DE102004047036A1 - Verfahren zum Erwärmen einer Beschichtungszusammensetzung in einem Formwerkzeug - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren wird angegeben zum Bilden einer Polyurethanhaut für einen Innenauskleidungsteil eines Fahrzeuges, der eine Beschichtung hat, die im Inneren eines Formwerkzeuges gebildet wurde. Die im Inneren eines Formwerkzeuges gebildete Beschichtungszusammensetzung wird aufgebracht mit einer luftunterstützten Sprühdüse, die einen atomisierenden Luftstrom benutzt, der auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur aufgeheizt ist. Der erhitzte Luftstrom erwärmt die Beschichtungszusammensetzung, während diese atomisiert und zu einer Formoberfläche durch die Sprühdüse gesprüht wird. Dann wird die Polyurethanschicht auf die im Inneren der Form gebildete Beschichtungslage aufgebracht, um eine Polyurethanhaut zu bilden. Ein Heizer erwärmt die Druckluft, bevor die Druckluft zu der Sprühpistole geführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ein Aufbringverfahren für eine Beschichtung in einem Formwerkzeug und auf ein System zum Herstellen von zusammengesetzten Produkten mit einer Polyurethanhaut.
  • Innenauskleidungsteile von Fahrzeugen können mit einer Haut aus Vinyl oder Polyurethan hergestellt werden, die nachfolgend mit einem Schaummaterial gefüllt und an einem Strukturglied angebracht wird. Beispiele solcher Innenauskleidungskomponenten, die nach diesem allgemeinen Verfahren hergestellt sind, umfassen Armaturenbrett-Abdeckungen, Armlehnen, Sonnenblenden, Abdeckungen für Mittelkonsolen, Türinnenauskleidungen, und dgl. Häute aus PVC oder Vinyl sind zur Herstellung von Innenauskleidungsteilen lange verwendet gewesen. Vinylhäute werden generell rotationsgeformt aus einer flüssigen Vinylzusammensetzung, die geformt wird und durchgehend durch die Haut die gewünschte Farbe hat. In einem Bestreben zum Verbessern der Qualität und der Haltbarkeit wird die Anwendung von Polyurethanhäuten für Innenauskleidungskomponenten gerade entwickelt.
  • Polyurethanhäute können hergestellt werden aus aliphatischen Polyurethanzusammensetzungen, die in der gewünschten Farbe geformt werden. Jedoch können mit aliphatischen Polyurethanzusammensetzungen Schwierigkeiten verbunden sein. Aliphatische Polyurethanhäute können nämlich unter Farbabweichungen und einer nicht befriedigenden Oberflächenendqualität leiden, hervorgerufen durch Variationen bei der Reaktion der Polyurethankomponenten.
  • Im Rahmen von Bestrebungen, die Probleme mit aliphatischen Polyurethanhäuten zu lösen, wurde ein Verfahren entwickelt zum Herstellen von Polyurethanhäuten, bei dem eine Beschichtungszusammensetzung in einem Formwerkzeug hergestellt wird, um eine gleichbleibende Oberflächenfarbe und Oberflächenqualität zu erzielen. Auf die im Formwerkzeug gebildete Beschichtung wird eine aromatische Polyurethanzusammensetzung aufgebracht, die den Körper der Haut bildet. Die in dem Formwerkzeug hergestellte Beschichtung hat allgemein eine Dicke zwischen 1,0 und 3,0 mils (0,0254 – 0,0762 mm) und wird in einem Formwerkzeug aufgebracht, das auf ca. 160°F (71°C) aufgeheizt ist.
  • Die im Formwerkzeug eingesetzte Beschichtungszusammensetzung ist, vorzugsweise, eine Beschichtung auf Wasserbasis, die Ähnlichkeiten mit einer auf Wasser basierenden Farbe hat.
  • Ein mit der Verwendung einer im Formwerkzeug gebildeten Beschichtungszusammensetzung verbundenes Problem besteht darin, dass die Beschichtung auf Oberflächen aufgebracht werden muss, die verschiedenartige relative Orientierungen haben, rangierend von vertikal bis horizontal. Ferner muss die Beschichtung in begrenzten oder umschlossenen Bereichen aufgebracht werden. Um eine Beschichtung zu erzielen, die dann später die Haut vollständig bedeckt, kann es notwendig sein, die Beschichtungszusammensetzung in dem Formwerkzeug in mehreren Durchgängen aufzubringen, um Durchhänger oder Tränen oder Verläufe in der Beschichtung zu vermeiden. Die Solldicke von 1,0 mil (0,0254 mm) reicht aus, eine vollständige Abdeckung zu erzielen. Jedoch ist es bei vielen Teilen notwendig, mehrere Sprühmuster-Durchgänge zu überlappen, was in Beschichtungsdicken für die in dem Formwerkzeug hergestellte Beschichtung zwischen 3.0 und 4,0 mils (0,0762 – 0,102 mm) resultieren kann. In Bereichen, in welchen sich die im Formwerkzeug gebildete Beschichtung aufbaut, können Problem auftreten, weil dann die Beschichtung verläuft oder durchhängt. Falls die Beschichtung verläuft oder durchhängt, können die sich ergebenden Defekte in der Oberflächenqualität der fertigen Haut zu exzessivem Ausschuss führte.
  • Zusätzlich erfordern Bereiche erhöhter Dicke eine zusätzliche Abdunstungszeit vor dem Aufbringen der Polyurethankörperschicht der Haut. Falls die in dem Formwerkzeug gebildete Beschichtungszusammensetzung noch nicht vollständig ausgedunstet sein sollte, kann die im Formwerkzeug gebildete Beschichtungszusammensetzung mit der Isocyanatkomponente des aromatischen Polyurethanmaterials reagieren. Eine Interaktion zwischen der noch nicht vollständig ausgedunsteten, im Formwerkzeug hergestellten Beschichtungszusammensetzung und dem Isocynat kann in Oberflä chenfehlern resultieren, so dass die spätere Haut nicht akzeptabel ist, was in weiteren Ausschussverlusten resultiert.
  • Die Abdunstungszeit, die für die im Formwerkzeug gebildete Beschichtungszusammensetzung erforderlich ist, kann sich für den Hautherstellprozess zu der Zykluszeit addieren. Generell sollte die Abdunstungszeit oder Abbindungszeit weniger als 60 Sekunden betragen. Ein Aufbau eines Films bis zu einem Bereich von 3 bis 4 mils kann jedoch mehr als 60 Sekunden brauchen, um komplett abzudunsten. Verzögerung bei dem Verfahren verlängern jedoch die Zykluszeit und führen zu zusätzlichen Kosten für das Herstellverfahren.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die vorerwähnten Problem zu lösen und ein zuverlässiges Herstellverfahren anzugeben, mit dem Polyurethanhäute für Innenauskleidungskomponenten hergestellt werden, die eine gleichmäßige Farbe und eine gute Oberflächenqualität haben, wobei auch die Zykluszeiten minimiert sind.
  • Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden einer Polyurethanhaut für einen Innenauskleidungsteil eines Fahrzeuges angegeben. Es wird eine mit Luft unterstützte Sprühdüse verwendet, die einen atomisierenden Luftstrom bereitstellt. Die im Formwerkzeug zu bildende Beschichtungszusammensetzung wird auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur erhitzt und durch die mit Luft unterstützte Sprühdüse auf eine Entformungs-Verbundsschicht aufgesprüht. Dann wird über die im Formwerkzeug gebildete Beschichtungslage eine Schicht aus Polyurethan aufgebracht, um die Polyurethanhaut zu bilden.
  • Gemäß anderer Aspekte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann der Schritt der Erwärmung der in dem Formwerkzeug gebildeten Beschichtungszusammensetzung durch Erwärmen der atomisierenden Luft durchgeführt werden, ehe die atomisierende Luft in die Sprühdüse gebracht wird. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der Strom der atomisierenden Luft bis auf eine Temperatur zwischen 100°F (ca. 38°C) und 200°F (ca. 76°C) erhitzt werden, während bei anderen Ausführungsformen die Luft bis zu einer Temperatur zwischen 120°F (ca. 49°C) und 160°F (ca. 71°C) erwärmt wird. Falls die in der Form zu bildende Beschichtung in Linie erwärmt wird, kann die in der Form zu bildende Beschichtung bei einigen Ausführungsformen bis zu einer Temperatur zwischen 100°F und 180°F (ca. 82°C) erwärmt werden, während sie bei anderen Ausführungsformen erwärmt würde bis zu einer Temperatur zwischen 140°F (ca. 60°C) und 180°F.
  • Andere Aspekte der Erfindung bezüglich der Aufbringung der Schicht aus aromatischem Polyurethanmaterial beziehen sich weiterhin auf das Aufbringen einer Schicht aus Polyurethan über die in dem Formwerkzeug gebildete Beschichtungslage nach einem Abdunstungszyklus. Verfahrensgemäß kann der Abdunstungszyklus 20 % kürzer sein als der Abdunstungszyklus bei der Anwendung einer in dem Formwerkzeug hergestellten Beschichtungszusammensetzung, die nicht über die Umgebungstemperatur erwärmt worden ist.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein System zum Herstellen einer Polyurethanhaut für einen Innenauskleidungsteil eines Fahrzeugs. Das System umfasst einen Sprühapplikator zum Versprühen einer Entformungs-Zusammensetzungslage auf eine Formoberfläche eines offenen Formwerkzeugs. Ein Luftkompressor liefert Druckluft zu einer mit Luft unterstützten Sprühdüse, die ausgebildet ist zur Erzeugung eines atomisierenden Luftstroms. Ein Luftheizer wird verwendet, um die Druckluft auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur aufzuheizen und aufgeheizte atomisierende Luft bereitzustellen. Die mit Luft unterstützte Sprühdüse verwendet die aufgeheizte atomisierende und Gebläsesprühluft zum Aufsprühen einer Beschichtungszusammensetzungslage über die Entformungs-Zusammensetzungslage in dem Formwerkzeug. Ein Sprühapplikator ist vorgesehen, um eine Lage aus Polyurethan auf die in dem Formwerkzeug gebildete Beschichtungslage aufzubringen, um die Polyurethanhaut zu bilden.
  • Gemäß andere Aspekte des Systems der vorliegenden Erfindung kann der Luftheizer den atomisierenden Luftstrom bis auf eine Temperatur zwischen 100°F und 200°F aufheizen, während gemäß anderer Aspekte eine Aufheizung bis auf zwischen etwa 120°F und 160°F erfolgt. Der Luftheizer heizt die atomisierende Luft so auf, dass ein Lösungsmittel in der Beschichtung, die im Inneren des Formwerkzeugs aufgebracht werden muss, rascher verdampft.
  • Gemäß anderer Aspekte des Systems der vorliegenden Erfindung wird der Sprühapplikator verwendet zum Aufbringen einer Schicht aus aromatischem Polyurethan nach einem Abdunstungszyklus auf die in dem Formwerkzeug gebildeten Beschichtungslage. Der Abdunstungszyklus kann um 20 % kürzer sein als der Abdunstungszyklus für eine Beschichtungszusammensetzung, die in einem Formwerkzeug gebildet wird, jedoch nicht durch die Atomisierungs- und Gebläsesprühluft aufgeheizt worden ist.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Sprühsystem für eine in einem Formwerkzeug zu bildende Beschichtungszusammensetzung. Das Sprühsystem für die in dem Formwerkzeug zu bildende Beschichtungszusammensetzung umfasst eine Trommel, die einen Vorrat der Beschichtungszusammensetzung enthält, und die mit einem Fluidkreis verbunden ist. Um die Beschichtungszusammensetzung aus der Trommel und durch den Fluidkreis zu pumpen, wird eine Pumpe vorgesehen. Mit dem die Beschichtungszusammensetzung von der Pumpe erhaltenden Fluidkreis ist eine Sprühpistole verbunden. Ein Luftkompressor stellt Druckluft über eine Luftleitung für die Sprühpistole bereit, um die Beschichtungskomposition zu atomisieren und in einem Muster zu leiten. Ein Heizer wird betrieben, um die Druckluft in der Luftleitung zu erhitzen, ehe die Druckluft der Sprühpistole zugeführt wird.
  • Gemäß anderer Aspekte der Erfindung, soweit sich diese auf ein Sprühsystem für die in ein Formwerkzeug einzubringende Beschichtungszusammensetzung bezieht, ist das Muster, in welchem die Beschichtungszusammensetzung versprüht wird, ein fächertörmiges Muster. Es kann auch eine Farbverteilstation vorgesehen sein, wobei die Beschichtungszusammensetzung ausgewählt wird aus einer Gruppe unterschiedlich eingefärbter Beschichtungen. Das Sprühsystem für die in dem Formwerkzeug zu bildende Beschichtungszusammensetzung kann auch einen luftdruckgesteuerten Druckregulator umfassen, der unmittelbar stromauf der Sprühpistole in dem Fluidkreis angeordnet ist.
  • Diese und weiter Aspekte der vorliegenden Erfindung werden verständlich bei Betrachtung der beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist ein Diagramm, das das Verfahren zum Bilden einer Polyurethanhaut für einen Innenauskleidungsteil eines Fahrzeuges illustriert; und
  • 2 ist eine diagrammartige Darstellung eines Sprühsystems für ein in einem Formwerkzeug zu bildende Beschichtungszusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • Nachfolgend wird detailliert Bezug genommen auf bevorzugte Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Erfindung. Diese stellen die besten Möglichkeiten zum Realisieren der Erfindung dar, wie dies den Erfindern gegenwärtig bekannt ist. Es ist jedoch anzumerken, dass die offenbarten Ausführungsformen nur beispielhaft für die Erfindung sind, die auch in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert werden kann. Deshalb sind nachfolgend offenbarte spezifische Details nicht als Beschränkungen zu interpretieren, sondern nur als eine repräsentative Basis für die Patentansprüche und/oder als eine repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf diesem Gebiet, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weisen angewendet werden kann.
  • In 1 ist ein Verfahren zum Bilden einer Polyurethanhaut für einen Fahrzeuginnenauskleidungsteil illustriert. In wenigstens einer Ausführungsform umfasst der erste Schritt 10 des Verfahrens das Aufsprühen eines Entformungsmittels auf ein Formwerkzeug oder auf eine Formoberfläche. Beim Schritt 12 wird eine mit Luft unterstützte Sprühdüse bereitgestellt zum Aufsprühen einer Beschichtung im Inneren des Formwerkzeugs. Beim Schritt entsprechend 14a bis 14d sind mehrere Beschichtungszusammensetzungen A bis D bereitgestellt, deren jede eine andere Farbe hat, und die in Stationen bereitgestellt sind, die zu einer Farbverteilstation 16 gehören. Bei 18 wird Luft beschafft, die einen Luftheizer bei 20 zugeführt wird. Der Luftheizer 20 stellt aufgeheizte Luft für eine Sprühdüse bereit. Die aufgeheizte Luft wird bei 22 mit der ausgewählten Beschichtungszusammensetzung zusammengebrcht, die aus der Farbverteilerstation 16 beschafft worden ist. Die aufgeheizte Luft ist vorgesehen zum Atomisieren, und, falls wünschenswert, auch zur Verwendung bei der Steuerung der Sprühluft für ein fächertörmiges Muster. Wenn dann die Beschichtungszusammensetzung bei 22 versprüht wird, dann erwärmt die erhitzte Luft zuvor die Beschichtungszusammensetzung auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur.
  • Die erhitzte Luft erwärmt die Beschichtungszusammensetzung, die im Inneren des Formwerkzeuges aufzubringen ist, während die Beschichtungszusammensetzung durch die Sprühdüse atomisiert wird, und ehe sie über dem Entformungsmittel verteilt wird, das zuvor auf der Formoberfläche des Formwerkzeugs deponiert worden ist. Bei einigen Ausführungsformen wird die Beschichtungszusammensetzung durch Luft erwärmt, die zwischen 100°F und 200°F heiß sein kann, während bei anderen Ausführungsformen die Luft eine Temperatur zwischen 120°F und 160°F haben kann. Die erhitzte Luft wärmt die Beschichtungszusammensetzung für die Innenseite des Formwerkzeuges auf, welche bei zumindest einer Ausführungsform ein Farbprodukt eines auf Wasser basierenden Typs einer Beschichtungszusammensetzung für das Innere eines Formwerkzeugs ist. Die erhitzte Luft intensiviert0 die Verdampfung flüchtigen Materials an dem Punkt der Atomisierung, um einerseits zu reduzierten Abdunstungszeiten zu führen, und andererseits die Resistenz gegen Duchhängen/Verlaufen zu erhöhen. Bei 24 dunstet die Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges ab, um eine Beschichtung im Inneren des Formwerkzeuges vor der Aufbringung einer Polyurethanzusammensetzung bei 26 zu bilden.
  • In wenigstens einer Ausführungssform ist die Polyurethanmischung eine aromatische Polyurethanmischung mit Isocyanat- und Polyol- oder Tolnol-Komponenten, die kombiniert, eine Polyurethanhaut bilden und aufgeschäumt an die Beschichtung im Inneren des Formwerkzeuges angehaftet sind. Die Beschichtung im Inneren des Formwerkzeuges schafft eine gleichförmige Farbschicht auf dem Polyurethan in der fertigen Haut. Die fertige Haut wird nachfolgend bearbeitet, um einen Innenraumauskleidungsteil eines Fahrzeugs zu bilden. Bei 28 wird das Polyurethan abdunsten gelas sen, um eine Zusammensetzung zu bilden, in der eine Polyurethanschicht an die Beschichtung im Inneren des Formwerkzeuges angehaftet ist. Die Zusammensetzung wird dann bei 30 aus dem Formwerkzeug entnommen.
  • In 2 werden die Komponenten eines Sprühsystems für eine Beschichtungszusammensetzung im Inneren eines Formwerkzeuges illustriert. Die Beschichtungszusammensetzung wird in einer Trommel 32 bereitgestellt, die mit einem Agitator 34 versehen ist, der verwendet wird, um die Homogenität der Beschichtung aufrechtzuhalten. Der Agitator 34 kann pneumatisch angetrieben sein und erhält dann Druckluft von einer Hauptluftzufuhr 36. Die Hauptluftzufuhr 36 stellt auch Antriebskraft für eine Membranpumpe 38 bereit, die verwendet wird, um die Beschichtungszusammensetzung aus der Trommel 32 zu pumpen. Ein in 2 illustrierter Fluidkreis enthält mehrere Steuerventile 40, die verwendet werden können, um die Strömung der Beschichtungszusammensetzung durch den Fluidkreis zu steuern, beispielsweise, falls es notwendig ist, eine Trommel zu wechseln oder das System zu reinigen. In zumindest einer Ausführungsform wird das Beschichtungsmaterial für das Innere des Formwerkzeuges durch die Membranpumpe 38 durch einen Netzfilter 42 gepumpt, der vorgesehen ist, um Unreinheiten oder große Partikel aus der Beschichtungszusammensetzung herauszufiltern.
  • Die Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges wird einem Farbwechselverteiler 44 zugeführt, der an einem Roboterarm (nicht gezeigt) montiert sein kann, um mehrere Farben für Innenraumteile unterschiedlicher Farben bereitzustellen. An den Verteiler 44 können mehrere Fluidkreise zum Zuführen von Beschichtungszusammensetzungen angeschlossen sein, wie der in Verbindung mit den Bezugsziffern 32 bis 42 beschriebene. In zumindest einer Ausführungsform erhält ein y-Filter 46 die ausgewählte Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges. Von dem y-Filter 46 gelangt die Beschichtungszusammensetzung zu einem luftvorgesteuerten Regulator 48, der den Druck der Beschichtungszusammensetzung reguliert, die der mit Luft unterstützten Sprühpistole 50 zugeführt wird. Die luftunterstützte Sprühpistole 50 wird durch einen Luft-Solenoid-Auslöser 52 gesteuert, der die Aufbringung der Beschichtung im Inneren des Formwerkzeuges initieren lässt.
  • Ein Luftkompressor 54 ist ein separater Luftkompressor. Alternativ könnte Druckluft auch aus der Hauptluftversorgung 36 bereitgestellt werden. Der Luftkompressor 54 fördert Druckluft zu einem Luftheizer 56, der die Luft aus dem Luftkompressor 54 auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur aufheizt. In zumindest einer Ausführungsform kann der Luftheizer 56 Luft mit einer Temperatur zwischen 100°F und 200°F liefern. In anderen Ausführungsformen wird der Luftheizer Luft mit einer Temperatur zwischen 120°F und 160°F bereitstellen. Die erwärmte Luft wird der luftunterstützten Sprühpistole 50 zugeführt. Wenn die erhitzte Luft und die Beschichtungszusammensetzung durch die luftunterstützte Sprühpistole 50 hindurchgehen, erwärmt die erhitzte Luft die Beschichtungszusammensetzung, während diese atomisiert wird. Das Erwärmen der Beschichtungszusammensetzung an dem Punkt der Atomisierung bewirkt, dass das Lösungsmaterial mit erhöhter Rate verdampft. Eine intensivierte Verdampfung von Lösungsmaterialien erhöht den Widerstand der Beschichtungszusammensetzung gegen Erschlaffen oder Verlaufen im Formwerkzeug und reduziert die Abdunstungszeit für die Beschichtung im Forminnenraum.
  • Obwohl das oben offenbarte System und auch das Verfahren zum Erwärmen der Beschichtung erhitzte Atomisierungs- und Fächersprüh-Luft einsetzen, ist es theoretisch auch möglich, dass das Material der Beschichtung für das Innere des Formwerkzeuges selbst aufgewärmt wird, ehe es der Sprühpistole zugeführt wird. In einer Ausführungsform kann die Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges bis auf ca. 160°F aufgeheizt werden. In anderen Ausführungsformen kann die Beschichtung bis auf eine Temperatur zwischen etwa 100°F und 180°F erhitzt werden, während sie in anderen Ausführungsformen auf eine Temperatur zwischen 140°F und 180°F erhitzt wird.
  • Nachdem die Erfindung allgemein beschrieben worden ist, lässt sich ein weiteres besseres Verständnis erzielen durch Bezugnahme auf bestimmte spezifische Beispiele, die hier angegeben werden nur für illustrative Zwecke, und die nicht dazu dienen, beschränkend zu sein, falls dies nicht anders spezifiziert wird.
  • Das Verfahren und das System wurde getestet mit einer auf Wasser basierenden Farbe ähnlich einer Beschichtungszusammensetzung für das Innere eines Formwerk zeuges zum Bestimmen des Effekts der Erwärmung der atomisierenden Luft auf die Abdunstungszeit und die Durchhänge-/Verlaufs-Resistenz.
  • Die Parameter des Tests waren wie
    Eine Midwest HVLE Turbo Sprühpistole;
    Sprühpistolenabstand von der Oberfläche 6 Zoll (152,4 mm);
    Fluidlieferdruck 9 psi (465 Torr);
    Luftströmungsdruck 3 psi (155 Torr);
    Farbumgebungstemperatur 78°F (ca. 25°C);
    relative Feuchte 52 %;
    Farbe: United Paint AWHP-2146;
    Viskosität: 27 Sekunden Z3;
    Gesamtvolumen an Feststoffen 33 %; und
    Heizlufttemperatur (84°F, ca. 29°C), 160°F (ca. 71 °C) und 275°F (ca. 135°C).
  • Der Test wurde durchgeführt unter Verwendung eines sogenannten Durchhängepaneels, das ein handelsübliches Metallblech-Testpaneel mit vielen Löchern war, wie es verwendet wird zum Testen der Trockenfilmdicke (DFT) und der Durchhängeresistenz. Die Resultate des Tests basieren auf einer Einzelfarb-Keilaufbringung auf die Stahl-Durchhängepaneels, und fielen wie folgt aus:
    Bei Umgebungstemteratur: Durchhängepunkt 3,5 mils DFT und >5 Minuten Abdunsten @ 2,0 mils DFT
    Bei 160°F: Durchhängepunkt 6,0 mils DFT und <5 Minuten Abdunsten @ 2,0 mils DFT
    Bei 275°F: Durchhängepunkt 10,0 mils DFT und <4 Minuten Abdunsten @ 2,0 mils DFT.
  • Bei Umgebungstemperatur trat der Durchhängepunkt ein bei 3,5 mils DFT, und wurden mehr als 5 Minuten gebraucht, um die Wasserbasis-Farbe bei einer Dicke von 2 mils abzudunsten. Eine erhebliche Verbesserung wurde festgestellt bei 160°F, wobei 6,0 mils DFT erzielt wurden und die Abdunstungszeit bei 2 mils DFT kürzer war als 5 Minuten. Bei 275°F trat der Durchhängepunkt bei 10,0 mils DFT auf und war für 2,0 mils DFT eine Abdunstung von weniger als 4 Minuten erzielt. Bei 275°F zeigte die wasserbasierte Farbe eine distinktive Tendenz zum Antrocknen ander Fluidspitze. Bei 160°F und bei 275°F gab es keine Evidenz für Gasblasen oder Oberflächenlöchern in der Beschichtung.
  • Aufgrund des Tests waren Schlüsse möglich, dass das Aufheizen der Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges eine substantielle Zunahme der Durchhängeresistenz ermöglicht, und auch die Abdunstungszeit nachhaltig reduziert. Extreme Temperaturen wie Temperaturen von 275°F sind nicht empfehlenswert wegen Problemen bezüglich der Tendenz der Farbe, in der Fluid- oder Düsenspitze anzutrocknen. Die Zunahme der Durchhängeresistenz wie bei einer Trockenfilmdicke bei 160°F gemessen, lässt erwarten, dass sich das Einsatzmöglichkeitsfenster für Beschichtungszusammensetzungen für das Innere von Formwerkzeugen expandieren lässt und größere Dicken zulässt ohne Durchhänger oder Verläufe sogar in Bereichen, in denen ein schwieriger Zugang vorliegt.
  • Obwohl Ausführungsformen der Erfindung illustriert und beschrieben worden sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Ausführungen der Erfindung illustrieren und beschreiben. Vielmehr sind in der Beschreibung verwendete Ausdrücke nur beschreibender Natur, und nicht beschränkend, und ist anzumerken, dass unterschiedliche Abänderungen vorgenommen werden können, ohne den Sinngehalt und den Schutzbereich der Erfindung zu sprengen.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Bilden einer Polyurethanhaut für einen Innenraumteil eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch: Bereitstellen einer luftunterstützten Sprühdüse, die ausgebildet ist zum Abgeben eines atomisierenden Luftstroms; Erhitzen einer Beschichtungszusammensetzung für das Innere eines Formwerkzeuges auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, um eine erhitzte Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeugs zu schaffen; Sprühen der erhitzten Beschichtungszusammensetzung zu einer Formoberfläche mittels der luftunterstützten Sprühdüse zur Schaffung einer Beschichtungslage im Inneren des Formwerkzeugs; und Aufbringen einer Lage aus Polyurethan über die Beschichtungslage im Inneren des Formwerkzeuges zum Ausbilden der Polyurethanhaut.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufheizens der Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges ausgeführt wird durch Erhitzen der atomisierenden Luft, ehe die atomisierende Luft der Sprühdüse zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der atomisierende Luftstrom auf eine Temperatur zwischen 100°F und 200°F (38°C – 76°C) aufgeheizt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der atomisierende Luftstrom auf eine Temperatur zwischen 120°F und 160°F (49°C bis 71 °C) aufgeheizt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufhängens der Schicht aus Polyurethan durchgeführt wird durch Aufsprühen einer Lage aromatischen Polyurethans über die Beschichtungslage im Inneren eines Formwerkzeugs nach einem Abdunstungszyklus.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Aufheizens der Beschichtungszusammensetzung an der Beschichtungszusammensetzung durchgeführt wird vor dem Eintreten der Beschichtungszusammensetzung in die Sprühdüse, und dass die Beschichtung für das Innere des Formwerkzeuges auf eine Temperatur zwischen 100°F und 180°F (38°C – 82°C) erwärmt wird.
  7. System zum Herstellen einer Polyurethanhaut für einen Inneraumteil eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch: Einen Luftkompressor (54) zum Bereitstellen von Druckluft zu einer luftunterstützten Sprühdüse (50), die mit einem atomisierenden Luftstrom arbeitet; einen Luftheizer (56) zum Aufheizen der Druckluft auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur zum Bereitstellen aufgeheizter Atomisierungsluft; die die aufgeheizte Atomisierungsluft zum Versprühen einer Beschichtungszusammensetzungslage auf eine Formoberfläche eines Formwerkzeuges verwendende, luftunterstützte Sprühdüse (50); und einen Sprühapplikator zum Aufbringen einer Lage aus Polyurethan über die Beschichtungslage im Inneren des Formwerkzeuges zum Bilden der Polyurethanhaut.
  8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftheizer (56) den atomisierenden Luftstrom auf eine Temperatur zwischen 100°F und 200°F (38°C – 76°C) aufheizt.
  9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftheizer (56) den atomisierenden Luftstrom auf eine Temperatur zwischen 120°F und 160°F (49°C – 71°C) aufheizt.
  10. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftheizer (56) die atomisierende Luft zum Verdampfen eines Lösungsmittels der Beschichtung aufheizt.
  11. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühapplikator zum Aufbringen einer Lage aus Polyurethan über der im Inneren des Formwerkzeuges gebildeten Beschichtungslage nach einem Abdunstungszyklus ein aromatisches Polyurethan aufbringt.
  12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdunstungszyklus um ca. 20 % kürzer ist als ein Abdunstungszyklus für eine ohne Aufheizen der Atomisierungsluft im Innere eines Formwerkzeugs aufgebrachtem Beschichtungszusammensetzung.
  13. Sprühsystem für eine in ein Formwerkzeug einbringbare Beschichtungszusammensetzung, gekennzeichnet durch: Eine Trommel (32), die mit einem Fluidkreis verbunden ist und einen Vorrat einer Beschichtungszusammensetzung für das Innere eines Formwerkzeugs enthält; eine Pumpe (38) zum Pumpen der Beschichtungskomposition aus der Trommel (32) und durch den Fluidkreis; eine mit dem Fluidkreis verbundene Sprühpistole (50), die die Beschichtungszusammensetzung von der Pumpe (38) zugeführt bekommt; einen Luftkompressor (54) zum Bereitstellen von Druckluft durch eine Luftleitung zu der Sprühpistole zum Atomisieren der Beschichtungszusammensetzung und zum Führen der Beschichtungszusammensetzung in einem Muster; und einen zum Aufheizen der Druckluft in der Luftleitung betreibbaren Heizer (56), ehe die Druckluft der Sprühpistole (50) zugeführt wird.
  14. Sprühsystem für eine in das Innere eines Formwerkzeugs einbringbare Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft verwendet wird zum Atomisieren der Beschichtung und auch zum Führen der versprühten Beschichtung in einem fächertörmigen Sprühmuster.
  15. Sprühsystem für eine im Inneren eines Formwerkzeugs aufbringbare Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 13, weiterhin gekennzeichnet durch eine Farbverteilerstation (44), die mit dem Fluidkreis verbunden ist, und in welcher die jeweils zu versprühende Beschichtungszusammensetzung für das Innere des Formwerkzeuges aus einer Gruppe von Beschichtungen mit unterschiedlichen Farben auswählbar ist.
  16. Sprühsystem für eine im Inneren eines Formwerkzeugs aufbringbare Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 13, weiterhin gekennzeichnet durch einen luftgesteuerten Druckregulator (48) in dem Fluidkreis unmittelbar stromauf der Sprühpistole (50).
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