DE3935565C2 - Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles, insbesondere für Sitzkissen, Rückenlehnen oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ge­ schäumten Kunststoffteiles, das eine Deckschicht, eine Wattie­ rung und ein Kissenteil aufweist. Vorzugsweise kann ein nach einem solchen Verfahren hergestelltes Kunststoffteil als Fahr­ zeugsitzkissen und -sitzrückenlehne verwendet werden.

Mit einer Deckschicht versehene, geschäumte Kunststoffteile sind als Kraftfahrzeugsitzkissen und Sitzrückenlehnen für Kraftfahrzeugsitze bekannt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht solch ein mit einer Deckschicht versehenes, geschäumtes Kunst­ stoffteil herkömmlicherweise aus einem Kissenteil, bedeckt mit einem Deckschichtüberzug. Das Kissenteil und der Deckschicht­ überzug wurden so verwendet, daß sie separat hergestellt wurden und später miteinander verbunden wurden. Es ist jedoch üblich geworden, das gesamte, mit einer Deckschicht versehene, ge­ schäumte Kunststoffteil als mit einer Deckschicht versehenes Kissenteil im Ganzen und in einem Verfahrenszug herzustellen, indem der geschäumte Kunststoff innerhalb des Deckschichtüber­ zuges ausgeschäumt und hergestellt wird, der über eine Form­ oberfläche angeordnet wird, so daß der Prozeß der späteren Ver­ bindung weggelassen werden kann, um die Effizienz des Herstel­ lungsprozesses zu erhöhen.

Dies wird üblicherweise erreicht, indem ein Deckschichtüberzug entlang einer unteren Form angeordnet wird und die untere Form mit einer oberen Form zusammengefügt wird, derart, daß die Kan­ ten des Deckschichtüberzuges zwischen den Trennlinien zwischen der oberen und unteren Form eingeklemmt werden anschließend flüssiger Kunstharzschaum in den Raum zwischen die obere und untere Form eingegossen wird, die zu einem Kissenteil geschäumt wird, bedeckt mit dem Deckschichtüberzug nach dem Ausschäumvor­ gang.

Der Deckschichtüberzug besteht häufig aus einer Oberflächen­ schicht oder -haut, wie z. B. aus Stoff oder Vinylchloridleder, an dessen Rückseite eine Wattierung aus einem Material, wie z.B. einem Weichurethan oder einer Urethanplatte angebracht ist.

Die Oberflächenhaut und die Wattierung des Deckschichtüberzuges werden durch Auftragen eines Klebstoffes auf eine ihrer gegensei­ tig zugewandten Seiten aneinander befestigt oder flammla­ miniert durch Schmelzen einer Oberfläche der Wattierung durch eine Flammbehandlung.

Die herkömmlichgeschäumten Kunststoffteile mit einer Deck­ schicht haben jedoch die folgenden Nachteile.

Erstens, in einem Fall, wenn das Kissenteil separat vorgefer­ tigt wird und dieses Kissenteil später durch den Deckschicht­ überzug umhüllt wird, ist der Herstellungsprozeß mühsam, der Zusammenhalt des Deckschichtüberzuges und des Kissenteiles geht verloren und die Weichheit des mit einer Deckschicht versehe­ nen, geschäumten Kunststoffteiles wird nur von der Weichheit des Kissenteiles erhalten und die Biegungskurve des deck­ schichtbedeckten, geschäumten Kunststoffoberteiles ist festge­ legt, so daß es unmöglich gewesen ist, den Komfort für einen Fahrgast zu erhöhen.

Auch wenn der Deckschichtüberzug, bestehend aus einer Oberflä­ chenschicht, an einer Vorderseite und einer Wattierung, aufge­ bracht auf einer Rückseite der Oberflächenschicht, in der unte­ ren Form angeordnet wird und flüssiges Schaumkunstharz in den Deckschichtüberzug eingegossen wird, dringt das flüssige Schaumkunstharz in die Wattierung auf der Rückseite des Deck­ schichtteiles ungleichmäßig ein und bildet einen getränkten Ab­ schnitt, der das Gefühl von dem Deckschichtüberzug her be­ trächtlich verschlechtert. Beim Eingießen des flüssigen Kunst­ harzschaumes wird ein Gießdruck und Schäumdruck stark auf einen Teil der Wattierung ausgeübt, so daß an diesem Teil ein Trän­ kungsabschnitt oder eine Tränkschicht ungleichmäßiger Dicke ausgebildet wird, die dazu führt, daß die Weichheit des ge­ schäumten, mit einer Deckschicht versehenen Kunststoffteiles ungleichmäßig wird und das Bequemlichkeitsgefühl für einen Fahrgast beeinträchtigt wird.

Außerdem ist die Tränkschicht nicht gleichmäßig ausgebildet, so daß Abschnitte auftreten, wo der Betrag der Tränkung oder des Eindringens groß ist. In solchen Abschnitten, wo ein starkes Eindringen zu verzeichnen ist, ist die Schwierigkeit aufgetre­ ten, daß die Tränkung die Oberflächenschicht erreichen könnte, so daß der flüssige Kunstharzschaum von der Oberflächenschicht austritt und diese beschädigt. Aus diesem Grund kann die Dicke der Wattierung nicht dünner gewählt werden.

Außerdem paßt der herkömmliche Deckschichtüberzug nicht beson­ ders gut mit der Schäumform, so daß dann, wenn der Deckschicht­ überzug auf der zugehörigen Formhälfte der Ausschäumungsform angeordnet ist, der Deckschichtüberzug nicht fest auf der Form­ hälfte der Ausschäumungsform sitzt, wodurch der Vorgang der An­ ordnung schwierig ist und es zu Falten in dem Deckschichtüber­ zug kommen kann, wenn dieser in Verbindung mit der Ausschäu­ mungsform angeordnet wird.

Außerdem ist bei der Befestigung der Oberflächenschicht und der Wattierung des Deckschichtüberzuges die Anwendung des Klebstof­ fes unwirtschaftlich, da der Klebstoff teuer ist. Andererseits haften die Oberflächendeckschicht und die Wattierung im Fall einer Flammlaminierung nicht fest zusammen, wenn die Schmelzung unzureichend ist, oder die Wattierung wird versteift, wenn die Schmelzung übermäßig ist, so daß die Übereinstimmung mit der Ausschäumform sich verschlechtert, Falten auftreten und das Sitzgefühl beeinträchtigende Verhärtungen auftreten.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Sitzpolsters ist aus der DE 32 30 321 A1 bekannt. Hierbei ist ein Sitzpolster aus einem textilen Überzug, einer Kaschierschaumschicht und einem Pol­ sterkern aus Kaltschaum vorgesehen. Die dem textilen Überzug entgegengesetzte Seite des Kaschierschaumes wird durch Beflam­ men teilweise angeschmolzen, so daß sich eine feinporöse Haut bildet, welche ein Eindringen des anschließend aufgeschäumten Kaltschaumes in den Kaschierschaum behindert. Der Kaltschaum dringt somit nur zu einem derart geringen Anteil und nur teil­ weise durch die Poren der Haut hindurch, daß der Kaschierschaum keine Verhärtung ausbildet.

Dieses Beflammungsverfahren führt allerdings lediglich zu einer verdichteten Hautstruktur, dessen Grenzfläche zum Kaltschaum praktisch geschlossen sein kann oder nur feine Poren aufweist. Ein solcher Schichtaufbau entspricht überwiegend nicht den ge­ wünschten Anforderungen an Komfortabilität und Weichheit eines Sitzpolsters.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteiles gemäß der DE 32 30 321 A1 verbessern, derart, daß unter Berücksichtigung der Erfordernisse eines wirtschaftlichen Herstellungsprozesses in einer Ausschäumform das geschäumte Kunststoffteil eine homo­ gene Weichheit besitzt und Beeinträchtigungen der Oberflächen- und oberflächennahen Schicht des Kunststoffteiles durch das Ausschäumen des Inneren dieses Körpers vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Pa­ tentansprüche 1 und 2 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Teiles eines herkömmlichen, mit einer Deckschicht versehenen, geschäumten Kunststoffgegenstandes,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Teiles eines Ausführungs­ beispieles eines mit einer Deckschicht versehenen, geschäumten Kunststoffteiles,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Teiles eines Deckschicht­ überzuges für das mit einer Deckschicht versehene, geschäumte Kunststoffteil nach Fig. 2.

Bezug nehmend nunmehr auf Fig. 2 ist in dieser ein Aus­ führungsbeispiel eines mit einer Deckschicht versehenen, geschäumten Kunststoffteiles gezeigt.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das mit einer Deck­ schicht versehene, geschäumte Kunststoffteil 11 einen Deckschichtüberzug 12 und ein Kissenteil 16 auf.

Der mit einer Deckschicht 13 versehene, geschäumte Kunststoffteil 11 wird durch Anordnen des Deckschicht­ überzuges 12 über bzw. in einer Ausschäumungsform (nicht gezeigt) gebildet, in die flüssiger Kunststoffschaum eingegossen wird und im Rahmen des Ausschäumungsprozes­ ses das Kissenteil 16 gemeinsam mit dem Deckschichtüber­ zug 12 gebildet wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, enthält der Deckschichtüber­ zug 12 dieses geschäumten Kunststoffteiles 11 eine Ober­ flächenhautschicht, nachfolgend als Deckschicht 13 be­ zeichnet an einer Vorderseite, die eine Oberfläche in der Art einer Kurzhaar- oder Kurzbürstenoberfläche auf­ weist, und eine Wattierung 14, die aus einem Material, wie z. B. Weichurethan bzw. einer Urethanplatte oder Slab-Urethan, einer geschäumten Kunststoffolie oder einer thermoplastischen Kunstharzfo­ lie besteht, die an einer Rückseite der Deckschicht 13 angebracht und mit dieser verbunden ist. Die Rückseite der Wattierung 14 bildet eine Hartschicht 14a, in die flüssiger Kunstharzschaum gleichmäßig eingedrungen ist, während die Vorderseite der Wattierung 14 eine Weich­ schicht 14b aufweist, in die flüssiger Kunstharzschaum nicht eingedrungen ist. Die Hartschicht 14a ist so aus­ gelegt, daß sie härter ist sowohl als das Kissenteil 16 als auch als die Weichschicht 14b.

Hierbei wird als ein Verfahren, um die Hartschicht 14a und die Weichschicht 14b an der Wattierung 14 gleichmä­ ßig auszubilden, die Hartschicht 14a durch vorheriges gleichmäßiges Auftragen des flüssigen Schaumkunstharzes, durch Sprühen oder aufandere Weise auf die Wattierung 14 gebildet. Die Hartschicht 14a kann auch als eine gleichmäßige, getränkte Schicht ausgebildet werden, die dadurch erhalten wird, daß der Deckschichtüberzug auf einem Teil einer Ausschäumungsform angeordnet wird, die­ se Ausschäumungsform in einem Steuerraum mit einem vor­ beschriebenen Druck eingesetzt wird und der Druck inner­ halb der Ausschäumungsform beim Eingießen des flüssigen Kunstharzschaumes gesteuert wird. Die Dicke dieser Hart­ schicht 14a liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 5 mm.

Die Wattierung 14 als Ganzes besitzt eine Dicke in einem Bereich von 3 bis 15 mm, wobei diese Dicke in geeigneter Weise für unterschiedliche Teile oder Abschnitte des mit einer Deckschicht 13 versehenen, geschäumten Kunststoffteiles 11 verändert wird, und z. B. 10 mm für einen Hauptabschnitt beträgt und 5 mm für einen zweiten Abschnitt eines Sitzkissens beträgt, wenn das mit der Deckschicht 13 versehene, geschäumte, Kunststoffteil 11 als Sitzkissen oder Sitzrückenlehne eines Fahrzeugsitzes verwendet werden soll.

Außerdem ist die Wattierung 14 nach diesem Ausführungs­ beispiel so ausgelegt, daß ihre Luftdurchlässigkeit nicht größer als 120 cm³/cm²/s ist, die Dichte 20 bis 35 kg/m³ und die Zellzahl im Bereich von 40 bis 50/25 mm liegt. Zum Vergleich hat eine herkömmliche Wattierung eine große Luftdurchlässigkeit von 150 bis 250 cm³/cm²/s und eine kleine Zellzahl von 35 bis 40/25 mm. Die Dichte von 20 bis 35 kg/m³ ist in beiden Fällen die gleiche.

Wenn ein Deckschichtüberzug 12 nach diesem Ausführungs­ beispiel und mit den vorerläuterten Eigenschaften in ei­ nem Teil einer Ausschäumform (nicht gezeigt) angeordnet und flüssiger Kunstharzschaum in die Wattierung 14 ein­ gegossen wurde, wurde ein äußerst wünschenswertes Ergeb­ nis in bezug auf eine Tränkungsschicht mit einer Dicke von nicht mehr als 1 bis 3 mm erhalten.

Die Deckschicht 13 und die Wattierung 14 des Deck­ schichtüberzuges 12 sind miteinander flammlaminiert, wo­ bei eine Oberfläche der Wattierung 14, die der Deck­ schicht 13 gegenüberliegt, für eine Dicke von zwischen 0,3 bis 0,8 mm geschmolzen wurde, vorzugsweise betrug die Dicke der Laminierungsschmelzung 0,5 mm. Wenn die Deckschicht 13 und die Wattierung 14 mit einer Dicke von 0,5 mm flammlaminiert sind, beträgt die Festigkeit gegen Aufspaltung 0,4kg/25 mm, was ein sehr großer Wert ist. Im Gegensatz dazu, beträgt die Festig­ keit gegen Abspaltung nur 0,05 kg/25 mm, wenn die Deck­ schicht 13 und die Wattierung 14 mit einer Dicke von we­ niger als 0,3 mm, wie z. B. 0,1 mm flammlaminiert werden, so daß die Deckschicht 13 und die Wattierung 14 sich leicht voneinander trennen, während dann, wenn die Deck­ schicht 13 und die Wattierung 14 mit einer Dicke von mehr als 0,8 mm flammlaminiert werden, die Oberfläche der Wattierung 14 sich versteift, so daß eine Anpassung an die Formgebung der Ausschäumform sich verschlechtert, Falten auf der Deckschicht 13 auftreten und das Gefühl einer Verhärtung von dem geschäumten, mit einer Deck­ schicht versehenen Kunststoffteil 11 ausgeht.

Somit wird nach diesem Ausführungsbeispiel das flüssige Schaumkunstharz veranlaßt, in die Rückseite der Wattie­ rung 14 mit einem konstanten Naß bzw. einer konstanten Dicke einzudringen, um eine Hartschicht 14a zu bilden, während die Weichschicht 14 b auf der Vorderseite der Wattierung 14 ausgebildet ist, in die das flüssige Schaumkunstharz nicht eindringt, so daß es möglich ist, einen mit einer Deckschicht 13 versehenen, geschäumten Kunststoffgegenstand zu erhalten, von dem ein Gefühl der Weichheit und erhöhten Komfortabilität ausgeht, und es kann die Effektivität des Herstellungsprozesses verbes­ sert werden, da der Gegenstand einteilig in einem Zug ausgebildet wird.

Außerdem ist die Wattierung 14 so ausgelegt, daß sie ei­ ne-kleine Luftdurchlässigkeit von nicht mehr als 120 cm³/cm²/s aufweist, eine Dichte von 20 bis 35 kg/m³ auf­ weist und eine große Zellenzahl von 40 bis 50/25 mm auf­ weist, so daß die Größe der Eindringung des flüssigen Schaumkunstharzes drastisch vermindert werden kann. Die­ ses macht es seinerseits möglich, daß die Wattierung 14 dünner als üblich ausgeführt werden kann, ohne daß eine Leckage von flüssigem Kunstharzschaum von der Deck­ schicht 13 her auftritt und eine Beschädigung des Deck­ schichtüberzuges 12 erfolgt, so daß das geschäumte Kunststoffteil 11 ein besseres Aussehen und Erschei­ nungsbild sowie ein besseres Benutzungsgefühl vermit­ telt.

Überdies sind die Deckschicht 13 und die Wattierung 14 des Deckschichtüberzuges 12 aneinander flammlaminiert, wobei die Oberfläche der Wattierung 14 für eine Tiefe von zwischen 0,3 bis 0,8 mm Dicke geschmolzen wird, vor­ zugsweise beträgt die Schmelztiefe 0,5 mm. Dies ermög­ licht es, daß die Befestigung bzw. Verbindung zwischen der Deckschicht 13 und der Wattierung 14 ausreichend fest und stark ist, das Nutzergefühl bezüglich des mit der Deckschicht 13 versehenen, geschäumten Kunststoff­ teiles 11 besser ist und die Herstellung des Kunststoff­ teiles 11 wirtschaftlich ist. Außerdem ist es auf diese Weise möglich, ein Kunststoffteil 11 zu erhalten, das gut an die Form der Ausschäumungsform angepaßt ist und bei dem keine Falten auftreten, so daß es ein besseres Erscheinungsbild und gleichmäßiges Gefühl bei der Benut­ zung des Gegenstandes vermittelt.

Die Überlegenheit des mit einer Deckschicht 13 versehe­ nen, geschäumten Kunststoffteiles 11 über ein herkömmli­ ches, mit einer Deckschicht versehenes, geschäumtes Kunststoffteil wurde durch Messen der Druckverteilung geprüft, die durch den Druck eines auf dem als Fahrzeug­ sitz ausgestalteten Kunststoffteil sitzenden Fahrgastes auf die verschiede­ nen Teile des Kunststoffteiles 11 ausgeübt wurde, wobei sich ergab, daß die Verteilung bei dem Kunststoffteil 11 weniger ungleichmäßig war. Dies impliziert, daß eine auf dem Sitz sitzende Person einen gleichmäßiger verteilten Widerstand von dem Sitz, d. h. eine gleichgewichtige Auf­ nahme durch den Sitz verspürt, der aus dem mit einer Deckschicht 13 versehenen, geschäumten Kunststoffteil 11 besteht. Somit führt das Ausführungsbeispiel zu einem komfortableren Sitzen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteils, insbesondere für Sitzkissen, Rückenlehnen o. dgl., bestehend aus einer Deckschicht (13), einer Wattierung (14) und einem Kissenteil (16), bei dem die Wattierung (14) an die Deck­ schicht (13) flammlaminiert wird, der so gebildete Deckschicht­ überzug (12) in eine Ausschäumungsform eingelegt und auf der Seite der Wattierung (14) das Kissenteil (16) durch Ausschäumen mit flüssigem schäumbaren Kunstharz gebildet wird, wobei vor dem Ausschäumen des Kissenteils (16) flüssiges schäumbares Kunstharz gleichmäßig auf die Wattierung (14) aufgetragen wird, wodurch eine Hartschicht (14a) konstanter Dicke zwischen der Wattierung (14) und dem Kissenteil (16) ausgebildet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffteils, insbesondere für Sitzkissen, Rückenlehnen o. dgl., bestehend einer Deckschicht (13), einer Wattierung (14) und einem Kissenteil (16), bei dem die Wattierung (14) an die Deck­ schicht (13) flammlaminiert wird, der so gebildete Deckschicht­ überzug (12) in eine Ausschäumungsform eingelegt und auf der Seite der Wattierung (14) das Kissenteil (16) durch Ausschäumen mit flüssigem schäumbaren Kunstharz gebildet wird, wobei das Ausschäumen des Kissen­ teils (16) in der Ausschäumungsform innerhalb eines Druckraumes unter Drucksteuerung erfolgt, wodurch eine Hartschicht (14a) konstanter Dicke zwischen der Wattierung (14) und dem Kissenteil (16) ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammlaminierung der Wattierung (14) an die Deckschicht (13) unter Aufschmelzen der Wattierung (14) in einer Schichtdicke von 0,3 bis 0,8 mm erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hartschicht (14a) mit einer Dicke von 1 bis 5 mm ausgebildet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Material für die Wattierung (14) verwendet wird, das eine Luftdurchlässigkeit von nicht mehr als 100 cm³/cm²/s und eine Zellzahl im Bereich von 40 bis 50/25 mm auf­ weist.