DE4444880A1 - Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere einer Innenverkleidung oder dergleichen für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Form­ teiles, insbesondere einer Innenverkleidung oder dergleichen für Kraftfahrzeuge, aus einer mit einem thermoplastischen Harz vorimprägnierten Vliesmatte, bei dem die Vliesmatte über die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes hinaus erwärmt und die im wesentlichen zu dem Formteil geformte Vlies­ matte gekühlt wird.

Nach dem derzeit üblichen Verfahren wird eine mit Polypropylen vorimprägnierte Vliesmatte in einem Heißluftofen bei einer Tem­ peratur von ungefähr 240°C erwärmt. Diese Temperatur liegt oberhalb der Erweichungstemperatur des Polypropylens, so daß mit dem Erwärmen oder Erhitzen die Struktur der so vorimprä­ gnierten Vliesmatte teilweise derart angelöst wird, daß eine Formgebung möglich wird. Diese erfolgt in einer kühlenden Presse, in die die erwärmte Vliesmatte überführt wird. In der Presse, entsprechend der gewünschten Formgebung gestaltet, wird die Vliesmatte zu dem gewünschten Formteil gepreßt, wobei das Polypropylen erstarrt und die Form stabilisiert. Das fertigge­ stellte Formteil kann dann der Presse entnommen werden. Nach­ teilig bei diesem Heißluftverfahren ist der hohe Energiever­ brauch, auch wird die relativ rauhe Oberfläche zunehmend als Mangel bei derartigen Formteilen empfunden, da sie beispiels­ weise die Aufnahme von Feuchtigkeit begünstigt. Dadurch kann unter Umständen die Stabilität des Formteiles herabgesetzt wer­ den.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Formteiles der eingangs genannten Gattung bereitzustel­ len, mit dem unter geringerem Energieverbrauch ein Formteil mit insbesondere glatterer Oberfläche hergestellt werden kann, wobei auch die Möglichkeit bestehen soll, die Oberfläche ohne zusätzliche Klebermaterialien zu kaschieren.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß an die Vliesmatte zumindest einseitig ein formgebendes Blech gelegt wird, dieses mindestens eine Blech unter hohem Druck und einer Temperatur, die oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, an die Vliesmatte gepreßt wird, und das mindestens eine Blech zusammen mit der heißdruckgeform­ ten Vliesmatte in mindestens einer Kühlstufe gekühlt wird, wobei in dieser mindestens einen Kühlstufe zumindest ein Kon­ taktdruck zwischen dem mindestens einen Blech und der geformten Vliesmatte aufrechterhalten wird, und daß anschließend das min­ destens eine Blech abgenommen wird.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß die bevorzugte zwischen Trennschichten gelegte Vliesmatte in einer Kontaktwärmepresse flächig unter Druck und einer Temperatur, die oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, durch Kontaktwärme erhitzt und vorverdichtet wird.

Die so erhitzte und verdichtete Vliesmatte wird in einer Heiß­ druckform bei ca. 100-130°C und unter hohem Druck geformt.

Die zu einem Formteil geformte Vliesmatte wird in mindestens einer Kühlstufe unter Kontaktdruck gekühlt und anschließend wird das geformte Teil aus der Kontaktkühlform entnommen.

Die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeiten somit nach einem Kontaktverfahren, genauer einem Kontaktwärmeverfah­ ren, bei dem schon während des Erwärmens der Vliesmatte bzw. des thermoplastischen Materials, mit dem sie vorimprägniert ist, eine Formgebung erfolgt. Diese Formgebung wird einerseits durch die formgebenden Bleche vorgegeben. Bei Verwendung von Trennschichten während des Erwärmens der Vliesmatte wird die Formgebung nach dem Erwärmen über die Heißdruckpresse hervorge­ rufen.

Überraschenderweise ergibt sich nicht nur ein verringerter Energieverbrauch von etwa 20% gegenüber dem konventionellen Heißluftverfahren, man erhält auch nach dem Entformen eine extrem glatte Oberfläche der zu dem Formteil geformten Vlies­ matte.

Diese extrem glatte Oberfläche scheint bei dem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung daher zu rühren, daß das ther­ moplastische Harz, mit dem die Vliesmatte vorimprägniert ist, zumindest teilweise auf dieser aufschwimmt und dort erstarrt. Durch diese auf schwimmende Schicht wird einerseits eine glatte Oberfläche erreicht, die beispielsweise das Eindringen von Feuchtigkeit wenn nicht verhindert, so doch erschwert; anderer­ seits erleichtert sie die Weiterbearbeitung, indem beispiels­ weise mehr Klebepunkte zur Verfügung gestellt werden, wenn auf dieses so gebildete Formteil eine Polypropylenfolie oder son­ stige Dekormaterialien durch nachträgliches Aufweichen des Formteiles an der Oberfläche aufgebracht werden soll. Das Blech oder die Bleche können problemlos von dem erkalteten Formteil abgenommen werden.

Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die glatte Ober­ fläche durch die Oberflächeneigenschaften der Trennschichten in der Kontaktheizpresse hervorgerufen, wobei wiederum das zumin­ dest teilweise aufschwimmende thermoplastische Harz für eine glatte Oberfläche sorgt.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird an die Vliesmatte von beiden Seiten je ein formgebendes Blech gelegt, so daß eine geschlossene Struktur erreicht wird, wobei lediglich an den Kanten, und dort - wegen des auf schwim­ menden thermoplastischen Harzes - auch nur beschränkt, ein physikalischer Angriff auf das Formteil erfolgen kann, da hier aufgrund einer Nachbearbeitung durch Ausschneiden oder der­ gleichen die geschlossene Schicht des thermoplastischen Harzes unterbrochen ist.

Weiter bevorzugt ist es, daß das thermoplastische Harz Polypro­ pylen ist.

Ebenso ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß das zumindest eine formgebende Blech unter einem Druck von ungefähr 15 kp/cm² zum Heißpressen an die Vliesmatte gelegt wird.

Weiter bevorzugt wird beim Aufheizen des Vliesmaterials über Kontaktwärme mit einer Temperatur von etwa 200°C gearbeitet, die somit etwa 40°C unter der bei herkömmlichen Verfahren ver­ wendeten Temperatur liegt, woraus im wesentlichen die bereits genannte Energieeinsparung herrührt.

Das nach dem Aufheizen des Vliesmaterials erfolgende Heißdruck­ formen wird bevorzugt über einen Zeitraum von 35 bis 40 Sekun­ den durchgeführt.

Weiter bevorzugt wird in einer ersten Kühlstufe mit einem Druck von etwa 5 kp/cm² gearbeitet.

Dabei wird weiter vorteilhaft eine Temperatur von ungefähr 5°C aufrechterhalten.

Es hat sich gezeigt, daß auch das Abkühlen über einen Zeitraum von 35 bis 40 Sekunden erfolgen sollte.

In nachfolgenden Kühlstufen kann dann der Anlagedruck zwischen dem Blech/den Blechen und der geformten Vliesmatte weiter herabgesetzt werden, immer wird aber ein leicht positiver Druck, also der Kontaktdruck, bis zum völligen Erkalten auf­ rechterhalten.

Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei den fertiggestellten Formteilen ein zusätzliches Kaschieren erfolgen.

Dabei wird die Kaschierfolie oder sonstiges Dekormaterial in einem Spannrahmen aufgenommen und in einer Kontaktwärmepresse flächig über Kontaktwärme auf etwa 200°C aufgeheizt, während das verpreßte Formteil oberflächig über Kontaktwärme auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die oberhalb der Erweichungstempe­ ratur des thermoplastischen Harzes liegt, woraufhin die erhitzte Kaschierfolie oder sonstiges Dekormaterial mit einem vorbestimmten Anlagedruck auf das oberflächig erhitzte Formteil gebracht wird. Somit wird es möglich, das Kaschieren ohne Ein­ satz einer zusätzlichen Kleberschicht durchzuführen. Man erreicht uneingeschränkte Narbstabilität der Kaschierfolie oder sonstiges Dekormaterial nach dem Aufbringen auf das verpreßte Formteil.

Bevorzugt ist dabei, daß das Anlegen der erhitzten Kasphier­ folie oder sonstiges Dekormaterial mittels eines an der Ober­ fläche des verpreßten Formteils erzeugten Vakuums bzw. Unter­ drucks erfolgt.

Im folgenden soll die Erfindung lediglich beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Zeichnungsfigur schematisch die Formgebung einer mit einem thermoplastischen Harz vorimprägnierten Vliesmatte gemäß dem Verfahren nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zur Verwendung als Innenverkleidung oder dergleichen für Kraftfahrzeuge.

Eine mit einem thermoplastischen Harz, beispielsweise Polypro­ pylen, vorimprägnierte Vliesmatte 1 wird zwischen zwei formge­ bende Bleche 2, 3 gelegt. In der Zeichnung ist die relative Lage dieser drei Komponenten 1, 2, 3 zueinander nur schematisch wiedergegeben, tatsächlich wird ein enger Formschluß zwischen diesen Teilen eingestellt. Der so hergestellte Verbund aus der Vliesmatte 1 und den Blechen 2 und 3 wird in eine Heißdruck­ presse gebracht, wobei die Druckwirkung durch die in der Zeich­ nungsfigur angegebenen Pfeile angedeutet ist. In dieser Heiß­ druckstufe, bei der bei Verwendung einer Vorimprägnierung mit Polypropylen bei einer Temperatur von 200°C und einem Druck von ungefähr 15 kp/cm² gearbeitet wird, wird das thermoplastische Harz bzw. Polypropylen aufgeweicht, so daß die Vliesmatte 1 der durch die Bleche 2, 3 vorgegebenen Formgebung folgt. Anschließend wird der Verbund 1, 2, 3 in eine erste Kühlstufe gebracht, wieder bestehend aus einer Kühlform, die auf einer Temperatur von ungefähr 5°C gehalten wird. Bei einem aufrechterhaltenen Druck von etwa 5 kp/cm² wird über eine gewisse Zeitdauer abgekühlt, die beispielsweise 35 bis 40 Sekunden betragen kann. Weitere Kühlstufen können nachgeschal­ tet werden, wobei mindestens ein Kontaktdruck aufrechterhalten wird, so daß also während des gesamten Abkühlens die Bleche 2, 3 immer im Formschluß an der geformten Vliesmatte 1 liegen. Die Übergabe zwischen den einzelnen heißen bzw. kalten Formen/Pressen kann autoinatisch erfolgen.

Nach dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine mit einem thermoplastischen Harz, beispielsweise Polypro­ pylen, vorimprägnierte Vliesmatte zwischen Trennschichten in eine flächige Kontaktwärmepresse gebracht und über Kontaktwärme flächig über die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes erhitzt und anschließend formgepreßt. Das anschließende Abkühlen erfolgt in einer Kühlform, wobei, wie in dem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung, abnehmende Anlagedrücke eingesetzt werden. Nach dem Abkühlen wird das fertiggestellte verpreßte Formteil aus der Kühlform entnommen.

Sollen die so fertiggestellten Formteile kaschiert werden, so kann dies ohne zusätzlichen Einsatz einer Kleberschicht gesche­ hen. Dazu wird die Kaschierfolie oder sonstige Dekormaterialien in einem Spannrahmen aufgenommen und in einer Kontaktwärme­ presse flächig über Kontaktwärme auf etwa 200°C aufgeheizt. Das verpreßte Formteil wird an der Seite, auf der die Kaschierfolie oder sonstiges Dekormaterial aufgebracht werden soll, ober­ flächig in einer Formteil-Kontaktwärmepresse über Kontaktwärme auf eine Temperatur, die oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, aufgeheizt. Das oberflächig erhitzte Formteil wird in eine zweiteilige Formpresse, beste­ hend aus Oberform und Unterform, gebracht. Dabei wird die nichtbeheizte Unterform unter die nichtbeheizte Oberform gefah­ ren. Erhitzte Kaschierfolie oder sonstiges Dekormaterial wird im Spannrahmen unter die nichtbeheizte Oberform über dem in der Unterform liegenden, oberflächig erhitzten Formteil positio­ niert. Die Oberform fährt nun über die Unterform. An der Unter­ form wird ein Vakuum angelegt, so daß die erhitzte Kaschier­ folie oder sonstiges Dekormaterial im Spannrahmen auf das ober­ flächig erhitzte Formteil gezogen wird. Unter geringem Druck und kontrolliert wird dabei die erhitzte Kaschierfolie oder sonstiges Dekormaterial an das oberflächig erhitzte Formteil gebracht. Beim Abkühlen entsteht eine innige Verbindung zwischen Formteil und Kaschierfolie oder sonstigem Dekormate­ rial.

Die in der Beschreibung, in der Zeichnung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Vliesmatte
2 formgebendes Blech
3 formgebendes Blech.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere einer Innenverkleidung oder dergleichen für Kraftfahr­ zeuge, aus einer mit einem thermoplastischen Harz vorim­ prägnierten Vliesmatte, bei dem die Vliesmatte über die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes hinaus erwärmt und die im wesentlichen zu dem Formteil geformte Vliesmatte gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vliesmatte zumindest einseitig ein formgebendes Blech gelegt wird, daß dieses mindestens eine Blech unter hohem Druck und eine Temperatur, die oberhalb der Erweichungs­ temperatur des thermoplastischen Harzes liegt, an die Vliesmatte gepreßt wird und das mindestens eine Blech zusammen mit der heißdruckgeformten Vliesmatte in minde­ stens einer Kühlstufe gekühlt wird, wobei in dieser min­ destens einen Kühlstufe zumindest ein Kontaktdruck zwischen dem mindestens einen Blech und der geformten Vliesmatte aufrechterhalten wird, und daß anschließend das mindestens eine Blech abgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vliesmatte von beiden Seiten je ein formgebendes Blech gelegt wird.

3. Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere einer Innenverkleidung oder dergleichen für Kraftfahr­ zeuge, aus einer mit einem thermoplastischen Harz vorim­ prägnierten Vliesmatte, bei dem die Vliesmatte über die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes hinaus in einer flächigen Kontaktheizpresse erwärmt und vorver­ dichtet und daß diese Vliesmatte unter hohem Druck und einer Temperatur von 100-130°C in einer Heißdruckform verpreßt wird und das verpreßte Formteil in mindestens einer Kühlstufe gekühlt wird, wobei in dieser mindestens einen Kühlstufe zumindest ein Kontaktdruck zwischen der Kühlform und dem geformten Formteil aufrechterhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vliesmatte zwischen Trennschichten in der Kontakt­ heizpresse erhitzt und vorverdichtet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz Polypropy­ len ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung bzw. Erhitzung der Vliesmatte auf eine Temperatur von etwa 200°C erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte vorverdichtete Vlies­ matte unter einem Druck von ungefähr 15 kp/cm² zu einem Formteil verpreßt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Zeitdauer von 35 bis 40 Sekunden heißdruckgepreßt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Kühlstufe mit einem Druck von ungefähr 5 kp/cm² gearbeitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der mindestens einen Kühlstufe eine Temperatur von ungefähr 5°C aufrechterhalten wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der ersten Kühlstufe das Abkühlen über eine Zeitdauer von ungefähr 35 bis 40 Sekunden erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf das verpreßte Formteil eine Folie oder sonstiges Dekormaterial aufkaschiert wird, indem die Folie oder sonstiges Dekormaterial sowie die zu kaschie­ rende Oberfläche des Formteiles durch Kontaktwärme erhitzt und bei geringem Druck aneinandergelegt werden, woraufhin das mit der Kaschierfolie oder sonstigem Dekor­ material versehene verpreßte Formteil abgekühlt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagedruck zwischen der aufzukaschierenden Folie oder sonstiges Dekormaterial und dem Formteil zusätzlich durch einen am Formteil hervorgerufenen Unterdruck aufge­ bracht wird.