DE102005027257B4

DE102005027257B4 - Gepresste Platte aus langglasfaserverstärktem Polypropylen mit einer Oberfläche aus Verbundfolie

Info

Publication number: DE102005027257B4
Application number: DE200510027257
Authority: DE
Inventors: Erich Dr. Schürmann
Original assignee: AHLMANN ULRICH
Current assignee: Voigt Thomas De
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2025-06-14
Also published as: DE102005027257A1

Abstract

Gepresste Platte (1) mit je einer Verbundfolie (3, 4, 5) als Oberflächenschicht auf der Ober- und Unterseite der Platte und einem Kern (2) aus thermoplastischem Mahlgut, gekennzeichnet dadurch, dass das Kernmaterial aus einem langglasfaserverstärktem Polypropylen-Mahlgut besteht und die Verbundfolie drei Schichten besitzt, eine dem Mahlgut zugewandte Schicht (3) aus Polypropylen, einer Haftvermittlerschicht (4) als mittlere der drei Folienschichten und eine, die Oberfläche der Platte bildende, Außenschicht (5) aus einem Kunststoff mit einem Schmelzpunkt, der bei einer höheren Temperatur liegt als der Schmelzpunkt des Polypropylens des Kernmaterials.

Description

Zunächst betrifft die Erfindung gepresste Platten aus thermoplastischen Kunststoffabfällen. Dabei geht es um die Verbesserung der Plattenoberfläche und um die Optimierung des Pressprozesses durch den Einsatz von Verbundfolien als oberflächenbildende Deckfolien.
Platten aus Abfällen von thermoplastischen Kunststoffen können durch Extrusion und auch durch Pressen hergestellt werden. Beim vorliegenden Pressverfahren wird das Mahlgut in eine Pressform gegeben, in einer Heizpresse aufgeschmolzen und in einer Kühlpresse abgekühlt, um dann die Platte entformen zu können. Das Pressen ist ein geeignetes Verfahren, um Mahlgüter aus thermoplastischen Kunststoffabfällen ohne vorherige Granulierung direkt zu Platten zu verarbeiten.
Dies gilt insbesondere für die Abfälle von langglasfaserverstärkten Kunststoffen, da durch den Entfall der Granulierung die Faserlänge weitgehend erhalten werden kann. Mit dem Wegfall der Granulierung entfällt jedoch auch die Möglichkeit einer Einfärbung. Die Plattenoberflächen der gepressten Platten sind farblich nicht zu beeinflussen und zeigen die farblichen Eigenschaften der Mahlgüter. Zudem ist es bei Mahlgütern je nach Herkunft nicht zu vermeiden, dass einige Haftvermittlerspuren im Rohstoff vorhanden sind, die beim Pressen vorsorglich den Einsatz von Trennmitteln unbedingt erforderlich machen.
Die Verwendung von Trennmitteln ist bei der Pressverarbeitung von Thermoplast-Langglasfaser-Mahlgütern unvermeidbar. Der Trennmitteleinsatz belastet erheblich die Herstellkosten der Plattenprodukte. Die Trennmittelreste auf den Plattenoberflächen behindern häufig die Weiterbearbeitung. Zudem gelangt Trennmittel zwischen die Körner des Mahlgutes, welches beim Pressen nicht restlos von den Korngrenzen verdrängt wird und den Verbund schwächen kann.
Die Produktion von gezielt eingefärbten Oberflächen ist nicht möglich, da sich immer die Farbgebung des Mahlgutes auf der Plattenoberfläche abbildet.
Zur Lösung der Problematiken, die nicht planbare Farbgebung und der unwirtschaftliche Trennmitteleinsatz, werden Schichten aus gleichem Grundmaterial in der gewünschten Farbe, entweder in Granulatform oder als Folie, als Oberflächenschichten mit dem Mahlgut in die Form eingebracht. Benutzt man als Oberflächenmaterial eine Granulatschüttung, so füllen sich auch die Mahlgutzwischenräume, was den Materialeinsatz zur Erzielung einer Oberflächenschicht unangemessen hoch ansteigen lässt. Der Einsatz einer Barrierefolie bietet hier nicht den Erfolg wie bei der Verwendung von ausschließlich Granulaten. Eine weitere Möglichkeit bietet die Anwendung von eingelegten, eingefärbten Deckfolien oder -tafeln aus dem gleichen Grundmaterial. Diese werden gemeinsam mit dem Mahlgut verpresst. Dieser Pressvorgang ist jedoch insbesondere bei glasfaserverstärkten Mahlgütern problematisch. Die Deckfolien erwärmen sich, da sie näher zur Wand liegen, schneller als die steifen Mahlgutkörner, die in die bereits erweichten Deckfolien eindringen und diese durchstoßen können. Es ergeben sich unerwünschte Oberflächen-Farbfehler. Eine Erhöhung der Randschichtdicke fördert durch deren Schwindungseinflüsse den Verzug der Platten und ist unbedingt zu vermeiden.
Eine weitere Problematik bei der Verwendung von Deckfolien ist die Entlüftung der Räume zwischen Formwand und Deckfolie. Da die wandnahe Deckfolie zuerst schmilzt, die Formoberfläche durch die Wirkung der Mahlgutkörner jedoch nicht überall vom Deckmaterial benetzt wird, können sich Luftsäcke bilden. Diese Luftsäcke können nicht restlos entlüften und bilden Oberflächenfehler, die insbesondere bei wirtschaftlichen, geringen Pressdrücken von unter 5 bar unvermeidlich sind.
Aus dem druckschriftlichen Stand der Technik ist des Weiteren folgendes bekannt:
In der DE 298 03 351 U1 ist eine Platte aus zerkleinerten Kunststoffabfällen offenbart, welche in einer ersten Presse vorverdichtet und anschließend in einer zweiten Presse unter Druck und erhöhter Temperatur gepresst wurde, wobei nach dem Vorverdichten ein bahnartiges Material auf die Platte gelegt und gemeinsam mit der Platte anschließend gepresst wurde.
Des Weiteren ist aus der DE 195 47 720 A1 ein Verbundwerkstoff aus mehreren Schichten auf der Basis von wiedergewonnenem Polyethylen und/oder Polypropylen als Grundkörper und einer Dekorschicht bekannt.
Auch ist aus der DE 199 59 652 A1 eine Sandwichplatte bekannt, die aus einer Kernschicht aus Polypropylen-Partikelschaum, Deckschicht aus faserverstärktem Polypropylen sowie gegebenenfalls Dekorschichten gebildet ist, wobei die Kernschicht 1 bis 30 Gew.-% Recyclatpartikel aus den Komponenten A, B und ggf. C enthält.
Letztlich beschreibt die US 6,253,527 B1 ein Verfahren zur Herstellung von Produkten aus recyceltem Plastikmaterial.
Das vorliegende Schutzrechtsbegehren soll die gravierenden Nachteile der derzeitigen Deckschichtkonstruktionen beseitigen, ohne dabei die positiven Eigenschaften einer funktionalen Deckschicht einzuschränken. Eine farbige Deckschicht mit einer sehr geringen Schichtdicke mit einer Trennwirkung zwischen Form und Mahlgut, die den Einsatz von Trennmitteln beim Pressen überflüssig macht und Oberflächenfehler verhindert, ist das Ziel dieses Schutzrechtsbegehrens.
Den Lösungsansatz für dieses Problem liefert eine Deckschicht, die bei den Temperaturen, die beim Pressen des Polypropylen-Mahlgutes erforderlich sind, noch nicht schmilzt. Bleibt die Deckfolie beim Pressen unterhalb ihrer Schmelztemperatur, so bietet diese Deckfolie genügend Widerstand gegen Durchbrechen der Mahlgutkörner und zwischen der Deckfolie und der Formenoberfläche ergibt sich keine Benetzung, sondern nur eine trockene Berührung, welche die Entlüftung zwischen Deckfolie und Form nicht behindert. Bei einer, bei den Presstemperaturen, nicht schmelzenden Deckfolie würde jedoch keine stoffschlüssige, ausreichend feste Verbindung zum Mahlgut entstehen können.
Die Lösung für dieses Problem ist eine handelsübliche Verbundfolie, wie sie für Lebensmittelverpackungen Anwendung findet. Diese Folien bestehen aus Diffusionsschutzgründen zum Beispiel aus einer Polyamidschicht (PA) oder Polyethylenterephtalatschicht (PET) und einer Polypropylenschicht (PP), die mit einer Haftvermittlerschicht verbunden sind.
Prinzipiell benötigt man für die Anwendung beim Pressen der erfindungsgemäßen Platten, wie in 1 dargestellt, eine Verbundfolie aus mindestens drei Schichten. Eine Außenschicht (5) aus einem Werkstoff mit einer Schmelztemperatur oberhalb der Presstemperatur und einer Innenschicht (3) aus dem Material, woraus das zu verpressende Mahlgut (2) besteht. Die Außen- und die Innenschicht ist dabei mit einem Haftvermittler (4) verbunden, die so temperaturstabil sein muss, dass diese nicht durch den Pressvorgang geschädigt werden kann. Beim Herstellprozess der erfindungsgemäßen Platten bleibt die Außenschicht (5) unaufgeschmolzen und die Innenschicht (3) verschweißt mit dem Mahlgut (2). Es hat sich gezeigt, dass bereits bei Dicken ab 0,02 mm die Außenschicht ausreichend widerstandsfähig ist. Für eine gezielte Farbgebung darf abweichend von den handelsüblichen Verbundfolienprodukten die Deckschicht nicht transparent sein, sondern muss unbedingt deckend eingefärbt werden, wenn die Deckfolie nicht durch eine Bedruckung undurchsichtig gemacht werden kann.
Bei der Produktion der erfindungsgemäßen Platten aus langglasfaserverstärktem PP-Mahlgut wird zuerst eine Verbundfolie, mit der PP-Seite zum Mahlgut gewandt, in die Pressform eingelegt und dann mit Mahlgut befüllt. Auf das Mahlgut wird wieder eine Verbundfolie, mit der PP-Seite zum Mahlgut gewandt, aufgelegt, bevor das Pressform-Oberteil aufgelegt wird. Die PP-Seiten der Verbundfolien gehen beim Pressvorgang mit dem Mahlgut eine stoffschlüssige Schweißverbindung ein. Das Ergebnis ist eine erfindungsgemäße Kunststoffplatte mit beidseitig oberflächlich angeordneten dreischichtigen Verbundfolien, wobei die deckend eingefärbte oder bedruckte Nicht-PP-Schicht jeweils die farbige Oberfläche bildet.
Das Pressen der Platten erfolgt vorteilhaft in einer Press-Sinter-Anlage nach DE 43 15 014 A1 mit Pressformen nach DE 197 44 497 A1 . Die Befüllung der Formen mit dem langglasfaserverstärktem Mahlgut erfolgt vorzugsweise mit einer Befüllvorrichtung nach DE 103 50 630 A1 .

Claims

Gepresste Platte (1) mit je einer Verbundfolie (3, 4, 5) als Oberflächenschicht auf der Ober- und Unterseite der Platte und einem Kern (2) aus thermoplastischem Mahlgut, gekennzeichnet dadurch, dass das Kernmaterial aus einem langglasfaserverstärktem Polypropylen-Mahlgut besteht und die Verbundfolie drei Schichten besitzt, eine dem Mahlgut zugewandte Schicht (3) aus Polypropylen, einer Haftvermittlerschicht (4) als mittlere der drei Folienschichten und eine, die Oberfläche der Platte bildende, Außenschicht (5) aus einem Kunststoff mit einem Schmelzpunkt, der bei einer höheren Temperatur liegt als der Schmelzpunkt des Polypropylens des Kernmaterials.
Gepresste Platte (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Verbundfolie eine, die Oberfläche der Platte bildende, Außenschicht (5) besitzt, die undurchsichtig eingefärbt ist.
Gepresste Platte (1) nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Verbundfolie eine, die Oberfläche der Platte bildende, Außenschicht (5) besitzt, die aus Polyethylenterephtalat besteht.
Gepresste Platte (1) nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Verbundfolie eine, die Oberfläche der Platte bildende, Außenschicht (5) besitzt, die aus Polyamid besteht.
Gepresste Platte (1) nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Verbundfolie eine, die Oberfläche der Platte bildende, Außenschicht (5) besitzt, die transparent ist und die auf der, der Plattenoberfläche abgewandten Seite der Außenschicht (5) undurchsichtig bedruckt ist.