THERMOLAST Eigenschaften Verarbeitung

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1 THERMOLAST Eigenschaften Verarbeitung

2 2 Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Sie befreien den Verarbeiter wegen der Fülle möglicher Einflüsse bei Verarbeitung und Anwendung nicht von eigenen Prüfungen und Versuchen. Eine rechtliche verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für einen bestimmten Einsatzzweck kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet werden. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestimmungen sind vom Empfänger unserer Produkte in eigener Verantwortung zu beachten.

3 Einführung Diese Broschüre gibt einen umfangreichen Gesamtüberblick über THERMOLAST und seine Verarbeitung. Empfehlungen für Maschinenausstattung und Werkzeuge sind ein sicherer Fahrplan für die erfolgreiche Herstellung eines Produktes aus THERMOLAST. Hinter dem Namen THERMOLAST stehen vier starke Produktgruppen, die unter den Handelsnamen THERMOLAST K, THERMOLAST M, THERMOLAST V und THERMOLAST A erhältlich sind. THERMOLAST Compounds werden größtenteils auf Basis von hydrierten Styrol-Block-Copolymeren (HSBC) hergestellt. THERMOLAST K Bei der Mehrheit aller heute verfügbaren Materialien von KRAIBURG TPE handelt es sich um THERMOLAST K Compounds. Sie sind durch entsprechende Modifizierung für unterschiedlichste Anwendungsbereiche bestens geeignet. Langjährige Erfahrung und intensive Entwicklungsarbeit an kundenund produktspezifischen Projekten haben zu einer einzigartigen Bandbreite von THERMOLAST K Compoundreihen geführt. Der Vorteil dieser Compoundreihen ist, dass sie jeweils den kennzeichnenden Anforderungen unterschiedlichster Branchen und Einsatzbereiche entsprechen und somit eine wirtschaftliche und zuverlässige Grundlage für ein perfektes Endprodukt bedeuten. Die gängigsten Verarbeitungsverfahren sind Spritzguss und Extrusion. Mit den Materialien einer speziellen Compoundreihe ist auch die Verarbeitung im TPE-Melt-Verfahren möglich. THERMOLAST M Die THERMOLAST M Compoundreihen bilden für Kunden aus der Medizin- und Pharmatechnik eine sichere und hochwertige Basis für deren Produkte, bis hin zum Haftungsrisiko des indirekten Blutkontakts. Neben mechanischen Werten und Eigenschaften stehen bei diesen Reihen ebenso Verarbeitbarkeit und die weitere Verwendung des Endproduktes, wie Sterilisation, Lagerung sowie Kontakt- und Migrationsverhalten zu den verpackten Medien und Wirksubstanzen im Vordergrund. Damit verbunden garantiert das auf dem Markt einzigartige THERMOLAST M Servicepaket ein Höchstmaß an Qualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit. THERMOLAST V THERMOLAST V Compoundreihen zeichnen sich durch eine einmalige Temperaturstabilität aus. Hinzu kommen ein exzellentes Hystereseverhalten, kombiniert mit einer vortrefflichen Druck-Spannungs-Relaxation und ein außergewöhnlich niedriger Langzeit-Druckverformungsrest bei hohen Temperaturen. THERMOLAST V wird u. a. im Automobilbereich (Motorraum) oder generell für Dichtungen, die hohe Einsatztemperaturen fordern, eingesetzt. THERMOLAST V wird im Spritzguss verarbeitet oder extrudiert. THERMOLAST A Einige Compounds der THERMOLAST A Produktgruppe verfügen über eine verbesserte Ölbeständigkeit schon bei sehr niedrigen Härten. Ein anderer Teil überzeugt mit einer exzellenten UV-Beständigkeit bei gleichzeitiger Haftung auf PC und PC/ABS. Beide vereinen eine hervorragende Kratzfestigkeit und einen guten Wet-Grip. Mit diesen Eigenschaften ist THERMOLAST A prädestiniert für den Einsatz im Automobilbereich oder für Griffe bei Werkzeugen / Powertools oder ähnlichem. THERMOLAST A ist für Spritzguss geeignet. Einen schnellen Überblick über unsere Compoundreihen und deren wesentlichen Eigenschaften erhalten Sie in unserer Produktmatrix auf Neben den verfügbaren Standard-Compoundreihen entwickeln wir bei Bedarf auch THERMOLAST Compounds individuell nach Ihren Anforderungen. 3

4 Inhaltsverzeichnis Einführung Polymer Stammbaum 6 Thermoplast - Elastomer - Thermoplastisches Elastomer 7 Compounds 8 1. Compoundaufbau 2. Wesentliche Vorteile in der Verarbeitung 3. Wesentliche Merkmale unterschiedlicher Seriencompounds 9 4. THERMOLAST Compoundreihen 5. CUSTOM-ENGINEERED TPE 10 Eigenschaftsbild Physikalische Werte Härte 2. Zugfestigkeit und Bruchdehnung 3. Einsatztemperaturen 4. Druckverformungsrest 12 Beständigkeit Chemische Beständigkeiten 2. Verhalten im Kontakt mit Acryllack 3. Bewitterung, Ozonbeständigkeit 14 Wichtige Zusatzpunkte 1. Verpackung und Lagerung 2. Recycling 3. Umweltverträglichkeit Einfärbungen 5. Vortrocknung Verschweißbarkeit 7. Kontaktverhalten zu anderen Thermoplasten 8. Verkleben und Dekorieren 17 THERMOLAST im Spritzguss Maschine und Verarbeitung 1. Maschinenausstattung 2. Reinigung der Maschine 3. Verarbeitungsparameter 4. Zylinder- und Massetemperatur 5. Werkzeugtemperatur 6. Einspritzdruck und -geschwindigkeit 7. Staudruck und Schneckendrehzahl 8. Nachdruck und Nachdruckzeit Werkzeug 1. Das Angusssystem im Werkzeug 2. Balancierung des Angusssystems 3. Angusspunkt 4. Angusskegel 5. Angusskanal und Angussverteiler 6. Angussarten

5 THERMOLAST im Spritzguss 7. Entlüftung Empfehlungen zu Werkzeugstählen 9. Werkzeugoberfläche und Entformung Schwindung 28 Besonderheiten 2K-Spritzguss Allgemeines 2. Vorteile 2K-Spritzguss 3. Unterschiede Mechanische Verankerung 5. Haftungsverbund (Kohäsion und Adhäsion) 6. Maschinenausstattung für 2K-Spritzgussteile K-Verbundsysteme und deren Haftungsqualität Verarbeitungshinweise für 2K-Spritzguss 34 Trouble Shooter Spritzguss 36 Zusammenfassung Spritzguss Maschine und Verarbeitung 2. Werkzeug Besonderheiten 2K-Spritzguss Extrusion mit THERMOLAST Maschine und Verarbeitung Maschinenausstattung 2. Reinigung der Maschine 3. Schnecken, Siebe, Lochscheibe 4. Verarbeitungsparameter Verarbeitungstemperatur 6. Werkzeugtemperatur 7. Kalibrierung Werkzeug Extrusionswerkzeug Coextrusion 1. Kombinationsmöglichkeiten Trouble Shooter Extrusion 44 Zusammenfassung Extrusion Maschine und Verarbeitung 2. Verarbeitungstemperatur 3. Werkzeug Andere Verarbeitungsverfahren TPE Melt Verarbeitungsverfahren THERMOLAST K Melt 2. Lieferform 3. Mögliche Einsatzgebiete 5

6 Einführung Polymer Stammbaum Thermoplaste PP, PE, PS, PVC,... Thermoplastische Elastomere Copolyester Polyether-Block-Amide Thermoplastische Polyurethane (TPU) Polyether- und Polyesterurethane Polymere Thermoplastische Polyolefine (TPO) Styrol-Block-Copolymere EPDM/PP, NBR/PP,... SBS, SEBS, SEPS,... Elastomere SBR, NBR, EPDM,... Duroplaste Phenol- und Melaminharze Epoxid- und Polyesterharze Abbildung 1: Einordnung der TPEs in die Familie der Polymere. 6

7 Thermoplast - Elastomer - Thermoplastische Elastomere (TPE) Thermoplast wird fließfähig und verformbar durch Wärmeeinwirkung und Scherkräfte erstarrt beim Abkühlen rein physikalischer Prozess ohne chemische Umwandlung oder Vernetzung Verformungsprozess wiederholbar Elastomer plastische Kautschukmasse, durch Wärmeeinwirkung vernetzbar Vernetzung ist ein chemischer Prozess, Kautschukmolekülketten verknüpfen sich danach gummielastische Eigenschaft (hält langer thermischer und mechanischer Beanspruchung stand) durch erneute Wärmeeinwirkung nicht wieder verformbar Thermoplastisches Elastomer Basis: hydriertes Styrol-Block-Copolymer (am Beispiel SEBS) Ethylen-Butylen-Netzwerk Polystyrol Domäne wird fließfähig und verformbar durch Wärmeeinwirkung und Scherkräfte Moleküle aus thermoplastischen Polystyrol-Endblöcken und elastischem Ethylen-Butylen-Mittelblock beim Abkühlen bilden sich physikalische Vernetzungsstellen (Polystyrol- Domänen) und verbinden die elastischen Ethylen-Butylen-Blöcke zu einem festen räumlichen Netzwerk dadurch sind die elastischen Eigenschaften mit chemisch vernetztem Kautschuk vergleichbar Verformungsprozess wiederholbar, somit problemlose Wiederverwertung von Produktionsabfällen ohne Beeinträchtigung des mechanischen Werteniveaus möglich (s. Seite 14 unter 2. Recycling ) 7

8 Einführung Compounds 1. Compoundaufbau In einem THERMOLAST Compound können z. B. folgende Rohstoffe enthalten sein: Polymer: hydriertes Styrol-Block-Copolymer Thermoplast: Polyolefin Weichmacher: paraffinisches Weißöl Füllstoffe: anorganisch sonstige Additive 2. Wesentliche Vorteile in der Verarbeitung THERMOLAST Compounds werden in Granulatform geliefert und sind ohne weitere Zugabe von Zusatzmaterialien direkt verarbeitbar. Es ergeben sich bei der Verarbeitung gegenüber herkömmlichen Elastomeren folgende Vorteile: keine Vulkanisation notwendig in der Regel keine Investitionen in neue Maschinen notwendig geeignet für die Verarbeitungsverfahren herkömmlicher Kunststoffe einfache Verarbeitung kurze Zykluszeiten thermisch beständig, dadurch großes Verarbeitungsfenster niedriger Energieverbrauch Recycling von Produktionsresten während des Verarbeitungsprozesses mögliche Einflussnahme auf Produktqualität und Maßtoleranzen durch Verarbeitungsparameter leicht einzufärben Kombination zweier Materialien (hart/weich) bei Extrusion und Spritzguss mit nahezu allen Thermoplasten nicht korrosiv Verwendung von Standard-Werkzeugstählen 8

9 3. Wesentliche Merkmale unterschiedlicher Seriencompounds Compounds mit exzellenter Haftung auf nahezu allen gängigen Thermoplasten hochtransparent und in allen Farben erhältlich Härte von 0 Shore A bis 60 Shore D elastisch ausgeprägt tieftemperaturflexibel thermisch beständig elektrisch isolierend hydrolysebeständig beständig gegen Säuren und Laugen 4. THERMOLAST Compoundreihen Die heute verfügbaren THERMOLAST Compoundreihen entsprechen jeweils den kennzeichnenden Anforderungen unterschiedlichster Branchen und Einsatzbereiche. Anwendungsbereiche Branchenübliche Anforderungen Weitere wichtige Eigenschaften Consumer, Care BfR, FDA, 2002/72/EC angenehme Haptik Haftung zu PP Medical USP Class VI ISO und ISO (keine Haut- und Schleimhautirritation) sterilisierbar (Heißdampf, Gamma, EtO) extrem flexibel exzellente mechanische Eigenschaften Toys EN 71/3 super-softe Compounds Automotive exzellent UV-beständig (z. B. Floridatest, Kalahari Freibewitterung, VW PV 3930, 3929) verbesserte Ölbeständigkeit emissionsoptimiert (Kfz-Innenanwendungen) geringe Dichte Electronics / Industries flammgeschützt und UL 94 HB, V0 gelistet RoHS konform Haftung zu den üblichen technischen Thermoplasten (Taisei Patent konform*) Construction exzellent UV-beständig (z. B. RAL GZ716/1, CSTB/DER/BV-PEM REV01 WRAS und W270 KTW Zulassung keine Wechselwirkung mit anderen Materialien mikrobenbeständig und fungizid 9

10 Einführung Compounds Weitere Merkmale, unabhängig von Branche und Einsatzbereich: Haftung zu den üblichen technischen Thermoplasten (Taisei-Patent konform*) optimierter Druckverformungsrest leicht einzufärben transparent sehr weich bei guten mechanischen Eigenschaften hohe Elastizität sehr gutes Rückstellungsvermögen etc. WICHTIG: Diese Angaben zeigen nur einen Auszug der Branchen und Anwendungsbereiche für die THERMOLAST Compounds eingesetzt werden können und es werden auch nur die wesentlichen Eigenschaften und Merkmale aufgelistet. Mehr Details finden Sie unter 5. CUSTOM-ENGINEERED TPE Viele Produkte, besonders in neuen Anwendungsbereichen, lassen sich nicht mit den auf dem Markt erhältlichen Standardmaterialien realisieren. Oder es wird aus anderen Gründen das perfekte Compound entsprechend ganz bestimmter Anforderungen benötigt. Sie haben die Möglichkeit, unsere langjährige Erfahrung kundenspezifischer Entwicklungen zu nutzen und mit uns die ideale Lösung für Ihr Produkt zu finden. Individuell einstellbar sind z. B.: Härte Dichte Griffgefühl Fließeigenschaften Dämpfungseigenschaften Farbe Rückstellvermögen UV-Beständigkeit Elastizität Abriebfestigkeit etc. Fragen Sie uns! 10

11 Eigenschaftsbild Physikalische Werte THERMOLAST Compounds lassen sich nach unterschiedlichen Anforderungen einstellen und weisen dementsprechend unterschiedliche physikalische Messwerte auf. Detaillierte Daten entnehmen Sie bitte unseren Datenblättern. 1. Härte Derzeit stehen Compounds mit einer Härtebandbreite von 0 Shore A bis 60 Shore D zur Verfügung. Härtemessungen nach Shore A eignen sich für Compounds von 10 bis 80 Shore A. Zuverlässige Messgebnisse für den Bereich unter 10 Shore A liefert unser Messverfahren IRHD SS. Details finden Sie auf unseren Datenblättern für super softe-compounds. 2. Zugfestigkeit und Bruchdehnung Je nach Geometrie des Fertigteils und der Verarbeitungsbedingungen ergibt sich die Intensität der Molekülorientierung. Tatsächlich findet man quer zur Molekülorientierung höhere Zugfestigkeit und Bruchdehnung als in Längsrichtung (s. Seite 25 unter 6. Angussarten). 3. Einsatztemperaturen Gebrauchs- bzw. Einsatztemperaturen von THERMOLAST Compounds liegen zwischen -50 und 120 C, die der Produktgruppe THERMOLAST V bis 140 C. Es können sich Abweichungen ergeben, je nach tatsächlicher Einsatztemperatur, Art und Dauer der Belastung, etc. Genauere Angaben bezüglich Heißluftalterung, Tieftemperaturverhalten oder Druckverformungsrest können bei Bedarf angefragt werden. 11

12 Eigenschaftsbild Physikalische Werte 4. Druckverformungsrest THERMOLAST bietet eine Palette von Compounds mit verbessertem Druckverformungsrest, sowohl für 1K- als auch 2K-Spritzguss. Die Grafik zeigt eine Gegenüberstellung von jeweils einem THERMOLAST K Standard, EPDM/PP und THERMOLAST V Compound mit 70 Shore A bei verschiedenen Einsatztemperaturen. Detaillierte Informationen, bzw. mechanische Werte sind aus unseren Datenblättern ersichtlich oder fragen Sie uns einfach nach Compounds mit verbessertem Druckverformungsrest. 12

13 Eigenschaftsbild Beständigkeit 1. Chemische Beständigkeiten THERMOLAST Compounds sind gegenüber Wasser, vielen wässrigen Lösungen einschließlich starker anorganischer Säuren und Laugen ausgezeichnet beständig. Bei dauerhaftem Kontakt mit Ölen, Kraftstoffen, Aromaten und verschiedenen organischen Säuren zeigt sich dagegen ein größerer Einfluss. Ob die Beständigkeit noch ausreichend ist, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Da das Quellverhalten sehr stark durch die jeweiligen Einsatzbedingungen (z. B. Temperatur) beeinflusst werden kann, sind Materialtests unter Praxisbedingungen grundsätzlich empfehlenswert. Einige Compounds der Produktgruppe THERMOLAST A verfügen über eine verbesserte Ölbeständigkeit. Fragen Sie nach. 2. Verhalten im Kontakt mit Acryllack Kontaktlagerungstests haben gezeigt, dass THERMOLAST Compounds grundsätzlich gegen Acryllacke beständig sind. Eine 14-tägige Lagerung unserer Prüfplatte zwischen zwei lackierten Holzplatten bei 50 C hat zu folgendem Testergebnis geführt: Es ist kein Verkleben der Prüfplatten festzustellen, der Lack zeigt keine matten Stellen, keine Erweichung und ist trocken. Der Lack verfärbt sich nicht. Naturfarbene Compounds können leicht vergilben, ansonsten werden sie vom Lack weder angegriffen noch verändert. Mehr Details erhalten Sie auf Anfrage. 13

14 Eigenschaftsbild Beständigkeit 3. Bewitterung, Ozonbeständigkeit THERMOLAST Compounds sind generell gegen UV und Ozon beständig. Exzellente Beständigkeiten haben einige Compoundreihen, die durch entsprechende Stabilisierung und Verwendung geeigneter Farbsysteme speziell für den Außeneinsatz entwickelt wurden. Diese erfüllen u. a. Anforderungen aus der Automobilindustrie (wie Floridatest, Kalahari-Freibewitterung, VW PV 3930, 3929) und Bauindustrie (RAL GZ 716/1 und CSTB zertifiziert). Gerne übersenden wir entsprechende Datenblätter. Einen schnellen Überblick über die Compoundreihen, die sich speziell für den Außeneinsatz eignen, erhalten Sie auch unter Wichtige Zusatzpunkte 1. Verpackung und Lagerung THERMOLAST Compounds werden je nach Dichte in 20 bzw. 25 kg Säcken, Oktabins mit loser Schüttung oder in Bigbags ausgeliefert. Soll das Material für längere Zeit gelagert werden, bitte trocken und lichtgeschützt lagern. ZU BEACHTEN: Bei super-soften Compounds besteht Verblockungsgefahr durch erhöhten Hitzeeinfluss. Dies muss bei Transport bzw. Lagerung beachtet werden. Wir beraten Sie gerne! 2. Recycling Aufgrund des thermoplastischen Charakters von THERMOLAST ist eine Wiederverwertung des Materials ohne Probleme möglich. Es wird eine Zugabe von bis zu 15% zum Neumaterial empfohlen. Folgende Grafik zeigt die Veränderung der mechanischen Werte bei Einsatz von 100% Recycling-Material nach unterschiedlichen Recyclingzyklen. Insgesamt wurde das Material acht Mal wieder eingemahlen und neun Mal spritzgegossen. 14

15 3. Umweltverträglichkeit THERMOLAST ist umweltfreundlich. Abfälle können, sofern sie nicht direkt wiederverwertet werden (s. vorherigen Abschnitt), einer geordneten Deponie zugeführt werden. In der Müllverbrennung verhält sich das Material ähnlich den Polyolefinen. 4. Einfärbungen Mit wenigen Ausnahmen sind die Materialien unserer Standard Compoundreihen transparent, transluzent, naturfarben oder schwarz. Auf Wunsch liefern wir nahezu jede gewünschte Farbe. Allerdings ist die Einfärbung z. B. auf der Spritzgussmaschine oder im Extruder sehr einfach und bedeutend kostengünstiger. Die helle Eigenfarbe der naturfarbenen THERMOLAST Compounds lässt das Einfärben auch in hellen, leuchtenden Tönen zu und bietet gegenüber EPDM/PP Vorteile hinsichtlich Farbergebnis am Endprodukt. Zum Einfärben eignen sich Universalbatche. Die besten Ergebnisse werden mit Polyolefinbatchen erzielt. Je nach Farbe ist ein Zusatz zwischen 2-5% zu dosieren. Die Einfärbung führt nicht zu signifikanten Veränderungen der Materialeigenschaften. Lediglich die Härte steigt je nach Menge der Farbzugabe um ca. 0,5 2 Shore A an. Grundsätzlich kann auch mit Flüssigfarben gearbeitet werden, doch aufgrund der eventuellen Probleme bei der Homogenisierung sind Masterbatche vorzuziehen. Für Compounds mit branchenspezifischen Anforderungen (wie z. B. UL 94, BfR, FDA, exzellente UV-Beständigkeit etc.) empfiehlt sich der Einsatz entsprechend geeigneter Farben, damit die spezifischen Eigenschaften erhalten bleiben. 15

16 Eigenschaftsbild Wichtige Zusatzpunkte 5. Vortrocknung THERMOLAST ist nicht hygroskopisch, deshalb ist es grundsätzlich nicht notwendig das Material vorzutrocknen. Sollte es aufgrund starker Temperaturschwankungen zwischen Transport, Lager und Fertigung zu einer Bildung von Kondenswasser kommen, empfiehlt sich eine Trocknung von 2h bei 80 C. Bei haftungsmodifizierten Compounds sollte das Material entsprechend den Verarbeitungshinweisen vorgetrocknet werden. 6. Verschweißbarkeit Die meisten THERMOLAST Compounds lassen sich problemlos verschweißen (z. B. Spiegelschweißverfahren). Aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften werden sehr gute Schweißnahtfestigkeiten erzielt. Weitere Informationen erhalten Sie von Ihrem KRAIBURG TPE Ansprechpartner. 7. Kontaktverhalten zu anderen Thermoplasten Beim Einsatz von THERMOLAST im Kontakt zu anderen Thermoplasten treten außer bei PVC weich keine Wechselwirkungen (Spannungsrisse, Weichmacherwanderung) auf. 16

17 8. Verkleben und Dekorieren Verkleben: Viele THERMOLAST Compounds lassen sich mit guten Ergebnissen verkleben. Jedoch spielen bei der Auswahl des richtigen Klebstoffs umweltrelevante Aspekte, Oberflächenbeschaffenheit und Leistungsanforderungen eine entscheidende Rolle. Die Verbundfestigkeit eines Klebstoffs hängt in hohem Maße vom erzielten Oberflächenkontakt ab. Um die Haftung des Klebstoffs zu optimieren, sind folgende Prinzipien zu beachten: Die Oberflächen müssen trocken und völlig sauber sein. Intensiver Druck auf die zu verklebenden Stellen verstärkt den Fluss und den Kontakt des Klebstoffs mit der Oberfläche. Der Oberflächenkontakt und der Haftungsgrad werden durch Andruckzeit, Andruckintensität und Temperatur erhöht. Der Klebstoff muss mit den zu klebenden Werkstoffen verträglich sein, d. h. er sollte die erforderliche Festigkeit aufweisen, ohne den Werkstoff anzugreifen (an- oder aufzulösen) bzw. der Klebstoff darf nicht durch den Werkstoff angegriffen werden, z. B. durch eine Weichmachermigration. Welche Klebstoffe sich für einzelne Compounds eignen, erfragen Sie bitte Ihren KRAIBURG TPE Ansprechpartner. Dekorieren: Es sind THERMOLAST Compounds verfügbar, die unter bestimmten Voraussetzungen zum Bedrucken, Bemalen oder Lackieren geeignet sind. Dazu beraten wir Sie gerne. Sollte die Haftungsqualität von Klebstoff oder Farbe einmal nicht ausreichend sein, lässt sich das Ergebnis in der Regel durch eine entsprechende Vorbehandlung (z. B. Primer oder Corona) optimieren. 17

18 THERMOLAST im Spritzguss Maschine und Verarbeitung 1. Maschinenausstattung THERMOLAST Compounds können auf herkömmlichen Spritzgussmaschinen für Thermoplaste mit 3-Zonen-Schnecken verarbeitet werden. Die Schnecken sollten ein Verdichtungsverhältnis von mindestens 2:1 und einem L/D-Verhältnis von wenigstens 20 haben. Unter besonderen Bedingungen kann es sinnvoll sein, Barriereschnecken zu verwenden, z. B. um eine höhere Plastifizierleistung zu erzielen. Die Verarbeitung mit offenen Düsen ist möglich. Vorteilhaft ist das Arbeiten mit Verschlussdüsen und einer Rückstromsperre am Ende der Schnecke. 2. Reinigung der Maschine Vor der Verarbeitung von THERMOLAST wird empfohlen, die Spritzgussanlage mit Polypropylen zu reinigen. Steht ein erneuter Materialwechsel an, ist das Aggregat mit dem restlichen THERMOLAST Granulat leer zu fahren und auf dieselbe Art zu reinigen wie vor der Verarbeitung. 3. Verarbeitungsparameter Die nächsten Punkte geben einen Überblick und Empfehlungen für die Verarbeitung von THERMOLAST. Zu berücksichtigen bleibt generell immer die eigene Erfahrung mit der vorhandenen Maschinenausstattung und dem Material, das verarbeitet wird. Da THERMOLAST Compounds sehr oft genau den Anforderungen entsprechend entwickelt werden, ergeben sich auch Unterschiede in der Verarbeitung. Diesbezüglich berät Sie unsere Anwendungstechnik und ist auf Wunsch bei Bemusterungen gerne vor Ort. 18

19 4. Zylinder- und Massetemperatur Abhängig vom Compound können Zylinder- und Massetemperatur sehr unterschiedlich sein. Eine entscheidende Rolle spielen die Temperaturen vor allem bei 2K-Spritzguss (je nach Thermoplast). Aus diesem Grund verweisen wir auf die Verarbeitungstipps unter Generell wird die Zylindertemperatur ausgehend vom Einfülltrichter pro Zone um 10 bis 20 C erhöht. Die Temperatur an der Düse sollte gleich, bzw. 10 C unter der Zylindertemperatur der letzten Heizzone liegen. 5. Werkzeugtemperatur Abhängig vom Compound kann die optimale Werkzeugtemperatur, insbesondere für 2K-Spritzguss, unterschiedlich sein. Empfehlungen für Materialien aus unseren Compoundreihen erhalten Sie unter Generell empfehlen wir bei dünnwandigen Teilen C. Gerne erhalten Sie entsprechende Informationen auch von uns persönlich, insbesondere wenn es sich um Ihr individuell entwickeltes Compound handelt. 6. Einspritzdruck und -geschwindigkeit Einspritzdruck und -geschwindigkeit sind von der Strukturviskosität des Materials abhängig und können sich somit je nach THERMOLAST Compound unterscheiden. Bei hochviskosen Compounds ist unbedingt auf genügend Scherung des Materials zu achten. In diesem Fall sollte die Kavität mit hohem Einspritzdruck und hoher Einspritzgeschwindigkeit (Richtwert ca g/s) gefüllt werden, weil sich damit vor allem auch bei sehr dünnwandigen Teilen lange Fließwege erzielen lassen. Mit diesen Parametern und langsamem Antasten an den optimalen Füllpunkt erhält man gute Ergebnisse. 19

20 THERMOLAST im Spritzguss Maschine und Verarbeitung Die Abhängigkeit des Fließverhaltens von Temperatur und Einspritzdruck stellen folgende Fließwegdiagramme, getestet an drei hochviskosen THERMOLAST Compounds, dar. Details zur optimalen Einspritzgeschwindigkeit für Ihr Compound erhalten Sie bei uns. Entsprechende Informationen hinsichtlich Materialien aus unseren Compoundreihen finden Sie auch unter 7. Staudruck und Schneckendrehzahl Generell wird ein Staudruck von ca bar empfohlen. Ein Richtwert für die Schneckendrehzahl liegt bei rpm. 20

21 Auswirkung bei höherem Staudruck: führt zu einer besseren Verteilung, z. B. bei Zugabe von Farbbatchen und anderen Additiven erhöht die Homogenität der Masse die Plastifizierzeit wird bei gleicher Schneckendrehzahl länger eine Reduzierung der Schneckendrehzahl wirkt sich ebenfalls positiv auf die Homogenität aus Verformungen im Angussbereich möglich Auswirkung bei niedrigerem Staudruck: bringt zu wenig Scherenergie und führt zu inhomogener Masse möglicherweise können dadurch verschiedene Bestandteile im Compound nicht aufgeschmolzen werden 8. Nachdruck und Nachdruckzeit Das Werkzeug sollte zuerst ohne Nachdruck gefüllt werden. Erst danach ist bei Bedarf ein geringer Nachdruck aufzugeben, um eventuelle Einfallstellen zu vermeiden und die 100%-ige Füllung zu gewährleisten. Die Nachdruckzeit ist so kurz wie möglich einzustellen. Mögliche Auswirkung bei höherem Nachdruck: Überfüllung der Kavität Schwierigkeiten bei der Entformung, Schichtenbildung Verformungen im Angussbereich bessere Haftung bei Fließnähten Zusätzliches über 2K-Spritzguss ist ab Seite 34 unter 8. Verarbeitungshinweise für 2K-Spritzguss zu finden. Mögliche Auswirkung bei niedrigerem Nachdruck: Einfallstellen bei dickwandigen Teilen größere Schwindung 21

22 THERMOLAST im Spritzguss Werkzeug 1. Das Angusssystem im Werkzeug Abbildung 2: Beschreibung Angusssystem mit anschließend verwendeten Bezeichnungen. 2. Balancierung des Angusssystems Wichtig ist ein ausbalanciertes Angusssystem im Werkzeug, um eine gleichmäßige Füllung aller Kavitäten zu erzielen (vgl. Abbildung 3). Ansonsten werden die Kavitäten, die sich näher am Angusskegel befinden überspritzt und die weiter entfernten nicht vollständig gefüllt (vgl. Abbildung 4). Abbildung 3: Ausbalanciertes Angusssystem: Der Fließweg vom Angusskegel bis zur Kavität ist immer gleich lang. Ebenfalls aufeinander abgestimmt sind Angusskanal und Angussverteiler. 22

23 Abbildung 4: Nicht ausbalanciertes Angusssystem: Der Fließweg vom Angusskegel bis zur Kavität ist unterschiedlich lang. Die angussnahen Kavitäten sind möglicherweise überspritzt, die anderen nicht vollständig gefüllt. 3. Angusspunkt Aufgrund der vorzüglichen Fließeigenschaften von THERMOLAST kann bei größeren Kavitäten, insbesondere solchen mit langen Fließwegen, häufig auf den Einsatz mehrerer Angusspunkte verzichtet werden. Zu beachten ist dabei Folgendes: Durch stärkere Friktion nimmt die Viskosität von THERMOLAST ab. Es ist deshalb notwendig, die Lage des Anspritzpunktes so zu wählen, dass das Material kurz nach Eintritt in die Kavität direkt auf eine Wand oder einen Kern trifft. Ein Freistrahl ist unbedingt zu vermeiden. Eine entscheidende Rolle spielt dabei auch die Relation der Wandstärke des Spritzgussteils zum Angussdurchmesser. Das Ergebnis sind längere Fließwege und bessere Oberflächen. Die Empfehlung für den Durchmesser des Angusspunktes liegt idealer Weise zwischen 0,4 0,6 mm, maximal bei 1,0 mm. Ein sehr sauberer Angusspunkt wird durch eine leichte Vertiefung (Linse) erzielt. 23

24 THERMOLAST im Spritzguss Werkzeug 4. Angusskegel Für die Verarbeitung von THERMOLAST werden Standard-Angusskegel mit einer Entformungsschräge von mindestens 1,5 empfohlen, bei Compounds < 70 Shore A 2,5. Außer für weiche THERMOLAST Compounds können Z Auswerferstifte (Hinterschnitt) verwendet werden. Für die meisten anderen Compounds eignen sich konische Auswerferstifte. Abbildung 5: Abbildung 6: Z Angussauswerfer Konischer Angussauswerfer 5. Angusskanal und Angussverteiler Generell können halbrunde oder trapezförmige Verteilerkanäle eingesetzt werden, runde Verteilerkanäle sind jedoch bedingt durch die kleinere Oberfläche bei gleich großem Querschnitt am besten geeignet. Die Verteilerkanäle der Werkzeuge sollten ausreichend groß dimensioniert werden, damit der Nachdruck genügend lange aufrechterhalten bleibt. Der Durchmesser des Angussverteilers sollte etwas kleiner sein als der des Anguss-kanals. Es eignen sich alle Arten von Heißkanalsystemen. Innenbeheizte Systeme bieten leichte Vorteile. Die Durchmesser werden möglichst so gewählt, dass das Volumen des Heißkanals kleiner, als das der Fertigteile ist. Falls dies nicht der Fall ist, sollte der Heißkanal zumindest nach 2 3 Schuss leer sein. 24

25 6. Angussarten Grundsätzlich ist zu beachten, dass mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Bruchdehnung bei einem Spritzgussteil aus THERMOLAST durch die Fließorientierung beeinflusst wird. Die molekulare Ausrichtung bewirkt, dass Zugfestigkeit und Bruchdehnung quer zur Fließorientierung in der Regel höhere Werte ergeben. Entsprechend des Spritzgussteils sollte auch der Anguss gewählt werden: Generell eignen sich Tunnel- oder Punktanguss. Wichtig ist jedoch, die Lage des Anspritzpunktes so zu wählen, dass das Material kurz nach Eintritt in die Kavität direkt auf eine Wand oder einen Kern trifft. Ein Freistrahl ist unbedingt zu vermeiden. Die Beachtung der Relation Angussdurchmesser zu Wandstärke ist dabei zu beachten, um saubere Oberflächen zu erzielen. Ein Filmanguss wird insbesondere bei großflächigen dünnwandigen Oberflächen eingesetzt, um eine parallele Orientierung über die gesamte Breite zu erzielen, jeweils einheitliche Schwindung in Fließrichtung und in Querrichtung und keine störenden Anschnittmarkierungen auf der Fläche zu bekommen. Abbildung 7: Punktanguss Abbildung 8: Tunnelanguss Abbildung 9: Filmanguss 25

26 THERMOLAST im Spritzguss Werkzeug 7. Entlüftung Unzureichende Entlüftung führt zu nicht vollständig gefüllten Kavitäten fehlerhaften Oberflächen Brennstellen ungenügender Haftungsqualität bei 2K-Verbund Mit optimaler Entlüftung können mitunter Zykluszeiten verkürzt werden. Entlüftung kann an der Werkzeugtrennebene erfolgen. Bei manchen Geometrien empfiehlt sich eine Entlüftung an der vom Angusspunkt am weitesten entfernten Stelle oder an Fließnahtposition. Mit einer Füllstudie kann die Richtigkeit der Entlüftungsposition festgestellt werden. Zur Entlüftung reichen in der Regel 0,01 0,02 mm tiefe Kanäle aus. 8. Empfehlungen zu Werkzeugstählen Für die Verarbeitung von THERMOLAST können grundsätzlich Standard- Werkzeugstähle eingesetzt werden: Material Nr. Qualität HRC Eigenschaften Verwendung ätzbar Hochglanz Beschichtung Dh Cr-Stahl, legiert, korrosionsbeständig Formgebende Teile ja ja ja ESU Dh Warmarbeitsstahl Formgebende Teile ja (ja) ja ESU Dh Warmarbeitsstahl Formgebende Teile ja (ja) ja Dh Warmarbeitsstahl Formgebende Teile (insbesondere für größere Artikel) ja ja ja Einsatzstahl Formplatten und Einsatz ja ja ESU Kaltarbeitsstahl Formgebende Teile ja ja ja 26

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