CH662780A5

CH662780A5 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus schaumkunststoff.

Info

Publication number: CH662780A5
Application number: CH5914/84A
Authority: CH
Inventors: Ralph Schroeder; Hans Despineux
Original assignee: Marquet & Cie Noel
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1987-10-30
Also published as: NL8403679A; IT1209605B; DE3407737A1; GB2155392A; IT8424011A0; GB8430333D0; FR2560552A1; FR2560552B1; BE901682A; GB2155392B; ES8607109A1; US4661391A; ES537786A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von an ihrer Sichtseite stark strukturierten bzw. profilierten, glatten, blasen- und trennmittelfreien Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Raumgewicht von unter 200 kg/m3.

Derartige Formkörper, beispielsweise in Form von 2 m langen Zierprofilen, die nach ihrer Verlegung als Wandabschluss zur Decke einen stuckartigen Eindruck erwecken, kann man herstellen, indem man das zu verschäumende Kunststoffgemisch in eine vorher mit Trennmittel versehene zweiteilige Form einbringt und dort ausschäumen lässt. Da solche Formen zur Herstellung stark strukturierter bzw. profilierter Formkörper üblicherweise aus Siliconkautschuk oder aus Polyurethanelastomeren bestehen, beobachtet man, dass diese durch Aufnahme flüssiger Komponenten aus dem zu verschäumenden Reaktionsgemisch quellen und bereits nach 10 Entformun-gen regeneriert werden müssen. Ausserdem weichen die Formlinge in ihren Massen durch den Quelleffekt weit von den zulässigen Masstoleranzen ab, wodurch sich ein Ausschuss von bis zu 15% ergibt. Darüber hinaus beträgt die maximal erreichbare Stückzahl mit solchen Formen nur ca. 250 bis 300 pro Form, was sich natürlich in den Kosten des Endprodukts sehr negativ auswirkt. Hinzu kommt, dass die Formen aus Siliconkautschuk oder aus Polyurethanelastomeren nur schwer temperierbar sind, wodurch ebenfalls eine reproduzierbare Produktion erschwert wird, ganz zu schweigen davon, dass sich derartige Formen aufgrund ihrer Weichheit schwer entlüften lassen, was zu Blasen an der Oberfläche führt. Im übrigen wird daraufhingewiesen, dass durch die Verwendung von Trennmitteln, die in der Regel vom Formkörper schwer entfernbar sind, zusätzliche Probleme auftreten.

Selbstverständlich könnte man daran denken, die beiden zuletzt genannten Nachteile dadurch zu beseitigen, dass man eine vorher tiefgezogene Folie hinterschäumt. Da dies jedoch nur mit relativ dik-ken Folien möglich ist, und die erhaltenen Formkörper, dadurch dass sie nur an einer Seite laminiert sind, sich stark verziehen, scheidet ein solches Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit

Raumgewichten unterhalb 200 kg/m3 aus, ganz abgesehen davon, dass ein solches Verfahren einen erheblichen apparativen und energetischen Aufwand darstellt.

Um wiederum diese Nachteile zu umgehen, könnte man eine sehr dünne, elastiche, thermisch verformbare Folie verwenden, die im Endprodukt elastisch bleibt und so kein Verziehen des Formkörpers bewirken kann. Die elastische, thermisch verformbare Folie würde man dabei zwischen die beiden Formhälften einklemmen und das zu verschäumende Kunststoffgemisch durch das obere Formteil einbringen, so dass die Folie durch das aufschäumende Gemisch gegen das untere, mit der entsprechenden negativen Strukturierung versehene Formteil gepresst wird. Dieses Verfahren geht aber, wie Versuche der Erfinder gezeigt haben, nur mit Schaumkunststoffgemischen, die Formkörper mit einem Raumgewicht über 500 kg/m3 ergeben, da nur bei solchen verschäumbaren Gemischen der Schaumdruck ausreicht, um die Folie konturengerecht bis in die kleinste Strukturierung zu pressen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das es gestattet, insbesondere lange oder runde verzugsfreie Formkörper mit einem-Raumgewicht unterhalb 200 kg/m3 herzustellen, die an ihrer Sichtseite in präziser Weise eine stark strukturierte bzw. profilierte, glatte, blasen- und trennmittel-freie Oberfläche aufweisen. Ausserdem soll das Verfahren so gestaltet sein, dass man mittels eines Formwerkzeuges, das aus unterer und oberer Formhälfte besteht, bis zu einer Million Formlinge herstellen kann, wobei der Ausschuss unterhalb von 2% liegen soll.

Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung durch eine Kombination von Merkmalen gelöst, die insbesondere in der Verwendung einer dünnen, elastichen, thermisch verformbaren Folie, die nach der Formgebung ihre Elastizität beibehält bzw. wiedergewinnt, in der Anwendung eines wärmeabgebenden verschäumbaren Kunststoffgemisches zur zusätzlichen Erwärmung der Folie neben dem Einsatz eines temperierten Formwerkzeuges und der Evakuierung des zwischen Folie und unterer Formhälfte gebildeten Hohlraumes, zwecks Unterstützung der Verformung der dünnen, elastichen, thermisch verformbaren Folie durch den Schaumdruck, zu sehen ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von an ihrer Sichtseite stark strukturierten bzw. profilierten, glatten, blasen- und trennmittelfreien Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Raumgewicht von unter 200 kg/m3, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man

(a) zwischen zwei erwärmten Formhälften eine dünne, elastische, thermisch verformbare Folie so einlegt, dass die Folienränder zwischen den übereinanderliegenden Formrändern der beiden Formhälften eingeklemmt sind,

(b) durch das obere Formteil ein reaktionsfähiges, wärmeabgebendes, schäumbares Kunststoffgemisch so einbringt, dass es sich auf der Folie verteilen kann, und

(c) beim Aufschäumen den zwischen Folie und der unteren Formhälfte gebildeten Hohlraum evakuiert,

so dass die sowohl durch die erwärmten Formhälften als auch durch die vom Reaktionsgemisch abgegebene Reaktionswärme erwärmte Folie durch den Schaumdruck in Kombination mit dem angelegten Vakuum konturengenau an die stark strukturierte bzw. profilierte Formfläche der unteren Formhälfte angepresst wird.

Für die erfindungsgemässen Zwecke sind alle dünnen, elastischen bzw. dehnbaren, thermisch verformbaren Kunststoffolien geeignet, die nach der Formgebung wieder einen elastischen bzw. dehnbaren Charakter aufweisen. Folien mit einer Schichtdicke von 180 bis 250 jim werden bevorzugt, insbesondere solche aus Weich-Polyvi-nylchlorid.

Bei der Durchführung des Verfahrens hält man das Formwerkzeug bzw. die beiden Formhälften auf einer Temperatur bevorzugt von 55° C bis 65° C. Zu diesem Zweck befinden sich in den Formhälften vorzugsweise Durchgänge, die von einem entsprechend erhitzten Medium durchflössen werden.

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Zu geeigneten Schaumstoffgemischen, die gemäss der Erfindung eingesetzt werden können, gehören all die Gemische, die dem Fachmann bekannt sind.

Besonders bevorzugt werden als schäumbare Kunststoffgemische solche Zwei-Komponenten-Gemische, die einen Polyurethan-Hart- 5 schäum ergeben. In gleicher Weise lassen sich auch Epoxidharz-Schaumstoffe sowie Phenolharz-Schaumstoffe einsetzen.

Hinsichtlich der Herstellung der Polyurethan-Hartschaumstoffe wird beispielsweise auf das Kunstsfoffhandbuch Band VII, Polyurethane, von Vieweg/Höchtlen (Karl Hanser-Verlag, München 1966) 10 und die dort angegebenen Literaturstellen verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend weiterhin anhand der Figuren 1 bis 3 und des Beispiels erläutert, ohne sie jedoch darauf einzuschränken.

In den Figuren haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung: 15

1 obere Formhälfte

2 untere Formhälfte

3 Folie

4 Schaumstoff

5 Heizkanäle 20

6 Vakuumkammer

7 Vakuumdüsen

8 Vertiefungen

9 Vorsprünge

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Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Zierprofil aus Schaumstoff 4 und Folie 3, bei dem in der Querachse zusätzliche Vertiefungen 8 bzw. Vorsprünge 9 angebracht sind. Derartige Vertiefungen 8 bzw. Vorsprünge 9 lassen sich nur bei einer diskontinuierlichen Herstellungsweise erzeugen, mit einer kontinuierlichen Arbeitsweise, d.h. durch 30 Extrusion lassen sich solche Vertiefungen 8 bzw. Vorsprünge 9 nicht herstellen. Die in Fig. 1 dargestellte Vertiefung 8 und der dargestellte Vorsprung 9 liegen nicht, wie in der Fig. 1 dargestellt, in einer Schnittebene, sondern hintereinander. Die Vertiefungen 8 und die Vorsprünge 9 können wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ausgebil- 35 det oder Ornamente sein.

Fig. 2 zeigt in sehematischer perspektivischer Darstellung die

Vertiefungen 8 und Vorsprünge 9, wobei derartige Vertiefungen und Vorsprünge auch die Form von Ornamenten haben können.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt das Formwerkzeug, das aus der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 besteht, die mit den Heizkanälen 5 versehen sind. In der unteren Formhälfte 2 befindet sich ausserdem die Vakuumkammer 6 mit den Vakuumdüsen 7.

Beispiel

Die beiden Formhälften des Formwerkzeuges, die vorzugsweise aus Aluminiumguss oder einem anderen Metall bzw. einer anderen Legierung bestehen, werden durch entsprechende Heizschlangen mittels eines Fluids auf die gewünschte Temperatur gebracht. In die untere Formhälfte, welche die negativen Strukturen beinhaltet, wird eine dünne, hochelastiche Kunststoffolie eingelegt. Die obere Formhälfte wird wie üblich eingetrennt. Nach dem Schliessen des Formwerkzeuges wird das Reaktionsgemisch in die Form injiziert. Je nach eingestellter Startzeit beginnt das Reaktionsgemisch zu schäumen und verteilt sich in der ganzen Form. Nach dem Verteilen, d.h. wenn die Form voll Schaum ist, entsteht ein Überdruck. Dieser Überdruck presst die Folie an die Formwände. So hergestellte Teile haben keine scharf ausgeprägten Kanten, insbesondere bei starken Vertiefungen. Um dies zu vermeiden bzw. zu lösen, wird beim Ansteigen des Drucks in der Form ein Vakuum zwischen unterer Formhälfte und Folie angelegt. Dieser Unterdruck hilft, die Folie in allen Bereichen und Ecken mit der Form in Berührung zu bringen. Das Vakuum unterstützt also den Schaumdruck bei gleichzeitigem gleichmässigem Aufschäumen. Da die Folie zunächst flach in der Form liegt und erst durch den Schaumdruck die Formkonturen annimmt, wird die Bildung von Luftblasen an der Oberfläche gänzlich vermieden. Weiterhin dient die Folie gleichzeitig als Trennschicht (zwischen Schaum und unterer Formhälfte) und als endgültige Oberflächenveredelung, z.B. in Form verschiedener Farben, oder als bedruckte gemaserte Holzimitation in allen Dekors. Als Schaumstoffgemisch wird ein Zwei-Komponenten-System zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoff eingesetzt.

Auf die vorstehend beschriebene Weise lassen sich lange Zierprofile, Rosetten und Bildreliefe herstellen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung von an ihrer Sichtseite stark strukturierten bzw. profilierten, glatten, blasen- und trennmittel freien Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Raumgewicht von unter 200 kg/m3, dadurch gekennzeichnet, dass man

(a) zwischen zwei erwärmten Formhälften (1,2) eine dünne, elastiche, thermisch verformbare Folie (3) so einlegt, dass die Folienränder zwischen den über einanderliergenden Formrändern der beiden Formhälften (1, 2) eingeklemmt sind,

(b) durch das obere Formteil (1) ein reaktionsfähiges, wärmeabgebendes, schäumbares Kunststoffgemisch so einbringt, dass es sich auf der Folie verteilen kann, und

so dass die sowohl durch die erwärmten Formhälten als auch durch die vom Reaktionsgemisch abgegebene Reaktionswärme erwärmte Folie durch den Schaumdruck in Kombination mit dem angelegten Vakuum konturengenau an die stark strukturierte bzw. profilierte Formfläche der unteren Formhälfte angepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Folie mit einer Schichtdicke von 180 bis 250 um, vorzugsweise eine solche aus Weich-Polyvinylchlorid, einsetzt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Formhälften auf eine Temperatur von 55° C bis 65° C erwärmt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als schäumbares Kunststoffgemisch ein Polyurethan-Hartschaum ergebendes Zwei-Komponenten Gemisch einsetzt.