DE3422497C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verformung eines blattförmigen Laminat-
Materials, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer Zwischenschicht
aus einem geschäumten Harz besteht, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Gattung.
Ein solches blattförmiges Laminat-Material kann für die Herstellung der inneren
Auskleidung bzw. Verkleidung einer Fahrzeugtür und eines ähnlichen Flächengebildes
verwendet werden.
Bei der Fertigung der Innenverkleidung einer Fahrzeugtür oder eines ähnlichen
Flächengebildes werden üblicherweise sowohl das Grundmaterial, das aus einem
thermoplastischen Harz oder einem ähnlichen Kunststoff besteht, und das als Abdeckung
dienende Hautmaterial mit einer integrierten, geschäumten, als Polstermaterial dienenden
Harzschicht in verschiedenen Verfahrensschritten geformt, bis sie zur Form der
Innenverkleidung der Fahrzeugtür zusammengesetzt werden können. Dabei befindet sich
die geschäumte Harzschicht zwischen dem Grundmaterial und dem Hautmaterial.
Bei dieser -herkömmlichen Herstellung müssen die jeweiligen Materialien getrennt
gegossen bzw. geformt und anschließend, beispielsweise durch ein Haftmittel,
miteinander verbunden werden. Hierfür ist eine große Zahl von Einzelschritten
erforderlich, so daß der Zeit- und Arbeitsaufwand in der Massenfertigung zu hoch ist;
dementsprechend ist der Fertigungswirkungsgrad sehr gering.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, reicht es an sich aus, eine Bahn aus einem Laminat-
Material in einem Schritt zu gießen und zu formen; dabei wird die Bahn durch
Aufeinanderlegen von Grundmaterial und Hautmaterial vorbereitet, während die Schicht
aus dem geschäumten Harz zwischen diesen Materialien angeordnet wird. Unterwirft man
jedoch ein solches Laminat-Material einen Preßvorgang bzw. einer Preßverformung, so
besteht die Gefahr, daß die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz zerdrückt wird
und deshalb nicht die angestrebte Polsterwirkung erfüllen kann. Unterwirft man
andererseits dieses Laminat-Material einer Unterdruck-Verformung, so besteht die
Gefahr, daß die Zwischenschicht aus dem geschäumten Harz abblättert und sich damit
von dem Grundmaterial und/oder dem Hautmaterial löst.
Ausgehend von dieser Problematik hat die Anmelderin bereits ein Verfahren zur
Herstellung eines blattförmigen Laminat-Materials durch ein Luftdruck-Formverfahren
vorgeschlagen, bei dem das Laminat-Material erwärmt und über eine Formoberfläche
angebracht wird; ein Deckel wird über wenigstens einem Bereich des Laminat-Materials
in der Nähe der Formoberfläche angeordnet; anschließend wird eine hermetische
Abdichtung zwischen dem Laminat-Material, dem Deckel und der Formoberfläche
ausgebildet, wodurch ein hermetisch abgedichteter Raum zwischen diesen Teilen entsteht,
der durch Druckluft mit einem Druck, der über dem Atmosphärendruck liegt,
beaufschlagbar ist. Dadurch wird dieser Bereich des Laminat-Materials nach unten in
Berührung mit der Formoberfläche des Formwerkzeugs gedrückt, bis er die ent
sprechende Form hat. Bei diesem Luftdruck-Formverfahren kann der Luftdruck
gleichmäßig nach unten wirken und die gesamte Oberfläche des zu verformenden
Bereiches des Laminat-Materials beaufschlagt, so daß dieser Bereich des Laminat-
Materials die angestrebte Form mit gleichmäßiger Dicke erhält, ohne daß die
Zwischenschicht aus dein geschäumten Harz brechen oder zerdrückt werden kann.
Dieses Verfahren wird im wesentlichen auch für die Bearbeitung von Kunstleder
eingesetzt, wie es aus der DE-OS 22 40 769 bekannt ist. Es wird zur Bildung einer
gewünschten Oberflächenstruktur des Kunstleders dahingehend weiterentwickelt, daß die
Formfläche der Struktur entsprechende Öffnungen enthält, über welche sogar ein
Unterdruck erzeugt werden kann. Das zu formende Material wird von oben massiv gegen
die Form gedrückt, von unten geradezu in die Form hineingesaugt. Dadurch wird die
eventuelle Schaumstruktur erheblich zusammengepreßt, so daß einerseits eine gleichmäßi
ge Dicke nicht mehr gewährleistet werden kann, zum anderen das Ausgangs-Laminat-
Material unerwünscht dick hergestellt werden muß.
Zur Vermeidung der Beulenbildung wird demgegenüber bei dem von der Anmelderin
bereits vorgeschlagenen Luftdruckformverfahren die Formfläche des Formwerkzeugs
geschlossen gehalten, so daß sich eine Luftpolsterschicht bilden kann. Die Luft, die
zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeuges
zurückbleibt, bildet eine dünne, gleichmäßige Luftpolsterschicht, so daß das Laminat-
Material nicht in engen Kontakt mit der gesamten Formfläche des Formwerkzeuges
gebracht wird. Das beschriebene, von der Anmelderin vorgeschlagene Luftdruck-
Formverfahren ist deshalb jedoch nicht geeignet, wenn das Abdeckmaterial durch seinen
Kontakt mit der Formoberfläche eine geprägte oder gesteppte Oberfläche erhalten soll.
Sobald die Luft zwischen dem Laminat-Material und der Formfläche des Formwerkzeugs
nur einfach zur Außenseite des Formwerkzeuges hin abgegeben bzw. freigegeben wird,
um auf diese Weise die Oberfläche des Abdeckmaterials mit einer Prägung oder einer
Stepp- bzw. Maschinenstruktur zu versehen, muß von einem unerwünscht dicken
Laminat-Material ausgegangen werden. Dies geschieht insbesondere dann, wenn die
Abwicklung der geprägten Oberfläche groß ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Formung eines blatt
förmigen Laminat-Materials, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer
Zwischenschicht aus einem geschäumten Harz besteht, der angegebenen Gattung zu
schaffen, mit dem ein Laminat-Material mit gleichförmiger Dicke und mit einer Präge-
oder Stepp-Struktur hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
angegebenen Merkmale gelöst.
Eine zweckmäßige Ausführungsform wird durch das Merkmal des Anspruchs 2 definiert.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Bei
diesem Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials wird das
Ausgangsmaterial, das aus einem Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer
Zwischenschicht aus einen geschäumten Harz besteht, im erwähnten und entsprechend
weichen Zustand auf der Formfläche eines Formwerkzeuges mit einem Luft-Vorrats
behälter angeordnet; der zu verformende Bereich dieses Ausgangsmaterials wird
hermetisch durch einen kastenförmigen, oberen Deckel abgeschlossen und damit
abgegrenzt. Dann wird Druckluft, deren Druck über dem Atmosphärendruck liegt, an
den Innenraum des oberen Deckels angelegt, so daß sich das Laminat-Material mit
gleichmäßiger Dicke auf der Luftpolsterschicht verformt, die sich durch diesen Überdruck
zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeuges aufbaut.
Unmittelbar anschließend wird die Luft in dieser Polsterschicht in den Luft-Vorrats
behälter gedrückt, wodurch das Laminat-Material in Kontakt mit dein Formwerkzeug
kommt, so
daß die Oberfläche der Deckhaut des Laminat-Materials mit
einem umgekehrten Präge- oder Steppmuster versehen werden
kann.
Wenn das Laminat-Material auf die beschriebene Weise
verformt wird, kann die Zwischenschicht aus dem geschäumten
Harz weder zerdrückt noch zerbrochen werden,
weil der Luftdruck von der Seite des Basismaterials
her auf das Laminat-Material wirkt, um das Hautmaterial
in Kontakt mit der Formoberfläche des Formwerkzeuges
zu bringen. Wenn außerdem die Schicht aus dem
geschäumten Harz erwärmt und erweicht wird, wird der
Schaum nicht zerdrückt, so daß sich eine einwandfreie
Polsterwirkung ergibt und auch über längere Zeit gewährleistet
werden kann, da das Laminatmaterial durch den
Luftdruck beaufschlagt wird. Außerdem hat das geformte
Material eine gleichmäßige Dicke, weil es gleichmäßig
über seine gesamte Oberfläche dem Luftdruck ausgesetzt
worden ist. Und schließlich kann die Oberfläche des
Hautmaterials mit einem Reliefmuster, wie beispielsweise
einem Präge- oder Steppmuster, versehen werden.
Bei dem Luftdruck-Formverfahren nach der
Erfindung behält also die Zwischenschicht aus dem
geschäumten Harz ihre exzellenten Polstereigenschaften
bei, ohne daß sie zerbrochen oder zerdrückt wird; die
Oberfläche des Laminat-Materials kann mit einem Präge-
bzw. Hammermuster oder einem Steppmuster mit exakten
Reliefformen ausgebildet werden, die der Formoberfläche
des Formwerkzeuges entsprechen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schema
tischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Laminat-Material, das durch das Luft
druck-Formverfahren nach der vorliegenden
Erfindung verformt werden soll,
Fig. 2 die Vorbereitung des Laminatmaterials nach
Fig. 1,
Fig. 3 die Erwärmung des Laminat-Materials, und
Fig. 4a und 4b die Luftdruck-Verformung des Lami
nat-Materials.
Das Luftdruck-Formverfahren nach der vorliegenden Erfin
dung wird bevorzugt für die Herstellung der Innenverklei
dung von Fahrzeug-Türen eingesetzt. Zu diesem Zweck wird
ein bahnförmiges Laminat-Material verwendet, das (siehe
Fig. 1) aus wenigstens drei Schichten besteht, nämlich
einer Deckschicht bzw. einer Deckhaut a, einem Basismate
rial b und einer zwischen den Schichten a und b
angeordneten Schicht c aus einem geschäumten Harz. Als
Material für die Deckhaut a kann PVC (Polyvinylchlorid),
TPE
oder ein anderes, thermoplastisches Harz oder ein bahn
förmiges Material auf der Basis von Textilien, also
Geweben, Gewirken usw., verwendet werden. Das Basismate
rial b kann aus einem geeigneten, thermoplastischen
Material bestehen, wie es beispielsweise auch für die
Herstellung von Booten verwendet wird, nämlich PP (Poly
propylen), Holzmehl oder einem Gemisch aus PP und Holz
mehl, weil dieses Material leicht ist und sich für das
Recycling anbietet. Die Schicht c aus dem geschäumten
Harz kann aus geschäumtem Polyolefin bestehen, das ein
Schäumungsverhältnis von 3 bis 50 hat und deshalb als
Polsterschicht dient; ein bevorzugter Bereich für das
Schaumverhältnis liegt zwischen 15 und 20, da sich hier
bei gleichzeitig gute Festigkeits- und Polster-Eigen
schaften ergeben. Wenn diese drei Schichten laminiert,
also miteinander zu einem einstückigen, bahnförmigen
Laminat verbunden werden sollen, können sie gleichzeitig
miteinander verklebt werden, wie in Fig. 2 dargestellt
ist, indem die Schicht c geschäumt und kontinuierlich
auf das Hautmaterial a aufgebracht und die Schicht c
aus dem geschäumten Harz im vorerwärmten Zustand von
ungefähr 180°C durch eine Kontaktverbindung auf das
Basismaterial b aufgeklebt wird. Die laminierten Materia
lien können aus 0,2 bis 0,6 t der Haut a, 0,8 bis 0,3
t des Basismaterials b und 2,0 bis 4,0 t der Schaumstoff
schicht c zusammengesetzt sein.
Nachdem das bahnförmige Laminat-Material auf eine Größe
bzw eine Fläche geschnitten worden ist, die der Größe
der Innenverkleidung der Fahrzeugtür entspricht, wird
es erwärmt und dadurch erweicht. Diese Erwärmung und
Erweichung kann in der Weise erfolgen, daß der Umfang
des Laminat-Materials mittels einer Klammer C einge
klemmt und das Material mit einer Heizeinrichtung H
erwärmt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die
Erwärmungstemperatur liegt im Bereich von etwa 250 bis
350°C. Das erwärmte und erweichte Laminat-Material wird
dann auf der Formoberfläche eines Formwerkzeuges M ange
ordnet (siehe Fig. 4a).
Das aus den Fig. 4a und 4b ersichtliche Formwerkzeug
M ist ein "weibliches" Formwerkzeug, also ein offenes
Formwerkzeug mit einem Luft-Vorratsbehälter S. Dieser
Luft-Vorratsbehälter S kann durch eine poröse Schicht
mit feinen Poren gebildet werden, indem beispielsweise
körniges Aluminium in die Oberfläche eingebettet wird.
Als Alternative hierzu kann der Luft-Vorratsbehälter
S im Hauptteil des Formwerkzeuges M mit einer Verbindung
über Luftablaßlöcher ausgebildet werden, wie es in Fig.
4a und 4b dargestellt ist. Und schließlich kann die
Formoberfläche des Formwerkzeugs M selbst noch durch
eine poröse Schicht gebildet werden. Der Luft-Vorratsbe
hälter kann aus einer Vielzahl von feinen Luftablaßlö
chern im Hauptteil des Formwerkzeuges M bestehen. Die
Formoberfläche des Formwerkzeuges H ist mit einem Relief-
Muster ausgebildet, das dem angestrebten Präge- oder
Steppmuster entspricht.
Die Deckmaterialschicht a des auf die beschriebene Weise
hergestellten Laminat-Materials ist der Formoberfläche
des Formwerkzeuges M zugewandt. Zu diesem Zeitpunkt
wird das Laminatmaterial zweckmäßigerweise unter Span
nung gehalten, indem sein Umfang mittels der Klammer
c eingespannt wird, so daß sich das Laminatmaterial
nicht in die Aussparung des weiblichen Formwerkzeuges
M hinein erstreckt. Ein kastenförmiger, oberer Deckel
F ist im Kontakt mit diesem Laminat-Material angeordnet,
um den zu verformenden Bereich dieses Laminat-Materials
hermetisch abzudichten und abzugrenzen. Der obere Deckel
F kann durch die Wirkung eines Zylinders (nicht darge
stellt) nach oben und nach unten bewegt werden, so daß
sein flanschartiger Randbereich in Kontakt mit dem Lami
natmaterial auf dem Formwerkzeug M gebracht und dadurch
der Umfang diese Bereiches des Laminatmaterials herme
tisch abgedichtet und abgegrenzt wird. Nachdem der zu
verformende Bereich des Laminatmaterials in dem oberen
Deckel F hermetisch abgedichtet ist, beaufschlagt ein
Luftdruck, der höher als der Atmosphärendruck ist, den
Innenraum des oberen Deckels F über ein Luftrohr E, das
mit dem oberen Deckel F verbunden ist, wie man in Fig. 4b
erkennt. Der Luftdruck kann in einem Druckbereich von
1,1143 bis 10,132 bar und nach einer bevorzugten
Ausführungsform zwischen 2,026 und 3,039 bar variiert
werden; die Druckbeaufschlagung dauert etwa 10 sec.
Bei diesem Druck wird das Laminat-Material in engen
Kontakt mit der Formoberfläche des Formwerkzeuges M
gebracht, so daß die zwischen dem Laminat-Material und
der Formoberfläche des Formwerkzeugs M eingeschlossene
Luft entsprechend der Bewegung des oberen Deckels nach
unten eine Luftkissenschicht aufbaut, um das Laminat-Ma
terial zu entwickeln und mit gleichmäßiger Dicke zu
verformen. Die Temperatur des Laminat-Materials wird so
eingestellt, daß dieses Material weich genug ist, um sich
der Form der Formoberfläche des Formwerkzeuges M anzupas
sen.
Die Luft in der Luftkissenschicht wandert in den Luftvor
ratsbehälter S, um das Laminat-Material in Kontakt mit
der Formfläche des Formwerkzeuges M zu bringen. Als
Ergebnis hiervon wird das Laminat-Material gezwungen,
über seine gesamte Fläche eine gleichmäßige Dicke einzu
nehmen; mittels des Reliefmusters erhält das Hautmaterial
auf seiner Oberfläche ein Präge- oder Steppmuster.
Nach dieser Luftdruck-Verformung wird die Luft von dem
Luftvorratsbehälter S zur Außenseite des Formwerkzeuges
M hin abgegeben, und zwar mittels einer Pumpe P; dann
wird der obere Deckel F angehoben, um den eingespannten
Zustand des Laminat-Materials aufzuheben, so daß der
sich ergebende Formling aus dem Formwerkzeug M herausge
nommen werden kann. Wenn das Formwerkzeug M geteilt
werden soll, wird der obere Deckel F allmählich, nämlich
in einer Zeitspanne von ungefähr 110 sec., geöffnet,
so daß sich das geformte Material "natürlich", also
ohne zusätzliche Kühlmaßnahmen, abkühlen kann. Wenn
das geformte Material zu rasch abgekühlt wird, kann
es zu unerwünschten, zusätzlichen Verformungen des ver
formten Materials kommen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Formung eines blattförmigen Laminat-Materials, das aus einem
Grundmaterial, einem Hautmaterial und einer Zwischenschicht aus einem
geschäumten Harz besteht, wobei
- a) das Laminat-Material erwärmt wird,
- b) das erwärmte Laminat-Material über einer Formoberfläche angeordnet wird,
- c) ein Deckel über wenigstens einem Bereich des Laminat-Materials angeordnet wird, und
- d) eine hermetische Abdichtung zwischen dem Laminat-Material, dem Deckel und der Formoberfläche ausgebildet wird, wodurch ein hermetisch abgedichteter Raum zwischen diesen Teilen entsteht, der mit Druckluft von über Atmosphären druck beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- e) sich beim Aufbringen der Druckluft zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche des Formwerkzeuges eine eingeschlossene Luftpolsterschicht derart bildet, daß wenigstens der Bereich des Laminat-Materials eine der Formoberfläche entsprechende Gestalt bei gleichmäßiger Dicke annimmt, und
- f) daß vor der vollständigen Abkühlung des Laminat-Materials die Luft zwischen dem Laminat-Material und der Formoberfläche abgezogen wird, bis das Laminat- Material die Formoberfläche berührt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Luftdruck in dem Raum allmählich auf
Atmosphärendruck verringert wird, nachdem das blattformige Laminat-Material
die Formoberfläche berührt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verringern des
Luftdrucks allmählich während etwa 110 sec. erfolgt.
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