DE202009007494U1 - Multilayer thermoplastic sheet materials and thermoformed articles made therefrom - Google Patents

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Abstract

Ein mehrschichtiges Blatt mit zwei Oberflächenschichten und wahlweise ein oder mehreren inneren Schichten, wobei dieses mehrschichtige Blatt eine nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (A), eine geschäumte thermoplastische Polymerschicht (B) und eine optionale, nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (C) aufweist mit einer Gesamtschichtdicke von etwa 0,5 bis etwa 20 mm und einem Schaum- zu Festmaterial-Verhältnis von größer als 1 und wobei:
(a) die nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (A) eine Dicke im Bereich von etwa 0,25 bis etwa 6 mm aufweist und
(b) die geschäumte thermoplastische Polymerschicht (B) zu einer gesamten Dichtereduktion von wenigstens etwa 5 Gew.-% führt und in Abwesenheit der optionalen Oberflächenschicht (C) eine Oberflächenschicht ist.
A multilayer sheet having two surface layers and optionally one or more inner layers, said multilayer sheet comprising a non-foamed thermoplastic polymer surface layer (A), a foamed thermoplastic polymer layer (B) and an optional non-foamed thermoplastic polymer surface layer (C) having a total layer thickness of about zero , 5 to about 20 mm and a foam to solid ratio greater than 1, and wherein:
(a) the non-foamed thermoplastic polymer surface layer (A) has a thickness in the range of about 0.25 to about 6 mm, and
(b) the foamed thermoplastic polymer layer (B) results in a total density reduction of at least about 5% by weight and in the absence of the optional surface layer (C) is a surface layer.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mehrschichtige thermoplastische Folien- oder Blattmaterialien, die für Thermoformanwendungen, einschließlich der Thermoformgebung von Kühlschrankauskleidungen geeignet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Gegenstände, die aus mehrschichtigen Blattmaterialien, einschließlich thermogeformten Kühlschrankauskleidungen, hergestellt sind. Im Folgenden wird der Begriff ”Blatt” als generischer Begriff verwendet, der die Begriffe ”Folie” und ”Blatt” mit umfasst.The The present invention relates to multilayer thermoplastic films. or sheet materials suitable for thermoforming applications, including the thermoforming of refrigerator linings suitable are. The present invention also relates to articles made of multilayer sheet materials, including thermoformed refrigerator linings, are made. The following is the term "sheet" as generic Term used to refer to the terms "foil" and "leaf" includes.

Extrudierte thermoplastische Blattmaterialien in Abhängigkeit der Auswahl des thermoplastischen Basisharzes werden in weiten Bereichen von Anwendungen, einschließlich der Thermoformgebung zu Teilen für haltbare Endverbraucherprodukte verwendet, wie z. B. Kühlschrankauskleidungen, Einsätze für Badewannen und Duscheinheiten, verschiedene Bank- und Sitzeinheiten, Karosserietafeln für verschiedene Arten von Fahrzeugen, Wegweisertafeln usw.. Dünnere extrudierte thermoplastische Blattmaterialien können ebenfalls für die Formgebung zu Verpackungsmaterialien für eine breite Spanne von Materialien, wie z. B. Lebensmittel, Getränke, Reinigungs- und Waschmittelprodukte, Kosmetika, Pharmazeutika, verwendet werden oder sie können ebenfalls verwendet werden, wenn sie zu kontinuierlichen Profilen extrudierte werden.extruded thermoplastic sheet materials depending on the selection of the thermoplastic base resin are widely used Applications, including parts thermoforming used for durable consumer products, such. B. Refrigerator linings, inserts for Bathtubs and shower units, various bench and seat units, Body panels for different types of vehicles, Signpost plates, etc .. Thinner extruded thermoplastic Sheets can also be used for shaping to packaging materials for a wide range of materials, such as Food, beverages, detergents and cleaning products, Cosmetics, pharmaceuticals, can be used or they can also used when extruded into continuous profiles become.

Bei dem gegenwärtigen ökonomischen und umweltpolitischen Interesse, die Kosteneffektivität und die Effizienz von Produkten und Prozessen, für deren Produktion zu verbessern, gibt es ein kontinuierliches Interesse, thermoplastische Blattmaterialien bereitzustellen und zu erhalten, die die Verringerung der Rohmaterialmengen und der für deren Produktion benötigte Energie und deren weitere Verwendung, um thermogeformte Gegenstände zu bilden, zu erleichtern. Thermoplastische Blattmaterialien mit einer geschäumten thermoplastischen Schicht und wenigstens einer nicht geschäumten festen thermoplastischen Schicht sind ebenfalls bekannt und werden als AB-Strukturen (eine einzelne feste Deck- und Schaumschichten) und ABA-Strukturen (Schaumschicht zwischen zwei festen Deckschichten) bezeichnet.at the current economic and environmental policy Interest, the cost effectiveness and the efficiency of Products and processes to improve their production, There is a continuing interest in thermoplastic sheet materials to provide and maintain the reduction of raw material quantities and the energy needed for their production and their further use to thermoformed objects to make, to facilitate. Thermoplastic sheet materials with a foamed thermoplastic layer and at least a non-foamed solid thermoplastic layer are also known and are called AB structures (a single solid cover and foam layers) and ABA structures (foam layer between two solid cover layers).

US-Patent 6,544,450 lehrt ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Schaumschicht, umfassend das In-Kontakt-Bringen eines geschmolzenen Polymers mit einem Treibmittel, Aufschäumen der Mischung in einem Bereich niedrigeren Druckes innerhalb einer Blattextrusionsanlage und Ziehen und Komprimieren des Extrudats, um ein thermoplastisches Schaumblatt mit einer einheitlichen Dicke zu bilden. Blattmaterialien mit einer geschäumten Schicht zwischen zwei nichtgeschäumten Oberflächenschichten (ABA-Struktur) werden gezeigt. U.S. Patent 6,544,450 teaches a method of making a thermoplastic foam layer comprising contacting a molten polymer with a blowing agent, foaming the mixture in a lower pressure region within a sheet extrusion line, and drawing and compressing the extrudate to form a thermoplastic foam sheet having a uniform thickness form. Sheet materials with a foamed layer between two non-foamed surface layers (ABA structure) are shown.

US-Patent 6,589,646 lehrt mehrschichtige Kompositblatt- oder Folienmaterialien mit AB-Strukturen, die wenigstens eine dickere feste Substratschicht A mit einer Dicke von 0,1 bis 50 mm und wenigstens eine dünnere geschäumte funktionelle Schicht B mit einer Dicke von 0,04 bis 2 mm aufweisen. Diese richten sich insbesondere auf die Verwendung zur Herstellung thermisch isolierender Formkörper, wie z. B. Kühlschrankauskleidungen, bei denen eine Polyurethanschaumisolierung auf die geschäumte Oberfläche aufgebracht wird. U.S. Patent 6,589,646 teaches multilayer composite sheet or sheet materials having AB structures comprising at least one thicker solid substrate layer A having a thickness of 0.1 to 50 mm and at least one thinner foamed functional layer B having a thickness of 0.04 to 2 mm. These are directed in particular to the use for producing thermally insulating moldings, such as. As refrigerator liners in which a polyurethane foam insulation is applied to the foamed surface.

GB 1,595,128 beschreibt ein Rohr, das ein geringeres Gewicht aufweist und aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist mit einer zentralen Schaumschicht zwischen zwei äußeren festen Schichten (ABA-Struktur). Das Rohr wird durch Coextrusion hergestellt und das Material für die zentrale Schicht enthält ein Treibmittel. GB 1,595,128 describes a tube that is lighter in weight and made of a thermoplastic material having a central foam layer between two outer solid layers (ABA structure). The tube is made by coextrusion and the material for the central layer contains a propellant.

GB 1,411,132 beschreibt Formkörper, die aus einem Schaumkern mit geschlossenen Zellen mit einer glatten und glänzenden Oberfläche hergestellt werden. Die Formkörper werden durch Extrudieren eines thermoplastischen Materials, dass einen Füllstoff und ein Treibmittel enthält, hergestellt. Die Oberfläche der Extrusionsdüse wird bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels gehalten. GB 1,411,132 describes moldings made from a closed-cell foam core with a smooth and shiny surface. The molded articles are produced by extruding a thermoplastic material containing a filler and a blowing agent. The surface of the extrusion die is maintained at a temperature below the decomposition temperature of the blowing agent.

US-Patent 5,364,696 lehrt die Verwendung von geschäumten Polystyrolblättern zur Thermoformgebung zu tiefgezogenen Gegenständen, die optional eine integrale Oberflächenschicht hoher Dichte aufweisen. U.S. Patent 5,364,696 teaches the use of foamed polystyrene sheets for thermoforming into deep drawn articles optionally having an integral high density surface layer.

EP-A 0 084 360 beschreibt eine Schrumpfummantelungshülle, die aus einer geschäumten und einer nichtgeschäumten Polystyrolschicht hergestellt wird. Um eine ausreichende Schlagabsorption zu erreichen, beträgt die Dicke der geschäumten Schicht 0,1 bis 1 mm. Die Dicke der nichtgeschäumten Schicht beträgt 2 bis 160 mm. Sie dient zur Bedruckbarkeit und kann ebenfalls als Schutzschicht für Glasflaschen verwendet werden. EP-A 0 084 360 describes a shrink wrap sheath made from a foamed and a non-foamed polystyrene layer. In order to obtain a sufficient impact absorption, the thickness of the foamed layer is 0.1 to 1 mm. The thickness of the non-foamed layer is 2 to 160 mm. It is used for printability and can also be used as a protective layer for glass bottles.

US-Patent 4,069,934 beschreibt eine andere Schrumpffolie, die aus einer inneren Schaumschicht mit geschlossenen Zellen aus Polystyrol und Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und aus einer nichtgeschäumten äußeren Schicht aus Polyethylen hergestellt wird. U.S. Patent 4,069,934 describes another shrink film consisting of an inner foam layer closed cells made of polystyrene and ethylene-vinyl acetate copolymer and from a non-foamed outer layer of polyethylene.

Es ist nun aber festgestellt worden, dass, obwohl diese Lehren einige Vorteile, einschließlich Gewichtsreduktion, für formbare Blattmaterialien bereitstellen, dennoch ein anhaltendes Interesse besteht, thermoplastische Blattmaterialien zu erhalten, die die Verringerung der Mengen von sowohl Rohmaterial als auch Energie, die zur Herstellung von thermogeformten Gegenständen benötigt wird, erleichtern. Es ist ebenfalls insbesondere bei der Produktion von großen, durch Thermoformgebung tiefgezogenen Teilen, wie z. B. Kühlschrankauskleidungen, gefunden worden, dass diese Lehren keine ausreichende Balance an Eigenschaften bereitstellen, die für Auskleidungsprodukte und Herstellungsprozesse von Auskleidungen, bei denen Polyurethanschäume auf die Oberfläche von thermogeformten Blattmaterialien aufgebracht werden, benötigt werden. Das Hauptproblem in dieser Situation ist, das notwendige Eigenschaftsprofil, in erster Linie Steifheit und Modulus, bereitzustellen, bei gleichzeitiger Verringerung der benötigen Ausgangsmaterialien. Alternative wäre es wünschenswert, ein verbessertes Eigenschaftsprofil bei einem Produkt zu erhalten, bei dem ansonsten vergleichbare Mengen an Ausgangsmaterialien verwendet werden. Andere Probleme beinhalten ebenfalls die Verbesserung und Aufrechterhaltung der Beständigkeit gegenüber Beanspruchungsrissbildung bei Blattmaterialien, bei denen eine reduzierte Menge an thermoplastischem Ausgangsharzmaterial verwendet wird.It but it has now been established that, though some of these teachings Benefits, including weight reduction, for provide moldable sheet materials, yet a lasting Interested in obtaining thermoplastic sheet materials, reducing the amounts of both raw material and energy, needed for the production of thermoformed articles will, facilitate. It is also particularly in production of large parts thermoformed by thermoforming, such as As refrigerator linings, found that these teachings do not provide a sufficient balance of properties those for lining products and manufacturing processes of Linings involving polyurethane foams on the surface be applied by thermoformed sheet materials needed become. The main problem in this situation is the necessary one Provide property profile, primarily stiffness and modulus, while reducing the need for starting materials. Alternatively, it would be desirable to have an improved one To get property profile on a product that otherwise comparable amounts of starting materials are used. Other Problems also include improvement and maintenance the resistance to stress cracking in sheet materials where a reduced amount of thermoplastic Starting resin material is used.

Daher werden entsprechend der vorliegenden Erfindung Lösungen für ein oder mehr dieser Problem und viele andere Probleme bereitgestellt, durch ein mehr schichtiges Blatt mit zwei Oberflächenschichten und optional einer oder mehrerer innerer Schichten, wobei dieses mehrschichtige Blatt eine nichtgeschäumte Oberflächenschicht (A) aus thermoplastischem Polymer, eine geschäumte thermoplastische Polymerschicht (B) und einer optionale, nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (C) enthält und eine Gesamtblattdicke von 0,5 bis 20 mm und ein Schaum- zu Festmaterial-Verhältnis von größer als 1 aufweist und worin: (a) die nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (A) eine Dicke im Bereich von 0,25 bis 6 mm aufweist und (b) die geschäumte thermoplastische Polymerschicht (B) zu einer Gesamtdichteverringerung von wenigstens etwa fünf (5) Gew.-% führt und in Abwesenheit der optionalen Oberflächenschicht (C) eine Oberflächenschicht bildet. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der nichtgeschäumten Oberflächenschicht (A) wenigstens 0,5 mm, vorzugsweise wenigstens 0,75 mm. In einer Ausführungsform beträgt das Schaum- zu Festmaterial-Verhältnis wenigstens etwa 1,86, vorzugsweise wenigstens etwa 2,33.Therefore become according to the present invention solutions for one or more of this problem and many other problems provided by a multi-layered sheet with two surface layers and optionally one or more inner layers, this one multilayered sheet a non-foamed surface layer (A) of thermoplastic polymer, a foamed thermoplastic Polymer layer (B) and an optional, non-foamed thermoplastic polymer surface layer (C) and a total sheet thickness of 0.5 to 20 mm and a foam to solid ratio of greater than 1 and wherein: (a) the non-foamed thermoplastic polymer surface layer (A) has a thickness in the range of 0.25 to 6 mm and (b) the foamed thermoplastic polymer layer (B) for a total density reduction of at least about five (5) weight percent and in the absence of the optional surface layer (C) a Surface layer forms. In another embodiment According to the present invention, the thickness of the non-foamed Surface layer (A) at least 0.5 mm, preferably at least 0.75 mm. In one embodiment the foam to solid ratio at least about 1.86, preferably at least about 2.33.

In einer weiteren Ausführungsform führt das mehrschichtige Blatt gemäß der Erfindung zu einer Dichtereduktion von wenigstens etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens etwa 20 Gew.-%.In In another embodiment, the multilayer Sheet according to the invention for a density reduction of at least about 10% by weight, preferably at least about 20% by weight.

In weiteren alternativen Ausführungsformen enthält Schicht B in dem mehrschichtigen Blatt ein geschäumtes aromatisches Monovinylidenpolymerharz, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus HIPS, GPPS, ABS, Mischungen von zwei oder mehr dieser und Mischung von einem oder mehreren dieser mit einem oder mehreren zusätzlichen Polymeren. Die vorliegende Erfindung beinhaltet Ausführungsformen, bei denen Schicht A und Schicht B coextrudiert werden, Schicht A auf Schicht B filmlaminiert wird oder Schicht A auf Schicht B extrusionsbeschichtet wird. In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird B unter Verwendung eines physikalischen Treibmittels oder eines chemischen Treibmittels oder einer Kombination von physikalischem Treibmittel und chemischem Treib- und Nukleierungsmittel geschäumt. In weiteren Ausführungsformen beinhaltet die vorliegende Erfindung einen thermogeformten Gegenstand, der aus einem mehrschichtigen Blatt, wie oben beschrieben, hergestellt wird oder gemäß dem weiter unten beschriebenen Verfahren hergestellt wird.In contains further alternative embodiments Layer B in the multilayer sheet is foamed aromatic monovinylidene polymer resin selected from Group consisting of HIPS, GPPS, ABS, mixtures of two or more this and mix one or more of these with one or more several additional polymers. The present invention includes embodiments in which layer A and layer B are coextruded, layer A is film-laminated on layer B. or layer A is extrusion-coated on layer B. In a Another alternative embodiment is B using a physical blowing agent or a chemical blowing agent or a combination of physical blowing agent and chemical Foaming and nucleating agents foamed. In further embodiments the present invention a thermoformed article, the from a multilayer sheet as described above or as described below Process is prepared.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann in einem Thermoumgebungs-Prozess hergestellt werden, umfassend: Erwärmen eines hierin beschriebenen, mehrschichtigen Blatts zu einem wärmeerweichten, wärmeplastifiziertem thermoformbaren Zustand, Anwendung von Gas-, Vakuum- oder physikalischem Druck auf das wärmeerweichte, wärmeplastifizierte thermoplastische Blatt und Recken des Blatts zu annähernd der endgültigen Teilegröße, Anpassen des Blatts durch Vakuum oder Druck zu der Gestalt einer Form und Trennen des thermoplastischen Teils von der Form. Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung thermisch isolierende Formteile, die durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend: Anordnen einer thermisch isolierenden Schaumschicht an der Seite der Schaumoberflächenschicht eines thermogeformten Teils, das wie hierin beschrieben hergestellt wurde, wobei vorzugsweise die thermisch isolierende Schaumschicht ein Polyurethanschaum ist, die besonders bevorzugt in einer Aussparung oder einem Raum angeordnet ist, der zwischen der Schaumoberflächenschicht des thermogeformten Teils und einer äußeren Gehäuse- oder Abschlussstruktur bereitgestellt wurde, die am meisten bevorzugt ein Kühlschrankkörper oder -tür ist. Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Kühleinheit, die einen thermisch isolierenden Formkörper aufweist, der gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Verfahren erhältlich ist.The article of the present invention can be made in a thermal environment process comprising: heating a multilayer sheet described herein to a heat softened, thermally plasticized thermoformable state, applying gas, vacuum or physical pressure to the heat softened, thermoplastic plasticized sheet and stretching the sheet to approximately the final part size, adjusting the sheet by vacuum or pressure to the shape of a mold, and separating the thermoplastic part from the mold. According to a further embodiment, the present invention relates to thermally insulating molded parts produced by a method comprising: disposing a thermally insulating foam layer on the side of the foam surface layer of a thermoformed part prepared as described herein, preferably wherein the thermally insulating foam layer is a polyurethane foam more preferably located in a recess or space provided between the foam surface layer of the thermoformed part and an outer housing or termination structure, which is most preferably a refrigerator body or door. Another embodiment relates to a cooling unit comprising a thermally insulating molding which is obtainable according to one or more of the methods described above.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

1 ist eine dreidimensionale Ansicht einer thermogeformten Auskleidung für den Körperbereich eines Kühlschranks. 1 Figure 3 is a three-dimensional view of a thermoformed liner for the body portion of a refrigerator.

2 ist eine schematische Darstellung einer thermogeformten Auskleidung für den Körperbereich eines Kühlschranks. 2 is a schematic representation of a thermoformed lining for the body portion of a refrigerator.

3 ist ein Querschnitt einer thermogeformten und geschäumten Auskleidung, die in dem Körper eines Kühlschranks angeordnet ist. 3 is a cross-section of a thermoformed and foamed liner disposed in the body of a refrigerator.

Zahlenwerte in dieser Offenbarung beinhalten alle Werte von und einschließlich der unteren und oberen Werte in Schritten einer Einheit unter der Voraussetzung, dass eine Trennung von wenigstens zwei Einheiten zwischen einem unteren und einem oberen Wert existiert. Zum Beispiel, wenn eine Zusammensetzung physikalische oder andere Eigenschaften, wie z. B. Dicke und Dichteverringerung etc. größer als 10 ist, ist beabsichtigt, dass alle individuellen Werte, wie z. B. 10, 11, 12, etc. und Unterbereiche, wie z. B. 100 bis 144, 155 bis 170, 197 bis 200, etc. explizit offenbart sind. Für Bereiche, die Werte kleiner als 1 beinhalten oder gebrochene Zahlen größer als 1, (z. B. 1,1, 1,5, etc.) beinhalten, wird eine Einheit als 0,0001, 0,001, 0,01 oder 0,1 als angemessen betrachtet. Für Bereiche, die Einzelzahlen kleiner als 10 beinhalten (z. B. 1 bis 5) wird eine Einheit typischerweise als 0,1 betrachtet. Dies sind nur Beispiele dessen, was beabsichtigt ist und alle möglichen Kombinationen von Zahlenwerten zwischen dem niedrigsten Wert und dem höchsten angegebenen Wert werden als ausdrücklich in dieser Offenbarung angegeben betrachtet. Zahlenwerte werden in dieser Offenbarung unter anderem für Dicke und Dichteverringerung angegeben.Numerical values In this disclosure, all values include and inclusive the lower and upper values in increments of a unit below the Prerequisite that a separation of at least two units exists between a lower and an upper value. For example, if a composition has physical or other properties, such as B. thickness and density reduction, etc. larger than is 10, it is intended that all individual values, such as z. B. 10, 11, 12, etc. and subregions, such as. 100 to 144, 155 to 170, 197 to 200, etc. are explicitly disclosed. For Areas containing values less than 1 or fractional numbers greater than 1, (e.g., 1.1, 1.5, etc.), a unit is considered as 0.0001, 0.001, 0.01 or 0.1 as appropriate considered. For areas, the single numbers smaller than 10 (eg, 1 to 5), a unit is typically referred to as 0.1 considered. These are only examples of what is intended is and all possible combinations of numerical values between the lowest value and highest value as expressly stated in this disclosure. Numbers are used in this disclosure, inter alia, for Thickness and density reduction indicated.

Die mehrschichtigen Blätter gemäß der vorliegenden Erfindung sind im Allgemeinen gut für Thermoformgebungsanwendungen geeignet und haben zur Verwendung in diesen Anwendungen spezifische Dicken und Oberflächen, wie sie für die besondere Thermoformgebungsanwendung geeignet sind. Allgemein hat das thermoformbare Blattmaterial eine Gesamtdicke von wenigstens etwa 0,5 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 0,75 mm, besonders bevorzugt wenigstens etwa 1, noch bevorzugter etwa 1,25, noch bevorzugter wenigstens etwa 1,5, noch bevorzugter wenigstens etwa 1,75 und am meisten bevorzugt wenigstens etwa 2 mm, in Abhängigkeit der Tiefe, zu der das Blatt in dem Formgebungsprozess gezogen werden soll und der Dicke, die in einem endgültigen thermogeformten Teil oder Gegenstand benötigt wird. In Abhängigkeit ebenfalls von den Möglichkeiten des Formgebungsprozesses und Notwendigkeiten für die Ziehtiefe und endgültige Teiledicke haben diese Blattmaterialien eine Dicke von bis zu etwa 20 mm, vorzugsweise bis zu etwa 14 mm, vorzugsweise bis zu etwa 12, besonders bevorzugt bis zu etwa 10, noch bevorzugter bis zu etwa 8 und am meisten bevorzugt bis zu etwa 5 mm.The multilayered sheets according to the present invention The invention is generally good for thermoforming applications suitable and have specific for use in these applications Thicknesses and surfaces, as they are for the particular Thermoforming application are suitable. Generally, the thermoformable Sheet material has a total thickness of at least about 0.5 mm, preferably at least about 0.75 mm, more preferably at least about 1, more preferably about 1.25, more preferably at least about 1.5, even more preferably at least about 1.75, and most preferably at least about 2 mm, depending on the depth to which the leaf in the forming process and the thickness, the in a final thermoformed part or article is needed. Depending also on the possibilities the forming process and the need for the drawing depth and final part thickness have these sheet materials a thickness of up to about 20 mm, preferably up to about 14 mm, preferably up to about 12, more preferably up to about 10, more preferably up to about 8, and most preferably up to about 5 mm.

Wie in der Praxis der Thermoformgebung bekannt, wird die Anfangsdicke des Blatts während des Thermoformgebungsschritts im Allgemeinen proportional zu der Zugtiefe des Thermoformgebungsschritts verringert. Die thermoformbaren Blätter gemäß der vorliegenden Erfindung können bei typischen Thermoformgebungszugverhältnissen verwendet werden, wobei viele im Bereich von etwa 1 bis etwa 5 und im Allgemeinen etwa bei 2,5 liegen. Die Ausgangsdicke des Blatts wird typischerweise durch die Notwendigkeit, eine Minimaldicke in dem dünnsten Bereich und/oder kritischen Punkten des thermogeformten Teils (z. B. 0,5 oder 1 mm) bereitzustellen, bestimmt. In den für thermogeformte Teile typischen tiefgezogenen Bereichen beträgt die Minimumdicke (Dicke im dünnsten Bereich) wenigstens etwa 0,25 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 0,5 mm und die mittlere Dicke des endgültigen thermogeformten Teils liegt im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 2 mm vorzugsweise etwa 1 mm. Für die Blattstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, dass sie besonders gut tiefgezogen werden können, wobei typischerweise bessere Dicken in kritischen oder dünnen Bereichen des thermogeformten Teils aufrechterhalten werden können. Dies erlaubt entweder eine reduzierte Dicke des Ausgangsblatts, oder, ausgehend von einer gegebenen Schichtdicke Verbesserungen im Endprodukt im Vergleich zu thermoformbaren Blattstrukturen nach dem Stand der Technik, bezogen jeweils auf eine bessere Dickenaufrechterhaltung in den kritischen und/oder dünnen Bereichen.As known in the practice of thermoforming, the initial thickness of the sheet during the thermoforming step in general reduced in proportion to the draft depth of the thermoforming step. The thermoformable sheets according to the present invention can provide typical thermoforming draw ratios with many ranging from about 1 to about 5 and generally around 2.5. The initial thickness of the sheet is typically due to the need to have a minimum thickness in the thinnest area and / or critical points of the thermoformed Partially provided (eg 0.5 or 1 mm) determined. In the for thermoformed parts is typical deep drawn areas the minimum thickness (thickness in the thinnest area) at least about 0.25 mm, preferably at least about 0.5 mm and the middle Thickness of the final thermoformed part is in the range from about 0.5 to about 2 mm, preferably about 1 mm. For the leaf structures according to the present invention it has been found that they are particularly deep-drawn can, with typically better thicknesses in critical or thin areas of the thermoformed part can be. This allows either a reduced thickness the starting sheet, or, starting from a given layer thickness Improvements in the final product compared to thermoformable leaf structures according to the prior art, each related to a better thickness maintenance in the critical and / or thin areas.

Die geschäumten und nichtgeschäumten Schichten, die für das Blattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt werden, können aus einem breiten Bereich von thermoplastischen Polymeren in Abhängigkeit der Anforderungen ihrer Anwendungen ausgewählt werden. Der Bereich von thermoplastischen Polymeren beinhaltet aromatische Monovinylidenpolymere (die auch als Styrolpolymere bezeichnet werden, einschließlich GPPS, HIPS, ABS und SAN), einen breiten Bereich an Polyolefinen (einschließlich PE, PP, LDPE, LLDPE, HDPE), Acrylat- und Methacrylatpolymere wie z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET) und Mischungen zwei oder mehrerer thermoplastischer Polymere dieser Art.The foamed and non-foamed layers needed for the sheet material according to the present invention can be selected from a wide range of thermoplastic polymers depending on the requirements of their applications. The range of thermoplastic polymers includes aromatic monovinylidene polymers (also referred to as styrenic polymers including GPPS, HIPS, ABS and SAN), a broad range of polyolefins (including PE, PP, LDPE, LLDPE, HDPE), acrylate and methacrylate polymers such. As polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET) and mixtures of two or more thermoplastic polymers of this type.

Aromatische Monovinylidenpolymere sind bevorzugte thermoplastische Polymere zur Verwendung in Blattmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung und beinhalten Homopolymere und Copolymere mit wenigstens 50 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 70 Gew.-% und besonders bevorzugt wenigstens etwa 75 Gew.-% und am meisten bevorzugt wenigstens etwa 90 Gew.-%, wenigstens eines aromatischen Monovinylidenmonomers, das in das endgültige Harz als monomere, sich wiederholende, Einheit eingebracht wird. Vorzugsweise weist das aromatische Monovinylidenmonomer die Formel:

Figure 00080001
auf, worin R' Wasserstoff oder Methyl ist, Ar eine aromatische Ringstruktur mit 1 bis 3 aromatischen Ringen mit oder ohne Alkyl-, Halo- oder Haloalkyl-Substitution, worin jegliche Alkylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält und Haloalkyl sich auf eine halogensubstituierte Alkylgruppe bezieht. Vorzugsweise ist Ar Phenyl oder Alkylphenyl, wobei Alkylphenyl sich auf eine alkylsubstituierte Phenylgruppe bezieht, wobei Phenyl am meisten bevorzugt ist. Typische aromatische Monovinylidenmonomere, die verwendet werden können, beinhalten Styrol, α-Methylstyrol, alle Isomere von Vinyltoluol, besonders para-Vinyltoluol, alle Isomere von Ethylstyrol, Propylstyrol, Vinylbiphenyl, Vinylnaphthalin, Vinylanthracen und dergleichen und Mischungen davon. Mischungen von zwei oder mehr aromatischen Monovinylidenmonomeren können eingesetzt werden, wie auch Mischungen von ein oder mehreren monoaromatischen Monovinylidenmonomeren mit einem oder mehreren anderen copolymerisierbaren Monomeren. Beispiele solcher copolymerisierbarer Monomere beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Acrylmonomere, wie z. B. Acrylnitril, Methacrylnitril, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Acrylsäure und Methylacrylat; Maleinimid, Phenylmaleinimid und Maleinanhydrid.Aromatic monovinylidene polymers are preferred thermoplastic polymers for use in sheet materials according to the present invention and include homopolymers and copolymers having at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight and more preferably at least about 75% by weight, and most preferably at least about 90% by weight, of at least one aromatic monovinylidene monomer, which is incorporated into the final resin as a monomeric repeating unit. Preferably, the aromatic monovinylidene monomer has the formula:
Figure 00080001
wherein R 'is hydrogen or methyl, Ar is an aromatic ring structure having from 1 to 3 aromatic rings with or without alkyl, halo or haloalkyl substitution, wherein each alkyl group contains from 1 to 6 carbon atoms and haloalkyl refers to a halo-substituted alkyl group. Preferably, Ar is phenyl or alkylphenyl, wherein alkylphenyl refers to an alkyl-substituted phenyl group, with phenyl being most preferred. Typical aromatic monovinylidene monomers which may be used include styrene, α-methylstyrene, all isomers of vinyltoluene, especially para-vinyltoluene, all isomers of ethylstyrene, propylstyrene, vinylbiphenyl, vinylnaphthalene, vinylanthracene and the like, and mixtures thereof. Mixtures of two or more monovinylidene aromatic monomers may be employed, as well as mixtures of one or more monovinylidene monoaromatic monomers with one or more other copolymerizable monomers. Examples of such copolymerizable monomers include, but are not limited to, acrylic monomers, such as acrylic monomers. Acrylonitrile, methacrylonitrile, methacrylic acid, methyl methacrylate, acrylic acid and methyl acrylate; Maleimide, phenylmaleimide and maleic anhydride.

Zusätzlich kann das aromatische Monovinylidenpolymer ein dispergiertes, kautschukartiges Polymer oder Elastomer enthalten, um verbesserte Zähigkeit oder Schlagzähigkeit bereitzustellen, diese Arten von aromatischen Monovinylidenpolymeren werden als kautschukmodifizierte oder schlagzähe Polymere bezeichnet. Das kautschukartige Polymer kann durch physikalisches Mischen oder durch Polymerisation des aromatischen Monovinylidenmonomers in Gegenwart eines bereits aufgelösten kautschukartigen Polymers erfolgen, um schlagzähmodifizierte oder gepfropfte kautschukhaltige Produkte herzustellen. Insbesondere kann das Polymer ein schlagzähes Polystyrolharz sein. Zusätzlich kann das hierin beschriebene Verfahren Mischungen oder Kombinationen jeglicher der oben erwähnten Polymere einsetzen. Beispiele geeigneter aromatischer Monovinylidenpolymere sind Standardpolystyrol (GPPS), schlagzähes Polystyrol (HIPS), Styrolcopolymere wie z. B. Poly(styrolacrylnitril) (SAN) und butadienkautschukmodifizierte Versionen, die als ABS bezeichnet werden.additionally For example, the aromatic monovinylidene polymer may be a dispersed, rubbery Polymer or elastomer included, for improved toughness or to provide impact resistance, these types of aromatic Monovinylidene polymers are considered to be rubber-modified or impact-resistant Called polymers. The rubbery polymer can be obtained by physical Mixing or by polymerizing the aromatic monovinylidene monomer in the presence of an already dissolved rubbery Polymers are made to impact modified or grafted produce rubber-containing products. In particular, the polymer be an impact polystyrene resin. additionally For example, the method described herein may be mixtures or combinations use any of the above-mentioned polymers. Examples suitable aromatic monovinylidene polymers are standard polystyrene (GPPS), impact polystyrene (HIPS), styrene copolymers such as B. poly (styrene-acrylonitrile) (SAN) and butadiene rubber-modified Versions called ABS.

Polyolefine sind ebenfalls bevorzugte thermoplastische Polymere und beinhalten die Homopolymere und Copolymere von verschiedenen α-Olefinen, wie z. B. Ethylen, Propylen, 1-Buten, Isobutylen, Penten-1,3-Methyl-1-buten, 1-Hexen, 3,4-Dimethyl-1-buten, 1-Hegten, Octen und 3-Methyl-1-hexen, etc., einschließlich deren Copolymere mit einem oder mehreren zusätzlichen copolymerisierbaren Monomeren, einschließlich anderen α-Olefinen und verschiedenen bekannten copolymerisierbaren Monomeren einschließlich Vinylacetat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid. Polyolefine beinhalten Polyethylen, Polypropylen, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Olefincopolymere, wie z. B. Ethyloctencopolymere und dergleichen. In einem bevorzugten Polyolefin ist das bevorzugte Olefinmonomer Ethylen oder Propylen und das am meisten bevorzugte Polyolefin ist Polypropylen.polyolefins are also preferred thermoplastic polymers and include the homopolymers and copolymers of various α-olefins, such as Ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene, pentene-1,3-methyl-1-butene, 1-hexene, 3,4-dimethyl-1-butene, 1-hedge, octene and 3-methyl-1-hexene, etc., including their copolymers with one or more additional copolymerizable monomers, including other α-olefins and various known copolymerisable Monomers including vinyl acetate, methyl acrylate, ethyl acrylate, Methyl methacrylate, acrylic acid, itaconic acid, maleic acid and maleic anhydride. Polyolefins include polyethylene, Polypropylene, linear low density polyethylene, polyethylene low density, high density polyethylene, olefin copolymers, such as z. B. Ethyloctencopolymere and the like. In a preferred Polyolefin is the preferred olefin monomer ethylene or propylene and the most preferred polyolefin is polypropylene.

Das mehrschichtige Blattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht A, die im Allgemeinen ausgewählt ist, um das Erscheinungsbild bzw. die ästhetische Seite des Blatts oder Teils-/Gegenstand, der daraus hergestellt ist, bereitzustellen. Diese Schicht wird im Allgemeinen hergestellt, um relativ dünn zu sein und aus einem Material, das benötigt wird, um spezifische Eigenschafts- und Erscheinungsaspekte der endgültigen Anwendung bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein solches Material aus einem Bereich von thermoplastischen Polymeren, wie oben beschrieben und kombiniert mit jeglichen eingebrachten Additiven/Komponenten ausgewählt werden, um die gewünschte Kombination von Glanz, Farbe, Bedruckbarkeit, Lackierbarkeit, Witterungsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Steifheit usw., bereitzustellen.The multilayer sheet material according to the present invention Invention has a non-foamed thermoplastic polymer surface layer A, which is generally selected to the appearance or the aesthetic side of the sheet or part / object, which is made to provide. This layer will generally made to be relatively thin and from a material needed to produce specific property and appearance aspects of the final application. For example, such a material may range from a range of thermoplastic Polymers as described above and combined with any incorporated Additives / components are selected to the desired combination gloss, color, printability, paintability, weathering resistance, UV resistance, stiffness, etc. to provide.

Die nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht wird im Allgemeinen auf dem mehrschichtigen Blattmaterial in einer relativ dünnen Schicht bereitgestellt, die aber unterschiedlich und dicker ist als entweder eine Oberflächenschicht, die typischerweise inhärent geformt wird, wenn einfach ein geschäumtes Blattmaterial hergestellt wird oder Folienschichten (im Bereich von etwa 50 bis etwa 100 μm), die manchmal an Schaumblattmaterialien bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht A für das laminierte Blattmaterial eine Dicke von wenigstens etwa 0,25 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 0,5 mm und besonders bevorzugt wenigstens etwa 0,75 mm. Die Dicke der nichtgeschäumten thermoplastischen Polymeroberflächenschicht A in diesen Blattmaterialien ist typischerweise soweit wie möglich reduziert, um maximale Einsparungen im Ausgangmaterial und Energie im Thermoformgebungsprozess bereitzustellen, mit Schichtdicken, die vorzugsweise im Allgemeinen kleiner als etwa 6 mm, vorzugsweise kleiner als etwa 5 mm, besonders bevorzugt kleiner als etwa 3 mm und am meisten bevorzugt kleiner als etwa 2 mm sind. Es soll auch festgestellt werden, dass die beanspruchten Mehrschichtblattmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung eine innenliegende, nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht enthalten können und/oder dass die Oberflächenschicht aus ein oder mehreren zusätzlichen Unterschichten zusammengesetzt sein könnte und/oder eine dünne Folienoberflächenschicht aufweist in Abhängigkeit der Coextrusion oder Filmlaminierungstechniken, die optional eingesetzt werden können, um die Blattmaterialstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Dicke der nichtgeschäumten thermoplastischen Polymerschichten in dem mehrschichtigen Blatt einschließlich der nichtgeschäumten Oberflächenschicht und jeglichen anderen nichtgeschäumten Schichten, wo immer sie angeordnet sind, kleiner als die Gesamtdicke der geschäumten thermoplastischen Polymerschicht(en). Es ist aber aus Gründen der Produktkosteneinsparung und optimaler Prozesseffektivität und Einfachheit bevorzugt, dass die nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht eine einzelne plastische Polymerschicht mit optionaler Oberflächenbeschichtungsschicht und/oder klebenden Unterschicht ist, am meisten bevorzugt, dass es eine einzelne thermoplastische Polymeroberflächenschicht ist.The non-foamed thermoplastic polymer surface layer generally becomes on the multilayer sheet material in one provided relatively thin layer, but different and thicker than either a surface layer that typically inherently shaped, if just a Foamed sheet material is produced or film layers (ranging from about 50 to about 100 microns), sometimes be provided on foam sheet materials. In a preferred Embodiment has the non-foamed thermoplastic Polymer surface layer A for the laminated Sheet material has a thickness of at least about 0.25 mm, preferably at least about 0.5 mm, and more preferably at least about 0.75 mm. The thickness of the unfoamed thermoplastic polymer surface layer A in these sheet materials is typically as far as possible reduced to maximum savings in the starting material and energy in the thermoforming process, with layer thicknesses, which is preferably generally less than about 6 mm, preferably less than about 5 mm, more preferably less than about 3 mm and most preferably less than about 2 mm. It should too stated that the claimed multilayer sheet materials according to the present invention, an internal, non-foamed thermoplastic polymer surface layer may contain and / or that the surface layer composed of one or more additional sublayers could be and / or a thin film surface layer depending on coextrusion or film lamination techniques, which can be used optionally to the sheet material structures to produce according to the present invention. In a preferred embodiment, the entire thickness the non-foamed thermoplastic polymer layers in the multilayer sheet including the non-foamed sheet Surface layer and any other non-foamed Layers, wherever they are arranged, are smaller than the total thickness the foamed thermoplastic polymer layer (s). It but is for reasons of product cost savings and optimal Process efficiency and simplicity prefers that the non-foamed thermoplastic polymer surface layer a single plastic polymer layer with optional surface coating layer and / or adhesive backsheet is, most preferably, that it is a single thermoplastic polymer surface layer is.

Bezüglich der Herstellung der geschäumten thermoplastischen Polymerschicht ist ein breiter Bereich von Techniken bekannt und können eingesetzt werden. Die geschäumte Schicht des mehrschichtigen Blatts der vorliegenden Erfindung kann durch Vakuumschäumen, durch physikalische Agitation der geschmolzenen thermoplastischen Harzzusammensetzungsmischung oder durch Einbringung eines Treibmittels in die Polymerzusammensetzung hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Treibmittel in die thermoplastische Polymerzusammensetzung eingebracht, um eine schäumbare Zwischenpolymerzusammensetzung bereitzustellen.In terms of the production of the foamed thermoplastic polymer layer is a wide range of techniques known and can be used. The foamed layer of the multilayered Sheet of the present invention may be obtained by vacuum foaming, by physical agitation of the molten thermoplastic Resin composition mixture or by incorporation of a blowing agent be prepared in the polymer composition. In a preferred Embodiment becomes a blowing agent in the thermoplastic Polymer composition introduced to a foamable To provide intermediate polymer composition.

Physikalische Treibmittel sind im Allgemeinen unter Druck stehende Gase oder Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt. Chemische Treibmittel sind im Allgemeinen feste chemische Verbindungen, die sich zersetzen und ein Gas, wie z. B. Stickstoff, Ammoniak oder Kohlendioxid erzeugen. Das schäumbare Zwischenprodukt wird dann durch Wärmeaktivierung des gaserzeugenden chemischen Treibmittels oder durch Expansion des niedrigsiedenden gasförmigen physikalischen Treibmittels während der Extrusion des schäumbaren Zwischenprodukts in einen Bereich niedrigeren Drucks expandieren gelassen (d. h. ”schäumen” gelassen). Das (die) Treibmittel, das (die) verwendet werden kann (können), beinhaltet die bekannten physikalischen Treibmittel, chemischen Treibmittel oder eine Kombination davon.physical Propellants are generally pressurized gases or liquids with low boiling point. Chemical blowing agents are generally solid chemical compounds that decompose and a gas, such as z. As nitrogen, ammonia or carbon dioxide. The foamable Intermediate is then activated by heat activation of the gas-generating chemical propellant or by expansion of the low-boiling gaseous physical propellant during the extrusion of the foamable intermediate into one Allow area of lower pressure to expand (i.e., leave "foaming"). The blowing agent (s) that can be used includes the well-known physical blowing agents, chemical Propellant or a combination thereof.

Geeignete physikalische Treibmittel beinhalten Kohlendioxid (CO2), Stickstoff (N2), Wasser (H2O), aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Isopentan und Hexan, alicyclische Kohlenwasserstoffe wie z. B. Cyclobutan, Cyclopentan und Cyclohexan und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Methylchlorid, Methylenchlorid, Dichlorfluormethan, Trichlorfluormethan und Dichlordifluormethan, sind aber nicht darauf beschränkt. Ein bevorzugtes physikalisches Treibmittel enthält Kohlendioxid. Kohlendioxid wird vorzugsweise bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung als eine Flüssigkeit eingesetzt, obwohl die Verwendung von Kohlendioxidgas ebenfalls akzeptabel wäre. Stickstoff wird vorzugsweise als Gas verwendet, während Wasser typischerweise als Flüssigkeit verwendet wird, obwohl jegliche Form akzeptabel ist.Suitable physical blowing agents include carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), water (H 2 O), aliphatic hydrocarbons, such as. As propane, butane, isobutane, pentane, neopentane, isopentane and hexane, alicyclic hydrocarbons such. As cyclobutane, cyclopentane and cyclohexane and halogenated hydrocarbons, such as. Methyl chloride, methylene chloride, dichlorofluoromethane, trichlorofluoromethane and dichlorodifluoromethane, but are not limited thereto. A preferred physical blowing agent contains carbon dioxide. Carbon dioxide is preferably used as a liquid in the practice of the present invention, although the use of carbon dioxide gas would also be acceptable. Nitrogen is preferably used as a gas, while water is typically used as a liquid, although any form is acceptable.

Chemische Treibmittel beinhalten Natriumbicarbonat, Ammoniumcarbonat und Ammoniumhydrogencarbonat, Citronensäure und Citrate, wie z. B. Natriumcitrat, Natriumglutaminat, Phthalsäureanhydrid, Benzoesäure, Benzoate, wie z. B. Aluminiumbenzoat, Azodicarbonamid, Azoisobutyronitril und Dinitropentamethylen. Ein bevorzugtes chemisches Treibmittel enthält Mischungen von Natriumbicarbonat und Citronensäure einschließlich Foamazol 72 CBA, welches ein Konzentrat ist, das eine Mischung von Citronensäure und Natriumbicarbonat in Pelletform enthält, das im Handel von Bergen International erhältlich ist.Dry Propellants include sodium bicarbonate, ammonium carbonate and ammonium bicarbonate, Citric acid and citrates, such as. Sodium citrate, sodium glutaminate, Phthalic anhydride, benzoic acid, benzoates, such as z. Example, aluminum benzoate, azodicarbonamide, azoisobutyronitrile and Dinitropentamethylen. Contains a preferred chemical blowing agent Including mixtures of sodium bicarbonate and citric acid Foamazole 72 CBA, which is a concentrate containing a mixture of Contains citric acid and sodium bicarbonate in pellet form, which is commercially available from Bergen International.

Das Treibmittel wird allgemein in Mengen eingesetzt, die notwendig sind, um das gewünschte Ausmaß der Dichtereduktion in der Schaumschicht bereitzustellen. Der Ausdruck ”Dichtereduktion” und der Prozentsatz der Dichtereduktion bedeutet der Prozentsatz der Dichte, der in der Schaumschicht und/oder dem Blattmaterial durch Verwendung chemischer und/oder physikalischer Treibmittel reduziert wird. Zum Beispiel ausgehend von einer Ausgangspolymerdichte (festes Blatt) von 1 g/cm3 ist eine Reduktion der Dichte auf 0,9 g/cm3 eine 10%ige Dichtereduktion, auf 0,85 g/cm3 eine 15%ige Dichtereduktion.The blowing agent is generally employed in amounts necessary to provide the desired level of density reduction in the foam layer. The term "density reduction" and the percentage of density reduction means the percentage of density that is reduced in the foam layer and / or sheet material by using chemical and / or physical blowing agents. For example, starting from a starting polymer density (solid sheet) of 1 g / cm 3 , a reduction of the density to 0.9 g / cm 3 is a 10% density reduction, to 0.85 g / cm 3 a 15% density reduction.

Um eine Kombination von Kosteneffizienz und Leistungsvermögen zu erreichen, hat die geschäumte thermoplastische Polymerschicht wünschenswerterweise eine Dichtereduktion von wenigstens etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die Dichte des thermoplastischen Ausgangspolymers, vorzugsweise wenigstens etwa 10 Gew.-%, am meisten bevorzugt wenigstens etwa 15 Gew.-%. Um die Leistungseigenschaften und Thermoformbarkeit des Blatts aufrechtzuerhalten, weist die geschäumte thermoplastische Polymerschicht wünschenswerterweise eine Dichtereduktion von nicht mehr als etwa 40 Gew.-%, bezogen auf die Dichte des thermoplastischen Ausgangspolymers auf, vorzugsweise bis zu etwa 35 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu etwa 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt bis zu etwa 25 Gew.-%. Vorzugsweise werden diese Dichtereduktionsbereiche und -grade in der endgültigen mehrschichtigen Blattstruktur bereitgestellt.Around a combination of cost-effectiveness and performance has reached the foamed thermoplastic polymer layer desirably a density reduction of at least about 5% by weight, based on the density of the thermoplastic starting polymer, preferably at least about 10% by weight, most preferably at least about 15% by weight. To the performance characteristics and thermoformability of the sheet has the foamed thermoplastic Polymer layer desirably a density reduction of not more than about 40% by weight, based on the density of the thermoplastic Starting polymer, preferably up to about 35 wt .-%, especially preferably up to about 30% by weight and most preferably up to about 25% by weight. Preferably, these density reduction areas become and grades in the final multilayer leaf structure provided.

Bezüglich der Verwendung von gaserzeugenden Flüssigkeiten oder anderen physikalischen Treibmitteln in einem Schaumextrusionsprozess hängt die zugegebe ne Menge an physikalischem Treibmittel, die in die schäumbare Zusammensetzung eingebracht wird, von dem gewünschten Grad der Dichtereduktion und der Effizienz und Effektivität des jeweiligen Treibmittels ab, es ist aber festgestellt worden, dass es geeignet ist, Mengen von wenigstens etwa 0,0001, vorzugsweise wenigstens etwa 0,001, bevorzugt wenigstens etwa 0,01, noch mehr bevorzugt wenigstens etwa 0,063 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an physikalischem Treibmittel zuzusetzen und bis zu Mengen von etwa 0,07 Gew.-%, vorzugsweise bis zu etwa 0,3, besonders bevorzugt bis zu etwa 0,2 und am meisten bevorzugt bis zu etwa 0,128 Gew.-% an physikalisches Treibmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht, zuzusetzen.In terms of the use of gas-generating liquids or others physical blowing agents in a foam extrusion process depends the added amount of physical blowing agent that enters the foamable Composition is introduced, of the desired degree the density reduction and the efficiency and effectiveness of the respective propellant, but it has been found that it is suitable, amounts of at least about 0.0001, preferably at least about 0.001, preferably at least about 0.01, more preferably at least about 0.063% by weight, based on the total weight to be added to physical blowing agent and up to amounts of about 0.07 wt .-%, preferably up to about 0.3, more preferably to at about 0.2 and most preferably up to about 0.128 wt% physical blowing agent, based on the total weight to add.

Die schäumbare thermoplastische Polymerzusammensetzung kann optional ein Nukleierungsmittel enthalten, um die Größe der Schaumzellen zu regeln. Bevorzugte Nukleierungsmittel enthalten feinverteilte anorganische Substanzen, wie z. B. Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Bleisulfat, Kieselsäure, Silicumdioxid, Silicate, wie z. B. Calciumsilicat, Talk, Tonaluminiumoxid, Aluminiumsilicate, Sulfide, Titandioxid, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Ton, Kohlenstoff, Metallpulver, Zinkoxid, Asbest, Glasfasern, Bariumstearat und Diatomeenerde. Die Teilchengrößen der feinverteilten anorganischen Nukleierungsmittel reichen im Allgemeinen von etwa 0,005 bis etwa 10 μm, bevorzugt von etwa 0,01 bis etwa 1 μm. Ein optionaler feinverteilter anorganischer Nukleierungsmittelbestandteil kann in Mengen von wenigstens etwa 0,001 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Polymerharz eingesetzt werden, vorzugsweise wenigstens etwa 0,02 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile eines Polymerharzes. Im Allgemeinen sollte das optionale Nukleierungsmittel in Mengen von weniger als etwa 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polymerharz, vorzugsweise weniger als etwa 2 Gewichtsteile pro Hundert Gewichtsteile Polymerharz eingesetzt werden.The foamable thermoplastic polymer composition can optionally contain a nucleating agent to size to control the foam cells. Contain preferred nucleating agents finely divided inorganic substances, such as. Barium sulfate, barium carbonate, Calcium sulfate, calcium carbonate, lead sulfate, silicic acid, Silicum dioxide, silicates, such as. Calcium silicate, talc, clay alumina, Aluminum silicates, sulphides, titanium dioxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, Clay, carbon, metal powder, zinc oxide, asbestos, glass fibers, barium stearate and diatomaceous earth. The particle sizes of the finely divided inorganic nucleating agents generally range from about 0.005 to about 10 microns, preferably from about 0.01 to about 1 μm. An optional finely divided inorganic nucleating agent component may be in amounts of at least about 0.001 parts by weight per 100 Parts by weight of polymer resin are used, preferably at least about 0.02 parts by weight per 100 parts by weight of a polymer resin. In general, the optional nucleating agent should be available in quantities less than about 10 parts by weight per 100 parts by weight of polymer resin, preferably less than about 2 parts by weight per hundred parts by weight Polymer resin can be used.

Es ist ebenfalls festgestellt worden, dass eine geringe Menge eines chemischen Treibmittels, die nicht ausreichend ist, um eine signifikante Dichtereduktion zu erzeugen, aber Nukleierung in einem physikalisch geschäumten thermoplastischen Polymer bereitstellen kann. Diese optionalen Nukleierungsmittel, bezogen auf ihren aktiven Bestandteil und ihre Wirksamkeit können in Mengen von wenigstens etwa 0,0004 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Polymerharz, vorzugsweise wenigstens etwa 0,008, besonders bevorzugt wenigstens etwa 0,04 und noch mehr bevorzugt wenigstens etwa 0,08 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile eines Polymerharz eingesetzt werden. Im Allgemeinen sollten diese optionalen Nukleierungsmittel in Mengen von weniger als etwa 0,02 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Polymerharz, vorzugsweise weniger als etwa 0,15, besonders bevorzugt weniger als etwa 0,14 und noch mehr bevorzugt weniger als etwa 0,12 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Polymerharz eingesetzt werden.It It has also been found that a small amount of one chemical blowing agent, which is insufficient to a significant To produce density reduction, but nucleation in a physical can provide foamed thermoplastic polymer. These optional nucleating agents, based on their active ingredient and their effectiveness may be in amounts of at least about 0.0004 parts by weight per 100 parts by weight of polymer resin, preferably at least about 0.008, more preferably at least about 0.04, and even more preferably at least about 0.08 parts by weight per 100 parts by weight a polymer resin can be used. In general, these should be optional nucleating agent in amounts of less than about 0.02 Parts by weight per 100 parts by weight of polymer resin, preferably less as about 0.15, more preferably less than about 0.14, and still more preferably less than about 0.12 parts by weight per 100 parts by weight Polymer resin can be used.

Wie oben erwähnt kann die nichtgeschäumte thermoplastische Polymerschicht aus denselben oder unterschiedlichen Polymeren, ausgewählt aus denen, die oben aufgelistet sind, hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Schichten der Blattstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung aus dem selben Polymer oder dem selben Polymertyp hergestellt, um optimale Schichtkompatibilität und -haftung bereitzustellen und die Möglichkeit, den Verschnitt und die Endprodukte zu recyclen zu maximieren. Vorzugsweise sind für Kühlschrankauskleidungsanwendungen beide Schichten thermoplastische aromatische Monovinylidenpolymere, wobei vorzugsweise für die geschäumte Schicht die ausgewählt werden, die dafür bekannt sind, die beste Beanspruchungsrissbeständigkeit bereitzustellen.As mentioned above, the non-foamed thermoplastic Polymer layer of the same or different polymers selected from those listed above. Preferably become the layers of the leaf structures according to the present invention of the same polymer or the same polymer type manufactured for optimal layer compatibility and adhesion to provide and the possibility of the blending and to maximize the recycling of end products. Preferably are for Refrigerator lining applications both layers thermoplastic aromatic monovinylidene polymers, preferably for the foamed layer to be selected which are known to have the best stress crack resistance provide.

Es kann auch Situationen geben, bei denen das mehrschichtige Blatt zwei oder mehr geschäumte thermoplastische Schichten enthält. Das Schäumen kann zum Zweck der maximalen und/oder kosteneffektivsten Dichtereduktion optimiert werden, wobei eine innere Schaumschicht und eine davon unterschiedliche geschäumte thermoplastische Schicht als Oberflächenschicht verwendet werden kann und so maßgeschneidert werden kann, um optimale Oberflächeneigenschaften in Bezug auf Haftvermittlung zu Polyurethan oder anderen isolierenden Schaumkomponenten zu erhalten. Wie bei den nichtgeschäumten Schichten kann das mehrschichtige Blatt gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere optionale Schicht zusätzlich zu oder als Teil der geschäumten thermoplastischen Oberflächenschicht enthalten. Wie hierin verwendet, umfasst die Gesamtdicke der ”geschäumten” thermoplastischen Polymerschicht in dem mehrschichtigen Blatt alle geschäumten Schichten, wo immer sie angeordnet sind. Für eine Produktkosteneinsparung und optimale Prozesseffizienz und Einfachheit ist es aber bevor zugt, dass das mehrschichtige Blatt nur die nichtgeschäumte Oberflächenschicht(en) und eine einzelne geschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht als geschäumte thermoplastische Polymerschicht mit einer optional nicht geschäumten Haftunterschicht und am meisten bevorzugt nur die einzelne geschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht enthält.It can also be situations where the multilayer sheet contains two or more foamed thermoplastic layers. Foaming may be for the purpose of maximum and / or cost-effective Density reduction can be optimized using an inner foam layer and one of them different foamed thermoplastic Layer can be used as a surface layer and can be tailored to optimum surface properties in terms of adhesion to polyurethane or other insulating To obtain foam components. As with the non-foamed Layers can be the multilayer sheet according to the present invention, one or more optional layer in addition to or as part of the foamed thermoplastic surface layer contain. As used herein, the total thickness of the "foamed" thermoplastic includes Polymer layer in the multilayer sheet all foamed Layers wherever they are arranged. For a product cost saving and optimal process efficiency and simplicity, but before it that the multilayer sheet only the non-foamed surface layer (s) and a single foamed thermoplastic polymer surface layer as a foamed thermoplastic polymer layer with a optional non-foamed adhesive underlayer and most preferably only the single foamed thermoplastic Polymer surface layer contains.

Die mehrschichtigen Blattstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung können ebenfalls eine optionale, nichtgeschäumte Oberflächenschicht (C) enthalten, die aus einem der thermoplastischen Polymere, wie oben erwähnt, hergestellt wird, ist aber vorzugsweise dasselbe oder ein zu der nichtgeschäumten Oberflächenschicht (A) ähnliches Material. Falls verwendet, stellt diese Schicht eine Oberflächenschicht für die geschäumte Schicht (B) bereit, was auch als ABA-Struktur bezeichnet wird. Falls verwendet, hat die optional nichtgeschäumte Oberflächenschicht (C) eine Dicke, die geringer ist als die der nichtgeschäumten Oberflächenschicht (A) im Allgemeinen im Bereich von wenigstens 0,03 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 0,05 mm, besonders bevorzugt wenigstens etwa 0,07 mm und weniger als etwa 1 mm, vorzugsweise weniger als etwa 0,07 mm und am meisten bevorzugt weniger als etwa 0,5 mm. Es soll festgestellt werden, dass für das Aufbringen von weiteren isolierenden Schaumschichten auf die mehrschichtigen Blätter gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung thermisch isolierender Gegenstände kann eine Oberflächenbehandlung der optional nichtgeschäumten Oberflächenschicht (C) notwendig werden, um eine ausreichende Haftung und Oberflächenabdeckung für den isolierenden Schaum zu erhalten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt die geschäumte Schicht (B) die zweite Oberflächenschicht des mehrschichtigen Blatts bereit und die optionale nichtgeschäumte Oberflächenschicht (C) wird nicht eingesetzt.The multilayered sheet structures according to the present invention Invention may also be an optional, non-foamed Surface layer (C) containing one of the thermoplastic However, polymers as mentioned above are produced preferably the same or one to the non-foamed Surface layer (A) similar material. If used, this layer provides a surface layer ready for the foamed layer (B), too is referred to as ABA structure. If used, the optional non-foamed Surface layer (C) has a thickness that is less than that of the non-foamed surface layer (A) generally in the range of at least 0.03 mm, preferably at least about 0.05 mm, more preferably at least about 0.07 mm and less as about 1 mm, preferably less than about 0.07 mm and most preferably less than about 0.5 mm. It should be noted that for the application of further insulating foam layers on the multilayer leaves according to the present invention for producing thermally insulating articles can be a surface treatment of the optional non-foamed Surface layer (C) may be necessary to a sufficient Adhesion and surface coverage for the insulating To get foam. In one embodiment of the present invention Invention, the foamed layer (B), the second Surface layer of the multilayer sheet ready and the optional non-foamed surface layer (C) is not used.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, um die gewünschte Einsparung an Ausgangsmaterial und Energie im thermischen Verformungsprozess zu erreichen, haben die geschäumte Schicht oder Schichten der mehrschichtigen Blätter gemäß der vorliegenden Erfindung Dicken, die größer sind als die der nichtgeschäumten oder festen thermoplastischen Polymerschicht(en). Das Verhältnis zwischen dem Schaum und den nichtgeschäumten Schichtdicken wird auch als ”Schaum- zu Festmaterialdicken-Verhältnis” bezeich net und wenn die Gesamtschaumsschichtdicke größer ist als die gesamte Festmaterialsschichtdicke wird dies mit einem ”Schaum- zu Festmaterialdicken-Verhältnis” von größer als 1 bezeichnet. Vorzugsweise beträgt die relative Dicke der geschäumten Polymerschicht(en) mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 55%, noch mehr bevorzugt mehr als 60%, noch mehr bevorzugt größer als 65% und am meisten bevorzugt mehr als 70% der Dicke des mehrschichtigen Blattmaterials. Diese relativen Dicken entsprechen dem bevorzugten ”Schaum- zu Festmaterialdicken-Verhältnis” von vorzugsweise mehr als etwa 1, besonders bevorzugt 1,22, noch bevorzugter mehr als etwa 1,50, noch bevorzugter mehr als etwa 1,86 bzw. am meisten bevorzugt mehr als etwa 2,33.In a preferred embodiment of the present invention, the desired savings in raw material and energy to achieve in the thermal deformation process, have the foamed layer or layers of the multilayer sheets according to the present invention thicknesses that are greater than that of non-foamed or solid thermoplastic Polymer layer (s). The relationship between the foam and the non-foamed layer thicknesses is also called "foam to solid material thickness ratio "referred to and when the total foam layer thickness is larger as the total solid material layer thickness, this is done with a "foam" to solid material thickness ratio "of greater referred to as 1. Preferably, the relative thickness the foamed polymer layer (s) more than 50%, especially preferably more than 55%, even more preferably more than 60%, even more preferably greater than 65% and most preferred more than 70% of the thickness of the multilayer sheet material. These relative thicknesses correspond to the preferred "foam" Solid material thickness ratio "of preferably greater than about 1, more preferably 1.22, more preferably more at about 1.50, more preferably at more than about 1.86, and most preferably more than about 2.33.

Vorausgesetzt, dass die oben beschriebenen Schichten und relativen Schichtdicken erhalten werden, existieren verschiedene bekannte Verfahren und Prozesse, die verwendet werden können zur Herstellung oder Aufbringung von Schichten zu mehrschichtigen Blättern, einschließlich Coextrusion, Extrusionsbeschichtung und/oder Folienlaminierung. Diese Prozesse und deren Anwendung, um beschichtete Blattmaterialien bereitzustellen, sind im Allgemeinen dem Fachmann im Bereich des Herstellen und Verwenden von thermoplastischen Polymerblattmaterialien wohlbekannt und der Einsatz der Lehren der relativen Schichtdicken, die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, können einfach verwendet werden, um mehrschichtige Blattmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Siehe im Allgemeinen The Definite Processing Guide and Handbook, von Giles, Harold F. Jr., Wagner, John R. Jr. und Mount, Eldridge, veröffentlicht in 2005 durch William Andrew Publishing/Plastics Design Library, deren relevanten Bereiche durch Inbezugnahme in dieser Offenbarung mit eingebracht werden: Teil VI: Coextrusion auf Seite 391; Teil VII: Blatt- und Gussfolien auf Seite 435 und Teil VII: Extrusionsbeschichtung und -laminierung auf Seite 465. Provided that the above-described layers and relative layer thicknesses are obtained, there are various known methods and processes that can be used to make or apply layers to multilayer sheets, including coextrusion, extrusion coating, and / or film lamination. These processes and their application to provide coated sheet materials are generally well known to those skilled in the art of making and using thermoplastic polymer sheet materials, and the use of the relative layer thickness teachings provided in the present invention can be readily used to produce multilayered sheets To provide sheet materials according to the present invention. See im In general, The Definite Processing Guide and Handbook, by Giles, Harold F. Jr., Wagner, John R. Jr., and Mount, Eldridge, published in 2005 by William Andrew Publishing / Plastics Design Library, their relevant areas by reference in this disclosure Part VI: Coextrusion on page 391; Part VII: Sheet and cast films on page 435 and Part VII: Extrusion coating and lamination on page 465.

Zum Beispiel ist ein Coextrusionsprozess auch in US-Patent 6,544,450 beschrieben, der angepasst werden kann, um eine Kombination von geschäumten und nichtgeschäumten Oberflächenschichten gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. In US-Patent 6,589,646 wird ein Folienlaminierungsprozess gezeigt, um eine geschäumte Schicht auf einer nichtgeschäumten thermoplastischen Polymerschicht bereitzustellen.For example, a coextrusion process is also in U.S. Patent 6,544,450 described, which can be adapted to a combination of foamed and non-foamed surface layers according to to provide the present invention. In U.S. Patent 6,589,646 For example, a film lamination process is shown to provide a foamed layer on a non-foamed thermoplastic polymer layer.

In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein mehrschichtiges Blatt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, um einen verbesserten Thermoformgebungsprozess und verbessere thermogeformte Gegenstände bereitzustellen. Thermoformgebung ist eine im Allgemeinen wohlbekannte Technologie, um Formkörper oder Gegenstände aus formbarem thermoplastischen Blattmaterialien bereitzustellen. Thermogeformte Teile oder Gegenstände sind insbesondere zur Herstellung thermisch isolierender Formkörper, wie z. B. Transportkisten, Wärmeakkumulatoren, Kühlschrank- oder Gefrierschrankausstattung oder -komponenten, insbesondere Kühlschranktüren durch das Aufbringen einer zusätzlichen isolierenden Schaumschicht, wie z. B. einem Polyurethanschaum herzustellen. Thermoformgebungsverfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt und können in unterschiedlicher Weise, z. B. in ”Technologe of Thermoforming”, Throne, James; Hanser Publishers; 1996; Seiten 16–29 gelehrt, durchgeführt werden. In einem ”positiven” Thermoformgebungsverfahren wird Gas- oder Luftdruck auf das erweichte Blatt angewendet und das Blatt wird dann gereckt und ausgezogen wie eine Blase und eine männliche Form wird von innen in die Blase eingebracht. Dann wird Vakuum angewendet, um das Teil weiter zu ziehen und in Übereinstimmung mit der männlichen Formoberfläche zu bringen. In diesem Thermoformgebungsverfahren wird biaxiales Verstrecken in erster Linie in einem Schritt durchgeführt, wenn ein Gas- oder Luftdruck auf das erweichte Blatt angewendet wird. Der Formgebungsschritt wird dann mit dem Vakuum und der männlichen Form vervollständigt, um die Orientierung im Blatt für eine gute Balance von physikalischen und ästhetischen Eigenschaften einzufrieren.In preferred embodiments of the present invention, a multilayer sheet according to the present invention is used to provide an improved thermoforming process and improved thermoformed articles. Thermoforming is a generally well-known technology for providing moldings or articles of formable thermoplastic sheet materials. Thermoformed parts or objects are especially for the production of thermally insulating moldings, such. As transport boxes, heat accumulators, refrigerator or freezer equipment or components, in particular refrigerator doors by applying an additional insulating foam layer such. B. produce a polyurethane foam. Thermoforming processes are known in the art and may be used in different ways, e.g. In "Technologist of Thermoforming", Throne, James; Hanser Publishers; 1996; Pages 16-29 taught to be performed. In a "positive" thermoforming process, gas or air pressure is applied to the softened sheet and the sheet is then stretched and pulled out like a bubble, and a male mold is inserted into the bladder from the inside. Then vacuum is applied to pull the part further and make it conform to the male mold surface. In this thermoforming process, biaxial stretching is performed primarily in one step when a gas or air pressure is applied to the softened sheet. The shaping step is then completed with the vacuum and male mold to freeze the sheet orientation for a good balance of physical and aesthetic properties.

In einem ”negativen” Thermoformgebungsverfahren wird Vakuum oder ein Stempel auf das wärmeerweichte Blatt angewandt und man streckt und zieht das Blatt zu annähernd der endgültigen Teilegröße. Dann wird durch positiven Luftdruck von der Innenseite oder zusätzlich externem Vakuum von der Außenseite das Blatt gezogen und in Übereinstimmung mit einer äußeren weiblichen Form gebracht, die Orientierung in dem Polymer wird eingefroren und das Blatt wird in den Gegenstand geformt. In den Typen von Thermoformgebungsprozessen, die übli cherweise für Kühlschrankauskleidungen eingesetzt werden, werden die extrudierten thermoformbaren Blätter an rotierenden oder kontinuierlichen Formgebungsvorrichtungen geformt, wobei Blätter zuerst zu unterschiedlichen Erwärmungssektionen (Vorerwärmung durch Kontaktwärme gefolgt von Infrarotwärme) transportiert worden, bevor sie zu den ”positiven” Formgebungssektionen gebracht werden. Wie im Allgemeinen den Fachleuten bekannt, wird während dieses Vorerwärmens/Erwärmens, das Blatt auf eine thermoformbare, wärmeerweichende, wärmeplastifizierende Temperatur erwärmt, die von dem Polymer abhängt. Im Allgemeinen ist dies für amorphe Polymere eine Temperatur von etwa 20°C bis etwa 60°C oberhalb deren Glasübergangstemperatur (”Tg”). Im Allgemeinen ist für Polypropylen und semikristalline Polymere dies eine Temperatur unmittelbar unterhalb deren Schmelztemperatur.In a "negative" thermoforming process Vacuum or a stamp applied to the heat-softened sheet and you stretch and draw the leaf to approximately the final one Portion size. Then it is by positive air pressure from the inside or in addition external vacuum from the outside of the sheet is pulled and in line brought with an outer female form, the Orientation in the polymer is frozen and the sheet becomes molded into the object. In the types of thermoforming processes, usually for refrigerator linings are used, the extruded thermoformable sheets formed on rotating or continuous shaping devices, Leaves first to different heating sections (Preheating by contact heat followed by infrared heat) before being transported to the "positive" forming sections to be brought. As generally known to those skilled in the art during this preheating / heating, the sheet on a thermoformable, heat-softening, heat-plasticizing Temperature heated, which depends on the polymer. in the Generally this is a temperature for amorphous polymers from about 20 ° C to about 60 ° C above its glass transition temperature ( "Tg"). In general, for polypropylene and semi-crystalline polymers this is a temperature just below their melting temperature.

In der Formgebungssektion wird das wärmeplastifizierte Blatt durch Erzeugen eines Vakuums gestreckt. Die hergestellte Blase wird manchmal unter Verwendung einer Verschlusshilfe weiter vorgeformt, z. B. für das Formen eines Gefriergerätekörpers. Danach folgt Streckformen und Formgebung des Blatts über die ”positive” Form und dann werden die Ecken und Einsatzführung etc. in die Form durch Anwendung von Vakuum eingezogen. Nach Entfernung des Werkzeuges kann das Teil getrimmt werden, Löcher eingestanzt werden und Ecken ausgeschnitten werden, wie benötigt, um die Auskleidung herzustellen. Die allgemeinen Schritte, die in einem Verfahren zur Herstellung eines thermogeformten Teils, wie z. B. einer Kühlschrankauskleidung durchgeführt werden, sind:

  • A. Erwärmen eines Blatts zu einem wärmeerweichten, wärmeplastifiziertem thermoformbaren Zustand;
  • B. Anwenden von Gas, Vakuum und/oder physikalischem Druck auf das wärmeerweichte, wärmeplastifizierte, thermoformbare Blatt und Strecken des Blatts auf annähernd die endgültige Teilgröße;
  • C. Anpassen des Blatts durch Vakuum oder Druck an die Gestalt der Form; und
  • D. Separieren des thermogeformten Teils von der Form.
In the forming section, the heat-plasticized sheet is stretched by generating a vacuum. The produced bladder is sometimes further preformed using a closure aid, e.g. For molding a freezer body. Thereafter, stretch forming and shaping of the sheet follows over the "positive" mold and then the corners and insert guide etc. are drawn into the mold by applying vacuum. After removal of the tool, the part can be trimmed, holes punched in and corners cut out as needed to make the lining. The general steps involved in a method of making a thermoformed part, such as a thermoformed part. B. a refrigerator lining are performed, are:
  • A. heating a sheet to a heat softened, thermally plasticized thermoformable state;
  • B. applying gas, vacuum and / or physical pressure to the heat softened, heat plastified, thermoformable sheet and stretching the sheet to approximately the final portion size;
  • C. adjusting the sheet by vacuum or pressure to the shape of the mold; and
  • D. Separating the thermoformed part from the mold.

Thermogeformte Teile oder Gegenstände, die aus dem mehrschichtigen Blatt gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind insbesondere zur Herstellung thermisch isolierender Formteile, wie z. B. Transportkörbe, Wärmeakkumulatoren, Kühlschrank- oder Gefrierschrankausrüstung oder -komponenten, insbesondere Kühlschrankauskleidungen (einschließlich sowohl Türauskleidungen und innere Körperauskleidungen) durch zusätzliches Aufbringen einer zusätzlichen thermisch isolierenden Schaumschicht, wie z. B. Polyurethanschaum, vorzugsweise auf eine geschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht geeignet. Zum Beispiel, wie in 3 gezeigt, im Fall einer geschäumten Kühlschrankinnenraumauskleidung 1 ist das thermogeformte Auskleidungsteil 4 in dem äußeren Gehäuse oder der Abschlussstruktur des Kühlschranks 2 angeordnet und weist eine Schicht eines thermisch isolierenden Schaums auf. Vorzugsweise wird der Schaum durch Füllen einer Kavität oder eines Hohlraums zwischen der Auskleidung und dem äußeren Gehäuse mit einer schäumbaren Mischung bereitgestellt. Zum Beispiel wird eine schäumbare Polyurethanmischung in den Hohlraumbereich zwischen dem thermogeformten Auskleidungsteil (vorzugsweise in Kontakt mit einer geschäumten Oberflächenschichtseite) und dem Gehäuse und dem äußeren Abschluss einschließlich einem Kühlschrankgehäuse, einem Kühlschranktürengehäuse oder anderen Abschlüssen eingebracht oder eingespritzt. Die thermisch isolierende Schicht kann ebenfalls durch andere bekannte Schäume oder Schäumungstechniken bereitgestellt werden.Thermoformed parts or articles made from the multilayer sheet according to the present invention are particularly useful for making thermally insulating moldings, such as molded articles. As transport baskets, heat accumulators, refrigerator or freezer equipment or components, in particular refrigerator linings (including both door linings and inner body liners) by additionally applying an additional thermally insulating foam layer, such as. As polyurethane foam, preferably suitable for a foamed thermoplastic polymer surface layer. For example, as in 3 shown in the case of a foamed refrigerator interior lining 1 is the thermoformed lining part 4 in the outer housing or the end structure of the refrigerator 2 arranged and has a layer of a thermally insulating foam. Preferably, the foam by filling a cavity or cavity between the liner and the outer housing with a foamable mixture. For example, a foamable polyurethane mixture is introduced or injected into the void area between the thermoformed liner (preferably in contact with a foamed surface layer side) and the housing and outer termination including a refrigerator housing, refrigerator door housing or other finishers. The thermal insulating layer may also be provided by other known foaming or foaming techniques.

In diesem Fall des Herstellens eines thermisch isolierenden Formkörpers werden die oben angegebenen Thermoformgebungsschritte von dem zusätzlichen allgemeinen Schäumungsschritt gefolgt:

  • E. Bereitstellen einer thermisch isolierenden Schicht, wie z. B. ein Polyurethanschaum zu der Oberfläche des thermogeformten Teils, vorzugsweise einer geschäumten Oberflächenschicht und vorzugsweise durch Bereitstellen einer schäumbaren Mischung in einer Kavität oder einem Raum, die zwischen der Oberfläche des thermogeformten Teils und einem externen Gehäuse oder Verschlussstruktur, vorzugsweise einem Kühlschrank, erzeugt wurde.
In this case of producing a thermally insulating molding, the above-mentioned thermoforming steps are followed by the additional general foaming step.
  • E. Providing a thermally insulating layer such. A polyurethane foam to the surface of the thermoformed part, preferably a foamed surface layer, and preferably by providing a foamable mixture in a cavity or space created between the surface of the thermoformed part and an external housing or closure structure, preferably a refrigerator.

Wie allgemein bekannt, ist für Kühlschrankauskleidungen eine der wichtigsten Eigenschaften die Beanspruchungsrissbeständigkeit (”ESCR”), was die benötigte chemische Beständigkeit des Harzes gegenüber Treibmitteln, die bei PU-Isolierung verwendet werden, gegenüber Reinigungsmitteln und gegenüber ölhaltigen Nahrungsmitteln, die in Kontakt mit dem Inneren der Auskleidung kommen, ist. Bei dem Phänomen, das als Beanspruchungsrissbildung bekannt ist, können die Treibmittel, die beim Aufbringen und Herstellen des Polyurethanschaums verwendet werden, wie auch ölhaltige Bestandteile von gekühlten Lebensmittel die Oberfläche des geformten Kunststoffteils angreifen oder beinträchtigen und dazu führen, dass sie bei relativ niedrigen Kräften oder Belastungen zerreißt oder zerstört wird. In dieser Situation tendieren Kunststoffe, die gleichzeitig flüssigen oder gasförmigen chemischen Beanspruchungsrissen erzeugenden Mitteln und einer Beanspruchung ausgesetzt werden, dazu, bei niedrigeren Beanspruchungen oder kürzeren Zeitdauern zu versagen, als sie es in einer trockeneren Luftatmosphäre tun würden. Für Polymere wie z. B. HIPS, die durch Haarrissbildung versagen, wird angenommen, dass die Beanspruchungsrissmittel das Polymer in der Umgebung von Oberflächendefekten plastifizieren. Oberflächendefekte bewirken eine Spannungskonzentration und wirken als Haarriss-Initiierungsstellen. Wenn sowohl eine angewandte Beanspruchung als auch ein Spannungsrissmittel vorhanden sind, werden sich Haarrisse bilden und von dem Defekt aus bei niedrigeren Spannungen wachsen, im Vergleich dazu wenn kein flüssiges oder dampfförmiges chemisches Spannungsrissmittel vorhanden wäre. Es ist festgestellt worden, dass thermogeformte Teile, die aus den Blattmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, bei Verwendung von weniger Polymer und/oder Treibmittel als bei Blattstrukturen gemäß dem Stand der Technik, ein sehr gutes Maß an ESCR bereitstellen.As Commonly known is for refrigerator linings one of the most important features the stress crack resistance ("ESCR"), what the needed chemical Resistance of the resin to blowing agents, which are used in PU insulation, compared to cleaning agents and oily foods that come into contact with the interior of the lining is. In which Phenomenon known as stress cracking, can use the propellants when applying and producing polyurethane foam, as well as oily ones Ingredients of chilled foods the surface attack or impair the molded plastic part and cause them at relatively low powers or stress is torn or destroyed. In this situation, plastics tend to be liquid at the same time or gaseous chemical stress cracks generating Means and a strain are exposed to, at lower Failures or shorter durations than they would do it in a drier air atmosphere. For polymers such. B. HIPS, which fail by Haarrissbildung, It is believed that the stress cracking agents are the polymer in plasticize the environment of surface defects. surface defects cause stress concentration and act as hairline initiation sites. When both an applied stress and a stress cracking agent are present, hairline cracks will form and from the defect grow out at lower voltages compared to when no liquid or vapor chemical stress cracking agent would be present. It has been found that thermoformed Parts made from the sheet materials according to the present invention, using less Polymer and / or blowing agent as in leaf structures according to the Prior art, provide a very good level of ESCR.

Obwohl es bekannt ist, dass ein Blattmaterial mit einer dünnen Schicht eines geschäumten Thermoplasts verwendet werden kann, um einige Gegenstände herzustellen oder eine geschäumte Oberflächenschicht bereitzustellen (z. B. US-Patent 6,589,646 ) würde man nicht erwarten, dass ein Blattmaterial mit einer di ckeren Schicht (d. h. Erhöhen des ”Schaum- zu Festmaterial-Verhältnisses”) einen verbesserten Thermoformgebungsprozess bereitstellen kann.Although it is known that a sheet material with a thin layer of foamed thermoplastic can be used to make some articles or to provide a foamed surface layer (e.g. U.S. Patent 6,589,646 ), it would not be expected that a sheet material having a thicker layer (ie, increasing the "foam to solid ratio") could provide an improved thermoforming process.

Es ist aber überraschenderweise gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden worden, dass ein Blattmaterial, dass eine dickere Schaumschicht und einer dünnere feste Schicht enthält, eine gute Balance bzw. Kombination von Eigenschaften, einschließlich Kombinationen von thermogeformten Teilchendickenverteilung (insbesondere in kritischen dünnen Bereichen des thermogeformten Teils), ESCR-Leistungsfähigkeit, Blattsteifheit und Energieersparnis im Thermoformgebungsprozess bereitstellt, wenn es in Teile thermogeformt wird. Daher ermöglichen die Blattstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Extrusion von thermoformbaren Blättern, einen verbesserten Tiefziehformgebungsdurchsatz (Verringerung der Zykluszeit) und eine Energiekostenreduktion bei dem Formgebungsprozess im Vergleich zu einem festen Kunststoffblatt und/oder einem mehrschichtigen Blatt, basierend auf einer dünnen Schaumschicht. In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Thermoformgebungsprozess, wobei für die Herstellungskonfiguration die Blattstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung und momentan erhältliche Standard-Blattextrusions und Thermoformgebungsausrüstungen verwendet werden. Vorteile werden ebenfalls durch verbesserte thermogeformte isolierende Teile oder Gegenstände bereitgestellt, die eine zusätzliche isolierende Schaumschicht enthalten, wie z. B. thermogeformte Kühlschrankauskleidung mit einer zusätzlichen isolierenden Schaummaterialschicht, die auf das thermogeformte Teil aufgebracht wird mit verbesserten einheitlichem Aufbringen und Haftung des zusätzlichen isolierenden Schaummaterials, insbesondere Polyurethanschaum.It but is surprisingly according to the present invention, that a sheet material, that a thicker foam layer and a thinner solid Layer contains a good balance or combination of Properties, including combinations of thermoformed Particle thickness distribution (especially in critical thin Areas of the thermoformed part), ESCR performance, Sheet stiffness and energy savings in the thermoforming process when thermoformed into parts. Therefore allow the leaf structures according to the present invention an improved extrusion of thermoformable sheets, an improved thermoforming molding throughput (reduction of the Cycle time) and energy cost reduction in the molding process compared to a solid plastic sheet and / or a multilayered one Leaf, based on a thin foam layer. In a Embodiment relates to the present invention Thermoforming process, taking for the manufacturing configuration the leaf structures according to the present invention and currently available standard sheet extrusion and thermoforming equipment be used. Benefits are also improved by thermoformed provided insulating parts or objects that contain an additional insulating foam layer, such as z. B. thermoformed refrigerator lining with an additional insulating foam material layer on the thermoformed part is applied with improved uniform application and adhesion the additional insulating foam material, in particular Polyurethane foam.

Es wurde festgestellt, dass mit den Blattmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn eine Schaum oder schaumbare Mischung, wie z. B. ein schäumendes Polyurethan aufgebracht wird, um eine thermisch isolierende Schicht bereitzustellen, die Schaumoberfläche ebenfalls die vollständige und einheitliche Bedeckung des Urethanschaums auf der Schaumoberfläche des thermogeformten Teils erleichtert mit guter Schaumhaftung während ausreichende Blattsteifheit und Belastungsrissbeständigkeit aufrechterhalten wird.It has been found that with the sheet materials according to the present invention, when a Foam or foamable mixture, such as. For example, as a foaming polyurethane is applied to provide a thermally insulating layer, the foam surface also facilitates complete and uniform coverage of the urethane foam on the foam surface of the thermoformed part with good foam adhesion while maintaining sufficient sheet stiffness and stress crack resistance.

Die folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zu veranschaulichen. Sie sind nicht dazu gedacht, die Erfindung, wie sie ansonsten beschrieben und beansprucht wird, zu beschränken. Alle Zahlenwerte sind angenähert und alle Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf Gewicht, falls nicht anderweitig angegeben. Die folgende Nomenklatur und/oder Abkürzungen werden in den Beispielen verwendet.The The following examples are provided to various embodiments to illustrate the invention. You are not meant to the invention as otherwise described and claimed to restrict. All numerical values are approximated and all parts and percentages are by weight, if not otherwise stated. The following nomenclature and / or abbreviations are used in the examples.

Experimente 1 bis 4 stehen für Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Tabelle 1 unten zusammengefasst, werden 4,0 mm mehrschichtige thermoplastische Blätter auf einer Reifenhauser Coextrusionslinie mit einem nichtgeschäumten thermoplastischen Polymeroberflächenschicht und einer geschäumten thermoplastische Polymeroberflächenschicht extrudiert unter Verwendung des chemischen Treibmittels (”CBA”), oder CO2 als physikalisches Treibmittel (”PBA”) mit einem CBA-Nukleierungsmittel. STYRON A-TECH 1175 schlagzähes Polystyrol (”HIPS”) thermoplastisches Polymer wurde sowohl für die geschäumten und die nichtgeschäumten Schichten verwendet. In einem Ausgangsmatererial-Coextrusionsprozess mit zwei Extrudern werden treibmittelhaltiges HIPS und HIPS ohne Treibmittel durch eine flache Extrusionsdüse coextrudiert und durch Ziehen durch eine vertikal ausgerichtete 3-Rollen-Anordnung gekühlt. Dies erzeugt ein coextrudiertes Blatt gemäß der vorliegenden Erfindung, das 4 mm dick ist mit einer 3 mm geschäumten Schicht und mit einer 1 mm nichtgeschäumten oder festen Schicht.Experiments 1 to 4 represent examples according to the present invention. As summarized in Table 1 below, 4.0 mm multilayer thermoplastic sheets are extruded on a Reifenhauser coextrusion line with a non-foamed thermoplastic polymer surface layer and a foamed thermoplastic polymer surface layer using the chemical blowing agent ("CBA"), or CO 2 as the physical blowing agent ("PBA ") With a CBA nucleating agent. STYRON A-TECH 1175 impact polystyrene ("HIPS") thermoplastic polymer was used for both the foamed and non-foamed layers. In a two extruder starting material coextrusion process, blowing agent-containing HIPS and HIPS without blowing agent are coextruded through a flat extrusion die and cooled by drawing through a vertically oriented 3-roll assembly. This produces a coextruded sheet according to the present invention which is 4 mm thick with a 3 mm foamed layer and with a 1 mm non-foamed or solid layer.

Die treibmittelhaltige HIPS-Harzschicht, wie in Tabelle 1 weiter unten angegeben, wurde mit den angegebenen Mengen an CO2 physikalischem Treibmittel bereitgestellt und/oder enthielt die angegebenen Mengen an dispergiertem CBA. Hier ist CBA Foamazol 72, eine Mischung von Citronensäure und Natriumbicarbonat in einem Masterbatch mit Polystyrol von Bergen International, das 40 Gew.-% des aktiven Bestandteils bereitstellt und wiederum 0,2 g CO2 pro g CBA erzeugt. Der Ausdruck ”CBA Gew.-%” in Tabelle 1, weiter unten, bedeutet die Gewichtsprozentangabe von CBA, das in das thermoplastische Polymer der schäumbaren/geschäumten Schicht eingebracht wird (als ein Masterbatch mit 40% aktivem Bestandteile). Zum Beispiel in Experiment 4 enthielten 100 g schäumbares Polystyrol 0,5 g CBA Masterbatch, wodurch 0,2 g aktives CBA bereitgestellt wurden und 0,04 g CO2 in der schäumbaren Polystyrolschicht erzeugt werden. Das CBA wurde in das thermoplastische Polymer durch Schmelzmischen in dem Extruder eingebracht.The propellant-containing HIPS resin layer, as indicated in Table 1 below, was provided with the indicated amounts of CO 2 physical blowing agent and / or contained the indicated amounts of dispersed CBA. Here is CBA Foamazole 72, a mixture of citric acid and sodium bicarbonate in a Masterbatch with Polystyrene from Bergen International, which provides 40% by weight of the active ingredient and again produces 0.2 g of CO 2 per g of CBA. The term "CBA% by weight" in Table 1, below, means the weight percentage of CBA incorporated into the thermoplastic polymer of the foamable / foamed layer (as a master batch with 40% active ingredients). For example, in Experiment 4, 100 grams of foamable polystyrene contained 0.5 grams of CBA masterbatch, providing 0.2 grams of active CBA and producing 0.04 grams of CO 2 in the foamable polystyrene layer. The CBA was incorporated into the thermoplastic polymer by melt blending in the extruder.

Zum Einbringen des physikalischen Treibmittels in die geschäumte Schicht wird das HIPS in den Extrudern einer Blattextrusionslinie zugeführt, die eine Hochdruckkolbenpumpe aufweist, um CO2 in den Extrusionsbehälter am Ort der Ausgangsöffnung zuzuführen, wo es mit dem plastifiziertem geschmolzenen Polymer gemischt wird. Das CO2 physikalische Treibmittel wird mit dem geschmolzenen Polymerstrom mittels einer Schnecke gemischt, die so ausgestaltet ist, das verflüssigte Treibmittel und das Polymer zu vermischen, während es sich ”stromabwärts” bewegt, ohne zu ermöglichen, dass die zugegebene Flüssigkeit ”stromaufwärts” zurückgedrückt wird. Der Ausdruck ”CO2 PBA Gew.-%” in Tabelle 1, weiter unten, bezieht sich auf die Gewichtsprozentanteile an Kohlendioxidgas (flüssig), das mit dem geschmolzenen Polymerstrom der schäumbaren/geschäumten Schicht gemischt ist, bezogen auf das Gewicht an thermoplastischem Polymer. Der Ausdruck ”CO2 Freisetzung in Gew.-%” bedeutet den Gesamtgewichtsprozentanteil an Kohlendioxidgas, das durch CBA und/oder PBA freigesetzt bzw. bereitgestellt wird, bezogen auf das thermoplastische Polymer in den Blattstrukturen und wird aus den bekannten Mengen des zugesetzten Treibmittels unter Verwendung des idealen Gasgesetzes berechnet.To introduce the physical blowing agent into the foamed layer, the HIPS in the extruders is fed to a sheet extrusion line having a high pressure piston pump to deliver CO 2 into the extrusion vessel at the exit port location where it is mixed with the plasticized molten polymer. The CO 2 physical blowing agent is mixed with the molten polymer stream by means of a screw designed to mix the liquefied propellant and the polymer while moving "downstream" without allowing the added liquid to be pushed "upstream" , The term "CO 2 PBA wt%" in Table 1, below, refers to the weight percentages of carbon dioxide gas (liquid) mixed with the molten polymer stream of the foamable / foamed layer, based on the weight of thermoplastic polymer. The term "CO 2 release in wt%" means the total weight percent of carbon dioxide gas released by CBA and / or PBA, based on the thermoplastic polymer in the sheet structures, and is calculated from the known amounts of propellant added using of the ideal gas law.

Die ”Blattdichte” in g/cm3 wird durch Messen des Blattgewichts und Dividieren durch das berechnete Blattvolumen berechnet und wird in Tabelle 1, weiter unten, angegeben. Die ”Schaumschichtdichte” (PSchaum) wird durch die Formel berechnet: ρSchaum = (ρgesamt·tgesamt – ρfest·tfest)/tSchaum worin ρSchaum die Dichte der Schaumschicht ist, ρgesamt die Gesamtdichte des Blatts ist, tgesamt die Gesamtdicke des Blatts ist, ρfest die Dichte der festen Schicht ist, tfest die Dicke der festen Schicht ist und tSchaum die Dicke der Schaumschicht ist.The "sheet density" in g / cm 3 is calculated by measuring the sheet weight and dividing by the calculated sheet volume and is given in Table 1, below. The "foam layer density" (P foam ) is calculated by the formula: ρ foam = (ρ total · t total - ρ firmly · t firmly ) / T foam where ρ foam is the density of the foam layer, ρ total is the total density of the sheet, t total is the total thickness of the sheet, ρ solid is the density of the solid layer, t solid is the thickness of the solid layer, and t foam is the thickness of the foam layer ,

Der Ausdruck ”Dichtereduktion in %” meint den Prozentanteil der Dichte, um den der geschäumte Thermoplast und die Blattstruktur durch Verwendung chemischer und/oder physikalischer Treibmittel verringert wurde und wird in Tabelle 1 gezeigt.The term "density reduction in%" means the percentage of the density by which the foamed thermoplastic and the sheet structure are reduced by using chemical and / or physical blowing agents was and is shown in Table 1.

Das Blatt wird durch eine 3-Rollen-Polieranordnung gezogen und komprimiert, um das endgültige 4-mm-Blatt und Schichtdicken wie in Tabelle 1, weiter unten, gezeigt, bereitzustellen.The Sheet is pulled through a 3-roller polishing assembly and compressed, around the final 4 mm sheet and layer thicknesses as in table 1, shown below.

Diese Blattproben wurden dann durch Thermoformgebung zu Auskleidungen für einen Kühlschrank geringer Größe (”Minikühlschrank”) tiefgezogen. Die Minikühlschrankauskleidungen wurden auf einer ILLIG UA-100-Laborthermoformgebungseinheit aus den angegebenen erfindungsgemäßen und Vergleichsproben aus einem festen Blatt thermogeformt. In diesen Thermoformgebungsversuchen werden die beiden Blattproben wie folgt für Minikühlschränke thermogeformt, wobei alle Prozesseinstellungen des Thermoformgebungsprozess für beide Blätter dieselben sind: Temperatureinstellung IR-Heizer, Formtemperatur, Vorschäumdruck, Voschäumzeit und Kühldauer:

  • A. Erwärmen des Blattmaterials zu einem wärmeerweichten, wärmeplastifizierten thermoformbaren Zustand, der abzusacken beginnt;
  • B. Anwenden von Gasdruck auf das wärmeerweichte, wärmeplastifizierte thermoformbare Blatt und Strecken des Blatts auf annähernd die endgültige Teilegröße;
  • C. Anpassen des Blatts durch Vakuum an die Gestalt der Form; und
  • D. Separieren des thermogeformten Teils von der Form.
These leaf samples were then thermoformed into liners for a small size refrigerator ("mini refrigerator"). The mini-refrigerator liners were thermoformed on an ILLIG UA-100 Laboratory Thermoforming Unit from the specified inventive and comparative solid sheet samples. In these thermoforming experiments, the two sheet samples are thermoformed for mini-refrigerators as follows, with all process settings of the thermoforming process being the same for both sheets: IR heater temperature, mold temperature, pre-foaming pressure, Vosch foaming time and cooling time:
  • A. heating the sheet material to a heat softened, thermally plasticized, thermoformable state which begins to sag;
  • B. applying gas pressure to the heat softened, thermally plasticized thermoformable sheet and stretching the sheet to approximately the final part size;
  • C. adapting the sheet to the shape of the mold by vacuum; and
  • D. Separating the thermoformed part from the mold.

Es wird aber festgestellt, dass, wie in Tabelle 2 weiter unten zusammengefasst, die Blätter gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringere Aufheizdauer (40 im Vergleich zu 55 Sekunden) benötigen und daher eine 27%ige Verringerung der Prozesszykluszeit im Vergleich zu einem festen Blatt bereitstellen.It However, it is noted that, as summarized in Table 2 below, the leaves according to the present invention require a shorter heating time (40 compared to 55 seconds) and therefore a 27% reduction in process cycle time in comparison to provide a solid sheet.

Die bewerteten Minikühlschrankauskleidungsstrukturen, wie in 1 bis 3 gezeigt, stellen eine innere Auskleidung des Kühlschrankkörpers mit zwei Kammern und mit Dimensionen bereit, die in physikalischer Größe, im Vergleich zu aktuellen Kühlschränken normaler Größe, ungefähr halb so groß sind. Die Ausgestaltungen der Minikühlschrankauskleidung haben verschiedene Merkmale, um die Testbedingungen (einschließlich Thermoformgebung und ESCR) schärfer zu gestalten. Wichtige Aspekte dieser Ausgestaltung sind (i) scharfe Ecken (8 mm Radius, als 50 in 2 gezeigt) (ii) gestaltete Einbauführungen (3 mm Radius, wie als 60 in 2 gezeigt) und (iii) sehr große Tiefzugtiefe (gezeigt als ”d” in 2) des Trennelements (5 in 32 und 3) zwischen den beiden Kammern, was einem sehr hohen Zugverhältnis für den relativ kleinen Bereich des thermoformbaren Blatts entspricht. Der Erhalt einer kritischen Minimaldicke von 0,6 mm an der Wand (30 der 2) der tiefgezogenen Kammertrennung (5 in 2 und 3) ist bestimmend für eine erfolgreiche Blattthermoformbarkeit und teilweise Thermoformbarkeit und wurde unter Verwendung der verschiedenen 4-mm-thermoformbaren Blätter, die in den weiter unten angegebenen Experimenten verwendet wurden, erreicht.The rated mini refrigerator lining structures, as in 1 to 3 , provide an inner lining of the refrigerator body with two chambers and dimensions approximately one-half the physical size of current refrigerators of normal size. The mini-refrigerator liner designs have several features to sharpen test conditions (including thermoforming and ESCR). Important aspects of this embodiment are (i) sharp corners (8 mm radius, than 50 in 2 shown) (ii) designed mounting guides (3 mm radius, such as 60 in 2 and (iii) very large depth of draft (shown as "d" in FIG 2 ) of the separating element (5 in 32 and 3 ) between the two chambers, which corresponds to a very high draw ratio for the relatively small area of the thermoformable sheet. Obtaining a critical minimum thickness of 0.6 mm on the wall (30 of the 2 ) of the deep-drawn chamber separation (5 in 2 and 3 ) is critical to successful sheet thermoformability and partial thermoformability and has been achieved using the various 4 mm thermoformable sheets used in the experiments below.

Zur Untersuchung der strukturellen Steifheit der Wand in der Minikühlschrankstruktur wird ein MTS 810 hydraulischer Rahmen verwendet, um die Auskleidung um 10 mm an einen bestimmten Ort (markiert durch das ”x” und als 100 in 2 gezeigt) auszulenken. Die resultierende Widerstandskraft wird als Funktion der Auslenkung aufgezeichnet. Die Kraft bei endgültiger Deformation, als ”Maximalkraft” in Newton aufgeführt, ist ein Maß für die Gesamtsteifheit der Auskleidung. Um die Effekte der Dichte des Blatts zu eliminieren und Eigenschaften auf Basis pro g Polymer zu vergleichen, wurde die Deformationskraft durch das Probengewicht dividiert, um zu der aufgezeichneten strukturellen Steifheit pro g Polymer, wie in Tabelle 1 gezeigt, zu gelangen. Dies ist kein destruktiver Test und wurde für jede Probeneinheit zweimal durchgeführt, wodurch ein relativ hohes Maß an Konsistenz und Produzierbarkeit gezeigt wurde. Tabelle 1 – Experiment am extrudierten 4-mm-Blatt und an der thermogeformten Kühlschrankauskleidung Beispiel # Primares Treibmittel ”Schaum- zu Festmaterialdicken-Verhältnis” CBA (Gew.-%) aktiver Bestandteil CO2 PBA (Gew.-%) CO2 Freisetzung (Gew.-%) Schaum-Schichtdichte (g/cm3) Schaum-Schicht-Dichtenverringerung (%) Blattdichte (g/cm3) Blattdichtenverringerung (%) Maximale Kraft (N) /doppelt Fest* Kein n/a n/a n/a n/a n/a n/a 1,04 n/a 27,3/26 1 PBA 3 0,1 0,39 0,044 0,82 21,3% 0,87 16 14,8/14 2 PBA 3 0,1 0,48 0,051 0,76 26,6% 0,83 20 14,1/13,8 3 CBA 3 0,24 0 0,036 0,82 21,3% 0,87 16 14,7/14,7 4 CBA 3 0,2 0 0,03 0,86 17,3% 0,90 13 18,7/17,5

  • * Vergleichsexperiment, kein Beispiel der vorliegenden Erfindung
To investigate the structural stiffness of the wall in the mini refrigerator structure, an MTS 810 hydraulic frame is used to place the liner 10 mm to a specific location (marked by the "x" and 100 in 2 shown). The resulting resistance force is recorded as a function of the deflection. The force at final deformation, listed as "maximum force" in Newton, is a measure of the overall stiffness of the lining. In order to eliminate the effects of the density of the sheet and to compare properties per gram of polymer, the deformation force was divided by the sample weight to arrive at the recorded structural stiffness per gram of polymer as shown in Table 1. This is not a destructive test and was performed twice for each sample unit, demonstrating a relatively high degree of consistency and manufacturability. Table 1 - Experiment on extruded 4 mm sheet and thermoformed refrigerator lining Example # Primary propellant "Foam to solid material thickness ratio" CBA (wt%) active ingredient CO 2 PBA (% by weight) CO 2 release (% by weight) Foam layer density (g / cm 3 ) Foam Layer Density Reduction (%) Sheet density (g / cm 3 ) Leaf density reduction (%) Maximum force (N) / double Firmly* No n / A n / A n / A n / A n / A n / A 1.04 n / A 27.3 / 26 1 PBA 3 0.1 0.39 0,044 0.82 21.3% 0.87 16 14.8 / 14 2 PBA 3 0.1 0.48 0,051 0.76 26.6% 0.83 20 14.1 / 13.8 3 CBA 3 0.24 0 0,036 0.82 21.3% 0.87 16 14.7 / 14.7 4 CBA 3 0.2 0 0.03 0.86 17.3% 0.90 13 18.7 / 17.5
  • * Comparative experiment, not an example of the present invention

Die Analyse der in Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse zeigt, dass die anspruchsgemäßen mehrschichtigen geschäumten Blattstrukturen und Schäumungsprozesse effizient und wirksam sind und eine signifikante Dichte und Gewichtsreduktion bereitstellen.The Analysis of the results listed in Table 1, that the claimed multi-layered foamed Leaf structures and foaming processes efficient and effective and provide significant density and weight reduction.

Wie zu erwarten war zeigen die Analyseergebnisse der Tests auf die strukturelle Steifheit der Minikühlschrankauskleidung gute Leistungseigenschaften durch das Blattmaterial mit einer Schaumschicht, obwohl die Maximalkraft, die benötigt wird, um die Strukturen um 10 mm zu deformieren, geringer war als für das feste Auskleidungsreferenzmaterial.As was expected to show the analysis results of the tests on the structural Stiffness of mini refrigerator lining good performance characteristics through the sheet material with a foam layer, although the maximum force, which is needed to deform the structures by 10 mm, lower than for the solid lining reference material.

Wie oben erwähnt und wie in der Zusammenfassung der durchgeführten Thermoformgebungsexperimente für die Minikühlschrankauskleidung, wie in Tabelle 2 gezeigt, wird bei der Verwendung der geschäumten Blätter des Experiments 2 gemäß der vorliegenden Erfindung für die Thermoformgebung die Aufheizzeit und der Thermoformgebungszyklus um 27% im Vergleich zu einem festen Blatt reduziert. In diesen Thermoformgebungsversuchen werden die beiden Blattproben zu Minikühlschrankauskleidungen thermogeformt, wobei alle Einstellungen des Thermoformgebungsprozess für beide Blätter dieselben sind. Tabelle 2 – Thermoformgebungsexperimente Fest Blatt 2 Gesamte Blattdicke (mm) 4 4 Heizdauer 55 40 Zyklusdauer Verringerung % 0 27 As mentioned above and as summarized in the thermoforming experiments for the mini refrigerator lining, as shown in Table 2, using the foamed sheets of the experiment 2 according to the present invention for the thermoforming, the heating time and the thermoforming cycle become 27% as compared to FIG fixed sheet reduced. In these thermoforming trials, the two sheet samples are thermoformed into mini-refrigerator liners, with all settings of the thermoforming process being the same for both sheets. Table 2 - Thermoforming Experiments Firmly page 2 Total sheet thickness (mm) 4 4 heating time 55 40 Cycle duration reduction% 0 27

Bei dem Aussetzen an flüssige Belastungsrissmittel, wie z. B. Lebensmittel, Öle oder flüssige Treibmittel, ist eine der üblichsten Laboratoriumssimulationen, um ESCR zu testen, ein Test basierend auf ISO 4599 ( ASTM D543 ). Thermogeformte Proben von mehrschichtigen Blättern wurden auf ihre Beständigkeit gegenüber Belastungsrissbildung unter Aussetzen an flüssigen Belastungsrissbildungsmitteln in einem Test ähnlich zu ISO 4599 untersucht. In diesem Test werden hundeknochenförmige isoartig geschnittene Zugfestigkeitsproben bei einer konstanten Spannung unter Verwendung einer Biegeklammer gehalten, die ebenfalls als ”Formgeber” bezeichnet wird, die die Probe in einer gebogenen oder gespannten Position hält. Die nominale Spannung ε an der Oberfläche der Probe wird durch den Radius der Biegung, der in dem Formgeber bereitgestellt wird, bestimmt und wird wie folgt berechnet:

Figure 00270001
wobei d die Dicke der Probe ist und r der Radius des Formgebers.When exposed to liquid stress cracking agents, such. For example, foods, oils, or liquid propellants, one of the most common laboratory simulations to test ESCR is a test based on ISO 4599 ( ASTM D543 ). Thermoformed samples of multilayer sheets were similar in their resistance to stress cracking upon exposure to liquid stress cracking agents in a test ISO 4599 examined. In this test, dog bone iso-like cut tensile specimens are maintained at a constant tension using a bending clamp, also referred to as a "former", which holds the specimen in a bent or cocked position. The nominal stress ε at the surface of the sample is determined by the radius of the bend provided in the former and is calculated as follows:
Figure 00270001
where d is the thickness of the sample and r is the radius of the former.

Diese Proben, die in dem Formgeber unter Spannung gebogen gehalten werden (0,35%) werden dann bei Raumtemperatur Maisöl ausgesetzt (eingetaucht), um die Lebensmittel ESCR zu testen. Die Zugfestigkeitseigenschaften (Bruchdehnung in %) gemäß ISO 527 oder ASTM D638 M ) werden nach erhöhter Eintauch zeit (in Tagen) gemessen und mit den Anfangszugeigenschaften verglichen. Umso weniger die Eigenschaft im Vergleich zur Eigenschaft der Originalmessung verringert wurde, umso besser wird das Material erachtet, beständig gegenüber Aussetzung an Substanzen zu sein. Tabelle 3 – Belastungsrissbeständigkeit Festes Blatt* Experimentelles Blatt 1 Experimentelles Blatt 4 Eintauchdauer in Tagen Rissdehnung (%) Zugfestigkeitsverringerung (%) Rissdehnung (%) Zugfestigkeitsverringerung (%) Rissdehnung (%) Zugfestigkeitsverringerung (%) 0 58 34 31 1 21 64% 30 12% 32 –3% 2 22 62% 26 24% 33 –6% 4 20 66% 28 18% 26 16% 7 24 59% 26 24% 25 19% 11 18 69% 16 53% 21 32%

  • * Vergleichsexperiment, kein Beispiel der vorliegenden Erfindung
These specimens, which are held under tension in the former (0.35%), are then exposed (dipped) to corn oil at room temperature to test ESCR foods. Tensile properties (% elongation at break) according to ISO 527 or ASTM D638 M ) are measured after increased immersion time (in days) and compared with the initial tensile properties. The less the property has been reduced compared to the original measurement property, the better the material is deemed to be resistant to exposure to substances. Table 3 - Stress cracking resistance Solid leaf * Experimental Sheet 1 Experimental Sheet 4 Immersion time in days Crack elongation (%) Reduction in tensile strength (%) Crack elongation (%) Reduction in tensile strength (%) Crack elongation (%) Reduction in tensile strength (%) 0 58 34 31 1 21 64% 30 12% 32 -3% 2 22 62% 26 24% 33 -6% 4 20 66% 28 18% 26 16% 7 24 59% 26 24% 25 19% 11 18 69% 16 53% 21 32%
  • * Comparative experiment, not an example of the present invention

Wie in Tabelle 3 oben zusammengefasst, sind die endgültigen Zugfestigkeitswerte nach 11 Tagen Eintauchen für Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung (21 und 16) zufriedenstellend. Diese Anwendungen benötigen im Allgemeinen Werte von etwa 10%. Die beobachteten Werte sind grob dieselben wie für das feste Blatt gemäß Stand der Technik nach 11 Tagen Eintauchen (18) und – besonders wichtig – zeigen eine relativ niedrige Zudehnungsverringerung im Vergleich zu den Originaleigenschaften (53% und 32% Zugdehnungsverlust gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu 69% für das feste Blatt).As summarized in Table 3 above, are the final ones Tensile strength values after 11 days immersion for structures according to the present invention (21 and 16) satisfactorily. These applications generally require values of about 10%. The observed values are roughly the same as for the prior art solid sheet of FIG. 11 Days immersion (18) and - especially important - show a relatively low reduction in yield compared to the Original characteristics (53% and 32% tensile elongation according to the present invention compared to 69% for the solid Leaf).

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Claims (21)

Ein mehrschichtiges Blatt mit zwei Oberflächenschichten und wahlweise ein oder mehreren inneren Schichten, wobei dieses mehrschichtige Blatt eine nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (A), eine geschäumte thermoplastische Polymerschicht (B) und eine optionale, nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (C) aufweist mit einer Gesamtschichtdicke von etwa 0,5 bis etwa 20 mm und einem Schaum- zu Festmaterial-Verhältnis von größer als 1 und wobei: (a) die nichtgeschäumte thermoplastische Polymeroberflächenschicht (A) eine Dicke im Bereich von etwa 0,25 bis etwa 6 mm aufweist und (b) die geschäumte thermoplastische Polymerschicht (B) zu einer gesamten Dichtereduktion von wenigstens etwa 5 Gew.-% führt und in Abwesenheit der optionalen Oberflächenschicht (C) eine Oberflächenschicht ist.A multilayer sheet with two surface layers and optionally one or more inner layers, this one multilayer sheet a non-foamed thermoplastic Polymer surface layer (A), a foamed thermoplastic polymer layer (B) and an optional, non-foamed thermoplastic polymer surface layer (C) with a total layer thickness of about 0.5 to about 20 mm and a Foam to solid matter ratio of greater as 1 and wherein: (a) the non-foamed thermoplastic Polymer surface layer (A) has a thickness in the range of about 0.25 to about 6 mm and (b) the foamed thermoplastic polymer layer (B) to a total density reduction of at least about 5% by weight, and in the absence of optional surface layer (C) a surface layer is. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, wobei die Dicke der nichtgeschäumten Oberflächenschicht (A) wenigstens 0,5 mm beträgt.Multilayer sheet according to claim 1, wherein the thickness of the non-foamed surface layer (A) at least 0.5 mm. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, wobei die Dicke der nichtgeschäumte Oberflächenschicht (A) wenigstens 0,75 mm beträgt.Multilayer sheet according to claim 1, wherein the thickness of the non-foamed surface layer (A) is at least 0.75 mm. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, wobei das Schaum- zu Festmaterial-Verhältnis wenigstens 1,86 beträgt.Multilayer sheet according to claim 1, wherein the foam to solid ratio is at least 1.86 is. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, wobei das Schaum- zu Festmaterial-Verhältnis wenigstens 2,33 beträgt.Multilayer sheet according to claim 1, wherein the foam to solid ratio is at least 2.33 is. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, mit einer Dichtereduktion von wenigstens etwa 10%.Multilayer sheet according to claim 1, with a density reduction of at least about 10%. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, mit einer Dichtereduktion von wenigstens etwa 20%.Multilayer sheet according to claim 1, with a density reduction of at least about 20%. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, wobei die Gesamtschichtdicke etwa 1 bis etwa 10 mm beträgt.Multilayer sheet according to claim 1, wherein the total layer thickness is about 1 to about 10 mm. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, wobei die Gesamtschichtdicke etwa 2 bis etwa 5 mm beträgt.Multilayer sheet according to claim 1, wherein the total layer thickness is about 2 to about 5 mm. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, worin Schicht B ein geschäumtes aromatisches Monovinylidenpolymerharz, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus HIPS, GPPS, ABS, Mischungen zwei oder mehr dieser und Mischungen von einem oder mehrerer dieser mit einem oder mehreren zusätzlichen Polymeren, ist.Multilayer sheet according to claim 1, wherein layer B is a foamed aromatic monovinylidene polymer resin, selected from the group consisting of HIPS, GPPS, ABS, Mixtures two or more of these and mixtures of one or more this with one or more additional polymers, is. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, worin Schichten A und B coextrudiert sind.Multilayer sheet according to claim 1, wherein layers A and B are co-extruded. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, worin Schicht A auf Schicht B folienlaminiert ist.Multilayer sheet according to claim 1, wherein layer A is foil laminated on layer B. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, worin Schicht A auf Schicht B extrusionsbeschichtet ist.Multilayer sheet according to claim 1, wherein layer A is extrusion coated on layer B. Mehrschichtiges Blatt gemäß Anspruch 1, worin B unter Verwendung eines physikalischen Treibmittels oder einer Kombination eines physikalischen Treibmittels und eines chemischen Treibmittels, das als Nukleierungsmittel fungiert oder nur unter Verwendung eines chemischen Treibmittels geschäumt ist.Multilayer sheet according to claim 1, wherein B using a physical blowing agent or a combination of a physical blowing agent and a chemical Propellant that acts as a nucleating agent or only below Foamed using a chemical blowing agent. Thermogeformter Gegenstand, hergestellt aus einem mehrschichtigen Blatt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.Thermoformed article made from one Multilayer sheet according to one of the claims 1 to 14. Thermogeformter Gegenstand nach Anspruch 15, erhältlich durch ein Thermoformgebungsverfahren umfassend: A. Erwärmen eines mehrschichtigen Blatts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zu einem wärmeerweichten, wärmeplastifizierten, wärmeformbaren Zustand; B. Anwenden von Gasdruck, Vakuum- oder physikalischem Druck auf das wärmeerweichte, wärmeplastifizierte, wärmeformbare Blatt und Strecken des Blatts auf annähernd die endgültige Teilegröße; C. Anpassen des Blatts durch Vakuum oder Druck an die Gestalt einer Form; und D. Trennen des thermogeformten Teils von der Form.Thermoformed article according to claim 15, available by a thermoforming process comprising: A. heating a multilayer sheet according to any one of the claims 1 to 14 to a heat-softened, heat plastified, thermoformable state; B. applying gas pressure, Vacuum or physical pressure on the heat-softened, heat plastified, thermoformable sheet and stretch of the sheet to approximately the final part size; C. Adjusting the sheet by vacuum or pressure to the shape of a Shape; and D. separating the thermoformed part from the mold. Thermisch isolierendes Formteil, enthaltend einen thermogeformten Gegenstand gemäß der Ansprüche 15 oder 16 und eine thermisch isolierende Schaumschicht in Kontakt mit dem thermogeformten Gegenstand.Thermally insulating molding containing a thermoformed article according to the claims 15 or 16 and a thermally insulating foam layer in contact with the thermoformed article. Thermisch isolierendes Formteil gemäß Anspruch 17, wobei die thermisch isolierende Schaumschicht einen Polyurethanschaum aufweist.Thermally insulating molding according to claim 17, wherein the thermally insulating foam layer is a polyurethane foam having. Thermisch isolierendes Formteil gemäß der Ansprüche 17 oder 18, wobei die thermisch isolierende Schicht in einem Hohlraum oder Raum bereitgestellt wird, der zwischen der Schaumoberflächenschicht des thermogeformten Gegenstands und einem äußeren Gehäuse oder einer Verschlussstruktur gebildet ist.Thermally insulating molding according to Claims 17 or 18, wherein the thermally insulating layer is provided in a cavity or space between the Foam surface layer of the thermoformed article and an outer housing or a Closure structure is formed. Kühleinheit enthaltend ein thermisch isolierendes Formteil gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19.Cooling unit containing a thermally insulating Molded part according to one of claims 17 until 19. Kühleinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kühlschrank oder ein Gefrierschrank ist.Cooling unit according to claim 20, characterized that it is a fridge or a freezer.
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