DE2429037C2 - Verfahren zum Herstellen von geformten, im wesentlichen aus einem Schaumkunststoff bestehenden Gegenständen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von geformten, im wesentlichen aus einem Schaumkunststoff bestehenden Gegenständen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von geformten, im wesentlichen aus einem Schaum-Kunststoff bestehenden Gegenständen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die Herstellung von Schaum-Kunststoffgegenständen mit einem äußeren Oberzug nach dem oben60 beschriebenen Verfahren ist bekannt. Aus der US-Patentschrift 36 94 530 ist zum Beispiel ein Herstellungsverfahren für Schaumstoff-Verbundkörper bekannt, bei welchem die Formoberfläche zunächst mit einem Trennmittel und danach mit einem eine Haut bildenden Mittel bestrichen und danach eine Schaumstoffmasse in die Form eingebracht und aufgeschäumt wird. Geeignete Polyurethankatalysatoren kontrollieren die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Filmbildung, insbesondere beschleunigen sie die Filmbildung und kontrollieren dessen Dicke und PorositäL Des weiteren ist es aus der britischen Patentschrift 1038 667 bekannt, bei der Herstellung von Kühlschrankinnenauskleidungen die Sichtfläche zunächst in Form eines Künsjstoffbeutels über den Formkern zu spannen, den Kern in die Gegenfonm einzubringen und den-zur Gegenform hin verbleibenden Zwischenraum auszuschäumen. Der Formkern ist in der Regel 5% größer als der Kunststoffball im noch nicht aufgespannten Zustand.
Schließlich ist es aus der deutschen Offenlegungsschrifx 19 01 828 bekannt, beim Herstellen von Schaumstoff-Verbundkörpern das Deckschichtmateria!, z.B. eine Kunststoffolie vor dem Verformungsvorgang zunächst so in die Form einzubringen, daß es zumindest auf Formflächenbereichen unterstützungsfrei gehalten wird lind daß es anschließend unter dos Wirkung des Schäumdruckes, der in die Form eingeführten Schaumstoffmasse verformt und dabei in die angestrebte Fertigform des Schaumstoffkörpers gebracht wird. Die Qualität dieser Gegenstände ist jedoch in mancher Hinsicht nicht zufriedenstellend. Der Grund ist darin zu sehen, daß der Schaum-Kun^stoff während des Schäumens an dem Oberzug haftet und dadurch an einem freien Expandieren gehindert wird. Daher wird der Schaum gezwungen, an der Grenzschicht zum Oberzug hin eine anisotrope Zellstruktur einzunehmen. Darüber hinaus bilden sich in der Grenzschicht zwischen dem Schaum-Kunststoff und dem Überzug Lufteinschlüsse und Gasblasen, was sich insbesondere bei Gegenständen bermerkbar macht, die dünne Bereiche aufweisen. Dieses frühzeitige Anhaften bzw. diese »Adhäsion« an den Oberzug bedeutet, daß die Endprodukte mit solchen geschwächten Grenzschichten niedrige Festigkeitseigenschaften, reduzierte Wärmestabilität und einen geringen Widerstand gegen Wasser und Chemikalien aufweisen. Um eine gute blasenfreie Befestigung zwischen dem Schaum und dem Überzug zu erreichen, insbesondere bei Oberflächen mit scharfen Abkantungen in verschiedenen Richtungen, hat man den Belag schon vorgespannt, wenn er in die Form eingebracht wird. Die Ergebnisse waren.jedoch nicht ganz zufriedenstellend, da während des Formens weitere Spannungen auftreten, insbesondere in jenen Teilen, die ^charfen' Umlenkungen ausgesetzt sind. Wenn der Überzug an diesen Stellen beschädigt ist, kann bereits eine sehr kleine Beschädigung einen Anlaß für einen Bruch ergeben, so daß der Überzug entlang einer größeren Strecke aufreißt.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ün Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das eine verbesserte Grenzschicht zwischen dem Überzug und dem Schaum- Kunststoff gewährleistet und einfach sowie billig auszuführen ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die dem Schaum-Kunststoff zugewandte Seite des Überzugs mit mindestens einer chemischen Substanz behandelt wird oder eine solche enthält, die durch Bildung einer vorübergehenden adhäsionsarmen Sehicht eine solche Verzögerung der chemischen Reaktion des Ausgangsmaterials für den Schaum-Kunststoff bei seiner Verbindung mit dem Überzug erzeugt, daß es frei expandieren kann, ohne daß in der dem Überzug benachbarten Grenzschicht eine deformierte Zellstruktur erzeugt wird.
Die grundlegende.Idee der Erfindung ist darin zu sehen, daß während des Schäumens des Ausgangsmate-
rials des Schaum-Kunststoffs in einer z. B. aus Aluminium bestehenden Form der Kunststoff in der Form mit vom Oberzug geringstmöglich hervorgerufenen Widerstand expandieren kann.
Die Reaktion des Ausgangsmaterials des Jichaum- > Kunststoffes verläuft exotherm. Die Folie des Oberzugs wirkt als eine Isolierschicht, während die Form" die Verteilung der Reaktionswärme erleichtern kann, wo sie in direkten Kontakt mit dem Ausgangsmaterial des Schaum-Kunststoffes gelangt. Die Art des Schaumes w kann in verschiedenen Bereichen des Gegenstandes variieren. Die Unterschiede sind jedoch gering, wenn der Schaum die Möglichkeit Rat, sich während der Expansion leichter über die Oberfläche des Oberzugs zu bewegen. i>
Um die Expansion des Schaum-Kunststoffes zu erleichtern, wird die Folie auf der dem Schaum-Kunststoff zugewandten Seite in einer solchen Weise behandelt, daß die Adhäsion zwischen dem Schaum-Kunststoff und der behandelten Folie während der Hauptphase des$cMumens gering ist. Dadurch werden in der Grenzschicht zwischen der Foiie und dem zellartigen Kunststoff Lufteinflüsse und Gasblasen vermieden.
Die obenerwähnte Behandlung der Folie kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die dem Schaum-Kunststoff zugewandte Seite der Folie zu überziehen, beispielsweise mit einem Isozyanat oder Polyöl. Durch die Behandlung wird eine adhäsionsarme Schicht erzeugt, so welche dem Schaum die Möglichkeit gibt, vollständig zu expandieren, bevor ,er mit der Schicht reagiert und sich mit der Folie verbindet. Bei ethern . bevorzugten Verfahren wird eine Seite der Folie mit einem Mittel behandelt, welches einen elastischen Polyurethanlack mit einem Oberschuß an Polyol enthält. Dieses Behandlungsmittel besitzt eine geringe Reibung gegenüber dem Ausgangsmaterial für den Schaum-Kunststoff und bewirkt dadurch eine Gleitschicht, weiche die die Haftung bewirkende chemische Reaktion zwischen der Folie und dem Ausgangsmaterial des Schaum-Kunststoffes verzögert, bis das Aufschäumen in der Form beendet ist. Diese Verzögerung führt dazu, daß die Zellen in dem Schaum-Kunststoff eine im wesentlichen isotrope Struktur erreichen. Sofern es sich um einen Gegenstand aus Polyurethan (PU) mit einem Überzug aus einer thermoplastischen Folie aus z. B. elastischem Polyvinylchlorid handelt, wird der Überzug mit dem, einen Überschuß an Polyol enthaltenden Polyurethanlack behandelt, während bei einem Schaum-Kunststoff aus Epoxy und einem Überzug aus Gewebe mit einer Beschichtung aus einem thermoplastischen und/oder einem zeilartigen Kunststoff, die auf die dem Schaum-Kunststoff zugewandten Seite des Gewebes aufgebracht ist, die Gewebebeschichtung eine chemische Substanz bereits enthält oder damit behandelt ist, die die Verzögerung der Haftung zwischen dem Sehaum-Kunststoff und dem Überzug durch die Bildung einer Gleitschicht erzeugt.
Ein anderes Verfahren zur Behandlung der Folie besteht darin, die dem Schaum-Kunststoff zugewandte Seite der Folie mit einem Verzögerer zu behandeln, d. h. einem Produkt, welches eine Verzögerung der Polymerisation des Ausgangsmaterials für den Schaum-Kunststoff bewirkt, so daß die Adhäsion vorübergehend verzögert wird. Hierdurch geht die Erhöhung der Viskosität, die durch die Polymerisation eintritt, in die der Folienoberfläche nächste Schicht langsamer vor sich. Auf diese Weise wirkt das Ausgangsmaterial für den Schaum-Kunststoff selbst als vorübergehend adhäsionsarme Schicht, welche erlaubt, daß das restliche Ausgangsmaterial ohne Adhäsion an der Folienoberfläche frei expandieren kann. Somit erfolgt die Reaktion in der Grenzschicht langsamer als in dem Rest des Schaums, jedoch tritt sie trotzdem vollständig ein, und es entsteht eine zufriedenstellende Adhäsion zwischen dem Schaum-Kunststoff und der Folie. Die Zellen haben auf diese Weise in der Grenzschicht die Möglichkeit, sich gleichmäßiger auszubilden. Dieser Verzögerer kann der Folie auch während der Herstellung beigegeben werden. Ebenso kann er einer zellenartigen Beschichtung im Falle der Verwendung einer so beschichteten Gewebeaufiage beigegeben werden. Geeignete Verzögerer in dem beschriebenen Verfahren können akylische Chloride enthalten, wie z. B. Benzoylchlorid, Adipoylchlorid. Auch hier gilt wieder, daß bei Gegenständen aus PU mit einem Oberzug aus einer thermoplastischen Folie der Oberzug mit dem Verzögerer behandelt wird, während der Verzögerer bei gewebeüberzogenen Gegenständen aus Epoxy auch bereits in dem mit dem Gewebe von vornherein verbundenen Kunststoff enthalten sein kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei einer Türverkleidung für Kraftfahrzeuge mit ejnem Kern aus hartem Polyurethan und einem Überzug aus einer elastischen Polyvinylchloridfolie die Folie ohne Vorspannung in die Form eingebracht, so daß im Vergleich zu den vorbekannten Verfahren mit Vorspannen der Folie nunmehr eine geringere Kraft zum Formen der Folie in der gewünschten Weise erforderlich ist. Der zellartige Kunststoff kann daher wesentlich ungehinderter expandieren.
Die Verformung der Folie wird begünstigt, wenn zumindest jene Bereiche, die scharfe Abbiegungen ausgesetzt sind, auf eine Temperatur, bei der die Folie plastisch verformbar wird, erwärmt werden. Hierdurch wird nicht nur die Kraft reduziert, die notwendig ist, um die Folie zu verformen, so daß das Ausgangsmaterial des Schaum-Kunststoffs noch freier aufschäumen kann, sondern die Gefahr des Auftretens von Falten und Brüchen in der Außenschicht des Endproduktes wird verringert. Das Erwärmen kann mit geeigneten Mitteln durchgeführt werden, wobei in den verschiedenen Fälle;; die jeweiligen Zustände zu berücksichtigen sind. So kann beispielsweise das Erhitzen mit Infrarotwärme oder mit. Hilfe eines elektrischen Heizelementes erfolgen, welches mit der Folie in Berührung gebracht wird, oder aber auch durch Zuleiten warmer Luft zur Folie. Die beste Wirkung wird erreicht, wenn die dem Schaum-Kunststoff abgewandte Seite der Folie erhitzt wird.

Claims (5)

1 Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von geformten, im wesentlichen aus einem Schaum-Kunststoff aus PU, Expoxy oder dgL bestehenden Gegenständen, die . mit einem Oberzug aus einem thermoplastischen Kunststoff, aus Metall oder aus Gewebe versehen sind, in einer Form, bei dem der Überzug in Form einer Folie, bei Metall oder einem Gewebe mit auf der dem Schaum-Kunststoff zugewandten Seite vorgesehener Beschichtung aus einem thermoplastischen Kunststoff in der Form angebracht wird, das Ausgangsmaterial für den Schaum-Kunststoff in die Form eingebracht und in der Form zum Schäumen gebracht wird, wobei durch den beim Schäumen entstehenden Druck mit oder ohne Unterstützung mechanischen -Einflusses der Oberzug entsprechend der inneren Begrenzungsfläche der Form gestaltet wird und der Schaum-Kunststoff sich mit dem Oberzug verbindet, dadurch gekennzeieh-20 net, daß die dem Schaum-Kunststoff zugewandte Seite des Oberzugs mit mindestens einer chemischen Substanz behandelt wird oder eine solche enthält, die durch Bildung einer vorübergehenden adhäsionsarmen Schicht eine solche Verzögerung der chemischen Reaktion des Ausgangsmaterials für den Schaum-Kunststoff bei seiner Verbindung mit dem Oberzug erzeugt, daß es frei expandieren kann, ohne daß in der dem Oberzug benachbarten'Grenzschicht eine deformierte Zellstruktur erzeugt wird. .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die chemische Substanz ein einen Oberschuß an Polyol enthaltender Polyurethanlack verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die chemische Substanz Acylchlorid verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für den Schaum-Kunststoff als Polymer Polyurethan und für den Oberzug ein thermoplastisches Material, bei- *o spielsweise aus elastischem Polyvinylchlorid oder ein mit thermoplastischem oder zellenartigem Kunststoff beschichtetes Gewebe verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als chemische Substanz ein Isozyanat verwendet wird, mit dem der «5 Überzug behandelt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Oberzugs in Verbindung mit seiner Herstellung durchgeführt wird. so
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