DE68912291T2

DE68912291T2 - Herstellung von Verbundextrudaten.

Info

Publication number: DE68912291T2
Application number: DE68912291T
Authority: DE
Inventors: John Edward Cook
Original assignee: Schlegel UK Holdings Ltd
Current assignee: Metzeler Automotive Profile Systems (uk)ltd Coal
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2009-11-22
Also published as: JPH02212118A; DE68912291D1; US5415822A; CA2002907A1; US6245409B1; KR0160497B1; KR900007498A; ES2050253T3; US6024906A; AU4474989A; MX170037B; GB8827180D0; BR8905852A; US5686165A; AU624442B2; US5411785A; US20020061385A1; EP0372745A1; EP0372745B1; JP2832850B2

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Kompositextrudaten und mittels der Verfahren hergestellte Extrudate. Bei deartigen Extrudaten umfaßt ein Bereich des Grundkörpers des Extrudates ein extrudiertes wärmehärtendes Polymer, und ein weiterer Bereich des Extrudates umfaßt ein thermoplastisches Polymer, das mit dem wärmehärtenden Material verbunden ist. Der weitere Bereich kann ein Oberflächenbereich oder innerhalb des Extrudates angeordnet sein.
In der Motorenindustrie und der Bauindustrie ist es üblich, Dichtungssektionen entweder aus einem schwarzen, wärmehärtenden, polymeren Material zu extrudieren, welches einen Füllstoff oder mehrere enthält, um die Kosten des Extrudates zu verringern, oder dieselben aus einem teureren thermoplastischen Material zu extrudieren. In jedem Falle besteht jedoch häufig die Forderung bezüglich des Extrudates, dar dessen Eigenschaften verändert werden. Um z.B. das polymere Material einer U-förmigen Kantenschutz- oder Türdichtung zu versteifen, wird dem Extrudat ein metallischer Träger einverleibt. Alternativ (oder zusätzlich) kann ein zweites polymeres Material mit dem ersten polymeren Material koextrudiert werden. Dies ist bei teuren thermoplastischen Polymeren relativ leicht, nicht jedoch bei wärmehärtenden Polymeren. Es besteht daher ein Bedürfnis bei Kautschuktechnikern, einen speziellen Kautschuk bzw. Gummi herzustellen, der verträglich mit den härteren, teureren thermoplastischen Materialien ist und daher sich mit diesen messen kann. So besteht z.B. sowohl in der Motorenindustrie als auch in der Bauindustrie das Erfordernis, daß Kautschukextrudate zugänglich sind, deren Farbe zu dem Automobilanstrich und/oder den Polstern in dem einen Fall paßt, und die Farbe in dem anderen Fall zu Fensterrahmen und dergleichen paßt, oder die Kautschukextrudate weisen eine spezielle dekorative Oberfläche oder Oberflächencharakteristika auf, die sich von denen des Grundkörpers des Extrudates unterscheiden.
Es ist auch bekannt, wärmehärtende elastomere Extrudate unter Verwendung von Metallträgern zu versteifen oder von innen zu verstärken. Diese weisen ausgezeichnete Eigenschaften auf, der Metallträger ist jedoch schwer und kann rosten und ist relativ teuer in der Herstellung.
Es besteht daher ein fortwährendes Bedürfnis für ein befriedigenderes, jedoch weniger teures Produkt.
In der GB-A-21 09 042 wird ein Kautschukextrudat offenbart, bei dem eine Beschichtung aus einem Polymeren mit niedriger Reibung bzw. Friktion wie PTFE auf die Oberfläche des extrudierten Abschnittes unter Verkleben oder Aufsprühen aufgebracht wird, um den Reibungswiderstand des Extrudates zu verringern. Bei vielen Oberflächenbeschichtungen, die normalerweise sehr dünn sind, ist es schwierig und gelegentlich unmöglich, eine Qualitätskontrolle des Extrudates beizubehalten, und es ist fast unmöglich, mit Instrumenten zu messen, ob die Beschichtung vorhanden ist oder nicht. Weiterhin ist es außerordentlich schwierig, ob nun die Oberflächenschicht mittels Aufsprühen oder Verkleben aufgebracht wird, eine befriedigende Bindung zwischen dem Kautschuk und der Oberflächenbeschichtung zu erhalten, und die aufgesprühte Beschichtung neigt zur Rißbildung bzw. zum Crazing im praktischen Einsatz, wogegen die verklebte Schicht zum Abschälen neigt.
Es ist weiterhin aus der GB-A-15 45 511 bekannt, zwei verschiedene Kautschukmaterialien zu koextrudieren, so daß die äußere Oberfläche des Extrudates sich von dem Grundkörper des Extrudates unterscheidet. Der Grundkörper des Extrudates kann z.B. aus einem relativ kostengünstigen Kautschukpolymer und die Oberfläche aus einem unterschiedlichen Kautschukpolymer mit gewünschten Eigenschaften bestehen. Unglücklicherweise sind jedoch derartige Extrudate schwierig herzustellen, und wenn das Oberflächenpolymer eine andere Farbe als der Grundkörper des Extrudates aufweisen soll, ist es fast unmöglich, eine Farbqualität aufrechtzuerhalten und die Farbe an andere Farben anzupassen, und zwar wegen der Tendenz von koextrudierten Kautschukpolymeren zum Verlaufen und Vermischen. In jedem Falle ist es außerordentlich schwierig, die Extrusionsapparatur in befriedigender Weise zu reinigen, wenn eine Farbänderung erforderlich ist, und ein speziell gefärbtes Kautschukpolymer auf einen im wesentlichen schwarzen, wärmehärtenden polymeren Grundkörper zu koextrudieren.
In der US-A-45 13 044 wird eine Türdichtung aus gefärbtem Kautschuk beschrieben, die einen Dichtbereich aus Schaumgummi und einen U-förmigen Kantenschutz- oder Kantenaufnahmebereich aus festem Kautschuk mit einem Metallträger als Einsatz umfaßt, wobei eine farbige, feste Kautschukschicht den Kantenschutzbereich und einen Teil des Dichtungsbereichs überlagert. Die bei der GB-A-15 45 511 auftretenden Probleme treten auch bei diesem Produkt auf.
Es ist weiterhin aus EP-A-02 00 618 und EP-A-01 24 955 bekannt, wärmehärtende polymere Materialien in Form von Fensterführungen oder Dichtungsstreifen zu extrudieren, und in das wärmehärtende elastomere Material ein zweites polymeres Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten einzuverleiben, welches an die Oberfläche des Extrudates wandert, um dessen Oberflächen-Reibungskoeffizienten zu verringern. Derartige Produkte leiden jedoch unter dem Nachteil, daß sie grundsätzlich aus relativ teuren thermoplastischen Materialien gebildet werden.
Die US-A-45 38 380 offenbart eine Wetterdichtung mit einem halb-starren Basisteil aus Polypropylen, einem schlauchförmigen Dichtungsteil aus einem thermoplastischen Elastomeren und einem dünnen Film aus Polypropylen, oder eine Mischung aus Polypropylen und einem thermoplastischen Elastomeren, das das schlauchförmige Dichtungselement vollständig oder teilweise überdeckt. Das Produkt wird als Einzelextrudat ausgebildet, und der Film liefert eine Berührungsfläche mit niedriger Reibung gegenüber dem Dichtungsteil aus reinem thermoplastischen Elastomeren, welches elastisch ist und sich über einen weiten Temperaturbereich anpaßt. Erneut wird das Extrudat aus teuren thermoplastischen Materialien gebildet.
Die US-A-46 76 856 offenbart eine extrudierte Türdichtung, die einen Träger aus einem thermoplastischen Polymeren anstelle des üblichen Metallträgers enthält, um den ein wärmehärtendes Polymer (Kautschuk) extrudiert wird. Nach der Extrusion wird das Produkt erhitzt, um den Kautschuk zu härten, und wird anschließend abgekühlt, so daß der Träger spröde wird und entlang vorbestimmten Bruchlinien gebrochen werden kann, um dem Produkt eine Flexibilität zu verleihen, wonach das Produkt in einer solchen Weise erhitzt wird, dar der Träger erneut weich wird und er in seine erforderliche U-Form überführt werden kann. Obwohl die in dieser Beschreibung offenbarte Türdichtung in erster Linie aus Kautschuk gebildet ist, ist diese teuer in der Herstellung, und zwar infolge der verschiedenen Stufen in dem Herstellungsverfahren.
Die EP-A-02 09 453 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Kompositextrudats, das die Zufuhr eines thermoplastischen und eines wärmehärtenden Materials in eine Extrusionsdüse umfaßt, die unterschiedliche Extrusionstemperaturen aufweisen, wobei das sich ergebende Profil auf unterhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Materials gekühlt wird und wonach das wärmehärtende Material vulkanisiert wird. In den US-A-45 37 825 und GB-A-14 23 541 wird offenbart, daß Mischungen aus wärmehärtenden und thermoplastischen Materialien miteinander verbunden werden. Da beide Polymeren Mischungen darstellen, ist anzunehmen, daß eine chemische Bindung zwischen den zwei Polymeren auftritt. Die gemischten Polymeren sind teuer und zeitaufwendig in ihrer Herstellung.
Die JP-A-49 130 470 offenbart das Beschichten eines Kautschukschlauches mit einem thermoplastischen, gemischten Copolymeren. Die Verfahren zum Erhalt einer ausreichenden Bindung bei Verwendung der Extrusionstechnik werden nicht im einzelnen erläutert.
Es ist weiterhin bekannt, Dichtungsstreifen mit einem halbstarren Basisteil herzustellen, z.B. gebildet aus imprägniertem Papier, mit dem der Streifen z.B. an einem Fensterrahmen befestigt wird, wobei eine flexible Kugel aus Polyurethanschaum sich mittig von dem Basisteil erstreckt, wobei das Ganze in eine Umhüllung aus einer Polyethylenfolie mittels eines kontinuierlichen Formverfahrens eingeschlossen wird. Dieses Produkt wird unter unserem eingetragenen Warenzeichen Q-lon verkauft.
Die vorliegende Erfindung ist auf verbesserte Verfahren zur Herstellung von verbundenen Kompositextrudaten gerichtet, wie sie in der US-A-45 37 825 beschrieben sind. In der US- A-45 37 825 werden verschiedene Herstellungsverfahren vorgeschlagen, einschließlich einer Koextrusion, um die zwei Polymeren zusammenzubringen. Um eine befriedigende Bindung der zwei Polymeren zu erreichen, wird ein thermoplastisches Gemisch aus vulkanisierten Kunststoffteilchen, z.B. aus EPDM, und mit einer 50 Micron nicht übersteigenden Größe, angeordnet in einer kontinuierlichen Phase aus einem thermoplastischen, linearen, kristallinen Polyolefin, mit einer Zusammensetzung aus vulkanisiertem Kautschuk, z.B. EPDM, verbunden, welche weniger als 50 Vol.-% Kautschuk enthält. Es wird vorgeschlagen, dar das wärmehärtende Polymer vulkanisiert und anschließend entweder gekühlt oder nicht gekühlt wird, und es wird angegeben, daß eine Vorerwärmung die Bindung fördert. Es gibt auch einen Vorschlag, daß, falls die Koextrusion nicht praktisch ist, das wärmehärtende Polymer vulkanisiert und ein thermoplastisches Gemisch auf dieses extrudiert werden kann. Die Beispiele beziehen sich auf Folien, auf deren Oberfläche das zweite Material zur Bindung an dieses spritzgegossen oder extrudiert wird.
Die vorliegende Erfindung lehrt, wie eine derartige befriedigende Bindung erreicht werden kann, die zu Kompositextrudaten führt, die zur Verwendung als Türdichtung oder Kofferraumdichtung in der Fahrzeugindustrie oder als Dichtung oder Fensterführung entweder in der Bauindustrie oder der Fahrzeugindustrie oder für andere Zwecke geeignet sind. Das Kompositextrudat wird im wesentlichen aus einem wärmehärtenden polymeren Material gebildet, welches erheblich weniger teuer als die Mehrzahl der geeigneten thermoplastischen Polymermaterialien (Kunststoffe) ist. Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine breite Vielfalt von Extrudaten relativ kostengünstig herzustellen, die entweder die Oberflächeneigenschaften der teureren, aus thermoplastischen Materialien gebildeten Extrudate aufweisen und/oder deren Eigenschaften verändert werden können, ohne dar ein Metallträger in das Extrudat eingesetzt werden muß.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung eines Kompositextrudats zur Verfügung gestellt, das einen aus einem wärmehärtenden polymeren Material gebildeten Grundkörperbereich aufweist und das mindestens einen anderen Bereich aufweist, der aus einem thermoplastischen polymeren Material besteht, gekennzeichnet durch die Schritte einer Extrusion des Grundkörperbereichs aus einem wärmehärtenden Material unter Verwendung eines ersten Extruders, einem anschließenden, mindestens partiellen Härten des wärmehärtenden Materials, wobei das wärmehärtende Material auf eine Temperatur von mindestens 180ºC erhitzt wird, einem anschließenden Weiterleiten des wärmehärtenden Materials in der Wärme durch einen weiteren Extruder, einer anschließenden Extrusion des thermoplastischen Materials auf einen Bereich des heilen wärmehärtenden Materials von einem weiteren Extruder bei einer Temperatur von mindestens 120ºC, während das wärmehärtende Material bei einer Temperatur von mindestens 150ºC gehalten wird, und einem anschließenden Abkühlen des Kompositextrudates, wodurch die zwei Materialien miteinander verbunden werden.
Bevorzugt wird das wärinehärtende Material vollständig gehärtet, bevor das thermoplastische Material auf dieses extrudiert wird. Das thermoplastische Material kann auf das wärmehärtende Material augenblicklich nach dem Härtungsschritt (Vulkanisieren) extrudiert werden, während das gehärtete thermoplastische Extrudat noch heil ist. Alternativ kann das gehärtete thermoplastische Material gekühlt und gelagert werden, z.B. auf einer Spule, und das thermoplastische Material kann auf das gehärtete wärmehärtende Material in einer nachfolgenden Operation extrudiert werden. In diesem Falle muß das gehärtete wärmehärtende Material erhitzt werden, um das thermoplastische Material aufnehmen zu können.
Weiterhin werden gemäß der vorliegenden Erfindung Kompositextrudate unter Verwendung eines Verfahrens wie oben beschrieben bereitgestellt. Bei einer Konstruktion befindet sich das thermoplastische Material auf einer Oberfläche des Kompositextrudates und einer ausgewählten Farbe, und bei einer anderen ist es mindestens teilweise innerhalb des wärmehärtenden Materials angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das wärmehärtende Material augenblicklich nachdem es durch eine Wärmehärtungsstation geleitet worden ist, um es teilweise zu härten, vorübergehend in eine besondere Form überführt, um thermoplastisches Material aufzunehmen, und während es noch heiß von dem Teilhärtungsschritt und nur teilweise gehärtet ist, wird das thermoplastische Material auf dieses extrudiert.
Wenn das thermoplastische Material auf einer Oberfläche des wärmehärtenden Materials angeordnet werden soll, können die exponierten Oberflächen des thermoplastischen Materials gekühlt werden, wonach das Kompositextrudat durch eine Formdüse geleitet und das Extrudat weiter gekühlt wird, so daß es in seine abschließende Querschnittsform überführt wird. Alternativ kann, falls das thermoplastische Material an einer anderen Stelle als an der Oberfläche des warmehärtenden Materials angeordnet werden soll, augenblicklich nach der zweiten Extrusionsmaßnahme und vor irgendeinem Kühlungsschritt eine Kantenregion oder mehrere des wärmehärtenden Materials in Kontakt mit der exponierten Oberfläche des thermoplastischen Materials gefaltet werden, so dar sie sich miteinander verbinden, wonach das Extrudat vorgeformt und in eine Form gebracht sowie abgekühlt wird.
Bevorzugt liegt die Temperatur innerhalb des Extruders für das wärmehärtende Material innerhalb des Bereichs von 40ºC bis 100ºC und die Temperatur innerhalb des Härtungsbettes innerhalb des Bereichs von 180ºC bis 250ºC, wobei das aus dem Bett tretende Extrudat eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 150ºC bis 250ºC aufweist.
Bevorzugt liegt die Temperatur innerhalb des Extruders für das thermoplastische Material innerhalb des Bereichs von 150ºC bis 250ºC. Zu der Zeit, wenn das Kompositextrudat aus der Form- und Kühlungsdüse austritt, sollte die Temperatur des Extrudats unterhalb von etwa 40ºC liegen.
Es ist offensichtlich von Bedeutung, daß das in der Kompositextrusion verwendete wärmehärtende polymere Material mit dem thermoplastischen Polymermaterial verträglich ist. Einige der thermoplastischen Materialien, die verwendet werden können, sind Polyethylen, Polypropylen oder Ethylen-Vinylacetat. Diese können mit EPDM oder Butylverbindungen modifiziert und mittels Peroxiden oder Feuchtigkeit oder UV oder anderen Systemen quervernetzt werden. Der übliche Bereich von Füllstoffen und Extendern wie Kalziumcarbonat, Glimmer, Talkum oder Weichrnacher kann ebenfalls zugesetzt werden. Geeignete vulkanisierte oder quervernetzte (wärmehärtende) polymere Materialien sind EPDM, mit Chlorbutyl modifiziertes EPDM, nitrilmodifiziertes EPDM, Polyethylen, Ethylen-Vinylacetat oder Polypropylen. Das Polyethylen, Polypropylen oder Ethylen-Vinylacetat kann mit EPDM oder Butylverbindungen modifiziert und mittels Peroxiden oder Feuchtigkeit oder UV oder anderen Systemen quervernetzt werden; die Polymeren können den üblichen Bereich von Füllstoffen und Extendern wie Kalziumcarbonat, Glimmer, Talkum und Weichrnacher einschließen. Das wärmehärtende Material kann ein gehärteter EPDM-Kautschuk und das thermoplastische Material kann ein EPDM-modifiziertes Polypropylen sein.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen erläutert; es zeigen:
Figur 1 ein Blockdiagramm mit den Schritten des Herstellungsverfahrens für ein Kompositextrudat mit einem Oberflächenbereich, der sich von dem Grundkörper des Extrudats unterscheidet;
Figuren 2A, 2B und 2C zeigen Stufen in der Ausbildung eines Glasführungskanals, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet wird:
Figur 2A zeigt das wärmehärtende Material in der Form, in der es aus dem Extruder austritt, und nachdem es teilweise gehärtet worden ist;
Figur 2B zeigt das wärmehärtende Material, das für die Aufnahme einer Oberflächenschicht aus thermoplastischem Material, die auf dieses extrudiert werden soll, deformiert worden ist;
Figur 2C zeigt die Endform des verbundenen Kompositextrudats, fertig zum Einsatz;
Die Figuren 3A bis 3C, 4A bis 4C und 5A bis 5C zeigen jeweils drei Stufen bei der Ausbildung von drei unterschiedlichen Versionen einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, und
Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Kompositextrudats.
Zunächst zeigen die Figuren 1 und 2 einen Streifen 1, der schließlich zu einem Fensterführungsprofil für ein Fahrzeug wird, und der aus einem wärmehärtenden polymeren Material wie EPDM in einem üblichen Kautschuk-Extruder 3 (dem ersten Extruder) extrudiert wird, um die allgemeine Formgebung gemäß Figur 2A zu erhalten. Dieser Schritt der Kautschukextrusion wird bei einer Temperatur von etwa 80ºC bis 150ºC ausgeführt, wobei eine herkömmliche Ausrüstung und Arbeitsweise verwendet wird. Beim Austritt aus dem ersten Extruder 3 wird der Streifen 1 durch einen üblichen Härtungstunnel 5 geleitet, wo er auf einem Fließbett aus heilen Glasperlen getragen wird; das vulkanisierte Extrudat tritt aus dem Tunnel 5 in einem halbgehärteten Stadium und bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von 150ºC bis 250ºC aus.
Der Steifen wird anschließend in die in Figur 2B gezeigte Form geöffnet und in einen zweiten Extruder 7 geleitet, wo ein thermoplastisches Material 8, z.B. EPDM-modifiziertes Polypropylen, auf die Oberflächen 9, 11, 13 und 15 des immer noch heilen Steifens 1 extrudiert wird. Wegen der Restwärme des wärmehärtenden Materials des Streifens 1 und in Anbetracht des Umstandes, daß die Temperatur des thermoplastischen Materials in dem Extruder 7 in dem Bereich von 140ºC bis 250ºC liegt, werden das wärmehärtende Material des Streifens 1 und das thermoplastische Material 8 miteinander verbunden.
Im Augenblick des Austretens aus dem Extruder 7 wird das Kompositextrudat durch eine Kühlstation 19 geleitet, um die exponierten Oberflächen des thermoplastischen Materials teilweise zu kühlen, so daß die Oberflächen nicht länger klebrig sind, und das Extrudat wird anschließend in eine Form- und Kühlungsdüse 17 geleitet, wo es aus dem "geöffneten" Zustand gemäß Figur 2B in die in Figur 2C gezeigte Form gefaltet wird. Das Extrudat wird anschließend in dieser Position gehalten und tatsächlich auf die Raumtemperatur abgekühlt, so daß es in seinen erforderlichen Endzustand gemäß Figur 2C geformt wird.
Um den Streifen einzusetzen, wird dieser in einen Einschnitt in einer Fahrzeugtür oder in einem Türrahmen mittels eines Rückhaltebereichs 20 eingesetzt, und er wird mittels der Wände des Einschnittes in der in Figur 2C gezeigten Position gehalten. Der Streifen ist so entworfen, daß er als Führung für ein Schiebefenster dient, wobei die Kantenregion der Glasscheibe zwischen den Steifen aus thermoplastischem Material 8 angeordnet ist, die fest an die Oberflächen 9, 13 und 15 gebunden sind und ihre an das Material 8 stoßende Kante an die Oberfläche 11.
Selbstverständlich ist zu beachten, daß, während der Grundkörper des Streifens 1 aus einem wärmehärtenden schwarzen Kautschukmaterial gebildet ist, die Bereiche 8 aus einem anderen thermoplastischen Material gebildet sind, das jede beliebige Farbe aufweisen kann (z.B. in Anpassung der Farbe an die Lackierung eines Fahrzeugs), und sie können die mehr starren und mehr gleitenden Eigenschaften aufweisen, die erforderlich sind, um eine Kantenregion eines Fahrzeugfensters aufzunehmen. Die Bereiche 8 auf den Oberflächen 9 und 15 werden in dichtendem Eingriff mit dem Glas vorgespannt, und zwar infolge der elastischen Natur des Streifens 1, auf dem die Bereiche 8 angeordnet sind.
Eine alternative Ausführungsform eines Kompositextrudats mit einem anderern Querschnitt ist in Figur 6 gezeigt. In dieser Ausführungsform wird ein allgemein U-förmiger Kantenschutz in einem ersten Kautschukextruder ausgebildet, wobei der Kantenschutz einen U-förmigen Körper 70 aus EPDM, SBR, einer Mischung dieser beiden, Naturkautschuk, Neopren oder einem anderen wärmehärtenden Material aufweist, wobei der Körper in einstückiger Ausbildung mit diesem eine Vielzahl von kleinen und großen Flanschergreifungsflossen 72 mit jeder gewünschten Anzahl und Konfiguration, einen hohlen Dichtungskörper 74, eine Klappendichtung 75 und eine sekundäre Dichtung 76 mit einer Hilfsdichtungsflosse 78 aufweist. Der Körper 74, die Dichtung 76 und die Flosse 78 bestehen in üblicher Weise aus einem geschäumten Kautschuk, und die Spitze 80 der äußersten der größeren der Flossen 72 kann ebenfalls geschäumt sein. Innerhalb des großen, U-förmigen Körpers befindet sich ein Metallträger 82, der eine übliche Konstruktion aufweisen kann (z.B. Drahtgestrick oder geschlitztes oder ausgestanztes Metall). Die Technologie zur Extrusion des U-förmigen Kantenschutzes mit integriertem Dichtungskörper 74 ist bekannt, und nachdem dieser durch ein Härtungsbett 5 geleitet worden ist, wird das vulkanisierte oder gehärtete Kautschukextrudat in noch heißem Zustand durch einen zweiten Extruder geleitet, so daß eine Schicht aus thermoplastischem Material 84 auf die Stelle extrusionsgeschichtet werden kann, die die exponierte Oberfläche des Kantenschutzes sein wird.
Die Temperatur in dem Kautschukextruder sollte in dem Bereich von 100ºC liegen, wobei das Härtungsbett ein fluidisiertes Bett oder ein Mikrowellenofen oder ein Salzbad oder heiße Luft einer Temperatur von etwa 205ºC sein kann, und nach dem Herausnehmen aus dem ersten Extruder und Waschen wird es durch den zweiten Extruder geleitet, wobei das thermoplastische Material auf dieses bei einer Temperatur von 120ºC bis 180ºC extrudiert wird. Das thermoplastische Material kann jede beliebige Farbe aufweisen, und es kann gegebenenfalls geprägt sein. Weiterhin kann nach dem Abkühlen eine Hochglanzbe schichtung auf das thermoplastische Material gesprüht werden, um dessen Oberflächenerscheinung und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb zu verbessern.
Das thermoplastische Material kann ein Gemisch aus 90% Santoprene / 10% Polypropylen (oder jedes andere Verhältnis) oder 100% Ethylen-Vinylacetat (EVA) oder ein Gemisch dieser beiden sein.
Die Figur 3A zeigt ein Extrudat aus einem wärmehärtenden Material, das in etwa äquivalent zu demjenigen gemäß Figur 2A ist, jedoch ein vollständig anderes Produkt und eine Dichtungsklappe 21 sowie einen Rückhaltebereich 23 aufweist, der, wie im Falle der Konstruktion gemäß Figur 2A, anfänglich aus einem wärmehärtenden Material in einer "geöffneten" Form extrudiert wird. Nach der Extrusion in einem üblichen Kautschukextruder wird das Kautschukextrudat teilweise gehärtet, und zwar unter Verwendung einer üblichen Härtungstechnik wie einem Härtungsbett 5, wonach, wie im Falle der Figur 2C, ein Verstärkungstreifen 25 aus einem thermoplastischen Elastomer auf einen Hauptteil 27 des Rückhaltebereichs 23 extrudiert wird, während sich der letztere noch in heißem Zustand befindet, so daß eine feste Bindung unter Verwendung eines zweiten Kunststoffextruders 7 ausgebildet wird.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2C wird das Kompositextrudat gemäß Figur 3B anschließend durch eine Formgebungs- und Kühlungsdüse 19 geleitet, ohne zunächst abgekühlt worden zu sein, so daß die Armbereiche 29 und 31, die aus einem wärmehärtenden Material gebildet sind, aus ihrer geöffneten Position gemäß Figur 3A und 3B in eine eingefaltete Position in Anschlag mit der exponierten Oberfläche des thermoplastischen Materials 25, wie in Figur 3C gezeigt, bewegt werden. Die Formgebungsmaßnahme, die mittels der Formgebungs- und Kühlungsdüse 19 ausgeführt wird, wird bei einer erhöhten Temperatur vor einem jedem Kühlungsschritt durchgeführt, so daß die innere Fläche mindestens der Arme 29 und 31 und die äußere Fläche des thermoplastischen Materials 25 noch heil ist, so daß, wenn die Flächen in eine Position gebracht werden, daß sie aufeinander stoßen, sich miteinander verbinden. Wenn die Extrusion sich durch die Formgebungs- und Kühlungsdüse fortsetzt, wird die Temperatur der Düse verringert, wodurch das Kompositextrudat auf eine Temperatur im Bereich von 40ºC gekühlt wird, so daß das Extrudat in der Form gemäß Figur 3C gehalten wird. Durch die Auswahl eines geeigneten Polymeren für das thermoplastische Material 25 können die Eigenschaften des Rückhaltebereichs 23 wie erforderlich modifiziert werden. Durch Auswahl eines Polymeren, das bei einer Temperatur von etwa 40ºC halbstarr ist, kann z.B. der sonst elastisch deformierbare Rückhaltebereich 23 erheblich versteift werden.
In den Figuren 4A bis 4C und 5A bis 5C sind zwei alternative Konstruktionen der zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wobei Einzelteile der in diesen Figuren gezeigten Extrudate, die mit entsprechenden Einzelteilen der Figuren 3A bis 3C korrespondieren, die gleichen Bezugszeichen aufweisen.
Unter Bezugnahme zunächst auf die Figuren 4A bis 4C unterscheidet sich die dort gezeigte Dichtung von derjenigen der Figuren 3A bis 3C lediglich darin, daß sie eine Klappendichtung 41 und eine Hilfsklappendichtung 43 anstelle der Klappendichtung 21 aufweist, und weiterhin dadurch, daß der Grundkörper 23 im allgemeinen U-förmig ist. Auf den zuvor extrudierten Körper 23 aus wärmehärtendem Material wird ein thermoplastischer Streifen eines Materials 45 extrudiert, wobei dieser sich in diesem Falle über den Körper 23 hinaus erstreckt und in einem vergrößerten Verriegelungskopf 47 endet, und lediglich ein Arm 49 vorgesehen ist, der über den heiß extrudierten Streifen aus thermoplastischem Material 45 gefaltet wird, während dies noch heiß ist, um mit diesem eine Bindung aus zubilden.
Das in den Figuren 5A bis 5C gezeigte Extrudat weist eine Endform gemäß Figur 5c auf und soll als kombinierter Kantenschutz und Türdichtung für die Einpassung an einen Flansch um eine Türöffnung eines Kraftfahrzeuges verwendet werden. Das Extrudat weist einen allgemein U-förmigen Flanschergreifungsbereich 53 auf, der aus einem wärmehärtenden polymeren Material gebildet ist, und weiterhin einen Bereich 54, der ebenfalls aus einem wärmehärtenden polymeren Material gebildet ist, das weicher sein kann als das Material des Flanschergreifungsbereiches 53. Dies kann erreicht werden, indem man das gleiche wärmehärtende Material verwendet, dieses jedoch schäumt.
Die erste Stufe in der Ausbildung des Kompositextrudats ist in den Zeichnungen nicht gezeigt, sie umfaßt jedoch die Extrusion des wärmehärtenden Grundbereiches 53 und des Dichtungsbereiches 54 in einem einzigen Extrusionsschritt unter Verwendung eines ersten Kautschukextruders, wobei sich jedoch der Grundbereich 53 in einem geöffneten Zustand befindet und eine allgemein flache Basis 55 aufweist, wobei Armbereiche 57 und 59 sich von den Kantenbereichen des Grundbereichs 55 erstrekken, und zwar bei einem Winkel von etwa 80º zu diesem, und zwar beide auf der gleichen Seite des Grundbereiches 55. Ein Paar von im Abstand angeordneten Greifflossen 61 erstreckt sich nach außen von dem Arm 57, und weiteres Paar von im Abstand angeordneten Greifflossen 63 erstreckt sich nach außen von dem Arm 59, wobei die Flossen 63 etwas dicker und weniger deformierbar als die Flossen 61 sind. Die allgemeine Form des ersten Extrudats des wärmehärtenden Materials ist in Figur 5A gezeigt, die Figur 5A zeigt jedoch das Extrudat, nachdem es durch eine Härtungsstation geleitet und weitgehend gehärtet worden ist, und nachdem ein Streifen aus einem thermoplastischen Material 25 auf die Fläche der flachen Basis 55 extrudiert worden ist, so daß sie vollständig die Fläche zwischen den Armen 57 und 59 abdeckt. Dieser Extrusionsschritt wird mittels eines zweiten Kunststoffextruders durchgeführt, während das wärmehärtende Material noch heiß ist, so daß sich das thermoplastische Material 25 auf die Fläche der Basis 55 bindet und äquivalent zu den Schritten gemäß den Figuren 3B und 4B der zuvor erläuterten Ausführungsformen der Erfindung ist.
Im Augenblick nach der Extrusion des thermoplastischen Materials 55 auf die Fläche der Basis 55, und während beide Materialien noch heiß sind, werden die Arme 57 und 59 aus wärmehärtendem Material nach innen in der Richtung der Pfeile A gemäß Figur 5A gefaltet, bis die inneren Flächen eines jeden Armes an die äußere Fläche des thermoplastischen Materials 25 anstoßen und die freien Endbereiche der Arme 57 und 59 aneinander stoßen. Da die Materialien noch heiß sind, werden sie sich miteinander verbinden.
Im Anschluß daran wird das partiell geformte Kompositextrudat durch eine Formgebungs- und Kühlungsdüse geleitet, die progressiv das Extrudat in die Form gemäß Figur 5B und anschließend in die Endform gemäß Figur 5C überführt. Durch Auswahl eines geeigneten thermoplastischen Materials 25, das in dem Endprodukt vollständig innerhalb des wärmehärtenden Materials des Flanschergreifungsbereichs 53 eingefaßt ist, kann ein hohes Ausmaß an Starrheit dem Flanschergreifungsbereich 53 in den Querebenen durch den Flanschergreifungsbereich verliehen werden, wodurch die U-Form des Flanschergreifungsbereichs beibehalten wird, so daß dieser einen Flansch, an den er angepaßt werden soll, fest ergreifen kann.
Es ergibt sich aus den verschiedenen Versionen der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren 3A bis 3C, 4A bis 4C und 5A bis 5C gezeigt sind, mit einer Innenverstärkung oder einem versteifenden Träger 25 versehen sind, der nicht-metallisch ist, der jedoch durch Auswahl des geeigneten Materials Verstärkungs- und Versteifungseigenschaften aufweist, die normalerweise mit einem Metallträger assoziiert sind, die jedoch nicht die unerwünschten Eigenschaften eines Metallträgers, nämlich ein relativ hohes Gewicht und eine Tendenz zum Rosten, aufweisen.
Anstelle des lediglich Partiellen Härtens des wärmehärtenden Extrudates kann es normalerweise gehärtet und aufgespult sowie in einer anschließenden Operation auf eine Temperatur in dem Bereich von etwa 180ºC bis 250ºC erwärmt und anschließend in den weiteren Extruder geleitet werden, um das thermoplastische Material auf dieses zu extrudieren; die abschließenden Schritte sollten dann in ähnlicher Weise wie die unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebenen durchgeführt werden. Es wurde gefunden, dar eine befriedigende Bindung erhalten werden kann, indem man ein aufgespultes wärmehärtendes Extrudat, das bis zu zwei Wochen früher extrudiert worden war, verwendet, vorausgesetzt, daß es in geeigneter Weise erhitzt wird, bevor es in den zweiten Kunststoffextruder geleitet wird.
Es ist zu beachten, daß die Erfindung es ermöglicht, daß ein Kautschukextrudat an die Innenausstattung eines Automobils oder die äußere Lackierung eines Automobils oder die innere oder äußere Ausstattung eines Gebäudes angepaßt werden kann, indem man ein thermoplastisches Material auf seine Oberfläche extrudiert. Um die Eigenschaften des Langzeitverhaltens zu erhalten, z.B. Ozonstabilität, Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen und Kompressionsverformung bei für Automobile vorgesehenen Dichtungsstreifen, häuslichen oder gewerblichen Dichtungsstreifen, ist ein quervernetztes, wärmehärtendes polymeres Material für den Grundkörper des Dichtungsstreifens erforderlich.
Üblicherweise müssen extrudierte Kautschukdichtungen mittels Klebemitteln mit einem gefärbten thermoplastischen Extrudat verbunden werden, das zu dem Inneren oder Äußeren eines Automobils oder eines Gebäudes paßt. Derartige Kombinationsdichtungen müssen durch drei getrennte und unterschiedliche produktionsverfahren gehen, nämlich durch eine Kautschukextrusion, eine Kunststoffextrusion und eine Vereinigung der beiden Materialien mit Klebstoffen. Jedes Verfahren verursacht Abfall und erfordert Arbeit, und es ist schwierig, Kunststoffextrudate mit thermoplastischen Materialien zu verbinden, so daß diese daher so zugerichtet werden müssen, daß sie verträglich sind. Einige dieser Verfahren sind:
1. Das Schleifen der Oberfläche, um eine saubere Oberfläche des Kautschukextrudates bereitzustellen.
2. Flammbehandlung der Oberfläche des Kautschuks, um die Polarität zu verändern.
3. Korona-Behandlung des Kautschuks, des Kunststoffs oder beider Oberflächen.
4. Verwendung von Zwei-Komponenten-Urethanklebern, von Schmelzklebern mit hohem Schmelzpunkt oder von vernetzenden Schmelzklebern, um die zwei Substrate zu verbinden.
Die beschriebene Erfindung vermeidet verschiedene Stufen des Kombinierungsverfahrens dadurch, daß ein dekorativer thermoplastischer Film direkt auf ein Kautschukextrudat extrudiert wird, wobei ein billigeres Produkt, ein vereinfachtes Herstellungsverfahren und ein geringerer Platzbedarf erhalten werden.
Derartige Dichtungen sind kostengünstiger als gewebebeschichtete Dichtungen, und zwar infolge des Vermeidens kostenträchtiger Gewebe.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, das Extrudat so auszubilden, daß das thermoplastische Material im Inneren des wärmehärtenden Materials angeordnet ist, wobei letzteres bei der Auswahl eines geeigneten thermoplastischen Materials als Versteifungsmittel wirken kann und den üblichen Metallträger, der für Versteifungszwecke vorgesehen ist, ersetzt.
Wenn das thermoplastische Material auf der Oberfläche des Kompositextrudates angeordnet werden soll, ist es bevorzugt, dar seine Steifheit oder Härte (oder Flexibilität) in etwa zu derjenigen des wärmehärtenden Materials paßt und in dem Bereich von Shore - A 70º bis Shore - A 55º liegt. Wenn es jedoch innerhalb des wärmehärtenden Materials in dem Endprodukt angeordnet werden soll, sollte es normalerweise steifer oder härter als das wärmehärtende Material sein, und es kann eine Härte in dem Bereich von Shore - D 50º bis Shore - D 60º aufweisen.
Es ist zu beachten, daß die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter oben lediglich in beispielhafter Weise beschrieben wurden, und daß innerhalb des Umfangs der Erfindung Modifikationen an Einzelheiten vorgenommen werden können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Kompositextrudates mit einem aus einem wärmehärtendem polymeren Material gebildeten Grundkörperbereich (1) und mit mindestens einem anderen, aus einem thermoplastischen polymeren Material (8) bestehenden weiteren Bereich, gekennzeichnet durch die Schritte einer Extrusion des Grundkörperbereichs aus dem hitzehärtenden Material unter Verwendung eines ersten Extruders (3), eines mindestens partiellen Härtens des wärmehärtenden Materials (1), wobei das wärmehärtende Material (1) auf eine Temperatur von mindestens 180ºC erhitzt wird, eines Weiterleitens desselben durch einen weiteren Extruder (7) und eine weitere Extrusion des genannten thermoplastischen Materials (8) aus dem weiteren Extruder auf einen Bereich des heißen, wärmehärtenden Materials bei einer Temperatur von mindestens 120ºC, während das wärmehärtende Material bei einer Temperatur von mindestens 150ºC gehalten wird, sowie eines anschließenden Abkühlens des Kompositextrudats, wodurch die zwei Materialien untereinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entformungsschritt einen Schritt des vorübergehenden Formens des partiell gehärteten wärmehärtenden Materials (1) in eine spezielle Form zur Aufnahme des genannten thermoplastischen Materials (8) vor der Extrusion des thermoplastischen Materials aus dem weiteren Extruder umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material (8) auf verschiedene Flächen (9,11,13,15) des wärmehärtenden Materials extrudiert wird, während das wärmehärtende Material noch heiß ist, wonach das genannte Kompositextrudat abgekühlt wird, so daß die äußeren Flächen des genannten thermoplastischen Materials nicht mehr klebrig sind, und das partiell gekühlte Kompositextrudat weiter abgekühlt wird, so daß es seine endgültige Querschnittsform beibehält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das genannte thermoplastische Material (8) auf eine Fläche des genannten wärmehärtenden Materials extrudiert wird und anschließend an diesen Schritt ein Bereich oder mehrere (29,31 oder 49 oder 57,59) des wärmehärtenden Materials in Kontakt mit der äußeren Fläche des thermoplastischen Materials (25 oder 45) gefaltet wird bzw. werden, so daß sie sich vor einem jeglichen Abkühlungsschritt miteinander verbinden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Extrudat nach dem Faltungsschritt durch eine formgebende Düse geleitet wird, wonach das Kompositextrudat abgekühlt wird.

6. Verfahren nach einem jeden der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das thermoplastische Material vollständig von dem wärmehärtenden Material umschlossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Abkühlen in der foringebenden Düse erfolgt und bei dem das Kompositextrudat aus der Formgebungs- und Abkühlungsdüse (19,17) bei einer Temperatur von weniger als etwa 40ºC austritt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Kompositextrudats nach Anspruch 1, das den Schritt einschließt, daß das wärmehärtende Material vollständig gehärtet und abgekühlt wird und anschießend das wärmehärtende Material erneut auf eine Temperatur von mindestens 140ºC erwärmt wird, bevor das thermoplastische Material auf den Bereich des wärmehärtenden Materials extrudiert wird, wobei das thermoplastische Material von einem weiteren Extruder bei einer Temperatur von mindestens 120ºC extrudiert wird, während das wärmehärtende Material bei einer Temperatur von mindestens 150ºC gehalten wird und wobei das Kompositextrudat anschließend abgekühlt wird, wodurch die zwei Materialien miteinander verbunden werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt des Abkühlens des gehärteten, wärmehärtenden Materials und des anschließenden Wiedererwärmens desselben auf eine Temperatur im Bereich von etwa 180ºC bis 250ºC.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das wärmehärtende Material vollständig gehärtet und nach dem Härten auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird sowie noch im warmen Zustand mit dem thermoplastischen Material durch Extrusion versehen wird.

11. Verfahren gemäß einem jeden der obigen Ansprüche, bei dem das wärmehärtende Material bei einer Temperatur im Bereich von 180ºC bis 250ºC gehärtet wird und die Härtungsstufe bei einer Temperatur im Bereich von 150ºC bis 250ºC verläßt.

12. Verfahren gemäß einem jeden der obigen Ansprüche, bei dem das wärmehärtende Material nach dem Härten eine Temperatur im Bereich von 150ºC bis 250ºC aufweist.

13. Verfahren gemäß einem jeden der obigen Ansprüche, bei dem die Temperatur in dem ersten Extruder (3) im Bereich von 40ºC bis 100ºC und die Temperatur in dem weiteren Extruder (5) im Bereich von 140ºC bis 250ºC liegt.

14. Kompositextrudat mit einem Grundkörper (23) aus einem extrudierten, wärmehärtenden polymeren Material, wobei mindestens ein anderer Bereich des Kompositextrudats aus einem auf das wärmehärtende Material extrudierten thermoplastischen polymeren Material (25) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material (25) steifer als das wärmehärtende Material ist und daß das Extrudat zur Verwendung als kombinierte Kantenschutz/Türdichtung für Automobile vorgesehen ist, und daß der Grundkörper (23) im allgemeinen U-förmig (53) ausgebildet ist und in sich eingeschlossen das thermoplastische Material enthält, das als versteifender Träger wirkt und zum Ergreifen eines Flansches um eine Türöffnung oder eine Tür eines Automobils oder dergleichen bestimmt ist, wobei ein Dichtungsbereich (5) des wärmehärtenden Materials aus dem U-förmigen Körperbereich (53) herausragt und Klemmlippen (61,63) aus dem wärmehärtenden Material innerhalb des U-förmigen Grundkörperbereichs (53) aufweist.

15. Kompositextrudat mit einem Grundkörper (1), der aus einem extrudierten wärmehärtenden polymeren Material gebildet ist, wobei mindestens ein anderer Flächenbereich (9,11,13,15 oder 84) des Extrudates aus einem mit dem wärmehärtenden Material (1) verbundenen thermoplastischen polymeren Material gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dar das thermoplastische Material eine bestimmte Farbe aufweist und daß das Kompositextrudat zur Verwendung als Fensterführungskanal bei Fahrzeugen vorgesehen ist und einen wärmehärtenden Rückhaltebereich zur Anordnung in einem Einschnitt in einer Fahrzeugtür oder einem Türrahmen und weiterhin thermoplastische Führungsstreifen (8) zur Halterung und Führung eines Kantenbereichs des Fensters einschließt, wobei die thermoplastischen Führungsstreifen sich im praktischen Einsatz in dichtender Anlage mit dem Fenster befinden.

16. Kompositextrudat mit einem Grundkörper (1), der aus einem extrudierten, wärmehärtenden polymeren Material gebildet ist, wobei mindestens ein weiterer Oberflächenbereich (9,11,13,15 oder 84) des Extrudates aus einem mit dem wärmehärtenden Material verbundenen thermoplastischen polymeren Material (8) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material eine bestimmte Farbe aufweist und daß das Kompositextrudat zur Verwendung als kombinierte Kantenabschluß/Türdichtung für ein Automobil vorgesehen ist und einen im allgemeinen U-förmigen wärmehärtenden Abschnitt (70) mit einem darin eingeschlossenen, im allgemeinen U-förmig ausgebildeten metallischen Träger zum Ergreifen eines Flansches um eine Türöffnung oder eine Tür eines Automobils oder dergleichen sowie einen hohlen, wärmehärtenden Dichtungsbereich (84) aufweist, daß der U-förmig ausgebildete Abschnitt (70) mit wärmehärtenden Klemmlippen (72) auf den inneren Flächen der Schenkel des U's versehen ist, und daß das thermoplastische Material (84) auf dem äußeren Flächenbereich des Körperabschnitts (70), der im praktischen Einsatz sichtbar ist, angebracht ist und eine ausgewählte Farbe aufweist, um zu der Lackierung eines Fahrzeugs, in das er eingebaut werden soll, zu passen.