PL171172B1 - Tloczywo z polipropylenu do wytwarzania ksztaltek o powierzchni dekoracyjnej PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Tloczywo z polipropylenu do wytwarzania ksztaltek o powierzchni dekoracyjnej, znamienne tym, ze sklada sie z a) 95 do 50% wagowych izotaktycznego polipropylenu albo kopolimerów propylenu z do 10% wagowych etylenu, b) 5 do 50% wagowych kauczukopodobnych, mieszalnych z polipropylenem kopoli- merów, c) 10 do 50% wagowych wzmacniajacych wypelniaczy i d) 0,3 do 3% wagowych, w odniesieniu do a) + b) + c), wlókien weglowych o dlugosci wlókna od 0,5 do 18 mm. P L 1 7 1 1 7 2 B1 PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy tłoczywa do wytwarzania kształtek, o powierzchni dekoracyjnej, które znajdują zastosowanie szczególnie we wnętrzu pojazdów samochodowych.

Części okładzin wnętrz pojazdów samochodowych, jak okładziny dla kolumn A,B,C, itp. wytwarza się obecnie najczęściej przez formowanie wtryskowe z tworzyw termoplastycznych. Korzystnym tworzywemjest w ostatnim czasie, wzmocniony, zabarwiony w masie polipropylen. Ze względów optycznych części te mają odpowiednią strukturę powierzchniową. Te struktury wytwarzane są przez odpowiednie grawury w formach wtryskowych. Rezultatem są kształtki o upostaciowanej, barwnie jednak jednolitej jakości powierzchni.

Aby sprostać wyższym wymaganiom pod względem optyki i komfortu, można części okładzin lakierować albo laminować za pomocą folii albo materiałów włókienniczych. Laminowanie przeprowadza się każdorazowo za pomocą środków klejących. Zależnie od rodzaju materiału podłoża dla osiągnięcia dobrej wytrzymałości sklejenia potrzebna jestjeszcze obróbka wstępna kształtek przez podsuszanie, wyładowanie koronowe albo podobna. Te poszczególne etapy procesu oznaczają relatywnie wysoki nakład finansowy. Dalsza, związana z tym wada polega na niekorzystnej właściwości matowienia powierzchni.

Przez zmatowienie powierzchni (fogging) rozumie się skraplanie (odparowanych) lotnych składników z wewnętrznego wyposażenia pojazdów samochodowych na szybach szklanych, szczególnie na szybie przedniej Intensywność fogging'u jest naturalnie zależna od kilku czynników i od panujących warunków temperaturowych. Ponieważ środki klejące często zawierają stosunkowo wysokie ilości substancji lotnych, laminowane klejem części praktycznie zawsze wyraźnie przyczyniają się do fogging'u.

Dalszą wadą w częściach laminowanych klejem mogą być trudności ze swobodnym kształtowaniem. W związku z częściowo ograniczoną podatnością na formowanie materiałów włókienniczych lub folii należy podczas procesu laminowania, uwzględniać ewentualne ograniczenia możliwości geometrycznego wykonania części podłożowych.

Zadaniem wynalazku było dlatego znalezienie tworzywa, z którego przez formowanie wtryskowe wytwarza się kształtki, które mają wygląd podobny do tkaniny.

Zasadniczo możliwie jest dodawanie do zabarwionego PP, ewentualnie dodatkowo modyfikowanego za pomocą materiałów wzmacniających takich jak włókna szklane albo talk i/albo elastomerów, włókien o innej barwie. Stwierdzono, że włókna o dobrej odporności termicznej i mechanicznej np. z termoplastycznego poliestru, poliamidu albo poliakrylonitrylu w ilości około 0,5 do 3% można domieszać do polipropylenu i wymieszać jednorodnie z polimerem na prasach

171 172 ślimakowych. Wytworzone z tego i wyposażone w licowaną (deseniowaną) powierzchnię płyty testowe miały wygląd podobny do materiału włókienniczego. Próby wytworzenia kształtek o dużej powierzchni, w których istnieją uwarunkowane geometrycznie długie drogi płynięcia, przebiegały jednak niezadawalająco. Przyczyną były niewystarczająca termiczna i mechaniczna siła oporu włókien poliestrowych, poliamidowych albo poliakrylonitrylowych. Potrzebna przy formowaniu wtryskowym polipropylenu temperatura robocza wynosząca około 230 do 270°C i występujące przy wtryskarkach ślimakowych podczas homogenizowania i przy przepływaniu gorących kanałów i cienkich przekrojów odcinkowych ścinanie materiału prowadziły do silnego termicznego uszkodzenia włókien. Dalej z powodu tych sił ścinających, w połączeniu z wysoką temperaturą, dochodziło częściowo nawet do rozkładania geometrii włókna.

Włókna organiczne, jak wełna albo bawełna, okazały się pod względem ścinania bardziej odporne. Przy zwykłej temperaturze roboczej jednak juz po krótkim czasie przebywania w agregacie do formowania wtryskowego wskutek obciążenia termicznego występowały zmiany zabarwienia, które przy przerwach produkcyjnych prowadziły aż do zabarwienia brunatnego i częściowego rozkładu.

Obecnie znaleziono, ze zadanie to można rozwiązać przez zastosowanie włókien węglowych.

Samo zastosowanie włókien węglowych do wzmacniania polimerów jest znane. Zwykle dodaje się ilości 10 do 20% jako cięte włókna węglowe do polimerów, aby osiągnąć wyraźne podwyższenie właściwości mechanicznych (wytrzymałość na zginanie itd).

Wynalazek dotyczy zatem tłoczywa polipropylenowego do wytwarzania kształtek o efekcie dekoracyjnym zawierającego polimer propylenu i 0,3 do 3% wagowych w odniesieniu do tłoczywa, włókien węglowych o długości włókna 0,5 do 18 mm.

Tłoczywa według wynalazku składają się z

a) 95 do 50, korzystnie 90 do 70% wagowych izotaktycznego polipropylenu albo kopolimerów propylenu z do 10% wagowych etylenu,

b) 5 do 50, korzystnie 10 do 30% wagowych kauczukopodobnych, mieszalnych z polipropylenem kopolimerów,

c) 10 do 50, korzystnie 10 do 40% wagowych wzmacniających wypełniaczy, i

d) 0,3 do 3% wagowych, w odniesieniu do a) + b) + c), włókien węglowych o długości włókna od 0,5 do 18 mm.

Korzystnie stosuje się homo- albo kopolimer propylenu o wskaźniku szybkości płynięcia MFI230/5 według DIN 53 735 wynoszącym 1 do 95g/10 min.

Jako kauczukopodobne kopolimery nadają się przede wszystkim bezpostaciowe kopolimery z 30 do 70% wagowych etylenu i 70 do 30% wagowych propylenu, terpolimery z etylenu, propylenu i do 5% wagowych dienów, korzystnie etylidenonorbornemu albo 1,4-heksadienu, kopolimery z etylenu i 10 do 45% wagowych octanu winylu albo kopolimery blokowe ze styrenu i butadienu albo styrenu i izoprenu, które na obydwóch końcach cząsteczki mają bloki polistyrenowe.

Jako wzmacniające wypełniacze stosuje się korzystnie talk, kredę, włókna szklane albo perełki szklane.

Jako materiał dekoracyjny stosuje się włókna węglowe o długości 0,5 do 18 mm, korzystnie 1do 6 mm. Dodana ilość wynosi 0,5 do 3%, korzystnie 1 do 2%, odniesieniu do całego tłoczywa.

Tłoczywo według wynalazku może również zawierać zwykłe, ułatwiające obróbkę i polepszające właściwości fizyczne substancje dodatkowe. Jako takie należy wymienić środki zabezpieczające przed działaniem światła i ciepła, przeciwutleniacze, antystatyki, środki antyadhezyjne, jak również pigmenty barwiące i środki ogniochronne. Pierwsza grupa jest zawarta w tłoczywie na ogół w ilości od 0,01 do 5% wagowych, w przeliczeniu na ilość polimeru (plus wypełniacz). Wypełniacze, pigmenty barwiące i środki ogniochronne stosuje się w ilości odpowiadającej potrzebom.

Warunki obróbki dla tłoczywa według wynalazku odpowiadają warunkom, które są normalnie stosowane przy obróbce polipropylenu. Temperatury obróbki, mierzone bezpośrednio po opuszczeniu dyszy, wynoszą zależnie od wielkości i stopnia skomplikowania kształtki w zakresie 240 i 280°C. Temperatura narzędzia wynosi na ogół 40 do 70°C.

Do wytwarzania szczególnie wielkopowierzchniowych i uciążliwych pod względem obróbki technicznej kształtek można również dla takich artykułów wybierać szczególnie wysokie temperatury obróbki, bez występowania pogorszenia barwy albo właściwości.

Otrzymuje się optymalny efekt przy zastosowaniu polimerów w jasnym zabarwieniu, korzystnie białym, szarym, niebieskim albo brunatnym. Na ten efekt można jeszcze wpływać przez obróbkę powierzchni kształtek.

Jako sposoby obróbki przydatne są na przykład formowanie wtryskowe, wytłaczanie i wytłaczanie z rozdmuchiwaniem.

Następujące przykłady mają wyjaśnić wynalazek.

Przykładl. Sporządzono okładzinę kolumny A europejskiego pojazdu samochodowego średniej klasy o długości 1220 mm, szerokości 76 mm i grubości ścianki 2,3 mm przez formowanie wtryskowe. Natryskiwanie przeprowadzono koncentrycznie przez 3 umieszczone w odstępie każdorazowo 12 mm nacięcia punktowe, 01,5 mm. Aby osiągnąć pomimo długich dróg płynięcia nienaganne wypełnienie 2-krotnego narzędzia, konieczne było stosowanie temperatury topnienia 270 do 275°C. Użyto wtryskarski o sile przytrzymywania 1300 kN. Średnica ślimaka wynosiła 90 mm. Ustalone na walcu do formowania wtryskowego temperatury wynosiły (poczynając od lejka załadowczego): 240,260, 280,294°C. Cały cykl: 60 sekund.

Jako tworzywo użyto zawierający 20% talku kopolimer Pp zawierający 7% wagowych etylenu o MFI230/5 z 55g/10 min w jasnoszarym zabarwieniu podstawowym, do którego było domieszane 2% włókien węglowych, długość 6 mm, 0 22 pm. Uzyskano w pełnym zakresie żądaną optyczną zgodność wyposażonej w delikatny deseń okładziny kolumny z sąsiadującą laminowaną materiałem włókienniczym podsufitką. Żądane bezpieczeństwo produkcji pomimo potrzebnej stosunkowo wysokiej temperatury topnienia było zapewnione, również przy przerwach produkcji nie wystąpiło spowodowane przez dodatek włókna zniekształcenie chromatyczne albo zmiana właściwości.

Przykład II. Do wytwarzania kieszeni drzwiowej pojazdu samochodowego ze zintegrowanym rusztem głośnikowym zastosowano wzmocniony za pomocą 15% krótkich włókien szklanych kopolimer PP zawierający 7% wagowych etylenu o jasnoniebieskim zabarwieniu podstawowym i z dodatkiem 1 % wagowego włókien węglowych, długość włókna 3 mm 0 6 pm. Z powodu nitkowatego ukształtowania rusztu i przez to uciążliwych warunków technicznych formowania wtryskowego (cienkie żebra, długie drogi płynięcia, liczne ślady niespawów na powierzchni odlewów wtryskowych) potrzebne były temperatury masy powyżej 265°C. Pogorszenie żądanej dobrej udamości na gotowych częściach nie wystąpiło. Również przy zmianie temperatury i czasu obróbki nie można było stwierdzić zmiany barwy spowodowanej przez dodanie włókna.

Przykład III. Do wytwarzania obudowy ekspresu do kawy zastosowano homopolimer PP z 10% talku i 1% włókien węglowych, długość włókna 1 mm 0 8 pm, w jasnobrązowym zabarwieniu podstawowym. Obudowę wytwarza się jednoczęściowo, dno i pokrywa są połączone z częścią centralną przez zawiasy z taśmy filmowej (błony). Te zawiasy z błony stanowią w technice wtryskowej wyraźne bariery, których przezwyciężenie jest bardzo trudne. Dlatego wybrano polipropylen o MFI 230/5 z 85g/10 min i temperaturę masy 265°C. Przy tym narzędzie można było napełniać bez zarzutu. Pomimo stosunkowo wysokiej temperatury masy i występującego w wąskich miejscach zawiasów z błony ścinania materiału nie występują w żaden sposób zmiany barwy albo uszkodzenia materiału.

Przykład IV. Na urządzeniu do wytłaczania z rozdmuchiwaniem (średnica ślimaka 45 mm) wytworzono uchwyty dla pasażera do wnętrza pojazdu użytkowego. Jako tworzywo zastosowano wielkocząsteczkowy kopolimer PP, zawierający 6% wagowych etylenu o MFI 230/5 = 0,5g/10 min o białym zabarwieniu podstawowym, do którego domieszane było 0,5% wagowych włókien węglowych, długość włókna 18 mm, 0 12 pm. Temperatura masy wynosiła 220°C. Uwarunkowane procesem włókna były korzystnie zorientowane w kierunku wzdłużnym (to znaczy w kierunku wypychania wytopu). Ta orientacja przyniosła w połączeniu z subtelną strukturą powierzchni wyraźny, dekoracyjny efekt.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Tłoczywo z polipropylenu do wytwarzania kształtek o powierzchni dekoiacyjnej, znamienne tym, że składa się z

   a) 95 do 50% wagowych izotaktycznego polipropylenu albo kopolimerów propylenu z do 10% wagowych etylenu,

   b) 5 do 50% wagowych kauczukopodobnych, mieszalnych z polipropylenem kopolimerów,

   c) 10 do 50% wagowych wzmacniających wypełniaczy i

   d) 0,3 do 3% wagowych, w odniesieniu do

   a) + b) + c), włókien węglowych o długości włókna od 0,5 do 18 mm.
2. 2. Tłoczywo według zastrz. 1, znamienne tym, ze jako wzmacniające wypełniacze zawiera talk, kredę, włókna szklane albo perełki szklane.
3. 3. Tłoczywo według zastrz., znamienne tym, że zawiera polimer podstawowy o jasnym zabarwieniu podstawowym.