DE102018212610A1 - Process for producing a multilayer plastic component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungsteils für Fahrzeuge, wobei das Innenverkleidungsteil ein Trägerteil (10), eine Dekorschicht (12) und eine zwischen dem Trägerteil (10) und der Dekorschicht (12) befindliche Klebstoffschicht (11) aufweist, mit den Schritten:
- Anordnen eines Trägerteils (10) in einer vorbestimmten Position;
- Aufbringen einer Klebstoffschicht (11) zumindest auf einen Teilabschnitt einer zu kaschierenden Oberfläche (10o) des Trägerteils (10),
- Anordnen der Dekorschicht (12) auf der zu kaschierenden Oberfläche (10o) des Trägerteils (10), wobei die Dekorschicht (12) zumindest abschnittsweise mit der Klebstoffschicht (11) in berührendem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass
- während der Aktivierung mindestens eines Abschnitts der Klebstoffschicht (11) durch mindestens einen Abschnitt des Trägerteils (10) ein temperiertes Fluid geleitet wird.
The invention relates to a method for producing a multilayer plastic component, in particular an interior trim part for vehicles, the interior trim part comprising a carrier part (10), a decorative layer (12) and an adhesive layer (11) located between the carrier part (10) and the decorative layer (12). with the steps:
- arranging a carrier part (10) in a predetermined position;
- applying an adhesive layer (11) to at least a portion of a surface (10o) of the carrier part (10) to be laminated,
- Arranging the decorative layer (12) on the surface (10o) of the carrier part (10) to be laminated, the decorative layer (12) being in contact with the adhesive layer (11) at least in sections, characterized in that
- A temperature-controlled fluid is passed through at least a section of the carrier part (10) during the activation of at least a section of the adhesive layer (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffbauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for producing a multilayer plastic component according to the preamble of patent claim 1.
Im heutigen Fahrzeugbau werden Oberflächen im Fahrzeuginnenraum bzw. in der Fahrgastzelle von Kraftfahrzeugen mit Dekoren versehen. Dekorteile wie sie insbesondere in Innenräumen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, müssen hohen Anforderungen an ihre optische und haptische Qualität genügen. Hierzu wird eine Dekorschicht, welche das optische Erscheinungsbild prägt, auf einen Träger aufgebracht, der dem Dekorteil die erforderliche Formstabilität verleiht und zur Befestigung des Dekorteils dient. Solche Dekore sind beispielsweise in Form von Folien mit Holzoptik oder Carbonoptik ausgebildet. Darüber hinaus ist es auch bekannt als Dekorelemente Häute aus Leder oder Kunstleder zu verwenden und mit Hilfe von Presskaschierverfahren auf Trägerstrukturen zu montieren, um eine Lederoptik zu erzeugen. Es ist üblich, auf den Träger eine oder mehrere die Haptik beeinflussende Zwischenschichten aufzubringen und diesen Verbund mit einem Dekormaterial zu überziehen, welches die für den Fahrzeuginsassen sichtbare Oberfläche ausbildet.In today's vehicle construction, surfaces in the vehicle interior or in the passenger compartment of motor vehicles are provided with decors. Decorative parts such as those used in particular in the interior of motor vehicles have to meet high demands on their visual and haptic quality. For this purpose, a decorative layer, which shapes the visual appearance, is applied to a carrier, which gives the decorative part the required dimensional stability and is used to fasten the decorative part. Such decors are, for example, in the form of foils with a wood look or carbon look. In addition, it is also known to use skins made of leather or synthetic leather as decorative elements and to mount them on support structures with the aid of press laminating processes in order to produce a leather look. It is customary to apply one or more intermediate layers which influence the haptic properties and to cover this composite with a decorative material which forms the surface which is visible to the vehicle occupants.
Für den Verbund der Schichten kommen Zweikomponenten-Klebstoffe zum Einsatz. Diese bestehen aus zwei Bestandteilen, die beim Mischen in einer chemischen Reaktion aushärten. Bei sogenannten Ein-Komponenten-Klebstoffen wird eine schon gebrauchsfertige Klebemasse auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht. Der Klebstoff härtet dann durch eine Veränderung der Umgebungsbedingungen aus, wie zum Beispiel Temperaturänderungen.Two-component adhesives are used to bond the layers. These consist of two components that harden when mixed in a chemical reaction. In the case of so-called one-component adhesives, a ready-to-use adhesive is applied to the surface to be coated. The adhesive then hardens through a change in environmental conditions, such as changes in temperature.
Eine besondere Herausforderung beim Kaschieren von hochwertigen Oberflächen ist es, die erforderliche Aktivierungstemperatur in der Klebefuge zu erzeugen, ohne dabei das temperaturempfindliche Dekormaterial übermäßig zu belasten. Die thermische Energie, d.h. die Wärme für das Aktivieren des Klebers wird über einen warmen Pressstempel des Presskaschierwerkzeugs über Kontaktwärme durch das Dekor in die Klebefuge eingebracht. Dadurch härtet der Kleber während des Kaschierverfahrens aus und verbindet das Dekor stoffschlüssig mit dem Träger. Alternativ dazu kann die Aktivierungsenergie über einen IR-Strahler durch das Dekor hindurch eingebracht werden. Um die erforderliche Aktivierungstemperatur von 60° bis 65 °C in kurzer Zeit zu erreichen, muss in beiden Varianten das Dekor mit deutlich höheren Temperaturen belastet werden. Erschwert wird dies in der Regel durch eine zusätzlich vorhandene und stark isolierende Haptikzwischenschicht. Eine thermische Überlastung der Dekorschicht kann zu sichtbaren Beschädigungen führen, so dass das gesamte Kunststoffbauteil als Ausschuss zu verwerfen ist.A particular challenge when laminating high-quality surfaces is to generate the required activation temperature in the adhesive joint without putting excessive strain on the temperature-sensitive decorative material. The thermal energy, i.e. The heat for activating the adhesive is introduced into the adhesive joint via a warm press stamp of the press laminating tool via contact heat through the decor. As a result, the adhesive hardens during the lamination process and bonds the decor to the carrier. Alternatively, the activation energy can be introduced through the decor using an IR radiator. In order to achieve the required activation temperature of 60 ° to 65 ° C in a short time, the decor in both versions has to be subjected to significantly higher temperatures. This is usually made more difficult by an additional, highly insulating intermediate haptic layer. A thermal overload of the decorative layer can lead to visible damage, so that the entire plastic component must be discarded as scrap.
Verfahren zur Herstellung solcher Bauteile sind beispielsweise aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für mehrschichtige Kunststoffbauteile anzugeben, das sich durch eine besonders hohe Prozesssicherheit auszeichnet und die Anzahl an Ausschussteilen reduziert.Based on this prior art, it is the object of the present invention to specify a production method for multilayer plastic components which is distinguished by particularly high process reliability and which reduces the number of reject parts.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved with a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffbauteils, insbesondere eines Innenverkleidungsteils für Fahrzeuge, vor, wobei das Innenverkleidungsteil ein Trägerteil, eine Dekorschicht und eine zwischen dem Trägerteil und der Dekorschicht befindliche Klebstoffschicht aufweist. Das Verfahren kann mindestens die Schritte umfassen: Anordnen eines Trägerteils in einer vorbestimmten Position; Aufbringen einer Klebstoffschicht zumindest auf einen Teilabschnitt einer zu kaschierenden Oberfläche des Trägerteils, Anordnen der Dekorschicht auf der zu kaschierenden Oberfläche des Trägerteils, wobei die Dekorschicht zumindest abschnittsweise mit der Klebstoffschicht in berührendem Kontakt steht. Während der Aktivierung mindestens eines Abschnitts der Klebstoffschicht kann durch mindestens einen Abschnitt des Trägerteils ein temperiertes Fluid geleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann während des stoffschlüssigen Verbindens der Dekorschicht mit dem Trägerteil ein temperiertes Fluid durch mindestens einen Abschnitt des Trägerteils geleitet werden. Dies bietet den Vorteil, dass die zum Aktivieren der Klebstoffschicht notwendige thermische Energie, d.h. die Wärme nicht durch die Dekorschicht, sondern über das Trägerteil eingebracht wird. Die Gefahr von Beschädigungen der Dekorschicht durch die thermische Belastung wird somit reduziert. Darüber hinaus ist durch den direkten Kontakt der Klebstoffschicht mit dem Trägerteil das Aufheizen wesentlich effektiver, so dass der Kleber in kurzer Zeit auf die erforderliche Aktivierungstemperatur aufgeheizt werden kann. Bei der im Vorhergehenden beschriebenen vorbestimmten Position des Trägerteils handelt es sich um eine Position in der die Dekorschicht und/oder die Klebstoffschicht auf das Trägerteil besonders einfach aufbringbar ist. In einer solchen Position kann das Trägerteil z.B. in einem Werkzeug angeordnet sein.To achieve this object, the invention proposes a method for producing a multilayer plastic component, in particular an interior trim part for vehicles, the interior trim part having a carrier part, a decorative layer and an adhesive layer located between the carrier part and the decorative layer. The method can include at least the steps of: arranging a carrier part in a predetermined position; Applying an adhesive layer at least to a partial section of a surface of the carrier part to be laminated, arranging the decorative layer on the surface of the carrier part to be laminated, the decorative layer being in contact with the adhesive layer at least in sections. During the activation of at least a section of the adhesive layer, a tempered fluid can be passed through at least a section of the carrier part. Alternatively or additionally, a temperature-controlled fluid can be passed through at least a section of the carrier part during the integral connection of the decorative layer to the carrier part. This has the advantage that the thermal energy required to activate the adhesive layer, i.e. the heat is not introduced through the decorative layer, but via the carrier part. The risk of the decorative layer being damaged by the thermal load is thus reduced. In addition, the direct contact of the adhesive layer with the carrier part makes heating much more effective, so that the adhesive can be heated to the required activation temperature in a short time. The predetermined position of the carrier part described above is a position in which the decorative layer and / or the adhesive layer can be applied particularly easily to the carrier part. In such a position the carrier part can e.g. be arranged in a tool.
Als Fluid eigenen sich hierbei insbesondere erwärmte Gase, vor allem Heißluft oder Heißdampf. Alternativ dazu können jedoch auch temperierbare Flüssigkeiten wie Wasser oder Öle als Fluid verwendet werden. Heated gases, especially hot air or superheated steam, are particularly suitable as fluids. As an alternative, however, temperable liquids such as water or oils can also be used as the fluid.
Weiterhin kann nur ein vorbestimmter Abschnitt des Trägerteils mit dem temperierten Fluid durchströmt werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Trägerteil nur in bestimmten Bereichen durchströmt wird. Dadurch kann beispielsweise nur der Bereich der Dekorschicht, in dem eine Ziernaht vorgesehen ist, mit dem Trägerteil über die Dekorschicht fixiert werden. In einem vorhergehenden Verfahrensschritt wird die Ziernaht zunächst ausgerichtet und mit einem Nahtschwert fixiert, bis die Klebstoffschicht lokal ausgehärtet ist. Nach der lokalen Aushärtung der Klebstoffschicht wird das Nahtschwert entfernt. Die Dekorschicht kann danach mit einer Membran angepresst und der restliche Kleber der Klebstoffschicht durch Beaufschlagung mit Temperatur und/oder Druck oder durch abwarten einer bestimmten Zeitdauer aktiviert werden. Diese Verfahrensvariante bietet den Vorteil, dass durch die fixierte Ziernaht das Nahtschwert, das durch seine evtl. scharfen Kanten die Membran beschädigen könnte, unmittelbar nach dem lokalen Aushärten der Klebstoffschicht entfernt werden kann, ohne dass die Dekorschicht verrutscht. Die Gefahr von Abzeichnungen oder Druckstellen von dem Nahtschwert auf der Dekorschicht werden damit ebenfalls reduziert.Furthermore, the temperature-controlled fluid can flow through only a predetermined section of the carrier part. This has the advantage that the carrier part is only flowed through in certain areas. As a result, for example, only the region of the decorative layer in which a decorative seam is provided can be fixed with the carrier part via the decorative layer. In a previous process step, the decorative seam is first aligned and fixed with a seam sword until the adhesive layer has hardened locally. After the adhesive layer has hardened locally, the seam sword is removed. The decorative layer can then be pressed on with a membrane and the remaining adhesive of the adhesive layer can be activated by exposure to temperature and / or pressure or by waiting for a certain period of time. This variant of the method offers the advantage that the fixed decorative seam means that the seam sword, which could damage the membrane due to its possibly sharp edges, can be removed immediately after the local hardening of the adhesive layer without the decorative layer slipping. This also reduces the risk of marks or marks from the seam sword on the decorative layer.
Bevorzugt wird ein Trägerteil verwendet, das einen inneren Bereich aufweist, der für das Fluid permeabel ausgebildet ist und der zumindest abschnittsweise von einer äußeren Wandung umgeben ist, die für das Fluid nicht durchlässig ist.A carrier part is preferably used which has an inner region which is designed to be permeable to the fluid and which is at least partially surrounded by an outer wall which is not permeable to the fluid.
Darüber hinaus kann die Wandung des Trägerteils mindestens einen Einlass aufweisen, durch den während des stoffschlüssigen Verbindens der Dekorschicht mit dem Trägerteil das Fluid in den inneren Bereich des Trägerteils eingebracht wird, und mindestens einen Auslass aufweisen, durch den während des stoffschlüssigen Verbindens das Fluid aus dem inneren Bereich des Trägerteils ausströmt.In addition, the wall of the carrier part can have at least one inlet through which the fluid is introduced into the inner region of the carrier part during the cohesive connection of the decorative layer to the carrier part, and have at least one outlet through which the fluid from the during the cohesive connection flows out of the inner region of the carrier part.
Zusätzlich oder alternativ kann das Trägerteil aus einem schäumfähigen Kunststoffmaterial ausgebildet sein, wobei der innere Bereich eine offenporige Schaumstruktur aufweist und mit der äußeren Wandung integral verbunden ist. Ein derartiges Trägerteil kann bevorzugt in einem Spritzguss-Integralverfahren (SGI) erzeugt werden. Das SGI-Verfahren ist aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Erzeugen sogenannter SGI-Bauteile wird zwischen zwei Werkzeughälften, die eine Kavität ausbilden, eine schäumfähige Kunststoffmasse in diese Kavität eingebracht. Die Kunststoffmasse füllt dabei die Kavität im Wesentlichen vollständig aus und erstarrt von den Außenbereichen der Kunststoffmasse zu dem Innenbereich der Kunststoffmasse hin. Sobald die Kunststoffmasse einen bestimmten Erstarrungsgrad erreicht hat, verliert sie ihre Schäumfähigkeit. Dieser Effekt wird dahingehend ausgenutzt, dass zuerst eine vorbestimmte Zeit abgewartet wird, bis die Randbereiche erstarrt sind und sich somit die äußere Wandung des Trägerteils gebildet hat. Danach wird das Werkzeug um den sogenannten SGI-Hub auseinandergefahren, so dass die Kavität eine Volumenvergrößerung erfährt. Dabei werden die äußeren Wandungen ebenfalls auseinander gefahren, so dass sich der dazwischen liegende innere Bereich der Kunststoffmasse vergrößert. In dem inneren Bereich des Trägerteils zwischen den äußeren Wandungen kann jetzt die noch nicht erstarrte Kunststoffmasse aufschäumen. Die Verwendung eines SGI-Bauteils als Trägerteil bei der Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffbauteils bietet den Vorteil, dass der innere, geschäumte Bereich Poren bzw. Alveolen bzw. Zellen aufweist, durch die das Fluid hindurch diffundieren kann. Solche SGI Trägerteile können als ein geschäumter Thermoplastträger ausgebildet sein, dessen Schaumstruktur mit einem Heizmedium durchströmt werden kann. In der Patentanmeldung
Die Dekorschicht kann eine Kunststoffhaut, eine Kunst- oder Echtlederschicht sein. Weiterhin kann die Dekorschicht auch als eine textile Ware oder textile Struktur, insbesondere als ein Gewebe, Gestrick und/oder Gewirke ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Dekorschicht auch mehrlagig ausgebildet sein, mit einer dekorativen Oberflächenschicht, die im fertigen Bauteil eine sichtbare Oberfläche bildet, und einer haptischen Zwischenschicht, die auf einer der Klebstoffschicht zugewandten Seite der dekorativen Oberflächenschicht vorgesehen ist. Eine solche Zwischenschicht kann insbesondere als Abstandsgewirke oder Schaumrücken ausgebildet sein.The decorative layer can be a plastic skin, an artificial or real leather layer. Furthermore, the decorative layer can also be designed as a textile product or textile structure, in particular as a woven fabric, knitted fabric and / or knitted fabric. In addition, the decorative layer can also be formed in multiple layers, with a decorative surface layer, which forms a visible surface in the finished component, and a haptic intermediate layer, which is provided on a side of the decorative surface layer facing the adhesive layer. Such an intermediate layer can be designed in particular as a spacer fabric or foam backing.
Indem das Fluid durch das Trägerteil durchgeleitet wird, kann die Klebstoffschicht zumindest abschnittsweise thermisch beaufschlagt werden.By passing the fluid through the carrier part, the adhesive layer can be subjected to thermal stress at least in sections.
Die Klebstoffschicht kann bevorzugt durch thermische Beaufschlagung aktiviert werden.The adhesive layer can preferably be activated by thermal exposure.
Im Sinne dieser Erfindung sind Innenverkleidungsteile insbesondere Armaturentafelträger bzw. Instrumententafelträger, Verkleidungen der A-Säule, B-Säule, C-Säule, Verkleidungen der Mittelkonsole, Handschuhkastendeckel und dergleichen.For the purposes of this invention, interior trim parts are, in particular, dashboard supports or dashboard supports, cladding for the A-pillar, B-pillar, C-pillar, cladding for the center console, glove box cover and the like.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren bietet somit den Vorteil einer schnelleren Aktivierung der Kleberstoffschicht, wodurch die Taktzeit des Herstellungsverfahrens reduziert wird. Darüber hinaus hat das Verfahren auch den Vorteil einer geringeren Belastung der temperatursensiblen Dekorschicht.The manufacturing method according to the invention thus offers the advantage of being faster Activation of the adhesive layer, which reduces the cycle time of the manufacturing process. In addition, the method also has the advantage of less stress on the temperature-sensitive decorative layer.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with the aid of the description of the figures.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 ein Trägerteil, -
2 eine Fügevorrichtung mit einem Trägerteil gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens, -
3 eine Fügevorrichtung mit einem Trägerteil gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens, und -
4 eine weitere alternative Fügevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform des Verfahrens.
-
1 a carrier part, -
2 a joining device with a carrier part according to a first embodiment of the method, -
3 a joining device with a carrier part according to a second embodiment of the method, and -
4 a further alternative joining device according to a third embodiment of the method.
Mit Bezug zur
Auf eine Oberfläche der Dekorschicht
Zur Aktivierung des Klebstoffs wird nun thermische Energie in die Klebstoffschicht
Zur Abführung des Fluids aus dem inneren Bereich
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 19815115 C2 [0005]DE 19815115 C2 [0005]
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