-
Beschreibung:
-
Die Erfindung betrifft Gegenstände, insbesondere Türverkleidungen
von Kraftfahrzeugen, die mit einem Folienmaterial, insbesondere PVC-Kunstleder,
verkleidet sind und bei denen zur Polsterung und Isolierung zwischen dem Folienmaterial
und dem Gegenstand eine Luftpolsterfolie aus Polyolefin, insbesondere Polyäthylen
(PE), angeordnet ist. Um eine dauerhafte Verbindung des PVC-Folienmaterials mit
der PE-Luftpolsterfolie durch Hochfrequenzschweißung zu gewährleisten, ist entweder
das PVC-Folienmaterial mit Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, oder die Luftpolsterfolie
mit einem halogenhaltigen Polymeren, insbesondere auf Basis von Polyvinylchlorid
(PVC) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC), beschichtet.
-
Polyolefinfolien, wie Polyäthylenfolien, oder andere Folien aus thermoplastischen
Kunststoffen können mit Hilfe von Hitze und Druck verschweißt werden. Dabei werden
zwei oder mehrere Folienlagen zwischen heizbaren Schweißzangen solange zusammengepresst,
bis der Kunststoff geschmolzen ist und sich miteinander verbindet. Dieses Verfahren
wird in großem Umfang zur Herstellung von Tragetaschen, Tüten, Müllbeuteln und dergleichen
aus Polyäthylen verwendet. Es war jedoch bisher nicht möglich, dieses Verfahren
mit befriedigenden Ergebnissen auf die Verschweißung von Luftpolsterfolien aus Polyäthylen
zu übertragen. Beim Zusammenpressen durch die Schweißzangen werden die einzelnen
Luftkammern komprimiert und drücken, unterstützt die Wärme, nach Beendigung des
Drucks durch die Schweißzangen die noch weichen Schweißnähte wieder auseinander,
bevor es zu einer innigen Verbindung der einzelnen Polyäthylenfolien kommt. Um Luftpolsterfolien
einwandfrei verschweißen zu können, muß daher der Druck im Bereich der Schweißnähte
bis zur Abkühlung und Verfestigung des Kunststoffes aufrechterhalten werden, was
einen relativ hohen Zeitaufwand erfordert.
-
Es gibt viele Gegenstände des täglichen Gebrauchs wie Auskleidungen,
besonders die Innenauskleidungen von Kraftfahrzeugen, Kinderwagen, verschiedene
Täschnerwaren u.a. Produkte, bei denen konstruktiv tragende Teile mit einer Polsterung
oder Isolierung versehen werden müssen, die nach außen durch eine ansprechende Folie
verkleidet werden. Bei diesen Produkten, die technisch in großen Mengen hergestellt
werden, kommt es auf ein sehr schnell arbeitendes Schweißverfahren an. Hier wendet
man ein wegen seiner Schnelligkeit besonders vorteilhaftes Schweißverfahren an,
das sogenannte Hochfrequenzschweißen (HF-Schweißen). Die Wärme wird bei diesem Verfahren
nicht durch Kontakt mit einer heißen Metallfläche übertragen, sondern durch Anlegung
eines Hochfrequenzfeldes, wodurch die Moleküle des Stoffes in Schwingungen versetzt
und damit eine innere Reibungswärme erzeugt wird. Die druckausübenden Schweißzangen
selbst bleiben hierbei kalt. Zur Herstellung von Schweißverbindungen mit Hilfe des
HF-Schweißverfahrens sind thermoplastische Kunststoffe mit einer besonderen Molekularstruktur
erforderlich, damit bei Einwirkung eines Hochfrequenzfeldes durch die Schwingungen
des Materials Erhitzung eintritt. Die Struktur dieser Kunststoffe muß Molekulareinheiten
aufweisen, die einen stark polaren Charakter besitzen und sich so beim Anlegen eines
Hochfrequenzfeldes durch die starken dielektrischen Verluste aufheizen. Das ist
beispielsweise bei halogenhaltigen Polymeren, Polyamiden oder Acetylzellulose der
Fall.
-
Weitere Vorteile des sehr schnell arbeitenden Hochfrequenzschweißverfahrens,
das bevorzugt für PVC-Weichfolien und PVC-Kunstleder eingesetzt wird, liegen auch
darin, daß die Elektroden beliebigen Formen angepasst werden können und mit den
Schweißvorgängen gleichzeitig auch Schneid- und Stanzprozesse durchgeführt werden
können.
-
Türverkleidungen, wie sie in vielen Kraftfahrzeugen eingebaut sind,
haben in der Regel folgenden Aufbau: Eine Hartfaser-, Holz- oder Kunststoffplatte
als Verstärkungselement wird mit einem PVC-Lack oder einer PVC-Emulsion beschichtet.
Auf diese beschichtete Platte wird ein PVC-Schaum mit ca. 2 bis 15 mm, je nach gewünschter
Polsterwirkung gelegt und auf diesen Schaumstoff kommt abschließend eine Kunstlederfolie
aus PVC. Das so aufgebaute Paket wird nun unter die Hochfrequenzschweißanlage gelegt
und zusammengepresst.
-
Dabei ergibt sich im Bereich der Schweißnähte ein Schmelzfluss zwischen
PVC-Kunstleder, PVC-Schaum und der Beschichtung der Hartfaserplatte. Nach Abkühlung
hat sich eine homogene Verbindung zwischen den einzelnen Lagen ergeben.
-
Als PVC-Schaum wird vorwiegend Weich-PVC-Schaum eingesetzt, der relativ
teuer ist und durch seinen Gehalt an Weichmachern gewisse Nachteile mit sich bringt.
PVC-imprägnierte Vliese und Watten dagegen besitzen nur schlechte Polstereigenschaften.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, das technisch elegante
und wirtschaftlich interessante Verfahren der Hochfrequenzverschweißung auch bei
Luftpolsterfolien aus Polyäthylen anwenden zu können, die bisher bei der HF-Verschweißung
verwendeten Polsterstoffe, wie PVC-Schaum oder PVC-imprägnierte Vliese, durch bessere
oder preiswertere Materialien zu ersetzen, und eine haltbare Schweißverbindung des
PE-Materials mit dem PVC-Material herzustellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei gepolsterten
Verkleidungen von Gegenständen, insbesondere Türverkleidungen von Kraftfahrzeugen,
zwischen dem Folienmaterial auf PVC-Basis, insbesondere einem Kunstleder, und dem
Gegenstand eine Polyäthylenluftpolsterfolie angeordnet ist, und daß entweder die
dem PVC-Folienmaterial zugewandte Aussenseite der Luftpolsterfolie mit einer Beschichtung
oder Kaschierung versehen ist, die in der Wärme eine dauerhafte Verbindung mit dem
PVC-Folienmaterial eingeht oder daß das PVC-Folienmaterial auf der Innenseite mit
einer Beschichtung oder Kaschierung
versehen ist, die eine dauerhafte
Verbindung mit der Luftpolsterfolie eingeht, und daß diese Schichten an den gewünschten
Stellen, z.B. am Rand, miteinander und dem Gegenstand verschweißt bzw. verbunden
sind.
-
Ein haltbarer Schmelzverbund durch HF-Schweißen wird somit erfindungsgemäß
möglich, wenn die Seite, an der sich die Folien berühren, jeweils mit einem Material
beschichtet ist, das dem der anderen Folie chemisch verwandt ist. Demzufolge besteht
die Beschichtung oder Kaschierung mindestens einer Außenseite der Luftpolsterfolie
aus einem halogenhaltigen Polymeren, insbesondere PVC oder PVDC. Das ermöglicht
dann einen haltbaren Verbund mit einem handelsüblichen PVC-Folienmaterial, insbesondere
einem Kunstleder aus PVC. Für die Zwecke der Erfindung kann aber auch eine Polyolefin-,
insbesondere PE-Luftpolsterfolie, verwendet werden, die auf der dem PVC-Folienmaterial
zugekehrten Seite nicht modifiziert wurde, wenn die Innenseite des PVC-Folienmaterials
mit einem Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, beschichtet oder kaschiert ist.
-
Möglichkeiten der Beschichtung sind in der Technik vielseitig bekannt.
Die Art der Beschichtung hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Herstellung und
Verwendung der erfindungsgemäßen Luftpolsterverbundfolie. Die Beschichtung kann
auf die bereits hergestellte Luftpolsterfolie aber auch auf die zur Herstellung
von Luftpolsterfolien benötigten Ausgangsfolien erfolgen. Verbundfolien von PE und
PVC können durch Coextrusion in einer Breitschlitzdüse, sie können durch Verpressen
beider Folien, kontinuierlich mittels Kalander oder diskontinuierlich mittels Pressen
erfolgen, ebenso kann aber das PVC als Plastisol oder Lösung auf die PE-Folie aufgerakelt
oder aufgestrichen werden, wobei die üblichen Schritte der Trocknung und Verschmelzung
der PVC-Partikelchen folgen müssen.
-
Die Verbundfolien lassen sich auch auf dem Wege der Flammkaschierung
herstellen. Die Laminierung einer PE-Folie mit einer PVC-Folie wird zweckmäßigerweise
durch eine Oberflächenbehandlung des PE, wie Anflammen, Anlösen oder Anätzen sowie
durch die Verwendung von Haftvermittlern unterstützt. Die verfügbaren Haftkleber
erlauben es ebenfalls PE- und PVC-Folie
miteinander zu verkleben.
Die Auswahl des anzuwendenden Beschichtungsverfahrens richtet sich nach der gewünschten
Dicke der PVC-Beschichtung. Während dicke Folien leichter durch Coextrudieren oder
Verpressen herzustellen sind, kann für dünne Folien das Rakeln oder Streichen vorteilhaft
sein.
-
Die in an sich bekannter Weise hergestellten oder bekannten Verbundfolien,
insbesondere aus PE und PVDC oder PE und PVC können dann mit einer hierfür üblichen
PE-Folie zu Luftpolsterfolien mit mindestens einer PVC- oder PVDC-Deckschicht verarbeitet
werden.
-
Die erfindungsgemäßen Luftpolsterfolien lassen sich auch aus den handelsüblichen
Luftpolsterfolien durch Aufbringen der Beschichtung eines dielektrisch verschweißbaren
Kunststoffs mit geeigneten Methoden herstellen, die die Luftpolsterstruktur nicht
beeinträchtigen, wie z.B. Kaschierung durch Aufkleben oder Aufstreichen eines Plastisols
oder einer Lösung des Kunststoffs. Voraussetzung für die gewünschte Verarbeitung
einer erfindungsgemäß modifizierten Luftpolsterfolie aus Polyäthylen ist lediglich,
daß die Beschichtung der Folie so durchgeführt wird, daß die Kunststoffschicht dick
genug ist, um ein dielektrisches Verschweißen der Luftpolsterfolie zu ermöglichen
und daß bei Einwirkung von Hitze keine Delaminierung der beiden verschiedenen Kunststoffolien
eintritt, d.h. daß die meist durch Haftvermittler zustande gekommen Verbindung beider
Kunststoffolien nach dem Verschweißen hält. Beidseitig mit PVC oder PVDC beschichtete
Luftpolsterfolien können in einem Arbeitsverfahren auf beiden Seiten mit PVC-Kunstleder
beschichtet werden.
-
Eine derart aufgebaute Luftpolsterfolie läßt sich mit Hochfreguenzschweißgeräten
mit PVC-Kunstleder oder PVC-Deckfolien einfach verschweißen. Die bei Einwirkung
des Hochfrequenzimpulses eintretende Erhitzung der PVC-/PVDC-Beschichtung überträgt
sich auch auf das Polyäthylen. Da der Schmelzpunkt
des PVC und PVDC
höher liegt als der Schmelzpunkt des Polyäthylens, ist es auf diese Weise möglich,
durch die Obertragungswärme die Polyäthylenfolie auf die zur Verschweißung nötige
Temperatur zu erhitzen und dadurch zu einem besonders innigen Verbund mehrerer Schichten
zu kommen. Die Stärke des Hochfrequenzimpulses und Dauer der Einwirkung muß auf
die jeweilige Folienstärke und den jeweiligen Verbund abgestimmt werden. Nach Abschalten
des Hochfrequenzimpulses sollten die Schweiß zangen bis zur endgültigen Abkühlung
und Verfestigung der Schweißnähte der Polyäthylen-Luftfolie zusammengedrückt bleiben.
Dadurch ist gewährleistet, daß trotz des Druckes, den die komprimierten Luftblasen
der Luftpolsterfolie auf die Schweißnaht ausüben, eine einwandfreie homogene Schweißverbindung
der Luftpolsterfolie zustande -kommt. Da die Folienstärke der beschichteten Luftpolsterfolie
sehr gering ist, werden auch die Rückkühlzeiten im wesentlichen durch die Dicke
des Kunstleders oder der Deckfolien auf PVC-Basis bestimmt und betragen in der Regel
nur wenige Sekunden.
-
Eine besonders interessante Verwendung der beschriebenen modifizierten
Luftpolsterfolien ergibt sich für Türinnenverkleidungen von Kraftfahrzeugen, die
damit erheblich billiger hergestellt werden können, als handelsübliche Konstruktionen.
-
Die hierbei mit dem eingangs geschilderten Aufbau als Verstärkungselement
verwendeten Hartfaser-Holz- oder Kunststoffplatten werden, wie üblich, mit einem
PVC-Lack oder einer PVC-Emulsion beschichtet. Darauf wird dann eine Luftpolsterfolie
gelegt, die auf beiden Seiten eine PVC- oder PVDC-Beschichtung besitzt und darauf
wird schließlich das PVC-Kunstleder gelegt. Das so aufgebaute Paket wird unter der
Hochfrequenzschweißanlage zusammengepresst und verschweißt.
-
Nach Abkühlung hatte sich eine homogene Verbindung zwischen den einzelnen
Lagen ergeben.
-
Um den Aufbau und die Kosten einer solchen Türverkleidung weiter zu
vereinfachen, ist es auch möglich, die Polyäthylen-Luftpolsterfolie nur einseitig
mit PVC oder PVDC zu beschichten und zwar an der Seite, bei der es zu einer Schweißverbindung
mit dem PVC-Kunstleder kommen soll. Die der unbeschichteten Hartfaserplatte zugewandte
Seite der Luftpolsterfolie sollte dann mit einem vorwiegend in der Schmelze klebenden
Material versehen werden, wie es beispielsweise für die Herstellung der sogenannten
Skin-Verpackungen eingesetzt wird. Solche Klebmateriälien bestehen vorwiegend aus
niedermolekularen Polyolefinen, vorwiegend Polyäthylen. Bei der während der Schmelzphase
auftretenden Erweichung des Klebstoffs entwickelt er eine hohe Klebkraft und damit
eine gute Verbindung zur Hartfaser- oder Holzplatte. Durch Wegfall der PVC-Beschichtung
dieser Platten tritt eine weitere Kosteneinsparung ein.
-
Eine andere Variante für die Herstellung solcher Ttrverkleidungen,
die mit einer nur einseitig mit PVC- oder PVDC-beschichteten PE-Luftpolsterfolie
auskommt, die der Schweißverbindung mit dem PVC-Kunstleder dient, besteht darin,
daß die Hartfaser-, Holz-, oder Kunststoffplatte einseitig mit einer Polyäthylenfolie
kaschiert ist. Auch in diesem Fall kommt es während der Schmelzphase des Hochfrequenzschweißens
noch zu einer guten und dauerhaften Verbindung der Polyäthylenseite der Luftpolsterfolie
mit dem Polyäthylen der Beschichtung der Verstärkungsplatte.
-
Ebenso wie andere mit Folienmaterial auf der Basis von PVC-verkleidete
und gepolsterte Gegenstände können auch Türverkleidungen von Kraftfahrzeugen aus
PE-Luftpolsterfolien hergestellt werden, die auf der dem PVC-Folienmaterial zugekehrten
Seite nicht modifiziert sind, wenn das PVC-Folienmaterial, insbesondere das Kunstle*er,
auf der Innenseite eine Beschichtung oder Kaschierung mit einem Polyolefin, insbesondere
Polyäthylen, erhalten hat. Die bei Einwirkung des
Hochfrequenzimpulses
auftretende Erhitzung des PVC-Folienmaterials überträgt sich auf die Polyäthylenkaschierung
und die PE-Luftpolsterfolie und ermöglicht damit auch einen festen Verbund dieser
beiden Polyäthylenschichten, d.h. letztlich des PVC-Folienmaterials mit der PE-Luftpolsterfolie.
Ein PVC-Folienmaterial, insbesondere Kunstleder, läßt sich auf der Innenseite nach
den gleichen Methoden mit einer Polyäthylenfolie kaschieren oder mit Polyäthylen
beschichten, wie das oben für die Herstellung von PE-PVC-Verbundfolien beschrieben
ist. Auch die Beschichtung bzw. Kaschierung des PVC-Folienmaterials hat zweckmäßig
eine Dicke von 5 bis 100 Am, insbesondere 8 bis 20 Fm. Gegenstand der Erfindung
ist somit auch ein zum Verkleiden von Gegenständen geeignetes PVC-Folienmaterial,
insbesondere Kunstleder, das auf seiner Unterseite eine Beschichtung oder Kaschierung
aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, besitzt.
-
Auch bei der beschriebenen Verbindung der PE-Luftpolsterfolie mit
dem PVC-Kunstleder über dessen PE-Kaschierung kann die Befestigung der Luftpolsterfolie
an der Hartfaserplatte in der gleichen Weise erfolgen wie das oben für eine PE-Luftpolsterfolie
beschrieben ist, deren HF-Schweißverbindung mit dem PVC-Kunstleder über eine PVC-
oder PVDC-Beschichtung der Luftpolsterfolie zustande kommen. Wenn also eine handelsübliche
auf keiner Oberseite modifizierte Luftpolsterfolie verwendet wird, dann läßt sich
eine dauerhafte Verbindung mit der zur Verstärkung dienenden Hartfaserplatte erreichen,
indem letztere eine Polyäthylenkaschierung erhalten hat.
-
Man kommt mit einer unbehandelten Hartfaserplatte aus, wenn die ihr
zugewandte Seite der Luftpolsterfolie mit einem in der Schmelze stark klebenden
Material, insbesondere auf Polyäthylenbasis
beschichtet ist. Ein
anderer interessanter Aufbau einer HF-verschweißten Türinnenverkleidung von Kraftfahrzeugen
ergibt sich auch durch PVC-Kunstleder mit innerer PE-Kaschierung, einer PE-Luftpolsterfolie
mit PVC- oder PVDC-Beschichtung, die der Hartfaserplatte zugekehrt ist, die auch
ihrerseits eine PVC- oder PVDC-Beschichtung erhalten hat. An dem Beispiel von PVC-Kunstleder
als PVC-Folienmaterial gegebenenfalls mit PE-Kaschierung, einer PE-Luftpolsterfolie,
die ein- oder beidseitig eine PVDC-Beschichtung haben kann oder bei solcher einseitigen
Beschichtung auf der anderen Seite mit einem PE-Kleber versehen sein kann und einer
Hartfaserplatte als Verstärkungselement, die eine PVC-Beschichtung oder PE-Kaschierung
besitzen kann, sind in der nachfolgenden Tabelle verschiedene Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Aufbaus von Türinnenverkleidungen schematisch dargestellt.
-
Tabelle
| a b c d e f |
| 1.1 PVC-Kunstleder + + + + + + |
| 1.2 PE-Kaschierung + + + |
| 2.1 PVDC-Beschichtung + + + |
| 2.2 PE-Luftpolsterfolie + + + + + + |
| 2.3 PVDC-Beschichtung + |
| 2.3 PVDC-Beschichtung + + |
| 2.4 PE-Kleber + + |
| 3.1 PVC-Beschichtung + + |
| 3.2 PE-Kaschierung + + |
| 3.3 Hartfaserplatte + + + + + + |
Zwei beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der
Zeichnung schematisch dargestellt: Figur 1 zeigt vergrößert und im Schnitt eine
Türinnenverkleidung von Kraftfahrzeugen mit einer handelsüblichen PE-Luftpolsterfolie
1, die mit einer PVC-Kaschierung 2 versehen wurde und nur an der Oberfläche der
Noppen eine flebstoffschicht besitzt, die aber für die Verschweißung in Bereich
4 insgesamt für eine feste Verbindung des Kunstleders 5 und der Luftpolsterfolie
1 mit der Hartfaserplatte 6 ausreicht.
-
Figur 2 zeigt gleichfalls im Schnitt und vergrößert eine handelsübliche
Luftpolsterfolie 1 mit zwei glatten Außenseiten, von denen nur eine, in der Zeichnung
die untere Seite, eine Beschichtung 2 mit PVDC erhalten hat. Das Kunstleder 5 zeigt
auf seiner Innenseite eine PE-Kaschierung 3. Die Holzplatte 6 wurde zur besseren
Haftung an der modifizierten Luftpolsterfolie 1 mit einer PVC-Beschichtung 8 versehen.
Die verschiedenen Polymerschichten bzw. Folien sind am Rand 4 miteinander verschweißt
und fest mit der Verstärkungsplatte 6 verbunden.