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Patentanspruch Verfahren zur Herstellung oberflächenvergüteter Formkörper
aus geschäumten Thermoplasten, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst einen gewünschten
Formkörper aus dem verschäumten Thermoplasten herstellt, eine kompakte Folie eines
Thermoplasten über diesen Formkörper als Matrize zieht, so daß sie die Form der
Oberfläche des Formkörpers annimmt, die Folie in eine ihr und dem gewünschten Formkörper
formgleiche Spritzform einlegt und durch Spritzgießen mit verschäumten Thermoplasten
füllt.
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Formkörper Die Erfindung betrifft durch Spritzguß hergestellte Formkörper
aus verschäumten Thermoplasten mit vergüte -ter Oberfläche und ein Verfahren zu
ihrer Herstellung.
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Es ist bekannt, Formkörper aus verschäumten Thermoplasten durch Spritzguß
herzustellen. Auch das Arbeiten bei geringem Druck unter Verwendung handelsüblicher
Spritzgußmaschinen ist möglich. Auf diese Weise hergestellte Formkörper besitzen
aber rauhe und ungleichmäßige Oberflächen. Man muß die Formkörper entweder nachbehandeln
(Waschen, Füllen oder Spachteln, Schleifen und Lackieren) oder nach besonders aufwendigen
Verfahren erzeugen (z.B. ~2-Komponenten-Verfahren", "Variotherm-Verfahren", Gasgegendruck-Verfahren";
vergl. A.
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NICOLAI et al., Mitteilungen aus dem Institut für Kunststoffverarbeitung,
Aachen, 1976).
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Laminate von verschäumten Thermoplasten mit nichtverschäumten Materialien,
z.B. als Deckschicht, sind ebenfalls bekannt. Sie können beispielsweise hergestellt
werden durch Einlegen einer Folie in eine Presse, Füllen der Presse mit durch Erhitzen
verschäumbaren Thermoplasten, beispielsweise als Granulat, dem Treibmittel aufgetrommeltwerden,
so
daß die Folie an der Pressenwand anliegt, und Aufheizen der Form zur Verschäumung.
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Das Problem, einen Formkörper aus geschäumtem Thermoplast mit vergüteter
Oberfläche durch Spritzguß in einer normalen Niederdruck-Spritzgußmaschine zu erzeugen,
ist bis heute ungelöst. Die große Rautiefe bei geschäumten Thermoplasten ist bislang
der entscheidende Nachteil bei der Herstellung entsprechender Formkörper. Es besteht
ein Bedürfnis dafür, das Spritzgußverfahren zum Herstellen von Oberflächen-vergüteten
Formkörpern aus verschäumten Thermoplasten einzusetzen, weil sich nur durch dieses
Verfahren solche Körper schnell und einfach in großer Zahl und gleichbleibender
Beschaffenheit erzeugen lassen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung oberflächenvergüteter
Formkörper aus geschäumten Thermoplasten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
zunächst einen gewünschten Formkörper aus dem verschäumten Thermoplasten herstellt,
dann eine kompakte Folie eines Thermoplasten über diesen Formkörper als Matrize
tiefzieht, so daß sie die Form der Oberfläche des Formkörpers annimmt, die Folie
in eine ihr und dem gewünschten Formkörper formgleiche Spritzgußform einlegt, und
die Form in an sich bekannter Weise durch Spritzgießen mit verschäumbaren Thermoplasten
füllt. Der Schaum entsteht z. T. erst nach Ende des Spritzvorgangs in der SG-Form.
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Besonders günstig ist, den als Matrize dienenden ersten Formkörper
ebenfalls durch Spritzguß herzustellen; man kann dies in der gleichen Vorrichtung
und mit der gleichen
Spritzform tun, wenn man keine vorgeformte
Folie einlegt.
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Im Prinzip kann man die Matrize natürlich auch auf anderem Wege herstellen.
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Tiefziehen ist die einfachste Möglichkeit, eine Folie in die gewünschte
Form zu bringen. Auch hier sind andere Verfahren denkbar. Ebenfalls kann statt des
verschäumten Thermoplasten auch ein kompaktes Material benutzt werden.
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Für das Verfahren sind alle in Form von Schäumen verarbeitbaren Thermoplasten
wie beispielsweise Polystyrol, Polyäthylen, aromatisches Polycarbonat, ABS-Polymerisate
(insbesondere Pfropfpolymerisate von Styrol und Acrylnitril auf Polybutadien, gegebenenfalls
in Mischung mit Styrol/Acrylnitril-Copolymerisatharz) geeignet. Als Folien sind
im Prinzip alle thermoplastischen Folien aus kalt- oder warmverformbarem Material
geeignet, soweit sie tiefziehfähig sind. Das bedeutet, daß die Dicke der Folie etwa
zwischen 1wozu und 1 mm liegen soll. Beispiele für Materialien, aus denen die Folien
hergestellt sind, sind Polystyrol, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat,
aromatisches Polycarbonat, ABS-Copolymerisate, teilverseiftes Xthylvinylacetat-Copolymerisat,
sowie Mischungen daraus, insbesondere Mischungen aus ABS-Polymerisaten und Polyvinylchlorid.
Statt der Folien können auch polymerisierbare, anpolymerisierte oder fast auspolymerisierte
Pasten benutzt werden.
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Zwischen dem geschäumten Thermoplasten und der die vergütete Oberfläche
bildenden Folie tritt bei der erfindungsgemäßen Herstellung infolge Verschweißens
eine ausgezeichnete Verbundhaftung ein. Nach der Gitterschnittmethode gemäß DIN
53 151 läßt sich kein Abriß erzielen.
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Selbstverständlich kann man zur Verbesserung einer Haftung bei wenig
verträglichen Materialien die eingelegten Folien vorbehandeln, beispielsweise temperieren,
mechanisch aufrauhen oder genarbte Folien einsetzen. Man kann die Verbundhaftung
ebenfalls durch die Wahl der Temperatur- und Druckverhältnisse beim Spritzguß beeinflussen,
wobei generell höhere Drucke und Temperaturen vorteilhaft sind. Im übrigen richtet
sich die Wahl der Arbeitsbedingungen nach den verschäumbaren Thermoplasten und muß
von Fall zu Fall ermittelt werden.
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Das Verfahren liefert Formkörper aus einem verschäumten thermoplastischen
Kern mit einer kompakten, glatten, gegebenenfalls genarbten Oberfläche. Die Form
des Körpers ist nahezu beliebig; es kann sich um eine einfache Platte, einen Hohlkörper,
oder ein Teil mit komplizierter Form handeln. Insbesondere lassen sich großflächige
Teile herstellen, die nach anderen Methoden sehr schwer zugänglich sind.
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Anwendung findet dieses Verfahren insbesondere bei der Herstellung
großflächiger Teile, insbesondere Gehäuseteile oder Computerabdeckungen, außerdem
bei Phonoartikeln, im Möbelsektor sowie in der Autoindustrie.
Ausfünrungsbeispiele
Verwendet wird eine handelsübliche Schneckenspritzgußmaschine; die Spritzform ergibt
eine hohle Halbkugel von etwa 15 cm Durchmesser und 1 cm Dicke. Es wird zunächst
eine Halbkugel aus Polystyrol gespritzt. Diese Halbkugel dient als Matrize für das
Tiefziehen von Folien. Es werden auf diesem Wege entsprechende Folienkörper aus
Polystyrol, Polycarbonat, ABS/PVC, (Pfropfpolymerisat von Styrol und Acrylnitril
auf Polybutadien/ Polyvinylchlorid) hergestellt.
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1. Es werden Halbkugeln aus Polystyrol mit einem Zusatz von 1% Treibmittel
auf Basis Harnstoffdicarbonsäureanhydrid (GN 70) bei Spritzgußtemperaturen zwischen
1600 und 2400C hergestellt. In das Formnest wird jeweils eine tiefgezogene Folie
eingelegt und hinterspritzt. Die Haftung von Folien aus Polystyrol, Polycarbonat,
Acrylnitril-Butadien-Styrol / Polyvinylchlorid-Copolymeren (Crashpadfolie) ist sehr
gut.
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2. Es werden Halbkugeln aus Acrylnitril-Butadien-Styrol Copolymeren
mit einem Zusatz von 2 % Azodicarbonsäureamid/Isatosäureanhydrid (1:4) als Treibmittel
bei Temperaturen von 180 bis 2300C hergestellt. Beim Hinterspritzen von Folien aus
Polystyrol, Polycarbonat oder Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polyvinylchlorid#opolymeren
erhält man sehr gute Haftung.
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3. Es werden Halbkugeln aus Polycarbonat mit 2,5 % Treibmittelzusatz
auf Basis Terephthaisäureester (KL 1-1129/ Bayer AG) bei Temperaturen von 270 -
3200C hergestellt.
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Beim Hinterspritzen von Folien aus Polystyrol, Polycarbonat, Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polyvinylchlorid
Copolymeren, Polyvinylchlorid oder aus verseiften Äthylen-Vinylacetat Copolymeren
erhält man sehr gute Haftung.