DE102016226064A1 - Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102016226064A1
DE102016226064A1 DE102016226064.2A DE102016226064A DE102016226064A1 DE 102016226064 A1 DE102016226064 A1 DE 102016226064A1 DE 102016226064 A DE102016226064 A DE 102016226064A DE 102016226064 A1 DE102016226064 A1 DE 102016226064A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hollow body
thermoplastic material
layer
continuous phase
fillers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102016226064.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Roman Bouffier
Markus Hützen
Jan Krolla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority to DE102016226064.2A priority Critical patent/DE102016226064A1/de
Priority to PCT/EP2017/083240 priority patent/WO2018114757A1/de
Publication of DE102016226064A1 publication Critical patent/DE102016226064A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/0005Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor characterised by the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0017Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with blow-moulding or thermoforming
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B29C48/185Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers comprising six or more components, i.e. each component being counted once for each time it is present, e.g. in a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B29C48/21Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/02Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
    • B29C49/04Extrusion blow-moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/22Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor using multilayered preforms or parisons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B29K2105/048Expandable particles, beads or granules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16Fillers
    • B29K2105/165Hollow fillers, e.g. microballoons or expanded particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/26Scrap or recycled material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7172Fuel tanks, jerry cans

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einer Schicht eines thermoplastischen Kunststoffs als kontinuierliche Phase, in welcher Füllkörper dispergiert sind, wobei die Füllkörper eine geringere Dichte aufweisen als der thermoplastische Kunststoff der kontinuierlichen Phase. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff umfassend die Extrusion eines wenigstens drei Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfassenden Vorformlings sowie das Um-und Ausformen des Vorformlings in einem Formwerkzeug zu einem Hohlkörper unter Anwendung von Differenzdruck, wobei in wenigstens einer Schicht aus thermoplastischem Kunststoff als kontinuierliche Phase vor der Extrusion Füllkörper dispergiert werden, die eine geringere Dichte aufweisen, als der thermoplastische Kunststoff der kontinuierlichen Phase ()

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einer Schicht eines thermoplastischen Kunststoffs, die Füllkörper umfasst.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff umfassend die Extrusion eines wenigstens drei Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfassenden Vorformlings sowie das Um-und Ausformen des Vorformlings in einem Formwerkzeug zu einem Hohlkörper unter Anwendung von Differenzdruck. Die Erfindung betrifft insbesondere das Extrusionsblasformen eines Hohlkörpers der eingangs genannten Art.
  • Im Stand der Technik sind gefüllte thermoplastische Kunststoffe grundsätzlich bekannt. Füllstoffe werden verwendet, um beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit oder die mechanische Festigkeit von Kunststofferzeugnissen zu verbessern. Auch ist bekannt, Füllstoffe zu verwenden, um die Kosten einer bestimmten Komponente an thermoplastischem Kunststoff einzusparen. Ein häufig verwendeter Füllstoff zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit oder zum Einfärben technischer Bauteile ist beispielsweise Ruß. Darüber hinaus ist es grundsätzlich bekannt, bestimmte Tonmineralien, Glasfasern, Glaskügelchen oder dergleichen als Füllstoffe zu verwenden. Bei den Füllstoffen wird geometrisch zwischen sphärischen, kubischen, flockenförmigen und faserförmigen Füllstoffen unterschieden. Insbesondere die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Erzeugnisses sind stark von der Korngrößenverteilung oder Partikelgrößenverteilung des Füllstoffs in der kontinuierlichen Phase des thermoplastischen Kunststoffs abhängig (siehe beispielsweise „Handbook of Fillers and Reinforcements for Plastics“ ISBN:0-442-2372-9).
  • Häufig wird die mechanische Bauteil-Steifigkeit von Kunststofferzeugnissen durch die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen verbessert. Hier wird grundsätzlich unterschieden zwischen der Verwendung von Langfasern in Form von Gelegen und Geweben und Kurzfasern als Füllstoff bzw. zwischen einer makroskopischen oder einer mikroskopischen Verstärkung des Kunststoffs. Letztere kommt bei der Verarbeitung des Kunststoffs durch Extrusion infrage.
  • Je nach Beschaffenheit des Füllstoffs sind Füllgrade zwischen 10 und 50 Gewichtsprozent erforderlich, um eine signifikante Beeinflussung der mechanischen Festigkeit des Werkstoffs zu erzielen.
  • Eine weitere Möglichkeit, die mechanische Festigkeit eines aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Erzeugnisses zu beeinflussen ist das beim Spritzgießen von thermoplastischen Kunststoffen verbreitete Schäumen. Damit lässt sich beispielsweise bei der Herstellung von Hohlkörpern eine Steifigkeitserhöhung durch eine Vergrößerung der Wandstärke, beispielsweise durch Aufziehen des Werkzeugs, erzielen. Das Schäumen ist allerdings beim Extrusionsblasformverfahren prozesstechnisch schwer beherrschbar.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hohlkörper der eingangs genannten Art bereitzustellen, dessen mechanische Stabilität mit verhältnismäßig einfachen Mitteln signifikant verbessert ist.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Erzeugnisanspruchs sowie mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ein Gesichtspunkt der Erfindung betrifft einen Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einer Schicht eines thermoplastischen Kunststoffs als kontinuierliche Phase, in welcher Füllkörper dispergiert sind, wobei die Füllkörper eine geringere Dichte aufweisen als der thermoplastische Kunststoff der kontinuierlichen Phase.
  • Durch den Einsatz verhältnismäßig leichter Füllkörper geringer Dichte lässt sich erfindungsgemäß ein Wandaufbau eines Hohlkörpers erzeugen, der einer geschäumten Struktur vergleichbar ist, ohne die verfahrenstechnischen Nachteile des Schäumens hinnehmen zu müssen. Ein solcher Hohlkörper kann durch Extrusionsblasformen erzeugt werden.
  • Insbesondere wenn der Hohlkörper als Behälter oder Rohr ausgebildet ist, kann die Umfassungswand mechanisch versteift sein. Die Umfassungswand kann bereichsweise oder vollständig eine Schicht eines thermoplastischen Kunststoffs aufweisen, in der Füllkörper einer geringeren Dichte dispergiert sind.
  • Die Steifigkeit von Behältern wird wesentlich durch die Wanddicke des Werkstoffs bestimmt. Eine Erhöhung der Wanddicke geht in der dritten Potenz in das Flächenträgheitsmoment der Wand und somit in die Biegesteifigkeit ein. Eine Verdopplung der Wandstärke führt zu einer Verachtfachung der Biegesteifigkeit.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine mechanische Versteifung eines Hohlkörpers zu erzielen, indem dessen Volumeneffizienz erhöht wird. Unter Volumeneffizienz im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass eine Erhöhung der Biegefestigkeit durch Erhöhung der Wanddicke (bei gleicher Masse) oder durch Ersetzen eines Anteils des Kunststoffs durch einen leichteren Füllstoff erzielt wird.
  • Bei einer zweckmäßigen Variante des Hohlkörpers gemäß der Erfindung beträgt das Verhältnis der Dichte der Füllkörper zu der Dichte des Kunststoffs der kontinuierlichen Phase ≤ 0,8.
  • Als Füllkörper kommen beispielsweise geschäumte Füllkörper, beispielsweise als Mikrohohlkugeln in Betracht. Die Mikrohohlkugeln können aus einem Polymer (thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff) oder aus einem anorganischen Material bestehen. Auf diese Art und Weise erhält der Hohlkörper eine gefüllte Schicht, deren strukturelle Eigenschaften denjenigen einer chemisch oder physikalisch geschäumten Schicht entsprechen. Ein solcher Hohlkörper lässt sich in vorteilhafter Art und Weise durch Extrusionsblasformen mit einer kontrollierbaren und präzise einstellbaren Wandstärke herstellen. Wie eingangs bereits erwähnt wurde, ist es zwar grundsätzlich möglich, thermoplastische Kunststoffe beim Extrusionsblasformen zu schäumen, jedoch ist dieser Prozess hinsichtlich der erzielbaren Wandstärken des Erzeugnisses schwer beherrschbar.
  • Die Mikrohohlkugeln können beispielsweise aus Glas bestehen. Weiterhin kommen als Füllkörper geschäumte Keramiken in Betracht.
  • Wenn die Mikrohohlkugeln aus Glas bestehen, ist es vorteilhaft, wenn diese geschlichtet sind.
  • Bei einer zweckmäßigen Variante des Hohlkörpers gemäß der Erfindung beträgt der Durchmesser der Füllkörper zwischen 10 und 120 µm.
  • Bevorzugt beträgt der Anteil der Füllkörper bezogen auf das Gewicht der vollständigen Mischung aus kontinuierlicher und diskontinuierlicher Phase zwischen 5% und 20%, vorzugsweise zwischen 10% und 20 %.
  • Wenn als Füllkörper Mikrohohlkugeln aus Glas vorgesehen sind, kann der Anteil der Füllkörper bezogen auf das Gewicht der vollständigen Mischung aus kontinuierlicher und diskontinuierlicher Phase kleiner 10 % und größer 5 % betragen. Dabei entspricht ein Anteil der Mikrohohlkugeln von 10 Gewichtsprozent etwa einem Anteil von 19 Volumenprozent bezogen auf die vollständige Mischung.
  • Die zuvor angegebenen Anteile beziehen sich auf die Ausbildung einer Schicht, nicht hingegen auf den Aufbau der Wand des Hohlkörpers.
  • Vorzugsweise besteht die Wand aus einem Extrudat, dass wenigstens drei Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfasst.
  • Weiterhin vorzugsweise besteht die Wand aus einem Extrudat, dass wenigstens sechs Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfasst.
  • Bei einer bevorzugten Variante des Hohlkörpers gemäß der Erfindung ist die gefüllte Schicht eine innere und/oder eine äußere Schicht des Extrudats. Die Begriffe „innere“ und „äußere“ Schicht beziehen sich auf das Extrudat, d.h. eine innere Schicht ist nicht exponiert, wohingegen eine äußere Schicht exponiert ist.
  • Der Hohlkörper kann beispielsweise eine Umfassungswand aufweisen, die Schichten aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen umfasst, die ausgewählt sind, aus einer Gruppe umfassend Polyolefine, HDPE (High Density Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene), EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer), PEK (Polyetherketon ) , PEEK (Polyethneretherketon ) PA (Polyamid), PP (Polypropylen), PBT (Polybutylenterephthalat) oder einen anderen Barrierekunststoff sowie ein Rezyklat.
  • Unter einem Rezyklat im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Mischung aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen zu verstehen, die aus der Wiederaufbereitung von Resten bei der Herstellung des Hohlkörpers resultiert. Das Rezyklat umfasst alle thermoplastischen Kunststoffe des Wandaufbaus des Hohlkörpers. Bei Anwendung des Extrusionsblasformverfahrens wird der anfallende Butzen (scrap) zu einem Granulat vermahlen und wieder in den Prozess eingespeist.
  • Die Wand des Hohlkörpers kann beispielsweise folgenden Schichtaufbau aufweisen: HDPE/Rezyklat/LDPE/EVOH/LDPE/HDPE.
  • Bevorzugt sind die Füllkörper in der Rezyklatschicht dispergiert. Alternativ oder zusätzlich können die Füllkörper in der HDPE Schicht dispergiert sein.
  • Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff umfassend die Extrusion eines wenigstens drei Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfassenden Vorformlings sowie das Um-und Ausformen des Vorformlings in einem Formwerkzeug unter Anwendung von Differenzdruck, wobei in wenigstens einer Schicht aus thermoplastischem Kunststoff als kontinuierliche Phase vor der Extrusion Füllkörper dispergiert werden, die eine geringere Dichte aufweisen als der thermoplastische Kunststoff der kontinuierlichen Phase.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung kann ein klassisches Extrusionsblasformverfahren sein, bei dem ein schlauchförmiger Vorformling extrudiert und in einem mehrteiligen Blasformwerkzeug umgeformt wird. Alternativ kann das Verfahren als Extrusionsblasformverfahren durchgeführt werden, bei dem mehrere bahnförmige Vorformlinge extrudiert werden oder bei dem ein schlauchförmiger Vorformling vor der Umformung in einem mehrteiligen Formwerkzeug zu Bahnen aufgeschnitten wird.
  • Schließlich kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch als Tiefziehverfahren durchgeführt werden. Das Tiefziehverfahren unterscheidet sich von dem Extrusionsblasformverfahren dadurch, dass zunächst durch Extrusion Halbzeuge hergestellt werden, die dann vor dem Umformen nochmals erweicht werden (zweite Hitze).
  • Die Füllkörper können beispielsweise einem zu extrudierenden Granulat zu dosiert werden. Das Beimischen der Füllkörper kann bereits zu dem sogenannten" Masterbatch" oder später erfolgen. Anschließend kann die so erhaltene Mischung einem Schneckenextruder aufgegeben werden.
  • Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Dichte der Füllkörper zu der Dichte des thermoplastischen Kunststoffs der kontinuierlichen Phase ≤ 0,8.
  • Bevorzugt sind die Füllkörper als Mikrohohlkugeln ausgebildet.
  • Der Durchmesser der Füllkörper kann zwischen 10 und 120 µm betragen. Der Durchmesser der Füllkörper kann beispielsweise vor deren Verarbeitung durch Mischen und Extrudieren durch Siebklassifizierung ermittelt worden sein. Eine Teilchengrößenverteilung nach Volumen kann beispielsweise 10 Volumenprozent an Füllkörpern mit einem größten Durchmesser von etwa 30 µm, 50 % an Füllkörpern mit einem größten Durchmesser von etwa 65 µm und 90 Volumenprozent mit einem größten Durchmesser von 110 µm umfassen.
  • Bei Verwendung von Glashohlkugeln kann beispielsweise die Dichte der Glashohlkugeln zwischen 0,125 und 0,46 g/cm3 betragen.
  • Bevorzugt werden sechs Schichten aus thermoplastischem Kunststoff extrudiert, wobei in einer mittleren und/oder einer äußeren Schicht des Extrudats Füllkörper dispergiert werden.
  • Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, wenigstens eine Umfassungswand des Hohlkörpers wenigstens bereichsweise mit wenigstens einer Schicht aus thermoplastischem Kunststoff auszubilden, in der Füllkörper dispergiert sind.
  • Eine bereichsweise Verstärkung bzw. Füllung der Umfassungswand kann beispielsweise durch sogenanntes „Aufsatteln“ einer Schicht oder durch Extrusion eines Streifens eines gefüllten thermoplastischen Kunststoffs erzielt werden.
  • Zweckmäßigerweise werden Schichten aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen extrudiert, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend HDPE, LDPE, EVOH,PEK,PEEK, PA oder einen anderen Barrierekunststoff und ein Rezyklat.
  • Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Füllkörper in dem Rezyklat bzw. in der Rezyklatschicht dispergiert.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise vorsehen, dass als Hohlkörper ein Kraftstoffbehälter, ein Harnstoffbehälter oder ein anderer Hilfsflüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug oder ein Einfüllrohr für einen der vorgenannten Behälter hergestellt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffbehälters als Hohlkörper im Sinne der vorliegen den Erfindung sowie eine vergrößerte Detailansicht, die einen Schnitt durch den Wandaufbau des Kraftstoffbehälters zeigt,
    • 2 zwei Varianten eines möglichen Wandaufbaus des in 1 dargestellten Kraftstoffbehälters, wobei die Variante gemäß 2A nur Füllkörper in der Rezyklatschicht umfasst und die Variante gemäß 2B Füllkörper in einer Rezyklatschicht und in einer Außenschicht um fasst, und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer Extrusionseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 als Hohlkörper im Sinne der Erfindung. Der Kraftstoffbehälter 1 ist stark vereinfacht dargestellt. Die vergrößerte Detailansicht in 1 zeigt einen Schichtenschnitt durch den Aufbau einer Umfassungswand 2 des Kraftstoffbehälters 1. Der Kraftstoffbehälter 1 wurde durch Extrusionsblasformen aus thermoplastischem Kunststoff erhalten. Das Extrusionsblasformen umfasst die Extrusion eines schlauchförmigen Vorformlings oder mehrerer bahnförmiger Vorformlinge aus einem mehrschichtigen Extrudat.
  • Der Kraftstoffbehälter 1 gemäß der Erfindung hat bevorzugt einen Wandaufbau aus sechs verschiedenen Schichten thermoplastischen Kunststoffs mit folgendem Schichtenaufbau von innen nach außen: HDPE/LDPE/EVOH/LDPE/ Rezyklat/HDPE.
  • Als Innenschicht 3 des Kraftstoffbehälters 1 ist zunächst einer HDPE Schicht aus einem nicht gefüllten reinen Polyethylen vorgesehen. Der Begriff „Innenschicht“ bezeichnet die dem Inneren des Hohlkörpers zugewandte Schicht. Daran schließt sich eine LDPE Schicht als Haftvermittlerschicht 4 an. Als Haftvermittler kommt beispielsweise ein mit Maleinsäure Anhydrid modifiziertes LDPE in Betracht. Daran schließt sich eine Barriereschicht 5 (EVOH) an, die in eine weitere Haftvermittlerschicht 4 eingebettet ist.
  • Die dickste Schicht des Wandaufbaus, die etwa 40 % der Gesamtdicke der Umfassungswand 2 ausmacht, ist eine Rezyklatschicht 6, die aus entsprechenden Anteilen an HDPE, LDPE, EVOH und Füllkörpern besteht.
  • An die Rezyklatschicht 6 schließt sich eine Außenschicht 7 als weitere HDPE Schicht an, die beispielsweise mit Ruß als Füllstoff eingefärbt ist. Der Begriff Außenschicht bezeichnet die der Umgebung zugewandte Schicht des Hohlkörpers.
  • Insbesondere die 2A und 2B zeigen zwei verschiedene Varianten des Wandaufbaus des Hohlkörpers gemäß der Erfindung.
  • Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die 2A und 2B zeigen jeweils vergrößerte Schnittansichten durch die Umfassungswand 2 des Kraftstoffbehälters 1.
  • Bei der Variante der Umfassungswand 2 gemäß 2A ist die Rezyklatschicht 6 mit Glashohlkugeln 8 gefüllt. Der thermoplastische Kunststoff des Rezyklats bildet die kontinuierliche Phase, wohingegen die Glashohlkugeln 8 die disperse Phase bilden. Die Glaskugelkugeln 8 besitzen eine deutlich geringere Dichte als der diese umgebende thermoplastische Kunststoff des Rezyklats. Die Dichtereduktion der mit dem Glashohlkugeln 8 gefüllten Rezyklatschicht 6 beträgt zwischen 5% und 20 %, vorzugsweise zwischen 10% und 20 %
  • Eine weitere Variante eines Schichtaufbaus der Umfassungswand 2 ist in 2B dargestellt. Bei diesem Wandaufbau umfasst die Außenschicht 7 ebenfalls Füllkörper in Form von Glashohlkugeln 8. Das HDPE der beispielsweise rußgefüllten Außenschicht 7 bildet die kontinuierliche Phase, wohingegen die Glashohlkugeln 8 die disperse Phase bilden.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Extrusionseinrichtung 9 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Extrusionseinrichtung 9 umfasst insgesamt sechs Schneckenextruder 10, die plastifizierten thermoplastischen Kunststoff in einen Extrusionskopf 11 einspeisen. Den Schneckenextrudern 10 wird in bekannter Art und Weise Granulat aus thermoplastischem Kunststoff zugeführt. Das Granulat wird jeweils in den Schneckenextrudern 10 plastifiziert und beispielsweise über einen sogenannten Ringnutverteiler radial in dem Extrusionskopf 11 am Umfang eines Dorns verteilt und als schlauchförmiger mehrschichtiger Vorformling 12 ausgestoßen.
  • Wie in 3 andeutungsweise dargestellt ist, wird im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß 2B insgesamt zwei Schneckenextrudern (10) je ein Granulat in Mischung mit Füllkörpern, beispielsweise mit Glashohlkugeln 8, zugeführt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1.
    Kraftstoffbehälter
    2.
    Umfassungswand
    3.
    Innenschicht
    4.
    Haftvermittlerschicht
    5.
    Barriereschicht
    6.
    Rezyklatschicht
    7.
    Außenschicht
    8.
    Glashohlkugeln
    9.
    Extrusionseinrichtung
    10.
    Schneckenextruder
    11.
    Extrusionskopf
    12.
    Vorformling

Claims (19)

  1. Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff mit wenigstens einer Schicht eines thermoplastischen Kunststoffs als kontinuierliche Phase, in welcher Füllkörper dispergiert sind, wobei die Füllkörper eine geringere Dichte aufweisen als der thermoplastische Kunststoff der kontinuierlichen Phase.
  2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dichte der Füllkörper zu der Dichte des Kunststoffs der kontinuierlichen Phase kleiner oder gleich 0,8 beträgt.
  3. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der gefüllten Schicht größer gleich 30% der Gesamtdicke der Wand beträgt.
  4. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper als Mikrohohlkugeln ausgebildet sind.
  5. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Füllkörper zwischen 10 und 120 µm beträgt.
  6. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Füllkörper bezogen auf das Gewicht der vollständigen Mischung aus kontinuierlicher und diskontinuierlicher Phase zwischen 10% und 20 % beträgt.
  7. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei welchem die Füllkörper als Mikrohohlkugeln aus Glas ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Füllkörper bezogen auf das Gewicht der vollständigen Mischung aus kontinuierlicher und diskontinuierlicher Phase größer gleich 5 % und weniger als 10 % beträgt.
  8. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand als wenigstens drei Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfassendes Extrudat, vorzugsweise als ein sechs Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfassendes Extrudat ausgebildet ist.
  9. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gefüllte Schicht eine innere und/oder eine äußere Schicht des Extrudats ist.
  10. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat Schichten aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen umfasst, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Polyolefine,HDPE, LDPE, EVOH, PEK, PEEK,PP,PBT PA oder einen anderen Barrierekunststoff und ein Rezyklat.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff umfassend die Extrusion eines wenigstens drei Schichten aus thermoplastischem Kunststoff umfassenden Vorformlings sowie das Um-und Ausformen des Vorformlings in einem Formwerkzeug zu einem Hohlkörper unter Anwendung von Differenzdruck, wobei in wenigstens einer Schicht aus thermoplastischem Kunststoff als kontinuierliche Phase vor der Extrusion Füllkörper dispergiert werden, die eine geringere Dichte aufweisen, als der thermoplastische Kunststoff der kontinuierlichen Phase.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper einem zu extrudierenden Granulat zudosiert werden und dass die so erhaltene Mischung einem Schneckenextruder aufgegeben wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dichte der Füllkörper zu Dichte des thermoplastischen Kunststoffs der kontinuierlichen Phase kleiner oder gleich 0,8 beträgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper als Mikrohohlkugeln ausgebildet sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Füllkörper zwischen 10 und 120 µm beträgt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Schichten aus thermoplastischem Kunststoff extrudiert werden, wobei in einer mittleren und/ oder einer äußeren Schicht des Extrudats Füllkörper dispergiert werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Schichten aus verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen extrudiert werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend HDPE, LDPE, EVOH, PEK, PEEK, PA oder einen anderen Barrierekunststoff und ein Rezyklat.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper in dem Rezyklat dispergiert werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper als Kraftstoffbehälter, Harnstoffbehälter oder Hilfsflüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug oder Einfüllrohr für einen der vorgenannten Behälter ausgebildet ist.
DE102016226064.2A 2016-12-22 2016-12-22 Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung Ceased DE102016226064A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016226064.2A DE102016226064A1 (de) 2016-12-22 2016-12-22 Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung
PCT/EP2017/083240 WO2018114757A1 (de) 2016-12-22 2017-12-18 Hohlkörper umfassend eine wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen kunststoff sowie verfahren zu dessen herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016226064.2A DE102016226064A1 (de) 2016-12-22 2016-12-22 Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016226064A1 true DE102016226064A1 (de) 2018-06-28

Family

ID=60955015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016226064.2A Ceased DE102016226064A1 (de) 2016-12-22 2016-12-22 Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016226064A1 (de)
WO (1) WO2018114757A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4238760A1 (de) 2022-03-02 2023-09-06 TI Automotive (Fuldabrück) GmbH Mehrschichtiges rohr aus nachhaltiger herstellung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113718856B (zh) * 2021-08-31 2023-03-07 昆明理工大学 一种塑料复合井盖及其制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050025952A1 (en) * 2002-05-15 2005-02-03 Cabot Corporation Heat resistant insulation composite, and method for preparing the same
WO2005102668A2 (en) * 2004-04-16 2005-11-03 Advanced Plastics Technologies Luxembourg S.A. A bottle, a method of forming the bottle, a liquid dispensing system and an extruded profile
EP1969061B1 (de) * 2005-12-29 2012-02-01 Honeywell International Inc. Polyamidblendzusammensetzung mit hervorragender gasbarriereleistung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55107429A (en) * 1979-02-13 1980-08-18 Toppan Printing Co Ltd Multilayered blow forming method and device therefor
DE10342822B4 (de) * 2003-09-17 2014-09-04 Coperion Gmbh Extruder zum Herstellen von syntaktischem Kunststoff
JP5007426B2 (ja) * 2007-06-28 2012-08-22 株式会社Fts 自動車用燃料タンク
US20140072743A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-13 Baxter Healthcare S.A. Polymer films containing microspheres

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050025952A1 (en) * 2002-05-15 2005-02-03 Cabot Corporation Heat resistant insulation composite, and method for preparing the same
WO2005102668A2 (en) * 2004-04-16 2005-11-03 Advanced Plastics Technologies Luxembourg S.A. A bottle, a method of forming the bottle, a liquid dispensing system and an extruded profile
EP1969061B1 (de) * 2005-12-29 2012-02-01 Honeywell International Inc. Polyamidblendzusammensetzung mit hervorragender gasbarriereleistung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wikipedia, Die freie Enzyklopädie, Stichwort: Kraftstofftank, Bearbeitungsstand: 03.05.2016, URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kraftstofftank&oldid=154067194 (abgerufen am 24.08.2017) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4238760A1 (de) 2022-03-02 2023-09-06 TI Automotive (Fuldabrück) GmbH Mehrschichtiges rohr aus nachhaltiger herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018114757A1 (de) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0447423B1 (de) Formteil aus gespritzten oder extrudierten kunststoffabfällen
DE102007053098B4 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines Gefäßes mit Einsatz durch Extrusionsblasformen
DE2933231C2 (de)
DE19930920A1 (de) Langfaserverstärktes thermoplastisches Material und Verfahren zum Herstellen desselben
CH703369A1 (de) Preform zur Herstellung von Kunststoffbehältern in einem Streckblasprozess und Verfahren zur Herstellung des Preforms.
DE102012018801B4 (de) Beplankungsbauteil für einen Kraftwagen und Verfahren zum Herstellen eines Beplankungsbauteils
DE102008038294A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbeutels sowie textiles Halbzeug hierfür
DE3009463A1 (de) Verfahren zum herstellen von hohlkoerpern aus kunststoff
DE4215756A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern
DE60035043T2 (de) Gegenstand mit individuellen materialeigenschaften sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102016226064A1 (de) Hohlkörper umfassend eine Wand aus einem mehrschichtigen thermoplastischen Kunststoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP1592554A2 (de) Schaumstoffkörper, insbesondere ausstattungsteil für den innenraum eines kraftfahrzeugs, und verfahren zu seiner herstellung
EP3175968A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen stofflichen verwertung von altfraktionen aus fasern und geweben auf basis von thermoplastischen kunststoffen
CH628301A5 (en) Process for producing a plastic container for packaging goods such as foodstuffs, beverages, medicaments and cosmetics
EP1198348B1 (de) Verfahren zur herstellung eines werkstoffverbundes, danach hergestellter werkstoffverbund, formteil aus einem solchen werkstoffverbund und verfahren zu dessen herstellung
WO2021009720A2 (de) Verfahren zur herstellung von formteilen aus partikelschäumen
EP2033758A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffformteilen
EP1502726B1 (de) Werkstoff für Formteile
AT404835B (de) Zur herstellung lackierbarer teile geeignete glasmattenverstärkte thermoplasten und daraus hergestellte teile
EP2732946B1 (de) Komposit, Bauteil hieraus sowie Verfahren zur Herstellung hierfür
EP3233488B1 (de) Profilteil sowie verfahren zur herstellung eines profilteils
DE102018108308A1 (de) Mehrschichtige blasgeformte Extrusion
EP0794214B1 (de) Zur Herstellung lackierbarer Teile geeignete glasmattenverstärkte Thermoplasten
EP0835745B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von rohrförmigen Hohlkörpern
EP1439131B1 (de) Behälteranordnung für Transport und Lagerung leicht entzündlicher, fliessfähiger Stoffe und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final