DE4030477C2

DE4030477C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen

Info

Publication number: DE4030477C2
Application number: DE4030477A
Authority: DE
Inventors: Josef Landler; Roland Fink
Original assignee: Alkor GmbH Kunstoffverkauf
Current assignee: Alkor GmbH Kunstoffverkauf
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: DE4030477A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Farmteilen oder Gegenständen aus thermoverformbaren Polyolefinfolien, thermoverformba ren polyolefinhaltigen Bahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltigen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen und Polyolefinpartikel unter Verwendung einer Negativ form, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativform und eine poröse, mikroporöse oder mit fein sten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche aufweist, daß vorzugsweise unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißen Fo lie, Bahn, Platte, dem Blasformling oder der Schmelze und der kälteren Negativform diese in die Negativform eingebracht und im Augenblick der Berührung mit der strukturierten Oberfläche oder Wandung des Negativwerkzeuges die Oberflächenstruktur, Oberflächen dekoration, Narbung oder Strukturierung und die Form derselben annimmt und nachfolgend in der Negativform abgekühlt und mit einer Schaumschicht versehen wird. Gemäß der Er findung werden nach der Endverformung und der Oberflächenstrukturierung oder Narbung und vor, während oder nach dem Verschluß der Negativform Polyolefinpartikel eingebracht, verformt, versintert, verschmolzen und mit dem geformten und strukturierten Formteil oder Gegenstand verbunden.

Es ist bereits bekannt, Formteile oder Gegenstände im Negativ-Tiefziehverfahren, im Posi tiv-Tiefziehverfahren, im Blasverfahren, im Extrusionsgußverfahren oder im Slush-Molding- Verfahren herzustellen und unter Verwendung chemischer Treibmittel enthaltenden Massen oder Flüssigkeiten zu hinterschäumen. Da verschiedene Kunststoffschäume sich nur schwer mit anderen Kunststoffschichten, Folien oder Bahnen verbinden, aufgrund von Weichma cherwanderungen oder Wanderungen anderer Bestandteile, u. a. die chemisch-verschäumten Massen von den Folien, Schichten und dergleichen sich nachträglich trennen können, zu sätzlich Fehlerstellen und dergleichen auftreten, weisen diese Verfahren Nachteile auf.

DE 38 42 846 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefin-Sandwich-Formteilen mit designierter, kompakter Oberfläche und mit einem Polyolefinschaumkern, bei dem die oberseitig erwärmte Polyolefinfolie mit Polyolefinschaumperlen verbunden bzw. verschmol zen werden und durch Aufschäumen der Schaumperlen ihre Endform und Oberflächen struktur erhält.

Aus DE 24 05 666 A1 ist ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbund- Schaumstoffkörpers bekannt, bei dem ein Folienzuschnitt zunächst tiefgezogen und sodann mit Polyurethan hinterschäumt wird.

Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zu finden, bei dem u. a. auch dicke Schaumschichten (neben dünnen Schaumschichten) erzielt werden können, ohne daß die vorgenannten Nachteile der Trennung vom Schaum in erheblichen Umfang auftre ten. Der erzielte Schaum sollte eine gewisse Formstabilität aufweisen und nicht dazu führen, daß bei dem Schäumungsvorgang Narbungen, Prägungen, Oberflächendekorationen und dergleichen in ihrer Profilierung vermindert oder verringert werden. Die hergestellten Formteile sollten leicht recyclefähig sein und/oder für Kraftfahrzeuge, Innenverkleidungen für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge verwendbar sein.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diesen Zielen und Aufgaben ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen gerecht werden, bei dem aus thermoverformbaren Polyolefinfolien, thermoverformbaren polyolefinhaltigen Bah nen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltigen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen und Polyolefinpartikel unter Verwendung einer Negativform, die die struktu rierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegen standes in Negativform und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche aufweist und mit einem Verschlußteil abgeschlossen oder abgedeckt wird, daß ein Heißgas oder Wasserdampf in den geschlossenen Zwischen raum, der die Polyolefinpartikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet wird, wobei die Po lyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, verschmelzen, ver schweißen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden, so daß das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand gebildet wird. Hier bei wird als Kunststoffolie, -bahn, -platte, Blasformling oder der Schmelze eine unge schäumte Polyolefinhomo- oder polyolefinhaltige Schicht oder Mehrfachschicht mit einer Schichtdicke von 0,25 bis 2,0 mm, die eine Schaumschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 6,0 mm besitzt (Schaumlaminat), verwendet, die unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißen Folie, Bahn, Platte, dem Blasformling oder der Schmelze und der kälteren Negativform in die Negativform eingebracht und im Augenblick der Berührung mit der strukturierten Oberfläche oder Wandung des Negativwerkzeuges die Oberflächenstruktur, Oberflächendekoration, Narbung oder Strukturierung und die Form derselben annimmt und nachfolgend in der Negativform abgekühlt wird. Gemäß der Erfin dung wird die Negativform vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit minde stens einem Verschlußdeckel oder einem Verschlußteil abgeschlossen und/oder abgedichtet, der bzw. das Einleitungsöffnungen für Heißgas und/oder Wasserdampf aufweist. Nach der Endverformung und der Oberflächenstrukturierung, Prägung oder Narbung und während oder nach dem Verschluß der Negativform werden Polyolefinpartikel, ausgewählt aus der Gruppe der kugelähnlichen, polyolefinhaltigen und/oder offenporigen oder geschlossenpori gen Polyolefinschaum- und/oder -hohlkugeln oder ähnlichen Polyolefinpartikeln oder po lyolefinhaltigen Partikel, in den Zwischenraum zwischen der die verformte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativform und dem Verschlußdeckel oder dem Ver schlußteil unter Überdruck eingebracht und über mindestens eine Zuleitungsvorrichtung und/oder mehrere Verteilungsvorrichtungen das Heißgas oder der Wasserdampf in den ge schlossenen Zwischenraum, der die Polyolefinpartikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, ver schmelzen, verschweißen, ausdehnen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten und/oder struktu rierten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden. Das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand wird nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnom men.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden thermoverformbare Polyolefinfolien, thermoverformbare polyolefinhaltige Bahnen, Schaumlaminatbahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltige Massen, Blasformlinge oder Schmelzen unter Verwen dung einer Negativtiefziehform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativform und eine poröse, mi kroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche auf weist, geformt, wonach vorzugsweise unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißeren Folie, Bahn oder Platte und der kälteren Negativtief ziehform abgekühlt wird. Die Negativtiefziehform wird dabei vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit mindestens einer zweiten Form oder einer Verschlußform abge schlossen und/oder abgedichtet. Nach der Endformung und während oder nach dem Ver schluß der Negativtiefziehform werden die Polyolefinpartikel, ausgewählt aus der Gruppe der kugelähnlichen, polyolefinhaltigen und/oder offenporigen oder geschlossenporigen Po lyolefinschaum- und/oder -hohlkugeln oder ähnlichen Polyolefinpartikeln oder polyolefin haltigen Partikeln, in den Zwischenraum zwischen der die verformte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativtiefziehform und der Verschlußform, dem Verschluß deckel oder dem Verschlußteil unter Überdruck eingebracht und über mindestens eine Zu leitungsvorrichtung und/oder mehrere Verteilungsvorrichtungen ein Heißgas oder Wasser dampf in den geschlossenen Zwischenraum, der die Polyolefinpartikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, verschmelzen, ausdehnen, verschweißen oder sich unter Haftverbindungen ver formen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten und/oder strukturierten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden. Das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand wird nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnommen.

Das Heißgas oder der Wasserdampf wird bevorzugt in die Form mit einer Temperatur von 105 bis 160°C, vorzugsweise 110 bis 150°C, eingeleitet.

Nach einer Ausführungsform ist der Verschlußdeckel oder das Verschlußteil oder die Ver schlußform hinsichtlich seines Profiles und seiner Formgebung in einem Abstand von der Negativform oder Negativtiefziehform so angeordnet, daß es bzw. er in der Dicke (abzüg lich der in der Negativ- oder Negativtiefziehform eingebrachten und verformten Schicht, Folie, Bahn) im Profil und in der Formgebung derjenigen des Fertigteiles oder Gegenstandes direkt, annähernd oder in Teilbereichen entspricht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der Form und/oder an oder in der Nähe des Verschlußdeckels oder des Verschlußteiles oder der Verschlußform ein Träger und/oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper angeordnet oder angebracht, wobei ein Träger oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper verwendet wird, der bzw. die mehrere Durchgänge, Öffnungen, Ausnehmungen, Poren oder ähnliche Durchtrittsöffnun gen für das Heißgas oder den Wasserdampf aufweist bzw. aufweisen. Nach einer anderen Ausführungsform wird ein Träger und/oder ein Versteifungskörper eingesetzt, der auf sei ner Rückfläche (der Negativform abgewandten Fläche) in Teilbereichen in Positivform die Form der Rückfläche des Fertigteiles aufweist.

Bevorzugt wird ein Verschlußdeckel oder Verschlußteil innerhalb des Verfahrens verwen det, der bzw. das mehrere, vorzugsweise über die Fläche der Verschlußform verteilte Ein leitungsöffnungen für das Heißgas und/oder den Wasserdampf aufweist und mindestens eine Ableitungsvorrichtung, eine Ableitungsöffnung oder ein Ableitungsrohr für das durchgetre tene Heißgas, für Wasserdampf und/oder für Wasser besitzt oder eine Form, bei der die Einleitungs- und Ableitungsvorrichtungen seitlich angeordnet sind.

Nach einer Ausführungsform wird die Temperatur der Rückseite oder Rückfläche der Po lyolefinschicht in der Negativform unmittelbar nach der Verformung und bei bzw. vor der Einbringung der Polyolefinpartikel auf eine Temperatur von 10 bis 120°C, vorzugsweise 40 bis 90°C, eingestellt oder diese Temperatur wird vor der Wasserdampfeinleitung auf der Rückfläche der Polyolefinschicht eingestellt.

Bevorzugt wird zur Regelung, Speicherung, Verteilung oder Zuleitung des Heißgases oder des Wasserdampfes und/oder zur Kühlung der Rückseite der Abschlußform oder des Ab schlußdeckels eine an die Abschlußform oder an den Abschlußdeckel angeordnete Kammer verwendet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine poröse oder mikroporöse Formoberfläche enthaltende Negativform oder Negativtiefziehform mit Vorrichtungen zur Anlegung eines Unterdruckes oder Vakuums verwendet. Während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Polyolefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel oder während einer Zeitteilperiode des Einfüllvorganges oder der Injektion, vorzugsweise zu Beginn der Ein füllung der Polyolefinpartikel, wird auf das in der Negativform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte und geformte Formteil, das vorzugsweise im Blasverfahren oder Blasformverfahren, Extrusionsverfahren oder Extrusionsgußverfahren oder aus Schmelzen, Schmelzbahnen, Schläuchen oder Formlingen eingebracht wurde, oder auf das in der Nega tivtiefziehform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte, ungeformte Formteil, das aus polyolefinhaltigen oder Polyolefin bestehenden Folien, Bahnen, Schaumlaminatbahnen oder Platten im Negativtiefziehverfahren verformt wurde, ein Unterdruck oder Vakuum auf die der Negativtiefziehform zugewandte strukturierte, genarbte oder dekorierte Oberflä chenschicht nach der Endverformung ausgeübt, so daß das Formteil in den zahlreichen Po ren oder Mikroporen während des Einfüll- oder Injektionsvorganges in der Lage gehalten oder fixiert wird. Die Einfüllung oder Injektion der Polyolefinpartikel erfolgt vorzugsweise unter Überdruck. Bevorzugt wird ein Druck von 1,02 × 10⁵ bis 9,8 × 10⁵ Pa, vorzugsweise 1,08 × 10⁵ bis 2,94 × 10⁵ Pa verwendet.

Nach einer Ausführungsform wird während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Polyolefinpartikel oder der polyolefinhaltigen Partikel zwischen der kälteren, genarbten, geprägten und/oder strukturierten Oberflächenschicht des Polyolefinformteiles oder des polyolefinhaltigen Formteiles und der heißeren Rückschicht oder Rückseitenfläche des Po lyolefinformteiles oder polyolefinhaltigen Formteiles ein Temperaturunterschied während der Dampfdurchleitung von mehr als 5°C, vorzugsweise von mehr als 10°C, eingestellt wird und nach dem Versintern, Verschmelzen, Verschweißen oder unter Haftverbindung Verformen der Polyolefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel sowie nach dem Verbin den derselben mit dem Formteil oder während dieses Vorganges nachfolgend von der Ne gativtiefziehform und/oder Abschlußform eine Abkühlung des Formteiles oder Gegenstan des um mehr als 25°C, vorzugsweise mehr als 40°C, durchgeführt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Formtei len oder Gegenständen, enthaltend eine Negativform oder Negativtiefziehform, wobei die Negativform oder Negativtiefziehform mit mindestens einer Zuleitung und/oder Vorrichtung zur Ausübung eines Druckunterschiedes, vorzugsweise Vakuum und/oder Unterdruck aus gestattet ist, und die Negativform oder Negativtiefziehform eine zur Aufnahme und For mung der Folie, Bahn, Platte, dem Blasformling oder der Schmelze aufweisende poröse, luftdurchlässige, vorzugsweise mikroporöse, luftdurchlässige Formoberfläche besitzt, die eine metall-, metallegierungs-, mikrometallpartikelhaltige Schicht oder Oberfläche aufweist. Gemäß der Erfindung ist die poröse oder mikroporöse metall- oder metallegierungshaltige oder mikrometallpartikelhaltige Oberflächenschicht der Negativform oder Negativtiefzieh form im Metallspritzverfahren hergestellt und weist eine Metallschichtdicke der Oberflä chenschicht von 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise 0,3 bis 4 mm, auf, wobei die Poren oder Mi kroporen durch die gesamte Schichtdicke der Metall- oder Metallegierungsschicht der Oberflächenschicht verlaufen. Danach ist mindestens eine Stützschicht angeordnet, die ge genüber der Metall-, Metallegierungsschicht oder mikrometallpartikelhaltigen Schicht im Durchschnitt größere Poren oder Mikroporen aufweist, wobei die Schichtdicke der Stütz schicht 4 bis 120 mm, vorzugsweise 8 bis 80 mm, beträgt. Gemäß der Erfindung ist bzw. sind an dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seiten wandteil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrichtung zur Einleitung von Heißgas oder Wasserdampf und/oder Verteilungsvorrichtungen, Poren, Mikroporen oder feine Düsen zum Verteilen des Heißgases oder von Wasserdampf und/oder eine Ableitungs vorrichtung oder Ableitung für Heißgas, Wasserdampf oder kondensiertem Wasser ange ordnet. Hierbei ist an dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seitenwandteil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrichtung zur Einleitung der Polyolefinpartikel angeordnet.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Verschlußdeckel oder das Ver schlußteil als Form ausgebildet, die eine vorbestimmte Gestalt als Rückseitenteil des Form teiles oder Gegenstandes aufweist. An dem Verschlußdeckel oder Verschlußteil ist minde stens eine Kammer für Vorrichtungen zum Aufheizen und/oder Kühlen, zur Anlegung eines Überdruckes oder einer Druckdifferenz und/oder für andere Zusatzvorrichtungen angeord net.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung zur Herstellung von Kraftfahrzeugteilen, Kraftfahrzeuginnenverkleidungen sowie Flugzeuginnenverkleidungen.

Als Polyolefinpartikel werden bevorzugt geschlossenporige Partikel in kugelähnlicher oder perlenähnlicher Form, vorzugsweise aus oder unter Mitverwendung von Polypropylen oder Propylenschaum, mit einer durchschnittlichen Dicke von 10 µm bis 12 mm, vorzugsweise 0,5 bis 8 mm, eingesetzt. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform weisen die Po lyolefinpartikel mindestens zwei unterschiedliche Teilchengrößen auf.

Für die ein oder mehrschichtige verformte, strukturierte, genarbte oder geprägte Kunststoff schicht, Kunststoffolie oder Kunststoffolienbahn werden Polyolefine oder Polyolefinmi schungen gegebenenfalls unter Mitverwendung anderer Kunststoffe oder Elastomere sowie gegebenenfalls Verarbeitungshilfsmittel und Zusatzmittel eingesetzt.

Dabei werden nach einer Ausführungsform Polyolefine verwendet, die mindestens eine re aktive Gruppe enthalten, z. B. polyolefinhaltige Ionomere oder reaktive Gruppen enthalten de Olefinco-, -ter- und/oder -pfropfpolymerisate und/oder ein Ionomeres enthaltendes Ole finhomo-, -co-, -ter- und/oder -pfropfpolyrnerisat.

Zusätzlich werden nach einer anderen Ausführungsform elastische reaktive Gruppen ent haltende Polymere oder mindestens ein thermoplastisches reaktive Gruppen enthaltendes Elastomeres oder ein reaktive Gruppen enthaltendes Polymeres oder Polymergemisches mit einem Anteil an elastischen Polymeren mitverwendet.

Die reaktiven Gruppen des Polyolefins und/oder des zusätzlich reaktive Gruppen enthalten den elastischen Polymers oder thermoplastischen Elastomers sind vorzugsweise Carboxyl-, Hydroxyl-, Anhydrid-, Amin-, Amid-, Isocyanat-, Epoxy- und/oder Nitril-Gruppen.

Bevorzugt werden nach einer Ausführungsform 0,01 bis 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-Teile, mindestens eines Stabilisators, Antioxidants und/oder UV-Absorbers, und/oder 0,01 bis 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-Teile, mindestens eines Farb stoffes und/oder Farbpigmentes, und/oder 0 bis 3 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,01 bis 2 Gew.-Teile, mindestens eines Gleitmittels und/oder Antistatikums und/oder 0 bis 20 Gew.- Teile, vorzugsweise 1 bis 12 Gew.-Teile, mindestens eines Flammschutzmittels für die Schicht oder Folie oder Oberschicht mitverwendet.

Das reaktive Gruppen enthaltende Polyolefin besteht nach einer vorzugsweisen Ausfüh rungsform aus einer Mischung oder Legierung und/oder einem Co- oder Pfropfpolymerisat aus einem Olefin, vorzugsweise Ethylen und/oder Propylen, und einer mindestens eine un gesättigte Bindung enthaltende Carbonsäure und/oder dessen Anhydrid, vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, und/oder einem Olefin oder Polyolefin, vorzugsweise Ehtylen oder Polyethylen und einer mindestens eine Epoxygruppe enthaltende Verbindung, vorzugsweise Methacrylatglycid oder einem Copo lymerisat einer oder mehrerer dieser Verbindungen oder enthält diese.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht oder bestehen das oder die ela stische(n) Polymere(n), die reaktive Gruppen oder zusätzliche reaktive Gruppen enthaltende Verbindungen besitzen, aus einem reaktive Gruppen enthaltenden Ethylen-Propylen- Mischpolymerisat (EPM), einem reaktive Gruppen enthaltenden oder reaktiv modifizierten Ethylen-Proyplen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM), reaktive Gruppen enthaltenden Di blockpolymeren aus Styrol mit Butadien, mit Isopren, mit Ethylen-Butylen oder mit Ethy len-Propylen, vorzugsweise aus reaktive Gruppen enthaltenden Styrol-3-Blockpolymeren mit Ethylen-Butylen und Ethylen-Propylen, einem elastischen Polyester und/oder Poly etherester, Polyesteramid, Polyetheramid oder Copolyester oder Polyurethan oder Poly ether-Urethansegmentpolymeren.

Gemäß der Erfindung enthält die Schicht, Kunststoffolie, Kunststoffolienbahn oder das dar aus hergestellte Formteil nach einer Ausführungsform mindestens eine Schicht oder Folie, die als Kunststoffanteil oder Kunststoffmischung ein thermoplastisches Polyolefin- Elastomer oder -Elastomergemisch bestehend aus einem heterophasigen Polypropylen- Block-Copolymerisat mit einem Ethylen-Propylen-Copolymerisatanteil und/oder mindestens ein anderes Olefin- bzw. Polyolefin und Styrol bzw. Polystyrol enthaltendes Block-, Di block- oder Triblock- und/oder -Copolymerisat und/oder mindestens ein anderes reaktive Gruppen enthaltendes Olefin- bzw. Polyolefin und/oder Styrol bzw. Polystyrol enthaltendes Block-, Diblock- oder Triblock- und/oder -copolymerisates sowie gegebenenfalls Verar beitungshilfs- und Zusatzmittel enthält oder daraus besteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird anstelle einer Kunststoff bahn eine aus einem Extruder oder einer ähnlichen Plastifiziervorrichtung, vorzugsweise aus einem Breitschlitzextruder austretende Kunststoffschmelzbahn verwendet, dabei die der Negativtiefziehform abgewandte Fläche der Kunststoffschmelzbahn einer Vorkühlung un terworfen, so daß sich bereits unmittelbar nach dem Austritt aus dem Extruder auf der Ne gativtiefziehform abgewandten Fläche eine selbsttragende Schmelzhaut bildet, wobei zwi schen der Temperatur der Kunststoffschmelzbahn und der kälteren Negativtiefziehform ein Temperaturunterschied von mehr als 30 K, vorzugsweise mehr als 80 K, eingestellt wird und die Kunststoffschmelzbahn durch ein mindestens zweiteiliges Werkzeug, das als ein Werkzeugteil mindestens eine Negativtiefziehform und als mindestens zweites Werkzeugteil ein Gegenwerkzeug und/oder Stempel und/oder einen Halte-, Abdicht- und/oder Spannrah men enthält, geführt, eingespannt, gehalten und/oder abgedichtet und abgetrennt sowie un ter Verwendung der Negativtiefziehform und eines Druckunterschiedes, vorzugsweise Un terdruck, sowie unter Ausnutzung der Wärmekapazität der Kunststoffschmelzbahn geformt wird, wobei die Schmelzbahn die mikroporöse, genarbte, strukturierte, geformte und/oder mit Oberflächendekoration versehene Form der Negativtiefziehform annimmt und sofort um mehr als 70 K, vorzugsweise mehr als 100 K, gekühlt oder schockgekühlt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kunststoffschmelzbahn frei nach unten hängend durch das geöffnete, mindestens zweiteilige Werkzeug, von denen das eine Werk zeugteil die Negativtiefziehform und einen Rand, Halte-, Abdicht- oder Spannrahmen und/oder ein Schließteil, das andere Werkzeugteil ein Gegenwerkzeug und/oder Stempel und einen Rand, Halte-, Abdicht- oder Spannrahmen und/oder Gegenschließteil enthält, geführt, wobei die gekühlte Seite der Schmelzbahn der Öffnung oder Formoberfläche der Negativtiefziehform abgewandt ist. Die Werkzeugteile oder dessen Ränder, Halte-, Abdicht- oder Spannrahmen oder Schließteile halten die Schmelzbahn, spannen diese ein und dichten ab, vorzugsweise durch Zufahren oder Schließen des Werkzeuges, das gleichzeitig oder später die im Werkzeug eingeschlossene Schmelzbahn von der außerhalb des Werkzeuges angeordneten Schmelzbahn abtrennt. Die in dem Werkzeug eingespannte und gehaltene Schmelzenbahn wird unter Verwendung eines Unterdruckes und/oder durch Bewegung eines Stempels oder Gegenwerkzeuges zu der Negativtiefziehform vorgewölbt und nachfol gend in die Negativtiefziehform eingebracht und negativtiefgezogen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Positivstempel oder ein Ge genwerkzeug verwendet, der bzw. das ganz oder in Teilbereichen der Form, Formoberflä che oder Oberflächenstruktur der Negativtiefziehform angepaßt ist oder diese in Positivform aufweist. Der Stempel wird in Richtung der zu verformenden Schmelzbahn vorgefahren und kühlt diese rückseitig. Auf die endverformte Schicht werden die Kunststoffschaumpar tikel, vorzugsweise Polyolefinschaumpartikel, aufgebracht und verformt, versintert und ver bunden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein flächenförmiges Kunst stoffextrudat in eine ständig während des Eingießens unter Vakuum oder Unterdruck ste hende Negativform oder Negativtiefziehform, die vor dem Eingießen auf eine Temperatur unter 373 K, vorzugsweise unter 333 K, eingestellt ist, eingebracht, wobei der Extruder oder Breitschlitzextruder und/oder die Negativform, vorzugsweise Negativtiefziehform, in mindestens einer Richtung bewegt werden. Dabei wird die mittlere Dicke des Extrudates oder des Tiefziehlings in der Negativ- oder Negativtiefziehform unter 7000 µm, vorzugs weise unter 3000 µm, eingestellt. Das Extrudat nimmt dabei die mikroporöse, genarbte, strukturierte, geformte und/oder mit Oberflächendekoration versehene Form der Negativ form oder der Negativtiefziehform an und wird sofort um mehr als 80 K, vorzugsweise um mehr als 140 K, gekühlt oder schockgekühlt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus dem Breitschlitzextruder austretende bahnförmige Schmelze auf einen Rand und/oder Rah men der porösen Negativform oder porösen Negativtiefziehform und/oder Werkzeugs auf gebracht und bedeckt unter Bewegung des Breitschlitzextruders und/oder der Negativform oder der Negativtiefziehform die Formoberfläche, wobei vor, während und/oder bei der Berührung von der Formoberfläche angesaugt und schockgekühlt wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus dem Breitschlitzextruder austretende bahnenförmige Schmelze auf einen Rand oder Rahmen oder Rand der Formoberfläche der Negativtiefziehform aufgebracht, unter Bewe gung des Breitschlitzextruders und/oder Negativform oder Negativtiefziehform in minde stens einer Richtung geführt, wobei das Extrudat eine Negativform auf ihrer Formfläche bis einschließlich zum Rand oder Rahmen abdeckt, wobei während und/oder bei der Berührung des Rahmens oder Randes oder allseitig umlaufenden Randes der Formoberfläche das Ex trudat abgedichtet, angesaugt und gekühlt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Herstellung des Kunst stoffteiles oder Gegenstandes im Blas- oder Blasformverfahren. Dabei wird ein schmelzen förmiger Schlauch, vorzugsweise freihängend, in die Negativform, vorzugsweise in die senkrecht angeordnete Negativtiefziehform oder Negativform, gebracht. Der Schlauch wird in an sich bekannter Weise an einer oder an zwei oder mehreren Stellen abgequetscht oder abgetrennt und aufgeblasen, wobei als Gegenform eine weitere Form oder Negativform, der Verschlußdeckel oder eine Verschlußplatte Verwendung findet. In den gebildeten Hohlraum werden die Polyolefinschaumpartikel injiziert.

Wie bereits erwähnt, wird dabei als Kunststoffolie, -bahn, -platte, Blasformling oder Schmelze eine ungeschäumte Polyolefinhomo- oder polyolefinhaltige Schicht oder Mehr fachschicht verwendet mit einer Schichtdicke von 0,25 bis 2 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm, die eine Schaumschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise 1 bis 5 mm, und/oder ein Schaumraumgewicht oder eine Schaumdichte von 25 bis 100 kg pro m³, vor zugsweise 45 bis 80 kg pro m³, aufweist. Auf diese Schaumschicht, die vorzugsweise durch chemische Treibmittel, physikalische Treibmittel oder durch Strahlenvernetzung hergestellt ist, werden die Polyolefinpartikel aufgebracht, erhitzt und mit der Folie, Bahn oder Schicht verbunden.

Da sowohl die verformte Schicht, die verformte Folienbahn oder die Schmelze oder das Schaumlaminat als auch die Polyolefinpartikel nach der bevorzugten Ausführungsform auf der Basis von Polyolefinen sind oder polyolefinhaltig sind oder diese zu mehr als 50 Gew.- %, vorzugsweise mehr als 65 Gew.-%, enthalten, ist das Formteil oder der Gegenstand gut recyclefähig.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht auch der für bestimmte Teile verwendete Träger oder die Versteifung aus Polyolefinen, so daß auch hier die Wiederverwendbarkeit oder Recyclefähigkeit gegeben ist.

Zeichnungsbeschreibung

In den Fig. 1 und 2 sind schematisch in Form einer Vergrößerung Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung dargestellt.

Unter 1 ist die verformte Schicht, die verformte Folie, Bahn, das Schaumlaminat oder Schmelze schematisch dargestellt, wobei die vorhandenen Narbungen, Strukturierungen, Oberflächendekorationen in Form einer Vergrößerung wiedergegeben sind. An diese ver formte Schicht, Folie, Bahn (1), die vorzugsweise aus Polyolefinen besteht oder polyolefin haltig ist, sind Polyolefinschaumpartikel, vorzugsweise kugelähnliche Polyolefinschaumpar tikel (2), angeordnet. Eine Verformung der Narbungen, Prägungen oder Strukturierungen der Folie, Schicht oder Bahn durch die Polyolefinschaumpartikel kann nicht erfolgen, da diese bevorzugt in der die Strukturierungen, Narbungen, Prägungen und dergleichen auf weisenden Form, Negativform (3) oder Negativtiefziehform angeordnet ist. Diese Form, Negativform, Negativtiefziehform besteht bevorzugt aus einer oberen Schicht (4), die Me tallpartikel, Mikrometallpartikel oder Metallegierungspartikel enthält, die vorzugsweise im Metallspritzverfahren oder Flammspritzverfahren aufgebracht sind. In dieser Schicht sind feinste Poren, Mikroporen und dergleichen (7) angeordnet. Unter der Oberflächenschicht ist eine Stützschicht angebracht, die aus einer oder mehreren Schichten bestehen kann und eine Schichtdicke oder durchschnittliche Schichtdicke von 4 bis 120 mm, vorzugsweise 8 bis 80 mm, aufweist. Unter (6) ist die weitere Anordnung einer Stützschicht oder Dichtschicht vorgesehen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen aus thermoverformba ren Polyolefinfolien, thermoverformbaren polyolefinhaltigen Bahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltigen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen und Po lyolefinpartikel unter Verwendung einer Negativform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativform und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Boh rungen versehene Formoberfläche aufweist und mit einem Verschlußteil abgeschlos sen oder abgedeckt wird, daß ein Heißgas oder Wasserdampf in den geschlossenen Zwischenraum, der die Polyolefinpartikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet wird, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, ver schmelzen, verschweißen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden, so daß das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand gebildet wird, wobei als Kunststoffolie, -bahn, -platte, Blasformling oder Schmelze eine ungeschäumte Polyolefinhomo- oder polyolefinhaltige Schicht oder Mehrfachschicht mit einer Schichtdicke von 0,25 bis 2,0 mm, die eine Schaumschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 6,0 mm besitzt (Schaumlaminat), verwendet wird, daß diese unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißen Folie, Bahn, Platte, dem Blasformling oder der Schmelze und der kälteren Ne gativform in die Negativform eingebracht und diese im Augenblick der Berührung mit der strukturierten Oberfläche oder Wandung des Negativwerkzeuges die Oberflächen struktur, Oberflächendekoration, Narbung oder Strukturierung und die Form dersel ben annimmt und nachfolgend in der Negativform abgekühlt wird, daß die Negativ form vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit mindestens einem Ver schlußdeckel oder einem Verschlußteil abgeschlossen und/oder abgedichtet wird, der bzw. das Einleitungsöffnungen für Heißgas und/oder Wasserdampf aufweist, daß nach der Endverformung und der Oberflächenstrukturierung oder Narbung und während oder nach dem Verschluß der Negativform die Polyolefinpartikel, ausgewählt aus der Gruppe der kugelähnlichen, polyolefinhaltigen und/oder offenporigen oder geschlos senporigen Polyolefinschaum- und/oder -hohlkugeln oder ähnlichen Polyolefinparti keln oder polyolefinhaltigen Partikel, in den Zwischenraum zwischen der die ver formte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativform und dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil unter Überdruck eingebracht und über min destens eine Zuleitungsvorrichtung und/oder mehrere Verteilungsvorrichtungen das Heißgas oder der Wasserdampf in den geschlossenen Zwischenraum, der die Polyole finpartikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet wird und daß das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht ver sehene fertige Gegenstand nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas oder der Was serdampf in die Form mit einer Temperatur von
105 bis 160°C, vorzugsweise
110 bis 150°C,
eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffolie, -bahn, -platte, Blasformling oder Schmelze eine ungeschäumte Polyolefinhomo- oder polyolefinhaltige Schicht oder Mehrfachschicht mit einer Schichtdicke von 0,5 bis 1,5 mm, die eine Schaumschicht mit einer Dicke von 1 bis 5 mm besitzt (Schaumlaminat), verwendet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschicht, die an der Kunststoffolie, -bahn, -platte, dem Blasformling oder der Schmelze (Schaumlaminat) angeordnet ist, ein Schaumraumgewicht oder ei ne Schaumdichte von
25 bis 100 kg pro m³, vorzugsweise
45 bis 80 kg pro m³,
aufweist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllung oder Injektion der Polyolefinpartikel unter Überdruck durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllung oder Injektion der Polyolefinpartikel unter einem Druck von
1,02 × 10⁵ bis 9,80 × 10⁵ Pa, vorzugsweise
1,08 × 10⁵ bis 2,94 × 10⁵ Pa,
erfolgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel oder das Verschlußteil hinsichtlich seines Profiles und seiner Formgebung in einem Abstand von der Negativform oder Negativtiefziehform so an geordnet ist, daß er in der Dicke (abzüglich der in der Negativ- oder Negativtiefzieh form eingebrachten oder verformten Schicht, Folie, Bahn), im Profil und in der Form gebung derjenigen des Fertigteiles oder Gegenstandes direkt, annähernd oder in Teil bereichen entspricht.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form und/oder an oder in der Nähe des Verschlußdeckels oder des Ver schlußteiles ein Träger und/oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper ange ordnet oder angebracht wird, wobei ein Träger oder eine Versteifung oder ein Ver steifungskörper verwendet wird, der bzw. die mehrere Durchgänge, Öffnungen, Aus nehmungen, Poren oder ähnliche Durchtrittsöffnungen für das Heißgas oder den Was serdampf aufweist.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger und/oder ein Versteifungskörper eingesetzt wird, der auf seiner Rück fläche (der Negativform abgewandten Fläche) in Teilbereichen in Positivform die Form der Rückfläche des Fertigteiles aufweist.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschlußdeckel oder ein Verschlußteil innerhalb des Verfahrens verwendet wird, der bzw. das mehrere, vorzugsweise über die Fläche der Verschlußform ver teilte Einleitungsöffnungen für das Heißgas und/oder den Wasserdampf aufweist und mindestens eine Ableitungsvorrichtung, eine Ableitungsöffnung oder ein Ableitungs rohr für das durchgetretene Heißgas, für Wasserdampf und/oder für Wasser besitzt.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß die Temperatur der Rückseite oder Rückfläche der Polyolefinschicht in der Negativform unmittelbar nach der Verformung und bei bzw. vor der Einbringung der Polyolefinpartikel auf eine Temperatur von
10 bis 120°C, vorzugsweise
40 bis 90°C,
eingestellt wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß zur Regelung, Speicherung, Verteilung oder Zuleitung des Heißgases oder des Wasserdampfes und/oder zur Kühlung der Rückseite der Abflußform eine an die Abflußform angeordnete Kammer verwendet wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß eine poröse oder mikroporöse Formoberfläche enthaltende Negativform oder Negativtiefziehform mit Vorrichtungen zur Anlegung eines Unterdruckes oder Vaku ums verwendet wird, daß während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Poly olefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel oder während einer Zeitteilperiode des Einfüllvorganges oder der Injektion, vorzugsweise zu Beginn der Einfüllung der Polyolefinpartikel, auf das in der Negativform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte und geformte Formteil, das vorzugsweise im Blasverfahren oder Blasform verfahren, Extrusionsverfahren, Extrusionsgußverfahren oder aus Schmelzen, Schmelzbahnen, Schläuchen oder Formlingen eingebracht wurde, oder das in der Ne gativtiefziehform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte, ungeformte Formteil, das aus polyolefinhaltigen oder Polyolefin bestehenden Folien, Bahnen, Platten im Negativtiefziehverfahren verformt wurde, ein Unterdruck oder Vakuum auf die der Negativtiefziehform zugewandte strukturierte, genarbte oder dekorierte Ober flächenschicht ausgeübt wird, so daß das Formteil in den zahlreichen Poren oder Mi kroporen während des Einfüll- oder Injektionsvorganges in der Lage gehalten oder fi xiert wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich net, daß während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Polyolefinpartikel oder der polyolefinhaltigen Partikel zwischen der kälteren, genarbten, geprägten und/oder strukturierten Oberflächenschicht des Polyolefinformteiles oder des polyolefinhaltigen Formteiles und der heißeren Rückschicht oder Rückseitenfläche des Polyolefinform teiles oder polyolefinhaltigen Formteiles ein Temperaturunterschied während der Dampfdurchleitung von
mehr als 5°C, vorzugsweise
mehr als 10°C,
eingestellt wird und nach dem Versintern, Verschmelzen, Verschweißen oder unter Haftverbindung Verformen der Polyolefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel so wie nach dem Verbinden derselben mit dem Formteil oder während dieses Vorganges nachfolgend von der Negativtiefziehform und/oder Abschlußform eine Abkühlung des Formteiles oder Gegenstandes um
mehr als 25°C, vorzugsweise
mehr als 40°C,
durchgeführt wird.

15. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen, enthaltend eine Ne gativform oder Negativtiefziehform, wobei die Negativform oder Negativtiefziehform mit mindestens einer Zuleitung und/oder Vorrichtung zur Ausübung eines Druckun terschiedes, vorzugsweise Vakuum und/oder Unterdruck ausgestattet ist, und die Ne gativform oder Negativtiefziehform eine zur Aufnahme und Formung der Folie, Bahn, Platte, dem Blasformling oder der Schmelze aufweisende poröse, luftdurchlässige, vorzugsweise mikroporöse, luftdurchlässige Formoberfläche besitzt, die eine metall-, metallegierungs-, mikrometallpartikelhaltige Schicht oder Oberfläche aufweist, da durch gekennzeichnet, daß die poröse oder mikroporöse metall- oder metallegie rungshaltige oder mikrometallpartikelhaltige Oberflächenschicht der Negativform oder Negativtiefziehform eine Metallschichtdicke der Oberflächenschicht von
0,1 bis 10 mm, vorzugsweise
0,3 bis 4 mm,
aufweist, wobei die Poren oder Mikroporen durch die gesamte Schichtdicke der Me tall- oder Metallegierungsschicht oder Oberflächenschicht verlaufen, daß danach min destens eine Stützschicht angeordnet ist, die gegenüber der Metall-, Metallegierungs schicht oder mikrometallpartikelhaltigen Schicht im Durchschnitt größere Poren oder Mikroporen aufweist, wobei die Schichtdicke der Stützschicht
4 bis 120 mm, vorzugsweise
8 bis 80 mm,
beträgt, daß an dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seitenwandteil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrichtung zur Einleitung von Heißgas oder Wasserdampf und/oder Verteilungsvorrichtungen, Poren, Mikroporen oder feine Düsen zum Verteilen des Heißgases oder von Wasser dampf und/oder eine Ableitungsvorrichtung oder Ableitung von Heißgas, Wasser dampf oder kondensiertem Wasser angeordnet ist bzw. sind, daß an dem Verschluß deckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seitenwandteil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrichtung zur Einleitung der Polyolefinparti kel angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel oder das Verschlußteil als Form ausgebildet ist, der bzw. das eine vorbestimmte Ge stalt als Rückseitenteil des Formteiles oder Gegenstandes aufweist, daß an dem Ver schlußdeckel oder Verschlußteil mindestens eine Kammer für Vorrichtungen zum Aufheizen und/oder Kühlen, zur Anlegung eines Überdruckes oder einer Druckdiffe renz und/oder für andere Zusatzvorrichtungen angeordnet ist.

17. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 und/oder der Vorichtung nach Ansprüchen 15 und 16 zur Herstellung von Kraftfahr zeugteilen, Kraftfahrzeuginnenverkleidungen sowie Flugzeuginnenverkleidungen.