DE2835665A1 - Verfahren zur fertigung perforierter, formangepasster verkleidungen - Google Patents
Verfahren zur fertigung perforierter, formangepasster verkleidungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft vor allem die Fertigung plastischer perforierter
formangepaßter Tafeln für die Auskleidung von Fahrgastinnenräumen von Kraftfahrzeugen od.dgl.; sie ist jedoch keinesfalls auf
die Fertigung solcher Produkte beschränkt. Insbesondere ergibt das Verfahren eindeutige Vorteile bei der Herstellung von elastischen
einrast- oder klemmbaren Himmeln oder Fahrgastraumdecken, die an der Unterseite der Stahldächer der Fahrzeuge angebracht werden, um
einerseits das gewünschte schöne Aussehen und andererseits eine Isolierung gegen die Übertragung von Geräuschen in das Innere des
Fahrgastraumes zu erreichen.
Bisher wurde eine Vielzahl von Werkstoffen und Konstruktionen für die Herstellung von mit Druck einrastenden Himmeln verwendet oder
vorgeschlagen, für welche die in den US-PSen 3 5o6 532 und 3 5o7 728 bekanntgemachten typisch sind. Gesichtspunkte von Kosten, Leichtigkeit
des Einbaus, Gewicht, Lebensdauer und Geräusch sowie Wärmeisolation bedingten die Verwendung von geschichteten Verbundstoffplatten aus einem Schaumstoffkern mit einer oder zwei wasserdichten,
mit den Kernoberflächen verklebten Deckplatten als ein Werkstoff zur Herstellung solcher Dachauskleidungen. Verbundschaumstoffkerne
der vorbeschriebenen Art aus thermoplastischen Polymeren sind besonders geeignet, da sie unter Wärme in eine Vielfalt von
Formen einschließlich Vertiefungen oder Ausprägungen zur Aufnahme von Zusatzausrüstung mit Blendschutz für Windschutzscheiben, Sicherheitsgurtverankerungen,
Lautsprechergehäuse für Rundfunkgeräte od.
dgl. verformt werden können.
9O988S/OS7ä
Eine dauernde Schwierigkeit bei der Herstellung von formangepaßten
Verbundstoffverkleidngen aus thermoplastischen Schaumstoffkernschichten
besteht in der Ausbildung unerwünschter Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche in bestimmten Gebieten an den Perforationen
oder Öffnungen in der Verkleidungsplatte, die häufig sichtbar sind, trotz der Verwendung dekorativer Bezüge oder Schichten, welche vom
Aussehen der Verkleidung ablenken. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, diese Perforationen über die gesamte oder auf einzelnen
ausgewählten Teilen der Verkleidungsplatte anzubringen, um kontrollierte Veränderungen der akustischen Charakteristik der Verkleidung
vornehmen zu können. Um diese Dellenbildung oder Oberflächenverformung
der perforierten Platten zu vermeiden, wurde früher vorgeschlagen, die Platte oder Verkleidung zunächst nicht
perforiert thermoplastisch af die gewünschte Preßform auszubilden und anschließend die formangepaßte Verkleidungsplatte mit den
Perforationen zu versehen. Dieser Vorschlag war wegen der hohen Werkzeugkosten unbefriedigend, die erforderlich waren, um eine einwandfreie
Perforation in der Formplatte anzubringen, da die Schaumstoff kernverbundplatte äußerst leicht zerbrechlich war.
Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet viele dieser Schwierigkeiten
und Nachteile des früheren Standes der Technik durch eine einfache, wirtschaftliche und wirksame Methode, wonach perforierte
geschichtete thermoplastische Schaumstoffverbundkerne wärmebehandelt
werden können, um eine Verkleidung bzw. eine Platte zu ergeben, deren Oberflächen im wesentlichen ohne jede Unregelmäßigkeiten oder
Grübchen bzw. Dellen in der Nachbarschaft der Perforationen sind,
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wodurch sich eine größere Vielseitigkeit in der Art der dekorativen
Oberflächenbehandlung und außerdem ein schöneres Aussehen der formangepaßten Verkleidung als Endprodukt ergibt.
Die Vorzüge und Vorteile der Erfindung werden durch ein Verfahren erreicht, bei welchem eine geschichtete Verbundstoffplatte mit
zwei thermoplastischen Dünnschichten ausgeformt wird, die zähfest mit den Deckflächen eines zwischenliegenden thermoplastischen
Schaumstoffkerns verklebt sind, dessen verschlossene Zellen Luft
sowie ein Resttreibmittel enthalten. Ein entsprechend bemessener Teil der Platte wird perforiert, solange sie in einem im wesentlichen
ebenen Zustand ist, um in ihr eine Anzahl von Öffnungen anzubringen, die sich in einem gewählten Muster oder Bild über
die gesamte Oberfläche oder gewählten Teilen derselben erstrecken. Anschließend wird die perforierte Platte auf eine Temperatur
erwärmt, die über der Glassprung- oder Schmelztemperatur der thermoplastischen Werkstoffe liegt, um deren Wärmeerweichung
zu bewirken, sowie ein Nachblähen oder Treiben und die Ausdehnung des Schaumstoffkerns, wodurch sich eine erweiterte Platte ergibt,
die durch grübchenartige Vertiefungen in ihren Flächen in der Nachbarschaft der Öffnungen gekennzeichnet ist, welche im Vergleich
zur Dicke der benachbarten nichtperforierten Flächen dünnere Abschnitte bilden. Die erweiterte erwärmte Platte wird anschließend
zwischen die Flächen einer Preßform gegeben und für ihre Aus·- formung wärmebehandelt, wobei die geschichtete Verbundstoffplatte
auf eine Dicke verdichtet wird, die im wesentlichen gleich oder kleiner ist als die Dicke der dünnen Abshnitte, wodurch schließ-
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lieh eine formangepaßte Platte mit im wesentlichen glatten Außenflächen
erzeugt wird. Die sich ergebende wärmebehandelte und verdichtete Platte wird auf eine Temperatur abgekühlt, die unterhalb
der Glassprungtemperatur liegt sowie, um sie zu versteifen, worauf die versteifte Platte aus der Presse entfernt wird.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
formangepaßte Verkleidng mit einem entsprechenden dekorativen Bezug
auf einer ihrer Oberflächen versehen, der entweder vor oder nach der Wärmebehandlung aufgebracht werden kann. In einem besonders
bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt dieser Dekorationsbelag eine elastische Schaumstoffschicht mit einer dekorativen
Platte wie einem mit ihrer einen Oberfläche verklebten Wirkgewebe wobei die Gegenfläche haftend mit der perforierten Verbundstoffplatte verklebt ist. Der gesamte Verhnd wird anschließend als eine
Einheit wärmeausgeformt, um weitere Einsparungen und einen besseren
Wirkungsgrad bei der Herstellung zu erzielen. Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung beschriebenen
Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines normalen
erfindungsgemäßen einrastbaren Fahrgastraumhimmels;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt einer
Verbunddecke mit Darstellung ihres geschichteten perforierten Aufbaus;
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Fig. 3 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch
einen perforierten Verbundschaumstoffkern mit Darstellung seiner eingedellten Oberfläche
bei Beendigung der Wärmebehandlung und des Nachtreibganges;
Fig. 4A einen vergrößerten Teilquerschnitt mit Dar
stellung der erwärmten und gedehnten Platte der Fig. 3, die zwischen den formgebenden
Preßflächen vor der Verdichtung angeordnet ist;
Fig. 4B wie Fig. 4A die Anordnung des Verbundschaum
stoffkerns nach der Verdichtung zwischen den Preßwerkzeugflächen;
Fig. 5A einen vergrößerten Teilquerschnitt einer ge
schichteten Verbundstoffplatte mit einer elastischen Dekorativschicht, die haftend auf
sie aufgeklebt ist, zwischen entsprechenden formgebenden Preßwerkzeugflächen;
Fig. 5B ist der Fig. 5A ähnlich, jedoch die geschichte
te Verbundstoffplatte wurde zwischen den Preßwerkzeugflächen
komprimiert und verdichtet.
In Fig. 1 ist ein normaler formangepaßter perforierter elastischer
Fahrgastraumhimmel 6 dargestellt, der sich zur Herstellung nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren eignet. Die Fahrgastraumdecke oder
der Himmel 6 besitzt an seiner Innenfläche eine glatte konkave Form-
909885/0573 ~ 1o "
- 1ο -
gebung, die im allgemeinen dem Profil des Stahldaches der Kraftfahrzeugkarosserie
folgt, auf dem er montiert werden soll. Elastische Himmel vom sog. Einrast- oder Druckknopftyp sind genügend
biegsam und stark, um während des Einbaus in eine Kraftfahrzeugkarosserie
eine Durchbiegung oder Verformung zu ermöglichen, damit die Kanten des Himmels in entsprechende Montagenuten längs der
Innenfläche der Karosserie eingreifen können und mit ihnen einen Einrast- oder Preßsitz bilden.
Die Konstruktionseigenschaften des erfindungsgemäßen Himmels 6 sind
in Fig. 2 gezeigt. Der Himmel umfaßt eine geschichtete Verbundstoff platte 8 mit thermoplastischen Filmen 1o,12, die zähfest abgestützt
mit den Deckflächen eines dazwischenliegenden und sich mit ihnen erstreckenden thermoplastischen Schaumstoffkerns bzw.
einer thermoplastischen Schaumstoffschicht 14 verklebt sind. Die
Verbundplatte 8 umfaßt eine Anzahl von durch Schichten und Schaumstofflern von einer Fläche zur Gegenfläche reichenden Perforationen
16. Eine dekorative Verbundschicht aus elastischem Schaumstoff ist mit Hilfe einer Klebeschicht 2o an die Außenfläche des thermoplastischen
Films 12 geklebt. Eine dekorative Oberflächenplatte wie ein Wirkgewebe 22 ist an die Außenfläche der elastischen Schaumstoff
schicht 18 aufgeklebt. Falls gewünscht, kann die dekorative
Verbundschicht ebenfalls mit Perforationen versehen sein, um die gewünschten akustischen und dekorativen Eigenschaften des Himmels
zu erreichen.
Es sei bemerkt, daß auch andere dekorative Oberflächen auf die
- 11 -
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perforierte Verbundschichtplatte mit den Kunststoffilmen wie Vinyl
mit einer glatten oder gekörnten Maserung oder Gewebestruktur sowie
auch aufgespritzte Oberflächen einschließlich Farbe aufgebracht werden können.
Die geschichtete Verbundstoffplatte 8 besteht aus einem beliebigen
thermoplastischen Kunststoff, der plastisch in eine formangepaßte Platte wärmeverformt werden kann. Es wird eine entsprechende Auswahl
der Kunststoffe für die Filme (Dünnschichten) und den Schaumstoff kern im Hinblick darauf getroffen, daß eine Platte genügend
Biegsamkeit und Elastizität besitzen muß, damit sie während des Einbaus in ein Kraftfahrzeug durchgebogen werden kann, sowie auch
genügend Stärke, damit sie über ihre Länge und Breite selbsttragend ist, wenn sie an ihren Kanten im Abstand unterhalb des Stahldaches
eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Außerdem kann die Dicke der Filme 1o,12 sowie der Schaumstoffkernschicht 14 verändert werden,
um die gewünschte Stärke in Abhängigkeit vom Abstand zwischen den abgestützten Kanten der Verkleidung zu erzielen, um ein nachteiliges
Durchhängen im Mittelteil zu vermeiden. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß Filmdicken von etwa 3 bis 6o mil (o,oo3 bis 0,06
Zoll = 76,2 bis 1524 ,u) normalerweise als einwandfrei geltai, während Filmdicken vonfstwa 4 bis 8 mil (1o1,6 bis 2o3,2 ,u) für die
meisten Einbauten hinreichend sind. Die Schaumstoffkernschicht kann etwa von 1/32 bis 1 Zoll dick sein (o,7938 bis 25,4 mm), wobei
für die meisten Einbauten Dicken von 1/16 bis 1/2 Zoll (1,5875 bis 12,7 mm) vollkommen ausreichen. Die Schaumstoffschicht ist
weiter durch eine geschlossene Zellenstruktur mit einer Formgebung
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ausgezeichnet, die einen geringen Grad der Ausrichtung gegenüber
der Richtung der Platte besitzt und deren Durchschnittszellengröße
kleiner ist als etwa o,5 mm, vorzugsweise kleiner als etwa o,25 mm.
Die Schaumstoffschicht vor dem nachträglichen Aufblähen oder Treiben
besitzt allgemein eine Dichte von etwa 4 bis 1o Pfund/Kubikfuß
(1,8 bis 4,54 kg/o,o283 m ), wobei Dichten von etwa 4,bis 6 Pfund/
Kubikfuß (2,27 bis 2,72 kg/o,o283 m ) vorzugsweise verwendet werden,
Der zellenförmige Aufbau des Schaumstoffkerns ist ferner dadurch
gekennzeichnet, daß er restliche Treibmittel oder Blähmittel sowie Luft umschließt, welche bei Erwärmung der geschichteten Verbundstoffplatten
auf eine erhöhte Temperatur vor der Wärmebehandlung eine nachträgliche Ausdehnung der Platten auf eine Dicke von mindestens
dem 1,5fachen ihrer Originaldicke, vorzugsweise jedoch von mindestens dem 1,8 bis ca. dem 3fachen ihrer Originaldicke
bewirkt. Die nachträgliche Ausdehnung des Schaumstoffkerns während
der Vorerwärmung vor der Wärmeverformung wird durch die Ausdehnung der Luft und die im geschlossenen Zellenbau des Schaumstoffs eingeschlossenen
restlichen Teib- oder Blähmittel erreicht. Die Blähmittel umfassen vorzugsweise chemisch inaktive organische Stoffe
einschließlich von Kohlenwasserstoffen wie C. bis C7, von denen
Pentan für perhalogenierte Kohlenwasserstoffe wie Freon 11 oder 12
typisch sind, die bei normaler Raumtemperatur flüssig, jedoch bei erhöhten Temperaturen, wie sie für die Wärmebehandlung erforderlich
sind, gasförmig sind. Die Menge der anwesenden Resttreibmittel· hängt vom Aiterungs- oder Nachhärtungsgrad der Verbundpl·atte ab,
da ihre Herste^ung und Lagerungsbedingungen diese Treibmittel·
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veranlassen, mit der Zeit zu diffundieren und dann durch Luft ersetzt werden. Es ergab sich, daß die optimalen Bedingungen für
die Wärmeausformung von geschichteten Verbundplatten mit Isopentan,
z.B>/r können bei einem Polystyrolschaumkern in einer Zeit von etwa
5 bis ca. 60 Tagen nach der Herstellung der Platte erzielt verden,
um ein nachträgliches Aufblähen der Konstruktion innerhalb der vorstehend aufgeführten Parameter zu erreichen. In beiden Fällen
bewirkt die Erwärmung des Schaumstoffkerns von Raumteitperatur auf
die wärmeausformende erhöhte Temperatur eine Wärmeerweichung des Schaumstoffaufbaus und eine Ausdehnung der in ihm eingeflossenen
gasförmigen Bestandteile, um zu einer nachträglichen Ausdehnung der Verbundschichtplatte zu führen.
Der thermoplastische Polymer, aus welchem der Schaumstoffkern besteht,
besitzt vorzugsweise eine Dehn- oder Zugfestigkeit von min-
2
destens 25oo psi (175,75 kg/cm ), vorzugsweise jedoch mindestens
destens 25oo psi (175,75 kg/cm ), vorzugsweise jedoch mindestens
2
78oo psi (546 kg/cm ) nach ASTM D-638, sowie einen Zugfestigkeits-
78oo psi (546 kg/cm ) nach ASTM D-638, sowie einen Zugfestigkeits-
5 2
modul von mindestens 1,0 χ 1o psi (7ooo kg/cm ), vorzugsweise
5 2
von mindestens 4,5 χ Ίο psi (315oo kg/cm ). Um eine ausreichende
Festigkeit zur Verfügung zu haben, damit ein Durchhängen vermieden wird, wenn im Fahrgastraum verhältnismäßig hohe Temperaturen,wie sie
z.B. beim Parken in der Sommersonne in südlichen Gegenden herrschen, werden die Polymere mit einer Sprungtemperatur (Tg) von
mindestens 2oo°F (93,3°C) bis zu einem Rgel verwandt, der unterhalb
der thermischen Mindermg des Polymers liegt. Es werden Glassprungtemperaturen
von ca. 235 bis etwa 3oo F (45 bis etwa 65 C) vorgezogen.
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Thermoplastische Polymere, die sich für die Herstellung der Filme der Verbundschichtplatte eignen, sind auch dadurch gekennzeichnet,
daß sie unter Verwendung von mäßig erhöhten Temperaturen und einer herkömmlichen Wärmeverformungseinrichtung gute Verformungseigenschaften
aufweisen. Die Zugfestigkeit des Dünnschichtpolymers trägt
2
mindestens ca. 2ooo psi (14o,6 kg/cm ),vorzugsweise jedoch min-
mindestens ca. 2ooo psi (14o,6 kg/cm ),vorzugsweise jedoch min-
destens 45oo psi (315 kg/cm ) bei einem Zugfestigkeitsmodul· von
mindestens 1,o x1o psi (7ooo kg/cm ), vorzugsweise jedoch min-
5 2
destens 3,2 χ 1o (224oo kg/cm ). Der thermoplastische Polymer, aus
welchem die Füme oder Dünnschichten bestehen, weist auch vorzugsweise
Glassprungtemperaturen von mindestens ca. 2oo°F (93,3°C) auf, wobei der Bereich zwischen ca. 2 35°F (112,5°C) und ca. 3oo°F
(149 C) besonders günstig ist.
Eine Anzahl v)n auf dem Markt erhältlichen thermoplastischen Polymeren
kann gut für die Ausformung der Verbundschichtpiatte mit den vorerwähnten physikaiischen Eigenschaften eingesetzt werden. Unter
diesen thermopiastischen Polymeren befinden sich Acryl und Nitril-Butadienstyrol
(ABS), Polycarbonate, Polystyrole sowie Polymere aus modifizierten Polystyrolen. Von diesen werden modifizierte
Polystyrolcopolymere mit kleinen, jedoch kontrollierten Mengen von chemischen Abänderungsmitteln wegen ihrer hervorragenden physikalischen
Eigenschaften und geringen Kosten vorgezogen. Geeignete Polymere aus modifiziertem Polystyrol umfassen Styrolcopolymere
mit Ionomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Sulfosäure sowie Maleinsäureanhydrid und Copolymere mit
Monomeren wie Alpha-Methylstyrol, 2-5 Dichlorstyrol und dgl.
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Besonders gute Ergebnisse werden bei Einsatz von Maleinsäureanhydrid
in Mengen von ca. 2 bis 15 Gew.-% des Copolymers erzielt. Ein Copolymer mit ca. 8 Gew.-% Maleinsäureanhydrid kann unter dem Handelsnamen Dylark 232 von Arco/Polymers, Inc. bezogen werden.
Die Schichtstoffplattenfilme können aus dem gleichen Polymer wie
der Schaumstoffkern bestehen, obwohl sie vorzugsweise kleinere
Mengen von Zusatzänderungsstoffen enthalten, um ihre Stoß- und Schlagfestigkeit zu erhöhen. Z.B. ergibt der Zusatz kleiner Mengen
von Butadien in einem Polymer aus modifiziertem Polystyrol eine
Schlagfestigkeit nach dem Izod-Schlagverfahren größere Werte als 2,7
Fuß-Pounds/Zoll (7,19 cm/kg/cm). Schlag- oder Stoßwerte dieser
Größenordnung können durch Zugabe von ca. 6 bis 12 % Butadien zu einem durch Maleinsäureanhydrid modifizierten Styrolcopolymer er
zielt werden.Ein Polymer dieser Art mit 88 % Styrol, ca. 3,2 % ■
Maleinsäureanhydrid und etwa 8,8 % Butadien Gew.-Anteilen ist unter
dem Handelsnamen Dylark 25o von Arco/Polymers, Inc. erhältlich.
Jedenfalls besteht die Verbundschichtplatte aus einem thermoplastischen
Schaumstoffkern und thermoplastischen Filmen oder Dünnschichten mit einer Zusammensetzung, die ihnen im wesentlichen die gleiche·
GlasSprungtemperatur verleiht und es ermöglicht, sie über ihrer
Glassprungtemperatur einer Wärmeverformung zu unterziehen, die jedoch unterhalb der Temperatur liegt, bei welcher ein thermaler
Abbau oder eine Minderung des Polymers auftritt. Je nach dem speziell verwendeten Polymer genügen normalerweise Wärmeformtemperaturen
von ca. 235 bis 35o°F (112,5 bis 177°C). Bei diesen mäßig
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erhöhten Temperaturen tritt keine thermische Minderung des zellenförmigen
Schaumaufbaus auf, und es wird eine nachträgliche Ausdehnung der PlattenAuf mindestens das 1,5fache ihrer ursprünglichen
Dicke erreicht. Außerdem ermöglichen Temperaturen dieser Größenordnung die Wärmeformung der Schichtplatte mit herkömmlichen
Verfahren in Verbindung mit bestimmten wärmefesten dekorativen Bffligsstoffen ohne schädliche Effekte für das dekorative Gewebe oder
die Kunststoffschicht.
Die Verbundschichtplatte 8 kann mit den verschiedensten Verfahren einschließlich einer zähfesten Verklebung des Films mit einem getrennt
gefertigten Schaumstoffkern unter Verwendung eines Klebers oder eine Klebelösung oder des Wärmeverschweißens des Aggregats
in einer einstückigen Schicht hergestellt werden. Nach einer bevorzugten Maßnahme der Erfindung wird die Verbundschicht nach dem
Verfahren gefertigt, welches in der ÜS-PS 3 616 o2o beschrieben
ist, dessen wesentliher Inhalt als Beleg hier enthalten ist. Das
bein dieser US-PS bekanntgemachte Verfahren/dient sich einer ununterbrochenen
Strangpressung thermoplastischer Filme durch Spritzwerkzeuge direkt auf die beiden Deckflächen einer wärmeschmelzbaren
Schaumstoffplatte, wenn sie an den Spritzwerkzeugen vorbeibewegt wird. Dann wird die Schaumstoffplatte mit den stranggepreßten Filmen
auf ihren beiden Oberseiten zwischen Rollen gepreßt, von denen die eine eine Kühlwalze und die andere eine Haltewalze ist. Diese wird
vorzugsweise auf eine erhöhte Temperatur erwärmt, die von der Art des verwandten thermoplastischen Harzes abhängt. Das Wärmevermögen
des heißen Thermoplastikfilms und die durch die Haltewalze zuge-
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führte Wärme bewirken ein Schmelzen der dünnen Schicht der wärmeschmelzbaren
Schaumstoffplatte, wobei eine gegenseitige Verschmelzung zwischen dem Film und dem Schaumstoff erfolgt, die nach dem
anschließenden Abkühlen eine zähfeste Bindung auf der gesamten
Zwischenfläche zwischen Film und Schaumstoffplatte ergibt.
anschließenden Abkühlen eine zähfeste Bindung auf der gesamten
Zwischenfläche zwischen Film und Schaumstoffplatte ergibt.
Verfahrensgemäß entsteht eine Verbundschichtplatte der gewünschten
Zusammensetzung und Dicke, die auf eine gewünschte Größe geschnitten und anschließend perforiert wird, um eine Vielzahl von Perforationslöchern
zu erhalten. Im allgemeinen sind diese Perforationslöcher kreisförmig mit einem Durchmesser von etwa 1/8 bis etwa
1/4 Zoll (3,175 - 6,35 mm). Die Perforationslöcher werden entweder willkürlich oäer nach einem vorgegebenen Muster wie einem Dreiecksmuster aufgebracht und sind gewöhnlich in einem Abstand von mindestens 3/4 Zoll (19,o5 mm) voneinander angeordnet. Die Perforation erfolgt an einer im wesentlichen ebenen Schichtplatte.
1/4 Zoll (3,175 - 6,35 mm). Die Perforationslöcher werden entweder willkürlich oäer nach einem vorgegebenen Muster wie einem Dreiecksmuster aufgebracht und sind gewöhnlich in einem Abstand von mindestens 3/4 Zoll (19,o5 mm) voneinander angeordnet. Die Perforation erfolgt an einer im wesentlichen ebenen Schichtplatte.
Anschließend wird die ebene perforierte Schichtplatte auf eine erhöhte
Temperatur erwärmt, um deren Wärmeerweichung zu bewirken,
damit sie anschließend der Wärmeverformung unterzogen werden kann. Der Grad der Erwärmung hängt von der GlasSprungtemperatur der
verwendeten Polymere und von dem speziellen Wärmeformungsverfahren ab, das angewandt wird. Die Erwärmung der Schichtplatte kann nach
einem beliäoigen Verfahren einschließlich der Strahlungswärme
eines Heißluftumlaufofens od.dgl. erfolgen, wobei die Platte so
abgestützt wird,daß eine Nachausdehnung bei Erreichen einer Temperatur erfolgen kann, die über der GlasSprungtemperatur des
damit sie anschließend der Wärmeverformung unterzogen werden kann. Der Grad der Erwärmung hängt von der GlasSprungtemperatur der
verwendeten Polymere und von dem speziellen Wärmeformungsverfahren ab, das angewandt wird. Die Erwärmung der Schichtplatte kann nach
einem beliäoigen Verfahren einschließlich der Strahlungswärme
eines Heißluftumlaufofens od.dgl. erfolgen, wobei die Platte so
abgestützt wird,daß eine Nachausdehnung bei Erreichen einer Temperatur erfolgen kann, die über der GlasSprungtemperatur des
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Schaumstoffkerns liegt, wodurch sich eine frei aufgeblähte Dicke
von mindestens dem 1,5fachen Wert der Originaldicke ergibt. Im praktischen Verfahren ist es wicftig, daß die Verbundschichtplatte
während des Vorheizganges vor der Wärmeverformung beschränkt oder eingeschlossen bleibt, um Schrumpfungen und Unregelmäßigkeiten der
Oberfläche zu vermeiden, besonders, wenn eine Dekorationsschicht auf eine Oberfläche aufgebracht wurde. Nach einem bevorzugten Verfahren
wird diese Begrenzung oder Beschränkung dadurch erreicht, daß mindestens zwei sich gegenüberliegende Längskanten zwischen
entsprechende Klemmvorrichtungen wie Spannrahmen eingespannt und in einem festen Abstand voneinander gehalten werden, während die
Oberflächen der Schichtplatte einer Infrarotstrahlung ausgesetzt werden. Die eingespannten Kanten entsprechen vorzugsweise den Kanten,
die parallel zur ürsprungsrichtung der Strangpressung der Schaumstoffkernschicht und der Belagfilme verlaufen.
Eine ausgeweitete Verbundschichtplatte 24 ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher ein oberer Film 26 und ein unterer Film 28 dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie eine Anzahl von Vertiefungen oder Dellen 3o in der Gegend aufweisen, welche die Perforationen 32
unmittelbar umgeben. Die eingedellte Oberfläche der ausgeweiteten Schichtplatte ergibt sich aus dem Vorhandensein der Perforationslöcher sowohl als durch Einstiche oder kleine Risse des Schaumstoffzellenaufbaus
in unmittelbarer Nachbarschaft der Perforationslöcher,
wodurch Luft und Resttreibmittel entweichen können, wobei diese Abschnitte eine geringere Ausdehnung im Vergleich zu den restlichen
nicht perforierten Abschnitten der Platte erfahren. Die Tiefe der
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Grübchen oder Dellen 3o ändert sich in Abhängigkeit von der Größe
der nachträglichen Ausdehnung der Schichtplatte während des Vorheizganges.
Die ausgeweitete und wärmeerweichte Verbundschichtplatte 24 wird anschließend zwischen oberen und unteren formangepaßten Preßflächen
34,36 angeordnet (Fig. 4A), wobei ih: in Abhängigkeit vom
Schließen der Preßform eine bestimmte Kontur gegeben wird. Ein weiteres Schließen der Preßflächen 34,36 bewirkt eine Verdichtung
der ausgeweiteten Schichtplatte 24 auf einen in Fig. 4B dargestellten Zustand, wodurch sich eine Verdichtung des Schaumstoffkerns
und der mt ihm verschweißten Filme 26,28 in den nicht perforierten
Flächen auf eine Dicke ergibt, die gleich oder kleiner ist als die Dicke der eingedellten Abschnitte; daraus entsteht
eine verdichtete Schichtplatte 38, die dadurch gekennzeichnet ist,
deß sie im wesentlichen glatte Deckflächen auf ihren gesamten
Innen- und Außenflächen aufweist. Die geformte und verdichtete Platte 38 bleibt genügend lange Zeit zwischen den Preßflächen 34,
36, um sie unter ihre Glassprungtemperatur abzukühlen, wobei ihre Versteifung bewirkt wird, damit sie die verdichtete und
geformte Auslegung behält. Anschließend wird die gepreßte Platte aus der Presse genommen und beschnitten. Verweilzeiten in der
Presse von ca. 5 see. bis etwa 1 min. sind hinreichend für den Abkühlungstakt und ändern sich in Abhängigkeit von der Tg-Temperatur
des verwandten thermoplastischen Stoffes, der Vorheiztemperatur, auf welche die Platte vor der Wärmeverformung erwärmt wird,
der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Dekorationsschicht sowie
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der Temperatur und der Wärmeleitfähigkeit des speziellen verwendeten
Preßwerkzeugs.
Entsprechend den dekorativen Oberflächenbehandlungen können an der
Form angepaßten Verkleidung vor oder nach dem Beschneiden angebracht werden. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird eine Dekorationsschicht auf eine Fläche
der perforierten Platte vor dem Vorheizen und der Wärmeverformung aufgebracht. In Fig. 5A ist eine perforierte ausgeweitete Platte
mit Perforationslöchern 42 und Grübchen oder Dellen 44 in der Oberfläche der oberen und unteren Filmschichten 46,48 gezeigt.
Eine biegsame Dekorationsschaumstoffschicht 5o wie Polyurethanschaum
wird an die Außenfläche des Films 48 und eine entsprechend gewebte oder gewirkte Gewebeschichtplatte 52 wird an die Außenfläche
der biegsamen Schaumstoffschicht 5o aufgeklebt. Nach dem
Aufheizen auf die entsprechende Temperatur wird das in Fig. 5A gezeigte Aggregat zwischen die geformten Preßwerkzeugflächen 54,56
gelegt, welche eine entsprechende Formgebung der Verbundstoffplatte
in Abhängigkeit vom Schliefen der Presse bewirken. Nach Fig. 5B ergibt ein weiteres Schließen der Preßflächen 54,56 eine im wesentlichen
vollständige Verdichtung der dekorativen elastischen Schaumstoffschicht 5o und eine weitere Verdichtung der ausgedehnten
Platte 4o, wie sie vorstehend anhand der Fig. 4B beschrieben wurde, wobei eine verdichtete Verbundschichtplatte 58 ohne unerwünschte
Unregelmäßigkeiten der Oberfläche entsteht, wie sie z.B. die Dellen
44 der Fig. 5A darstellen. Nach entsprechender Abkühlung zwecks Versteifung der ausgedehnten Platte wird die Presse geöffnet und
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die elastische Dekorationsschaumstoffschicht 5o kehrt in ihren unverdichteten
Zustand zurück (Fig. 5A), während die thermoplastische Schaumstoffschichtplatte ihre glatte geformte verdichtete Auslegung
beibehält. Der daraus entstandene Verbundhimmel wird anschließend auf die gewünschte Größe und Form beschnitten.
Nach einem besonderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird eine V'erbundschichtschaumstoffkernplatte mit einer
Nenndicke von o, 135 Zoll (3,429 mm) geschaffen, die einen aus
Dylark 232 bestehenden Schaumstoffkern" mit einer Dichte von 5-6
Pfund/Kubikfuß (166o,8 bis 1992,96 g/cm ) umfaßt, wobei mit jedem
seiner Oberflächenfilme aus Dylark 25o mit einer Dicke von 6-8 mils (152,4 bis 2o3,2 ,u) verschweißt sind. Ein Abschnitt oder Teil von
entsprechender Größe wird mit Perforationslöchern von einem Nenndurchmesser von 3/16 Zoll (4,7625 mm) in einem Dreiecksmuster in
Abständen von 1 Zoll (25,4 mm) in den gewählten Abschnitten der
Platte perforiert. Anschließend werden die Dekorationsverbundschicht mit einem biegsamen Polyurethanschaum von etwa 1/2 Zoll Dicke (12,7
mm) und ein mit einer ihrer Flächen verschweißtes Wirkgewebe mit der perforierten Schaumstoffsäiichtplatte verklebt. Dieses Aggregat
wird auf eine Temperatur von etwa 24o bis 27o°F (115,6 bis 132°C) vorerwärmt, die über der Tg-Temperatur von etwa 235°F (112,5°C)
der Schaumstoffschichtplatte liegt, worauf das erwärmte Aggregat zwischen kalte positive und negative Preßformplatten gelegt und
wärmeverformt wird. Während des Vorheizens dehnt sich die Schaumsfcffkernverbundschichtplatte
auf eine fjeLgeblähte Dicke von etwa o,25 Zoll (6,35 mm) aus und ist gekennzeichnet durch eine Anzahl
- 22 -
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von Grübchen oder Dellen in den Oberflächen der Filme neben den
Perforationslöchern. Während der Wärmeverformung werden die ausgedehnte Verhndschichtschaumstoffkernplatte und die Dekorationsschicht verdichtet, so daß die endgültige Dicke der Verbundschichtschaumstoffkernplatte o,185 Zoll (4,699 mm) beträgt.
Perforationslöchern. Während der Wärmeverformung werden die ausgedehnte Verhndschichtschaumstoffkernplatte und die Dekorationsschicht verdichtet, so daß die endgültige Dicke der Verbundschichtschaumstoffkernplatte o,185 Zoll (4,699 mm) beträgt.
Obwohl das vorstehend beschriebene Verfahren anhand der Herstellung
von Einrasthimmeln oder Fahrgastraumdecken beschrieben wurde, sei
bemerkt, daß andere Verkleidungen für andere Teile des Fahrgastraums von Kraftfahrzeugen ebenso hergestellt werden können, einschließlich
jedoch nicht eingeschränkt auf Gepäckwannen, Ablagebretter für die hintere Windschutzscheibe, Türverkleidungsteile,
Dachkuppenverkleidungen und dgl.
Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch
weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer glatten, formangepaßten elastischen
Verkleidung mit einer Verbundschichtplatte aus zwei mit den Deckflächen eines zwischenliegenden thermoplastischen Schaumstoff
kerns zähfest verschweißten thermoplastischen Filmen, wobei der Schaumstoffkern geschlossene Zellen mit einem Resttreibmittel
und Luft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein im wesentlichen ebener Abschnitt der Platte geschaffen wird,
daß die Platte perforiert wird, um mindestens in einem Teil ihrer Oberfläche eine Anzahl die Platte durchziehende Öffnungen
auszuformen, ferner dadurch, daß die Platte auf eine genügend hohe Temperatur erwärmt wird, um deren Wärmeerweichung sowie
eine Nachblähung und Dehnung des Schaumstoffkerns zu bewirken,
wodurch sich eine erweiterte Platte mit örtlichen dellenartigen Vertiefungen in ihren Oberflächen in der die Öffnungen umgebenden
Gegend ergibt, und dünne Abschnitte von verminderter Dicke gegenüber den benachbarten, nicht perforierten Flächen der Platte
ausgebildet warden, sodann dadurch, daß die erwärmte, ausgedehn-
909885/0171 _ 2 _
te Platte zwischen den Flächen eines Preßwerkzeuges zur Formanpassung
wärmeverformt wird sowie dadurch, daß der Schaumstoffkern
auf eine Dicke verdichtet wird, die mindestens gleich ist der Dicke der eine form-angepaßte Platte mit im wesentlichen
glatten Außenflächen bildenden dünnen Abschnitte und schließlich dadurch, daß die formangepaßte verdichtete Platte abgekühlt
wird, um sie zu versteifen und die verdichtete formangepaßte Auslegung dauernd beizubehalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung
der perforierten Platte durchgeführt wird, um eine Dehnung des Schaumstoffkerns auf mindestens das 1,5fache der ursprünglichen
Plattendicke zu erzielen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte
Platte erwärmt wird, um eine Dehnung des Schaumstoffkerns auf mindestens das 1,8 bis etwa 3fache der ursprünglichen
Plattenstärke zu erzielen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filme
und der Schaumstoffkern aus einem thermoplastischen Harz bestehen,
das aus der Gruppe, Polystyrol, modifizierte Polystyrolcopolymere,
Polycarbonate und Acrylnitril-Butadienstyrol ausgewählt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Schaumstpffkerns vor dem nachträglichen Aufblähen
909885/0573 " 3 ~
etwa 4 bis 1o Pfund/Kubikfuß (0,06 bis o,16 g/cm ) beträgt
und eine Dicke von ca. 1/32 Zoll (0,$ mm) bis etwa 1 Zoll (25,4 mm) aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dikke
der Filme etwa 3 bis 60 mils (76 bis 1520 ,u) beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaumstoffkernschicht aus einem Polystyrolcopolymer des Styrol- und ca. 2 bis 15 Gew.-% Maleinsäureanhydrid besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filme
und der Schaumstoffkern aus Polymeren bestehen, die im wesentlichen
die gleiche GlasSprungtemperatur im Bereich von mindestens
etwa 2oo bis etwa 3oo°F (93 bis 149°C) aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte auf eine Temperatur erwärmt wird, die über der Glassprungtemperatur
in einem Bereich von etwa 235 bis etwa 35o F (112
bis 177°C) liegt.
1o. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Dekorationsschicht an die Außenfläche eines der Filme der verdichteten formangepaßten Platte aufgeklebt wird.
ORIGINAL INSPECTED 90988S/QS73
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dekorationsschicht
an die Außenfläche eines der Filme nach der Perforierung, jedoch vor der Erwärmung, aufgeklebt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung
der Platte auf eine erhöhte Temperatur auch ein Einspannen der Platte umfaßt, um im wesentlichen ihrer Schrumpfung
zu begegnen.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung
der Platte auf eine erhöhte Temperatur auch das Einspannen von mindestens zwei gegenüberliegenden Kanten der Platte
bei einem im wesentlichen festen Abstand umfaßt, um ein merkliches
Schrumpfen der Platte während der Erwärmung zu verhindern.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platte ungestützt zwischen den eingespannten, gegenüberliegenden
Kanten erstreckt.
909885/0573
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