DE4202354A1 - Verfahren zum herstellen einer kunststoffhaut - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer kunststoffhautInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
Kunststoffhaut, die insbesondere als Deckschicht eines in
weiteren Arbeitsschritten herzustellenden, mehrlagigen Ge
genstandes dient. Die Herstellung der Kunststoffhaut er
folgt dabei entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffes
des Anspruches 1.
Ein Verfahren der genannten Art ist aus der DE 34 17 727 C2
bekannt. Nach diesem Verfahren wird eine zunächst offene
Produktionsform vorgewärmt, sodann auf einen Kunststoffpul
ver enthaltenden Behälter aufgesetzt und mit diesem dicht
verbunden. Ferner werden der Behälter und die aufgesetzte
Produktionsform miteinander verschwenkt und gerüttelt, so
daß das Kunststoffpulver nicht nur aus dem Behälter auf die
Innenseite der Produktionsform fällt, sondern auch dort
sicher und zuverlässig in hinterschnittene Bereiche ge
langt. Aufgrund der Temperatur der Produktionsform schmilzt
Kunststoffpulver auf der Innenseite der Produktionsform als
dünne Schicht in einer wandnahen Lage und bildet nach dem
Abheben der Produktionsform von dem Behälter und nach dem
Abkühlen und Entformen eine dünne Kunststoffhaut. Diese
Kunststoffhaut dient sodann als äußere Schicht eines mehr
lagigen Gegenstandes, der in weiteren, hier nicht interes
sierenden Arbeitsschritten hergestellt wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Ver
fahren zu verbessern und für neue Anwendungsmöglichkeiten
zu erschließen.
Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung vor, daß
Lack auf die Innenseite der Produktionsform aufgebracht
wird, ehe das die Kunststoffhaut bildende Kunststoffpulver
in die Produktionsform gefüllt wird. Während des Anschmel
zens bzw. Aufschmelzens des Kunststoffpulvers verbindet
sich dieses mit dem auf dieselbe Temperatur erwärmten Lack
und bildet schließlich nach dem Abkühlen und Erstarren die
sichtbare Oberfläche der fertigen Kunststoffhaut. Dabei
wird zweckmäßigerweise ein Lack auf Polyvinylchlorid-Basis
(PVC-Basis) für eine Kunststoffhaut verwendet, zu deren
Herstellung ein Kunststoffpulver auf Polyvinylchlorid-Basis
(PVC) dient. Entsprechend findet ein Polyurethan-Lack Ver
wendung, wenn die herzustellende Kunststoffhaut aus einem
Kunststoffpulver gefertigt wird, das in erster Linie aus
Polypropylen (PP) oder aus thermoplastischem Polyurethan
(TPU) besteht. Der jeweilige Lack und der Grundwerkstoff
der herzustellenden Kunststoffhaut sind also aufeinander
abzustimmen.
Bei Anwendung dieses Verfahrens entsteht eine fertig
lackierte Kunststoffhaut in der erwünschten Farbe und ge
gebenenfalls auch mehrfarbig, wenn in Weiterbildung der Er
findung mit Masken zum Abdecken bestimmter Bereiche bzw.
gleichzeitig mit Lacken in verschiedenen Farben gearbeitet
wird.
In Abhängigkeit von den Eigenschaften des verwendeten
Lackes und/oder Kunststoffpulvers ist es unter Umständen
zweckmäßig, zuvor noch ein Trennmittel auf die Innenseite
der Produktionsform aufzubringen.
In Weiterbildung der Erfindung ist es schließlich vorteil
haft, wenn die Verfahrensschritte derart gesteuert werden,
daß die dünne, angeschmolzene Kunststoffschicht nach Be
endigung der Wärmezufuhr und nach dem Entleeren der Pro
duktionsform allein aufgrund der in der Masse der Produk
tionsform gespeicherten Wärme aufschmilzt. Gegebenenfalls
kann auch zusätzlich von außen Wärme zugeführt werden, so
fern dies erforderlich sein sollte.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er
findung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der
Beschreibung und der Zeichnung hervor.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch sowie im Schnitt eine Produk
tionsform;
Fig. 2 schematisch sowie im Schnitt eine Produk
tionsform mit Trennmittel;
Fig. 3 eine Produktionsform wie in den Fig. 1 und
2 mit Trennmittel und mit Lack sowie mit
einer bei Bedarf verwendbaren Maske;
Fig. 4 eine Produktionsform mit Trennmittel und mit
Lack während der Wärmezufuhr;
Fig. 5 schematisch sowie im Schnitt die Produktions
form mit Trennmittel und mit Lack nach dem
Aufsetzen auf einen schwenkbar gelagerten Be
hälter, der Kunststoffpulver enthält;
Fig. 6 eine Ansicht wie in Fig. 5 nach dem Schwenken
von Produktionsform und Behälter;
Fig. 7 schematisch und im Schnitt die Produktions
form mit einer dünnen, angeschmolzenen Kunst
stoffschicht während ihres Aufschmelzens;
Fig. 8 schematisch und im Schnitt die Produktions
form mit der Kunststoffschicht beim Erstarren
und
Fig. 9 schematisch und im Schnitt die Kunststoffhaut
nach der Entnahme aus der Produktionsform.
Zum Herstellen einer in Fig. 9 nur im Schnitt sowie schema
tisch dargestellten Kunststoffhaut 1, die z. B. als Deck
schicht eines Kraftfahrzeuginnenteiles wie einer Armaturen
verkleidung, einer Mittelkonsole oder dgl. verwendet werden
kann, dient eine Produktionsform 2 gemäß der schematisch
sowie im Schnitt wiedergegebenen Darstellung in Fig. 1. So
fern es aufgrund der für die Herstellung der Kunststoffhaut
1 benutzten Werkstoffe erforderlich ist, wird ein Trennmit
tel 3 in einem ersten Verfahrensschritt gemäß Fig. 2 auf
die Innenseite 4 der Produktionsform 2 aufgebracht. Bei
diesem Trennmittel kann es sich z. B. um Dispersionen auf
Wachsbasis handeln.
Im nächsten Verfahrensschritt wird Lack 5 auf die Innen
seite 4 der zunächst noch offenen Produktionsform 2 aufge
gebracht. Dies geschieht durch Aufsprühen oder in sonsti
ger, grundsätzlich bekannter Weise. Einzelne Bereiche 6 der
Innenseite 4 der Produktionsform 2 können dabei durch eine
Maske 7 abgedeckt sein, zwingend notwendig ist dies jedoch
nicht. Eine oder mehrere Masken 7 finden Verwendung, wenn
nicht die gesamte Innenseite 4 der Produktionsform 2 mit
einer Lackschicht versehen werden soll, weil z. B. bestimmte
Bereiche 6 vollkommen lackfrei bleiben sollen oder weil der
bzw. die Bereiche 6 mit andersfarbigem Lack oder mit farb
farblosem Lack versehen werden sollen. Masken 7 dienen so
mit in erster Linie zur Herstellung von mehrfarbigen End
produkten.
Bereits vor dem Lackauftrag kann die Produktionsform 2 vor
gewärmt werden, sofern dies im Einzelfall zweckmäßig ist.
Die Wärmezufuhr ist in Fig. 2 mit Hilfe des Pfeiles 8 sche
matisch dargestellt. In einem solchen Fall wird die Produk
tionsform 2 auf eine Temperatur von 40°C bis 95°C, vorzugs
weise auf 80°C vorgewärmt. Eine derartige Erwärmung kann
z. B. entfallen, wenn die Temperatur der Produktionsform 2
während des gesamten Herstellungsverfahrens nicht unter
eine bestimmte Mindesttemperatur absinkt.
Beim nächsten Verfahrensschritt nach dem Lackauftrag wird
die Produktionsform 2 gemäß Fig. 4 auf eine Temperatur von
200°C bis 240°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 230°C
erwärmt. Die Zufuhr der Wärme ist in Fig. 4 mit Hilfe des
Pfeiles 9 schematisch angedeutet.
Sodann wird die Produktionsform 2 dicht auf einen schwenk
bar gelagerten Behälter 10 aufgesetzt und mit diesem ver
bunden. Fig. 5 gibt diesen Verfahrensschritt schematisch
an.
Gemäß Fig. 6 wird der Behälter 10 mit der Produktionsform
2 verschwenkt, so daß in dem Behälter 10 befindliches
Kunststoffpulver 11 in die Produktionsform 2 gelangt und
diese vollständig ausfüllt. Durch mehrfaches Schwenken und
gegebenenfalls durch Rütteln von Behälter 10 und Produk
tionsform 2 gelangt das Kunststoffpulver 11 auch in hinter
schnittene Bereiche 12 der Produktionsform 2 und legt sich
überall an deren Innenseite 4 an.
Aufgrund der Temperatur der Produktionsform 2 schmilzt
Kunststoffpulver 11 in einer wandnahen Lage als dünne
Kunststoffschicht 13 an. Dabei bleiben das Trennmittel 3
und der Lack 5 zwischen der Kunststoffschicht 13 und der
Wand 14 der Produktionsform 2 erhalten.
Sobald ausreichend Kunststoffpulver 11 als Kunststoff
schicht 13 angeschmolzen ist, wird das nicht angeschmolze
ne Kunststoffpulver 11 aus der Produktionsform 2 ausge
leert. Hierzu werden der Behälter 10 und die Produktions
form 2 aus der Stellung gemäß Fig. 6 wieder in die Stellung
gemäß Fig. 5 geschwenkt und sodann voneinander getrennt.
Die Situation nach der Trennung ist in Fig. 7 dargestellt.
Durch weitere Wärmezufuhr schmilzt die angeschmolzene
Kunststoffschicht 13 in der Produktionsform 2 nunmehr
völlig auf. Diese weitere, zuzuführende Wärme kann aus
schließlich von der in der Masse der Produktionsform 2 ge
speicherten Wärme stammen oder zusätzlich von außen gemäß
dem Pfeil 15 in Fig. 7 zugeführt werden.
Sobald die Kunststoffschicht 13 vollständig aufgeschmolzen
ist und sich mit dem Lack 5 verbunden hat, werden die Pro
duktionsform 2 unmittelbar und die aufgeschmolzene Kunst
stoffschicht 13 mittelbar und/oder unmittelbar abgekühlt.
Dies verdeutlicht der Pfeil 16 in Fig. 8. Hierbei erstarrt
die aufgeschmolzene Kunststoffschicht 13, so daß sie
schließlich als mit Lack 5 versehene Kunststoffhaut 1 der
Produktionsform 2 entnommen werden kann. Die fertigge
stellte Kunststoffhaut 1 ist entsprechend in Fig. 9 darge
stellt.
Sofern die Produktionsform 2 für die Entnahme der Kunst
stoffhaut 1 auf eine nicht zu niedrig liegende Entnahme
temperatur abgekühlt wird, können das Trennmittel 3 und/
oder der Lack 5 unmittelbar auf die Innenseite 4 der Pro
duktionsform 2 aufgebracht werden, ohne daß die Produk
tionsform 2 vorgewärmt wird.
Die Temperatursteuerung der Produktionsform 2 kann auch
beim Erwärmen vor dem Lackauftrag bzw. nach dem Entleeren
des Kunststoffpulvers 11 noch modifiziert werden. Zweck
mäßig ist eine Temperatursteuerung derart, daß die Erwär
mung der Produktionsform 2 nach dem Lackauftrag bis zum Er
reichen der höchsten Temperatur innerhalb von zwei bis drei
Minuten, vorzugsweise innerhalb von 2,5 Minuten erfolgt.
Zum Abkühlen der Produktionsform 2 und der Kunststoff
schicht 13 wird die Rückseite der Produktionsform 2 bis zum
Erstarren der aufgeschmolzenen Kunststoffschicht 13 durch
Besprühen mit einem Kühlmedium, vorzugsweise mit Hilfe von
Wasser vorgekühlt. Die vollständige Abkühlung der Kunst
stoffschicht 13 mit der auf ihr befindlichen Lackschicht
erfolgt in einem Wasserbad bis zu einer Entnahmetemperatur
von 20°C bis 50°C, vorzugsweise von 40°C.
Als Lack 5 dient zweckmäßigerweise ein Lack auf Polyvinyl
chlorid-Basis, wenn auch das für die Herstellung der Kunst
stoffhaut 1 verwendete Kunststoffpulver 11 in erster Linie
aus Polyvinylchlorid besteht. Lacke auf PVC-Basis sind z. B.
als PVC-Plastisole in verschiedener Form bekannt und im
Handel erhältlich.
Aber auch Polyurethan-Lacke können verwendet werden, insbe
sondere wenn das Kunststoffpulver 11 in erster Linie aus
Polypropylen (PP) oder aus thermoplastischem Polyurethan
(TPU) besteht. Diese Kunststoffe können Polyvinylchlorid
(PVC) ersetzen, sie besitzen aber den Nachteil, daß sie
nicht lichtecht sind und/oder daß aus ihnen hergestellte
Gegenstände keine angenehm anzufassende Oberfläche be
sitzen.
Hier dient der Lack also auch dazu, die notwendige Licht
echtheit herzustellen und somit die Kunststoffhaut zu
schützen bzw. ihr eine angenehme Griffigkeit zu verleihen.
Es ist ferner grundsätzlich auch bekannt, Teile aus den ge
nannten Kunststoffen nachträglich zu lackieren. Dies er
fordert aber nicht nur einen besonderen Arbeitsgang, son
dern es gehen bei nachträglicher Lackierung auch erwünschte
Unebenheiten wie Narbungen in der Oberfläche des herzu
stellenden Teiles mehr oder weniger verloren. Durch die
nachträgliche Lackierung erfolgt eine Einebnung der z. B.
genarbten Oberfläche. Bei Anwendung des beschriebenen Ver
fahrens bleiben im Gegensatz dazu alle erwünschten Uneben
heiten in der sichtbaren Oberfläche in vollem Umfang erhal
ten.
Die Temperatursteuerung des Verfahrens kann verschieden ge
staltet werden. So ist es möglich, vor jeglicher Erwärmung
der Produktionsform 2 den Lack 5 auf deren Innenseite auf
zubringen. Die Produktionsform 2 kann aber auch vor dem
Lackauftrag vorgewärmt oder gegebenenfalls sogar bis auf
ihre höchste Arbeitstemperatur erwärmt werden. Schließlich
ist es möglich, zwecks Verkürzung der einzelnen Herstel
lungsschritte, den Lack 5 während des Erwärmens der Pro
duktionsform 2 aufzutragen und/oder diese auch während des
Füllens mit Kunststoffpulver 11 zu erwärmen. Das Ziel hier
bei ist es, möglichst kurze Arbeitszyklen zu erreichen. Die
Erfindung kann daher in mannigfacher Weise variiert werden,
ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuwei
chen.
Claims (18)
1. Verfahren zum Herstellen einer Kunststoffhaut (1), die
insbesondere als Deckschicht eines in weiteren Arbeits
schritten herzustellenden, mehrlagigen Gegenstandes
dient,
- a) wobei Kunststoffpulver (11) in einer Produktionsform (2) erwärmt wird,
- b) in dieser als dünne Kunststoffschicht (13) boden und/oder wandseitig anschmilzt und
- c) bei weiterer Wärmezufuhr aufschmilzt und
- d) schließlich nach dem Abkühlen als Kunststoffhaut (1) erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß
- e) Lack (5) auf die Innenseite (4) der Produktionsform (2) aufgebracht wird,
- f) ehe das die Kunststoffhaut (1) bildende Kunststoff pulver (11) in die Produktionsform (2) gefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Trennmittel (3) vor dem Aufbringen des Lackes (5)
auf die Innenseite (4) der Produktionsform (2) aufge
bracht wird.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktions
form (2) vor dem Lackauftrag und/oder vor dem Auf
bringen des Trennmittels (3) vorgewärmt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen
auf eine Temperatur von 40°C bis 95°C, vorzugsweise auf
80°C erfolgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktions
form (2) nach dem Auftragen des Lackes (5) und vor dem
Einfüllen des Kunststoffpulvers (11) auf eine Tempera
tur von 200°C bis 240°C, vorzugsweise auf eine Tempera
tur von 230°C erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktions
form (2) vor dem Auftragen des Lackes (5) auf die
höchste während des Herstellungsverfahrens auftretende
Temperatur erwärmt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lackauftrag
auf die Innenseite (4) der Produktionsform (2) bei
einer Temperatur erfolgt, die der Entnahmetemperatur
der Kunststoffhaut (1) aus der Produktionsform (2) ent
spricht.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Produk
tionsform (2) mit einer derartigen Masse verwendet
wird, daß die dünne, angeschmolzene Kunststoffschicht
(13) nach Beendigung der Wärmezufuhr und nach dem
Entleeren der Produktionsform (2) allein aufgrund der
in der Masse der Produktionsform (2) gespeicherten
Wärme aufschmilzt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne, ange
schmolzene Kunststoffschicht (13) nach dem Entleeren
der Produktionsform (2) aufgrund der in der Masse der
Produktionsform (2) gespeicherten Wärme und durch
zusätzlich von außen zugeführte Wärme (15) aufschmilzt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Temperatursteue
rung nach dem Aufbringen des Lackes (5) derart, daß das
Aufheizen der Produktionsform (2) innerhalb von zwei
bis drei Minuten, vorzugsweise innerhalb von 2,5 Minu
ten erfolgt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyurethan-
Lack (5) in Form einer Dispersion aufgebracht/aufge
sprüht wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethan-
Lack (5) als lösungsmittelhaltiger Mehrkomponentenlack
aufgebracht/aufgesprüht wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (5) aus
einem Polyvinylchlorid-Plastisol besteht.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff
schicht (13) mit der auf ihr befindlichen Lackschicht
vor der Entnahme aus der Produktionsform (2) in einem
Wasserbad auf eine Entnahmetemperatur von 20°C bis
50°C, vorzugsweise auf 40°C abgekühlt wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Pro
duktionsform (2) zum Einfüllen des Kunststoffpulvers
(11) mit einem das Kunststoffpulver (11) enthaltenden
Behälter (10) verbunden wird, daß die mit dem Behälter
(10) verbundene Produktionsform (2) während des Ar
beitsschrittes "Anschmelzen einer dünnen Kunststoff
schicht (13)" gegebenenfalls mehrmals geschwenkt und
gegebenenfalls gerüttelt wird, ehe sie wieder von dem
Behälter (10) getrennt wird, wenn die Kunststoffschicht
(13) auf der Lackschicht angeschmolzen ist.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von
mindestens einer Maske (7) zur räumlichen Begrenzung
des aufzutragenden Lackes (5) auf der Innenseite (4)
der Produktionsform (2).
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedenfar
bige Lacke (5) und/oder farbloser Lack (5) mit Hilfe
von mindestens einer Maske (7) räumlich begrenzt auf
der Innenseite (4) der Produktionsform (2) aufgetragen
werden.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens
schritte:
- a) der Lack (5) wird auf die Innenseite (4) der zu nächst offenen Produktionsform (2) aufgebracht,
- b) die Produktionsform (2) wird sodann erwärmt,
- c) die Produktionsform (2) wird sodann mit Kunststoff pulver (11) gefüllt,
- d) welches sodann in einer wandnahen Lage als dünne Kunststoffschicht (13) anschmilzt,
- e) das nicht angeschmolzene Kunststoffpulver (13) wird sodann aus der Produktionsform (2) ausgeleert,
- f) woraufhin wieder Wärme der dünnen, angeschmolzenen Kunststoffschicht (13) zugeführt wird, so daß sie in der Produktionsform (2) aufschmilzt,
- g) sodann werden die Produktionsform (2) unmittelbar und die aufgeschmolzene Kunststoffschicht (13) mit telbar und/oder unmittelbar abgekühlt,
- h) wobei die aufgeschmolzene Kunststoffschicht (13) er starrt und
- i) woraufhin schließlich die erstarrte Kunststoff schicht (13) als Kunststoffhaut (1) der Produktions form (2) entnommen wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: CHRISTOPH, ERICH M., DIPL.-ING. (FH), 6053 OBERTSHAUSEN, DE BARTELS, HERMANN A., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING., 6052 MUEHLHEIM, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8368 | Opposition refused due to inadmissibility | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MAGNA INTERIOR SYSTEMS GMBH, 94315 STRAUBING, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |