TPE-Zweikomponenten-Verarbeitung

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TPE-Zweikomponenten-Verarbeitung

Thermoplastische Elastomere finden immer häufiger als Hart-Weich-Lösung im Mehrkomponenten Verfahren ihren Einsatz, da die Materialien ohne jegliche Vorbehandlung auf nahezu jedem technischen Kunststoff haften.Dies macht den jeweiligen Prozess schneller und kostengünstiger. Die zwei Hauptverarbeitungsverfahren zum Erreichen dieser Mehrkomponenten-Lösungen sind das Spritzgussverfahren und die Co-Extrusion.

Eigenschaften

Beim Einspritzen der Weichkomponente erweicht die Oberfläche der Hartkomponente und es findet eine Diffusion der Moleküle in die äußere Schicht statt. Voraussetzung dafür ist, dass die beiden Materialien, also das TPE und der technische Kunststoff, miteinander verträglich sind, d. h. es dürfen die Moleküle des jeweils anderen nicht abgestoßen werden. Mit zunehmender Molekülbeweglichkeit diffundieren die Moleküle der beiden Werkstoffe und es entsteht die sogenannte Kohäsionshaftung. Die Moleküle der beiden Werkstoffe bilden an der Grenzschicht ein Netzwerk, das eine kohäsive Verbindung zwischen den Werkstoffen herstellt.

Zu den technischen Kunststoffen, zu denen Dryflex & Mediprene TPE Compounds nachweislich eine gute Haftung aufweisen, gehören PP, PE, PS, PA6, PA 66, PC, ABS, PC/ABS, PK, PBT, ASA und SAN.

Die Haftung zwischen dem TPE und dem technischen Kunststoff unterliegt gewissen Schwankungen, dies ist auf die unterschiedliche Additivierung der Hersteller des Hartkunststoffes zurückzuführen. Die folgenden Hinweise geben Empfehlungen, wie die Haftung sowohl beim Spritzguss als auch bei der Co-Extrusion verbessert werden kann.

Spritzguss

Die geläufigste Methode, um eine gute Haftung beim Spritzguss zu gewährleisten, ist der Einsatz einer Mehrkomponentenanlage, bei der der gesamte Prozess automatisch abläuft, d.h. zuerst wird der Hartkunststoff eingespritzt, dann wird die Form z.B. gedreht und schließlich das TPE in die Form eingespritzt. Es ist auch möglich, im ersten Schritt das TPE und im zweiten Schritt den Hartkunststoff zu spritzen. Eine andere Möglichkeit besteht im Umlegeverfahren. Hierbei wird zuerst die Hartkomponente produziert, um diese dann manuell in eine andere Form einzulegen, in welche dann wiederum das TPE eingespritzt wird. Die letztgenannte Methode ist wesentlich arbeitsintensiver und fehleranfälliger.

Spritzgussparameter

Die folgenden Empfehlungen dienen der Verbesserung der Haftung zwischen dem TPE-Material und dem technischen Kunststoff. Die Parameter gelten, wenn die TPEs an den technischen Kunststoff angeformt werden, sie können aber auch bei umgekehrter Vorgehensweise anwendbar sein.

  • Erhöhung der Zylinder- Heißkanaltemperaturen
  • Erhöhung Einspritzgeschwindigkeiten
  • Die Werkzeugtemperatur des TPE-Teils sollte im Bereich von 20 - 60°C liegen.
  • Vermeiden hoher Nachdrücke
  • Vermeiden von Kaltverschiebungen
  • Höchstmöglicher Einspritzdruck.
  • Vortrocknung von hygroskopischen (feuchtigkeitsaufnehmenden) Materialien.
  • Gleichmäßiges Vorwärmen des technischen Kunststoffs (ideal sind ca. 100°C).
  • Trockene, saubere und glatte Oberfläche des Hartkunststoffs. Die Oberfläche sollte nicht strukturiert sein.
  • Ausreichende Dicke (mindestens 1,5 mm) des TPE-Teils.
  • Ausreichende Entlüftungen
  • Lage und Ausführung der Anspritzung an das Bauteil

Die Einstellparameter 1 - 6 sind am einfachsten zu realisieren, da sie nur die Maschineneinstellungen betreffen. Die Parameter 7 - 9 sind Vorbehandlungsschritte, die ebenfalls einfach durchzuführen sind. Diese Schritte können vereinfacht werden, wenn die Herstellung des Hart-Weich Bauteils in einem Mehrkomponentenprozess erfolgt. Die Parameter 10 - 12 betreffen das Werkzeug und sollten daher bereits bei der Werkzeugkonstruktion berücksichtigt werden.

Co-Extrusion

Im Gegensatz zu den Bedingungen beim Spritzgießen befinden sich bei der Co-Extrusion beide Materialien im Schmelze-zustand, wenn die Oberflächen miteinander in Kontakt kommen. Daher ist die Haftung bei der Co-Extrusion in der Regel besser als beim Spritzgießen, bei dem das geschmolzene Material das feste Material anschmelzen 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 verriegeln so beim Erstarren der Materialien aneinander.

Co-Extrusion Einstellparameter

Auch bei der Co-Extrusion gibt es bestimmte Parameter, die die Haftung verbessern können. Allerdings sind dies nicht so viele wie beim Umspritzen. Es ist immer noch die hohe Temperatur der Schmelze, die der wichtigste Faktor ist. Die Materialien sind die gleichen wie beim Umspritzen, d. h. ein technischer Kunststoff und ein TPE-Material.

  • Hohe Zylindertemperaturen
  • Hoher Druck an der Düse.
  • Vortrocknung von hygroskopischen (feuchtigkeitsabsorbierenden) Materialien.
Anleitung zu den Einstellungen für das Spritzgießen unserer TPE compounds.
Informationen und Einstellungen zum Extrudieren unseres TPE compounds.
Christian Berg

Christian Berg

Leiter F&E, HEXPOL TPE GmbH

christian.berg@hexpolTPE.com
Jim Harper

Jim Harper

TPE Product Manager, HEXPOL TPE North America

jim.harper@hexpolTPE.com
+1 330 807 4002
Klas Dannas

Klas Dannäs

Globaler F&E-Manager, HEXPOL TPE

klas.dannas@hexpolTPE.com
+46 532 60 75 33
Mark Griffiths

Mark Griffiths

Manager für Fertigung und F&E, HEXPOL TPE Ltd

mark.griffiths@hexpolTPE.com
+44 7768 776016
Niklas Ottsosson

Niklas Ottosson

Technical Manager - Medical, HEXPOL TPE AB

niklas.ottosson@hexpolTPE.com
+46 532 60 75 35
HEXPOL TPE - Terry Ruan

Terry Ruan

Technischer Inspektor, HEXPOL TPE China

terry.ruan@hexpolTPE.com

Verarbeitungshinweise

Weitere Informationen und Broschüren finden Sie in den Downloads.

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