AT17158U1

AT17158U1 - Verbundprofilstücke mit kern aus polyesterschaum niedriger dichte

Info

Publication number: AT17158U1
Application number: ATGM50083/2020U
Authority: AT
Inventors: Schöpges Florence; Meessen Silvain; Mayeres Jean-Pierre
Original assignee: Nmc Sa
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-07-15
Also published as: FR3095156A1; ES1255294Y; FR3095156B1; ES1255294U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstück sowie die erhaltenen Verbundprofilstücke, welche einen Kern aus Schaumstoff, der ungehindert an der freien Luft aufgeschäumt wurde, wobei seine Dichte bis zu 250 kg/m3, vorzugsweise 40 bis 150 kg/m3 beträgt, und auf mindestens einer ihrer Seiten ein funktionelles Element umfassen, das mittels kollateraler Koextrusion aufgebracht wurde, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Dosieren der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff, in Vormischung oder einzeln zudosiert, in die Speisevorrichtung eines ersten Extruders; (b) Plastifizieren und Vermischen der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff bei hoher Temperatur, um diese Bestandteile zu schmelzen und zu homogenisieren; (c) Einleiten eines Aufschäumungsgases und Homogenisieren der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff und des Gases; (d) Abkühlen der erhaltenen Masse; (e) Extrudieren dieser Masse an der freien Luft durch eine Düse mit Temperaturregelung, welche eine vorbestimmte Querschnittsform aufweist, wodurch die Bildung des Kerns aus Schaumstoff bewirkt wird; (f) Abkühlen des Kerns aus Schaumstoff; (g) Dosieren der Bestandteile des funktionellen Elements, in Vormischung oder einzeln zudosiert, in die Speisevorrichtung eines zweiten Extruders; (h) Plastifizieren und Vermischen der Bestandteile des funktionellen Elements bei hoher Temperatur, um diese Bestandteile zu schmelzen und zu homogenisieren; (i) Abkühlen der erhaltenen Masse und (j) Führen des Kerns aus Schaumstoff als Zentrierelement in der Nähe einer Düse des zweiten Extruders und Extrudieren durch diese Düse, welche temperaturgeregelt ist, wobei sie einen Querschnitt von vorbestimmter Form hat, der die Bildung des funktionellen Elements, durch den ein Auftrag auf mindestens eine Oberfläche des Kerns aus Schaumstoff bewirkt.

Description

Beschreibung

VERBUNDPROFILSTÜCKE MIT KERN AUS POLYESTERSCHAUM NIEDRIGER DICHTE

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundprofilstücke, die einen Kern aus Polyesterschaum niedriger Dichte umfassen, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Verbundprofilstücke.

STAND DER TECHNIK

[0002] Das einfache Aufschäumen von Polyester ist bekannt und in der Literatur gut dokumentiert. Durch ein Aufschäumen bis zu niedrigen Dichten von 40 bis 80 kg/m*® können optimale Leistungskennwerte der Isolierung erzielt werden, wobei sich dies indes nachteilig auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Diese Schaumstoffe sind nämlich rasch und einfach zusammenzudrücken und zu verformen.

[0003] Im Sonderfall der Polyesterschäume betrifft der Stand der Technik meist Schaumstoffe, die in Form von Folien, Dünnschichten oder Platten extrudiert wurden, wobei auf eine oder auf beide Hauptseiten derselben eine oder mehrere Schichten laminiert, nachextrudiert oder sogar agglomeriert wurden. Die EP0836937B1 lehrt die Koextrusion einer nicht-aufgeschäumten PETDünnschicht auf einen PET-Schaum. Die EP2345538 lehrt die Flammfestbehandlung eines PETSchaums durch Hinzufügen einer nichtaufgeschäumten Deckschicht, die Brandschutzmittel enthält. Obgleich die Verfahren der Koextrusion oder der Laminierung zum Aufbringen dieser Deckschicht erwähnt sind, kommt beim bevorzugten Verfahren das Agglomerieren von Pulverstoffen auf einer Hauptoberfläche des Schaumstoffs zur Anwendung, bei hoher Temperatur (typischerweise 280 °C) und niedrigem Druck. Dieser Weg bietet indes nicht die Flexibilität der Technik des Nachextrudierens, was die Ausgestaltung der Außenschicht betrifft, welche in diesem Falle horizontal und flach sein muss, um das Pulver zwecks Beherrschung seiner Dicke 'glattstreichen' zu können. Die Produktionsleistung wird darüber hinaus durch die Verweildauer beschränkt, welche für den Vorgang des Agglomerierens erforderlich ist. Die Herstellung des Pulvers stellt einen zusätzlichen, dem Aufbringen desselben vorgeschalteten Schritt dar, wohingegen die Bestandteile bei einer Nachextrusion unmittelbar in einen Extruder dosiert, geschmolzen, innig vermischt und in einem einzigen Schritt, mittels des Nachextrusionswerkzeugs, in der angestrebten Geometrie eines komplexen Profilstücks aufgebracht werden.

[0004] Die Koextrusion einer dichten Schicht auf Schaumstoffe (sehr) niedriger Dichte ist indes der problematisch. Die EP0553522A1 lehrt beispielsweise die Herstellung von Verbundschaumstoffen mit mindestens einer koextrudierten Schicht. Gemäß diesem Schriftstück ist es von entscheidender Bedeutung, sowohl die Temperaturen der einzelnen Stoffströme als auch den Druck im Koextrusionswerkzeug zu beherrschen, da anderenfalls die Schaumstoffschicht entweder in sich zusammenfallen würde, wenn die Temperatur des Stoffstroms der Außenschicht zu hoch ist, oder sich zu wenig ausdehnen würde, wenn die Temperatur des Stoffstroms der Außenschicht zu niedrig ist, wodurch dieser Stoffstrom zu viskos für eine ausreichende Ausdehnung des Schaums würde. Darüber hinaus muss ein Druck erzielt werden, der ausreicht, um ein Aufschäumen in dem Koextrusionswerkzeug zu verhindern, weshalb die Viskositäten der Stoffströme innerhalb eines Temperaturintervalls, welches für jeder der eingesetzten Stoffe sehr genau einzuhalten ist, ausreichend sein müssen.

[0005] Allgemeiner ausgedrückt, geht die Koextrusion mit zahlreichen Vorgaben hinsichtlich der Temperatur, der Viskositäten sowie der mögliche Dichtewerte einher, sodass es im Allgemeinen schwierig oder sogar unmöglich ist, Verbundelemente mit einem Kern aus Schaumstoff (sehr) niedriger Dichte zu erzielen. Selbst wenn bestimmte Verbundelemente mit einem Kern aus Schaumstoff niedriger Dichte erzielt werden können, ist deren Aussehen darüber hinaus meist wenig zufriedenstellend. Dies ist offensichtlich besonders störend bei Anwendungen, die geringe herstellungsbedingte Toleranzen hinsichtlich der Abmessungen erfordern, wie im Falle von Ver-

bundprofilstücken, welche auf vielen Gebieten verwendet werden, insbesondere für Fenster- oder Fassadenelemente, im Automobilsektor, usw.

[0006] Um insbesondere die Vorgaben hinsichtlich geometrischer Toleranzen einhalten zu können, befinden sich andere Lösungen auf dem Markt, nämlich kompakte Profilstücke, die Hohlräume aufweisen, welche eine strukturelle Verstärkung und eine gewisse Isolierwirkung bereitstellen. Nichtsdestoweniger sind diese Lösung deutlich weniger leistungsfähig, was die Wärmedämmung oder Schallisolierung betrifft und was die Druckfestigkeit betrifft, oder sogar was die Geometrie/Ausgestaltung betrifft.

[0007] Um zumindest einige dieser Nachteile zu beheben, gibt es weiterhin Verbundprofilstücke dieser Art, die aus einer ähnlichen, geringfügig oder gar nicht aufgeschäumten, Struktur gebildet sind, in deren Innenraum anschließend ein Polyurethanschaum eingespritzt und aufgeschäumt wurde, um ihre Eigenschaften der Isolierung oder der Druckfestigkeit zu verbessern.

[0008] Abschließend und im Allgemeinen ist festzustellen, dass die bestehenden Lösungen es nicht ermöglichen, Verbundprofilstücke zu erhalten, die sowohl einen Kern (sehr) niedriger Dichte, insbesondere aus Polyester, als auch eine oder mehrere Außenschichten mit schützender oder sonstiger Wirkung aufweisen, wobei die herstellungsbedingten Toleranzen gering sind. Hinzu kommt, dass die bekannten Verfahren, selbst für Verbundprofilstücke, die nicht sämtliche dieser Bedingungen erfüllen, entweder schwierig zu beherrschen sind oder zahlreiche Handhabungsvorgänge erfordern, sodass sie in wirtschaftlicher Hinsicht uninteressant sind.

AUFGABE DER ERFINDUNG

[0009] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Lösung zu finden, die es ermöglicht, Verbundprofilstücke bereitzustellen, die sehr leicht (also von (sehr) niedriger Dichte) sind und/oder sehr stark isolierend wirken, wobei sie insbesondere mindestens auf bestimmten Seiten den Profilstücks mit einem oder mehreren funktionellen Elementen versehen sind. Es wäre wünschenswert, thermoplastische Stoffe beliebiger Art für diese funktionellen Elemente verwenden zu können, ohne Kompromisse hinsichtlich der Aufschäumung des Kerns eingehen zu müssen. Darüber hinaus wäre es wünschenswert, dass das Herstellungsverfahren auf integrierte (in line) Weise, oder zumindest ohne unnötige Handhabungsvorgänge während des Verfahrens durchgeführt werden kann, und zwar in einer kürzestmöglichen Zeitdauer.

ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0010] Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung, in einem ersten Aspekt, ein Verfahren zur Herstellung eines Profilstücks bereit, welches einen Kern aus Polyesterschaum, der ungehindert an der freien Luft aufgeschäumt wurde, wobei seine Dichte bis zu 250 kg/m® beträgt und vorzugsweise im Bereich von 30 bis 180 kg/m®, insbesondere im Bereich von 40 bis 150 kg/m®, und ganz besonders im Bereich von 50 bis 100 kg/m® liegt, und auf mindestens einer seiner Oberflächen ein funktionelles Element umfasst, das mittels sogenannter kollateraler Koextrusion aufgebracht wurde, wobei das funktionelle Element vorzugsweise aus einem Abdichtungselement, einem Montageelement, einem Befestigungs- oder Verbindungselement, einem Verstärkungs- oder Versteifungselement, einem Schutzelement, einem Dimensionierungselement; einem Dekorationselement, einem Beschichtungs- oder Finishelement, oder Kombinationen davon ausgewählt ist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Dosieren der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff, in Vormischung oder einzeln zudosiert, in die Speisevorrichtung eines ersten Extruders;

b) Plastifizieren und Vermischen der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff bei hoher Temperatur, um diese Bestandteile zu schmelzen und zu homogenisieren;

c) Einleiten eines Aufschäumungsgases und Homogenisieren der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff und des Gases;

d) Abkühlen der erhaltenen Masse;

e) Extrudieren dieser Masse an der freien Luft durch eine Düse mit Temperaturregelung, welche eine vorbestimmte Querschnittsform aufweist, wodurch die Bildung des Kerns aus Schaumstoff bewirkt wird;

f) Abkühlen des Kerns aus Schaumstoff;

g) Dosieren der Bestandteile des funktionellen Elements, in Vormischung oder einzeln zudosiert, in die Speisevorrichtung eines zweiten Extruders;

h) Plastifizieren und Vermischen der Bestandteile des funktionellen Elements bei hoher Temperatur, um diese Bestandteile zu schmelzen und zu homogenisieren;

ij) Abkühlen der erhaltenen Masse;

])) Extrudieren dieser Masse in einer sogenannten kollateralen Koextrusionsdüse; Führen des Kerns aus Schaumstoff als Zentrierelement für die Masse, die aus der kollateralen Koextrusionsdüse stammt, welche temperaturgeregelt ist, wobei sie einen Querschnitt von vorbestimmter Form hat, der die Bildung des funktionellen Elements, durch dem ein Auftrag auf mindestens eine Oberfläche des Kerns aus Schaumstoff bewirkt.

[0011] Das obige Herstellungsverfahren, welches als kollaterale Koextrusion bezeichnet wird, ermöglicht es, gleichzeitig Aspekte zu erzielen, deren Umsetzung in einem einzigen Produkt bislang als schwierig oder sogar unmöglich galt, ohne dass ein komplexes und arbeitsaufwändiges Verfahren durchgeführt werden muss. Dies wird im Wesentlichen durch den einzigartigen Ansatz des Verfahrens ermöglicht, den Kern aus Schaumstoff als Zentrierelement für die Erschaffung des oder der funktionellen Elemente zu verwenden.

[0012] Die Vorteile von Verbundprofilstücken, die mittels eines derartigen Verfahrens erzielt werden können, sind zahlreich. Da das Aufschäumen des Kerns aus Schaumstoff ungehindert an der freien Luft erfolgt, kann erstens der Kern aus Schaumstoff eine niedrige Dichte aufweisen, nämlich von weniger als 100 kg/m®, oder sogar von weniger als 80 kg/m®. Es ist somit möglich, Profilstücke zu erhalten, die sehr leicht sind beziehungsweise sehr leistungsfähig hinsichtlich der Isolierwirkung. Zweitens können die polymerartigen Bestandteile des oder der funktionellen Elemente auf sehr freie Weise gewählt werden (und somit derart, dass sie sich für die vorgesehene Verwendung der Verbundprofilstücke eignen), insbesondere was ihre Beschaffenheit, ihre Extrusionstemperatur, ihre Viskosität, ihre Form und/oder geometrische Erstreckung usw. betrifft. Drittens können das oder die funktionellen Elemente ihrerseits aufgeschäumt sein oder nicht, je nach Bedarf oder den Anforderungen, die an das Endprodukt gestellt werden.

[0013] Die Vorteile des Verfahrens an sich sind ebenfalls bedeutsam. In der Tat ermöglicht es das Prinzip der kollateralen Koextrusion, welches von den Erfindern entwickelt wurde, die Vorteile der herkömmlichen Koextrusion, wie etwa den raschen Ablauf und das Fehlen zwischengeschalteter Handhabungsvorgänge, mit den Vorteilen bekannter nicht-kontinuierlicher Verfahren zu verbinden, das heißt, einen Kern von niedriger Dichte mit einer äußeren Schutzschicht aus andersartigem Material in Verbindung zu bringen, oder sogar mit zusätzlichen funktionellen Ausgestaltungen wie etwa Dichtlippen, Anklemmprofilen usw. Da die Extrusion des funktionellen Elements erfolgt, sobald der Kern aus Schaumstoff eine ausreichende Stabilität aufweist, die auf das mindestens teilweise Abkühlen des Schaums zurückzuführen ist, welcher den Kern bildet, wird der Verfahrensablauf im Prinzip nicht verzögert. Insbesondere kann das Verfahren der Erfindung auf integrierte Weise, also in line, ohne unnötige Handhabungsvorgänge durchgeführt werden. Darüber hinaus können mehrere funktionelle Elemente an das Profilstück angefügt werden, entweder durch ebenso viele Extruder oder, auf vorteilhafte Weise, durch einen einzigen Extruder, je nach Anordnung der funktionellen Elemente. Beispielsweise ist es möglich, zwei oder mehr Dichtlippen auf mehrere Oberflächen des Kerns aus Schaumstoff oder aber auf ein funktionelles Element aufzubringen, mit welchem der Kern aus Schaumstoff versehen ist, wobei nur einziger Durchlauf in einem Extruder erforderlich ist, dessen Düse auf zweckmäßige Weise konfiguriert wird.

[0014] In einer besonders vorteilhaften Variante umfasst das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren darüber hinaus den Schritt f’) des Bearbeitens und/oder Anpassens des Querschnitts

des Profilstücks hinsichtlich der Form und/oder der Abmessungen, vorzugsweise durch Fräsen, Hobeln, (Zer)schneiden, Thermoformen, lokales Verdichten, nachgeschaltetes Expandieren, ..., nach dem Schritt f).

[0015] Ein Bearbeiten und/oder Anpassen kann sich im Falle von Anwendungen als besonders nützlich erweisen, die sehr anspruchsvoll hinsichtlich der geometrischen Toleranzen und/oder hinsichtlich der geometrischen Komplexität der Querschnitts des Verbundprofilstücks sind.

[0016] Der Kern aus Polyesterschaum umfasst im Allgemeinen ein oder mehrere Polyester(co)polymere, die aus (Co)polymeren ausgewählt sind, welche aus der stofflichen Wiederverwertung stammen oder nicht, wobei sie aus Polyethylenterephthalat (PET), thermoplastischen Polyesterelastomeren (TPC-ET, TPC, TPE-E), PETG, PEN, PCDT, .... oder aus einer beliebigen Mischung derselben ausgewählt sind. Darüber hinaus kann der Polyesterschaum, welcher den Kern bildet, im Rahmen der vorliegenden Erfindung Mengen von bis zu 49 Gewichts-% an weiteren (Co)polymeren umfassen, die mit dem oder den verwendeten Polyestern verträglich sind oder verträglich gemacht wurden, zum Beispiel thermoplastische Elastomere (TPE), unpolare Homopolymere oder Copolymere von Polyethylen (LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE, ...), Metallocen-PoIyethylene (Comonomer Buten, Hexen, Octen), Homopolymere oder Copolymere von Polypropylen, polare Copolymere und/oder Terpolymere des Polyethylens (EVA, EBA, EMA, EEA, E-AMH, E- GMA, E-BA-GMA, ...), Polystyrol-Homopolymere oder Copolymere (ABS, HIPS, SAN, ...), PoIyphenylenoxid (PPO), Polycarbonate (PC), Polyamide (PA6, 66, 6.66, 10, 12, ...), thermoplastische Polyamidelastomere (TPA), thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis (TPU), vernetzbare Ethylen(co)polymere, die beispielsweise mit Silan-Pfropfgruppen versehen sind.

[0017] Wie oben bereits erwähnt wurde, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die Beschaffenheit der (Co)polymere des oder der funktionellen Elemente auf besondere freie Weise zu wählen. In der Praxis umfassen das oder die Elemente ein oder mehrere (Co)polymere, die aus den thermoplastischen (Co)polymeren ausgewählt sind, wobei dazu thermoplastische Elastomere (TPE) gehören, insbesondere Polyester (gleichartig oder verschiedenartig mit demjenigen des Kerns aus Schaumstoff), polare Copolymere des Polyethylens, Polyamide, Polycarbonate, Poly(phenylenoxid)- Verbindungen, Polystyrole, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis (TPU), unpolare Homopolymere oder Copolymere von Polyethylen (LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE, ...), Metallocen-Polyethylene (Comonomer Buten, Hexen, Octen), Homopolymere oder Copolymere von Polypropylen, polare Copolymere und/oder Terpolymere des Polyethylens (EVA, EBA, EMA, EEA, E-AMH, E-GMA, E-BA-GMA, ...), Polystyrol-Homopolymere oder CopoIymere (ABS, HIPS, SAN, ...), Polyphenylenoxid (PPO), Polycarbonate (PC), Polyamide (PA6G, 66, 6.66, 10, 12, ...), thermoplastische Polyamidelastomere (TPA), thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis (TPU), vernetzbare Ethylen(co)polymere, die beispielsweise mit Silan-Pfropfgruppen versehen sind, ..., wobei sie mit Fasern, z.B. Glas- oder Kohlenstofffasern, usw., verstärkt sind oder nicht.

[0018] Wie bereits erwähnt wurde, können das oder die funktionellen Elemente ihrerseits aufgeschäumt sein oder nicht. Wenn sie aufgeschäumt sind, kann das Herstellungsverfahren darüber hinaus den Schritt h’) des Einleitens eines Aufschäumungsgases in den zweiten Extruder und des Homogenisierens der Bestandteile und des Gases vor dem Schritt i) umfasst.

[0019] Je nach den Anforderungen der vorgesehenen Anwendung der Verbundprofilstücke kann es vorteilhaft sein, insbesondere im Falle aufgeschäumter funktioneller Elemente, einen Schritt k), insbesondere einen Schritt k1) des Kalibrieren des funktionellen Elements und/oder, je nach Bedarf, einen Schritt k2) des Ziehens des Verbundprofilstücks vorzusehen.

[0020] Eine Besonderheit des vorliegenden Verfahrens zur Herstellung eines Profilstücks besteht darin, dass es auf sehr einfache Weise die Möglichkeit schafft, weitere Elemente an die Verbundprofilstücke anzufügen oder mit diesen einstückig zusammenzufügen. Beispielsweise umfasst das Verfahren, in einer vorteilhaften Variante, einen Schritt des Einarbeitens von dritten/zusätzlichen funktionellen Elementen in und/oder auf den Kern aus Schaumstoff und/oder in eines der funktionellen Elemente, insbesondere von Verstärkungselementen, beispielsweise von Verstärkungselementen aus organischen oder anorganischen Fasern, die gewebt, vliesartig, gestrickt,

textiler Art oder metallischer Art sind, vor dem Schritt j).

[0021] Wie oben bereits erwähnt wurde, wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks vorteilhafterweise derart umgesetzt, dass die Schritte g) und folgende unverzüglich nach dem Verfestigen des Kerns aus Schaumstoff durchgeführt werden, das heißt, wenn dieser eine abmessungsbezogene Stabilität besitzt, die ausreicht, um das funktionelle Element aufzubringen.

[0022] Es sei darauf hingewiesen, dass die Schritte g) und folgende nacheinander in mehreren Extrudern oder gleichzeitig in einem einzigen Extruder durchgeführt werden können, um mehrere funktionelle Elemente aufzubringen.

[0023] Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung betrifft Schaumstoffprofilstücke, die einen Kern aus Polyesterschaum, welcher an der freien Luft aufgeschäumt wurde, wobei seine Dichte bis zu 250 kg/m®, vorzugsweise 30 bis 180 kg/m®, insbesondere 40 bis 150 kg/m®, ganz besonders 50 bis 100 kg/m® beträgt, und auf mindestens einer ihrer Oberflächen ein funktionelles Element umfassen, welches durch die sogenannte kollaterale Koextrusion aufgebracht wurde, wobei das funktionelle Element vorzugsweise aus einem Abdichtungselement, einem Montageelement, einem Befestigungs- oder Verbindungselement, einem Verstärkungs- oder Versteifungselement, einem Schutzelement, einem Dimensionierungselement; einem Dekorationselement, einem Beschichtungs- oder Finishelement, oder Kombinationen davon ausgewählt ist.

[0024] Die Erfindung stellt weiterhin Verbundschaumstoffprofilstücke bereit, die einen Kern aus Polyesterschaum, welcher an der freien Luft aufgeschäumt wurde, wobei seine Dichte bis zu 250 kg/m®, vorzugsweise 30 bis 180 kg/m®, insbesondere 40 bis 150 kg/m®, ganz besonders 50 bis 100 kg/m® beträgt, und auf mindestens einer ihrer Oberflächen ein funktionelles Element umfassen, welches mittels kollateraler Koextrusion aufgebracht wurde, und zwar mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines Profilstücks wie es im vorliegenden Schriftstück beschrieben ist.

[0025] Wie bereits erwähnt wurde, hat der Kern aus Schaumstoff vorzugsweise eine Nachrfertigung durch Bearbeiten und/oder Anpassen hinsichtlich seiner Form und/oder seiner Abmessungen erfahren, vorzugsweise durch Fräsen, Hobeln, (Zer)schneiden, Thermoformen, lokales Verdichten, nachgeschaltetes Expandieren, ....

[0026] In bestimmten Ausführungsformen sind dritte funktionelle Elemente im Kern aus Schaumstoff und/oder auf diesem in die Verbundschaumstoffprofilstücke eingearbeitet, wobei es sich insbesondere um Verstärkungselemente, beispielsweise um metallische Verstärkungselemente handelt.

[0027] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Verbundprofilstücks gemäß der Erfindung oder eines Verbundprofilstücks, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurde, in Anwendungen der Wärmedämmung und/oder Schallisolierung, der Abdichtung, der Dämpfung zwecks Abschwächung oder Aufhebung von Schwingungen oder Vibrationen, der Versteifung oder der Gewichtsreduzierung, als Bau- oder tragende Elemente und/oder solche, die der Dichtigkeit von Türen, Fenstern und Fassaden oder dekorativen Zwecken dienen, usw. insbesondere im Bauwesen, im Automobilsektor, in der Luftfahrt oder auf sonstigen Gebieten.

[0028] Ein funktionelles Element im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Element oder eine Struktur, die (einem Teil) der Oberfläche der Verbundschaumstoffprofile hinzugefügt wird, um ihnen eine bestimmte (lokale) besondere Funktion zu verleihen. Es kann sich um jede Art von Funktion handeln, insbesondere zur Abdichtung, z.B. eine Dichtungslippe, zur Montage oder Befestigung, insbesondere als „männliches“ oder „weibliches“ Verbindungselement, z.B. eine Nut/Feder oder Schiene, zur Verstärkung, zur Versteifung, zum Schutz, zur genaueren Dimensionierung (Reduzierung der Maßfertigungstoleranzen), zur Dekoration, als ästhetisches oder haptisches Finish (Touch-Finish), usw. Es ist zu beachten, dass ein Funktionselement mehrere dieser Funktionen gleichzeitig haben kann und, dass die Verbundschaumprofile mehrere unterschiedliche Funktionselemente umfassen können, die wiederum eine oder mehrere unterschiedliche Funktionen haben können. Die Ausdrücke "Verbundprofilstück" oder "Verbundschaumprofilstück" im Sinne der Erfindung sind Profile, die einen Polyesterschaumkern umfassen, wobei dieser Kern durch Schäumen im Freien erhalten wurde, wobei ohne äußere Einschränkungen während des

Schäumens ein Kern aus Polyesterschaum mit reduzierter Dichte von bis zu 250 kg/m®, vorzugsweise von 40 bis 150 kg/m®, insbesondere von 50 bis 100 kg/m® entsteht. Im Gegensatz zum Schaumstoff-Polyesterkern können die Funktionselemente geschäumt sein oder nicht, aus Polyester oder aus einem anderen Material oder Verbundmaterial.

[0029] Zusammenfassend ist also festzustellen, dass die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren bereitstellt, das darauf abzielt, einen Polyesterschaum (beispielsweise aus PET), offenzelliger oder geschlossenzelliger Art, zu modifizieren, indem ein oder mehrere funktionelle Elemente, die aufgeschäumt sind oder nicht, an diesen angefügt werden. Sie bedecken die äuBere Oberfläche der Schaumstoffs teilweise oder vollständig. Diese funktionellen Elemente können von verschiedenartiger Zusammensetzung sein, in Abhängigkeit von der Endverwendung und von den zu erzielenden Eigenschaften. Sie können den Kern aus Schaumstoff umgeben oder einen Schutzmantel um diesen bilden, wobei sie jedoch auch dem Schaumstoff eine weitere besondere Funktion verleihen können, wie etwa die Möglichkeit zum Anklemmen, abdichtende Eigenschaften, usw. Das funktionelle Element kann im Allgemeinen eine mechanische Verstärkung, eine bessere Abfederung von Stößen, einen UV-Schutz, einen Brandschutz, eine Modifizierung des Aussehens oder der Haptik des Schaumstoff, usw. bewirken. Zum Beispiel dient ein funktionelles Element, das sich aus Polyolefinen oder thermoplastisches Elastomeren zusammensetzt, entweder dazu, den damit bedeckten Schaumstoff ästhetisch und haptisch zu modifizieren, oder dazu, das erhaltene Verbundprofilstück abzudichten.

[0030] Dazu Hinzufügen eines funktionellen Elements aus Polyester, Polyamid, Polycarbonat, Poly(phenylenoxid), Polystyrol, wobei eine Verstärkung durch Fasern, z.B. Glas- oder Kohlenstofffasern, usw., vorliegt oder nicht, ermöglicht es beispielsweise, die Härte und die Druckfestigkeit von Polyesterschäumen (beispielsweise aus PET) zu verbessern.

[0031] Wie bereits erwähnt wurde, können die funktionellen Elemente aufgeschäumt sein oder nicht. Das Aufschäumen des funktionellen Elements ermöglicht es beispielsweise, die Eigenschaften der Wärmedämmung zu verbessern und gleichzeitig die Härte der Verbundprofilstücke zu erhöhen, wenn dies wünschenswert ist (Optimierung des Verhältnisses von Leistungskennwerten/Gewicht des Verbunds).

[0032] Die funktionellen Elemente werden mittels kollateraler Koextrusion aufgebracht, und zwar in Dicken, die beispielsweise 100 um bis 5 mm betragen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0033] Weitere Besonderheiten und Eigenschaftsmerkmale der Erfindung werden sich aus der ausführlichen Beschreibung einiger vorteilhafter Ausführungsformen ergeben, wie sie unten zum Zwecke der Erläuterung dargelegt sind, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Dabei zeigen:

[0034] Fig. 1: einen Querschnitt A) eines Hohlprofilstücks 10 des Standes der Technik mit hohlen Kompartimenten 15 die durch Wände 11 gebildet werden und B) eines erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffprofilstücks 20 für dieselbe Verwendung, das einen Kern 25 aus Schaumstoff umfasst, auf welchen ein erstes funktionelles Element 21 aufgebracht wurde, nämlich eine randständige Schicht, die mit zweiten funktionellen Elementen 22, nämlich Anschlusselemente, versehen ist; und

[0035] Fig. 2: einen Querschnitt A) eines Hohlprofilstücks 30 des Standes der Technik mit hohlen Kompartimenten 35 die durch Wände 31 gebildet werden und B) eines erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffprofilstücks 40 für dieselbe Verwendung, das einen Kern 45 aus Schaumstoff umfasst, auf welchen ein erstes funktionelles Element 42 aufgebracht wurde, nämlich eine randständige Schicht, die mit zweiten funktionellen Elementen 41, nämlich Befestigungselementen, versehen ist, wobei diese beispielsweise für die Anschlüsse 22 des Profilstücks der Fig. 1B bestimmt sind.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks, welches einen Kern aus Polyesterschaum, der ungehindert an der freien Luft aufgeschäumt wurde, wobei seine Dichte bis zu 250 kg/m? beträgt und vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 kg/m®, ganz besonders im Bereich von 50 bis 100 kg/m? liegt, und auf mindestens einer seiner Oberflächen ein funktionelles Element umfasst, das mittels sogenannter kollateraler Koextrusion aufgebracht wurde, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Dosieren der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff, in Vormischung oder einzeln zudosiert, in die Speisevorrichtung eines ersten Extruders;

b) Plastifizieren und Vermischen der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff bei hoher Temperatur, um diese Bestandteile zu schmelzen und zu homogenisieren;

c) Einleiten eines Aufschäumungsgases und Homogenisieren der Bestandteile des Kerns aus Schaumstoff und des Gases;

d) Abkühlen der erhaltenen Masse;

e) Extrudieren dieser Masse an der freien Luft durch eine Düse mit Temperaturregelung, welche eine vorbestimmte Querschnittsform aufweist, wodurch die Bildung des Kerns aus Schaumstoff bewirkt wird;

f) Abkühlen des Kerns aus Schaumstoff;

g) Dosieren der Bestandteile des funktionellen Elements, in Vormischung oder einzeln zudosiert, in die Speisevorrichtung eines zweiten Extruders

h) Plastifizieren und Vermischen der Bestandteile des funktionellen Elements bei hoher Temperatur, um diese Bestandteile zu schmelzen und zu homogenisieren;

ij) Abkühlen der erhaltenen Masse;

)) Extrudieren dieser Masse in einer sogenannten kollateralen Koextrusionsdüse, wobei dies das Führen des Kerns aus Schaumstoff als Zentrierelement für die Masse umfasst, welche aus der kollateralen Koextrusionsdüse stammt, die temperaturgeregelt ist, wobei sie einen Querschnitt von vorbestimmter Form hat, der die Bildung des funktionellen Elements, durch den ein Auftrag auf mindestens eine Oberfläche des Kerns aus Schaumstoff bewirkt.

2. Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach Anspruch 1, wobei es darüber hinaus den folgenden Schritt umfasst

f) Bearbeiten und/oder Anpassen des Querschnitts des Profilstücks hinsichtlich der Form und/oder der Abmessungen, vorzugsweise durch Fräsen, Hobeln, (Zer)schneiden, Thermoformen, lokales Verdichten, nachgeschaltetes Expandieren, nach dem Schritt f).

3. Verfahren zur Herstellung eines Profilstücks nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kern aus Polyesterschaum ein oder mehrere Polyester(co)polymere umfasst, die aus der stofflichen Wiederverwertung stammen oder nicht, wobei sie aus Polyethylenterephthalat (PET), thermoplastischen Polyesterelastomeren (TPC-ET, TPC, TPE-E), PETG, PEN, PCDT oder aus einer beliebigen Mischung derselben ausgewählt sind.

4. Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das funktionelle Element ein oder mehrere (Co)polymere umfasst, die aus der stofflichen Wiederverwertung stammen oder nicht, wobei sie aus den thermoplastischen (Co)polymeren ausgewählt sind, wobei dazu thermoplastische Elastomere TPE gehören, insbesondere Polyester, polare Copolymere des Polyethylens, Polyamide, Polycarbonate, Poly(phenylenoxid)-Verbindungen, Polystyrole, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis TPU, unpolare Homopolymere oder Copolymere von Polyethylen, z.B. LDPE, LLDPE, MDPE oder HDPE, Metallocen-Polyethylene, z.B. umfassend Comonomere Buten, Hexen oder Octen, Homopolymere oder Copolymere von Polypropylen, polare Copolymere und/oder Terpolymere des Polyethylens, z.B. EVA, EBA, EMA, EEA, E-AMH, E-GMA oder E-BA-

10.

11.

12.

13.

Österreichisches AT 17 158 U1 2021-07-15

GMA, Polystyrol-Homopolymere oder Copolymere, z.B. ABS, HIPS, oder SAN, Polyphenylenoxid PPO, Polycarbonate PC, Polyamide, z.B. PAG, PA66, PA6.66, PA10 oder PA12, thermoplastische Polyamidelastomere TPA, vernetzbare Ethylen(co)polymere, die beispielsweise mit Silan-Pfropfgruppen versehen sind, oder deren Mischungen, wobei sie mit Fasern, z.B. Glas- oder Kohlenstofffasern, verstärkt sind oder nicht.

Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei es darüber hinaus den folgenden Schritt umfasst

h’) Einleiten eines Aufschäumungsgases in den zweiten Extruder und Homogenisieren der Bestandteile und des Gases vor dem Schritt i).

Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei es darüber hinaus den folgenden Schritt umfasst

k) Kalibrieren des funktionellen Elements und/oder Ziehen des Profilstücks.

Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei es darüber hinaus den Schritt des Einarbeitens von dritten funktionellen Elementen in und/oder auf den Kern aus Schaumstoff umfasst, insbesondere von Verstärkungselementen, beispielsweise von Verstärkungselementen aus organischen oder anorganischen Fasern, die gewebt, vliesartig, gestrickt, textiler Art oder metallischer Art sind, vor dem Schritt J).

Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte g) und folgende nacheinander in mehreren Extrudern oder gleichzeitig in einem einzigen Extruder durchgeführt werden, um mehrere funktionelle Elemente aufzubringen.

Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei sämtliche Schritte integriert erfolgen.

Verbundschaumstoffprofilstück, das einen Kern aus Polyesterschaum, welcher an der freien Luft aufgeschäumt wurde, wobei seine Dichte bis zu 250 kg/m®, vorzugsweise 40 bis 150 kg/m®, ganz besonders 50 bis 100 kg/m® beträgt, und auf mindestens einer seiner Oberflächen ein funktionelles Element umfasst, welches mittels sogenannter kollateraler Koextrusion aufgebracht wurde, und zwar vorzugsweise mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines Profilstücks nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9.

Verbundschaumstoffprofilstück nach Anspruch 10, wobei der Kern aus Schaumstoff eine Nachfertigung durch Bearbeiten und/oder Anpassen hinsichtlich seiner Form und/oder seiner Abmessungen erfahren hat, vorzugsweise durch Fräsen, Hobeln, (Zer)schneiden, Thermoformen, lokales Verdichten und/oder nachgeschaltetes Expandieren.

Verbundschaumstoffprofilstück nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Kern aus Polyesterschaum ein oder mehrere Polyester(co)polymere umfasst, die aus der stofflichen Wiederverwertung stammen oder nicht, wobei sie aus Polyethylenterephthalat PET, thermoplastischen Polyesterelastomeren z.B. TPC-ET, TPC oder TPE-E, PETG, PEN, PCDT oder aus einer beliebigen Mischung derselben ausgewählt sind.

Verbundschaumstoffprofilstück nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 12, wobei das funktionelle Element ein oder mehrere (Co)polymere umfasst, die aus der stofflichen Wiederverwertung stammen oder nicht, wobei sie aus den thermoplastischen (Co)polymeren ausgewählt sind, wobei dazu thermoplastische Elastomere TPE gehören, insbesondere PoIyester, polare Copolymere des Polyethylens, Polyamide, Polycarbonate, Poly(phenylenoxid)- Verbindungen, Polystyrole, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis TPU, unpolare Homopolymere oder Copolymere von Polyethylen, beispielweise LDPE, LLDPE, MDPE oder HDPE, Metallocen-Polyethylene umfassend beispielsweise Comonomere Buten, Hexen oder Octen, Homopolymere oder Copolymere von Polypropylen, polare Copolymere und/oder Terpolymere des Polyethylens, beispielsweise EVA, EBA, EMA, EEA, EAMH, E-GMA, oder E-BA-GMA, Polystyrol-Homopolymere oder Copolymere, beispielsweise

ABS, HIPS oder SAN, Polyphenylenoxid PPO, Polycarbonate PC, Polyamide, beispielsweise PA6, PA66, PA6.66, PA10 oder PA12, thermoplastische Polyamidelastomere TPA, vernetzbare Ethylen(co)polymere, die beispielsweise mit Silan-Pfropfgruppen versehen sind, oder deren Mischungen, wobei sie mit Glasfasern verstärkt sind oder nicht.

14. Verbundschaumstoffprofilstück nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 13, wobei das funktionelle Element aufgeschäumt ist.

15. Verbundschaumstoffprofilstück nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 14, bei welchem weitere funktionelle Elemente in den Kern aus Schaumstoff und/oder auf diesem eingearbeitet sind, wobei es sich insbesondere um Verstärkungselemente, beispielsweise um metallische Verstärkungselemente handelt.

16. Verwendung eines Verbundprofilstücks nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 15 oder eines Verbundprofilstücks, das durch ein Herstellungsverfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 erhalten wurde, in Anwendungen der Wärmedämmung und/oder Schallisolierung, der Abdichtung, der Dämpfung zwecks Abschwächung oder Aufhebung von Schwingungen oder Vibrationen, der Versteifung, als Bauelemente und/oder solche, die der Dichtigkeit von Türen, Fenstern und Fassaden oder dekorativen Zwecken dienen, insbesondere im Bauwesen, im Automobilsektor, in der Luftfahrt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen