DE102009044717A1 - Facilitating molding and demolding of polymer or natural substance, useful in producing e.g. tires for automobile, comprises applying coating agent on mold, hardening, infusing organic polymer or natural substance into mold, and separating - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erleichtern der Ein- und Entformung von Formteilen aus Polymeren oder Naturstoffen sowie die Verwendung des Verfahrens.The invention relates to a method for facilitating the molding and demoulding of molded parts made of polymers or natural products and the use of the method.
Bei der Herstellung zahlreicher Formteile aus Polymeren oder Kunststoffen, wie Reifen für Fahrzeuge aller Art oder Dichtelementen ist es häufig schwierig, das Formteil nach seiner Herstellung aus der Form zu entnehmen.In the production of numerous molded parts made of polymers or plastics, such as tires for vehicles of all kinds or sealing elements, it is often difficult to remove the molded part after its production from the mold.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erleichtern der Ein- und Entformung von Formteilen aus Polymeren oder Naturstoffen zu schaffen, das ohne Verwendung von Fluorverbindungen eine leichte Entformung der Formteile ermöglicht. Weiterhin soll zur Vereinfachung des Verfahrens ein Einschichtsystem geschaffen werden, das auch bei Raumtemperatur aushärtet.The present invention has for its object to provide a method for facilitating the molding and demoulding of molded parts made of polymers or natural products, which allows easy removal of the moldings without the use of fluorine compounds. Furthermore, to simplify the process, a single-layer system is to be created which cures at room temperature.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
- a) Auftragen eines Beschichtungsmittels, das ein anorganisches oder anorganisch-organisches Polymer und ein anorganisches Pigment enthält, auf eine Form aus Metall oder einer Metallegierung zur Herstellung von Formteilen aus Polymeren oder Naturstoffen,
- b) Härten des auf die Form aufgetragenen Beschichtungsmittels bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 800°C,
- c) Einspritzen, Eingießen oder Vulkanisieren eines organischen Polymers oder Naturstoffes in die beschichtete Form zur Ausbildung eines Formkörpers,
- d) Trennen von Form und Formkörper.
- a) applying a coating composition comprising an inorganic or inorganic-organic polymer and an inorganic pigment to a mold of metal or a metal alloy for the production of molded parts from polymers or natural products,
- b) curing the coating agent applied to the mold at temperatures between room temperature and 800 ° C,
- c) injecting, pouring or vulcanizing an organic polymer or natural substance into the coated mold to form a shaped body,
- d) separation of mold and molded body.
Hierbei kann auch vorgesehen sein, daß das Beschichtungsmittel aus einem anorganischen oder anorganisch-organischen Polymer und dem anorganischen Pigment besteht. Durch einfaches Beschichten der Form mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel wird ein deutlich verbessertes Ein- und Entformungsverhalten erreicht als mit bekannten Beschichtungen. Die Form kann beispielsweise aus Eisen, Stahl, Edelstahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen oder Aluminium-Magnesium Legierungen, wie AlMg3 bestehen.It can also be provided that the coating agent consists of an inorganic or inorganic-organic polymer and the inorganic pigment. By simply coating the mold with the coating composition according to the invention, a significantly improved formation and release behavior is achieved than with known coatings. The mold may for example consist of iron, steel, stainless steel, aluminum, aluminum alloys, magnesium, magnesium alloys or aluminum-magnesium alloys, such as AlMg 3 .
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Beschichtungsmittel 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% anorganische Pigmente enthält.It is within the scope of the invention that the coating composition contains 5 to 50 wt .-%, preferably 10 to 40 wt .-%, particularly preferably 20 to 30 wt .-% of inorganic pigments.
Sofern das Beschichtungsmittel aus einem anorganischen oder anorganisch-organischen Polymer und den anorganischen Pigmenten besteht, beträgt der Anteil an anorganischem oder anorganisch-organischem Polymer entsprechend 50 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 90 Gew.-% und besonders bevorzugt 70 bis 90 Gew.-%.If the coating agent consists of an inorganic or inorganic-organic polymer and the inorganic pigments, the proportion of inorganic or inorganic-organic polymer is correspondingly 50 to 95 wt .-%, preferably 60 to 90 wt .-% and particularly preferably 70 to 90 wt .-%.
Erfindungsgemäß wird das anorganische oder anorganisch-organische Polymer gebildet aus einem oder mehreren gleichen oder unterschiedlichen Siloxanen, die über den Sol-Gel-Prozeß hergestellt werden oder aus feuchtigkeithärtenden Alkoxiden der Elemente Si, Ti, Zr, Al oder Zn, wobei sich oxidische Netzwerke ausbilden.According to the invention, the inorganic or inorganic-organic polymer is formed from one or more identical or different siloxanes, via the sol-gel process or made of moisture-curing alkoxides of the elements Si, Ti, Zr, Al or Zn, forming oxidic networks.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die anorganischen Pigmente anorganische Festschmierstoffe sind.According to the invention it is provided that the inorganic pigments are inorganic solid lubricants.
In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, daß die anorganischen Festschmierstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Graphit, Bornitrid, Titannitrid, Molybdändisulfid und Wolframdisulfid.In this connection, it is provided that the inorganic solid lubricants are selected from the group consisting of graphite, boron nitride, titanium nitride, molybdenum disulfide and tungsten disulfide.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Polymer oder der Naturstoff ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Thermoplasten, insbesondere Acryl-Butadien-Styrol (ABS), Polyamiden (PA), Polyacetaten (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyester, Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polyethylenterephtalat (PET), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC) und Celluloid, Elastomeren, insbesondere synthetischen oder natürlichen Gummiverbindungen, warmhärtenden Silikonelastomeren, Gummi-Metall-Verbindungen und Duroplasten, insbesondere Aminoplasten, Phenoplasten, Epoxidharzen und vernetzten Polyacrylaten.It is within the scope of the invention that the polymer or natural product is selected from the group consisting of thermoplastics, especially acrylic-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polyacetates (PLA), polymethylmethacrylate (PMMA), polyesters, polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyether ketone (PEEK), polyvinyl chloride (PVC) and celluloid, elastomers, in particular synthetic or natural rubber compounds, thermosetting silicone elastomers, rubber-metal Compounds and thermosets, in particular aminoplasts, phenoplasts, epoxy resins and crosslinked polyacrylates.
Es wird bevorzugt, daß das Beschichtungsmaterial durch Sprühen, Tauchen, Fluten, Rollen, Walzen, Streichen, Drucken, Schleudern, Rakeln, in einer Emulsion in Wasser, durch Verdampfen im Vakuum, stromlos, galvanisch oder in Pulverform auf die Form aufgetragen wird.It is preferred that the coating material be applied to the mold by spraying, dipping, flooding, rolling, rolling, brushing, printing, spinning, knife coating, in an emulsion in water, by evaporation in vacuo, electroless, galvanic or in powder form.
Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß das Beschichtungsmittel bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 300°C, bevorzugt bei Temperaturen von 100°C bis 250°C gehärtet wird.A preferred embodiment of the invention is that the coating agent is cured at temperatures from room temperature to 300 ° C, preferably at temperatures of 100 ° C to 250 ° C.
Es ist zweckmäßig, daß das Beschichtungsmittel mit einer Schichtdicke zwischen 1 und 50 μm, bevorzugt mit einer Schichtdicke zwischen 3 und 30 μm und besonders bevorzugt mit einer Schichtdicke zwischen 5 und 20 μm auf die Form aufgetragen wird.It is expedient that the coating agent with a layer thickness between 1 and 50 microns, preferably with a layer thickness between 3 and 30 microns and more preferably with a layer thickness between 5 and 20 microns is applied to the mold.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Härten des Beschichtungsmittels während 1 min bis 1 h, bevorzugt während 10 bis 30 min erfolgt.It has proved to be advantageous that the curing of the coating agent takes place for 1 min to 1 h, preferably for 10 to 30 min.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß vor dem Auftragen des Beschichtungsmittels ein anorganischer Primer, insbesondere ein SiO2-, TiO2- oder ZrO2-haltiger Primer, zur Erhöhung der Haftung des Beschichtungsmittels auf die Form aufgetragen wird.A further development of the invention consists in applying an inorganic primer, in particular an SiO 2 , TiO 2 or ZrO 2 -containing primer, to the coating to increase the adhesion of the coating agent to the mold before applying the coating composition.
Auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erleichtern der Entformung bei
- • der Herstellung von Reifen für Autos und Nutzfahrzeuge, Motorräder, Fahrräder, Flugzeuge, Baugeräte sowie Modellfahrzeuge und -flugzeuge,
- • der Herstellung von Dichtelementen und
- • der Herstellung von Formteilen, insbesondere Schläuchen, Schuhsohlen und Handschuhen
- • the manufacture of tires for cars and commercial vehicles, motorcycles, bicycles, aircraft, construction equipment and model vehicles and aircraft,
- • the production of sealing elements and
- • the production of molded parts, in particular hoses, soles and gloves
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments:
Beispiel 1: Example 1:
325,97 g Methyltriethoxysilan, 228,68 g Tetraethoxysilan werden mit 94,71 g 2%iger Salzsäure unter Rühren versetzt. Nach Rühren über Nacht werden 229,59 g Ethanol, 24,62 g Printex L 6 (Degussa) und 92,30 g Molybdändisulfid (< 2 μm, Fa. Setral) zugegeben und wiederum 2 h gerührt. Zu dieser Mischung werden 25,44 g Aerosil R 8200 (Fa. Evonik), gelöst in 478,70 g Ethanol zugegeben. Nach 2 h Rühren ist der Lack beschichtungsfähig.325.97 g of methyltriethoxysilane, 228.68 g of tetraethoxysilane are mixed with 94.71 g of 2% hydrochloric acid with stirring. After stirring overnight, 229.59 g of ethanol, 24.62 g Printex L 6 (Degussa) and 92.30 g molybdenum disulfide (<2 microns, Fa. Setral) are added and again stirred for 2 h. 25.44 g of Aerosil R 8200 (Evonik) dissolved in 478.70 g of ethanol are added to this mixture. After 2 h of stirring, the paint is coatable.
Beispiel 2:Example 2:
128,46 g Aluminiumflakes Stapa 4 n. l. (Fa. Eckart) und 62,61 g Bornitrid (Grade F15, Fa H. C. Starck) werden zu 147,66 g Xylol gegeben und mit einem Flügelrührer 10 min eingerührt. Zu dieser Mischung werden 888,10 g Tetrabutylorthotitanat TNBT gegeben und weitere 30 min. gerührt (Grundlösung). 20,40 g Aerosil 300 (Fa. Evonik) werden mir einem Flügelrührer 3 h in 129,30 g Xylol eingerührt. Die Aerosilmischung wird unter Rühren zu der Grundlösung gegeben. Nach weiterer Rührdauer von 10 min ist der Lack beschichtungsfertig.128.46 g aluminum flakes Stapa 4 n. L. (Eckart) and 62.61 g of boron nitride (Grade F15, Fa. C. C. Starck) are added to 147.66 g of xylene and stirred in with a paddle stirrer for 10 minutes. 888.10 g of tetrabutyl orthotitanate TNBT are added to this mixture and the mixture is stirred for a further 30 min. stirred (basic solution). 20.40 g of Aerosil 300 (from Evonik) are stirred into a paddle stirrer for 3 hours in 129.30 g of xylene. The aerosil mixture is added to the stock solution with stirring. After a further stirring time of 10 minutes, the paint is ready for coating.
Das Beschichtungsmaterial wird durch Spritzapplikation auf das Vulkanisationswerkzeug mit einer Sprühpistole Satajet 1000 B HVLP (Düsensatz 1,4) aufgebracht. Das Werkzeug wird zweimal flächig im Kreuzgang mit einer großen Strahlbreite beschichtet, so dass eine homogene Benetzung der Werkzeugoberfläche erreicht wird. Nach 30 min Antrocknen ist die Beschichtung grifffest. Die Härtung erfolgt bei 180°C entweder in einem Umluftofen oder direkt in der Vulkanisationspresse. Die Härtungsdauer variiert abhängig von der Größe des beschichteten Werkzeuges zwischen 30 min und 3 Stunden.The coating material is applied by spray application to the vulcanization tool with a spray gun Satajet 1000 B HVLP (nozzle set 1.4). The tool is twice coated flat in the cloister with a large beam width, so that a homogeneous wetting of the tool surface is achieved. After 30 minutes of drying, the coating is grifffest. Curing takes place at 180 ° C either in a convection oven or directly in the vulcanization press. The cure time varies between 30 minutes and 3 hours, depending on the size of the coated tool.
In einer Versuchsanlage wurde das Entformungsverhalten bei der Vulkanisation von Naturkautschukmischungen bei 180°C und 16 bar Druck in einem beschichteten profilierten Werkzeug mit einem identischen unbeschichteten Werkzeug verglichen. Gemessen wurde die Kraft, welche zur Entformung des vulkanisierten Kautschuks notwendig ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- EP 1330354 B1 [0006] EP 1330354 B1 [0006]
- EP 1935511 B1 [0007] EP 1935511 B1 [0007]
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