Warning: fopen(111data/log202007071006.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
Formeinsatz mit kratzfester polierter Formoberfläche, insbesondere für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge, und dessen Verwendung bei der Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität - Dokument DE3712128A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3712128A1 27.10.1988
Titel Formeinsatz mit kratzfester polierter Formoberfläche, insbesondere für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge, und dessen Verwendung bei der Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität
Anmelder OPT Engineering AG, Sevelen, CH
Erfinder Piringer, Helmut, 8011 Baldham, DE
Vertreter Hartmann, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 10.04.1987
DE-Aktenzeichen 3712128
Offenlegungstag 27.10.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.1988
IPC-Hauptklasse B29C 33/38

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft neue Formeinsätze, insbesondere solche mit polierter und kratzfester Oberfläche, speziell für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität, speziell Linsen, Spiegeln, Compact- Discs und sonstigen Formkörpern für die Durchsicht-, Reflexions-, Laser- und Übertragungsoptik.

Bei der Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität, speziell Linsen, Spiegeln, Compact-Discs und sonstigen Formkörpern für die Durchsicht-, Reflexions-, Laser- und Übertragungsoptik, aus - vorzugsweise transparenten - thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen treten verschiedene Probleme auf, sowohl was die Qualität der dabei erhaltenen Kunststoffendprodukte angeht, als auch bezüglich der Wirtschaftlichkeit ihrer Herstellung, die damit zusammenhängen, daß die zu ihrer Herstellung verwendeten Formeinsätze in Gieß- und Spritzgießwerkzeugen hinsichtlich ihrer Formoberflächengüte und ihrer sonstigen physikalischen Eigenschaften Mängel aufweisen, die der Herstellung von Kunststoffteilen der vorgenannten Art mit noch besseren Eigenschaften und auf noch wirtschaftlichere Weise entgegenstehen.

So weisen beispielsweise die in den derzeit auf dem Markt erhältlichen Gieß- und Spritzgießwerkzeugen verwendeten Formeinsätze unzureichende Wärmeübergangswerte sowie eine unzureichende Kratzfestigkeit der polierten Formoberfläche auf. Dies hat zur Folge, daß die unter Verwendung solcher Werkzeuge hergestellten Kunststoffteile Qualitätsmängel aufweisen, die auf aus ihrer Herstellung resultierenden inneren Spannungen beruhen, die durch umständliche Temperverfahren beseitigt werden müssen. Andererseits führen die unzureichenden Wärmeübergangswerte der Formeinsätze in den genannten Werkzeugen zu einer langen Verweildauer in dem Formwerkzeug und machen damit die Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität, unwirtschaftlich. Hinzu kommt, daß die Standzeiten der Formeinsätze wegen zu geringer Formoberflächenhärte verhältnismäßig kurz sind, so daß die Formeinsätze sowohl beim Gießverfahren als auch beim Spritzgießverfahren häufig durch neue Formeinsätze ersetzt werden müssen.

Ein spezielles Problem, das beim Formspritzen thermoplastischer Kunststoffe auftritt, besteht darin, daß der Kunststoff, der in geschmolzener Form in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt werden muß, bei der Schmelztemperatur sich teilweise zersetzt unter Gasbildung, die bewirkt, daß bereits beim Start des Formspritzverfahrens die Formoberflächen der Formeinsätze einen unerwünschten Belag durch Abscheidung der Kunststoffzersetzungsgase an der kühlen Oberfläche erhalten, der die Oberflächenqualität des formgespritzten Kunststoffteils beeinträchtigt. Dieser Belag muß daher während des Spritzgießverfahrens häufig entfernt werden, was wiederum zur Folge hat, daß die Oberfläche der Formeinsätze wegen ihrer unzureichenden Oberflächenhärte beim Reinigen unvermeidlich mechanisch beschädigt wird, was zu einer weiteren Qualitätseinbuße der damit hergestellten Formteile und zu einer immer häufiger erforderlich werdenden Nachbearbeitung bzw. Ersatz des beschädigten Formeinsatzes führt.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, für die Formeinsätze vergüteten Werkzeugstahl zu verwenden, dessen Oberfläche poliert ist, oder vergüteten Werkzeugstahl mit einem Titannitridüberzug zu bedampfen, um so eine möglichst hohe Oberflächenhärte zu erzielen. Die damit erzielbaren Fortschritte sind aber keineswegs ausreichend und haben dazu geführt, daß thermoplastische Kunststoffe, insbesondere Polycarbonate, die aufgrund ihrer guten Verformbarkeit und Bruchsicherheit besonders vorteilhafte Materialien für die Herstellung von Kunststoffteilen mit optischer Oberflächenqualität darstellen, nach dem heutigen Stand der Technik nicht in befriedigender Weise verarbeitet werden können.

Kunststoffteile mit optischer Oberflächenqualität, wie z. B. Linsen, Spiegel, Compact-Discs und sonstige Teile für die Durchsicht-, Reflexions-, Laser- und Übertragungsoptik, werden daher auch heute noch weitgehend aus duroplastischen Kunststoffen, insbesondere Diallyldiglykolcarbonat, unter Anwendung des Formgießverfahrens hergestellt, das zwar spannungsfreie Kunststoffteile liefert, die jedoch aufgrund ihrer Neigung zum Splittern und zur Rißbildung den heutigen erhöhten Sicherheitsanforderungen nicht mehr genügen. Auch ist dieses Verfahren technisch umständlich und unwirtschaftlich, nicht zuletzt auch wegen der geringen Standzeit der dafür bisher verwendeten Formeinsätze.

Aufgabe der Erfindung war es daher, Formeinsätze, insbesondere solche für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge, zu finden, die hinsichtlich ihrer Oberflächenqualität und sonstigen physikalischen Eigenschaften den heutigen höheren Anforderungen genügen.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst werden kann, daß die Formeinsätze, insbesondere diejenigen für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge, aus technischer Keramik auf Oxid-, Nitrid-, Carbid- oder Cermetbasis oder Mischungen davon gefertigt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Formeinsatz, der sich insbesondere für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge eignet, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus technischer Keramik auf Oxid-, Nitrid-, Carbid- oder Cermetbasis oder Mischungen davon besteht und vorzugsweise eine optisch polierte Oberfläche aufweist. Er kann sowohl aus elektrisch nichtleitender technischer Keramik auf Oxid- und/oder Nitridbasis für die Verwendung in Gießwerkzeugen als auch aus elektrisch leitender, vorzugsweise halbleitender, technischer Keramik auf Carbid- und/oder Cermet-Basis für den Einsatz in Spritzgießwerkzeugen bestehen.

Der erfindungsgemäß verwendete neue Werkstoff zeichnet sich dadurch aus, daß er besonders gute Wärmeübergangswerte besitzt und daß seine Oberfläche verhältnismäßig leicht auf mechanischem Wege zu einer optischen Oberfläche poliert werden kann, die eine außergewöhnlich hohe Kratzfestigkeit aufweist, wie sie mit den bisher bekannten Werkstoffen nicht erzielbar war. Seine Oberflächenritzhärte beträgt ≤ 9 und kommt somit der Oberflächenritzhärte von Diamant (10) sehr nahe.

Der erfindungsgemäße Formeinsatz kann einen beliebigen Querschnitt haben, vorzugsweise hat er einen rechteckigen, quadratischen, halbkreisförmigen oder kreissegmentförmigen Querschnitt.

Bei seiner Verwendung in Gießwerkzeugen bietet er gegenüber den bisher verwendeten Glas-Formeinsätzen den Vorteil einer wesentlich höheren Standzeit aufgrund der höheren Härte seiner Formoberfläche. Darüber hinaus können unter Verwendung des erfindungsgemäßen Formeinsatzes nach dem Gießverfahren hergestellte Kunststoffteile mit deutlich höherer Qualität erhalten werden, was darauf zurückzuführen ist, daß aufgrund der höheren Wärmeübergangswerte des erfindungsgemäßen Formeinsatzes die inneren Spannungen, die beim Formgießen als Folge der zur Einleitung der Aushärtungsreaktion von außen zugeführten Wärme und der bei der Aushärtung entstehenden Reaktionswärme in dem Kunststoff-Formteil auftreten, aufgrund des verbesserten Wärmedurchgangs sich auch ohne zusätzliche Temperung rasch auflösen, was in Zusammenwirkung mit der geringeren Polarisationsdauer nicht nur zu einer wirtschaftlichen Gestaltung des Gießverfahrens, sondern auch zu einer deutlichen Verbesserung der Qualität, insbesondere Festigkeit, des gegossenen Formkörpers führt. Dadurch erhöht sich der Gebrauchswert der gegossenen Formteile ganz erheblich. Im Falle der Verarbeitung von thermoplastischen, vorzugsweise transparenten, Kunststoffen in Spritzgießwerkzeugen ist es durch Verwendung der erfindungsgemäßen Formeinsätze möglich, auch die bisher nicht in großtechnischem Maßstab verarbeitbaren Polycarbonate einzusetzen, die aufgrund ihrer guten Verformbarkeit und Bruchsicherheit als Werkstoff für die Herstellung von Kunststoffteilen mit optischer Oberflächenqualität sehr gefragt sind.

Die erfindungsgemäß verwendeten Formeinsätze lassen sich leicht, vorzugsweise auf mechanischem Wege, zu optischen Formoberflächen polieren, die hervorragende Kratzfestigkeiten aufweisen, wie sie mit den bisher auf dem Markt befindlichen Werkstoffen nicht erzielbar sind. Dies führt zu deutlich verlängerten Standzeiten der Formeinsätze, selbst dann, wenn diese während ihres Einsatzes in Spritzgießwerkzeugen mehrfach einer Oberflächennachbehandlung unterzogen werden.

Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäßen Formeinsätze aufgrund ihrer deutlich höheren Wärmeübergangswerte wesentlich besser beheizbar und kühlbar sind als die bekannten Formeinsätze. Darüber hinaus weisen die elektrisch leitenden, vorzugsweise halbleitenden, Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Formeinsätze dadurch, daß sie durch Anlegen von Elektroden an ihre Oberfläche, die mit einer geeigneten Spannungsquelle, vorzugsweise einer Gleichspannungs- oder Wechselspannungsquelle, verbunden werden können, den Vorteil auf, daß ihre Oberfläche direkt innerhalb von wenigen Sekunden auf jede gewünschte Temperatur aufheizbar ist, wodurch die unerwünschte Belagsbildung auf den Formeinsätzen beim Start des Formspritzverfahrens zuverlässig vermieden werden kann. Durch die schnelle Beheizbarkeit dieser Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Formeinsätze lassen sich innere Spannungen, die beim Spritzgießen auftreten und auf eine unerwünschte Ausrichtung der Moleküle zurückzuführen sind, die zu unerwünschten Doppelbrechungen und damit zu optischen Fehlern führen, auf technisch einfache und zuverlässige Weise lösen, da die erfindungsgemäßen Formeinsätze in dieser speziellen Ausführungsform aufgrund ihrer integrierten Widerstandsheizung innerhalb weniger Sekunden auf jede gewünschte Temperatur eingestellt werden können.

Aufgrund der hohen natürlichen Härte der erfindungsgemäß verwendeten Werkstoffe ist es auch nicht mehr erforderlich, eine spezielle Oberflächenvergütung durchzuführen. Das Tempern zur Auflösung unerwünschter innerer Spannungen kann entfallen.

Aufgrund ihrer außerordentlich hohen Oberflächenhärte und der direkten Beheizbarkeit ihrer Oberfläche stellen die erfindungsgemäßen Formeinsätze hervorragende Materialien für Spritzgießwerkzeuge dar, in denen thermoplastische Kunststoffe zu optisch einwandfreien Formkörpern beliebiger Gestalt auf technisch einfache und wirtschaftliche Weise verarbeitet werden können, ohne daß die Oberflächen der Formeinsätze nachbearbeitet oder die Formeinsätze selbst in mehr oder minder häufigen Abständen durch neue ersetzt werden müssen.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität, speziell Linsen, Spiegeln, Compact-Discs und sonstigen Formkörpern für die Durchsicht-, Reflexions-, Laser- und Übertragungsoptik, aus - vorzugsweise transparenten - Kunststoffen, insbesondere duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die jeweils zu verarbeitenden Kunststoffe in Form der Ausgangsmonomeren, gegebenenfalls im Gemisch mit einem Katalysator (bei Verarbeitung von wärmehärtbaren oder katalytisch härtbaren Duroplasten in Gießwerkzeugen), oder im aufgeschmolzenen Zustand (bei Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen in Spritzgießwerkzeugen) in an sich bekannter Weise in eine Gießform bzw. Spritzgießform, in der Formeinsätze der vorstehend beschriebenen Art verwendet werden, eingeführt und nach dem Aushärten zu den gewünschten Formteilen entformt werden.

Vorzugsweise werden in diesen Verfahren erfindungsgemäße Formeinsätze aus einer elektrisch leitenden, insbesondere halbleitenden, technischen Keramik auf Carbid- und/oder Cermet-Basis verwendet, deren Oberflächen Elektroden für den Anschluß einer Gleichspannungs- oder Wechselspannungsquelle zum direkten Beheizen der Formeinsätze aufweisen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchführbar, daß vor dem Einführen des zu verarbeitenden Kunststoffes in die Gieß- oder Spritzgießform zur Erzielung einer aufgeschmolzenen, kratzfesten Oberflächenbeschichtung ein flüssiges, pastöses oder pulverförmiges Material auf die Oberfläche der Formeinsätze aufgebracht und gegebenenfalls unter Erwärmen ausgehärtet wird, so daß nach dem Entformen ein Kunststoff-Formkörper mit einem kratzfesten Oberflächenüberzug, der beliebigen Modifikationen, beispielsweise einer Einfärbung, unterzogen werden kann, erhalten wird (sogenanntes Inmold-Verfahren).

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formeinsatzes aus einer elektrisch leitenden bzw. halbleitenden technischen Keramik in der Draufsicht;

Fig. 2 die gleiche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formeinsatzes im Querschnitt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Spritzgießwerkzeugs und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Gießwerkzeugs.

Die erfindungsgemäßen Formeinsätze bestehen, wie oben erwähnt, aus technischer Keramik auf Oxid-, Nitrid- und/oder Carbid-Basis oder aus Cermets oder Mischungen davon. Sie werden durch Pressen unter hohem Druck in die gewünschte Form gebracht und dann einer sogenannten Reaktionssinterung unterworfen, wobei poröse Formeinsatz-Rohlinge entstehen, die dann einer üblichen Nachbehandlung, insbesondere einer chemischen oder mechanischen, vorzugsweise mechanischen, Oberflächenbearbeitung unterzogen werden. Bevorzugte Keramikmaterialien sind die Carbide, Nitride und Oxide von Metallen, wie Al, Cr, Mg, Si, Ti, Cr, Mo, insbesondere von Metallen der Gruppe IV des Periodischen Systems der Elemente. Die erfindungsgemäß eingesetzten Cermets sind an sich bekannte Werkstoffe aus zwei getrennten Phasen, nämlich einem metallischen und einem keramischen Bestandteil, die sich in Härte und Schmelzpunkt voneinander unterscheiden. Der keramische Anteil (vorzugsweise Carbide, Nitride, Silicide, Boride und Oxide von Al, Cr, Mg, Si, Ti, Cr, Mo und dgl.) bewirkt die große Härte, den hohen Schmelzpunkt, die hohe Warmfestigkeit und Zunderbeständigkeit, während der metallische Anteil (beispielsweise Cr, Co, Ni, Fe, Mo, W und dgl.) eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit, Zähigkeit und Schlagfestigkeit bewirkt. Solche Werkstoffe sind an sich bekannt und beispielsweise in Römpp, Chemielexikon, 6. Auflage, Seite 990, beschrieben. Sie werden hergestellt durch Vermischen des keramischen Anteils (Pulver) mit dem Metallanteil (Pulver), Pressen des Gemisches unter hohem Druck zu den gewünschten Formlingen, Sintern in neutraler oder schwach saurer, reduzierender Atmosphäre, woran sich dann eine Oberfächenbehandlung anschließt.

Mit den erfindungsgemäßen Formeinsätzen lassen sich beliebige Formkörper, insbesondere nach dem Gießharzverfahren (Monomergießverfahren) und Spritzgießverfahren, herstellen, und zwar sowohl nicht-optische Formkörper beliebiger Größe und Gestalt, als auch optische Formkörper beliebiger Größe und Gestalt. Aufgrund der erfindungsgemäß verwendeten Formeinsätze weisen die hergestellten Formkörper deutlich weniger innere Spannungen auf als die unter Verwendung der bisher üblichen Werkzeuge hergestellten Formkörper. Sie besitzen eine höhere Festigkeit und damit einen höheren Gebrauchswert.

Besonders vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Formeinsätze für die Herstellung optischer Spritzgießteile, insbesondere Linsen, Spiegeln, Compact-Discs und sonstigen Formkörpern für die Durchsicht-, Reflexions-, Laser- und Übertragungsoptik aus Kunststoffen, vorzugsweise transparenten Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich nicht nur auf technisch einfache und wirtschaftliche Weise Spiegel und Rückspiegel, Sonnenbrillenlinsen, Korrektionsbrillenlinsen, Kontaktlinsen und Implant-Linsen (als Ersatz der natürlichen Iris) von hervorragender Qualität sowohl in Form sogenannter Blanks, d. h. Rohlingen, mit beidseitig planen Oberflächen als auch in Form von Rohlingen mit einseitig oder beidseitig konkav und/oder konvex vorgeformten Oberflächen herstellen. Sie sind auch geeignet für die Herstellung von Linsen für die Übertragungsoptik, von Linsen für die Lichtwellenleiteroptik, von Linsen für die Laseroptik und von Kameralinsen. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Formeinsätze lassen sich auch Compact-Discs und MOR-Discs von hervorragender Qualität auf technisch einfache und wirtschaftliche Weise herstellen.

In den erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich beliebige thermoplastische und duroplastische Kunststoffe verarbeiten, auch solche, die nach dem Stand der Technik bisher nicht verarbeitet werden konnten, wie z. B. Polycarbonate. Auch der technisch sehr bedeutsame Duroplast CR 39 (ein Gießharz auf Diethylenglykolbisallylcarbonat-Basis) läßt sich erfindungsgemäß hervorragend verarbeiten. Dies gilt auch für die Verarbeitung der nachfolgend angegebenen Monomeren unter Anwendung des Gießharzverfahrens:

1,3-Butylenglykoldimethylmethacrylat, Acrylnitril, Allylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Cyanoethylmethacrylat, Bisphenol A-dimethacrylat, Methoxybutylmethacrylat, Methylmethacrylat, Diethylenglykolbisallylcarbonat, Ethoxymethylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Ethylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat.

Die Fig. 1 der Zeichnungen zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formeinsatzes 1, der auf eine Trägerplatte 3 mit integrierter Kühleinheit aufgebracht ist. An der Formoberfläche des Formeinsatzes 1 sind zwei Elektrokontakte 2 angebracht, die mit einer Spannungsquelle in Verbindung stehen. Damit läßt sich die Oberfläche des erfindungsgemäßen Formeinsatzes 1 innerhalb weniger Sekunden auf jede gewünschte Temperatur aufheizen.

Die Fig. 2 zeigt den gleichen Formeinsatz 1 im Schnitt, aus dem die direkte Anbringung der Elektrokontakte 2 an dem Formeinsatz 1 ersichtlich ist, der in eine Trägerplatte 3 mit integrierter Kühleinheit eingesetzt ist.

Die Fig. 3 zeigt ein komplettes Spritzgießwerkzeug, wie es üblicherweise zur Herstellung von Spritzgießformkörpern verwendet wird. Ein solches Spritzgießwerkzeug wird auf eine Spritzgießmaschine aufgespannt und während des Einspritzens des aufgeschmolzenen Kunststoffes wird die Spritzgießmaschine geschlossen gehalten. Nach dem Abkühlen wird der formgespritzte Formkörper aus der Spritzgießmaschine entnommen.

Das Spritzgießwerkzeug, wie es in schematischer Darstellung aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht aus einem zweiteiligen Formträger 3, der an der Trennebene 3a in eine obere und untere Hälfte aufgeklappt werden kann zur Entnahme des fertigen Spritzgießlings. Der Formträger 3, der vorzugsweise aus Stahl, insbesondere Invarstahl, gefertigt wird, weist eine integrierte Kühleinheit (nicht dargestellt) auf, die vorzugsweise aus Bohrungen, Rippen, Kanälen und dgl. für die Einführung eines Kühlmediums besteht, die linear in Längsrichtung oder Querrichtung oder konzentrisch verlaufen können. Im Innern des zweiteiligen Formträgers 3 befindet sich die in der dargestellten Ausführungsform ebenfalls zweiteilige Kavität oder Mold (formgebendes Teil), bestehend aus den beiden Formeinsätzen 1, deren innere Formoberflächen in einem Abstand parallel zueinander verlaufen, wobei der Abstand der beiden Formoberflächen der Dicke des fertigen Spritzgießlings entspricht. In der dargestellten Ausführungsform wird der flüssige Kunststoff durch den Anguß 4 mit sich daran anschließendem Zuführungskanal 4a bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug in den Zwischenraum zwischen den beiden Formeinsätzen 1 eingespritzt. Vor dem Einspritzen, während des Einspritzens oder nach dem Einspritzen werden die beiden Formeinsätze gleichzeitig auf die gewünschte Temperatur erhitzt mittels der Elektrokontakte 2, die direkt an den Formeinsätzen 1 angebracht und mit einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden sind.

Die Elektrokontakte sind vorzugsweise aus Kupfer, versilbertem Kupfer oder Aluminium gefertigt und direkt an die Formeinsätze 1 angelötet.

Als Kühlmedium, das die Rippen oder Kanäle in dem zweiteiligen Formträger 3 durchfließt, können sowohl Gase als auch Flüssigkeiten dienen, bevorzugt wird Luft, flüssiger Stickstoff, Freon oder ein anderer Fluorkohlenwasserstoff, Wasser oder Öl verwendet.

Die Fig. 4 zeigt in Form einer schematischen Darstellung ein Formwerkzeug, wie es beim sogenannten Gießharzverfahren (Monomergießverfahren) eingesetzt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Mold aus den beiden Formeinsätzen 1, deren Formoberflächen parallel zueinander in einem definierten Abstand voneinander verlaufen. Als Abstandhalter dient ein Dichtring 5 aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi oder einem sonstigen Elastomeren, der den Hohlraum zwischen den beiden Formeinsätzen 1 verschließt. Die ganze Anordnung wird z. B. von einer elastischen Drahtklammer 6 zusammengehalten, die zum Öffnen des Gießwerkzeugs und Entformen des Gießlings abgezogen werden kann. Zum Verschließen des Gießwerkzeuges wird sie auf die Anordnung aus den beiden Formeinsätzen 1 und dem Dichtring 5 unter Spannung aufgeschoben, so daß sie das Gießwerkzeug im geschlossenen Zustand hält. Die Einführung des flüssigen Kunststoffes erfolgt z. B. mittels einer Injektionsnadel durch den Dichtring 5 hindurch, der vorzugsweise aus mit Dioctylphthalat weichgemachtem Polyvinylchlorid besteht.

Das Gießwerkzeug befindet sich in einem äußeren Medium, mit dessen Hilfe es aufgeheizt oder abgekühlt werden kann. Mit der dargestellten Ausführungsform des Gießwerkzeuges lassen sich Brillenlinsen als Rohlinge herstellen, die, falls erforderlich, anschließend auf an sich bekannte Weise geschliffen und poliert werden.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend an Hand spezifischer bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Formeinsatz, insbesondere für Gieß- und Spritzgießwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß er besteht aus technischer Keramik auf Oxid-, Nitrid-, Carbid- oder Cermetbasis oder Mischungen davon.
  2. 2. Formeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine polierte, kratzfeste Formoberfläche aufweist.
  3. 3. Formeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus elektrisch leitender, vorzugsweise halbleitender, technischer Keramik auf Carbid- und/oder Cermet-Basis besteht.
  4. 4. Formeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus elektrisch nicht-leitender technischer Keramik auf Oxid- und/oder Nitridbasis besteht.
  5. 5. Formeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei an gegenüberliegenden Seiten angebrachte Elektroden für den Anschluß einer Gleichspannungs- oder Wechselspannungsquelle aufweist.
  6. 6. Formeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er einen rechteckigen, quadratischen, halbkreisförmigen oder kreissegmentförmigen Querschnitt hat.
  7. 7. Formeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine optisch polierte, kratzfeste Formoberfläche aufweist.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere solchen mit optischer Oberflächenqualität, speziell Linsen, Spiegeln, Compact-Discs und sonstigen Formkörpern für die Durchsicht-, Reflexions-, Laser- und Übertragungsoptik, aus vorzugsweise transparenten Kunststoffen, insbesondere duroplastischen oder themoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zu verarbeitende Kunststoff in Form des Ausgangs-Monomeren, gegebenenfalls im Gemisch mit einem Katalysator, oder im aufgeschmolzenen Zustand in an sich bekannter Weise in eine Gießform oder Spritzgießform, in der Formeinsätze nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet werden, eingeführt und nach dem Aushärten zu dem gewünschten Formteil entformt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Formeinsätze aus einer elektrisch leitenden, vorzugsweise halbleitenden, technischen Keramik auf Carbid- und/oder Cermet-Basis verwendet werden, deren Oberfläche zwei Elektroden für den Anschluß einer Gleichspannungs- oder Wechselspannungsquelle zum direkten Beheizen aufweist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einführen des Kunststoffes in die Gieß- oder Spritzgießform zur Erzielung einer aufgeschmolzenen kratzfesten Oberflächenbeschichtung (Inmold-Beschichtung) ein flüssiges, pastöses oder pulverförmiges Material auf die Oberflächen der Formeinsätze aufgebracht und, gegebenenfalls unter Erwärmen, ausgehärtet wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com