DE3030529C2 - Process for producing injection molded parts from thermoplastic resin compositions and apparatus for producing the same - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung Ist ein Verfahren zum Herstellen von Sorltzgußtellen aus thermoplastischen Harzmassen, die verstärkende Materlallen und/oder Füllstoffe in einer Menge von mindestens 4 Gew -96 enthalten bei dem die Inneren formgebenden Oberflächen einer Spritzgießform vor dem Einspritzen der geschmolzenen Harzmasse In die Spritzgießform zumindest teilweise und oberflächlich auf eine Temperatur erhitzt werden die über der Temperatur liegt, bis zu der die verwendete Harzmasse formbeständig Ist. Weiterhin betrifft die Erfln dung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The subject of the invention is a process for the production of Sorltzgußtellen from thermoplastic resin masses, the reinforcing materials and / or fillers in an amount of at least 4 wt -96 in which the interior shaping surfaces of an injection mold before the molten one is injected Resin mass in the injection mold are at least partially and superficially heated to a temperature is above the temperature up to which the resin composition used is dimensionally stable. Furthermore, the Erfln dung a device for performing this method.

Bisher erfolgte das Spritzgießen von thermoplastischen Harzen Im allgemeinen nach einem Verfahren bei dem ein Harzgemisch In einer Metallform durch Ausnutzung der Plastizität des thermoplastischen Harzes geformt wurde, d. h. das thermoplastische Harz wird durch Erhitzen beispielsweise in einer Schnecke fließfähig gemacht und dann in der Form durch Abkühlen zum Erstarren gebracht, wobei das Formteil erhalten wird Es Ist somit notwendig, das geformte Harzgemisch auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur bis zu der das verwendete Harz formbeständig ist, zu kühlen, um die Erstarrung des Harzgemisches zu erreichen damit das Formteil in befriedigender Welse von der Form getrennt und entfernt wird. Aus diesem Grund wird die Temperatur der Metallform gewöhnlich unterhaib der Temperatur, bis zu der das verwendete Harz formbeständig Ist gehalten. Femer wurde kürzlich nach einem Verfahren gearbeitet, bei dem die Metallform auf eine Temperatur dicht oberhalb des Taupunkts durch Verwendung eines Kühlmittels gekühlt wird, um die Produktlonslelstuna zu steigern. Selbst wenn beim Abkühlen der Metallform die fühlbare Wärme des geschmolzenen Harzes beispielsweise zum Erhitzen und Regenerleren ausgenutzt wird, muß die Temperatur der Metallform nach dem Grundsatz der Technik unter der Temperatur, bis zu der das thermoplastische Harz formbeständig Ist gehalten werden. Das geschmolzene Harzgemisch wird bei Berührung mit der kalten Oberfläche der Metallform'schlagartig gekühlt und verliert seine Fließfähigkeit direkt neben der Oberfläche der Form, wodurch die Anschmle_fiun_E an die Formoberfläche stark beeinträchtigt wird und eine erhebliche Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche des rormtells entsteht.Heretofore, the injection molding of thermoplastic resins has generally been carried out by a method in which a resin mixture was molded in a metal mold by utilizing the plasticity of the thermoplastic resin, that is, the thermoplastic resin is made flowable by heating, for example, in a screw and then in the mold by cooling It is therefore necessary to cool the molded resin mixture to a temperature below the temperature up to which the resin used is dimensionally stable in order to solidify the resin mixture so that the molded part is satisfactorily removed from the mold separated and removed. For this reason, the temperature of the metal mold is usually maintained under the temperature up to which the resin used is dimensionally stable. Furthermore, a method has recently been used in which the metal mold is cooled to a temperature just above the dew point by using a coolant in order to increase the productivity. Even if the sensible heat of the molten resin is used, for example, for heating and regeneration, when the metal mold is cooled, the temperature of the metal mold must be kept below the temperature up to which the thermoplastic resin is dimensionally stable according to the principle of the art. The molten resin mixture is cooled in contact with the cold surface of the Metallform'schlagartig and loses its ability to flow adjacent to the surface of the mold, whereby the Anschmle _fi un _e severely impaired to the mold surface and the rormtells creates a serious irregularity on the surface.

Wenn verstärkende Materialien und/oder Füllstoffe verwendet werden, wobei die Verträglichkeit der verstärkenden Materlallen und/oder Füllstoffe mit dem thermoplastischen Harz Im allgemeinen schlecht Ist können winzige Zwischenräume an der Grenzfläche zwischen der Teilchenoberfläche der verstärkenden Materialien und des thermoplastischen Harzes entstehen und das Auftreten sog. Silberstrelfen auf Spritzgußtellen verursachen Hierbei können nur Formteile mit schlechtem Aussehen, Silberstrelfen und Unregelmäßigkelten an der Oberfläche als Folge des Frelllegens der Verstärkerfüllstoffe und/oder Füllstoffe auf der Außenseite erhalten werden Wie vorstehend dargelegt, ist es bei der Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Harzmassen Insbesondere solchen, die verstärkende Materlallen und/oder Füllstoffe enthalten, durch Spritzgießen wichtig' 60 raums^meßt"⁸ ** ^{geschmolzenen Masse durch Abkü}Wung zu verhindern, während sie Innerhalb des Formhohl-If reinforcing materials and / or fillers are used, the compatibility of the reinforcing materials and / or fillers with the thermoplastic resin is generally poor, tiny gaps can arise at the interface between the particle surface of the reinforcing materials and the thermoplastic resin and the occurrence of so-called. Cause silver streaks on injection molding points Here, only molded parts with a poor appearance, silver streaks and irregularities on the surface as a result of the exposure of the reinforcing fillers and / or fillers on the outside can be obtained. which contain reinforcing materlallen and / or fillers, important by injection molding '60 Raums ^ gß " ⁸ ** ^{to prevent molten mass from being cooled} while it is inside the mold cavity

Eine bekannte Maßnahme zur Verhinderung dieser Erstarrung des Harzgemisches am Außenumfang ist die Temperatur der Metallform zu erhöhen. Eine Erhöhung der Temperatur der Metallform erfordert natürlich eine längere Kühlzelt, und dies hat zur Folge, daß die Formteile Im noch unvollständig erstarrten Zustand entformt werden und daher schlechte Dlmenslonsstabllltät oder Formbeständigkeit aufweisen. Daher wird In der gegenwärtlgen Praxis die Metallform auf eine Temperatur eingestellt, die einen Kompromiß zwischen den nachteiligen Auswirkungen dieser einander widersprechenden Bedingungen bildet.A known measure to prevent this solidification of the resin mixture on the outer circumference is Increase the temperature of the metal mold. Raising the temperature of the metal mold naturally requires one longer cooling tent, and this has the consequence that the molded parts are removed from the mold in the still incompletely solidified state and therefore have poor dimensional stability or dimensional stability. Therefore, in the present Practice setting the metal mold to a temperature that is a compromise between the adverse Effects of these conflicting conditions.

ηnwÄK⁶ ^'ΐη^'Λ^Α/™^{18 ZU erläutern}< ^sel erwähnt, daß in der japanischen Auslegeschrift 22 020/1970 bzw. der DE-AS 10 90 426 oder der DE-OS 19 38 496 entsprechend »Kunststoffe«, 1972. Heft 4. η nwÄK ⁶ ^ 'ΐη ^' Λ ^ Α / ™ ^{18 ZU explain} < ^sel mentions that in Japanese Auslegeschrift 22 020/1970 or DE-AS 10 90 426 or DE-OS 19 38 496 corresponding to "plastics" , 1972. Issue 4.

S. 209-211, eine technische Maßnahme vorgeschlagen wird, bei der die Innenflächen der Metaliform oberflächlich vorerhitzt werden, indem eine heiße Flüssigkeit oder ein heißes Gas eingeleitet wird, welches 20-70⁰C heißer ist als der Schmelzpunkt des zu verarbeitenden Harzes. Diese Methode führt jedoch zu Schwierigkeiten, da durch restliche Flüssigkeit oder restliches Gas Streifen und Schlieren verursacht werden, die sich über die Oberfläche der Formteile verteilen.S. 209-211, a technical measure is proposed in which the inner surfaces of Metaliform be preheated surface, in that a hot liquid or a hot gas is introduced which 20-70 ⁰ C is hotter than the melting point of the resin to be processed. However, this method leads to difficulties since streaks and streaks are caused by residual liquid or residual gas, which are distributed over the surface of the molded parts.

Insbesondere bei der Vorerwärmung durch Dampf werden Rippen und andere hervorstehende Teile der Form überhitzt, so daß es nicht möglich ist, die innere Oberfläche der Form gleichmäßig vorzuerhltzen. Weiterhin ist es so gut wie unmöglich, die fertigen Artikel aus den Formen herauszuholen, und beispielsweise das Wasser vollständig aus der Form zu entfernen, ehe das Harz eingespritzt wird. Wenn anstelle von Wasser oder Dampf heiße Luft verwendet wird, ist die Wärmekapazität der heißen Luft so viel geringer, daß eine Vorheizung in den erforderlich kurzen Zeiten praktisch nicht möglich ist. Außerdem führt auch die Vorheizung mit heißer Luft zu einer ungleichmäßigen Erwärmung der Oberfläche. Dies hat zur Folge, daß zumindest bei einer Rippe oder einem Stutzen, Mulden oder Einfallstellen unregelmäßiger Glanz entsteht. In extremen Fällen kann das Harz sogar an der Formwand haften bleiben, so daß es schwierig ist, es davon zu entfernen. Es kann sogar dazu führen, daß das Formteil zum Zeitpunkt des Entformens bricht und somit nur unbrauchbare Produkte ent- '5 stehen.Especially when preheating with steam, ribs and other protruding parts of the mold overheated so that it is not possible to preheat the inner surface of the mold evenly. Furthermore is it is next to impossible to get the finished articles out of the molds, and for example the water completely removed from the mold before the resin is injected. If instead of water or steam When hot air is used, the heat capacity of the hot air is so much less that it preheats in the required short times is practically impossible. In addition, the preheating with hot air also supplies uneven heating of the surface. This has the consequence that at least one rib or a socket, hollows or sink marks creates an irregular gloss. In extreme cases, the resin can even stick to the mold wall, making it difficult to remove therefrom. It can even do this lead to the fact that the molded part breaks at the time of demolding and thus only unusable products are released stand.

Der Oberflächenglanz ist ein sehr wichtiges Merkmal, das die Verkäuflichkeit und den Handelswert der Spritzgußteile bestimmt. Der Glanz entspricht einer Wiedergabe der glatten Oberfläche der Metallform, die bei gleichen Spritzbedingungen vom Grad der Bearbeitung und Güte der Innenfläche der Form abhängt. Der Glanz ist somit am besten, wenn eine Form mit vollkommener Spiegeloberfläche verwendet wird. Dieser resultierende beste Glanz hängt jedoch andererseits von der Zusammensetzung des Harzgemisches ab. Im allgemeinen wird dieser Glanz mit steigendem Gehalt an Zusatzstoffen, z. B. verstärkenden Materialien und/oder Füllstoffen, schlechter. Insbesondere weist ein Spritzgußteil aus einer Harzmasse, die Zusatzstoffe in einer Menge enthält, die genügt, um einen ausreichenden Verstärkungs- oder Fülleffekt zu verleihen, unter gewöhnlichen Spritzgußbedingungen schlechten Glanz auf, der erheblich schlechter ist als der Glanz von Formteilen aus Harzen ohne ²^ Zusatzstoffe.The surface gloss is a very important characteristic that determines the saleability and commercial value of the injection molded parts. The gloss corresponds to a reproduction of the smooth surface of the metal mold, which, under the same spraying conditions, depends on the degree of processing and quality of the inner surface of the mold. The gloss is therefore best when a mold with a perfectly mirror surface is used. However, this resulting best gloss depends on the other hand on the composition of the resin mixture. In general, this gloss becomes with increasing content of additives, e.g. B. reinforcing materials and / or fillers, worse. In particular, an injection-molded part of a resin composition containing additives in an amount sufficient to impart a sufficient reinforcing or filling effect, under ordinary injection molding conditions poor in gloss, which is considerably worse than the gloss of molded articles of resins without ² ^ additives .

So ist es beispielsweise bekannt aus »Der Plastverarbeiter«, 1959, Heft 9, Seiten 329 bis 331, in welcher Weise die Temperatur beim Spritzgießen den Oberflächenglanz beeinflußt. DIo dort beschriebenen Maßnahmen gelten jedoch nicht für gefüllte und verstärkte Thermoplaste, deren Oberflächenglanz unter gewöhnli"hen Spritzgußbedingungen erheblich schlechter ist als der von Formteilen aus Harzen ohne Zusatzstoffe. g »Der Plastverarbelter«, 1975, Heft 12, Selten 697 bis 699, beschreibt glasfaserverstärktes Polyethylen. Auch hierbei hat die Werkzeugtemperatur einen Einfluß auf die Oberflächengüte. Als wirtschaftlich vertretbare Werk- § zcugtemperaturen werden 30 bis 80° C angegeben. Dies liegt aber weit unterhalb der Temperatur, bei der das Polyethylen schmilzt.It is known, for example, from "Der Plastverarbeiter", 1959, Issue 9, pages 329 to 331, in which way the temperature during injection molding influences the surface gloss. The measures described there apply but not for filled and reinforced thermoplastics, their surface gloss under normal injection molding conditions is considerably worse than that of molded parts made from resins without additives. g "Der Plastverarbelter", 1975, issue 12, rare 697 to 699, describes glass fiber reinforced polyethylene. Even here the mold temperature has an influence on the surface quality. As an economically justifiable material § Draw temperatures are given as 30 to 80 ° C. However, this is far below the temperature at which the Polyethylene melts.

Auch aus »Kunststoff-Berater« 1979, Seite 706, geht hervor, daß bei Temperaturen gearbeitet wurde, die unterhalb des Schmelzpunktes der Haftmassen liegen.Also from "Kunststoff-Adviser" 1979, page 706, it emerges that work was carried out at temperatures that lie below the melting point of the adhesive masses.

Die US-PS 27 81 547 betrifft ungefülltes Material. Bei dem dort beschriebenen Verfahren handelt es sich nicht S um Spritzgußtechnik, da die Form nach dem Füllen mit einer Druckkammer mit flüssigem Kunststoff verbun-The US-PS 27 81 547 relates to unfilled material. The procedure described there is not involved It's about injection molding technology, since the mold is connected to a pressure chamber with liquid plastic after it has been filled.

den bleiben muß, so daß die durch Schrumpfung des abkühlenden Materials bestehenden Hohlräume während des Abkühlvotgangs stets mit neuem Material nachgefüllt werden können. Bei diesem Verfahren muß die ⁴U gesamte Form sowohl einen Aufhelz- wie einen Abkühlzyklus durchlaufen, so daß die Produktion pro Zelteinheit außerordentlich gering ist. Um zu rationellen Verarbeitungszeiten zu kommen. Ist man daher in der Praxis stets dazu übergegangen, die heiße thermoplastische Masse in eine gekühlte Form einzuspritzen. Allein diese Technik wird daher auch Spritzgußtechnik genannt. Die Technik gemäß US-PS 27 81 547 Ist daher auch nur für die aufwendige Herstellung einzelner, wertvoller Stücke in geringer Auflagenzahl anwendbar.which must remain so that the cavities existing due to the shrinkage of the cooling material can always be refilled with new material during the cooling process. In this process, the ^{entire 4} U form must go through both a heating and a cooling cycle, so that the production per tent unit is extremely low. In order to achieve efficient processing times. In practice, therefore, one has always switched to injecting the hot thermoplastic mass into a cooled mold. This technology alone is therefore also called injection molding technology. The technique according to US Pat. No. 2,781,547 can therefore only be used for the complex production of individual, valuable pieces in small editions.

Die DE-PS 12 22 646 beschreibt ebenfalls eine abwechselnd zu heizende und zu kühlende Preßform zum Herstellen von Formkörpern aus härtbarem Kunststoff. Diese Technologie ist ebenfalls nicht mit der Spritzgußtechnik vergleichbar, denn es wird das thermoplastische Material zur Vermeidung eines vorzeitigen Aushärtens In die gekühlte Form eingebracht und anschließend durch Erhitzen mit elektrischer Heizung aufgewärmt und ausgehärtet. Die nachträgliche Aufheizung In der Form erfolgt durch überhitzten Wasserdampf oder hochfrequente Ströme im Kondensatorfeld. Bei dieser Erhitzung durch elektrischen Strom wird stets die gesamte Form aufgeheizt. Die Stückzahl und Leistung pro Zeiteinheit bei dieser Technologie liegen wesentlich niedriger als bei der Spritzgußtechnik.DE-PS 12 22 646 also describes an alternate to be heated and to be cooled mold for Manufacture of moldings from hardenable plastic. This technology is also inconsistent with injection molding technology comparable, because it is the thermoplastic material to avoid premature curing Introduced into the cooled mold and then warmed up by heating with electrical heating and hardened. The subsequent heating in the form takes place through superheated steam or high frequency Currents in the capacitor field. When heated by an electric current, the entire shape is always created heated up. The number and performance per unit of time with this technology are significantly lower than with injection molding technology.

Die DE-OS 21 51 697 betrifft eine Spritzgußform, bei welcher in mindestens einem Teilbereich der Wandung des Formenhohlraums Vertiefungen eingearbeitet sind, die mit einem Material niedriger Wärmeleitfähigkeit ^S5 ausgefüllt sind. An diesen Stellen kommt es zu einem gewissen Wärmestau und somit zu einer partiell veränderten Oberfläche der Im Spritzgußverfahren hergestellten Kunststoffteile. Die so erhaltenen Teile haben nicht die geforderte hohe Oberflächenqualität. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit des Harzes entsprechend geringer ist, da die Wärmeleitfähigkeit bewußt herabgesetzt wird. Eine bereits gebildete gute übe;Fläche muß aber so rasch wie möglich gekühlt werden, um die hohe Qualität zu behalten. Dies Ist nur dann möglich, wenn selektiv nur die Oberfläche der Form kurzfristig über den Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials erhitzt wird, wobei sich eine hochglänzende Oberfläche bildet, die jedoch unverzüglich danach durch die Insgesamt gekühlte Form rasch abgekühlt wird. Nur dadurch werden alle guten Eigenschaften typischer Spritzgußteile behalten.DE-OS 21 51 697 relates to an injection mold in which recesses are incorporated in at least a portion of the wall of the mold cavity, which are filled ^{with a material of low thermal conductivity S5.} At these points there is a certain build-up of heat and thus a partially changed surface of the plastic parts produced in the injection molding process. The parts obtained in this way do not have the required high surface quality. This is due to the fact that the cooling rate of the resin is correspondingly slower, since the thermal conductivity is deliberately reduced. A good surface that has already been formed must, however, be cooled as quickly as possible in order to maintain the high quality. This is only possible if only the surface of the mold is selectively heated briefly above the melting point of the thermoplastic material, whereby a high-gloss surface is formed which, however, is immediately cooled down quickly by the mold, which is cooled as a whole. This is the only way to retain all the good properties of typical injection molded parts.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend .on einem Verfahren zum Herstellen von Spritzgußteilen aus thermoplastischen Harzmassen, die verstärkende Materlallen und/oder Füllstoffe in einer Menge von mindestens 4 Gew.-96 enthalten, bei dem die Inneren formgebenden Oberflächen einer Spritzgießform vor dem Einspritzen der geschmolzenen Harzmasse In die Spritzgießform zumindest teilweise und oberflächlich aufThe invention is therefore based on the object, proceeding from a method for producing injection molded parts of thermoplastic resin compositions containing reinforcing materials and / or fillers in a quantity of at least 4% by weight, in which the interior shaping surfaces of an injection mold are present injecting the molten resin mass into the injection mold at least partially and superficially

eine Temperatur erhitzt werden, die über der Temperatur liegt, bis zu der die verwendete Harzmasse formbeständig ist, dieses so zu verbessern, daß damit Spritzgußteile hergestellt werden können, die einen Oberflächcnglanz aufweisen, der mit dem von Spritzgußteilen ohne Verstärkungsmaterial und/oder Füllstoffen vergleichbar 1st, und die keine Preßfehler und Silberstreifen oder Flecken aufweisen.be heated to a temperature which is above the temperature up to which the resin composition used retains its shape is to improve this so that injection molded parts can be produced with it that have a surface gloss have comparable to that of injection molded parts without reinforcing material and / or fillers 1st, and which have no press defects, silver streaks or stains.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Herstellen von Spritzgußteilen mit einer äußeren Oberfläche, die einen sehr hohen Oberflächenglanz aufweist, das Vorerhitzen durch Hochfrequenzinduktion vorgenommen wird. Vorzugswelse wird das Vorerhitzen mit einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 80⁰C pro Minute durchgeführt.
Das Verfahren wird vorzugsweise durchgeführt mit einer Vorrichtung gemäß obiger Ansprüche 3 bis 6.The object is achieved in that for the production of injection-molded parts with an outer surface which has a very high surface gloss, the preheating is carried out by high-frequency induction. Preferred catfish preheating is carried out at a rate of temperature increase of 80 ⁰ C per minute.
The method is preferably carried out with a device according to claims 3 to 6 above.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Ist es möglich, Spritzgußteile zu erhalten, deren gesamte äußere Oberfläche im wesentlichen nur mehr aus der Harzkomponente besteht und daher eine Splegeloberfläche mit einem Oberflächenglanz (ASTM D 523; 60° C) verleiht, der sich zuverlässig innerhalb einer Abnahme des Refiexionsvermögens von 1096 oder weniger, vorzugsweise von weniger als 596, insbesondere von 3% oder weniger, bezogen auf die vollkommene Spiegelreflexion des Einzelharzes selbst, hält.According to the method according to the invention, it is possible to obtain injection-molded parts, all of their outer parts The surface consists essentially only of the resin component and therefore has a leveling surface gives a surface gloss (ASTM D 523; 60 ° C) which is reliable within a decrease in the reflectivity of 1096 or less, preferably of less than 596, in particular of 3% or less, based on the complete mirror reflection of the individual resin itself.

Die glatte Außen- oder Randschicht weist dabei eine Dicke von vorzugsweise 1 bis 100 μπι auf.The smooth outer or edge layer has a thickness of preferably 1 to 100 μm.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, Insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, erhitzt sich die Innenoberfläche der Form sehr schnell. Die tatsächliche Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung wird zwar für jedes Harz unter Berücksichtigung der tatsächlichen Formbeständigkeit des verwendeten Harzes in der Wärme, der Größe des Formteils und der Entformungstemperatur festgelegt. Es 1st jedoch zu empfehlen, mitIn the method according to the invention, in particular in a device according to the invention, heats up the inside surface of the mold very quickly. The actual rate of temperature increase will be for each resin, taking into account the actual dimensional stability of the resin used in the Heat, the size of the molded part and the demolding temperature. However, it is recommended to use

einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 80° C pro Minute oder mehr, vorzugsweise 480°C/Mln. oder mehr, Insbesondere wenigstens 1200° C/Mln., auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen.a rate of temperature rise of 80 ° C per minute or more, preferably 480 ° C / ml. or more, in particular at least 1200 ° C./Mln., to be heated to a predetermined temperature.

Das erfindungsgemäße Verfahren unter Anwendung der Hochfrequenz-Induktionsbeheizung weist die weiteren folgenden Vorteile auf:The method according to the invention using high-frequency induction heating has the further the following advantages:

a) Sie erleichtert die Temperaturregelung.a) It facilitates temperature control.

b) Sie ermöglicht entweder gleichmäßiges Erhitzen über die gesamte Oberfläche der Form oder selektives Erhitzen einschließlich örtlichen Erhitzens eines bestimmten Bereichs außer dem vorstehend genannten oberflächlichen Erhitzen, so daß es nach Belleben möglich 1st, entweder die gesamte Form oder einen örtllchen Teil der Form zu erhitzen.b) It enables either uniform heating over the entire surface of the mold or selective heating Heating including local heating of a specific area other than the above superficial heating, so that, according to Belleben, it is possible, either the entire shape or a small part Heat part of the mold.

c) Sie schaltet nachteilige Auswirkungen der Wärme auf das Bedienungspersonal aus.
d) Sie bietet die Möglichkeit eines automatischen Betriebs mit Druckknopfbetätigung.c) It eliminates the adverse effects of heat on the operating personnel.
d) It offers the possibility of automatic operation with push-button actuation.

Ausführungsformen des Spritzgießverfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the injection molding method and apparatus according to the invention are described below explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Spritzgießverfahrens. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, die mit der in Fig. 1 dargestellten vergleichbar ist.Fig. 1 shows schematically an embodiment of the device for performing the injection molding process. FIG. 2 shows another embodiment which is comparable to that shown in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt als senkrechten Schnitt nur den Teil der Metallform, in dem ein Hochfrequenz-Induktor In den Formhohlraum gehängt 1st.Fig. 3 shows as a vertical section only that part of the metal mold in which a high-frequency inductor In the Mold cavity hung 1st.

Fig. 4 zeigt ebenfalls als senkrechten Schnitt eine andere Ausführungsform eines Induktors des eingebauten Typs.Fig. 4 also shows as a vertical section another embodiment of an inductor of the built-in Type.

F i g. 5 1st eine graphische Darstellung, die eine typische Temperaturverteilung innerhalb der Form veranschaulicht. F i g. Figure 5 is a graph illustrating a typical temperature distribution within the mold.

Fig. 6 veranschaulicht die Wechselbeziehung zwischen dem Glanz (20°) in 96 und dem Glanz (60°) in % für die hergestellten Formteile.6 illustrates the correlation between the gloss (20 °) in 96 and the gloss (60 °) in % for the molded parts produced.

Fig. 7 veranschaulicht Größe und Form des bei den in den Beispielen beschriebenen Versuchen verwendeten Prüfkörpers.Figure 7 illustrates the size and shape of that used in the experiments described in the examples Test body.

Fig. 8 1st eine erläuternde Darstellung der Schweißlinie oder Schweißmarkierung des geformten Produkts im seitlichen Schnitt.Fig. 8 is an explanatory diagram of the weld line or weld mark of the molded product in FIG side cut.

Fig. 9 zeigt eine Mikroskopaufnahme (7000fache Vergrößerung) eines Querschnitts eines nach dem Spritzgießverfahren aus schlagzähem Polystyrol hergestellten Formteils.9 shows a microscope photograph (7000 times magnification) of a cross section of an injection molding process Molded part made from impact-resistant polystyrene.

Flg. 10 1st eine Mikroskopaufnahme des nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellten gleichen Formlells wie in Fig. 9.Flg. 10 Is a microscope photograph of the same formula produced by the previously customary process as in Fig. 9.

FIg 11 ist eine Mikroskopaufnahrne (440fache Vergrößerung) eines Querschnitts eines nach dem Spritzgießverfahren unter Verwendung von glasfaserverstärktem Styrol-Acrylnitril-Harz (als »SAN-GF« bezeichnet) hergestellten Formteils.Fig. 11 is a microscope photograph (440X magnification) of a cross section of an injection molding process using glass fiber reinforced styrene-acrylonitrile resin (referred to as "SAN-GF") Molding.

Flg. 12 ist eine Mikroskopaufnahme des nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellten gleichen Formteils wie in Fig. 11.Flg. 12 is a microscope photograph of the same molded part produced by the previously customary process as in Fig. 11.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, besteht die Vorrichtung aus einer Spritzgießmaschine und einer Hochfrequenz-Induktlonsheizvorrichtung. Die Hochfrequenz-Induktionsheizvorrichtung besteht aus einem Hochfrequenz-OszIllator 1 und einer in der Nähe der inneren Oberfläche der Metallform angeordneten und mit dem Oszillator 1 verbundenen Induktanzspule (Induktor) 2. Die Spritzgießmaschine besteht aus einem Spritzzylinder 3 zum Schmelzen und Einspritzen des Harzgemisches und einer Spritzgießform, die aus einer feststehenden Formhälfte 4 und einer beweglichen Formhälfte 5 besteht. Bei der in FI g. 1 und F1 g. 3 dargestellten Ausführungsform Ist der Induktor 2 In den Formhohlraum eingesetzt, indem er zwischen den beiden Formhälften 4, 5 der mehrteiligen Metallform eingeklemmt wird. Bei der In Flg. 2 und Flg. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Induktor 2 in die Form eingebaut.As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the apparatus consists of an injection molding machine and a high frequency induction heater. The high frequency induction heater consists of a high frequency oscillator 1 and one located near the inner surface of the metal mold and with the Oscillator 1 connected inductance coil (inductor) 2. The injection molding machine consists of an injection cylinder 3 for melting and injecting the resin mixture and an injection mold made of a fixed Mold half 4 and a movable mold half 5 consists. In the case of the FI g. 1 and F1 g. 3 illustrated embodiment If the inductor 2 is inserted into the mold cavity by placing it between the two mold halves 4, 5 the multi-part metal mold is clamped. At the In Flg. 2 and Flg. 4 is the embodiment illustrated the inductor 2 built into the mold.

In Fig. 3 sind die Spritzpreßform und der Induktor 2 in vergrößerter Darstellung dargestellt. Der Induktor 2 für die Hochfrequenz-Induktionsbeheizung Ist zwischen der feststehenden Formhälfte 4 und der beweglichen Formhälfte 5 angeordnet Wenn er durch eine Hochfrequenz-Oszillation erregt wird, Ist zu erkennen, daß nurIn Fig. 3, the transfer mold and the inductor 2 are shown in an enlarged view. The inductor 2 for high-frequency induction heating Is between the fixed mold half 4 and the movable one Mold half 5 arranged When it is excited by a high-frequency oscillation, it can be seen that only

die Temperatur In der Oberflächenschicht der Metallform (an den Punkten A und S) scharf erhöht wird und die Temperatur in der Hauptmasse der Form (an den Punkten C und D) fast unverändert bleibt, wie in Flg. 5 dargestellt. Das in Fig. 5 dargestellte Temperatur-Zelt-Dlagramm veranschaulicht als Beispiel den Verlauf der Temperaturänderungen an den verschiedenen Teilen der Metallform nach dem Hochfrequenz-Induktionsbeheizen ohne Anwendung einer Wasserkühlung der Form. Die mehrteilige Metallform wird einmal geöffnet, wenn die Temperatur der Formoberfläche einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Der Induktor 2 wird aus dem Raum zwischen der feststehenden Formhälfie 4 und der beweglichen Formhälfte 5 herausgezogen. Anschließend wird die mehrteilige Form erneut geschlossen, um das Spritzgießen des thermoplastischen Harzes In üblicher Welse durchzuführen.the temperature in the surface layer of the metal mold (at points A and S) is sharply increased and the temperature in the bulk of the mold (at points C and D) remains almost unchanged, as in Fig. 5 shown. The temperature-time diagram shown in FIG. 5 illustrates, as an example, the course of the temperature changes at the various parts of the metal mold after high-frequency induction heating without the use of water cooling of the mold. The multi-part metal mold is opened once when the temperature of the mold surface has reached a predetermined value. The inductor 2 is pulled out of the space between the fixed mold half 4 and the movable mold half 5. The multi-part mold is then closed again to carry out the injection molding of the thermoplastic resin in the usual manner.

Flg. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, wobei der Induktor In die Metallform eingebaut ist. Die dargestellte Form Ist eine zweiteilige Form mit zentralem direktem Anguß für die Herstellung von scheibenförmigen Formtellen mit einem Durchmesser von etwa 10 cm. Die Teile A und A' stellen den Formhohlraum dar (der die Form und das Aussehen des Formteils bestimmt) und sind aus dem üblichen Formmelall, SC-Metall, Plattenmetall daraus, ultrahartem Formmetall (legiertem Werkzeugstahl) oder einem Formstahl hergestellt. Die Buchstaben B und B' bezeichnen den Induktor 2 für das Hochfrequenz-Induktionsheizen. Der Induktor 2 ist so hergestellt, daß ein Kupferrohr zu einer Spirale gewickelt und durch Einbetten in ein gehärte-Flg. Figure 4 shows another embodiment of the device with the inductor built into the metal mold. The mold shown is a two-part mold with a central direct gate for the production of disk-shaped mold parts with a diameter of about 10 cm. Parts A and A ' represent the mold cavity (which determines the shape and appearance of the molded part) and are made from the usual molded metal, SC metal, plate metal from it, ultra-hard molded metal (alloyed tool steel) or a molded steel. The letters B and B ' denote the inductor 2 for high frequency induction heating. The inductor 2 is made in such a way that a copper tube is wound into a spiral and embedded in a hardened

ais-, £.. u. ipu/vitaiais-, £ .. and ipu / vitai

Mit C und C sind Isolierschichten für Hochfrequenzwellen aus nichtmagnetischem Metall bezeichnet. Hierauf wird später ausführlich eingegangen D und D' stellen Formteile dar, In die andere funktionell Mechanismen, die für das Spritzgießen erforderlich sind, eingebettet sind. Als Werkstoff für die Formteile kann jedes Formmetall verwendet werden. Gewöhnlicher Stahl, beispielsweise ein SC-Stahl. Das Kühlwasser kann durch Perforationen In den Formleiter, insbesondere zur Erhöhung des Wirkungsgrades im Bereich des Formhohlraums A und A, umgewälzt werden.C and C denote high-frequency wave insulating layers made of non-magnetic metal. This will be discussed in detail later. D and D ' represent molded parts in which other functional mechanisms that are required for injection molding are embedded. Any molded metal can be used as the material for the molded parts. Ordinary steel, such as an SC steel. The cooling water can be circulated through perforations in the mold conductor, in particular to increase the efficiency in the area of the mold cavity A and A.

In Abhängigkeit von der Gestalt des Formteils ist es möglich, die Teile C, C mit D, D' so zu vereinigen, daß nur der gleiche Werkstoff, z. B. Be-Cu, verwendet wird.Depending on the shape of the molded part, it is possible to combine parts C, C with D, D ' so that only the same material, e.g. B. Be-Cu is used.

Wenn der Induktor in das Formmetall eingebettet 1st, werden Teile des Formmetalls dicht am Induktor erhitzt. Auf Grund dieses nutzlosen Erhitzens Innerhalb des Formmetalls pflegt der Oszillator überlastet zu sein, fWhen the inductor is embedded in the metal mold, parts of the metal mold become close to the inductor heated. Because of this useless heating within the shaped metal, the oscillator tends to be overloaded, f

wodurch der Überlastungsausschalter betätigt werden kann. Dies hat zur Folge, daß auch das notwendige oberflächliche Erhitzen unterbrochen wird.whereby the overload switch can be operated. As a result, the necessary superficial Heating is interrupted.

Als Ergebnis von Untersuchungen, diese Probleme zu lösen, wurde von der Anmelderin gefunden, daß der Teil der Metallform, der nicht erhitzt werden muß, von den Hochfrequenzquellen Isoliert werden kann, indem eine dünne Schicht eines nlcht-magnetlschen Metalls zwischen dem Induktor und diesem Teil der Metallform eingefügt wird.As a result of studies to solve these problems, it has been found by the applicant that the Part of the metal mold that does not need to be heated can be isolated from the high frequency sources by a thin layer of non-magnetic metal between the inductor and this part of the metal mold is inserted.

Diese nicht-magnetische Metallschicht in einer Dicke von 0,5 mm oder mehr stellt eine ausreichende Isolie- jThis non-magnetic metal layer with a thickness of 0.5 mm or more provides sufficient insulation

rung dar, während eine Dicke von weniger als 0,5 mm erfolglos sein kann. Beispielsweise schmilzt eine 0,1 mm 35 |tion, while a thickness less than 0.5 mm may be unsuccessful. For example, a 0.1 mm melts 35 |

dicke Aluminiumfolie durch das Hochfrequenz-Induktionsbeheizen und stellt somit keine Isolierschicht dar.thick aluminum foil due to high-frequency induction heating and therefore does not constitute an insulating layer.

Am wirksamsten sind somit ein Spritzgießverfahren und eine dazu dienende Vorrichtung, die eine Metallform verwendet, die mit einem eingebetteten Induktor zum selektiven Erhitzen der Oberflächenschicht der Innenflüche der Form, die mit dem eingespritzten Harzgemisch In Berührung kommt, versehen 1st, wobei eine Isolierschicht C. C gegen die hochfrequenzwellen zwischen dem Induktor und dem Teil der Metallform, der nicht erhitzt werden muß, eingefügt ist, wodurch scharfes, kurzzeitiges Erhitzen und Kühlen unter Ausnutzung des Hochfrequenz-Induktionserhitzens möglich 1st.Most effective are thus an injection molding process and a to serving device using a metal mold, the 1st provided with an embedded inductor for selectively heating the surface layer of the inner hexes of the mold that comes with the injected resin mixture in contact with an insulating layer C. C against the high-frequency waves is inserted between the inductor and the part of the metal mold that does not need to be heated, whereby sharp, short-term heating and cooling using high-frequency induction heating is possible.

Als nicht-magnetische Metalle eignen sich beispielsweise Cu, Al, Be und Legierungen, die überwiegend aus diesen Metallen bestehen, einschließlich Bronze, Beryllium-Kupfer usw. Keramik.Suitable non-magnetic metals are, for example, Cu, Al, Be and alloys that are predominantly made of These metals are made up of, including bronze, beryllium copper, etc. ceramics.

Die nach dem Spritzgießverfahren hergestellten Spritzgußteile erhalten durch die oberflächlich erhitzte Innenfläche der Metallform eine vollkommene Wiedergabe dieser Oberfläche mit ausgezeichnetem Glanz. Der Glanz bleibt Innerhalb eines Bereichs, in dem die Abnahme des Reflexionsvermögens gegenüber der idealen vollkommenen Splegelreflexion höchstens 10%, bezogen auf die vollkommene Spiegelreflexion des verwendeten Harzes selbst, beträgt.The injection molded parts produced by the injection molding process are obtained by the superficially heated inner surface the metal form a perfect reproduction of this surface with an excellent gloss. The shine remains within a range in which the decrease in reflectivity versus the ideal perfect Specular reflection at most 10%, based on the complete specular reflection of the resin used itself, amounts to.

In der vorliegenden Beschreibung basiert die Bewertung des Oberflächenglanzes von Formteilen auf dem Wert von Gs(60°)% gemäß ASTM D 523, der In der gegenwärtigen Praxis angewandten Methode zur Bewertung des Aussehens und Glanzes von Formteilen aus Kunststoffen, wobei der Glanzwert in % bei einem Einfallswinkel vüfi 60° äfigcgcbefi wifu. Bei geiiäücf Befolgung dcf Anweisung VGFi Aoiivi υ j£.j ist ein uci €ιΐϊ£Γη jMiumiswinkel von 20° gemessener Gs(2O")96-Wert zur Ermittlung des Glanzes zu verwenden, wenn der Gs(60°)%-Wert 70% übersteigt. In diesem Zusammenhang wurden Messungen zur Ermittlung der Gs(60°)- und Gs(20°)%-Werte 55 gIn the present description, the evaluation of the surface gloss of molded parts is based on the value of Gs (60 °)% according to ASTM D 523, the method used in current practice for evaluating the appearance and gloss of molded parts made of plastics, the gloss value in % at an angle of incidence vüfi 60 ° äfigcgcbefi wifu. If the instruction VGFi Aoiivi υ j £ .j is followed, a uci € ιΐϊ £ Γη jMiumiswinkel of 20 ° measured Gs (2O ") 96 value is to be used to determine the gloss if the Gs (60 °)% value is 70 In this context, measurements to determine the Gs (60 °) and Gs (20 °)% values were 55 g

bei den hergestellten Formteilen durchgeführt, um die Wechselbeziehung zwischen ihnen zu klären. Die Ergeb- |carried out on the molded parts produced in order to clarify the interrelationship between them. The result |

nisse sind in Fig. 6 dargestellt. Wenn die Anweisung von ASTM D 523 genau befolgt wird, muß der Glanz eines Formteils, das einen Gs(60°)96-Wert von mehr als 70» hat, durch den aus Fig. 6 zu ermittelnden entsprechenden Gs(20°)-Wert ausgedrückt werden. In der vorliegenden Beschreibung erfolgt die Bewertung ausschließ- j lieh mit dem Gs(60°)96-Wert nach der in der Praxis üblichen Methode, da der Unterschied in der Beziehung zum Gs(20°)96-Wert offensichtlich ist. Knits are shown in FIG. 6. If the directions in ASTM D 523 are followed exactly, gloss of a molded part which has a Gs (60 °) 96 value of more than 70 »by the corresponding one to be determined from FIG. 6 Gs (20 °) value can be expressed. In the present description, the evaluation takes place exclusively borrowed with the Gs (60 °) 96 value according to the method used in practice, since the difference in the relationship to the Gs (20 °) 96 value is evident. K

Nach dem Spritzgießverfahren hergestellte Spritzgußteile zeigen den für das verwendete thermoplastische Harz selbst charakteristischen Oberflächenglanz und kein wahrnehmbares fehlerhaftes Aussehen wie sog. Fließmarkierungen oder -linien, »jetting« (Oberflächenfehler), Schweißlinien und Silberstrelfen, die durch unregelmäßigen Fluß des das Verstärkungsmaterial und/oder den Füllstoff enthaltenden thermoplastischen Harzgemisches verursacht werden. Für die hergestellten Spritzgußteile ΛνίΓΰ auch für Teile von komplizierter Gestalt wie Gitter u. dgl., ganz zu schweigen von einfacher gestalteten Formteilen, eine Dicke der Oberflächen- oder Randschicht des thermoplastischen Harzes von 1 bis 100 um bevorzugt. Der ausgezeichnete Oberflächenglanz kann derInjection molded parts produced by the injection molding process show that of the thermoplastic resin used even characteristic surface gloss and no noticeable flawed appearance such as so-called flow marks or lines, "jetting" (surface defects), welding lines and silver strelfen caused by irregular Flow of the thermoplastic resin mixture containing the reinforcing material and / or the filler caused. For the injection-molded parts produced ΛνίΓΰ also for parts of complex shapes such as grids and the like, not to mention more simply designed molded parts, a thickness of the surface or edge layer of the thermoplastic resin is preferably from 1 to 100 µm. The excellent surface gloss can do the

Tatsache zugeschrieben werden, daß das In Formhohlraum eingespritzte geschmolzene Harzgemisch auf Grund des vorher vorgenommenen oberflächlichen Erhitzens der Metallform seinen Fluß auch auf der Oberfläche der Metallform beibehalten kann, so daß eine glatte Randschicht, die Im wesentlichen nur aus der Harzkomponentc ohne Verstärkermaterial oder Füllstoff besteht, auf der Innenoberfläche der Metallform unter Ausfüllung von Einschnitten und Löchern durch das Verstärkungsmaterial oder den Füllstoff gebildet werden kann.The fact that the molten resin mixture injected into the mold cavity due to the previously made superficial heating of the metal mold its flow also on the surface of the Can retain the metal shape, so that a smooth surface layer, which consists essentially only of the resin component without reinforcing material or filler, on the inner surface of the metal mold with filling of Incisions and holes can be formed through the reinforcement material or the filler.

Beim bisher üblichen Spritzgießen erscheinen Schweißlinien an der Verbindung des Flusses des geschmolzenen Harzgemisches Innerhalb der Form als Berührungslinie In Form einer dünnen Rille mit einer Tiefe von 3 bis 5 μίτι oder mehr und einer Breite von mehr als 10 μπι, wie in Fig. 8 im Querschnitt dargestellt. Bei Sprlt;-gußtellen gemäß dem neuen Spritzgießverfahren treten im wesentlichen keine wahrnehmbaren Schwelßllnlen-Vertiefungen einer Tiefe von weniger als 1 μπι und einer Breite von weniger als 5 μΐη auf.In the previously common injection molding, weld lines appear at the junction of the flow of the molten Resin mixture Inside the mold as a line of contact In the form of a thin groove with a depth of 3 to 5 μίτι or more and a width of more than 10 μπι, as shown in Fig. 8 in cross section. For spray castings According to the new injection molding process, there are essentially no perceptible swelling depressions a depth of less than 1 μm and a width of less than 5 μm.

Fließmarkierungen können beispielsweise durch eine Störung des Flusses des geschmolzenen Harzgemisches und eine Unregelmäßigkeit in der Druckübertragung an einem Teil von variierender Wandstärke des Formtclls als Folge des Abkühlens und Erstarrens des geschmolzenen Haizgemlsches an der Metallform gebildet werden. Die nun hergestellten Spritzgußteile zeigen solche Fließmarkleruingen nicht.Flow marks can be caused, for example, by disrupting the flow of the molten resin mixture and an irregularity in pressure transmission at a portion of varying wall thickness of the mold as a result of the cooling and solidification of the molten Haizgemesches on the metal mold. The injection molded parts now produced do not show such flow markings.

'S Silberstreifen erscheinen auf der Oberfläche von Formteilen beim Erstarren des Hczgemlsches In Form eines Streifens oder einer Schliere von Sllberfarbe, während flüchtige Stoffe usw. Im Harzgemisch verflüchtigt werden. Be! den neu hergestellter. Spritzgußteüen sind keine SÜberstrelfeu festzustellen.'S silver stripes appear on the surface of molded parts when the Hczgemlsches solidifies in the form of a A streak or streak of silver color, while volatile substances etc. are volatilized in the resin mixture. Be! the newly manufactured. Injection molded parts are not found to be SÜberstrelfeu.

»Jetting« tritt häufig am Anguß der Form als Spur einer teilweise vorspringenden Linie in der Form als Folge der Beschleunigung des Flusses des Harzgemisches durch eine enge Eintrittsöffnung auf. Dies Ist bei den neu hergestellten Formteilen ebenfalls ausgeschlossen."Jetting" often occurs at the sprue of the mold as a trace of a partially protruding line in the mold as a result the acceleration of the flow of the resin mixture through a narrow inlet opening. This is new to the manufactured molded parts are also excluded.

Alle vorstehend genannten Mängel und Fehler Im Aussehen sind auf die Unregelmäßigkeit im Fluß des geschmolzenen Harzgemisches in der Metallform zurückzuführen und werden bei den neu hergestellten Formteilen durch die Verbesserung des Flusses des Harzgemisches an der Inneren Oberfläche der Form vermieden.All of the above defects and defects in appearance are due to the irregularity in the flow of the melted resin mixture in the metal mold and are used in the newly manufactured molded parts avoided by improving the flow of the resin mixture on the inner surface of the mold.

Es findet keine Erstarrung des Harzgemisches durch Abkühlen beim Eintritt In die Metallform mehr statt, vielmehr ist ein gleichmäßiger Fluß In der Metallform und gleichmäßiges Fließen des geschmolzenen Harzgemisches über die gesamte Innenfläche der Metallform gewährleistet, da die Innenfläche der Metallform vorher auf eine Temperatur, die über der Formbeständigkeitstemperatur des Harzes liegt, erhitzt worden Ist. Dies h«'· gleichmäßigen Oberflächenglanz bei im wesentlichen gleichem Glanz ohne Rücksicht auf den Teil der Form, beispielsweise das Angußende oder das blinde Ende, zur Folge.There is no more solidification of the resin mixture by cooling on entry into the metal mold, rather a uniform flow in the metal mold and uniform flow of the molten resin mixture over the entire inner surface of the metal mold is ensured, since the inner surface of the metal mold is previously heated to a temperature that is above is the heat distortion temperature of the resin, has been heated. This h '' · uniform surface gloss at substantially the same gloss irrespective of the part of the form, for example, the Angußende or the blind end result.

Drückt man den Unterschied Im Glanz des Formteils pro Längeneinheit längs der Linie vom Angußende zum blinden Ende der Form als »Glanzgradient« aus, so 1st dieser Gradient sehr niedrig und beträgt bei den neu hergestellten Spritzgußteilen 0 bis 0,5, vorzugsweise 0 bis 0,2%/cm, wobei ein Wert von 0 bis 0,1%/cm besonders bevorzugt wird. Im Gegensatz hierzu liegt der Glanzgradient bei üblichen Spritzgußteilen mit einem Verhältnis der Harzflußlänge L zur Dicke t des Formteils LIt = 20 bis 30 oder mehr In den meisten Fällen Im Bereich von 1 bis 5%/cm. Dies macht die bemerkenswerte Überlegenheit der neu hergestellten Formteile hinsichtlich Glanz und Unregelmäßigkeit des Glanzes deutlich.If the difference in the gloss of the molded part per unit length along the line from the sprue end to the blind end of the mold is expressed as a "gloss gradient", this gradient is very low and is 0 to 0.5, preferably 0 to 0, for the newly manufactured injection molded parts. 2% / cm, a value from 0 to 0.1% / cm being particularly preferred. In contrast to this, the gloss gradient in conventional injection-molded parts with a ratio of the resin flow length L to the thickness t of the molded part LIt = 20 to 30 or more is in the range of 1 to 5% / cm in most cases. This shows the remarkable superiority of the newly produced molded parts in terms of gloss and irregularity of the gloss.

Als typische Beispiele thermoplastischer Harze, die für das vorliegende Verfahren verwendet werden können, sind solche auf Basis von Styrol und Polyphenylenäther zu nennen.As typical examples of thermoplastic resins that can be used for the present process, those based on styrene and polyphenylene ethers should be mentioned.

Von den Harzen auf Styrolbasls zeigen kautschukverstärkte Harze auf Styrolbasls einen deutlichen EffektOf the resins on styrene basls, rubber-reinforced resins on styrene basls show a clear effect

«o hinsichtlich des Oberflächenglanzes. Diese Harze pflegen beim Spritzgießen auf Grund der darin enthaltenen großen Kautschukteilchen, die bei der Bewegung in der Metallform einer Deformierung unterliegen, eine rauhe Oberfläche auszubilden. Daher werden In der üblichen Praxis des Spritzgießens nur Glanzwerte von etwa 60% durch kautschukverstärkte Harze auf Styrolbasls erreicht, die die Kautschukkomponente in einem Anteil von 4 Gew.-% oder mehr enthalten. Im Gegensatz hierzu ist es beim vorliegenden Verfahren möglich, mit den glel-«O in terms of surface gloss. These resins maintain during injection molding due to the contained therein large rubber particles that are subject to deformation when moving in the metal mold, a rough one Form surface. Therefore, in the usual practice of injection molding only gloss values of about 60% achieved by rubber-reinforced resins on styrene basls, which contain the rubber component in a proportion of 4 wt% or more. In contrast to this, with the present method it is possible to use the same

*⁵ chen Harzen Glanzwerte von etwa 90 bis 100% zu erreichen. Bei Verwendung von ABS-Harzen können noch höhere Glanzwerte, die gewöhnlich über 94% liegen, erreicht werden.* ⁵ different resins to achieve gloss values of around 90 to 100%. When using ABS resins, even higher gloss values, usually over 94%, can be achieved.

Weiterhin können Harze auf Basis von Polyphenylenäthern verwendet werden.Resins based on polyphenylene ethers can also be used.

Die verwendeten thermoplastischen Harzmassen können andere Zusatzstoffe, die gewöhnlich auf diesem Gebiet verwendet werden, z. B. feuerhemmende MIttel und Gleitmittel, enthalten.The thermoplastic resin compositions used may have other additives that are commonly used on this Area can be used, e.g. B. fire retardant agents and lubricants contain.

Bei Verwendung von Polyphenylenätherharze haben die hergestellten Spritzgußteile im allgemeinen Oberflächenglanzwerte von mehr als 80%.When using polyphenylene ether resins, the injection molded parts produced generally have surface gloss values of more than 80%.

Es Ist natürlich auch möglich, andere Spritzgußharze, z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polycarbonate, PQlyox.ynvnhylen und Polyamide, zu verwenden.It is of course also possible to use other injection molding resins, e.g. B. polyethylene, polypropylene, polycarbonate, PQlyox.ynvnhylen and polyamides, to be used.

Als Füllstoffe, die den verwendeten thermoplastischen Harzmassen zugemischt werden, eignen sich anorganisehe Füllstoffe, z. B. Glasfasern, Glasperlen, Calclumcarbonat, Glimmer und Asbest, sowie Pulver und Hohlkörper aus Metallen wie Elsen, Kupfer, Zink und Aluminium sowie Oxiden und Hydroxiden dieser Metalle, wobei die Teilchengröße überwiegend 4 mm oder weniger beträgt. Die Gesamtmenge des Füllstoffs In der verwendeten Harzmasse Hegt im allgemeinen im Bereich von 5 bis 70 Gew.-se, bezogen auf die Gesamtmasse.Inorganic ones are suitable as fillers which are mixed with the thermoplastic resin compositions used Fillers, e.g. B. glass fibers, glass beads, calcium carbonate, mica and asbestos, as well as powder and hollow bodies of metals such as Elsen, copper, zinc and aluminum as well as oxides and hydroxides of these metals, whereby the particle size is predominantly 4 mm or less. The total amount of filler In the used Resin composition generally ranges from 5 to 70% by weight, based on the total composition.

Als Hochfrequenz-Oszillatoren eignen sich solche vom Typ der elektromotorischen Generatoren, Eiektronenröhren oder Thyristor-Wechselrichter. Die Frequenz kann im Bereich von 50 Hz bis 10 MHz liegen, während eine Frequenz von 1 bis 1000 kHz In der Praxis zu empfehlen Ist. Die Leistungsabgabe des Hochfrequenz-Oszillators kann im Bereich von 1 bis 5000 kW liegen und wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Größe der zu erhitzenden Metallform, der vorgesehenen Temperatur und der vorgesehenen Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung bestimmt.Suitable high-frequency oscillators are those of the electromotive generator type, electron tubes or thyristor inverter. The frequency can range from 50 Hz to 10 MHz while a frequency of 1 to 1000 kHz is recommended in practice. The power output of the high frequency oscillator can be in the range of 1 to 5000 kW and is suitably selected depending on the size the metal mold to be heated, the intended temperature and the intended speed of the Determined temperature increase.

Beispielsweise liegt eine zweckmäßige Leistungsabgabe eines Oszillators, dessen Induktor aus einem Kupferrohr von 5 mm Durchmesser besteht, das in Abständen von 5 mm zu einer Wendel gewickelt 1st, und bei einem Abstand zwischen der Innenfläche der Metallform und dem Induktor von 1 cm Im Bereich von 0,1 bis 10 kW/cm² der Oberfläche des Formteils, vorausgesetzt, daß die angewandte Frequenz 40OkHz beträgt und dieFor example, an expedient power output of an oscillator whose inductor consists of a copper tube with a diameter of 5 mm, which is wound into a helix at intervals of 5 mm, and with a distance between the inner surface of the metal mold and the inductor of 1 cm, is in the range of 0 , 1 to 10 kW / cm ^{2 of} the surface of the molding, provided that the frequency used is 40OkHz and the

Temperatur der Metallform aus S 45 C von der Ausgangstemperatur von etwa 40 bis 90° C innerhalb der Heizzelt von 10 bis 15 Sekunden um 40 bis 50⁰C wie beim üblichen Spritzgießen erhöht wird. Bei Leistungsabgaben von weniger als O₁I kW/cm² Ist die Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung der Metallform zu gering, um brauchbar zu sein, und kann schließlich zu Überlastung führen, wodurch der Überlastungsunterbrecher betätigt und das Erhitzen abgebrochen wird. Wenn die Leistungsabgabe 10 kW/cm² übersteigt, wird die Geschwindigkclt der Temperaturerhöhung zu stell, um die Formtemperatur regeln zu können, und im Falle großer Metallformcn mit großer Heizfläche wird gleichmäßiges Erhitzen unmöglich. Wenn eine Ungleichmäßigkeit der Temperatur von mehr als 5O⁰C auf der Innenfläche der Metallform vorhanden ist, pflegen Unregelmäßigkeiten des Glanzes, Einfallstellen usw. auf der Oberfläche des Sprltzgußtells aufzutreten.
Das Spritzgießverfahren wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.Temperature of the metal mold made of S 45 C is increased from the starting temperature of about 40 to 90 ° C within the heating tent from 10 to 15 seconds by 40 to 50 ⁰ C as in conventional injection molding. With power outputs of less than O ₁ I kW / cm ^2, the rate of temperature rise of the metal mold is too slow to be useful and can ultimately lead to overload, whereby the overload breaker is activated and the heating is aborted. When the output exceeds 10 kW / cm ² , the rate of temperature increase becomes adjustable in order to control the mold temperature, and in the case of large metal molds with a large heating area, uniform heating becomes impossible. If non-uniformity of temperature of greater than 5O ⁰ C is present on the inner surface of the metal mold, etc. occur maintain irregularities of gloss, sink marks on the surface of Sprltzgußtells.
The injection molding process is further illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1

Eine AS-Harzmasse, die 20 Gew.-96 Glasfasern von 13 μηη Durchmesser enthielt, wurde mit einer Spritzgießmaschine des In Flg. 1 dargestellten Typs mit Schneckenschubaggregat (in-llne type) verarbeitet. Eine mehrtel- '5 I Ige Form aus gewöhnlichem Stahl S 45 C wurde verwendet. Sie war zum Spritzen eines scheibenförmigen Formlells mit einem Durchmesser von 10 cm, einer Höhe von 2 cm und einer durchschnittlichen Wandstärke von 3,5 mm ausgebildet. Die Form war mit zentralem direktem Anguß versehen.An AS resin composition containing 20% by weight of glass fibers of 13 μm diameter was made with an injection molding machine of In Flg. 1 with a screw feed unit (in-line type). A multiple '5 Ige form made of ordinary steel S 45 C was used. It was for injecting a disk-shaped formula with a diameter of 10 cm, a height of 2 cm and an average wall thickness of 3.5 mm formed. The mold was provided with a central direct gate.

Ein Induktor wurde hergestellt. Indem ein Kupferrohr von 3 mm Durchmesser mit Abständen von 5 mm zu einer Wendel gewickelt und so geformt wurde, daß es sich dem Profil des Formhohlraums anpaßte, und dann durch Einbetten In eine flache Platte aus Epoxyharz festgelegt.An inductor was made. By adding a copper pipe of 3 mm in diameter with intervals of 5 mm too a helix and shaped to match the profile of the mold cavity, and then fixed by embedding in a flat sheet of epoxy resin.

Die Temperatur des Spritzzylinders wurde so eingestellt, daß das Harzgemisch eine Temperatur von 240° C hatte. Vor dem Einspritzen des Harzgemisches in die Form wurde der in der beschriebenen Weise hergestellte Induktor zwischen die beiden Formhälften eingefügt. Nach Betätigung des Oszillators für 15 Sekunden bei 400 kHz und 6 kW wurde die zweiteilige Form einmal geöffnet, um den Induktor herauszuziehen, und dann wieder geschlossen. Während dieser Maßnahme wurde kein Kühlwasser in der Metallform umgewälzt. Dann wurde die geschmolzene AS-Harzmasse, die die Glasfasern enthielt, unter einem Spritzdruck von 58,9 bar 10 Sekunden wie beim üblichen Spritzgießen eingespritzt. Anschließend wurde Kühlwasser In der Metallform 20 Sekunden umgewälzt, um das Formteil zu kühlen. Das Formteil wurde dann entformt. Die Preßdauer betrug insgesamt 60 Sekunden.The temperature of the injection cylinder was adjusted so that the resin mixture had a temperature of 240.degree would have. Before the resin mixture was injected into the mold, it was prepared in the manner described Inductor inserted between the two mold halves. After operating the oscillator for 15 seconds at 400 kHz and 6 kW, the two-part mold was opened once to pull out the inductor and then closed again. During this operation, no cooling water was circulated in the metal mold. then became the melted AS resin composition containing the glass fibers under an injection pressure of 58.9 bar Injected for 10 seconds as in conventional injection molding. Then cooling water was put into the metal mold Circulated for 20 seconds to cool the molded part. The molded part was then removed from the mold. The pressing time was 60 seconds in total.

Das Formteil hatte ein ausgezeichnetes Aussehen und war in dieser Hinsicht mit einem ausschließlich aus AS-Harz bestehenden Formteil vergleichbar und zeigte keine Oberflächenfehler wie Silberstreifen und freiliegende Glasfasern auf der Oberfläche. Der Glanzwert Gs(60°) des Formteils war sehr hoch und betrug bis zuThe molding had an excellent appearance and was an exclusive one in that regard AS resin was comparable to the existing molding and showed no surface defects such as silver streaks and exposed ones Glass fibers on the surface. The gloss value Gs (60 °) of the molding was very high and was up to

^y 102%. ^y 102%.

Beispiel 2Example 2

Eine ABS-Harzmasse, die 20 Gew.-% Glasfasern von 15 μηι Durchmesser enthielt, wurde mit einer üblichen Spritzgießmaschine bei einer Harztemperatur von 24O⁰C verarbeitet. Das mehrteilige Werkzeug bestand aus Stahl S 55 C und war so ausgebildet, daß ein Prüfkörper mit der in JIS K 6871 vorgeschriebenen Hantelform und *° ein Prüfkörper in Form einer rechteckigen Platte gepreßt werden konnte. Ein Induktor wurde hergestellt, Indem ein Kupferrohr von 3 mm Durchmesser zu einer Wendel mit Abständen von 5 mm gewickelt und in eine 2 cm dicke Epoxyharzplatte eingebettet wurde. Das Spritzgießverfahren wurde auf die in Beispie! 1 beschriebene Welse, jedoch bei 400 kHz, 6 kW, einer Hochfrequenz-Oszillationsdauer von 10 Sekunden, einer Spritzgießzeit von 10 Sekunden, einer Wasserkühlzelt von 15 Sekunden und einer Gesamtpreßdauer von 50 Sekunden bei einem Spritzdruck von 49 bar durchgeführt.An ABS resin composition comprising 20 wt .-% of glass fibers of 15 diameter containing μηι was processed with a conventional injection molding machine at a resin temperature of 24O ⁰ C. The multi-part mold made of steel S 55 C and was formed so that a test piece in JIS K 6871 dumbbell prescribed shape could be pressed and * ° a test specimen in the form of a rectangular plate with the. An inductor was manufactured by winding a 3 mm diameter copper tube into a coil at 5 mm intervals and embedding it in a 2 cm thick epoxy resin plate. The injection molding process was based on the example! 1 described catfish, but carried out at 400 kHz, 6 kW, a high-frequency oscillation time of 10 seconds, an injection molding time of 10 seconds, a water cooling tent of 15 seconds and a total pressing time of 50 seconds at an injection pressure of 49 bar.

Die Oberfläche des in dieser Weise hergestellten Formteils war von einer dünnen Randschicht aus dem verwendeten ABS-Harz bedeckt. Ein Formteil mit sehr gutem Aussehen und ausgezeichnetem Glanz wurde erhalten. Dieses Formteil wurde auf seine Eigenschaften nach der Vorschrift der Norm JIS K 6871 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt. Wie diese Ergebnisse zeigen, wies das erhaltene Formteil ausgezeichnetes ^so ■j| Aussehen, ausgezeichneten Glanz und andere günstige Eigenschaften auf.The surface of the molded part produced in this way was covered by a thin surface layer made of the ABS resin used. A molding having a very good appearance and excellent gloss was obtained. This molded article was evaluated for its properties according to the specification of JIS K 6871. The results are given in Table 1. As these results show, the molding obtained had excellent j ^so ■ | Appearance, excellent gloss and other favorable properties.

Beispiel 3Example 3

Eine PS-Harzmasse, die 50 Gew.-% Eisenpulver von 74 μπι enthielt, wurde mit einer üblichen Spritzgieß- ^5S maschine mit Schneckenschubaggregat (in-line type) bei einer Harztemperatur von 220° C gespritzt. Das mehrteilige Werkzeug mit Seiten-Anschnitt war so ausgebildet, daß zwei flache rechteckige Scheiben von 5 cm χ 8 cm χ 0,5 cm, die zu einer Schachtel mit Scharnier verbunden werden konnten, gleichzeitig gespritzt werden konnten.A PS resin composition which contained 50% by weight iron powder of 74 μm was injected with a conventional ^5S injection molding machine with a screw feed unit (in-line type) at a resin temperature of 220 ° C. The multi-part mold with a side cut was designed so that two flat rectangular disks of 5 cm × 8 cm × 0.5 cm, which could be connected to form a box with a hinge, could be injected at the same time.

Der Induktor wurde hergestellt, indem ein Kupferrohr von 5 mm Durchmesser zu einer Wendel mit einem Absland von 5 mm gewickelt und in eine 2 cm dicke Epoxyharzplatte eingebettet wurde. Dieser Induktor wurde zwischen die beiden Werkzeughälften eingefügt. Der Induktor wurde 15 Sekunden bei 400 kHz und 6 kW betätigt. Nach dem Herausziehen des Induktors aus dem Werkzeug wurde das Spritzgießen auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise durchgeführt.The inductor was made by twisting a 5mm diameter copper tube into a coil with a Absland of 5 mm and embedded in a 2 cm thick epoxy resin board. This inductor was inserted between the two tool halves. The inductor was operated for 15 seconds at 400 kHz and 6 kW. After the inductor had been withdrawn from the tool, injection molding was carried out on the method described in Example 1 described manner carried out.

Das in dieser Weise hergestellte Formteil hatte die gleiche Oberfläche wie ein gewöhnliches Formteil aus PS-Harz ohne Zusatzstoffe und zeigte kein freiliegendes Eisenpulver an der Außenseite. Das Formteil hatte ein spezifisches Gewicht von 1,8 und zeigte einen festen Griff, der bisher bei üblichen Formteilen aus PS-Harz unbekannt war. Der Glanzwert Gs(60°) des Formteils betrug 9996.The molded article produced in this way had the same surface as an ordinary molded article made of PS resin with no additives and showed no exposed iron powder on the outside. The molding had a specific weight of 1.8 and showed a firm grip, which was previously the case with conventional molded parts made of PS resin was unknown. The gloss value Gs (60 °) of the molded part was 9996.

Eigenschaftcharacteristic PrüfmethodeTest method Einheitunit Beispiel
2example
2 Verglelchs-
belsplcl IComparative
belsplcl I Zugfestigkeittensile strenght JIS K 6871JIS K 6871 N/mm² N / mm ² 98,198.1 98,198.1 Dehnungstrain JIS K 6871JIS K 6871 %% 22 22 BiegemodulBending module ASTM D 790ASTM D 790 N/mm² N / mm ² 53945394 53945394 BiegefestigkeitFlexural strength ASTM D 790ASTM D 790 N/mm² N / mm ² 127,5127.5 127,5127.5 Izod-Schlagfählgkeit
(3,2 mm dick, ohne Kerbe)Izod ability to hit
(3.2 mm thick, without notch) JIS K 6871JIS K 6871 Nm/cmNm / cm 2,942.94 2,452.45 Formbeständigkeit
in der WärmeDimensional stability
in the warmth JIS K 6871JIS K 6871 ⁰C ⁰ C 104104 100100 Glanzshine ASTM D 523ASTM D 523 Gs(60")%Gs (60 ")% 9898 4545 Beispiel 4Example 4

Vergleichsbeispiel 1Comparative example 1

Unter Venvendung der gleichen Spritzgießmaschine, des gleichen Werkzeugs und der gleichen Harzmasse wie In Beispiel 2 wurde das Spritzgießen bei einer Harztemperatur von 240° C, einer Formtemperatur von 60° C, einer Spritzdauer von 10 Sekunden, einer Kühlzelt von 15 Sekunden, einer gesamten Spritzdauer von 40 Sekunden und einem Spritzdruck von 49 bar ohne Vorerhitzen durch Hochfrequenzinduktion durchgeführt. Die Eigenschaften des hierbei erhaltenen Formteils sind in Tabelle 1 genannt.Using the same injection molding machine, tool and resin composition as In Example 2, the injection molding was carried out at a resin temperature of 240 ° C, a mold temperature of 60 ° C, a spray time of 10 seconds, a cooling tent of 15 seconds, a total spray time of 40 seconds and an injection pressure of 49 bar without preheating by high frequency induction. the Properties of the molded part obtained in this way are given in Table 1.

Tabelle 1Table 1

Vergleich des Spritzgießens mit und ohne Vorheizen durch Hochfrequenz-InduktionComparison of injection molding with and without preheating using high-frequency induction

Ein Vergleich der Oberflächenglanzwerte von Formteilen, die bei verschiedenen Werkzeugtemperaturen aus verschiedenen Harzen hergestellt wurden, wurde vorgenommen.A comparison of the surface gloss values of molded parts made at different mold temperatures different resins were made.

Ein mehrteiliges Werkzeug aus ultrahartem Werkzeugmetall (NAK-Metall) mit auf Spiegelglanz polierter Innenfläche zum Spritzen eines flachen quadratischen Stücks mit einer Perforation von 1,5 cm Durchmesser und einer Dicke von 3 mm, wie in Flg. 7 dargestellt, wurde verwendet. Der Anguß lag am Punkt E In Flg. 7 und war ein Punktanguß von 4^W χ 8^L χ 2' mm. Der Induktor wurde hergestellt durch Wickeln eines Kupferrohres von 5 mm Durchmesser zu einer flachen Wendel mit einem Abstand von 10 mm und Einbetten In eine 3 cm dicke Epoxyharzplatte. Der Hochfrequenz-Oszillator mit stetiger veränderlicher Ausgangsleistung wurde bei 7 kHz und 10 kW verwendet. Eine Spritzgießmaschine des Typs »Toshiba IS 80« wurde verwendet. Das Spritzgießen wurde mit dem zeitweilig angewandten Induktor unter üblichen Bedingungen unter Verwendung vericniedener Harzmassen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt.
Tabelle 2 zeigt, daß Spritzgußteile mit hohem Glanz und fast ohne Glanzgradient, d. h. »GLanzunglcichhell«,A multi-part tool made of ultra-hard tool metal (NAK metal) with an inner surface polished to a mirror finish for spraying a flat, square piece with a perforation of 1.5 cm in diameter and 3 mm in thickness, as shown in FIG. 7 was used. The gate was at point E in Flg. 7 and was a point gate of 4 ^W 8 ^L χ 2 'mm. The inductor was made by winding a 5 mm diameter copper tube into a flat coil spaced 10 mm apart and embedding it in a 3 cm thick epoxy resin board. The high frequency oscillator with continuously variable output was used at 7 kHz and 10 kW. A »Toshiba IS 80« injection molding machine was used. Injection molding was carried out with the temporarily applied inductor under ordinary conditions using various resin compositions. The results are given in Table 2.
Table 2 shows that injection molded parts with high gloss and almost no gloss gradient, ie "glossy gloss",

■»5 hergestellt werden können. MU anderen Worten, die Ergebnisse zeigen, daß ein erheblicher Unterschied im Oberflächenglanz zwischen den Teilen E und F bei üblichen Produkten vorhanden Ist, während das Produkt gemäß dem beschriebenen Sprltzgleßverfahren außer dem hohen Glanz keinen solchen Unterschied zelgl.■ »5 can be produced. In other words, the results show that there was a significant difference in the Surface gloss between parts E and F in common products is present while the product is according to the described Sprltzgleßverfahren apart from the high gloss no such difference zelgl.

Bei den Formteilen wurden die Oberflächenfehler, d. h. Fließmarkierungen, »Jettings« und Silberstreifen, vollständig vermieden, und auch die Schweißlinie 1st bei allen untersuchten Harzen nicht wahrnehmbar.In the case of the molded parts, the surface defects, i.e. H. Flow marks, "jettings" and silver stripes, complete avoided, and the weld line is also imperceptible for all of the resins examined.

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wird bei dem nai;h den bisher üblichen Verfahren hergestellten Sprltzgußtellen nie ein hoher Glanz erzielt, auch wenn ein besonderes Harz gewählt wird. Fließmarkierungen und »Jettings« wurden festgestellt; Silberstrelfen traten bei den Füllstoffe enthaltenden Formteilen auf, und Schweißlinien waren sichtbar. Verbesserungen Im Aussehen und Glanz, die durch Änderung der Spritzbedingungen, Insbesondere der Formtemperatur erhalten wurden, sind begrenzt und erreichen nicht das Ausmaß wie beim beschrlebenen Verfahren.As can be seen from Table 2, injection-molded castings are manufactured using the previously customary processes in the nai; h never achieves a high gloss, even if a special resin is chosen. Flow markings and "jetting" were noticed; Silver streaks occurred on molded parts containing fillers and weld lines were visible. Improvements in appearance and gloss brought about by changing spray conditions, in particular the mold temperature obtained are limited and do not reach the extent as described in the specification Procedure.

Tabelle 2Table 2

Harz
Handelsbezeichnung resin
Trade name

Harzresin

Spritzen bei Zylinder- Spritztemp. druck 'C (bar)Spray at cylinder spray temp. pressure 'C (bar)

Übliches Produkt
Maximale Gs(6O°)5S
Temp, der Teil Teil
Form- E FUsual product
Maximum Gs (6O °) 5S
Temp, the part part
Form- EF

Innenfläche Inner surface

Produkt gemäß der Erfindung Maximale Gs(6O°)5ä Temp, der Teil Teil Form- E FProduct according to the invention Maximum Gs (60 °) 5ä Temp, the part part form- E F

Innenfläche Inner surface

Styron 492
Styron 492
Styron 492
Styron XH 602Styron 492
Styron 492
Styron 492
Styron XH 602

Styron 777Styron 777

(492-50/(492-50 /

683-50683-50

Styron 777
(XH 602-30/
679-770Styron 777
(XH 602-30 /
679-770

Stylac 100
Slyiac 120Stylac 100
Slyiac 120

Tyril GF
R 140 TTyril GF
R 140 T

Stylac GF
R 240 AStylac GF
R 240 A

Stylac GF
R 220 AStylac GF
R 220 A

Xyron GF
G 702 HXyron GF
G 702 H

Slyiac
A 4081Slyiac
A 4081

Xyron 201 V
Xyron 500 HXyron 201 V
Xyron 500 H

HIPS
VersuchsproduktHIPS
Trial product

HlPS
VersuchsproduktHlPS
Trial product

HlPS
VersuchsproduktHlPS
Trial product

Loymer
S 3340Loyal
S 3340

Panllle
G 1030Panllle
G 1030

AmilanAmilan

CM 10 116-30CM 10 116-30

HIPS
HIPS
HIPS
HIPS
MIPSHIPS
HIPS
HIPS
HIPS
MIPS

MIPSMIPS

ABS
ABSSECTION
SECTION

Glasfaserverstärktes SAN, Glasfasergehalt 20 Gew.-96Glass fiber reinforced SAN, glass fiber content 20% by weight

Glasfaserverstärktes ABS, Glasfasergehalt 20 Gew.-%Glass fiber reinforced ABS, glass fiber content 20% by weight

Glasfaserverstärktes ABS,
Glasfasergehalt 10 Gew.-96
Glasfaserverstärktes PPE,
Glasfasergehalt 20 Gew.-96Glass fiber reinforced ABS,
Glass fiber content 10% by weight
Glass fiber reinforced PPE,
Glass fiber content 20 wt. 96

ABS 60 Gew.-% Fe₂O₁ 40 Gew.-»ABS 60% by weight Fe ₂ O ₁ 40% by weight »

PPEPPE

PPEPPE

Kautschukgehait 5 Gew.-%Rubber content 5% by weight

Kautschukgehalt 10 Gew.-%Rubber content 10% by weight

Kautschukgehalt 15 Gew.-95Rubber content 15 wt. -95

CaCOj 40 Gew.-VG als FüllstoffCaCOj 40 wt as a filler

Glasfaserverstärktes PC, Glasfasergehalt 30 Gew.-96Glass fiber reinforced PC, glass fiber content 30% by weight

Glasfaserverstärktes PA-6, Glasfasergehalt 30 Gew.-%Glass fiber reinforced PA-6, glass fiber content 30% by weight

220 220 220 220 220220 220 220 220 220

220220

230 230 240230 230 240

240240

240240

290290

240240

240 290 220240 290 220

220 220 220 290220 220 220 290

240240

39,2 39,2 44,139.2 39.2 44.1

44,1 39,2 44,144.1 39.2 44.1

41
30
20
51
6041
30th
20th
51
60

8585

7070 7070 7070 8989 7070 4040

3535

4545

3030th

32
25
18
40
5532
25th
18th
40
55

8585

63
86
3963
86
39

3030th

4343

110
110
110
110
110110
110
110
110
110

110110

110
110
115110
110
115

115115

115115

2525th

205205

103 103 103 102 102103 103 103 102 102

1.00 100 1021.00 100 102

103 103 103 102 102103 103 103 102 102

102 101102 101

99 100 101 99 100 101

9898

9999

9090 3030th 2828 135135 102102 102102 7070 5050 4545 120120 100100 100100 8080 5050 4545 130130 103103 103103 9090 4545 4040 135135 103103 102102 7070 4545 3333 110110 103103 103103 7070 3535 2121 110110 102102 102102 7070 2020th 1313th 110110 101101 100100 4040 1616 1717th 150150 8888 8888 8080 2525th 2020th 160160 103103 103103

9494

Vergleichsbeispiel 2Comparative example 2

E'ieses Beispiel veranschaulicht das Vorerhitzen des Meta'lwerkzeugs durch Einführen eines erhllztcn Mediums In das Werkzeug.This example illustrates the preheating of the metal tool by inserting a heat exchanger Medium In the tool.

Das In Beispiel 4 beschriebene Metallwerkzeug wurde verwendet. Als Heizmedium diente Wasserdampf von 9,8 bar. Das Metallsyerkzeug wurde mit Eintritts- und Austrittsschlltzsn, durch die nur der Wasserdampf und nicht das geschmolzene Harz eintreten konnte, an den Trennungsfiächen so versehen, daß eine Innenfläche des Werkzeugs erhitzt werden konnte. Im Eintritt wurd3 ein Rückschlagventil angeordnet und am Austritt ein Verschluß eingebaut. Um den Dampfdruck Im Metallwerkzeug halten zu können, wurden O-Ringe verwendet. Es war so schwierig, das Werkzeug gegen den Wasserdampf von 9,8 bar abzudichten, daß die praktische Anwendung dieser Methode in der Industrie unmöglich sein würde, da das Metallwerkzeug mit einem Auswerferstift versehen 1st und der O-Ring nicht sehr wirksam abdichtet. Das Vorerhitzen des Metallwerkzeugs wurde vorgenommen, wahrend der Dampf austrat. Der Dampfdruck im Werkzeug wurde 30 Sekunden bei 2,94 bis 3,92 bar gehalten, bevor er aufgehoben wurde. Das Spritzgießen wurde anschließend durchgeführt Die Werk zeugtemperatur in diesem Augenblick betrug 120⁰C. Das hierbei erhaltene Formteil war nicht immer gut Gelegentlich waren Flecken auf dem Formteil sichtbar, obwohl der Grund hierfür nicht festgestellt wurde und nicht erkennbar war, ob der Wasserrest oder das im Dampf enthaltene Korrosionsschutzmittel dafür verantwortlich war. Ferner war ein Rest um den Auswerferctift am Formteil vorhanden. Dieser Rest war höchstwahrscheinlich auf Formschweiß (mold sweat) zurückzuführen.The metal tool described in Example 4 was used. Steam at 9.8 bar was used as the heating medium. The metal system tool was provided with entry and exit ports through which only the water vapor and not the molten resin could enter, at the parting surfaces so that an inner surface of the tool could be heated. A check valve was placed in the inlet and a lock was installed at the outlet. O-rings were used to keep the vapor pressure in the metal tool. It was so difficult to seal the tool against the 9.8 bar water vapor that the practical application of this method in industry would be impossible because the metal tool is provided with an ejector pin and the O-ring does not seal very effectively. Preheating of the metal tool was done while the steam escaped. The steam pressure in the mold was held at 2.94 to 3.92 bar for 30 seconds before it was released. The injection molding was then carried out the work of convincing temperature at this moment was 120 ⁰ C. The molding thus obtained was not always good occasion were stains on the molding visible, although the reason has not been established for this purpose and was not clear whether the water balance or in The anti-corrosion agent contained in steam was responsible for this. There was also some residue around the ejector pin on the molded part. This remainder was most likely due to mold sweat.

Hinzu kamen ein Arbeltsslcherheltsproblem, die Wartung des Metaliwerkzeugs beispielsweise zur Korrosionsverhütung usw., ein Problem der Lebensdauer des O-Rlnges usw. hinzu. Hieraus ist zu folgern daß dieses Verfahren In der Technik weit weniger anwendbar ist als das beschriebene Spritzgießverfahren.In addition, there was a problem of work, maintenance of the metal tool for corrosion prevention, etc., a problem of the life of the O-ring, and so on. From this it can be concluded that this Process is far less applicable in technology than the injection molding process described.

Beispiel 5Example 5

Der In Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch an Stelle des 20% Glasfasern enthaltenden SAN-Harzes ein Polypropylenharz, das 30 Gew.-% Glasfasern enthielt, verwendet wurde Ergebnisse die mit den mit dem SAN-Harz erhaltenen Ergebnissen vergleichbar waren, wurden erhalten Der Glanzwerl Gs(60°) des Formtells betrug 88%.The experiment described in Example 1 was repeated, but instead of the one containing 20% glass fibers SAN resin, a polypropylene resin containing 30% by weight of glass fibers, was used were comparable to the results obtained with the SAN resin, Der Glanzwerl was obtained The Gs (60 °) of the mold was 88%.

Beispiel 6Example 6

Unter Verwendung eines mehrteiligen Metallwerkzeugs zum Spritzen von zwei Gehäusehälften für Audiokassetten (als Kassettenhälften bezeichnet) wurde eine HIPS-Harzmasse durch Spritzgießen verarbeitet.Using a multi-part metal tool to inject two halves of the housing for audio cassettes (referred to as cassette halves), a HIPS resin composition was processed by injection molding.

Der Induktor wurde hergestellt, indem ein Kupferrohr von 5 mm Durchmesser zu einer flachen Wendel mit einem Abstand von 5 mm gewickelt und In eine 3 cm dicke Epoxyharzplatte eingebettet wurde. Dieser Induktor wurde zwischen den Werkzeughälften angeordnet und 15 Sekunden durch einen Hochfrequenzstrom von 7 kHz und 20 kW erregt. Nach dem Herausziehen aus dem Werkzeug wurde das Spritzgießen wie In Beispiel I durchgeführt. The inductor was made by using a 5mm diameter copper tube to form a flat helix a distance of 5 mm and embedded in a 3 cm thick epoxy resin plate. This inductor was placed between the mold halves and exposed to a high frequency current of 7 kHz for 15 seconds and 20 kW excited. After withdrawal from the tool, injection molding was carried out as in Example I.

<° Das Formteil zeigte eine komplizierte Gestalt mit Rippen, Naben, Perforationen und einem eingeprägten Muster, die Fließmarkierungen, Schweißlinien u. dgl. gehabt hätten, wenn das Formteil nach dem üblichen Spritzgußverfahren hergestellt worden wäre. Das Formteil zeigte jedoch ein ausgezeichnetes Aussehen ohne Fließmarkierungen und ohne sichtbare Schweißlinie, aber mit verbesserter Fühlbarkelt des geprägten Musters Die Maßgenauigkeit war die gleiche wie bei in bekannter Weise hergestellten Spritzgußtellen Kelneriel Defor-<° The molded part had a complicated shape with ribs, hubs, perforations and an embossed one Patterns that would have flow marks, weld lines and the like if the molded part had been made according to the usual Injection molding would have been produced. However, the molding showed an excellent appearance without Flow marks and no visible weld line, but with improved feel of the embossed pattern The dimensional accuracy was the same as with Kelneriel Defor-

« mlerung wurde festgestellt.The message was established.

Die Untersuchung des Glanzes am flachen Teil des Formteils ergab ein GS(60°)-Wert von 98% für das erfindungsgemäße Formteil und von 45% für das nach dem üblichen Verfahren hergestellte Formteil.Examination of the gloss on the flat part of the molding gave a GS (60 °) value of 98% for the one according to the invention Molded part and 45% for the molded part produced by the usual method.

Beispiel 7Example 7

Das in Fig.4 dargestellte mehrteilige Metallwerkzeug wurde verwendet. Die Teile A und A' bestanden aus NAK-Metall, und die Oberflächen, die mit der eingespritzten Harzmasse In Berührung kamen, waren hochglanzpoliert. Dieses Werkzeug war mit zentralem direktem Anguß versehen und ergab schalenform Ige Formteile mit einem Durchmesser von 10 cm, einer Tiefe von 2 cm und einer durchschnittlichen Dicke von 3 5 mm Die Induktoren an den Teilen B und B' waren jeweils hergestellt worden durch Wickeln eines Kupferrohrs mit einem Durchmesser von 5 mm zu einer flachen Wendel mit Abständen von 15 mm und Einbetten In eine 15 mm dicke Epoxyharzplatte. Die Werkzeugteile C und C" bestanden aus einem 3 mm dicken Bronzeblech Die Werkzeugteile D und D' bestanden aus Werkzeugstahl S-45C.The multi-part metal tool shown in Figure 4 was used. The parts A and A ' were made of NAK metal, and the surfaces that came into contact with the injected resin composition were mirror-polished. This tool was provided with a central direct gate and produced shell-shaped molded parts with a diameter of 10 cm, a depth of 2 cm and an average thickness of 35 mm. The inductors on parts B and B ' were each made by winding a copper pipe with a diameter of 5 mm to a flat helix with intervals of 15 mm and embedding in a 15 mm thick epoxy resin plate. The tool parts C and C "consisted of a 3 mm thick bronze sheet. The tool parts D and D ' consisted of tool steel S-45C.

Unter Verwendung dieses mehrteiligen Werkzeugs wurde eine im Handel erhältlche SAN-Harzmasse die 20 Gew.-% Glasfasern enthielt, durch Spritzgießen verarbeitet. Die Temperatur des Spritzzylinders wurde so eingestellt, daß die Temperatur der Harzmasse bei 240° C gehalten wurde. Die Induktoren wurden durch einen Hochfrequenz-Oszillator von 4 kHz und 8 kW für 10 Sekunden erregt. Anschließend wurde das Spritzgießen bei einem Spritzdruck von 58,8 bar In einer Preßzeit von 10 Sekunden in üblicher Welse durchgeführt. Anschlleßend wurde die Form 20 Sekunden gekühlt und das Formteil entformt. Die gesamte Preßdauer betruK 45 Sekunden.Using this multi-part tool, a commercially available SAN resin composition was the 20th Containing wt .-% glass fibers, processed by injection molding. The temperature of the injection cylinder was set so that that the temperature of the resin composition was kept at 240 ° C. The inductors were powered by a high frequency oscillator of 4 kHz and 8 kW excited for 10 seconds. Subsequently, the injection molding was at an injection pressure of 58.8 bar carried out in a pressing time of 10 seconds in the usual catfish. Afterwards the mold was cooled for 20 seconds and the molded part was removed from the mold. The entire duration of the press was affected 45 seconds.

Das In dieser Welse hergestellte Formteil zeigte das gleiche Aussehen wie ein ausschließlich aus SAN-Harz hergestelltes Formteil. Keinerlei Silberstrelfen oder aus der Oberfläche des Formteils herausragende Glasfasern waren erkennbar. Der Glanzwert Gs(60°) betrug 102%.The molded article made in this catfish showed the same appearance as that made exclusively of SAN resin manufactured molded part. No silver strelves or glass fibers protruding from the surface of the molded part were recognizable. The gloss value Gs (60 °) was 102%.

Verlgelchsbeisplel 3Vergelchsbeisplel 3

Zum Vergleich wurde ein Spritzgußversuch unter den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Anwendung des Hochfrequenz-Induktionserhltzens vor dem Pressen durchgeführt. Hierbei wurde ein Produkt mit verfärbtem Aussehen erhalten, das zahlreiche Silberstreifen zeigte und einen Glanzwert Gs(60°) von 45% hatte.For comparison, an injection molding test was carried out under the same conditions, but without using the High frequency induction heating carried out before pressing. A product with discolored Obtained appearance showing numerous silver streaks and having a gloss value Gs (60 °) of 45%.

Beispiel 8Example 8

Der Versuch wurde mit der gleichen Apparatur und in der gleichen Welse wie in Beispiel 7 durchgeführt, wobei jedoch an Stelle der SAN-Harzmasse HIPS, ABS und PPE verwendet wurden und die Pießtemperatur jedem Harz angepaßt wurde. Das Formteil aus jedem Harz hatte ein ausgezeichnetes Aussehen und übertraf die allgemein gültige Bewertung von Spritzgußteilen. Alle hergestellten Formteile zeigten Gianzwerte (Gs(60°) von mehr als 100% ohne Rücksicht auf die Lage des Formteils und keine Unregelmäßigkeiten des Glanzes, Oberflächenfehler usw.The experiment was carried out with the same apparatus and in the same catfish as in Example 7, However, instead of the SAN resin compound, HIPS, ABS and PPE were used and the Piess temperature adapted to each resin. The molded article made of each resin was excellent in appearance and exceeded that generally valid evaluation of injection molded parts. All molded parts produced showed Giancy values (Gs (60 °) of more than 100% regardless of the position of the molded part and no irregularities in the gloss, surface defects etc.

Die Bedingungen des Spritzgießens, das Aussehen und der Glanz des Formteils aus jeder einzelnen Harzmasse sind In Tabelle 3 zusammen mit dem gemäß Vergleichsbeispiel 4 hergestellten Formteil genannt, das auf die in Beispiel 7 beschriebene Weise, jedoch ohne vorheriges Erhitzen des Metallwerkzeugs durch Hochfrequenz-Induktion hergestellt wurde.The conditions of injection molding, the appearance and gloss of the molded article from each resin composition are mentioned in Table 3 together with the molded part produced according to Comparative Example 4, which on the manner described in Example 7, but without prior heating of the metal tool by high-frequency induction was produced.

Tabelle 3Table 3

HIPS ABS PPEHIPS ABS PPE

SAN-Glasfasern (Bcispiel 7)SAN glass fibers (Example 7)

Harz-
temp.
⁰CResin-
temp.
⁰ C Oszilla
tions-
dauer
SekundenOscillator
functional
duration
Seconds Beispiel 8
Gesamt-
Preß-
dauer
Sek.Example 8
Total-
Press
duration
Sec. Aussehen des
ProduktsAppearance of the
Product Gs(60°)Gs (60 °) Vergleichsbeispiel 4
Gesamt- Aussehen des
preß- Produkts
dauer
Sek.Comparative example 4
Overall appearance of the
press product
duration
Sec. Unregelmäßig
keit des GlanzesIrregular
shine Gs(60'Gs (60 ' 220220 1010 4545 keine Glanz
unregel
mäßigkeitno shine
irregular
moderation 104104 3535 Unregelmäßig
keit des GlanzesIrregular
shine 60-7060-70 240240 1010 4545 keine Glanz
unregel
mäßigkeitno shine
irregular
moderation 104104 3535 Unregelmäßig
keit des GlanzesIrregular
shine 85-9085-90 280280 1515th 5050 keine Glanz
unregel
mäßigkeitno shine
irregular
moderation 103103 4040 (rauhe
Oberfläche(rough
surface 35-4035-40 240240 1010 4545 keine Glanz
unregel
mäßigkeitno shine
irregular
moderation 102102 3535 45-6045-60 Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

4040 4545

5050

6060

6565

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen von Spritzgußtellen aus thermoplastischen Harzmassen, die verstärkende Materialien und/oder Füllstoffe in einer Menge von mindestens 4 Gew.-96 enthalten, hei dem die Inneren1. Process for the production of injection molded parts from thermoplastic resin compositions, the reinforcing Contain materials and / or fillers in an amount of at least 4% by weight, i.e. the interior formgebenden Oberflächen einer Spritzgießform voi dem Einspritzen der geschmolzenen Harzmasse In die Spritzgießform zumindest teilweise und oberflächlich auf eine Temperatur erhitzt werden, die über der lemperatur Hegt, bis zu der die verwendete Harzmasse formbeständig ist, dadurch gekennzeichnet daß zum Herstellen von Spritzgußtellen mit einer äußeren Oberfläche, die einen sehr hohen Oberflächenglanz aufweisen, das Vorerhitzen durch Hochfrequenz-Induktion vorgenommen wird.forming surfaces of an injection mold prior to the injection of the molten resin mass into the Injection mold are at least partially and superficially heated to a temperature above the l temperature up to which the resin composition used is dimensionally stable, characterized that for the production of injection-molded parts with an outer surface that has a very high surface gloss have, the preheating is done by high frequency induction. •0 • 0 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorerhitzen mit einer Geschwindigkeit2. The method according to claim 1, characterized in that the preheating at one rate der Temperaturerhöhung von 80° C/Mln. durchgeführt wird.the temperature increase of 80 ° C / Mln. is carried out. 3. Vorrichtung zum Vorerhitzen der inneren formgebenden Oberflächen Im Bereich von Formhälften einer Spritzgießform nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Oberflächen vor dem Einspritzen der geschmolzenen Harzmasse In die Spritzgießform zumindest teilweise und oberflächlich auf eine Temperatur vorerhitzt3. Device for preheating the inner shaping surfaces in the area of the mold halves Injection mold according to claim 1 or 2, wherein the surfaces prior to injection of the molten Resin mass In the injection mold, at least partially and superficially preheated to a temperature werden, die über der Temperatur Hegt, bis zu der die Harzmasse formbeständig ist, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung als Hochfrequenz-Induktionsheizung ausgebildet einen Hochfrequenz-Oszillator (1) und* einen damit verbundenen Induktor (2) aufweist.which is above the temperature up to which the resin composition is dimensionally stable, characterized that the device is designed as a high-frequency induction heater, a high-frequency oscillator (1) and * has an inductor (2) connected thereto. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (2) bei geöffneten Formhälf- <en (4, 5) zwischen diesen einführbar und wieder herausziehbar ausgebildet 1st.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the inductor (2) when the mold half is open <en (4, 5) is designed to be insertable and withdrawable again between these. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (B. B') In die Formhälfien (45. Apparatus according to claim 3, characterized in that the inductor (B. B ') into the mold halves (4 5) eingebettet Ist. 5) Is embedded. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierschicht (C, C), die die Hochfrequenzwellen Isoliert, In den Formhälften (4, 5) hinter dem eingebetteten Induktor (B. B') angeordnet Ist6. Apparatus according to claim 5, characterized in that an insulating layer (C, C), which isolates the high-frequency waves, is arranged in the mold halves (4, 5) behind the embedded inductor (B. B ')