DD247911A5 - Witterungsbeständige weichmacherfreie Folie insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Witterungsbeständige weichmacherfreie Folie insbesondere für Kraftfahrzeuge

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine weichmacherfreie Folie, insbesondere fuer die Innen- und Aussenausstattung von Kraftfahrzeugen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer derartigen unvernetzten und tiefziehbaren Folie mit guten mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, hoher Kaelteflexibilitaet, Kerbschlagzaehigkeit, Waermeformbestaendigkeit und Witterungsbestaendigkeit. Erfindungsgemaess besteht die Folie aus65 bis 25 Gew.-% eines teilkristallinen Ethylen-Propy-len-Dien-Terpolymer mit65 bis 82 Gew.-% Ethylen18 bis 35 Gew.-% Propylen 3 bis 8 Gew.-% Terkomponente sowie 0 bis 10 Gew.-%Fuellstoffe, wie Kreide, Kaolin, Talkum,Russ, Kieselerde u. a.sowie auf 100 Gew.-Teile der genanntenKunststoffe0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatoren wie sterisch gehinderte phenolische Antioxydantien u. a.0,1 bis 2,0 Gew.-TeileGleitmittel wie Metallsalze der Carbonsaeuren u. a.0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel0 bis 4 Gew.-Teile aliphatische ExtenderoeleAus der erfindungsgemaessen Folie kann vorteilhaft eine verformbare Verbundfolie aus EPDM/PP-Folie mit einer vernetzten Polyolefinschaumstoffschicht hergestellt werden. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine witterungsbeständige, weichmacherfreie, unvernetzte und tiefziehbare Folie, insbesondere zur Verwendung bei der Innen- und Außenausstattung von Kraftfahrzeugen, auf Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren, Homo- und/oder Copolymeren von Propylen und ggf. Füllstoffen und üblichen Zusatzstoffen, hergestellt durch Extrudieren oder Kalandrieren mit einer Foliendicke von etwa 0,2 bis 3 mm, sowie ein Verfahren zum Herstellen solcher Folien.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Für die Innenverkleidung und Ausstattung von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Seitenverkleidungen, Crashpads, Armaturenbretter, Kopfstützen, Himmel oder an Außenflächen als Korrosionsschutz werden bis heute üblicherweise Weich-PVC Folien verwendet. Weich-PVC Folien haben jedoch den Nachteil, daß der Weichmacher im Laufe der Zeit ausschwitzt bzw. verdunstet und unerwünschte Beschläge beispielsweise auf den Windschutzscheiben hinterläßt, die immer wieder entfernt werden müssen. Des weiteren ist auch der Gehalt von Polyvinylchlorid nachteilig, da bei Anbringung der Folie im Bereich der Abgasführung und des Motors die Gefahr der Bildung von die Korrosion förderndem Chlorwasserstoff infolge der hohen Abgastemperaturen besteht. Auch tritt durch den im Laufe der Zeit auftretenden Weichmacherverlust eine Versprödung der Folie ein, die sich nachteilig auf ihre Funktionstüchtigkeit und Lebensdauer auswirkt, insbesondere bei Minustemperaturen.
In der DE^OS 2806726 wird eine als Dröhnschutz ausgebildete Schutzschicht für Kraftfahrzeugböden beschrieben, die eine Trägerschicht auf Basis von Polyolefinen, insbesondere Ethylen-Propylen-Kautschuk, und mindestens 30Gew.-% vorzugsweise mindestens 70Gew.-% Füllstoffen auf Basis Bitumen, weichmachender Substanzen, wie Öle und akustisch wirksame Mineralstoffe wie Talkum, Schiefermehl, Graphit, Glimmer enthält. Diese überwiegend weichplastische und einen Schallschutz
Die hohen Füllstoffanteile dieser Folie reduzieren jedoch die Festigkeiten der Folie und begünstigen bei kalandrierten Folien den sogenannten Weißbruch. Da die Folien beiderApplizierung auf die Karosserieteile verformt werden, ist Weißbruch in jedem Fall aus optischen Gründen unerwünscht. Auch der Schutz gegen Steinschlag ist nicht ausreichend bei dieser Schutzschicht. Aus der DE-O 2732969 sind Abmischungen aus unvernetzten Ethylen-Propylen-Sequenzpolymeren mit isotaktischem Polypropylen bekannt geworden, die beispielsweise durch Formpressen oder Extrudieren zu Formartikeln wie Stoßfänger, Sitzschalen, Verblendungen, Armaturenbretter, Spoiler, Schalttafeln, Lenkradummantelungen sowie Ski-Schuhen verarbeitet werden können. Diese Abmischungen weisen jedoch je nach Zusammensetzung entweder keine ausreichende Kälteflexibilität oder keine ausreichende Wärmeformbeständigkeit auf.
Aus der DE-OS 2742910 ist ein thermoplastisches Elastomergemisch aus 25 bis 85 Gew.-% eines praktisch amorphen Ethylen-Propylen-Mischpolymerisates und 15 bis 75Gew.-% eines kristallinen Blockmischpolymerisates von Propylen bekannt, die sich besonders gut zur Herstellung von Kabelumhüllungen und Stoßstangen für Kraftfahrzeuge eignen. Wie jedoch in der DE-OS 2821342 ausgeführt, sind die thermoplastischen Elastomergemische der DE-O 2742910 in bezug auf die Härte, die Zugfestigkeit, bessere Beständigkeit gegen hohe Temperaturen durchaus verbesserungsbedürftig, für eine Reihe von Anwendungen, und werden beispielsweise in diesen Eigenschaften durch eine Formmasse und hieraus hergestellte Formteile gemäß der DE-O 2821 342 übertroffen.
In der DE-O 2821 342 sind thermoplastische Elastomergemische, enthaltend 30 bis 75 Teile kristallines isotaktisches Propylen-Homopolymerisat und 25 bis 70 Teile eines im wesentlichen amorphen kautschukartigen Ethylen-Propylen-Polymerisates und maximal 15 Teile Polyethylen die anteilig das Propylen-Homopolymerisat ersetzen, beschrieben. Diese Gemische weisen zwar gegenüber binären Formmassen teils verbesserte Eigenschaften auf, jedoch zeigt sich, daß für extreme Beanspruchungen die mechanischen Eigenschaften der aus der DE-OS 2821342 bekannten Elastomergemische, insbesondere was die Kerbschlagzähigkeit, Zugfestigkeit und Kälteflexibilität angeht, durchaus verbesserungsbedürftig sind. Dies ist insbesondere auch auf die eingesetzten im wesentlichen amorphen kautschukartigen Ethylen-Propylen-Polymerisate zurückzuführen. Andererseits werden höher kristalline EPDM oder EPM-Kautschuke, die als teilkristallin zu bezeichnen sind, mit einer Kristallisationstemperatur (DSC-Maximum-Temperatur) ab/über 24°C als für die in den DE-OS 2742910 und 2821342 angegebenen Einsatzgebiete als ungeeignet bewertet.
Aus der Firmenzeitschrift „Der Lichtbogen" von CHW Hüls, September 1974, Nr. 174, Seiten 18 bis 22 ist die Verwendung von Ethylen-Propylen-Kautschuk sowohl für Spritzgußteile für den Einsatz im Automobilbau als auch für Dachfolien u.a. bekannt.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften derartiger Folien auf kostengünstige Weise zu erhöhen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine witterungsbeständige, weichmacherfreie, unvernetzte und tiefziehbare Folie zu schaffen, die sich zur Verwendung bei der Innen- und Außenausstattung von Kraftfahrzeugen eignet und den für diese Anwendung charakteristischen hohen Beanspruchungen sowohl bezüglich mechanischer Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, hoher Kälteflexibilität, Kerbschlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit gerecht wird sowie ein Verfahren zur Herstellung der Folie zu finden.
Die Erfindung schlägt eine Folie auf Basis eines thermoplastischen Elastomergemisches vor, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt von 65 bis 25Gew.-% eines teilkristallinen Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit 65 bis82Gew.-% Ethylen, 18 bis 35Gew.-% Propylen, 3 bis 8Gew.-%Terkomponente, mit einem Schmelzindex MFl (230/5) von 0,5 bis 2,0g/10 min, einer Zugfestigkeit von mindestens 10N/mm2 und einer DSC-Maximumtemperatur von mindestens4O0C, 35 bis75Gew.-%Propylen-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex MFI (230/2,16) kleiner als 2 g/10 min, aber nicht kleiner als 0,2 g/10 min, 0 bis 10Gew.-% Füllstoffe, wie Kreise, Kaolin, Talkum, Ruß, Kieselerde, Kieselsäureanhydrid oder dgl. oder Mischungen hiervon, sowie auf 100Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatore^wiesterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
Thioester aliphatischer Carbonsäuren, 0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
Kohlenwasserstoffharze 0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel
0 bis 4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenische Extenderöle.
Die erfindungsgemäße füllstofffreie bzw. nahezu füllstofffreie Folie aus Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) und Polypropylen erfüllt ein Bündel von Eigenschaftsanforderungen, die auch die im Kraftfahrzeuganwendungsbereich geforderte hohe Lebensdauer und Funktionstüchtigkeit gewährleistet. Die erfindungsgemäße Folie kann durch Verformungsverfahren, wie Tiefziehverfahren, Vakuumverformen, oder auch Kaltverformung zu gewünschten Formteiien verarbeitet werden. Die erfindungsgemäße Folie zeichnet sich insbesondere durch die nachfolgend aufgeführten Eigenschaften aus:
1. sehr gute Steinschlagfestigkeit
2. gute Kältebeständigkeit
3. hohe Reißfestigkeit und Dehnung
4. hohe Weiterreißfestigkeit
5. geringe Feuchtigkeitsempfindlichkeit
6. gute Abriebfestigkeit
7. ausreichende Benzinbeständigkeit
8. gute Licht-und Witterungsbeständigkeit
9. matte Oberflächen geeignet zur Prägung
10. guteTiefziehbarkeit
11. Temperaturbeständigkeit eines geformten Teiles aus der Folie, d.h. gute Wärmeformbeständigkeit
12. kein Rückschrumpfen unter Sonnenbestrahlung eines geformten Teiles aus der Folie
13. kein Weißbruch der Folie beim Verformen
14. Erhalt einer Prägung der Folie auch beim und nach dem Verformen
15. Korrosionsschutz.
Die erfindungsgemäße Folie eignet sich damit insbesondere für die Innen- und Außenausstattung von Kraftfahrzeugen, da sie gute Festigkeitswerte bei guter Witterungsbeständigkeit und Lebensdauer sowohl bei hohen Temperaturen als auch bei niedrigen Temperaturen aufweist und auch eine hohe Resistenz bezüglich Abrieb, Steinschlag und ähnlicher mechanischer oberflächlicher Beanspruchungen aufweist
Die Folie kann auch in entsprechender Einfärbung hergestellt werden und kann infolge ihrer guten Tiefziehbarkeit in vielfältiger Form einzeln oder in Kombination mit weiteren Materialien zu entsprechenden Formteilen geformt werden.
Die erfindungsgemäß ausgewählten und für die Folie eingesetzten teilkristallinen Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere mit einer sehr hohen Zugfestigkeit bzw. Reißfestigkeit, bevorzugt von mindestens 15 N/mm2, deren Kristallinitätsgrad mit der DSC-Maximumtemperatur korreliert ist und mindestens etwa 400C beträgt, im Vorzugsbereich mindestens etwa 430C, ermöglichen in Zusammenwirken mit den ausgewählten Polypropylenen die Herstellung der Folie durch Kalandrieren oder Extrusion mit den beschriebenen Eigenschaften.
Als Terkomponente kommen hierbei insbesondere Ethylidennorbonen in Frage, jedoch auch Dicyklopentadien.
Da das Ausmaß der Kristallinität auch mit dem Ethylengehalt ebenso wie mit der Zugfestigkeit korreliert, werden in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere mit einem Ethylengehalt von mindestens 70Gew.-%eingesetzt.
Die teilkristallinen EPDM's haben auch gegenüber den amorphen und nahezu amorphen EPDM's den bearbeitungstechnischen Vorteil, daß sie in krümeliger Form anfallen und auch pelletisierbar sind und daher leicht dosierbar und mischbar und daher direkt auf kontinuierlich arbeitenden Mischmaschinen verarbeitbar.
Die amorphen Kautschuke hingegen sind gummiartig und liegen in Klumpen- oder Ballenform vor und sind nicht ohne Zusätze pelletisierbar.
Die DSC-Maximumtemperatur der EPDM's wird mit dem Differential Scanning Kalorimeter ermittelt, ebenso die Kristallisationswärme. Auch letztere ist ein Maß für den Kristallinitätsgrad. Die Kristallisationswärme der erfindungsgemäß eingesetzten Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere sollte etwa mindestens 15cal/g betragen.
Als Propyien-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer werden bevorzugt solche mit einem Schmelzindex MFi (230/2,16) kleiner als 2g/10min, bevorzugt kleiner als 1g/10min, jedoch nicht kleiner als 0,2g/10min eingesetzt. Hierbei handelt es sich insbesondere um ausgewählte Propylen-Homopolymere, statistische Propylen-Copolymere, Block-Propylen-Copolymer mit 5 bis 20Gew.-% copolymerisiertem Ethylen, die einen besonders niedrigen Schmelzindex aufweisen. Diese ausgewählten Polypropylene ermöglichen zusammen mit den eingesetzten Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren die gute Verarbeitung zu Folien durch Kalandrieren, welches ein besonders wirtschaftliches Verfahren ist oder auch durch Extrusion. Hierbei werden Folien mit einer Dicke von etwa 0,2 bis 1,0 mm bevorzugt durch das Kalandrieren hergestellt, während Folien in Dicken von etwa 0,7 bis 3 oder mehr Millimeter durch Extrusion hergestellt werden können. Es ist auch möglich, dünnere Folien zu dickeren durch Laminieren oder Duplieren von kalandrierten und/oder extrudierten Folien herzustellen. Da Polypropylen sehr stark klebt, ist es außerordentlich schwierig, Polypropylen unter Vermeidung von Verklebungen an den Kalanderwalzen zu kalandrieren. Auch um dieses Verkleben des Polypropylens beim Kalandrieren zu vermeiden, sind enge Verfahrensparameter der angegebenen Art einzuhalten. Hierbei ist auch die Auswahl der Stabilisatoren und Gleitmittel von Bedeutung. Bei der Hersteilung der Folie durch Kalandrieren ist jedoch zu beachten, daß Polypropylen mit einem MFI (230°C/21,6 N) kleiner 0,1 g/10 min sich nicht mehrfür den Einsatz eignet, da sich nicht mehr ausreichend Kalandrieren läßt.
Um den Abbau der Polymere während des Plastifizierens und Kalandrierens bzw. Extrudierens zu verhindern und gleichzeitig möglichst hohe Verarbeitungstemperaturen zu ermöglichen, werden insbesondere Stabilisatoren und Alterungsschutzmittel für Polyolefine, insbesondere auf Basis sterisch gehinderter phenolischer Antioxydantien, phenolischer Phosphite, Thioester aliphatischer Carbonsäuren, ggf. Mischungen hiervon vorgesehen, jedoch in relativ geringen Mengen.
Beispielsweise kommen als Stabilisatoren Pentaerythrittetra-jS-S^-di-t-butyl^-hydroxyphenylpropionat, 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-t-butylphenol) Distearylpentaerythritdiphosphit und 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol in Frage.
Als Gleitmittel für die Verarbeitung werden insbesondere Metallsalze von Carbonsäuren, wie beispielsweise Calciumseifen, Calciumstearat, Zinkstearat sowie als weitere Verarbeitungshilfsmittel insbesondere Montansäureester und/oder hydrierte Kohlenwasserstoffharze zugegeben.
Auch andere Hilfsstoffe, wie Flammschutzmittel, UV-Absorber können in der Folie enthalten sein.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Massen lassen sich sehr überraschend gut verarbeiten, auch leichter als z. B. nur Polypropylen zu kalandrierten oder extrudierten Folien.
Da Füllstoffe im allgemeinen die Festigkeitseigenschaften der Folie reduzieren, werden Füllstoffe bei der erfindungsgemäßen Folie nur in geringen Mengen zugesetzt, wobei es sich einerseits um anorganische pulvrige Füllstoffe, wie Kreide, Talkum, Kalk oder Kaolin handeln kann oder aber bevorzugt auch um sogenannte verstärkende Füllstoffe wie halbaktive oder aktive Ruße, Kieselerde, Kieselsäureanhydrid, Glasfasern, oder Mischungen der vorgenannten Füllstoffe. Auch Glimmer oder Schwerspat können in geringen Mengen vorgesehen werden. Die Füllstoffesollen sehrfeinteilig sein, damit sie sich auch nicht bei der späteren Verarbeitung der Folie durch Thermoverformung oder Verpressen usw. nachteilig bemerkbar machen und auch die Oberflächengüte nicht beeinträchtigen. Die Füllstoffe sollten eine Teilchengröße, bestimmt beim Durchgang durch ein 30/xm Sieb nicht überschreiten, vorzugsweise jedoch unter 20 bis 10/xm Sieb gehen.
Es ist natürlich auch möglich, der Folie nach Farbmittel zuzusetzen, die jedoch ebenfalls sehr feinteil ig wie die anderen Füllstoffe sein sollten, so daß sie sich auch nicht nachteilig bei einer weiteren Verarbeitung bzw. Verformung der Folie störend bemerkbar machen. Als Farbmittel können neben Farbstoffen, Pigmenten, wie Titandioxyd, auch Ruß in geringen Mengen eingesetzt werden, der zudem noch den Vorteil der Erhöhung der Witterungsbeständigkeit der Trägerschicht aufweist. Hierbei genügen bereits geringe Anteile in der Trägerschicht.
Zusätzlich können im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der eingesetzten Ethylen-Propylen-Polymere auch elastifizierende Substanzen in geringen Mengen unter ~4Gew.-Teile,bezogen auf lOOGew.-Teile Polymer, wie aliphatische und/oder naphtenische Extenderöle, zugegeben werden.
Eine bevorzugte Ausbildung der Folie gemäß der Erfindung mit hohen Elastomeranteilen, die besonders gute Eigenschaften in der Kälte, wie hohe Schlagzähigkeit aufweist, ist gekennzeichnet durch einen Gehalt von
60 bis 40Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer 40 bis60Gew.-% Homo und/oder Copolymer von Propylen 0 bis 6Gew.-% Füllstoffe
'sowie auf 100Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatoren wie sterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
Thioester aliphatischer Carbonsäuren, 0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
Kohlenwasserstoffharze Obis5Gew.-Teile Farbmittel
0 bis 4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenische Extenderöle,
wobei die Folie in Längsrichtung eine Reißfestigkeit von mindestens 20 N/mm2 vorzugsweise 25 bis 28 N/mm2 sowie eine Reißdehnung von mindestens 450% vorzugsweise von mindestens 550% und eine Kälteschlagwert nach VDCh von mindestens -50T aufweist.
Für solche Anwendungsbereiche im Kraftfahrzeug, bei denen keine extreme Kälteschlagzähigkeit gefordert wird, beispielsweise bei der Innenausstattung, wird erfindungsgemäß eine etwas härter eingestellte Folie vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Gehaltvon
45bis25Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer
75 bis 55 Gew.-% Homo- und/oder Copolymer von Propylen
0bis6Gew.-% Füllstoffe
sowie auf 100 Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatoren(wie sterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
Thioester aliphatischer Carbonsäuren, 0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
Kohlenwasserstoffharze 0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel
0 bis4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenische Extenderöle
wobei die Folie in Längsrichtung eine Reißfestigkeit von mindestens 24N/mm2, vorzugsweise von 26 bis 28 N/mm2 sowie eine Reißdehnung von mindestens 450%, vorzugsweise mindestens 500% aufweist; ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit einer Zugfestigkeit von mindestens 15 N/mm2 eingesetzt ist; ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit einer DSC-Maximumtemperatur von mindestens 43°C eingesetzt ist; ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit einem Ethylengehalt von mindestens 70Gew.-% eingesetzt ist; ein Propylen-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex MFI {230/2,16) kleiner 1 g/10 min eingesetzt ist; ein Propylen-Copolymer mit einem Ethylengehalt von 5 bis 20 Gew.-% verwendet ist; Füllstoffe mit einer maximalen Teilchengröße, bestimmt beim Durchgang durch ein 30p.m Sieb, vorzugsweise ΙΟμ,ιη Sieb eingesetzt sind; eine Seite mit einer Schicht aus einem vernetzten Polyolefinschaum, bei dem in 100 Gew.-Teilchen Polyolefinharz bzw. -harzgemische mindestens 15Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20Gew.-% eines polaren copolymerisierten Polymers, enthalten sind, unmittelbar haftfest thermo-oder flammkaschiert ist; die Trennkraft zwischen PP/EPDM-Folie und Schaumstoffschicht mindestens 8N/5cm, vorzugsweise mehr als 12N/5cm beträgt, und insbesondere höher als die Eigenfestigkeit des Schaumstoffes ist; als polares copolymerisiertes Polymer Butylacrylat in einer Menge von mindestens 15Gew.-% bezogen auf das Polyolefinharz bzw.
-harzgemisch vorgesehen ist; als polares copolymerisiertes Polymer Vinylacetat in einer Menge von mindestens 20Gew.-% bezogen auf das Polyolefinharz bzw. -harzgemisch vorgesehen ist.
DieFoliegemäßderErfindung läßtsich besonders gut durch Prägen der Oberfläche in matter odergenarbter Strukturveredeln. Hierbei zeigt sich die Qualität des Materials der Folie, da auch bei einer nachfolgenden Verformung der Folie, z. B. durch Vakuumtiefziehen, die Prägung der Oberfläche der Folie einwandfrei erhalten bleibt. Es ist auch möglich, die Oberfläche der Folie ggf. zu bedrucken oder zu lackieren. Hierbei bedarf es bei Einsatz geeigneter Lacke, wie z. B. Zwei-Komponenten-Lacke keiner besonderen Vorbehandlung der Folienoberfläche.
Eine wesentliche Eigenschaft der erfindungsgemäßen Folie ist ihre Tiefziehbarkeit, d.h. die Möglichkeit, insbesondere durch Warmverformung, wie Tiefziehen, oder Verpressen, beispielsweise mittels Vakuum gegen eine entsprechende Form oder in einer geschlossenen Form, Formteile aus entsprechenden Zuschnitten der Folie herzustellen. Die hohe Flexibilität der Folie läßt einen hohen Verformungsgrad und damit eine gute Anpassung an vorgegebene Formen zu. Die erfindungsgemäße Folie ist jedoch auch so weitgehend biegsam und verformbar, natürlich auch in Abhängigkeit von der Dicke, daß sie bei geringen gewünschten Deformierungsgraden auch ohne Verformung im erwärmten Zustand durch Kaltverformung auf entsprechend vorgeformte Teile aufgebracht werden kann. In jedem Fall zeichnet sich ein aus der erfindungsgemäßen Folie hergestelltes
Formteil durch eine hohe Formtreue und Wärmeformbeständigkeit aus. Hierzu ist auch zu rechnen, daß die bei der Herstellung,
z. B. durch Kalandrieren oder Extrudieren nachfolgend geprägte Oberfläche der Folie auch bei einer Warmverformung, beispielsweise Tiefziehen, ihre Prägung beibehält infolge der guten Wärmeformbeständigkeit der Folie.
Für die Innenausstattung eines Kraftfahrzeuges können beispielsweise Formteile wie Seitenverkleidungen, Türinnenverkleidungen, Armstützen, Tunnelabdeckungen, Armaturenbretter, Himmel ganz oder teilweise aus der erfindungsgemäßen Folie hergestellt werden. Es ist auch möglich, die Folie mit weiteren Folien odertextilen Flächengebilden zu verbinden, zu kaschieren oder auch beispielsweise zu Crashpads zu verarbeiten oder beispielsweise mit Polyurethanschaum zu hinterschäumen.
Im Außenbereich eines Kraftfahrzeuges kann die erfindungsgemäße Folie direkt oder als Formteil als Schutzabdeckung aufgebracht und verwendet werden.
Eine erfindungsgemäße Verfahrensweise zum Herstellen der Folie einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse(enthaltend
65 bis 25 Gew.-% einesteilkristallinen Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit
65bis82Gew.-% Ethylen
18bis35Gew.-% Propylen
3bis8Gew.-% Terkomponente,
mit einem Schmelzindex MFI (230/5) von 0,5 bis 2,0g/10 min, einer Zugfestigkeit von mindestens 10 N/mm2 und einer DSC-Maximumtemperatur von mindestens 400C; 35 bis 75Gew.-% Propylen-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex MF! (230/2,16) kleiner als 2g/10min, aber nicht kleiner als 0,2g/10min; 0 bis 10Gew.-% Füllstoffe, wie Kreide, Kaolin, Talkum, Ruß, Kieselerde, Kieselsäureanhydrid oder dgl. oder Mischungen hiervon
sowie auf 100Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
0,1 bis 1,0Gew.-Teile Stabilisatoren(wiesterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
Thioester aliphatischer Carbonsäuren, 0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäure, Montansäüreester, hydrierte
Kohlenwasserstoffharze Obis5Gew.-Teile Farbmittel
0 bis 4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenische Extenderöle,
die einen Schmelzindex MFI (230/5) von etwa 0,8 bis etwa 8, vorzugsweise 1 bis 6g/10min aufweist, unter Erwärmung auf eine Temperatur von etwa 500C bis etwa 800C gemischt und bei Einwirken von höheren Temperaturen von etwa 17O0C bis 21O0C weiter plastifiziert und homogenisiert wird und bei Einwirken von maximalen Temperaturen von etwa 165°C bis etwa 2100C zu Folien einer Dicke von 0,2 bis etwa 1,5 mm kalandriert oder zu Folien einer Dicke von etwa 0,7 bis 4mm bei Massetemperaturen von 1900C bis 2600C extrudiert werden.
Für die gute Verarbeitbarkeit der Formmasse zum Herstellen gleichmäßiger lunkerfreier Folien durch bevorzugt Kalandrieren oder auch Extrudieren ist erfindungsgemäß der Schmelzindex (230/5) der Kunststoffmasse im Bereich von etwa 0,8 bis etwa 10g/10min, bevorzugt im Bereich von 1 bis etwa 6g/10min zu wählen. Da die ausgewählten teilkristallinen EPDM's in Partikelform vorliegen oder hergestellt werden können, können die Materialien in einfacher Weise gemischt, z.B. Heiz-Kühl-Mischer-Kombination und dosiert und mit Hilfe der für Kunststoffe üblichen Apparaturen wie Kneter bzw. Extruder bzw. Schneckenkneter bei einer Massetemperatur von 165°C bis etwa 2100C plastifiziert werden. Diese Masse kann in einem weiteren zweiten Plastifizierungsschritt bei höheren Temperaturen weiter plastifiziert und homogenisiert werden, beispielsweise auf Walzen oder in einem Strainer oder um dann einem Kalander zugeführt zu werden. Der Kalander sollte wenigstens vier Walzen aufweisen, die in der bekannten Form, wie I, L, F oderZ angeordnet sein können. Für das Kalandrieren der erfindungsgemäßen Folien sollten die Kalanderwalzen in Arbeitsrichtung gesehen eine leicht abfallende Temperatur aufweisen, wobei die beiden ersten Einzugswalzen die höchste Temperatur, vorzugsweise 1900C bis 23O0C aufweisen sollten, während die letzte Kalanderwalze eine um 2O0C bis 300C niedrigere Temperatur haben kann, da sie im wesentlichen der Glättung und Kalibrierung dient. Die erfindungsgemäße Folie kann mit Walzenabzugsgeschwindigkeiten und damit Produktionsgeschwindigkeiten von mindestens 10 Meter je Minute und mehr, in Abhängigkeit von der Dicke der Folie, kalandriert werden. Bei der Extrusion der erfindungsgemäßen Folie kann die Plastifizierung und Formgebung in einer Apparatur, d. h. in einem Extruderkontinuierlich erfolgen, wobei auch hiervon der Einzugszone bis zur Ausstoßzone ein ansteigendes Temperaturgefälle, beginnend mit etwa 1000C bis maximal etwa 2500C vorgesehen wird. Sehr dicke Folien werden dann als Platten bezeichnet. Bei der Herstellung der Folien durch Kalandrieren bzw. Extrudieren ist es möglich, direkt inline eine Oberflächenprägung auf einer Oberflächenseite der Folie durchzuführen, indem die kaiandrierte Folie inline auf einer Oberflächenseite bei der Massetemperatur von 1100C bis 1700C und einer Prägewalzentemperatur von 8O0C bis 1400C und einem Prägedruck von 20 bis 100 bar geprägt wird.
Für die Herstellung von Formteilen z. B. als Verkleidungsteile für ein Kraftfahrzeug werden aus der erfindungsgemäßen Folie entsprechend der Konfiguration des gewünschten Formteiles Stanzzuschnitte gefertigt, die dann auf Temperaturen von 1200C bis etwa 1700C vorgewärmt und dann unter Anwendung von Druck bzw. Vakuum zu der gewünschten Form verformt werden. Die Folie läßt sich hierbei einwandfrei, d. h. ohne Faltenbildung und ohne Weißbruch, verformen. Als Verformungsverfahren kommen insbesondere die Tiefziehverfahren, wie das Vakuumtiefziehen, das Vakuumdruckverfahren mit Positiv- oder Negativform zur Anwendung. Die so hergestellten Formteile zeigen eine sehr gute Ausformung und eine außerordentlich gute Wärmeformbeständigkeit
Die Folie kann auch durch Blasverformen zum Formteil mittels Überdruck verarbeitet werden.
Die erfindungsgemäße Folie kann auch mit weiteren Flächengebilden zu Verbundfolien oder Mehrschichtfolien z. B. durch Kaschieren oder mittels Haftvermittler verbunden werden. Insbesondere zeigen Verbünde der Folie mit Blechen oder Metallplatten oder -Folien gute Korrosionswiderstandsfestigkeit und Steifigkeit bei Kaltverformbarkeit. Solche PP-EPDM-Folien kaschierten Metallbleche haben ein weites Anwendungsfeld.
Die erfindungsgemäße Folie kann auch Teil einer Mehrschichtfolie sein, und beispielsweise mit textlien Flächengebilden verbunden werden. Für die Innenausstattung von Kraftfahrzeugen werden vielfach griffige und weiche Verkleidungsteile gewünscht, die beispielsweise durch Hinterfütterung von Weich-PVC-Folien mit Schaumstoff, insbesondere Weich-PVC-Schaum, bisher hergestellt werden. Allen Materialien, die jedoch Weichmacher enthalten, haften die eingangs erläuterten Nachteile, die durch das Ausschwitzen der Weichmacher auftreten, an. Man ist daher bestrebt, auch weichmacherfreie jedoch elastische Schaumstoffe für die Innenausstattung von Kraftfahrzeugen einzusetzen, wie beispielsweise vernetzte oder unvernetzte Polyolefin-Schaumstoffe, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 1694130, DE-AS 1694194 oder DE-AS 2417 557 u. a.
bekannt geworden sind. Da gewöhnliches Polyolefin, wie Polyethylen, unpolar ist, läßt es sich mit vielen Materialien nicht oder nur mit ungenügenden Haftfestigkeiten unmittelbar, d.h. ohne Haftvermittler, verbinden.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß die erfindungsgemäße Folie sich unmittelbar haftfest thermo- oder flammkaschieren läßt mit einem vernetzten Polyolefin-Schaumstoff, bei dem in 100Gew.-Teilen Polyolefinharz bzw. Polyolefinharzgemisch mindestens 15Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20Gew.-% eines polaren copolymerisierten Polymers enthalten sind. Die für die Anwendung bei der Erfindung für den Schaumstoff geeigneten Polyolefinharze umfassen hierbei Hoch-, Mittel- oder Niederdruckpolyethylen, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Buten-Copolymere, Ethylen-Styrol-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Acrylsäureester-Copolymere, Ethylen-Acrylsäuresalze-Copolymere, Polybuten-1, Propylen-Buten-Copolymere bzw. Gemische zweier oder mehrerer dieser Polymeren.
Es ist auch möglich, geringere Mengen des Polyolefinharzes durch mit diesen mischbare Kautschuke oder mischbare Kunststoffe zu ersetzen, wobei jedoch der Gehalt an polaren copolymerisiertem Polymer dann auf die Gesamtmenge an Harz zu beziehen
Die mischbaren Kautschukärten umfassen Naturkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Butylkautschuk, Polyisobutylen, Polybutadien, Polyisopren und Styrol-Butadien-Kautschuk.
Die mischbaren Kunststoffe umfassen Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze, Polystyrol, chlorierte Polyethylene, chlorierte Polypropylene und chlorsulfonierte Polyethylene.
Die Gesamtmenge des Kautschuks und/oder des Kunststoffs; welche damit vermischt werden, ist derjenigen des Polyolefins gleich oder kleinerund beträgt vorzugsweise 10 bis46Gew.-Teile pro 100Gew.-Teile des Polyolefins.
Die vernetzten Polyolefin-Schaumstoffe, die zum Herstellen der erfindungsgemäßen Verbundfolie aus Polypropylen-Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Folie und Schaumstoffschicht eingesetzt werden, werden insbesondere durch peroxidische Vernetzung unter Verschäumen mit chemischen Treibmitteln hergestellt. Es können jedoch auch physikalisch vernetzte Polyolefinschaumstoffe verwendet werden, die dann kein Vernetzungsmittel enthalten.
Geeignete Vernetzungsmittel sind organische Peroxide, wie Dicumylperoxid, Di-tert.-Butylperoxid, 1,3-bis(tert.-Butylperoxiisopropyl)benzol,
2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxi)hexan und
2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxi)hexyn-3;
Azidverbindungen wie
1,9-Nonan-bis-sulfonazid und
1,7-Heptan-bis(sulfonazid); und
Silicium enthaltendes Peroxid, wie Silylperoxid.
Das Vernetzungsmittel wird so ausgewählt, daß es sich thermisch bei einer niedrigeren Temperatur als der Zersetzungstemperatur des zu verwendenden Treibmittels zersetzt.
Die Menge des Vernetzungsmittels hängt von dem Typ des Polyolefins und des Treibmittels und der Menge des Treibmittels ab und beträgt 0,01 bis 3Gew.-Teile je 100 Teile Polyolefin.
Das Treibmittel hat eine höher als der Erweichungspunkt des Polyolefins liegende Zersetzungstemperatur und hat auch eine Zersetzungstemperatur, die höher als jene des Vernetzungsmittels ist. Es wird in einer Menge von 0,1 bis30Gew.-Teilen je 100 Teilen Harz verwendet. Das Treibmittel schließt beispielsweise
Azodicarbonamid,
Dinitrosopentamethylentetramin,
Bariumazodicarboxylat,
Hydroazodicarbonamid,
p-Toluolsulfonylsemicarbacit und
Trihydrazintriazin ein.
Polyolefin, Vernetzungsmittel und Treibmittel werden vor der thermischen Verschäumung unter Vermischen geknetet. Die Verknetung wird üblicherweise in einem Henschel-Mischer, einer Mischwalze, einem Banbury-Mischer oder Extruder durchgeführt. Dabei muß sorgfältig vorgegangen werden, um das Vernetzungsmittel und das Treibmittel nicht zu zersetzen.
Die Harzmasse wird zu Platten, Folien, Teilchen etc. durch einen Extruder, eine Presse, Kalanderwalze etc. geformt. Bei dieser Verfahrensstufe ist es wichtig, die Zersetzung des Vernetzungsmittels und des Treibmittels wie bei dem Knetverfahren zu vermeiden.
Bei dem Verschäumungsverfahren wird die Erhitzung üblicherweise in einer Stufe durch Anheben der Temperatur auf einen derart hohen Wert durchgeführt, daß das Vernetzungsmittel und das Treibmittel zersetzt werden. Jedoch kann auch ein Zweistufen-Erhitzungsverfahren derart angewandt werden, daß zuerst das Vernetzungsmittel zersetzt und nachfolgend das Treibmittel durch weitere Temperaturerhöhungen zersetzt wird. Die Zersetzung des Vernetzungs- und Treibmittels kann unter Erhitzung unter hohem Druck durchgeführt werden, wobei sodann die Expansion durch Verringerung des Druckes ausgeführt werden kann. Vorläufig geformte, schäumbare Teilchen können in einer metallischen Form in geschäumte Produkte geschäumt werden.
Plattenartiges, schäumbares Material kann kontinuierlich in eine geschäumte Platte durch Erhitzung auf einem Drahtnetzförderer in einem Heißluftofen übergeführt werden.
Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß eine hohe Haftfestigkeit, die als Trennkraft nach DIN 53357 gemessen wird, mit einem solchen Polyolefin-Schaumstoff erzielt wird, bei dem polare Mischpolymerisate, wie beispielsweise Ethylen-Butylacrylat und/oder Ethylen-Vinylacetat in ausreichenden Mengen vorhanden sind. Insbesondere hat sich ein vernetzter Polyolefin-Schaumstoff mit einem Butylacrylatgehaltvon mehr als 9 Gew.-% vorzugsweise mehr als 15Gew.-%als besonders geeignet zur Flammkaschierung mit einer PP/EPDM-Folie erwiesen. Bei hohen Kaschiergeschwindigkeiten erhält man Trennfestigkeiten, die über der Eigenfestigkeit des eingesetzten Schaumstoffes liegen.
Die Erfindung kann mit einem Polyolefin-Schaumstoff, der als Polyolefinharz ausschließlich ein polares Mischpolymerisat, wie Ethylen-Butylacrylat, Ethylenethylacrylat oder Ethylenvinylacetat enthält, realisiert werden, wenn ausreichende Gehalte von Vinylacetat und/oder Butylacrylat und/oder Ethylacrylat enthalten sind oder auch Abmischungen dieser Mischpolymerisate mit einem Polyethylen oder einem anderen Polyolefin, jedoch unter Einhaltung der vorgenannten Bedingungen. Insbesondere können erfindungsgemäß Verbundfoiien hergestellt werden, bei denen die Trennkraft zwischen PP/EPDM-Folie und Schaumstoffschicht mindestens 8 N/5 cm vorzugsweise mehr als 12 N/5 cm beträgt und insbesondere höher als die Eigenfestigkeit des Schaumstoffes ist.
Der Vernetzungsgrad des eingesetzten Polyolefin-Schaumstoffes liegt in der Regel zwischen 60 und 80%, je nach Verfahrensführung. Bei den vernetzten Polyolefin-Schaumstoffen handelt es sich auch um überwiegend geschlossenzellige, elastische Schaumstoffe. Diese verleihen der erfindungsgemäß hergestellten Verbundfolie aus PP/EPDM-Folie und Polyolefin-Schaumstoffschicht einen besonders weichen Griff des Verbundes. Darüber hinaus zeichnet sich auch die erfindungsgemäße Verbundfolie durch eine sehr gute Tiefziehbarkeit aus, wobei auch die Schaumstruktur erhalten bleibt. Auch die Verbundfolie zeichnet sich durch besondere Leichtgewichtigkeit, hohe Kälteschlagzähigkeit und hohe Schlagzähigkeit aus. Die erfindungsgemäße füllstoffreie bzw. nahezu füllstofffreie Folie aus Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer erfüllt in Verbindung mit der speziellen Haftschaumschicht ein Bündel von Eigenschaftsforderungen die im Kraftfahrzeuganwendungsbereich eine hohe Lebensdauer und Funktionstüchtigkeit gewährleisten. Für die Verbundfolie werden insbesondere Schaumstoffschichten im Bereich von etwa 2 bis 20 mm mit der PP/EPDM-Folie kaschiert, und zwar ohne Haftvermittlerschicht, entweder im Flammkaschierverfahren oder durch Thermokaschieren, wobei die miteinander zu verbindenen Schichten bei jedem der Verfahren vorzeitig auf über der Plastifizierungstemperatur des Kunstoffes liegenden Temperatur erwärmt und miteinander verbunden werden. Die Flammkaschierung wird mit an sich bekannten Vorrichtungen durchgeführt, wobei die Geschwindigkeit von der Schaumstoffart und der Schaumstoffdicke abhängig ist. Auch hier zeigt sich, daß der acrylathaltige Polyolefinschaum dem vinylacetathaltigen überlegen ist, da bei ersterem auch bei höheren Kaschiergeschwindigkeiten eine gute Haftung erreicht wird.
Für die Verbundfolie werden insbesondere leichtgewichtige Schaumstoffe mit Raumgewichten von etwa 20 bis 70, vorzugsweise von etwa 20 bis 40kg/m3 eingesetzt.
Für die erfindungsgemäße Verbundfolie wird ein chemisch vernetzter Polyolefin-Schaumstoff bevorzugt, da dieser sich noch ausreichend nachträglich durch Tiefziehen oder dgl. — bleibend verformen läßt, auch in Verbindung mit der PP/EPDM-Folie. Jedoch sind auch physikalisch vernetzte Polyolefinschäume verwendbar.
Bei den nachfolgenden Beispielen wird die Herstellung des thermoplastischen vernetzten Polyolefin-Schaumstoffes wie in der DE-PS 1694130 beschrieben durchgeführt, indem die Polymeren mit dem Treibmittel, dem Peroxid und eventuellen Zuschlagstoffen gemischt und compoundiert und anschließend über einen Extruder zu einer homogenen Matrix geformt werden. Die Verschäumung erfolgt direkt oder nach Zwischenlagerung in einem Wärmeofen bei Temperaturen von 2000C bis 25O0C. Die Menge an Treibmittelzusatz richtet sich nach der gewünschten Rohdichte.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird an den nachfolgenden Beispielen erläutert.
Die Prüfung der Eigenschaften erfolgte nach folgenden Meßmerkmalen:
— Shorehärte D nach DIN 53505
— Zugfestigkeit nach DIN 54355
— Mooney-Viskositätsbestimmung nach ASIM-D1640
— Schmelzindex MFl nach DIN 53735
— Trennfestigkeit nach DIN 53357
— Wärmeformbeständigkeit nach Vicat gemäß DIN 53460
— Reißfestigkeit nach DIN53455
— Reißdehnung nach DIN 53455
— Streckspannung DIN 53455
— Kälteschlagwert nach VDCh
Beispiel 1: Herstellung der Folie
60Gew.-Teile Polypropylen-Copolymerisat mit einem Ethylengehalt von 10% und einem MFI (190/5) von 0,8g/10min werden mit40Gew.-Teilen EPDM einer Mo'oney-Viskosität ML (1 + 4) 100° von 85, einem MFI (230/5) von 0,8g/10min und einem Ethylengehalt von 67Gew.-% einem Propylengehalt von 30Gew.-% und einem Ethylidennorbonengehalt von 3Gew.-% und einer Zugfestigkeit von 16,3 N/mm2 und einer DSC-Maximum-Temperatur von 440C mit 0,45 Gew.-Teilen von sterisch gehindertem Am in (Chimasorb® 944) und Benzotriazol (Tinuvin® 327) als Stabilisator, 0,15 Gew.-Teilen von Calciumstearat als Gleitmittel und 2 Gew.-Teilen Farbe (TiO2) in einem Heizkühlmischer bei 700C zu einer rieselfähigen Mischung verarbeitet, in einer Doppelschnecke bei Temperaturen bis zu 2000C plastifiziert und homogenisiert und einem Walzwerk zugeführt. Von diesem wird die Masse mit einer Temperatur von etwa 180—19O0C einem Kalander zugeführt und zu einer Folie von 0,75 mm ausgezogen. Am Auslauf des Kalanders befindet sich eine Prägevorrichtung, mit der die gewünschte Oberflächenstruktur bei einer Prägetemperatur der Prägewalze von etwa 11O0C und einem Prägedruck von 40 bar erzeugt wird. Die Folie besitzt eine Reißfestigkeit in Längserstreckung von 28N/mm2und Reißdehnung in Längserstreckung von 635%, Kälteschlagwert von -55°C, Shorehärte D50
Die plastifizierte Masse hatte einen MFI (230/5) von 1,8g/10min.
Beispiel 2: Herstellung einer Folie
47Gew.-Teiledesin Beispiel 1 genannten Polypropylen-Copolymers werden mit 53Gew.-Teilen des EPDM'saus Beispiel 1 und den übrigen Zuschlagen des Beispiels 1 in einem Heizkühlmischer bei 700C vorgemischt, einem Zweiwellenkneterzugeführt und bei 1700C bis 18O0C plastifiziert und auf ein Walzwerk mit Temperaturen von etwa 1800C bis 200°C gebracht. Über einen Strainer erfolgt die Beschickung des Kalanders mit der auf etwa 1900C plastifizierten Masse, die zu einer Folie einer Dicke von 0,8 mm kalandriert wird mit nachfolgender Prägung.
Die 0,8 mm starke Folie besitzt eine Reißfestigkeit in Längsrichtung von 26,5 N/mm2 und eine Reißdehnung in Längsrichtung von 650% und eineStreckkspannung in Längsrichtung von 10,6 N/mm2, Shorehärte D von 49 und Kälteschlagwert nach VDCh von
Der MFI (230/5 der Mischung betrug 1,6g/10min.
Beispiel 3: Herstellung einer Folie
Wie in Beispiel 2 beschrieben, wird eine Folie durch Kalandriemng hergestellt. Die Dicke der Folie betrug 0,3mm, die Reißfestigkeit wurde mit 26 N/mm2 und die Reißdehnung mit 670% gemessen. Der Kälteschlagwert nach VDCh betrug -55°C, die Shorehärte D48.
Beispiel 4: Herstellung einer Folie
42 Gew.-Teile eines Polypropylen-Homopolymers mit einer Dichte von 0,9 g/ml und einem MFI (190/5) von 0,7 g/10 min wrerden mit58Gew.-Teilen des EPDM'saus Beispiel 1 in einem Heizkühlmischer vorgemischt, in einem Innenmischer plastifiziert und homogenisiert und über ein Walzwerk dem Kalander zugeführt, zur Folie einer Dicke von 0,8 mm ausgezogen und geprägt. Die Folie weist eine Reißfestigkeit in Längserstreckung von 25 N/mm2 und eine Reißdehnung in Längserstreckung von 680% auf. Der MFI (230 + 5) der Mischung betrug 1,5g/10min.
Beispiel 5 bis 13: Herstellung von Schaumstoffen
Die Schaumstoffe zur Kaschierung der in den Beispielen 1 bis 4 hergestellten Folien wurden wie folgt hergestellt:
Jeweils 100Gew.-Teile des in Tabelle 1 genannten Polyolefins bzw. Polyolefingemisches werden mit den ebenfalls in Tabelle 1 genannten Mengen an Azodicarbonamid und Dicumylperoxid homogen vermischt, zu einem homogenen Granulat durch Plastifizieren verarbeitet und durch anschließende Extrusion zu einer Matrix umgewandelt. Diese Matrix wird in einem Umluftofen bei 225°Czu einem Schaum verarbeitet, dessen Rohdichte jeweils 30 kg/m3 betrug und dessen Dicke der Tabelle 1 zu entnehmen ist.
Die zur Herstellung des Schaumes gemäß Beispiel 6 benötigte Matrix wurde zusätzlich einseitig mit einer 230μ, dicken Polyethylenfolie kaschiert.
Der Ansatz des Beispiels 7 enthält kein Dicumylperoxid, da die Matrix vor der Verschäumung mit9Mrad Elektronenstrahl behandelt und dabei vernetzt wurde.
Die Beispiele 5, 6,7,8,11 sind Vergleichsbeispiele.
Beispiel 14: (Vergleich)
Die im Beispiel 2 hergestellte Polypropylen-EPDM-Folie von 0,8 mm Dicke wurde an der Flammkaschieranlage mit einer Geschwindigkeit von 6,5 bzw. 8,0m/min mit dem im Beispiel 5 hergestellten Polyethylenschaum der Dicke von 10mm verbunden. Die Schälfestigkeit der beiden Substrate wurde als Trennkraft nach DIN 53357 gemessen. Die Trennfestigkeit ist in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 15: (Vergleich)
Es wurde ein Verbund(wie in Beispiel 14beschrieben,hergestelft aus der Folie Beispiel 2 und dem Schaum aus Beispiel 6, wobei die mit PE-Folie belegte Seite des'Schaumes mit der PP/EPDM-Folie kaschiert wurde. Die gemessenen Trennfestigkeiten sind in" der Tabelle 2 enthalten.
Beispiel 16: (Vergleich)
Es wurde ein Verbund,wie in Beispiel 14 beschriebenes der Folie des Beispiels 2 und dem physikalisch vernetzten Schaum des Beispiels 7 mit 8,0 bzw. 10,0 m/min Kaschiergeschwindigkeit hergestellt. Trennfestigkeiten finden sich in Tabelle 2.
Beispiel 17: (Vergleich)
Die Folie des Beispiels 3 wurde mit dem 9Gew.-% Vinylacetat enthaltenden Schaum des Beispiels 8 bei 8,0 und 10,0 m/min flammkaschiert. Die Trennfestigkeiten sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 18:
Es wurde ein Verbund durch Flammkaschieren aus der PP/EPDM-Folie des Beispiels 2 und dem 15 Gew.-% Vinylacetat enthaltenden Schaum aus Beispiel 9 bei 4,0; 6,5 und 8,0m/min hergestellt. Die gemessenen Trennfestigkeiten sind in Tabelle 2 enthalten.
Beispiel 19:
Die PP/EPDM-Folie des Beispiels 2 wurde mit dem 25Gew.-% Vinylacetat enthaltenden Schaum des Beispiels 10 bei 6,5 und 8,0m/min flammkaschiert. Die Trennfestigkeiten sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 20: (Vergleich)
Es wurde ein Verbund aus PP/EPDM-Folie des Beispiels 2 und dem Polyethylen und EPDM enthaltenden Schaum des Beispiels 11 durch Flammkaschierung bei 8,0 und 10,0m/min hergestellt. Die gemessenen Trennkräfte siehe Tabelle 2.
Beispie! 21:
Die im Beispiel 2 hergestellte PP/EPDM-Folie wurde mit dem Schaum aus Ethylenbutylacrylatmischpolymerisat und Polyethylen nach Beispiel 12 mit Geschwindigkeiten von 8,0 und 10,0m/min flammkaschiert. Eine Trennung der beiden Substrate war nicht mehr möglich, da der Schaum vorher zerriß. Die Meßwerte befinden sich in Tabelle 2.
Beispiel 22:
Es wurde ein Verbund aus der PP/EPDM-Folie des Beispiels 2 und dem 19Gew.-% Butylacrylat enthaltenden Schaum des Beispiels 13 durch Flamm kaschierung mit 8,0 und 10,0 m/min hergestellt. Eine Trennung der beiden Substrate war nicht mehr möglich. Die Prüfwerte sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 23:
Die im Beispiel 1 hergestellte PP/EPDM-Folie wurde mit dem nach Beispiel 12 hergestellten Butylacrylat enthaltenden Schaum flammkaschiert bei 8,0 und 10,0m/min und auf Trennfestigkeit geprüft. Prüfwerte siehe Tabelle 2.
Beispiel 24:
Die im Beispiel 4 hergestellte PP/EPDM-Folie wurde mit dem Schaum des Beispiels 12 bei 8,0 und 10,0m/min flammkaschiert.
Eine Trennung war nicht möglich (siehe Tabelle 2).
Wie aus der Tabelle 2 zu ersehen ist, erhält man keine befriedigenden Haftwerte, wenn eine Flammkaschierung zwischen einer PP/EPDM-Folie versucht wird mit einem reinen Polyethylenschaum (Beispiel 14), einem reinen Polyethylenschaum, dessen Oberseite mit einer Polyethylenfolie vorher kaschiert war (Beispiel 15), einem reinen Polyethylenschaum mit physikalischer Vernetzung (Beispiel 16), einem nur9Gew.-% Vinylacetat enthaltenden Polyethylenschaum (Beispiel 17) und einem EPDM-enthaltenden Polyethylenschaum (Beispiel 20).
Eine befriedigende Haftung erreicht man bei der Flammkaschierung mit einem Schaum mit 15Gew.-% Vinylacetat, wenn besonders langsam kaschiert wird, jedoch ist die Wirtschaftlichkeit noch sehr gering (Beispiel 18).
Eine verbesserte Wirtschaftlichkeit durch höhere Kaschiergeschwindigkeiten erreicht man mit einem Schaum mit 25 Gew.-% Vinylacetat (Beispiel 19).
Sehr gute Haftung, auch bei hohen Kaschiergeschwindigkeiten, erreicht man mit Butylacrylat enthaltenden Schäumen, wie die Beispiele 21 bis 23 belegen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Es zeigen
Figur 1: Ansicht einer Verbundfolie
Figur 2: Ansicht eines tiefgezogenen Formteils aus einer Verbundfolie
In der Figur 1 ist schematisch der Aufbau einer Verbundfolie 1 dargestellt. Die Folie 2 besteht im wesentlichen aus einer kalandrierten oder extrudierten Kunststoffolie auf Basis von EPDM und Propylen-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer. Diese Folie 2, die ggf. auf ihrer Oberseite 5 geprägt sein kann, ist auf ihrer Unterseite mit der Schaumstoffschicht 3 haftfest verbunden. Die in Figur 1 dargestellte Verbundfolie 1 wird beispielsweise zu einem Formteil 1 a gemäß Fig. 2 verformt. Diese Verformung kann beispielsweise mittels Tiefziehen erfolgen, wobei die Verbundfolie auf eine Temperatur von etwa 125 bis 1500C vorgewärmt und dann mittels Vakuum gegen eine Form verformt wird. Bei dieser Verformung kommt die Oberseite der Folie 2 zum Anliegen an die Form.
Es ist aber auch möglich, die Verbundfolie 1 gemäß Figur 1 unter Vorwärmung mittels einer Formpresse ebenfalls zu der gewünschten Form zu verpressen.
Tabelle 1
5 6 7 8 Beispiele 9 10 11 12 13
LD-PE (Gew.-Teile) MFI (190/2,16) 100 2 100 2 100 2 — — 71 4 25 2 —
Copolymeres (Gew.-Teile) MFI (190/2,16) Vinyiacetatgehalt (Gew.-%) Butylacrylatgehalt (Gew.-%) — — MII 100 7 9 100 2,5 15 100 2,1 25 I I I I 75 2 19 100 2 19
EPDM (Gew.-Teile) — — — — — — 29 — —
Azodicarbonamid (Gew.-Teile) Dicumylperoxid (Gew.-Teile) 19 0,9 19 0,9 23 23 0,9 19 0,9 19 0,9 23 0,9 23 0,9 19 0,9
Matrix kaschiert mit PE-Folie — + — — - — — — — —
Schaumdicke (mm) 10 10 5 6 10 10 5 5 10
Tabelle 2
Beispiel Nr. Schaumdicke (mm) Kaschiergeschwin digkeit (m/min) Trennkraft (N/5cm)
14 14 10 10 6,5 8,0 2,0 1,5
CJl CJl 10 10 6,5 8,0 2,4* 1,5
CD CD 5 5 8,0 10,9 2,4 1,9
17 17 6 6 8,0 10,0 1,9 1,9
OO OO OO 10 10 10 4,0 6,5 8,0 >25,0* > 1,7 > 1,8
19 19 10 10 6,5 8,0 > 27,2* 4,4
20 20 5 5 8,0 10,0 5,3 2,5
NJ NJ 5 5 8,0 10,0 >17,0* >16,5*
NJ NJ N) N) 10 10 8,0 10,0 > 26,0* >18,0*
23 23 5 5 8,0 10,0 >17,0* >17,0*
24 24 5 5 8,0 10,0 > 17,0* >17,0*
Trennkraft der Substrate ist größer als Eigenfestigkeit des Schaumes. Daher Abriß oder Spaltung des Schaumes.

Claims (15)

  1. Erfindungsanspruch:
    1. Witterungsbeständige, weichmacherfreie, unvernetzte und tiefziehbare Folie, insbesondere zur Verwendung bei der Innen- und Außenausstattung von Kraftfahrzeugen, auf Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren, Homo- und/oder Copolymeren von Propylen und ggf. Füllstoffen und üblichen Zusatzstoffen, hergestellt durch Extrudieren oder Kalandrieren mit einer Foliendicke von etwa 0,2 bis 3 mm, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 65 bis 25Gew.-% eines teilkristallinen Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymermit
    65 bis 82 Gew.-% Ethylen
    18 bis 35 Gew.-% Propylen
    3 bis 8Gew.-%Terkomponente,
    mit einem Schmelzindex MFI (230/5) von 0,5 bis 2,0 g/10 min, einer Zugfestigkeit von mindestens 10 N/mm2 und einer DSC-Maximum-Temperaturvon mindestens 40°C; 35 bis75Gew.-% Propylen-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex M Fl (230/2,16) kleiner als 2 g/10 min, aber nicht kleiner als 0,2 g/10 min ;0 bis 10Gew.-% Füllstoffe, wie Kreide, Kaolin, Talkum, Ruß, Kieselerde, Kieselsäureanhydrid oder dgl. oder Mischungen hiervon, sowie auf 100 Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
    0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatoren wie sterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
    Thioester aliphatischer Carbonsäuren,
    0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
    Kohlenwasserstoffharze
    0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel
    0 bis 4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenischeExtenderöle.
  2. 2. Folie nach Punkt 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von
    60 bis 40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer
    40 bis 60 Gew.-% Homo und/oder Copolymer von Propylen
    0bis6Gew.-% Füllstoffe
    sowie auf 100 Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
    0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatoren(wie sterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
    Thioester aliphatischer Carbonsäuren,
    0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wieMetallsalzederCarbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
    Kohlenwasserstoffharze
    0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel
    0 bis 4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenischeExtenderöle,
    wobei die Folie in Längsrichtung eine Reißfestigkeit von mindestens 20 N/mm2 vorzugsweise 25 bis 28 N/mm2 sowie eine Reißdehnung von mindestens 450% vorzugsweise von mindestens 550% und eine Kälteschlagwert nach VDCh von mindestens -5O0C aufweist.
  3. 3. Folie nach Punkt 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von
    45 bis 25 Gew.-% Ethylen-Propyien-Dien-Terpolymer
    75 bis55Gew.-% Homo- und/oder Copolymer von Propylen
    0 bis 6Gew.-% Füllstoffe
    sowie auf 100 Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
    0,1 bis 1,0 Gew.-Teile Stabilisatore^wie sterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische Phosphite,
    Thioester aliphatischer Carbonsäuren,
    0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
    Kohlenwasserstoff harze
    0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel
    0 bis4 Gew.-Teile aliphatische und/oder naphtenische Extenderöle
    wobei die Folie in Längsrichtung eine Reißfestigkeit von mindestens 24 N/mm2, vorzugsweise von 26 bis 28 N/mm2 sowie eine Reißdehnung von mindestens 450%, vorzugsweise mindestens 500% aufweist.
  4. 4. Folie nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpoiymer mit einer Zugfestigkeit von mindestens 15 N/mm2 eingesetzt ist.
  5. 5. Folie nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit einer DSC-Maximumtemperaturvon mindestens 43°C eingesetzt ist.
  6. 6. Folie nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit einem Ethylengehaltvon mindestens 70Gew.-% eingesetzt ist.
  7. 7. Folie nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß ein Propylen-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex MFI (230/2,16) kleiner 1 g/10 min eingesetzt ist.
  8. 8. Folie nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß ein Propylen-Copolymer mit einem Ethylengehalt von 5 bis 20 Gew.-% verwendet ist.
  9. 9. Folie nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß Füllstoffe mit einer maximalen Teilchengröße", bestimmt beim Durchgang durch ein 30/um Sieb, vorzugsweise lO/xm Sieb eingesetzt sind.
  10. 10. Folie nach einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß eine Seite mit einer Schicht aus einem vernetzten Polyolefinschaum, bei dem in lOOGew.-Teilen Polyolefinharzbzw. -harzgemische mindestens 15 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20Gew.-% eines polaren copolymerisierten Polymers, enthalten sind, unmittelbar haftfest thermo- oder flammkaschiert ist.
  11. 11. Folie nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennkraft zwischen PP/EPDM-Folie und Schaumstoffschicht mindestens 8 N/5 cm, vorzugsweise mehr als 12 N/5 cm beträgt, und insbesondere höher als die Eigenfestigkeit des Schaumstoffes ist.
  12. 12. Folie nach Punkt 10 oder 11, gekennzeichnet dadurch, daß als polares copolymerisiertes Polymer Butylacrylat in einer Menge
    von mindestens loGew.^bezogen auf das Polyolefinharz bzw. -harzgemisch vorgesehen ist.
  13. 13. Folie nach Punkt 10 oder 11, gekennzeichnet dadurch, daß als polares copolymerisiertes Polymer Vinylacetat in einer Menge von mindestens 20 Gew.-%(bezogen auf das Polyolefinharzbzw. -harzgemisch vorgesehen ist.
  14. 14. Verfahren zum Herstellen einer Folie gemäß einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß eine Masse enthaltend
    65 bis 25 Gew.-% eines teilkristallinen Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer mit 65 bis 82Gew.-% Ethylen
    18 bis 35 Gew.-% Propylen
    3 bis 8Gew.-% Terkomponente,
    mit einem Schmelzindex MFI (230/5) von 0,5 bis 2,0g/10min, einer Zugfestigkeit von mindestens 10N/mm2 und einer DSC-Maximumtemperatur von mindestens 400C; 35 bis 75Gew.-% Propyien-Homopolymer und/oder Propylen-Copolymer mit einem Schmelzindex MFl (230/2,16)>kleiner als 2g/10 min, aber nicht kleiner als 0,2g/10mm; 0bis10Gew.-% Füllstoffe, wie Kreide, Kaolin, Talkum, Ruß, Kieselerde, Kieselsäureanhydrid oder dgl. oder Mischungen hiervon sowie auf 100Gew.-Teile der vorgenannten Kunststoffe
    0,1 bis1,0Gew.-Teile Stabilisatore^wiesterisch gehinderte phenolische Antioxydantien, phenolische
    Phosphite, Thioester al i ph atischer Carbonsäuren, 0,1 bis 2 Gew.-Teile Gleitmittel, wie Metallsalze der Carbonsäuren, Montansäureester, hydrierte
    Kohlenwasserstoffharze
    0 bis 5 Gew.-Teile Farbmittel
    0 bis 4 Gew.-Teile aiiphatische und/oder naphtenische Extenderöle,
    die einen Schmelzindex MFI (230/5) von etwa 0,8 bis etwa 8, vorzugsweise 1 bis6g/10min. aufweist, unter Erwärmung auf eine Temperatur von etwa 5O0C bis etwa 800C gemischt und bei Einwirken von höheren Temperaturen von etwa 1700C bis 2100C weiter plastifiziert und homogenisiert wird und bei Einwirken von maximalen Temperaturen von etwa 165 0C bis etwa 210°Czu Folien einer Dicke von 0,2 bis etwa 1,5 mm kalandriertoderzu Folien einer Dicke von etwa 0,7 bis 4mm bei Massetemperaturen von 19O0C bis 2600C extrudiert werden.
  15. 15. Verfahren nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß die kalandrierte Folie inline auf einer Oberflächenseite bei einer Massetemperatur von 1100C bis 1700C und einer Prägewalzentemperatur von 800C bis 1400C und einem Prägedruck von 20 bis 100 bar geprägt wird.
    Hierzu 1 Seite Zeichnungen

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