Leitfaden für TPE-Umspritzungen

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TPE Zwei-Komponenten-Verarbeitung

Thermoplastische Elastomere werden mit technischen Kunststoffen durch Schmelzklebung mit den am häufigsten verwendeten Konstruktionskunststoffen verbunden. Da die Materialien in der Produktionsphase miteinander verbunden werden, ist kein separater Klebstoff erforderlich, was das Verfahren schneller und kostengünstiger macht, als wenn die beiden Teile zusammengefügt werden, nachdem sie einzeln hergestellt wurden. Es gibt zwei Hauptverarbeitungsverfahren für das Verkleben, das Umspritzen und die Coextrusion.

Eigenschaften

Beim Umspritzen mit weichen Bauteilen erweicht die Oberfläche des harten Bauteils und es findet eine Diffusion der Moleküle in die äußere Schicht statt. Voraussetzung dafür ist, dass die beiden Werkstoffe, also das Compound und der technische Kunststoff, miteinander verträglich sind, d. h. sie dürfen die Moleküle des jeweils anderen nicht abstoßen. Mit zunehmender Molekülbeweglichkeit diffundieren die Moleküle der beiden Werkstoffe und es kommt zur so genannten Schmelzhaftung. Die Moleküle der beiden Materialien bilden an der Oberfläche ein Netzwerk, das eine kohäsive Verbindung zwischen den Materialien herstellt.

Zu den technischen Kunststoffen, für die Dryflex & Mediprene TPE Compounds nachweislich eine gute Haftung aufweisen, gehören PP, PE, PA6, PA 66, PC, ABS, PC/ABS, ASA und SAN. Polyamide und ABS können entweder verstärkt oder unverstärkt sein. Die Haftung zwischen den Compounds und dem technischen Kunststoff kann je nach dem Hersteller des technischen Kunststoffs unterschiedlich sein.

Die Haftung von PA variiert besonders stark. Daher ist es wichtig, dass an den entsprechenden Materialien Haftfestigkeitstests durchgeführt werden. Die folgenden Informationen geben Empfehlungen, wie die Haftung sowohl beim Umspritzen als auch bei der Coextrusion verbessert werden kann.

Overmoulding

Die beste Verarbeitungsmethode, um eine gute Haftung beim Umspritzen zu gewährleisten, ist die Verwendung einer Umspritzmaschine, bei der der gesamte Prozess automatisch abläuft, d. h. zuerst wird der technische Kunststoff eingespritzt, dann wird die Form gedreht und schließlich werden die Compounds in die Form gespritzt. Es ist auch möglich, im ersten Schritt die Compounds und im zweiten Schritt die technischen Kunststoffe zu spritzen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zunächst das Teil aus technischem Kunststoff herzustellen und es dann manuell in eine andere Form zu bringen, in die dann die Compounds eingespritzt werden. Diese Methode ist sehr viel arbeitsintensiver und erfordert auch einen Außenkontakt mit dem technischen Kunststoffteil, wenn es zwischen den Formen bewegt wird.

Übergießen Einstellparameter

Die folgenden Empfehlungen zielen darauf ab, die Haftung zwischen dem TPE-Material und dem technischen Kunststoff zu verbessern. Die Parameter sind anwendbar, wenn die TPEs auf den technischen Kunststoff aufgeformt werden, sie können aber auch bei umgekehrtem Verfahren anwendbar sein.

Hohe Mischtemperatur.
Hohe Injektionsrate.
Die Formtemperatur des TPE-Teils sollte im Bereich von 20 - 60°C liegen.
Vermeiden Sie zu hohe Nachdrucke.
Vermeiden Sie Einlaufspuren.
Höchstmöglicher Einspritzdruck.
Vortrocknung von hygroskopischen (feuchtigkeitsabsorbierenden) Materialien.

Gleichmäßiges Vorwärmen des technischen Kunststoffs (ideal sind ca. 100°C).
Trockene, saubere und glatte Oberfläche des technischen Kunststoffs. Die Oberfläche sollte nicht strukturiert sein.
Ausreichende Dicke (mindestens 1,5 mm) des TPE-Teils.
Entlüftung der Form.
Lage und Gestaltung des Tores.

Die Einstellparameter 1 - 6 sind am einfachsten zu realisieren, da sie nur die Maschineneinstellungen betreffen. Die Parameter in 7 - 9 sind Vorbehandlungsschritte, die ebenfalls einfach durchzuführen sind. Diese Schritte können vereinfacht werden, wenn die Herstellung des technischen Kunststoffteils und die Anwendung der Compounds in einem kontinuierlichen Prozess in einer Umspritzmaschine erfolgen. Die Parameter in 10 - 12 betreffen die Form und sollten daher bereits bei der Konstruktion der Form berücksichtigt werden.

Co-Extrusion

Im Gegensatz zu den Bedingungen beim Umspritzen befinden sich bei der Koextrusion beide Materialien in der geschmolzenen Phase, wenn die Oberflächen miteinander in Kontakt kommen. Daher ist die Haftung bei der Koextrusion viel besser als beim Umspritzen, bei dem das geschmolzene Material das feste Material schmelzen muss, um eine Haftung zu erreichen. Die Moleküle der beiden Materialien diffundieren in die Oberflächenschichten des jeweils anderen, wenn sich die Materialien in der geschmolzenen Phase befinden. Die Moleküle verbinden sich so beim Erstarren der Materialien miteinander.

Co-Extrusion Einstellparameter

Auch bei der Coextrusion gibt es bestimmte Parameter, die die Haftung verbessern können. Diese sind jedoch nicht so zahlreich wie beim Umspritzen. Nach wie vor ist die hohe Temperatur der Schmelze der wichtigste Faktor. Die Materialien sind die gleichen wie beim Umspritzen, d. h. ein technischer Kunststoff und ein TPE-Material.