DE4015071A1 - Verfahren zum herstellen von kaschierten kunststofformteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kaschierten Kunststoffteilen durch Hinterspritzen der Ka­ schierungsschicht in einer Spritzgießform mit einem Thermo­ plast.

In zahlreichen Fällen, wie zum Beispiel für die Innen- und Außenausstattung von Kraftfahrzeugen oder auch zum Bei­ spiel für Möbel, werden Kunststofformteile mit einer Ober­ flächenkaschierung versehen, die aus einem Gewirke oder einem anderen Textil, aus einer hinterschäumten Textilfolie oder einer zum Beispiel Leder imitierenden Kunststoffstruk­ turfolie besteht. Üblicherweise werden solche kaschierten Kunststofformteile in der Weise hergestellt, daß zunächst das unkaschierte Kunststoffteil durch Spritzgießen herge­ stellt wird und danach auf das fertig geformte Kunststoff­ teil die eigentliche Kaschierungsschicht mittels eines Klebers aufgeklebt wird. In neuerer Zeit ist man bestrebt, kaschierte Kunststofformteile durch das Verfahren des so­ genannten Hinterspritzens herzustellen, bei dem das Ka­ schieren in einem Arbeitsgang während des eigentlichen Spritzgießprozesses erfolgt. Hierzu wird die Kaschierungs­ schicht in die Spritzgießform eingelegt und nach dem Schlie­ ßen der Form der thermoplastische Kunststoff eingeführt und das Formteil gespritzt. Bei der hierfür bekannten Ver­ fahrensweise zum Direkthinterspritzen von Textilien oder anderen Kaschierungsfolien handelt es sich um eine spezi­ elle Niederdruckspritzgießmethode, die den plastifizierten Kunststoff mit einem besonders niedrigen Druck in das Form­ werkzeug einführt, weil der bei normalen Spritzgießmaschi­ nen übliche hohe Einspritzdruck zu starken Verformungen, Verschiebungen oder Faltenbildungen insbesondere eines Kaschierungsgewebes im Formwerkzeug führen würde. Die­ se bekannte Niederdruckspritzgießmethode hat aber den Nach­ teil, daß es sehr schwierig ist, flächige dünnwandige Teile bei niedrigem Spritzgießdruck herzustellen, weil wegen der sehr engen Fließwege solche Teile nicht unter einer bestimmten Dicke herstellbar sind. Je dünner die Teile werden, um so mehr Anspritzungspunkte sind in der Spritzgießform erforderlich. Weiterhin muß die einzusprit­ zende Kunststoffmasse, um im Niederdruckspritzgießen arbei­ ten zu können, eine sehr niedrige Viskosität haben. Dies wird bei der bekannten Niederdruckspritzgießmethode dadurch erzielt, daß die Kunststoffmasse kurzfristig sehr stark über das übliche Maß hinaus erwärmt wird, um für das Einsprit­ zen mit dem niedrigen Druck sehr dünnflüssig zu sein. Hier­ durch ergeben sich bei der bekannten Niederdruckspritzgieß­ methode weitere Probleme. Unter anderem haben die erforder­ lichen hohen Plastifizierungstemperaturen zur Gefahr, daß an den als Kaschierungsmaterial in das Formwerkzeug einge­ legten Textilien Verbrennungserscheinungen auftreten, und führen die hohen Plastifizierungstemperaturen zu nachteilig langen Abkühlzeiten beziehungsweise Zykluszeiten der aufein­ anderfolgenden Spritzvorgänge.

Eine weitere Schwierigkeit hat beim sogenannten Hinter­ spritzen von Kaschierungsschichten bisher darin bestanden, daß die Kaschierungsmaterialien für ihre Verwendung zum Hinterspritzen geeignet präpariert werden mußten. Gewöhn­ liche Gewebe konnten nicht angewendet werden, weil sie vom hinterspritzten Kunststoff derart durchdrungen werden, daß sie durch den sogenannten Nagelungseffekt hart und steif werden und ihren weichen Gewebecharakter verlieren. Zur Ver­ hinderung dieses Nagelungseffektes hat man die Gewebe zu­ nächst mit einer Schicht beispielsweise aus Polyurethan hinterschäumt und dann in dieser präparierten Form als Kaschierungsschicht eingesetzt und hinterspritzt. Je größer das Volumen des herzustellenden Kunststofformteiles ist, das heißt je weniger es flächenmäßige Gestalt hat, war es erforderlich, spezielle Textilien mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zu schaffen und anzuwenden, um eine faltenfreie Lage auf der zu kaschierenden Oberfläche des Formteiles erhalten zu können.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen Weg zu finden, mit dem es möglich ist, auch mit üblichen Spritzgießmaschinen be­ ziehungsweise mit dem in der konventionellen Spritzgieß­ technik üblichen Einspritzdruck durch Direkthinterspritzen von Textilien und Folien kaschierte Kunststofformteile her­ zustellen ohne die Gefahr, daß das zu hinterspritzende Ka­ schierungsmaterial im Formwerkzeug zu Faltenbildungen ver­ drückt wird oder durch Tränkung und durch den Nagelungs­ effekt hart und fest wird und seine textilartige oder leder­ artige Elastizität verliert.

Diese Aufgabe löst die erfinungsgemäße Verfahrensweise dadurch, daß auf die Rückseite des in die Spritzgießform eingelegten Kaschierungsmaterials eine mit dem Thermoplast zu hinterspritzende Trennfolie aufgelegt wird, die in Ab­ hängigkeit von der Plastifizierungstemperatur und dem Ein­ spritzdruck des Spritzgießprozesses eine solche Dicke und Steifigkeit aufweist und aus einem solchen Kunststoff be­ steht, daß während des Flusses des Thermoplast in der Spritz­ gießform der Thermoplast an der glatten Trennfolie entlang fließt und von der hierbei ausreichend steif bleibenden Trenn­ folie Schubkräfte des Thermoplastflusses vom Kaschierungs­ material ferngehalten werden und daß nach Ausfüllung der Formhohlräume der Spritzgießform die Trennfolie unter der Wärme- und Druckeinwirkung des Thermoplast noch ausreichend angeschmolzen und/oder erweicht wird für eine Verschweiß- oder Adhäsionsverbindung mit dem Thermoplast und einer als Kaschierungsschicht verwendeten Folie beziehungsweise für eine Verkrallung in einem als Kaschierungsschicht verwen­ deten Gewebe. Während der kurzen Zeit, in der der Thermo­ plast in der Spritzgießform fließt, ist die Trennfolie ge­ nügend steif, um nicht selber verschoben oder gefaltet zu werden, so daß auch das Kaschierungsmaterial gegen Ver­ schieben und Faltenbildungen geschützt ist. Gleichzeitig schützt die Trennfolie die Kaschierungsschicht auch gegen eine Tränkung mit dem hinterspritzten Thermoplast und gegen den nachteiligen Nagelungseffekt. Nachdem der Thermoplast­ fluß in der Spritzgießform zur Ruhe gekommen ist, wird die Trennfolie durch die weitere Wärmeeinwirkung des Thermoplast so erhitzt, daß es entweder zu einer Verschweißung der Trenn­ folie mit dem hinterspritzten Thermoplast kommt oder wenig­ stens eine so starke Adhäsion zwischen Trennfolie und Thermo­ plast eintritt, die diese beiden Kunststoffteile für den üblichen Gebrauch genügend fest miteinander verbindet. Ähn­ lich wie bei dem allgemein bekannten Wärmekontakt-Schweißen, bei dem eine Folie auf eine andere Folie geschweißt wird, indem eine der beiden Folien einseitig mit Wärme beauf­ schlagt wird, tritt auch eine haftfeste Verbindung zwischen der Trennfolie und der Kaschierungsschicht ein, wenn als Kaschierungsschicht beispielsweise eine normale Kunststoff­ folie oder eine geschäumte Kunststoffolie angewendet wird. Bei der Verwendung von Textilgeweben als Kaschierungsmate­ rial wird die Trennfolie zusätzlich zu der Erhitzung und Erweichung durch die Plastifizierungstemperatur des hinter­ spritzten Kunststoffs auch noch durch den Spritzdruck be­ ziehungsweise Nachdruck des hinterspritzten Kunststoffs so gegen das Textilgewebe angepreßt und gegen die Maschen beziehungsweise Poren des Textilgewebes ausgestülpt, daß sie sich in dem Textilgewebe etwa klettverschlußartig ver­ krallt. Diese Verankerung hält das Textilgewebe ausreichend abreißfest mit der Trennfolie zusammen. Die Trennfolie kann mit Vorprägungen auf einer Folienseite vorgefertigt sein und mit dieser Folienseite auf das Kaschierungsgewebe auf­ gelegt werden, damit beim Hinterspritzen der Trennfolie die gegen das Textilgewebe angepreßten Vorprägungen zu einer Verstärkung der verkrallenden Verankerung zwischen Trenn­ folie und Textilgewebe führen. Als Trennfolie kann auch eine Verbundfolie angewendet werden, deren untere Seite zur Verbindung mit der hinterspritzten Kunststoffschmelze bestimmt ist und deren obere Seite zur Verbindung mit dem Textilgewebe beschaffen ist.

Aus den allgemein bekannten technischen Regeln für das Wärmekontakt-Schweißen und -Siegeln von Folien, thermoge­ formten, gespritzten und extrudierten Kunststoffteilen läßt sich auch für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens entnehmen, welche Folien beziehungsweise Kunst­ stoffe und Textilien miteinander verschweißt werden können und wie dabei die Temperaturen und der Anpreßdruck zu steuern sind. Dabei ist lediglich zu beachten, daß die beim Wärmekontakt-Schweißen angewendete beheizte Elektrode beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die plastifizierte Schmelze ersetzt wird und daß die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete, zu verwendende Trennfolie eine hin­ reichende Festigkeit hat, um bei den je nach verwendetem Thermoplast gewählten Spritzdrücken sich nicht übermäßig zu dehnen beziehungsweise zu verschieben. In Versuchen hat sich gezeigt, daß eine ausreichende Festigkeit der Trennfolie in Abhängigkeit vom angewendeten Spritzdruck jeweils dann zu realisieren ist, wenn für die Trennfolie eine hinreichend große Mindestdicke gewählt wird. Diese Mindestdicke läßt sich am einfachsten durch einfache Ver­ suche in der für das Hinterspritzen angewendeten Spritz­ gießmaschine ermitteln. Hierbei kann mit einer geringen Dicke der Trennfolie begonnen werden und die Dicke bezie­ hungsweise Steifigkeit erforderlichenfalls so weit ge­ steigert werden, bis sich durch den in die Spritzgießform eingeführten heißen Thermoplast keine Deformationen mehr auf das zu hinterspritzende Kaschierungsmaterial einstellen. Beispielsweise wurden in Versuchen verschiedene Gewebe mit ABS-Kunststoffmaterial hinterspritzt. Hierbei wurde als Trennfolie eine PVC-Folie mit einer Dicke von 0,15 mm verwendet, wie sie im Handel unter der Bezeichnung "Geno­ therm EZ 53A transluzent" der Firma Hoechst bekannt ist. Mit dieser Trennfolie ergab sich eine sehr starke adhäsi­ ve Verbindung mit dem hinterspritzten ABS-Kunststoffma­ terial und, indem die Trennfolie gleichzeitig geringfügig in das Textil eindrang, eine starke Verkrallung zwischen Trennfolie und Textil und hierdurch eine überraschend gute Verankerung einer faltenfreien, elastisch weichen Textil­ oberfläche auf dem kaschierten Kunststofformteil. Es wur­ den weiterhin in Versuchen verschiedene Textilien mit Polypropylen hinterspritzt und als Trennfolie eine Poly­ propylen-Folie zum Beispiel mit einer Dicke von 0,01 mm verwendet. Hierbei zeigte sich deutlich, daß die Folie nur dann ihre erfindungsgemäße Funktion erfüllen konnte, wenn der Spritzdruck stark reduziert wurde, und daß selbst bei gewähltem reduzierten Spritzdruck die Hinterspritzung beim Fortlassen der Trennfolie keine faltenfreie Textilkaschie­ rungsoberfläche mehr lieferte.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen von kaschierten Kunststoffteilen durch Hinterspritzen einer Schicht aus dem Kaschierungs­ material in einer Spritzgießform mit einem für das Kunst­ stoffteil vorgesehenen Thermoplast, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rückseite des in die Spritzgießform eingelegten Kaschierungsmaterials eine mit dem Thermoplast zu hinter­ spritzende Trennfolie aufgelegt wird, die in Abhängigkeit von der Plastifizierungstemperatur und dem Einspritzdruck des Spritzgießprozesses eine solche Dicke und Steifigkeit aufweist und aus einem solchen Kunststoff besteht, daß während des Flusses des Thermoplast in der Spritzgießform der Thermoplast an der glatten Trennfolie entlang fließt und von der hierbei ausreichend steif bleibenden Trennfolie Schubkräfte des Thermoplastflusses vom Kaschierungsmaterial ferngehalten werden und daß nach Ausfüllung der Formhohl­ räume der Spritzgießform die Trennfolie unter der Wärme- und Druckeinwirkung des Thermoplast noch ausreichend ange­ schmolzen und/oder erweicht wird für eine Verschweiß- oder Adhäsionsverbindung mit dem Thermoplast und einer als Ka­ schierungsschicht verwendeten Folie beziehungsweise für eine Verkrallung in einem als Kaschierungsschicht verwendeten Gewebe.