DE102011107137A1

DE102011107137A1 - Extrudiertes Kunststoffprofil

Info

Publication number: DE102011107137A1
Application number: DE102011107137A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Huebner GmbH and Co KG
Current assignee: Huebner GmbH and Co KG
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein extrudiertes Kunststoffprofil, insbesondere Elastomerprofil, wobei das Kunststoffprofil fadenartige Elemente aus nicht brennbarem Material aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein extrudiertes Kunststoffprofil.
Kunststoffprofile sind in vielfältigster Art und Weise bekannt, wobei solche Kunststoffprofile insbesondere aus Elastomeren hergestellt sind. Im Fahrzeugbau werden als Profile solche aus einem Elastomer häufig als Fingerschutzprofile oder auch als Dichtungen für Fenster oder für Türen allgemein verwendet. Diese Kunststoffprofile, insbesondere wenn sie als Elastomerprofile ausgebildet sind, müssen in Abhängigkeit vom Einsatzzweck eine bestimmte Brandbeständigkeit aufweisen. So wird insbesondere im Schienenverkehr eine höhere Brandbeständigkeit verlangt, als im Busbetrieb.
Derartige Profile bestehen üblicherweise aus organischen Kunststoffen, z. B. PTFE, TPU, EPDM, um nur einige zu nennen. Es ist durchaus bekannt, derartigen Profilen Additive zuzumischen, um die Brandbeständigkeit zu erhöhen. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass dennoch im Brandfall die Wärmefreisetzungsrate in Abhängigkeit von der Zeit verhältnismäßig schnell extrem hohe Werte annimmt, d. h., dass bei bestimmten Temperaturen ein solches Profil sehr schnell wegbrennt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin, ein Kunststoffprofil, insbesondere ein Elastomerprofil bereitzustellen, das eine stark verzögerte Wärmefreisetzungsrate unter Brandlast aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Kunststoffprofil fadenförmige Elemente aus nicht brennbarem Material aufweist, z. B. aus Carbon, Glasfasern, Basalt oder Aramid, wobei solche Kunststoffprofile unter einer vorgegebenen Brandlast, wie sie insbesondere im schienengebundenen Personenverkehr vorgegeben ist, eine verzögerte Wärmefreisetzungsrate aufweisen. Das heißt, Ziel ist durch eine Minimierung des Anteils der brennbaren bzw. schmelzenden organischen Bestandteile die Brandbeständigkeit zu erhöhen.
Im Einzelnen ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das Kunststoffprofil Abschnitte von fadenförmigen Elementen wie Filamenten, Garn, Zwirn oder Cord aufweist. Der Anteil solcher fadenförmiger Elemente an dem Gesamtvolumen kann bis zu 40% ausmachen, was bewirkt, dass die Wärmefreisetzungsrate nicht nur zeitlich verzögert erfolgt, sondern auch die Höhe der Temperatur, bei der das Profil brennt, vermindert ist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kunststoffprofil – im folgenden Profil genannt – im Bereich des äußeren Umfangs einzeln in Extrusionsrichtung ausgerichtete Filamente, Garne, Zwirne oder Corde aufweist, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Kunststoffprofils erstrecken. Hieraus wird deutlich, dass die fadenförmigen Elemente eine Art Schutzschild auf dem Profil bilden, und insofern die Brandbeständigkeit eines solchen Profiles drastisch erhöht wird. Vorteilhaft hierbei ist, dass solche fadenförmige Elemente während des Extrusionsprozesses mit auf das Profil aufgebracht werden können, d. h., dass die einzelnen fadenförmigen Elemente beim Extrusionsvorgang insbesondere dem Mundstück des Extruders zugeführt werden, sodass die Herstellung eines solchen Profiles in lediglich einem einzigen Arbeitsvorgang erfolgen kann. Da sich das Kunststoffmaterial im Bereich des Mundstückes noch im plastischen Zustand befindet, werden die Fäden im Bereich der Oberfläche des Profiles so weit eingebettet, dass sie von außen von einer äußerst dünnen Schicht des eigentlichen Materials für das Profil abgedeckt werden, sodass von außen nicht erkennbar ist, dass die einzelnen fadenförmigen Elemente im Bereich der Oberfläche auf dem Kunststoffprofil angeordnet sind. Das heißt, die Filamente, Garne, Zwirne oder Corde liegen derart in dem Profil im Bereich des äußeren Randes des Profiles ein, dass diese durch das Kunststoffmaterial, also das Matrixmaterial abgedeckt sind.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Profil einen inneren und einen äußeren Profilkörper aufweist, wobei der innere Profilkörper aus einer Kunststoffpulpe hergestellt ist, wobei die Pulpe aus dem Matrixmaterial, beispielsweise einem TPU, EPDM oder Ähnlichem, eine Vielzahl von fadenförmigen Elementen als Filamente, Garne, Zwirne oder Corde aufweist, die in dem extrudierten Profilkörper durch den Extrusionsvorgang in Längsrichtung des extrudanten Profiles ausgerichtet sind. Der Anteil an solchen fadenförmigen Elementen beträgt bis zu 40 Vol.% bezogen auf das Gesamtvolumen. Nur um zu verhindern, dass einzelne Fäden aus dem Profilkörper vorstehen, wird nach einem besonderen Merkmal der Erfindung auf den inneren Profilkörper ein äußerer Profilkörper im Wege der Koextrusion aufextrudiert. Die Kunststoffmasse des äußeren Profilkörpers kann hierbei aus schwer entflammbarem Material ausgebildet sind, z. B. einem Silikonelastomer. Der äußere Profilkörper weist eine nur sehr geringe Stärke auf, die so bemessen ist, dass die fadenförmigen Elemente die möglicherweise aus dem inneren Profilkörper vorstehen eingebunden sind. Nach einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der innere Profilkörper eine Folie als äußere Beschichtung aufweist, die insbesondere aus PTFE besteht. PTFE weist eine erhöhte Brandbeständigkeit auf.
Es sei darauf hingewiesen, dass die fadenförmigen Elemente in dem Profilkörper bzw. die in dem Außenbereich des Profilkörpers angeordneten fadenförmigen Elemente nicht nur die Brandbeständigkeit erhöhen, sondern darüber hinaus auch die mechanischen Eigenschaften verbessern, insbesondere zu einer Erhöhung der Zugfestigkeit und der Steifigkeit führen.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.
1 zeigt ein Profil, das aus zwei koextrudierten Profilkörpern ausgebildet ist;
2 zeigt ein Profil, bei dem sich über die Länge des Profiles z. B.
Corde als einzelne Elemente längs der Oberfläche des Profilkörpers erstrecken.
3 zeigt schematisch einen Extruder mit einem Querspritzkopf;
Aus der Darstellung gemäß 1 ergibt sich ein mit 1 bezeichnetes Profil, wobei das Profil einen inneren Profilkörper 2 aufweist, der aus einer Pulpe hergestellt ist, und wobei der Profilkörper einzelne fadenförmige Elemente in Form von Filamenten, Garnen, Zwirnen oder Corden 3 aufweist, die aufgrund der Extrusion sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Profiles ausgerichtet haben. Diesen inneren Profilkörper 2 umgibt ein äußerer Profilkörper 4, der zusammen mit dem Profilkörper 2 koextrudiert ist. Das heißt, zwischen den beiden Körpern 2 und 4 besteht eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere wenn der gleiche Kunststoff verwendet worden ist. Der äußere Profilkörper 4 weist keine solche zuvor beschriebenen Filamente, Garne, Zwirne oder Corde auf, sondern besteht im Wesentlichen aus der Kunststoffmasse des Profilkörpers 1, in dem die Filamente, Zwirne, Corde oder Garne als fadenförmige Elemente eingelagert sind. Er dient dazu, aus dem inneren Profilkörper vorstehende einzelne Fäden abzudecken.
Bei der Darstellung gemäß 2 zeigt das mit 10 bezeichnete Profil auf seinem äußeren Umfang eine Reihe von sich parallel zur Längsachse des Profils erstreckender Garne, Zwirne oder Corde 11 auf, die sich über die Länge des Profilkörpers erstrecken. Die einzelnen fadenartigen Elemente liegen dicht an dicht auf dem Profil auf und bilden insofern eine Schutzschicht bei einem Brandangriff, wenn diese Elemente aus nicht brennbarem Material wie Glasfasern, Carbon, Aramid, Basalt ausgebildet sind. Die Garne, Filamente, Corde und Zwirne sind allerdings nach außen hin durch das Matrixmaterial des Profilkörpers abgedeckt. Sie befinden sich im Bereich des Randes bzw. der Mantelfläche des Profils, vorzugsweise nicht im Inneren des Profilkörpers.
Die Zugabe der fadenförmigen Elemente in den Profilkörper bzw. auf das Profil sorgt zum einen dafür, dass die Masse an brennbarem, organischen Material vermindert wird, was, wie bereits ausgeführt zu einer verzögerten Wärmefreisetzungsrate führt, die zum anderen bei noch geringeren Temperaturen verbrennt. Insbesondere dann, wenn die fadenförmigen Elemente als Filamente, Garne, Zwirne oder Corde ausgebildet sind, die auf der Oberseite oder im Bereich der Oberseite eines Profiles dicht an dicht angeordnet sind, wird hierdurch eine Art Schutzschild oder Schutzschicht gebildet, die eine Erhöhung der Brandbeständigkeit des Profiles insgesamt bewirkt. Die Verwendung von fadenartigen Elementen hat insbesondere Vorteile bei der Herstellung eines solchen Profiles, und zwar insofern, als derartige fadenartige Elemente mitextrudiert werden können. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten, so besteht zum einen die Möglichkeit die fadenartigen Elemente, insbesondere wenn es solche sind, die sich über die gesamte Länge des Profiles erstrecken im Bereich des Mundes des Extruders zuzuführen, oder aber es wird an einen Extruder ein sogenannter Querspritzkopf angeordnet, in den die einzelnen fadenartigen Elemente dem Extrudermund parallel zur Längsachse des extrudierten Profiles zugeführt werden.
Die Zuführung der fadenartigen Elemente ohne einen solchen Querspritzkopf ist insofern umständlicher, als dann die fadenartigen Elemente da sie im Wesentlichen senkrecht zum Mund des Extruders zugeführt werden, umgelenkt werden müssen.
Unter Bild 3 ergibt sich eine schematische Darstellung eines Extruders 20 mit einem Querspritzkopf 25, wobei ebenfalls erkennbar ist, wie die einzelnen fadenartigen Elemente 26 dem Querspritzkopf 25 parallel zur Längsachse des extrudierten Profiles 27 zugeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Profil
2: innerer Profilkörper
3: fadenartige Elemente als Corde, Garne, Zwirne, Filamente
4: äußerer Profilkörper
10: Profilkörper
11: fadenartige Elemente als Garne, Zwirne, Corde
20: Extruder
25: Querspritzkopf

Claims

Extrudiertes Kunststoffprofil, insbesondere Elastomerprofil, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (1, 10) fadenartige Elemente aus nicht brennbarem Material aufweist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (1, 10) Abschnitte von fadenartigen Elementen wie Filamenten, Garn, Zwirn oder Cord aufweist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) im Bereich des äußeren Umfangs einzelne in Extrusionsrichtung ausgerichtete fadenartige Elemente (11) als Filamente, Garne, Zwirne oder Corde aufweist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die fadenartigen Elemente (11) über die Länge des Kunststoffprofils erstrecken.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente, Garne, Zwirne oder Corde als fadenartige Elemente (11) derart in dem Profil einliegen, dass diese durch das Kunststoffmaterial abgedeckt sind.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (1) einen inneren und einen äußeren Profilkörper (2, 4) aufweist, wobei der innere Profilkörper (2) aus einer Kunststoffpulpe mit einzelnen fadenartigen Elementen (3) hergestellt ist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Profilkörper (4) aus einer Kunststoffmasse mit dem inneren Profilkörper (2) koextrudiert ist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (1, 10) eine Folie als äußere Beschichtung aufweist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie als PTFE-Folie ausgebildet ist.
Extrudiertes Kunststoffprofil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fadenartigen Elemente Glasfasern, Carbon, Basalt oder Aramid aufweisen.