DE2341060A1 - Spritzgiessverfahren zur herstellung von formteilen mit veredelter oberflaeche - Google Patents

Spritzgiessverfahren zur herstellung von formteilen mit veredelter oberflaeche

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DE2341060A1 DE19732341060 DE2341060A DE2341060A1 DE 2341060 A1 DE2341060 A1 DE 2341060A1 DE 19732341060 DE19732341060 DE 19732341060 DE 2341060 A DE2341060 A DE 2341060A DE 2341060 A1 DE2341060 A1 DE 2341060A1
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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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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.
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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).
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ORIGINAL INSPECTiD
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.
Beispiel 4
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.
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Claims (1)

  1. ^341060
    - 7 - O.Z. 50 05
    Patentanspru cn
    Spritzgießverfahren 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 Aktiengesellschaft
    509809/0515 °«ßiNAL INSPECTS®
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