DE102006062345A1

DE102006062345A1 - Dreidimensionales Dekorformteil

Info

Publication number: DE102006062345A1
Application number: DE200610062345
Authority: DE
Inventors: Volker Dahinten
Original assignee: FOLIOTEC GmbH
Current assignee: FOLIOTEC GmbH
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales Dekorformteil, bestehend aus mindestens einer Folie und einer hieran fixierten Materialschicht aus Kunst- oder Naturfasern oder faserartigem Material, wobei das Dekorformteil im Hochdruckformverfahren durch Beaufschlagung der Folie unmittelbar und direkt mit einem fluiden Druckmittel in einer positiven oder negativen Form hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales Dekorformteil, das aus mindestens einer Folie und einer hieran fixierten Materialschicht aus Kunst- oder Naturfasern oder faserartigem Material besteht.
Aus der DE 196 07 051 C3 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Holz- insbesondere eines Wurzelholzfurnierelementes, beispielsweise für die Verwendung in einem PKW, sowie ein damit hergestelltes Holz- insbesondere Wurzelholzfurnierelement bekannt, bei dem das Holzfurnier mit einem flexiblen Trägermaterial vorverklebt wird und das Holzfurnierelement anschließend in einem Presswerkzeug aus einem beweglichen und einem unbeweglichen Werkzeugteil gepresst wird, wobei das Presswerkzeug eine endgültige Oberflächenstruktur der Haut formt. Als flexibles Trägermaterial kommt dabei Folie zur Anwendung, die vor dem Pressen auf das Holzfurnier aufgelegt wird. Der Pressvorgang ist ein mechanischer Vorgang, bei dem der Pressdruck auf die Sekundärschicht, nämlich das Holzfurnier, mechanisch aufgebracht wird, das zusammen mit der Folie in die Form eingedrückt wird. Bei diesem mechanischen Verfahren können Beschädigungen an der Oberfläche der Folie, die als Sichtoberfläche dient, entstehen. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass bei vorbedruckten Folien, die beispielsweise Piktogramme, Symbole oder Umrahmungen aufweisen, eine passgenaue Pressung durch den Reibschluss beim Zusammenführen der Werkzeugteile nicht realisierbar ist. Des Weiteren ist eine optimale Ausfor mung nur möglich, wenn die Folie vorgewärmt wird. Die Oberfläche kann völlig glatt oder angeraut sein oder bestimmte Strukturen aufweisen. Des Weiteren ist es aus dieser Schrift bekannt, auch eine Folie auf der anderen Seite des Holzfurniers aufzubringen und die drei Schichten gemeinsam zu verpressen. Auch hierbei sind die angegebenen Nachteile der mangelnden Maßhaltigkeit von Aufdrucken gegeben sowie die nicht gewünschten Oberflächenbeschädigungen beim mechanischen Pressvorgang.
Aus der EP 0 943 410 A1 ist ein einstufiges Verfahren zur Herstellung von Dekorformteilen, bestehend aus einem Dekoroberteil und einen Naturstoffgrundkörper, bekannt. Das Dekoroberteil wird mit seiner Sichtfläche in eine Form eingelegt und mit einem thermoplastischen Naturstoffmaterial hinterspritzt, wodurch ein kraftschlüssiger Verbund zwischen dem Grundkörper und dem Dekoroberteil entsteht. Durch das Hinterspritzen mit einer Kunststoffmasse wird ein einsetzbares biegesteifes Bauteil gefertigt, dessen Dekoroberteil eine Dicke von ca. 0,3 mm bis ca. 1,2 mm aufweist, vorzugsweise 0,4 mm bis 0,8 mm. Solche Dekorteile können z. B. Bestandteile eines Lenkrades, einer Dekorblende, eines Armaturenbrettes, einer Mittelkonsole, einer Türblende, eines Möbelzierteils oder ein Ausstattungs- oder Gebrauchsgegenstand sein. Die Dekorteile können für beliebige Gebrauchsgegenstände hergestellt werden.
Des Weiteren ist aus der EP 0 371 425 B1 ein Verfahren zur Herstellung eines tiefgezogenen Kunststoffformteils bekannt, bei dem kaltstreckbares Formmaterial bei einer Arbeitstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Folienmaterials mit Hilfe eines fluiden Druckmittels unmittelbar und direkt beaufschlagt und isostatisch verformt wird. Dieses als Hochdruckformverfahren bekannte Verfahren hat den Vorteil, dass berührungslos eine Verformung durch Druckbeaufschlagung der Folie erfolgt. Der Mitteldruck beträgt dabei mehr als 20 bar. Die Verformung des Folienmaterials wird in einer Zeitspanne, die kleiner als 5 Sekunden ist, durchgeführt. Die Vorteile und Anwendungen dieses Hochdruckformverfahrens sind in der EP-Schrift im Detail angegeben. Hierauf wird verwiesen und der Inhalt dieser Schrift zum Gegenstand dieser Schutzrechtsanmeldung gemacht, da dieses Verfahren auch bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Dekorformteils zur Anwendung gelangt.
In der DE 41 13 568 C2 ist in weiterer Ausgestaltung des in der EP 0 371 425 B1 beschriebenen Verfahrens eine Vorrichtung zur Hochdruckverformung von Kunststofffolien für einen automatischen Fertigungsprozess beschrieben. Auch diese Schrift wird zum Inhalt der Patentanmeldung gemacht, da eine solche Vorrichtung für die Herstellung erfindungsgemäßer Dekorformteile verwendet werden kann.
Sowohl in der EP 0 371 425 B1 als auch in der DE 41 13 568 C1 wird davon ausgegangen, dass nur dünne Folien, die auch bedruckt sein können, verarbeitbar sind. Es ist ferner in der EP-Schrift angegeben, dass im Anschluss an die Hochdruckverformung der Folie vorzugsweise transparentes Kunstharz an das Tiefziehteil angespritzt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, für die Verformung dünnere Folie zu verwenden, welche sich besser verformen lässt, die dann nachträglich durch das Hinterspritzen die notwendige Steifigkeit erreicht, um als Bauteil eingesetzt werden zu können. Auch ist angegeben, dass ein Farbaufdruck oder ein Belag sandwichartig zwischen zwei Lagen Folie eingebettet sein kann. Die Anwendung des Hochdruckverfahren für die Herstellung von Dekorteilen aus einem Folien/Faserschichtmaterial ist jedoch nicht angeregt. Insbesondere hat man dieses Verfahren für nicht geeignet erachtet für die Herstellung von Dekorformteilen aus Holzfurnier oder Wurzelholzfurnier sowie aus anderen Fasermaterialien, die bei der Verformung brechen, reißen und knicken können, insbesondere bei kleinen Radien.
Ausgehend von dem angegebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dekorformteil so zu gestalten, dass es besonders preiswert hergestellt werden kann. Des Weiteren soll das Dekorformteil, insbesondere wenn es Bedruckungen aufweist, die vor der Verformung aufgebracht worden sind, gewünschte Maßhaltigkeit aufweisen. Des Weiteren soll erreicht werden, dass die Oberfläche nicht beschädigt wird, so dass das dreidimensional ausgeformte Dekorformteil unmittelbar auch genutzt werden kann, ohne dass die Oberfläche nachbehandelt werden muss.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung eines Dekorformteils nach der Lehre des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Dekorformteils sind in den Unteransprüchen im Detail beschrieben.
Versuchsreihen unter Verwendung verformbarer Folien, wie sie in der EP 0 371 425 B1 angegeben sind, in Verbindung mit einer Beschichtung mit Holzfurnier haben gezeigt, dass durch den schnellen Umformungsprozess in Bruchteilen von Sekunden mittels des beschriebenen Hochdruckumformverfahrens das Dekorformteil ausgeformt werden kann, ohne dass die Fasern oder die Oberfläche des Furniers beschädigt werden.
Die Folie kann dabei grundsätzlich an der Unterseite oder an der Oberseite aufkaschiert sein. Durch die Hochdruckverpressung ist faktisch ein Flächenverschweiß-Verbund mit stabiler Ausformung gegeben. Wenn die Folie auf der Oberseite aufgebracht ist, bildet sie zugleich eine Oberflächenversiegelung, die glatt oder auch faserstrukturiert sein kann.
Versuche mit anderen Fasermaterialien haben zu gleichen Ergebnissen geführt, ohne dass die Fasern besonders behandelt werden müssen, um in den Eckenbereichen einer Verformung nicht zu brechen. Dies ist auf die schnelle Verformung zurückzuführen, die durch den hohen aufzuwendenden Druck, der vorzugsweise zwischen 30 und 200 bar liegt, erzielbar ist. Es wurden deshalb auch Versuche mit textilen einfarbigen und mehrfarbigen Geweben als zweite Schicht durchgeführt, ebenso mit Vlies- und Filzschichten aber auch mit Leder und Kunstleder. In allen Fällen hat sich herausgestellt, dass durch die Verbindung zwischen Folie und Fasermaterial unter Verwendung des Hochdruckformverfahrens, bei dem die Oberfläche mechanisch nicht durch Reibung unmittelbar belastet sondern durch Druckbeaufschlagung verformt wird, die mittels Luft, Gas oder auch flüssigem Druckmittel erfolgen kann, eine Umverformung in gewünschter Weise erfolgt. Als besonders geeignet und preiswert hat sich dabei die Verwendung von Druckluft gezeigt, wobei die Vorrichtungen, mit denen die Umformung durchgeführt wird, denjenigen entsprechen, die in der EP 0 371 425 B1 bzw. in der DE 41 13 568 C1 angegeben sind. Mit bekannten Vorrichtungen und unter Verwendung eines bekannten Hochdruck-Verfahrens ist das Dekorformteil auch dann herstellbar, wenn die Fasermaterialien prinzipiell nicht für einen solchen Fertigungsprozess geeignet sind.
Das Herstellungsverfahren ist dem Formteil ansehbar, da die Oberfläche in keinster Weise Beschädigungen aufweist, obwohl unterschiedlichste Reliefs oder auch 3-D-Prägungen realisierbar sind. Dies ist sowohl dann gegeben, wenn die Faserschicht obenseitig, also an der Sichtseite, zu sehen ist oder dieses Material von einer Folie überzogen und verformt ist, um eine glatte Oberfläche zu erreichen. Bei der Herstellung eines Dekorformteils unter Verwendung von Furnier kann eine so dünne Folie zum Einsatz kommen, dass diese beim Verpressen partiell in die Poren des Fasermaterials hineingedrückt wird und so eine absolut dünne Oberflächenschicht entsteht, die einer dünnschichtigen Lackierung gleichkommt.
Andererseits kann aber auch beispielsweise Leder oder Kunstleder unter Beibehaltung der Oberflächenstruktur mit der Folie auf der Unterseite zu einem 3-D-Formteil verformt werden. Es können nach dem gleichen Verfahren verschiedene Schichtverbunde, z. B. Textilien unterschiedlicher Faserstärken und aus unterschiedlichem Fasermaterial, in Verbindung mit Folie verwendet werden. Die Folie selbst wird zweckmäßiger Weise mittels transparenter Klebeschicht auf dem Fasermaterial fixiert. Diese Verfahren sind als solche aus der EP 0 943 410 A1 und der DE 196 07 051 C3 bekannt.
Überraschender Weise hat sich nun herausgestellt, dass unter Verwendung des Hochdruckverfahrens die Dekorformteile mit Furnier keinerlei Risse, weder in der Folienschicht noch in der Faserschicht, nach dem Umformprozess aufweisen. Die Teile sind sehr dünnwandig und können in bekannter Weise hinterspritzt werden, um beispielsweise als Armaturenblendteil eingesetzt werden zu können. Es hat sich gezeigt, dass selbst flockige Kunststoffschichten, also eine weiche Oberfläche aufweisende Kunststoffschichten, anstelle einer Faserschicht verarbeitet werden können, die nach dem Verformungsprozess ebenfalls die Form durch die geprägte Folie beibehalten. Die Oberfläche wird während des Verformungsprozesses nicht beschädigt, da die Verformung praktisch berührungslos über der Oberfläche erfolgt. Durch die rastergenaue Aufnahme des Flachkörpers, nämlich der Folienfaserschicht, in die Formvorrichtung kann eine Positionierung so genau erfolgen, dass keinerlei Verzerrungen in der Struktur gegeben sind. Es sind somit auch bei Bedruckungen hohe Maßgenauigkeiten erzielbar, die beim mechanischen Verpressen nicht möglich sind.
Durch die Kaltverformung ist darüber hinaus sichergestellt, dass keine schädlichen Temperatureinflüsse auf das Fasermaterial einwirken können. Die unterschiedlichen Dehnungsfaktoren des Materials spielen also bei der Ver formung selbst auch keine Rolle. Sie haben keine Auswirkung auf die Formgebung.
Bei der Herstellung wird eine transparente oder gefärbte oder mit und ohne Prägung versehene Folie mittels Haftvermittler beispielsweise auf ein Holzfurnier aufgezogen; danach erfolgt die berührungslose Hochdruckverformung über ein Formteil. Das ausgeformte Teil wird ausgeschnitten und entweder direkt verwendet oder aber in einem weiteren Werkzeug in bekannter Weise mit Kunststoff hinterspritzt, um es als Element verwenden zu können. Die Hinterspritzung kann dabei als Formteil erfolgen und beispielsweise Befestigungslaschen und andere Verbindungselemente wie Rastnasen und dergleichen aufweisen. Das Fasermaterial kann auch von beiden Seiten mit einer Folie kaschiert sein, um die Formstabilität zu erhöhen.

Claims

Dreidimensionales Dekorformteil, bestehend aus mindestens einer Folie und einer hieran fixierten Materialschicht aus Kunst- oder Naturfasern oder faserartigem Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorformteil im Hochdruckformverfahren durch Beaufschlagung der Folie unmittelbar und direkt mit einem fluiden Druckmittel in einer positiven oder negativen Form hergestellt ist.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht eine Holzfurnierschicht ist.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht eine Gewebeschicht aus textilem einfarbigen oder mehrfarbigen Gewebe ist.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht eine Vlies- oder Filzschicht ist.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht aus Leder oder Papier besteht.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb oder oberhalb der Faserschicht eine dritte Schicht in Form einer Folie aufgebracht ist.
Dekorformteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie als Trägerschicht vorgesehen ist und die Faserschicht obenseitig bzw. sichtseitig angeordnet ist.
Dekorformteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht aus einem textilen Gewebe oder einer flockigen Kunststoffschicht besteht.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie die Deckschicht ist.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Faserschicht an der Folie mittels Haftvermittler erfolgt.
Dekorformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorteil nach der Verformung zugeschnitten ist.
Dekorformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Stärke von 0,1 mm bis 0,5 mm und die Faserschicht eine Dicke von 0,1 mm bis 0,5 mm aufweisen.
Dekorformteil nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorformteil mit Kunststoff hinterspritzt ist.
Dekorformteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorformteil Bestandteil eines Formteiles mit Befestigungslaschen und Verbindungsteilen zum Einsetzen oder Befestigen an Rahmenteilen ist.
Dekorformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Element in Kraftfahrzeuge oder dergleichen einsetzbar ist.