DE3837057A1

DE3837057A1 - Verfahren zur herstellung eines geschaeumten kunststoffteiles mit einer deckschicht sowie kunststoffteil

Info

Publication number: DE3837057A1
Application number: DE3837057A
Authority: DE
Inventors: Mikio Akai; Masami Mori
Original assignee: Ikeda Bussan Co Ltd
Current assignee: Ikeda Corp
Priority date: 1987-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1989-05-11
Anticipated expiration: 2008-11-01
Also published as: GB2211781B; DE3837057C2; GB2211781A; FR2622503B1; GB8825425D0; US4959184A; FR2622503A1; JPH01118417A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles mit einer Deckschicht und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung des Teiles, das allgemein durch die Schritte des Einsetzen eines taschenförmigen äußeren Deckschichtteiles einen Formhohlraum einer Form, das Eingießen eines schäumbaren flüssigen Materials in das Deckschichtteil und Aushärten des Materiales enthält. Die Erfindung betrifft ferner ein Kunststoffteil, vorzugsweise hergestellt nach diesem Verfahren.

Bisher ist auf dem Gebiet der Herstellung von Sitzen, insbesondere Kraftfahrzeugsitzen, ein sogenanntes geschäumtes Kunststoffpolster mit einer Deckschicht weithin als Kissenteil eines Sitzkissens und/oder einer Rückenlehne des Sitzes verwendet worden. Üblicherweise wird das Polster durch Eingießen eines schäumbaren flüssigen Materials in ein taschenförmiges äußeres Deckschichtteil hergestellt welches in einer Form festgehalten wurde und anschließend wurde das Formteil in geeigneter Weise ausgehärtet.

Unter verschiedenen anderen Deckschichtteilen gibt es eine Art, die aus einer Außenlage eines Textilmateriales besteht und eine Innenlage aus geschäumten Kunststoff- Foliematerial aufweist, wie z.B. laminierten Urethanschaum oder dergleichen, das entlang der Innenfläche der äußeren Lage angeordnet war. Wenn jedoch ein derartiges Deckschichtteil bei der Herstellung des geschäumten Kunststoffpolsters mit Deckschicht verwendet wurde, neigt die Außenhaut des Produktes dazu, eine ungleichmäßige Härte und Festigkeit und/oder Flexibilität über seine Außenfläche aufzuweisen. Dies rührt daher, daß bei der Einbringung des schäumbaren Materials in das taschenförmige äußere Deckschichtteil dieser Art das Material in die Innenlage eindringt, jedoch eine ungleichmäßige Imprägnierung des Materials im äußeren Deckschichtteil veranlaßt wird. Tatsächlich ist das Urethan-Schaumlaminat von einem porösen Materialaufbau, der es gestattet, daß das flüssige Material in das Laminat eindringt.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles mit einer Deckschicht zu schaffen, welches die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein geschäumtes Kunststoffteil mit einer Deckschicht herzustellen, das sich durch homogene Eigenschaften auszeichnet.

Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles mit einer Deckschicht die Verfahrensschritte Vorbereiten einer unteren Form, in der ein Formhohlraum ausgenommen ist, Einsetzen eines taschenförmigen äußeren Deckschichtteiles in den Formhohlraum, wobei das Deckschichtteil eine poröse Innenlage aufweist, Eingießen eines schäumbaren Materials für das geschäumte Kunststoffteil in das taschenförmige äußere Deckschichtteil und Steuern eines Druckes im Formhohlraum derart, daß selbiger während des Aushärtens des Materials einen bestimmten Grad der Sättigung erreicht.

Erfindungsgemäß zeichnet sich das Kunststoff-Formteil durch einen geschäumten Grundkörper aus Polyurethan aus der in inniger Verbindung mit einer äußeren Deckschicht ist, die ihrerseits eine Außenlage und eine Innenlage aufweist, wobei die Innenlage aus porösem, geschäumten Material besteht, mit der das geschäumte Material des Grundkörpers eine innige Verbindung bildet.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Formanordnung, die in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 ein Diagramm, das die Verfahrensführung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verdeutlicht, wobei dieses Diagramm die Beziehung zwischen dem Druck, der in der Form erzeugt wird, und der Zeit zeigt, die nach dem Beginn des Schäumungsprozesses des Materiales in der Form abläuft, und

Fig. 3 ein Diagramm ähnlich demjenigen in Fig. 2, das jedoch das Prinzip eines zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist in dieser eine Formanordnung 11 gezeigt, die in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Formanordnung 11 umfaßt eine untere Form 12 mit einem Formhohlraum "d", der so gestaltet ist, daß er mit der Kontur des Polsterkörpers, der hergestellt werden soll, übereinstimmt und umfaßt eine obere Form 13, die auf die untere Form 12 in der gezeigten Weise aufgesetzt wird. Obwohl dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist, kann, falls dies erforderlich ist, eine geeignete Kernform, d.h. eine Form mit einem Kern, verwendet werden.

Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein Haltekörper für ein Deckschichtteil bezeichnet, der durch die jeweiligen Eingriffsbereiche 15 der unteren und oberen Form 12 und 13 begrenzt und gebildet ist. Das heißt, beim Gießen halten die Eingriffsabschnitte 15 zwischen sich einen Umfangskantenabschnitt 32 a eines äußeren Haut- oder Deckschichtteiles 32, um dieses relativ zu der Formanordnung 11 festzulegen. Eine Dichtung 18 ist an einem Flachbereich des Außenumfanges der unteren Form 12 eingesetzt, um eine Abdichtung zwischen den beiden Formen 12 und 13 herzustellen. Die obere Form 13 ist mit einer Bohrung 13 a versehen, in die ein Gießkopf 19 einer Zufördereinrichtung für das schäumbare Material (nicht gezeigt) von außen her einsetzbar ist.

Die untere Form 12 ist mit einer Drucksteuervorrichtung 13 ausgerüstet, um den Druck in dem Formhohlraum "d" der Form 12 zu steuern. Die Drucksteuervorrichtung 21 umfaßt ein Rohr 22, das in einen eingeschlossenen Raum "e" mündet, der durch die Eingriffsabschnitte 15 der Formen 12 und 13 und die Abdichtung 18 gebildet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß der Raum "e" frei mit dem Formhohlraum "d" durch die Eingriffsabschnitte 15 hindurch verbunden ist. Das Drucksteuerventil 24 enthält einen Druckmesser 23 und ein Ventil 24, die durch das Rohr 22 miteinander verbunden sind.

Nachfolgend werden die Verfahrensschritte zur Herstellung eines geschäumten Kunststoff-Polsterteiles, das mit einer Deckschicht versehen ist, erläutert.

Zuerst wird ein taschenförmiges äußeres Haut- oder Deckschichtteil 32 in den Formhohlraum "d" der unteren Form 12 eingesetzt, wobei der Umfangskantenbereich 32 a dieses Deckschichtteiles 12 auf dem Eingriffsabschnitt 15 der unteren Form 12 aufliegt und anschließend wird die obere Form 13 auf die untere Form 12 so aufgesetzt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das äußere Deckschichtteil 32 ist von der eingangs erwähnten Art, d.h. des Typs, der eine Außenlage 33 aus Textilmaterial oder Kunststoff aufweist und eine Innenlage 34 aus porösem, geschäumten Kunststoff-Folienmaterial besitzt. Die Innenlage besteht z.B. aus laminiertem Urethanschaum oder dergleichen, das auf eine Rückseite der Außenlage 33 auflaminiert bzw. aufgebracht ist. Vorzugsweise besteht die Innenlage 34 aus einer porösen Urethanschaumfolie, die eine Dicke im Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 20 mm aufweist. Anschließend wird der Gießkopf 19 der Materialzuführungseinrichtung in die Bohrung 13 a der oberen Form 13 eingesetzt und ein flüssiges schäumbares Material für ein geschäumtes Polyurethan wird in das taschenförmige äußere Deckschichtteil 32 eingegossen. Aus den bereits erwähnten Gründen dringt ein Teil des flüssigen Materiales in die poröse Innenlage 34 des äußeren Deckschichtteiles 32 ein und die Ausschäumung des Materials beginnt allmählich.

Wenn das Ventil 24 geschlossen gehalten wird, nimmt der Druck im Formhohlraum "d", insbesondere der Druck in dem eingeschlossenen Raum "e" allmählich infolge der allmählichen Schäumung des Materiales zu.

Untersuchungen haben ergeben, daß die Eindringung des Materials in die Innenlage 34 dann gleichmäßig erreicht wird, wenn das Eingießen des Materiales unter bestimmten Druckbedingungen erfolgt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Ergebnisse von zwei Tests, die durch die Erfinder unter Verwendung eines porösen Urethanlaminates von ungefähr 15 mm Dicke als Innenlage 34 ausgeführt wurden.

Bei dem ersten Experiment, das in dem Diagramm gemäß Fig. 2 dargestellt ist, wurde das Ventil 24 geschlossen gehalten, bis der Druck im Formhohlraum "d" sich auf einen Wert von ungefahr 0,5 kg/cm² (Atmosphärenüberdruck) erhöhte. Dann wurde das Ventil 24 geöffnet. Im einzelnen zeigte sich, daß dann, wenn ungefähr 45 Sekunden nach dem Eingießen des Materiales in den eingeschlossenen Formhohlraum "d" vergangen waren, der Druck im Formhohlraum "d" ungefähr den Wert 0,5 kg/cm² aufwies. Dann wurde das Ventil 24 geöffnet, um überschüssiges Gas in die freie Atmosphäre abzulassen. Der Druck wurde anschließend allmählich für ungefähr 15 Sekunden vermindert und danach wieder allmählich für ungefähr 30 Sekunden erhöht und wurde schließlich auf den Wert von 0,5 kg/cm² gesättigt, wie dies gezeigt ist. Das Schäumen des Materials war ungefähr 180 Sekunden nach dem Eingießen des Materiales beendet. Das Erzeugnis, das durch diesen Versuch hergestellt wurde, war frei von den Mängeln, die das Produkt zeigte, das durch das eingangs erwähnte herkömmliche Verfahren hergestellt wurde.

Bei dem zweiten Experiment, das in dem Diagramm gemäß Fig. 3 verdeutlicht ist, wurde das Ventil 24 für eine bestimmte Zeitspanne nach dem Eingießen des Materiales offengehalten und anschließend wurde das Ventil 24 geschlossen. Das heißt, wie aus dem Diagramm deutlich ist, wurde das Ventil 24 offengehalten, bis ungefähr 8 Sekunden nach dem Eingießen des Materiales vergangen waren. Während dieses Zeitraumes trat kein Druckanstieg in dem Formhohlraum "d" auf. Anschließend wurde das Ventil 24 geschlossen. Der Druck stieg anschließend allmählich an und war schließlich auf dem Wert von 0,5 kg/cm² (Atmosphärendruck) gesättigt, nachdem ungefähr 90 Sekunden vergangen waren. Das Erzeugnis, das durch diesen Versuch hergestellt wurde, war ebenfalls frei von den Mängeln des Erzeugnisses nach dem herkömmlichen Verfahren.

Obwohl die vorerwähnte Beschreibung auf Verfahrensschritte gerichtet ist, bei der die obere Form auf die untere Form aufgesetzt ist, ehe das schäumbare Material in den Formhohlraum der unteren Form eingegossen wird, kann die obere Form auch auf die untere Form aufgesetzt werden, nachdem das Material in den Formhohlraum eingegossen wurde.

Der erfindungsgemäße Kunststoffkörper ergibt sich aus der Darstellung gemäß Fig. 1, nach dem Entnehmen aus der Form und Abtrennen des äußeren Umfangsrandes 32 a des Deckschichtteiles 32. Der Kunststoffkörper zeichnet sich durch gleichmäßige Eigenschaften und eine innige Verbindung von geschäumten Grundkörper mit der Innenlage 34 der Deckschicht 32 und dadurch mit der gesamten Außenhaut (Deckschicht) 32 des Polsterkörpers aus.

Das Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunsttoffartikels mit einer Deckschicht zeichnet sich durch die Schritte aus der Herstellung einer unteren Form, in der ein Formhohlraum ausgebildet ist, des Einsetzens des taschenförmigen äußeren Deckschichtteiles in den Formhohlraum, wobei das Deckschichtteil eine poröse Innenlage aufweist, durch das Eingießen eines schäumbaren Materiales für das geschäumte Kunststoffteil in das taschenförmige äußere Deckschichtteil und die Steuerung des Druckes im Formhohlraum derart, daß der Druck während des Aushärtens des Materiales in bestimmter Weise in die Sättigung geht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles mit einer Deckschicht, gekennzeichnet durch die Schritte:

(a) Vorbereiten einer unteren Form (12), in der ein Formhohlraum (d) ausgebildet ist,
(b) Einsetzen eines taschenförmigen äußeren Deckschichtteiles (32) in den Formhohlraum (d), wobei das Deckschichtteil (32) eine poröse Innenlage (34) aufweist,
(c) Eingießen eines schäumbaren Materials für das geschäumte Kunststoffteil in das taschenförmige äußere Deckschichtteil (32), und
(d) Steuern eines Druckes in dem Formhohlraum (d), derart, daß dieser auf einen bestimmten Wert während des Aushärtens des Materiales gesättigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) ausgeführt wird, nachdem eine obere Form (13) auf die untere Form derart aufgesetzt wurde, daß der Formhohlraum (d) abdichtend verschlossen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Druck ungefähr 0,5 kg/cm² beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das taschenförmige Deckschichtteil (32) eine Außenlage (33) und eine Innenlage (34), mit der die Außenlage an ihrer Rückseite beschichtet ist, aufweist, wobei die Innenlage (33) aus einem porösen, geschäumten Material besteht, welches das Eindringen des schäumbaren Materiales in dieses gestattet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schäumbare Material ein flüssiges Material für geschäumtes Polyurethan ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerung des Schrittes (d) aufweist:

(e) hermetisches Abschließen des Formhohlraumes (d) von der Außenatmosphäre, und
(f) Verbinden des Formhohlraumes (d) mit der Außenatmosphäre wenn ein bestimmter Zeitraum vom Schritt (d) an vergangen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Zeitraum ungefähr 45 Sekunden beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerung des Schrittes (e) aufweist:

(g) Beibehalten einer Verbindung des Formhohlraumes (d) mit der Außenatmosphäre für einen bestimmten Zeitraum vom Schritt (c) an, und
(h) hermetisches Abschließen des Formhohlraumes (d) von der Außenatmosphäre, wenn der vorbestimmte Zeitraum vergangen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zeitraum ungefähr 8 Sekunden beträgt.

10. Kunststoffteil, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper einen geschäumten Grundkörper (31) aufweist, der gleichmäßig mit einer Deckschicht (32) in inniger Verbindung ist, wobei die Deckschicht (32) eine Außenlage (33) aus Textilmaterial oder Kunststoff- Folienmaterial und eine Innenlage (34) aus porösem, geschäumten Kunststoff-Folienmaterial, wie z.B. laminiertem Urethanschaum aufweist, die Innenlage (34) auf die Rückseite der Außenlage (33) auflaminiert ist und die Innenlage (34) der Deckschicht (32) mit dem Grundkörper (31) schäumend vernetzt ist.