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Title:
METHOD FOR PRODUCING A FOAMED PLASTIC MOULDED ARTICLE HAVING A FILM LAYER COATING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/074153
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a foamed plastic moulded article having a film layer coating, using a mould having at least one mould cavity for forming a shape-defining hollow moulding space, said method comprising the steps: - A) heating at least one mould cavity of the mould; - B) applying a granulate to the at least one heated mould cavity; - C) melting the granulate in the heated mould cavity to form a liquid film layer; - D) applying the liquid film layer to a foamed plastic moulded article to form a film layer coating on the surface of the plastic moulded article by fusing the liquid film layer with the surface of the plastic moulded article; - E) cooling the at least one mould cavity and ejecting the plastic moulded article coated with the film layer.

Inventors:
MICHEL THORSTEN (DE)
NAEGELS PATRICK (BE)
Application Number:
PCT/EP2020/078784
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 13, 2020
Export Citation:
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Assignee:
MICHEL THORSTEN (DE)
KANEKA BELGIUM NV (BE)
International Classes:
B29C44/06; B29C37/00; B29C41/08; B29C41/18; B29C41/20; B29C41/22; B29C41/36; B29C41/46; B29C44/08; B29C44/44; B29C44/34; B29K25/00; B29K75/00; B29K105/04; B29L9/00
Domestic Patent References:
WO2017109079A12017-06-29
Foreign References:
GB2494484A2013-03-13
JPS63312248A1988-12-20
GB2460838A2009-12-16
US20060151911A12006-07-13
GB2300588A1996-11-13
Attorney, Agent or Firm:
DOMPATENT VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNERSCHAFT VON PATENTANWÄLTEN UND RECHTSANWÄLTEN MBB (DE)
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Claims:
PatentansDrüche

1. Verfahren zum Herstellen eines geschäumten Kunststoffformkörpers (1) mit einem Filmschichtüberzug (11) unter Nutzung einer Werkzeug form (2) mit mindestens einer Werkzeugkavität (21) zur Bildung eines formgebenden Formhohlraums (22) umfassend die Verfahrensschritte:

- A) Aufheizen mindestens einer Werkzeugkavität (21) der Werkzeug form (2);

- B) Aufbringen eines Granulates (3) auf die mindestens eine aufge heizte Werkzeugkavität (21);

- C) Aufschmelzen des Granulates (3) in der aufgeheizten Werkzeug kavität (21) zur Ausbildung einer flüssigen Filmschicht (31);

- D) Aufbringen der flüssigen Filmschicht (31) auf einen geschäumten Kunststoffformkörper (1) zur Bildung eines Filmschichtüberzuges (11) auf der Oberfläche des Kunststoffformkörpers (1) durch Verschmelzen der flüssigen Filmschicht (31) mit der Oberfläche des Kunststoffform - körpers (1);

- E) Abkühlen der mindestens einen Werkzeugkavität (21) und Auswer fen des mit der Filmschicht (11) überzogenen Kunststoffformkörpers (1).

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung der Verfahrensschritte A) bis E) in der Werkzeug form (2) der Kunststoffformkörper (1) über ein Expansionsverfahren hergestellt wird, anschließend die Werkzeugform (2) geöffnet wird, wo bei der Kunststoffform körper (1) in mindestens einer ersten Werkzeug kavität (21a) verbleibt und die Verfahrensschritte A) bis E) darauffol gend an mindestens einer zweiten gegenüberliegenden Werkzeugkavi tät (21b) durchgeführt werden, wobei das Aufbringen der flüssigen Filmschicht (31) durch Verschmelzen der flüssigen Filmschicht (31) mit der Oberfläche des Kunststoffformkörpers (1) gemäß Verfahrensschritt D) durch ein erneutes Schließen der Werkzeugform (2) erfolgt und das Abkühlen im Verfahrensschritt E) der mindestens einen Werkzeugkavi tät (21) im geschlossen Formzustand erfolgt.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass im Bereich der mindestens einen Werkzeugkavität (21a, 21b) zunächst die Verfahrensschritte A) bis C) durchgeführt werden, an schließend die Werkzeugform (2) geschlossen wird und der Formhohl raum (22) der Werkzeugform (2) mit einem ersten expandierbaren Kunststoffgranulat bzw. Schaumstoffperlen befüllt wird und anschlies send das erste Kunststoffgranulat bzw. die Schaumstoffperlen in dem Formhohlraum (22) expandiert werden, wobei der Verfahrensschritt D) dadurch erfolgt, dass der Kunststoffform körper (1) bzw. das erste ex pandierbare Kunststoffgranulat bzw. die Schaumstoffperlen gegen die auf der mindestens einen Werkzeugkavität (21) gebildeten flüssigen Filmschicht (31) expandiert wird und mit dieser verschmilzt.

4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass das Granulat (3) im Verfahrensschritt B) über den Bereich der mindestens einen Werkzeugkavität (21a, 21b) hinaus auf die mehrtei lige Werkzeugform (2) aufgebracht wird und dass mindestens ein Teil der mehrteiligen Werkzeugform (2) einen Dichtring umfasst, welcher beim Schließen der Werkzeugform (2) das Granulat (3) außerhalb des Bereiches der mindestens einen ersten und/oder zweiten Werkzeug kavität (21a, 21b) zu einer Wulst im Randbereich der mindestens einen ersten und/oder zweiten Werkzeugkavität (21a, 21b) aufwirft.

5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, dass im Verfahrensschritt der Expansion des ersten expandierbaren Kunststoffgranulats bzw. der Schaumstoffperlen der Expansionsprozess nach einer definierten Zeitdauer beendet wird und das noch nicht ver schmolzene bzw. noch nicht expandierte erste Kunststoffgranulat bzw. die Schaumstoffperlen aus dem Formhohlraum (22) entfernt werden, derart, dass lediglich eine Schicht des ersten expandierten Kunststoff granulats bzw. der Schaumstoffperlen an der Filmschicht (31) anhaftet.

6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Entfernung der nicht expandierten Anteile des ersten Kunststoff granulates bzw. der Schaumstoffperlen der Formhohlraum (22) mit ei nem zweiten expandierbaren Kunststoffgranulat bzw. Schaumstoffper len befüllt wird und diese anschließend zur Bildung des Kunststoffform körpers (1) expandiert wird.

7. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) im Verfahrensschritt B) mittels einer Sprühpistole (32) auf die mindestens eine Werkzeugkavi tät (21) aufgebracht wird.

8. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine aufzuheizende Werkzeugkavität (21) im Verfahrensschritt A) über die Einleitung eines Heizmediums über entsprechende Heizkanäle (24) in der mindestens einen Werkzeugkavität (21) aufgeheizt wird.

9. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt A) die mindestens eine aufzuheizende Werkzeugkavität (21) auf mindestens eine Tempe ratur oberhalb der Schmelztemperatur des Granulates (3), insbeson dere auf eine Temperatur im Bereich von 80°C bis 260°C, aufgeheizt wird.

10. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt B) ein pulverförmi ges thermoplastisches Kunststoffgranulat (3) auf die mindestens eine Werkzeugkavität (21) aufgebracht wird. 11. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine aufzuheizende Werkzeugkavität (21) im Verfahrensschritt A) über eine externe Heiz quelle (55) aufgeheizt wird, welche zu der mindestens einen Werkzeug kavität (21) beabstandet angeordnet ist, wie insbesondere ein Heiz strahler.

12. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt B) lediglich auf de finierte Teilbereiche der mindestens einen Werkzeugkavität (21) antei lig Granulat (3) zur Ausbildung mindestens einer bereichsweisen Film schicht (31) aufgebracht wird, wobei insbesondere Teilbereiche der mindestens einen Werkzeugkavität (21) abgedeckt werden können, um dort im Verfahrensschritt B) einen Granulatauftrag zu verhindern.

13. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt B) auf die Werk zeugkavität (21) ein Granulat (3) mit einer Schichtdicke (33) im Bereich von 0,05 mm bis 2 mm aufgebracht wird.

14. Herstellungsverfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt E) die mindestens eine abzukühlende Werkzeugkavität (21) konvektiv und/oder konduktiv gekühlt wird.

15. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, dass das expandierbare Kunststoffgranulat bzw. die Schaumstoffperlen über mindestens eine Injektoreinrichtung zugeführt und/oder abgeführt werden.

Description:
Verfahren zum Herstellen eines geschäumten Kunststoffform körpers mit einem Filmschichtüberzug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines geschäumten Kunst stoffkörpers mit einem Filmschichtüberzug unter Nutzung einer Werkzeugform mit mindestens einer Werkzeugkavität zur Bildung eines formgebenden Form hohlraums.

Aus dem Stand der Technik sind Herstellungsverfahren als auch eine einteilige oder mehrteilige Werkzeugform zur Herstellung eines Formkörpers aus ge schäumtem Kunststoff bekannt. Bei den bekannten Verfahren wird in der ein teiligen oder mehrteiligen Werkzeugform umfassend mindestens eine Werk zeugkavität zur Bildung eines formgebenden Formhohlraums der Formhohlraum mit expandierbaren Partikeln und/oder Schaumstoffperlen gefüllt und mit einem unter Druck stehenden Wasserdampf solcher Temperaturen und Feuchte durch strömt, dass die Partikel und/oder Schaumstoffperlen in dem Formhohlraum ex pandieren und miteinander verschweißen (dieses Verfahren wird auch als Dampfkammerverfahren bezeichnet). Weiterhin ist es aus dem Stand der Tech nik bekannt, über zwei gegenüberliegende Werkzeughälften und die Innenseiten der Formkavitäten den formgebenden Formhohlraum zu beheizen und darauf folgend die expandierbaren Partikel und/oder Schaumstoffperlen in den Form hohlraum einzufüllen, welche die Wärmeenergie über die beheizten Formkavi täten aufnehmen und sich in dem Formhohlraum expandieren und miteinander unter Bildung eines geschäumten Kunststoffformkörpers verschmelzen. Der Formhohlraum, welcher über die mindestens eine Werkzeugkavität der Werk zeugform definiert wird, ist bestimmend für die Geometrie des herzustellenden geschäumten Kunststoffform körpers. Der in der Werkzeugform hergestellte Kunststoffform körper kann nach dem Abkühlen über ein Öffnen der Werkzeug form aus der Werkzeugform ausgeworfen werden bzw. aus dieser ausgeformt werden.

Eine derartige Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines geschäum ten Kunststoffformkörpers sind beispielsweise aus der DE 10 2009 006 507 B3 bekannt geworden.

Die bisher aus dem Stand der Technik bekannten geschäumten Kunststoffform - körper verfügen nach Abschluss des vorbeschriebenen Herstellungsprozesses nicht über eine geschlossene bzw. durchgängige Oberfläche. Vielmehr sind an der Oberfläche der geschäumten Kunststoffform körper aufgrund des Expansi onsverfahrens noch Mikrokavitäten vorhanden, in welche beispielsweise Fluide eintreten können. Weiterhin nachteilig ist, dass die Kunststoffformkörper auf grund der vorgenannten Kavitäten keine geschlossene ebene Oberflächenstruk tur aufweisen und sich damit nicht unmittelbar für eine Lackierung der Form körper zum Einsatz beispielsweise in der Automobiltechnik eignen.

Weiterhin verfügen die bisher bekannten geschäumten Kunststoffformkörper le diglich über die Farbe des expandierten bzw. des geschäumten Kunststoffgra nulates, welches als Ausgangsmaterial genutzt wird. Für bestimmte Einsatzbe reiche, beispielsweise der Lebensmittelindustrie, aber auch für den Bereich der Automobiltechnik, ist es eine Forderung, die geschäumten Kunststoffform körper mit einer geschlossenen Oberfläche mit einer geringen Rauigkeit herzustellen um die Formkörper unmittelbar lackieren zu können und beispielsweise als Stoß stange in einem Kraftfahrzeug einsetzen zu können.

Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, die vorgenannten geschäum ten Kunststoffformkörper mittels zusätzlicher Folienschichten zu überziehen, um somit eine geschlossene und ebene Oberfläche für den Stoffform körper zu er halten, wobei bei den bisherigen Herstellungsverfahren nachteilig ist, dass die vorgenannten Kunststofffolien in einem separaten Arbeitsschritt auf die ge schäumten Kunststoffformkörper aufgebracht werden müssen. Ausgehend von dem zuvor aufgeführten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vereinfachtes Herstellungsverfahren zur Her stellung eines geschäumten Kunststoffformkörpers mit einem Filmschichtüber zug vorzuschlagen, welches kostengünstiger und unter reduzierter Herstel lungszeit durchführbar ist und womit weiterhin die Eigenschaften des Kunst stoffform körpers gezielt auf den beabsichtigten Einsatzzweck einstellbar sind.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffform kör pers mit einem Filmschichtüberzug und der Nutzung einer Werkzeugform mit mindestens einer Werkzeugkavität zur Bildung eines formgebenden Formhohl raums umfassend die Verfahrensschritte:

A) Aufheizen mindestens einer Werkzeugkavität der Werkzeugform;

B) Aufbringen eines Granulates auf die mindestens eine aufgeheizte Werkzeug kavität;

C) Aufschmelzen des Granulats in der aufgeheizten Werkzeugkavität zur Aus bildung einer flüssigen Filmschicht;

D) Aufbringen der flüssigen Filmschicht auf einen geschäumten Kunststoffform körper zur Bildung eines Filmschichtüberzuges auf der Oberfläche des Kunst stoffform körpers durch Verschmelzen der flüssigen Filmschicht mit der Oberflä che des Kunststoffform körpers; sowie

E) Abkühlen der Werkzeugkavität und Auswerfen des mit der Filmschicht über zogenen Kunststoffformkörpers.

Im Verfahrensschritt E) wird die Werkzeugform und insbesondere die aufge heizte mindestens eine Werkzeugkavität der Werkzeugform auf die Entfor mungstemperatur heruntergekühlt und darauffolgend der Kunststoffformkörper mit Filmschichtüberzug aus der Werkzeugform als Werkzeug fallendes Bauteil ausgeworfen bzw. ausgeformt. Bei dem im Verfahrensschritt B) aufgebrachten Granulat handelt es sich um das gewünschte Material, aus welchem der auszu- bildende Filmschichtüberzug für den geschäumten Kunststoffformkörper gebil det wird. In dem Verfahrensschritt A) erfolgt das Aufheizen der mindestens einen Werkzeugkavität auf zumindest die Schmelztemperatur des im Verfah rensschritt B) aufgebrachten Granulates zur Ausbildung einer flüssigen Film schicht im Verfahrensschritt C), welche aus dem ausgeschmolzenen Granulat gebildet wird. Die Temperatur der mindestens einen Werkzeugkavität kann, da bei während der Durchführung des Verfahrens derart geführt bzw. gesteuert werden, dass diese während des gesamten Zeitraums der Durchführung zumin dest der Verfahrensschritte B) bis D) im Wesentlichen zumindest oberhalb der Schmelztemperatur des aufgebrachten Granulates liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass ein geschlossener Filmschichtüberzug auf dem Kunststoffformkörper unter Nutzung der bereits vorhandenen Werkzeuge, insbesondere der mehrteiligen Werkzeugformen, her gestellt werden kann. Die bisher gemäß Stand der Technik notwendigen zusätz lichen Vorrichtungen zur Aufbringung insbesondere einer Kunststofffolienschicht oder Textilschichten mit einem Kunststofflayer zur Realisierung eines Überzuges auf dem Kunststoffform körper werden dabei obsolet. Insbesondere ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, dass dieses nahtlos in den bereits vorhandenen Produktionsprozess des Herstellungsverfahrens eingebunden bzw. unmittelbar an diesen angeschlossen werden kann, was eine deutliche Zeiter sparnis bzw. Effektivitätssteigerung mit sich bringt. Durch das Aufschmelzen des Granulats im Verfahrensschritt C) wird eine kontinuierliche Filmschicht aus dem Granulatwerkstoff mit einer definierten Filmschichtdicke in der aufgeheiz ten Werkzeugkavität ausgebildet, wobei die kontinuierliche Filmschicht im auf geschmolzenen bzw. flüssigen Zustand in der aufgeheizten Werkzeugkavität nach Abschluss des Verfahrensschrittes C) vorliegt. Die aufgeschmolzene Film schicht wird dabei im Verfahrensschritt D) im flüssigen Zustand auf den ge schäumten Kunststoffformkörper zumindest anteilig auf dessen Oberfläche zur Bildung eines geschlossenen Filmschichtüberzuges auf der Oberfläche des Kunststoffformkörpers aufgebracht und verschmilzt bzw. erstarrt unmittelbar auf der bisherigen Oberfläche des Kunststoffformkörpers. Die Filmschicht kann dabei die gesamte Oberfläche des geschäumten Kunststoffform körpers oder al ternativ lediglich partielle Oberflächenteilbereiche des Kunststoffform körpers als geschlossene Filmschicht überdecken. Das erfindungsgemäße Verfahren hat weiterhin den Vorteil, dass keine Grate an dem hergestellten Kunststoffform - körper entstehen, womit keine Nacharbeit mehr an den hergestellten Fertigtei len beispielsweise zum Entfernen eines Angusses oder eines überstehenden Grates erforderlich ist.

Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass vor der Durchführung der Ver- fa h re nssch ritte A) bis E) in der Werkzeugform initial der eigentliche Kunststoff formkörper über ein Schäum- bzw. Expansionsverfahren hergestellt wird, wie dieses beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt ist, anschließend die Werkzeugform geöffnet wird, wobei der geschäumte Kunststoffform körper min destens einer ersten Werkzeugkavität verbleibt und die Verfahrensschritte A) bis E) darauffolgend an mindestens einer zweiten gegenüberliegenden Werk zeugkavität durchgeführt werden, wobei das Aufbringen der Filmschicht gemäß Verfahrensschritt D) durch ein erneutes Schließen der Werkzeugform um den bereits expandierten Kunststoffform körper erfolgt und das Abkühlen im Verfah rensschritt E) der mindestens einen Werkzeugkavität im geschlossenen Form zustand erfolgt. Die vorgenannte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens weist den Vorteil auf, dass die Herstellung des Film schichtüberzugs unmittelbar anschließend an das bereits aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffform körpern über die bekannten Expansionsverfahren realisiert wird und wobei die Aufbringung der Filmschicht unter Nutzung der bereits vorhandenen Werkzeug form erfindungsgemäß ermöglicht wird. Aufgrund des unmittelbar an die Her stellung des Kunststoffformkörpers anschließende Erzeugung und Aufbringung der Filmschicht kann eine gute Anbindung bzw. Haftung der Filmschicht an dem Kunststoffform körper realisiert werden, da zwischenzeitliche Verunreinigungen der Anbindungsoberfläche des Kunststoffformkörpers vermieden werden.

Der Kunststoffform körper kann dabei über ein Expansionsverfahren in dem Hohlraum der Werkzeugform unter Nutzung von allen aufschäumbaren Partikel schäume wie beispielsweise: EPS (expandierbares Polystyrol), EPP (expandier bares Polypropylen), EPE (expandierbares Polyethylen), expandierbares ther moplastisches Polyurethan (E-TPU) und Graphit oder Kohlenstoff enthaltendes Polystyrol hergestellt werden. In einer alternativen Ausführungsform des Her stellungsverfahrens kann es ebenfalls vorgesehen sein, den Kunststoffform kör- per über ein Expansionsverfahren in einer ersten Werkzeugform herzustellen und darauffolgend die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte an einer zweiten Werkzeugform vorzunehmen.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Her stellungsverfahrens kann es vorgesehen sein, dass im Bereich der mindestens einen Werkzeugkavität zunächst die Verfahrensschritte A) bis C) durchgeführt werden, anschließend die Werkzeugform geschlossen wird, und der Formhohl raum der Werkzeugform mit einem ersten expandierbaren Kunststoffgranulat bzw. Schaumstoffperlen befüllt wird und anschließend das erste expandierbare Kunststoffgranulat bzw. die Schaumstoffperlen in dem Formhohlraum expan diert werden, wobei der Verfahrensschritt D) dadurch erfolgt, dass der Kunst stoffform kör per gegen die auf der mindestens einen Werkzeugkavität gebildeten flüssigen Filmschicht expandiert wird und mit dieser unmittelbar verschmilzt.

Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen werden, dass der Expansionspro zess des ersten expandierbaren Kunststoffgranulates vorzeitig abgebrochen bzw. vorzeitig nach einer definierten Zeitdauer gestoppt wird, wodurch lediglich ein Anteil des Kunststoffgranulates bzw. der Schaumstoffperlen expandiert wer den. Der noch nicht verschmolzene bzw. nicht expandierte Anteil des ersten Kunststoffgranulates wird darauffolgend aus dem Formhohlraum entfernt, wodurch lediglich eine Schicht des ersten expandierten Kunststoffgranulates an der Filmschicht anhaftet. Der erhaltene Zwischenartikel kann in dem Formhohl raum zur Durchführung weiterer Bearbeitungsschritte belassen oder aus diesem ausgeformt werden.

Bevorzugt kann bei Belassung des Zwischenartikels in dem Formhohlraum nach dem Entfernen des nicht expandierten Anteils des ersten Kunststoffgranulates der Formhohlraum mit einem zweiten expandierbaren Kunststoffgranulat bzw. Schaumperlen befüllt werden, welche anschließend zur Bildung des Kunststoff formkörpers expandiert werden. Durch das beschriebene Verfahren kann ein Kunststoffformkörper hergestellt werden, welcher über eine Filmschicht verfügt, wobei unterhalb dieser Filmschicht eine Schicht von ersten expandierten Kunst stoffpartikeln bzw. Schaumperlen eines ersten Werkstoffes vorliegt, welche mit der Filmschicht verschmolzen bzw. an dieser angebunden ist und darunterlie gend eine zweite Schicht von zweiten expandierten Kunststoff parti kein bzw. Schaumstoffperlen vorliegt, welche aus einem zweiten Werkstoff gebildet ist und welche zumindest mit der ersten Schicht verbunden bzw. an diese ange bunden ist. Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, einen Kunststoffform - körper herzustellen, der aus zwei unterschiedlichen aufgeschäumten Granulaten besteht.

Bevorzugt werden mindestens zwei unterschiedliche expandierbare Kunststoff granulate mit unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften für den Herstellungs prozess genutzt. In einer ersten beispielhaften Ausführungsform kann das erste expandierbare Kunststoffgranulat derart gewählt werden, dass dieses einen lo kalen Schaumkörper mit einer geringen Dichte bei einer gleichzeitig hohen Elas tizität ergibt und das zweite Granulat einen lokalen Schaumkörper mit einer gegenüber dem ersten expandierbaren Kunststoffgranulat höheren Dichte und geringerer Elastizität ergibt. In der Konsequenz kann ein resultierender ge schäumter Kunststoffform körper erhalten werden, welcher unterhalb des Film schichtüberzuges im Bereich der Oberfläche eine weiche und dehnbare Oberflä che aufweist, wobei der untere lokale Schaumbereich strukturell stabil und un verformbar ist.

In einer alternativen Ausführungsform kann das erste expandierbare Kunststoff granulat über eine höhere Steifigkeit und eine höhere Dichte als das zweite ex pandierbare Kunststoffgranulat aufweisen, derart, dass ein Artikel mit sehr stei fer Oberfläche bei gleichzeitig reduziertem Gewicht erhalten werden kann. Die Vorsehung einer ersten Schaumstoffschicht, gebildet aus einem expandierbaren Kunststoffgranulat mit einer hohen Steifigkeit und gleichzeitig hohen Dichte, weist den Vorteil auf, dass Filmschichtüberzüge mit einer geringen Filmdicke realisiert werden können. Durch gezielte Auswahl des ersten und zweiten expandierbaren Kunststoffgra- nulates können die resultierenden lokalen Eigenschaften der Schaumschichten, welche den Kunststoffformkörper bilden, gezielt beeinflusst werden. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass durch Wiederholung des Verfahrens mehr als zwei unterschiedliche expandierbare Kunststoffgranulate zur Bildung des Kunst stoffformkörpers verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann es dementsprechend vorgesehen werden bei Belassung des Zwischenarti kels in dem Formhohlraum nach dem Entfernen eines nicht expandierten Anteils des ersten Kunststoffgranulates den Formhohlraum mit mindestens zwei weite ren expandierbaren Kunststoffgranulaten bzw. Schaumperlen zu befüllen, wel che anschließend zur Bildung des Kunststoffformkörpers expandiert werden. Wobei jeweils der Expansionsprozess des weiteren expandierbaren Kunststoff granulates vorzeitig abgebrochen bzw. vorzeitig nach einer definierten Zeit dauer gestoppt werden, wodurch lediglich ein Anteil des weiteren Kunststoffgra nulates bzw. der Schaumstoffperlen expandiert werden. Der noch nicht ver schmolzene bzw. nicht expandierte Anteil des weiteren Kunststoffgranulates kann wiederum darauffolgend aus dem Formhohlraum entfernt werden, wodurch Schichten definierten Dicken der weiteren expandierten Kunststoffgra- nulate erzeugbar sind. Durch das beschriebene Verfahren wird es ermöglicht einen Kunststoffformkörper herzustellen, welcher über eine Filmschicht verfügt, wobei unterhalb dieser Filmschicht eine Schicht von ersten expandierten Kunst stoffpartikeln bzw. Schaumperlen eines ersten Werkstoffes vorliegt, welche mit der Filmschicht verschmolzen bzw. an dieser angebunden ist und darunterlie gend eine beliebige Anzahl weiteren Schichten von weiteren expandierten Kunststoffpartikeln bzw. Schaumstoffperlen vorliegt, welche aus weiteren Werk stoffen gebildet werden können und welche zumindest mit der ersten Schicht verbunden bzw. an diese angebunden ist. Das beschriebene Verfahren ermög licht es, einen Kunststoffformkörper mit einer Filmschicht und einer beliebigen Anzahl von darunterliegen Lagen von expandierten Kunststoff parti kein herzu stellen. Es kann folglich ein sogenannter Multilayerformkörper mit insbesondere 3 bis 6 Schichten erzeugt werden. Weiterhin kann es vorgesehen werden, dass das Granulat im Verfahrensschritt B) über den Bereich der mindestens einen Werkzeugkavität hinaus auf die Ober fläche der mehrteiligen Werkzeugform aufgebracht wird und dass mindestens ein Teil der mehrteiligen Werkzeugform einen Dichtring umfasst, welcher beim Schließen der Werkzeugform das Granulat außerhalb des Bereiches der mindes tens einen Werkzeugkavität zu einer Wulst im Randbereich der mindestens ei nen ersten und/oder zweiten Werkzeugkavität aufwirft. Der Dichtring ist an ei nem ersten Teil der Werkzeugform angeordnet und überstreicht beim Schlies- sen der Werkzeugform den umliegenden Bereich der gegenüberliegenden Werk zeugkavität des mindestens einen zweiten Teils der Werkzeugform. Bei dem vorgenannten Überstreichen wird das außerhalb der Werkzeugkavität aufge brachte Granulat im aufgeschmolzenen Zustand durch die Bewegung des Dich trings relativ zu der gegenüberliegenden Werkzeugkavität zusammengeschoben und bildet eine die gegenüberliegende Werkzeugkavität begrenzende Wulst aus. Damit wird bei der Aufbringung eines Filmschichtüberzuges lediglich auf einer anteiligen Oberfläche des Kunststoffformkörpers eine sichtbare Kante am Ende des Filmschichtüberzuges verhindert. Weiterhin wird die umlaufende Kante des Filmschichtüberzuges mittels der Wulst besser an den Schaumkörper angebun den, derart, dass ein Ablösen in den Randbereichen des Filmschichtüberzuges vermieden werden kann. Besonders bevorzugt ist die dem Dichtring gegenüber liegende Werkzeugform konisch ausgestaltet, derart, dass der Dichtring besser in die gegenüberliegende Werkzeugform einführbar ist.

Weiterhin bevorzugt kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Gra nulat für den Filmschichtüberzug im Verfahrensschritt B) mittels einer Sprühpis tole auf die mindestens eine Werkzeugkavität aufgebracht wird.

Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann es vorgesehen sein, dass die mindestens eine auf zuheizende Werkzeugkavität im Verfahrensschritt A) die Einleitung eines Heiz mediums über entsprechende Heizkanäle in der mindestens einen Werkzeug kavität aufgeheizt wird. Als Heizmedium können beispielsweise aufgeheiztes Öl, Wasser oder ein Wasserdampfgemisch zugeführt werden. Alternativ kann die mindestens eine Werkzeugkavität durch mindestens eine aktive Heizeinrichtung aufgeheizt werden, wie beispielsweise ein elektrisches Heizelement, wie insbesondere ein Widerstandsheizelement, ein Kaltleiterele ment, oder ein induktives Heizelement.

Bevorzugt kann es auch vorgesehen werden, die mindestens eine Werkzeug kavität direkt mit einer externen Wärmequelle, wie beispielsweise einem Heiz luftstrom, zu erwärmen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine Werkzeug kavität über eine Strahlungsheizung, wie beispielsweise einen Infrarotstrahler, aufgeheizt werden oder alternativ ebenfalls über mindestens einen Heizbrenner aufgeheizt werden.

Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt A) die mindestens eine aufzuheizende Werkzeugkavität mindestens eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des aufgebrachten Granulates, insbesondere auf eine Tem peratur im Bereich von 80°C bis 260°C, aufgeheizt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt B) ein pulverförmiges thermoplastisches Kunststoffgranulat auf die mindestens eine Werkzeugkavität aufgebracht wird. Das thermoplasti sche Kunststoffgranulat kann dann über die Aufheizung der Werkzeugkavität zum Aufschmelzen gebracht werden, wodurch in der Werkzeugkavität eine durchgängige aufgeschmolzene Schicht des thermoplastischen Kunststoffes vorliegt.

Die Granulate können auch mit Zusatzstoffen vermischt und in die mindestens eine Werkzeugkavität aufgetragen werden. Als granulierte Zusatzstoffe könnten insbesondere Glasfasern und/oder Carbonfasern genutzt werden. Erfindungsgemäß kann es vorgesehen werden dass während oder nach Durch führung des Verfahrensschrittes C) zumindest in Teilbereiche der Oberfläche der mindestens einen Werkzeugkavität eine Lage eines Vlies oder eines Textils, wie eines Gewebes oder Gewirkes eingelegt und bevorzugt in die flüssige Filmschicht eingebettet bzw. durch diese durchtränkt wird. Besonders bevorzugt können die eingelegten Lage definierte Außenkonturen und Abmessungen aufweisen.

Besonders bevorzugt kann ein thermoplastisches Kunststoffgranulat mit einer definierten RAL-Farbe auf die mindestens eine Werkzeugkavität aufgebracht werden, wodurch ein Filmüberzug in einer gewünschten definierten RAL-Farbe herstellbar ist. Weiterhin können Kunststoffgranulate mit besonderen Eigen schaften verwendet werden, wie beispielsweise mit dissipativen Eigenschaften, Flammbeständigkeit, Lebensmitteleignung, Resistenz gegen UV-Strahlung, Re sistenz gegen Hitze, gesteigerte Wasserdichtigkeit, erhöhte Durchschlagsfestig keit, erhöhte Abriebsfestigkeit. Weiterhin kann für den Filmschichtüberzug ein Kunststoff genutzt werden, welcher einen stoffschlüssigen Verbund mit dem Kunststoffformkörper bildet. Hierdurch wird es ermöglicht, den hergestellten Kunststoffformkörper weiterhin gezielt mit gewünschten Eigenschaften auszu gestalten.

Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen werden, dass der Kunststoffform körper als auch der Filmschichtüberzug aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff zur Realisierung eines Monomaterialverbundes verwendet werden, so kann beispielsweise eine Kombination der Kunststoffe PP mit EPP oder PS mit EPS zur Verwendung kommen. Aufgrund des Monomaterialverbundes kann der hergestellte Kunststoffformkörper mit Filmschichtüberzug aufgrund des einheit lichen Materials besser recycelt werden.

Weiterhin kann erfindungsgemäß mindestens eine Werkzeugkavität mit einer definierten Oberflächentextur genutzt werden, welche ein definiertes Oberflä chenmerkmal der Filmschicht bewirkt. Beispielsweise kann die Oberfläche des Filmschichtüberzuges mit definierten Texturen, extrem glatten bzw. rauen Oberflächen mit definierten Rauigkeiten oder Klettoberflächen ausgestattet wer den.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist es vorgesehen, dass im Verfahrensschritt B) ein pul verförmiges Polypropylen (PP) auf die mindestens eine Werkzeugkavität aufge bracht wird.

Gemäß einer weiterhin besonders bevorzugten Ausführungsform kann es vor gesehen sein, dass im Verfahrensschritt B) lediglich auf definierte Teilbereiche der mindestens einen Werkzeugkavität anteilig Granulat zur Ausbildung min destens einer bereichsweisen Filmschicht aufgebracht wird, wobei insbesondere Teilbereiche der mindestens einen Werkzeugkavität abgedeckt werden können, um dort im Verfahrensschritt B) einen Granulatauftrag zu verhindern.

Weiterhin bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass in unterschiedlichen Teilbe reichen der Werkzeugkavität das Granulat mit definierten unterschiedlichen Schichtdicken aufgebracht wird, derart, dass ein Filmschichtüberzug mit lokal unterschiedlichen Filmschichtdicken auf dem geschäumten Kunststoffform kör- per herstellbar ist. Durch das vorgenannte Verfahren wird es erstmals ermög licht, gezielt Oberflächenbereiche mit unterschiedlichen Festigkeiten bzw. auch Biegesteifigkeiten in dem Filmschichtüberzug zu realisieren. Insbesondere wird es ermöglicht, in der Oberfläche geschwächte Bereiche einzubringen, welche beispielsweise bei Verwendung des Kunststoffform körpers im Kraftfahrzeugbe reich ein definiertes Verformungsverhalten, beispielsweise im Anstoßfall, bewir ken.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt B) auf die Werkzeugkavität ein Granulat mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,05 mm bis 2 mm aufgebracht wird. Die Schichtdicke des Granulates kann dabei in Ab hängigkeit von dem darunterliegenden expandierten Kunststoffgranulat getrof fen werden. Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt E) die mindestens eine abzukühlende Werkzeugkavi tät konvektiv und/oder konduktiv gekühlt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt E) die mindestens eine abzukühlende Werkzeug kavität gekühlt wird, in dem ein Kühlmedium durch Kanäle der mindestens einen Werkzeugkavität geleitet wird. Bei dem zugeführten Kühlmedium kann es sich beispielsweise um eine Kühlflüssigkeit, insbesondere um Öl, Kühlluft oder Kühl wasser, handeln.

Alternativ kann es vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt E) die mindestens eine abzukühlende Werkzeugkavität gekühlt wird, indem ein Kühlmedium über mindestens eine Düseneinrichtung mindestens eine abzukühlende Werkzeug kavität aufgesprüht wird, insbesondere kann vorgesehen sein, dass Wasser im flüssigen Zustand über mehrere Düseneinrichtungen, insbesondere zerstäu bende Düsen, auf die abzukühlende mindestens eine Werkzeugkavität aufge sprüht wird.

Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Temperatur der mindestens einen im Verfahrensschritt A) aufzuheizenden Werkzeugkavität mit tels eines Temperatursensors überwacht wird. Mittels des Temperatursensor können ebenfalls bevorzugt die gewünschten Prozesstemperaturen während des gesamten Herstellungsverfahrens bzw. in definierten Verfahrensschritten über wacht und in Abhängigkeit der Messwerte gezielt gesteuert werden.

Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass mit dem Temperatursensor die Zufuhr von Heizmedium bzw. alternativ die elektrischen Düseneinrichtungen gesteuert werden können.

Insbesondere kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass zur Fertigung des ge schäumten Kunststoffformkörpers nach Durchführung der Verfahrensschritte A) bis C) in die geschlossene Werkzeugform mindestens ein Partikelschaumgranulat über mindestens eine Injektoreinrichtung in die Werk zeugform zugeführt wird. Die Werkzeugform kann über mehrere Injektorein richtungen auch lokal mit unterschiedlichen expandierbaren Kunststoffgranula ten befüllt werden.

Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen werden, die Verfahrensschritte A) bis C) an mindestens einer externen Werkzeugkavität durchzuführen, welche über eine Verschiebung mit der Werkzeugform im Verfahrensschritt D) und E) zur Bildung des Formhohlraums zusammengeführt wird. Beispielsweise kann ein Drehtellerwerkzeug mit mehreren Werkzeugkavitäten erfindungsgemäß ver wendet werden.

Nachfolgend werden einige Beispiele des erfindungsgemäßen Herstellungsver fahrens ausgeführt.

Beispiele 1, 2 und 3:

Ein quadratisches Werkzeug mit den Abmessungen 370 x 370 x 60 mm wurde verwendet, um Platten nach dem Dampfkammerverfahren auf Basis von EPP - expandierten Polypropylenschaumpartikeln (Handelsbezeichnung Eperan-PP VB45, M30 und VB15 von Kaneka Belgium N.V.) herzustellen. Die Platten wur den 24 Stunden in einem Ofen bei 80°C stabilisiert und bei Umgebungsbedin gungen (23°C - 50% relative Luftfeuchtigkeit) gelagert. Eine kreisförmige Heiz platte wurde elektrisch auf eine Temperatur von 220°C erhitzt, ein Granulat (Polypropylen "Gray EX1Y 1876" von Axalta Coating Systems GmbH) wurde auf die erhitzte Platte gesprüht und aufgeschmolzen. Die EPP-Platte wurde auf die Schicht aus geschmolzenem Granulat gepresst, die Platte mittels Luft abgekühlt und als Ergebnis hat man ein filmbeschichtetes geschäumtes Kunststoffteil er halten.

Beispiele 4 und 5:

Eine Kavität eines Werkzeuges zur Herstellung von Schüsseln (Beispiel 4) und eine Kavität eines Werkzeuges zur Herstellung einer A-Säulenverkleidung für Fahrzeuge (Beispiel 5) wurden mit der Variotherm-Technologie auf 185°C bzw. 180°C erhitzt. Bei der Variotherm-Technologie handelt es sich um ein Heiz- und Kühlsystem, mit dem die Temperatur in allen Bereichen eines Werkzeugs prä zise geregelt werden kann. Hierbei muss die Werkzeugkavität nicht zwangsläu fig in die Dampfkammer der Formmaschine integriert sein. Auf die erhitzte Ka vität wurde ein Granulat (Polypropylen "Black EX1Y 1886" bzw. "EX1Y 1886 Blue 565" der Axalta Coating Systems GmbH) aufgesprüht und aufgeschmolzen. Das Werkzeug wurde geschlossen und die Kavität wurden mit EPP - expandierten Polypropylenschaumpartikeln (Warenzeichen "Eperan-PP MN20" und "Eperan- PP VB 20" von Kaneka Belgium N.V.) gefüllt und das Dampfkammerverfahren wurde angewandt. In beiden Fällen konnte ein geschäumtes Kunststoffteil ge fertigt werden, das teilweise in den gewünschten Bereichen zu 100 % mit einer Filmschicht bedeckt war.

Beispiele 6, 7, 8, 9, 10 und 11:

Werkzeuge zur Herstellung einer Schüssel (Beispiele 6, 7) und einer A-Säulen- verkleidung für Fahrzeuge (Beispiele 8, 9, 10, 11) wurden verwendet, um ge schäumte Kunststoffteile nach dem Dampfkammerverfahren herzustellen, ba sierend auf EPP - Schaumpartikeln aus expandiertem Polypropylen (Warenzei chen Eperan-PP VB30, VB20, M30 und MN20 von Kaneka Belgium N.V.). Am Ende des Zyklus wurde das Teil jedoch nicht ausgeworfen und verblieb in einer Kavität. Die andere Kavität wurde mittels Variotherm-Technologie auf 180 bis 185°C erwärmt. Auf die Oberfläche der beheizten Kavität wurde ein Granulat (Polypropylen "Black EX1Y 1886" und " EX1Y 1886 Blue 565 " der Axalta Coating Systems GmbH) aufgesprüht und aufgeschmolzen. Das Werkzeug wurde wieder geschlossen und abgekühlt. In beiden Fällen konnte ein geschäumtes Kunst stoffteil gefertigt werden, das teilweise in den gewünschten Bereichen zu 100 % mit einer Filmschicht bedeckt war.

Beispiele 12 und 13 Eine A-Säulenverkleidung eines Fahrzeuges wurde nach dem Dampfkam merverfahren hergestellt, basierend auf EPP - expandierten Polypropylen schaumpartikeln (Warenzeichen Eperan-PP VB20 und M30 von Kaneka Belgium N.V.). Die A-Säulenverkleidung wurde 24 Stunden in einem Ofen bei 80°C sta bilisiert und bei Umgebungsbedingungen (23°C - 50% relative Luftfeuchtigkeit) gelagert. Eine Kavität der A-Säulenverkleidung wurde mittels Variotherm-Tech- nologie auf 180°C erwärmt, ein Granulat (Polypropylen „Black EX1Y 1886" der Axalta GmbH) auf die beheizte Kavität aufgesprüht und aufgeschmolzen. Die geschäumte A-Säulenverkleidung wurde auf die Schicht aus geschmolzenem Granulat gedrückt, die Platte wurde abgekühlt und ein geschäumtes Kunststoff teil mit einer Filmbeschichtung konnte gefertigt werden. Diese Methode hat sich für kleine Serien als sehr praktisch erwiesen.

Beispiel 14:

Die Kavität der A-Säulenverkleidung wurde mittels Variotherm-Technologie auf 180°C erwärmt, ein Granulat (Polypropylen "Black EX1Y 1886" der Axalta Coating Systems GmbH) wurde auf die beheizte Kavität gesprüht und aufge schmolzen. Das Werkzeug mit der heißen Kavität wurde geschlossen und ex pandierte Polypropylenschaumpartikel (Warenzeichen EPERAN-PP M30 von Ka neka Belgium N.V.) vom Typ X wurden in das Werkzeug gefüllt, die dann teil weise an der geschmolzenen Filmschicht hängen blieben und eine erste Schicht mit niedriger Dichte (weich) bildeten. Die nicht anhaftenden, überschüssigen Schaumpartikel wurden aus der Kavität abgesaugt. Schaumpartikel vom Typ Y (Marke EPERAN-PP VB20 von Kaneka Belgium NV) wurden in das Werkzeug ge füllt und das Dampfkammerverfahren wurde angewandt. Es konnte ein ge schäumtes Kunststoffteil gefertigt werden, das teilweise in den gewünschten Bereichen zu 100 % mit einer Folienschicht bedeckt war. Durch den Einsatz von Typ X und Typ Y konnten darüber hinaus zwei Schichten mit unterschiedlicher Dichte (weich und hart) realisiert werden.

Beispiel 15:

Die Kavität der A-Säulenverkleidung wurde mittels Variotherm-Technologie auf 180°C erwärmt, ein Granulat (Polypropylen "Black EX1Y 1886" der Axalta Coating Systems GmbH) wurde auf die beheizte Kavität gesprüht und aufge schmolzen. Das Werkzeug mit der heißen Kavität wurde geschlossen und ex pandierte Polypropylenschaumpartikel (Warenzeichen EPERAN-PP M30 von Ka- neka Belgium N.V.) vom Typ X wurden in das Werkzeug gefüllt, die dann teil weise an der geschmolzenen Filmschicht hängen blieben und eine erste Schicht mit niedriger Dichte (weich) bildeten. Die Kavität wurde abgekühlt. Die nicht anhaftenden, überschüssigen expandierten Polypropylenschaumpartikel wurden aus dem Werkzeug abgesaugt und die Filmschicht mit der aus anhaftenden Schaumpartikeln vom Typ X gebildeten Schicht wurde dem Werkzeug entnom men und gelagert. Zu einem späteren Zeitpunkt wurde die Filmschicht mit an geschmolzener Schicht aus Schaumpartikeln wieder in ein Werkzeug eingelegt. Expandierte Polypropylenschaumpartikel vom Typ Y (Warenzeichen Eperan-PP VB20 von Kaneka Belgium NV) wurden in das Werkzeug eingeblasen und das Dampfkammerverfahren wurde angewendet. Es konnte ein geschäumtes Kunst stoffteil gefertigt werden, das teilweise in den gewünschten Bereichen zu 100 % mit einer Folienschicht bedeckt war. Durch den Einsatz von Typ X und Typ Y konnten darüber hinaus zwei Schichten mit unterschiedlicher Dichte (weich und hart) realisiert werden.

Tabelle 1: Beschreibung der Beispiele 1 bis 15 und des Vergleichsbeispiels 1

Tabelle 2: Bei Muster Ex 1 bis Ex 15 angewandte Verfahren, um geschäumte Kunststoffteile mit einer Filmbeschichtung herzustellen:

(1) Variotherm ist ein Heiz- und Kühlsystem, mit dem die Temperatur in allen Bereichen eines Werkzeugs präzise geregelt werden kann. Hierbei muss die Werkzeugkavität nicht zwangsläufig in die Dampfkammer der Formmaschine integriert sein .

(2) Sprühsystem der Nordson Deutschland GmbH: Pulver wird aus einem Vorrats- oder Aufgabehälter mittels Dense Phase Pump-Technologie zu einer Pulversprühpistole (Encore HD-System) überführt, die das Pulver mit oder ohne elektrostatische Aufladung aufträgt.

Das Aufschmelzen des Granulats kann auch auf einer Kavitätskopie vollflächig oder teilflächig ausserhalb der Formteilmaschine geschehen. Dies er möglicht kürzere Zykluszeiten und darüber hinaus auch das Beschichten von dicken geschäumten Kunststoffteilen, wenn allseitig Dampfdüsen erfor derlich sein sollten.

BEWERTUNGSMETHODEN

Dichte des Schaumstoffteils:

Die Formteildichte MD (g / I) des in Tabelle 3 angeführten geschäumten Kunststoffteils wurde be rechnet, indem das Gewicht W1 (g / des geschäumten Kunststoffteils durch das Volumen VI (L) des geschäumten Kunststoffteils geteilt wurde: MD = W1 / VI (g / I)

Wasserdurchlässigkeit

Eine l-% Seifenlösung auf Wasserbasis wurde hergestellt, indem 25 g Geschirrspülmittel (Waren zeichen "Dreft-Original" von Procter & Gamble) zu 2500 ml Wasser bei einer Temperatur von 25 Q C gegeben wurden.

Ein Schaumstoffteil in Form einer zylindrischen Schüssel hat ein Gesamtvolumen von 1600 ml. Die Innenfläche der Schüssel ist mit einer Filmschicht überzogen. Es hat einen offenen Durchmesser D von 190 mm und die Dicke des Bodens und der Wand betragen 10 mm. Die Schüssel wird bei Um gebungsbedingungen (23 ° C - 50% relative Luftfeuchtigkeit) gelagert und das Gewicht W2 (g) der Schüssel wird gemessen.

Ein Volumen V 2 von 800 ml oder 800.000 mm 3 , das 50% des Gesamtvolumens der Schüssel ent spricht, der Seifendispersion wird in die Schüssel gegossen. Die Wassersäule in der Schüssel hat eine Höhe von 28.32 mm = 800.000/ ((p*190 2 )/4). Die Schüssel wird 24 Stunden bei Umgebungs bedingungen (23 ° C - 50% relative Luftfeuchtigkeit) gelagert.

Als nächstes wird die restliche Seifenlösung aus der Schüssel entfernt, die Innenfläche der Schüs sel wird mit einem Papiertuch trockengerieben, und das "Nassgewicht" W3 (g) der Schüssel wird innerhalb von 5 Minuten nach dem Entfernen der Seifendispersion gemessen.

Die Wasserdurchlässigkeit WP wird als Prozentsatz der Gewichtszunahme der Schale ausgedrückt: WP (%) = (W3 - W2) / W2 * 100

Härte

Die Härte des geschäumten Kunststoffteils wird gemäß ASTM D2240 gemessen. Das Ergebnis wird als "Shore A" Wert angegeben.

Farbhomogenität

Die Farbe eines geschäumten Kunststoffteils mit und ohne Folienbeschichtung wird mit einem Ge rät von BYK Gardner mit Farbkugelsystem gemessen, das auf dem CIElab- Farbsystem basiert.

Das Ergebnis einer Farbmessung wird als Satz von L-, a * - und b * -Werten ausgedrückt.

Der L-Wert variiert von 0 bis 100, von Weiß bis Schwarz.

Der a * -Wert variiert von -127 bis +127, von grün bis rot.

Der b * -Wert variiert von -127 bis +127, von blau bis gelb. An fünf verschiedenen Stellen einer Fläche von 20.000 mm 2 werden Farbmessungen durchgeführt und die durchschnittlichen L-, a * - und b * -Werte berechnet.

Der Farbunterschied zwischen 2 Messungen wird als D E dargestellt und wie folgt berechnet:

Für jede einzelne Farbmessung D E , ist gegenüber dem Mittelwert berechnet L, a * und b * -Wer ten, mit i von 1 bis 5. Schließlich wird die variierende Gesamt D E als Mittelwert, der berechnet wird fünf D E , Werte.

Tabelle 3

Im Nachfolgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Es zeigen: Figur 1 eine Schnittansicht durch eine Werkzeugform im ge schlossenen Zustand;

Figur 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeug kavität während des Aufbringens von Granulat;

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer Werkzeugform mit einem erfindungsgemäß hergestellten geschäumten Kunststoff form; sowie

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Werkzeugform mit einem externen Heizsystem.

Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Werkzeugform 2 im geschlossenen Zustand, wobei die Werkzeugform 2 durch zwei gegenüberliegende Werkzeug kavitäten 21a und 21b gebildet ist, wobei die vorgenannten gegenüberliegenden Werkzeugkavitäten 21a sowie 21b einen formgebenden Formhohlraum 22 um schließen. Die erste Werkzeugkavität 21a ist in dem dargestellten Ausführungs beispiel mit einer Vielzahl von Heizkanälen 24 ausgestattet, worüber ein Heiz medium der ersten Werkzeugkavität 21a zuführbar ist, worüber die erste Werk zeugkavität 21a auf eine definierte Temperatur aufheizbar ist.

In der Figur 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Werkzeugkavität 21 einer Werkzeugform 2 dargestellt, wobei die dargestellte Werkzeugkavität einen Temperatursensor 4 umfasst, mittels dessen die Temperatur der Werkzeugkavi tät 21 messbar ist. In der Figur 2 ist der Prozess des Aufbringens des Granulates 3 mittels einer Sprühpistole 32 dargestellt, wobei das aufgebrachte Granulat im Bereich der Werkzeugkavität 21 eine Filmschicht 31 mit einer Filmschichtdicke 33 ausbildet. Wie dies ebenfalls der Figur 2 entnehmbar ist, sind durch gezieltes Aufbringen des Granulats 3 mittels der Sprühpistole 32 die Schichtdicken 33 des aufgetragenen Granulates 3 abschnittsweise in der Werkzeugkavität 21 einstell bar bzw. gezielt beeinflussbar.

Die Figur 3 zeigt einen Kunststoffform körper mit einem anteiligen Filmschicht überzug 11, wobei der Schaumstoffformkörper unter Nutzung der Werkzeug form 2, welche aus einer ersten Werkzeugkavität 21a und einer zweiten gegen überliegenden Werkzeugkavität 21b gebildet ist, worüber der Kunststoffform - körper hergestellt wurde, mittels Aufbringen von Kunststoffgranulat 3 auf die zweite Werkzeugkavität 21 wurde der Filmschichtüberzeug 11 auf dem Kunst stoffform kör per 1 erfindungsgemäß aufgebracht.

Die Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugkavität 21 mit einem Temperatursensor 4 und einer externen Wärme quelle 55 in Form von mehreren Heizstrahlern mit Richtungsblenden. Die Werk zeugkavität 21 kann mittels der externen Wärmequelle 55 auf eine definierte Temperatur aufgeheizt werden, der Sensor 4 kann zur Steuerung der Wärme quelle 55 verwendet werden.