DE3407737A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus schaumkunststoff - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus schaumkunststoff

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DE3407737A1 DE19843407737 DE3407737A DE3407737A1 DE 3407737 A1 DE3407737 A1 DE 3407737A1 DE 19843407737 DE19843407737 DE 19843407737 DE 3407737 A DE3407737 A DE 3407737A DE 3407737 A1 DE3407737 A1 DE 3407737A1
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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von an ihrer Sichtseite stark strukturierten bzw. profilierten, glatten, blasen- und trennmittelfreien Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Raumgewicht von unter 200 kg/m3.
Derartige Formkörper, beispielsweise in Form von 2 m langen Zierprofilen, die nach ihrer Verlegung als Wandabschluß zur Decke einen stuckartigen Eindruck erwecken, kann man herstellen, indem man das zu verschäumende Kunststoffgemisch in eine vorher mit Trennmittel versehene zweiteilige Form einbringt und dort ausschäumen läßt. Da solche Formen zur Herstellung stark strukturierter bzw. profilierter Formkörper üblicherweise aus Siliconkautschuk oder aus Polyurethanelastomeren bestehen, beobachtet man, daß diese durch Aufnahme flüssiger Komponenten aus dem zu verschäumenden Reaktionsgemisch quellen und bereits nach 10 Entformungen regeneriert werden müssen. Außerdem weichen die Formlinge in ihren Maßen durch den Quelleffekt weit von den zulässigen Maßtoleranzen ab, wodurch sich ein Ausschuß von bis zu 15% ergibt. Darüber hinaus beträgt die maximal erreichbare Stückzahl mit solchen Formen nur ca. 250 bis 300 pro Form, was sich natürlich in den Kosten des Endprodukts sehr negativ auswirkt. Hinzu kommt, daß die Formen aus Siliconkautschuk oder aus Polyurethanelastomeren nur schwer temperierbar sind, wodurch ebenfalls eine reproduzierbare Produktion erschwert wird, ganz zu schweigen davon, daß sich derartige Formen aufgrund ihrer Weichheit schwer entlüften lassen, was zu Blasen an der Oberfläche führt. Im übrigen wird darauf hingewiesen, daß durch die Verwendung von Trennmitteln, die in der Regel vom Formkörper schwer entfernbar sind, zusätzliche Probleme auftreten.
Selbstverständlich könnte man daran denken, die beiden zuletzt genannten Nachteile dadurch zu beseitigen, daß man eine vorher tiefgezogene Folie hinterschäumt. Da dies jedoch nur mit relativ dicken Folien möglich ist, und die erhaltenen Formkörper, dadurch daß sie nur an einer Seite laminiert sind, sich stark verziehen, scheidet ein solches Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit Raumgewichten unterhalb 200 kg/m aus, ganz abgesehen davon, daß ein solches Verfahren einen erheblichen apparativen und energetischen Aufwand darstellt.
Um v/iederum diese Nachteile zu umgehen, könnte man eine sehr dünne, elastische, thermisch verformbare Folie verwenden, die im Endprodukt elastisch bleibt und so kein> Verziehen des Formkörpers bewirken kann. Die elastische, thermisch verformbare Folie würde man dabei zwischen die beiden Formhälften einklemmen und das zu verschäumende Kunststoffgemisch durch das obere Formteil einbringen, so daß die Folie durch das aufschäumende Gemisch gegen das untere, mit der entsprechenden negativen Strukturierung versehene Formteil gepreßt wird. Dieses Verfahren geht aber, wie Versuche der Anmelderin gezeigt haben, nur mit Schaumkunststoff gemischen, die Formkörper mit einem Raumgewicht über 500 kg/m ergeben, da nur bei solchen verschäumbaren Gemischen der Schaumdruck ausreicht, um die Folie konturengerecht bis in die kleinste Strukturierung zu pressen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das es gestattet, insbesondere lange oder runde Verzugsfreie Formkörper mit einem Raumgewicht unterhalb 200 kg/m herzustellen, die an ihrer Sichtseite in präziser Weise eine stark strukturierte bzw. profilierte, glatte, blasen- und trennmittelfreie Oberfläche aufweisen. Außerdem soll das Verfahren so gestaltet sein, daß man mittels eines Formwerkzeuges, das aus unterer
und oberer Formhälfte besteht, bis zu einer Million Formlinge herstellen kann, wobei der Ausschuß unterhalb von 2 % liegen soll.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Kombination von Merkmalen gelöst, die insbesondere in der Verwendung einer dünnen, elastischen, thermisch verformbaren Folie, die nach der Formgebung ihre Elastizität beibehält bzw. wiedergewinnt, in der Anwendung eines wärmeabgebenden verschäumbaren Kunststoffgemisches zur zusätzlichen Erwärmung der Folie neben dem Einsatz eines temperierten Formwerkzeuges und der Evakuierung des zwischen Folie und unterer Formhälfte gebildeten Hohlraumes, zwecks Unterstützung der Verformung der dünnen, elastischen, thermisch verformbaren Folie durch den Schäumdruck, zu sehen ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von an ihrer Sichtseite stark strukturierten bzw. profilierten, glatten, blasen- und trennmittelfreien Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Raumgewicht von unter 200 kg/m , das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) zwischen zwei erwärmten Formhälften eine dünne, elastische, thermisch verformbare Folie so einlegt, daß die Folienränder zwischen den übereinanderliegenden Formrändern der beiden Formhälften eingeklemmt sind,
(b) durch das obere Formteil ein reaktionsfähiges, wärmeabgebendes, schäumbares Kunststoffgemisch so einbringt, daß es sich auf der Folie verteilen kann, und
(c) beim Aufschäumen den zwischen Folie und der unteren Formhälfte gebildeten Hohlraum evakuiert,
so daß die sowohl durch die erwärmten Formhälften als auch durch die vom Reaktionsgemisch abgegebene Reaktions-
wärme erwärmte Folie durch den Schaumdruck in Kombination mit dem angelegten Vakuum konturengenau an die stark strukturierte bzw. profilierte Formfläche der unteren Formhälfte angepreßt wird.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke sind alle dünnen, elastischen bzw. dehnbaren, thermisch verformbaren Kunststofffolien geeignet,, die nach der Formgebung wieder einen elastischen bzw. dehnbaren Charakter aufweisen. Folien mit einer Schichtdicke von 180 bis 200 ,um werden bevorzugt, insbesondere solche aus Weich-Polyvinylchlorid.
Bei der Durchführung des Verfahrens hält man das Formwerkzeug, bzw. die beiden Formhälften, auf einer Temperatur von 55° bis 65°C. Zu diesem Zweck befinden sich in den Formhälften Durchgänge, die von einem entsprechend erhitzten Medium durchflossen werden.
Zu geeigneten Schaumstoffgemischen, die gemäß der Erfindung eingesetzt werden können, gehören all die Gemische, die dem Fachmann bekannt sind bzw. werden. Besonders bevorzugt werden als schäumbare Kunststoffgemische solche Zwei-Komponenten-Gemische, die einen Polyurethan-Hartschaum ergeben. In gleicher Weise lassen sich auch Epoxidharz-Schaumstoffe sowie Phenolharz-Schaumstoffe einsetzen.
Hinsichtlich der Herstellung der Polyurethan-Hartschaumstoffe wird beispielsweise auf das Kunststoffhandbuch Band VII, Polyurethane, von Vieweg/Höchtlen (Karl Hanser-Verlag, München 1966) und die dort angegebenen Literaturstellen verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend weiterhin anhand der Figuren 1 bis 3 und des Beispiels erläutert, ohne sie jedoch darauf einzuschränken.
In den Figuren haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung:
1 obere Formhälfte
2 untere Formhälfte
3 Folie
4 Schaumstoff
5 Heizkanäle
6 Vakuumkammer
7 .Vakuumdüsen
8 Vertiefungen
9 Vorsprünge
Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Zierprofil aus Schaumstoff 4 und Folie 3, bei dem in der Querachse zusätzliche Vertiefungen 8 bzw. Vorsprünge 9 angebracht sind. Derartige Vertiefungen 8 bzw. Vorsprünge 9 lassen sich nur bei einer diskontinuierlichen Herstellungsweise erzeugen, mit einer kontinuierlichen Arbeitsweise, d.h. durch Extrusion lassen sich solche Vertiefungen 8 bzw. Vorsprünge 9 nicht herstellen. Die in Fig. 1 dargestellte Vertiefung 8 und der dargestellte Vorsprung 9 liegen nicht, wie in der Fig. dargestellt, in einer Schnittebene, sondern hintereinander. Die Vertiefungen 8 und die Vorsprünge 9 können wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ausgebildet oder Ornamente sein.
Fig. 2 zeigt in schematischer perspektivischer Darstellung die Vertiefungen 8 und Vorsprünge 9, wobei derartige Vertiefungen und Vorsprünge auch die Form von Ornamenten haben können.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt das Formwerkzeug, das aus
der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 besteht, die mit den Heizkanälen 5 versehen sind. In der unteren Formhälfte 2 befindet sich außerdem die Vakuumkammer 6 mit den Vakuumdüsen 7.
Beispiel
Die beiden Formhälften des Formwerkzeuges, die vorzugsweise aus Aluminiumguß oder einem anderen Metall bzw. einer anderen Legierung bestehen, werden durch entsprechende Heizschlangen mittels eines Fluids auf die gewünschte Temperatur gebracht. In die untere Formhälfte, welche die negativen Strukturen beinhaltet, wird eine dünne, hochelastische Kunststoffolie eingelegt. Die obere Formhälfte wird wie üblich eingetrennt. Nach dem Schließen des Formwerkzeuges wird das Reaktionsgemisch in die Form injiziert. Je nach eingestellter Startzeit beginnt das Reaktionsgemisch zu schäumen und verteilt sich in der ganzen Form. Nach dem Verteilen, d.h. wenn die Form voll Schaum ist, entsteht ein Überdruck. Dieser überdruck preßt die Folie an die Formwände. So hergestellte Teile haben keine scharf ausgeprägten Kanten, insbesondere bei starken Vertiefungen. Um dies zu vermeiden bzw. zu lösen, wird beim Ansteigen des Drucks in der Form ein Vakuum zwischen unterer Formhälfte und Folie angelegt. Dieser Unterdruck hilft, die Folie in allen Bereichen und Ecken mit der Form in Berührung zu bringen. Das Vakuum unterstützt also den Schaumdruck bei gleichzeitigem gleichmäßigem Aufschäumen. Da die Folie zunächst flach in der Form liegt und erst durch den Schaumdruck die Formkonturen annimmt, wird die Bildung von Luftblasen an der Oberfläche gänzlich vermieden. Weiterhin dient die Folie gleichzeitig als Trennschicht (zwischen Schaum und unterer Formhälfte) und als endgültige Oberflächenveredelung, z.B. in Form verschiedener Farben, oder als bedruckte gemaserte Holzimitation in allen Dekors.
Als Schaumstoffgemisch wird ein Zwei-Komponenten-System zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoff eingesetzt,
Auf die vorstehend beschriebene Weise lassen sich lange Zierprofile, Rosetten und Bildreliefe herstellen.
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Claims (4)

DR. JOACHIM STEFFENS DIPLOM-CHEMIKER UND PATENTANWALT STEUBSTRASSE 10 0-8032 GRAFELFING-MONCHEN TELEFONi (089) 85 23 33 TELEXi 529 830 stiff d IHR ZEICHEN· MEINZEICHENi NOel~13
1. März 1984
Noel, Marquet & Cie. S.A.
104, Rue Haute
B-47OO Eupen
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern
aus Schaumkunststoff
Patentansprüche
l.| Verfahren zur Herstellung von an ihrer Sichtseite stark strukturierten bzw. profilierten, glatten, blasen- und trennmxttelfreien Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Raumgewicht von unter 200 kg/m , dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) zwischen zwei erwärmten Formhälften (1,2) eine dünne, elastische, thermisch verformbare Folie (3) so einlegt, daß die Folienränder zwischen den überProfessional Representative before the European Patent Office
iM»9o.fmsmL7 7noi00 8m · BnverHche Veroinnbank München Nr. 905200 (BLZ 70020270)
einanderlieyenden Forinrändern der beiden Forinhälften (1,2) eingeklemmt sind,
(b) durch das obere Formteil (i) ein reaktionsfähiges, wärmeabgebendes, schäumbares Kunststoffgemisch so einbringt, daß es sich auf der Folie verteilen kann, und
(c) beim Aufschäumen den zwischen Folie und der unteren Formhälfte gebildeten Hohlraum evakuiert,
so daß die sowohl durch die erwärmten Formhälften als auch durch die vom Reaktionsgemisch abgebene Reaktionswärme erwärmte Folie durch den Schaumdruck in Kombination mit dem angelegten Vakuum konturengenau an die stark strukturierte bzw. profilierte Formfläche der unteren Formhälfte angepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Folie mit einer Schichtdicke von 180 bis 250 /um, vorzugsweise eine solche aus Weich-Polyvinylchlorid, einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formhälften auf eine Temperatur von
55° C bis 65° C erwärmt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als schäumbares Kunststoffgemisch ein Polyurethan-Hartschaum ergebendes Zwei-Komponenten-Gemisch einsetzt.
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