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Verfahren zur Herstellung eines Verbund-Schaumstoffkörpers Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethen-Schaumstoffkörpers mit
einer Oberfläche aus ABS oder ABS-Legierung, insbesondere ABS-PVC-Legierung, bei
dem ein Folien zuschnitt aus einer ABS bzw. ABS-VC-Folie tiefgezogen und sodann
mit Polyurethen hinterschäumt wird.
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Ein Verfahren dieser Art ist bekannt; es wird insbesondere zur Herstellung
von Sicherheitsabdeckungen für Armaturenbretter, Seitenwände und Seitenpfosten von
Kraftfahrzeugen angewandt. Dabei kommt der ABS bzw. ABS-tegierungsschicht auf der
Oberfläche des Polyurethanschaumstoffs die Funktion eines mechanischen Schutzes
und einer ästhetisch ansprechenden Oberflächengestaltung des Polyurethanschaumstoffs
zu. Um der mechanischen Schutzfunktion willen hat man bisher rilassive
ABS-
bzw. ABS-iiegierngsfolien angewandt. Dabei war es notwendig, um im überzogenen Schaumstoffkörper
statt eine unerwünschte harte, eine gewünschte "gepolsterte" Anfühleigenschaft zu
ve-rleihell - verhältnismäßig weiche ABS l-»z.
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ABS-Legierungsfolien einzusetzen, deren Weichheit duerch Erhöhung
der Kautschukphase, durch entsprechende Wahl und Bemessung der Legierungssätze und/oder
durch Weichmarcherzusätze erzielt werden konnte In jedem Fall geht die Vergrößerung
der Weichheit mit einer Herabsetzung des thermischen Erweichnungsintervalls einher,
Die Herabsetzung des thermischen Er weichnungsintervalls ist aber nachteilig, weil
bei der husschäumung des ABS- bzw. Legierungsfolienzuschnitts den Form reaktionstemperaturen
durch die Herabsetzung des Erweich,ungsintervalle Grenzen gesetzt werden mit der
Folge, daß die Taktzeiten entsprechend größer werden und die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens dadurch beeinträchtigt wird. Weiterhin wird durch die Weichheit der
ABS- bzw. tegierungsfolie die Pormbeständigkei t der daraus gewonnenen Tiefziehteile
beeinträchtigt, so daß die Handhabung der Tiefziehteile beim Entformen, bei der
Lagerung und beim Wiedereinlegen in die Asschäumungsform erschwert und die Gefahr
fehlerhafter Formteile vergrößert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
bei dem ohne Beeinträchtigung der gepolsterten Anfühleigenschaft des fertigen Körpers
die Form- und Reak tionstemperaturen beim Aus schäumen erhöht werden können, die
Handhabung der tiefgezogenen Folienteile vereinfacht wird und die Gefahr fehlerhafter
Körper herabgesetzt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß von einer geschäumten
ABS bzw. ABS-Legierungsfolie ausgegangen wird.
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Dieser Vorschlag ist insofern bemerkenswert, als man die
Schutzfunktion
eines Schaumstoffkörpers gegen mechanische Einwirkung wiederum einer Schaumstoffscicht
zuweist.
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Bei Anwendung der Erfindung komil!t man zu der geforderten Weichheit
der Folie durch deren Schaurnstruktur ohne daß es besonderer Weichmachung bedarf;
der thermische Erweichtlnge bereich wird also nicht herabgesetzt und es können entsprechend
höhere Reaktions- und Formtemperaturen bei der Ausschäumung angewandt werden. Gleichzeitig
wird die lIandhalbarkeit der tiefgezogenen Folienzuschnitte erhöht, weil bei gleichem
Mengeneinsatz an ABS bzw. ABS Legierun.g durch die vergrößerte Wandstärke eine höhere
geometrische Steifigkeit erzielt wird.
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Die geschäumte ABS- bzw. ABS-egierungsfolie, die bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren eingesetzt wird, kann entweder allein oder im Verbund mit einer Massivfolie
vorliegen. Die Massivfolie dient dabei der Verbesserung des Aussehens und des mechanischen
Schutzes der geschäumten ABS bzw. ABS-Legierungsfolie. Um die Weichheit durch die
Massivschicht in der Verbundfolie nicht zu beeinträchtigen, wird man die Massivschicht
entweder sehr-dünn machen, in welchem Falle auch verhältnismäßig harte Werkstoffe
zur Bildung der Massivsehicht herangezogen werden können, z.B. wiederum ABS, oder
man macht die Massivschicht aus einem von Haus aus weichen Material, z.B. ABS mit
hohem Elastomerenanteil und/oder mit Weichmachergehalt und/oder in Legierung; auch
weichgestelltes PVC kann für die Nassivschicht verwendet werden. PVC haftet im plastifizierten
Zustand gut an der Schaumstoffschicht, die aus ABS oder ABS-egierung besteht, so
daß einsVerbundfolie, bestehend aus einer ABS- oder ABS-Legierungsschaumstoffschicht,
mit einer PVO-Schicht leicht im Koextrusionsverfahren hergestellt werden kann. Es
ist zulässig, daß die massive
Schicht einen niedrigeren Erweichnungspunkt
besitzt als die geschäumte Schicht aus ABS oder ABS-Legierung, dies desbalb, weil
die massive Schicht beim Ausschäumen mit dem Polyurethanschaum auf der vom Schäumungsvorgang
abgelegenen Seite der Schaumstoffschicht aus ABS bzw. .LBS-Legierualg liegt, so
daß diese Schaumstoffschicht hinsichtlich des Obergangs von Reaktionswärme auf die
Massivschicht isolierend wirkt.
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Man wendet bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt Foliegen
an, deren ABS- bzw. ABS-Legierungsschaumstoff eine Raumwichte von ca. 50 bis ca.
500 g/l besitzt.
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Diese Itaumwichten lassen sich dadurch erzielen, daß dem ABS bz. ABS-Legierungsmaterial
physikalische Treibmittel beigesetzt werden, das sind solche Treibinittel, die im
flüssigen Zustand dem ABS bzw. der ABS-legierung beigemi.scht werden und die bei
den Extrusionsteniperaturen in die Gasphase übergehen, spätestens dann, wenn die
zu extrudierende Masse aus der Extruderdüse austritt ulld keiner äußeren Druckeinwirkung
mehr ausgesetzt ist. Beispiele solcher physikalischer Treibmittel sind: Trichlortrifluoräthan,
Trichlorfluoromethan, Dichlortetrafluoräthan, Dichlordifluormethan, Pentan, Methylenchlorid.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffkörper sind insbesondere
als stoßdärnpfende Sicherheitsabdeckungen geeignet, beispielsweise in Automobilen
oder Flugzeugen.
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Die erfindungsgemäß eingesetzten Schaumstoff-Folien erweisen sich
dabei deshalb als besonders vorteilhaft, weil durch Bruch ihrer Zellstruktur Stoßenergie
vernichtet wird, die
bei Verwendung von massiven Folien nur reversibel
absorbiert würde.
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Der Einsatz von ABS und ABS-Legierungen für die Herstellung der geschäumten
Folien empfiehlt sich aus verschiedenen Gründen. ABS kann durch Variation der Mononiren,
durch Legierungszusätze und durch Weichmacher in seinen physikali schen Eigenschaften
weitgehend variiert und an die Erfordernisse des jeweiligen Einsatzwecks der Körper
angepaßt werden. Weiterhin besitzen S und ASS-Legierungen gute Tiefziefähigkeit;
eine Hitzekaschierung, beispielsweise durch Koextrusion mit verschiedenen Oberflächenschichten,
z.B.
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gleichen oder anderen ABS oder ABS-Legierungsschichten oder auch PVC-Schichten,
ist gut möglich. Daneben lassen sich die ABS- bzw. ABS-Legierungsschichten auch
leicht mit anderen Schichten verkleben. Der Folyurethanschaum findet in dem ABS
bzw. ABS-Legierungsschaum eine gute Verankerung.
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Schließlich läßt sich der ABS- bzw. der ABS-Legierungsschaum auch
leicht an die jeweiligen Forderungen der Energievernichtung anpassen.
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Neben ABS/PVC-Legierungen kommen auch Legierungen des ABS mit Polycarbonaten,
Polyalkylenterephthalat, Polyurethan, Polyamid, chloriertem Polyäthylen sowie Äthylen-Vinylacetat
und Äthylen-Acrylestermischpolymerisate in Frage.
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Die Dicke der Schaumstoffschicht aus ABS bzw. ABS-Legierung richtet
sich nach der jeweiligen Zusammensetzung und nach dem Einsatzzweck. In vielen Fällen
erwies sich eine Dicke von 1 bis 5 mm als brauchbar.
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Im Falle von Verbundfolien mit einer geschäumten Schicht aus ABS bzw.
ABS-l.eg.ierung und einer massiven Schicht aus ABS bzw. ABS-Legierung hat man gute
Ergebnisse bei einer Schicht stärke der geschäumten Schicht von 1 bis 5 mm und der
massiven Schicht von 0,2 bis 0,5 mm erzielt.
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Im Falle von Verbundfolien mit einer geschäumten ABS- bzw.
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ÄBS-Legierungsschicht und einer PVC-Massivschicht empfehlen sich Schichtstarken
der geschäumten Schicht von 1 bis 5 mm und der Massivschicht von 0,2 bis 0,5 mm.
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Die beiliegende Figur zeigt einen erfindungsgemäß hergestellten Fornikörper.
Man erkennt einen Ausschnitt aus einem Formkörper, der aus einer massiven ABS-Schicht
10, einer geschwi ten ABS-Schicht 12 mit einer Raumwichte von ca. 250 g/l und einer
Polyurethanschaumschicht 14 besteht.
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Der Formkörper wurde wie folgt hergestellt: Zunächst wurde im Koextrusionsverfahren
eine Verbundfolie 10, 12 hergestellt. Die Verbundfolie 10, 12 wurde sodann in einer
Tiefziehform tiefgezogen und später in eine Ausschäumform eingelegt. In der Ausschäumform
wurde die Polyurethanschaumstoffschicht 14 in bekannter Weise aufgeschäumt.
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Beispiel: Aus dem ABS Terluran 846 L (Warenzeichen der BASF AG) wurde
auf einer Einschneckendirektbegasungsanlage eine vorwiegend geschlossenzellige ABS-Sc'iaumbahn
unter Verwendung der für Polystyrol üblichen Nukliierungs- und Treibmittel unter
selchen Maschinenbedingungen hergestellt, daß die Temperatur
der
austretenden Schaummasse 1550C betrug. Die dabei erhaltene Schaumbahn hatte ein
Raumgewicht von 250 gil und eine Dicke von 1,5 mm, Zur Beurteilung der "gepolsterten
Anfühleigenschaft" wurde diese 1,5 mm dicke geschäumte Schicht und eine ungeschäumte
Schicht aus dem gleichen Material auf den gleichen Polyurethanschaum mit einer Dicke
von 5 mm auflarniniert.
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In beide Laminate wurde ein zylindrischer prüfkörper von 1 mm2 bzw.
314 mm2 mit einer Last von 1 kp eingedrückt und der Bin dringweg in mm gemessen.
Dabei ergaben sich folgende Werte: Eindringweg/mm 1 kp/mm2 1 kp/314 mm2 ABS geschäumt
2,2 0,95 ABS ungeschäumt 0,3 0,9 Man ersieht aus den Relativwerten des Eindringweges,
daß sich das geschäumte Material wesentlich stärker verformt und deshalb das gewünschte.
Anfühlvermögen ergibt.
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Die Wärmebeständigkeit entspricht der des Ausgangsmaterials, da keinerlei
weichmachende Zusätze beigemischt wurden.
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Die Verarbeitung der geschäumten ABS-Bahn zu den Vorkörpern erfolgt
in der hierfür üblichen Art.