DE2341060A1 - Spritzgiessverfahren zur herstellung von formteilen mit veredelter oberflaeche - Google Patents
Spritzgiessverfahren zur herstellung von formteilen mit veredelter oberflaecheInfo
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Description
Unser Zeichen: O.Z. 30 056 Wr/L
6700 Ludwigshafen, 13.8.1973
Spritzgießverfahren zur Herstellung von Normteilen mit veredelter
Oberfläche
Zusatz zu Patent . (Patentanmeldung P 22 52 042.9)
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung von Formteilen mit veredelter Oberfläche,
wobei eine erwärmte,ebene Folie aus thermoplastischem Kunststoff zwischen zwei, einen Hohlraum begrenzende Werkzeughälften
gebracht und entsprechend der Werkzeugkontur durch Einspritzen eines treibmittelhaltigen, expandierbaren thermoplastischen
Kunststoffs in das nicht gasdicht schließende Werkzeug verformt wird, gemäß Patent (Patentanmeldung
P 22 52 042.9).
Es ist bekannt, spritzgegossenen Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen dadurch ein dekoratives Aussehen zu verleihen,
daß sie ganz oder teilweise mit bedruckten oder unbedruckten Folien überzogen werden. Die Folien werden dabei in das
Spritzgußwerkzeug eingelegt und mit der Kunststoffmasse hinterspritzt, so daß sie an ihren Oberflächen aufschmelzen und
sich mit der heißen Kunststoffmasse verbinden. Wesentliche Voraussetzung ist es, zwischen dem spritzgegossenen Kunststoff
und der Folie eine gute Verbindung zu erhalten. Daher können im allgemeinen nach diesem Verfahren nur chemisch ausreichend
ähnliche Polymere fest miteinander verbunden werden. In vielen Fällen ist jedoch eine besondere Behandlung zwingend erforderlich.
So ist es beispielsweise aus der deutschen'Offenlegungsschrift
2 100 374 bekannt, die aus vakuumverformbarem Material bestehende Folie auf der der Formhöhlung gegenüberliegenden
Oberfläche mit einem Klebstoffüberzug zu versehen. Der Oberzug
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509809/0515
2 3 A 1 O 6
- 2 - O.Z. 30 O56
kann durch Sprühen, Walzenbeachiehtung oder Streichen aufgetragen
werden.
Diese Arbeitsweise befriedigt jedoch nicht in jeder Hinsicht, sei es, daß ein gleichmäßiges Aufbringen des Klebstoffes auf
die Folie sehr aufwendig und die Folie anschließend schlecht zu handhaben ist, oder sei es, daß eine zufriedenstellende
Verbindung mit der Spritzgußmasse infolge der vorangegangenen Vakuumverformung der Folie nur schwer erzielt werden kann.
Es wurde nun unter Umgehung vorstehend genannter Nachteile ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art zur Herstellung von
Formteilen mit veredelter Oberfläche gefunden, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß als Folie eine Mehrschichtfolie
verwendet wird, bei der die der Angußseite des Werkzeuges zugekehrte Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff
besteht, welcher mit dem eingespritzten treibmittelhaltigen thermoplastischen Kunststoff verträglich ist.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, schichtförmige Verbundsysteme
mit für jede Verwendung erforderliche spezielle Eigenschaften, wie Glanz, Farbe, Oberflächenstrukturierung, sowie
mit verbesserten mechanischen thermischen und chemischen Eigenschaften herzustellen. Diese betreffen insbesondere die Kratzfestigkeit,
Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Löslichkeit.
Unter Mehrschichtfoilen im Sinne der Erfindung werden mehrere,
vornehmlich zwei miteinander verbundene ebene, flächenförmige Gebilde aus thermoplastischen Kunststoffen verstanden.
Die der Angußseite des Werkzeuges zugekehrte Schicht ist ein thermoplastischer Kunststoff, welcher mit einem eingespritzten
treibmittelhaltigen thermoplastischen Kunststoff verträglich ist. Er wirkt also als Haftvermittler zwischen diesem Kunststoff
und dem thermoplastischen Kunststoff der anderen Schicht. Beispiele für solche Haftvermittler sind Blockcopolymerisate
aus Butadien und Styrol. Sie sind in den DT-OS 1 569 423, 1 595 092 und 2 236 903 beschrieben. Andere Haftvermittler
sind Copolymerisate aus Styrol und Maleinsäureanhydrid nach
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- 3 - O.Z. 30 056
den DT-OS 2 04-1 373 und 2 119 934. Geeignet sind auch thermoplastische
Polyurethane und Pfropfpolymerisate von Vinylmonomeren auf solche Polyurethane nach der DT-OS 2 237 956 sowie
Mischungen aus einem thermoplastischen Polymeren, das HHg- oder
NH-Gruppen aufweist und einem Copolymerisat aus einem Olefin
oder Styrol und einem carboxylgruppenhaltigen Honomeren nach
der DT-OS 2 245 957. Schließlich können auch Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat verwendet werden. Für die Erzielung
einer hohen Verbundfeetigkeit von Polyolefinen mit Polyamiden
bzw. Polyestern sind carboxylgruppenhaltige ternäre und quarternäre
Äthylencopolymerisate geeignet, die aus 60 bis 90 Gewichtsteilen Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichtsteilen einer äthylenisch
ungesättigten Carbonsäure, 0,5 bis 20 Gewichtsteilen eines Esters einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und 0,3 bis 5 Gewichtsteilen
Isobutylen - wobei die Summe der Gewichtsteile jeweils 100 betragen soll - in polymer gebundener Form aufgebaut
sind. Die Herstellung solcher Copolymerisate ist in der britischen Patentschrift 1 240, 508 beschrieben, ihre Verwendung
zur Herstellung von Verbundfolien ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 1 669 685 und 1 949 742
bekannt.
Die Dicke der Mehrschichtfolien kann je nach Verwendungszweck und Ausbildung der Werkzeuge zwischen etwa 0,05 und etwa 2 mm,
vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,8 mm, liegen.
Die Mehrschichtfolie wird vor dem Einbringen in das Werkzeug
mittels einer üblichen Heizeinrichtung, beispielsweise eines Infrarotstrahlers, auf eine solche Temperatur gebracht, daß
beim Einspritzen der thermoplastischen Kunststoffschmelze an der Haftfläche eine Temperatur auftritt, die so hoch ist, daß
sie zum Tiefziehen (Warmformen) der Folie ausreicht. Diese Temperatur ist gleichzeitig die zum Erreichen einer guten Haftung
zwischen Folie und Spritzgußteil notwendige Mindesttemperatur.
In besonderen Fällen, z.B. wenn die Verarbeitungstemperaturen des Haftvermittlers höher sind als die Temperatur der treib- mittelhaltigen
Schmelze, ist es zweckmäßig, von einer Drei-
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-· 4 '- O0Z. 30
schichtfolie auszugehen. Diese besteht aus der Außenschicht A,
der hochschmelzenden Haftvermittlerschicht B und einer Schicht C aus einem niedriger schmelzenden thermoplastischen Kunststoff,
der sowohl zur Schicht B als auch zum treibmittelhaltigen Kunststoff eine Haftung aufweisen muß. Solche Systeme sind
ebenfalls in den genannten Druckschriften beschrieben.
Es wurde eine Zweischichtfolie durch Koextrusion unter Verwendung einer Zweischicht-Kombinationsdüse bei 2400C hergestellt.
Die Zweischichtfolie war 0,2 mm dick und bestand aus der 0,1 mm dicken Schicht A, einem ABS-Polymerisat (einem Pfropfpolymerisat
von 80 Teilen Styrol/Acrylnitril im Verhältnis 70 : 30 auf 20 Teile Polybutadien) und weiterhin der Schicht B, einer
0,1 mm dicken Schicht eines thermoplastischen Haftvermittlers (einer Mischung aus etwa je 1/3 eines Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisats
- 10 56 Maleinsäureanhydrid), außerdem von PoIymethylmethacrylat
und einem Acrylester (einem Pfropfcopolymerisat von 40 Teilen eines Gemisches von Styrol und Acrylnitril
im Verhältnis 70 : 30 auf 60 Teile eines teilweise vernetzten Acrylsäurebuty!esters).
Die Zweischichtfolie wurde in einem Spannrahmen mittels Infrarotstrahlung
auf eine Temperatur von 1400C erwärmt und zwischen
die Trennhälften eines geöffneten Spritzgußwerkzeuges gebracht.
Die Werkzeugtemperatur betrug 500C. Nach dem Schließen des
Werkzeuges wurde durch die Angußöffnung, unter einem Druck von 250 kp/cm , geschmolzenes Polystyrol (Polybutadiengehalt 6 $>)
mit 0,5 i» Azodicarbonamid In die Werkzeughöhlung eingespritzt.
Die Temperatur der Spritzmasse betrug 25O0C.
Durch die treibmittelhaltige Kunststoffschmelze wurde die Folie
entsprechend der Werkzeugkontur verformt.
Nach einer Abkühlzeit von etwa 4 Minuten wurde das erstarrte Formteil (Schrankteil mit den Abmessungen 400 χ 600 χ 12 mm)
aus dem Werkzeug entnommen.
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OFHGlNAL INSPECTED
_ R ' π 7. ^n η
"·· J ·" KJ . U · ^iW VJ
Die Zweischichtfolie war mit dem Polystyrolschaum fest verbunden.
Eine durch !Coextrusion hergestellte Zweischichtfolie der Gesamtstärke
0,4 mm, bestehend aus einer 300 /um dicken Schicht
schlagzähen Polystyrols mit 8 $6 Polybutadien und einer 100/um
dicken Schicht eines als Haftvermittler dienenden Vier-Block-Copolymerisates
aus Styrol und Butadien (40 # Styrol) wurde nach Beispiel 1 auf 1100C erwärmt und zwischen die Trehnhälften
eines geöffneten Spritzgußwerkzeuges gebracht.
Die Werkzeugtemperatur betrug 400C. Nach dem Schließen des
Werkzeuges wurde durch die Angußöffnung unter einem Druck von 250 kp/cm2 geschmolzenes Polyäthylen der Dichte 0,918 bei Zimmertemperatur
mit 0,5 $> Azodicarbonamid in die Werkzeugöffnung
gebracht.
Die Temperatur der Spritzmasse betrug 2200C.
Das Schrankteil nach Beispiel 1 war ein fester Verbund aus der vorgegebenen Zweischichtfolie und dem geschäumten Polyäthylen.
Im Blasverfahren wurde durch !Coextrusion eine Zweischichtfolie
hergestellt. Die Gesamtdicke dieser Zweischichtfolie war 0,3 mm; sie bestand aus der 0,2 mm dicken Schicht A, aus einem 6-Polyamid
eines mittleren Molekulargewichtes von 25 000 bis 30 000 und aus der 0,1 mm dicken Schicht B, aus einem Äthylencopolymerisat,
das 90,4 Gewichtsteile Äthylen, 4,0 Gewichtsteile Acrylsäure, 4,1 Gewichtsteile tert.-Butylacrylat sowie 1,5 Gewichtsteile
Isobutylen einpolymerisiert enthielt und einen Schmelzindex MFI (19O°C/2,16 kp) von 6,3 g/10 min sowie eine
Dichte von 0,930 g/cm' aufwies.
Mittels Infrarotstrahlung wurde diese Zweischichtfolie in einem Spannrahmen während 35 Sekunden auf 1900C erwärmt und zwischen
die Trennhälften eines geöffneten Spritzgußwerkzeuges gebracht (Werkzeugtemperatur 400C).
-6-509809/0515
o.a. 30 05^341060
Nach dem Schließen des Werkzeuges wurde durch die Angußöffnung ein mit 0,5 ^ Azodicarbonamid und mit 0,5 $>
Zinkoxid versetztes Polyäthylen (Dichte 0,918 g/cm5, Schmelzindex MFI (190°C/
2,16 kp) von 1,8 g/10 min unter einem Druck von 230 kp/cm und einer Massetemperatur von 22O0C in das Werkzeug gespritzt.
Die treibmittelhaltige Polyäthylenmasse verformte die Zweischichtfolie
entsprechend den Werkzeugkonturen.
Nach dreiminütiger Kühlzeit wurde die Form geöffnet und aus dem Werkzeug das erstarrte Formteil (Rückenlehne eines Stuhles mit
den Maßen 400 χ 250 χ 30 mm) entnommen. Alle drei Schichten waren fest miteinander verbunden.
In einer Plattenpresse wurde eine Zweischichtfolie hergestellt, indem die Schicht A, bestehend aus einer 0,2 mm dicken Folie
aus Polybutylenterephthalat (hergestellt aus äquimolaren Mengen 1,4-Butandiol und Dimethylterephthalt, mittleres Molekulargewicht
etwa 20 000) mit der Schicht B, bestehend aus einer 0,15 mm dicken Folie aus 86,3 Gewichtsteilen Äthylen, 4,8 Gewichtsteilen
Acrylsäure, 8,2 Gewichtsteilen des tert.-Butylesters der Acrylsäure und 0,7 Gewichtsteilen Isobutylen der
Dichte 0,928 g/cm5 und einem Schmelzindex MFI (190°C/2,16 kp) von 8,2 g/10 min, bei 2250C während 6 Minuten unter einem Druck
von 0,2 kp/cm zu einem 0,3 mm dicken Verbund verpreßt wurde.
Entsprechend Beispiel 3 wurde die Zweischichtfolie während 50 Sekunden auf 2100C erwärmt und die heiße Folie zwischen die
Trennhälften des Spritzgußwerkzeuges (Temperatur 450C) gebracht
.
Nach dem Schließen des Werkzeuges wurde durch die Angußöffnung ein Polyäthylen (Dichte 0,960 g/cm5, Schmelzindex MFI (1900C/
2,16 kp) von 5,2 g/10 min^ , das mit 0,8 $>
Azodicarbonamid vermischt war, unter einem Druck von 190 kp/cm und einer Massetemperatur
von 2300C in das Werkzeug gespritzt.
Nach 4 Minuten Kühlzeit wurde der dreischichtige, fest haftende Verbund dem Werkzeug entnommen.
509809/0515 "7"
Claims (1)
- ^341060- 7 - O.Z. 50 05Patentanspru cnSpritzgießverfahren zur Herstellung von Formteilen mit veredelter Oberfläche, wobei eine erwärmte, ebene Folie aus thermoplastischem Kunststoff zwischen zwei, einen Hohlraum begrenzende Werkzeughälften gebracht und entsprechend der Werkzeugkontur durch Einspritzen eines tfeibmittelhaltigen, expandierbaren thermoplastischen Kunststoffes in das nicht gasdicht schließende Werkzeug verformt wird, nach Patent (Patentanmeldung P 22 52 042.9), dadurch gekennzeichnet, daß als Folie eine Mehrschichtfolie verwendet wird, bei der die der Angußseite des Werkzeuges zugekehrte Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, welcher mit dem eingespritzten treibmittelhaltigen thermoplastischen Kunststoff verträglich ist.BASF Aktiengesellschaft509809/0515 °«ßiNAL INSPECTS®
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DE2252042A DE2252042A1 (de) | 1972-10-24 | 1972-10-24 | Spritzgiessverfahren zur herstellung von firnteukeb nut veredekter oberflaeche |
DE19732341060 DE2341060A1 (de) | 1972-10-24 | 1973-08-14 | Spritzgiessverfahren zur herstellung von formteilen mit veredelter oberflaeche |
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