PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3422497C2 18.03.1993
Titel Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Munakata, Shunsaku, Kawagoe, Saitama, JP;
Ukai, Hitoshi, Niiza, Saitama, JP;
Noguchi, Mitsuru, Saitama, JP;
Sawai, Shinichi, Kunitachi, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Marx, L., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 16.06.1984
DE-Aktenzeichen 3422497
Offenlegungstag 10.01.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse B29C 51/14
IPC-Nebenklasse B29C 51/10   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verformung eines blattförmigen Laminat- Materials, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer Zwischenschicht aus einem geschäumten Harz besteht, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein solches blattförmiges Laminat-Material kann für die Herstellung der inneren Auskleidung bzw. Verkleidung einer Fahrzeugtür und eines ähnlichen Flächengebildes verwendet werden.

Bei der Fertigung der Innenverkleidung einer Fahrzeugtür oder eines ähnlichen Flächengebildes werden üblicherweise sowohl das Grundmaterial, das aus einem thermoplastischen Harz oder einem ähnlichen Kunststoff besteht, und das als Abdeckung dienende Hautmaterial mit einer integrierten, geschäumten, als Polstermaterial dienenden Harzschicht in verschiedenen Verfahrensschritten geformt, bis sie zur Form der Innenverkleidung der Fahrzeugtür zusammengesetzt werden können. Dabei befindet sich die geschäumte Harzschicht zwischen dem Grundmaterial und dem Hautmaterial.

Bei dieser -herkömmlichen Herstellung müssen die jeweiligen Materialien getrennt gegossen bzw. geformt und anschließend, beispielsweise durch ein Haftmittel, miteinander verbunden werden. Hierfür ist eine große Zahl von Einzelschritten erforderlich, so daß der Zeit- und Arbeitsaufwand in der Massenfertigung zu hoch ist; dementsprechend ist der Fertigungswirkungsgrad sehr gering.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, reicht es an sich aus, eine Bahn aus einem Laminat- Material in einem Schritt zu gießen und zu formen; dabei wird die Bahn durch Aufeinanderlegen von Grundmaterial und Hautmaterial vorbereitet, während die Schicht aus dem geschäumten Harz zwischen diesen Materialien angeordnet wird. Unterwirft man jedoch ein solches Laminat-Material einen Preßvorgang bzw. einer Preßverformung, so besteht die Gefahr, daß die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz zerdrückt wird und deshalb nicht die angestrebte Polsterwirkung erfüllen kann. Unterwirft man andererseits dieses Laminat-Material einer Unterdruck-Verformung, so besteht die Gefahr, daß die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz abblättert und sich damit von dem Grundmaterial und/oder dem Hautmaterial löst.

Ausgehend von dieser Problematik hat die Anmelderin bereits ein Verfahren zur Herstellung eines blattförmigen Laminat-Materials durch ein Luftdruck-Formverfahren vorgeschlagen, bei dem das Laminat-Material erwärmt und über eine Formoberfläche angebracht wird; ein Deckel wird über wenigstens einem Bereich des Laminat-Materials in der Nähe der Formoberfläche angeordnet; anschließend wird eine hermetische Abdichtung zwischen dem Laminat-Material, dem Deckel und der Formoberfläche ausgebildet, wodurch ein hermetisch abgedichteter Raum zwischen diesen Teilen entsteht, der durch Druckluft mit einem Druck, der über dem Atmosphärendruck liegt, beaufschlagbar ist. Dadurch wird dieser Bereich des Laminat-Materials nach unten in Berührung mit der Formoberfläche des Formwerkzeugs gedrückt, bis er die entsprechende Form hat. Bei diesem Luftdruck-Formverfahren kann der Luftdruck gleichmäßig nach unten wirken und die gesamte Oberfläche des zu verformenden Bereiches des Laminat-Materials beaufschlagt, so daß dieser Bereich des Laminat- Materials die angestrebte Form mit gleichmäßiger Dicke erhält, ohne daß die Zwischenschicht aus dein geschäumten Harz brechen oder zerdrückt werden kann.

Dieses Verfahren wird im wesentlichen auch für die Bearbeitung von Kunstleder eingesetzt, wie es aus der DE-OS 22 40 769 bekannt ist. Es wird zur Bildung einer gewünschten Oberflächenstruktur des Kunstleders dahingehend weiterentwickelt, daß die Formfläche der Struktur entsprechende Öffnungen enthält, über welche sogar ein Unterdruck erzeugt werden kann. Das zu formende Material wird von oben massiv gegen die Form gedrückt, von unten geradezu in die Form hineingesaugt. Dadurch wird die eventuelle Schaumstruktur erheblich zusammengepreßt, so daß einerseits eine gleichmäßige Dicke nicht mehr gewährleistet werden kann, zum anderen das Ausgangs-Laminat- Material unerwünscht dick hergestellt werden muß.

Zur Vermeidung der Beulenbildung wird demgegenüber bei dem von der Anmelderin bereits vorgeschlagenen Luftdruckformverfahren die Formfläche des Formwerkzeugs geschlossen gehalten, so daß sich eine Luftpolsterschicht bilden kann. Die Luft, die zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeuges zurückbleibt, bildet eine dünne, gleichmäßige Luftpolsterschicht, so daß das Laminat- Material nicht in engen Kontakt mit der gesamten Formfläche des Formwerkzeuges gebracht wird. Das beschriebene, von der Anmelderin vorgeschlagene Luftdruck- Formverfahren ist deshalb jedoch nicht geeignet, wenn das Abdeckmaterial durch seinen Kontakt mit der Formoberfläche eine geprägte oder gesteppte Oberfläche erhalten soll. Sobald die Luft zwischen dem Laminat-Material und der Formfläche des Formwerkzeugs nur einfach zur Außenseite des Formwerkzeuges hin abgegeben bzw. freigegeben wird, um auf diese Weise die Oberfläche des Abdeckmaterials mit einer Prägung oder einer Stepp- bzw. Maschinenstruktur zu versehen, muß von einem unerwünscht dicken Laminat-Material ausgegangen werden. Dies geschieht insbesondere dann, wenn die Abwicklung der geprägten Oberfläche groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer Zwischenschicht aus einem geschäumten Harz besteht, der angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem ein Laminat-Material mit gleichförmiger Dicke und mit einer Präge- oder Stepp-Struktur hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Eine zweckmäßige Ausführungsform wird durch das Merkmal des Anspruchs 2 definiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Bei diesem Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials wird das Ausgangsmaterial, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer Zwischenschicht aus einen geschäumten Harz besteht, im erwähnten und entsprechend weichen Zustand auf der Formfläche eines Formwerkzeuges mit einem Luft-Vorratsbehälter angeordnet; der zu verformende Bereich dieses Ausgangsmaterials wird hermetisch durch einen kastenförmigen, oberen Deckel abgeschlossen und damit abgegrenzt. Dann wird Druckluft, deren Druck über dem Atmosphärendruck liegt, an den Innenraum des oberen Deckels angelegt, so daß sich das Laminat-Material mit gleichmäßiger Dicke auf der Luftpolsterschicht verformt, die sich durch diesen Überdruck zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeuges aufbaut. Unmittelbar anschließend wird die Luft in dieser Polsterschicht in den Luft-Vorratsbehälter gedrückt, wodurch das Laminat-Material in Kontakt mit dein Formwerkzeug kommt, so daß die Oberfläche der Deckhaut des Laminat-Materials mit einem umgekehrten Präge- oder Steppmuster versehen werden kann.

Wenn das Laminat-Material auf die beschriebene Weise verformt wird, kann die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz weder zerdrückt noch zerbrochen werden, weil der Luftdruck von der Seite des Basismaterials her auf das Laminat-Material wirkt, um das Hautmaterial in Kontakt mit der Formoberfläche des Formwerkzeuges zu bringen. Wenn außerdem die Schicht aus dem geschäumten Harz erwärmt und erweicht wird, wird der Schaum nicht zerdrückt, so daß sich eine einwandfreie Polsterwirkung ergibt und auch über längere Zeit gewährleistet werden kann, da das Laminatmaterial durch den Luftdruck beaufschlagt wird. Außerdem hat das geformte Material eine gleichmäßige Dicke, weil es gleichmäßig über seine gesamte Oberfläche dem Luftdruck ausgesetzt worden ist. Und schließlich kann die Oberfläche des Hautmaterials mit einem Reliefmuster, wie beispielsweise einem Präge- oder Steppmuster, versehen werden.

Bei dem Luftdruck-Formverfahren nach der Erfindung behält also die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz ihre exzellenten Polstereigenschaften bei, ohne daß sie zerbrochen oder zerdrückt wird; die Oberfläche des Laminat-Materials kann mit einem Präge- bzw. Hammermuster oder einem Steppmuster mit exakten Reliefformen ausgebildet werden, die der Formoberfläche des Formwerkzeuges entsprechen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Laminat-Material, das durch das Luftdruck-Formverfahren nach der vorliegenden Erfindung verformt werden soll,

Fig. 2 die Vorbereitung des Laminatmaterials nach Fig. 1,

Fig. 3 die Erwärmung des Laminat-Materials, und

Fig. 4a und 4b die Luftdruck-Verformung des Laminat-Materials.

Das Luftdruck-Formverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt für die Herstellung der Innenverkleidung von Fahrzeug-Türen eingesetzt. Zu diesem Zweck wird ein bahnförmiges Laminat-Material verwendet, das (siehe Fig. 1) aus wenigstens drei Schichten besteht, nämlich einer Deckschicht bzw. einer Deckhaut a, einem Basismaterial b und einer zwischen den Schichten a und b angeordneten Schicht c aus einem geschäumten Harz. Als Material für die Deckhaut a kann PVC (Polyvinylchlorid), TPE oder ein anderes, thermoplastisches Harz oder ein bahnförmiges Material auf der Basis von Textilien, also Geweben, Gewirken usw., verwendet werden. Das Basismaterial b kann aus einem geeigneten, thermoplastischen Material bestehen, wie es beispielsweise auch für die Herstellung von Booten verwendet wird, nämlich PP (Polypropylen), Holzmehl oder einem Gemisch aus PP und Holzmehl, weil dieses Material leicht ist und sich für das Recycling anbietet. Die Schicht c aus dem geschäumten Harz kann aus geschäumtem Polyolefin bestehen, das ein Schäumungsverhältnis von 3 bis 50 hat und deshalb als Polsterschicht dient; ein bevorzugter Bereich für das Schaumverhältnis liegt zwischen 15 und 20, da sich hierbei gleichzeitig gute Festigkeits- und Polster-Eigenschaften ergeben. Wenn diese drei Schichten laminiert, also miteinander zu einem einstückigen, bahnförmigen Laminat verbunden werden sollen, können sie gleichzeitig miteinander verklebt werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist, indem die Schicht c geschäumt und kontinuierlich auf das Hautmaterial a aufgebracht und die Schicht c aus dem geschäumten Harz im vorerwärmten Zustand von ungefähr 180°C durch eine Kontaktverbindung auf das Basismaterial b aufgeklebt wird. Die laminierten Materialien können aus 0,2 bis 0,6 t der Haut a, 0,8 bis 0,3 t des Basismaterials b und 2,0 bis 4,0 t der Schaumstoffschicht c zusammengesetzt sein.

Nachdem das bahnförmige Laminat-Material auf eine Größe bzw eine Fläche geschnitten worden ist, die der Größe der Innenverkleidung der Fahrzeugtür entspricht, wird es erwärmt und dadurch erweicht. Diese Erwärmung und Erweichung kann in der Weise erfolgen, daß der Umfang des Laminat-Materials mittels einer Klammer C eingeklemmt und das Material mit einer Heizeinrichtung H erwärmt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Erwärmungstemperatur liegt im Bereich von etwa 250 bis 350°C. Das erwärmte und erweichte Laminat-Material wird dann auf der Formoberfläche eines Formwerkzeuges M angeordnet (siehe Fig. 4a).

Das aus den Fig. 4a und 4b ersichtliche Formwerkzeug M ist ein "weibliches" Formwerkzeug, also ein offenes Formwerkzeug mit einem Luft-Vorratsbehälter S. Dieser Luft-Vorratsbehälter S kann durch eine poröse Schicht mit feinen Poren gebildet werden, indem beispielsweise körniges Aluminium in die Oberfläche eingebettet wird. Als Alternative hierzu kann der Luft-Vorratsbehälter S im Hauptteil des Formwerkzeuges M mit einer Verbindung über Luftablaßlöcher ausgebildet werden, wie es in Fig. 4a und 4b dargestellt ist. Und schließlich kann die Formoberfläche des Formwerkzeugs M selbst noch durch eine poröse Schicht gebildet werden. Der Luft-Vorratsbehälter kann aus einer Vielzahl von feinen Luftablaßlöchern im Hauptteil des Formwerkzeuges M bestehen. Die Formoberfläche des Formwerkzeuges H ist mit einem Relief- Muster ausgebildet, das dem angestrebten Präge- oder Steppmuster entspricht.

Die Deckmaterialschicht a des auf die beschriebene Weise hergestellten Laminat-Materials ist der Formoberfläche des Formwerkzeuges M zugewandt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Laminatmaterial zweckmäßigerweise unter Spannung gehalten, indem sein Umfang mittels der Klammer c eingespannt wird, so daß sich das Laminatmaterial nicht in die Aussparung des weiblichen Formwerkzeuges M hinein erstreckt. Ein kastenförmiger, oberer Deckel F ist im Kontakt mit diesem Laminat-Material angeordnet, um den zu verformenden Bereich dieses Laminat-Materials hermetisch abzudichten und abzugrenzen. Der obere Deckel F kann durch die Wirkung eines Zylinders (nicht dargestellt) nach oben und nach unten bewegt werden, so daß sein flanschartiger Randbereich in Kontakt mit dem Laminatmaterial auf dem Formwerkzeug M gebracht und dadurch der Umfang diese Bereiches des Laminatmaterials hermetisch abgedichtet und abgegrenzt wird. Nachdem der zu verformende Bereich des Laminatmaterials in dem oberen Deckel F hermetisch abgedichtet ist, beaufschlagt ein Luftdruck, der höher als der Atmosphärendruck ist, den Innenraum des oberen Deckels F über ein Luftrohr E, das mit dem oberen Deckel F verbunden ist, wie man in Fig. 4b erkennt. Der Luftdruck kann in einem Druckbereich von 1,1143 bis 10,132 bar und nach einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 2,026 und 3,039 bar variiert werden; die Druckbeaufschlagung dauert etwa 10 sec.

Bei diesem Druck wird das Laminat-Material in engen Kontakt mit der Formoberfläche des Formwerkzeuges M gebracht, so daß die zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeugs M eingeschlossene Luft entsprechend der Bewegung des oberen Deckels nach unten eine Luftkissenschicht aufbaut, um das Laminat-Material zu entwickeln und mit gleichmäßiger Dicke zu verformen. Die Temperatur des Laminat-Materials wird so eingestellt, daß dieses Material weich genug ist, um sich der Form der Formoberfläche des Formwerkzeuges M anzupassen.

Die Luft in der Luftkissenschicht wandert in den Luftvorratsbehälter S, um das Laminat-Material in Kontakt mit der Formfläche des Formwerkzeuges M zu bringen. Als Ergebnis hiervon wird das Laminat-Material gezwungen, über seine gesamte Fläche eine gleichmäßige Dicke einzunehmen; mittels des Reliefmusters erhält das Hautmaterial auf seiner Oberfläche ein Präge- oder Steppmuster.

Nach dieser Luftdruck-Verformung wird die Luft von dem Luftvorratsbehälter S zur Außenseite des Formwerkzeuges M hin abgegeben, und zwar mittels einer Pumpe P; dann wird der obere Deckel F angehoben, um den eingespannten Zustand des Laminat-Materials aufzuheben, so daß der sich ergebende Formling aus dem Formwerkzeug M herausgenommen werden kann. Wenn das Formwerkzeug M geteilt werden soll, wird der obere Deckel F allmählich, nämlich in einer Zeitspanne von ungefähr 110 sec., geöffnet, so daß sich das geformte Material "natürlich", also ohne zusätzliche Kühlmaßnahmen, abkühlen kann. Wenn das geformte Material zu rasch abgekühlt wird, kann es zu unerwünschten, zusätzlichen Verformungen des verformten Materials kommen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer Zwischenschicht aus einem geschäumten Harz besteht, wobei
    1. a) das Laminat-Material erwärmt wird,
    2. b) das erwärmte Laminat-Material über einer Formoberfläche angeordnet wird,
    3. c) ein Deckel über wenigstens einem Bereich des Laminat-Materials angeordnet wird, und
    4. d) eine hermetische Abdichtung zwischen dem Laminat-Material, dem Deckel und der Formoberfläche ausgebildet wird, wodurch ein hermetisch abgedichteter Raum zwischen diesen Teilen entsteht, der mit Druckluft von über Atmosphärendruck beaufschlagbar ist,
  2. dadurch gekennzeichnet, daß
    1. e) sich beim Aufbringen der Druckluft zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeuges eine eingeschlossene Luftpolsterschicht derart bildet, daß wenigstens der Bereich des Laminat-Materials eine der Formoberfläche entsprechende Gestalt bei gleichmäßiger Dicke annimmt, und
    2. f) daß vor der vollständigen Abkühlung des Laminat-Materials die Luft zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche abgezogen wird, bis das Laminat- Material die Formoberfläche berührt.
  3. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Luftdruck in dem Raum allmählich auf Atmosphärendruck verringert wird, nachdem das blattformige Laminat-Material die Formoberfläche berührt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verringern des Luftdrucks allmählich während etwa 110 sec. erfolgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com