DE3414794C2

DE3414794C2 - Verfahren zur Herstellung von hinterschäumten Formteilen

Info

Publication number: DE3414794C2
Application number: DE3414794A
Authority: DE
Inventors: Hermann 8940 Memmingen Wetzel
Original assignee: Metzeler Schaum GmbH
Current assignee: Metzeler Schaum GmbH
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1986-12-18
Also published as: EP0161416A2; DE3414794A1; EP0161416B1; ES542294A0; DE3563323D1; ES8602477A1; EP0161416A3

Abstract

Um bei der Herstellung von hinterschäumten Formteilen mit zumindest abschnittsweise profilierter Oberfläche Fehlstellen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf die Rückseite des Oberflächenwerkstoffes zumindest abschnittsweise ein Polymer aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hinterschäumten Formteilen, bei dem in eine Schäumform eine Oberflächenschicht eingetragen und anschließend zwei unterschiedliche Schaumstoff-Reaktionsgemische eingebracht werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 21 54 756 bekannt. Dabei soll ein gefärbter Foiyurethanschaumstoff durch Formverschäumung hergestellt werden, indem zunächst in die Form eine dünne Haut eines filmbildenden Mittels erzeugt wird, auf diese Haut ein gefärbtes Polyurethan-Reaktionsgemisch in feiner Lage aufgetragen und anschließend das eigentliche schäumfähige Polyurethan-Reaktionsgemisch eingetragen wird. Hieraus ist zwar auch ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen in mehreren Schichten bekannt, das jedoch einem anderen Zweck dient

Bei der Herstellung von Formkörpern, wie sie beispielsweise für die Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen .Anwendung finden und bei denen die Anforderungen an Präzision und Optik im Bereich der Sicht- und Nutzoberfläche sehr hoch sind, treten jedoch oftmals Randzonenstörungen in Form von Lufteinschlüssen oder Lunkern auf, die einen erhöhten Ausschuß- oder Reparaturanteil bedeuten. Dies gilt insbesondere für Formteile mit einer stark profilierten Oberfläche, d. h. Oberflächenbereichen, die als Umrandungen oder Wülste nach außen vorstehen.

Üblicherweise wird zur Herstellung derartiger Formis teile ein entsprechender Oberflächenwerkstoff in Form eines getrennt erzeugten Vorformlings oder eines flächigen Gebildes, das mit Hilfe von Druckluft oder Vakuum geformt ist, in eine vorgegebene Schäumform eingelegt Als Oberflächenwerkstoffe finden dabei im wesentliehen Folien aus modifiziertem Polystyrol, wie z.B. ABS oder PVC sowie Polyolefinen oder aber auch Textilien oder Vliese Anwendung. Diese Folien können dabei in kompakter oder geschäumter Form mit oder ohne gesonderten Verstärkungen vorliegen. Nach Einlegen dieser Oberflächenwerkstoffe werden dann ggf. noch erforderliche Einlegteile zur Verstärkung. Befestigung oder Krafteinleitung aus Kunststoff, Metall oder Glasfasergebilden eingelegt Im nachfolgenden Arbeitsgang wird dann ein Polyurethanreaktionsgemisch in das offene oder geschlossene Formwerkzeug eingebracht, woran sich der eigentliche Schäumvorgang anschließt Dabei können diese Schaumstoffe in weicher, halbharter oder harter Einstellung verwendet werden.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens können sich jedoch infolge nicht im voraus bestimmbarer Fließverhältnisse des Reaktionsgemisches Schaumstörungen in Form von Lunkem oder Lufteinschlüssen dicht unterhalb des in der Schäumform eingelegten Oberflächenwerkstoffes bilden, so daß sich Fehler z. B. in Form von Einfallstellen an der sichtbaren Oberfläche des Formteils ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, mit dem derartige Fehlerquellen weitgehend vermieden werden und mit dem es möglich ist, das gesamte Formteil und spezielle, insbesondere hervorstehende Abschnitte entsprechend den gegebenen Anforderungen gesondert auszugestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Oberflächenschicht ein Oberflächenwerkstoff aus einer Kunststoffolie oder einem textlien Flächengebilde eingeformt wird, auf dessen Rückseite zunächst zumindest abschnittsweise ein zum Schaumstoff-Reaktionsgemisch unterschiedliches PoIymer aufgebracht und anschließend das Schaumstoff-Reaktionsgemisch eingebracht wird.

Derartige Polymere können mittels Sprüh-, Streich-, Gieß- oder Einlegverfahren aufgebracht werden. Dabei können mit dem Polymer störstellengefährdete und/ oder spezifisch beanspruchte Bereiche des Formteils gezieh hinierfüiit werden. Es isi aber auch möglich, die gesamte Rückseite des Oberflächenwerkstoffes mit dem Polymer vollflächig zu hinterfüllen.

Als Polymer können dabei thermoplastische Kunststoffe in gelöster, dispergierter, geschmolzener, kompakter oder aufgeschäumter Form aufgetragen werden. Dazu kommen beispielsweise folgende Stoffe infrage: Polyvinylchlorid, lineare Polyurethane, Polyvinylacetat

und -alkohol, Polyolefine, modifizierte Polyolefine wie bilitätserhöhung des später aufgeschäumten Fonnteiles

ζ. B. chlorsulfoniertes Polyäthylen, Acrylate, lineare Po- erreichen läßt

lyester oder auch Polystyrol, vorzugsweise in modifi- Neben dem gezielten Ausfüllen möglicher Fehlstellen

zierler Form. durch ein Polymer ist es aber auch möglich, dieses PoIy-

Neben thermoplastischen Kunststoffen eignen sich 5 mer zur Fixierung von Einlegeteüsn und Verstärkungs-

auch sogenannte Elastomere oder aber auch Duromere, elementen heranzuziehen. Wie sich dazu aus F i g. 4 er-

also Reaktionskunststoffe. Hierzu seien als Beispiel für gibt, wird nach Einbringen des PUR-Reaktionsgemi-

bevorzugte Anwendungen genannt: Epoxidharze, Poly- sches. 7 oder eines geschmolzenen thermoplastischen

ester, Polyurethane oder Silicone. Polymers in den vorspringenden Bereich 5 noch wäh-

In dieser gesondert eingebrachten Polymere können io rend einer vorgegebenen Reaktionsphase bzw. eines

dann zusätzliche Einleg- oder Verstärkungselemente di- entsprechenden Temperaturbereichs ein entspechendes

rekt eingebracht und fixiert werden. Einlegeteil 9 aus Kunststoff oder Metall in die Polymer-

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau masse 7 eingebracht Nach der anschließenden Aushär-

und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach tung dieser Polymermasse 7 ist das Einlegeteil 9 fest

der Erfindung näher erläutert Dabei zeigt 15 fixiert und kann somit beim darauffolgenden Beschäum-

F i g. t einen Längsschnitt durch ein Fonnteil in her- Vorgang mit dem Schaumreaktionsgemisch 4 nicht mehr

kömmlicher Hinterschäumung mit einer Fehlstelle in verrutschen. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens be-

einein vorspringenden Bereich, steht in der Berücksichtigung sicherheitstechnischer

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das gleiche Teil mit Aspekte z. B. für Kraftfahrzeug-Bauteile, da hiermit Ausfüllen des gefährdeten Bereichs mit einem Polymer, 20 scharfkantige Metallteile so weit wirkungsvoll abge- Fig.3 einen Längsschnitt durch ein ebensolches deckt werden können, daß im Falle eines Unfalls die Formteil mit einer vollflächigen Auskleidung mit dem Verletzungsgefahr gemindert wird. Polymer, Eine weitere zusätzliche Anwendungsmöglichkeit ist Fi g. 4 ein Formteil mit einer partiellen Polymeraus- in F i g. 5 dargestellt Hiernach werden einmal zwei vor-

füllung, in der eine Versteifungseinlage fixiert ist 25 springende Bereiche 10 und 11 mit einer Polymermasse

Füg.5 ein Formteil mit mehreren spezifisch bean- 12 oder einem anderen energieabsorbierenden Werk-

spruchten Bereichen, die gleichzeitig zur Abschirmung stoff ausgefüllt und mit dem anschließenden Beschäum-

von vorspringenden Metallteilen dienen und Vorgang durch Auffüllen des Reaktionsgemisches 4 das

F ig. 6 einen Längsschnitt durch ein Formteil mit spe- Formteil vervollständigt Damit ist es durch entspre-

ziellen Oberflächeneigenschaften. 30 chende Materialwahl in den einzelnen Bereichen mög-

Wie aus dem Längsschnitt nach F i g. 1 zu ersehen ist, Hch, einen vorgegebenen Härteunterschied spezieller wird ein herkömmliches Formteil wie folgt gefertigt: Bereiche 10 bzw. 11 zu dem anschließenden Hinterfüll-Eine beispielsweise thermogeformte ABS-Folie 1 wird schaum 4 zu erzeugen. Darüber hinaus kann ein derartig in eine nicht näher dargestellte Stützform bzw. Schaum- aufgebautes Formteil auch beispielsweise als Abdeckformi eingebracht Dabei können für diesen Oberflä- 35 teil für vorstehende Metallteile 13, die in entsprechende chenwerkstoff auch andere flächige Gebilde verwendet Ausnehmungen 14 des Formteils ragen, anwenden, wound beispielsweise durch Druckluft oder Vakuum in das bei unter Einsatz eines energieabsorbierenden Hinter-Schäumwerkzeug eingeformt werden. Anschließend füllmaterials vorgegebene sicherheitstechnische Anforkann das Formwerkzeug noch mit Verstärkungsmate- derungen erfüllt werden.

rialicn bestückt werden, die z. B. aus einem Metall- oder «0 In Anwendung des zu F i g. 3 beschriebenen Verfah-Kunststoffteil 2 oder aber auch durch Faserwerkstoffe 3 rens kann nach F i g. 6 als Oberflächenmaterial eine sehr in loser Packung bestehen können. Anschließend wird dünne, aber hochwertige Folie oder ein Textilmaterial ein Schaumstoffreaktionsgemisch 4 eingebracht das 15 eingesetzt werden, das dann mit einem weniger hochnach Aufschäumen das gesamte Formteil innerhalb des wertigen aber Stabilitätserhöhenden polymeren Werk-Oberflächenwerkstoffes 1 ausfüllt Bei diesem Schaum- 45 stoff 16 hinterfüllt wird, um damit eine Verbesserung Vorgang können bei entsprechender Geometrie z. B. in- der Gebrauchseigenschaften im Bereich der Oberfläche nerhalb des Vorsprunges 5 Schaumstörungen in Form zu erzeugen. Als weiteres Hinterfüllmaterial kann dann von Lufteinschlüssen 6 oder Lunkern auftreten, die dann ein PUR-Schaumstoff 17 von geringwertiger Güte ein-Einfallstellen an der sichtbaren Oberfläche des Form- geschäumt werden. Dadurch wird ein preiswertes teils zur Folge haben, so daß dieses Teil dann praktisch 50 Formteil erhalten, das dennoch optimale und hochwerti-Ausschuß darstellt ge Oberflächeneigenschaften aufweist

Um derartie Fehlstellen von vornherein zu vermei- Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich also auf

den, kann — wie in F i g. 2 dargestellt ist — der gefahr- einfache Weise Fehlstellen in hinterschäumten Formtei-

dete Bereich, wie beispielsweise der Vorsprung S, mit Ien vermeiden, wobei darüber hinaus noch zusätzliche

einem reaktiven PU R-Gießelastomer ausgefüllt wer- 55 vorteilhafte Eigenschaften bezüglich Härte, Steifigkeit

den. Damit werden beim nachfolgenden Schäumvor- Eindruckfestigkeit sowie selbsttragenden Eigenschaf ten

gang nur noch großvolumige Bereiche 4 ausgefüllt, die erreicht werden.

praktisch keinerlei Ecken oder Vorsprünge mehr auf-

weisen, so daß hierdurch die Gefahr von Fehlstellen Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

minimiert ist und ein Formteil mit einer optisch und 60 technisch einwandfreien Oberfläche erhalten wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß entsprechend dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die gesaimte Rückseite des Oberflächenmaterials 1 durch

flächiges Aufbringen einer PUR-Spritzmasse 8 vollflä- 65 chig abgedeckt wird. Damit ergibt sich ein Bereich größtmöglicher Homogenität unmittelbar unter der Deckschicht 1. wodurch sich auch eine wesentliche Sta-

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von hinterschäumten Formteilen, bei dem in eine Schäumform eine Oberflächenschicht eingetragen und anschließend zwei unterschiedliche Schaumstoff-Reaktionsgemische eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Oberflächenschicht ein Oberflächenwerkstoff aus einer Kunststoffolie oder einem textlien Flächengebilde eingeformt wird, auf dessen Rückseite zunächst zumindest abschnittsweise ein zum Schaumstoff-Reaktionsgemisch unterschiedliches Polymer aufgebracht und anschließend das Schaumstoff-Reaktionsgemisch eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Polymer störsteUengefährdete und/oder spezifisch beanspruchte Bereiche des Formteils hinterfüllt werden.

3. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Rückseite des Oberflächenwerkstoffes mit dem Polymer vollflächig hinterfüllt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Einleg- oder Verstärkungselemente in das Polymer eingebracht und fixiert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer ein thermoplastischer Kunststoff eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer ein Duromer als Reaktionskunststoff verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer ein Elastomer verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer ein reaktives Polyurethan-Gießelastomer eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5—8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer in kompakter Form verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5—8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer in aufschäumender Form aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer mit einem feinteiligen Material gefüllt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer verstärkt ist