DE102011015940A1

DE102011015940A1 - Verfahren zur Herstellung von Furnierdekorelementen

Info

Publication number: DE102011015940A1
Application number: DE201110015940
Authority: DE
Inventors: Thomas Schätzlein; Hartmut Väth
Original assignee: Warema Kunststofftechnik und Maschinenbau GmbH
Current assignee: Warema Kunststofftechnik und Maschinenbau GmbH
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2012-10-04

Abstract

Das Verfahren dient zur Herstellung von Furnierdekorelementen mit Echtholzfurnier (20) und einer Kunststoffschicht. Um Verbrennungen und Verfärbungen des Echtholzfurniers (20) zu vermeiden, wird vorgeschlagen, die Kunststoffmasse (24) in die noch nicht vollständig geschlossene Kavität (18) einzubringen und anschließend erst die Kavität (18) vollständig zu schließen, wobei das noch aufgeschmolzene Kunststoffmaterial (24) die Kavität vollständig einnimmt. Trotz gleicher Temperatur der Kunststoffmasse beim Einbringen in die Kavität (18) können damit Verbrennungen des Furniers vermieden werden.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Furnierdekorelementen, die ein Edelholzfurnier und wenigstens einseitig eine Kunststoffschicht aufweisen, wobei das Edelholzfurnier oder ein mit einem Träger versehener Furnierrohling in eine Kavität einer Kunststoffwerkzeugform zwischen zwei Formhälften eingelegt wird.
Bekannt und üblich ist es, im Wege des Kunststoffspritzgießens den in der Kavität eingeschlossenen Rohling auf der Sichtseite mit einer transparenten Kunststoffschicht und/oder auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Kunststoffträgerschicht als Träger zu überspritzen. Die Geometrie solcher Furnierelemente ist beispielsweise bei Kraftfahrzeugen durch das Design des Innenraumes vorgegeben, wobei sich oftmals dünne und lange Fließwege ergeben, und die verflüssigte Masse des Kunststoffes dann über die komplette Länge des Teiles strömen muss. Es hat sich gezeigt, dass es dabei zu lokalen Verbrennungen und Verfärbungen der Furnieroberfläche kommen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Furnierdekorelemente mit einer Kunststoffschicht zu versehen und dabei thermische Schädigungen des Furniers zu vermeiden.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren bei welchem in einem ersten Schritt die Kavität nur teilweise geschlossen wird, aufgeschmolzener Kunststoff mit gegenüber einem Spritzgießvorgang verminderten Spritzdruck und verminderter Fließgeschwindigkeit in die Kavität eingebracht wird, die Kavität anschließend vollständig geschlossen wird, so dass das noch nicht erstarrte Kunststoffmaterial den verbleibenden Hohlraum vollständig einnimmt, und nach dem Erstarren des Furnierdekorelement nach dem Öffnen der Kunststoffwerkzeugform entnommen wird.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass trotz gleicher Temperatur des in die teilweise geschlossene Kavität eingebrachten Kunststoffes gegenüber einem Spritzgießvorgang Verbrennungen und Verfärbungen des temperaturempfindlichen Furniers sicher vermieden werden können. Grund dafür sind die verminderten Scherbeanspruchungen des Kunststoffmaterials, so dass ein zusätzlicher Wärmeeintrag durch Reibwärme beim Einströmen vermieden wird und damit die kritischen Temperaturen im Bereich des Furniers nicht mehr erreicht werden.
Bevorzugt ist eine Weiterbildung des Verfahrens, bei welcher die Formhälfte, an welcher das Furnier bzw. der Furnierrohling angeordnet ist, relativ zu der anderen Formhälfte mit dem Anguss für das Kunststoffmaterial bewegt wird, um die Kavität zu schließen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform bei welcher zwischen den Formhälften ein Spalt vorgesehen ist, der parallel zur Schließrichtung der Formhälften angeordnet ist und durch das Furnier bzw. den Furnierrohling geschlossen wird. Diese Anordnung bedingt einen einfachen Aufbau der Formhälften, wobei im Bereich des Furniers beim vollständigen Schließen der Kavität das in dieser noch vorhandene Gasvolumen ausströmen kann. Gleichwohl verhindert das Furnier in der Wirkung eines Dichtelementes, dass beim Schließen der Kavität der verdrängte aufgeschmolzene Kunststoff in relevanten Mengen aus der Form austreten kann. Alternativ kann das Furnier auch vollständig in einer Formhälfte liegen und die Abdichtungen in üblicher Weise zwischen den Formhälften erfolgen.
Besonders bevorzugt ist das Verfahren dazu geeignet, eine transparente Kunststoffschicht auf der Sichtseite des Furniers aufzubringen, weil dort die bei bekannten Verfahren auftretenden Verbrennungen und Verfärbungen besonders störend in Erscheinung treten.
In gleicher Weise eignet sich das vorbeschriebene Verfahren aber auch dazu auf der der Sichtseite abgewandten Seite des Echtholzfurniers eine Kunststoffträgerschicht aufzubringen. In diesem Zusammenhang ist weniger die niedrige Temperaturbeanspruchung der Furnieroberfläche des erfindungsgemäßen Verfahrens von Vorteil, sondern die aus dem Bereich des Spritzprägens bereits bekannte Eigenschaft, dass das damit hergestellte Teil einen geringeren Verzug aufweist. Da beim Überspritzen bereits eine Kunststoffträgerschicht aufgebracht ist, ist die Verzugfreiheit beim nachfolgenden Aufbringen der transparenten Deckschicht dann eine eher weniger bedeutende Eigenschaft.
Vorzugsweise werden beide Schichten im Wege des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgebracht, wobei zunächst die Kunststoffträgerschicht und anschließend in einem weiteren Kunststoffformwerkzeug die transparente Kunststoffschicht auf die Sichtseite des Furniers aufgebracht wird.
Aus dem Bereich des Herstellens von Furnierelementen im Wege des Kunststoffspritzgießens ist es bereits bekannt, als Kunststoff für die Kunststoffträgerschicht einen faserverstärkten Kunststoff einzusetzen, der auch bei der Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens zu einem Kunststoffformteil mit verbesserten Festigkeitseigenschaften führt. üblich ist es bei der Verarbeitung im Spritzgießverfahren auch, die der Kunststoffträgerschicht zugewandte Seite des Echtholzfurniers vor dem Einlegen in das Kunststoffformwerkzeug mit einer Kaschierung zu versehen. Aufgrund der schonerenden Verarbeitung des Furniers bei dem vorbeschriebenen Verfahren kann diese Kaschierung als verfahrensgemäßer Vorteil in einigen Fällen entfallen, selbstverständlich kann sie aber auch zur besseren Anbindung der Kunststoffträgerschicht an das Furnier eingesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Kunststoffformwerkzeug mit zwei zueinander beweglichen Formhälften zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens. Erfindungsgemäß ist zwischen den Formhälften ein Spalt vorgesehen, der parallel zur Schließrichtung der Werkzeugform ausgerichtet ist und in seiner Breite der Dicke des zu verarbeitenden Edelholzfurniers oder eines Furnierrohlings angepasst ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Spalt zwischen den Formhälften durch das Edelholzfurnier selbst bzw. den Furnierrohling abzudichten, so dass nach dem Einbringen der Kunststoffmasse während des anschließenden vollständigen Schließens der Kavität das in dieser noch vorhandene Gasvolumen austreten kann, während die noch flüssige Kunststoffmasse am Austritt aus der Form gehindert wird.
Vorzugsweise ist der Spalt zur Außenseite hin kontinuierlich erweitert, beispielsweise durch eine Fase oder Rundung. Dadurch wird ein sicheres Schließen der Form gewährleistet und eventuell überstehende Teile des Furniers können sich nicht verklemmen oder abbrechen.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
1 einen Schnitt des Kunststoffformwerkzeuges mit teilweise geschlossener Kavität;
2 das Kunststoffformwerkzeug nach 1 mit vollständig geschlossener Kavität.
1 zeigt ein Kunststoffwerkzeug 10, welches zwei Formhälften 12, 14 aufweist, wobei in einer ersten Formhälfte 12 ein Anguss 16 der Kavität 18 vorgesehen ist, während die zweite Formhälfte 14 die Auswerferseite der Kavität 18 bildet. Zwischen den beiden Formhälften ist ein Echtholzfurnier 20 eingelegt, das auf seiner der Auswerferseite 14 zugewandten Seite bereits mit einer Kunststoffträgerschicht oder auch nur mit einer Kaschierung versehen sein kann. Zwischen den beiden Formhälften 12, 14 ist ein Spalt 22 ausgebildet, dessen Breite ungefähr der Stärke des Furniers 20 angepasst ist, so dass der Spalt 22 durch das Furnier 20 selbst oder einen Furnierrohling mit einer Trägerschicht (nicht gezeigt) gegen Austritt von Kunststoffmasse abgedichtet ist, gleichwohl aber der Durchtritt von Gas ermöglicht ist.
1 skizziert den Schritt des Eindringens einer verflüssigten, hier transparenten Kunststoffmasse 24 in die Kavität 18, die zu diesem Zeitpunkt noch nicht vollständig verschlossen ist. Das Kunststoffmaterial 24 wird entsprechend mit einem vergleichsweise geringen Fließdruck und niedriger Fließgeschwindigkeit mit einem Volumen in die Form eingebracht, dass dem Volumen der geschlossenen Kavität entspricht. Nach Abschluss des Einspritzens wird die Auswerferseite 14 weiter in Schließrichtung bewegt, so dass die Kavität ganz geschlossen wird (siehe 2) wobei die noch flüssige Kunststoffmasse in alle Randbereiche gedrückt wird. Das noch vorhandene Gasvolumen (siehe 1) kann dabei im Bereich des Spaltes aus der Form entweichen, während die Kunststoffmasse durch das eingelegte Furnier am Durchdringen des Spaltes 22 gehindert ist. Bedingt durch die wegen der niedrigeren Fließgeschwindigkeit und dem niedrigeren Spritzdruck geringere Scherbeanspruchung des Kunststoffmaterials bleibt die als Sichtfläche ausgebildete Seite des Furniers 20 unversehrt, obwohl das transparente Kunststoffmaterial beim Einbringen in die Kavität eine vergleichbare Temperatur aufweist, wie bei einem Spritzgießvorgang.
Nach dem Erstarren der transparenten Deckschicht 25 werden die beiden Formhälften 12, 14 getrennt und das überspritzte Furnierelement der Form entnommen.
Die beiden Abbildungen zeigen beispielhaft das Überspritzen der Sichtseite eines Furniers mit einem transparenten Kunststoffmaterial, in gleicher Weise kann das beschriebene Verfahren aber auch eingesetzt werden, um eine Furnier mit einer Kunststoffträgerschicht zu hinterspritzen. Hierbei kommen beispielsweise faserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz und es kann zweckdienlich sein, die nicht sichtbare Seite des Furniers vor der Durchführung des Verfahrens mit einer Kaschierung zu versehen, um eine bessere Verbindung zwischen dem organischen Echtholzfurnier und dem Kunststoffmaterial zu erreichen. In der Regel wird die Kunststoffträgerschicht dann vor dem Überspritzen mit einen transparenten Kunststoffmaterial aufgebracht, d. h. die in 1 und 2 dargestellten Verfahrensschritte werden nach dem Aufbringen der Trägerschicht durchgeführt.
Wie aus den Abbildungen gut zu erkennen ist, sind die Spalte 22 nach außen hin mit einer Erweiterung 26 ausgebildet, so dass überstehende Teile des Furniers 20 den Schließvorgang nicht behindern können, bzw. das Furnier oder der bereits hinterspritze Furnierrohling bei Schließen der Kavität nicht beschädigt werden kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Furnierdekorelementen, die ein Echtholzfurnier (20) und wenigstens einseitig eine Kunststoffschicht (25) aufweisen, wobei das Echtholzfurnier oder ein vorab mit einem Träger versehende Furnierrohling in eine Kravität (18) einer Kunststoffwerkzeugform (10) zwischen zwei Formhälften (12, 14) eingelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die Kavität (18) nur teilweise geschlossen wird, aufgeschmolzener Kunststoff (24) mit gegenüber einem Spritzgießvorgang vermindertem Spritzdruck und verminderter Fließgeschwindigkeit in die Kavität (18) eingebracht wird, die Kavität anschließend vollständig verschlossen wird, so dass das noch nicht erstarrte Kunststoffmaterial (24) die geschlossene Kavität (18) vollständig einnimmt, und nach dem Erstarren das Furnierelement nach dem Öffnen der Kunststoffwerkzeugformen (10) entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhälfte (14), an welcher das Furnier (20) bzw. der Furnierrohling angeordnet ist, relativ zu der anderen Formhälfte (12) mit dem Anguss (16) für das Kunststoffmaterial (24) bewegt wird, um die Kavität (18) zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Formhälften (12, 14) ein Spalt (22) vorgesehen ist, der parallel zur Schließrichtung der Formhälften (12, 14) angeordnet ist und durch das Furnier (20) bzw. den Furnierrohling geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sichtseite des Furniers (20) ein transparentes Kunststoffmaterial (24) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Sichtseite abgewandten Seite des Echtholzfurniers (20) eine Kunststoffträgerschicht aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Kunststoffträgerschicht und anschließend in einem weiteren Kunststoffformwerkzeug (10) die transparente Kunststoffschicht (25) auf der Sichtseite des Furniers (20) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff für die Kunststoffträgerschicht ein faserverstärkter Kunststoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kunststoffträgerschicht zugewandte Seite des Echtholzfurniers vor dem Einlegen in das Kunststoffformwerkzeug mit einer Kaschierung versehen wird.
Kunststoffwerkzeugform mit zwei zueinander beweglichen Formhälften (12, 14) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Formhälften (12, 14) ein Spalt (22) vorgesehen ist, der parallel zur Schließrichtung der Kunststoffwerkzeugform (10) ausgerichtet ist und in seiner Breite der Dicke des zu verarbeitenden Edelholzfurniers (20) oder eines Furnierrohlings angepasst ist.
Kunststoffwerkzeugform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (22) zur Außenseite hin eine kontinuierliche Erweiterung (26) aufweist.