DE3039579C2

DE3039579C2 - Tiefziehfähige Stegdoppelplatte und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3039579C2
Application number: DE3039579A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Graab; Klaus Dipl.-Chem. Dr. 6940 Weinheim Heckel
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3039579A1

Description

Die Erfindung betrifft eine tiefziehfähige Stegdoppelplatte, bestehend aus einem Piattenkörper aus Kunst- stoff, dessen Deckplatten und Stege integral verbunden sind und gegebenenfalls einer Abdeckschicht, die auf wenigstens eine Oberfläche aufkaschiert ist sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Eine Stegdoppelplatte dieser Art ist aus der DE-OS 28 29 707 bekannt Sie bestehi insbesondere aus Polycarbonat, und damit aus einem thermoplastischen Werkstoff, der wegen seines hohen Preises eine Verwendung entsprechender Stegdoppelplatten als Alternative zu konventionellen Konstruktionsteilen in vielen Fällen aus wirtschaftlichen Gründen ausschließt. Die an sich aus der Verwendung zu erwartenden Vorteile können dementsprechend ebenfalls nicht genutzt werden.

Es ist seit langem bekannt, Niederdruckpolyäthylen zur Herstellung stranggepreßter Profile zu verwenden sowie die dabei bestehende Möglichkeit einer Strahlenvernetzung. Entsprechend dem allgemein verbreiteten Wunsche nach Werkstoffen mit möglichst homogenen Eigenschaften wurde die Besirahlung im allgemeinen aber so vorgenommen, daß ein gleichmäßiger Vernetzungsgrad über den gesamten Querschnitt resultierte. Das ist beispielsweise auch der Fall bei den gut tiefziehbaren und warmformbaren Schaumkunststoffen aus vernetztem Polyäthylen. Diese haben eine über den gesamten Querschnitt gleichmäßige Porenstruktur, bezogen auf das Gewicht jedoch nur eine relativ geringe Tragfähigkeit. Üblicherweise wird die Herstellung einer Bahn aus einem vernetzten Schaumkunststoff aus Polyäthylen so vorgenommen, daß die Polymermatrix in &o einer ersten Verfahrensstufe vernetzt und in einer zweiten Verfahrensstufe aufgeschäumt wird. Der über den Querschnitt erhaltene Vernetzungsgrad ist dementsprechend außerordentlich ausgeglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine &⁵ Stegdoppelplatte mit guten Tiefzieheigenschaften der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die preiswürdiger als die bekannte ist und sich dennoch durch gute mechanische und thermische Eigenschaften auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Stegdoppelplatte der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kunststoff ein teilvernetztes Niederdruckpolyftthylen ist, daß der Vernetzungsgrad 50—75% beträgt und daß der Vernetzungsgrad der Stege höher ist als der Vernetzungsgrad der Deckplatten.

Eine Stegdoppelplatte dieser Art zeichnet sich neben einer guten Tiefziehfälligkeit durch eine gute Formbeständigkeit bis zu einer Temperatur von 120"C aus. Ist der Vernetzungsgrad niedriger, dann führt das unmittelbar zu einer Beeinträchtigung der Formbeständigkeit bei hohen Temperaturen, ist der Vernetzungsgrad höher, dann führt das zu einer Beeinträchtigung der Tiefzieheigenschaften. Der jeweilige Vernetzungsgrad läßt sich anhand einer Probe aus verschiedenen Querschnittsbereichen ermitteln und zueinander ins Verhältnis setzen. Dazu wird die Probe in siedendem Xylol gelöst, wobei die nicht vernetzten Bestandteile des Polyäthylens gelöst und abgeschieden werden. Der in fester Form zurückbleibende Anteil entspricht dem mengenmäßigen Anteil vemetzter Substanz.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die unterschiedlichen Vernetzungsgrade der Stege und der Deckplatten gleichmäßig ineinander übergehen und daß das Verhältnis aus den durchschnittlichen Vernetzungügraden beider Bereiche 20 bis 50% beträgt, vorzugsweise 35%. Innerhalb des genannten Bereiches liegt eine besonders gute Tiefziehfähigkeit bei guter Dimensionsstabilität vor.

Die Herstellung der vorgeschlagenen Stegdoppelplatte erfolgt durch Extrusion, dabei ist gemäß diesem Teil der Erfindung vorgesehen, daß das Vernetzen des Kunststoffes durch Einwirkung einer energiereichen Strahlung nach Abkühlung der extrudierten Stegdoppelplatte vorgenommen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Stegdoppelplatte in perspektivischer Ansicht von oben,

F i g. 2 einen tiefgezogenen, aus der Platte gemäß Fig. 1 hergestellten Autohinunel.

Die Stegdoppel platte 1 gemäß Fig. 1 ist auf der Unterseite mit einer Schallschluckplatte 2 verklebt, die ebenfalls tiefziehfähige Eigenschaften hat, und die beispielsweise aus einem offenporigen Fasermaterial oder einem Polyurethanschaum bestehen kann. Die Erweichungstemperatur soll derjenigen des Niederdruckpolyäthylens entsprechen, aus dem die Stegdoppelplatte besteht.

Sowohl die Stegdoppelplatte als auch das Schallschluckmaterial können endlos produziert und durch Abschneiden in der gewünschten Größe erhalten werden. Zweckmäßigerweise geht man dabei so vor, daß die Stegdoppelplatte unmittelbar nach der Extrusion aus einer entsprechend geformten Schlitzdüse auf dem Schallschluckmaterial abgelegt wird, das in dieser Fertigungsstufe als ein Trägermaterial für das noch formbare Polyäthylen dient. Nach dessen Abkühlung und der daraus resultierenden Erstarrung wird die Vernetzung des Polyäthylens durch Einwirkung einer energiereichen Strahlung bewirkt Die Dosis muß dabei so eingestellt werden, daß ein Vernetzungsgrad innerhalb des beanspruchten Bereiches über den gesamten Querschnitt erhalten wird. Anschließend können Einzelplatten der gewünschten Größe abgetrennt und der gewünschten Weiterverarbeitung und

gegebenenfalls dem 1 iefziehen zugeführt werden,

Die Abmessungen der Stegdoppelplatte ergeben sich im einzelnen aus den Festigkeitsanforderungen, die während und im Anschluß an die Umformung daran gestellt werden.

Die Erwärmung für die Umformung wird vorzugsweise nicht durch die Einwirkung einer Wärmestrahlung vorgenommen, sondern auf schonende Weise durch die Einwirkung von Warmluft, die gegen beide Oberflächen gelenkt wird. Es ergibt sich dementsprechend keine spontane Erwärmung der Stegdoppelplatte Ober den gesamten Querschnitt, sondern es stellt sich, ausgehend von den beiden Oberflächen, ein Temperaturgefälle in Richtung der Biegeachse ein. Es wird angenommen, daß insbesondere hierauf die gute Dirnensionsbeständigkeit der die Deckplatten verbindenden Stege zurückzuführen ist, die im wesentlichen Anteil an der Formbeständigkeit des fertigen Konstruktionsteiles haben.

Der gegenseitige Abstand der zwischen den Deckplatten angeordneten Stege soll maximal dem l^fachen Wert des Abstandes der beiden Deckplatten voneinander entsprechen, wobei ihre Dicke derjenigen der Deckplatten entsprechen kann, jedoch wenigiiens dem 0,6fachen Wert Es wurde gefunden, daß sich bei Einhaltung der vorstehend angegebenen Bedingungen ohne wesentliche Dimensionsveränderung der von den Stegen und den Deckplatten umschlossenen Kammern kalottenähnliche Hohlkörper formen lassen, deren Radius wenigstens der lOfachen Dicke der Doppelstegplatte entspricht.

Das absolute Maß der Gesamtdicke kann in Abhängigkeit von dem gewünschten Anwendungsfall in breitem Rahmen variiert sein, es kann beispielweise zwischen 3 und 20 mm liegen.

Für die Herstellung eines Autohimmels hat sich eine Dicke von 6 mm ausgezeichnet bewährt Die Dicke sekundärer Materialien, die auf eine oder auf beide

ίο Oberflächen aufkaschiert werden können, hängt ebenfalls vom Anwendungsfall ab, wobei es ein hervorzuhebender Vorteil ist, daß diesbezüglich Festigkeitserwägungen keine Berücksichtigung zu Finden brauchen. Es versteht sich von selbst, daß eine gegebenenfalls

vorhandene große Wärmedämmung des aufkaschierten Materials bei der für das Tiefziehen erforderlichen Erwärmung berücksichtigt werden muß. Die zu beachtenden Randbedingungen sind dem mit der Kunststoffumformung vertrauten Fachmann aber ge-

läufig, und es bedarf diesbezüglich keiner besonderen Anweisung.

Die vorgeschlagene Stegdoppelplatte zeichnet sich bei einer hohen Preiswürdigkeit und guten Tiefzieheigenschaften durch eine gute mechanische Widersiandsfähigkeit und Steifigkeit aus. Sie ist dadurch in hervorragender Weise geeignet für die Herstellung von Konstruktionselementen oder Auskleidungen zur Verwendung in der Kfz-Industrie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Tiefziewahige Stegdoppelplatte, bestehend aus einem Plattenkörper aus Kunststoff, dessen Deckplatten und Stege integral verbunden sind und gegebenenfalls einer Abdeckschicht, die auf wenigstens eine Oberfläche aufkaschiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein teilvernetztes Niederdruckpolyäthylen ist, daß der Vernetzungsgrad 50 bis 75% beträgt und daß der ι ο Vernetzungsgrad der Stege höher ist als der Vernetzungsgrad der Deckplatten.

2. Stegdoppelplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Vernetzungsgrade der Stege und der Deckplatten gleich- i* mäßig ineinander übergehen und daß das Verhältnis aus den durchschnittlichen Vernetzungsgraden beider Bereiche 20 bis 50% beträgt, vorzugsweise 35%.

3. Verfahren zur Herstellung einer Stegdoppelplatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2 durch Extrusion, «iadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzen des Kunststoffes durch Einwirkung einer energiereichen Strahlung nach Abkühlung der extrudierten Stegdoppelplatte vorgenommen wird.

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