DE4390938C2

DE4390938C2 - Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundpolstergegenstandes

Info

Publication number: DE4390938C2
Application number: DE4390938A
Authority: DE
Inventors: Toshinori Koseki; Kunio Maeda; Syoichi Kanno
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Kobe Steel Ltd; Toyota Motor Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Kobe Steel Ltd; Asahi Kasei Chemicals Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: DE4390938T1; GB9322239D0; TW252074B; CA2102608C; GB2273457A; GB2273457B; KR0124927B1; WO1993017854A1; DE4390938C3; CA2102608A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbundpolstergegenstandes, der ein steifes Substrat und ein Polstermaterial umfaßt, das in tegral auf dem steifen Substrat gebildet wird und das mit ei nem Oberflächenmaterial beschichtet wird. Der geformte Verbund polstergegenstand, der ein steifes Substrat zur Erlangung ei ner bestimmten Festigkeit und ein mit einem Oberflächenma terial beschichtetes Polstermaterial zur Erlangung eines aus gezeichneten Aussehens und eines weichen Griffs besitzt, wird z. B. für Teile und Produkte der Kraftfahrzeugausstattung (Instrumentenanzeigetafel, Türfüllungen, Rücksitzpolsterungen, Lenkrad, Zuggriffe, usw.), Möbel (Sitzfläche von Stühlen, usw.) und verschiedenes (Schuhe, Slipper, usw.) ver wendet.

Folgende Verfahren sind zur Herstellung eines geformten Ver bundpolstergegenstands bekannt:

1. Ein Verfahren, das die Herstellung eines Oberflächen materials umfaßt, durch Bildung einer halbsteifen Vinyl chlorid-Bahn aus einem halbsteifen Vinylchlorid-Harz im Vakuum oder durch Schlitzformen eines halbsteifen Vinyl chloridharz-Pulvers, Herstellung des steifen Substrats durch Spritzgießen eines Polypropylens, eines AS-Harzes, eines ABS-Harzes oder dgl., Einbringen des Oberflächen materials und des steifes Substrats in ein Werkzeug, Einspritzen eines schäumbaren Polyurethans zwischen das Oberflächenmaterial und das steife Substrat und Ver schäumen des Polyurethans, um ein Polstermaterial zu erhalten.
2. Verfahren, bei dem ein Laminat aus einem Oberflächen material und einem Polstermaterial, das durch Miteinan derverbinden einer halbsteifen Vinylchlorid-Bahn und einer geschäumten, vernetzten Polypropylen-Bahn mittels eines Haftmittels erhalten wird, an ein steifes Substrat anhaftet, das getrennt davon durch Spritzgießen, Formen im Vakuum erhalten wurde.
3. Verfahren, umfassend das Eingeben eines Laminats aus einem Oberflächenmaterial und einem Polstermaterial, das durch Miteinanderverbinden einer halbsteifen Vinyl chlorid-Bahn und einer geschäumten, vernetzten Polypro pylen-Bahn mittels eines Haftmittels erhalten wird, in ein Werkzeug; Einspritzen eines steifes Harzes in ein unteres Werkzeug, wobei dieses Werkzeug zum Formen eines steifes Substrats eingesetzt wird, um so das steife Sub strat und das Laminat aus einem Oberflächenmaterial und einem Polstermaterial in einem Körper zu verbinden.

Alle vorstehend erwähnten üblichen Verfahren besitzen Nachtei le, da sie eine große Anzahl an Herstellungsschritten beein halten, sie benötigen viel Arbeit und ziehen hohe Kosten nach sich, da in allen diesen Verfahren die Produkte, die durch Formen oder Formverfahren einzeln erhalten werden, z. B. ein Oberflächenmaterial wird aus einen nichtschäumbaren Material gemacht, ein Polstermaterial wird durch Verschäumen eines ver schäumbaren Elastomeren erhalten und ein steifes Substrat wird unter Verwendung eines steifes Harzes geformt, zu einem Körper vereinigt werden, um ein Produkt zu erhalten.

Zur Lösung dieser Probleme sind viele Verfahren entwickelt worden, alle besitzen jedoch Nachteile.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 1-249416 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegen stands aus flexiblem Harz, umfassend das Einführen eines Harz- Einlagematerials, das aus einem Polyolefin besteht, in ein Werkzeug, Einspritzen eines thermoplastischen Elastomer-Mate rials, das ein Treibmittel enthält, in ein Werkzeug, in einer Menge, die kleiner ist als die Kapazität des Werkzeugs (dieser Vorgang wird nachstehend als "ungenügende Werkzeugfüllung" be zeichnet), Verschäumen des thermoplastischen Elastomer-Materi als in das Werkzeug unter Bildung einer nicht-verschäumten Haut, Anhaften oder in-der-Wärme-Verschmelzen einer biegsamen Harzbeschichtung, die die Haut für dieses Einlageteil bildet und somit Herstellen eines geformten Gegenstands aus biegsamem Harz (Einlagematerial-ungenügendes-Werkzeugfüllungs-Verfah ren).

Nach diesem Verfahren kann jedoch kein geformter Gegenstand von geringer Dicke, einem hohen Ausdehnungsverhältnis und ei ner korrekten Übertragung des Oberflächenmusters des Werkzeugs erhalten werden. Der nach diesem Verfahren hergestellte, ge formte Gegenstand besitzt eine ausgeprägt rauhe Oberfläche, was für einen geschäumten, geformten Gegenstand charakteri stisch ist, der gemäß einem ungenügenden Werkzeugfüllungs-Ver fahren hergestellt wurde. Somit kann kein geformter Gegenstand, wie er gemäß der vorliegenden Erfindung beabsichtigt wird, er halten werden, z. B. ein geformter Gegenstand, der eine Ober fläche besitzt, die z. B. ähnlich der des Naturleders ist, die nur durch genaue Übertragung des Oberflächenmusters eines Werkzeugs erhalten werden kann.

Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 49- 10967 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Mehr schichtstruktur, die eine Polyolefinschaum-Schicht besitzt, welches gekennzeichnet ist durch vorheriges Einbringen eines die Festigkeit beibehaltenden Materials in ein Spritzgieß-Werk zeug, das einen Hohlraum aufweist, der seine Kapazität ver größern kann, während sich darin ein geschmolzenes Harz befin det, Einspritzen eines weichgemachten, verschäumbaren Polyole fin-Harzes in den Werkzeug-Hohlraum und anschließendes Vergrö ßern der Kapazität des Hohlraums, um das Polyolefin zu ver schäumen (Einlagematerial-Raum-in-Werkzeug-Ausdehnungsverfah ren).

Da Polyolefine jedoch keine gute gummiartige Elastizität auf weisen, die Substanzen auf Styrolbasis vom Sättigungstyp be sitzen, kann dieses Verfahren, das gekennzeichnet ist durch die Verschäumung eines Polyolefins, keinen geformten Verbund polstergegenstand von hoher Qualität ergeben, der einen wei chen und angenehmen Griff verleiht, was gemäß der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-227313 offenbart einen spritzgegossenen Gegenstand aus biegsamem Harz, umfassend ein Harz-Einlagematerial und eine Beschichtung aus biegsamem Harz, wobei das Harz-Einlagematerial aus einem Polyolefin-Harz besteht, die Beschichtung aus biegsamem Harz thermoplastischer Elastomere auf Styrol-Basis besteht und eine Härte (JIS K6301: Typ A) von 10 bis 50 und eine Verformung (JIS K6301 : 70°C × 22 h) von 70% oder weniger aufweist und die Dicke der Beschichtung aus biegsamem Harz 0,5 mm oder mehr beträgt (Einlagematerial-durch-Verschäumen-geformtes Produkt).

Der geformte Gegenstand wird gemäß einem konventionellen Ein lagematerial-Nichtverschäumungs-Spritzgießverfahren erhalten. Das konventionelle Einlagematerial-Nichtverschäumungs-Spritz gießverfahren erlaubt die Herstellung eines dünn geformten Gegenstandes, der eine genaue Übertragung des Oberflächenmu sters eines Werkzeugs aufweist, jedoch wird kein geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität erhalten, der einen weichen und angenehmen Griff verleiht, was gemäß der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist.

DE-AS 12 82 294 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fußbettsohlen aus blähbarem Werkstoff und eine Spritzgießform zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahren wird dadurch realisiert, daß man auf der dem Bezug abgewandten Seite der Fußbettsohle beim Expandieren von schäumungsfähigem Material durch gezielte Kühlung einer Formwandung eine daran anliegende (Sp. 1, Zeile 50 bis Spalte 2, Zeile 35) homogene, d. h. nicht aufgeschäumte Schicht bildet, wodurch die Haltbarkeit der Einbettsohle infolge der höheren Abriebfestigkeit einer solchen Schicht verbessert wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen geform ten Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität bereitzustel len, der durch Vereinigung eines biegsamen Oberflächenmateri als, das zusammengesetzt ist aus einem Elastomeren, welches aus einem nichtverschäumbaren Produkt besteht, eines Polster materials, das durch Verschäumen eines Elastomeren gebildet wird und eines steifen Substrats, das aus einem geformten Pro dukt eines steifes Harzes besteht, in einem Körper erhalten wird. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung des geformten Verbundgegenstan des mittels einer geringen Anzahl von Schritten zu niedrigen Kosten bereitzustellen. Noch spezifischer erlaubt die vorlie gende Erfindung die folgende Herstellung:

Ein geformter Verbundpolstergegenstand, umfassend ein steifes Substrat, ein Oberflächenmaterial, welches über ein gutes Aus sehen und angenehmen Griff - ähnlich dem von beispielsweise Naturleder - verfügt und ein Polstermaterial, das mit dem Oberflächenmaterial beschichtet ist und auf dem steifen Sub strat geformt wird, wird hergestellt durch eine geringe Anzahl von Produktionsschritten, bei niedrigen Kosten, indem man ein vorher gebildetes, geformtes Produkt aus einem steifen Harz als steifes Substrat in ein Werkzeug einbringt, das über einen Raum verfügt, der größer ist als das geformte Produkt aus steifem Harz, ein verschäumbares Elastomeres in den Raum ein spritzt, um so ein volles Füllgewicht in dem Werkzeug zu er reichen, eine Schicht eines verschäumbaren Elastomeren inte gral auf dem steifen Substrat bildet und dann den Werkzeug hohlraum vergrößert, um die Schicht des verschäumbaren Elasto meren zu verschäumen (Einlagematerial-Raum-in-dem-Werkzeug- Ausdehnungsverfahren); oder eines geformten Verbundpol stergegenstandes, umfassend ein steifes Substrat, ein Oberflä chenmaterial, welches über ein gutes Aussehen und angenehmen Griff - ähnlich dem von beispielsweise Naturleder - verfügt und ein Polstermaterial, das mit dem Oberflächenmaterial be schichtet ist und auf dem steifen Substrat geformt wird und der hergestellt wird durch eine geringe Anzahl von Produk tionsschritten, bei niedrigen Kosten, indem man ein steifes Harz in ein Werkzeug einspritzt und dabei das Werkzeug voll ständig füllt, um so ein geformtes Produkt aus einem steifen Harz als steifes Substrat zu erhalten, die Innenseite des Werkzeugs nach dem Abkühlen vergrößert, ein verschäumbares Elastomeres in den Raum des Werkzeugs einspritzt, der durch die Vergrößerung gebildet wurde, um das Werkzeug vollständig mit der genannten Substanz zu füllen, eine Schicht eines verschäumbaren Elastomeren integral auf dem steifen Substrat bildet und dann weiterhin die Innenseite des Werkzeugs ver größert, um die Schicht des verschäumbaren Elastomeren zu ver schäumen (Zwei-Schichtwerkzeug-Raum-im-Werkzeug-Ausdeh nungsverfahren).

Mit anderen Worten bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung eines geformten Verbundpolstergegenstandes, umfassend ein steifes Substrat, ein Polstermaterial, welches integral auf dem Sub strat ausgebildet ist und wobei die Oberfläche des Polster materials eine Übertragung des Oberflächenmusters eines Werk zeugs aufweist und über ein ausgezeichnetes Aussehen und einen weichen Griff verfügt, wobei das Verfahren umfaßt:

- Einbringen eines steifen Substrats, welches vorher in eine gewünschte Form gebracht worden war, in ein Werkzeug, das einen größeren Raum besitzt als das steife Substrat oder Einspritzen eines steifen Harzes in ein Werkzeug von gewünschter Form, um ein steifes Substrat zu bilden, wobei anschließend die Innenseite des Werk zeugs vergrößert wird, um somit einen Raum zu schaffen,
- anschließendes Einspritzen eines verschäumbaren Ela stomeren in den Raum, um auf dem steifen Substrat eine integrale Schicht eines verschäumbaren Elastomeren zu bilden, welches mit einem Oberflächenmaterial beschich tet worden war, das als eine Hautschicht ausgebildet ist, die eine korrekte Übertragung des Oberflächenmu sters des Werkzeugs aufweist und
- anschließendes Vergrößern des Werkzeughohlraums, um die vorherige Schicht des verschäumbaren Elastomeren zu verschäumen und um so ein Polstermaterial zu bilden, das mit dem vorstehenden Oberflächenmaterial beschichtet ist und ein geformter Verbundpolstergegenstand, der nach dem genannten Herstellungsverfahren produziert wird.

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind den Unter ansprüchen zu entnehmen.

Fig. 1 ist eine Darstellung des Verfahrens der ersten Ausfüh rungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt Querschnittsansichten des geformten Verbund-Pol stergegenstandes gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 ist eine Darstellung, die das Verfahren der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorlie genden Erfindung zeigt.

Die Symbole in den Zeichnungen haben die folgende Bedeutung:

1 geformtes Produkt aus steifem Harz
2, 2′ Werkzeuge
2a, 2a′ stationäre Werkzeuge
2b bewegliches Werkzeug
3 Elastomer
4 Hautschicht
5 geformter Verbundpolstergegenstand
6 Oberflächenmaterial
7 verschäumtes Elastomeres
8 Polstermaterial
9 steifes Substrat.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die vorstehend er wähnten Herstellungsverfahren (Einlagematerial-Raum-in-Werk zeug-Ausdehnungsverfahren und das Zwei-Schichtformen-Raum-in- Werkzeug-Ausdehnungsverfahren) und gemäß den Herstellungsver fahren hergestellte, geformte Gegenstände und sie basiert auf der Erkenntnis, daß ein geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität, der ein steifes Substrat und ein Polstermate rial, das mit einem Oberflächenmaterial beschichtet ist, wel ches ein gutes Aussehen und einen Griff z. B. ähnlich dem von Naturleder hat, umfaßt durch eine geringe Anzahl von Her stellungsstufen bei geringen Kosten unter Verwendung eines spezifischen Elastomeren und einer geeigneten Bestimmung der Werkzeugbedingungen (die Temperatur der inneren Oberfläche eines Werkzeugs, die Zeit zwischen der Beendigung des Ein spritzens und des Beginns der Rückwärtsbewegung eines bewegli chen Werkzeugs, usw.) hergestellt werden kann, ohne Anwendung eines gefährlichen Verfahrens, bei dem ein Hochdruckgas vorher in den Raum in ein Werkzeug eingeführt wird (Gegendruckverfah ren).

Das thermoplastische Elastomer in der vorliegenden Erfindung stellt das Oberflächenmaterial und das Polstermaterial dar.

Als Elastomer wird ein Elastomer vom gesättigten Typ auf Sty rolbasis verwendet. Als Elastomer vom gesättigten Typ auf Sty rolbasis wird vorzugsweise ein Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis verwendet, das ein mittleres Molekulargewicht von nicht mehr als 70 000 und mehr als 30 000, gemessen nach der GPC-Methode, und eine A-Härte, gemäß JIS K6301 von nicht mehr als 100 und mehr als 50 aufweist. Das Elastomer vom ge sättigten Typ auf Styrolbasis kann entweder ein Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrol-Butadien-Basis oder ein Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrol-Isopren-Basis sein.

Ein Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis, welches ein mittleres Molekulargewicht von mehr als 70 000 hat, ist nicht gut verschäumbar, wenn das Verfahren der vorliegenden Erfin dung angewendet wird. Im Fall eines Elastomers vom gesättigten Typ auf Styrolbasis, welches ein mittleres Molekulargewicht von 30 000 oder weniger aufweist, kann bei der Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kein geformter Verbund polstergegenstand von hoher Qualität erhalten werden, da durch Aufbrechen der Zellwände in einem Verschäumungsschritt offene Zellen gebildet werden sowie Riesenzellen, Risse oder Hohlräu me im Innenteil gebildet werden.

Im Fall eines Elastomers vom gesättigten Typ auf Styrolbasis, welches eine A-Härte, gemäß JIS K6301 von mehr als 100 auf weist, kann bei der Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kein geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität erhalten werden, der ein Oberflächenmaterial umfaßt, das mit einem Oberflächenmaterial beschichtet ist, welches ein gutes Aussehen und einen Griff z. B. ähnlich dem von Naturle der hat. Im Fall eines Elastomers vom gesättigten Typ auf Sty rolbasis, welches eine A-Härte, gemäß JIS K6301 von 50 oder weniger aufweist, ist bei der Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung die Substanz gut verschäumbar, jedoch besitzt ein geformter Verbundpolstergegenstand, der durch For men des Elastomeren erhalten wird, eine klebrige Oberfläche und ist sehr biegsam, insbesondere kann kein geformter Ver bundgegenstand von hoher Qualität erhalten werden.

Das Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis kann allein oder als Compound mit anderen Elastomeren, synthetischen Har zen, Füllstoffen, usw. verwendet werden. Wenn insbesondere das Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis in Form eines Compounds aus dem vorstehend erwähnten Elastomer vom gesättig ten Typ auf Styrolbasis und einem Polyolefin vorliegt, kann sehr leicht ein geformter Verbundgegenstand von hoher Qualität erhalten werden.

Das in dem Compound aus spezifiziertem Elastomer vom gesättig ten Typ auf Styrolbasis und Polyolefin verwendbare Polyolefin umfaßt z. B. Polyolefine wie Polyethylen von niedriger Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte, hochdichte Polyethyle ne, Polypropylene, Polybutene, usw.; Copolymere auf Ethylen- Basis aus Ethylen und anderen Olefin-Monomeren; Copolymere auf Ethylen-Basis aus Ethylen und anderen Vinyl-Monomeren; Copoly mere auf Propylen-Basis aus Propylen und anderen Olefin-Mono meren und Elastomere auf Olefin-Basis wie Elastomere auf Ethy len-Propylen-Basis.

Insbesondere wenn das Elastomer vom gesättigten Typ auf Sty rolbasis in Form eines Compounds aus dem vorstehend erwähnten, spezifizierten Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis und dem Polyolefin vorliegt, sollte die A-Härte, gemäß JIS K6301 dieses Compounds im Bereich von nicht mehr als 100 und mehr als 50 sein. Wenn die A-Härte außerhalb dieses Bereichs liegt, kann kein flexibler, geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfin dung erhalten werden, der ein Polstermaterial umfaßt, das mit einem Oberflächenmaterial beschichtet ist, welches ein gutes Aussehen und einen Griff z. B. ähnlich dem von beispielsweise Naturleder hat.

Die Schmelzviskosität des Compounds bei einer Temperatur, bei der das Compound in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird, sollte im Bereich von nicht mehr als 3000 Poise und nicht weniger als 300 Poise bei einer Schergeschwin digkeit von 1000/s und im Bereich von nicht mehr als 50 000 Poise und nicht weniger als 5000 Poise bei einer Scherge schwindigkeit von 10/s sein. Wenn die Schmelzviskosität außer halb dieser Bereiche liegt, kann kein geformter Verbundpol stergegenstand von hoher Qualität gemäß dem Verfahren der vor liegenden Erfindung erhalten werden, der ein Polstermaterial umfaßt, das mit einem Oberflächenmaterial beschichtet ist, welches ein gutes Aussehen und einen Griff z. B. ähnlich dem von beispielsweise Naturleder hat. Insbesondere wenn die Schmelzviskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 1000/s 3000 Poise übersteigt und die Schmelzviskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 10/s 50 000 Poise übersteigt, erlaubt das Verfahren der vorliegenden Erfindung kein befriedigendes Formen und Verschäumen des Compounds.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend weiter im Detail erklärt.

In dem Einlagematerial-Raum-in-Werkzeug-Ausdehnungsverfahren, d. h. der ersten Ausführungsform der Herstellung des geformten Verbundgegenstandes und dem Zwei-Schichtformen-Raum-in-Werk zeug-Ausdehnungsverfahren, d. h. zweiten Ausführungsform, liegt das am meisten bevorzugte Molekulargewicht des verschäumbaren Elastomeren für den wichtigsten Schritt derselben, dem Schritt der Bildung eines Oberflächenmaterials und eines Polstermate rials, bei nicht mehr als 60 000 und nicht weniger als 40 000. Ein Verfahren, welches ein thermoplastisches Elastomer mit ei nem relativ hohen Molekulargewicht und ein thermoplastisches Elastomeres mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht ver wendet und wobei beide derartig vermischt werden, daß sich ein mittleres Molekulargewicht für die sich ergebende Mischung von nicht weniger als 40 000, jedoch nicht mehr als 60 000 ergibt, ist ein ebenfalls bevorzugtes Verfahren. Die erhaltene Mi schung besitzt beides, die Eigenschaften des thermoplastischen Elastomeren mit dem relativ hohen Molekulargewicht und jene des thermoplastischen Elastomeren mit dem relativ niedrigen Molekulargewicht und kann somit nicht die Nachteile der beiden thermoplastischen Elastomere haben. Wenn das mittlere Moleku largewicht des thermoplastischen Elastomeren zunimmt, nimmt die Schmelzviskosität des thermoplastischen Elastomeren wäh rend der Zeit des Formens zu, so daß die Festigkeit und Wär mebeständigkeit eines geformten Gegenstandes verbessert wer den, die Herstellung eines dünnen und großen, geformten Gegen standes und das Verschäumen werden jedoch erschwert. Anderer seits nimmt, wenn das mittlere Molekulargewicht des thermopla stischen Elastomeren abnimmt, die Schmelzviskosität des ther moplastischen Elastomeren während der Zeit des Formens ab, so daß die Herstellung eines dünnen und großen, geformten Ge genstandes und das Verschäumen einfach wird, die Festigkeit und Wärmebeständigkeit eines geformten Gegenstandes werden jedoch verschlechtert. Deshalb wird am meisten bevorzugt, das geeignetste mittlere Molekulargewicht eines thermoplastischen Elastomeren im Bereich von nicht mehr als 60 000 und nicht weniger als 40 000, in Abhängigkeit von Werkzeug, Größe und den erforderten Eigenschaften eines geformten Gegenstandes auszuwählen.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Dicke des Oberflächenmaterials und das Verschäumungsverhältnis des Polstermaterials wahlweise durch die richtige Bestimmung der Werkzeugbedingungen bestimmt werden und folglich kann ein biegsamer, geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Quali tät durch Einstellung der Dicke des Oberflächenmaterials auf eine geringe Dicke und des Verschäumungsverhältnisses des Pol stermaterials auf ein hohes Verhältnis erhalten werden, selbst wenn die A-Härte, gemäß JIS K6301, des Elastomeren vom gesät tigten Typ auf Styrolbasis relativ hoch ist. Wenn jedoch die A-Härte, gemäß JIS K6301, 100 übersteigt, ist der sich erge bende geformte Verbundpolstergegenstand zu steif und es kann kein geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität er halten werden, was gemäß der vorliegenden Erfindung beabsich tigt ist. Ein biegsamer, geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität kann durch Einstellung der Dicke des Ober flächenmaterials auf eine große Dicke und des Verschäumungs verhältnisses des Polstermaterials auf ein niedriges Verhält nis werden, selbst wenn die A-Härte, gemäß JIS K6301, des Ela stomeren vom gesättigten Typ auf Styrolbasis relativ niedrig ist. Wenn jedoch die A-Härte, gemäß JIS K6301, 50 oder weni ger ist, hat der sich ergebende geformte Verbundpolstergegen stand eine klebrige Oberfläche und ist bemerkenswert biegsam, insbesonders ist es kein geformter Verbundpolstergegenstand von hoher Qualität, was gemäß der vorliegenden Erfindung be absichtigt ist.

Was die Bedingungen des Spritzgießens des verschäumbaren Ela stomeren in dem Schritt der Bildung des Oberflächenmaterials und des Polstermaterials betrifft, ist es von äußerster Wich tigkeit in geeigneter Weise die Temperatur des geschmolzenen Elastomeren in einem Einspritzzylinder, den Druck des ge schmolzenen Elastomeren in dem Einspritzzylinder bis zum Be ginn der Einspritzung (der Gegendruck), den Druck des ge schmolzenen Elastomeren in dem Einspritzzylinder während der Einspritzdauer (Spritzdruck), die Temperatur der inneren Ober fläche eines Werkzeugs, die Wärmeleitfähigkeit des Werkzeugs, die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung des Einsprit zens (Spritzzeit), die Zeit zwischen der Beendigung des Ein spritzens und dem Beginn der Rückwärtsbewegung eines bewegli chen Werkzeugs (der Beginn der primären Werkzeugöffnung) (das Intervall für den Beginn der Werkzeugöffnung) und die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs (die für die Werkzeugöffnung benö tigte Zeit) und die Zeit zwischen der Beendigung der Rück wärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs und dem Beginn der Werkzeugöffnung (der Beginn der sekundären Werkzeugöffnung) (Abkühlzeit), zu bestimmen.

Die Temperatur des geschmolzenen Elastomeren in einem Ein spritzzylinder wird auf 190-270°C eingestellt.

Der Druck des geschmolzenen Elastomeren in dem Einspritzzylin der wird bis zum Beginn des Einspritzens (Gegendruck) auf 10 kg/cm² bis 500 kg/cm² eingestellt. Ein Verschäumungsgas, das durch Zersetzung eines chemischen Treibmittels erzeugt wird, sollte vollständig in dem geschmolzenen Elastomeren gelöst sein und somit sollte der Druck auf einen Wert eingestellt sein, bei dem das chemische Treibmittel vollständig gelöst ist. Normalerweise wird der Druck auf 20 kg/cm² bis 100 kg/cm² eingestellt.

Der Druck des geschmolzenen Elastomeren in dem Einspritzzylin der während der Zeit des Einspritzens (Spritzdruck) sollte auf 100 kg/cm² bis 1500 kg/cm² eingestellt werden. Normalerweise wird er vorzugsweise auf 300 kg/cm² bis 1000 kg/cm² einge stellt.

Die Temperatur der inneren Oberfläche des Werkzeugs wird auf etwa 0-80°C eingestellt. Obwohl es normalerweise ausreichend ist, wenn die Temperatur auf etwa 10-30°C eingestellt wird, wird die Temperatur vorzugsweise auf einen relativ hohen Wert eingestellt, wenn ein Elastomer von hohem Molekulargewicht verwendet wird oder wenn ein Compound verwendet wird, das ein Elastomer mit einer hohen Schmelzviskosität umfaßt. Wenn die Temperatur der inneren Oberfläche des Werkzeugs auf einen re lativ hohen Wert eingestellt wird, ist es notwendig die Zeit zwischen der Beendigung des Einspritzens und dem Beginn der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs (Beginn der primä ren Werkzeugöffnung) auf eine lange Zeit einzustellen oder die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung der Rückwärtsbewe gung des beweglichen Werkzeugs auf eine lange Zeit einzustel len.

Ein Material für das Werkzeug unterliegt keiner besonderen Beschränkung und alle im allgemeinen verwendeten Metalle sind zur Anwendung geeignet. Zur verbesserten Übertragung des Ober flächenmusters des Werkzeugs, ist es möglich die Oberfläche des Werkzeugs mit einem stark wärmeisolierenden Material zu beschichten oder ein Werkzeug zu verwenden, das aus einem Ma terial besteht, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist wie ein Harzwerkzeug oder ein Keramikwerkzeug. Wenn die Ober fläche des Werkzeugs mit einem stark wärmeisolierenden Materi al beschichtet wird oder ein Werkzeug verwendet wird, das aus einem Material besteht, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist wie ein Harzwerkzeug oder ein Keramikwerkzeug, ist es notwendig die Zeit zwischen Beendigung des Einspritzens und dem Beginn der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs (Beginn der primären Werkzeugöffnung) auf eine lange Zeit einzustellen oder die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung der Rück wärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs auf eine lange Zeit einzustellen. Ein Ledermuster oder andere Muster können auf der Oberfläche des Werkzeugs gebildet werden, welches in di rekten Kontakt mit dem Oberflächenmaterial kommt, um so die Übertragung des Musters auf das Oberflächenmaterial, in Abhän gigkeit von den Anwendungsgebieten des geformten Verbundgegen standes, zu ermöglichen.

Die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung des Einsprit zens (Spritzzeit) sollte auf eine so kurz wie mögliche Zeit eingestellt werden. Üblicherweise wird sie vorzugsweise auf 5 Sekunden oder weniger, bevorzugter auf 1 Sekunde oder weniger, am bevorzugten auf 0,5 Sekunden oder weniger eingestellt. Wenn die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung des Ein spritzens zu lang ist, beginnt die Verschäumung bevor das Ein spritzen beendet ist, so daß kein zufriedenstellend geformter Gegenstand gebildet werden kann. Obwohl es in manchen Fällen schwierig ist die Periode auf eine kurze Zeit einzustellen, sollte im Fall eines großen, geformten Gegenstands die Periode auf eine so kurz als mögliche Zeit eingestellt werden.

Die Einstellung des Zeitintervalls zwischen der Beendigung des Einspritzens und dem Beginn der Rückwärtsbewegung des bewegli chen Werkzeugs (der Beginn der primären Werkzeugöffnung) (das Intervall für den Beginn der Werkzeugöffnung) ist sehr bedeut sam und das Intervall sollte auf eine so kurz als mögliche Zeit eingestellt werden. Üblicherweise wird das Zeitintervall vorzugsweise auf 30 Sekunden oder weniger, noch bevorzugter auf 5 Sekunden oder weniger eingestellt. Es wird oft bevorzugt das Intervall auf 1 Sekunde oder weniger einzustellen. Die Dicke des Oberflächenmaterials kann durch Einstellung des In tervalls auf eine kurze Zeit reduziert werden und sie kann durch Einstellung des Intervalls auf eine lange Zeit erhöht werden.

Wenn die A-Härte gemäß JIS K6301 des Elastomeren relativ hoch ist, kann ein geformter Gegenstand von guter Qualität durch Verminderung der Dicke des Oberflächenmaterials mittels Ein stellung des Intervalls auf eine relativ kurze Zeit erhalten werden. Wenn die A-Härte gemäß JIS K6301 des Elastomeren rela tiv niedrig ist, kann ein geformter Gegenstand von guter Qua lität durch Erhöhen der Dicke des Oberflächenmaterials mittels Einstellung des Intervalls auf eine relativ lange Zeit erhal ten werden. Wenn das Intervall zu lang ist, wird das Elastome re nicht verschäumt. Wenn das Intervall zu kurz ist, wird kein zufriedenstellendes Oberflächenmaterial gebildet.

Die Einstellung der Periode zwischen dem Beginn und der Been digung der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs (die für die Werkzeugöffnung benötigte Zeit) ist sehr wichtig und die Periode sollte richtig eingestellt werden. Üblicherweise wird die Periode vorzugsweise auf 30 Sekunden oder weniger eingestellt. Die Dicke des Oberflächenmaterials kann durch Einstellen der Periode auf eine kurze Zeit vermindert werden und sie kann durch Einstellen der Periode auf eine lange Zeit vergrößert werden. Wenn die A-Härte gemäß JIS K6301 des Ela stomeren relativ hoch ist, kann ein geformter Gegenstand von guter Qualität durch Verminderung der Dicke des Oberflächenma terials mittels Einstellung des Intervalls auf eine relativ kurze Zeit erhalten werden. Wenn die A-Härte gemäß JIS K6301 des Elastomeren relativ niedrig ist, kann ein geformter Gegen stand von guter Qualität durch Erhöhen der Dicke des Oberflä chenmaterials mittels Einstellung des Intervalls auf eine re lativ lange Zeit erhalten werden. Wenn die Periode zu lang ist, wird das Elastomere nicht verschäumt. Wenn die Periode zu kurz ist, wird kein zufriedenstellendes Oberflächenmaterial gebildet.

Das Intervall (die Abkühlungszeit) zwischen der Beendigung der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs und dem Beginn der Werkzeugöffnung (der Beginn der sekundären Werkzeugöffnung) wird vorzugsweise auf eine etwas längere Zeit eingestellt. Üblicherweise wird das Intervall vorzugsweise auf 30 Sekunden oder mehr eingestellt. Wenn das Intervall zu kurz ist, schrei tet die Verschäumung bis nach dem Beginn der Werkzeugöffnung (Beginn der sekundären Werkzeugöffnung) fort, so daß in eini gen Fällen kein geformter Gegenstand von guter Qualität erhal ten werden kann.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Elastomer ist eines, das verschäumbar ist und ein Treibmittel enthält. Als Treibmittel kann jedes Treibmittel verwendet werden, sofern es es ermöglicht, das Elastomer mittels Spritzguß zu verschäumen und zu formen. Es können z. B. organisch-chemische Treibmittel wie Azo-Verbindungen (z. B. Azodicarbonamid), Nitrosoverbin dungen (z. B. N,N′-Dinitrosopentamethylentetramin), usw. und anorganisch-chemische Treibmittel wie Natriumcarbonat, Natri umbicarbonat, usw. verwendet werden. Die gleichzeitige Verwen dung organisch-chemischer Treibmittel und anorganisch-chemi scher Treibmittel ist ebenfalls ein gutes Verfahren.

Wenn das Verschäumen und das Formen bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt werden, werden Azodicarbonamid und Natriumbicarbonat bevorzugt, obwohl auch derartige Verbindun gen wie p,p′-Oxybis(benzolsulfonylsemicarbazid), p-Toluolsul fonylsemicarbazid, Trihydrazintriazin, Barium-Azodicarboxylat, usw. verwendet werden können.

Es ist überflüssig zu sagen, daß diese Treibmittel verschiede ne Treibmittel-Zusätze enthalten können.

Als steifes Harz, welches das Einlagematerial-Substrat darste llt oder als steifes Substrat, das durch das Zweischicht-For men in der vorliegenden Erfindung gebildet wird, kann jedes steife thermoplastische Harz, das spritzgegossen werden kann, verwendet werden. Es können z. B. verwendet werden: Polyole fin-Harze wie Polyethylene, Polypropylene, Polystyrolharze wie Polystyrole, Acrylnitril-Styrol-Copolymerharze, Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymerharze, usw., modifizierte Polypheny lenether-Harze, Polyamidharze wie Polyamid 6, Polyamid 6,6, usw., Polyesterharze wie Poly(ethylenterephthalat)-Harze, Po ly(butylenterephthalat)-Harze, usw., Polyoxyinethylen-Harze wie Polyoxymethylen-Homopolymere, Polyoxymethylen-Copolymere, usw. und Poly(methylmethacrylat)-Harze.

Als verwendetes steifes Harz kann entweder ein einziges steifes Harz oder eine Mischung aus einer Mehrzahl von steifen Harzen verwendet werden. Zusätzlich können Compounds aus stei fen Harzen und anderen synthetischen Harzen, Elastomeren, Füllstoffen, Verstärkungsmaterialien, usw. verwendet werden.

Das steife Harz hat vorzugsweise eine geringe spezifische Dichte, um das Gewicht des zu erhaltenden, geformten Verbund polstergegenstandes zu vermindern. Von diesem Gesichtspunkt aus gesehen werden die Polyolefin-Harze und die Polystyrol- Harze bevorzugt.

Das Elastomere, welches das oben erwähnte Oberflächenmaterial und das Polstermaterial ausmacht sowie das steife Material, das das oben erwähnte steife Substrat ausmacht, sind vorzugs weise Materialien, die untereinander kompatibel sind und wenn möglich in ihrer Art einander ähnlich sind, um das Elastomere und das steife Harz gemeinsam wiederaufarbeiten zu können, ohne sie voneinander zu trennen. Selbst wenn jedoch im allge meinen ein Elastomer und ein steifes Harz verwendet werden, die nicht miteinander kompatibel sind, können sie nach der Kompatibilisierung durch Verwendung eines Kompatibilisierungs mittels während der Zeit der Wiederaufarbeitung wiederaufge arbeitet werden.

Anschließend werden Verfahren gemäß der Erfindung erklärt.

1) Das Einlagematerial-Raum-in-Werkzeug-Ausdehnungsver fahren (erste Ausführungsform) gemäß der Erfindung

Das Verfahren des Einlagematerial-Raum-in-Werkzeug-Ausdeh nungsverfahrens wird nachstehend in bezug auf Fig. 1 erklärt.

Die Spritzgießmaschine, die im Einlagematerial-Raum-in-Werk zeug-Ausdehnungsverfahren verwendet wird, ist die gebräuch lichste Spritzgießmaschine die mit einer Spritzeinheit.

Zuerst - wie in a) gezeigt ist - wird ein geformtes steifes Harzprodukt 1 in ein Werkzeug 2 gegeben. Das geformte steife Harzprodukt 1 enthält das steifes Substrat 9 des geformten Verbundpolstermaterial-Gegenstandes 5 wie in Fig. 2 gezeigt ist. Es ist ausreichend, daß das geformte steife Harzprodukt 1 durch ein Formverfahren, um so die erforderliche Form des steifen Substrats 9 zu erreichen, unter Verwendung des steifen Harzes, hergestellt wird. Im allgemeinen wird ein spritzgegos senes Produkt als geformtes steifes Harzprodukt 1 verwendet und es kann ebenfalls durch ein druckgeformtes Produkt, ein im Vakuum geformtes Produkt oder dgl. ersetzt werden.

Das Einbringen des geformten steifen Harzprodukts 1 in das Werkzeug 2 wird längs eines stationären Werkzeugs 2a oder ei nes beweglichen Werkzeugs 2b durchgeführt. In der Zeichnung wird das Einbringen längs des beweglichen Werkzeugs 2b durch geführt.

Dann wird - wie in b) gezeigt - ein verschäumbares Elastomer 3 in den Raum im Werkzeug 2 eingespritzt, welcher mit dem vor stehend erwähnten geformten steifen Harzgegenstand beschickt ist, um den Raum in dem Werkzeug 2 vollständig auszufüllen. Das heißt, es wird ein vollständiger Schuß des verschäumbaren Elastomeren 3 durchgeführt.

Die Dicke des Raums im Werkzeug 2, die mit dem verschäumbaren Elastomer 3 gefüllt werden soll, liegt vorzugsweise bei etwa 0,5 bis 4 mm, noch bevorzugter bei etwa 1 bis 3 mm. Wenn die Dicke zu gering ist, wird die Verschäumung des verschäumbaren Elastomers 3 schwierig. Wenn die Dicke zu groß ist, kann das verschäumbare Elastomer 3 gut verschäumt werden, aber der er haltene geformte Gegenstand ist unnötigerweise schwer und un ökonomisch. Deshalb ist dies nicht erwünscht. Für eine gleichmäßige Verschäumung des gesamten verschäumbaren Elasto meren 3 bevorzugt man, daß die Dicke des Raums im Werkzeug 2, das mit dem verschäumbaren Elastomer 3 gefüllt werden soll, gleichmäßig ist. Jedoch bevorzugt man in einigen Fällen, in Abhängigkeit von den Anwendungsabsichten des zu erhaltenden geformten Verbundpolstermaterials 5 (siehe Fig. 2), absicht lich eine nicht gleichmäßige Verschäumung zu erhalten, indem man absichtlich die Dicke des Raums ungleichmäßig macht.

In der Stufe b) ist der vollständige Schuß des verschäumbaren Elastomeren 3 in den Raum wichtig. Wenn der vollständige Schuß durchgeführt wird, befindet sich das verschäumbare Elastomere 3 in dieser Stufe in einem im wesentlichen nichtverschäumten Zustand, da seine Verschäumung durch einen Druck verhindert wird, der mit dem Einspritzen verbunden ist, obwohl die Sub stanz verschäumbar ist. Und aufgrund des vollständigen Schus ses kommt das Elastomer 3 in nahen Kontakt mit der inneren Oberfläche des Werkzeugs 2, so daß der Oberflächenanteil des Elastomeren 3, in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Werk zeugs 2 abgekühlt wird, in den folgenden Stufen kaum ver schäumt wird und eine sogenannte Hautschicht 4 bildet (ein nichtverschäumtes Oberflächenmaterial). Die Hautschicht 4 wird das Oberflächenmaterial 6 des in Fig. 2 gezeigten, geformten Verbund-Polstermaterialgegenstandes 5 und da sie in einem im wesentlichen nicht verschäumten Zustand in nahem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Werkzeugs 2 gebildet wurde, besitzt sie ein zufriedenstellendes Oberflächenprofil, das eine genaue Übertragung des Oberflächenmusters des Werkzeugs aufweist.

Wenn andererseits, anstatt den vorstehend erwähnten vollstän digen Schuß in den Raum des Werkzeugs 2 durchzuführen, das verschäumbare Elastomer 3 in einer Menge eingespritzt wird, die nicht ausreichend ist, um den Raum in dem Werkzeug 2 (un genügende Materialauffüllung) zu füllen, wird das verschäum bare Elastomer 3 in dieser Stufe verschäumt. Das verschäumbare Elastomer kommt in engen Kontakt mit der inneren Oberfläche des Werkzeugs 2, aufgrund seiner durch das Verschäumen beding ten Volumenzunahme, so daß seine Oberfläche abgekühlt wird. Die so erhaltene Oberfläche ist rauh, da sie nach dem Ver schäumen oberflächengekühlt ist und es wird kein praktisches Oberflächenmaterial gebildet, das in Aussehen und Griff z. B. Naturleder ähnlich ist, was gemäß der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist.

Nach der vorstehend erwähnten vollständigen Einspritzung in den Raum des Werkzeugs, wird die Innenseite des Werkzeugs 2 vergrößert, indem man das bewegliche Werkzeug 2b durch Weg nehmen des Einspritzdruckes bewegt, während der innere Teil des verschäumbaren Elastomeren 3 sich in einem verschäumbaren Zustand befindet. Die Vergrößerung der Innenseite des Werk zeugs 2 kann entweder durch ein in c) gezeigtes Verfahren durchgeführt werden, wobei die Vergrößerung in dem Werkzeug 2 in einem nichtgeöffneten Zustand erfolgt, ohne das stationäre Werkzeug 2a und das bewegliche Werkzeug 2b (ein Kern-Ein schluß-Verfahren) zu trennen oder gemäß einem in d) gezeigten Verfahren, bei dem die Vergrößerung durch Öffnen des Werkzeugs 2, durch Trennung des stationären Werkzeugs 2a und des beweg lichen Werkzeugs 2b (ein Kern-Öffnungs-Verfahren) durchgeführt wird. Die Innenseite des Werkzeugs 2 kann teilweise durch Be wegen eines beweglichen Blocks, der in einen Teil des statio nären Werkzeugs 2a oder des beweglichen Werkzeugs 2b einge setzt ist, ohne das ganze bewegliche Werkzeug 2b zu bewegen, vergrößert werden.

Aufgrund der Vergrößerung - wie in e) und f) gezeigt - wird das verschäumbare Elastomer 3 verschäumt, um ein verschäumtes Elastomer 7 zu bilden. Das verschäumte Elastomer 7 stellt das Polstermaterial 8 des in Fig. 2 gezeigten, geformten Verbund polstermaterial-Gegenstandes 5 dar.

Im Fall des Kern-Öffnungsverfahrens d) bekommt die Oberfläche, da das verschäumbare Elastomer 3, mit seiner Oberfläche von dem Werkzeug 2 getrennt, frei verschäumt wird, eine weiche und gekrümmte Oberfläche und das verschäumbare Elastomer 3 wird ein verschäumtes Produkt 7, das ein relativ hohes Ausdehnungs verhältnis aufweist. Andererseits kann im Fall des Kern-Ein schluß-Verfahrens c) die Verschäumung unter Steuerung der Dicke des zu erhaltenden verschäumten Elastomeren 7 ausgeführt werden, indem man das Bewegungsausmaß des beweglichen Werk zeugs 2b einstellt.

Zum Erhalt der Hautschicht 4 (das Oberflächenmaterial) mit einem zufriedenstellenden Oberflächenprofil in der vorstehen den Stufe b) und um einen gut verschäumten Zustand des ver schäumbaren Elastomeren 3 in den Stufen c) oder d) bis e) oder f) zu erhalten, ist es notwendig die Temperatur des Werkzeugs 2 in den Stufen der obigen Stufe b) bis zur Stufe c) oder d) in geeigneter Weise einzustellen.

Obwohl die voreingestellte Temperatur des Werkzeugs 2 in den Stufen von der obigen Stufe b) bis zur Stufe c) oder d) in Abhängigkeit von der Art des verwendeten, verschäumbaren Ela stomeren 3 variiert, wird die Temperatur auf einen Temperatur bereich eingestellt, in welchem das verschäumbare Elastomere 3 ausreichend verfestigt werden kann. Üblicherweise ist Raumtem peratur oder eine Temperatur in der Nähe derselben ausrei chend. Es ist auch wirkungsvoll die innere Oberfläche des Werkzeugs 2, falls notwendig, mit einer wärmeisolierenden Schicht aus einem Material zu beschichten, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt oder das gesamte Werkzeug 2 aus einem Material herzustellen, das eine niedrige Wärmeleitfä higkeit besitzt.

Es ist in einigen Fällen wirkungsvoll das Werkzeug 2 vorher in einem Temperaturbereich zu erhitzen, in welchem das verschäum bare Elastomer 3 ausreichend verfestigt werden kann. Ein Ver fahren, bei dem das Erwärmen des Werkzeugs 2 nur auf der inne ren Oberfläche des Werkzeugs 2 durch ein Radiofrequenz-Induk tionserwärmungs-Verfahren oder dgl. durchgeführt wird, ist ein Beispiel für ein bevorzugtes Verfahren.

Das Intervall zwischen der Beendigung des Einspritzens des verschäumbaren Elastomeren 3 in das Werkzeug 2 und dem Beginn der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs 2b (das Inter vall bis zum Beginn der Werkzeugöffnung) wird vorzugsweise, gemäß der Art des verschäumbaren Elastomeren 3, der Temperatur der inneren Oberfläche des Werkzeugs 2 (die Temperatur des Elastomeren 3), usw. eingestellt, um einen gut verschäumten Zustand des Elastomeren 3 in den Stufen c) oder d) zu errei chen.

Wenn z. B. das verwendete Elastomer 3 relativ steif ist, wird sich das Elastomere schwierig verschäumen lassen, selbst bei der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs 2b beim Dick werden der Hautschicht 4. Deshalb wird es bevorzugt, die Bei behaltung der inneren Oberfläche des Werkzeugs 2 bei einer relativ hohen Temperatur zu ermöglichen und das bewegliche Werkzeug 2b bald nach dem Einspritzen des verschäumbaren Ela stomeren 3 zu bewegen. Sofern das verwendete Elastomer 3 re lativ biegsam ist, wird es bevorzugt, das bewegliche Werkzeug 2b nach einer relativ langen Zeitspanne zwischen der Beendi gung des Einspritzens des verschäumbaren Elastomeren 3 und des Beginns der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs 2b rückwärts zu bewegen, um die Bildung der Hautschicht 4, die ein zufriedenstellendes Oberflächenprofil besitzt, zu be schleunigen.

Die Zeit zwischen dem Beginn und der Beendigung der Rückwärts bewegung des beweglichen Werkzeugs 2b ist wichtig für den Er halt eines gut verschäumten Zustandes des verschäumbaren Ela stomeren 3 in den Stufen c) oder d) und sie wird vorzugsweise in geeigneter Weise eingestellt so wie die Zeitspanne zwischen der Beendigung des Einspritzens und dem Beginn der Rückwärts bewegung des beweglichen Werkzeugs 2b.

Wenn das verschäumte Elastomer 7, welches die Hautschicht 4 umfaßt, durch Verschäumen des verschäumbaren Elastomeren 3 nach dem gleichen wie vorstehend beschriebenen Verfahren er halten wird, ausreichend abgekühlt und aus dem Werkzeug her ausgenommen wird, kann der geformte Verbundpolstermaterial- Gegenstand 5, in welchem - wie in Fig. 2 gezeigt - das Pol stermaterial 8, das das Oberflächenmaterial 6 umfaßt, integral auf dem steifen Material 9 geformt ist, erhalten werden.

2) Das Zweischichtformen-Raum-in-Werkzeug-Ausdehnungs verfahren (zweite Ausführungsform) gemäß der Erfin dung

Das Verfahren des Zweischichtformen-Raum-in-Werkzeug-Ausdeh nungsverfahren wird nachstehend anhand der Fig. 3 erklärt.

Die Spritzgießmaschine, die im Zweischichtformen-Raum-in-Werk zeug-Ausdehnungsverfahren verwendet wird, ist eine Spritzgieß maschine, die über zwei oder mehr Spritzeinheiten verfügt und die allgemein Zweifarben-Spritzgießmaschine oder Mehrfarben- Spritzgießmaschine genannt wird.

Zuerst wird - wie in a) gezeigt - ein steifes Harz in ein Wer kzeug 2′, das aus einem stationären Werkzeug 2a′ und einem beweglichen Werkzeug 2b besteht, eingespritzt, um ein geform tes steifes Harzprodukt 1 zu erhalten. Das Formen zu dem ge formten steifen Harzprodukt 1 kann durchgeführt werden bis das in das Werkzeug 2′ eingespritzte steife Harz ausreichend abge kühlt ist oder das Formen kann in einem abgekühlten Zustand abgebrochen werden, in welchem das steife Harz zur Zeit seiner Übertragung zur nachstehenden Stufe b) nicht verformt ist.

Dann wird - wie in b) gezeigt - das bewegliche Werkzeug 2b rückwärts bewegt, um sich von dem stationären Werkzeug 2a′ abzutrennen und verbindet sich mit einem anderen stationären Werkzeug 2a , wobei die Innenseite des Werkzeugs 2 sich unter Bildung eines Raums im Werkzeug 2 vergrößert. Die Vergrößerung der Innenseite des Werkzeugs 2 kann auch als Vergrößerung des Werkzeugs 2′ - wie in a) gezeigt - durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Innenseite des Werkzeugs 2′ teilweise durch Bewegen eines beweglichen Blocks, der in einen Teil des stationären Werkzeugs 2a′ eingesetzt ist, oder durch Bewegen des bewegli chen Werkzeugs 2b vergrößert werden. Zusätzlich kann die Innenseite des Werkzeugs 2′ durch Bewegen des beweglichen Werk zeugs 2b bis zu einem solchen Ausmaß, daß das Werkzeug 2′ - gezeigt in a) - nicht geöffnet wird, vergrößert werden. Die Stufe b) entspricht dem vorstehend erwähnten - in Fig. 1a) gezeigten - Zustand und die nachfolgenden Stufen c) bis g) des Verfahrens sind die gleichen wie die Stufen, die in den Fig. 1b) bis 1f) gezeigt sind.

Bei dem vorstehend beschriebenen Einlagematerial-Raum-in-Werk zeug-Vergrößerungsverfahren wird das geformte, steife Harzpro dukt 1, welches das steife Substrat 9 wird, vorher und separat hergestellt und die Bildung des Oberflächenmaterials 6 und des Polstermaterials 8 sowie die Einheit aus Polstermaterials 8 und dem steifen Substrat 9 in einem Körper wird in einem Werk zeug durchgeführt, z. B. dem Werkzeug 2. Andererseits kann das Zweischichtformen-Raum-in-Werkzeug-Ausdehnungsverfahren dur chgeführt werden ohne das geformte, steife Harzprodukt 1, wel ches das steife Substrat 9 wird, aus dem Werkzeug 2′ herauszu nehmen und demzufolge ist es vorteilhaft, da, indem ein ver schäumbares Elastomer 3 eingespritzt werden kann während das geformte, steife Harzprodukt 1 eine relativ hohe Temperatur aufweist, der Zustand ihrer Vereinigung auf einfache Weise verbessert werden kann. Darüberhinaus ist es aus dem gleichen Grund möglich eine sehr dünne Hautschicht 4 herzustellen, die während des Einspritzens des verschäumbaren Elastomeren 3 ge bildet wird, und zwar in einer Substanzmenge, bei der die Sub stanz mit dem geformten, steifen Harzprodukt 1 in Kontakt kommt.

Es werden die folgenden Materialien, eine Ausrüstung und ein Formverfahren für dieselben verwendet.

1) Materialien Steife Harze

PP: Ein Polypropylen mit einem MFR-Wert bei 230°C gemäß ASTM D1238 von 8 g/min und einer Dichte gemäß ASTM D1505 von 0,90 g/cm³.

GPP: Ein glasfaserverstärktes Polypropylen mit einem MFR-Wert gemäß ASTM D1238 von 7 g/min und einer Dichte gemäß ASTM D1505 von 1,12 g/cm³.

Elastomere

SB1: Ein gesättigtes Elastomer auf Styrol-Butadien-Basis mit einem mittleren Molekulargewicht von 50 000, gemessen mittels einer GPC-Methode und eine A-Härte gemäß JIS K6301 von 67 und einem Styrol-Gehalt von 20 Gew.-%.

SB2: Ein gesättigtes Elastomer auf Styrol-Butadien-Basis mit einem mittleren Molekulargewicht von 40 000, gemessen mittels einer GPC-Methode und eine A-Härte gemäß JIS K6301 von 84 und einem Styrol-Gehalt von 30 Gew.-%.

SB3: Ein Compound aus gesättigtem Elastomer auf Styrol-Buta dien-Basis und Polyolefinen, welches eine A-Härte gemäß JIS K6301 von 74 und Schmelzviskositäts-Werte bei 230°C von 1800 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 1000/s und 18 000 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 10/s aufweist und aus 60 Gew.-Teilen eines gesättigten Elastomer auf Styrol-Buta dien-Basis mit einem mittleren Molekulargewicht von 50 000, gemessen mittels einer GPC-Methode und eine A-Härte gemäß JIS K6301 von 67 und einem Styrol-Gehalt von 20 Gew.-%, 20 Gew.- Teilen eines ungesättigten Elastomeren auf Styrol-Butadien- Basis mit einem mittleren Molekulargewicht von 70 000, gemes sen mittels einer GPC-Methode und eine A-Härte gemäß JIS K6301 von 67 und einem Styrol-Gehalt von 20 Gew.-%, 5 Gew.-Teilen eines linearen Polyethylens niedriger Dichte mit einem MFR- Wert bei 190°C gemäß ASTM D1238 von 19 g/min und einer Dichte gemäß ASTM D1505 von 0,93 g/cm³ und aus 20 Gew.-Teilen eines Polypropylens mit einem MFR-Wert bei 230°C gemäß ASTM D1238 von 40 g/10 min und einer Dichte gemäß ASTM D1505 von 0,90 g/cm³.

Treibmittel

BA1: Ein Treibmittel auf Azodicarbonamid-Basis

BA2: Ein Treibmittel auf Natriumbicarbonat-Basis

2) Formausrüstung

Eine Kern-Rotationstyp-Zweifarben-Spritzgießmaschine für ver schiedene Materialien.

3) Ausmaße und äußere Form eines geformten Gegenstandes (vor dem Verschäumen)

Eine Kastenform mit einer Breite von 74 mm, einer Länge von 100 mm und einer Höhe von 10 mm. Die Dicke einer Probe, die mit einem steifen Harz (ein geformtes steifes Harzprodukt) gefüllt ist, beträgt 2 mm und die Dicke einer Probe, die mit einem verschäumbaren Elastomer gefüllt ist beträgt 3 mm oder 2 mm.

4) Formverfahren

Ein granuliertes, steifes Harz wird in die Harz-Einfüllöffnung der ersten Spritzeinheit der Spritzgießmaschine gegeben und eine Mischung aus einem granulierten Elastomeren und einem pulverförmigen Treibmittel wird in die Harz-Einfüllöffnung der zweiten Spritzeinheit der Spritzgießmaschine gegeben.

Unter Verwendung der ersten Spritzeinheit wird das steife Harz in eine Form gespritzt, die einen Raum aufweist, der dem für einen geformten Gegenstand aus steifem Harz entspricht, um den geformten Gegenstand aus steifem Harz herzustellen.

Nachdem der geformte Gegenstand aus steifem Harz bis zu dem Maße abgekühlt worden ist, daß er herausgenommen werden kann, wird die bewegliche Form des Werkzeugs rückwärts bewegt, ge dreht und anschließend mit einem stationären Werkzeug für die zweite Einspritzeinheit verbunden, um einen Raum bereitzustel len, in welchen das verschäumbare Elastomer eingespritzt wird. Unter Verwendung der zweiten Einspritzeinheit wird das ver schäumbare Elastomer in den Raum im Werkzeug eingespritzt.

Nachdem die Oberflächenschicht des eingespritzten verschäum baren Elastomeren sich verfestigt hat und während der innere Teil sich in einem geschmolzenen und verschäumbaren Zustand befindet, wird die bewegliche Form rückwärts bewegt, um den Innenteil des Elastomeren zu verschäumen. Die Vergrößerung der Innenseite des Werkzeugs durch die Rückwärtsbewegung der be weglichen Form wird durch das Kern-Öffnungsverfahren in Bei spiel 1, im Vergleichsbeispiel 1, im Beispiel 2 und dem Ver gleichsbeispiel 2 oder durch das Kern-Einschlußverfahren in Beispiel 3 durchgeführt.

Beispiel 1

Nachdem ein verschäumtes Elastomer, das durch Verschäumen des verschäumbaren Elastomeren gebildet wurde, ausreichend abge kühlt ist, wird der gebildete, geformte Verbundpolstermateri al-Gegenstand aus dem Werkzeug herausgenommen.

Das Formen wurde mittels Vergrößerung der Innenseite des Werk zeugs durch die Rückwärtsbewegung der beweglichen Form gemäß dem Kern-Öffnungsverfahren und unter Veränderung der Art des steifen Harzes, der Art des Elastomeren und der Art des Treibmittels durchgeführt.

Das Einspritzen eines verschäumbaren Elastomeren erfolgte in allen Fällen durch vollständigen Schuß. Die Bedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Es können geformte Verbundpolstermaterial-Gegenstände mit ei nem ausgezeichneten Aussehen und geeigneten Polstereigenschaf ten selbst dann hergestellt werden, wenn die Art des steifen Harzes variiert wurde.

Zusätzlich können geformte Verbundpolstermaterial-Gegenstände mit einem ausgezeichneten Aussehen und geeigneten Polsterei genschaften selbst dann hergestellt werden, wenn die Art des Elastomeren variiert wurde. Jedoch variierte der geformte Zu stand in Abhängigkeit vom Elastomeren. Insbesondere variierten die Polstereigenschaften des erhaltenen geformten Verbundpol stermaterial-Gegenstandes in Abhängigkeit von der Steifheit des Elastomeren.

Weiterhin konnten beide Treibmittel vorteilhaft verwendet wer den, wenn die Art des Treibmittels variiert wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Ein geformter Verbundpolsterungs-Gegenstand wurde durch Ein spritzen eines verschäumbaren Elastomeren gemäß dem ungenügen den Werkzeugfüllungs-Verfahren hergestellt. Die Bedingungen und Resultate sind in der Tabelle 1 aufgeführt.

Kein zufriedenstellend geformter Gegenstand konnte erhalten werden.

Beispiel 2

Das Formen wurde mittels Vergrößerung der Innenseite des Werk zeugs durch die Rückwärtsbewegung der beweglichen Form gemäß dem Kern-Öffnungsverfahren und unter Veränderung der Menge des Treibmittels durchgeführt. Das Einspritzen eines verschäumba ren Elastomeren erfolgte in allen Fällen durch vollständigen Schuß. Die Bedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Die Polstereigenschaften des erhaltenen geformten Verbundpol stermaterial-Gegenstandes variierten in Abhängigkeit von der Menge des zugegebenen Treibmittels.

Zusätzlich wurde das Formen mittels Vergrößerung der Innenseite des Werkzeugs durch die Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs gemäß dem Kern-Öffnungsverfahren und unter Verände rung der Werkzeugtemperatur und des Zeitintervalls zwischen der Beendigung des Einspritzens des Elastomeren und dem Beginn der Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs (der Zeitraum bis zum Beginn der Werkzeugöffnung) durchgeführt. Das Ein spritzen eines verschäumbaren Elastomeren erfolgte in allen Fällen durch vollständigen Schuß. Die Bedingungen und die Er gebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Die geeignete Zeitspanne bis zum Beginn der Werkzeugöffnung variierte gemäß der Veränderung der Werkzeugtemperatur. De taillierter ausgedrückt, beim Erhöhen der Werkzeugtemperatur konnte ein geeigneter geformter Verbundpolsterungs-Gegenstand erhalten werden, selbst wenn die Zeitspanne bis zum Beginn der Werkzeugöffnung ausgedehnt wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Das Formen wurde unter großer Veränderung der Zeitspanne bis zum Beginn der Werkzeugöffnung variiert.

Wenn die Zeitspanne bis zum Beginn der Werkzeugöffnung außer halb ihres geeigneten Bereichs variiert wurde, konnte kein zufriedenstellend geformter Gegenstand erhalten werden.

Beispiel 3

Das Formen wurde mittels Vergrößerung der Innenseite des Werk zeugs durch die Rückwärtsbewegung des beweglichen Werkzeugs gemäß dem Kern-Einschlußverfahren und unter Veränderung der Art des Treibmittels, der Dicke einer mit einem verschäumbaren Elastomeren gefüllten Probe und der Art des Elastomeren durch geführt. Das Einspritzen des verschäumbaren Elastomeren er folgte in allen Fällen durch vollständigen Schuß. Die Bedin gungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Selbst im Fall des Kern-Einschlußverfahrens konnte ein gut verschäumter Zustand erreicht werden, selbst wenn die Art des Treibmittels, die Dicke einer mit einem verschäumbaren Elasto meren gefüllten Probe und die Art des Elastomeren variiert wurde.

Physikalische Eigenschaften der geformten Gegenstände wurden gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

Verschäumungszustand

Gut: Ein Zustand, in dem ein nicht-verschäumtes Oberflächen material gleichmäßig auf der Oberfläche eines geformten Gegen standes in einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet wird und ein Polstermaterial, das eine große Anzahl gleichmäßiger und fein geschlossener Zellen besitzt, gleichmäßig in der Innenseite ausgebildet war.

Schlecht: Ein verschäumter Zustand eines geformten Gegenstan des, der vom vorstehend erwähnten Zustand verschieden ist.

Aussehen

Gut: Ein Zustand, in dem das Oberflächenmuster des Werkzeugs genau auf die Oberfläche eines geformten Gegenstandes übertra gen worden war.

Schlecht: Ein Zustand, in dem ein Muster, das aufgrund von Vertiefungen und Auswerfungen, einer Fließlinie oder dgl., vom Oberflächenmuster des Werkzeugs verschieden war, auf der Ober fläche eines geformten Gegenstandes gebildet worden war.

Griff

Gut: Ein Griff, der ähnlich dem guten Griff eines geformten Verbundpolsterungs-Gegenstandes ist, der aus einem Oberflä chenmaterial aus weichem Naturleder eines ausgewachsenen Rin des besteht, welches durch Chromgerbung erhalten wurde sowie dem eines Polstermaterials aus einem biegsamen, geschlossen zelligen Polyurethanschaum und einem steifen Substrat.

Unangenehm

Ein Griff, der vom vorherstehenden guten Griff verschieden ist.

Die wie vorstehend erklärte, vorliegende Erfindung besitzt die folgenden Auswirkungen.

Dies bedeutet, daß in der ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines geformten Verbundpolster-Gegenstandes der vor liegenden Erfindung, Formen eines Oberflächenmaterials, Formen eines Polstermaterials und Vereinigen des Polstermaterials mit einem steifen Substrat in einem Werkzeug ausgeführt werden können, so daß ein Arbeitsgewinn und eine Verminderung der Herstellungsko sten bei der Herstellung eines geformten Verbundpolster-Gegenstan des erreicht werden kann. In der zweiten Ausführungsform dieses genannten Verfahrens kann, da nicht nur die vorstehenden Verfah rensschritte sondern auch das Formen eines steifen Substrats im gleichen Werkzeug in der Folge ausgeführt werden kann, ein größerer Arbeitsgewinn und eine deutlichere Verminderung in den Herstel lungskosten erreicht werden als in der ersten Ausführungsform.

Ein gemäß diesem Verfahren erhaltener, geformter Verbundpol ster-Gegenstand besitzt ein ausgezeichnetes Aussehen und einen wei chen Griff und ist deshalb als Material für verschiedene Innenausstattungen sehr nützlich.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbund polster-Gegenstandes, wobei

- ein vorgeformtes steifes Substrat (1) in ein Formwerkzeug (2) eingebracht wird, welches einen größeren Formhohlraum als das eingelegte Substrat hat, dann
- ein verschäumbares Elastomeres (3) eingespritzt und dann
- der Formhohlraum vergrößert wird, wodurch das Elastomere (3) verschäumt und an den Oberflächen des Elastomeres (3) eine nicht verschäumte Hautschicht (4) ausbildet.

2. Verfahren zur Herstellung eines geformten Verbund polster-Gegenstandes, wobei

- ein steifes Harz in ein Formwerkzeug (2) einge spritzt und ein steifes Substrat (1) in der ge wünschten Form gebildet wird, dann
- der Formhohlraum des Formwerkzeugs vergrößert wird, dann
- ein verschäumbares Elastomeres (3) eingespritzt, welches das steife Substrat (1) mit einer Haut schicht beschichtet, und dann
- der Formhohlraum weiter vergrößert wird, wodurch das Elastomere (3) verschäumt, und an den Ober flächen des Elastomers (3) eine nicht verschäumte Hautschicht (4) ausbildet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß der geformte Verbundpolstergegenstand als Kraftfahrzeugteil verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß das Elastomer (3) ein Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis ist, daß ein mittleres Molekulargewicht von 30 000 bis 70 000 und eine A-Härte von 50 bis 100 hat.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (3) eine Verbindung aus einem Elastomer vom gesättigten Typ auf Styrolbasis und einem Polyolefin ist, wobei das Elastomer mit einer Schmelzviskosität von 300 bis 3000 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 1000/sec und mit einer Schmelzviskosität von 5000 bis 50 000 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 10/sec eingespritzt wird.