DE4314030A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von plattenförmigen Körpern mit einer Kunststoffolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Be­ schichten von plattenförmigen Körpern mit einer Kunststoffolie, bei welchem Verfahren auf die Ober­ fläche eines plattenförmigen Körpers ein wärmeakti­ vierbarer Klebstoff aufgebracht wird, die Kunststoff­ folie durch einen im Abstand davon angeordneten Wär­ mestrahler aufgeheizt wird, die Kunststoffolie auf den zu beschichtenden Körper aufgelegt wird und da­ durch gegen die Oberfläche des zu beschichtenden Kör­ pers gedrückt wird, daß aus dem Raum zwischen dem Körper und der Kunststoffolie Luft so lange herausge­ saugt wird, bis die Folie an der Oberfläche des zu beschichtenden Körpers haftet.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Beschichten von plattenförmigen Körpern mit einer Kunststoffolie, die aus einer durch Wand- und Decken­ teile gebildeten Wärmehaube, einem im oberen Teil der Wärmehaube angeordneten Wärmestrahler und einem Un­ terdrucktisch zum Drücken der Folie gegen die Ober­ fläche des zu beschichtenden Körpers besteht.

Aus der DE-Offenlegungsschrift 38 19 434 ist eine Lösung bekannt, nach der eine Kunststoffolie in einer Heizkammer durch stabförmige Strahler aufge­ heizt wird, deren Oberflächentemperatur sehr hoch ist, wobei die Wellenlänge der durch diese emit­ tierten Wärmestrahlung sehr kurz ist. Am Boden der Heizkammer ist eine Form angeordnet, auf die die auf­ geheizte Kunststoffolie aufgelegt und mittels Über­ druckes von der Wärmestrahlerseite und mittels Unter­ druckes von der Formseite daran fest gesaugt wird. Diese Lösung ist sehr teuer und schwer. Der Überdruck in der Heizkammer kann bis zu 10 bar betragen, wäh­ rend der Unterdruck beinahe einen Vakuumzustand er­ zeugt. Dann müssen die Heizkammerwände sehr dick und robust ausgebildet sein. Das Öffnen der Heizkammer und die Handhabung des von der Form zu trennenden Endproduktes ist äußerst mühsam, weil die Vorrichtung wegen der dicken Heizkammerwände sehr schwer ist. Ferner sind die Gesamtkosten wegen der für die Erzeu­ gung von Über- und Unterdruck erforderlichen Kompres­ soren hoch. Da die Wellenlänge der verwendeten Wärme­ strahlung sehr kurz und der Heizvorgang sehr schnell sind, ist es sehr schwierig und mühsam, den Heizvor­ gang einzustellen. Deshalb wird die Kunststoffolie ungleichmäßig aufgeheizt, und schlimmstenfalls verur­ sacht eine ungleichmäßige Verteilung der Strahlungs­ wärme ein Brennloch in der Kunststoffolie, wobei das Produkt auf der Produktionslinie ausgesondert wird.

Die DE-Offenlegungsschriften 32 20 416, 32 23 171 und 32 25 533 offenbaren eine Vorrichtung und weitere Ausgestaltungen von Vorrichtungen, bei denen ein Kunststoffmaterial durch stabförmige Wärme­ strahler aufgeheizt wird, deren Oberflächentemperatur sehr hoch ist. Eine aufgeheizte Kunststoffplatte wird auf eine Form aufgelegt und anschließend mittels Un­ terdruckes bzw. Überdruckes an die Form angedrückt. Nach dem Abkühlen wird die auf diese Weise verformte Kunststoffplatte für die Weiterverarbeitung von der Form getrennt. Mit dieser Vorrichtung wird das Mate­ rial also nicht beschichtet, sondern es werden aus einem Kunststoffmaterial Gegenstände verformt. In diesen DE-Druckschriften ist beschrieben, wie die Verformung des Kunststoffmaterials fabrikmäßig erfol­ gen und eine Produktionslinie industriell verwendbar gemacht werden kann. Weil der Heizvorgang schnell ist, ist es sehr schwierig, ihn einzustellen, weshalb eine gleichmäßige Aufheizung des Kunststoffmaterials praktisch unmöglich ist.

Aus der DE-Offenlegungsschrift 27 45 395 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der ein erwärmtes Kunststoffmaterial mittels Unterdruckes an eine Form angedrückt und nach der Verformung von der Form ge­ trennt wird. Diese Literaturstelle offenbart auch ein System zur Rückgewinnung von Formen, wodurch ein fle­ xibler und einfacher Produktionsprozeß erhalten wird.

Die EP-A3-0 179 374 offenbart eine Vorrichtung, mit der verschiedene Kautschukflächen in einer Form durch Vulkanisieren miteinander verbunden und u. a. runderneuerte Fahrzeugreifen hergestellt werden kön­ nen. Diese Veröffentlichung befaßt sich nur mit der Bearbeitung des Kautschukmaterials.

Aus der DE-Offenlegungsschrift 22 40 769 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der ein Überzugsmate­ rial unter Verwendung von Über- und Unterdruck in einer Form in die gewünschte Form gebracht wird, wo­ nach in den Raum zwischen dem Überzug und der Form ein elastisches Mittel, z. B. Polyurethan, gespritzt wird. Mit dieser Vorrichtung können zum Beispiel Pol­ sterungen für Fahrzeugsitze hergestellt werden. Diese Literaturstelle offenbart ferner eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Produktion dieser Erzeugnisse an die Forderungen der Autoindustrie anzupassen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Be­ schichten von plattenförmigen Körpern mit einer Kunststoffolie zu schaffen, wobei die Vorrichtung einen leichten Aufbau aufweisen kann. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kunststoffolie durch ein flächenförmiges Heizelement aufgeheizt wird, das im wesentlichen gleich groß wie die aufzu­ heizende Fläche der Kunststoffolie ist, wobei die aufgeheizte Kunststoffolie einen Klebstoff auf dem zu beschichtenden Körper aktiviert und an dem zu be­ schichtenden Körper haftet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wiederum ist dadurch gekennzeichnet, daß der die Kunststoffolie aufheizende Wärmestrahler ein flächenförmiges Heiz­ element ist, das im wesentlichen gleich groß wie die aufzuheizende Fläche der Kunststoffolie ist.

Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, daß die Oberflächentemperatur der die Kunst­ stoffolie aufheizenden Wärmestrahler so niedrig ist, daß die Wellenlänge der erzeugten Strahlung ausrei­ chend groß ist, wobei das Wärmestrahlungsaufnahme­ vermögen der Kunststoffolie sehr gut ist. Die Kunst­ stoffolie wird über die gesamte Fläche gleichmäßig aufgeheizt. Ferner ist es wesentlich, daß die Innen­ fläche der Wärmehaube so ausgebildet ist, daß sie so wenig wie möglich Wärmestrahlung absorbiert, wobei sie die Wärmestrahlung zum gewünschten Gegenstand, in diesem Fall zur Kunststoffolie, reflektiert. Wesent­ lich ist auch die Tatsache, daß die der Kunststoffo­ lie zugewandte Fläche der Wärmeelemente aus einem Wärmestrahlung gut emittierenden Material und die der Kunststoffolie abgewandte Fläche der Wärmeelemente aus einem Wärmestrahlung schlecht emittierenden Mate­ rial herzustellen, wobei die Wärmestrahlung direkt auf die Kunststoffolie gerichtet werden kann. Es ist ferner wesentlich, daß an der höchsten Stelle der Wärmehaube eine Entlüftungsöffnung oder Entlüftungs­ öffnungen vorgesehen sind, durch die die durch die Heizelemente aufgeheizte Luft entweichen kann, wenn keine Kunststoffolie an der Wärmehaube anliegt. Wich­ tig ist auch die Tatsache, daß die Kunststoffolie während der Aufheizung mittels Unterdruckes an den Rändern der Haube daran haftet, wonach die Heizele­ mente die Kunststoffolie aufheizen und die aufge­ heizte Kunststoffolie erst danach auf eine zu be­ schichtende Türplatte oder einen ähnlichen Körper aufgelegt wird, wobei der plattenförmige Körper nicht unnötig aufgeheizt zu werden braucht. Anschließend wird die Kunststoffolie mittels Unterdruckes eng an­ schmiegend auf den zu beschichtenden plattenförmigen Körper gesaugt, wobei der Unterdruck die Kunststoff­ folie über die gesamte Fläche der zu beschichtenden, porösen Platte festsaugt. Die Oberfläche des platten­ förmigen Körpers ist so behandelt, daß die Kunst­ stoffolie durch die Wärmewirkung an der Oberfläche des Körpers haftet.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß wenn die Kunststoffolie auf eine niedri­ gere Temperatur aufgeheizt wird, wird die Wärme in der Kunststoffolie gleichmäßiger verteilt, wobei sie keine Brennlöcher in der Folie oder keine zu große Dehnung der Folie verursacht. Wenn die Kunststoffolie auf eine niedrigere Temperatur aufgeheizt wird, ist es möglich, die Temperatur der Folie gleichmäßig und genau einzustellen. Ein weiterer Vorteil besteht da­ rin, daß die Wärmehaube sehr leicht ausgebildet sein kann, wobei sie leicht verstellbar ist, weil sie nicht unter Druck gesetzt zu werden braucht. Da die Wandungen der Wärmehaube aus einem Material bestehen, das Wärmestrahlung schlecht absorbiert, reflektiert sie die Wärmestrahlung gleichmäßig zur Kunststoffo­ lie. Es ist zu beachten, daß mit der Vorrichtung nur die Kunststoffolie und nicht der Gegenstand, der mit der Folie beschichtet wird, aufgeheizt wird. Dadurch wird eine Deformation der plattenförmigen Rohlinge verhindert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der bei­ gefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert, wobei zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht und

Fig. 2 einen Schnitt eines bevorzugten Wärme­ elementes.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Aufheizen von Kunststoffolien dargestellt, die aus einer Wärme­ haube 2, Heizelementen 3 und einem Unterdrucktisch 4 besteht, auf den ein zu beschichtender, plattenför­ miger Körper 5 aufgelegt wird. Die Wärmehaube 2 be­ steht aus Wandteilen 6a und 6b und einem Deckenteil 6c. Die Wand- und Deckenteile 6a bis 6c sind so aus­ gebildet, daß ihre Innenflächen 7a, 7b und 7c aus einem Material gefertigt sind, das so wenig wie mög­ lich Wärmestrahlung absorbieren, wie z. B. aus polier­ tem Aluminiumblech. Auf die Innenfläche ist eine wär­ meisolierende Schicht aufgebracht, durch die unnötige Übertragung von Wärme in die Fabrikshalle od. dgl. verhindert ist. Die Wände 6a und 6b weisen Unter­ druckteile 8a und 8b mit Nuten 8a′ und 8b′ sowie Dichtungselemente 9a und 9b auf. In Fig. 1 ist ferner eine PVC-Kunststoffolie 10 sowie Entlüftungsöffnungen 11a und 11b dargestellt. Wenn die PVC-Kunststoffolie 10 nicht an der Wärmehaube 2 anliegt, kann die in der Wärmehaube 2 befindliche, durch die Heizelemente 3 aufgeheizte heiße Luft durch die Entlüftungsöffnungen 11a und 11b entweichen, wobei in der Wärmehaube keine heiße Luft verbleibt, die in der neuen, an die Wärme­ haube 2 anzulegenden PVC-Kunststoffolie 10 Löcher brennen könnte. Wenn die Folie 10 mittels der Unter­ druckteile 8a und 8b an die Wärmehaube 2 angelegt ist, endet die Luftströmung durch die Entlüftungs­ öffnungen 11a und 11b. Wenn die Folie ausreichend warm ist, wird sie auf den Unterdrucktisch 4 und den zu beschichtenden Körper 5 gesenkt. Die Oberfläche des Körpers 5 ist mit einem Klebstoff behandelt, der durch die Wärmewirkung aktiviert wird, wobei der Klebstoff für eine kurze Weile haftend wird, wenn die heiße Folie 10 auf ihn auftrifft. Wenn die Folie 10 durch den Klebstoff abgekühlt wird, haftet die Folie 10 an dem Körper, wobei auf dem Körper eine feste Beschichtung gebildet wird. Um eine möglichst enge Anlage der Folie am plattenförmigen Körper 5 zu er­ zielen, wird darunter mittels des Unterdrucktisches 4 Luft gesaugt, wobei der Atmosphärendruck die Folie 10 eng gegen den plattenförmigen Körper 5 drückt. Die Aufheizung kann erwünschtenfalls fortgesetzt werden, wobei die Folie 10 an den scharfen Kanten des plat­ tenförmigen Körpers 5 haftet.

In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Heizelementes 3 dargestellt, das aus Heizwider­ ständen 12a bis 12c und aus zwei gegenüberliegenden Teilen 14a und 14b besteht, in denen für die Wider­ stände 12a bis 12c quadratische Nuten 13a bis 13c eingefräst sind. Die Oberflächen der Teile 14a und 14b sind so behandelt, daß die Hälfte, deren Ober­ fläche der Kunststoffolie 10 zugewandt ist, Wärme­ strahlung gut emittierend, vorzugsweise schwarz aus­ gebildet ist. Entsprechend ist die der Kunststoffolie 10 abgewandte Oberfläche Wärmestrahlung schlecht emittierend, d. h. praktisch hell ausgebildet. Da­ durch wird die Wärmestrahlung direkt auf die Kunst­ stoffolie 10 gerichtet. Die Hälften 14a und 14b des Heizelementes können auch aus Aluminium hergestellt sein, das sehr gute Wärmeübertragungseigenschaften besitzt, wobei die Wärme bei der Aufheizung der Wi­ derstände 12a bis 12c so gleichmäßig wie möglich in den Hälften 14a und 14b verteilt wird. Es ist jedoch zu beachten, daß hauptsächlich die eine Fläche des Heizelementes 3 Wärmestrahlung emittiert, wobei die Strahlung nur über die gewünschte Fläche erfolgt. Die verwendete Temperatur liegt vorzugsweise zwischen 200 und 300°C, wobei die Wellenlänge der Wärmestrahlung größer als 4 µm ist. Das Heizelement kann auch als einen Wärmetauscher ausgebildet sein, wobei in das Heizelement zum Beispiel heißes Öl eingeführt werden kann, das außerhalb der Wärmehaube aufgeheizt und nach der Aufheizung über Rohrleitungen in das Heiz­ element eingeleitet ist. Als Wärmeübertragungsmedium kommen auch andere geeignete Flüssigkeiten in Frage. Es ist auch möglich, die Fläche des Heizelementes im Querschnitt sägezahnförmig auszubilden, wobei die Wärmestrahlung durch Reflexion über die Beschichtung der Wandteile auf die Kunststoffolie übertragen wird. Es ist aber zu beachten, daß das Heizelement eine im wesentlichen gerade, flächenförmige Platte ist, wobei die Wärmestrahlung gleichmäßig ist.

Das vorliegende Verfahren läßt sich leicht in die Produktion umsetzen, weil z. B. eine PVC-Kunst­ stoffolie in gewünschten Längen aus einer Rolle unter die Wärmehaube gezogen werden kann, wonach die Folie aufgeheizt wird und anschließend ein zu beschich­ tender, plattenförmiger Körper auf den Unterdruck­ tisch aufgelegt wird. Dadurch wird der Prozeß schnell und effektiv.

Die Zeichnungsfiguren und die diesen zugehö­ rigen Teile der Beschreibung sollen nur als Veran­ schaulichung des Erfindungsgedankens dienen, wobei die Erfindung in ihren Einzelheiten im Rahmen der Patentansprüche variiert werden kann. So ist es mög­ lich, als Heizelement eine Aluminiumplatte zu verwen­ den, auf dem Heizwiderstände angeordnet sind. Der we­ sentliche Erfindungsgedanke besteht jedoch darin, daß die Oberflächentemperatur des wärmestrahlenden Gegen­ standes ausreichend niedrig ist. Ferner ist zu beach­ ten, daß Fig. 1 nur einen Schnitt der Vorrichtung darstellt und daß die Vorrichtung tatsächlich eine dreidimensionale Vorrichtung ist, wobei sie von einer Ecke gesehen wie ein Kubus aussieht. Das Heizelement ist in der Figur schematisch in einem Stück darge­ stellt, aber es kann auch aus mehreren plattenför­ migen Teilen so ausgebildet werden, daß diese zusam­ men einen plattenförmigen Strahler bilden, der im wesentlichen gleich groß wie die aufzuheizende Fläche der Kunststoffolie ist.

Claims (13)

1. Verfahren zum Beschichten von plattenför­ migen Körpern (5) mit einer Kunststoffolie (10), bei welchem Verfahren auf die Oberfläche eines platten­ förmigen Körpers (5) ein wärmeaktivierbarer Klebstoff aufgebracht wird, die Kunststoffolie (10) durch einen im Abstand davon angeordneten Wärmestrahler aufge­ heizt wird, die Kunststoffolie auf den zu beschich­ tenden Körper (5) aufgelegt wird und dadurch gegen die Oberfläche des zu beschichtenden Körpers (5) ge­ drückt wird, daß aus dem Raum zwischen dem Körper (5) und der Kunststoffolie (10) Luft so lange herausge­ saugt wird, bis die Folie an der Oberfläche des zu beschichtenden Körpers (5) haftet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffolie (10) durch ein flä­ chenförmiges Heizelement (3) aufgeheizt wird, das im wesentlichen gleich groß wie die aufzuheizende Fläche der Kunststoffolie ist, wobei die aufgeheizte Kunst­ stoffolie (10) einen Klebstoff auf dem zu beschich­ tenden Körper (5) aktiviert und an dem zu beschich­ tenden Körper (5) haftet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffolie (10) durch ein im oberen Teil eines durch die Wand- und Deckenteile (6a, 6b, 6c) gebildeten Raumes angeordnetes Heizele­ ment (3) aufgeheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie für die Auf­ heizung gegen den unteren Rand der Wandteile (6a, 6b) des genannten Raumes gelegt und während der Aufhei­ zung dadurch getragen wird, daß durch in den Wandtei­ len (6a, 6b) vorgesehene Kanäle Luft gesaugt wird, so daß sich die Kunststoffolie an den unteren Rand der Wandteile (6a, 6b) anlegt, wobei der Abstand der Kunststoffolie (10) vom Heizelement (3) während der Aufheizung im wesentlichen gleich bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beschichtung des Körpers (5) der durch die Wand- (6a, 6b) und Deckenteile (6c) gebildete, heiße Luft enthaltende Raum durch Entlüf­ tungskanäle des Deckenteils (6c) entlüftet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen­ temperatur des Heizelementes (3) bei 200 bis 300°C gehalten wird, so daß die Wellenlänge der dadurch emittierten Wärmestrahlung etwa zwischen 4 und 10 µm liegt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff­ folie (10) während ihres Drückens gegen die Oberflä­ che des zu besichtenden Körpers (5) aufgeheizt wird.

7. Vorrichtung zum Beschichten von plattenför­ migen Körpern (5) mit einer Kunststoffolie (10), be­ stehend aus einer durch Wand- (6a, 6b) und Deckentei­ le (6c) gebildeten Wärmehaube (2), einem im oberen Teil der Wärmehaube (2) angeordneten Wärmestrahler und einem Unterdrucktisch (4) zum Drücken der Folie (10) gegen die Oberfläche des zu beschichtenden Kör­ pers (5), dadurch gekennzeichnet, daß der die Kunst­ stoffolie (10) aufheizende Wärmestrahler ein flächen­ förmiges Heizelement (3) ist, das im wesentlichen gleich groß wie die aufzuheizende Fläche der Kunst­ stoffolie (10) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heizelement (3) ein plattenförmiges flächiges Element ist, das an der der Kunststoffolie (10) abgewandten Seite Heizwiderstände aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) aus wenig­ stens zwei Teilen (14a, 14b) besteht, von denen die der Kunststoffolie (10) abgewandte Seite Wärmestrah­ lung schlecht emittiert und die der Kunststoffolie (10) zugewandte Seite Wärmestrahlung gut emittiert, und daß die Heizwiderstände in Nuten (13a bis 13c) zwischen den Teilen (14a, 14b) des Heizelementes (3) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentempe­ ratur des Heizelementes (3) zwischen 200 und 300°C liegt, wobei die Wellenlänge der Wärmestrahlung zwi­ schen 4 und 10 µm liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (7a, 7b, 7c) der Wand- (6a, 6b) und Deckenteile (6c) aus einem glänzenden Material gefertigt sind, wobei sie Wärmestrahlung schlecht absorbieren.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckenteil (6c) der Wärmehaube (2) Entlüftungsöffnungen (11a, 11b) zum Entfernen von heißer Luft aus der Wärmehaube (2) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil der Wandteile (6a, 6b) Unterdruckteile (8a, 8b) zum Anle­ gen der Kunststoffolie (10) für ihre Aufheizung an den unteren Teil der Wandteile (6a, 6b) vorgesehen sind.