DE60027645T2

DE60027645T2 - Gegenstand mit holzähnlichem Aussehen und seine Herstellung

Info

Publication number: DE60027645T2
Application number: DE60027645T
Authority: DE
Inventors: K.K. Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Hiroki Niwa-gun Mori; K.K. Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Hiroyuki Niwa-gun Kato
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: EP1066985A3; EP1066985B1; JP2001018808A; US6579593B1; DE60027645D1; EP1066985A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Element mit simuliertem Holz-Farbton und ein Verfahren zum Herstellen eines Elementes mit simuliertem Holz-Farbton gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 8. Das Element mit simuliertem Holz-Farbton kann zum Beispiel bei Lenkungssystemen für Fahrzeuge oder Boote, bei Gehäusen und dergleichen verwendet werden.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Element und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art sind zum Beispiel aus WO 99/28116 bekannt.
Urethan-Lenkräder mit einem Element mit simuliertem Holz-Farbton sind konventionell in Lenkungssystemen für Fahrzeuge, Boote und dergleichen verwendet worden.
Diese Urethan-Lenkräder sind durch Gießen mittels Einspritzen einer Urethan-basierten Mischung in eine Gussform, in welcher ein Holzmaserungsmuster durch Ätzen ausgebildet ist, und anschließendem Aushärten der eingespritzten Urethan-basierten Mischung ausgebildet. Auf diese Weise, wie in 6 illustriert, werden Aussparungen 52 von gleicher Tiefe in der Oberfläche eines Urethan-Lenkrades 50 ausgebildet. Durch Füllen eines Holz-Füllstoffes 54, welcher gute Abdeckungseigenschaften hat, in die Aussparungen 52, treten Randmaserungs-/aderähnliche Bereiche auf, und das Holzmaserungs-Muster dekoriert die Oberfläche des Urethan- Lenkrades 50. Ferner enthält der Holz-Füllstoff 54 30% Toner und der Toner enthält 5% schwarzes Pigment.
Weil jedoch die Aussparungen in der gleichen Tiefe ausgebildet sind, können keine Abstufungen (Schatten) des Holzmaserungs-Musters geboten werden, so dass es schwierig ist, ein schönes Holz-Erscheinungsbild mit attraktiven Holzmaserungen zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Element mit simuliertem Holz-Farbton und ein Verfahren zum Herstellen eines Elementes mit simuliertem Holz-Farbton mit den Merkmalen in Anspruch 1 bzw. Anspruch 8. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß dieser Struktur sind Aussparungen mit unterschiedlichen Tiefen in der Oberfläche des Urethan-basierten Basiselementes ausgebildet. Damit können Abstufungen des Musters ausgedrückt werden. Durch Einfüllen eines Holz-Füllstoffes in die Aussparung, welcher transparent ist und welcher ein farbgebendes Mittel enthält, kann eine Schattierung erzeugt werden, die gemäß der Tiefe der Aussparungen variiert. Zum Beispiel kann, wenn das Muster ein Holzmaserungs-Muster ist, ein Holzmaserungs-Muster mit einem attraktiven Holz-Erscheinungsbild geboten werden.
Es ist für die Winkelbereiche der Aussparungen und für die Eckenbereiche der Bodenbereiche der Aussparungen bevorzugt, dass sie im rechten Winkel ausgebildet sind.
Gemäß dieser Struktur, weil die Winkelbereiche der Aussparungen und die Eckenbereiche der Bodenbereiche der Aussparungen im rechten Winkel ausgebildet sind, kann der Holz-Füllstoff zuverlässig in die Aussparungen gefüllt werden und das Muster kann zuverlässig ausgedrückt werden.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Transparenz des Holz-Füllstoffes ein solches Ausmaß aufweist, dass Licht den Bodenbereich der Aussparungen erreichen kann.
Gemäß dieser Struktur ist der Holz-Füllstoff in dem Maße transparent, dass das Licht die Bodenbereiche der Aussparungen erreichen kann. Damit können Schattierungen des Musters, welche zu den Tiefen der Aussparungen korrespondieren, klar ausgebildet werden.
Bei dem Element mit simuliertem Holz-Farbton, das durch die Schritte der Erfindung ausgebildet wird, sind die Aussparungen mit unterschiedlichen Tiefen ausgebildet. Daher kann eine Abstufung in das Holzmaserungs-Muster einbezogen werden, das an der Oberfläche des Elementes mit simuliertem Holz-Farbton ausgebildet ist. Durch Einfüllen des Holz-Füllstoffes in die Maserungen, welcher transparent ist und ein farbgebendes Mittel enthält, können Variationen in den Holzmaserungs-Farben realisiert werden. Als ein Ergebnis kann ein Holzmaserungs-Muster mit einem attraktiven Holz-Erscheinungsbild ausgedrückt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Elementes mit simuliertem Holz-Farbton gemäß der Erfindung illustriert.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 1.
3 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptbereichen aus 2.
4 ist ein Prozessdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines Elementes mit simuliertem Holz-Farbton gemäß der Erfindung illustriert.
5A bis 5G sind Prozessdiagramme, die Prozesse zum Ätzen, in mehreren Schritten, einer Gussform zum Gießen des Elementes mit simuliertem Holz-Farbton gemäß der Erfindung zeigen.
6 ist eine Schnittansicht eines konventionellen Elementes mit simuliertem Holz-Farbton.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein Element mit simuliertem Holz-Farbton bezogen auf eine erste Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen und durch Verwenden eines Lenkrades als ein Beispiel beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform eines holzgemaserten Lenkrades gemäß der Erfindung zeigt. Wie in 1 dargestellt, ist ein Speichenbereich 12 an einem ringförmigen Urethan-Gussteil 10 montiert. Wie in 2 illustriert, ist das ringförmige Urethan-Gussteil 10 so ausgebildet, dass ein Felgenbereich-Kernelement 14 im Inneren des ringförmigen Urethan-Gussteils 10 angeordnet ist.
Wie in 3 dargestellt, ist die Seitenfläche des Urethan-Gussteils 10 durch ein Urethan-(basiertes)-Basiselement 16, eine In-Guss Überzugsschicht 18, einen Holz-Füllstoff-Bereich (Aderbereich) 20, eine farblose Schicht 22, eine klare zwischenliegende Überzugsschicht 24 und eine klare oberste Überzugsschicht 26 ausgebildet. Das Urethan-Basiselement 16 weist eine Shore A Härte von 75 oder mehr, eine Shore D Härte von 20 oder mehr, eine spezifische Dehnung von 80 bis 300 und eine Dichte von 0,3 bis 0,9 g/cm³ auf, und weist vorzugsweise eine Shore A Härte von 85 bis 95, eine Shore D Härte von 30 bis 40, eine spezifische Dehnung von 100 bis 200 und eine Dichte von 0,4 bis 0,5 g/cm³ auf.
Hier ist die Shore A Härte eine Härte, wie sie in JIS K-6253 Typ A festgesetzt ist, und die Shore D Härte ist eine Härte, wie sie im JIS K-6253 Typ D festgesetzt ist.
Wenn das Urethan-Basiselement 16 eine Shore A Härte von 75 oder mehr, eine Shore D Härte von 20 oder mehr und eine Dichte von 0,3 bis 0,9 g/cm³ aufweist, ist das Gefühl ähnlich zu dem von tatsächlichem Holz. Insbesondere, wenn das Urethan-Basiselement 16 eine Shore A Härte von 85 bis 95, eine Shore D Härte von 30 bis 40 und eine Dichte von 0,4 bis 0,5 g/cm³ aufweist, ist das Gefühl sogar ähnlicher zu dem von tatsächlichem Holz. Jedoch ist vom Standpunkt der Zuverlässigkeit, einen Schaden oder dergleichen von dem Lenkrad zum Zeitpunkt einer Kollision zu verhindern, die spezifische Dehnung des Urethan-Basiselementes 16 80% bis 300% und insbesondere 100% bis 200%.
Um einen Polyurethan (PU) auszubilden, welcher das Urethan-Basiselement 16 mit derartigen Charakteristiken bildet, wird eine Polyolkomponente und eine Isocyanatkomponente willkürlich ausgewählt und die Verbundmenge des Vernetzungsagenten (z. B. Ethylenglykol) wird größer als konventionelle Verbundmengen hergestellt.
In der Erfindung sind Beispiele der Polyolkomponente zum Herstellen des Urethan-Basiselementes 16 Polyetherpolyole, Polyesterpolyole und dergleichen. Jedoch sind Polyetherpolyole insbesondere bevorzugt. Unter den Polyetherpolyolen sind trifunktionale Polyetherpolyole vom Standpunkt der Leichtigkeit der Dehnung und der Vergrößerung der Härte des Urethan-Basiselementes bevorzugt.
Tolylenediisocyanate (TDI) und Diphenylmethan Diisocyanate (MDI) können als die Isocyanatkomponente verwendet werden. Unter diesen sind die Diphenylmethan Diisocyanate (MDI) vom Standpunkt der Vergrößerung der Härte des Urethan-Basiselementes, der niedrigen Toxizität und der Leichtigkeit der Dehnung bevorzugt. Unter den Diphenylmethan Diisocyanaten (MDI), Prepolymer modifizierten MDI, polymerischen modifizierten MDI, Karbondiimide modifizierten MDI, reinem MDI und dergleichen können willkürlich zusammengestellt werden, entsprechend der gewünschten Eigenschaften.
Beim Herstellen des Urethan-Basiselementes der Erfindung können zusätzlich zu der Polyolkomponente und der Isocyanatkomponente Vernetzungsagenten, Katalysatoren, Treibmittel, Zellstabilisierer und dergleichen eingesetzt werden. Zusätzlich können Flammhemmmittel und dergleichen ebenfalls hinzugefügt werden.
Beispiele für Vernetzungsagenten umfassen Polyole mit niedrigem Molekulargewicht wie etwa Ethylenglykol, Diethylenglykol, Butandiol, Dipropylendiol, Trimethylolpropan und Glycerin; Amin basierte Polyole mit niedrigem Molekulargewicht wie etwa Triethanolamin und Diethanolamin; und aliphatische und alizyklische Amine. Beispiele für den Katalysator umfassen tertiäre Amine wie etwa Triethylendiamin, Triethylamin, N-Methylmorpholin und N-Ethylmorpholin; Tin(I) Octenoate, Tin(II) Dibutyllaurate und dergleichen. Beispiele für das Treibmittel umfassen Wasser; halogenierte Alkane wie etwa Trichloromonofluoromethan und Dichloromonofluoromethan; Azobisisobutyronitrile und dergleichen.
Beim Herstellen des Urethan-Basiselementes 16 gemäß der Erfindung ist eine Auswahl des Mischungsverhältnisses von der Polyolkomponente und der Isocyanatkomponente wichtig. Das Mischungsverhältnis sollte gemäß der gewünschten Eigenschaften des Urethan-Basiselementes festgesetzt sein. Zum Beispiel ist ein Verhältnis von Polyolkomponente zu Isocyanatkomponente von 90 bis 110/113 bis 133 bevorzugt.
Da die In-Guss Überzugsschicht 18, die an dem Urethan-Basiselement 16 ausgebildet ist, die Basisfarbe von der Farbe ist, die in dem Lenkrad ausgedrückt wird, enthält in 3 die In-Guss Überzugsschicht 18 ein Pigment mit hoher Abdeckfähigkeit. Urethan-Überzugsmaterialien und Nicht-vergilbende Urethan-Überzugsmaterialien sind insbesondere bevorzugt. Die Dicke der In-Guss Überzugsschicht 18 ist vorzugsweise etwa 10 bis 20 μm.
In 3 ist der Holz-Füllstoff 21, welcher ein farbgebendes Mittel enthält, in die Aderbereiche 20 eingefüllt, die in dem Urethan-Basiselement 16 bereitgestellt werden. Der Holz-Füllstoff 21 ist ein transparentes Material und Beispiele dafür sind Wasser-basierte Holz-Füllstoffe, Öl-basierte Holz-Füllstoffe und synthetische Harz-Holz-Füllstoffe. Durch ein Hinzufügen eines farbgebenden Mittels wie etwa eines Farbstoffs in irgendeinem von derartigen Typen von Füllstoffen kann die Holzmaserung der Aderbereiche 20 ausgebildet sein.
Die farblose Schicht 22 weist einen Farbton auf, welcher zum Bereitstellen des gewünschten holzähnlichen Erscheinungsbildes durch den komplementären Farbeffekt basierend auf dem Verhältnis der farblosen Schicht 22 zu der Basisfarbe der In-Guss Überzugsschicht 18 ist. Entsprechend werden Polyurethan-Überzugsmaterialien, Zwei-Lösungs-Typ Polyurethan-Überzugsmaterialien oder dergleichen in der farblosen Schicht 22 verwendet, so dass die farblose Schicht 22 eine transparente Farbe hat. Die Dicke der farblosen Schicht 22 ist vorzugsweise 10 bis 30 μm.
Die klare zwischenliegende Überzugsschicht 24 kann ein transparentes Urethan-basiertes oder Polyester-basiertes Überzugsmaterial enthalten, welches den Eindruck von Dicke verleiht und das Urethan-Gussteil 10 mit der Textur von Holz bereitstellt. Die Dicke der klaren zwischenliegenden Überzugsschicht 24 ist vorzugsweise 50 bis 500 μm.
Die klare oberste Überzugsschicht 26 ist bereitgestellt, um dem Urethan-Gussteil 10 Oberflächeneigenschaften zu verleihen, und willkürliche Komponenten können darin verwendet werden, entsprechend der gewünschten Oberflächeneigenschaften. Zum Beispiel können irgendwelche verschiedene Arten von Urethan-basierten Überzugsmaterialien mit Charakteristiken wie etwa Lichtfestigkeit, UV-Licht Herabsetzungsfähigkeiten, Wasserfestigkeit, Chemikalienfestigkeit oder dergleichen verwendet werden. Die Dicke der klaren obersten Überzugsschicht 26 ist vorzugsweise 10 bis 50 μm.
4 ist ein Prozessdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen des holzgemaserten Lenkrades gemäß der Erfindung zeigt. 5 ist ein Prozessdiagramm, das Prozesse des Ätzens, in mehrfachen Schritten, einer Gussform zum Gießen des Elementes mit simuliertem Holz-Farbton zeigt.
Zunächst wird ein Präge-Prozessschritt durch Ätzen, in mehrfachen Schritten durchgeführt, wobei ein Holzmaserungs-Muster direkt in eine Gussform 30 (siehe 5), welche aus Eisen oder Aluminium hergestellt ist und in welcher die Konfiguration eines Lenkrades durch Schneiden oder Gießen ausgebildet wurde.
Insbesondere, wie in 5A illustriert, wird eine Schablone 32 mittels Band oder dergleichen an vorbestimmten Positionen der Gussform 30 angelegt, und ein erster Schritt des Ätzens wird ausgeführt. Als ein Ergebnis, wie in 5B illustriert, sind die Bereiche der Gussform 30, die anders als die Bereiche sind, die von der Schablone 32 abgedeckt werden, durch Säure korrodiert. Als nächstes wird, wie in 5C illustriert, die Schablone 32 an vorbestimmten Positionen angelegt und der zweite Schritt des Ätzens wird ausgeführt. Als ein Ergebnis, wie in 5D illustriert, sind die Bereiche der Gussform 30, die anders als die Bereiche sind, die von der Schablone 32 abgedeckt sind, durch Säure korrodiert. Als nächstes, wie in 5E illustriert, wird eine Schablone 32 an vorbestimmte Positionen angelegt und der dritte Schritt des Ätzens wird durchgeführt. Als ein Ergebnis, wie in 5F illustriert, werden die Bereiche der Gussform 30, die anders als die Bereiche sind, die von der Schablone 32 abgedeckt werden, durch Säure korrodiert. Auf diese Weise werden mittels Ätzen der Gussform 30 in mehreren Stufen Aussparungen 34 mit unterschiedlichen Tiefen an der inneren Fläche der Gussform 30 ausgebildet und ein Holzmaserungs-Muster wird durch diese Aussparungen 34 ausgebildet. Bei dem oben beschriebenen Ätzen werden die Aussparungen 34 sukzessive beginnend von der flachsten Aussparung 34 ausgebildet. Damit wird das Ätzen effizient durchgeführt und die Zeit, die für das Ätzen erforderlich ist, kann so kurz wie möglich gehalten werden.
Als nächstes, wie in 5G dargestellt, wird der In-Gussüberzug an der inneren Fläche der Gussform 30 ausgebildet, in welcher das Holzmaserungs-Muster ausgebildet wurde, um die In-Guss Überzugsschicht 18 auszubilden, auf welche die Holzmaserungen übertragen werden. In diesem Fall, wenn benötigt, kann ein Lösemittel oder dergleichen auf der inneren Fläche der Gussform 30 angebracht werden, bevor der In-Gussüberzug ausgebildet wird.
Als nächstes, nachdem der Felgenbereich-Kern 14 und dergleichen an vorbestimmten Positionen in der Gussform 30 eingesetzt sind, wird die Urethan-basierte Mischung in die Gussform 30 eingespritzt. Auf diesem Weg wird die Urethan-basierte Mischung in einen Zustand eingespritzt, in welchem der In-Gussüberzug an der Innenfläche der Gussform ausgebildet ist, an welcher das Holzmaserungs-Muster vorhanden ist. Damit wird eine einzige Schicht von In-Gussüberzug, welche aus einem Urethan-Überzugsmaterial erzeugt ist, an der Fläche des gegossenen Produktes angelegt. Auf diese Weise kann zum Zeitpunkt des Überziehens oder dergleichen Schaum, welcher von dem Urethan-Gussteil 10 erzeugt wird, nicht in die Schicht eintreten, die darauf beschichtet ist. Damit kann ein attraktives Holzmaserungsüberzugsprodukt erzielt werden. Anschließend, nachdem die Urethan-basierte Mischung eingespritzt wurde, wird die Urethan-basierte Mischung belassen, um für eine vorbestimmte Zeit zu stehen und auszuhärten, wodurch das Urethan-Gussteil 10 ausgebildet wird (siehe (A) in 4).
Die Prägeweite und die Prägelänge der Prägungen, die in der Fläche des Urethan-Gussteils 10 ausgebildet sind, sind im Wesentlichen die gleichen wie solche von realem Holz (natürlichem Holz). Weiterhin ist die Prägetiefe (die Tiefe der Aussparung 11) 2 bis 5 Mal der Tiefe einer Maserung von realem Holz (die Maserungstiefe von realem Holz ist 0,02 mm oder weniger) und ist vorzugsweise 3 bis 4 Mal die Tiefe einer Maserung von realem Holz. Das heißt, die Prägetiefe ist vorzugsweise in mehrfachen Schritten ausgebildet, so dass die Tiefe 3 bis 4 Mal die Tiefe einer Maserung von realem Holz ist. Entsprechend ist die Tiefe der Holzmaserungsprägung vorzugsweise 0,02 bis 0,1 mm. In der aktuellen Ausführungsform ist die Tiefe der flachsten Holzmaserungsprägung 0,02 mm (h1 in 2), die Tiefe der tiefsten Holzmaserungsprägung ist 0,06 mm (h3 in 3) und die Tiefe einer zwischenliegenden Holzmaserungsprägung ist 0,04 mm (h2 in 3).
Der Winkelbereich des Prägebereichs (Aussparung 11) (in 3 ist ein Winkelbereich mit A bezeichnet), und ein Eckenbereich von dem Bodenbereich des Prägebereichs (Aussparung 11) (in 3 ist ein Eckenbereich mit B bezeichnet) sind vorzugsweise in rechtwinkliger Konfiguration ausgebildet. Durch Ausbilden dieser Bereiche im rechten Winkel kann der Holz-Füllstoff 21 zuverlässig in die Aussparung 11 eingefüllt werden und das Holzmaserungs-Muster kann zuverlässig ausgebildet werden.
Wenn die Tiefe der Holzmaserungsprägung geringer als 0,2 mm ist, wenn der Holz-Füllstoff 21 in die Maserungen eingefüllt wird, wie es später beschrieben werden wird, und der überschüssige Holz-Füllstoff 21 abgewischt ist, verbleibt der Holz-Füllstoff 21 nicht in den Prägebereichen 11. Damit ist es schwierig für die Holzmaserung, eingefärbt zu werden, und den Eindruck von realem Holz bereitzustellen. Auf der anderen Seite, wenn die Tiefe der Holzmaserungsprägung größer als 0,1 mm ist und ein Ätzen durchgeführt wird, um die Prägungen in der Gussform 30 auszubilden, weisen die Eckbereiche der Holzmaserungsprägungen in der Gussform 30 eine R-(abgerundete oder gekrümmte)-Konfiguration auf. Damit weisen die gewinkelten Bereiche (durch A in 3 bezeichnet) der Prägebereiche (Aussparungen 11) und die Eckebereiche (durch B in 3 bezeichnet) der Bodenbereiche von den Prägebereichen (Aussparungen 11) eine R-Konfiguration auf. Eine geringe Menge von Holz-Füllstoff, welcher in diesen R-Bereichen verbleibt, führt zu einem Verwischen der Außenlinien der Holzmaserungen und macht es schwierig, eine klar definierte Holzmaserung zu erzielen, was nicht bevorzugt ist.
Als nächstes wird das Urethan-Gussteil 10 von der Gussform 30 entfernt und gewaschen. In dem Wasch-Schritt werden das Lösemittel, Öle und dergleichen, die an der Oberfläche des Urethan-Gussteils 10 hängen, entfernt. Dabei wird ein Wasser-Waschverfahren unter Verwendung irgendeines von einer Vielzahl von Detergentien oder ein Waschverfahren unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels verwendet (siehe (B) in 4).
Als nächstes wird, um das Urethan-Gussteil 10, in dessen Oberfläche die Holzmaserungen ausgebildet wurden, mit dem Eindruck von realem Holz bereitzustellen, ein transparenter Holz-Füllstoff, der ein farbgebendes Mittel enthält, in die Holzmaserungen eingefüllt, so dass die Aderbereiche der Holzmaserungsprägungen so gemacht sind, dass sie deutlich gegenüber den Hintergrundholzbereichen (siehe (C) in 4) im Kontrast stehen. Der Holz-Füllstoff enthält im wesentlichen 30% Toner als ein farbgebendes Mittel und der Toner enthält nur 2,5 bis 0% schwarzes Pigment. Die Menge des schwarzen Pigments in dem Toner ist geringer als die eines allgemeinen Toners und damit wird eine Transparenz von dem Holz-Füllstoff bereitgestellt. Auf diese Weise erreicht Licht die entfernten Bereiche der Aussparungen 11 und klar definierte Abstufungen korrespondierend zur Tiefe der Aussparungen 11 können erzielt werden. Der Toner enthält vorzugsweise ebenfalls Pigmente, die anders als schwarzes Pigment sind (z. B. rotes Pigment oder gelbes Pigment oder dergleichen).
Anschließend wird, um die Textur von realem Holz bereitzustellen, die farblose Schicht 22 ausgebildet ((D) in 4). Anschließend wird, um den Eindruck der Dicke zu verbessern, die zwischenliegende Überzugsschicht 24 ausgebildet ((E) in 4). Anschließend wird die Oberfläche der zwischenliegenden Überzugsschicht 24 poliert ((F) in 4).
Der Verfahrensschritt des Polierens ist nicht insbesondere beschränkt, allerdings ist ein Polieren unter Verwendung von Sandpapier bevorzugt.
Im Anschluss daran wird die klare oberste Überzugsschicht 26 auf der Oberfläche der polierten klaren zwischenliegenden Überzugsschicht 24 ausgebildet (siehe (G) in 4). Die klare oberste Überzugsschicht 26 ist aus willkürlichen Urethan-basierten Komponenten entsprechend den Charakteristiken ausgebildet, die für das Urethan-Gussteil 10 gefordert sind.
Auf diese Weise wird gemäß der aktuellen Ausführungsform durch Durchführen eines Gießens in der Gussform 30, welche durch Ätzen in mehreren Stufen ausgebildet wurde, ein Holzmaserungs-Muster mit guten Abstufungen (Schattierungen) auf der Oberfläche des Urethan-Gussteils 10 bereitgestellt werden. Durch Einfüllen des Holz-Füllstoffes in die Holzmaserungs-Kerben, welcher eine gute Transparenz aufweist und ein farbgebendes Mittel enthält, variieren die Farben der Holzmaserungen entsprechend der Tiefe der Holzmaserungseinprägungen. Damit kann ein Holzmaserungs-Muster mit einem schönen Holz-Erscheinungsbild mit attraktiven Maserungen bereitgestellt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Erläuterung im Zusammenhang mit einem Lenkrad gegeben worden. Jedoch kann die oben beschriebenen Struktur des Elements mit simuliertem Holz-Farbton gemäß der Erfindung die gleichen Effekte bieten, wenn sie auf Elementen des Interieur von Fahrzeugen (z. B. einem mittleren Paneel (dem Paneel für die Klimaanlageschalter oder dergleichen), auf einem Seiten-Türpaneel, einem Schalthebelknopf, einem Fensterschalterpaneel, dem Knopf eines Kombinations-Hebelschalters (für die Scheibenwischer oder Lichter) oder dergleichen) oder auf Elementen des Interieur eines Hauses (z. B. Türknöpfen, Lampenschirmen) und dergleichen angewendet wird.
Beispiele
Im folgenden werden Beispiele der aktuellen Ausführungsform beschrieben.
Beispiel 1
Eine Eisen-Gussform, in welcher die Konfiguration eines Lenkrades durch Schneiden oder Gießen ausgebildet wurde, wurde einem Ätzen in zwei Stufen ausgesetzt, so dass Einprägungen in einem Holzmaserungs-Muster darin ausgebildet wurden. Die Einprägungstiefe der flachsten Einprägungen war 0,02 mm und die Einprägungstiefe der tiefen Einprägungen war 0,04 mm. Die Gestaltungsfläche innerhalb der Gussform (die Oberfläche, an welcher die Holzmaserungs-Kerben ausgebildet wurden) wurde In-Guss überzogen mit einem Urethan-Überzugsmaterial. In diesem In-Guss Überzugsprozessschritt wurde eine In-Guss Überzugsschicht mit einer Dicke von 15 μm unter Verwendung eines nicht-vergilbenden Urethan-Überzugsmaterial (IPDI basierten Urethan-Überzugsmaterial) ausgebildet, das ein Pigment (OZRAY-MV, hergestellt durch DIC Corp.) mit guter Abdeckfähigkeit enthält. Anschließend wurde ein Randbereich-Kernelement und ein Felgenbereich-Kernelement an vorbestimmte Positionen innerhalb der Gussform eingesetzt. Dann wurde eine Urethan-Harzflüssigkeit, welche aus den folgenden Kompositionen gebildet wurde, und welches das Urethan-basierte Basiselement bildete, in die Gussform eingespritzt.
Polyol Komponente

trifunktionales Polyetherpolyol (MW = 5000 bis 7000)
trifunktionales Polyetherpolymerpolyol (MW = 5000 bis 7000)
Vernetzungsagent: Ethylenglykol
Katalysator: (1) DABCO-EG (hergestellt durch Sankyo Air Product Co.) (2) TOYOCAT-ET (hergestellt durch Toso Co.)

Anti-Oxidant

Treibmittel: Wasser

Isocyanat-Komponente

Prepolymer modifiziertes MDI
polymerisches MDI
Karbondiimid modifiziertes MDI
reines MDI

In der Urethan-Harzflüssigkeit waren die zusammengesetzten Gewichtsprozente der obigen Polyolkomponenten-Komposition zur obigen Isocynatkomponenten-Zusammensetzung 100/122.
Als nächstes, nachdem die Urethan-Harzflüssigkeit in die Gussform eingespritzt wurde, wurde die Urethan-Harzflüssigkeit für etwa 70 Sekunden stehengelassen, so dass sie aushärtete und das Lenkrad wurde anschließend von der Gussform entfernt.
Die Eigenschaften der Urethan-Harzschicht, die von der Urethan-Harzflüssigkeit zu diesem Zeitpunkt erzielt werden, waren wie folgt.

(1) Shore A Härte: 85
(2) Shore D Härte: 30
(3) Dehnungsprozent: 120%
(4) Dichte: 0,45 g/cm³
(5) Dehnungsfestigkeit: 8 Mpa

Anschließend wurde das aus der Gussform entfernte Lenkrad mit einem Petroleum basierten Lösungsmittel gewaschen, weil Lösungsagent, Öle und dergleichen an der Oberfläche des Lenkrades anhafteten.
Anschließend wurde ein ROMEN-FILLER (hergestellt durch Mikuni Paint Co.), welcher ein transparenter Holz-Füllstoff ist und ein farbgebendes Mittel enthält, in die Holzmaserungen eingefüllt und der übermäßige Holz-Füllstoff abgewischt.
Dann wurde eine farblose Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf der Oberfläche der Urethan-Harzschicht ausgebildet, unter Verwendung eines halb-transparenten, nicht-vergilbenden Urethan-Überzugsmaterial (IPDI basiertem Urethan-Überzugsmaterial), das ein hochgradig transparentes Pigment enthält (OZRAY-MV, das durch DIC Corp. hergestellt wird). Die Farbtoncharakteristiken von Holzmaserungen werden durch den komplementären Farbeffekt zwischen den Farbtönen der farblosen Schicht und den Farbtönen der In-Guss Überzugsschicht erzielt.
Ein nicht saturiertes Polyester-Überzugsmaterial (hergestellt durch Mikuni Paint Co.) oder ein Zwei-Lösungs-Typ Polyurethan-Überzugsmaterial wurde einmal oder zweimal auf der farblosen Schicht aufgetragen, um eine klare zwischenliegende Überzugsschicht mit einer Dicke von etwa 300 μm zu bilden. Als nächstes wurde die Schicht der klaren zwischenliegenden Überzugsschicht unter Verwendung eines #600 Sandpapier poliert. Anschließend wurde eine klare oberste Überzugsschicht, welche eine Dicke von 30 μm aufweist und die aus einem Zwei-Lösungs-Typ Polyurethan-Überzugsmaterial (hergestellt durch Mikuni Paint Co.) ausgebildet wurde, auf der klaren zwischenliegenden Überzugsschicht ausgebildet.
Das wie oben beschrieben erzielte Urethan-Lenkrad weist bevorzugte Charakteristiken wie etwa Shore Härten, spezifische Dehnung, Dichte und dergleichen auf und es war ferner für Risse und Brüche schwierig, sich zu dem Zeitpunkt darin auszubilden, in dem sich das Lenkrad während einer Kollision verformt. Ferner konnte das Holzmaserungs-Muster mit guten Abstufungen bereitgestellt werden und die Schattierung der Holzmaserungseinprägungen konnte variiert werden. Damit konnte ein attraktives Holzmaserungs-Muster ausgebildet werden.
Entsprechend dem Element mit simuliertem Holz-Farbton gemäß der Erfindung kann ein Holzmaserungs-Muster mit einem attraktiven Holz-Erscheinungsbild durch Variieren der Tiefen der Aussparungen, die in der Fläche des Elementes mit simuliertem Holz-Farbton ausgebildet sind, und durch Füllen der Aussparungen mit einem Holz-Füllstoff erzielt werden, welcher transparent ist und ein farbgebendes Mittel enthält.
Ferner kann gemäß dem Verfahren zum Herstellen eines Elementes mit simuliertem Holz-Farbton gemäß der Erfindung ein Element mit simuliertem Holz-Farbton hergestellt werden, welches ein Holzmaserungs-Muster mit einem attraktiven Holz-Erscheinungsbild aufweist.

Claims

Element (10) mit simuliertem Holzfarbton, aufweisend: ein urethanbasiertes Basiselement (16), das eine Oberfläche mit Aussparungen (11) aufweist, die ein Muster bilden, und einen Holz-Füllstoff (21), der in den Aussparungen (11) angeordnet ist, wobei der Holz-Füllstoff (21) zumindest ein farbgebendes Mittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen unterschiedliche Tiefen aufweisen und dass der Holz-Füllstoff im Wesentlichen transparent ist.
Element (10) mit simuliertem Holzfarbton gemäß Anspruch 1, wobei nur die Aussparungen (11), die eine Tiefe aufweisen, welche die flachste unter den unterschiedlichen Tiefen ist, unabhängig und nicht an eine andere Aussparung angrenzend angeordnet sein können.
Element (10) mit simuliertem Holzfarbton gemäß Anspruch 1, wobei im Wesentlichen jede Aussparung (11) einen Winkelbereich und einen Bodenbereich mit einem Eckenbereich aufweist, wobei der Winkelbereich und der Bodenbereich im Wesentlichen senkrecht zueinander sind.
Element (10) mit simuliertem Holzfarbton gemäß Anspruch 1, wobei jede Aussparung (11) einen Boden aufweist und der Holz-Füllstoff (21) in einem Maße im Wesentlichen transparent ist, das ausreichend ist, um Licht zu ermöglichen, dort hindurch bis auf den Boden der Aussparung (11) zu passieren.
Element (10) mit simuliertem Holzfarbton gemäß Anspruch 1, wobei das urethanbasierte Basiselement (16) eine Shore A Härte von zumindest 75, eine Shore D Härte von zumindest 20 und eine Dichte zwischen 0,3 und 0,9 g/cm³ aufweist.
Element (10) mit simuliertem Holzfarbton gemäß Anspruch 1, das ferner zumindest eine Schicht aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus einer In-Guss-Überzugsschicht (18), einer farblosen Schicht (22), einer zwischenliegenden klaren Überzugsschicht (24) und einer obersten klaren Überzugsschicht (26) ausgewählt ist.
Element (10) mit simuliertem Holzfarbton gemäß Anspruch 1, wobei die Aussparungen (11) eine Holzmaserungs-Einprägung mit einer Tiefe zwischen 0,02 mm und 0,1 mm bilden.
Verfahren zum Herstellen eines Elements (10) mit simuliertem Holzfarbton, aufweisend: Bereitstellen einer Gussform mit Aussparungen; Ausbilden einer In-Guss-Überzugsschicht (18) auf einer inneren Oberfläche der Gussform; Einspritzen einer urethanbasierten Mischung in die Gussform; Aushärten der urethanbasierten Mischung, um ein Urethan-Gussteil mit Holzmaserungsbereichen auszubilden, die zu den Aussparungen der Gussform korrespondieren; Entfernen des Urethan-Gussteils von der Gussform; Füllen der Holzmaserungsbereiche mit einem Holz-Füllstoff (21), der zumindest ein farbgebendes Mittel aufweist; und Ausbilden einer farblosen Schicht (22) auf dem Urethan-Gussteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen unterschiedliche Tiefen aufweisen, sodass Holzmaserungsbereiche mit korrespondierend unterschiedlichen Tiefen ausgebildet werden, und dass der Holz-Füllstoff (21) im Wesentlichen transparent ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei nur die Aussparungen (11), die eine Tiefe aufweisen, welche die flachste unter den unterschiedlichen Tiefen ist, unabhängig und nicht an eine andere Aussparung angrenzend angeordnet sein können.
Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner den Schritt aufweist, ferner Bereitstellen von einer zwischenliegenden klaren Überzugsschicht (24) und/oder einer obersten klaren Überzugsschicht (26) auf dem Urethan-Gussteil.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Gussform durch Aufbringen einer Schablone in einer vorbestimmten Position in der Gussform, Ätzen der Gussform und zumindest zweimaligem weiteren Ätzen mit geänderter Position der Schablone hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, das ferner den Schritt aufweist, Bereitstellen von einer zwischenliegenden Überzugsschicht (24) und/oder einer obersten klaren Überzugsschicht (26) auf dem Urethan-Gussteil.