DE102011004502A1 - Method for increasing polarity of surface of expanded polypropylene (EPP) mold, involves subjecting EPP particles to surface treatment process before carrying out vapor deposition of EPP particle in mold - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Polarität der Oberfläche eines Formteiles aus expandiertem Polypropylen (EPP) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.The invention relates to a method for increasing the polarity of the surface of a shaped part of expanded polypropylene (EPP) according to the preamble of claim 1. It also has an apparatus for performing the method of the subject.
Wie Formteile aus den meisten Kunststoffen haben auch Formteile aus EPP eine unpolare Oberfläche, so dass sie nur mit Klebstoffen oder nach einer Oberflächenbehandlung mit anderen Teilen fest verbunden werden können.Like molded parts made from most plastics, molded parts made of EPP have a non-polar surface so that they can only be firmly bonded with adhesives or after surface treatment with other parts.
Um die Polarität der Oberfläche eines EPP-Formteils zu erhöhen, wird nach dem Stand der Technik die Oberfläche des fertigen EPP-Formteiles in einem separaten Schritt einem Oberflächenbehandlungsverfahren unterworfen, beispielsweise einer Corona-Behandlung, alternativ einer Flamm- oder Plasmabehandlung, einer Fluorierung oder einer Behandlung mit einem Primer.In order to increase the polarity of the surface of an EPP molding, according to the prior art, the surface of the finished EPP molding is subjected to a surface treatment process in a separate step, for example a corona treatment, alternatively a flame or plasma treatment, a fluorination or a Treatment with a primer.
Die Oberflächenbehandlung des EPP-Bauteiles stellt einen separaten Arbeitsschritt dar, der mit mehreren Nachteilen verbunden ist. So ist ein entsprechendes Handling des EPP-Formteiles notwendig, um es nach der Entnahme aus dem Formwerkzeug in eine Oberflächenbehandlungsstation überzuführen. Dadurch wird zudem die Zykluszeit verlängert. Ferner ist für die Oberflächenbehandlung, beispielsweise die Corona-Behandlung, die meist mit einem Roboter erfolgt, eine kostenaufwändige Aufnahme für das Formteil erforderlich, um die elektrische Entladung durch exaktes Positionieren des Formteiles möglichst gleichmäßig über die Formteiloberfläche zu verteilen, also insbesondere sogenannte „hot spots” zu vermeiden.The surface treatment of the EPP component represents a separate step, which is associated with several disadvantages. Thus, a corresponding handling of the EPP molded part is necessary to transfer it after removal from the mold in a surface treatment station. This also extends the cycle time. Furthermore, for the surface treatment, for example, the corona treatment, which is usually done with a robot, a costly receptacle for the molded part is required to distribute the electrical discharge through exact positioning of the molding as evenly as possible over the molding surface, ie in particular so-called "hot spots " to avoid.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Polarität der Oberfläche eines EPP-Formteiles, das durch Verbinden zu einem zusammengesetzten Erzeugnis weiter verarbeitet werden soll, erhöht wird, ohne dass die Zykluszeit zur Herstellung des zusammengesetzten Erzeugnisses verlängert wird, wobei von einer zusätzlichen Aufnahme für das Formteil bei der Oberflächenbehandlung abgesehen werden kann und dennoch eine gleichmäßige Verteilung der Polarität auf der Formteiloberfläche sichergestellt wird.The object of the invention is to provide a method by which the polarity of the surface of an EPP molding to be further processed by bonding to a composite product is increased without prolonging the cycle time for producing the composite product, wherein An additional recording for the molding in the surface treatment can be dispensed with and yet a uniform distribution of the polarity is ensured on the molding surface.
Dies wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht.This is achieved according to the invention with the method characterized in claim 1.
Bei der Herstellung von EPP-Formteilen wird die Form mit EPP-Partikeln gefüllt und anschließend bedampft, um die EPP-Partikel zu versintern. Nach der Erfindung werden die EPP-Partikel dem Oberflächenbehandlungsverfahren dabei vor dem Bedampfen, insbesondere vor dem Füllen der Form einer Oberflächenbehandlung unterworfen.In the production of EPP molded parts, the mold is filled with EPP particles and then vapor-deposited to sinter the EPP particles. According to the invention, the EPP particles are subjected to the surface treatment process before the vapor deposition, in particular before filling the mold of a surface treatment.
Damit wird ein EPP-Formteil erhalten, das an seiner Oberfläche eine hohe homogene Polarität aufweist, wobei sogenannte „hot spots”, wie sie beispielsweise sonst bei einer Corona-Behandlung an der Oberfläche des Formteiles auftreten können, vermieden werden.Thus, an EPP molding is obtained which has a high homogeneous polarity on its surface, so-called "hot spots", as they can occur, for example, otherwise occur in a corona treatment on the surface of the molding.
Dabei werden auch solchen Bereichen der Formteiloberfläche eine hohe Polarität verliehen, die sonst kaum oder nur schwer einem Oberflächenbehandlungsverfahren zugänglich sind, beispielsweise Hinterschneidungen, Ausnehmungen, Bohrungen und dergleichen. Insbesondere wird bei der Weiterverarbeitung des Formteiles zu einem zusammengesetzten Erzeugnis durch die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung der EPP-Partikel vor dem Bedampfen in der Form die Zykluszeit zur Herstellung des zusammengesetzten Erzeugnisses praktisch nicht verlängert. D. h. das erfindungsgemäße Verfahren kann „in-line” während der Herstellung des EPP-Formteiles und damit der Herstellung des zusammengesetzten Erzeugnisses durchgeführt werden.In this case, such areas of the molding surface are given a high polarity, which are otherwise difficult or difficult access to a surface treatment process, such as undercuts, recesses, holes and the like. In particular, in the further processing of the molded article into a composite product by the inventive surface treatment of the EPP particles before steaming in the mold, the cycle time for the production of the composite product is practically not extended. Ie. the process according to the invention can be carried out "in-line" during the production of the EPP molding and thus the production of the composite product.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch „off-line” durchgeführt werden. So können die EPP-Partikel beispielsweise beim Hersteller, einem Veredler, also einem der Hersteller nachgeordneten Betrieb oder an einer anderen Stelle dem Oberflächenbehandlungsverfahren unterworfen werden.However, the method according to the invention can also be carried out "off-line". Thus, for example, the EPP particles can be subjected to the surface treatment process by the manufacturer, a refiner, that is to say a subordinate company or at another location.
Ferner fallen keine Kosten für eine separate Aufnahme des fertigen Formteiles für die Oberflächenbehandlung mehr an. Auch kann auf einen Klebstoff bei der Herstellung eines zusammengesetzten Erzeugnisses mit dem erfindungsgemäß hergestellten Formteil häufig ganz verzichtet werden.Furthermore, there are no costs for a separate recording of the finished molding for surface treatment more. Also, an adhesive in the production of a composite product with the molded part according to the invention can often be dispensed with altogether.
Für die Oberflächenbehandlung der EPP-Partikel sind erfindungsgemäß alle Verfahren geeignet, die zu einer Erhöhung der Polarität an der Oberfläche der EPP-Partikel führen, also zur Bildung polarer funktioneller Gruppen wie der von Alkoholen, Aldehyden, Carbonsäure, Ester, Ether oder Peroxiden. Durch die Einführung der polaren funktionellen Gruppen in die Oberfläche der EPP-Partikel wird zugleich die Oberflächenspannung der EPP-Partikel und damit die Oberflächenspannung des EPP-Formteiles erhöht.For the surface treatment of the EPP particles, all processes are suitable according to the invention which lead to an increase in the polarity at the surface of the EPP particles, ie to form polar functional groups such as alcohols, aldehydes, carboxylic acids, esters, ethers or peroxides. The introduction of the polar functional groups into the surface of the EPP particles simultaneously increases the surface tension of the EPP particles and thus the surface tension of the EPP molded part.
Die Oberflächenbehandlung der EPP-Partikel kann durch Corona-Behandlung erfolgen, bei der die EPP-Partikel einer elektrischen Hochspannungsentladung ausgesetzt sind. Stattdessen können die EPP-Partikel auch beflammt oder durch Plasma-Behandlung einem Plasma, also Ionen, Elektronen und dergleichen elektrisch geladenen Teilchen, ausgesetzt werden.The surface treatment of the EPP particles can be carried out by corona treatment in which the EPP particles are exposed to a high-voltage electrical discharge. Instead, the EPP particles can also be flamed or plasma-treated, ie ions, electrons and plasma like electrically charged particles.
Ferner können die EPP-Partikel zur Oberflächenbehandlung mit einem reaktiven Gas, insbesondere mit Fluor behandelt werden. Auch ist es möglich, die Oberfläche der EPP-Partikel mit einem Primer zu behandeln, also einer Flüssigkeit, die die Polarität und damit die Oberflächenspannung der Oberfläche der EPP-Partikel erhöht.Furthermore, the EPP particles can be treated for surface treatment with a reactive gas, in particular with fluorine. It is also possible to treat the surface of the EPP particles with a primer, ie a liquid that increases the polarity and thus the surface tension of the surface of the EPP particles.
Die EPP-Partikel können unterschiedlich geformt, also beispielsweise kugelförmig, als Hohlzylinder oder in anderer Weise ausgebildet sein. Die Form kann durch ein Formwerkzeug, eine EPP-Schäummaschine oder dergleichen ggf. auch durch einen Extruder gebildet sein.The EPP particles can be shaped differently, that is, for example, spherically, as a hollow cylinder or in another way. The mold can also be formed by a molding tool, an EPP foaming machine or the like optionally by an extruder.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte EPP-Formteil, das eine erhöhte Polarität an seiner Oberfläche aufweist, ist insbesondere dazu bestimmt, zu einem zusammengesetzten Erzeugnis verbunden zu werden.The EPP molded article produced by the process of the present invention, having an increased polarity on its surface, is particularly intended to be bonded into a composite product.
Dazu kann das erfindungsgemäß hergestellte EPP-Formteil mit wenigstens einem anderen Körper verbunden werden. Der andere Körper kann eine Beschichtung aus einer Masse, z. B. ein Beschichtungsstoff, eine Folie oder beispielsweise ein Textilmaterial sein. So kann das erfindungsgemäß hergestellte EPP-Formteil beispielsweise mit einer Haptik-, einer Optik- oder einer Schutzschicht versehen werden.For this purpose, the EPP molded part produced according to the invention can be connected to at least one other body. The other body may be a coating of a mass, e.g. As a coating material, a film or, for example, a textile material. For example, the EPP molded part produced according to the invention can be provided with a haptic, an optical or a protective layer.
Der andere Körper kann aus Kunststoff, Metall oder Holz bestehen. Der Kunststoff, aus dem der andere Körper besteht, kann ebenfalls ein EPP-Formkörper oder ein ggf. faserverstärkter Körper aus einem anderen Kunststoff, beispielsweise einem anderen Polypropylen-Kunststoff, einem anderen Polyolefin, wie Polyethylen, Polyamid, Polycarbonat, Polyester oder ABS oder ein Gemisch aus mehreren unterschiedlichen Polymeren sein.The other body can be made of plastic, metal or wood. The plastic from which the other body is made, may also be an EPP molding or optionally fiber reinforced body of another plastic, such as another polypropylene plastic, another polyolefin, such as polyethylene, polyamide, polycarbonate, polyester or ABS or a Mixture of several different polymers.
Außer zur Verbindung mit einer Beschichtung oder dergleichen flächigem Körper, wie einer Folie, Textilmaterial oder dergleichen ist das erfindungsgemäß hergestellte EPP-Formteil insbesondere zur Verbindung mit räumlichen Körpern, also insbesondere zur Verbindung mit weiteren Form- oder Bauteilen geeignet.Except for connection to a coating or the like planar body, such as a film, textile material or the like, the EPP molded part produced according to the invention is particularly suitable for connection to three-dimensional bodies, ie in particular for connection to other moldings or components.
Das erfindungsgemäß hergestellte EPP-Formteil ist insbesondere im Automobilbereich einsetzbar, insbesondere zur Herstellung von Teilen der Innenausstattung, wie Instrumententafel, Mittelkonsole, Türverkleidung, Kofferraumverkleidung und dergleichen. Dabei kann das weitere Bauteil, das mit dem EPP-Formteil verbunden wird, beispielsweise ein Anbauteil, wie ein Lüftergitter, ein Abstandshalter, ein Scharnier oder dergleichen, oder ein Befestigungsteil beispielsweise an der Rückseite des EPP-Formteiles sein.The EPP molded part produced according to the invention can be used in particular in the automotive sector, in particular for the production of parts of the interior fittings, such as instrument panel, center console, door trim, trunk trim and the like. In this case, the further component which is connected to the EPP molded part, for example, an attachment, such as a fan grille, a spacer, a hinge or the like, or a fastening part, for example, at the back of the EPP molding.
Die Verbindung zu dem zusammengesetzten Erzeugnis kann kleberlos erfolgen, wodurch die Zykluszeit weiter verringert wird.The connection to the assembled product can be made without glue, which further reduces the cycle time.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematischThe invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing. In each case show schematically
Gemäß
Wie aus
Bei geschlossenem Formwerkzeug
Gemäß
Die Vorbehandlungseinheit
Nach
Nach
Gemäß
Nach
Claims (13)
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DE102016106972A1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. | Molding process and apparatus for producing molded parts |
Citations (1)
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US20050025956A1 (en) * | 2000-10-06 | 2005-02-03 | Bainbridge David W. | Composite materials made from pretreated, adhesive coated beads |
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