DE3500094A1

DE3500094A1 - Verfahren zur herstellung eines verbundmaterials und so erhaltenes verbundmaterial

Info

Publication number: DE3500094A1
Application number: DE19853500094
Authority: DE
Inventors: Antoine Anbevoye Baciu
Original assignee: Cibie Projecteurs SA
Current assignee: Cibie Projecteurs SA
Priority date: 1984-01-04
Filing date: 1985-01-03
Publication date: 1985-07-18
Also published as: GB8500069D0; IT1196359B; JPS60159028A; FR2557499B1; ES539337A0; IT8423941A0; GB2152427A; FR2557499A1; ES8700138A1

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials und so erhaltenes Verbundmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses mittels Strangpressen und ein mit Hilfe dieses Verfahrens erhaltenes Erzeugnis.

Sie betrifft vor allem die Herstellung von Erzeugnissen, beispielsweise Folienbahnen, die eine Seele aus Polyethylenterephthalat (PETP), überzogen mit einer umhüllenden Schicht aus einem anderen thermoplastischen Material auf-

* weisen. bzw. Innenschicht

Bekanntlich nimmt PETP, wenn es bei seiner normalen Verarbeitungstemperatur oberhalb seiner Temperatur der PIasto-Elastizität, beispielsweise von 210 bis 220⁰C, in eine, auf eine Temperatur im Bereich von 130⁰C erhitzte Form spritzgegossen wird, das heißt unter Bedingungen, bei denen ein Wärmeschock vermieden wird, bei einer Temperatur wenig unterhalb 140⁰C beim langsamen Abkühlen eine halbkristalline, opake, sehr homogene Struktur an, die sich durch überragende mechanische und physikalische Eigenschaften auszeichnet, sowie durch sehr gute Eigenschaften hinsichtlich der chemischen Beständigkeit und der Beständigkeit gegen Rißbildung unter Spannung, vor allem, wenn das PETP bis zu 50 % anorganische Füllstoffe enthält.

/2

Diese Struktur ist durch einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (1,8 .10 ) gekennzeichnet und durch das praktisch vollständige Fehlen einer inneren Spannung, wodurch bei einer späteren Verwendung und im Falle einer Temperaturerhöhung in weitem Maße eine Deformation der Erzeugnisse vermieden wird.

Weiterhin ermöglicht die bemerkenswerte Steifigkeit der erhaltenen Erzeugnisse oder Werkstücke (Biegemodul in der Größenordnung von 16000 MN/m²)und die hohe Biegetemperatur (in der Größenordnung von 240⁰C) die übliche Dicke oder Stärke der Erzeugnisse zu verringern, was zu einem Gewinn hinsichtlich des Gewichtes führt.

Schließlich ist PETP billiger als die anderen kristallinen plastischen Kunststoffe.

Jedoch hat das PETP trotz seiner Eigenschaften, wenn es unter den genannten Temperaturbedingungen behandelt worden ist, nur eine geringe Entwicklung bzw. Verbreitung erfahren.

Es kann zwar mit einem hohen Anteil an Füllstoffen kombiniert werden, die in hohem Maße zu seinen ausgezeichneten Eigenschaften beitragen: jedoch verändert dieser hohe Anteil an Füllstoff die Oberfläche der erhaltenen Erzeugnisse, die (dann) ein satiniertes und heterogenes Aussehen annehmen und dadurch für bestimmte Verwendungszwecke unbrauchbar werden, für die eine glatte Oberfläche verlangt wird.

Allgemeiner gesagt führt die Notwendigkeit, zunächst die Form zu erhitzen und dann langsam von der Spritzgußtemperatur auf weniger als 140⁰C abzukühlen, wenn eine halbkristalline Struktur erwünscht ist, einerseits zu (erhöhtem) Energieverbrauch und andererseits zu langen Arbeitstakten, die mit einer Fertigung im industriellen Maßstab

/3

nicht verträglich sind. Außerdem liegt die Temperatur der Versteifung des PETP weit unterhalb 140⁰C und die Arbeitstakte werden noch dadurch verlängert, daß, nachdem die Kristallisationstemperatur erreicht worden ist, für das Entformen noch abgewartet werden muß, bis die Form, die aufweine Temperatur erhitzt worden ist, die oberhalb der Temperatur liegt, bei welcher das Entformen möglich ist, diese erneut erreicht hat.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile des PETP zu beheben und seine Verwendung in industriellem bzw. technischem Maßstabe zu ermöglichen und zwar für die Herstellung von Erzeugnissen, die eine glatte Oberfläche bei gleichzeitig den guten mechanischen, physikalischen und chemisehen Eigenschaften, die sich aus einer halbkristallinen Struktur des PETP ergeben, aufweisen.

Hierzu wird erfindungsgemäß bei der Herstellung von Erzeugnissen, die eine Innenschicht aus PETP mit halbkristalliner Struktur und mit den an diese Struktur gebundenen mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie eine Umhüllungsschicht aus mindestens einem anderen thermoplastischen Material, das die Ausbildung einer glatten Oberfläche ermöglicht, aufweisen, das als Mehrstoff- bzw. Coextrusionsverfahren bekannte Verfahren angewandt.

Bekanntlich besteht dieses Verfahren, wenn ein Erzeugnis, bestehend aus einer Seele aus einem ersten thermoplastischen Material und einer diese Seele umhüllenden Schicht aus mindestens einem zweiten thermoplastischen Material angestrebt wird - darin, daß man einen Schichtwerkstoff bzw. ein Verbundmaterial herstellt, indem man gleichzeitig die beiden unterschiedlichen Kunststoffe, die auf eine Temperatur oberhalb ihrer jeweiligen Temperatur der PIasto-Elastizität gebracht worden sind, in ausreichender Menge extrudiert, um die Seele und ihre Umhüllung zu for-

/4

lA/G-58 917 -X-

men, und unmittelbar anschließend das Verbundmaterial mit Hilfe von Mitteln, die eine Temperatur unterhalb der Temperatur aufweisen, bei der der zweite Kunststoff härtet, einer Abkühlbehandlung unterwirft.
5

Diese allgemein bekannte Arbeitsweise ist durch erhöhte Produktionsgeschwindigkeiten gekennzeichnet, die nicht mit denjenigen der Formgebungsverfahren vergleichbar sind.

Charakteristisch für diese Arbeitsweise ist ebenfalls, daß das durch Extrudieren erhaltene Verbundmaterial unmittelbar nach dem Extrudieren der oben genannten Behandlung unterworfen wird, die aus einem einfachen Abkühlen bestehen kann oder auch aus einer Formgebung mit Hilfe geeigneter Mittel, deren Temperatur allgemein im Bereich von 60⁰C +20⁰C liegt.

Wenn das PETP bei seiner normalen Verarbeitungstemperatur in eine auf oberhalb 130⁰C erhitzte Form spritzgegossen wird, ermöglicht dies zwar die Ausbildung einer halbkristallinen Struktur, die für die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften von besonderer Bedeutung ist. Kommt jedoch das auf seine normale Verarbeitungstemperatur, das heißt auf eine Temperatur oberhalb seiner 5 Temperatur der Plasto-Elastizität erhitzte PETP mit so kalten Mitteln (wie oben angegeben) in Berührung, so erhält man vollkommen transparente Erzeugnisse mit amorpher Struktur, die sich nicht zur Herstellung von industriellen und technischen Werkstücken eignen, aufgrund der zu schlechten physikalischen Eigenschaften, die demjenigen des Polyvinylchlorids ähneln bzw. gleich kommen.

Um zu verhindern, daß sich eine derartige amorphe Struktur ausbildet, könnte man vorsehen, das bekannte Coextrusionsverfahren anzuwenden, indem man darauf achtet, daß das Abkühlen des Verbundmaterials nach dem Extrudieren verlangsamt wird.

/5

•τ '

Für eine solche Arbeitsweise müßte aber die Extrusionsgeschwindigkeit beträchtlich verlangsamt werden und es müßten kostspielige Mittel vorgesehen werden, um ein zu schnelles Abkühlen des Verbundmaterials zu verhindern, vorausgesetzt, daß man für die Umhüllungsschicht ein thermoplastisches Material findet, das unter diesen Bedingungen zufriedenstellen kann.

Es ist überraschend, daß erfindungsgemäß das bekannte Coextrusionsverfahren, das heißt,indem unmittelbar nach dem Extrudieren das erhaltene Verbundmaterial einer Behandlung unterworfen wird, bei der es mit sogenannten "kalten" Mitteln, das heißt von einer Temperatur im Bereich von 60⁰C + 20⁰C abgekühlt wird, zur Herstellung von Erzeugnissen angewandt werden kann, die vor allem eine Seele aus PETP enthalten und daß man für diesen Werkstoff die für industrielle und technische Werkstücke interessante halbkristalline Struktur dieses Werkstoffes erhält.

Erfindungsgemäß wird ein Erzeugnis, bestehend aus einer Innenschicht aus PETP, das 0 bis 50% anorganische Füllstoffe enthalten kann, und aus einer Umhüllungsschicht für diese Innenschicht aus mindestens einem anderen thermoplastischen Material bzw. Kunststoff, mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt, das darin besteht, daß man ein Verbundmaterial bzw. einen Verbundwerkstoff herstellt, indem man gleichzeitig das gegebenenfalls gefüllte PETP und den anderen thermoplastischen Kunststoff extrudiert, wobei beide auf eine Temperatur oberhalb ihrer jeweiligen Temperatur der Plasto-Elastizität gebracht worden sind, in ausreichenden Mengen um die Umhüllung und die Seele auszubilden und daß man das erhaltene Verbundmaterial unmittelbar einer Behandlung unterwirft, die eine Abkühlung des Materials bewirkt, mit Mitteln, die eine Temperatur ebenfalls unterhalb der Kristallisationstemperatur des gegebenenfalls gefüllten Polyethylenterephthalats aufweisen, insbesondere eine Temperatur im Bereich von 40 bis 80⁰C. Erfindungsge-

/6

maß wird diese Behandlung durchgeführt, indem man den zweiten thermoplastischen Kunststoff als Wärmepuffer verwendet, der den Ausgleich der Temperaturen zwischen dem noch fließfähigen PETP und den Mitteln (zum Abkühlen) verzögert, so daß eine ausreichend langsame Abkühlung des PETP sichergestellt ist, damit dieses eine halbkristalline Struktur ausbildet.

Obwohl das Verbundmaterial unmittelbar nach dem Extrudieren eine Behandlung mit sogenannten "kalten" Mitteln erfährt, wenn man deren Temperatur mit der Kristallisationstemperatur des PETP vergleicht, das heißt eine Temperatur im Bereich von 40 bis 80⁰C etwa, die für das Extrusionsverfahren üblich ist, während die Kristallisationstemperatur des PETP wenig unterhalb von 140⁰C liegt, erreicht man ein ausreichend langsames Abkühlen des PETP, damit dieses die besonders vorteilhafte, oben angegebene halbkristalline Struktur annimmt und nicht die amorphe Struktur, die üblicherweise bei Berührung mit sogenannten "kalten" Mitteln ausgebildet wird und die erfindungsgemäß vermieden werden soll.

Die halbkristalline Struktur wird zusammen mit den üblicherweise an das Extrudieren gebundenen Vorteilen erzielt, das heißt vor allem hohe Produktionsgeschwindigkeiten, die sich in keiner Weise mit den Produktionsgeschwindigkeiten vergleichen lassen, die bei der üblicherweise bei 130⁰C angewandten Formgebung möglich sind, um eine derartige (halbkristalline) Struktur zu erhalten, und mit Hilfe eines beträchtlich geringeren Energieaufwandes,, als er sonst für eine solche Formgebung in der Wärme bzw. Hitze notwendig ist.

Das erhaltene Verbundmaterial oder die Kunststoff-Folierbän zeichnet sich zusätzlich durch eine glatte Oberflächen-

/7

⁵⁸⁹¹⁷ -χ-·^::··^: ■■■■ ^: 350Ö09A

beschaffenheit aus, aufgrund der Anwesenheit der Umhüllungsschicht bzw. Schutzschicht und eignen sich daher für viele Verwendungszwecke, beispielsweise für die Verwendung im Kfζ-Karosseriebau.
5

Weiterhin kann, da die Umhüllungs- oder Schutzschicht in direkte Berührung mit den sogenannten "kalten" Mitteln schneller härten kann als die Seele aus PETP, das erhaltene Mehrschichten-Material oder Verbundmaterial verformt werden, sobald lediglich eine Außenschicht der Umhüllungsschicht fest bzw. steif geworden ist, das heißt zu einem Zeipunkt, zu dem das PETP noch nicht die weit unterhalb 140⁰C liegende Temperatur erreicht hat, bei der es steif wird; dies ermöglicht vor allem eine besonders schnelle Herstellung von geformten Erzeugnissen bzw. Formkörpern.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mehrere, nicht einschränkende Ausführungsformen an Hand der beigefügten Zeichnung erläutert werden.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit deren Hilfe ein flaches Verbundmaterial bzw. eine flache Kunststoff-Folie extrudiert und unmittelbar anschließend einer Abkühlbehandlung unterworfen wird, für die drei Varianten erläutert werden.
Fig. 2 erläutert ebenfalls schematisch in einer Schnittansicht das erfindungsgemäße Verfahren, wenn das Verbundmaterial bzw. die Kunststoff-Folie als Hülle oder Schlauch extrudiert wird, die bzw. der unmittelbar anschließend abgekühlt wird; für diese Behandlung sind zwei Varianten angegeben und erläutert.

Fig. 3 uid 4 zeigen ein flaches und ein schlauchförmiges ^ferbundmaterial.

/8

. 40-

lA/G-58 917 - «. -

Der in Fig. 1 gezeigte Dreischicht-Spritzkopf 1 bekannter Art umfaßt drei Zufuhrkanäle 2, 3 und 4 mit getrennten Eintrittsöffnungen 5, 6 und 7, die₍wie durch die Pfeile 8, 9 und 10 angegeben, den jeweiligen Kunststoff aufnehmen und die schlitzförmig zulaufen und flach übereinander zu liegen kommen und einen gemeinsamen, ebenfalls schlitzförmigen Austritt 11 bilden; hierdurch tritt das flache Verbundmaterial 12 aus; es besteht aus einer Seele 13 aus dem Material, das durch den Kanal 2 extrudiert wird, der zwischen den Kanälen 3 und 4 angeordnet ist, sowie aus einer Umhüllung dieser Seele 13, die auf der einen Seite durch eine Schicht 14 aus dem über den Kanal 3 extrudierten Material und auf der anderen Seite der Seele durch eine Schicht 15 aus dem über den Kanal 4 extrudierten Material definiert ist.

Unmittelbar am Austritt 11 des Spritzkopfes 1 wird das Verbundmaterial bzw. die Dreischichtenfolie 12 kalibriert, indem sie durch eine flache Düse 16 geführt wird, die ebenfalls unmittelbar in den Spritzkopf 1 integriert sein kann. Die Düse 16 weist eine Eintrittsstelle 17 auf, unmittelbar benachbart der Austrittsöffnung 11 des Spritzkopfes 1 in der unmittelbaren Verlängerung dieser Austrittsöffnung, um das Verbundmaterial 12 aufzunehmen; sie weist weiterhin eine Austrittsöffnung 18 für das kalibrierte Verbundmaterial auf.

Diese Austrittsöffnung 18 ist der Ausgang oder Austritt aus der Extrudiervorrichtung 19; diese umfaßt weiterhin nicht gezeigte Mittel, um in die Eintrittsöffnungen 5, 6 und 7 der Kanäle 2, 3 und 4 jeweils einen thermoplastischen Kunststoff, der auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Thermoplastiζität erhitzt worden ist, unter einem vorgegebenen Druck einzubringen.

Alle diese Elemente oder Bauteile des Extruders 19 sowie

/9

1 A/G-58 917 - «Τ*-

die Parameter für dessen Betrieb, wie Temperatur und Druck der in die verschiedenen Kanäle 2, 3 und 4 eingebrachten Kunststoffe sind üblich und dem Fachmann geläufig.

Erfindungsgemäß wird in den Kanal 2 , der dazu dient, die Innenschicht 13 des Verbundmaterials 12 zu formen, bei seiner Eintrittsöffnung 5 PETP eingespeist, das mit 0 bis 50 % an organischen Füllstoffen wie Glimmer, Biotite oder analoge anorganische Füllstoffe und/oder Glasfasern gefüllt und auf eine Temperatur oberhalb seiner Temperatur der Plasto-Elastizität erhitzt ist, beispielsweise auf 21G bis 220⁰C - diese Zahlen sind als nicht einschränkendes Beispiel angegeben.

Die Kanäle 3 und 4 werden mit anderen thermoplastischen Kunststoffen gespeist, die je nach den für die Umhüllungsschichten oder Schutzschichten 14 und 15 gewünschten Eigenschaften gewählt werden und die ebenfalls auf eine Temperatur oberhalb ihrer Temperatur der Plasto-Elastizität erhitzt worden sind. Beispielsweise können der Kanal 3 und der Kanal 4 mit einem Polycarbonatharz, einem ABS-Harz, einem Polystyrol, einem Methacrylatharz oder einem Polybutylenterephthalatharz gespeist werden; andere thermoplastische Stoffe, die sich mit PETP coextrudieren lassen, können selbstverständlich ebenfalls gewählt werden und liegen im Rahmen der Erfindung. Die Temperatur, bei der diese Kunststoffe in die Kanäle 3 und 4 eingebracht werden, beträgt beispielsweise 24O⁰C. Die gesamte Extrudiervorrxchtung aus Spritzkopf 1 und Schlitzdüse 16 wird vorteilhafterweise auf eine solche Temperatur erwärmt, daß die in die Kanäle 2, 3 und 4 eingebrachten thermoplastischen Stoffe bis zum Austritt 18 aus dem Extruder 19 eine Temperatur oberhalb ihrer Temperatur der Plasto-Elastizität aufweisen.

/10

1 A/G-58 917 -

Erfindungsgemäß wird das Verbundmaterial 12 unmittelbar am Austritt 18 aus dem Extruder 19 einer Abkühlbehandlung unterworfen und zwar mit Hilfe von Mitteln 20, 21 und 22, die eine Temperatur aufweisen, die nicht nur unterhalb der Temperatur liegt, bei der die thermoplastischen Stoffe, die die Schutzschichten 14 und 15 bilden, aushärten, um deren Aushärten zu bewirken, sondern die auch unterhalb der Kristallisationstemperatur des gegebenenfalls gefüllten Polyethylenterephthalats liegt, das in den Kanal 2 eingespeist worden ist, obwohl dieses PETP die angestrebte halbkristalline Struktur annehmen soll.

Hierzu werden mit Erfolg Mittel 20, 21, 22 verwendet, die auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 80⁰C gebracht worden sind je nach dem Glanz, den die Schutzschichten 14 und 15 erhalten sollen, indem man die thermoplastischen Stoffe, aus denen die Schutzschichten bestehen als Wärmepuffer verwendet, die den Temperaturausgleich zwischen dem noch fließfähigen PETP, aus dem die Innenschicht 13 besteht, und diesen Mitteln 20, 21 und 22 verlangsamen, so daß das noch fließfähige PETP ausreichend langsam abkühlt, damit es die gewünschte halbkristalline Struktur annimmt.

Als Beispiele für ein Mittel, das unmittelbar am Austritt 18 des Extruders 19 angeordnet und auf eine Temperatur von 40 bis 80⁰C gebracht worden ist, um die Schutzschichten 14 und 15 zu härten, ohne damit eine solche Abkühlung des PETP hervorzurufen, daß diese zu einer amorphen Struktur des PETP führt, dank des Wärmepuffers, den die Schutzschichten 14 und 15 darstellen, werden nachfolgend angegeben:

Ein Kühlapparat 20 bekannter Art, beispielsweise mit umlaufendem Wasser, den das Verbundmaterial 12 ohne 5 Veränderung seiner Form durchläuft, wenn man ein bandförmiges, oder nach Zerschneiden ein platten- oder tafelför-

/Π

lA/G-58 917 -VT- ' "

miges Erzeugnis - Kunstoff-Folie oder Kunststoff-Platte herstellen möchte. In diesem Falle lassen sich nicht nur, wie gezeigt, flache Erzeugnisse, sondern auch unterschiedliche Profile herstellen;

ein Kalander 21, bestehend aus zwei Walzen 24 und 25, zwischen die das Verbundmaterial 12 unmittelbar im Anschluß an den Austritt 18 des Extruders 19 geführt wird und die den Querschnitt bzw. die Schichtdicke des Verbundmaterials verringern, um ebenfalls ein flaches bandförmiges Material oder Erzeugnis 26 herzustellen, das anschließend geschnitten werden kann; oder Mittel 22 zum Formstanzen, bestehend aus einem Stempel 27 und einem Gesenk 28, um das flache Verbundmaterial 12 in ein geformtes Material bzw. einen geformten Werkstoff bzw. geformtes Erzeugnis umzuwandeln.

Der Kühlapparat 20 bzw. die Walzen 24 und 25 bzw. der Stempel 27 und das Gesenk 28 werden jeweils auf eine Temperatur im Bereich von 40 bis 80⁰C gebracht und das PETP, 0 aus dem die Seele 13 des Verbundmaterials besteht, durchläuft diese Vorrichtungen ohne plötzliche Abkühlung, geschützt durch den Wärmepuffer in Form der Schutzschichten 14 und 15 .

Natürlich stellen diese drei Beispiele von Mitteln 20, 21 und 22 keinerlei Einschränkung dar; andere Mittel zur Behandlung des Verbundmaterials 12 unter den gleichen Bedingungen, vor allem der Temperatur unmittelbar im Anschluß an den Austritt 18 des Extruders 19 können vorgesehen und angewandt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Derartige Mittel sind ebenso wie die Mittel 20, 21 und 22 dem Fachmann bekannt und brauchen hier nicht näher be-5 schrieben zu werden.

/12

lA/G-58 917 -

In Fig. 2 wird mit 29 der Kopf eines Schlauchextruders von ebenfalls allgemein bekannter Bauart schematisch angegeben.

In an sich bekannter Weise weist der Extruderkopf 29 drei Zufuhrkanäle 30, 31, 32 jeweils mit einer Eintrittsöffnung 33, 34, 35 auf, über die mit Hilfe geeigneter, nicht gezeigter Mittel, der jeweilige thermoplastische Kunststoff eingespeist wird, der auf eine Temperatur oberhalb seiner Temperatur der Plasto-Elastizität erhitzt worden ist und unter einem vorbestimmten Druck steht, wie schematisch für jeden Fall mit den Pfeilen 36, 37, 38 angegeben. Die drei Zufuhrkanäle vereinigen sich zu einem einzigen Kanal 39, der zwischen einem zentralen Kern (40) und einem peripheren Körper 41 mit einer gleichen Achse 42 angeordnet ist; der Kanal 39 weist einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zur Achse 42 auf und bildet für die drei Zufuhrkanäle 30, 31, 32 einen gemeinsamen Austritt oder Ausgang 43, der zugleich der Austritt oder Ausgang aus dem Extruderkopf ist. Der ringförmige Kanal 39 ist zwischen dem Bereich, in dem die Kanäle 30, 31 und 32 zusammentreffen, und dem Ausgang 43 wie bei 44 gezeigt, verengt bzw. kalibriert.

5 Diese Vorrichtungen sind als solche dem Fachmannn bekannt und ermöglichen es bei 43 ein schlauchförmiges Verbundmaterial 4 5 zu extrudieren, das eine Wand 4 6 mit einer Innenschicht 4 7 aus dem thermoplastischen Material, das über die Eintrittsöffnung 34 in den Kanal 31 eingespeist worden ist, sowie zwei Schutzschichten, und zwar eine auf der Innenseite befindliche Schutzschicht 48, . erzeugt durch das thermoplastische Material, das über die Eintrittsöffnung 33 in den Kanal 30 eingespeist worden ist und eine auf der Außenseite des Schlauches vorhandene Schutz-5 schicht 49 aus dem thermoplastischen Material, das über die Eintrittsöffnung 35 in den Kanal 32 eingespeist

worden ist, besteht.

/13

lA/G-58 917 - >5 - ' "

Erfindungsgemäß ist das thermoplastische Material, das bei 34 dem Kanal 31 zugeführt wird, und das die Seele 47 des Werkstoffes oder Verbundmaterials 45 ausmacht, ein PETP, das in den Extruderkopf 29 eingeführt und in diesem bei einer Temperatur oberhalb einer Temperatur der Plasto-Elastizität gehalten wird, beispielsweise einer Temperatur im Bereich von 210 bis 220⁰C; das PETP enthält 0 bis 50 % anorganische Füllstoffe, die in gleicher Weise ausgewählt werden wie in dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Beispiel und/oder Glasfasern, je nach den Eigenschaften, die für das Verbundmaterial 45 angestrebt werden. Das thermoplastische Material bzw. Harz, aus dem die Schutzschichten 48 und 49 bestehen, kann gleich oder verschieden sein und aus dem gleichen Bereich thermoplastischer Kunststoffe ausgewählt sein wie das Material für die Schutzschichten 14 und 15 des Beispiels gemäß Fig. 1, mit einer Temperatur von zum Beispiel 240⁰C in dem Extruderkopf 29, der so erhitzt ist bzw. wird, daß alle in die Kanäle 30, 31 und 32 eingespeisten thermoplastischen Kunststoffe bzw. Harze bei einer Temperatur oberhalb ihrer Temperatur der Plasto-Elastizität gehalten werden.

Diese Parameter sind dem Fachmann ebenfalls bekannt.

Erfindungsgemäß wird das Verbundmaterial 45 unmittelbar im Anschluß an den Austritt aus dem Extruder einer Behandlung unterworfen, die seine Abkühlung bewirkt und zwar mit Mitteln, die eine Temperatur unterhalb der Härtungstemperatur mindestens der Umhüllungs- oder Schutzschichten 49 auf der Außenseite des Schlauches aufweisen, um die Härtung dieserletzteren zu bewirken; die Temperatur dieser Mittel liegt ebenfalls unterhalb der Kristallisationstemperatur des gegebenenfalls gefüllten Polyethylenterephthalats, das in den Kanal 31 eingespeist worden ist, und man verwendet das thermoplastische Material bzw. Harz, das die Umhüllungsoder Schutzschicht 49 ausmacht, als Wärmepuffer, der den

/14

lA/G-58 917 - >T -

Temperaturausgleich zwischen dem Polyethylenterephthalat der Seele 47 und diesen Mitteln verlangsamt, so daß das noch fließfähige Polyethylenterephthalat ausreichend langsam abkühlt, damit es eine halbkristalline Struktur ausbildet.

Als Beispiel für derartige Mittel werden gezeigt:

Eine Kühlvorrichtung 50 bekannter Art, beispielsweise mit umlaufendem Wasser, die der Verbundwerkstoff 4 5 unmittelbar im Anschluß an den Austritt 43 aus dem Extruder durchläuft, wenn man ein schlauchförmiges Erzeugnis (51) mit einer aus mehreren Schichten oder Lagen bestehenden Wand herstellen möchte;
Mittel 52 für die Blasverformung, die ebenfalls unmittelbar im Anschluß an den Austritt 4 3 angeordnet sind und aus zwei Formhälften 53 und 54 bestehen, die ursprünglich voneinander getrennt und zu beiden Seiten des Verbundwerkstoffes 45 angeordnet sind, wie schematisch bei A angegeben. Die beiden Formhälften werden dann auf einem Abschnitt 55 des Verbundwerkstoffes bzw. Schlauches geschlossen, bevor in diesen Abschnitt 55 Luft 56 eingeblasen wird, um den Schlauch gegen die Formhöhlungen 57 und 58 der beiden Formhälften 53 und 54 zu pressen, wie schematisch bei B angegeben. Nach erneutem Trennen der beiden Formhälften 53 und 54 erhält man einen Blasrohling, der entweder als solcher verwendet werden kann, wenn das angestrebte Erzeugnis die Form eines Behälters mit einer mehrlagigen Wand, umfassend eine Seele aus PETP, aufweisen soll; oder er wird in zwei Hälften 59, 60 geteilt wie schematisch bei C angegeben, wobei dann beide Hälften ein Erzeugnis bilden, das vergleichbar ist demjenigen, das man durch Formstanzen bei 22 entsprechend der in Fig. 1 angegebenen Ausführungsform des Verfahrens erhält.

/15

lA/G-58 917 - \6 -

Diese Mittel 50 und 52 stellen nur ein nicht einschränkendes Beispiel für Mittel dar, die unmittelbar im Anschluß an den Austritt 43 aus dem Extruder verwendet werden können, um ein Verbundmaterial 4 5 abzukühlen, ohne daß diese Abkühlung zu einer amorphai Struktur des PETP führt. Die Mittel 50 und 52 sowie solche Mittel, die an ihrer Stelle verwendet werden können, werden vorteilhafterweise bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 80⁰C gehalten, je nach dem angestrebten Glanz der auf der Außenseite (des Schlauches) befindlichen Schutzschicht 49. Die Verwendung dieser Schutzschicht 49 als Wärmepuffer garantiert dabei, daß die Seele 47 ausreichend langsam abkühlt, damit das PETP die gewünschte halbkristalline Struktur annimmt.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den hier gezeigten Varianten sowie weiterer Varianten, die den Rahmen der Erfindung nicht verlassen, ermöglicht die Herstellung von Erzeugnissen unterschiedlicher Formen, die eine Seele aus PETP mit halbkristalliner Struktur und den daraus in bekannter Weise resultierenden Vorteilen umfassen, sowie eine Umhüllung aus einem anderen thermoplastischen Material bzw. Harz, das entsprechend den angestrebten Eigenschaften der Oberfläche des Erzeugnisses 5 ausgewählt wird; dies ermöglicht zahlreiche Anwendungen des Verfahrens, beispielsweise zur Herstellung von Werkstücken im Automobilkarosseriebau, von Schutzgehäusen und anderes mehr.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit Bezug auf eine Dreischicht-Coextrusion beschrieben. Natürlich ist die Anzahl der coextrudierten Stoffe bzw. Kunstharze bzw. Schichten nicht kritisch, sobald das aus dem Extruder austretende Material oder der Werkstoff zusätzlich zu einer Seele aus PETP mindestens eine Umhüllungs- oder Schutzschicht aus einem anderen thermoplastischen Material auf-

/16

■/IB-

weist, das einen Wärmepuffer darstellen kann,wie hier beschrieben und definiert.

Claims

Patentansprüche

(1.) Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials,das aus einer Innenschicht aus einem ersten thermoplastischen Kunststoff · und aus einer Umhüllung aus mindestens einem zweiten thermoplastischen Kunststoff besteht, durch Coextrudieren der auf eine Temperatur oberhalb ihrer jeweiligen Temperatur der Plasto-Elastizität gebrachten Kunststoffe und unmittelbar anschließende Abkühlung des erhaltenen Verbundmaterials mit Mitteln, die eine Temperatur unterhalb der Härtungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffes für die Umhüllung aufweisen,· dadurch gekennzeichnet , daß man für die Innenschicht Polyethylenterephthalat verwendet, das 0 bis 50 % anorganische Füllstoffe enthält, und zur Ausbildung einer halbkristallinen Struktur der Innenschicht die Abkühlbehandlung mit Mitteln durchführt, deren Temperatur auch unterhalb der Kristallisationstemperatur des gegebenenfalls gefüllten Polyethylenterephthalats liegt, die Umhüllung als Wärmepuffer verwendet und die Innenschicht ausreichend langsam abkühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mittel für die Abkühlbehandlung bei einer Temperatur von 40 bis 80⁰C hält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man ein flaches Verbundmaterial extrudiert.

1A-58917 - 2 -
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das flache Verbundmaterial gleichzeitig abkühlt und durch Formstanzen verformt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man das flache Verbundmaterial gleichzeitig abkühlt und kalandert.
6. Verfahre-n nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man ein schlauchförmiges Verbundmaterial extrudiert.
7, Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß: man das schlauchform!ge Verbundmaterial gleichzeitig abkühlt und blasverformt.
8. Verbundmate rial, (12, 45) hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ,bestehend aus einer Innenschicht (13* 47) aus halbkristallinem Polyethylenterephthalat, das 0 bis 50 % anorganische Füllstoffe enthält,sowie aus einer Umhüllung (14, 15, 48, 49) aus einem anderen thermoplastischen Kunststoff.
9. Verbundmaterial nach Anspruch 8, bei dem die Umhüllung (14, 15, 48, 49) aus einem Polycarbonatharz, einem ABS - Harz, aus Polystyrol, einem Methacrylatharz und/oder einem Polybutylenterephthalatharz besteht.