pelletisiert.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Füllstoff in einer
Menge von etwa 15 bis 60 Gew.-% verwendet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11663978A JPS5542841A (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Manufacture of polyolefin containing inorganic filler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2938539A1 DE2938539A1 (de) | 1980-04-03 |
DE2938539C2 true DE2938539C2 (de) | 1990-10-31 |
Family
ID=14692175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792938539 Granted DE2938539A1 (de) | 1978-09-25 | 1979-09-24 | Verfahren zum formen eines polyolefins |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4244910A (de) |
JP (1) | JPS5542841A (de) |
DE (1) | DE2938539A1 (de) |
GB (1) | GB2033821B (de) |
NL (1) | NL7907120A (de) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3037713A1 (de) * | 1980-04-02 | 1982-05-13 | Hans 4570 Quakenbrück Litwin | Verfahren zur armierung von formkoerpermassen |
JPS5996236A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-02 | Toyota Motor Corp | 複合材料の製造方法 |
JPH0454855Y2 (de) * | 1985-04-25 | 1992-12-22 | ||
JPS61248793A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Yoshino Kasei Kk | マスキングフイルムの製造法 |
US5032343A (en) * | 1986-08-11 | 1991-07-16 | Multi-Technology, Inc | Method for producing medical micro pipette tips for difficult to reach places |
SE466312B (sv) * | 1987-05-11 | 1992-01-27 | Tetra Pak Holdings Sa | Behaallarlock med aaterfoerslutbar oeppningsanordning innefattande en polyolefin och oorganiskt fyllmedel |
FR2681467B1 (fr) * | 1991-09-13 | 1993-11-19 | Alcatel Cable | Corps isolant a haute rigidite dielectrique et procede d'obtention d'un tel corps. |
CA2134424A1 (en) * | 1994-10-26 | 1996-04-27 | Raymond T. Woodhams | Injection molding process for the production of oriented thermoplastic and particulate matter composite articles |
FR2733933B1 (fr) * | 1995-05-11 | 1997-06-27 | Sommer Ind | Procede d'obtention d'une piece insonorisante et piece injectee selon un tel procede |
AUPO617497A0 (en) * | 1997-04-14 | 1997-05-08 | Jacobs, Ian Orde Michael | Injection moulding |
PL187362B1 (pl) * | 1998-04-14 | 2004-06-30 | Ian Orde Michael Jacobs | Sposób wytwarzania elastycznego wyrobu cienkościennego |
US6558605B1 (en) | 1998-08-11 | 2003-05-06 | Magna International Of America, Inc. | Method of molding large thin parts from reinforced plastic material |
US20020135102A1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-09-26 | Forbes Alan H. | Injection-molded, mineral-filled articles and processes for making the same |
US6893694B2 (en) | 2001-05-08 | 2005-05-17 | Pactiv Corporation | Containers and sheets made of filled polymer compositions |
KR100907850B1 (ko) * | 2002-04-30 | 2009-07-14 | 다이쿄 니시카와 가부시키가이샤 | 개폐체의 수지제 내장부재, 그를 위한 몰드 및 성형방법 |
DE10316845A1 (de) * | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Rehau Ag + Co. | Polyolefinrohr |
EP2292399A1 (de) * | 2009-09-07 | 2011-03-09 | The Procter & Gamble Company | Einspritzverfahren zur Herstellung von Teilen mit einer Polypropylenzusammensetzung mit Calciumcarbonat |
EP2292685B1 (de) * | 2009-09-07 | 2012-06-27 | The Procter & Gamble Company | Flaschendeckel aus einem Material mit Polypropylen, Partikelcalciumcarbonat und Zusatzstoffen |
JP2013529562A (ja) * | 2010-06-23 | 2013-07-22 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 高速射出成形製品 |
CN113150505A (zh) | 2015-03-17 | 2021-07-23 | 尼亚加拉装瓶有限责任公司 | 石墨烯增强的聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
EP3271417A4 (de) | 2015-03-17 | 2018-12-05 | Niagara Bottling, LLC | Graphenverstärktes polyethylenterephthalat |
EP3320036A4 (de) * | 2015-07-08 | 2018-12-26 | Niagara Bottling, LLC | Graphenverstärktes polyethylenterephthalat |
JP7229515B2 (ja) * | 2018-11-20 | 2023-02-28 | 岐阜プラスチック工業株式会社 | 合成樹脂製ケース |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT948376B (it) * | 1971-02-01 | 1973-05-30 | Fiberglas Canada Ltd | Procedimento ed apparecchiatura per rinforzare plastiche con lamel le di mica |
NL7512126A (nl) * | 1974-10-18 | 1976-04-21 | Mitsubishi Petrochemical Co | Werkwijze voor het bereiden van een zelfdovende harssamenstelling en daaruit vervaardigde pro- dukten. |
IT1062557B (it) * | 1976-07-28 | 1984-10-20 | Montedison Spa | Procedimento per lo stampaggio ad iniezione di composizioni termoplastiche a partire da due componenti diversi |
-
1978
- 1978-09-25 JP JP11663978A patent/JPS5542841A/ja active Pending
-
1979
- 1979-09-21 GB GB7932883A patent/GB2033821B/en not_active Expired
- 1979-09-24 DE DE19792938539 patent/DE2938539A1/de active Granted
- 1979-09-25 NL NL7907120A patent/NL7907120A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-09-25 US US06/078,755 patent/US4244910A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7907120A (nl) | 1980-03-27 |
GB2033821B (en) | 1982-08-11 |
JPS5542841A (en) | 1980-03-26 |
DE2938539A1 (de) | 1980-04-03 |
US4244910A (en) | 1981-01-13 |
GB2033821A (en) | 1980-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2938539C2 (de) | ||
DE69216549T2 (de) | Polyolefinzusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE3021776C2 (de) | Formmasse aus einem oder mehreren Polyolefinharz(en) und deren Verwendung zur Herstellung von Formkörpern | |
DE3524665C2 (de) | Formmassen aus synthetischen Polymeren enthaltend Glasperlen als Füllstoffmaterial | |
DE3106871C2 (de) | Polypropylen-Zusammensetzung | |
DE3889361T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von organische Füllstoffe enthaltenden Polyolefinharzzusammensetzungen. | |
DE69311223T2 (de) | Formbare kristalline Polyesterzusammensetzung | |
DE69322111T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formgegenständen aus Propylenharzzusammensetzungen | |
DE69416722T2 (de) | Hitzebeständige Gussformmaterialien auf Propylen-Basis und daraus erhaltene Formteile | |
DE3114654A1 (de) | "schmelzformmasse" | |
DE2546668A1 (de) | Selbstloeschende kunststoffmasse | |
DE1273193B (de) | Spritzgussmassen, die Polyaethylenterephthalat und polymere Olefine enthalten | |
EP0085778A1 (de) | Glasfaserverstärkte Polyvinylchlorid-Zusammensetzung | |
DE10048209A1 (de) | Faserverstärktes Verbundmaterial auf Polypropylenbasis | |
DE3821075A1 (de) | Harzmasse fuer kraftfahrzeug-stossstangen | |
DE2811795A1 (de) | Thermoplastische harzmassen zum formen | |
DE2901776A1 (de) | Verfahren zum herstellen kleinteiliger, mit leitfaehigkeitsruss versehener polyolefin-formmassen und deren verwendung zur herstellung von formkoerpern | |
CH647800A5 (de) | Verfahren zum herstellen einer farbmittel-zusammensetzung fuer das einfaerben von zu extrudierendem oder formzuspritzendem polyvinylchlorid. | |
DE3854716T2 (de) | Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Harzzusammensetzung. | |
DE2827396B2 (de) | Geschmierte thermoplastische Massen auf der Basis von Polyvinylidenfluorid | |
DE2600923C2 (de) | Verfahren zum Spritzgießen von Polyäthlen mit sehr hohem Molekulargewicht | |
DE69217806T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formteilen | |
EP0397165A1 (de) | Redispergierbares Additivagglomerat | |
EP0548692B1 (de) | Polyacetalformmassen und deren Verwendung | |
DE4322108C2 (de) | Verstärkte Polypropylenharzmischung und daraus hergestellte Radkappe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8330 | Complete disclaimer |