DE3037050A1

DE3037050A1 - Flat composite body production method - trims edge to bring coating edge flush with that of base layer

Info

Publication number: DE3037050A1
Application number: DE19803037050
Authority: DE
Inventors: Edmund Dipl.-Ing. 6700 Ludwigshafen Lindner; Heinrich Moeller; Hartmut 2840 Diepholz Schriever; Martin Dipl.-Ing. 6702 Bad Duerkheim Welz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1980-10-01
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1982-05-27

Abstract

The method produces a flat profiled composite body consisting of a base layer of plastics and a coating of sheet material, textile or tissue adhering to it. The coating is applied to the base layer under pressure while the latter is in the plastic state, the body being then shaped and cooled. Immediately on shaping the composite body, its edge is so shaped and/or trimmed that the outermost edge of the coating (4) is flush with that of the base layer (2) or protrudes beyond it. The shaping can be done by a two-part shaping tool, the top part of which is spring-mounted on a plate and guided by bars fixed to the latter and passing through it. These have stamping strips at their free ends, thrusting the edge into a recess in the bottom part of the tool in the second stage of the operation, and trimming off the edges in conjunctions with cutting edges on the bottom part.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines flächigenMethod and device for producing a flat

profilierten Verbundkörpers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen profilierten Verbundkörpers aus einer Grundschicht aus thermoplastischen Kunststoffen und einer haftfest mit ihr verbundenen, aus. einer Folie, einem Gewebe oder einem Vlies bestehenden Kaschierschicht, bei dem man die Kaschierschicht auf die im plastischen oder annähernd plastischen Zustand befindliche Grundschicht unter Anwendung von Druck aufbringt und den Verbundkörper verformt und danach kühlt. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.profiled composite body The invention relates to a method for producing a flat, profiled composite body from a base layer made of thermoplastics and one firmly bonded to it. a film, a fabric or a non-woven laminating layer, in which the laminating layer is applied to the plastic or approximately plastic state applied base layer with the application of pressure and the composite body deformed and then cools. The invention also relates to an apparatus to carry out the procedure.

Großflächige Formteile mit mehr oder weniger ausgeprägter Profilierung werden üblicherweise dadurch hergestellt, daß man die Trägerschicht in einer Formeinrichtung, z.B.Large-area molded parts with more or less pronounced profiling are usually produced by the fact that the carrier layer in a molding device, e.g.

einer Presse, verformt und nachträglich mit einer Kaschierschicht versieht, z.B. durch Verkleben bzw. Verpressen.a press, deformed and subsequently with a laminating layer provided, e.g. by gluing or pressing.

Versuche zur Vereinfachung dieser Technik.unter Verwendung von vorgängig kaschiertem Material, das dann in einer Presse warm verformt wird, führen zu Problemen der Kaschierung der Formteileränder, da die Randkanten der kaschierten Formteile in eingebautem Zustand, z.B. an der Türinnenseite von Automobilen, sichtbar und die nicht oder schlecht kaschierten Kanten unansehnlich sind.Attempts to simplify this technique. Using previous Laminated material, which is then thermoformed in a press, lead to problems the lamination of the molded part edges, as the edge edges of the laminated molded parts when installed, e.g. on the inside of the door of automobiles, visible and the uncovered or poorly laminated edges are unsightly.

Zur Herstellung laminierter bzw. kaschierter Formteile ist es aus der US-PS 2 797 179 bekannt, in einer zweiteiligen Formpresse zunächst einen selbsttragenden Vorformling aus mit Fasern verstärkter Vinylpolymermasse herzustellen; nach dem Öffnen der Presse den Vorformling zu wenden und unter AbstUtzung auf einem äußeren Tragring wieder in die geöffnete Presse einzuführen; auf den unteren Teil der Presse eine Faserschicht aufzulegen und auf diese eine duroplastisch hrtbare Masse, wie ungesättigter Polyester, aufzutragen. Beim erneuten Schließen der Form entsteht in der Form nach einer Härtungsdauer von. einigen Minuten ein Verbund aus zwei Außenschichten und einer dieser verbindenden Duroplastschicht. Der von einer Abscherkante der Form gebildete Rand des Formteiles ist jedoch nicht kaschiert. Die Formteile sind in erster Linie als Abdeckkästen für Büromaschinen bestimmt.It is off for the production of laminated or laminated molded parts from US Pat. No. 2,797,179, initially a self-supporting one in a two-part compression molding press Making preform from fiber reinforced vinyl polymer composition; after this Open the press to turn the preform and support it on an outside Insert the support ring back into the open press; on the lower part of the press lay on a fiber layer and on this one thermosetting hardenable To apply mass, such as unsaturated polyester. When closing the mold again arises in the mold after a curing time of. a couple of minutes two outer layers and one of these connecting thermoset layer. The one from one However, the edge of the molded part formed by the shear edge of the mold is not concealed. The molded parts are primarily intended as cover boxes for office machines.

Für die rationelle Fertigung von vergleichsweise großen kaschierten Teilen, wie Türinnenverkleidungen von Automobilen, ist das Verfahren gemäß US-PS 2 797 179 aus mehreren Gründen nicht zweckmäßig: das Verfahren erfordert mehrere Verfahrensschritte und ist somit sehr zeitaufwendig; ferner ist eine nachträgliche Kaschierung der Formteilränder praktisch unmöglich, ganz abgesehen von der Problematik der Verwendung von Duroplasten als Hauptkoni -ponente für die Herstellung selbsttragender großflächiger und relativ dünnwandiger Formteile.For the efficient production of comparatively large laminated ones Parts such as interior door panels of automobiles are the process according to US-PS 2,797,179 not appropriate for several reasons: the procedure requires several Process steps and is therefore very time-consuming; also is a subsequent It is practically impossible to conceal the edges of the molding, not to mention the problem the use of thermosets as the main component for the production of self-supporting large-area and relatively thin-walled molded parts.

Ein zum Kaschieren von Formstücken bestimmtes Verfahren ist ferner aus der DE-OS 24 48 361 bekannt. Hierbei dient das vorgängig hergestellte Formstück selbst als Form für eine Kaschierfolie, welche in. der Ausgangslage über das Formstück hinausreicht und in der überstehenden Randzone Ausnehmungen besitzt. Die Kaschierfdlie wird dann pneumatisch gegen das Formstück gesaugt und/oder gedrückt. Es versteht sich, daß ein solches Verfahren für das Kaschieren großflächiger und relativ dünnwandiger Teile ungeeignet ist, weil die für pneumatisches Anformen der Kaschierfolie erforderliche Starrheit des Formstückes mit praktikablem Aufwand nicht erzielbar ist. Abgesehen davon erfordert das Verfahren ebenfalls J mehrere Verfahrensschritte.A method intended for lamination of molded pieces is also from DE-OS 24 48 361 known. The previously produced fitting is used here even as a form for a liner, which in the starting position over the shaped piece extends out and has recesses in the protruding edge zone. The Kaschierfdlie is then pneumatically sucked and / or pressed against the fitting. It understands that such a method for the lamination of large areas and relatively thin-walled Parts is unsuitable because it is necessary for the pneumatic molding of the liner Rigidity of the fitting is not achievable with a practical effort. Apart from that of these, the procedure also requires J several procedural steps.

Weiterhin ist aus der DE-AS 11 58 697 ein Verfahren zur Herstellung von Gefäßen aus Thermoplastfolie durch Tiefziehen bekannt. Dabei kann die thermopfastisch erweichte Folie mit Druckgas in eine Form gepreßt oder auf einen Stempel gezogen werden. Die Herstellung von kaschierten und insbesondere auch im Randbereich kaschierbaren Teilen der hier in Frage stehenden Art ist nach diesem Verfahren indes nicht möglich.Furthermore, from DE-AS 11 58 697 a method for production of vessels made of thermoplastic film known by deep drawing. The thermo-elastic softened film pressed into a mold with compressed gas or drawn onto a stamp will. The production of laminated and, in particular, also laminatable in the edge area However, sharing of the type in question is not possible under this procedure.

Schließlich beschreibt die DE-OS 29 25 500 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kaschierten Formteilen, wobei die Trägerschicht und die Kaschierschicht in zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten so beschnitten werden, daß die Kaschierfolie über die Trägerschicht überstehende Ränder bildet. Diese Ränder müssen jedoch während der Montage oder in einem weiteren Verarbeitungsschritt manuell oder maschinell um die Kanten der- Trägerschicht gelegt oder gefalzt werden.Finally, DE-OS 29 25 500 describes a method and a Device for the production of laminated molded parts, the carrier layer and the lamination layer in two immediately successive working steps trimmed so that the liner protrudes over the carrier layer Forms margins. However, these edges must be during assembly or in another Processing step placed manually or by machine around the edges of the carrier layer or be folded.

Es war daher Aufgabe der Erfindung, die Kanten an Verbundkörpern so zu gestalten, daß sie sauber und mit der Sichtseite der Kaschierschicht bedeckt sind und daß sie unmittelbar in der Beschneide- und Umformungseinrichtung hergestellt werden kEnnen.It was therefore an object of the invention, the edges on composite bodies so to design that it is clean and covered with the visible side of the laminating layer and that they are produced directly in the cutting and reshaping facility will be able to.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.This object is achieved by the method according to the invention.

Für die Grundschicht des Verbundkörpers sind alle thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffe geeignet, beispielsweise Olefinpolymerisate, wie Polyäthylen oder Polypropylen; Styrolpolymerisate, wie Polystyrol oder Copolymere J des Styrols; Chlor enthaltende Polymerisate, wie Poiyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder chlorierte Polyolefine; Polyamide, Polymethylmetacrylat, Polycarbonat, sowie Mischungen dieser Polymerisate. Diese Kunststoffe können die üblichen Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, beispielsweise Holzmehl, Pigmente, Farbstoffe, Antistatika, Stabilisatoren, Flammschutzmittel oder Gleitmittel enthalten. Die Grundschicht ist im allgemeinen 1 bis 6 mm vorzugsweise 2 bis 5 mm dick. Die Dekor- oder Kaschierschicht besteht aus einer Folie aus thermoplastischem Material, mit oder ohne textile Trägerschicht oder aus einem textilen Gewebe oder Vlies. Zwischen diesen beiden Schichten kann zur Erhöhung der Haftfestigkeit eine Haftschicht eingebracht werden.For the base layer of the composite, all are thermoplastic Processable plastics are suitable, for example olefin polymers such as polyethylene or polypropylene; Styrene polymers such as polystyrene or copolymers J of Styrene; Polymers containing chlorine, such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride or chlorinated polyolefins; Polyamides, polymethyl methacrylate, polycarbonate, as well as Mixtures of these polymers. These plastics can contain the usual additives, such as fillers, e.g. wood flour, pigments, dyes, antistatic agents, stabilizers, Contains flame retardants or lubricants. The base coat is in general 1 to 6 mm, preferably 2 to 5 mm thick. The decorative or laminating layer is made made of a film made of thermoplastic material, with or without a textile carrier layer or from a textile fabric or fleece. Between these two layers can an adhesive layer can be introduced to increase the adhesive strength.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem zweiteiligen und in zwei Bewegungsphasen schließbaren Formwerkzeug, dessen formbildende Flächen insgesamt nicht-eben und zumindest annähernd komplementär zueinander ausgebildet sind, wobei das Werkzeugoberteil mit einer Aufspannplatte federnd verbunden ist und auf der Aufspannplatte Führungsstangen befestigt sind, die sich durch das Werkzeugob#rteil erstrecken und auf ihren freien Enden Stanzleisten tragen, welche in der zweiten Bewegungsphase des Werkzeugoberteils den Randbereich des Verbundkörpers in einer Formhöhlung des Werkzeugunterteils formen und mittels Abscherkanten, die mit Schneidkanten am Werkzeugunterteil zusammenwirken, den Verbundkörperrandabfall abtrennen.The invention also relates to a device for implementation of the process, with a two-part and closable in two movement phases Form tool, the form-forming surfaces of which are overall non-even and at least approximately are designed to be complementary to one another, the upper tool part with a clamping plate is resiliently connected and guide rods are attached to the clamping plate, which extend through the upper part of the tool and have punched strips on their free ends wear, which in the second movement phase of the upper tool part, the edge area of the composite body in a mold cavity of the lower tool part and by means of Shear-off edges that interact with cutting edges on the lower part of the tool, the composite body edge waste split off.

Zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 und 4.Expedient developments of the device according to the invention result from the dependent claims 3 and 4.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Verbundkörper, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt A des Kantenbereiches aus Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Formwerkzeug zur Herstellung des Verbundkörpers in geöffnetem Zustand; die zu verformenden Einzelschichten sind zwischen den beiden Werkzeugteilen dargestellt, Fig. 4 das Formwerkzeug mit Verbundkörper in teilwe-ise geschlossenem Zustand; die Kontur des Verbundkörpers ist bereits geformt, das Beschneiden und Verformen des Randbereichs steht noch bevor, Fig. S das vollständig geschlossene Werkzeug; die Randbereiche des Verbundkörpers sind beschnitten -und erfindungsgemäß verformt, Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes B in Fig. 4 und Fig. 7 denselben Ausschnitt, aber in der Position, die das Formwerkzeug nach Fig. 4 einnimmt. 1 shows a section through a composite body, FIG. 2 shows a enlarged section A of the edge area from FIG. 1, FIG. 3 shows a section from a molding tool for producing the composite body in the open state; the individual layers to be deformed are shown between the two tool parts, 4 shows the molding tool with composite body in a partially closed state; the The contour of the composite body is already shaped, trimming and deforming the Edge area is still ahead, Fig. 5 the completely closed tool; the Edge areas of the composite body are trimmed and deformed according to the invention, FIG. 6 shows an enlarged illustration of the section B in FIG. 4 and FIG. 7 the same Section, but in the position that the molding tool according to FIG. 4 assumes.

Die einzelnen Schichten 2, 3 und ggf. 4 werden entweder in einem vorangegangenem Arbeitsschritt zu einem zusammenhaftenden Gesamtverbund vereinigt, oder es können die einzelnen Schichten lose aufeinanderliegend in das Formwerkzeug 6 eingebracht werden. Im letzteren Fall ist es auch möglich, die Haftschicht 4 wahlweise in Verbindung mit der Grundschicht 2 oder der Kaschierschicht 3 einzulegen bzw. auf eine der beiden vorher aufzubringen. Dabei wird der Schichtkörper bzw. die Einzelschichten vor dem Einlegen in das Werkzeug soweit erwärmt, daß er plastisch verformbar ist. Es haben sich Temperaturen, wie sie beim Thermoformen üblich sind, insgesamt als vorteilhaft erwiesen, d.h. Temperaturen im Bereich von 100 J bis 2200C, insbesondere von 150 bis 1800C. The individual layers 2, 3 and possibly 4 are either in one previous work step combined into a cohesive overall network, or the individual layers can be placed loosely on top of one another in the molding tool 6 are introduced. In the latter case, it is also possible to have the adhesive layer 4 optionally in connection with the base layer 2 or the lamination layer 3 or to apply to one of the two beforehand. The layered body or the individual layers are thereby used heated to such an extent that it is plastically deformable before it is placed in the tool. Temperatures that are common in thermoforming have turned out to be proved advantageous, i.e. temperatures in the range of 100 J. until 2200C, especially from 150 to 1800C.

Beim Einlegen in das Formwerkzeug 6 wird der Schichtkörper 5 so zwischen Werkzeugoberteil 7 und -unterteil 8 gebracht, daß er allseitig über die äußerste Begrenzung 9 des formgebenden Bereiches des Werkzeuges hinausragt.When it is inserted into the mold 6, the laminate 5 is so between Tool upper part 7 and lower part 8 brought that it is on all sides over the outermost Limitation 9 of the shaping area of the tool protrudes.

Er kann dabei in einer Haltevorrichtung, beispielsweise in einem Spannrahmen, an seinem Umfang aufgenommen sein.It can be in a holding device, for example in a clamping frame, be included in its scope.

Die Haltevorrichtung ist in Fig. 3 durch die beiden Halteelemente 12 und 13 schematisch dargestellt.The holding device is shown in Fig. 3 by the two holding elements 12 and 13 shown schematically.

Nach dem Einlegen des Schichtkörpers wird das Formwerkzeug zugefahren und die Schichten zwischen den förmgebenden Flächen 10 und 11 des Werkzeugoberteils 7 und des -unterteils 8 verformt (Fig. 4).After the laminate has been inserted, the molding tool is closed and the layers between the shaping surfaces 10 and 11 of the upper tool part 7 and the lower part 8 deformed (Fig. 4).

Die in dieser ersten Bewegungsphase des Werkzeuges auf 'tretende und von einer Preßeinrichtung aufzubringende Verformungskraft wird durch die vorgespannten Federn 14 von einer Aufspannplatte 15 in das Werkzeugoberteil 7 über-.The 'occurring in this first phase of movement of the tool and Applied by a pressing device deformation force is preloaded by the Springs 14 from a mounting plate 15 into the upper tool part 7.

tragen. Die Vorspannkraft der Federn 14 muß dabei gleich oder höher als die Verformungskraft=sein, so daß der Abstand L zwischen Werkzeugoberteilrtekseite 28 und Aufspannplatte 15 auch in der Werkzeugstellung nach Fig. 4 unverändert bleiben. Zur Bestimmung der Federvorspannkraft rechnet man je nach zu verarbeitendem Material mit Preßdrücken von 4 bis 50 bar, vorzugsweise 8 bis 20 bar. Der jeweilige Preßdruck, multipliziert mit der in die Ebene projezierten, zu verformenden Fläche des Verbundkörpers 1 ergibt die Mindestvorspannkraft für die Gesamtheit der im Werkzeug vorhandenen Federn 14.wear. The biasing force of the springs 14 must be the same or higher as the deformation force = be, so that the distance L between the tool top face 28 and clamping plate 15 also remain unchanged in the tool position according to FIG. 4. To determine the spring preload force, one calculates depending on the material to be processed with pressing pressures of 4 to 50 bar, preferably 8 to 20 bar. The respective pressing pressure, multiplied by the area of the composite body to be deformed projected into the plane 1 gives the minimum pre-tensioning force for all of those in the tool Springs 14.

Bewegt sich das Werkzeugoberteil 7 aus der in Fig. 4 dargestellten Position noch weiter in Schließrichtung, so werden die Federn 14 zusammengedrckt und die Stanz-J leisten 16 über mit der Aufspannplatte 15 verbundene Füh- ~ rungsstangen 27 relativ zum Werkzeugoberteil auf das Werkzeugunterteil zubewegt (Fig. 5). Die Stanzleisten 16 drücken dabei den bis dahin noch nicht von den Werkzeugteilen erfaßten Randbereich 17 des Verbundkörpers in eine Formhöhlung 18 hinein. Ihre Abscherkanten 20 wirken mit Schneidkanten 19 am Werkzeugunterteil 8 zusammen und trennen während dieser zweiten Bewegungsphase den überstehenden Randabfall ab.If the upper tool part 7 moves out of the position shown in FIG. 4 Position even further in the closing direction, so the springs 14 are compressed and the punch J make 16 connected to the clamping plate 15 via Guide rods 27 moved towards the lower tool part relative to the upper tool part (Fig. 5). The punching strips 16 press the not yet from the tool parts detected edge region 17 of the composite body into a mold cavity 18. Your sheared edges 20 cooperate with cutting edges 19 on the lower tool part 8 and separate during this second movement phase from the protruding edge waste.

Beim Eindrücken in die Formhöhlung 18 wird der Randbereich 17 auf der Sichtseite entsprechend der Kontur der Formhöhlung 18 und auf der Seite der Grundschicht entsprechend der Kontur der Preßfläche 21 der Stanzleiste 16 geformt (Fig. 7). Die Kaschierschicht auf der Sicht seite des Verbundkörpers wird bei diesem Formvorgang so um die Grundschicht herumgezogen, daß ihre äußerste Kante 22 um das Maß X 2 0 über die Rückseite 23 des Verbundkörpers im unmittelbar benachbarten Randgebiet hinausragt (Fig. 2).When it is pressed into the mold cavity 18, the edge region 17 opens the visible side corresponding to the contour of the mold cavity 18 and on the side of the The base layer is shaped according to the contour of the pressing surface 21 of the punching strip 16 (Fig. 7). The laminating layer on the visible side of the composite body is in this Molding process so drawn around the base layer that its outermost edge 22 around the Dimension X 2 0 over the rear side 23 of the composite body in the immediately adjacent edge area protrudes (Fig. 2).

Das Volumen der durch die Preßfläche 21 der Stanzleiste 16 gebildeten Formhöhlung 18 ist zweckmäßigerweise so abzustimmen, daß es dem Volumen des unverformten Randbereiches 17 des Verbundkörpers entspricht. Durch eine Profi-.lierung der Preßfläche 21 der Stanzleiste 16, beispielsweise durch einen Vorsprung 25, ist eine besondere Verdichtung des Randbereichs oder eine Einflußnahme auf das während der Randformung auftretende Fliesen des Materials der Grundschicht möglich. The volume of the formed by the pressing surface 21 of the punching bar 16 Mold cavity 18 is expediently coordinated so that it corresponds to the volume of the undeformed Edge region 17 of the composite body corresponds. By profiling the pressing surface 21 of the punched strip 16, for example by a projection 25, is a special one Compaction of the edge area or an influence on it during the edge formation Occurring tiles of the material of the base layer possible.

Die Formwerkzeuge sind im allgemeinen gekühlt, so daß nach seiner Formgebung dem Verbundkörper auf einfache Weise Wärme entzogen werden kann. Für das anschließende 'Entformen des Verbundkörpers aus dem Formwerkzeug eignen sich bekannte Einrichtungen, beispielsweise Auswerferstifte 26. The molds are generally cooled, so that after his Shaping the composite body can be removed in a simple manner, heat. For the subsequent 'Removal of the composite body from the molding tool Known devices, for example ejector pins 26, are suitable.

Zeichn. Sign.

Claims

Claims 1. A method for producing a flat profiled Composite body made of a base layer of thermoplastics and a # adhesive # with her ver.

bound, consisting of a film, a fabric or a fleece Laminating layer, in which the laminating layer is applied to the plastic or approximate plastic state is applied base layer with the application of pressure and deforms the composite body and then cools it, characterized in that directly to the shape of the composite body, its edge area is so reshaped and / or trimmed that the outermost edge of the cladding layer with that of the cladding layer adjoining edge of the base layer or protrudes beyond it.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, with a two-part mold that can be closed in two phases of movement, its Form-forming surfaces overall not even and at least approximately complementary to one another are formed, characterized in that the upper tool part (7) with a Clamping plate (15) is resiliently connected, and guide rods on the clamping plate. (27) are attached, which extend through the upper tool part and on their free ends carry punched strips (16), which in the second movement phase of the Upper part of the tool the edge area of the composite body in a mold cavity (18) of the tool lower part (8) and by means of cutting edges (20) with cutting edges (19) on the tool base partially cooperate, the composite body edge waste split off.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that.

that the volume of the .Pressing surface (21) of the punching strips (16) limited mold cavity (18) the volume of the still undeformed edge region of the composite body is equivalent to.

Device according to claim 2, characterized in that the pressing surface (21) of the punched strips (16) have a projection (25).