DE1620859A1 - Verfahren zum Entgraten und Polieren von Formkoerpern aus Kunststoff - Google Patents

Description

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HAMBURG 88 · NEUEK WAIL 41 · FBRNRÜP 86 74 28 UND 86 41 15 TBLEGHAMM-AIiSOHRIPTlITEGEDAPAtENT

SHBII(BR
CORPOEATION

164-1 Porter Street
Detroit. Michigan (USA)

19. September 1966

VERi¹AHEBN ZUM BNIGEASEN UND POLIEREN VON .KÖRPERN AUS KUNSgSTOi¹J¹

Die Erfindung bezieht sieh auf das Entgraten und Polieren von Formkörpern aus Kunststoff durch Eintauchen in ein flüssiges Lösungsmittelbad. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entgraten und Polieren von Autolenkrädern aus Cellulose-aeetopröpionat oder Cellulose-acetobutyrat in einem flüssigen Lösungsmittelbad,

Wenn Kunststoff-Form^körper nach den gebräuchlichen Preßtechniken hergestellt werden, bleibt immer eine gewisse Menge Kunststoff an den Abquetschflächen des Formkörpers stehen, was zur Bildung eines Preßgrates an der Werkzeugteilkante, das ist der Punkt, an welchem die beiden Formhälften zusammenkommen, führt. Bisher war die Entfernung dieses Preßgrates von Kunststoff-Formkörpern schwierig, zeitraubend und kostspielig. Dieses Entgraten ist bisher für gewöhnlich von Hand mit Messern oder Schneidmaschinen in einem besonderen Arbeitsgang vorgenommen worden.

Es war auch bekannt, daß die manuelle Entfernung des ■' Preßgrates vermieden werden kann, wenn man die Kunststoff- / _5

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Formkörper einem Lösungsmitteldampf aussetzt. Diese Technik ist in der ÜSA-Patentschrift 3 020 661 beschrieben. Obwohl sich das Lösungsmitteldampfverfahren zur Entfernung des Preßgrates von Kunststoff-Formkörpern bewährt hat, haften ihm doch erhebliche Nachteile an, welche es vom heutigen technologischen Standpunkt aus ungeeignet machen. So sind z.B. für das Bedienungspersonal die Lösungsmitteldämpfe gesundheitsgefärdend. Auch sind hohe !Temperaturen erforderlich, um das Lösungsmittel in Dampfzustand zu halten. Ein weiterer Fachteil besteht darin, daß das Lösungsmitteldampfverfahren kostspielig und wegen der notwendigen hohen Temperaturen und Drücken schwierig durchzuführen ist. Außerdem neigen die Gegenstände aus Kunststoff, die nach dem Lösungsmitteldampfverfahren entgratet worden sind, infolge der hohen Temperaturen, denen sie dabei ausgesetzt werden, nach Herausnehmen aus dem Dampfbad zum Fließen und -Verlieren der Form. Mit dem Ausdruck "Fließen" ist gemeint, daß kleine Hocker oder,ähnliche Deformationen am Kunststoff-Formkörper nach dem Entgraten infolge der anzuwendenden hohen Temperaturen bei dem Lösungsmitteldampfverfahren auftreten.

Es ist deshalb ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Entgraten und Polieren von Kunststoff-Formkörpern zu schaffen, bei dem von einem flüssigen Lösungsmittelbad Gebrauch gemacht wird.

Genauer gesagt, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Entgraten und Polieren von geformten Auto~ lenkrädern aus entweder Oellulöse-acetopropionat oder Cellulose-Acetobutyrat unter Verwendung eines flüssigen

BAD Lösungsmittelbades, _{0 og8 4 3} / _{1 7 3 2}

Andere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar werden, worin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen die Ausführung der vorliegenden Erfindung deutlich gemacht wird.

Die vorliegende Erfindung ist eine Alternativmethode zur manuellen Entgratung, indem erfindungsgemäß· der Preßgrat von Kunststoff-Eormkörpern durch ein einfaches, vergleichsweise ■billiges und automatisches Verfahren entfernt wird. Es ist gefunden worden, daß unter Vermeidung manueller Entfernung der Preßgrat durch ein bestimmtes Verfahren, bei dem Kunststoffformkörper in ein flüssiges lösungsmittelbad, das eine schnelle Entfernung des Preßgrates bewirkt und gleichzeitig einen hohen (xlanz auf der Oberfläche des Kunststoffes erzeugt, eingetaucht wird. So ist auch gefunden worden, daß die Anwendung des flüssigen Lösungsmittelbad-Verfahrens, wie es durch die Erfindung geschaffen worden ist, das Abgraten des Preßgrates von Hand überflüssig macht und daß keine weiteren Macharbeiten weder vor noch nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig sind.

Die Offenbarung der ÜSA-Patentschrifi 3 020 661 beschränkt sich auf die Behandlung von Kunststoff-Pormkörpern durch Berührung mit einem Dampf; nicht empfohlen oder erkannt wurden die großen wünschenswerten Vorteile, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergeben, die die Anwendung eines flüssigen LÖsungsmittelbades zum Entgraten und Polieren von Kunststoff-JPorekörpern vorschlägt, wodurch die Nachteile der Lösungsmitteldampfmethode vermieden werden und ein verbessertes Verfahren zum Entgraten von Kunst stoff-IPormkörpern geschaffen wird. Insbesondere verlieren die Kunststoff-Formkörper nach dem erfindungsgemäßen

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Entgraten nicht die Form und fließen nicht infolge der "beträchtlich niedrigeren Temperaturen, die im Gegensatz zu dem !lösungsmitteldampfverfahren gemäß der USA-Patentschrift 5 020 661 bei Verwendung eines flüssigen Lösungemittelbadea zur Anwendung kommen. Außerdem wird Gesundheitsgefährdung des Bedienungspersonals ausgeschlossen! da bei Verwendung eines flüssigen Lösungsmittelbades die Probleme, die. mit dem Auftreten heißen Dampfes verbunden sind, wegfallen. Die vorliegende Erfindung wird durch Anwendung besonderer Lösungsmittelgemisohe und bestimmter Badtemperaturen ausgeführt, was aus der nach« folgenden Beschreibung der Erfindung noch deutlicher erklärt wird»

Allgemein gesagt, schafft die vorliegende Erfindung Verfahren zum Entgraten und Polieren oder Glänzendmachen, wodurch der Preßgrat, der sich auf dem Formkörper an der Werkzeugteilkante gebildet hat, entfernt wird und auoh das Oberflächenaussehen der Kunststoffgegenstände verbessert wird» Das Verfahren besteht darin, daß der.Kunststoff^Formkörper in ein Bad, bestehend aus einer Mischung flüssiger chlorierter Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, Tetrachlorkohlenstoff, Methylohloroform, Chloroform, Trichloräthylen und Perohloräthylen, für sich oder in Kombi nation mit anderen Lösungsmitteln, einer vorgewählten Temperatur eingetaucht, danach aus dem flüssigen entfernt und getrocknet wird. .

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Zur vollständigen Beschreibung der Erfindung wird auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen, von welchen darettlleni

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Flg. 1 ein verstärktes Kunststoff-Autolenkrad,

Pig. 2 eine Quernohnittsanaioht durch das Autolenkrad der Fig. 1 entlang der Linie 2-2,"..

Pig. 3 einen Teil dee Kunetstoffautolenkradee,

dan den Preßgrat, der sich an dae Had aneohllfflt, wenn es sioh im unbearbeiteten Zustand nach dem Heraußnehmen aus der Form befindet, eeigt,

Flg. 4 eine Queroohnitteanoioht duroh die Linie 4-4 der Fig. 3, obenfalle die dünnen PreßgratBtreifen zeigend, die an der Außenseite de« unbearbeiteten Kunststofflonkrades sind und

eine gewöhnliohe DarStellung eineβ flUeelgen LOoungemlttelbadee sun BiJ&tauohen eines unbearbeiteten Autolenkrade· Bweoke Entgratung und Polierung.

Flg. 1 r.elgt ein genöh.nlioh#e Kunststoff lenkrad 1, hergestellt für die Verwendung in nodtrnen Kraftfahrseugen, wobei in deia KunstBtofflenkrad ein Stahldrehkreus oder Band 2 eingelagert : 1st, um den Kunststoff Festigkeit und Verstärkung zu geben. Die Quersohnlttoaneioht in Fig. 2 Reift da· BtAhldrekkreui 2, welches but Verstärkung des Lenkrade· 1 verwendet wurde, und auoh den Außenteil 3 nach Entfernen des Preßgrates duroh das erflndungegffflMe· Verfahren· Wenn da· Lenkrad 1 naoh der Ubllohen Preeteohnlk hergestellt ist, wird das 8t*hlarehkreui 2 in «ine Fora eingelegt und der für das Lenkrad ausgewählte Kunststoff dann Über dem Prehkreun rerforet. Wenn €er Iretrorfang beendet

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BAD ORIGINAL · . -·-

lot, ist eine gowiodo Menge dee Kunetstoffmaterials aus der Form an der WorlcBcuKteilkonte herausgepreßt worden, wob tu den fUhrt, vas mit P-.-ißgrat 4 bezeichnet wird, und an den Außentoilon deo Lenkvadoo stehenbleibt. Fig. 3 zeigt einen Teil d©Q Lenkrädern 1 dor Fig. 1 im unbearbeiteten Zustand und beror der Preßgra« 4 von Rad entfernt worden ist. Pig. 4 zeigt außerdem den Preßgrat 4 im Querschnitt duroh Pig· 3 entlang dor Linie 4-4. Außerdem iat dan innen liegende verstärkende Drehkreuz 8 gosoigt. Um dan Lenkrad 1 in oinen für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug fertigen Zustand zu bringen, muß dor Preßgrat entfernt werden, und das Lenkrad muß poliert oder glänzend gemacht werden, so daß es auf das Auge einen wirklioto guten Eindruok maoht. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Entfernung des Preßgrateβ und das Polieren d a Lenkrades 1 duroh Eintauchen des Rades in unbearbei+' "> < stand in ein flUesigos LUsungtsmittelbad, allgemein angedeutet

,bewirkt

durch 5 in einem Tanlc 7» wie die Tig. 5 R^igV· Das in das

Löounciamittelgeiniooh 6 einigebrachte Lenkrad 1 wird im Bad illr eine zum geeigneten Entgraten und Polieren des ftp.deβ ausreichend lange Zeit gelassen. Während des Eintauohens deβ Rades wird das Löeungeraittelgeminoh 6 im Bad 5 auf einer vorgowählten Temperatur' gehalten, dl« fUr die Bntffotung und Polierung geeignet let, und die Zusammensetxung der flüssigen Lüßunßwmittelroißohung enteprioht einer vorgewählten, die für Ale Ausfuhrung des Verfahrens geeignet ist.

Wi« weiter oben gesagt, eohafft die Erfindung «in Verfahren itur Entfernung des Preßgrates fin der Werkzeugttilkante von Kunstetoff-rormkürpern* ul«iohss«itig sohafft das Verfahren mohr hohen Glans und Glätte an den Kuxiotttoff-Formteilen. Durch das «rflndungegoi&aß· Verfahren w«rd«n dl«*· Kunststoff-iorm-

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BAD ORIGINAL

körper durch Verwendung eines flüssigen Lösungsmittels, wie z. B. Tetrachlorkohlenstoff, Methylchloroform, Chloroform, Trichloräthylen, Perchloräthylen und Mischungen derselben untereinander oder mit anderen Lösungsmitteln, entgratet und poliert. Die besten Ergebnisse werden jedoch mit einer Lösungsmittelmischung von Triehloräthylen und Perchloräthylen erhalten, und aus diesem Grund ist dies die zur Ausführung der Erfindung bevorzugte Lösungsmittelmischung. Die anderen Lösungsmittel sind etwas giftig und schwierig über dem erforderlichen Temperaturbereich zu kontrollieren.

Die zu entgratenden und polierenden Kunststoff-Formkörper können, so wie aus der Form kommen, verwendet werdenf ein Beschneiden oder Bearbeiten dieser Körper ist nicht notwendig. Unter gewissen besonderen Umständen, abhängig von der Form und dem entsprechend der Menge Preßgrat an den Formkörpern kann es zweckmäßig sein, etwas überschüssigen Preßgrat von Hand abzuschneiden, wenn der Überschuß sehr groß ist. Die Kunststoff-Formkörper werden dann für eine ausreichend lange Zeit in das flüssige Lösungsmittelbad eingetaucht, herausgenommen, und dann werden die Gegenstände nach irgendeinem der gebräuchlichen Verfahren getrocknet. So kann das Trocknen beispielsweise durch ca. 10 Minuten langes Belassen der Gegenstände an Luft von Raumtemperatur durchgeführt werden. Kunststoff-Formkörper, die in dieser Weise behandelt worden sind, zeigen eine merklich bessere Oberflächenglätte,und sie werden schnell entgratet, ohne daß weiteres Beschneiden vor oder nach Anwendung des flüssigen Lösungsmittelbad-Verfahrens erforderlieh wäre. Wenn das Lösungsmittel vollständig vom Kunststoff-Formkörper verdampft ist, ist kein Geruch mehr wahrnehmbar, und die Oberfläche ist ebenso hart wie ursprünglich

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Die Kunststoff-Formkörper können, nachdem sie im Anschluß an das Herausnehmen aus dem Bad für einige Minuten and der Luft bei Raumtemperatur getrocknet sind, sicher gehandhabt werden.

Zur vollständigen Beschreibung der Erfindung wird jetzt ein Ausführungsbeispiel für den Fall des Entgratens und Polierens eines KunststoffautoLenkrades aus Cellulose-acetobutyrat gegeben. Das gepreßte Kunststoff-Lenkrad wurde zuerst aus der !Form herausgenommen, zunächst von fremden Substanzen, wie Staub, Fusseln und dergleichen gereinigt, bevor es in das flüssige Lösungsmittelbad kam. Man ließ sich, das Lenkrad nach dem Herausnehmen aus der Form auf die Umgebungstemperatur, normalerweise Raumtemperatur, abkühlen. Die Zusammensetzung des flüssigen Lösungsmittelbades wurde dann so eingestellt, dafl das Volumenverhältnis von Trichlorethylen s Perchloräthylen etwa 10 t 1 war. Die Zusammensetzung des flüssigen Lösungsmittelbades wurde nach irgendeiner der üblichen Methoden ermittelt, a. B. durch Messung des Brechungsindex, durch gaschromatographische Analyse oder Infrarotanalyse. Die Temperatur des flüssigen Lösungsmittelbades wurde dann^ingestellt und auf ca. 35 ⁰C ί 1 ⁰O gehalten und das Lenkrad für etwa 10 Minuten in das flüssige Lösungsmittelbad gebracht. Nachdem das Lenkrad in das flüssige Lösungsmittelbad eingetaucht und wieder herausgenommen worden war, ließ man den Lösungsmittelüberschuß abtropfen und dann daa Lenkrad an der Luft etwa 10 Minuten trocknen, bevor es angefaßt wurde. Das Oellulose-aoetöbutyrat-Lenkrad war vollkommen entgratet und zeigte hohe Glätte bzw. G-lanz. Weitere Nachbearbeitung war nicht erforderlich»

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Es war völlig überraschendund nichtvorhersehbar, daß sich mit Mischungen von Trichloräthyien und Perchloräthylen die Erfindungsgegenstände mit so hervorragenden Ergebnissen erreichen lassen,und aus dieaem Grund sind diese Mischungen zur Ausführung der Erfindung bevorzugt. Bei der Ermittlung dieser Mischungen wurde gefunden, daß !Perchloräthylen selbst nicht wirksam genug ist, um die Kunststoff-Formkörper zu entgraten und zu polieren, wogegen Trichlorethylen allein zu aggressiv ist und Haarrißbildung verursaoht* Mischungen von Trichloräthylen und Perchloräthylen zeigten sich jedoch

sehr -

geeignet und/wirksam bei Entgraten der Kunststoff-Formkörper, wenn das in diesen Mischungen vorliegende Volumenverhältnis von Trichloräthylen zu Perchloräthylen im Bereich von etwa 5 * 1 bis etwa 20 t 1 lag.Bei Tersuchen wurde gefunden, daß das bevorzugte Volumenverhältnis von Trichloräthylen » Perchloräthylen etwa 10 s 1 ist, bei diesem Verhältnis wurden die besten Ergebnisse erzielt« Tetraohlorkohlenstoff gab, obwohl es ein wirksames Lösungsmittel ist, keine mit einem Iiösungsmittelgemisch von TrichlorEthylen und Perchloräthylen vergleichbaren Ergebnisse.

Sie geeigneten Lösungemitteltemperaturen zur Ausführung der Erfindung liegen im Bereich von etwa 21 bis etwa 93 ⁰C. Über 4-3 C jedoch wurden SpannungeriBse an einigen Kunststoffteilen festgestellt, während bei Raumtemperatur oder darunterliegenden Temperaturen das Entgraten und Polieren au langsam ▼erlief· Als bevorzugter Temperaturbereich wird deshalb der Bereich «wischen etwa 21 ⁰O und etwa 35 ⁰O angesehen» Ea wurde gefunden, daß die besten JSrgebniee· Im bevorzugten Temperaturbereich von 35 *G - 1 °0 erhalten werden, ba

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Die Eintauohzeit sollte ausreichend lang sein, um gute Entgratung und Polierung zu gewährleisten. So ist ein Kunststoff -Formkörper ζ. B. ausreichend gut entgratet oder poliert, wenn er in das flüssige Lösungsmittelbad für etwa 3 "bis etwa 20 Minuten, vorzugsweise etwa 10 Minuten, eingetaucht wird, abhängig von der Badtemperatur und/oder dem Volumenverhältnis von Trichloräthylen t Serchloräthylen. In "bezug darauf, ist die Tauchzeit im allgemeinen umgekehrt proportional zur Temperatur des Lösungsmittels und auch umgekehrt proportional zur Menge des Trichloräthylens, die im flüssigen Lösungsmittel vorhanden ist·

Die vorstehende Beschreibung und die besonderen Ausführungsformen der Erfindung sind nur als Beispiele angeführt, sie stellen keine Begrenzung der Erfindung dar.

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Claims (4)

PATENTANWALT ■ ' V- ■ ■"■"■■■' ■ -/ ^i1 HAMBtTHQ 86 · NKtTKB WALL· 41 > FBRNHtTt 8β'74 88 TTND 8β 41 18 MM-AireCHHrFTl 2TEGEDAFiLTlSNX SHELIEE MAOTMCIMING COEPORATION ί Porter Street Petroil. Michigan (USA) 19. September 1966 PA I E Έ T A N S P R Ü G H E '

1. Verfahren zum Entgraten eines Formkörpers ausCelluloseacetotutyrat oder Celluloseacetopropionat unter Verwendung eines Lösungsmittels» dadurch gekennzeichnet, daß der formkörper in ein flüssiges Lösungsmittelbad getaucht wird, das aus einem oder mehreren der chlorierten Kohlenwasserstoffe Tetrachlorkohlenstoff , Methylchloroform, Chloroform, Trichlöräthylen und Perchloräthylen besteht, dieses flüssige Lösungsmittel auf eine Temperatur von etwa 20 bis etwa 95 C, aber unter dem Siedepunkt des Lösungsmittels, bzw. des Lösungsmittelgemisches gehalten wird, wobei die genaue Temperatur und Zusammensetzung des flüssigen Lösungsmittelgemisches so ausgewählt ist, daß eine ausreichende Entgratung in einer annehmbaren Eintauchzeit erreicht wird, ohne merkliche SpannungsriSbildumg zu verursachen, und danach der '■ 3?or mkör ρ er aus dtmflÜBSigen Lösungsmittel entfernt und getrocknet wird»

2. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüsaigQS Lösungsmittelbad verwendet wird, das aus Triohloräthyien und Perohloräthylen in einem Völumenver-> hältnie von TriohloräthyleKL zu Perohloräthylen awieohen etwa 5 i1 und etwa 20 j 1 besteht. 00 9 843/ 17 3 2 .,..-

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3. Verfahreil, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Lösungsmittel-bad auf eine Temperatur von etwa 20 ⁰G "bis etwa 45 ⁰O gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittelbad ein Tetrachlorkohlenstoff enthaltendes Bad dient„

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