DE10136125A1 - Schichtverbundmaterial sowie Verfahren zur Herstellung des Schichtverbundmaterials - Google Patents

Schichtverbundmaterial sowie Verfahren zur Herstellung des Schichtverbundmaterials

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schichtverbundmaterial, welches dadurch charakterisiert ist, daß der Verbund wenigstens DOLLAR A a) eine polyolefinische Trägerschicht, DOLLAR A b) eine auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage, welche wenigstens ein thermoplastisches Polymermaterial aufweist, DOLLAR A c) eine auf der Zwischenlage angeordnete hitzegehärtete Schicht und DOLLAR A d) eine auf der hitzegehärteten Schicht angeordnete Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff umfaßt, DOLLAR A wobei der thermoplastische Kunststoff in der Deckschicht ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Polycarbonate, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymere, Poly(butylenterephthalat)e, Polyester sowie Derivate und Mischungen der vorgenannten Materialien. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die erfindungsgemäße Schichtenanordnung bzw. Materialienkombination eine hervorragende Haftung zwischen den Schichten gewährleistet und so die Verbindung von thermoplastischem Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Polycarbonate, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymere, Poly(butylenterephthalat)e, Polyester sowie Derivate und Mischungen der vorgenannten Materialien, mit einer polyolefinischen Trägerschicht ermöglicht. Daher kann auf das in den bisher bekannten Verbundmaterialien verwendete Trägermaterial mit den oben genannten nachteiligen Eigenschaften vollständig verzichtet werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges mehrschichtig aufgebautes Verbundmaterial sowie ein Verfahren zur Herstellung des Schichtverbundmaterials.
  • Es werden in großem Umfang und für unterschiedlichste Zwecke auf Kunststoffmaterialien basierende Schichtverbundmaterialien bzw. Formkörper aus diesen Schichtverbundmaterialien eingesetzt. Beispielsweise in der Elektro-, Elektronik- und Automobilindustrie werden eine Vielzahl von häufig dekorativ ausgestalteten Formkörpern, wie beispielsweise Blenden, Tastaturen, Schalter, Instrumententafeln oder Innenverkleidungsteile von Kraftfahrzeugen usw., aus solchen Verbundmaterialien gefertigt.
  • Häufig weisen die vorgenannten Formkörper eine Deckschicht bzw. eine Deckfolie auf, welche beispielsweise aus Polycarbonat besteht. Insbesondere Polycarbonat-Deckfolien zeichnen sich dadurch aus, daß sie u. a. eine optisch ansprechende Oberflächenaufmachung des Formkörpers erlauben und auch vorteilhafte Eigenschaften im Hinblick auf Kratzfestigkeit, Stoßfestigkeit, Transparenz etc. besitzen.
  • Solche Kunststoff-Folien, insbesondere Farb- bzw. Streulichtfolien, sind seit längerem bekannt und werden beispielsweise im Automobilbau bei der Herstellung von Frontplatten, von innen beleuchteten Schalterdeckeln oder Bezeichnungsschildern, z. B. für Bedienungsschalter von Kraftfahrzeug-Heizungs- oder -Klimaanlagen, verwendet. Die Symbole und/oder Beschriftungen werden in an sich bekannter Weise, beispielsweise im ein- oder mehrfach-Siebdruckverfahren aufgetragen.
  • Üblicherweise wird die den direkten Einflüssen ausgesetzte bzw. sichtbare Oberfläche, also die Deckschicht des Formkörpers bzw. des Verbundmaterials stoffschlüssig mit dem Basisteil verbundenen. Das Basisteil bzw. die Grund- oder Trägerschicht sorgt für die notwendige Strukturfestigkeit bzw. Stabilität des dreidimensional geformten Formkörpers.
  • Die bisher bekannten Verbundmaterialien, welche insbesondere in der Elektro-, Elektronik-, und Automobilindustrie eingesetzt werden und beispielsweise dekorativ ausgestaltete Oberflächen mit den erforderlichen Eigenschaften aufweisen, setzen sich üblicherweise aus einer Folienschicht, z. B. aus Polycarbonat oder Acryl-Butadien-Styrol-Copolymeren, und einer Trägerschicht aus dem identischen Material, also ebenfalls aus Polycarbonat oder Acryl-Butadien-Styrol-Copolymeren, zusammen. Bei der Herstellung solcher Verbundmaterialien wird die Deckfolie bzw. Streulichffolie, welche gegebenenfalls in einem vorhergehenden Arbeitsschritt farbig oder anderweitig dekorativ ausgestaltet wird, beispielsweise unter Wärmebehandlung mit dem Trägermaterial verbunden oder das Trägermaterial durch Hinterspritzen auf die Rückseite der Deckfolie aufgebracht.
  • Derartige bisher verwendete Verbundmaterialien weisen jedoch gravierende Nachteile auf. Die Tatsache, daß zur Bereitstellung des oben beschriebenen Verbundmaterials bzw. der resultierenden Formkörper bzw. zur Gewährleistung eines festen Verbundes zwischen Träger und Deckfolie identische Materialien verwendet werden müssen, führt zum Erhalt dreidimensionaler Formkörper mit sehr hohem Gewicht. Dies ist auf die relativ hohe Dichte der eingesetzten Trägermaterialien, wie beispielsweise Polycarbonat, zurückzuführen. Das hohe Gewicht des Trägermaterials und somit des gesamten Verbundmaterials ist insbesondere im Automobilbau von Nachteil, da es sich beispielsweise nachteilig auf den Benzinverbrauch des Kraftfahrzeugs auswirkt.
  • Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Verbundmaterialien liegt in dem verhältnismäßig hohen Preis der verwendeten Trägermaterialien. Des weiteren lassen sich die bisher als Trägermaterial verwendeten Materialien wie beispielsweise Polycarbonate, im Vergleich zu anderen thermoplastischen Polymeren, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen, in ihren Eigenschaften nur bedingt bzw. eingeschränkt modifizieren.
  • Es besteht daher ein dringender Bedarf an neuen Verbundmaterialien, die einerseits die vorteilhaften Eigenschaften bzgl. Oberflächenausgestaltung, Kratzfestigkeit, UV-Beständigkeit etc. aufweisen und zugleich die Nachteile der Verbundmaterialien des Standes der Technik überwinden. Insbesondere wäre es für zahlreiche industrielle Anwendungen und insbesondere für die Automobilindustrie wünschenswert, entsprechende kostengünstigere und leichtere Verbundmaterialien zur Verfügung zu haben, welche zugleich die geforderten mechanischen Eigenschaften aufweisen.
  • Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den geschilderten Nachteilen abzuhelfen und ein verbessertes Verbundmaterial bereitzustellen, welches zwei - und dreidimensional sehr gut verformbar ist und aufgrund der hohen Haftung zwischen den Schichten über eine sehr hohe mechanische Stabilität verfügt. Insbesondere war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verbundmaterial zur Verfügung zu stellen, welches eine an sich bekannte Kunststoff- Deckschicht mit den bekannten vorteilhaften Eigenschaften bzgl. Oberflächenausgestaltung, Kratzfestigkeit, UV-Beständigkeit etc. aufweist, jedoch insgesamt leichter und in der Herstellung kostengünstiger ist. Aus diesen Aufgaben ergibt sich, daß das herkömmlich verwendete Trägermaterial bzw. die herkömmliche Zusammensetzung des bekannten Schichtverbundmaterials modifiziert bzw. ersetzt werden mußte.
  • Weitere Aufgaben ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorgenannten Aufgaben werden durch die Bereitstellung eines Schichtverbundmaterial gelöst, welches dadurch charakterisiert ist, daß der Verbund wenigstens
    • a) eine polyolefinische Trägerschicht;
    • b) eine auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage, welche wenigstens ein thermoplastisches Polymermaterial aufweist;
    • c) eine auf der Zwischenlage angeordnete hitzegehärtete Schicht; und
    • d) eine auf der hitzegehärteten Schicht angeordnete Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff umfaßt, wobei der thermoplastischen Kunststoff in der Deckschicht ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polycarbonate, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymere, Poly- (butylenterephthalat)e, Polyester sowie Derivate und Mischungen der vorgenannten Materialien.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die erfindungsgemäße Schichtenanordnung bzw. Materialienkombination eine hervorragende Haftung zwischen den Schichten gewährleistet, und so die Verbindung von thermoplastischen Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polycarbonate, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymere, Poly(butylenterephthalat)e, Polyester sowie Derivate und Mischungen der vorgenannten Materialien, mit einer polyolefinischen Trägerschicht ermöglicht. Aufgrund dieser Tatsache kann auf das in den bisher bekannten Verbundmaterialien verwendete Trägermaterial mit den oben genannten nachteiligen Eigenschaften vollständig verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Verbundmaterial bzw. die daraus herstellbaren Formkörper zeigen eine sehr hohe mechanische Stabilität und weisen die gewünschten Oberflächeneigenschaften auf. Außerdem sind sie auch deutlich leichter als die entsprechenden bisher bekannten Verbundmaterialien. Da das Trägermaterial des erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundes polyolefinische Polymermaterialien und besonders bevorzugt Polypropylen anstelle von z. B. Polycarbonat umfaßt, ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterial auch deutlich kostengünstiger.
  • Die Deckschicht des erfindungsgemäßen Verbundmaterials kann eine handelsübliche Kunststoff- Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff sein, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polycarbonate, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymere, Poly(butylenterephthalat)e, Polyester sowie Derivate und Mischungen der vorgenannten Materialien.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße auf der hitzegehärteten Schicht angeordnete Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff eine handelsüblich erhältliche thermoplastische Folie, vorzugsweise eine bedruckte, gefärbte und/oder anderweitig dekorativ ausgestaltete, besonders bevorzugt eine Polycarbonat-Folie Folie (z. B. Makrofol/Bayfol von Fa. Bayer, Leverkusen).
  • Es ist besonders bevorzugt, daß die Deckschicht Polycarbonat enthält bzw. eine Polycarbonat- Folie ist.
  • Polycarbonat-Kunststoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen beispielsweise thermoplastische Polyester der Kohlensäure mit aromatischen Bisphenolen, wie Bisphenol A. Sie können allein oder im Gemisch mit anderen, damit verträglichen Kunststoffen die Deckschicht bilden. Beispiele solcher verträglicher Kunststoffe umfassen bestimmte Polyester. Sie können in dem Gemisch in Anteilen bis zu 90 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% vorliegen. Verträglichkeit ist gegeben, wenn die Mischung in Form einer Folie klar oder nahezu klar und durchsichtig ist.
  • Weitere erfindungsgemäß bevorzugte Deckschicht- bzw. Kunststoffmaterialien sind Polyester, insbesondere aromatische Polyester wie beispielsweise Polyalkylenterephthalate.
  • Weitere ebenfalls bevorzugt eingesetzte Deckschicht- bzw. Kunststoffmaterialien sind Copolymere des Styrols, welche vorzugsweise bis zu 35 Gew.-%, insbesondere bis zu 20 Gew.-% einpolymerisiertes Acrylnitril und bis zu 35 Gew.-%, insbesondere bis zu 30 Gew.-% einpolymerisiertes Butadien enthalten.
  • Die erfindungsgemäße Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff, welche nachfolgend auch als Deckfolie oder Streulichtfolie bezeichnet wird, ist vorzugsweise durch bedrucken oder metallisieren veredelt. Die gute Bedruckbarkeit von beispielsweise Polycarbonat-Folien ermöglicht grundsätzlich die Anbringung von einer oder mehrerer Farbschichten bzw. des Dekors vorzugsweise an der Unterseite der Folie, so daß die Farbe bzw. das Dekor nach dem Aufkaschieren durch die transparente Folienschicht hindurch sichtbar bleibt und gleichzeitig gegen Abrieb oder sonstige Beschädigungen geschützt ist. Demgemäß ist die Deckschicht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem durchscheinenden bzw. transparenten Material gefertigt.
  • Die Veredelung bzw. Aufbringung von Farbschichten auf die beispielsweise durchscheinende Deckschicht bzw. Deck-Folie erfolgt nach an sich bekannten Verfahren. Üblicherweise erfolgt die Erzeugung bestimmter Farbeffekte bzw. Herstellung bestimmter Kennzeichnungen auf der Deckfolie mit Hilfe von Siebdruckverfahren durch Aufbringung von einer oder mehreren, gegebenenfalls durchleuchtungsfähigen Farbbeschichtungen. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit die Farbschicht zwischen 2 Folienschichten einzubetten, um eine Trennung der Farbschicht von der hitzegehärteten Schicht zu bewirken. Auch dieser Zweilagen-Aufbau ist bekannt und mittels Makrofol/Bayfol-Kunststoffolien in der Praxis realisiert.
  • Besonders bevorzugt werden gemäß der vorliegenden Erfindung Folien bzw. Schichten mit einer Schichtdicke zwischen 50 und 800 µm, besonders bevorzugt zwischen 100 und 400 µm eingesetzt.
  • Das erfindungsgemäße Verbundmaterial umfaßt weiterhin wenigstens eine mit der Deckschicht verbundene hitzegehärtete Schicht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die hitzegehärtete Schicht ein duroplastisches Kunststoffmaterial, das durch Druck- oder Hitzeeinwirkung während der Herstellung des Schichtverbundmaterials vernetzt wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die hitzegehärtete Schicht Harz, vorzugsweise Acrylatharz, Phenolharz, Harnstoffharz und/oder Melaminharz.
  • Es ist bevorzugt, daß der Grad der Beharzung in der hitzegehärteten Schicht bis zu 300% beträgt. Ein Beharzungsgrad von 300% bedeutet, daß praktisch die gesamte Oberfläche der Schicht mehrfach mit Harz bedeckt ist. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt liegt der Grad der Beharzung bei 50 bis 300%, insbesondere bevorzugt bei 70 bis 200% und am meisten bevorzugt bei 100 bis 150%.
  • Das Gewicht der hitzegehärteten Schicht, welche vorzugsweise ein Harz umfaßt, beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 200 g/m2, mehr bevorzugt zwischen 15 und 150 g/m2 und besonders bevorzugt zwischen 30 bis 80 g/m2.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als hitzegehärtete Schicht ein mit Harz getränktes Vlies, Gewebe, Papier oder eine mit Harz getränkte Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff verwendet. Hierfür geeignete Harze umfassen Acrylatharze, Phenolharze, Harnstoffharze und Melaminharze.
  • Neben der hitzegehärteten Schicht und der auf der hitzegehärteten Schicht angeordneten Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff umfaßt das erfindungsgemäße Verbundmaterial weiterhin wenigstens eine Zwischenlage, welche wenigstens ein thermoplastisches Polymermaterial umfaßt. Die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenlage ist vorzugsweise zwischen der hitzegehärteten Schicht und der polyolefinischen Trägerschicht angeordnet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage ein thermoplastisches Polymermaterial, vorzugsweise ein Polymermaterial ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polypropylen, Polyethylen, Polymere des Styrols, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid, Polysulfone, Polyetherketone, Polyester, Polycycloolefine, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyamide, Polycarbonat, Polyurethane, Polyacetale und Polybutylenterephthalat, mehr bevorzugt ein Polypropylen und insbesondere bevorzugt ein Polypropylen mit einem Schmelzpunkt von weniger als 165°C umfaßt.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, daß die auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage ein mit Harz getränktes Vlies und/oder Gewebe aus thermoplastischem Kunststoff umfaßt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Zwischenlage als dünne Folie oder aber als dünnes Vlies oder Gewebe mit einer Dicke von 0,001 bis 1,0 mm, insbesondere von 0,005 bis 0,3 mm vor.
  • In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der Zwischenlage zwischen 10 und 150 g/m2, mehr bevorzugt zwischen 15 und 120 g/m2 und besonders bevorzugt zwischen 30 bis 80 g/m2.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Materialien für die Zwischenlage Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen eingesetzt, wobei letzteres bevorzugt verwendet wird. Unter der Bezeichnung Polypropylen sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl Homo- als auch Copolymere des Propylens verstanden werden. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für die Zwischenschicht Polypropylen verwendet, welches durch Polymerisation mittels eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems herstellbar ist.
  • Die Herstellung von Polypropylen kann mittels eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Katalysatorsystemen, die neben einer titanhaltigen Feststoffkomponente a) noch Cokatalysatoren in Form von organischen Aluminiumverbindungen b) und Elektronendonorverbindungen c) aufweisen.
  • Im speziellen enthalten übliche Ziegler-Natta-Katalysatorsysteme eine titanhaltige Feststoffkomponente u. a. Halogenide oder Alkohole des drei- oder vierwertigen Titans, ferner eine halogenhaltige Magnesiumverbindung, anorganische Oxide wie zum Beispiel Kieselgel als Träger sowie Elektronendonorverbindungen. Als solche kommen insbesondere Carbonsäurederivate sowie Ketone, Ether, Alkohole oder siliciumorganische Verbindungen in Frage.
  • Die titanhaltige Feststoffkomponente kann nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Beispiele dafür sind u. a. in der EP-A 45 975, der EP-A 45 977, der EP-A 86 473, der EP-A 171 200, der GB-A 2 111 066, der US-A 4 857 613 und der US-A 5 288 824 beschrieben. Bevorzugt wird das aus der DE-A 195 29 240 bekannte Verfahren angewandt.
  • Geeignete Aluminiumverbindungen b) sind neben Trialkylaluminium auch solche Verbindungen, bei denen eine Alkylgruppe durch eine Alkoxygruppe oder durch ein Halogenatom, beispielsweise durch Chlor oder Brom, ersetzt ist. Die Alkylgruppen können gleich oder voneinander verschieden sein. Es kommen lineare oder verzweigte Alkylgruppen in Betracht. Bevorzugt werden Trialkylaluminiumverbindungen verwendet, deren Alkylgruppen jeweils 1 bis 8 C-Atome aufweisen, beispielsweise Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Tri-iso-butylaluminium, Trioctylaluminium oder Methyldiethylaluminium oder Mischungen daraus.
  • Neben der Aluminiumverbindung b) verwendet man in der Regel als weiteren Cokatalysator Elektronendonorverbindungen c) wie mono- oder polyfunktionelle Carbonsäuren, Carbonsäureanhydride oder Carbonsäureester, ferner Ketone, Ether, Alkohole, Lactone, sowie phosphor- und siliciumorganische Verbindungen, wobei die Elektronendonorverbindungen c) gleich oder verschieden von den zur Herstellung der titanhaltige Feststoffkomponente a) eingesetzten Elektronendonorverbindungen sein können.
  • Anstelle von Ziegler-Natta-Katalysatorsysteme können auch Metallocenverbindungen bzw. polymerisationsaktive Metallkomplexe zur Herstellung von Polypropylen verwendet werden. Bei der Polymerisation von Propylen mit den vorgenannten Katalysatorsystemen werden Polypropylen- Produkte erhalten, die für die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien günstige Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise ist der vergleichsweise niedrige Schmelzpunkt von unter 165°C bei derartigen Polypropylen-Materialien insbesondere bei der Verarbeitung von Vorteil. Erfindungsgemäß besonders geeignetes Polypropylen ist beispielsweise unter Bezeichnung Metocene® von der BASELL GmbH erhältlich.
  • Unter Metallocenen sollen hier Komplexverbindungen aus Metallen von Nebengruppen des Periodensystems mit organischen Liganden verstanden werden, die zusammen mit metalloceniumionenbildenden Verbindungen wirksame Katalysatorsysteme ergeben. Für einen Einsatz zur Herstellung von Polypropylen liegen die Metallocenkomplexe im Katalysatorsystem in der Regel geträgert vor. Als Träger werden häufig anorganische Oxide eingesetzt, es können aber auch organische Träger in Form von Polymeren, beispielsweise Polyolefine Verwendung finden. Bevorzugt sind die oben beschriebenen anorganischen Oxide, die auch zur Herstellung der titanhaltigen Feststoffkomponente a) verwendet werden.
  • Üblicherweise eingesetzte Metallocene enthalten als Zentralatome Titan, Zirkonium oder Hafnium, wobei Zirkonium bevorzugt ist. Im allgemeinen ist das Zentralatom über eine Π-Bindung an mindestens eine, in der Regel substituierte, Cyclopentadienylgruppe sowie an weitere Substituenten gebunden. Die weiteren Substituenten können Halogene, Wasserstoff oder organische Reste sein, wobei Fluor, Chlor, Brom, oder Jod oder eine C1-C10-Alkylgruppe bevorzugt sind. Die Cyclopentadienylgruppe kann auch Bestandteil eines entsprechenden heteroaromatischen Systems sein.
  • Bevorzugte Metallocene enthalten Zentralatome, die über zwei gleichartige oder verschiedene Π- Bindungen an zwei substituierte Cyclopentadienylgruppen gebunden sind, wobei diejenigen besonders bevorzugt sind, in denen Substituenten der Cyclopentadienylgruppen an beide Cyclopentadienylgruppen gebunden sind. Insbesondere sind Komplexe bevorzugt, deren substituierte oder unsubstituierte Cyclopentadienylgruppen zusätzlich durch cyclische Gruppen an zwei benachbarten C-Atomen substituiert sind, wobei die cyclischen Gruppen auch in einem heteroaromatischen System integriert sein können.
  • Bevorzugte Metallocene sind auch solche, die nur eine substituierte oder unsubstituierte Cyclopentadienylgruppe enthalten, die jedoch mit mindestens einem Rest substituiert ist, der auch an das Zentralatom gebunden ist.
  • Besonders geeignete Metallocenverbindungen sind beispielsweise Ethylenbis(indenyl)- zirkoniumdichlorid, Ethylenbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid, Diphenylmethylen-9- fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5- methylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiyl(2-methyl-4-azapentalen)(2-methyl- 4(4'-methylphenyl)-indenyl)-zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiyl(2-methyl-4-thiapentalen)(2-ethyl- 4(4'-tert.butylphenyl)-indenyl)-zirkoniumdichlorid Ethandiyl(2-ethyl-4-azapentalen)(2-ethyl-4(4'- tert.butylphenyl)-indenyl)-zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiylbis(2-methyl-4-azapentalen)- zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiylbis(2-methyl-4-thiapentalen)-zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis(-2-methylbenzindenyl) - zirkoniumdichlorid Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-phenylindenyl)zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkoniumdichlorid, Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4- isopropylindenyl)zirkoniumdichlorid oder Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6- diisopropylindenyl)zirkoniumdichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
  • Die Metallocenverbindungen sind entweder bekannt oder nach an sich bekannten Methoden erhältlich. Zur Katalyse können auch Mischungen derartiger Metallocenverbindungen eingesetzt werden, ferner die in der EP-A 416 815 beschriebenen Metallocenkomplexe.
  • Weiterhin enthalten die Metallocen-Katalysatorsysteme metalloceniumionenbildende Verbindungen. Geeignet sind starke, neutrale Lewissäuren, ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen oder ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kation. Beispiele sind hierfür Tris(pentafluorphenyl)boran, Tetrakis(pentafluorophenyl)borat oder Salze des N,N- Dimethylaniliniums. Ebenfalls geeignet als metalloceniumionenbildende Verbindungen sind offenkettige oder cyclische Alumoxanverbindungen. Diese werden üblicherweise durch Umsetzung von Trialkylaluminium mit Wasser hergestellt und liegen in der Regel als Gemische unterschiedlich langer, sowohl linearer als auch cyclischer Kettenmoleküle vor.
  • Darüber hinaus können die Metallocen-Katalysatorsysteme metallorganische Verbindungen der Metalle der I., II. oder III. Hauptgruppe des Periodensystems enthalten wie n-Butyl-Lithium, n- Butyl-n-octyl-Magnesium oder Tri-iso-butylaluminium, Triethylaluminium oder Trimethylaluminium.
  • Die Herstellung der für die erfindungsgemäße Zwischenlage verwendbaren Polypropylene wird durch Polymerisation in wenigstens einer, häufig auch in zwei oder noch mehr hintereinandergeschalteten Reaktionszonen (Reaktorkaskade) in der Gasphase, in einer Suspension oder in einer flüssigen Phase (Bulkphase) durchgeführt. Es können die Üblichen, für die Polymerisation von C2-C8-Alk-1-enen verwendeten Reaktoren eingesetzt werden. Geeignete Reaktoren sind u. a. kontinuierlich betriebene Rührkessel, Schleifenreaktoren oder Wirbelbettreaktoren. Die Größe der Reaktoren ist für das erfindungsgemäße Verfahren nicht von wesentlicher Bedeutung. Sie richtet sich nach dem Ausstoß, der in der oder in den einzelnen Reaktionszonen erzielt werden soll. Als Reaktoren werden insbesondere Wirbelbettreaktoren sowie horizontal oder vertikal gerührte Pulverbettreaktoren verwendet. Das Reaktionsbett besteht im erfindungsgemäßen Verfahren im allgemeinen aus dem Polymerisat aus C2-C8-Alk-1-enen, das im jeweiligen Reaktor polymerisiert wird.
  • Die Polymerisation zur Herstellung der Polypropylene wird unter üblichen Reaktionsbedingungen bei Temperaturen von 40 bis 120°C, insbesondere von 50 bis 100°C und Drücken von 10 bis 100 bar, insbesondere von 20 bis 50 bar vorgenommen.
  • Erfindungsgemäß geeignete Materialien für die Zwischenlage umfassen auch Copolymere, vorzugsweise Copolymere des Propylens, welche in untergeordneten Mengen mit Propylen copolymerisierbare Monomere, beispielsweise C2-C8-Alk-1-ene wie u. a. Ethylen, But-1-en, Pent-1-en oder Hex-1-en enthalten. Es können auch zwei oder mehr verschiedene Comonomere verwendet werden.
  • Besonders geeignete Materialien für die erfindungsgemäße Zwischenlage umfassen Homopolymere des Propylens oder Copolymere des Propylens mit bis zu 50 Gew.-% einpolymerisierter anderer Alk-1-ene mit bis zu 8 C-Atomen. Die Copolymere des Propylens sind hierbei statistische Copolymere oder Block- oder Impactcopolymere. Sofern die Copolymere des Propylens statistisch aufgebaut sind, enthalten sie im allgemeinen bis zu 15 Gew.-%, bevorzugt bis zu 6 Gew-%, andere Alk-1-ene mit bis zu 8 C-Atomen, insbesondere Ethylen, But-1-en oder ein Gemisch aus Ethylen und But-1-en.
  • Block- oder Impactcopolymere des Propylens sind Polymere, bei denen man in der ersten Stufe ein Propylenhomopolymer oder ein statistisches Copolymer des Propylens mit bis zu 15 Gew.-%, bevorzugt bis zu 6 Gew.-%, anderer Alk-1-ene mit bis zu 8 C-Atomen herstellt und dann in der zweiten Stufe ein Propylen-Ethylen-Copolymer mit Ethylengehalten von 15 bis 80 Gew.-%, wobei das Propylen-Ethylen-Copolymer zusätzlich noch weitere C4-C8-Alk-1-ene enthalten kann, hinzupolymerisiert. In der Regel wird soviel des Propylen-Ethylen-Copolymer hinzupolymerisiert, daß das in der zweiten Stufe erzeugte Copolymer im Endprodukt einen Anteil von 3 bis 60 Gew-% aufweist.
  • Neben der Deckschicht, der hitzegehärteten Schicht und der vorgenannten Zwischenlage umfaßt das erfindungsgemäße Verbundmaterial ein Trägermaterial, welches wenigstens ein polyolefinisches Polymer umfaßt. Die polyolefinische Trägerschicht gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt wenigstens ein olefinisches Homo- oder Copolymer oder auch ein Terpolymer (Buten-1) und somit thermoplastische Polymermaterialien.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Trägermaterial ein Polyolefin aus der Gruppe umfassend Polypropylen, Polyethylen sowie Copolymere von Ethylen und Propylen mit α-Olefinen und Terpolymere, vorzugsweise mit Polybuten-1 und besonders bevorzugt Polypropylen.
  • Grundsätzlich sind alle Homo- und Copolymere des Propylens geeignet. Erfindungsgemäß geeignete Polypropylene werden beispielsweise weiter oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Zwischenlage beschrieben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das polyolefinische Trägermaterial Weichkomponenten, welche auch als "Softtouchstabilisatoren" bezeichnet werden. Sie verleihen dem polyolefinischen Material bzw. dem Polypropylen bestimmte plasto-elastische Eigenschaften, die beispielsweise im Automobilbau erwünscht sind. Geeignete Softtouchstabilisatoren bzw. entsprechende Polypropylenmaterialen sind beispielsweise Mischungen von Polypropylen und Ethylen/Propylen-Copolymeren, mit einem Ethylen/Propylen-Copolymer-Anteil von 60-70%. Diese Mischungen werden bevorzugt in einer Reaktorkaskade hergestellt, wobei in einem ersten Reaktor Propylen und in dem darauf folgenden Reaktor ein Propylen/Ethylen-Gemisch, welches zusätzlich noch weitere Monomere enthalten kann, polymerisiert. Derartige Materialien werden beispielsweise mit dem Catalloy® Verfahren von Basell Polyolefins hergestellt und unter dem Namen Adflex® oder Hifax® vertrieben.
  • Alle vorgenannten Schichten bzw. Materialien können 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Schicht, an Zusatzstoffen bzw. verstärkenden Füllstoffen enthalten, wie zum Beispiel Bariumsulfat, Magnesiumhydroxyd, Talkum, Holz, Flachs, Kreide, Glasfasern, beschichtete Glasfasern, Lang- oder Kurzglasfasern, Glaskugeln oder Mischungen von diesen. Außerdem können den Materialen bzw. Schichten noch die üblichen Zusatzstoffe wie Licht-, UV- und Wärmestabilisatoren, Pigmente, Russe, Gleitmittel, Flammschutzmittel, Treibmittel, Weichkomponenten, wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Elastomere, und dergleichen in den üblichen und erforderlichen Mengen hinzufügt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Gesamtdicke des erfindungsgemäßen Schichtverbundes 1 mm bis 100 mm, wobei auf die Trägerschicht vorzugsweise wenigstens 80% der Gesamtdicke entfallen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden betrifft ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtverbundmaterials bzw. eines dreidimensionalen Formteils aus dem erfindungsgemäßen Schichtverbundmaterial.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials bzw. eines dreidimensionalen Formteils aus dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial bereitgestellt, welches folgende Schritte umfaßt:
    • a) Verbinden der Zwischenlage und der hitzegehärteten Schicht durch thermische Behandlung dieser Schichten in einem Werkzeug;
    • b) Aufbringen der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff;
    • c) Aufbringen der polyolefinischen Trägerschicht auf die Zwischenlage, wobei die Schritte a), b) und/oder c) gleichzeitig oder nacheinander erfolgen und die dreidimensionale Verformung vor und/oder während und/oder nach Schritt c) erfolgt.
  • In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform des Verfahren ist es vorgesehen, daß die Zwischenlage, die hitzegehärteten Schicht gegebenenfalls zusammen mit der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff durch thermische Behandlung in einem Werkzeug verbunden werden. Dabei können die Zwischenlage, die hitzegehärtete Schicht und ggf. die Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff getrennt als Einzelfolie(n) als auch zusammen, beispielsweise in Form eines vorgefertigten, vorzugsweise flexiblen Laminats, in das Werkzeug eingeführt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Zwischenlage und die hitzegehärtete Schicht duch thermische Behandlung in einem Werkzeug verbunden werden und der Schritt b), also die Aufbringung der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff, in einem separaten, nachfolgenden Verfahrensschritt erfolgt. Beispielsweise kann die Aufbringung der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff durch Spritzgießen erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt die Aufbringung der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff und der Trägerschicht unter Anwendung des sogenannten 2-K-Verfahrens, bei welchem der intermediär erhaltene Verbund aus hitzegehärteter Schicht und Zwischenlage auf einer Seite mit der einen Komponente hinterspritzt wird und auf der gegenüberliegenden Seite die zweite Komponente aufgebracht wird.
  • In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform erfolgt die thermische Behandlung im Werkzeug so, daß die jeweiligen Schichten zwar miteinander verbunden werden, jedoch das aus dem Schritt a) bzw. b) resultierende Verbundmaterial durch die thermische Behandlung nicht vollständig ausgehärtet wird. Es ist demgemäß bevorzugt, die thermische Behandlung bei Temperaturen im Bereich von 100 bis 300°C, besonders bevorzugt bei Temperaturen von 130 bis 260°C und insbesondere bevorzugt bei Temperaturen von 150°C bis 230°C durchzuführen.
  • Eine gewisse Teilaushärtung (Abhängig vom Anforderungsprofil) wird z. B. bei einem Preßvorgang erreicht. Jedoch sollte vorzugsweise eine 100%ige Aushärtung erst am Ende des Verfahrens bzw. nach Durchführung von Verfahrensschritt c) erreicht werden, da der Verbund umso flexibler und/oder verformbarer ist, je geringer die intermediäre Aushärtung ist. Besonders bevorzugt entspricht die im Schritt a) bzw. b) erzielte Aushärtungsgrad vorzugsweise maximal 80%, mehr bevorzugt maximal 70% und insbesondere bevorzugt maximal 60% beträgt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Verfahrensschritte a), b) und c) gleichzeitig, indem beispielsweise die Einzelfolien gleichzeitig direkt im Werkzeug verformt und komplett aushärtet werden. Dies steht in Abhängigkeit der Werkzeuggeometrie sowie des Anforderungsprofils des jeweiligen Formteiles.
  • Für das Verbinden der Zwischenlage, der hitzegehärteten Schicht und gegebenenfalls der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff durch thermische Behandlung dieser Schichten können in der Kunststoffindustrie übliche Verarbeitungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgießen, Extrusion, thermisches Verpressen der Schichten oder thermische Blasverfahren eingesetzt werden. Als Werkzeuge können für das erfindungsgemäße Verfahren die in der Kunststofftechnik üblichen Apparaturen verwendet werden, wie beispielsweise Spritzgußkammern oder Spritzgußwerkzeuge für das Spritzgießen, Kalanderwalzen oder Prägerwalzen oder Profilwerkzeuge für die Extrusion oder aber Tiefziehwerkzeuge oder Thermoformwerkzeuge für das thermische Verpressen, bzw. Backenwerkzeuge bzw. Backenformen für das thermische Blasverfahren.
  • Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, die Zwischenlage, die hitzegehärtete Schicht und ggf. die Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff durch thermische Behandlung in einem Werkzeug unter Ausübung von Druck zu verbinden. Ein thermische Vor-Verbinden der Schichten kann beispielsweise bei einem Verformungsvorgang in sogenannten Thermoformwerkzeugen durchgeführt werden, bevor mit dem Aufbringen des Trägermaterials z. B. mittels Spritzgießen die endgültige Verbindung (Verpressung) erfolgt.
  • Die Formung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials bzw. der während des Verfahrens erhaltenen Zwischenprodukte kann vor und/oder während und/oder nach Schritt c) erfolgen.
  • In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Ausformung bzw. eine An- oder Vorformung vor dem Schritt a) des Verfahrens. Dies kann beispielsweise durch thermische Behandlung in einem vorangehenden Arbeitsschritt geschehen, beispielsweise unter Verwendung eines zweiten Werkzeugs bzw. einer Form mit Hilfe einer Wärmequelle, eines entsprechenden Flächenwärmers. Die einzelnen Schichten können auf diese Weise vor dem Verbinden im Schritt a) des Verfahrens durch thermische Behandlung dreidimensional vorgeformt (pre forming) werden. Wie bereits ausgeführt, kann die Zwischenlage bei den beschriebenen Verfahrensschritten grundsätzlich gleichzeitig bzw. zusammen mit der Deckschicht und der hitzegehärteten Schicht behandelt, geformt und/oder teilgehärtet werden.
  • In einer weiteren erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Ausformung bzw. eine Vorformung während Schritt a) bzw. b) des Verfahrens. Das im Schritt a) und ggf. b) zum Verbinden der Zwischenlage, der hitzegehärteten Schicht und ggf. der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff verwendete Werkzeug ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß das Verbinden und Vor- bzw. Ausformen der Schichten gleichzeitig erfolgt. Hierbei wird beispielsweise durch die im Werkzeug herrschenden Prozeßparameter, wie Druck und Temperatur eine dreidimensionale Verformung der einzelnen Schichten bzw. Lagen oder aber des Verbundes erreicht. Geeignet für das gleichzeitige Verbinden und Vor- bzw. Ausformen der Schichten ist beispielsweise auch ein übliches Tiefziehwerkzeug.
  • Beim Tiefziehverfahren werden die dreidimensional zu verformenden Schichten über ein Tiefziehwerkzeug gezogen, welches das gewünschte dreidimensionale Profil aufweist und dabei mittels einer geeigneten Wärmequelle, beispielsweise eines Flächenwärmers auf eine Temperatur von 150 bis 250°C, insbesondere auf eine Temperatur von 160 bis 200°C erwärmt wird. Nach einer Anwärmdauer von etwa 0,1 bis 2 Minuten, insbesondere von 0,4 bis 1,5 Minuten wird die Wärmequelle entfernt und die einzelnen Schichten werden dann über das von unten unter Vakuum hochkommende Tiefziehwerkzeug gezogen. Auf diese Weise erhält man dreidimensional verformte Schichten.
  • Wie bereits ausgeführt, kann der Verfahrensschritt a), b) und/oder c) mittels Extrusion erfolgen. Beim Extrusionsverfahren ist es beispielsweise möglich, die Schichten als einzelne Folien oder aber zusammen zunächst über ein Tiefziehverfahren oder durch Profilextrusion dreidimensional zu verformen, danach in einem Profilwerkzeug auf eine Temperatur von wenigstens 180°C, vorzugsweise von wenigstens 200°C zu erhitzen und anschließend bei einem Druck von wenigstens 80 N/cm2, vorzugsweise von wenigstens 90 N/cm2 in ein Breitschlitzdüsenwerkzeug einzubringen. Weiterhin können die jeweiligen Schichten über temperierte Kalander- oder Prägewalzen dem thermoplastischen Kunststoff des Trägers einseitig oder beidseitig zugeführt werden (sogenanntes Kaschieren) und auf diese Weise miteinander verbunden werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das dreidimensionale Verformen der einzelnen Schichten auch innerhalb des Werkzeuges, d. h. der Kalander- oder Prägewalzen erfolgen. Dabei werden üblicherweise Temperaturen von 100 bis 250°C, insbesondere von 150 bis 210°C und Drücke von 20 bis 200 N/cm2, insbesondere von 30 bis 120 N/cm2 eingestellt. Die mittleren Verweilzeiten betragen dabei 0,1 bis 10 Minuten, insbesondere 0,2 bis 5 Minuten. Auf diese Weise erreicht man eine sehr gute Haftung der einzelnen Schichten untereinander. Das erhaltene dreidimensionale Formteil weist ferner gute Oberflächeneigenschaften auf.
  • Auch die gemäß Schritt c) des Verfahrens vorgesehene Aufbringung der thermoplastischen Trägerschicht, welche vorzugsweise Polypropylen umfaßt, kann mit Hilfe üblicher Verarbeitungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgießen, Extrusion, thermisches Verpressen oder thermische Blasverfahren erfolgen. Als Werkzeuge können die in der Kunststofftechnik üblichen Apparaturen verwendet werden, wie beispielsweise Spritzgußkammern oder Spritzgußwerkzeuge für das Spritzgießen, Kalanderwalzen oder Prägerwalzen oder Profilwerkzeuge für die Extrusion oder aber Tiefziehwerkzeuge oder Thermoformwerkzeuge für das thermische Verpressen, bzw. Backenwerkzeuge bzw. Backenformen für das thermische Blasverfahren.
  • In einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäß vorgesehene polyolefinische Trägerschicht im Verfahrensschritt c) durch Hinterspritzen mit dem polyolefinischen thermoplastischen Material auf die Zwischenlage bzw. den intermediär erhaltenen Verbund aufgebracht.
  • Beim sogenannten Spritzgießen oder Spritzprägen wird das gegebenenfalls über ein Tiefziehverfahren dreidimensional vorgeformte intermediär erhaltene Verbundmaterial anschließend in einem Spritzgußwerkzeug mit dem thermoplastischen Polymeren, welches den Träger bildet, hinterspritzt, oder aber direkt erst im Spritzgußwerkzeug miteinander dreidimensional verformt und mit dem thermoplastischen Polymeren hinterspritzt. Vorzugsweise wird das thermoplastische Trägermaterial zunächst auf eine Temperatur von wenigstens 150°C, insbesondere von wenigstens 180°C erhitzt und dann unter einem Druck von wenigstens 20 N/cm2, vorzugsweise von wenigstens 30 N/cm2 in das Spritzgußwerkzeug eingebracht. Der Spritzgußvorgang erfolgt üblicherweise bei Temperaturen von 150 bis 300°C, insbesondere von 180 bis 280°C und bei Drücken von 20 bis 200 N/cm2, insbesondere von 50 bis 100 N/cm2. Durch die im Spritzgußwerkzeug auftretenden Temperaturen und Drücke erreicht man nicht nur eine sehr gute Verbindung der Zwischenlage mit dem polyolefinischen Trägermaterial, sondern auch eine weitere bzw. abschließende Aushärtung des Schichtverbundmaterials, welches dann als dreidimensionales Formteil vorliegt. Unter Beibehaltung eines Nachdrucks von wenigstens 10 N/cm2, insbesondere von wenigstens 50 N/cm2 wird dann das Werkzeug vorzugsweise innerhalb von 0,1 bis 5 Minuten, insbesondere innerhalb von 0,3 bis 1,2 Minuten auf eine Temperatur von bis zu 20°C, insbesondere von bis zu 30°C abgekühlt und das erhaltene dreidimensionale Formteil anschließend aus dem Spritzgußwerkzeug nach dem Zuschnitt entnommen.
  • Weiterhin ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Schichtverbundmaterials in der Weise durchzuführen, daß die entsprechenden Schichten thermisch verpreßt werden, wobei die dreidimensionale Verformung entweder vorab über ein vorgeschaltetes Tiefziehverfahren oder aber direkt in der Presse erfolgen kann.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt in der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien zur Herstellung von dreidimensionalen Formkörpern. Die vorgenannten Formkörper finden vorzugsweise in der Unterhaltungselektronik, Telekommunikation, Sportgeräte-, Elektro-, Elektronik- und/oder Automobilindustrie Verwendung. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien zur Herstellung von Blenden, Tastaturen, Schaltern, Instrumententafeln und/oder Innenverkleidungsteilen von Kraftfahrzeugen verwendet.
  • Die nachfolgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung und sind nicht als Einschränkung zu verstehen.
    • Beispiel 1
  • Eine Polycarbonat-Streulichtfolie (Bayfol CR 6-2) mit einer Dicke von 175 µm, eine Melaminharzfolie mit einer Beharzung von 150% sowie ein Polypropylen-Vlies 30 g/m (Metocene® 50250 -148°C Schmelztemperatur) wurde in eine Plattenpresse 400 × 400 mm mit einer beidseitigen Plattentemperatur von 120°C eingelegt und mit einem Druck von 20 N/m2 verpresst. Die Presszeit betrug 20 sec. Der Aushärtungsgrad lag bei 75%. Das fertig gepresste, ebene und flexible Teil hatte durch den 75% Aushärtungsgrad eine ausreichende Haftung, um die anschließenden Verformung zu ermöglichen. Anschließend wurde dieser Verbund in ein Spritzgiesswerkzeug eingelegt und mit einem unverstärkten Polypropylen und üblichen Spritzparametern bzw. Bedingungen direkt hinterspritzt.
    • Beispiel 2
  • Eine Polycarbonat-Streulichtfolie (Bayfol CR 6-2) mit einer Dicke von 175 µm, wurde in ein Spritzgiesswerkzeug (Außwerferseitig) eingehängt; davor angeordnet wurde eine Melaminharzfolie mit einer Beharzung von 150% sowie ein Polypropylene-Vlies von 30 g/m2. (Metocene® 50250 -148°C Schmelztemperatur). Das Werkzeug wurde geschlossen und anschließend direkt auf das Metocene®-Vlies mit einer unverstärkten Polypropylen Weichkomponente (Hifax® 7320 XEP) gespritzt. Die Aushärtung sowie die Verbindung der jeweiligen Schichten erfolgte somit in einem Schritt.
    • Beispiel 3
  • Eine Melaminharzfolie (Beharzung 120%) und ein Polypropylen (Metocene®)-Vlies (30 g/m2) wurden in einer Presse (400 × 400 mm) mit einer beidseitigen Temperatur von 110°C miteinander 20 sec. verpresst. Dieser Verbund wurde nun in ein Spritzgiesswerkzeug eingelegt und in einem 2-K-Verfahren hinterspritzt. Mit der ersten Komponente wurde ein Bayblend T 85 (PC + ABS) direkt auf die Melaminharzfläche gespritzt und mit der zweiten Komponente ein 20% talkumverstärktes Polypropylen direkt auf das Metocene-Vlies. Dieser Verbund hatte eine Gesamtdicke von ca. 4 mm und eine sehr gute Haftung.

Claims (15)

1. Schichtverbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund wenigstens
a) eine polyolefinische Trägerschicht,
b) eine auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage, welche ein thermoplastisches Polymermaterial aufweist,
c) eine auf der Zwischenlage angeordnete hitzegehärtete Schicht, und
d) eine auf der hitzegehärteten Schicht angeordnete Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff
umfaßt, wobei der thermoplastischen Kunststoff in der Deckschicht ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polycarbonate, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymere, Poly(butylenterephthalat)e und Polyester sowie Derivate und Mischungen der vorgenannten Materialien.
2. Schichtverbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin in der Trägerschicht aus der Gruppe umfassend Polypropylen, Polyethylen sowie Co- und Terpolymere von Ethylen, Propylen und Butylen mit α-Olefinen ausgewählt ist und besonders bevorzugt ein Homo- oder Copolymer von Propylen umfaßt.
3. Schichtverbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht Zusatzstoffe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Bariumsulfat, Magnesiumhydroxid, Talkum, Holz, Flachs, Kreide, Glasfasern, Glaskugeln und Weichkomponenten, in einer Menge von 0,1 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerschicht, umfaßt.
4. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage ein thermoplastisches Polymermaterial, vorzugsweise ein Polymermaterial ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polypropylen, Polyethylen, Polymere des Styrols, Polyoxymethylen und Polybutylenterephthalat, mehr bevorzugt ein Polypropylen und insbesondere bevorzugt ein Polypropylen mit einem Schmelzpunkt von weniger als 165°C umfaßt.
5. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Trägerschicht angeordnete Zwischenlage ein mit Harz getränktes Vlies und/oder Gewebe aus thermoplastischem Kunststoff umfaßt.
6. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzegehärtete Schicht ein duroplastisches Kunststoffmaterial umfaßt, das durch Druck- oder Hitzeeinwirkung während der Herstellung des Schichtverbundmaterials vernetzt wird.
7. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzegehärtete Schicht Harz, vorzugsweise Acrylatharz, Phenolharz, Harnstoffharz und/oder Melaminharz enthält.
8. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der hitzegehärteten Schicht angeordnete Schicht aus thermoplastischen Kunststoff eine thermoplastische Folie, vorzugsweise eine bedruckte, gefärbte und/oder anderweitig dekorativ ausgestaltete Folie ist.
9. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der hitzegehärteten Schicht angeordnete Schicht aus thermoplastischen Kunststoff eine Polycarbonat-Folie, vorzugsweise eine Polycarbonat-Folie mit einer Schichtdicke zwischen 50 und 800 µm, besonders bevorzugt zwischen 100 und 400 µm ist.
10. Schichtverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke des Schichtverbundes im Bereich von 1 mm bis 100 mm liegt, wobei auf die Trägerschicht vorzugsweise wenigstens 80% der Gesamtdicke entfallen.
11. Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
a) Verbinden der hitzegehärteten Schicht und der Zwischenlage durch thermische Behandlung dieser Schichten in einem Werkzeug,
b) Aufbringen der Deckschicht aus thermoplastischen Kunststoff,
c) Aufbringen der polyolefinischen Trägerschicht auf die Zwischenlage, wobei die Schritte a), b) und/oder c) gleichzeitig oder nacheinander erfolgen und die dreidimensionale Verformung vor und/oder während und/oder nach Schritt c) erfolgt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien für die Zwischenlage, die hitzegehärtete Schicht und gegebenenfalls die Deckschicht jeweils in Form dünner flächiger Gebilde vorgelegt werden und anschließend, vorzugsweise bei Temperaturen von 150 bis 300°C, miteinander verbunden werden, wobei der dabei erzielte Aushärtungsgrad vorzugsweise maximal 80%, mehr bevorzugt maximal 70% und insbesondere bevorzugt maximal 60% beträgt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundmaterials nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtverbundmaterial bei Temperaturen von 150°C bis 300°C dreidimensional verformt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung der Deckschicht und/oder der polyolefinischen Trägerschicht durch Spritzgießen erfolgt.
15. Verwendung des Schichtverbundmaterials gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 zur Herstellung von dreidimensionalen Formkörpern, vorzugsweise zur Herstellung von Formkörpern in der Elektro-, Bau- oder Automobilindustrie und besonders bevorzugt zur Herstellung von Blenden, Tastaturen, Schaltern, Instrumententafeln und/oder Innenverkleidungsteilen von Kraftfahrzeugen.
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