DE1929643A1 - Verfahren zum Herstellen eines eine Haut aufweisenden geschaeumten Gegenstandes - Google Patents

Description

THE GOODYEAR TIRE AND RUBBER COMPANY, Akrion, Ohio, USA

Verfahren zum Herstellen eines eine Haut aufweisenden geschäumten Gegenstandes

Die Erfindung betiifft ein Verfahren zum Herstellen von Schmuckgegenständen, die ein Inneres aus flexiblem Schaum aufweisen.. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren,zum Herstellen von Schmuckelementen oder Innenausstattungen für Kraftfahrzeuge und weitere Fahrzeuge, Mobiliar und weitere entsprechende Ausrüstungen oder Gegenstände, die eine Haut besitzen und wo eine Anordnung zum Befestigen des Gegenstandes an einer Ausrüstung oder dgl. vorliegt.

Bei dem Herstellen von geschäumten Gegenständen mit einer Hautabdeckung, wie Innenausstattungen oder Schmuckgegenstände eines Kraftfahrzeuges oder für Mobiliar and dgl. ist man bisher üblicherweise so verfahren, daß man die Verstärkungs- und Befestigungsanordnung vermittels Herausstanzen aus Metall oder Kunststoff oder Spritzguß herstellt und diese Verstärkungs- und Befestigungsanordnungen werden in die Form gebracht, die Form verschlossen, wobei das Befestigungsteil in einer bestimmten Lage mit Magneten oder anderen Befstigungsanordnungen, wie Stiften oder Haken gehaiten wird. Dieses Arbeitsverfahren hat jedoch Probleme bezüglich der zeitlichen Abstimmung des Verschließens der Form gebracht und ebenfalls Probleme bezüglich des Verfahrens zum Befestigen des Verstärkungs- und Befestigungsteils an der Form dort wo ein leichtes Ablösen möglich ist. Dort wo das Element aus Kunststoff besteht, können Magnete für dasHalten desselben in einer bestimmten Lage nicht angewandt werden.

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungs- und Befestigungsteils an dem Deckelder Form als solches und sodann Anordnen dieses VErstärkungs- und Befestigungsteils im Inneren der Form zu schaffen, sobald der Deckel geschlossen ist, um hierdurch automatisch das Vesstärkungs- und Befestigungsteil im Inneren der Form anzuordnen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert:

Fig. 1 ist eine Ansicht im Querschnitt durch eine Form und deren Deckel und zeigt den Deckel geringfügig von der Form entfernt, während des Verschließens desselben. '

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der in der Fig. 1 gezeigten Form.-

Fig. 3 ist eine Ansicht des Deckels der Form- nach der Fig. 1 in der geöffneten Lageund zeigt daran angeordnet ein Verstärkungsund Befestigungsteil.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den fertigen Gegenstand, der in die Form nach der Fig. 3 geformt worden ist.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird der Deckel der Form zunächst mit einem überzug aus einem fließfähigen Kunststoff versehen, der für das Ausbilden der Verstärkungs- und Befestigungsanordnung geeignet ist. Es ist ebenfalls zweckmäßig daß der Deckel darauf angeordnet eine geeignete Befestigungsanordnung, wie Bolzenoder Metallringe zu dem Zeitpunkt aufweist, wo der flüssige Kunststoff auf den Deckel aufgebracht und unter Ausbilden der Anordnunggehärtet oder geliert wird, die lösbar an dem Deckel anhaftet. Der Hohlraum der Form weist vorzugsweise darin eine Haut ausgebildet aus einem geeigneten Material, wie Polyvinylchlorid oder einem Polyurethan auf und sodann wird ein geeignetes schäumbares Gemisch in den Höhlraum der Form eingeführt und der Deckel geschlossen. Das sehäumbare Gemisch wird sodann geschäumt und füllt die Form, wodurch die Haut zum Anhaften an die Verstärkungs- und Befestigungsanordnung gebracht wird.

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Das Material in der Form wird einer Hartungstemperatur unterworfen, und zwar vorzugsweise Temperaturen von 38 - 150°C unter Härten des Schaums und Ausbilden einer zufriedenstellenden Verbindung der Haut und des Verstärkungs- oder Befestigungselementesunter Ausbilden eines einstückigen Gegenstandes, der die gewünschte Form und ästhetischen Effekt aufweist.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Zeichnung stellt dort das Bezugszeichen 5 die Haut des Gegenstandes dar, die den gewünschten schmückenden Effekt aufweisen kann, wie eine nachgemachte
Naht oder Erhöhungen oder andere Verschönerungen, so daß die
Haut das Aussehen von Textilgut, Leder oder anderen entsprechenden schmückenden Effekten zeigt. Die Haut kann vermittels jeder herkömmlichen Maßnahme, wie einer Vakuumformung irgendeines
thermoplastischen Kunststoffilms "oder Folie ausgebildet werden, auf der die gewünschten Schmuckeffekte auifpgeärgt sind. Wahlweise kann die Haut 5 vermittels Gießen von Hohlkörpern oder
Rotationsformen oder anderen Verformungsverfahren hergestellt
werden und sogar vermittels Einsprühen eines geeigneten Filmbildenden Materials in eine Form und Härten dort wo die Haut
die gewünschte IJmrißform beibehalten soll. Die Haut witfd in
eine geeignete Form 8 gebracht oder verbleibt in der Form, in
der dieselbe ausgebildet worden ist, und sodann wird ein geeignetes schaumfähiges Produkt 11 in den Hohlraum der Haut eingeführt, wobei die Menge vorzugsweise gerade ausreichend ist dergestalt, daß unter Schäumen die Haut gefüllt wird, wenn die
Haut daran angeordnet ein Verstärkungsteil 6 vermittels
Schließen des'Deckels 9 der Form aufweist. Das Verstärkungsteil 6 weist vorzugsweise ebenfalls eine Anordnung 7, wie einen
Bolzen oder Metallringe für das Befestigen des fertigen Gegenstandes in der abschließenden Anordnung auf, z.B. zwecks Befestigen an einem Pfosten oder Seite des Inneren eines Kraftfahrzeuges. Das Schäumen des schaumfähigen Produktes wird inganggesetzt vorzugsweise kurzzeitig bevor das Verstärkungsteil 6
in der Form angeordnet wird oder kurzzeitig im AnschÄuß hieran/ sobald das schaumfähige Produkt bereits schäumt. Wenn somit das Schäumen des schaumfähigen Produktes zum Abschluß gebracht worden ist, wird die Haut mit einem Schaum gefüllt, der an der Haut

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und ebenfalls an dem Verstärkungsteil 6 anhaftet. Man erhält somit den fertigen Gegenstand, siehe das Bezugszeiehen 14 nach der Fig. 4. ·

Nachdem der Schaum des fertigen Gegenstandes vollständig gehärfeet worden ist, kann der Gegenstand aus der Form entfernt werden vermittels öffnen des Deckels und Entfernen des Gegenstandes, der nunmehr an derfertigen Anordnung befestigt werdenkann. Dort wo die fertige Anordnung ein Kraftfahrzeug ist und der schmückende Gegenstand für einen Pfosten des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, würde die Befestigungsanordnung 7 im Inneren entsprechender Aufnahmeanordnungen innen in einem Türpfosten angeordnet werden, um· so den Gegenstand an dem Kraftfahrzeug zu befestigen und den entsprechenden schmückenden Effekt im Inneren des Fahrzeuges unter entsprechender Verbesserung des Sicherheitsfaktors für die Benutzer des Kraftfahrzeuges zu erzielen.

Vorzugsweise ist die Haut hergestellt aus einem Kunststoff, der vorzugsweise thermoplastisch ist, wie Polyvinylchlorid, ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Pfropfpolymeres oder es kann sich um ein Polyurethan oder irgendeinen der anderen geeigneten in der Wärme erhärtenden Kunststoffe handeln, die normalerweise zum Herstellen von Häuten für Kraftfahrzeuge, Kissen, Armaturenbretter und dgl. angewandt werden.

Das Verstärkungsteil 6 kann hergestellt werden vermittels Gießen des flüssigen Kunststoffes, vorzugsweise eines starren oder halbstarren schaumfähigen Gemisches auf den Deckel der Form wobei der Deckel zuvor mit einem Ablösemittel überzogen worden ist, wie einen Polyäthylenwachs und sodann wird das Erhärten oder Gelieren mit oder ohne Schäumen des Produktes ausgeführt, wodurch man ein Verstärkungsteil erhält, dessen eine Oberfläche im wesentlichen nicht porös ist, wenn auch die Oberfläche gege- ' benenfalls praktisch die gleiche Porösität vom oberen bis zum unteren Ende, aufweisen kann;. Es ist zweckmäßig, daß geeignete Befestigungsanordnungen, wie Schrauben> Muttern oder Metallringe an der entsprechenden Stelle in der Form angeordnet werden,

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und somit werden diese Befestigungsanordnungen ein einstückiger Bestandteile des fertigen VErstärkungsteils. Es versteht sich, daß ein halbstarres oder starres Polyurethan sich ausgezeichnet zum Herstellen dieses Verstärkungsteils eignet, wenn es sich auch versteht, daß weitere sehaumfähige Produkte, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol und verwandte harzartige oder kautschukartige Produkte ebenfalls zur Anwendung kommen können. Der bevorzugte Schaum weist eine ausreichende Reißfestigkeit dergestalt auf, daß die Befestigungsanordnung hieraus nicht leicht herausgerissen werden kann. Diese Schäume werden gelegentlich als ladefähige Schäume bezsichnet und weisen relativ große Mengen an Füllmittel auf, z.B. 25 bis 100 Teile pro 100 Teile Knaststoff.

Das zum Herstellen des Schaums angewandte sehaumfähige Produkt, das an der Haut des Verstärkungsteils anhaftet, ist vorzugsweise flexibel oder halbflexibel und nicht ein starrer Schaum und diese schaumfähigen Produkte können beliebige der allgemein bekannten einschlägigen Produkte darstellen, vorzugsweise jedoch handelt es sich um ein Polyurethan, wie es normalerweise zum Herstellen von Sitzkissen oder Armaturenbrettern für Kraftfahrzeuge angewandt werden.

überraschender Weise vermag ein fertiger Gegenstand, wie ein Pfostenelement, bei dem ein starres Schaumverstärkungsteil anstelle eines herkömmlichen Metallblechstanzteils angewandt wird, eine erhebliche Ablenkung zu erfahren, ohne daß ein bleibendes Verbiegen, Verdrehen oder anderweitiges Verzerren erfolgt.

Die Erfindung wird weiterhin anhand des folgenden Ausführungsbei¹-spiels erläutert.

Es wird eine schmückende Haut ausgebildet vermittels Aufsprühen eines Polyurethan-Reaktionsgemisches aufi eine Erhöhungen aufweisende Form und sodann Härten des Gemisches. Diese weist die in der Fig. 4 gezeigte physikalische Umrißfolrm auf. Es wird sodann ein schaumfähiges Polyurethan-Gemisch in ausreichender Menge zu-

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gesetzt, um den Hohlraum der Haut zu füllen nach Abschluß des Schäumens. Dieses schaumfähige Gemisch besteht aus einem Gemisch aus Polypropylenätherglykol und Polypropylenäthertriol, Toluoldilsocyanat, einergeringenMenge an Wasser und Diehlorfluoräthan und dem Katalysator N-Methylmorpholin und Triäthylendiamin. Es wird sodann an Verstärkungs- und Befestigungsteil, das zuvor an dem Deckel in der in der Fig. 3 gezeigten Weise ausgebildet worden ist, in die Form abgesenkt vermittels Schließen des Deckels, siehe die Fig. 1. Das schaumfähige Reaktionsgemisch läßünan schäumen und die Form füllen unter Anhaften der Haut an dem Verstärkungs- und Befestigungsteil. Wenn somit der Deckel geöffnet wird, nachdem der Polyurethanschaum gehärtet worden ist, kann man aus der Form einen fertigen Gegenstand entnehmen, der für Schmuckzwecke sowie als Sicherheitspolsterung an einem Knaftfahrzeug-Türrahmen geeignet ist.

Das Verfetärkungs- und Befestigungsteil ist vorzugsweise aus einem halbstarren bis starren Schaum gefertigt. Das bevorzugte Material zum Herstellen dieses Verstärkungsteils ist ein auf dem einschlägigen Gebiet bekannte-s schaumfähiges Polyurethangemisch. Ein bevorzugtes Gemisch setzt sich zusammen aus Polypropylentriolund Tetrol mit einer geringen Menge an trifunktione1lern Monomeren Vernetzer, wie Trimethylölpropan, das mit einem Isocyanat, wie Toluoldiisocyanat oder einem Polyphenylenmethanpolyisocyanat in Gegenwart eines Blähmittels, wie Wasser und/oder Methylenchlorid oder einem Fluorkohlenwasserstoff zur Umsetzung gebracht wird. TJm sicherzustellen, daß der starre oder halbstarre Schaum ausreichende Reißfestigkeit besitzt, ist es bevorzugt, daß das schaumfähige Gemisch pro 100 Teile Polyätherpolyol etwa 25 bis 50 Teile Cellulosematerial, wie Sägespäne oder Nußschalenmehl enthält.

Während des Hersteilens der Verstärkungs- und Befestigungsanordnung vermittels Eingißen eines geeigneten fließfähigen Gemisches auf den Deckel ist es bevorzugt, daß eine geeignete Befestigungsanordnung wie Bolzen oder Metallringe im Inneren der Ausnehmung des Deckels der Form angeordnet und in dem starren Schaumteil eingebettet werden unter Ausbilden einer

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Verstärkungs- und Befestigungsanordnung, die darin eingebettet und hiermit ein einstückiges Teil bildend geeignete Befestigungsanordnungen, wie Bolzen oder Metallringe aufweisen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 ergibt sich, daß der Deckel für die Form in dem offenen Zustand die Unterseite des Deckels freilegt. Man sieht weiterhin, daß der Deckel darin öffnungen für die Aufnahme von Schrauben oder Befsstigungsteilen 7 aufweist. Diese Schrauben werden im Inneren der Löcher des Deckels angeordnet, nachdem der Deckel einen überzug eines Formlöfemit- · tels, wie Pentan oder niedrig siedender Naphthalösung oder einer wässrigen Dispersion von Polyäthylen erfahren hat, wobei der Deckel ausreichend warm ist, um das Lösungsmittel zu verdampfen und einen einheitlichen überzug des geschmolzenen Polyäthylens drauf auszubilden. Sodann wird ein halbstarr schäumbares Produkt auf dem Deckel längs der Linie 10 und im Inneren des lösbaren Rahmens 13 verteilt. Die Menge an aufgebrachtem Schaum ist gerade ausreichend dergestalt, daß das geschäumte Produkt nicht überfließt und von dem Deckel abtropft. Sobald das schaumfähige Produkt geschäumt und gehärtet worden ist soweit, daß dasselbe nicht mehr weich ist und bei dem Entfernen zusammenfällt, wird der Deckel der Form auf die Form gebracht unter überführen des Verstärkungs- und Befestigungsteils in das in der Fig. 1 gezeigte Verhältnis gegenüber dem aufsteigenden Schaum 11 in der Haut im Inneren der Form.

Wenn auch starre bis halbstarre Polyurethane zum Ausbilden der Befestigungsder und Verstärkungsanordnung bevorzugt sind, versteht es sich,jedoch, daß bei entsprechend hoher Temperatur des Formdeckels, wie z.B. 95 - 150°C auch andere schaumfähige Produkte, wie sie durch Anwenden von wärmehärtbaren Kunststoffen, wie z.B. Polyvinylchlorid gebildet sind, dort herangezogen werden können, wo diese Produkte zusammen mit einem Blähmittel wie Azonitrilen oder Peroxycarbonaten sowie weiteren Blähmitteln, wie sie normalerweise für das Blähen von wärmehärtbaren Kunst- · stoffen angewandt werden, verwandt werden.

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Weiter oben ist beschrieben worden, daß eine vorgebildete Haut in die Form eingebracht und sodann der Schaum unter Ausbilden des gewünschten Gegenstandes geschäumt wird. Wahlweise kann die Haut vermittels allgemeinbekannter Arbeitsweisen des Abkühlens der Form oder Halten der Temperatur der Form unter · derjenigen desschäumenden Gemisches ausgebildet werden, wodurch gleichzeitig unter Erzeugen des geschäumten Kerns oder Körpers des Gegenstandes eine hiermit einstückig verbundene Haut ausgebildet wird. Die Arbeitsweise zum Benstellen einstückiger Häute ist mn der US-Patentschrift 3 099 5i6 beschrieben und dieses sowie weitere bekannte Verfahrensweisen können zum gleichzeitigen Ausbilden einstückiger Häute während der Bildung des Gegenstandes herangezogen werden.

Bei der hier gezeigten Aus füiarungs form wird ein mit einem geeigneten Ablösemittel überzogener Rahmen 13 auf den Deckel gebracht und sodann das fließfähige Kunststoffprodukt, wie geschmolzenes Polyvinylchlorid, das darin dispergiert feine Asbestfasern aufweist, als Versäärkungsmittel und das Befestigungsteil angewandt, und man läßt sich gelieren oder härten, bis die Anordnung formbeständig ist. Sodann wird der Rahmen 13 entfernt und der Deckel geschlossen, der ein schäumbares Gemisch enthält, und das Schäumen wird sodann bewirkt. Hierdurch kommt der . Schaum in Berührung mit dem Verstärkungs- oder Befestigungsmittel, wodurch ein Gegenstand erhalten wird, der einstückig den Schaum, die Haut und das Verstärkungsmittel aufweist.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.) Verfahren zum Herstellen eines eine Haut aufweisenden, geschäumten Gegenstandes mit einem Verstarkungsteil, indem ein schäumfähiges Produkt in den Hohlraum einer Form unter Anhaften des Schaums an der Haut und dem Verstärkungsteil geschäumt wird, wobei dae Verstärkungsteil lösbar an dem Deckel über dem Hohlraum der Form anhaftet, sowie die Haut entweder vorgebildet ist oder einstückig vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Deckels eine ausreichende Menge an fließfähigem Kunststoff unter Ausbilden eines Verstärkungsteils aufgebracht wird, das lösbar an dem Deckel bei Gelieren oder Härten des Produktes vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel daran angeordnet einen Rahmen für das Halten des fließfähigen Kunsttoffes bis zum Gelieren oder Härten desselben aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fließfähiger Kunststoff ein schäumbares Gemisch angewandt wird.

l|. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fließfähiger Kunststoff ein halbstarr bis starr schäumbares Gemisch angewandt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fließfähiger Kunststoff ein schäumbares Polyurethangemisch angewandt wird. ζ

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