DE4030477A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen oder gegenstaenden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen aus thermoverformbaren Polyolefinfolien, thermoverformbaren polyolefinhaltigen Bahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltigen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen unter Verwendung einer Negativform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativform und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche aufweist, daß vorzugsweise unter Verwen­ dung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißen Folie, Bahn, Platte, Masse, dem Blasformling oder der Schmelze und der kälteren Negativ­ form diese in die Negativform eingebracht und im Augen­ blick der Berührung mit der strukturierten Oberfläche oder Wandung des Negativwerkzeuges die Oberflächenstruk­ tur, Oberflächendekoration, Narbung oder Strukturierung und die Form derselben annimmt und nachfolgend in der Negativform abgekühlt und mit einer Schaumschicht versehen wird. Gemäß der Erfindung werden nach der Endverformung und der Oberflächenstrukturierung oder Narbung und vor, während oder nach dem Verschluß der Negativform Polyolefinpartikel eingebracht, verformt, versintert, verschmolzen und mit dem geformten und strukturierten Formteil oder Gegenstand verbunden.

Es ist bereits bekannt, Formteile oder Gegenstände im Negativ-Tiefziehverfahren, im Positiv-Tiefziehverfahren, im Blasverfahren, im Extrusionsgußverfahren oder im Slush-Molding-Verfahren herzustellen und unter Verwen­ dung chemischer Treibmittel enthaltenden Massen oder Flüssigkeiten zu hinterschäumen. Da verschiedene Kunst­ stoffschäume sich nur schwer mit anderen Kunststoff­ schichten, Folien oder Bahnen verbinden, aufgrund von Weichmacherwanderungen oder Wanderungen anderer Bestand­ teile, u. a. die chemisch-verschäumten Massen von den Folien, Schichten und dergl. sich nachträglich trennen können, zusätzlich Fehlerstellen und dergl. auftreten, weisen diese Verfahren Nachteile auf.

Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es ein Verfahren zu finden, bei dem u. a. auch dicke Schaum­ schichten (neben dünnen Schaumschichten) erzielt werden können, ohne daß die vorgenannten Nachteile der Trennung vom Schaum im erheblichen Umfang auftreten. Der erzielte Schaum sollte eine gewisse Formstabilität aufweisen und nicht dazu führen, daß bei dem Schäumungsvorgang Narbun­ gen, Prägungen, Oberflächendekorationen und dergl. in ihrer Profilierung vermindert oder verringert werden. Die hergestellten Formteile sollten leicht recyclefähig sein und/oder für Kraftfahrzeuge, Innenverkleidungen für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge verwendbar sein.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diesen Zielen und Aufgaben ein Verfahren zur Herstellung von Form­ teilen oder Gegenständen gerecht wird, bei dem aus thermoverformbaren Polyolefinfolien, thermoverformbaren polyolefinhaltigen Bahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltigen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen unter Verwendung einer Negativform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativform und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formober­ fläche aufweisen, das Formteil oder der Gegenstand hergestellt werden, indem vorzugsweise unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißen Folie, Bahn, Platte, Masse, dem Blasformling oder der Schmelze und der kälteren Negativform diese in die Negativform eingebracht und im Augenblick der Berührung mit der strukturierten Oberfläche oder Wandung des Negativwerkzeuges die Oberflächenstruktur, Oberflä­ chendekoration, Narbung oder Strukturierung und die Form derselben annimmt und nachfolgend in der Negativform abgekühlt und mit einer Schaumschicht versehen wird. Gemäß der Erfindung wird die Negativform vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit mindestens einem Verschlußdeckel oder einem Verschlußteil abgeschlossen und/oder abgedichtet. Nach der Endverformung und der Oberflächenstrukturierung, Prägung oder Narbung und vor, während oder nach dem Verschluß der Negativform werden Polyolefinpartikel, ausgewählt aus der Gruppe der kugelähnlichen, polyolefinhaltigen und/oder offenporigen oder geschlossenporigen Polyolefinschaum- und/oder -hohlkugeln oder ähnlichen Polyolefinpartikeln oder polyolefinhaltigen Partikel, in den Zwischenraum zwi­ schen der die verformte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativform und dem Verschluß­ deckel oder dem Verschlußteil eingebracht und über mindestens eine Zuleitungsvorrichtung und/oder mehrere Verteilungsvorrichtungen ein Heißgas oder Wasserdampf in den geschlossenen Zwischenraum, der die Polyolefin­ partikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, verschmelzen, verschweißen, ausdehnen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten und/oder strukturierten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden. Das fertig verformte und mit einer Schaumschicht verse­ hene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand wird nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnommen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden thermo­ verformbare Polyolefinfolien, thermoverformbaren poly­ olefinhaltige Bahnen, Schaumlaminatbahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhaltigen Massen, Blas­ formlinge oder Schmelzen unter Verwendung einer Negativ­ tiefziehform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativform und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche aufweist, geformt, wonach vorzugsweise unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißeren Folie, Bahn oder Platte und der kälteren Negativtiefziehform abgekühlt wird. Die Negativtiefziehform wird dabei vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit mindestens einer zweiten Form oder einer Verschlußform abgeschlossen und/oder abge­ dichtet. Nach der Endformung und vor oder nach dem Verschluß der Negativtiefziehform werden die Poly­ olefinpartikel, ausgewählt aus der Gruppe der kugel­ ähnlichen, polyolefinhaltigen und/oder offenporigen oder geschlossenporigen Polyolefinschaum- und/oder -hohlku­ geln oder ähnlichen Polyolefinpartikeln oder polyolefin­ haltigen Partikel, in den Zwischenraum zwischen der die verformte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativtiefziehform und der Verschlußform eingebracht und über mindestens eine Zuleitungsvorrich­ tung und/oder mehrere Verteilungsvorrichtungen ein Heißgas oder Wasserdampf in den geschlossenen Zwischen­ raum, der die Polyolefinpartikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, verschmelzen, ausdehnen, verschweißen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten und/oder strukturierten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden. Das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnom­ men wird.

Das Heißgas oder der Wasserdampf wird bevorzugt in die Form mit einer Temperatur von 105 bis 160°C, vorzugs­ weise 110 bis 150°C, eingeleitet.

Nach einer Ausführungsform ist der Verschlußdeckel oder das Verschlußteil hinsichtlich seines Profiles und seiner Formgebung in einem Abstand von der Negativform oder Negativtiefziehform so angeordnet, daß es bzw. er in der Dicke (abzüglich der in der Negativ- oder Nega­ tivtiefziehform eingebrachten und verformten Schicht, Folie, Bahn), im Profil und in der Formgebung derjenigen des Fertigteiles oder Gegenstandes direkt, annähernd oder in Teilbereichen entspricht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der Form und/oder an oder in der Nähe des Verschluß­ deckels oder des Verschlußteiles ein Träger und/oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper angeordnet oder angebracht, wobei ein Träger oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper verwendet wird, der bzw. die mehrere Durchgänge, Öffnungen, Ausnehmungen, Poren oder ähnliche Durchtrittsöffnungen für das Heißgas oder den Wasserdampf aufweist. Nach einer anderen Ausführungsform wird ein Träger und/oder ein Versteifungskörper einge­ setzt, der auf seiner Rückfläche (der Negativform abgewandten Fläche) in Teilbereichen in Positivform die Form der Rückfläche des Fertigteiles aufweist.

Bevorzugt wird ein Verschlußdeckel oder ein Verschluß­ teil innerhalb des Verfahrens verwendet, der bzw. das mehrere, vorzugsweise über die Fläche der Verschlußform verteilte Einleitungsöffnungen für das Heißgas und/oder den Wasserdampf aufweist und mindestens eine Ableitungs­ vorrichtung, eine Ableitungsöffnung oder ein Ableitungs­ rohr für das durchgetretene Heißgas, für Wasserdampf und/oder für Wasser besitzt oder eine Form bei der die Einleitungs- und Ableitungsvorrichtungen seitlich angeordnet sind.

Nach einer Ausführungsform wird die Temperatur der Rückseite oder Rückfläche der Polyolefinschicht in der Negativform unmittelbar nach der Verformung und bei bzw. vor der Einbringung der Polyolefinpartikel auf eine Temperatur von 10 bis 120°C, vorzugsweise 40 bis 90°C, eingestellt oder diese Temperatur wird vor die Wasserdampfeinleitung auf der Rückfläche der Polyole­ finschicht eingestellt.

Bevorzugt wird zur Regelung, Speicherung, Verteilung oder Zuleitung des Heißgases oder des Wasserdampfes und/oder zur Kühlung der Rückseite der Abschlußform oder des Abschlußdeckels eine an die Abschlußform oder an den Abschlußdeckel angeordnete Kammer verwendet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine poröse oder mikroporöse Formoberfläche enthaltende Negativform oder Negativtiefziehform mit Vorrichtungen zur Anlegung eines Unterdruckes oder Vakuums verwendet. Während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Polyolefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel oder während einer Zeitteilperiode des Einfüllvorganges oder der Injektion, vorzugsweise zu Beginn der Einfüllung der Polyolefinpartikel, wird auf das in der Negativform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte und geformte Formteil, das vorzugsweise im Blasverfahren oder Blasformverfahren, Extrusionsverfahren oder Extru­ sionsgußverfahren oder aus Schmelzen, Schmelzbahnen, Schläuchen oder Formlingen eingebracht wurde, oder auf das in der Negativtiefziehform befindliche strukturie­ rte, genarbte oder dekorierte, ungeformte Formteil, das aus polyolefinhaltigen oder polyolefinbestehenden Folien, Bahnen, Schaumlaminatbahnen oder Platten im Negativtiefziehverfahren verformt wurde, ein Unterdruck oder Vakuum auf die der Negativtiefziehform zugewandte strukturierte, genarbte oder dekorierte Oberflächen­ schicht nach der Endverformung ausgeübt, so daß das Formteil in den zahlreichen Poren oder Mikroporen während des Einfüll- oder Injektionsvorganges in der Lage gehalten oder fixiert wird. Die Einfüllung oder Injektion der Polyolefinpartikel erfolgt vorzugsweise unter Überdruck. Bevorzugt wird ein Druck von 1,04 kp/cm² bis 10 kp/cm², vorzugsweise 1,1 bis 3 kp/cm², verwendet.

Nach einer Ausführungsform wird während des Einfüll­ vorganges oder der Injektion der Polyolefinpartikel oder der polyolefinhaltigen Partikel zwischen der kälteren, genarbten, geprägten und/oder strukturierten Oberflä­ chenschicht des Polyolefinformteiles oder des polyole­ finhaltigen Formteiles und der heißeren Rückschicht oder Rückseitenfläche des Polyolefinformteiles oder polyole­ finhaltigen Formteiles ein Temperaturunterschied während der Dampfdurchleitung von mehr als 5°, vorzugsweise von mehr als 10°, eingestellt wird und nach dem Versintern, Verschmelzen, Verschweißen oder unter Haftverbindung Verformen der Polyolefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel sowie nach dem Verbinden derselben mit dem Formteil oder während dieses Vorganges nachfolgend von der Negativtiefziehform und/oder Abschlußform eine Abkühlung des Formteiles oder Gegenstandes um mehr als 25°C, vorzugsweise mehr als 40°C, durchgeführt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen oder Gegen­ ständen, enthaltend eine Negativform oder Negativtief­ ziehform, wobei die Negativform oder Negativtiefziehform mit mindestens einer Zuleitung und/oder Vorrichtung zur Ausübung eines Druckunterschiedes, vorzugsweise Vakuum und/oder Unterdruck ausgestattet ist, und die Negativ­ form oder Negativtiefziehform eine zur Aufnahme und Formung der Folie, Bahn, Platte, Masse, dem Blasformling oder der Schmelze aufweisende poröse, luftdurchlässige, vorzugsweise mikroporöse, luftdurchlässige Formober­ fläche besitzt, die eine metall-, metallegierungs-, mikrometallpartikelhaltige Schicht oder Oberfläche aufweist. Gemäß der Erfindung ist die poröse oder mikroporöse metall- oder metallegierungshaltige oder mikrometallpartikelhaltige Oberflächenschicht der Negativform oder Negativtiefziehform im Metallspritzver­ fahren hergestellt und weist eine Metallschichtdicke der Oberflächenschicht von 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise 0,3 bis 4 mm, auf, wobei die Poren oder Mikroporen durch die gesamte Schichtdicke der Metall- oder Metallegie­ rungsschicht der Oberflächenschicht verlaufen. Danach ist mindestens eine Stützschicht angeordnet, die gegen­ über der Metall-, Metallegierungsschicht oder mikrome­ tallpartikelhaltige Schicht im Durchschnitt größere Poren oder Mikroporen aufweist, wobei die Schichtdicke der Stützschicht 4 bis 120 mm, vorzugsweise 8 bis 80 mm, beträgt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind an dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seitenwandteil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrichtung zur Einleitung von Heißgas oder Wasserdampf und/oder Verteilungsvorrichtungen, Poren, Mikroporen oder feine Düsen zum Verteilen des Heißgases oder von Wasserdampf und/oder eine Ableitungsvorrichtung oder Ableitung für Heißgas, Wasserdampf oder konden­ sierten Wasser angeordnet. Nach einer weiteren bevorzug­ ten Ausführungsform ist an dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seitenwandteil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrich­ tung zur Einleitung der Polyolefinpartikel angeordnet.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Verschlußdeckel oder das Verschlußteil als Form ausge­ bildet, die eine vorbestimmte Gestalt als Rückseitenteil des Formteiles oder Gegenstandes aufweist. An dem Verschlußdeckel oder Verschlußteil ist mindestens eine Kammer für Vorrichtungen zum Aufheizen und/oder Kühlen, zur Anlegung eines Überdruckes oder einer Druckdifferenz und/oder für andere Zusatzvorrichtungen angeordnet.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwen­ dung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung zur Her­ stellung von Kraftfahrzeugteilen, Kraftfahrzeuginnenver­ kleidungen sowie Flugzeuginnenverkleidungen.

Als Polyolefinpartikel werden bevorzugt geschlossenpo­ rige Partikel in kugelähnlicher oder perlähnlicher Form, vorzugsweise aus oder unter Mitverwendung von Polypropy­ len oder Propylenschaum, mit einer durchschnittlichen Dicke von 10 µm bis 12 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 8 mm, eingesetzt. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungs­ form weisen die Polyolefinpartikel mindestens zwei unterschiedliche Teilchengrößen auf.

Für die ein- oder mehrschichtige verformte, strukturier­ te, genarbte oder geprägte Kunststoffschicht, Kunststoffolie oder Kunststoffolienbahn werden Polyole­ fine oder Polyolefinmischungen gegebenenfalls unter Mitverwendung anderer Kunststoffe oder Elastomere sowie gegebenenfalls Verarbeitungshilfsmittel und Zusatzmittel eingesetzt.

Dabei werden nach einer Ausführungsform Polyolefine verwendet, die mindestens eine reaktive Gruppe enthalten, z. B. polyolefinhaltige Ionomere oder reakti­ ve Gruppen enthaltende Olefinco-, -ter- und/oder -pfropfpolymerisate und/oder ein Ionomeres enthaltendes Olefinhomo-, -co-, -ter- und/oder -pfropfpolymerisat.

Zusätzlich werden nach einer anderen Ausführungsform elatische reaktive Gruppen enthaltende Polymere oder mindestens ein thermoplastisches reaktive Gruppen enthaltendes Elastomeres oder ein reaktive Gruppen enthaltendes Polymeres oder Polymergemisches mit einem Anteil an elastischen Polymeren mitverwendet.

Die reaktiven Gruppen des Polyolefins und/oder des zusatzlich reaktive Gruppen enthaltenden elastischen Polymers oder thermoplastischen Elastomers sind vor­ zugsweise Carboxyl-, Hydroxyl-, Anhydrid-, Amin-, Amid-, Isocyanat-, Epoxy- und/oder Nitril-Gruppen.

Bevorzugt werden nach einer Ausführungsform 0,01 bis 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-Teile, minde­ stens eines Stabilisators, Antioxidants und/oder UV-Ab­ sorbers, und/oder 0,01 bis 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-Teile, mindestens eines Farbstoffes und/oder Farbpigmentes, und/oder 0 bis 3 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,01 bis 2 Gew.-Teile, mindestens eines Gleitmittels und/oder Antistatikums und/oder 0 bis 20 Gew.-Teile, vorzugsweise 1 bis 12 Gew.-Teile, mindestens eines Flammschutzmittels für die Schicht oder Folie oder Oberschicht mit verwendet.

Das reaktive Gruppen enthaltende Polyolefin besteht nach einer vorzugsweisen Ausführungsform aus einer Mischung oder Legierung und/oder einem Co- oder Pfropfpolymerisat aus einem Olefin, vorzugsweise Ethylen und/oder Propy­ len, und einer mindestens eine ungesättigte Bindung enthaltende Carbonsäure und/oder dessen Anhydrid, vorzugsweise Acrylsäure, Methycrylsäure, Maleinsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, und/oder einem Olefin oder Polyolefin, vorzugsweise Ethylen oder Polyethylen und einer mindestens eine Epoxygruppe enthaltende Verbin­ dung, vorzugsweise Methacrylatglycid oder einem Copoly­ merisat einer oder mehrerer dieser Verbindungen oder enthält diese.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht oder bestehen das oder die elastische(n) Polymere(n), die reaktive Gruppen oder zusätzliche reaktive Gruppen enthaltende Verbindungen besitzen, aus einem reaktive Gruppen enthaltenden Ethylen-Propylen-Mischpolymerisat (EPM), einem reaktive Gruppen enthaltenden oder reaktiv modifizierten Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM), reaktive Gruppen enthaltenden Diblockpolymeren aus Styrol mit Butadien, mit Isopren, mit Ethylen- Butylen oder mit Ethylen-Propylen, vorzugsweise aus reaktive Gruppen enthaltenden Styrol-3-Blockpolymeren mit Ethylen-Butylen und Ethylen-Propylen, einem elasti­ schen Polyester und/oder Polyetherester, Polyesteramid, Polyetheramit oder Copolyester oder Polyurethan oder Polyether-Urethansegmentpolymeren.

Gemäß der Erfindung enthält die Schicht, Kunststoffolie, Kunststoffolienbahn oder das daraus hergestellte Form­ teil nach einer Ausführungsform mindestens eine Schicht oder Folie, die als Kunststoffanteil oder Kunststoffmi­ schung ein thermoplastisches Polyolefin-Elastomer oder -Elastomergemisches bestehend aus einem heterophasigen polypropylen Block-Copolymerisat mit einem Ethylen-Pro­ pylen-Copolymerisatanteil und/oder mindestens ein anderes Olefin- bzw. Polyolefin und Styrol bzw. Polysty­ rol enthaltendes Block-, Diblock- oder Triblock- und/oder -Copolymerisat und/oder mindestens ein anderes reaktive Gruppen enthaltendes Olefin- bzw. Polyolefin und/oder Styrol bzw. Polystyrol enthaltendes Block-, Diblock- oder Triblock- und/oder -copolymerisates sowie gegebenenfalls Verarbeitungshilfs- und Zusatzmittel enthält oder daraus besteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird anstelle einer Kunststoffbahn eine aus einem Extruder oder einer ähnlichen Plastifiziervorrichtung, vorzugsweise aus einem Breitschlitzextruder austretende Kunststoffschmelzbahn verwendet, dabei die der Negativ­ tiefziehform abgewandte Fläche der Kunststoffschmelzbahn einer Vorkühlung unterworfen, so daß sich bereits unmittelbar nach dem Austritt aus dem Extruder auf der der Negativtiefziehform abgewandten Fläche eine selbst­ tragende Schmelzhaut bildet, wobei zwischen der Tempe­ ratur der Kunststoffschmelzbahn und der kälteren Nega­ tivtiefziehform ein Temperaturunterschied von mehr als 30 K, vorzugsweise mehr als 80 K, eingestellt wird und die Kunststoffschmelzbahn durch ein mindestens zweitei­ liges Werkzeug, das als ein Werkzeugteil mindestens eine Negativtiefziehform und als mindestens zweites Werkzeug­ teil ein Gegenwerkzeug und/oder Stempel und/oder einen Halte-, Abdicht- und/oder Spannrahmen enthält, geführt, eingespannt, gehalten und/oder abgedichtet und abge­ trennt sowie unter Verwendung der Negativtiefziehform und eines Druckunterschiedes, vorzugsweise Unterdruck, sowie unter Ausnutzung der Wärmekapazität der Kunststoffschmelzbahn geformt wird, wobei die Schmelz­ bahn die mikroporöse, genarbte, strukturierte, geformte und/oder mit Oberflächendekoration versehene Form der Negativtiefziehform annimmt und sofort um mehr als 70 K, vorzugsweise mehr als 100 K gekühlt oder schockgekühlt wird.

Nach einer bevorzugten Ausfühungsform wird die Kunst­ stoffschmelzbahn frei nach unten hängend durch das geöffnete, mindestens zweiteilige Werkzeug, von denen das eine Werkzeugteil die Negativtiefziehform und einen Rand, Halte-, Abdicht- oder Spannrahmen und/oder ein Schließteil, das andere Werkzeugteil ein Gegenwerkzeug und/oder Stempel und einen Rand, Halte-, Abdicht- oder Spannrahmen und/oder Gegenschließteil enthält, geführt, wobei die gekühlte Seite der Schmelzbahn der Öffnung oder Formoberfläche der Negativtiefziehform abgewandt ist. Die Werkzeugteile oder dessen Ränder, Halte-, Abdicht- oder Spannrahmen oder Schließteile halten die Schmelzbahn, spannen diese ein und dichten ab, vorzugs­ weise durch Zufahren oder Schließen des Werkzeuges, das gleichzeitig oder später die im Werkzeug eingeschlossene Schmelzbahn von der außerhalb des Werkzeuges ange­ ordneten Schmelzbahn abtrennt. Die in dem Werkzeug eingespannte und gehaltene Schmelzenbahn wird unter Verwendung eines Unterdruckes und/oder durch Bewegung eines Stempels oder Gegenwerkzeuges zu der Negativtief­ ziehform vorgewölbt und nachfolgend in die Negativtief­ ziehform eingebracht und negativtiefgezogen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Positivstempel oder ein Gegenwerkzeug verwendet, der bzw. das ganz oder in Teilbereichen der Form, Formober­ fläche oder Oberflächenstruktur der Negativtiefziehform angepaßt ist oder diese in Positivform aufweist. Der Stempel wird in Richtung der zu verformenden Schmelzbahn vorgefahren und kühlt diese rückseitig. Auf die endver­ formte Schicht werden die Kunststoffschaumpartikel, vorzugsweise Polyolefinschaumpartikel, aufgebracht und verformt, versintert und verbunden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein flächenförmiges Kunststoffextrudat in eine ständig während des Eingießens unter Vakuum oder Unterdruck stehende Negativform oder Negativtiefziehform, die vor dem Eingießen auf eine Temperatur unter 373 K, vorzugs­ weise unter 333 K eingestellt ist, eingebracht, wobei der Extruder, oder Breitschlitzextruder und/oder die Negativform, vorzugsweise Negativtiefziehform, in mindestens einer Richtung bewegt werden. Dabei wird die mittlere Dicke des Extrudates oder des Tiefziehlings in der Negativ- oder Negativtiefziehform unter 7000 µm, vorzugsweise unter 3000 µm, eingestellt. Das Extrudat nimmt dabei die mikroporöse, genarbte, strukturierte, geformte und/oder mit Oberflächendekoration versehene Form der Negativform oder der Negativtiefziehform an und wird sofort um mehr als 80 K, vorzugsweise um mehr als 140 K gekühlt oder schockgekühlt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wird die aus dem Breitschlitzextruder austretende bahnförmige Schmelze auf einen Rand und/oder Rahmen der porösen Negativform oder porösen Negativtief­ ziehform und/oder Werkzeugs aufgebracht und bedeckt unter Bewegung des Breitschlitzextruders und/oder der Negativform oder der Negativtiefziehform die Formober­ fläche, wobei vor, während und/oder bei der Berührung von der Formoberfläche angesaugt und schockgekühlt wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus dem Breit­ schlitzextruder austretende bahnenförmige Schmelze auf einen Rand oder Rahmen oder Rand der Formoberfläche der Negativtiefziehform aufgebracht, unter Bewegung des Breitschlitzextruders und/oder Negativform oder Nega­ tivtiefziehform in mindestens einer Richtung geführt, wobei das Extrudat eine Negativform auf ihrer Formfläche bis einschließlich zum Rand oder Rahmen abdeckt, wobei während und/oder bei der Berührung des Rahmens oder Randes oder allseitig umlaufenden Randes der Formober­ fläche das Extrudat abgedichtet, angesaugt und gekühlt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Herstellung des Kunststoffteiles oder Gegenstandes im Blas- oder Blasformverfahren. Dabei wird ein schmelzenförmiger Schlauch, vorzugsweise freihän­ gend, in die Negativform, vorzugsweise in die senkrecht angeordnete Negativtiefziehform oder Negativform, gebracht. Der Schlauch wird in an sich bekannter Weise an einer oder an zwei oder mehreren Stellen abgequetscht oder abgetrennt und aufgeblasen, wobei als Gegenform eine weitere Form oder Negativform, der Verschlußdeckel oder eine Verschlußplatte Verwendung findet. In den gebildeten Hohlraum werden die Polyolefinschaumpartikel injiziert.

Wie bereits erwähnt, wird dabei als Kunststoffolie, -bahn, -platte, -masse, Blasformling eine ungeschäumte Polyolefinhomo- oder polyolefinhaltige Schicht oder Mehrfachschicht verwendet mit einer Schichtdicke von 0,25 bis 2 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm, die eine Schaumschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 6 mm, vor­ zugsweise 1 bis 5 mm und/oder ein Schaumraumgewicht oder eine Schaumdichte von 25 bis 100 kg pro m², vorzugsweise 45 bis 80 kg pro m² aufweist. Auf diese Schaumschicht, die vorzugsweise durch chemische Treibmittel, physikali­ sche Treibmittel oder durch Strahlenvernetzung hergestellt ist, werden die Polyolefinpartikel aufge­ bracht, erhitzt und mit der Folie, Bahn oder Schicht verbunden.

Da sowohl die verformte Schicht, die verformte Folien­ bahn, die Masse oder die Schmelze oder das Schaumlaminat als auch die Polyolefinpartikel nach der bevorzugten Ausführungsform auf der Basis von Polyolefinen sind oder polyolefinhaltig sind oder diese zu mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 65 Gew.-% enthalten, ist das Formteil oder der Gegenstand gut recyclefähig.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht auch der für bestimmte Teile verwendete Träger oder die Verstei­ fung aus Polyolefinen, so daß auch hier die Wiederver­ wendbarkeit oder Recyclefähigkeit gegeben ist.

Zeichnungsbeschreibung

In den Fig. 1 und 2 sind schematisch in Form einer Vergrößerung Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung dargestellt.

Unter 1 ist die verformte Schicht, die verformte Folie, Bahn, das Schaumlaminat, die Masse oder Schmelze schema­ tisch dargestellt, wobei die vorhandenen Narbungen, Strukturierungen, Oberflächendekorationen in Form einer Vergrößerung wiedergegeben sind. An diese verformte Schicht, Folie, Bahn (1), die vorzugsweise aus Polyole­ finen besteht oder polyolefinhaltig ist, sind Polyole­ finschaumpartikel, vorzugsweise kugelähnliche Polyole­ finschaumpartikel (2) angeordnet. Eine Verformung der Narbungen, Prägungen oder Strukturierungen der Folie, Schicht oder Bahn durch die Polyolefinschaumpartikel kann nicht erfolgen, da diese bevorzugt in der die Strukturierungen, Narbungen, Prägungen und dgl. aufwei­ senden Form, Negativform (3) oder Negativtiefziehform angeordnet ist. Diese Form, Negativform, Negativtief­ ziehform besteht bevorzugt aus einer oberen Schicht (4), die Metallpartikel, Mikrometallpartikel oder Metall­ legierungspartikel enthält, die vorzugsweise im Metall­ spritzverfahren oder Flammspritzverfahren aufgebracht sind. In dieser Schicht sind feinste Poren, Mikroporen und dgl. (7) angeordnet. Unter der Oberflächenschicht ist eine Stützschicht angebracht, die aus einer oder mehreren Schichten bestehen kann und eine Schichtdicke oder durchschnittliche Schichtdicke von 4 bis 120 mm, vorzugsweise 8 bis 80 mm, aufweist. Unter (6) ist die weitere Anordnung einer Stützschicht oder Dichtschicht vorgesehen.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen aus thermoverformbaren Polyolefin­ folien, thermoverformbaren polyolefinhaltigen Bahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhalti­ gen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen unter Verwendung einer Negativform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativ­ form und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche aufweist, daß vorzugsweise unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißen Folie, Bahn, Platte, Masse, dem Blasformling oder der Schmelze und der kälteren Negativform diese in die Negativform eingebracht und im Augenblick der Berührung mit der strukturierten Oberfläche oder Wandung des Negativwerkzeuges die Oberflächenstruk­ tur, Oberflächendekoration, Narbung oder Struktu­ rierung und die Form derselben annimmt und nachfol­ gend in der Negativform abgekühlt und mit einer Schaumschicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Negativform vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit mindestens einem Verschluß­ deckel oder einem Verschlußteil abgeschlossen und/oder abgedichtet wird, daß nach der Endver­ formung und der Oberflächenstrukturierung oder Narbung und vor, während oder nach dem Verschluß der Negativform Polyolefinpartikel, ausgewählt aus der Gruppe der kugelähnlichen, polyolefinhaltigen und/oder offenporigen oder geschlossenporigen Polyolefinschaum- und/oder -hohlkugeln oder ähnli­ chen Polyolefinpartikeln oder polyolefinhaltigen Partikel in den Zwischenraum zwischen der die verformte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativform und dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil eingebracht und über mindestens eine Zuleitungsvorrichtung und/oder mehrere Vertei­ lungsvorrichtungen ein Heißgas oder Wasserdampf in den geschlossenen Zwischenraum, der die Polyolefin­ partikel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet wird, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Ober­ flächen ganz oder teilweise versintern, verschmel­ zen, verschweißen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten und/oder strukturierten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden, und daß das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnommen wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen aus thermoverformbaren Polyolefin­ folien, thermoverformbaren polyolefinhaltigen Bahnen oder Platten oder Polyolefin- oder polyolefinhalti­ gen Massen, Blasformlingen oder Schmelzen unter Verwendung einer Negativform, die die strukturierte und/oder genarbte Oberfläche und die geformte Wandung des Formteiles oder Gegenstandes in Negativ­ form und eine poröse, mikroporöse oder mit feinsten Lochungen oder Bohrungen versehene Formoberfläche aufweist, daß vorzugsweise unter Verwendung einer Temperaturdifferenz von mehr als 30°C zwischen der heißeren Folie, Bahn oder Platte und der kälteren Negativtiefziehform abgekühlt wird und mit einer Schaumschicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Negativtiefziehform vor, während oder nach dem Abkühlungsvorgang mit mindestens einer zweiten Form oder einer Verschlußform abgeschlossen und/oder abgedichtet wird, daß vor oder nach dem Verschluß der Negativtiefziehform Polyolefinpartikel, ausge­ wählt aus der Gruppe der kugelähnlichen, polyolefin­ haltigen und/oder offenporigen oder geschlossenpo­ rigen Polyolefinschaum- und/oder -hohlkugeln oder ähnlichen Polyolefinpartikeln oder polyolefinhal­ tigen Partikel in den Zwischenraum zwischen der die verformte und strukturierte Folie, Bahn oder Platte enthaltenen Negativtiefziehform und der Verschluß­ form eingebracht und über mindestens eine Zulei­ tungsvorrichtung und/oder mehrere Verteilungsvor­ richtungen ein Heißgas oder Wasserdampf in den geschlossenen Zwischenraum, der die Polyolefinparti­ kel enthält, eingeleitet oder durchgeleitet wird, wobei die Polyolefinpartikel auf ihren Oberflächen ganz oder teilweise versintern, verschmelzen, verschweißen oder sich unter Haftverbindungen verformen und sich dabei gleichzeitig mit der darüber oder darunter angeordneten verformten und/oder strukturierten Polyolefinfolie, -bahn, -platte oder -schicht verbinden, und daß das fertig verformte und mit einer Schaumschicht versehene Formteil oder der mit der Schaumschicht versehene fertige Gegenstand nach oder während der Abkühlung entformt oder aus der Form entnommen wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas oder der Wasserdampf in die Form mit einer Temperatur von 105 bis 160°C, vorzugsweise 110 bis 150°C, eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß­ deckel der das Verschlußteil hinsichtlich seines Profiles und seiner Formgebung in einem Abstand von der Negativform oder Negativtiefziehform so ange­ ordnet ist, daß sie in der Dicke (abzüglich der in der Negativ- oder Negativtiefziehform eingebrachten und verformten Schicht, Folie, Bahn), im Profil und in der Formgebung derjenigen des Fertigteiles oder Gegenstandes direkt, annähernd oder in Teilbereichen entspricht.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form und/oder an oder in der Nähe des Verschlußdeckels oder des Verschlußteiles ein Träger und/oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper angeordnet oder angebracht wird, wobei ein Träger oder eine Versteifung oder ein Versteifungskörper verwendet wird, die mehrere Durchgänge, Öffnungen, Ausnehmun­ gen, Poren oder ähnliche Durchtrittsöffnungen für das Heißgas oder den Wasserdampf aufweist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger und/oder ein Versteifungskörper eingesetzt wird, der auf seiner Rückfläche (der Negativform abgewandten Fläche) in Teilbereichen in Positivform die Form der Rückfläche des Fertigteiles aufweist.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschluß­ deckel oder ein Verschlußteil innerhalb des Verfah­ rens verwendet wird, die mehrere, vorzugsweise über die Fläche der Verschlußform verteilte Einleitungs­ öffnungen für das Heißgas und/oder den Wasserdampf aufweist und mindestens eine Ableitungsvorrichtung, eine Ableitungsöffnung oder ein Ableitungsrohr für das durchgetretene Heißgas, für Wasserdampf und/oder für Wasser besitzt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Rückseite oder Rückfläche der Polyolefinschicht in der Negativform unmittelbar nach der Verformung und bei bzw. vor der Einbringung der Polyolefin­ partikel auf eine Temperatur von 10 bis 120°C, vorzugsweise 40 bis 90°C, eingestellt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung, Speicherung, Verteilung oder Zuleitung des Heißgases oder des Wasserdampfes und/oder zur Kühlung der Rückseite der Abflußform eine an die Abflußform angeordnete Kammer verwendet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse oder mikroporöse Formoberfläche enthaltende Negativform oder Negativtiefziehform mit Vorrichtungen zur Anlegung eines Unterdruckes oder Vakuums verwendet wird, das während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Polyolefinpartikel oder polyolefinhaltigen Partikel oder während einer Zeitteilperiode des Einfüllvorganges oder der Injektion, vorzugsweise zu Beginn der Einfüllung der Polyolefinpartikel, auf das in der Negativform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte und geformte Formteil, das vorzugsweise im Blasver­ fahren oder Blasformverfahren, Extrusionsverfahren oder Extrusionsgußverfahren oder aus Schmelzen, Schmelzbahnen, Schläuchen oder Formlingen einge­ bracht wurde, oder das in der Negativtiefziehform befindliche strukturierte, genarbte oder dekorierte, ungeformte Formteil, das aus polyolefinhaltigen oder polyolefinbestehenden Folien, Bahnen, Platten im Negativtiefziehverfahren verformt wurde, ein Unter­ druck oder Vakuum auf die der Negativtiefziehform zugewandte strukturierte, genarbte oder dekorierte Oberflächenschicht ausgeübt wird, so daß das Form­ teil in den zahlreichen Poren oder Mikroporen während des Einfüll- oder Injektionsvorganges in der Lage gehalten oder fixiert wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einfüllvorganges oder der Injektion der Polyolefin­ partikel oder der polyolefinhaltigen Partikel zwischen der kälteren, genarbten, geprägten und/oder strukturierten Oberflächenschicht des Polyolefin­ formteiles oder des polyolefinhaltigen Formteiles und der heißeren Rückschicht oder Rückseitenfläche des Polyolefinformteiles oder polyolefinhaltigen Formteiles ein Temperaturunterschied während der Dampfdurchleitung von mehr als 5°, vorzugsweise von mehr als 10°, eingestellt wird und nach dem Versintern, Ver­ schmelzen, Verschweißen oder unter Haftverbindung Verformen der Polyolefinpartikel oder polyolefin­ haltigen Partikel sowie nach dem Verbinden derselben mit dem Formteil oder während dieses Vorganges nachfolgend von der Negativtiefziehform und/oder Abschlußform eine Abkühlung des Formteiles oder Gegenstandes um mehr als 25°C, vorzugsweise mehr als 40°C, durchgeführt wird.

12. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen oder Gegenständen, enthaltend eine Negativform oder Negativtiefziehform, wobei die Negativform oder Negativtiefziehform mit mindestens einer Zuleitung und/oder Vorrichtung zur Ausübung eines Druckunter­ schiedes, vorzugsweise Vakuum und/oder Unterdruck ausgestattet ist, und die Negativform oder Negativ­ tiefziehform eine zur Aufnahme und Formung der Folie, Bahn, Platte, Masse, dem Blasformling oder der Schmelze aufweisende poröse, luftdurchlässige, vorzugsweise mikroporöse, luftdurchlässige Formober­ fläche besitzt, die eine metall-, metallegierungs-, mikrometallpartikelhaltige Schicht oder Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse oder mikroporöse metall- oder metallegierungshaltige oder mikrometallpartikelhaltige Oberflächenschicht der Negativform oder Negativtiefziehform im Metall­ spritzverfahren hergestellt ist, eine Metallschicht­ dicke der Oberflächenschicht von 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise 0,3 bis 4 mm, aufweist, wobei die Poren oder Mikroporen durch die gesamte Schichtdicke der Metall- oder Metallegie­ rungsschicht der Oberflächenschicht verlaufen, daß danach mindestens eine Stützschicht angeordnet ist, die gegenüber der Metall-, Metallegierungsschicht oder mikrometallpartikelhaltige Schicht im Durch­ schnitt größere Poren oder Mikroporen aufweist, wobei die Schichtdicke der Stützschicht 4 bis 120 mm, vorzugsweise 8 bis 80 mm, beträgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Verschlußdeckel oder dem Verschluß­ teil oder an mindestens einem Seitenwandteil minde­ stens eine Vorrichtung oder eine Zuleitungsvorrich­ tung zur Einleitung von Heißgas oder Wasserdampf und/oder Verteilungsvorrichtungen, Poren, Mikroporen oder feine Düsen zum Verteilen des Heißgases oder von Wasserdampf und/oder eine Ableitungsvorrichtung oder Ableitung von Heißgas, Wasserdampf oder konden­ sierten Wasser angeordnet ist bzw. sind.

14. Vorrichtung nach Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verschlußdeckel oder dem Verschlußteil oder an mindestens einem Seitenwand­ teil mindestens eine Vorrichtung oder eine Zulei­ tungsvorrichtung zur Einleitung der Polyolefin­ partikel angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ schlußdeckel oder das Verschlußteil als Form ausge­ bildet ist, die eine vorbestimmte Gestalt als Rückseitenteil des Formteiles oder Gegenstandes aufweist, das an dem Verschlußdeckel oder Verschluß­ teil mindestens eine Kammer für Vorrichtungen zum Aufheizen und/oder Kühlen, zur Anlegung eines Überdruckes oder einer Druckdifferenz und/oder für andere Zusatzvorrichtungen angeordnet ist.

16. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 und/oder der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15 zur Herstellung von Kraftfahrzeugteilen, Kraftfahrzeug­ innenverkleidungen sowie Flugzeuginnenverkleidungen.