DE1965368A1

DE1965368A1 - Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen

Info

Publication number: DE1965368A1
Application number: DE19691965368
Authority: DE
Inventors: Oxley David Fairclough; Garner Paul Johnson
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1968-12-31
Filing date: 1969-12-30
Publication date: 1970-07-16
Also published as: BE743980A; ZA699006B; FR2027489A1; JPS501899B1; DE1965368B2; ES375022A1; DE1965368C3; FR2027489B1; CH493329A; NL6919545A; SE355527B; GB1255970A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Herstellung geschichteter Gegenstände bzw. auf die so her·- gestellten geschichteten oder lamellaren Gegenstände. . '

Es wurde bereits vorgeschlagen, lamellare Gegenstände aus thermoplastischen Materialien herzustellen, wobei zwei oder mehrere Chargen aus thermoplastischem Material in

eine-Form durch eine gemeinsame Injektionsöffnung in Aufeinanderfolge injiziert werden. Bei diesem Verfahren ist die erste Charge, welche in die Form injiziert wurde, nicht ausreichend umfangreich genug, um die Forrnhöhlung auszufüllen, und die" Höhlung wird durch Injektion dar weiteren .Chargen ausgefüllt, v/elche die erste Charge in die äußeren Teile der Formhöhlung drücken. Ein Nachteil dieser Technik ist, daß das Auftreten einer Linie auf der Oberfläche dee fertigen Formlinge,

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entsprechend der Lage der Kante der ersten Charge aus thermosplastischem Material in der Formhöhlung, bevor die an-., deren Chargen injiziert werden, herbeigeführt wird.

Aufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung" eines Formverfahrens, bei dem diese Linie nicht erscheint..

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen aus mindestens zwei Schichten syn7 thetischer, harzartiger Materialien geschaffen, wobei in · Aufeinanderfolge mindestens zwei Chargen aus synthetischem, harzartigem Material in eine Form so injiziert werden, daß die zweite Charge in die erste Charge in der Form eindringt und wobei die erste Charge aus synthetischem, harzartigem Material die Forrahöhung vollständig ausfüllt, die anschliessend vergrößert wird, um die Injektion der zv/eiten Charge zu ermöglichen, bevor das harzartige Material aus der ersten' Charge sich verfestigt hat. ■ .

Es wurde gefunden, daß der zweckmäßigste Weg, zu. gewährleisten, daß die zweite Charge, sobald sie inj.iziert wird, in die erste Materialcharge, die bereits in der Form vorliegt, eindringt, darin besteht, daß man die Materialien'

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durch eine gemeinsame Injektionsuffnung nacheinander injiziert,

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Die Form kann gekühlt v/erden, um die Verfestigung der thermoplastischen Materialien zu fördern, jedoch hängt die Wahl der Formtemperatur von den verarbeiteten Materialien ab. Es wurde gefunden/ daß die Form vorzugsweise eine Temperatur zwischen 0° und. 100⁰C aufweisen soll.

Das Verfahren der Erfindung kann angewendet werden, um einen Schichtstoff aus beliebigen zwei synthetischen, harzartigen Materialien her 2? us te Ilen, welche durch Injektionsformtechniken gewonnen v/erden können. Die harzartigen Materialien können wärmeverfestigende oder thermoplastische Materialien sein. Beispiele für geeignete wärmeverfestigende Harze sind die Phenolformaldehydkondensationsharze und die Ilarnstoff-Formaldehydkondensationsharze. Beispiele für geeignete thermoplastische Harze, die verwendet v/erden können, sind Polymere von alpha-Olefinen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten und Poly-4-methylpenten-l sowie Mischpolymere aus den Olefinen, von denen diese Polymeren abgeleitet sind, ferner Polymere und Mischpolymere aus ' . Vinylchlorid, die gegebenenfalls einen Weichmacher enthalten, Polymere und Mischpolymere aus Styrol, insbesondere Mischpolymere mit einem Gehalt an Acrylnitril, Butadien und Styrol, Polymere und Mischpolymere aus Butadien, Polymere und Mischpolymere aus Methylmethacrylat sowie die vor-. schiedenen Polyamide (Nylons), insbesondere das Polyamid aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure (Nylon 66). Die

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Wahl der Materialien, aus denen der Schichtstoff hergestellt · werden soll, hängt von der Verwendung ab, v/elcher der Gegenstand zugeführt werden .soll. Das Verfahren der Erfindung schafft einen besonders brauchbaren Weg zur Herstellung geschichteter Gegenstände mit einem Kern aus realtiv billigem·. Material," das mit einer guten Verkleidung (Außenfläche) ver-

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sehen ist. Beispielsweise kann der Kern aus thermoplastischem Material mit einem Gehalt an Füllstoff bestehen, wo- ·' gegen die Außenhaut aus einem Material irgendeiner gewünschten Oberflächenappretur bzw» Oberflächenausgestaltung hergestellt sein kann. Wenn das Verfahren zur Herstellung von. Teilen des Grundkörpers von Motorfahrzeugen verwendet wird, wird eine steife Außenhaut erforderlich sein, und gefülltes Polypropylen ist ein besonders "gutes Harz zur Bildung der üußerihafc und kann zweckräßig als erste Material charge bei dem Verfahren der Erfindung verwendet werden. Wenn jedoch ein flexibler Formling gefordert wird, beispielsweise für die Innen- .. ausstattung eines Kraftfahrzeuges, 1st ein weichgemachtes Vinylchlorid-Polymeres außerordentlich als Außenschicht des Formlinge geeignet.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung enthält die «weite Charge aua synthetischem, harzartigen Material ein Treibmittel. Das Treibmittel kann ein festes Material sein, das sieh beim Erhiteon unter Freigabe eines ·/

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Gases zersetzt, welches das' harzartige Material schäumt, oder es kann eine Flüssigkeit sein, welche beim Erhitzen unter Schäumung des harzartigen Materials verdampft. Wenn · die zweite Charge aus schäumbarem Material ist, kann die Formhöhlung in einem ausreichenden Ausmaß nach der Einführung des ersten Einschusses vergrößert v/erden, so daß die' ä Form vollständig ausgefüllt wird, wenn die zweite Charge in der Form geschäumt ist. Alternativ - und zwar bevorzugt kann die Höhlung ausreichend vergrößert werden, um die Einführung der gewünschten Menge der nicht geschäumten zweiten Charge so zu ermöglichen, daß sie die Form ausfüllt, welche dann weiter vergrößert wird, um die zweite Charge schäumen zu lassen.:Es ist bevorzugt, die zweite dieser Alternativen anzuwenden, da dadurch eine gleichmäßigere Zellenstruktur im Kern des geformten Gegenstandes geschaffen wird und auch ein Gegenstand mit überlegener Oberflächenausgestaltung hergestellt' '' wird. Bei dieser Ausführungsform soll das schäumbare Material unter ausreichendem Druck und mit einer ausreichen-

j den Geschwindigkeit injiziert werden, um zu verhindern, daß' das Material schäumt, bevor die Form gefüllt ist. Es wurde

gefunden, daß übliche Injektionaformungsraten und -drücke " zufriedenstellend sind, '

Die Vergrößerung der Formhühlung nach der Injektion der ersten Charge kann auf einem oder auf zwei Wegen durchgeführt werden, entweder kenn die Spannkraft, die die beiden

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Formhälften zusammenhält, ausreichend verkleinert v/erden, ' so daß der Injektionsdruck, der die zweite Charge in die Form preßt, die beiden Formhälften auseinander treibt, wobei die Formhöhlung vergrößert wird. Alternativ kann die Formhöhlung speziell vergrößert werden, bevor irgendetwas von der Zweitcharge in die' Form eingeführt wurde. Wenn die Form nach der Injektion der zweiten Materialcharge weiter vergrößert werden soll ., um diese Charge schäumen zu lassen, kann diese weitere öffnung auf verschiedene Weise durcligeführt werden. Die Form kann durch irgendeine von außen einwirkende Kraft geöffnet werden, welche die Höhlung in dem gewünschten Ausmaß sofort vergrößert oder die Höhlung allmählich vergrößert. Alternativ kann der Blockierungsdruck, der die Formhälften zusammenhält, so reduziertwerden, daß der Druck der Gase, die durch die Zersetzungstemperatur des Treibmittels erzeugt werden, die Formhöhlung vergrößert; hierbei kann wiederum der Blockierungsdrück allmählich reduziert werden, wobei eine allmähliche Expansion der Formhöhlung ermöglicht wird oder er kann sofort reduziert werden, wobei eine plötzliche Expansion ermöglicht wird.

Die Ausgestaltung der Form soll so sein, daß ein minimaler Materialverlust aus der Form während des Formzy klus eintritti 'insbesondere wenn die Materialien unter

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hohem Druck stehen. Es wurde gefunden, daß Formen des Typs, die allgemein als vertikale Flachformen bekannt sind, besonders geeignet sind. Die Größe und Ausgestaltung der Formhöhlung hängt von dem herzustellenden Gegenstand ab, jedoch sind normale Formarten einer maximalen Höhlungsdicke von weniger als 2,54 cm, vorzugsweise zwischen 0,20 und 1 cm. (0,08" und ο ,"40") Dicke besonders brauchbar.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das Volumen der Formhöhlung nach der Injektion der ersten Charge reduziert werden, bevor sie vergrößert wird, um die Einfüh-, rung der zweiten Charge zu erlauben. Diese Volumenherabsetzung kann erreicht werden» indem man den Blockierungs- ₍ druck, der die beiden Formhälften zusammenhält, vergrößert, . , oder es können im ersten Fall die Formflächen durch Keile auseinandergehalten werden, welche zwischen diesen einge- ' f setzt werden, 'oind diese Keile können entfernt werden, so daß das Volumen der Formhöhlung durch die Blockierungskräfte vermindert wird.

Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise in einer Vorrichtung ausgeführt, mit der die synthetischen, . ' harzartigen Materialien In die Form durch einen gemeinsamen Eingußkanal eingeführt werden, zu dam die Materialien

aus getrennten Injekfcionsformvorrichtungen geführt werden.

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Sweckmäßigerweise kann ein Ventil an der Verbindungsstelle der Kanäle aus den beiden Vorrichtungen vorgesehen sein, um zu kontrollieren, welches Material während irgendeiner Zeit in den Eingußkanal eintritt. Der Betrieb der Vorrichtungen/einschließlich der Schaltung des. Ventils, der Bewegung der Druckkolben der Formvorrichtungen und der öffnung der Form müssen so synchronisiert werden_f daß die Formhöhlung entweder vor der Injektion der zweiten Charge oder mit Hilfe der Injektion der zweiten Charge vergrößert wird» Wenn die Form weiter vergrößert werden soll, um die zweite Materialcharge schäumen zu lassen, muß diese weitere Ver-* größerung der Form in gleicher Weise in die Programmierung der Vorrichtung einbezogen werden.

Das Verfahren der Erfindung kann zur Herstellung sehr verschiedener Gegenstände angewendet werden. Beispielsweise können Gegenstände mit· einer steifen oder mit einer flexiblen Haut hergestellt werden. Beispiele für Gegenstände mit einer steifen Haut sind Gegenstände für Möbel und Bauteile, beispielsweise Bauplanken oder Platten zur Bildung von Körpern für Motorfahrzeuge und Züge. Beispiele · für Gegenstände mit flexibler Haut sind Teile der inneren. Ausstattung von Kraftwagen, Eisenbahnwagen, Transportern, Flugzeugen sowie eine große 55ahl verschiedener anderer An-Wendungen. Bei einer Λμ9fUhryngsform der Erfindung können

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mindestens Teile einer oder mehrerer Wandungen der Formhöhlung mit einen enbfernbaren Einnahm vor der Injektion der Materialien in die Form ausgekleidet werden*. Die Ma~ . ■ tericilicri werden dann an dem Einsatz anhaften, wenn sie in die Form injiziert worden, und so kann diese Technik angewendet werden, um eine steife Unterschicht auf bei™ λ

spielsweise einen zellförmigen Gegenstand mit einer ungeschäuinten Haut aufzubringen» Dies· ist besonders brauch-· bär zur Herstellung von flexiblen Formungen für die Innenausstattung von Motorfahrzeugen, wo es erwünscht ist, eine elastische-Ausstattung mit einer angenehmen Oberfläche zu haben, die in dem Motorfahrzeug steif montiert werden kann. In diesem Fall kann eine der Wandungen der Form ausgekleidet sein, um die Unterschicht ziir Montierung der Ausstattung herzustellen, wogegen die andere Wandung nicht ausgekleidet ist und so die angenehme Oberfläche geschaffen wird. Beispiele für geeignete Auskleidungsmaterialien sind Ilolzfolien, wie Sperrholz und Hartfaserplatte, Metall- ' bleche oder Bahnen aus thermoplastischen Materialien, die bei der Formtemperatur nicht schmelzen. Alternativ kann das Auskleidungsmaterial gewünschtenfalls ein flexibles Material sein. ·

■ Dia Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert. -.-.-.. ·

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Cine Fora in ur->.. AiuKjOstaL'tuncj- e.lneH FiuatoouUL-tera mit einer rechfceck ;.*jen Orundflauh^ von etwa 2€/7 χ 38 ,Γ (10 1/2 inches, by 1.5 .ύΐο-hes) und etwa 6,35 nu.i (1/4 inch) Dicke mit Söitenwanclunycin von ß_# >S cw {2 1/2 Lachers) Höhe/ bestehend aus einer Hau;, eines einfarbigen Polymeren und einem Kern eines andersfarbigen Po.Lymeran wurde wie fo.Ujt

Eine erste Charge von 41O. g schwära pigmentiartem Polypropylen wur'ela bsi 235 C in eine 3,18 ram (1/8 inch) breite Höhlung einer vertikalen Flachform unter einem In-., jektionsdruck von etv/a 1270 kg/cm ■ {18 000 lbs per scjuare inch) injiziertä Die Wandungen der Formhöhlung wurden ' durch Kreislaufführung von Wasser bei 70°C durch die Form— wandungen, gekühlt, Die erste Charge wurde" während 2 1/2 Sek injiziert, und der Klemmdruck, der die beiden Formhälften zu sammenhält, wurde entspannt, und eine Zweitchärge von rot.---pigmentiertem Polypropylen wurde ebenfalls bei 235°C in die Form durch den gleichen Eingußkanal wie· die erste Charge injiziert. Die Charge des rot pigmentierten Polypropylens wurde unter einem Druck von 1270 kg/cm" (18 000 lbs per ' square inch) in j is iart, und die, das Material in die Form Injizierenden, Kräfte, vergrößerten die Fortnhohlung* Wenn

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der Teil der Höhlung, dor die Grundfläche des Saatbehältors begrenzte, 3_flÖ ϊπγλ -{1/8 inch) breit wurde, wurde der Klemmstück, der die beidai FopihaLEten zusammenhält-, vergrößert. TJach weiteren 2 Sekunden wurde die Formhöhlung voll ausgedehnt und mit Polymeren^ gefüllt«

Nachdem seit feeginn des Formzyklus 70 Sekunden ver- i strichen waren, wurde der Saatbehälter aus der Form ent- _ ■■ ^s ferntf und es wurde ein Gewicht von 618 g festgestellt. Der Formling hatte eine angenehme Oberflächenbeschaffenheit und wies keine Linien auf seiner Oberfläche auf, da die erste Materialcharge die Formhöhlung völlig ausfüllte und so keine Gelegenheit zum Ausfrieren innerhalb der Form · vor der Injektion des zweiten Charge hatte.· Wenn der Saat--, behälter v.nr Hälfte durchgeschnitten wurde, wurde' gefunden, daß das rote Kernschaummaterial· vollständig durch das schwarze Polymere umgeben war.. . "_,_-.- ""

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Charge aus rot pigmentiertem Polypropylen, durch eine Charge aus natürlichem Polypropylen mit einem Gehalt von 0,5 Gew.-\% Azodicarbonamid als Treibmittel ersetzt,- wurde. Der Formungssyklus war der, gleiche mit der /vusnahme, daß die Form mit dem ungeschnumten natürlichen

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Polypropylen gefüllt wurde und die Formhöhlung dann weiter um etwa 3,18 mm {1/8 inch) erweitert wurde, um das natürliche Material innerhalb der Kaut aus schwarzem Polymeren schäumen zu lass'en.

Auch hierbei wies der Formling wiederum keine Linie auf seiner Oberfläche auf, und beim Serschneiden der Grundfläche des Formlings wurde gefunden, daß er aus einem geschäumten Kern aus natürlichem" Polypropylen bestand, das_; gänzlich durch eine Haut aus schwarzem Polymeren umgeben., war. .

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Claims

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Patentansprüche

.] Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen aus mindestens zwei Schichten aus synthetischen, harzartigen Materialien, bei dem mindestens zwei Chargen aus synthetischem, harzartigen Material in eine Form aufein- · anderfolgend so injiziert werden, daß die zweite Charge in die erste Charge"eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form'hohlung^ vollständig mit der ersten Charge aus synthetischem, harzartigen Material ausfüllt, worauf man die Formhöhlung ausdehnt und dann die zweite Charge injiziert, bevor das harzartige Material aus der ersten. Charge verfestigt ist. ' -
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- " net, daß man die Form zur Injektion, der zweiten Charge dadurch ausdehnt, daß man-die Klemmkraft, welche -die beiden I Formhälften zusammenhält so verkleinert, daß der Injektionsdruck, der die zweite Charge in die Form drückt, die Form-· ⁼ hälften auseinandertreibt, so daß die zweite Charge in die Form eintreten kann.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man drei Materialchargen in die Form injiziert, 'wobei die dritte Charge aus dem gleichen Material besteht, wie die erste.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Charge aus synthetischem, harzartigen Material eine solche, die ein Treibmittel enthält, in "die Form bei einer Temperatur über dessen normaler Schäumungstemperatur injiziert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß man die zweite Charge unter einem solchen Druck injiziert, daß die Form erweitert und ausgefüllt wird, ohne daß irgendeine Schäumung stattfindet. "
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich-

■ net, daß man die erweiterte und ausgefüllte Form weiter vergrößert, um die Schäumung der das Treibmittel-enthaltenden Charge aus harzartigem Material su ermöglichen»

7o Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche t dadurch gekennzeichnet, daß man das Volumen der · Formhöhlung nach der Injektion der ersten Charge herabsetzt, um die Verteilung .der ersten Charge in dia Außenteile der Formhöhlung zu gewährleisten*

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