DE10223264A1

DE10223264A1 - Kunststoffplatte oder -folie

Info

Publication number: DE10223264A1
Application number: DE10223264A
Authority: DE
Inventors: Michael Gerards; Stefan Meyer
Original assignee: HAGEDORN AG
Current assignee: HAGEDORN AG
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-11

Abstract

Eine Kunststoffplatte oder -folie wird insbesondere in Form von extrudierten Halbzeugen bereitgestellt, die durch Trennen, Umformen o. dgl. Bearbeitung zu Endprodukten formbar sind. Das erfindungsgemäße Halbzeug besteht aus zumindest einer thermoplastischen Trägerschicht, die mit zumindest einer beim Extrudieren unmittelbar mit dieser verbundenen Deckschicht aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) versehen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffplatte oder -folie, insbesondere in Form extrudierter Halbzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, ein- oder mehrschichtige Kunststoffplatten oder -folien zu extrudieren, so daß diese als Halbzeug in Form von Stückware bzw. als Rollenware am Ende einer Extrusionsanlage zur Weiterverarbeitung bereitgestellt werden. Derartige Halbzeuge sind auch in mehrschichtiger Ausführung herstellbar, wobei die Decklage auch eine rutschhemmende Struktur aufweisen kann. Diese wird nach dem Stand der Technik auf der Kunststoffplatte oder -folie durch ein zusätzliches Gießverfahren erzeugt, wobei das Halbzeug mit der gegossenen Decklage nachteilige Unebenheiten an der Oberseite aufweist.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, eine Kunststoffplatte oder -folie zu schaffen, die in Form eines extrudierten Halbzeuges auch in zumindest zweilagiger Ausführung eine gleichmäßig ebene Oberfläche mit guter Rutschhemmung aufweist, diese Decklage ohne Klebstoffschicht eine kostengünstige Herstellung ermöglicht und das als Stück- oder Rollenware bereitgestellte Halbzeug mit einer auf die Anforderungen des Endproduktes individuell einstellbaren Oberfläche im Bereich der Deckschicht durch weitgehend beliebige Formverfahren zu kostengünstigen Endprodukten verarbeitbar ist.
Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Kunststoffplatte oder -folie mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 21 verwiesen.
Das erfindungsgemäße Halbzeug ist in einfachster Ausführung auf eine Kunststoffplatte oder -folie gerichtet, die als einlagige Struktur aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) geformt ist, dessen rutschhemmende und elastisch dämpfende Eigenschaften das extrudierte Halbzeug sofort für eine Weiterverarbeitung zu beliebig formbaren Endprodukten nutzbar machen.
Als zweckmäßig für ein breites Spektrum von Anwendungsfällen hat sich die Herstellung des Halbzeuges in Form einer zweischichtigen Platte oder Folie aus extrudiertem Kunststoff herausgestellt, wobei auf einer thermoplastischen Trägerschicht eine aus dem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehende Deckschicht unmittelbar aufgebracht ist und dieser Lagenverbund durch eine direkte stoffschlüssige Haftung eine neuartige funktionale Einheit für Halbzeuge bewirkt. Die Deckschicht des Halbzeugs wird dabei vorteilhaft durch Coextrusion erzeugt, so daß diese Fertigung mit nur einem Arbeitsschritt besonders kostengünstig ist.
Damit ist ein Platten-Halbzeug geschaffen, das in einem Temperaturbereich von zumindest -40°C bis +100°C vergleichsweise kleine Flexibilitätsänderungen aufweist. Davon ausgehend ist das Halbzeug sehr gut zum Tiefziehen geeignet, so daß dieses in Form eines in sich verbundfesten Plattenteiles mit geringem technischen Aufwand beispielsweise zu einem Transportbehälter, einer Innenauskleidung für Fahrzeuge o. dgl. Endprodukte umformbar ist und die rutschhemmende und dämpfende Elastomer-Deckschicht dabei benutzungsoptimal eingestellt werden kann. Vorteilhaft ist dabei insbesondere die Geräusche dämpfende Wirkung bei Einsatz der Endprodukte zu Transportzwecken.
Die aus dem TPE-Halbzeug hergestellten Endprodukte weisen mit der gummiähnliche Eigenschaften vermittelnden Elastomerschicht eine ausgezeichnete Haftreibung auf, gleichzeitig können bei hoher Dämpfung Endprodukte mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften genutzt werden, mit den eingesetzten Materialien und Materialkombinationen sind die Anforderungen an eine physiologische Unbedenklichkeit erfüllt und insbesondere ist am Endprodukt auch eine gute chemische Beständigkeit gegen Säuren und Laugen gegeben.
Es hat sich gezeigt, daß das zweilagige Halbzeug mit der thermoplastischen Trägerschicht und dem thermoplastischen Elastomer als Deckschicht einen hohen Widerstand gegen Alterung sowie hohe Witterungsstabilität und Ozonbeständigkeit aufweist. Auch die Wiederverwendbarkeit der in der mehrlagigen Kunststoffplatte bzw. dem durch Weiterverarbeitung erzeugten Produkt enthaltenen Materialien ist gewährleistet, so daß bei einer Entsorgung kein oder nur geringer Abfall anfällt.
Neben der kostengünstigen Herstellung der Platten- bzw. Folien-Halbzeuge ist insbesondere die einfache Verarbeitbarkeit durch thermoplastische Verarbeitungsverfahren für die praktische Anwendung und Bearbeitung der Halbzeuge ein wesentlicher Vorteil. Hinzu kommt, daß eine Vielzahl von Endprodukten mit den kundenspezifisch anzupassenden Eigenschaften aus dem TPE-Halbzeug herstellbar ist. Die als Halbzeug vorliegende Zwei-Lagen-Platte kann auch nach dem Extrudieren und eventuellem Trennen in Einzelstücke sofort als Endprodukt-Platte eingesetzt werden, wobei dieses Zwischen-Produkt in nur einem Arbeitsgang auf an sich bekannten Platten-Extrusionsmaschinen besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
Die Zusammensetzung der verwendeten Kunststoffmischungen und die daraus resultierenden chemischen, physikalischen und/oder optischen Eigenschaften der Träger- und/oder der Deckschicht können entsprechend den kundenspezifischen Anforderungen mit geringem Aufwand optimiert werden, wobei lediglich entsprechende Mischungskomponenten und/oder die Verfahrensparameter beim Extrusionsverfahren variiert oder optimal eingestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die die erfindungsgemäße Kunststoffplatte oder -folie an Hand jeweiliger Prinzipdarstellungen näher veranschaulicht. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine zweilagige Ausführung eines erfindungsgemäßen Halbzeuges mit einer Deckschicht aus thermoplastischen Elastomer (TPE) und einer Trägerschicht,
Fig. 2 eine dreilagige Ausführung des Halbzeuges mit einer Trägerschicht und einer oberseitigen bzw. unterseitigen Deckschicht aus thermoplastischem Elastomer (TPE), und
Fig. 3 eine einlagige Ausführung des extrudierten Halbzeuges aus thermoplastischem Elastomer (TPE),
In Fig. 1 ist in einer Prinzipdarstellung ein als Kunststoffplatte oder -folie geformtes Halbzeug 1 dargestellt, das entsprechend seiner mit D bezeichneten Materialdicke auch als Platte oder Folie definiert ist. Derartige Kunststoffplatten werden in Form des Halbzeugs 1 extrudiert, so daß aus diesen durch Trennen, Umformen o. dgl. Bearbeitungen entsprechende Endprodukte mit Platten- oder Bogenkontur herstellbar sind.
Das erfindungsgemäße Halbzeug 1 besteht aus zumindest einer thermoplastischen Trägerschicht 2, die bei an sich bekannter Herstellung durch Extrudieren unmittelbar mit einer Deckschicht 3 versehen wird, die ihrerseits aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht. Dabei ist das Halbzeug 1 aus den zwei als parallele Lagen verlaufenden Schichten 2 und 3 so aufgebaut, daß diese im Bereich einer Verbindungszone A durch eine unmittelbare stoffschlüssige Haftung verbunden sind, und damit mit überraschend einfachen Mitteln eine funktionale Einheit zur Weiterverarbeitung zu weitgehend beliebigen Endprodukten geschaffen ist.
Bekannt ist zwar, mehrlagige Halbzeuge durch Extrudieren herzustellen, jedoch sind die bisher erzeugten Halbzeuge im Bereich deren Verbindungszonen mit zusätzlichen Klebeschichten zu versehen, die bei dem erfindungsgemäßen Halbzeug 1 in der Verbindungszone A gerade nicht vorhanden sind.
Die thermoplastische Trägerschicht 2 und die Deckschicht 3 aus thermoplastischen Elastomer werden bei der Extrusion auf an sich bekannten Bearbeitungsanlagen als parallele Lagen zusammengeführt und im Bereich der sich berührenden Oberflächen wird dabei die Verbindungszone A mit der stoffschlüssigen Haftung erreicht. Es hat sich gezeigt, daß diese TPE-Einheit durch ein Tafelbahn- oder Flachfolienextrusionsverfahren herstellbar ist. Tafelbahnextruderanlagen bestehen üblicherweise aus einem oder mehreren Extruder(n) mit Breitschlitzwerkzeug, einem Glättwalzwerk, einer Luftkühlstrecke, einem Walzenabzug, einer Schlagschere oder Trennsäge und einem Stapeltisch. Bei der Flachfolienextrusion wird die Kunststoffschmelze auf stark gekühlte Walzen extrudiert und über mehrere Führungswalzen einer Aufwicklung zugeführt, so daß dieses Verfahren im wesentlichen auf die Folienherstellung begrenzt ist.
Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt ein Halbzeug 1', wobei dessen thermoplastische Trägerschicht 2 beidseitig mit dem thermoplastischen Elastomer in Form der Deckschichten 3 und 3' versehen ist. Es versteht sich, daß dabei auch zwei Verbindungszonen A und A' gebildet sind.
Das Halbzeug 1' kann für kundenspezifisch unterschiedliche Anforderungen jeweilige TPE-Lagen aufweisen, die jeweils unterschiedliche Zusammensetzung und damit variierende Eigenschaften an einem beispielsweise umgeformten Endprodukt bewirken.
Durch entsprechende Zusatzstoffe kann beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit, das antistatische Verhalten, die Entflammbarkeit, die UV-Stabilität und/oder das Temperaturverhalten an kundenspezifisch unterschiedliche Anforderungen angepaßt werden. Durch eine Zugabe von Farbstoffen ist auch eine volle Einfärbbarkeit der Schichten 2, 3, 3' des Halbzeugs 1, 1' möglich, wobei durch unterschiedliche Anteile der zugegebenen Farbstoffe und/oder variierende Farbtöne eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten besteht.
In einer weiteren denkbaren Ausführungsform können im Bereich der thermoplastischen Trägerschicht 2 mehrere Lagen (nicht dargestellt) vorgesehen sein, wobei an zumindest einer dieser oberseitigen oder unterseitigen Schichten die zumindest eine Deckschicht 3 bzw. 3' aus thermoplastischem Elastomer vorgesehen ist. Auch eine Ausbildung der TPE-Deckschicht aus einem mehrlagigen thermoplastischen Elastomer ist denkbar (nicht dargestellt).
Für die thermoplastische Elastomer-Deckschicht 3, 3' ist eine Anwendung von Olefin, Styrol und/oder Urethan vorgesehen. Insbesondere ist das Elastomer ein Styrol- Copolymer. Für weitere Anwendungsfälle ist die Deckschicht 3, 3' aus einem Amid oder Ester enthaltenden Elastomer gebildet.
Für die wechselnden Anwendungsgebiete der Halbzeuge 1, 1' bzw. der daraus gefertigten Endprodukte sind im Bereich der thermoplastischen Deckschicht 3, 3' Elastomere mit unterschiedlichen Belastungseigenschaften erforderlich, wobei durch entsprechende Zusatzstoffe die chemischen, physikalischen und/oder optischen Eigenschaften dieser TPE-Deckschicht 3, 3' veränderbar ist/sind.
Für die in Fig. 1 und 2 dargestellte Trägerschicht 2 ist als Thermoplast insbesondere ein Polystyrol vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform der thermoplastischen Trägerschicht besteht diese aus einem Styrol enthaltenden Copolymer (ABS, ASA).
Die Trägerschicht 2 kann in zweckmäßiger Ausführung auch Polyethylen und/oder Polypropylen enthalten und auch die Zugabe von Zusatzstoffen in die thermoplastische Trägerschicht 2 ist vorgesehen, so daß deren chemische, physikalische und/oder optische Eigenschaften entsprechend dem vorgesehenen Verwendungsfall optimal anpaßbar sind.
Für eine materialsparende Verarbeitung der im Halbzeug 1, 1' enthaltenen Substanzen ist denkbar, daß die Träger- und/oder Deckschicht(n) 2, 3, 3' teilweise oder vollständig aus einem Regenerat und/oder Recyclat geformt sind. Damit kann die insgesamt kostengünstige Herstellung der Halbzeuge 1, 1' noch verbessert werden.
Die Kunststoffplatte oder -folie mit der TPE-Deckschicht 3, 3' kann während oder unmittelbar nach dem Extrusionprozeß auf einer oder beiden Seiten so bearbeitet werden, daß Halbzeuge mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen und/oder markanten Profilformen erzeugt werden und mit diesen Strukturen die elastisch dämpfende und/oder rutschhemmenden Eigenschaften auch der Endprodukte verbessert sind. Denkbar sind dabei beispielsweise nutförmige, narbenförmige oder noppenförmige Strukturen, so daß auf der rutschhemmenden Deckschicht 3, 3' ungewollt auftretende Flüssigkeitsteile o. dgl. Fremdstoffe ohne Beeinflussung der Hafteigenschaften aufliegenden Stückgutes abgeleitet werden können. Als zweckmäßig hat sich dabei eine zusätzliche Oberflächenformung mittels Prägewalzen oder dgl. Umformwerkzeugen herausgestellt.
In Fig. 3 ist eine weitere denkbare Ausführungsform des Halbzeuges 1" dargestellt, wobei dieses aus einer einlagigen Kunststoffplatte oder -folie 3" besteht, die aus einer Mischung zumindest eines thermoplastischen Kunststoffs mit zumindest einem thermoplastischen Elastomer (TPE) gefertigt ist. Für eine praktische Anwendung hat es sich gezeigt, daß diese einlagige TPE-Kunststoffplatte 3" mit einer Mindestdicke von 0,1 mm zu extrudieren ist.
Für die Herstellung des Gemisches aus thermoplastischem Kunststoff und thermoplastischem Elastomer (TPE) hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, daß in der Mischung als thermoplastischer Kunststoff Polystyrol, ein Styrol enthaltendes Copolymer (ABS, ASA), Polyethylen und/oder Polyproylen eingebracht werden. Außerdem ist denkbar, daß in das zu extrudierende Gemisch jeweilige die chemischen, physikalischen und/oder optischen Eigenschaften des Halbzeuges 1" bestimmende Zusatzstoffe eingebracht werden.

Claims

1. Kunststoffplatte oder -folie, insbesondere in Form extrudierter Halbzeuge (1; 1'; 1"), die durch Trennen, Umformen o. dgl. Bearbeitung zu Endprodukten formbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug (1; 1') aus zumindest einer thermoplastischen Trägerschicht (2) und zumindest einer beim Extrudieren unmittelbar mit dieser verbundenen Deckschicht (3; 3') aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht.

2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Trägerschicht (2) und die Deckschicht (3, 3') aus thermoplastischem Elastomer bei der Extrusion als parallele Lagen zusammengeführt sind und diese im Bereich sich berührender Oberflächen eine Verbindungszone (A; A') mit stoffschlüssiger Haftung bilden.

3. Halbzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses (1; 1'; 1") durch ein Tafel- oder Flachfolienextrusionsverfahren gebildet ist.

4. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Trägerschicht (2) beidseitig (3, 3') mit dem thermoplastischen Elastomer (TPE) versehen ist.

5. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei thermoplastischen Elastomere (3, 3') auf der thermoplastischen Trägerschicht (2) jeweils unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen.

6. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Trägerschicht (2) mehrlagig ausgebildet ist und an zumindest einer der äußeren Schichten die zumindest eine Deckschicht (3, 3') aus thermoplastischem Elastomer vorgesehen ist.

7. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (3, 3') aus thermoplastischem Elastomer mehrlagig ausgebildet ist.

8. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, durch gekennzeichnet, daß als thermoplastische Deckschicht (3, 3') ein Olefin, Styrol und/oder Urethan enthaltendes Elastomer vorgesehen ist.

9. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Styrol-Copolymer ist.

10. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (3, 3') aus einem Amid oder Ester enthaltenden Elastomer gebildet ist.

11. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer (TPE) mit dessen chemische, physikalische und/oder optische Eigenschaften verändernden Zusatzstoffen versehen ist.

12. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der als Trägerschicht (2) vorgesehene Thermoplast ein Polystyrol ist.

13. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Trägerschicht (2) ein Styrol enthaltender Copolymer (ABS, ASA) ist.

14. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (2) Polyethylen und/oder Polypropylen enthält.

15. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Trägerschicht (2) mit dessen chemische, physikalische und/oder optische Eigenschaften verändernden Zusatzstoffen versehen ist.

16. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger- und/oder Deckschicht(en) (2; 3; 3') zumindest teilweise aus Regenerat und/oder Recyclat bestehen.

17. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffplatte oder -folie während des Extrusionsprozesses auf einer oder beiden Seiten in ihrer Oberflächenstruktur und/oder -form veränderbar ist.

18. Halbzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß dieses durch Prägewalzen bearbeitet ist.

19. Halbzeug in Form von Kunststoffplatten oder -folien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einlagige Kunststoffplatte oder -folie (1") aus einer Mischung zumindest eines thermoplastischen Kunststoffes mit einem thermoplastischen Elastomer (TPE) extrudiert ist.

20. Halbzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung als der thermoplastische Kunststoff insbesondere Polystyrol, ein Styrol enthaltendes Copolymer (ABS, ASA), Polyethylen und/oder Polypropylen vorgesehen sind.

21. Halbzeug nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung mit dessen chemische, physikalische und/oder optische Eigenschaften bestimmenden Zusatzstoffen versehen ist.