WO2016075042A1 - Mould and method for producing a microfoam injection moulded part - Google Patents

Abstract

The invention relates to a mould for producing a microfoam injection moulded part, said mould comprising a mould cavity into which a plastic melt can be introduced, a thermal insulating coating being arranged on at least one part of a surface of the mould cavity, said coating being designed as a glass-like coating.

Description

Werkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Mikroschaum- spritzgussteils  Tool and method for producing a microfoam injection molded part

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung eines Mi- kroschaumspritzgussteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7. The invention relates to a tool for producing a micro foam injection molded part having the features of the preamble of claim 1 and a corresponding method for producing a microfoam injection molded part having the features of the preamble of claim 7.

Mikroschaumspritzguss weist eine Reihe von bekannten technologischen und anwenderspezifischen Vorteilen auf, Beispiele waren unter anderem eine mögliche Gewichtsreduzierung der Bauteile, ein geringer Einspritzdruckbedarf und eine niedrige Verarbeitungstemperatur. Beim Mikroschaumspritzguss kommen chemische Treibmittel und/oder physikalische Schäumungsverfah- ren zum Einsatz. Micro-foam injection molding has a number of known technological and user-specific advantages; examples include a possible weight reduction of the components, a low injection pressure requirement and a low processing temperature. In micro-foam injection molding, chemical blowing agents and / or physical foaming processes are used.

Das Verfahren des physikalischen Schäumens beruht darauf, dass ein geeignetes Gas, in der Regel Stickstoff, oder in manchen Fällen auch Kohlenstoffdioxid, im sogenannten überkritischen Zustand innerhalb eines Plastifizieraggregates unter hohem Druck mittels einer Injektordüse in die Kunststoffschmelze eingebracht wird, sich dort vollständig in der Kunststoffschmelze löst und erst infolge des Druckabfalls beim Einspritzen der Kunststoffschmelze in einen Werkzeughohlraum wieder aus der Lösung austritt und kleine Gasblasen bildet. The method of physical foaming is based on the fact that a suitable gas, usually nitrogen, or in some cases also carbon dioxide, in the so-called supercritical state is introduced into the plastic melt under high pressure by means of an injector into the plastic melt, there completely in the plastic melt dissolves and only emerges from the solution due to the pressure drop during injection of the plastic melt in a mold cavity and forms small gas bubbles.

Der Prozess der Gasblasenbildung und die daraus resultierende Schaumstruktur im Spritzgussteil sind von vielen Faktoren, wie der Schmelztemperatur, der Werkzeugtemperatur, dem Staudruck oder der Fließkanalgeometrie abhängig. Insbesondere die Gasart, der Beladungsgrad der Schmelze mit Gas sowie Art und Zusammensetzung der Kunststoffschmelze (Polymertyp, Additive) bestimmen den Prozess der Schaumbildung. Angestrebt wird hierbei eine möglichst feinzellige Schaumstruktur, weshalb der Prozess unter der Bezeichnung „Mikroschaumspritzguss " bekannt ist. Ein bekanntes Mikroschaumspritzgussverfahren ist das sog. „Mucell"- Verfahren der Firma Trexel . The process of gas bubble formation and the resulting foam structure in the injection-molded part are of many factors, such as the melting temperature, the tool temperature, the back pressure or the flow channel geometry depends. In particular, the type of gas, the degree of loading of the melt with gas and the type and composition of the plastic melt (polymer type, additives) determine the process of foaming. The aim of this process is to achieve the finest possible fine-cell foam structure, which is why the process is known as "microfoam injection molding." A well-known microfoam injection molding process is the so-called "Mucell" process from Trexel.

Die bekannten Verfahren weisen jedoch einen Nachteil auf, der sich insbesondere optisch im Aussehen der Bauteiloberfläche negativ bemerkbar macht: Nach diesem Verfahren hergestellte Spritzgussteile wiesen häufig Oberflächenfehler auf, die als „Gasschlieren" bezeichnet werden. However, the known methods have a drawback, which is particularly noticeable in the appearance of the component surface visually negatively: Injection molded parts produced by this method often had surface defects, which are referred to as "gas streaks".

In der Druckschrift DE 10 2006 013 368 AI ist ein Spritzgießwerkzeug offenbart, bei der die Kontakttemperatur zwischen der Kunststoffschmelze und einer Oberfläche des Werkzeughohlraums erhöht werden kann. Es wird hierzu der Werkzeughohlraum durch einen keramischen Werkzeugeinsatz oder durch eine keramische Schicht ausgekleidet. Die isolierende Wirkung der keramischen Schicht bewirkt eine Erhöhung der Kontakttemperatur, was zu einer verbesserten Fließfähigkeit der Kunststoffschmelze führt . The document DE 10 2006 013 368 A1 discloses an injection molding tool in which the contact temperature between the plastic melt and a surface of the mold cavity can be increased. For this purpose, the tool cavity is lined by a ceramic tool insert or by a ceramic layer. The insulating effect of the ceramic layer causes an increase in the contact temperature, which leads to improved flowability of the plastic melt.

Ferner ist es aus der Druckschrift DE 10 2011 087 888 AI bekannt, die Oberfläche des Hohlraums eines Werkzeugs zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils thermisch isolierend zu beschichten, wobei Keramik- oder Polymerbeschichtungen als thermisch isolierende Schichten vorgeschlagen werden. Furthermore, it is known from the publication DE 10 2011 087 888 A1 to thermally insulate the surface of the cavity of a tool for producing a microfoam injection molded part, with ceramic or polymer coatings being proposed as thermally insulating layers.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils und ein ent- sprechendes Verfahren zur Herstellung eines Mikroschaumspritz- gussteils bereitzustellen, bei denen die Ausbildung von Gasschlieren reduziert ist. The invention is therefore based on the object, a tool for producing a microfoam injection molded part and a to provide a speaking method for producing a microfoam injection molded part, in which the formation of Gasschlieren is reduced.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche . The invention solves this problem with the features of the independent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Werkzeug zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils vorgeschlagen, wobei das Werkzeug einen Werkzeughohlraum umfasst, in den eine Kunststoffschmelze einbringbar ist, wobei zumindest auf einem Teil einer Oberfläche des Werkzeughohlraums eine thermisch isolierende Beschich- tung angeordnet ist, wobei die Beschichtung als glasartige Be- schichtung ausgeführt ist. Durch die erfindungsgemäße Beschichtung kann die im Verfahren auftretende Kontakttemperatur zwischen Kunststoffschmelze und Werkzeugwand angehoben werden. Die erhöhte Temperatur führt dazu, dass die Kunststoffschmelze an der Werkzeugwand nicht schlagartig erkaltet, wie dies in einem nicht erfindungsgemäßen Werkzeug ohne glasartige Beschichtung der Fall wäre. Vielmehr bleibt die Kunststoff- schmelze, nachdem sie in den Werkzeughohlraum eingespritzt wurde, auch an den Wandbereichen des Werkzeughohlraums noch eine gewisse Zeit ausreichend fließfähig, um die Oberflächenstrukturen, die sich als Gasschlieren bemerkbar machen, wieder einzuebnen, so dass sich die Kunststoffschmelze vor der Erstarrung vollständig an die Werkzeugwand bzw. an die Beschichtung der Werkzeugwand anlegt . To solve the problem, a tool for producing a microfoam injection molded part is proposed, wherein the tool comprises a mold cavity, in which a plastic melt can be introduced, wherein at least on a part of a surface of the mold cavity, a thermally insulating coating is arranged, wherein the coating as glassy Coating is performed. By means of the coating according to the invention, the contact temperature occurring between the plastic melt and the tool wall can be raised. The elevated temperature causes the plastic melt on the mold wall does not cool suddenly, as would be the case in a non-inventive tool without glassy coating. Rather, the plastic melt, after it has been injected into the mold cavity, remains sufficiently flowable on the wall regions of the mold cavity for a certain time in order to level the surface structures, which are noticeable as gas streaks, so that the plastic melt congeals before solidification completely applied to the tool wall or to the coating of the tool wall.

Eine glasartige Beschichtung im Sinne der Erfindung ist eine Beschichtung aus einem Glas, insbesondere einem Silikatglas oder einer Emailschicht. Vorzugsweise kann diese glasartige Schicht auch nichtmetallische Füllstoffe, wie z.B. keramische Phasen, enthalten. Vorteilhaft ist der Hauptbestandteil der glasartigen Beschichtung Glas oder Email; vorzugsweise besteht die glasartige Beschichtung damit zu wenigstens 50 Gew.-% aus Glas oder Email. Der Vorteil einer glasartigen Beschichtung im Sinne der Erfindung gegenüber einer rein keramischen Beschichten besteht insbesondere darin, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient der glasartigen Beschichtung an den Wärmeausdehnungskoeffizienten eines mit der glasartigen Beschichtung überzogenen Grundmaterials des Werkzeugs angepasst werden kann. Vorzugsweise besteht das Grundmaterial des Werkzeugs aus Stahl. Durch die Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten werden thermische Spannungen reduziert, so dass die Gefahr des Ab- platzens unter thermischer bzw. mechanischer Belastung, wie sie im Spritzgussprozess auftritt, verringert wird. Glasartige Beschichtungen weisen darüber hinaus den Vorteil auf, dass ihre Wärmeleitfähigkeit im Allgemeinen geringer ist als die der rein keramischen Schichten. Hierdurch bedingt kann der durch die glasartige Beschichtung erzielte Effekt der Reduzierung der Kontakttemperatur gegenüber einer keramischen Beschichtung weiter verbessert werden. A glassy coating according to the invention is a coating of a glass, in particular a silicate glass or an enamel layer. Preferably, this vitreous layer may also contain non-metallic fillers, such as ceramic phases. Advantageously, the main component of glassy coating glass or enamel; Preferably, the glassy coating is thus at least 50 wt .-% of glass or enamel. The advantage of a glassy coating according to the invention over a purely ceramic coating is, in particular, that the coefficient of thermal expansion of the glassy coating can be adapted to the thermal expansion coefficient of a base material of the tool coated with the glassy coating. Preferably, the base material of the tool is made of steel. By adjusting the thermal expansion coefficient, thermal stresses are reduced, so that the risk of bursting under thermal or mechanical stress, as occurs in the injection molding process, is reduced. Glass-like coatings also have the advantage that their thermal conductivity is generally lower than that of the purely ceramic layers. As a result, the effect achieved by the glassy coating of reducing the contact temperature with respect to a ceramic coating can be further improved.

Vorteilhaft weist die thermisch isolierende Beschichtung eine geringere thermische Leitfähigkeit auf als das von ihr beschichtete Material des Werkzeugs. Das beschichtete Material kann beispielsweise der Stahl der Werkzeughohlraumwände sein, die den Werkzeughohlraum umgeben. Neben der Vermeidung von Gasschlieren können dadurch auch weitere ungewünschte Oberflächenstrukturen, die sich beim Zusammenfließen zweier Schmelzfronten ausbilden können, reduziert bzw. vermieden werden. Advantageously, the thermally insulating coating has a lower thermal conductivity than the material coated therefrom of the tool. The coated material may be, for example, the steel of the mold cavity walls surrounding the mold cavity. In addition to the avoidance of gas streaks, this also makes it possible to reduce or avoid further undesired surface structures which may form when two melt fronts merge together.

Beispielsweise können die ungewünschten Oberflächenstrukturen, die infolge von unterschiedlichen Orientierungen von partikelförmigen, insbesondere faserförmigen oder plättchenförmigen Additiven entstehen können, reduziert bzw. vermieden werden. Die Verringerung der Erstarrungsgeschwindigkeit der Kunststoffschmelze an der Werkzeugwand führt infolge der Erhöhung der Kontakttemperatur dazu, dass die wandnah besonders hohen Molekülorientierungen aufgrund geringerer Abkühlgeschwindigkeit länger Zeit haben zu relaxieren, so dass sich Effekte, die auf dieser Molekülorientierung beruhen, wie zum Beispiel Orientierungseigenspannungen und verminderter Kristallisationsgrad, weniger stark im Spritzgussteil bemerkbar machen. For example, the undesired surface structures, which may arise as a result of different orientations of particulate, in particular fibrous or platelet-shaped additives, can be reduced or avoided. The reduction in the rate of solidification of the plastic melt on the mold wall, due to the increase in contact temperature, causes the high molecule orientations close to the wall to have more time to relax due to lower cooling rate, so that effects based on this molecular orientation, such as orientational tensions and reduced degree of crystallization, are sufficient , less noticeable in the injection molded part.

Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Dicke in einem Bereich zwischen 10 und 500 μιη auf, weiter vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich zwischen 50 und 250 μτη. Diese vergleichsweise dünnen Beschichtungen beeinflussen die Geometrie der hergestellten Spritzgussteile kaum und können dennoch die gewünschten Verbesserungen der Oberflächenqualität der hergestellten Bauteile ermöglichen. Preferably, the coating has a thickness in a range between 10 and 500 μιη, more preferably a thickness in a range between 50 and 250 μτη. These comparatively thin coatings hardly affect the geometry of the injection molded parts produced and yet still allow the desired improvements in the surface quality of the manufactured components.

Die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung ist bevorzugt kleiner als 5 W/ (m-K) . Weiter vorzugsweise kann die spezifische Wärmeleitfähigkeit kleiner als 2 W/(m-K) sein, insbesondere vorzugsweise kleiner als 1,6 W/(m-K) . Diese im Vergleich zu dem Werkzeugmaterial - in der Regel Stahl - vergleichsweise niedrige Wärmeleitfähigkeit ist vorteilhaft zur Realisierung einer erhöhten Temperatur der Kunststoffschmelze im Kontaktbereich zwischen der Kunststoffschmelze und den Werkzeughohlraumwänden . The specific thermal conductivity of the coating is preferably less than 5 W / (m-K). More preferably, the specific thermal conductivity may be less than 2 W / (m-K), more preferably less than 1.6 W / (m-K). This compared to the tool material - usually steel - comparatively low thermal conductivity is advantageous for realizing an elevated temperature of the plastic melt in the contact area between the plastic melt and the mold cavity walls.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtung als Plasmaspritzschicht , Flammspritzschicht, Emailschicht oder glasartig eingebrannte Schlickerschicht ausgeführt ist. Durch diese Ausführung der Beschichtung kann die glasartige Beschichtung mit der notwendigen Dünne erreicht werden. Ferner ist so eine effizientere Beschichtung des Werkzeugs möglich, so dass eine kostengünstigere Werkzeugherstellung ermöglicht wird. Im Falle einer glasartig eingebrannten Schlickerschicht wird die glasartige Schlickermasse zunächst auf dem Grundmaterial des Werkzeugs aufgetragen und anschließend in einem Ofen bei hoher Temperatur eingebrannt . Further, it is advantageous if the coating is designed as a plasma sprayed layer, flame sprayed layer, enamel layer or glassy baked slip layer. By this embodiment of the coating, the glassy coating can be achieved with the necessary thinness. Furthermore, a more efficient coating of the tool is possible, so that a less expensive tooling is made possible. In the case of a vitreous burned-in slip layer, the glassy slip mass is first applied to the base material of the tool and then baked in an oven at high temperature.

Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Temperiereinrichtung zur Steuerung oder Regelung der Oberflächentemperatur wenigstens eines Teils der Oberfläche des Werkzeughohlraums vorgesehen ist. Über die Temperiereinrichtung kann die Oberflächentemperatur des Werkzeughohlraums je nach Verfahrensschritt des Spritzverfahrens vorteilhaft eingestellt werden. So kann beispielsweise die Temperatur bei einem Einbringen der Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlraum von der Temperatur nach dem Einbringen abweichen. Durch diese Temperaturregelung bzw. Temperatursteuerung kann die Oberflächenqualität des Spritzgussteils weiter verbessert werden. Insbesondere durch die Kombination der Temperiereinrichtung mit einer glasartigen Beschichtung, die thermisch isolierend wirkt, kann eine energiesparende Erhöhung der Oberflächentemperatur des Werkzeughohlraums erreicht werden. It is also proposed that a tempering device is provided for controlling or regulating the surface temperature of at least part of the surface of the mold cavity. By means of the tempering device, the surface temperature of the mold cavity can be advantageously adjusted depending on the method step of the spraying method. For example, the temperature may differ from the temperature after introduction of the plastic melt into the mold cavity. By this temperature control or temperature control, the surface quality of the injection molded part can be further improved. In particular, by the combination of the tempering with a glassy coating which acts thermally insulating, an energy-saving increase in the surface temperature of the mold cavity can be achieved.

Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils in einem Werkzeug vorgeschlagen, wobei eine Kunststoffschmelze in einen Werkzeughohlraum des Werkzeugs eingebracht wird, wobei auf zumindest einem Teil einer Oberfläche des Werkzeughohlraums eine thermisch isolierende Beschichtung vorgesehen ist, wobei die thermisch isolierende Beschichtung als glasartige Beschichtung ausgeführt ist. Durch das Verfahren wird die Fließfähigkeit der Kunststoffschmelze in einer Randschicht der Werkzeugoberfläche erhöht, so dass sich Mikroschaumspritzgussteile ferti- gen lassen, die weniger oder keine Gasschlieren auf ihrer Oberfläche aufweisen. To achieve the object, a method for producing a microfoam injection molding in a tool is proposed, wherein a plastic melt is introduced into a mold cavity of the tool, wherein on at least a part of a surface of the mold cavity, a thermally insulating coating is provided, wherein the thermally insulating coating as glassy coating is executed. The method increases the flowability of the plastic melt in an edge layer of the tool surface, so that microfoam injection molded parts are produced. conditions that have less or no gas streaks on their surface.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Werkzeugtemperatur vor dem Einbringen der Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlrauni erhöht wird. Vorzugsweise erfolgt die Erhöhung der Werkzeugtemperatur unmittelbar vor dem Einbringen der Kunststoffschmelze, wobei die Temperaturerhöhung wenigstens bis zum vollständigen Befüllen des Werkzeughohlraums mit der Kunststoffschmelze aufrechterhalten wird. Vorzugsweise wird dabei die Temperatur des Werkzeugs im Bereich der Oberfläche des Werkzeuginnenraums erhöht, um das Verhalten der Kunststoff- schmelze im Randbereich zu der Werkzeugoberfläche zu kontrollieren. Durch die Erhöhung der Temperatur vorzugsweise unmittelbar vor dem Einbringen der Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlraum wird sichergestellt, dass die Kunststoffschmelze ausreichend fließfähig bleibt, so dass Oberflächenfehler, wie z.B. Bindenähte, Zusammenfließnähte und Gasschlieren, eingeebnet werden können. It is further proposed that the tool temperature is increased before the introduction of the plastic melt into the tool cavity. Preferably, the tool temperature is increased immediately before the introduction of the plastic melt, the temperature increase being maintained at least until the mold cavity is completely filled with the plastic melt. Preferably, the temperature of the tool in the region of the surface of the tool interior is increased in order to control the behavior of the plastic melt in the edge region to the tool surface. By increasing the temperature, preferably immediately prior to introducing the plastic melt into the mold cavity, it is ensured that the plastic melt remains sufficiently flowable so that surface defects, such as e.g. Tie lines, confluence seams and gas streaks, can be leveled.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Werkzeugtemperatur nach dem Einbringen der Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlraum verringert wird. Vorzugsweise erfolgt die Temperaturverringerung auch hier im Bereich der Oberfläche des Werkzeuginnenraums . Das Absenken der Temperatur bewirkt ein schnelleres Abkühlen der Kunststoffschmelze bei einer hohen Oberflächenqualität. Des Weiteren kann damit die Prozesszeit reduziert werden . It is further proposed that the tool temperature is reduced after the introduction of the plastic melt in the mold cavity. Preferably, the temperature reduction takes place here in the region of the surface of the tool interior. The lowering of the temperature causes a faster cooling of the plastic melt with a high surface quality. Furthermore, the process time can be reduced.

Im Rahmen des Verfahrens wird vorzugsweise die Kunststoff- schmelze durch chemische und/oder physikalische Aufschäummit- tel aufgeschäumt. Aufschäummittel können beispielsweise chemische Treibstoffe umfassen, die in der Kunststoffschmelze auf- schäumen. Physikalische Aufschäummittel umfassen beispielsweise Vorrichtungen, durch die ein geeignetes Gas, beispielsweise Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff, vorzugsweise im überkritischen Zustand unter hohem Druck in die Kunststoffschmelze eingebracht wird, woraufhin das Gas aufgrund des Druckabfalls beim Einspritzen in den Werkzeughohlraum aufschäumt. As part of the process, the plastic melt is preferably foamed by chemical and / or physical Aufschummumm- tel. Foaming agents may include, for example, chemical fuels which are present in the plastic melt. foam. Physical foaming agents include, for example, devices which introduce a suitable gas, for example carbon dioxide or nitrogen, preferably in the supercritical state under high pressure into the plastic melt, whereupon the gas foams due to the pressure drop during injection into the mold cavity.

Das Verfahren wird bevorzugt unter Einsatz eines zuvor beschriebenen Werkzeugs durchgeführt, um die gewünschten gas- schlierenfreien Bauteiloberflächen zu realisieren. The method is preferably carried out using a previously described tool in order to realize the desired gas-schlierenfreien component surfaces.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben. The invention will be described below with reference to two exemplary embodiments.

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Werkzeug zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils modifiziert. Ein übliches Werkzeug mit einem Werkzeughohlraum, in den im Zuge der Herstellung eine Kunststoffschmelze eingespritzt wird, beispielsweise ein Werkzeug zur Durchführung des sogenannten „Mucell"- Verfahrens, wird durch eine glasartige Beschichtung modifiziert, um das Auftreten von Gasschlieren auf den hergestellten Bauteilen zu vermeiden. In a first embodiment, a tool for producing a microfoam injection molding is modified. A common tool having a tool cavity into which a plastic melt is injected in the course of manufacture, such as a tool for performing the so-called "Mucell" method, is modified by a vitreous coating to prevent the occurrence of gas flashes on the fabricated components.

Die Entstehung der Gasschlieren ist dadurch zu erklären, dass die Gasblasen in der Kunststoffschmelze , die direkt an der Werkzeugwand aus der Schmelze heraustreten bzw. solche, die infolge der Quellströmung mit der Schmelze an die Werkzeugwand gespült werden, infolge der an der Werkzeugwand anliegenden Drücke in Fließrichtung zwischen Polymerschmelze und Werkzeugwand „ausgedrückt" werden, wobei sie eine sichtbare Spur auf der Bauteiloberfläche hinterlassen, bei denen es sich um die sogenannten „Gasschlieren" handelt. Die glasartige Beschichtung wird vorzugsweise durch eine The formation of the gas streaks can be explained by the fact that the gas bubbles in the plastic melt, which emerge from the melt directly on the mold wall or those which are flushed to the mold wall due to the swelling flow, due to the pressure applied to the mold wall in Flow direction between the polymer melt and the mold wall are "expressed", leaving a visible trace on the component surface, which are the so-called "gas streaks". The glassy coating is preferably by a

Emaillierung auf die Oberfläche des Werkzeughohlraums aufgebracht. Weiter vorzugsweise besteht auch die Möglichkeit einer Beschichtung mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen. Auf diese Weise werden die Oberflächen des Werkzeughohlraums mit der glasartigen Beschichtung ausgekleidet. Enameling applied to the surface of the mold cavity. Further preferably, there is also the possibility of a coating by means of flame spraying or plasma spraying. In this way, the surfaces of the mold cavity are lined with the glassy coating.

Vorzugsweise beträgt die Dicke der glasartigen Beschichtung zwischen 10 und 500 μτη, weiter vorzugsweise zwischen 50 und 250 μτη. Bevorzugt ist die Dicke der Beschichtung konstant, wobei in einer alternativen Ausführungsform eine Beschichtung des Werkzeughohlraums mit variabler Beschichtungsdicke möglich ist . The thickness of the glassy coating is preferably between 10 and 500 μm, more preferably between 50 and 250 μm. Preferably, the thickness of the coating is constant, wherein in an alternative embodiment, a coating of the mold cavity with variable coating thickness is possible.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit der glasartigen Beschichtung vorzugsweise kleiner als 5 W/ (m-K) ist, weiter vorzugsweise kleiner als 2 W/(m-K) und insbesondere vorzugsweise kleiner als 1,6 W/(m-K) . Wenn im Zuge des Herstellungsverfahrens die Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlraum eingebracht wird, stellt die glasartige Beschichtung somit eine wärmeisolierende Schicht dar, was zur Folge hat, dass die Kunststoffschmelze im Kontaktbereich zum Werkzeug, also an der Oberfläche des Werkzeughohlraums, weniger stark abkühlt . It is further proposed that the specific thermal conductivity of the vitreous coating is preferably less than 5 W / (m-K), more preferably less than 2 W / (m-K) and especially preferably less than 1.6 W / (m-K). If during the manufacturing process the plastic melt is introduced into the mold cavity, the glassy coating thus constitutes a heat-insulating layer, with the result that the plastic melt in the contact area to the tool, ie on the surface of the mold cavity, less cools.

Infolge der erhöhten Kontakttemperatur erfolgt die Erstarrung der Kunststoffschmelze in der Randschicht langsamer als bei direktem Kontakt zwischen der Kunststoffschmelze und dem Stahl der Oberfläche des Werkzeughohlraums. Hierdurch bedingt werden auftretende Gasblasen bzw. entstehende Schlierenstruktur an der Oberfläche des Spritzgussteils nicht eingefroren. Die Fließf higkeit der Randschicht reicht aus, diese Oberflächen- effekte wieder auszuheilen, so dass eine Abformung der Oberfläche störungsfrei erfolgt. As a result of the increased contact temperature, the solidification of the plastic melt in the surface layer is slower than in direct contact between the plastic melt and the steel surface of the mold cavity. As a result, occurring gas bubbles or resulting streak structure are not frozen on the surface of the injection molded part. The flowability of the surface layer is sufficient to Healing effects again, so that an impression of the surface takes place without interference.

Somit bilden sich aufgrund der höheren Temperatur weniger oder gar keine Gasschlieren auf der Oberfläche des Spritzgussteils aus . Thus, due to the higher temperature, less or no gas streaks are formed on the surface of the injection molded part.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Werkzeug aus dem ersten Ausführungsbeispiel um eine Temperiereinrichtung erweitert. Die Temperiereinrichtung ist so angeordnet, dass sie geeignet ist, die Oberfläche des Werkzeughohlraums wenigstens teilweise zu erwärmen oder abzukühlen. Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung hierzu wärmeleitend mit der Oberfläche des Werkzeughohlraums verbunden. Vorzugsweise umfasst die Temperiereinrichtung eine Steuer- oder Regeleinrichtung, damit je nach Verfahrensschritt an der Oberfläche des Werkzeughohlraums eine vordefinierte Temperatur eingestellt werden kann. In a second embodiment, the tool is extended from the first embodiment by a tempering. The tempering device is arranged so that it is suitable for at least partially heating or cooling the surface of the mold cavity. For this purpose, the tempering device is preferably thermally conductively connected to the surface of the mold cavity. Preferably, the tempering device comprises a control or regulating device, so that depending on the method step, a predefined temperature can be set on the surface of the mold cavity.

Vorzugsweise wird bei der Verwendung des Werkzeugs nach dem zweiten Ausführungsbeispiel die Temperatur der Oberfläche des Werkzeughohlraums unmittelbar vor dem Einfüllen der Kunststoffschmelze bis zum Abschließen des Einfüllvorgangs erhöht. Anschließend folgt ein Absenken der Oberflächentemperatur des Werkzeughohlraums. Durch diese prozessabhängige Temperaturanpassung wird im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel eine weitere Verbesserung der Oberflächenqualität erreicht. Preferably, in the use of the tool according to the second embodiment, the temperature of the surface of the mold cavity is increased immediately before the filling of the plastic melt until the completion of the filling operation. This is followed by a lowering of the surface temperature of the mold cavity. As a result of this process-dependent temperature adaptation, a further improvement in the surface quality is achieved in comparison with the first exemplary embodiment.

Claims

Ansprüche : Claims :

1. Werkzeug zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils , wobei das Werkzeug einen Werkzeughohlraum umfasst, in den eine Kunststoffschmelze einbringbar ist, wobei zumindest auf einem Teil einer Oberfläche des Werkzeughohlraums eine thermisch isolierende Beschichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als glasartige Beschichtung ausgeführt ist. 1. A tool for producing a microfoam injection molding, wherein the tool comprises a mold cavity into which a plastic melt can be introduced, wherein at least on a part of a surface of the mold cavity, a thermally insulating coating is arranged, characterized in that the coating is designed as a glassy coating.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine geringere thermische Leitfähigkeit aufweist als das von ihr beschichtete Material des Werkzeugs. 2. Tool according to claim 1, characterized in that the coating has a lower thermal conductivity than the material coated therefrom of the tool.

3. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Dicke in einem Bereich zwischen 10 und 500 μττι aufweist. 3. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the coating has a thickness in a range between 10 and 500 μττι.

4. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung kleiner als 5 W/(m-K) ist. 4. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the specific thermal conductivity of the coating is less than 5 W / (m-K).

5. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als Plasmaspritzschicht, Flammspritzschicht, Emailschicht oder glasartig eingebrannte Schlickerschicht ausgeführt ist. 5. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the coating is designed as a plasma sprayed layer, flame sprayed layer, enamel layer or glassy baked slip layer.

6. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperiereinrichtung zur Steuerung oder Regelung der Oberflächentemperatur wenigstens eines Teils der Oberfläche des Werkzeughohlraums vorgesehen 6. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that a tempering device for controlling or regulating the surface temperature of at least a part of the surface of the mold cavity provided

7. Verfahren zur Herstellung eines Mikroschaumspritzgussteils in einem Werkzeug, wobei eine KunstStoffschmelze in einen Werkzeughohlraum des Werkzeugs eingebracht wird, wobei auf zumindest einem Teil einer Oberfläche des Werkzeughohlraums eine thermisch isolierende Beschichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch isolierende Beschichtung als glasartige Beschichtung ausgeführt ist. 7. A method for producing a microfoam injection molded part in a tool, wherein a Kunstoffoffschmelze is introduced into a mold cavity of the tool, wherein on at least a part of a surface of the mold cavity, a thermally insulating coating is provided, characterized in that the thermally insulating coating designed as a glassy coating is.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugtemperatur vor dem Einbringen der Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlraum erhöht wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the tool temperature is increased before introducing the plastic melt in the mold cavity.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugtemperatur nach dem Einbringen der Kunststoffschmelze in den Werkzeughohlraum verringert wird. 9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the tool temperature is reduced after the introduction of the plastic melt in the mold cavity.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschmelze durch chemische und/oder physikalische Aufschäummittel aufgeschäumt wird. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the plastic melt is foamed by chemical and / or physical foaming agent.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren unter Einsatz eines Werkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchgeführt wird. 11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the method is carried out using a tool according to one of claims 1 to 6.