DE4421128A1 - Tiefziehfähige Folie, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben - Google Patents

Tiefziehfähige Folie, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tiefziehfähige Folie, die (bezogen auf 100 Gew.-Teile Kunststoff der Folie) 1 bis 60 Gew.-% (d) mindestens eines teilweise vernetzten EPDM, 12 bis 30 Gew.-% (e) Propylenhomo-, -copolymerisat oder -pfropfpolymerisat mit oder ohne reaktive Gruppen, 77 bis 9,5 Gew.-% (f) mindestens eines reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure oder Acrylsäure, wobei die Säuregruppen teilweise Metallion enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind und 10 bis 0,5 Gew.-% (g) mindestens ein reaktive Gruppen enthaltendes polymeres Vernetzungsmittel, das zu mehr als 51 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile (g) Ethylen- oder andere Olefingruppen und zu 1 bis 49 Gew.-% Acrylat und/oder Methacrylatgruppen und reakti­ ve Gruppen enthält, wobei als reaktive Gruppen Epoxy-, Isocyanat-, Keton-, Aldehyd-, Silan-, Alkylhalogenid- und/oder Anhydridgruppen gelten sowie gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff, Zusatz- und/- oder Verarbeitungshilfsmittel besteht.
Gemäß der Erfindung ist die Folie eine tiefziehfähige Verbundfolie, die eine polyolefinhaltige Oberfolie und mindestens eine qualitativ und/oder quantitativ von der Zusammensetzung der Oberfolie abweichen­ den polyolefinhaltigen Unterfolie mit den Bestandteilen (d), (e), (f), (g) als Kunststoff sowie gegebenenfalls eine Oberflächenschutz­ schicht enthält, wobei die Oberfolie eine bestimmte Zusammensetzung aufweist.
Die unterschiedlichsten Folien auf der Basis von Polyolefinen, ins­ besondere solcher auf der Basis von Polypropylen mit Polyethylen und deren Verarbeitung sind bereits bekannt (vgl. u. a. FR-A-2017705).
Die Anforderungen an die Folien je nach Verwendungsgebiet sind jedoch so unterschiedlich und mit steigenden Ansprüchen verbunden, so daß ein Bedürfnis nach Folien mit verbesserten und/oder verbesserten Verarbeitungsmöglichkeiten besteht.
Aus der US-B-5206294 ist bereits eine Kunststoffmischung bekannt, die teilweise vernetztes EPDM, Polypropylen, reaktive Gruppen enthal­ tende Polymere oder Ionomere und ein reaktive Gruppen enthaltendes polymeres Vernetzungsmittel enthält. Die daraus hergestellten Mono­ folien sind gut tiefziehfähig, erfüllen jedoch nicht andere von der Kraftfahrzeugindustrie geforderte Eigenschaften.
Im Rahmen dieser Erfindung wurden zahlreiche Versuche mit Folien­ rezepturen durchgeführt, bei denen unter anderem solche getestet wurden, die ein vernetztes PP-EPDM und ein unvernetztes Propylen- Block-Copolymerisat oder heterophasiges Propylen-Block-Polymerisat enthielten. Diese Folien weisen zunächst eine gute Narbstabilität auf und haben einen gewissen Mattierungsgrad bzw. eine bestimmte Mattigkeit, wie sie bei mehreren Anwendungsgebieten (z. B. Autoinnen­ verkleidung und dergleichen) gewünscht wird.
Die Folie dieser Zusammensetzung hat jedoch den Nachteil, daß die Narbstabilität zum Teil verloren geht. Es ergibt sich insgesamt, daß auch die Eigenschaften dieser Folie verbesserungsbedürftig sind.
Die bisher bekannten Verfahren zur Mattierung von flexiblen PP-EP- oder PP-EPDM-Zusammensetzungen mit mineralischen Füllstoffen, z. B. Talkum, bewirken eine Zunahme der Steifigkeit und eine Verschlechte­ rung des Alterungsverhaltens. Außerdem wird der Matteffekt vom Verfor­ mungsgrad stark beeinflußt. Auch die Verwendung von elastomeren Par­ tikeln in Gummimischungen (vergleiche u. a. EP-B-0257242) sind nicht geeignet.
Besondere Anforderungen an Kunststoffolien werden zur Herstellung tiefziehfähiger Kraftfahrzeugfolien, -bahnen oder Kraftfahrzeugfolien­ schichten gestellt, da die Formteile unterschiedliche Tiefziehverhält­ nisse am gleichen Formteil eingehalten werden müssen. Trotzdem soll das Formteil an allen Stellen die gleiche Prägestruktur und Mattigkeit aufweisen. Andererseits werden besondere Anforderungen an die Kratz­ festigkeit der Kunststoffoberflächen, Fogwerte, die Alterungsstabili­ tät und dergleichen gestellt.
Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Folie mit verbesserten Eigenschaf­ ten oder Verarbeitungseigenschaften zu erzielen. Insbesondere sollte die Folie eine gute Narbstabilität aufweisen, die Oberflächen sollten ohne zusätzlichen Mattierungsmittel matt sein bzw. eine gewisse Mat­ tigkeit oder Mattierungsgrad aufweisen. Insbesondere sollte jedoch die Folie gut tiefziehfähig, prägbar und narbstabil sein und auch zu Formteilen oder Gegenständen verarbeitet werden können, an die relativ hohe Anforderungen gestellt werden.
Derartige Anwendungsgebiete sind zum Beispiel Formteile, Gegenstände oder Tiefziehteile für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeug­ innenverkleidungen.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diesen Zielen und Aufgaben eine tiefziehfähige Folie gerecht wird, die (bezogen auf 100 Gew.-Tei­ le Kunststoff der Folie) 1 bis 60 Gew.-% (d) mindestens eines teilwei­ se vernetzten EPDM, 12 bis 30 Gew.-% (e) Propylenhomo-, -copolymerisat oder -pfropfpolymerisat mit oder ohne reaktive Gruppen, 77 bis 9,5 Gew.-% (f) mindestens eines reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure oder Acrylsäure, wobei die Säure-Gruppen teilweise Metallion enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind und 10 bis 0,5 Gew.-% (g) mindestens ein reaktive Gruppen enthaltendes polymeres Vernetzungs­ mittel, das zu mehr als 51 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile (g) Ethylen- oder andere Olefingruppen und zu 1 bis 49 Gew.-% Acrylat und/oder Methacrylatgruppen und reaktive Gruppen enthält, wobei als reaktive Gruppen Epoxy-, Isocyanat-, Keton-, Aldehyd-, Silan-, Alkylhalogenid- und/oder Anhydridgruppen gelten sowie gegebe­ nenfalls mindestens einen Füllstoff, Zusatz- und/oder Verarbeitungs­ hilfsmittel besteht. Gemäß der Erfindung ist die Folie eine tiefzieh­ fähige Verbundfolie, die eine polyolefinhaltige Oberfolie und minde­ stens eine qualitativ und/oder quantitativ von der Zusammensetzung der Oberfolie abweichenden polyolefinhaltigen Unterfolie mit den Bestandteilen (d), (e), (f), (g) als Kunststoff sowie gegebenenfalls eine Oberflächenschutzschicht enthält, wobei die Oberfolie (bezogen auf 100 Gew.-Teile Kunststoff der Oberfolie) a) 20 bis 80 Gew.-Teile mindestens eines vernetzten PP-EPDM (Legierung oder Mischung aus Propylenhomo- und/oder -copolymerisat und vernetztem oder teilver­ netztem Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat), b) 80 bis 20 Gew.- Teile eines unvernetzten Propylen-Block-Copolymerisates oder hetero­ phasigen Propylen-Block-Polymerisates, mit einem Elastomeranteil im Block bzw. in der Kette von 35 bis 75 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile des unvernetzten heterophasigen Propylen-Block-Copolymeri­ sates oder Propylen-Block-polymerisates) enthält, wobei b zu 15 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-% durch die gleichen Gewichts­ mengen eines reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Iono­ meren c ersetzt ist, wobei c mindestens einen reaktive Gruppen enthal­ tenden Polymeren und/oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure und/oder Acrylsäure, wobei die Säuregruppen teilweise Metallionen enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind, wobei die Ober- und Unterfolie gegebenenfalls Füllstoffe, Zusatz­ und/oder Verarbeitungshilfsmittel enthalten.
Obgleich die Tiefziehfähigkeit der Oberfolie verbesserungsbedürftig ist und die Unterfolie auch den Anforderungen der Kraftfahrzeugindu­ strie nicht gerecht wird, z. B. keine gute Narbstabilität aufweist, ergibt sich in der Kombination von Ober- und Unterfolie(n) überra­ schenderweise bei der Verbundfolie eine sehr gute Prägbarkeit, Narb­ stabilität und eine sehr gute Tiefziehfähigkeit.
Die erfindungsgemäße Verbundfolie stellt eine flexible tiefziehfähige Kraftfahrzeugfolie oder -bahn dar, die für die Herstellung thermo­ verformter Formteile mit gleichmäßig matter Oberfläche für Kraftfahr­ zeugfolien für Innenverkleidungen besonders gut geeignet ist.
Die Mattigkeit dieser Folie ist weitgehend unabhängig von der Verfor­ mungstemperatur und dem Verformungsgrad, d. h. an allen Stellen des Formteils ist gleiche oder annähernd gleiche Mattigkeit der Folien­ oberfläche oder des daraus hergestellten thermogeformten Formteiles gegeben.
Die Oberfolie enthält dabei vorzugsweise ein dynamisch vernetztes oder teilvernetztes PP-EPDM oder PP-EPDM-Mischungen oder Legierungen. Die Bestandteile a), b) und c) der Oberfolie werden gegebenenfalls in Kombination mit Verarbeitungshilfs-, Zusatzmitteln, Füllstoffen, Farbstoffen und/oder Farbpigmenten eingesetzt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Oberfolie liegt der Schmelzindex MFI (230/2,16) des dynamisch vernetzten oder teilvernetz­ ten PP-EPDM-Gemisches (bestimmt nach DIN 53735) unter 12 g/10 min, vorzugsweise unter 8 g/10 min, besonders bevorzugt unter 6 g/10 min. Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform weist dabei einer der Be­ standteile einen Schmelzindex MFI (230/2,16) von unter 4,8 g/10 min, vorzugsweise unter 2,5 g/10 min, besonders bevorzugt unter 1,8 g/10 min auf, während der andere Bestandteil des PP-EPDM-Gemisches einen höheren MFI besitzt.
Besonders bevorzugt weist dabei für die Oberfolie das in der PP-EPDM- Mischung oder dispergiert darin vorliegende Polypropylen oder der Homo- oder Copolymerisatanteil des Polypropylen einen niedrigeren Schmelzindex auf. Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat das PP (Polypropylen) oder der dispergiert in der Mischung enthaltende Homo- oder Copolymerisatanteil (PP) einen Schmelzindex MFI (230/2,16) von 0,1 bis 2 g/10 min, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 g/10 min (Bestim­ mungsmethode nach DIN 53735).
Der Polypropylen-Block des unvernetzten heterophasigen Polypropylen- Blockpolymerisates besteht vorzugsweise aus einem Propylen-, -co­ und/oder -blockpolymerisat. Der Elastomeranteil des heterophasigen Polypropylen-Blockcopolymerisat beträgt nach einer vorzugsweisen Ausführungsform 40 bis 70 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile des unvernetzten heterophasigen Propylen-Blockcopolymerisats). Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt jedoch der Elastomeranteil des heterophasigen Polypropylen-Blockcopolymerisates 35,5 bis 48 Gew.-%, vorzugsweise 36 bis 45 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile des unvernetzten heterophasigen Propalen-Blockpolymerisats).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Elastomer des Ethylen-Propylen-Copolymerisates, einen Ethylenanteil von 20 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%, und einen Propylenanteil von 80 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 40 Gew.-%, und weist ein Molekulargewicht größer als 100 000, vorzugsweise größer als 150 000 auf.
Der Zusatz eines dynamisch vernetzten PP-EPDM-Blends in der Ober­ und/oder Unterfolie mit einer Teilchengröße der vernetzten Elastomer­ phase von 0,5 bis 15 µm verbessert den Verformungsbereich, die Gleich­ mäßigkeit der Wärmedehnung und das Narbbild. Ein verbessertes Narbbild bedeutet, daß die überproportionale Verdehnung der Narbtäler durch die mit zunehmender Dehnung ansteigende Festigkeit begrenzt wird (strain hardening). Um diesen Effekt zu erreichen, ist eine homogene Einarbeitung der vernetzten PP-EPDM-Blends und eine partikelförmige Elastomerstruktur notwendig. Daraus resultieren gewisse Anforderungen an den Vernetzungsgrad und den Schmelzindex der verwendeten vernetzten PP-EPDM-Blends. Der Vernetzungsgrad bei den komplexen Systemen, in­ direkt definiert durch den Kompressionsset bei 70°C nach 22 Std. (DIN 53517), soll zwischen 25 und 60 liegen.
Als heterophasiges Propylen-Blockpolymerisat wird vorzugsweise ein Blockpolymerisat mit einem MfI 230/2,16 g/10 min von 0,3 bis 8, vor­ zugsweise 0,5 bis 7, verwendet.
Als PP-EPDM, vorzugsweise dynamisch vernetztes oder teilvernetztes PP-EPDM, werden für die Ober- und/oder Unterfolie(n) bevorzugt solche mit einer Dichte zwischen 0,78 bis 0,96 g/cm³, vorzugsweise 0,83 bis 0,93 g/cm³ angesetzt. Bevorzugt weist das PP-FPDM, das dafür ausgewählt wird, einen Biegemodul (Initial flexural modulus) - gemes­ sen nach ASTM D 790 mit einer 2 mm dicken Folienbahn - von 80 bis 400 MPa, vorzugsweise 100 bis 300 MPa auf.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Unterfolie oder Unterfolien (bezogen auf 100 Gew.-Teile Kunststoff der Unterfolie bzw. Unterfolien) aus d) 5 bis 55 Gew.-% mindestens eines teilweise vernetzten EPDM, e) 13 bis 25 Gew.-% Propylenhomo-, -copolymerisat oder -pfropfpolymerisat mit oder ohne reaktive Gruppen, f) 73 bis 19 Gew.-% mindestens eines reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure oder Acrylsäure, wobei die Säuregruppen teilweise Metallion enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind und g) 9 bis 1 Gew.-% mindestens eines reaktive Gruppen enthaltendes polymeres Vernetzungs­ mittel, das zu mehr als 51 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile g) Ethylen- oder andere Olefingruppen und zu 1 bis 49 Gew.-% Acrylat und/oder Methacrylatgruppen und reaktive Gruppen enthält, wobei als reaktive Gruppen Epoxy-, Isocyanat-, Keton-, Aldehyd-, Silan-, Alkyl­ halogenid- und/oder Anhydridgruppen gelten oder die Unterfolie(n) enthält diese Bestandteile.
Die erfindungsgemäßen tiefziehfähigen Verbundfolien besitzen auf der Oberfolie einen Glanzgrad nach DIN 57530/60° von 0,5 bis 5, der weder von der erforderlichen Verformungstemperatur noch von dem Tief­ ziehverhältnis wesentlich beeinflußt wird. Dieses Merkmal unterschei­ det also die erfindungsgemäßen Folien von den nach bisherigen Erfah­ rungen gesammelten Erkenntnissen mit Folien, die durch Füllstoffe oder Prägung mattiert wurden.
Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes bzw. der erfindungs­ gemäßen Mischung zur Herstellung von tiefziehfähigen Kraftfahrzeug­ folien gelingt es, Kunststoffolien mit einer matten Oberfläche und hohen Elastizität für die Thermoverformung zu erhalten. Dabei kann die Thermoverformung der erfindungsgemäßen Verbundfolie in einem breiten Temperaturintervall von ca. 140 bis 200°C, vorzugsweise 150 bis 185°C, durchgeführt werden, ohne daß besondere Schwierig­ keiten auftreten. Die Folie ist ausgezeichnet tiefziehfähig und sowohl im Positivtiefziehverfahren als auch im Negativtiefziehverfahren einsetzbar. Unter Verwendung der Zusammensetzung gelingt es, Tiefzieh­ folien mit einer Shore D-Härte von 25 bis 60, vorzugsweise 30 bis 55 und einen Glanzgrad nach Gardner 60°C von 0,5 bis 1,5, gemessen am tiefgezogenen Formteil, zu erhalten.
Die erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugverbundfolienbahnen für die Innen­ verkleidung haben darüberhinaus den Vorteil der hohen Alterungsstabi­ lität gegen Licht und Wärme sowie geringe Fog-Werte.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ober- und/oder Unter­ folie einen Füllstoffgehalt von 0 bis 30 Gewichtsanteilen, 0 bis 20 Gewichtsanteilen (bezogen auf 100 Gewichtsanteile Kunststoff) auf. Als Füllstoffe können die an sich bekannten Füllstoffe, vorzugs­ weise Talkum und/oder SiO₂ mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01 bis 20 µm, vorzugsweise 0,05 bis 10 µm, eingesetzt werden.
Als Verarbeitungshilfsmittel werden u. a. vorzugsweise Wärme- und/oder Lichtstabilisatoren für Polyolefine eingesetzt.
Als weitere Verarbeitungshilfsmittel oder Zusatzmittel werden u. a. Gleitmittel oder Gleitmittelgemische verwendet.
Nach einer Ausführungsform ist unterhalb der Folienschicht vorzugs­ weise eine Haftvermittlerschicht angeordnet. Die Haftvermittlerschicht besteht vorzugsweise aus Acrylaten, Polyurethan oder Acrylat-Poly­ urethan-Mischungen oder enthält diese. Unterhalb der Folienschicht oder Haftvermittlerschicht ist vorzugsweise eine Schaumschicht, eine Trägerschicht, eine Gewebeschicht und/oder Stützschicht angeordnet. Die Schaumschicht enthält vorzugsweise einen Polyolefinschaum, oder einen Polyurethanschaum oder besteht daraus.
Bevorzugt hat die Oberfolie eine mittlere Dicke von 60 bis 500 µm, vorzugsweise 100 bis 350 µm. Die Unterfolie oder Unterfolien besitzen eine durchschnittliche Dicke von 100 bis 2000 µm, vorzugsweise 500 bis 1500 µm, wobei die Unterfolie oder Unterfolien eine Gesamtdicke besitzen, die mehr als das 1,5fache, vorzugsweise 2- oder Mehrfache der Oberfolie beträgt.
Die erfindungsgemäße Verbundfolie ist sehr gut thermoverformbar und dient zur Herstellung spannungsarmer Formteile mit genauer Wiedergabe oder Reproduktion von form- oder temperaturstabilen Oberflächenstruk­ turierungen. Die Verbundfolie wird vorzugsweise im Positivtiefzieh­ verfahren und/oder Negativtiefziehverfahren bearbeitet bzw. verarbei­ tet. Der Verbundwerkstoff weist an der Unterseite oder Unterfläche vorzugsweise eine Schaumschicht, z. B. Polyurethanschaum, vorzugsweise jedoch Polyolefinschaum auf und/oder ist mit einer Trägerschicht bzw. einem Träger und/oder einer Stützschicht und/oder einer Gitter- oder Gewebeschicht versehen. Die Folie oder Schicht wird nach einer bevorzugten Ausführungsform mit Dekorgebungen, Narbungen, Prägungen und dgl. versehen, ist narbbeständig, grifffreundlich und kann be­ druckt werden. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundfolie gelingt es Formteile oder Gegenstände herzustellen, deren Oberfläche eine gute Narbstabilität auch bei Wärmelagerung aufweisen.
Die daraus hergestellten oder tiefgezogenen Gegenstände, Formkörper, Teile und dgl., die vorzugsweise eine Schaumschicht, Trägerschicht oder einen Träger, Stützschicht und/oder eine Gitter- oder Gewebe­ schicht enthalten, werden bevorzugt für Schalttafeln oder Armaturen­ bretter für Kraftfahrzeuge, Seitenwandteile für Kraftfahrzeuge, Tür­ verkleidungen für Kraftfahrzeuge, Dachinnenverkleidungen (Autohimmel), Innenrückwandteile für Kraftfahrzeuge (Hutablage) und andere Innen­ verkleidungsteile oder Gegenstande für Kraftfahrzeuge eingesetzt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Trägerschicht und/oder Schaumschicht polyolefinhaltig oder auf der Basis von Poly­ olefinen.
Das reaktive Gruppen enthaltende polymere Vernetzungsmittel g) der Unterfolie oder Unterfolien weist nach einer bevorzugten Ausführungs­ form neben Acrylat- und/oder Methacrylat-Gruppen bzw. Acrylsäure­ und/oder Methacrylsäuregruppen und mehr als 51 Gew.-% Ethylen- und/ oder Olefin- bzw. (CH₂)- oder CH-Gruppen Epoxidgruppen oder epoxy­ ähnliche Gruppen, vorzugsweise Glycidylgruppen auf.
Die reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Ionomeren (g) der Unterfolie enthalten als Metallion vorzugsweise Alkali- und/oder Erdalkali-Ionen und/oder Zinkionen.
Nach einer Ausführungsform enthalten die reaktive Gruppen aufweisenden Polymeren und/oder Ionomeren (g) Alkylacrylate und/oder Alkylmeth­ acrylate mit 1 bis R C-Atomen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ober­ folie eine Shore D-Härte auf oder ist darauf eingestellt, die um mehr als 3 Shore D-Einheiten, vorzugsweise 5 bis 10 Shore D-Einheiten, niedriger ist als die Shore D-Härte der Unterfolie(n) und/oder die Oberflächenspannung der Oberfolie ist auf einen Wert von größer als 40 mN/m eingestellt.
Vorzugsweise ist die Shore D-Härte der Oberfolie unter gewichtsmäßiger Auswahl der Bestandteile der Oberfolie, vorzugsweise der Bestandteile a, b und/oder c innerhalb der angegebenen Gewichtsmengen der Bestand­ teile auf eine Shore D-Härte von weniger als 37, vorzugsweise auf eine Shore D-Härte von 28 bis 35 eingestellt und/oder die Shore D-Härte der Unterfolie(n) ist unter gewichtsmäßiger Auswahl der Be­ standteile der Unterfolie(n), vorzugsweise der Bestandteile d, e, f und/oder g innerhalb der angegebenen Gewichtsmengen auf mindestens 38 Shore D, vorzugsweise 39 bis 48 Shore D, eingestellt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist oberhalb der Oberfolie oder auf der Folienoberfläche und/oder unterhalb der Unter­ folie mindestens eine polyacrylat-, polymethacrylat- und/oder poly­ urethanhaltige Schicht angeordnet, deren Schichtdicke geringer als die Schichtdicke der Oberfolie oder Unterfolie ist, wobei vorzugsweise die Schichtdicke der Beschichtung weniger als 50% der Schichtdicke der Ober- oder Unterfolie(n) beträgt.
Dabei sind bevorzugt die Oberfolie und gegebenenfalls Teilbereiche der Unterfolie(n) geprägt oder genarbt und die Oberfolie ist mit einer polyacrylat-, polymethacrylat- und/oder polyurethanhaltigen Schicht oder Beschichtung versehen, die 0,01 bis 18 Gew.-%, vorzugs­ weise 0,1 bis 12 Gew.-%, mindestens eines feinteiligen Mattierungs­ mittels enthält und durch Verdünnungsmittelauftrag beschichtet ist.
Die unterhalb der Unterfolie(n) angeordnete(n) polyacrylat-, polymeth­ acrylat- und/oder polyurethanhaltigen oder (bezogen auf den Kunst­ stoffanteil) daraus bestehende(n) Schicht(en) oder Beschichtung(en) enthalten bevorzugt mindestens ein antistatisches Mittel und/oder mindestens ein haftvermittelndes chemisches Mittel, vorzugsweise feinstteiligen Kohlenstoff oder Ruß mit einer mittleren Teilchengröße unter 100 nm, vorzugsweise zwischen 10 bis 80 nm, und/oder mindestens eine feinstteilige Kieselsäure oder ein feinstteiliges Siliziumdioxid und/oder feinstteiliges Silikat mit einem mittleren Körnungsdurchmes­ ser unter 4 µm, vorzugsweise unter 3 µm.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Her­ stellung der tiefziehfähigen Verbundfolie, wobei für die Herstellung der Kunststoffolie zwei oder mehrere Extruder verwendet werden, die mit einer Breitschlitzextruderdüse ausgerüstet sind.
Gemäß der Erfindung werden in mindestens einem Extruder die Bestand­ teile a bis c der Oberfolie und mindestens einem weiteren Extruder die Bestandteile d bis g der Unterfolie oder Unterfolien bei Tempera­ turen von 150 bis 280°C, vorzugsweise 180 bis 250°C, extrudiert, wobei zwei oder mehrere Bestandteile der Unterfolie, vorzugsweise die Bestandteile f und g unter Verwendung eines Doppelschneckenextru­ ders bei der Extrusionstemperatur teilweise in Reaktion oder Kopp­ lungsreaktion treten und die Verbundfolie als Coextrusionsfolie herge­ stellt wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Shore D-Härte der Oberfolie unter Verwendung und/oder Mitverwendung mindestens eines polyolefinhaltigen oder poly­ olefingruppenhaltigen Kunststoffes mit einer niedrigeren Shore D-Härte (gemessen nach DIN 53505) sowie gegebenenfalls unter Verwendung minde­ stens eines polyolefinhaltigen oder polyolefingruppenhaltigen Kunst­ stoffes mit einer höheren Shore D-Härte auf einen Shore D-Wert einge­ stellt, der um mehr als 3 Shore D-Einheiten, vorzugsweise um 5 bis 10 Shore D-Einheiten, niedriger ist als der Shore D-Wert der darunter angeordneten Unterfolie.
Die Härte der Oberfolie wird unter gewichtsmäßiger Auswahl der Be­ standteile der Oberfolie, vorzugsweise der Bestandteile a, b und/oder c innerhalb der angegebenen Gewichtsmengen der Bestandteile auf eine Härte von weniger als 37 D-Shore, vorzugsweise 28 bis 35 D-Shore (gemessen nach DIN 53505), und/oder die Härte der Unterfolie(n) werden unter gewichtsmäßiger Auswahl der Bestandteile der Unterfolie(n), vorzugsweise der Bestandteile d, e, f und/oder g auf mindestens 38 D-Shore, vorzugsweise 39 bis 46 D-Shore, eingestellt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Oberfolie (auf ihrer der Unterfolie abgewandten Fläche) und/oder die Unterfolie (auf ihrer der Oberfolie abgewandten Fläche) mit mindestens einer polyacrylat-, polymethacrylat- und/oder polyurethanhaltigen und Ver­ dünnungsmittel, vorzugsweise organisch-chemische Lösemittel, enthal­ tenden Beschichtung unter Verwendung eines Beschichtungsmittelauf­ tragsverfahren, vorzugsweise unter Verwendung eines Spritz-, Sprüh-, Streich-, Rollen- oder Druckwalzenauftragsverfahrens, versehen, wobei die Beschichtung der Oberfolie 0,01 bis 18 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 12 Gew.-%, mindestens eines feinteiligen Mattierungsmittels ent­ hält.
Bevorzugt wird für die unterhalb der Unterfolie angeordnete Schicht oder Beschichtung mindestens ein haftvermittelndes antistatisches Mittel und/oder mindestens ein haftvermittelndes chemisches Mittel, vorzugsweise feinstteiliger Kohlenstoff oder Ruß mit einer mittleren Teilchengröße unter 100 nm, vorzugsweise zwischen 10 bis 80 nm, und/oder mindestens eine feinstteilige Kieselsäure oder ein feinsttei­ liges Siliziumdioxyd und/oder Silikat mit einem mittleren Körnungs­ durchmesser unter 4 µm, vorzugsweise unter 3 µm, verwendet.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Ver­ bundfolie allein oder in Kombination mit einer Schaumschicht, Träger­ schicht oder einem Träger, Stützschicht, Abstandsschicht oder einer Gitter- oder Gewebeschicht zur Herstellung von Kraftfahrzeuginnenver­ kleidungen, vorzugsweise für Schalttafeln oder Armaturenbretter für Kraftfahrzeuge, Seitenwandteile für Kraftfahrzeuge, Türverkleidungen für Kraftfahrzeuge, Dachinnenverkleidungen (Autohimmel), Innenrück­ wandteile für Kraftfahrzeuge (Hutablage) und andere Innenverkleidungs­ teile oder Gegenstände für Kraftfahrzeuge.
Zeichnungsbeschreibung
In den beigefügten Zeichnungen (Fig. 1 und 2) sind schematisch einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verbundfolie wiedergegeben, wobei die Dickenabmessungen nicht den eigentlichen Dicken der Schich­ ten entsprechen (so insbesondere bei der Oberflächenschutzschicht bzw. Lackschicht, die in der Praxis zwischen 8 bis 60 µm, vorzugsweise 10 bis 50 mm, liegt).
Unter (1) ist die Lack- oder Oberflächenschutzschicht wiedergegeben, die vorzugsweise in Form eines Verbindungs- oder Lösungsmittels wie Kunstharz für die Oberflächenbeschichtung aufgetragen wird.
Unter der Oberfolie (2) ist bzw. sind die Unterfolie(n) (3) angeord­ net. In Fig. 2 ist zusätzlich eine weitere Schicht (4) schematisch dargestellt, die eine Schaumschicht und/oder Trägerschicht ist.

Claims (27)

1. Tiefziehfähige Folie, die (bezogen auf 100 Gew.-Teile Kunststoff der Folie)
1 bis 60 Gew.-%  (d)
mindestens eines teilweise vernetzten EPDM
12 bis 30 Gew.-%  (e)
Propylenhomo-, -copolymerisat oder -pfropfpolymerisat mit oder ohne reaktive Gruppen
77 bis 9,5 Gew.-%  (f)
mindestens eines reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure oder Acryl­ säure, wobei die Säure-Gruppen teilweise Metallion enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind und
10 bis 0,5 Gew.-%  (g)
mindestens eines reaktive Gruppen enthaltenden polymeren Vernet­ zungsmittels, das zu mehr als 51 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile g) Ethylen- oder andere Olefingruppen und zu 1 bis 49 Gew.-% Acrylat und/oder Methacrylatgruppen und reaktive Gruppen enthält, wobei als reaktive Gruppen Epoxy-, Isocyanat-, Keton-, Aldehyd-, Silan-, Alkylhalogenid- und/oder Anhydridgruppen gelten sowie gegebenenfalls mindestens einen Füllstoff, Zusatz- und/oder Ver­ arbeitungshilfsmittel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine tiefziehfähige Verbundfolie ist, die eine polyolefin­ haltige Oberfolie und mindestens eine qualitativ und/oder quanti­ tativ von der Zusammensetzung der Oberfolie
abweichenden polyolefinhaltigen Unterfolie mit den Bestandteilen (d), (e), (f), (g) als Kunststoff sowie gegebenenfalls eine Ober­ flächenschutzschicht enthält, wobei die Oberfolie (bezogen auf 100 Gew.-Teile Kunststoff der Oberfolie)
  • a) 20 bis 80 Gew.-Teile
mindestens eines vernetzten PP-EPDM (Legierung oder Mischung aus Propylenhomo- und/oder -copolymerisat und vernetztem oder teilvernetztem Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat)
  • b) 80 bis 20 Gew.-Teile
eines unvernetzten Propylen-Block-Copolymerisates oder heteropha­ sigen Propylen-Block-Polymerisates, mit einem Elastomeranteil im Block bzw. in der Kette von 35 bis 75 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile des unvernetzten heterophasigen Propylen-Block-Co­ polymerisates oder Propylen-Block-Polymerisates) enthält, wobei b zu 15 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 2 Gew.-% durch die gleichen Gewichtsmengen eines reaktive Gruppen enthaltenden Poly­ meren und/oder Ionomeren c ersetzt ist, wobei
  • c) mindestens einen reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/ oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure und/ oder Acrylsäure, wobei die Säure-Gruppen teilweise Metallionen enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind, wobei die Ober- und Unterfolie gegebenenfalls Füllstoffe, Zusatz- und/oder Verarbeitungshilfsmittel enthalten.
2. Tiefziehfähige Verbundfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Oberfolie Polypropylen-Block des unvernetzten heterophasigen Polypropylen-Blockpolymerisates aus einem Propylen­ homo-, -co- und/oder -blockpolymerisat besteht und der Elastostomeranteil des heterophasigen Polypropylen-Blockcopolyme­ risats 40 bis 70 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile des unvernetz­ ten heterophasigen Propylen-Blockcopolymerisats) beträgt.
3. Tiefziehfähige Verbundfolie nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer des Ethylen-Propylen-Copoly­ merisates, einen Ethylenanteil von
20 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise
30 bis 60 Gew.-%,
und einen Propylenanteil von
80 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise
70 bis 40 Gew.-%,
aufweist und ein Molekulargewicht größer als 100 000 besitzt.
4. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das heterophasige Propylen- Blockpolymerisat einen Mfi 230/2,16 g/10 min
0,3 bis 8, vorzugsweise
0,5 bis 7,
besitzt.
5. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als PP-EPDM, vorzugsweise dynamisch vernetztes oder teilvernetztes PP-EPDM, solche mit einer Dichte zwischen 0,78 bis 0,96 g/cm³, vorzugsweise 0,83 bis 0,93 g/cm³, in der Ober- und/oder Unterfolie enthalten sind und/oder die Unterfolie oder Unterfolien (bezogen auf 100 Gew.- Teile Kunststoff der Unterfolie bzw. Unterfolien) aus
  • d) 5 bis 55 Gew.-%
mindestens eines teilweise vernetzten EPDM
  • e) 13 bis 25 Gew.-%
Propylenhomo-, -copolymerisat oder -pfropfpolymerisat mit oder ohne reaktive Gruppen
  • f) 73 bis 19 Gew.-%
mindestens eines reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren und/oder Ionomeren auf der Basis von Ethylen und Methacrylsäure oder Acryl­ säure, wobei die Säure-Gruppen teilweise Metallion enthalten oder durch Metallionen neutralisiert sind und
  • g) 9 bis 1 Gew.-%
mindestens eines reaktive Gruppen enthaltendes polymeres Vernet­ zungsmittel, das zu mehr als 51 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-Teile g) Ethylen- oder andere Olefingruppen und zu 1 bis 49 Gew.-% Acrylat und/oder Methacrylatgruppen und reaktive Gruppen enthält, wobei als reaktive Gruppen Epoxy Isocyanat-, Keton-, Aldehyd-, Silan-, Alkylhalogenid- und/oder Anhydridgruppen gelten.
6. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das PP-EPDM für die Unter­ und/oder Oberfolie einen Biegemodul (Initial flexural modulus) - gemessen nach ASTM D 790 mit einer 2 mm dicken Folienbahn - von 80 bis 400 MPa, vorzugsweise 100 bis 300 MPA, aufweist.
7. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das reaktive Gruppen enthal­ tende polymere Vernetzungsmittel g) der Unterfolie oder Unter­ folien neben Acrylat- und/oder Methacrylat-Gruppen bzw. Acryl­ säure- und/oder Methacrylsäuregruppen und mehr als 51 Gew.-% Ethylen- und/oder Olefin- bzw. (CH₂)- oder CH-Gruppen Epoxidgrup­ pen oder epoxyähnliche Gruppen, vorzugsweise Glycidylgruppen, aufweist.
8. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Gruppen enthal­ tenden Polymeren und/oder Ionomeren (g) der Unterfolie als Metall­ ion Alkali- und/oder Erdalkali-Ionen und/oder Zinkionen enthalten.
9. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Gruppen enthal­ tenden Polymeren und/oder Ionomeren (g) Alkylacrylate und/oder Alkylmethacrylate mit 1 bis 8 C-Atomen enthalten.
10. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfolie eine durch­ schnittliche Dicke von
60 bis 500 µm, vorzugsweise
100 bis 350 µm,
und die Unterfolie oder Unterfolien eine durchschnittliche Gesamt­ dicke von
100 bis 2500 µm, vorzugsweise
500 bis 1500 µm,
aufweisen, wobei die Dicke der Unterfolie oder Unterfolien mehr als das 1,5fache, vorzugsweise 2 oder mehrfache, der Oberfolie beträgt.
11. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfolie eine Shore D-Härte aufweist (oder darauf eingestellt ist), die um mehr als 3 Shore D-Einheiten, vorzugsweise 5 bis 10 Shore D-Einheiten, niedriger ist als die Shore D-Härte der Unterfolie(n) und/oder daß die Oberflächenspannung der Oberfolie auf einen Wert von größer als 40 mN/m eingestellt ist.
12. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore D-Härte der Ober­ folie unter gewichtsmäßiger Auswahl der Bestandteile der Ober­ folie, vorzugsweise der Bestandteile a, b und/oder c innerhalb der angegebenen Gewichtsmengen der Bestandteile auf eine Shore D-Härte von weniger als 37, vorzugsweise auf eine Shore D-Härte von 28 bis 35, eingestellt ist und die Shore D-Härte der Unter­ folie(n) unter gewichtsmäßiger Auswahl der Bestandteile der Unter­ folie(n), vorzugsweise der Bestandteile d, e, f, und/oder g inner­ halb der angegebenen Gewichtsmengen auf mindestens 38 Shore D, vorzugsweise 39 bis 48 Shore D, eingestellt sind.
13. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Oberfolie oder auf der Folienoberfläche und/oder unterhalb der Unterfolie mindestens eine polyacrylat-, polymethacrylat- und/oder poly­ urethanhaltige Schicht angeordnet ist, deren Schichtdicke geringer als die Schichtdicke der Oberfolie oder Unterfolie ist, wobei vorzugsweise die Schichtdicke der Beschichtung weniger als 50% der Schichtdicke der Ober- oder Unterfolie(n) beträgt.
14. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfolie und gegebenen­ falls Teilbereiche der Unterfolie(n) geprägt oder genarbt und mit einer polyacrylat-, polymethacrylat- und/oder polyurethanhal­ tigen Schicht oder Beschichtung versehen ist, die 0,01 bis 18 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 12 Gew.-%, mindestens eines feintei­ ligen Mattierungsmittels enthält und durch Verdünnungsmittelauf­ trag beschichtet ist.
15. Tiefziehfähige Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb der Unterfo­ lie(n) angeordnete(n) polyacrylat-, polymethacrylat- und/oder polyurethanhaltigen oder (bezogen auf den Kunststoffanteil) daraus bestehende(n) Schicht(en) oder Beschichtung(en) mindestens ein antistatisches Mittel und/oder mindestens ein haftvermittelndes chemisches Mittel, vorzugsweise feinstteiligen Kohlenstoff oder Ruß mit einer mittleren Teilchengröße unter 100 nm, vorzugsweise zwischen 10 bis 80 nm, und/oder mindestens eine feinstteilige Kieselsäure oder ein feinstteiliges Siliziumdioxid und/oder feinstteiliges Silikat mit einem mittleren Körnungsdurchmesser unter 4 µm, vorzugsweise unter 3 µm, enthält bzw. enthalten.
16. Verfahren zur Herstellung der tiefziehfähigen Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, wobei für die Herstel­ lung der Kunststoffolie zwei oder mehrere Extruder verwendet werden, die mit einer Breitschlitzextruderdüse ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Extruder die Bestandteile a bis c der Oberfolie und mindestens einem weiteren Extruder die Bestandteile d bis g der Unterfolie oder Unterfolien bei Temperaturen von 150 bis 280°C, vorzugsweise 180 bis 250°C, extrudiert werden und zwei oder mehrere Bestandteile der Unterfolie, vorzugsweise die Bestandteile f und g unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders bei der Extrusionstemperatur teil­ weise in Reaktion oder Kopplungsreaktion treten und die Verbund­ folie als Coextrusionsfolie hergestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore D-Härte der Oberfolie unter Verwendung und/oder Mitverwendung mindestens eines polyolefinhaltigen oder polyolefingruppenhaltigen Kunststoffes mit einer niedrigeren Shore D-Härte (gemessen nach DIN 53505) sowie gegebenenfalls unter Verwendung mindestens eines polyolefinhaltigen oder polyolefingruppenhaltigen Kunststoffes mit einer höheren Shore D-Härte auf einen Shore D-Wert eingestellt wird, der um mehr als 3 Shore D-Einheiten, vorzugsweise um 5 bis 10 Shore D-Einheiten, niedriger ist als der Shore D-Wert der darunter angeordneten Unterfolie.
18. Verfahren nach Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Oberfolie unter gewichtsmäßiger Auswahl der Bestandteile der Oberfolie, vorzugsweise der Bestandteile a, b und/oder c innerhalb der angegebenen Gewichtsmengen der Bestand­ teile auf eine Härte von weniger als 37 D-Shore vorzugsweise 28 bis 35 D-Shore (gemessen nach 53505), eingestellt wird und/oder die Härte der Unterfolie(n) werden unter gewichtsmäßiger Auswahl der Bestandteile der Unterfolie(n), vorzugsweise der Bestandteile d, e, f und/oder g, auf mindestens 38 D-Shore, vorzugsweise 39 bis 46 D-Shore, eingestellt.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberfolie (auf ihrer der Unterfolie abgewandten Fläche) und/oder die Unterfolie (auf ihrer der Oberfo­ lie abgewandten Fläche) mit mindestens einer polyacrylat-, poly­ methacrylat- und/oder polyurethanhaltigen und Verdünnungsmittel, vorzugsweise organisch-chemische Lösemittel, enthaltenden Be­ schichtung unter Verwendung eines Beschichtungsmittelauftragsver­ fahrens, vorzugsweise unter Verwendung eines Spritz-, Sprüh-, Streich-, Rollen- oder Druckwalzenauftragsverfahren, versehen werden, wobei die Beschichtung der Oberfolie 0,01 bis 18 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 12 Gew.-%, mindestens eines feinteiligen Mattierungsmittels enthält.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß für die unterhalb der Unterfolie ange­ ordnete Schicht oder Beschichtung mindestens ein antistatisches Mittel und/oder mindestens ein haftvermittelndes chemisches Mit­ tel, vorzugsweise feinstteiliger Kohlenstoff oder Ruß mit einer mittleren Teilchengröße unter 100 nm, vorzugsweise zwischen 10 bis 80 nm, und/oder mindestens eine feinstteilige Kieselsäure oder ein feinstteiliges Siliziumdioxid und/oder Silikat mit einem mittleren Körnungsdurchmesser unter 4 µm, vorzugsweise unter 3 µm, verwendet wird.
21. Verwendung der Verbundfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 allein oder in Kombination mit einer Schaumschicht, Trägerschicht oder einem Träger, Stützschicht, Abstandsschicht oder einer Gitter- oder Gewebeschicht zur Herstellung von Kraft­ fahrzeuginnenverkleidungen, vorzugsweise für Schalttafeln oder Armaturenbretter für Kraftfahrzeuge, Seitenwandteile für Kraft­ fahrzeuge, Türverkleidungen für Kraftfahrzeuge, Dachinnenverklei­ dungen (Autohimmel), Innenrückwandteile für Kraftfahrzeuge (Hutab­ lage) und andere Innenverkleidungsteile oder Gegenstände für Kraftfahrzeuge.
DE19944421128 1993-06-21 1994-06-16 Tiefziehfähige Folie, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben Withdrawn DE4421128A1 (de)

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