DE60201033T2 - Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung einer Ausstattung für Kraftfahrzeuginnenräume, besonders für Kraftfahrzeugdächer sowie die dadurch erhaltene Ausstattung.
  • Insbesondere betrifft das Verfahren gemäß der Erfindung die Herstellung von Ausstattungen, die aus einer Schichtung mit einer Zwischenschicht aus einem Material niedriger Dichte, mindestens einer Verstärkungsschicht, die mittels eines Harzes an der genannten Zwischenschicht angebracht ist und einer die Verstärkungsschichten abdeckenden Beschichtung bestehen.
  • Ausstattungen für die oben genannten Zwecke müssen gute Wärmedämmungseigenschaften sowie gute akustische Absorptions- und Schalldämmungseigenschaften aufweisen. Zusätzlich steigen die mechanischen Anforderungen an solche Produkte ständig.
  • Bei aus Schichtungen erhaltenen Ausstattungen besteht die aus einem Material mit niedriger Dichte hergestellte Schicht gewöhnlich aus Polyurethan-Schaum, oder einem ähnlichen Material, und die Vereinigung der verschiedenen Schichten wird durch ein Harz bewirkt. Ebenfalls bekannt sind Ausstattungen, in welchen das Material mit niedriger Dichte aus einem porösen Gewebe mit Fasern verschiedener Arten besteht, wie z. B. Glas oder Polyester.
  • Ungeachtet der Beschaffenheit jeder Zwischenschicht mit niedriger Dichte existieren Alternativen für die Konstruktion der Schichtung, die das Aufbringen verschiedener, zusätzlicher Schichten auf einer der Oberflächen der Zwischenschicht umfasst, für die verschiedenen Beschaffenheiten dieser zusätzlichen Schichten, der Art des verwendeten Harzes, etc.
  • Es bestehen ebenfalls Alternativen für die Herstellungsverfahren, die stets, sowie durch das Unterwerfen der Schichtung eines Formungsverfahrens in einer Heißpresse, wodurch die verwendeten Harze mit den verschiedenen Schichten verbunden werden, einer Polymerisation unterzogen werden.
  • Ausstattungen und Herstellungsverfahren für diese mit den oben beschriebenen Merkmalen sind bereits in den U.S. Patenten Nr. 4828910, 4840832, 6291370, in EP-0832787 und in ES-2157725 beschrieben.
  • In allen oben genannten Fällen muss das zum Verbinden der verschiedenen Schichten miteinander verwendete Haftmittel zum Zeitpunkt der Formung der Schichtung aufgebracht werden; des Weiteren fixiert dieses Haftmittel die Form, wenn es polymerisiert. Diese Doppelfunktion des Haftmittels verlangt, dass eine geeignete Menge an Material mit niedriger Dichte auf der Oberfläche oder den Oberflächen der Schicht bereitgestellt wird, um dieses ausreichend zu imprägnieren. Aus diesem Grund muss der Imprägnierablauf bei hohen Temperaturen stattfinden und dauert eine relativ lange Zeit.
  • Weiterhin kann die Beschaffenheit der Zwischenschicht aus dem Material mit niedriger Dichte bei der Einleitung des Herstellungsverfahren der Ausstattung zu Problemen bei der Handhabung führen, weil es dieser in jeder Hinsicht an Festigkeit fehlt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, die oben beschriebenen Probleme durch Vereinfachung des Herstellungsverfahrens zu beseitigen und ein Endprodukt mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, und sogar mit einer geringeren Dicke der Schichtung, bereitzustellen.
  • US-A-4 828 910 offenbart ein Verfahren, das im Wesentlichen dem Oberbegriff von Anspruch 1 des vorliegenden Patentes entspricht.
  • EP-A-0 671 259 offenbart ein Verfahren, in welchem eine dünne Schutzschicht aus einem Papierbogen verwendet wird.
  • EP-A-0285 338 offenbart eine Verbindung der Fasern mittels Wärmeschmelzen.
  • ES-A-2 157 725 offenbart die Verwendung von Barrierenschichten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Zwischenschicht bereitgestellt, die aus einer halbstarren faserigen Lage besteht, bevorzugt mit einem einheitlichen Flächengewicht. Die halbstarre Beschaffenheit der Zwischen schicht fördert ihre Handhabung und stellt sicher, dass das Flächengewicht über ihre Oberfläche hinweg während dem gesamten Herstellungsverfahren der Schichtung einheitlich bleibt, wodurch die endgültigen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Produktes verbessert werden und die Steuerung des Herstellungsverfahrens selbst vereinfacht wird.
  • In dem Verfahren gemäß der Erfindung ist auf jeder Oberfläche der oben genannten halbstarren faserigen Lage aufgebracht: a) ein wärmehärtbares Harz, z. B. mit einem Rollenkleber; b) eine Verstärkungsschicht aus einem faserigen Material; c) eine dünne Schutzschicht, die mindestens eine der Verstärkungsschichten bedeckt, um die verborgene Oberfläche der Schichtung festzulegen; und d) eine dekorative Auskleidung an der gegenüberliegenden Seite, um die freiliegende Oberfläche festzulegen.
  • Die Verstärkungsschichten können aus Glasfaser hergestellt sein, obwohl sie auch aus jeglichen anderen Fasern hergestellt sein können, die dieselbe Verstärkungsfunktion bereitstellen.
  • Bevor die Schichten aus Verstärkungsmaterial aufgebracht werden, kann die halbstarre faserige Lage so gestaltet sein, dass sie zwischen zwei Rollen hindurch laufen kann, welche die Imprägnierung und Verteilung des zuvor auf beide Oberflächen aufgetragenen Harzes verbessern.
  • Nachdem das Harz und die Verstärkungsschicht auf jede Schicht der faserigen Lage aufgebracht worden ist, wird eine dünne Schutzschicht aufgebracht, die eine der Verstärkungsschichten bedeckt, um die verborgene Oberfläche festzulegen. Diese Schicht wird mit demselben Harz aufgebracht, das zum Verbinden der Verstärkungsschicht verwendet wird, da die letztere Schicht durchlässig ist und das Haftmittel hindurch gelangen kann. Die dünne Schutzschicht kann aus verschiedenen Materialien bestehen, wie z. B. aus Papier, ungewebten Pflanzenfasern, Kunstfolien, etc.
  • Auf der gegenüberliegenden Oberfläche wird die dekorative Auskleidungsschicht aufgebracht, um die sichtbare Oberfläche festzulegen. Je nach Art der verwendeten, dekorativen Auskleidung, kann es in manchen Fällen erforderlich sein, eine zusätzliche Barrierenschicht zwischen die Verstärkungsschicht und die dekorative Auskleidung einzuarbeiten, um das Haftmittel daran zu hindern, durch die dekorative Auskleidung hindurch zu dringen und deren endgültige Erscheinung zu beeinflussen.
  • Falls keine solche Barrierenschicht zwischen der dekorativen Auskleidung und der Verstärkungsschicht aufgebracht wird, wird die genannte Auskleidung mit demselben Harz aufgebracht, das für die Verstärkungsschicht verwendet wurde. Falls eine Barrierenschicht bereitgestellt wird, kann es durch ein thermoplastisches Material derart geformt werden, dass die dekorative Auskleidung durch das Schmelzen der Barrierenwand bei einer hohen Temperatur verbunden werden kann, z. B. in der Endformungspresse.
  • Nachdem die Schichtung erhalten worden ist, wird die Anordnung wie oben beschrieben in einer Heißpresse geformt, in welcher die Anordnung in ihrer endgültigen Form weiter versteift wird, während das wärmehärtbare Harz oder die Harze, die während dem Formungsverfahren der Schichtung eingearbeitet worden sind, vollständig polymerisiert werden, wodurch die interne Struktur durch eine gemeinsame Tätigkeit aus Druck und Temperatur in einer Form mit der für die Auskleidung gewünschten, endgültigen Form konsolidiert wird.
  • Die aus einem Material mit niedriger Dichte hergestellte Zwischenschicht besteht aus einer Einlage oder einer Lage, die aus einem faserigen Material hergestellt ist, bevorzugt aus einem mit einem einheitlichen Flächengewicht, das einem Verfahren unterworfen wird, das ein bestimmtes Ausmaß eines vorbereitenden Verfestigungsverfahrens seiner Fasern bereitstellt, wodurch ermöglicht wird, den gewünschten halbstarren Zustand zu erhalten. Dieses vorbereitende Verfestigungsverfahren der Fasern der mittigen Einlage kann auf zwei Arten erfolgen: durch das Eintauchen in ein Bad aus thermoplastischem Harz in Flüssigkeit, im geschmolzenen Zustand; oder durch das Verbinden der Fasern durch deren Neuanordnung mittels einem mechanischen Stanzvorgang. Dieses vorbereitende Verfestigungsverfahren stellt ein Grad an Verbindung zwischen den Einlagefasern bereit, das deren Handhabung während den nachfolgenden Schritten des Verfahrens ermöglicht und wie oben erwähnt, ein einheitliches Flächengewicht ihrer Oberfläche beibehält.
  • Gemäß der Erfindung, und daher gemäß des kennzeichnenden Teils von Anspruch 9, wird die Lage einem anschließenden Bad aus einem wärmehärt baren Harz unterworfen, das einen Teil der Versteifung und der selbsttragenden Beschaffenheit bereitstellt, welche die zu erhaltende mittige Einlage und Ausstattung am Ende des Herstellungsverfahrens haben wird. Für diesen Zweck wird die Einlage nach dem Bad in dem genannten Harz einer Aushärtungsperiode unterworfen, in welcher eine vollkommene oder teilweise Polymerisation des wärmehärtbaren Harzes stattfindet. Falls die Polymerisation nur teilweise stattfindet, wird die Reaktion später durch die Hitze der in der endgültigen Formung der Auskleidung verwendeten Heißpresse vervollständigt, wodurch die endgültige, für das fertige Produkt erforderliche Verfestigung erhalten wird.
  • Sämtliche der oben genannten Kennzeichnungen und Vorteile der Erfindung, sowohl als auch anderer, die Erfindung betreffenden, sind anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Beispiels einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich gemacht, wobei:
  • 1 eine schematische Schnittdarstellung der Zusammensetzung der Schichtung zeigt, aus welcher die Ausstattung gemäß der Erfindung erhalten wird.
  • 2 ist eine schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens der Ausstattung gemäß der Erfindung.
  • 3 ist ein Herstellungsschema ähnlich dem in 2, das der Produktion einer halbstarren, faserigen Lage entspricht, die die Zwischenschicht der Schichtung in 1 bildet.
  • 1 stellt eine schematische Darstellung der Zusammensetzung einer Schichtung dar, mit welcher die Ausstattung gemäß der Erfindung erhalten werden kann.
  • Diese Schichtung umfasst eine Zwischenschicht 1, bestehend aus einer halbstarren, faserigen Lage, einer Schicht oder Beschichtung aus wärmehärtbarem Harz, das auf jeder Oberfläche der halbstarren, faserigen Lage 1 aufgebracht ist, eine Verstärkungsschicht 3 aus einem faserigen Material, das über der Schicht oder Beschichtung 2 aus wärmehärtbarem Harz aufgebracht ist, einer dünnen Schutzschicht 4, die über einer der Verstärkungsschichten 3 zum Festlegen der verborgenen Oberfläche der Auskleidung aufgebracht ist, einer Barriereschicht 5 auf der Verstärkungsschicht 3 auf der gegenüberliegenden Seite sowie einer dekorativen Auskleidungsschicht 6 über der Barrierenschicht 5 zum Festlegen der freiliegenden Oberfläche.
  • Die Zwischenschicht 1 kann aus einer Einlage aus faserigem Material bestehen, das aus Kunstfasern hergestellt ist, wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polypropylen, Pflanzenfasern, etc., die einem Stanzvorgang unterworfen werden und mit thermoplastischem Harz und später mit wärmehärtbarem Harz imprägniert werden. Bei den gestanzten Fasern kann es sich um unbehandelte oder Sekundärfasern handeln.
  • Die Zwischenschicht 3 kann aus Glasfasern bestehen, obwohl auch andere Fasern, die dieselbe Verstärkungsfunktion aufweisen, verwendet werden können.
  • Die Barrierenschicht 4 kann aus einer Kunststofffolie, einem Klebestreifen oder einem nicht aus Gewebe bestehendem Material bestehen.
  • Das Herstellungsverfahren der Schichtung in 1 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • Die zum Formen der Schichtung verwendete halbstarre, faserige Lage kann die Form einer Rolle 7 haben, aus der die Lage herausgezogen wird, wobei die wärmehärtbaren Harzschichten auf deren Oberflächen mit z. B. einem Rollenkleber 8 aufgebracht werden. Danach wird die aus faserigem Material, wie z. B. aus Glasfasern, hergestellte Verstärkungsschicht 3 aufgebracht, die an einer Seite als lose Fasern 9, als eine Matte 10 oder mit einer anderen Anordnung oder Struktur der Fasern bereitgestellt wird. Die dünne Schutzschicht 11, die z. B. aus einem Papierbogen besteht, wird auf der einen Seite aufgebracht, um den freiliegenden Bogen oder die freiliegende Oberfläche 4 von 1 festzulegen. An der gegenüberliegenden Seite wird ein Streifen oder eine Folie 12 auf die Verstärkungsschicht aufgebracht, um die Barrierenschicht von 1 festzulegen, an deren Oberseite eine dekorative Schicht 13 aufgebracht wird, die die freiliegende Oberfläche oder Schicht 6 von 1 festlegt.
  • Die auf diese Weise erhaltene Schichtstruktur kann zwischen den Rollen 15 hindurchlaufen, die z. B. aus Gummi hergestellt sind, die es den Rollen 8 ermöglicht, weiter in die Lage 1 einzudringen und die Fasern 9 besser mit Harz zu imprägnieren.
  • Zum Schluss wird die erhaltene Schichtung in einer Presse 16, z. B. bei einer Temperatur zwischen 120°C und 190°C und bei einer Formungszeit von zwischen 15 Sekunden und 180 Sekunden geformt, um das Harz zu polymerisieren und die gewünschte Form der herzustellenden Ausstattung zu erhalten.
  • Unter Bezugnahme von 3 wird als nächstes ein mögliches Verfahren zum Erhalten der faserigen, halbstarren Lage, welche die Zwischenschicht 1 ausmacht, beschrieben.
  • Um die faserige Lage 18 zu erhalten wird eine Spule 17 verwendet, die vorher einem Stanzvorgang unterworfen worden sein kann. Die Lage 18 durchläuft ein Bad 19 aus wärmehärtendem Harz, obwohl sie zuvor ebenfalls einem Stanzvorgang unterworfen worden sein kann. Die imprägnierte Lage 18 kann dann mittels des Förderbandes 21 durch einen Ofen 20 laufen, in welchem das Harz vollständig oder teilweise polymerisiert wird, um das in Zusammenhang mit 2 beschriebene Verfahren einzuleiten, um es dann wieder aufzurollen, und die Spule 7 zu erhalten, die als Ausgangspunkt für das genannte Verfahren verwendet wird, oder in Platten geschnitten werden kann.
  • Wird das Harz in dem Ofen 20 nur teilweise polymerisiert, findet die vollständige Polymerisation in der Presse 16 am Ende des Verfahrens in 2 statt und das Harz wird am Ausgangspunkt des unter Bezugnahme von 2 beschriebenen Herstellungsverfahrens der Schichtung aufgebracht.
  • Bei dem unter Bezugnahme von 2 beschriebenen Herstellungsverfahren der Schichtung kann die Verstärkungsschicht 10 auf der Seite der verborgenen Oberfläche ausgelassen werden. Es ist je nach Art der verwendeten Auskleidung 6 ebenfalls möglich, die Barrierenwand 5 in 1 zu eliminieren. Die dekorative Auskleidung 13, 2, kann vor oder nach der Anwendung der Rollen 15 auf der Schichtung aufgelegt werden.
  • Die in dem Verfahren in 2 verwendeten Glasfasern 9 können durch Naturfasern, wie z. B. Jute, Hanf, Flachs, Sisal, etc. ersetzt werden oder in Form einer Glasfaserlage aufgebracht werden.
  • In dem Verfahren in 2 kann auch ein Ofen vor der Presse 16 und nach den Rollen 15 zum Vorheizen der Schichtung und Verkürzen der Formungszeit in der Presse 16 eingesetzt werden. Bei gleichem Zweck könnten die Rollen 15 beheizt werden, um ein gewisses Grad an Polymerisation der Schichtung zu erhalten, bevor sie an der Presse 16 ankommt, wodurch ein Fallen oder Abtrennen der Verstärkungsfasern verhindert und die Verweilzeit in der Presse 16 verkürzt wird.

Claims (14)

  1. Verfahren für die Herstellung einer Ausstattung für Kraftfahrzeuginnenräume, umfassend die Bildung einer Schichtung, die wenigstens eine Zwischenschicht (1), die aus einem Material niedriger Dichte hergestellt ist, wenigstens eine Verstärkungsschicht (3), die auf wenigstens eine der Oberflächen der Zwischenschicht aufgebracht ist, an welcher sie mittels eines wärmehärtbaren Harzes (2) angebracht ist, und eine dekorative Auskleidungsschicht (6) an einer der freien Oberflächen enthält, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – eine Zwischenschicht (1) zu schaffen; – ein wärmehärtbares Harz (2) auf jede Oberfläche der Zwischenschicht (1) aufzubringen; – eine aus faserigem Material hergestellte Verstärkungsschicht (3) auf wenigstens eine der Oberflächen der Zwischenschicht aufzubringen; – wenigstens eine dünne Schutzschicht (4) auf eine der Oberflächen des Erzeugnisses, das in dem vorhergehenden Schritt erhalten worden ist, aufzubringen, um eine verborgene Oberfläche der Schichtung festzulegen; – eine dekorative Auskleidungsschicht (6) auf die gegenüberliegende Oberfläche aufzubringen, um eine freiliegende Oberfläche der Schichtung festzulegen; und – die auf diese Weise erhaltene Schichtung einem Bearbeitungs- oder Formungsverfahren in einer Heißpresse (16) zu unterwerfen, wodurch außerdem das wärmehärtbare Harz polymerisiert wird; wobei der Schritt der Schaltung einer Zwischenschicht (1) die Schritte umfasst: – eine Lage (18), die aus einem faserigen Material hergestellt ist; bereitzustellen und – die Lage (18) einem vorbereitenden Verfestigungsverfahren zu unterwerfen, das für einen bestimmten Verfestigungsgrad der Fasern sorgt, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbereitende Verfestigungsverfahren den Schritt umfasst, die Lage (18) mit einem weiteren wärmehärtbaren Harz (19) zu imprägnieren und sie einem nachfolgenden Aushärtungsverfahren zu unterwerfen, um wenigstens eine teilweise Polymerisation des Weiteren wärmehärtbaren Harzes hervorzurufen, sodass die Lage halbstarr gemacht wird, um die Handhabung der Lage (18) während der nachfolgenden Schritte des Verfahrens zu erleichtern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem wenigstens eine Verstärkungsschicht (3) aus Glasfasern hergestellt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem wenigstens eine Verstärkungsschicht (3) aus Natur- oder Kunstfasern hergestellt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dünne Schutzschicht (4) ein Papierbogen ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schichtung vor dem Schritt, in dem sie einem Bearbeitungs- oder Formungsverfahren in einer Heißpresse (16) unterworfen wird, zwischen einem Paar Walzen (15) hindurchläuft, welche die Schichtung teilweise pressen, um das Harz (2), das auf die Oberflächen der Lage (18) aufgebracht ist, in die Lage eindringen zu lassen und wenigstens eine Verstärkungsschicht (3) zu imprägnieren.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Walzen (15) beheizt sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das vorbereitende Verfestigungsverfahren den Schritt umfasst, die Lage (18) einer Imprägnierung mit einem geschmolzenen thermoplastischen Harz zu unterwerfen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lage (18) unter Wärmeeinwirkung schmelzende Fasern enthält.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das vorbereitende Verfestigungsverfahren den Schritt umfasst, die Fasern der Lage (18) einem mechanischen Stanzvorgang zu unterwerfen.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Imprägnierens der Lage mit einem weiteren wärmehärtbaren Harz (19) nach dem Schritt ausgeführt wird, in dem die Lage einem Imprägnieren mit einem ge schmolzenen thermoplastischen Harz unterworfen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Imprägnierens der Lage mit einem weiteren wärmehärtbaren Harz (19) nach dem Schritt ausgeführt wird, in dem Fasern der Lage (18) einem mechanischen Stanzvorgang unterworfen werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Aufbringens einer Barrierenschicht (5), die aus einem Klebestreifen oder aus einer Klebefolie hergestellt ist, zwischen der Verstärkungsschicht (3) und der dekorativen Auskleidungsschicht (6).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Barrierenschicht (5) aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist und bei dem die dekorative Auskleidungsschicht (6) mittels Aufschmelzen der Barrierenschicht (5) durch Erwärmen mit der Schichtung verbunden wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die dekorative Auskleidungsschicht mittels des wärmehärtbaren Harzes (2) an die Schichtung geklebt ist.
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