DE19927346A1

DE19927346A1 - Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formteils

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Publication number: DE19927346A1
Application number: DE19927346A
Authority: DE
Inventors: Klaus Mueller; Klaus Klemm
Original assignee: Targor GmbH
Current assignee: Basell Polyolefine GmbH
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-21
Also published as: EP1060861A1; PL340817A1; US6627029B1; ES2238218T3; SK285237B6; TR200001738A2; JP2001010007A; ATE289251T1; DE50009530D1; EP1060861B1; SK8202000A3; TR200001738A3

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formteils aus einem Schichtverbundmaterial, enthaltend einen Träger aus einem thermoplastischen Polymeren, eine darauf angeordnete Zwischenlage und eine auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht, wobei die Zwischenlage und die auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht in einem Werkzeug durch eine thermische Behandlung mit dem Träger verbunden werden und ferner vor oder während der thermischen Behandlung im Werkzeug noch dreidimensional verformt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formteils aus einem Schichtverbundmate rial enthaltend einen Träger aus einem thermoplastischen Polyme ren, eine darauf angeordnete Zwischenlage und eine auf der Zwi schenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht.

Die bisher bekannten Schichtverbundmaterialien, welche ins besondere in der Möbel- oder in der Haushaltsgeräteindustrie ein gesetzt werden, bestehen im wesentlichen aus einer Trägerschicht aus Holz oder Holzfasern oder aus unter Harzzusatz verpreßten Einzelpapieren, auf die unter Einwirkung von Hitze und Druck De korschichten sowie weitere hitzegehärtete Schichten, sogenannte Overlays, aufgebracht werden. Die dabei verwendeten Dekorschich ten weisen häufig Holz-, Metall- oder Marmormaserungen auf. Die Dekorschichten werden in vielen Fällen zusammen mit den auf ihnen aufgebrachten hitzegehärteten Schichten als sogenannte Laminate eingesetzt.

Derartige Schichtverbundmaterialien weisen indes den Nachteil auf, daß sie eine gewisse Empfindlichkeit gegenüber von den Rän dern her in die Kernschicht eindringender Feuchtigkeit aufweisen, weil sowohl Holz, als auch Holzfasern oder Einzelpapiere unter dem Einfluß von Feuchtigkeit zum Aufquellen neigen. Weiterhin lassen sich derartige Schichtverbundmaterialien nur mit relativ hohem Aufwand verformen.

Für zahlreiche industrielle Anwendungen, beispielsweise in der Automobil- oder Elektroindustrie benötigt man als Oberflächenma terialien Werkstoffe, die einerseits eine hohe Druck- und Kratz festigkeit und andererseits eine relativ hohe Temperatur beständigkeit aufweisen und sich darüber hinaus gut dekorativ ausgestalten lassen sollten.

In der Möbelherstellung werden schon seit längerem Oberflächenma terialien eingesetzt, wobei mehrere Schichten, u. a. eine Träger schicht, eine Dekorschicht und eine darauf aufliegende hitzege härtete Schicht, mit Hilfe von weiteren Verbundschichten, beispielsweise aus Papier oder aus Klebefolien, ein dekoratives Schichtverbundmaterial ergeben. Ein derartiges Schichtverbundma terial ist jedoch sehr aufwendig herzustellen, weist oft einen hohen Formaldehydanteil auf und zeigt ein ungünstiges Quellver halten.

Aus der DE-A 197 22 339 ist ein Schichtverbundmaterial bekannt, welches eine Trägerschicht aus Polypropylen, eine darauf angeord nete Dekorschicht und eine auf der Dekorschicht aufgebrachte hit zegehärtete Schicht enthält. Weiterhin beschreibt die ältere Anmeldung DE-A 198 58 173 ein Schichtverbundmaterial aus einer Trägerschicht verschiedener anderer thermoplastischer Polymerer, wie zum Beispiel aus bestimmten Copolymeren des Styrols oder aus Polyoxymethylen bzw. aus Polybutylenterephthalat, sowie einer darauf aufgebrachten Dekorschicht und einer auf dieser aufliegen den hitzegehärteten Schicht. Derartige Schichtverbundmaterialien mit einer Trägerschicht aus thermoplastischen Polymeren zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Schichtverbundmaterialien mit Trägerschichten aus Holz, Holzfasern oder Papier u. a. durch eine hohe Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, bessere mechani sche Festigkeit und eine leichtere Verarbeitbarkeit aus. Aufgrund einer gewissen Steifigkeit und Sprödigkeit der einzelnen polyme ren Schichten zeigen aber auch die aus der DE-A 197 22 339 und der DE-A 198 58 173 bekannten Schichtverbundmaterialien noch ge wisse Nachteile beim Verarbeiten und Verformen, insbesondere beim dreidimensionalen Verformen zu Bauteilen für den Automobil-, den Haushalts- oder den Elektrobereich, vor allem bei der Herstellung von dreidimensionalen Formteilen. Bei einer dreidimensionalen Verformung ist eine hohe Flexibilität und leichte Verarbeitbar keit des Formteils von besonderer Bedeutung.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den geschilderten Nachteilen abzuhelfen und ein Verfahren zur Her stellung eines dreidimensionalen Formteils aus einem Schichtver bundmaterial zu entwickeln, das einfach durchzuführen ist, belie big ausstaltbare Formteile liefert und ohne großen Aufwand auf kostengünstige Weise in üblichen Werkzeugen durchgeführt werden kann. Weiterhin erstreckte sich die Aufgabe auch darauf, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung dreidimensionaler Formteile ermöglicht, die gegenüber chemischer, mechanischer oder thermischer Beschädigung unempfindlich sind und eine hohe Kratz festigkeit und Druckfestigkeit aufweisen.

Demgemäß wurde ein neues Verfahren zur Herstellung eines dreidi mensionalen Formteils aus einem Schichtverbundmaterial entwic kelt, wobei das Schichtverbundmaterial einen Träger aus einem thermoplastischen Polymeren, eine darauf angeordnete Zwischenlage und eine auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht enthält, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zwischenlage und die auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht in einem Werkzeug durch eine thermische Behandlung mit dem Träger verbunden werden und ferner vor oder während der thermischen Be handlung im Werkzeug noch dreidimensional verformt werden.

Das im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schichtverbundma terial kann auch auf beiden Seiten des Trägers aus dem thermoplastischen Polymeren, eine darauf angeordnete Zwischenlage und eine auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht enthalten, wodurch eine sandwichartige Struktur mit dem Träger in der Mitte entsteht.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise abge wandelt werden, daß das Schichtverbundmaterial zwischen der Zwi schenlage und der hitzegehärteten Schicht noch eine auf der Zwi schenlage angeordnete Dekorschicht enthält, die zusammen mit der Zwischenlage und der hitzegehärteten Schicht in einem Werkzeug durch eine thermische Behandlung mit dem Träger verbunden wird und ferner vor oder während der thermischen Behandlung im Werk zeug noch dreidimensional verformt wird.

Das Material des Trägers kann 1 bis 60, vorzugsweise 5 bis 50, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge wicht des Trägers, an verstärkenden Füllstoffen enthalten, wie zum Beispiel Bariumsulfat, Magnesiumhydroxyd, Talkum mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 0,1 bis 10 µm, gemessen nach DIN 66 115, Holz, Flachs, Kreide, Glasfasern, beschichtete Glas fasern, Lang- oder Kurzglasfasern, Glaskugeln oder Mischungen von diesen. Außerdem kann man dem Material des Trägers noch die übli chen Zusatzstoffe wie Licht-, UV- und Wärmestabilisatoren, Pig mente, Ruße, Gleitmittel, Flammschutzmittel, Treibmittel und der gleichen in den üblichen und erforderlichen Mengen hinzufügen.

Als thermoplastische Polymere, die den Träger bilden kommen u. a. Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polysulfone, Poly etherketone, Polyester, Polycycloolefine, Polyacrylate und Poly methacrylate, Polyamide, Polycarbonat, Polyurethane, Polyacetale wie zum Beispiel Polyoxymethylen, Polybutylenterephthalate und Polystyrole in Betracht. Dabei sind sowohl Homopolymere als auch Copolymere dieser thermoplastischen Polymere verwendbar. Vorzugs weise besteht der Träger neben den verstärkenden Füllstoffen noch aus Polypropylen, Polyoxymethylen, Polybutylenterephthalat oder aus Polystyrol, insbesondere aus Copolymeren des Styrols mit un tergeordneten Anteilen an einem oder mehreren Comonomeren wie zum Beispiel Butadien, α-Methylstyrol, Acrylnitril, Vinylcarbazol so wie Estern der Acryl-, Methacryl- oder Itaconsäure. Der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Träger kann auch Rezy klate aus diesen thermoplastischen Polymeren enthalten.

Unter der Bezeichnung Polyoxymethylen sollen dabei Homo- und Copolymere von Aldehyden, beispielsweise von Formaldehyd, und von cyclischen Acetalen verstanden werden, die wiederkehrende Kohlen stoff-Sauerstoff-Bindungen im Molekül enthalten und eine Schmelz flußrate (MFR), nach ISO 1133, bei 230% und unter einem Gewicht von 2,16 kg, von 5 bis 40 g/10 min., insbesondere von 5 bis 30 g/10 min. aufweisen.

Das bevorzugt verwendete Polybutylenterephthalat ist ein höher molekulares Veresterungsprodukt von Terephthalsäure mit Butylen glykol und eine Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, von 5 bis 50 g/10 min., ins besondere von 5 bis 30 g/10 min.

Als Copolymere des Styrols kommen insbesondere Copolymere mit bis zu 45 Gew.-%, vorzugsweise mit bis zu 20 Gew.-% an einpolymeri siertem Acrylnitril in Betracht. Derartige Copolymere aus Styrol und Acrylnitril (SAN) weisen eine Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, von 1 bis 25 g/10 min., insbesondere von 4 bis 20 g/10 min. auf.

Weitere ebenfalls bevorzugt eingesetzte Copolymere des Styrols enthalten bis zu 35 Gew.-%, insbesondere bis zu 20 Gew.-% ein polymerisiertes Acrylnitril und bis zu 35 Gew.-%, insbesondere bis zu 30 Gew.-% einpolymerisiertes Butadien. Die Schmelzflußrate derartiger Copolymere aus Styrol, Acrylnitril und Butadien (ABS), nach ISO 1133, bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, liegt im Bereich von 1 bis 40 g/10 min., insbesondere im Bereich von 2 bis 30 g/10 min.

Als Materialien für den Träger werden insbesondere auch Poly olefine wie Polyethylen oder Polypropylen eingesetzt, wobei letz teres bevorzugt verwendet wird. Unter der Bezeichnung Poly propylen sollen dabei sowohl Homo- als auch Copolymere des Propy lens verstanden werden. Copolymere des Propylens enthalten in un tergeordneten 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. Es können auch zwei oder mehr verschie dene Comonomere verwendet werden.

Besonders geeignete Träger sind u. a. Homopolymere des Propylens oder Copolymere des Propylens mit bis zu 50 Gew.-% einpolymeri sierter 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 stati stisch 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.-%, be vorzugt bis zu 6 Gew.-%, anderer Alk-1-ene mit bis zu 8 C-Atomen herstellt und dann in der zweiten Stufe ein Propylen-Ethylen-Co polymer mit Ethylengehalten von 15 bis 80 Gew.-%, wobei das Pro pylen-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.

Die Polymerisation zur Herstellung von Polypropylen kann mittels eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems erfolgen. Dabei werden insbesondere solche Katalysatorsysteme verwendet, die neben einer titanhaltigen Feststoffkomponente a) noch Cokatalysatoren in Form von organischen Aluminiumverbindungen b) und Elektronendonor verbindungen c) aufweisen.

Es können aber auch Katalysatorsysteme auf der Basis von Metallo cenverbindungen bzw. auf der Basis von polymerisationsaktiven Metallkomplexen eingesetzt werden.

Im speziellen enthalten übliche Ziegler-Natta-Katalysatorsysteme eine titanhaltige Feststoffkomponente u. a. Halogenide oder Alko hole des drei- oder vierwertigen Titans, ferner eine halogen haltige Magnesiumverbindung, anorganische Oxide wie zum Beispiel Kieselgel als Träger sowie Elektronendonorverbindungen. Als sol che 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 Trialkylaluminium verbindungen verwendet, deren Alkylgruppen jeweils 1 bis 8 C- Atome aufweisen, beispielsweise Trimethylaluminium, Triethylalu minium, Tri-iso-butylaluminium, Trioctylaluminium oder Methyldi ethylaluminium 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) einge setzten Elektronendonorverbindungen sein können.

Anstelle von Ziegler-Natta-Katalysatorsysteme können auch Metallocenverbindungen bzw. polymerisationsaktive Metallkomplexe zur Herstellung von Polypropylen verwendet werden.

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 Ein satz zur Herstellung von Polypropylen liegen die Metallocenkom plexe 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 Poly olefine 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 n-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 entspre chenden 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 Cyclopentadienylgrup pen 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 cycli schen Gruppen auch in einem heteroaromatischen System integriert sein können.

Bevorzugte Metallocene sind auch solche, die nur eine substituierte oder unsubstituierte Cyclopentadienylgruppe enthal ten, 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'-methyl phenyl)-indenyl)-zirkoniumdichlorid
Dimethylsilandiyl(2-methyl-4-thiapentalen)(2-ethyl-4(4'-tert.bu tylphenyl)-indenyl)-zirkoniumdichlorid
Ethandiyl(2-ethyl-4-azapentalen)(2-ethyl-4(4'-tert.butylphe nyl)-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)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-isepropylindenyl)zirkonium dichlorid oder
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)zirkonium dichlorid 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 metalloce niumionenbildende 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(pentafluoro phenyl)borat oder Salze des N,N-Dimethylaniliniums. Ebenfalls ge eignet als metalloceniumionenbildende Verbindungen sind offenket tige oder cyclische Alumoxanverbindungen. Diese werden üblicher weise durch Umsetzung von Trialkylaluminium mit Wasser herge stellt und liegen in der Regel als Gemische unterschiedlich langer, sowohl linearer als auch cyclischer Kettenmoleküle vor.

Darüber hinaus können die Metallocen-Katalysatorsysteme metallor ganische Verbindungen der Metalle der I., II. oder III. Haupt gruppe des Periodensystems enthalten wie n-Butyl-Lithium, n-Bu tyl-n-octyl-Magnesium oder Tri-iso-butylaluminium, Triethyl aluminium oder Trimethylaluminium.

Die Herstellung der für den Träger 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 üb lichen, für die Polymerisation von C₂-C₈-Alk-1-enen verwendeten Reaktoren eingesetzt werden. Geeignete Reaktoren sind u. a. konti nuierlich betriebene Rührkessel, Schleifenreaktoren oder Wirbel bettreaktoren. Die Größe der Reaktoren ist für das erfindungsge mäße 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 hori zontal oder vertikal gerührte Pulverbettreaktoren verwendet. Das Reaktionsbett besteht im erfindungsgemäßen Verfahren im allgemei nen aus dem Polymerisat aus C₂-C₈-Alk-1-enen, das im jeweiligen Reaktor polymerisiert wird.

Die Polymerisation zur Herstellung der als Träger verwendeten Polypropylene wird unter üblichen Reaktionsbedingungen bei Tempe raturen von 40 bis 120°C, insbesondere von 50 bis 100°C und Drüc ken von 10 bis 100 bar, insbesondere von 20 bis 50 bar vorgenom men.

Die als Träger eingesetzten Polypropylene weisen in der Regel eine Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, von 0,1 bis 200 g/10 min., insbesondere von 0,2 bis 100 g/10 min., bei 230°C und unter einem Gewicht von 2,16 kg, auf.

Als Träger können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Blends, d. h. Mischungen unterschiedlicher thermoplastischer Poly merer verwendet werden, beispielsweise Blends aus einem Copolymeren des Styrols mit Acrylnitril und einem Copolymeren aus Butadien und Acrylnitril.

Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Schichtverbundma terial kann als Zwischenlage einen thermoplastischen Kunststoff als Verbundmaterial enthalten, vorzugsweise aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff wie der Träger. Die Zwischenlage liegt insbesondere als dünne Folie oder aber als dünnes Vlies mit einer Dicke von 0,001 bis 1,0 mm, insbesondere von 0,005 bis 0,3 mm vor. Als Materialien für die Zwischenlage kommen insbesondere Papier, Polypropylen und Polyethylen, Polymere des Styrols, Poly oxymethylen oder Polybutylenterephthalat in Frage.

Bevorzugt wird als Zwischenlage auch ein mit Harz getränktes Vlies, Gewebe oder eine mit Harz getränkte Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff verwendet. Als Harze finden hierfür insbesondere Acrylatharze, Phenolharze, Harnstoffharze oder Mela minharze Verwendung. Der Grad der Beharzung kann dabei bis zu 300% betragen, was bedeutet, daß praktisch die gesamte Ober fläche der Zwischenlage mehrfach mit Harz bedeckt ist. Vorzugs weise liegt der Grad der Beharzung bei 50 bis 150%, insbesondere bei 70 bis 120%. Das Gewicht der Zwischenlage pro m² liegt im Be reich von 15 bis 110 g, insbesondere im Bereich von 30 bis 60 g.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner ein solches Schicht verbundmaterial hergestellt werden, das zwischen der Zwischenlage und der hitzegehärteten Schicht noch eine auf der Zwischenlage angeordnete Dekorschicht aufweist.

Die Dekorschicht kann aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das eine Prägung oder eine Färbung oder beides in Kombination auf weist, beispielsweise in Form eines Fertiglaminates. Die Dekor schicht kann aber auch aus Papier oder aus einem Gewebe oder ei nem papierähnlichen oder gewebeähnlichen oder holzähnlichen oder metallähnlichen oder lederähnlichen oder seidenähnlichen Material aufgebaut sein. Beispiele hierfür wären Dekorschichten aus einem aluminiumartigen Material oder aus einem edelstahlartigen Mate rial oder aber aus leder-, seiden-, holz-, kork- oder linoleumar tigen Material. Die Dekorschicht kann ebenfalls mit Phenol-, Acrylat-, Harnstoff- oder Melaminharzen beharzt sein, wobei der Grad der Beharzung bei 50 bis 300%, insbesondere bei 100 bis 300%, bezogen auf das Gewicht der Dekorschicht liegen kann. Das Gewicht der Dekorschicht liegt üblicherweise im Bereich von 10 bis 200 g pro m², insbesondere im Bereich von 30 bis 150 g pro m² und besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 130 g pro m².

Die auf der Dekorschicht angeordnete hitzegehärtete Schicht (Overlay) besteht vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunst stoffmaterial, beispielsweise aus einem mit Phenolharz, Acry latharz, Melaminharz oder Harnstoffharz getränktem Papier, das durch Druck- oder Hitzeeinwirkung während der Herstellung des Schichtverbundmaterials vernetzt wird. Das Gewicht der hitzege härteten Schicht (Overlay) liegt üblicherweise im Bereich von 10 bis 300 g pro m², insbesondere im Bereich von 15 bis 150 g pro m² und besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 70 g pro m².

Es ist auch möglich, ein Fertiglaminat auf den Träger aufzubrin gen, welches aus der Zwischenlage und bzw. oder der Dekorschicht und aus dem Overlay besteht. Derartige Fertiglaminate sind als solche bekannt und u. a. von der Firma Melaplast in Schweinfurt, Deutschland erhältlich.

Die Gesamtdicke des im erfindungsgemäßen Verfahren dreidimensio nal verformten Schichtverbundmaterials kann im Bereich von 1 mm bis 100 mm liegen, vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 20 mm, insbesondere im Bereich von 1,5 bis 10 mm, wobei auf den Träger wenigstens 80%, vorzugsweise wenigstens 90% der Gesamtdicke entfallen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, daß die Zwi schenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die hitzegehärtete Schicht, in einem Werkzeug durch eine thermische Behandlung mit dem Träger verbunden werden und ferner vor oder während der ther mischen Behandlung im Werkzeug noch dreidimensional verformt wer den. Dabei können die Zwischenlage, die hitzegehärtete Schicht, sowie gegebenenfalls die Dekorschicht sowohl getrennt als Einzel folie als auch zusammen in Form eines Fertiglaminats in das Werk zeug eingeführt werden. Die thermische Behandlung im Werkzeug er folgt vorzugsweise beim Temperaturen von 150 bis 300°C, ins besondere bei Temperaturen von 160 bis 280°C und besonders bevor zugt bei Temperaturen von 160 bis 260°C. Auf diese Weise ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein dreidimensiona les Formteil herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zu einem in der Weise abge wandelt werden, daß die Zwischenlage und die auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht, sowie gegebenenfalls die De korschicht, vor der thermischen Behandlung im Werkzeug in einem vorangegangenem Arbeitsgang dreidimensional verformt werden. Dies kann u. a. dadurch geschehen, daß in einem zweiten Werkzeug bzw. einer Form mit Hilfe einer Wärmequelle, beispielsweise einem Flä chenwärmer oder einem Hilfswerkzeug, die einzelnen Schichten dreidimensional vorgeformt werden. Ein solches dreidimensionales Vorformen (post forming) wird üblicherweise bei Temperaturen von wenigstens 150°C, vorzugsweise von wenigstens 170°C und ins besondere von wenigstens 180°C durchgeführt. Die auf diese Weise vorgeformte Zwischenlage, die darauf aufgebrachte hitzegehärtete Schicht sowie gegebenenfalls die Dekorschicht werden dann an schließend in einem weiteren Werkzeug durch eine thermische Be handlung mit dem Träger verbunden.

Zum anderen kann das dreidimensionale Verformen der Zwischenlage, der auf dieser aufgebrachten hitzegehärteten Schicht, sowie gege benenfalls der zwischen diesen beiden Schichten liegenden Dekor schicht, auch während der thermischen Behandlung im Werkzeug er folgen. Hierbei wird durch die im Werkzeug herrschenden Prozess parameter, wie Druck und Temperatur beim Füllen des Werkzeugs mit der Schmelze des thermoplastischen Polymeren, eine dreidimensio nale Verformung der einzelnen Schichten bzw. Lagen oder aber des Fertiglaminats erreicht.

Das Verbinden der Zwischenlage, der hitzegehärteten Schicht sowie gegebenenfalls der Dekorschicht mit dem Träger erfolgt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch übliche Verarbeitungsverfahren in der Kunststoffindustrie, beispielsweise durch Spritzgießen, durch Extrusion oder aber durch thermisches Verpressen der ein zelnen Schichten oder durch ein thermisches Blasverfahren.

Als Werkzeuge können im erfindungsgemäßen Verfahren die in der Kunststofftechnik üblichen Apparaturen verwendet werden, beispielsweise Spritzgußkammern oder Spritzgußwerkzeuge für das Spritzgießen, Kalanderwalzen oder Prägerwalzen oder Profilwerk zeuge für die Extrusion oder aber Tiefziehwerkzeuge oder Thermo formwerkzeuge für das thermische Verpressen, bzw. Backenwerkzeuge bzw. Backenformen für das thermische Blasverfahren.

Beim Spritzgießen werden die einzelnen Schichten, also die Zwi schenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die hitzegehärtete Schicht (die beiden letzten Schichten auch zusammen als Fertigla minat) entweder direkt über ein Tiefziehverfahren dreidimensional vorgeformt und anschließend in einem Spritzgußwerkzeug mit dem thermoplastischen Polymeren, welches den Träger bildet, hinter spritzt, oder aber direkt erst im Spritzgußwerkzeug miteinander dreidimensional verformt und mit dem thermoplastischen Polymeren hinterspritzt. Dies kann sowohl einseitig als auch beidseitig ge schehen, wobei im letzteren Fall die Zwischenlage und die hitze gehärtete Schicht sowie gegebenenfalls die Dekorschicht auf bei den Seiten des Trägers angeordnet sind. Das thermoplastische Po lymere des Trägers wird zunächst auf eine Temperatur von wenig stens 150°C, insbesondere von wenigstens 180°C erhitzt und dann unter einem Druck von wenigstens 20 N/cm², vorzugsweise von wenig stens 30 N/cm² in das Spritzgußwerkzeug eingebracht. Der Spritz gußvorgang erfolgt üblicherweise bei Temperaturen von 150 bis 300°C, insbesondere von 180 bis 280°C und Drücken von 20 bis 200 N/cm², insbesondere von 50 bis 100 N/cm². Durch die im Spritz gußwerkzeug auftretenden Temperaturen und Drücke erreicht man nicht nur eine sehr gute Verbindung der Zwischenlage sowie gege benenfalls der Dekorschicht mit dem thermoplastischen Träger, sondern auch eine weitere Aushärtung des Schichtverbundmaterials, welches dann als dreidimensionales Formteil vorliegt. Unter Bei behaltung eines Nachdrucks von wenigstens 10 N/cm, insbesondere von wenigstens 50 N/cm² wird dann das Werkzeug 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 ab gekühlt und das erhaltene dreidimensionale Formteil anschließend aus dem Spritzgußwerkzeug nach dem Zuschnitt entnommen.

Zur dreidimensionalen Vorformung der einzelnen Schichten können übliche thermische Verformungsverfahren der Kunststofftechnik Verwendung finden, beispielsweise das Thermoformen oder aber das Tiefziehverfahren. Beim Tiefziehverfahren werden die dreidimen sional zu verformenden Schichten über ein Tiefziehwerkzeug gezo gen, 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 An wärmdauer 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 hochkom mende Tiefziehwerkzeug gezogen. Auf diese Weise erhält man drei dimensional verformte Schichten.

Beim Extrusionsverfahren ist es möglich, die Zwischenlage, die hitzegehärtete Schicht sowie gegebenenfalls die Dekorschicht ent weder als einzelne Folien oder aber zusammen als Fertiglaminat 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 Breit schlitzdüsenwerkzeug einzubringen. Weiterhin können die Zwischen lage, die hitzegehärtete Schicht sowie gegebenenfalls die Dekor schicht über temperierte Kalander- oder Prägewalzen dem thermo plastischen Kunststoff des Trägers einseitig oder beidseitig zu geführt werden (sogenanntes Kaschieren) und auf diese Weise mit einander verbunden werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das dreidimensionale Verformen der einzelnen Schichten auch in nerhalb des Werkzeuges, d. h. der Kalander- oder Prägewalzen er folgen. 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 Ver weilzeiten betragen dabei 0,1 bis 10 Minuten, insbesondere 0,2 bis 5 Minuten. Auf diese Weise erreicht man eine sehr gute Haf tung der einzelnen Schichten untereinander. Das erhaltene dreidi mensionale Formteil weist ferner gute Oberflächeneigenschaften auf. Unter Beibehaltung eines Anpreßdrucks der Kalander- oder Prägewalzen von wenigstens 50 N/cm², insbesondere von wenigstens 70 N/cm² wird dann das Werkzeug innerhalb einer Zeit von wenig stens 0,2 Minuten, insbesondere innerhalb einer Zeit von wenig stens 2,0 Minuten auf eine Temperatur von bis zu 20°C, vorzugs weise von bis zu 30°C abgekühlt und das so erhaltene dreidimensio nale Formteil nach dem Zuschnitt entnommen.

Eine Variante des Extrusionsverfahren ist das sogenannte Profil extrusionsverfahren, bei dem die einzelnen Schichten des Schicht verbundmaterials, insbesondere die Zwischenlage über eine Kali brierung dreidimensional so verformt werden, daß diese anschlie ßend dem eigentlichen Profil, d. h. dem Träger aus thermoplasti schem Kunststoff, direkt zugeführt werden kann.

Weiterhin ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zur Her stellung eines dreidimensionalen Schichtverbundmaterials in der Weise durchzuführen, daß die einzelnen Schichten thermisch ver preßt werden, wobei die dreidimensionale Verformung entweder vorab über ein vorgeschaltetes Tiefziehverfahren oder aber direkt in der Presse erfolgen kann. Dabei gibt man ein thermoplastisches Kunststoffgranulat direkt auf einen Laminatverbund aus der Zwi schenlage, gegebenenfalls der Dekorschicht und der hitzegehärte ten Schicht und verpreßt dieses miteinander bei Temperaturen von 150 bis 300°C, insbesondere von 160 bis 250°C und besonders bevor zugt von 180 bis 240°C, Drücken von 20 bis 200 N/cm², insbesondere von 40 bis 120 N/cm² und besonders bevorzugt von 50 bis 100 N/cm² sowie Preßzeiten von 0,1 bis 10 Minuten, insbesondere von 0,2 bis 5 Minuten und besonders bevorzugt von 0,5 bis 2,5 Minuten.

Darüber hinaus ist es möglich, das Verbinden der Zwischenlage,, gegebenenfalls der Dekorschicht und der hitzegehärteten Schicht mit dem Träger sowie das dreidimensionale Verformen des dabei entstehenden Schichtverbundmaterials durch ein thermisches Blas verfahren durchzuführen. Dabei wird zunächst das thermoplastische Polymer des Trägers über einen Extruder und eine Ringdüse zu ei nem Schlauch geformt, danach zwischen eine Backenform einge bracht, in die zuvor die Zwischenlage, gegebenenfalls die Dekor schicht und die hitzegehärtete Schicht eingelegt wurden und die bei Temperaturen von 50 bis 100°C, insbesondere von 60 bis 90°C geschlossen wird. Nach Schließen der Backenform wird bei Tempera turen von 150 bis 300°C, bevorzugt von 150 bis 250°C und insbeson dere von 160 bis 200°C, Drücken von 20 bis 100 N/cm², insbesondere von 50 bis 80 N/cm² und Blaszeiten von 0,2 bis 5 Minuten, insbe sondere von 0,2 bis 2,0 Minuten und besonders bevorzugt von 0,3 bis 1,2 Minuten der thermoplastische Schlauch mit den eingelegten Schichten verbunden und zugleich dreidimensional verformt. Auch bei diesem Verfahren kann die dreidimensionale Verformung sowohl vor als auch während der thermischen Behandlung im Werkzeug er folgen.

Die auf diese Weise erhaltenen dreidimensionalen Formteile können auch an ihrer Oberfläche eingefärbt sein.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es u. a. möglich, ein dreidimensionales Formteil herzustellen, das eine hervorra gende Haftung der einzelnen Bestandteile miteinander, also der Zwischenlage, der hitzegehärteten Schicht, gegebenenfalls der De korschicht und des Trägers, aufweist. Das erfindungsgemäße Ver fahren ist technisch wenig aufwendig, liefert beliebig dreidimen sional ausstaltbare Formteile und kann ohne großen Aufwand in üb lichen Werkzeugen durchgeführt werden. Die dabei erhaltenen drei dimensionalen Formteile sind gegen chemische, mechanische und thermische Beschädigungen, wie sie beispielsweise durch Feuchtig keit, Chemikalien oder Zigarettenglut entstehen können, resi stent.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere bei der Herstellung solcher dreidimensionaler Formteile, bei denen eine dekorative Oberfläche mit besonderer Stabilität gegen chemische, mechanische und thermische Belastungen kombiniert werden soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung solcher dreidimensionaler Formteile einsetzbar, die in Möbeln, Fußbodenbelägen, Wandpaneelen, Haushaltsgeräten oder in der Elek tro-, Bau- oder der Automobilindustrie Verwendung finden.

In den nachfolgenden Beispielen soll die Erfindung noch näher er läutert werden. Im Rahmen der Ausführungsbeispiele wurden fol gende Meßmethoden angewandt:

- Das Verhalten gegenüber Wasserdampf wurde nach EN 438-2.24 bestimmt;
- die Abriebfestigkeit wurde nach EN 438-2.6 bei 6000 bis 10 000 U/min bestimmt;
- die Druckfestigkeit wurde durch Kugelfalltest nach EN 438 bei einer 8 mm Trägerplatte, Abdruckgröße: 5,5 mm, bestimmt;
- die Resistenz gegen Zigarettenglut wurde nach EN 438-2.18 be stimmt;
- die Chemikalienbeständigkeit wurde nach DIN 51958 bestimmt;
- die Kratzfestigkeit wurde nach ISO 1518 bestimmt;
- die Haftfestigkeit wurde bestimmt, indem mit einem Rasiermes ser kreuzförmig parallele Schnitte (Gitterschnitte) in die Oberfläche eines Formteils eingebracht wurden. Dann wurde ein Klebeband auf die mit den Schnitten versehende Oberfläche aufgepreßt und danach wurde das Klebeband im rechten Winkel kräftig von der Oberfläche abgezogen. Wenn mit dem Klebeband praktisch keine Segmente von der Oberfläche entfernt werden konnten, wurde die Haftfestigkeit mit "+" bezeichnet, wenn sich einzelne Segmente in einer Menge von bis zu 10% der Ge samtbelegung abziehen ließen, wurde das Ergebnis mit "±" be zeichnet, und wenn mehr als 10% der gesamten Oberfläche ab gezogen werden konnte wurde das Ergebnis mit "-" bezeichnet. Besonders gute Haftfestigkeiten wurden mit "++" bewertet.

Beispiel 1

Ein mit 40 Gew.-% Talkum verstärktes Propylenhomopolymer mit einer Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, von 15 g/10 min., bei 230°C und 2,16 kg, wurde auf eine Temperatur von 280°C erhitzt und unter einem Spritzdruck von 100 N/cm² in eine flache Spritzgußkam mer eingespritzt, in die vorher ein dreidimensional vorgeformtes Fertiglaminat auswerferseitig eingelegt war. Die dreidimensionale Vorformung erfolgte durch Tiefziehen in einem Tellerwerkzeug bei Temperaturen von 180°C, Drücken von 80 N/cm² und mittleren Ver weilzeiten von 0,5 Minuten. Das Fertiglaminat bestand aus einer Zwischenlage aus bedrucktem Papier und einer hitzegehärteten Schicht (Overlay) aus einem mit Melaminharz gehärtetem Polypropy lenvlies mit einem Gewicht von ca. 30 g pro m². Unter Aufrechter haltung eines Nachdrucks von 50 N/cm² wurde das Werkzeug innerhalb einer Zeitdauer von 1 Minute auf eine Temperatur von 30°C abge kühlt, dann wurde die Spritzgußkammer geöffnet und das entstan dene dreidimensionale Schichtverbundmaterial entnommen. Die Er gebnisse der Messungen an dem Schichtverbundmaterial sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

Beispiel 2

Das gleiche wie im Beispiel 1 verwendete, mit Talkum verstärkte Propylenhomopolymer wurde in einem Extruder auf eine Temperatur von 280°C erhitzt und anschließend bei einem Druck von 100 N/cm² in eine Breitschlitzdüse gebracht, in die vorher über Profilwal zen ein dreidimensional vorgeformtes Fertiglaminat zugeführt wurde.

Dabei wurde das gleiche Fertiglaminat eingesetzt, wie im Bei spiel 1 beschrieben. Die dreidimensionale Vorformung erfolgte hierbei durch Profilextrusion in einem Profilwerkzeug bei Tempe raturen von 180°C, Drücken von 100 N/cm² und mittleren Verweilzei ten von 0,2 Minuten.

Von der Breitschlitzdüse aus wurde das Propylenhomopolymer zusam men mit dem dreidimensional verformten Fertiglaminat über Kalan drierwalzen geführt, wo die Verbindung der einzelnen Schichten erfolgte. Unter Aufrechterhaltung eines Anpreßdruckes der Kalan drierwalzen (Werkzeug) von 50 N/cm² wurde diese innerhalb von 1 Minute auf eine Temperatur von 30°C abgekühlt, danach wurde das erhaltene dreidimensionale Schichtverbundmaterial nach dem Zu schnitt entnommen. Die Ergebnisse der Messungen des erhaltenen Schichtverbundmaterials sind in der nachfolgenden Tabelle angege ben.

Beispiel 3

Das gleiche wie im Beispiel 1 verwendete, mit Talkum verstärkte Propylenhomopolymer wurde als Granulat in ein thermisches Werk zeug eingeführt, welches aus zwei beheizten Werkzeughälften be stand, die jeweils ein spezielles dreidimensionales Profil auf wiesen und mit Hilfe geeigneter Druckvorrichtungen miteinander verpreßt wurden. Das Granulat des Propylenhomopolymers wurde da bei auf das gleiche dreidimensional verformte Fertiglaminat auf gebracht, das bereits im Beispiel 1 verwendet wurde. Das thermi sche Verpressen erfolgte bei einer Temperatur von 190°C, einem Druck von 50 N/cm² und einer Preßzeit von 0,5 Minuten. Dabei wurde das Granulat des Propylenhomopolymers thermisch mit dem Fertigla minat zu einem dreidimensionalen Schichtverbundmaterial verpreßt.

Nach dem Abkühlen des Preßwerkzeuges erhielt man ein dreidimen sionales Schichtverbundmaterial, welches die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Meßergebnisse aufwies.

Beispiel 4

Das Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen, mit dem gleichen Fertiglaminat und in der gleichen Spritzgußkammer wie derholt, wobei aber anstelle des mit Talkum verstärkten Propylen homopolymers jetzt ein unverstärktes Propylenhomopolymer mit ei ner Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, von 15 g/10 min., bei 230°C und 2,16 kg verwendet wurde.

Das dabei erhaltene dreidimensionale Schichtverbundmaterial wies Eigenschaften auf, die in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben sind.

Beispiel 5

Das Beispiel 2 wurde unter den gleichen Bedingungen, mit dem gleichen Fertiglaminat und mit den gleichen Kalandrierwalzen wie derholt, wobei aber anstelle des mit Talkum verstärktem Propylen homopolymer jetzt ein unverstärktes Propylenhomopolymer mit einer Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, von 15 g/10 min., bei 230°C und 2,16 kg verwendet wurde.

Beispiel 6

Das Beispiel 3 wurde unter den gleichen Bedingungen, mit dem gleichen Fertiglaminat und mit dem gleichen thermischen Preßwerk zeug wiederholt, wobei aber anstelle des mit Talkum verstärkten Propylenhomopolymers jetzt ein unverstärktes Propylenhomopolymer mit einem Schmelzflußindex (MFR), nach ISO 1133, von 15 g/10 min., bei 230°C und 2,16 kg verwendet wurde.

Beispiel 7

Das Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen, mit dem gleichen Fertiglaminat und in der gleichen Spritzgußkammer wie derholt, wobei aber jetzt ein recycliertes Propylenhomopolymer verwendet wurde, das mit 30 Gew.-% Talkum verstärkt war und eine Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133, von 15 g/10 min., bei 230°C und 2,16 kg, aufwies.

Beispiel 8

Das Beispiel 1 wurde mit dem gleichen, mit Talkum verstärkten Propylenhomopolymer, dem gleichen Fertiglaminat und in der glei chen Spritzgußkammer wiederholt, wobei aber die dreidimensionale Verformung nicht vor, sondern während der thermischen Behandlung in der Spritzgußkammer erfolgte. Dies geschah bei Temperaturen von 190°C, Drücken von 80 N/cm² und mittleren Verweilzeiten von 0,2 Minuten durch Direktverformung.

Vergleichsbeispiel A

Das Beispiel 1 wurde mit dem gleichen, mit Talkum verstärkten Propylenhomopolymer, dem gleichen Fertiglaminat und in der glei chen Spritzgußkammer wiederholt, wobei aber das Fertiglaminat we der vor, noch während der thermischen Behandlung in der Spritz gußkammer dreidimensional verformt wurde.

Das dabei erhaltene Schichtverbundmaterial konnte nicht als Form teil ausgestaltet werden, da es dreidimensional nicht verformbar war.

Vergleichsbeispiel B

Eine handelsübliche Arbeitsplatte bestehend aus einem Träger in Form einer Holzplatte und einem darauf aufgebrachten Fertiglami nat wurde analog wie das Beispiel 1 vermessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.

Beispiel 9

Ein unverstärktes Propylenhomopolymer mit einer Schmelzflußrate (MFR), nach ISO 1133 von 3,0 g/10 min., bei 230°C und 2,16 kg, wurde auf eine Temperatur von 260°C erhitzt und über einen Blas dorn in ein offenes Backenwerkzeug als Schlauch gedrückt. Nach diesem Vorgang schloß sich das Backenwerkzeug, in das vorher ein Fertiglaminat eingelegt wurde. Das Werkzeug hatte dabei eine Tem peratur von 60°C. Nach Schließen des Backenwerkzeugs wurde bei ei ner Temperatur von 175°C, Drücken von 70 N/cm² und Blaszeiten von 0,3 Minuten der thermoplastische Schlauch mit dem Fertiglaminat verbunden. Das Fertiglaminat bestand aus einer Zwischenlage aus Polypropylen und einer hitzegehärteten Schicht (Overlay) aus ei nem Polypropylenvlies mit darauf aufgebrachtem Melaminharz mit einem Gewicht von 40 g pro m² und einem Beharzungsgrad von 150%. Das nach der Öffnung des Backenwerkzeuges entnommene dreidimen sionale Schichtverbundmaterial wies Eigenschaften auf, die in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben sind.

Aus der Tabelle ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren zu dreidimensionalen Schichtverbundmaterialien führt, die sich u. a. durch eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen, chemi schen und thermischen Belastungen auszeichnen. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer dreidimensionalen Struktur vielseitig einsetzbar, u. a. als Formteile im Automobilbereich, in der Elek troindustrie sowie in der Möbelbranche.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formteils aus einem Schichtverbundmaterial enthaltend einen Träger aus einem thermoplastischen Polymeren, eine darauf angeordnete Zwischenlage und eine auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzegehärtete Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi schenlage und die auf der Zwischenlage aufgebrachte hitzege härtete Schicht in einem Werkzeug durch eine thermische Be handlung mit dem Träger verbunden werden und ferner vor oder während der thermischen Behandlung im Werkzeug noch dreidi mensional verformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtverbundmaterial zwischen der Zwischenlage und der hit zegehärteten Schicht noch eine auf der Zwischenlage angeord nete Dekorschicht enthält, die zusammen mit der Zwischenlage und der hitzegehärteten Schicht in einem Werkzeug durch eine thermische Behandlung mit dem Träger verbunden wird und fer ner vor oder während der thermischen Behandlung im Werkzeug noch dreidimensional verformt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Zwischenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die darauf aufgebrachte hitzegehärtete Schicht vor der thermischen Behandlung im Werkzeug in einem vorangegangenem Arbeitsgang dreidimensional verformt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Zwischenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die darauf aufgebrachte hitzegehärtete Schicht während der thermischen Behandlung im Werkzeug dreidimensional ver formt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das Verbinden der Zwischenlage, gegebenenfalls der Dekorschicht und der hitzegehärteten Schicht mit dem Träger durch Spritzgießen erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer des Trägers zunächst auf eine Temperatur von wenigstens 150°C erhitzt wird und dann unter einem Druck von wenigstens 20 N/cm² in das Spritzgußwerkzeug einer Spritzgußmaschine gebracht wird, in die vorher die Folien für die Zwischenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die hitzegehärtete Schicht eingelegt worden waren, an schließend bei Temperaturen von 150 bis 300°C und Drücken von 20 bis 200 N/cm² die Zwischenlage, gegebenenfalls die Dekor schicht und die gehärtete Schicht durch das thermoplastische Polymer hinterspritzt werden und danach unter Beibehaltung eines Nachdrucks von wenigstens 10 N/cm² das Werkzeug inner halb einer Zeit von 0,1 bis 5 Minuten auf eine Temperatur von bis zu 20°C abgekühlt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das Verbinden der Zwischenlage, gegebenenfalls der Dekorschicht und der hitzegehärteten Schicht mit dem Träger durch Extrusion erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer des Trägers zunächst in einem Extru der auf eine Temperatur von wenigstens 180°C erhitzt wird und diesem dann die Zwischenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die hitzegehärtete Schicht über temperierte Kalander- oder Prägewalzen zugeführt werden und auf diese Weise bei Temperaturen von 100 bis 250°C und Drücken von 20 bis 200 N/cm² miteinander verbunden werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das Verbinden der Zwischenlage, gegebenenfalls der Dekorschicht und der hitzegehärteten Schicht mit dem Träger durch thermisches Verpressen erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das thermoplastische Polymer des Trägers direkt auf einen La minatverbund aus der Zwischenlage, gegebenenfalls der Dekor schicht und der hitzegehärteten Schicht aufbringt und dieses miteinander bei Temperaturen von 150 bis 300°C, Drücken von 20 bis 200 N/cm² sowie Presszeiten von 0,1 bis 10 Minuten miteinander verpreßt.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das Verbinden der Zwischenlage, gegebenenfalls der Dekorschicht und der hitzegehärteten Schicht mit dem Träger durch ein thermisches Blasverfahren erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst das thermoplastische Polymer des Trägers über einem Extruder und eine Ringdüse zu einem Schlauch formt, danach zwischen eine Backenform einbringt, in die zuvor die Zwi schenlage, gegebenenfalls die Dekorschicht und die hitzege härtete Schicht eingelegt wurden und nach Schließen der Bac kenform bei Temperaturen von 50 bis 100°C den plastifizierten Schlauch über einen Blasdorn aufbläst, wobei dieser auf diese Weise dann bei Temperaturen von 150 bis 300°C, Drücken von 20 bis 100 N/cm² und Blaszeiten von 0,2 bis 5 Minuten mit den eingelegten Schichten verbunden und zugleich dreidimensional verformt wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß als thermoplastisches Polymer des Trägers Poly propylen verwendet wird.