DE10308535A1

DE10308535A1 - Bahn, warmgeformter Artikel und Laminatstruktur

Info

Publication number: DE10308535A1
Application number: DE2003108535
Authority: DE
Inventors: Kenichi Higashi; Koichi Yanase; Takashi Fujimoto
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US20030219584A1

Abstract

Offenbart werden eine Bahn mit einer Harzschicht, die ein Polyolefinharz mit einem Kristallinitätsgrad von mindestens 45% aufweist, wobei die Harzschicht eine Gesamttrübung bis 10% hat und wobei mindestens eine Oberfläche der Bahn die Harzschicht ist, ein durch Warmformen der Bahn erhaltener warmgeformter Artikel und eine Laminatstruktur, die die Bahn oder den warmgeformten Artikel und ein aus einem thermoplastischen Harz hergestelltes Substrat aufweist, wobei das Substrat auf die Bahn oder den warmgeformten Artikel laminiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft Bahnen mit einer aus einem Polyolefinharz hergestellten Oberflächenschicht, warmgeformte Artikel und Laminatstrukturen.
Bei Herstellung eines Formartikels aus einem thermoplastischen Harz, der auf dem Gebiet von Kraftfahrzeugen oder auf dem Gebiet von elektrischen Haushaltsgeräten verwendet wird, insbesondere bei Herstellung von Spritzgußteilen ist als Weg zur Verbesserung des Oberflächenaussehens oder der Kratzfestigkeit eines Formteils ein Verfahren mit dem Schritt des Einspritzens eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes in einen Formhohlraum bekannt, in den eine Dekorbahn, z. B. eine transparente Harzbahn oder eine Mehrschichtharzbahn mit einer transparenten Oberflächenschicht, eingesetzt wurde, wodurch das geschmolzene Harz und die Bahn laminiert werden. In vielen Fällen hat ein Spritzgußteil eine dreidimensionale Konfiguration. Jedoch ist es schwierig, ein Spritzgußteil herzustellen, das eine dreidimensionale Konfiguration und zudem eine auf seine Oberfläche laminierte Dekorbahn hat, indem man die Dekorbahn im Anlieferungszustand in einen Formhohlraum gibt. Daher wird in vielen Fällen die Dekorbahn vorab durch Warmformen, z. B. Vakuumformen, in eine gewünschte Konfiguration geformt, wodurch ein warmgeformter Artikel hergestellt wird, und anschließend wird der warmgeformte Artikel in einen Formhohlraum gegeben, wonach ein geschmolzenes thermoplastisches Harz in den Hohlraum eingespritzt wird.
Als o. g. transparente Bahn oder transparente Schicht in der Mehrschichtharzbahn kam oft Polymethylmethacrylat zum gleichzeitigen Realisieren eines Hochglanzaussehens und einer hohen Kratzfestigkeit zum Einsatz. Allerdings besteht seit kurzem Bedarf an der Verwendung von Polyolefinharzen, insbesondere Propylenpolymeren, die billiger als Polymethylmethacrylat sind und sich besser recyceln lassen.
In Bahnen, die aus herkömmlichen Polyolefinharzen hergestellt sind, sind aber Transparenz und Kratzfestigkeit nicht ausgeglichen. Unter diesen Umständen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Bahn, einen warmgeformten Artikel und eine Laminatstruktur mit ausgeglichener Transparenz und Kratzfestigkeit bereitzustellen.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Bahn, die eine Harzschicht hat, die ein Polyolefinharz mit einem Kristallinitätsgrad von mindestens 45% aufweist, wobei die Harzschicht eine Gesamttrübung bis zu 10% hat und wobei mindestens eine Oberfläche der Bahn die Harzschicht ist.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen durch Warmformen der Bahn erhaltenen warmgeformten Artikel.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Laminatstruktur, die die Bahn oder den warmgeformten Artikel und ein Substrat aus einem thermoplastischen Harz aufweist, das auf die Bahn oder den warmgeformten Artikel laminiert ist.
In einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung Anwendungen der Laminatstruktur.
Zu beachten ist, daß man Filme und Folien bzw. Bahnen allgemein nach der Dicke unterscheidet, sie aber im Rahmen der Erfindung gemeinsam als Bahnen bezeichnet werden.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht der Laminierformteile, die im Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt sind, wobei die Zahl 1 eine Bahn bezeichnet und die Zahl 2 ein Substrat bezeichnet, und
Fig. 2 eine Perspektivansicht einer Form zum Warmformen, die in den Beispielen 2, 3 und Vergleichsbeispielen 2, 3 zum Einsatz kommt.
Die Bahn der Erfindung hat eine Harzschicht, deren Kristallinitätsgrad mindestens 45% beträgt. Der Kristallinitätsgrad wird durch DSC-Messung bestimmt. An einer Bahn wird die Menge ihrer Schmelzwärme (ΔHm) gemessen, wenn sie mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min erwärmt wird. Der resultierende Wert wird durch einen Wert von ΔHm dividiert, der im Fall von 100% Kristall erhalten wird, was zu einem Kristallinitätsgrad führt. Als Wert von ΔHm, der im Fall von 100% Kristall erhalten wird, kommt ein Wert zum Einsatz, der in der Literatur offenbart ist, z. B. in "Kobunshi No Bussei (1) (Physikalische Eigenschaften von Makromolekülen, Nr. 1), Kobunshi Jikkengaku 8 (Experimente an Makromolekülen, Band 8)" (veröffentlicht von Kyoritsu Shuppan Kabushiki Kaisha). Stehen zwei oder mehr Werte nebeneinander, wird deren Mittel verwendet. Die Obergrenze für den Kristallinitätsgrad unterliegt keiner speziellen Einschränkung, beträgt aber gewöhnlich bis zu 70%. Vorzugsweise beträgt der Kristallinitätsgrad 47% bis 65%.
Vorzugsweise hat die Bahn der Erfindung eine Oberflächenhärte mit einer Bleistiftritzhärte von H oder härter. Die Messung der in der Erfindung aufgeführten Bleistiftritzhärte erfolgt durch einen Bleistiftritzversuch nach JIS K5400.
Vorzugsweise hat die Harzschicht eine Gesamttrübung bis 10% und stärker bevorzugt bis 5%. Eine geringe Gesamttrübung ist bevorzugt, da ein durch Warmformen der Bahn so erhaltener warmgeformter Artikel, daß die Harzschicht eine Oberfläche des Artikels bildet, oder eine durch Laminierformen so erhaltene Laminatstruktur, daß eine aus der Harzschicht resultierende Schicht eine Oberfläche der Laminatstruktur bildet, ein Hochglanzaussehen hat. Enthält die Bahn eine Musterungs- bzw. Gestaltungsschicht, wird ein ausgezeichneter tiefer Eindruck der Gestaltung erreicht.
Hat die Bahn der Erfindung eine oder mehrere Schichten, die von der o. g. Harzschicht abweichen, erfolgt die Schätzung der Gesamttrübung der Harzschicht durch Herstellen einer Bahn unter den gleichen Bedingungen, unter denen die Bahn der Erfindung hergestellt wurde, mit der Ausnahme, daß keine anderen Schichten als die Harzschicht gebildet werden. Alternativ erfolgt die Bestimmung der Gesamttrübung durch Abziehen der Harzschicht von der Mehrschichtbahn und Messen der Gesamttrübung der abgezogenen Harzschicht.
Die Harzschicht ist aus einem Polyolefinharz hergestellt. Das hier verwendete Polyolefinharz ist ein thermoplastisches Harz, das durch Additionspolymerisation von Olefin erhalten wird, und zu Beispielen dafür gehören Propylenpolymere, Ethylenpolymere und 1-Butenpolymere. Bevorzugt sind Propylenpolymere. Die hierin verwendeten Propylenpolymere sind durch Polymerisieren von Propylen erhaltene Polymere, und zu Beispielen hierfür zählen Propylenhomopolymere, Copolymere, die aus Propylen und von Propylen abweichendem α- Olefin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen in einer solchen Menge hergestellt sind, daß der Kristallinitätsgrad nicht verloren geht, sowie Mischungen aus mehreren aus ihnen ausgewählten Harzen. Zu Beispielen für das α-Olefin gehören Ethylen, 1- Buten, 4-Methyl-1-Penten, 1-Hexen und 1-Octen. Im Fall von Copolymeren beträgt der Gehalt an Grundeinheiten, die von anderen Monomeren als Propylen abgeleitet sind, vorzugsweise bis 10 Gew.-% für Ethylen und bis 30 Gew.-% für α-Olefine mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen. Stärker bevorzugt sind die Propylenpolymere Propylenhomopolymere. Noch stärker bevorzugt sind sie Propylenhomopolymere mit einem isotaktischen Pentadenanteil von mindestens 0,95. Besonders bevorzugt sind Propylenhomopolymere mit einem isotaktischen Pentadenanteil von mindestens 0,97.
Das Verfahren zur Herstellung der Propylenpolymere unterliegt keinen besonderen Beschränkungen und kann Gasphasenpolymerisation, Lösungsmittelpolymerisation u. ä. sein. Besonders bevorzugt ist Gasphasenpolymerisation. Als Katalysator, der bei den Polymerisationen verwendet wird, können verschiedene bekannte Katalysatoren zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind Mehrstellenkatalysatoren, erhalten durch Verwendung einer Festkatalysatorkomponente, die ein Titanatom, ein Magnesiumatom und ein Halogenatom enthält, oder Einstellenkatalysatoren, erhalten durch Verwendung eines Metallocenkomplexes o. ä.
Die Bahn der Erfindung kann eine Einschichtbahn sein, die nur aus der o. g. Harzschicht hergestellt ist, und kann auch eine Mehrschichtbahn sein, die mindestens eine o. g. Harzschicht enthält. Ist die Bahn der Erfindung eine Mehrschichtbahn, so ist bevorzugt, daß die Bahn die o. g. Harzschicht als Oberfläche der Bahn hat. In einem solchen Fall kann die Harzschicht beide Oberflächen der Mehrschichtbahn bilden. Unter Berücksichtigung einer Verwendungsart einer Bahn, bei der die Bahn warmgeformt und dann an einem aus einem thermoplastischen Harz hergestellten Substrat befestigt wird, ist aber bevorzugt, daß die Harzschicht so vorhanden ist, daß sie nur eine Oberfläche der Bahn bildet.
Ist die Bahn der Erfindung eine Einschichtbahn, kann die Bahn der Erfindung hergestellt werden durch:
Herstellen einer Mutterbahn durch ein Produktionsverfahren mit einem Schritt des Schmelzknetens des o. g. Harzes in einem Extruder, einem Schritt des Extrudierens der Schmelze durch einen Werkzeugspalt und einem Schritt des Bildens eines Films durch Abkühlen und Verfestigen des Extrudats auf Kühlwalzen, und
Einwirkenlassen von Wärmebehandlung auf die Mutterbahn.
Als Maschine, die zur Herstellung der Mutterbahn zum Einsatz kommt, kann eine bekannte T-Werkzeug-Verarbeitungsmaschine verwendet werden. Die hierbei verwendeten Kühlwalzen sind solche Walzen, daß beide Oberflächen des geschmolzenen Harzes zwischen den Walzen zum Abkühlen gepreßt werden. Die Einstelltemperatur der Kühlwalzen beträgt gewöhnlich 30°C bis 100°C und vorzugsweise 35°C bis 80°C.
Beim Warmformen einer aus einem Polyolefinharz hergestellten Bahn treten oft unvorteilhafte feine Oberflächenerhebungen in einer Oberfläche der Bahn auf. Wird aber bei Herstellung einer Mutterbahn die Temperatur einer Schmelze, die durch einen Werkzeugspalt extrudiert wird, höher als eine gewöhnlich verwendete Temperatur eingestellt und kommen z. B. FLEX-ROLL-Walzen von SHI Modern Machinery, Ltd. (alter Name: CBC Tech Co.) als Kühlwalzen zum Einsatz, reduziert oder beseitigt man die ungünstigen Erhebungen. Bei der FLEX-ROLL- Walze handelt es sich um eine Walze zur Bildung dünner Bahnen mit einem metallischen elastischen Außenzylinder und Spindeln, die beide Enden des metallischen elastischen Außenzylinders verschließen. Zu näheren Einzelheiten der FLEX-ROLL- Walze siehe z. B. die Beschreibung der WO 97/28950. Eine bevorzugte Temperatur der Schmelze eines Harzes beim Extrudieren der Schmelze aus einem Werkzeugspalt variiert je nach dem verwendeten Harz und läßt sich nicht verallgemeinern. Bei Einsatz eines Propylenhomopolymers liegt aber dessen Schmelzentemperatur gewöhnlich im Bereich von 210°C bis 280°C, vorzugsweise im Bereich von 220°C bis 270°C.
Als Verfahren zur o. g. Wärmebehandlung kann jedes Verfahren zum Einsatz kommen. Erwähnt seien z. B. Verfahren mit einer Heizwalze, einem Wärmeofen, einem Heizer im fernen Infrarot oder Heißluftblasen. Bevorzugt sind die Verfahren mit einer Heizwalze oder Heißluftblasen. Die Bedingungen, unter denen die Wärmebehandlung durchgeführt wird, variieren je nach Zusammensetzung des Harzes, das die Bahn bildet. Bei Verwendung eines Polypropylenpolymers erfolgt z. B. die Wärmebehandlung durch Einstellen der Oberflächentemperatur der Bahn auf 130 bis 166°C, vorzugsweise 135 bis 165°C, durch Einstellung der Temperatur des Heizmediums, z. B. einer Heizwalze, für eine Behandlungszeit von 1 Sekunde bis 300 Sekunden, vorzugsweise 1 Sekunde bis 120 Sekunden. Die "Behandlungszeit" im Gebrauch hierin ist eine Heizzeit, nachdem die Oberflächentemperatur der Bahn den o. g. Bereich erreicht hat. Bei Verwendung einer Heizwalze ist die Behandlungszeit die Summe der Zeiten, in denen die Bahn mit der Heizwalze in Kontakt steht, nachdem die Oberflächentemperatur der Bahn den o. g. Bereich erreicht hat. Bei Gebrauch eines Heizofens ist die Behandlungszeit die Zeit, in der die Bahn im Heizofen verweilt, nachdem die Oberflächentemperatur der Bahn den o. g. Bereich erreicht hat. Die Oberflächentemperatur der Bahn und die Behandlungszeit in den zuvor erwähnten Bereichen sind vorteilhaft, da der Kristallinitätsgrad des Harzes stark erhöht wird und die Transparenz nicht verloren geht. Die Wärmebehandlung kann kontinuierlich durchgeführt werden. Ein alternatives Verfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Bahn in Schnittbahnen optionaler Größen geschnitten wird, die dann Bahn für Bahn behandelt werden. Bevorzugt ist die Durchführung des Wärmebehandlungsschritts so, daß die Dehnung der Bahn weitgehend verhindert wird.
Ist die Bahn der Erfindung eine Mehrschichtbahn, kann die Bahn der Erfindung hergestellt werden durch:
zuerst erfolgendes Herstellen einer Muttermehrschichtbahn durch ein Verfahren, in dem das o. g. Harz und ein oder mehrere andere Harze koextrudiert werden, ein Verfahren, in dem auf einer Oberfläche eines zuvor aus dem o. g. Harz gebildeten Films ein oder mehrere andere Harze durch Druck befestigt werden, oder ein Verfahren, in dem zwei oder mehr zuvor hergestellte Bahnen unter Verwendung eines Klebers o. ä. nacheinander laminiert werden, und
anschließendes Wärmebehandeln der resultierenden Muttermehrschichtbahn.
Ein alternatives mögliches Verfahren ist ein Verfahren, bei dem zuvor wärmebehandelte Bahnen im o. g. Verfahren laminiert werden.
Bei der Maschine zur Herstellung der Mutterbahn handelt es sich z. B. um bekannte Koextrusionsverarbeitungsmaschinen mit T-Werkzeug und bekannte Extrusions- und Laminierverarbeitungsmaschinen.
Zweckmäßig wird die Bahn der Erfindung als Bahn zum Warmformen verwendet. Das heißt, die Bahn kann durch Warmformen geformt werden.
Die Bahn der Erfindung wird warmgeformt, was zu einem warmgeformten Artikel der Erfindung führt. Die Bahn oder der warmgeformte Artikel der Erfindung kommt zweckmäßig als Dekorbahn zur Verbesserung des Aussehens eines aus einem thermoplastischen Harz hergestellten Substrats durch Laminieren auf das Substrat zum Einsatz. Wird z. B. eine aus der o. g. Harzschicht bestehende Bahn oder ein aus der Bahn hergestellter warmgeformter Artikel auf ein farbiges Substrat laminiert, erhält die Farbe des Substrats einen tiefen Eindruck. Wird zudem eine Bahn mit einer stark transparenten Harzschicht mit einer Gestaltungsschicht darauf, die eine solche Gestaltung wie Farbe oder einen Aufdruck hat, oder ein aus der Bahn hergestellter warmgeformter Artikel auf ein Substrat laminiert, hat das Substrat ein ausgezeichnetes Aussehen der Oberfläche, d. h. das Substrat trägt ein Dekor. Gleichzeitig macht die Gestaltung einen tiefen Eindruck.
Vorzugsweise hat die Bahn der Erfindung die o. g. Harzschicht und eine Gestaltungsschicht zum Erreichen eines effizienten Dekors auf einem Substrat. Beispiele für eine solche Bahn sind eine Laminatbahn mit zwei Schichten, d. h. einer transparenten Schicht und einer Druck- oder Farbschicht, eine Laminatbahn mit einer transparenten Schicht, einer Druckschicht und einer Farbschicht sowie eine Laminatbahn mit einer transparenten Schicht und einer Druckschicht und/oder einer Farbschicht und einer Rückschicht.
Die Laminatstruktur der Erfindung ist eine Laminatstruktur als Ergebnis der Laminierung der o. g. Bahn oder des o. g. warmgeformten Artikels und eines aus einem thermoplastischen Harz hergestellten Substrats. Hierbei kann als thermoplastisches Harz zur Bildung des Substrats jedes thermoplastische Harz verwendet werden, wobei aber vorzugsweise jene zum Einsatz kommen, die auf dem Gebiet von Kraftfahrzeugen oder elektrischen Haushaltsgeräten genutzt werden. Kristallines Polyolefinpolymer Harz ist stärker bevorzugt.
Unter kristallinem Olefinpolymerharz versteht man ein Harz, das ein kristallines Olefinpolymer aufweist. Zu Beispielen für das Harz zählen Propylenpolymere, Ethylenpolymere und 1-Butenpolymere, vorzugsweise Propylenpolymere. Die hier verwendeten Propylenpolymere sind durch Polymerisieren von Propylen erhaltene Polymere, und zu spezifischen Beispielen dafür gehören Propylenhomopolymer und Copolymere, die man durch Copolymerisieren von Propylen und einem oder mehreren anderen Comonomeren (z. B. Ethylen und 1-Buten) erhält. Solche Copolymere können statistische Copolymere oder Blockcopolymere sein. Die in der Erfindung verwendeten kristallinen Olefinpolymerharze sind vorzugsweise Propylenhomopolymere, stärker bevorzugt Propylenhomopolymere mit einem isotaktischen Pentadenanteil von mindestens 0,95 und besonders bevorzugt Propylenhomopolymere mit einem isotaktischen Pentadenanteil von mindestens 0,97.
Das thermoplastische Harz zur Bildung des Substrats ist vorzugsweise ein Harz, das am warmgeformten Artikel leicht haften kann, und stärker bevorzugt ein Harz, das durch Verschweißen am warmgeformten Artikel haften kann. Aus Sicht der Haftfähigkeit zwischen dem warmgeformten Artikel und dem Substrat sind das Harz, das eine Oberfläche des warmgeformten Artikels bildet, wobei die Oberfläche an das Substrat zu kleben ist, und das Harz des Substrats vorzugsweise die gleichen oder ähnliche Harze (z. B. beide Propylenpolymere).
Das Herstellungsverfahren der Laminatstruktur der Erfindung kann ein Verfahren mit den folgenden Schritten (1) bis (4) sein:

1. einem Schritt des Erwärmens und Erweichens der Bahn der Erfindung;
2. einem Schritt des Warmformens der erweichten Bahn unter Verwendung einer Form zum Warmformen, um einen warmgeformten Artikel zu erhalten;
3. einem Schritt des Einsetzens des warmgeformten Artikels in einen Hohlraum einer Form zur Formgebung; und
4. einem Schritt des Einspritzens eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes zur Bildung eines Substrats in den Formhohlraum, in den der warmgeformte Artikel eingesetzt wurde, wodurch eine Laminatstruktur erhalten wird, bei der das eingespritzte Harz (d. h. ein Substrat) und der warmgeformte Artikel miteinander laminiert wurden.

Zu Beispielen für das Warmformverfahren im Zusammenhang mit den Schritten (1) und (2) gehören Vakuumformen, Luftdruckformen, Vakuum-Druck-Formen usw. In diesen Schritten liegt die Temperatur, auf die die Bahn erwärmt wird, gewöhnlich nicht unter (Schmelzpunkt der Bahn -20°C) und nicht über (Schmelzpunkt der Bahn + 10°C), vorzugsweise nicht unter (Schmelzpunkt der Bahn -15°C) und nicht über (Schmelzpunkt der Bahn + 5°C) und stärker bevorzugt nicht unter (Schmelzpunkt der Bahn -15°C) und nicht über dem Schmelzpunkt der Bahn. Zu beachten ist, daß "Schmelzpunkt der Bahn" im Gebrauch hierin den höchsten Schmelzpunkt der Schmelzpunkte der die Bahn bildenden Harze bezeichnet.
Als Form zum Warmformen können Formen zum Einsatz kommen, die z. B. aus Metall, Harz, Holz oder Papier hergestellt sind. Bevorzugt ist eine aus Metall hergestellte Form. Die Form zum Warmformen hat vorzugsweise eine glatte Oberfläche. Im Hinblick auf die Oberflächenrauheit der Form zum Warmformen beträgt die arithmetische mittlere Rauhtiefe (Ra) in der Messung nach JIS B0601 vorzugsweise bis 0,10 µm, stärker bevorzugt bis 0,08 µm und besonders bevorzugt bis 0,06 µm.
Außerdem ist bevorzugt, die Bahn nach Formgebung der Bahn schnell abzukühlen, indem sie mit der Form zum Warmformen in Berührung gebracht wird. Dazu ist erwünscht, die Temperatur der Form zum Warmformen im Bereich von 10 bis 50°C, stärker erwünscht 20 bis 30°C zu halten.
Weiterhin ist bevorzugt, die geformte Bahn schnell abzukühlen, indem sie mit einem Fluid mit einer geringeren Temperatur in Berührung gebracht wird. Zum Beispiel ist empfohlen, die Temperatur des Fluids auf 10 bis 20°C einzustellen. Beispiele für das Fluid sind Luft und Wasser.
Zu Beispielen für das Formgebungsverfahren im Zusammenhang mit Schritt (4) zählen Spritzgießen, Spritzprägen und Spritzpressen. Die Temperatur des in diesem Schritt eingespritzten Harzes liegt gewöhnlich nicht unter dem Schmelzpunkt des Harzes und vorzugsweise nicht unter 200°C. Die Temperatur der Form in diesem Schritt beträgt gewöhnlich 20 bis 60°C und vorzugsweise 30 bis 40°C. Die Oberfläche der Form ist vorzugsweise glatt. Die Rauhtiefe (Ra) beträgt vorzugsweise höchstens 0,1 µm, stärker bevorzugt höchstens 0,08 µm und noch stärker bevorzugt höchstens 0,06 µm.
Möglich ist der Gebrauch einer Vorrichtung und einer Technik, z. B. einer Thermoject-Technik, mit der die Schritte (1) bis (4) in einem Schritt durchgeführt werden können.
Ist die Bahn der Erfindung eine Einschichtbahn oder eine Mehrschichtbahn, bei der beide Oberflächen jeweils aus der o. g. Harzschicht gebildet sind, kann das geschmolzene Harz auf jede Seite der Bahn im o. g. Schritt (4) gespritzt werden. Ist die Bahn der Erfindung dagegen eine Mehrschichtbahn, bei der nur eine Seite aus der o. g. Harzschicht gebildet ist, wird das geschmolzene Harz im Schritt (4) auf die entgegengesetzte Seite der Bahn zur Oberfläche der Bahn gespritzt, die aus der Harzschicht gebildet ist.
In der Laminatstruktur der Erfindung kann das aus einem thermoplastischen Harz hergestellte Substrat auch ein Schaumsubstrat sein.
Das aus einem thermoplastischen Harz hergestellte Schaumsubstrat der Erfindung kann durch Formschäumen eines thermoplastischen Harzes hergestellt werden, das ein Treibmittel enthält. Herstellen läßt sich die Laminatstruktur mit dem Schaumsubstrat z. B. durch ein Verfahren, das dem mit den o. g. Schritten (1) bis (4) mit der Ausnahme gleicht, daß im Schritt (4) ein thermoplastisches Harz eingespritzt wird, das ein Treibmittel enthält.
Das in der Erfindung verwendete Treibmittel unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, solange es ein Treibmittel ist, das zum Spritzformschäumen eines thermoplastischen Harzes verwendet wird. Zu Beispielen dafür zählen organische chemische Treibmittel, typischerweise chemische Treibmittel vom ADCA-Typ; und anorganische chemische Treibmittel, typischerweise Natriumbicarbonat und Zitronensäure. Letzteres ist aus Sicht der Verhinderung von Formverschmutzung bevorzugt.
Da diese chemischen Treibmittel ein Gas in einer Menge erzeugen, die je nach Harztemperatur bei der Formgebung variiert, ist es schwierig, eine allgemeine Menge dieser zu verwendenden Mittel anzugeben. Sie können in einer Menge zugegeben werden, die für das Verschäumungsverhältnis eines Endprodukts geeignet ist.
Die Laminatstruktur der Erfindung, besonders jene, die durch Laminieren eines warmgeformten Mehrschichtartikels, hergestellt aus einer Dekorbahn, z. B. einer farbigen Bahn, einer mit Narben gemusterten Bahn, einer metallischen Bahn und einer karbongetönten Bahn, mit einem Substrat erhalten wird, kommt zweckmäßig als Kraftfahrzeugkomponente (Innenkomponente oder Außenkomponente) zum Einsatz. Geeignet ist sie auch für Anwendungen mit Komponenten von Haushaltsgeräten, Teilen diverser Artikel, Schildern usw.
Nach Bedarf können die in der Erfindung verwendeten verschiedenen Arten von Harzen in Kombination mit verschiedenen Arten von Zusatzstoffen verwendet werden. Zu Beispielen für die Zusatzstoffe zählen Antioxidationsmittel, Stabilisatoren, Antistatikmittel, Nukleierungsmittel, Kleber und Antischleiermittel.
Die Dicke der Bahn der Erfindung beträgt gewöhnlich 5 bis 800 µm und vorzugsweise 50 bis 500 µm.

BEISPIELE

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt.
Die Werte für die physikalischen Eigenschaften wurden durch die im folgenden aufgeführten Verfahren bestimmt.

1. Kristallinitätsgrad

Der Kristallinitätsgrad wurde im Bereich von 20°C bis 260°C bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10°C/min mit einem von Seiko Instruments Inc. hergestellten DSC gemessen. Anhand eines Schmelzpeaks einer beobachteten kristallinen Komponente wurde die Kristallschmelzwärmemenge ΔHm bestimmt. Der Kristallinitätsgrad (%) wurde durch Dividieren des ΔHm- Werts durch einen ΔHm-Wert im Fall von 100% Kristall erhalten. Als ΔHm-Wert von 100% Polypropylenkristall wurde ein Wert von 207 mJ/mg verwendet, der in "Kobunshi No Bussei (1) (Physikalische Eigenschaften von Makromolekülen, Nr. 1)1 Kobunshi Jikkengaku 8 (Experimente an Makromolekülen, Band 8)", Seite 851 (veröffentlicht von Kyoritsu Shuppan Kabushiki Kaisha) offenbart ist.

2. Trübung

Die Trübung wurde nach JIS K7105 gemessen.

3. Bleistiftritzhärte

Die Bleistiftritzhärte wurde durch einen Bleistiftritzversuch nach JIS K5400 gemessen. Die Bewertung begann mit einem Versuch unter Verwendung eines Bleistifts mit einer Härte von 6B, wonach die Härte schrittweise auf 5B, 4B, . . . erhöht wurde. Die Härte einer Probe wurde durch eine Bleistifthärte angegeben, die bei Erstbeschädigung der Probe erfaßt wurde.

4. Oberflächenaussehen

Das Aussehen von Laminatstrukturen wurde durch Sichtprüfung in Augenschein genommen. Der Grad von Silberstreifen wurde visuell bewertet.

5. Glanz

Es erfolgte eine 60°-Spiegelglanzmessung nach dem in JIS K7105 aufgeführten Verfahren zur Glanzprüfung.

6. Produktgewicht

Das Gewicht eines Formartikels wurde mit einer Plattformwaage bestimmt.

Vergleichsbeispiel 1

Bildung der Bahn

Ein Propylenpolymer mit 100 Gewichtsteilen eines Propylenhomopolymers und 0,3 Gewichtsteilen eines Nukleierungsmittels (Natrium-2,2-methylen-bis(4, 6-di-tert-butylphenyl), erhältlich als Adeca Stab NA-21 von Asahi Denka Co., Ltd.) wurde mit einer T-Werkzeug-Filmbildungsmaschine (Werkzeugbreite 600 mm) unter folgenden Bedingungen verarbeitet: Zylindertemperatur 239°C, Extrusionsgeschwindigkeit 16 kg/h, Aufwickelgeschwindigkeit 5,4 m/min. Temperatur einer Prägewalze (Spiegeloberfläche) 20°C und Temperatur einer FLEX-ROLL- Walze (hergestellt von CBC Tech Co.) 20°C, was zu einer Bahn mit einer Dicke von 0,1 mm, einem Kristallinitätsgrad von 42% und einer Gesamttrübung von 3,5% führte.
Das Propylenpolymer hatte einen Schmelzindex von 8,0 g/10 min und einen isotaktischen Pentadenanteil von 0,97.

Laminierformen

Das Laminierformen erfolgte durch Einlegen der resultierenden Bahn in das Innere einer Form und anschließendes Einspritzen eines geschmolzenen Harzes zur Bildung eines Substrats in die Form. Am Laminierformartikel wurde dessen Bleistiftritzhärte gemessen.
Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Beim Laminierformen galten folgende weitere Bedingungen:
Einspritzgießmaschine: FS160S25ASEN Einspritzgießmaschine, hergestellt von Nissei Plastic Industrial Co., Ltd.
Formgebungstemperatur: 230°C
Form: Außenmaße des Formartikels = 150 mm × 300 mm × 3 mm, Flächenanschnitt. Für die Form siehe Fig. 1.
Formtemperatur: 30°C
Harz zur Substratbildung: Zusammensetzung gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 der JP-A-11-29690, Schmelzindex = 30 g/10 min.

Beispiel 1

Eine wie im Vergleichsbeispiel 1(1) erhaltene Bahn verweilte 2 Minuten in einem Ofen bei 140°C, was eine Bahn mit einer Dicke von 0,1 mm, einem Kristallinitätsgrad von 50% und einer Gesamttrübung von 2,7% ergab. Während der Behandlung im Ofen wurde die Oberflächentemperatur der Bahn mit einem Thermopaar gemessen. Die Oberflächentemperatur brauchte eine Minute, um 140°C zu erreichen. Nach Erreichen dieser Temperatur wurde das Erwärmen eine weitere Minute fortgesetzt. Tabelle 1

Vergleichsbeispiel 2

(1) Warmformen

Eine wie im Vergleichsbeispiel 1 erhaltene Bahn wurde unter folgenden Bedingungen erwärmt: Temperatur des Heizers im fernen Infrarot 400°C, Abstand zwischen Heizer und Bahn 135 mm und Heizzeit 30 Sekunden. Anschließend wurde die Bahn warmgeformt, indem sie mit einer Oberfläche (Ra = 0,06 µm, Formtemperatur 30°C) einer Form zum Warmformen mit einer Konfiguration gemäß Fig. 2 in Berührung gebracht wurde.

(2) Laminierformen

Der resultierende warmgeformte Artikel wurde in eine Spritzgießform gegeben, wobei die Form der Konfiguration von Fig. 2 entsprach. Anschließend wurde eine Laminierformgebung wie im Vergleichsbeispiel 1(2) durchgeführt, und eine Bewertung erfolgte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 2

Eine durch Wärmebehandlung wie im Beispiel 1 erhaltene Bahn wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 2(1) warmgeformt. Tabelle 2

Beispiel 3

(1) Herstellung der Bahn

Wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Bahn mit einer Dicke von 0,1 mm, einem Kristallinitätsgrad von 42% und einer Gesamttrübung von 3,5% erhalten. Die Bahn wurde wie im Beispiel 1 wärmebehandelt, was zu einer Bahn mit einer Dicke von 0,1 mm, einem Kristallinitätsgrad von 50% und einer Gesamttrübung von 2,7% führte.
Das bei der Herstellung der Bahn verwendete Propylenpolymer hatte einen Schmelzindex von 8,0 g/10 min und einen isotaktischen Pentadenanteil von 0,97.

(2) Warmformen und Laminierformen

Die resultierende Bahn wurde mit einem Heizer im fernen Infrarot so erwärmt und erweicht, daß die Oberflächentemperatur 153°C erreichte. Die erweichte Bahn wurde mit einer Oberfläche (Oberflächenrauheit Ra = 0,06 µm, Formtemperatur = 30°C) einer Form zum Warmformen gemäß Fig. 1 in Berührung gebracht, wodurch sie warmgeformt wurde. Der resultierende warmgeformte Artikel wurde in eine Form zum Spritzgießen eingesetzt, wonach das Laminierformen auf die im folgenden beschriebene Weise durchgeführt wurde.
Als thermoplastisches Harz zur Bildung eines Substrats wurde ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (Sumitomo Noblen AZ161C, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., Schmelzindex = 30 g/10 min) verwendet. 3 Gewichtsteile eines anorganischen chemischen Treibmittels (MB3062, hergestellt von SAN- KYO Chemical Co., Ltd.) als Treibmittel-Stammischung wurden für 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes zur Bildung eines Substrats verwendet. 3 Gewichtsteile Black SPEM- 8H102HCAN, hergestellt von SUMIKA COLOR CO., LTD. wurden für 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes zur Bildung eines Substrats verwendet. Unter Verwendung dieser Materialien wurde ein Spritzgußartikel mit einer Konfiguration gemäß Fig. 1 mit Hilfe einer FS160S25ASEN (hergestellt von NISSEI PLASTIC INDUSTRIAL CO., LTD.; mit Verschlußdüse) erhalten, bei der es sich um eine Spritzgießmaschine handelt. Die Ergebnisse der Bewertung des Produkts sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 3

Das Spritzformschäumen erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 3(2) mit der Ausnahme, daß kein warmgeformter Artikel verwendet wurde. Die Ergebnisse der Produktbewertung sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Erfindungsgemäß werden eine Bahn, ein warmgeformter Artikel und eine Laminatstruktur bereitgestellt, die ausgezeichnete Transparenz und Kratzfestigkeit haben. Auch bei Herstellung einer Laminatstruktur mit einem Schaumsubstrat durch Spritzformschäumen läßt sich ferner die Erzeugung von Silberstreifen eindämmen, wodurch ein durch Formschäumen hergestelltes Spritzteil mit gutem Aussehen erhalten werden kann.

Claims

1. Bahn mit einer Harzschicht, die ein Polyolefinharz mit einem Kristallinitätsgrad von mindestens 45% aufweist, wobei die Harzschicht eine Gesamttrübung bis 10% hat und wobei mindestens eine Oberfläche der Bahn die Harzschicht ist.

2. Bahn nach Anspruch 1, wobei die Bahn eine Einschichtbahn ist, die aus der Harzschicht besteht.

3. Bahn nach Anspruch 1, wobei die Bahn eine Mehrschichtbahn ist, die die Harzschicht und mindestens eine von der Harzschicht abweichende Schicht aufweist, wobei eine Oberfläche der Bahn die Harzschicht ist.

4. Bahn nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Schicht eine Gestaltungsschicht enthält, die auf die Harzschicht laminiert ist.

5. Warmgeformter Artikel, der durch Warmformen der Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhalten wird.

6. Laminatstruktur, die die Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder den warmgeformten Artikel nach Anspruch 5 und ein aus einem thermoplastischen Harz hergestelltes Substrat aufweist, wobei das Substrat auf die Bahn oder den warmgeformten Artikel laminiert ist.

7. Laminatstruktur nach Anspruch 6, wobei das thermoplastische Harz ein kristallines Olefinpolymer ist.

8. Laminatstruktur nach Anspruch 6, wobei das aus einem thermoplastischen Harz hergestellte Substrat ein Schaumsubstrat ist.

9. Kraftfahrzeugkomponente mit der Laminatstruktur nach einem der Ansprüche 6 bis 8.