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Die Erfindung betrifft ein Verfahren des physikalischen Schäumens von Flüssigsilikonkautschuken im Silikonspritzguss mit dem Treibmittel Wasser. Das Treibmittel kann dabei dem unvulkanisiertem Flüssigsilikonkautschuk mit Hilfe einer Additivzuführung einer konventionellen Dosiereinheit nahezu drucklos hinzugegeben werden. 

Mit dem Schäumen wird eine zellige bzw. poröse Struktur in Bauteilen erzeugt. Dadurch wird die Dichte reduziert und Material eingespart. Außerdem weisen geschäumte Bauteile eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf und verändern die haptischen Eigenschaften. Aus diesen Gründen werden je nach Anwendung geschäumte Bauteile benötigt. 

Die Herstellung von Schaumbauteilen kann mit verschiedenen Verarbeitungsverfahren wie der Extrusion, im Spritzgießverfahren oder im offenen Schäumverfahren erfolgen. Dabei wird zwischen dem physikalischen, chemischen und mechanischen Schäumen unterschieden. Beim chemischen Schäumen spalten sich unter Wärmezufuhr flüchtige Bestandteile des Treibmittels ab und erzeugen die poröse Struktur. Das mechanische Schäumen erfolgt durch Einrühren von Luft in das Grundmaterial. Beim physikalischem Schäumen wird ein Treibmittel unter hohem Druck in eine Masse gepresst, das anschließend unter Druckentlastung sein Volumen stark vergrößert und expandiert.

Materialseitig werden Schaumbauteile überwiegend aus Thermoplasten und Duroplasten hergestellt.

Das neu entwickelte Verfahren mit dem Treibmittel Wasser nutzt die Temperaturverhältnisse beim Flüssigsilikonspritzgießen. Hierbei wird die unvulkanisierte, pastöse Masse bis zum Eintritt in eine Werkzeugform mit geringen Temperaturen bis ca. 40°C gefördert. Die Vulkanisation erfolgt dann in der Werkzeugform durch Zufuhr von Wärme ab einer Temperatur von ca. 120°C. 

Mit dem neu entwickelten Schäumverfahren wird dem Flüssigsilikonkautschuk während der Materialförderung im unvernetzten Zustand Wasser hinzugegeben und fein verteilt. Beim Eintritt der Emulsion in das Werkzeug findet beim Wasser ein Phasenübergang von flüssig zu dampfförmig statt, das Volumen vergrößert sich stark und erzeugt während der Vulkanisation eine poröse Struktur innerhalb des Elastomers.

• Dichtereduzierungen bis zu 60%
• Verfahren ist mit der konventionellen Anlagentechnik des Silikonspritzgießens möglich
• Sehr geringe Kosten des Treibmittels Wasser und nahezu unbegrenzte Verfügbarkeit
• Physiologische Unbedenklichkeit des Treibmittels

Dipl.-Ing. Ute Emde
Mail: ute.emde[at]uni-kassel[dot]de
Tel. 0561-8041985