DE69308697T2

DE69308697T2 - Kunststofflaminat und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69308697T2
Application number: DE69308697T
Authority: DE
Inventors: Hikaru Ando; Keizou Ito; Takashi Kato; Syoji Sakaida
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2013-08-11
Also published as: EP0586908B1; DE69308697D1; US5476618A; US5629085A; EP0586908A1

Description

Die prioritätsbegründenden Anmeldungen Nr. 4-236577 und Nr. 5-22142, angemeldet in Japan am 11. August 1992 bzw. am 13. Januar 1993, werden hiermit inhaltlich zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Erfindung gemacht.

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Harzlaminat, das ein solides Harzelement sowie eine geschäumte Harzschicht umfaßt, und auf Verfahren zu dessen Herstellung.

Beschreibung des Standes der Technik

Die Fig. 1 ist ein Querschnitt eines herkömmlichen Harzlaminats. Ein Harzlaminat wird hergestellt, indem ein Haftmittel 220 entweder auf eine Deckschicht 212, die eine Schaumschicht 211 einschließt, oder eine geschäumte Perlbasis 218 aufgebracht und die Deckschicht 212 mit der geschäumten Perlbasis 218 durch ein Vakuumformen oder Preßformen fest verklebt wird.
Das Aufbringen des Haftmittels ist zeitaufwendig, und ein gleichförmiges Aufbringen des Haftmittels ist schwierig. Ein unebenes Aufbringen des Haftmittels 220 ruft häufig an der Oberfläche der Deckschicht 212 Unregelmäßigkeiten oder eine Rauheit hervor, die die dekorative Eigenschaft der Deckschicht schädigen, wie in Fig. 1 demonstriert ist. Die Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der geschäumten Perlbasis 218 rufen ebenfalls eine Rauheit der Deckschicht 212 hervor.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats werden jeweils eine Deckschicht sowie eine geschäumte Perlbasis aus demselben Material, z.B. Polypropylen, gefertigt und miteinander während des Vakuumformverfahrens thermisch verklebt. Dieses Verfahren eliminiert jedoch nicht die nachteiligen Auswirkungen der Rauheit der geschäumten Penbasis gegenüber der Deckschichtoberfläche. Ferner bringt dieses Verfahren eine relativ niedrige Haftfestigkeit, insbesondere an den beiden Enden der geschäumten Perlbasis, wo die Temperatur während des Haftverbindungsprozesses relativ niedrig ist, hervor. Falls die Temperatur erhöht wird, können jedoch die Deckschicht und die geschäumte Perlbasis verformt werden.
Eine andere Technik zur Herstellung eines eine Schaumschicht und eine Deckschicht einschließenden Harzlaminats ist in JAPANESE PATENT LAID-OPEN GAZETTE No. Sho-58-171921 offenbart. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte eines Vakuumformens einer Deckschicht in einer erwünschten Ausgestaltung, des Anordnens der Deckschicht in einer Form einer Formvorrichtung, des Anhäufens von Harzschaumbildungsperlen, die im voraus expandiert sind, auf der Innenfläche der Deckschicht in der Form und des thermischen Aufschäumens der Harzschaumbildungsperlen mit Hilfe von Dampf, um eine verstärkende Schaumschicht unter der Deckschicht zu formen. Da die Harzschaumbildungsperlen im allgemeinen Unregelmäßigkeiten an ihrer Oberfläche aufweisen, ist es unmöglich, eine dünne Deckschicht zu erzeugen, die die Unregelmäßigkeiten verbergen wird, und als Ergebnis wird die dekorative Eigenschaft der Deckschicht herabgesetzt.
Deshalb ist eine dickere Deckschicht erforderlich, um einen Ausgleich für die Unregelmäßigkeiten der Harzschaumbildungsperlen zu schaffen, jedoch erhöht die dickere Deckschicht die Herstellungskosten.
Darüber hinaus werden die Harzschaumbildungsperlen lediglich über einen engen Temperdturbereich aufgeschäumt. Wenn sich die Temperatur des Dampfes, dieser dient dem normalen Aufschäumungsverfahren, nur geringfügig außerhalb des geeigneten Temperaturbereichs befindet, können die Harzschaumbildungsperlen unzureichend expandiert oder übermäßig geschmolzen werden, so daß sie verformt werden und folglich inakzeptabel sind. Andererseits ist es für die Deckschicht erforderlich,
Daß sie an der Oberfläche teilweise geschmolzen wird, so daß sie an die Schaumschicht geklebt werden kann. Falls der für ein Schmelzen der Deckschicht geeignete Temperaturbereich nur geringfügig zu dem für ein Aufschäumen der Harzperlen geeigneten Temperaturbereich unterschiedlich ist, kann die Deckschicht unzureichend oder übermäßig geschmolzen werden, was eine Verformung hervorruft. Die Materialien, die für die Deckschicht verwendet werden können, sind deshalb auf ein sehr schmales Band begrenzt.
Herkömmlicherweise umfaßt ein Harzlaminat für Automobil-Bauteile eine Deckschicht, eine Schaumschicht und eine Harzbasis Bei einem Expandieren der Schaumschicht werden eine Oberfläche der Harzbasis wie auch diejenige der Deckschicht geschmolzen, um eine Haftverbindung an der Schaumschicht zu erzielen. Für die Harzbasis, die unmittelbar an der Karosserie eines Fahrzeugs angebracht wird, ist es erforderlich, daß sie eine ausreichende Festigkeit hat. Wenn die Harzbasis aus einem Olefinharz, z.B. Polypropylen, gefertigt wird, soll das Harzmaterial einen hohen Glasübergangspunkt besitzen, um die ausreichende Festigkeit zu gewährleisten. Wenn ein solches Harzmaterial, das einen hohen Glasübergangspunkt hat, für die Harzbasis zur Anwendung kommt, gibt es jedoch keine geeigneten Harzschaumbildungsperlen, die eine Aufschäumungstemperatur haben, welche nahe genug am Glasübergangspunkt liegt, um in Verbindung mit einem solchen Harz akzeptabel zu sein.
Die EP-A-0 024 740 offenbart eine mehrlagige Harzschicht, die zwei Folienlagen umfaßt, worin die erste Folienlage einen Glasübergangspunkt hat, der niedriger als derjenige der zweiten Folienlage ist. Diese mehrlagige Harzschicht wird unter Anwenden von Druck und Temperatur über die genannte zweite Folienlage, die den niedrigeren Glasübergangspunkt hat, an ein zu beschichtendes Objekt geklebt. Die zweite Folienlage wirkt als ein Haftmittel, so daß auf diese Weise eine innige Verbindung zwischen der mehrlagigen Harzschicht und dem zu beschichtenden Objekt geschaffen wird. Es wird bevorzugt, die erwähnte mehrlagige Harzschicht auf geschäumte Harzkörper aufzubringen.
Diese bekannte mehrlagige Harzschicht löst jedoch nicht das Problem, das sich stellt, wenn eine geschäumte Perlbasis als eine mit dem Harzelement oder der mehrlagigen Harzschicht zu verbindende Schicht verwendet wird.

Abriß der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Harzlaminat, das ein solides Harzelement und eine geschäumte Harzschicht, die fest miteinander haftend verbunden sind, umfaßt. Zwei unterschiedliche Verfahren zur Herstellung des Laminats werden ebenfalls aufgezeigt. Ferner wird ein verbessertes Harzlaminat geschaffen, bei dem der Einfluß von irgendwelchen Unregelmäßigkeiten der geschäumten Perlbasis gegenüber der Deckschicht des Laminats vermindert ist.
Ein Harzlaminat wird geschaffen, bei welchem das Harzelement an eine Schaumschicht durch Expandieren der Harzschaumbildungsperlen geklebt wird.
Die vorliegende Erfindung nimmt auf ein Harzlaminat gemäß dem Patentanspruch 1 Bezug.
Die vorliegende Erfindung nimmt ferner auf zwei unterschiedliche Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats nach den unabhängigen Patentansprüchen 12 und 18 Bezug.
Gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung liegt der Glasübergangspunkt der thermoplastischen Harzfolie um 5 bis 60 Grad Celsius niedriger als derjenige des Harzelements und der Schaumschicht.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Harzschicht im voraus durch thermisches Aufschäumen einer Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen gefertigt.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform wird die Schaumschicht an die thermoplastische Harzfolie geklebt, während eine Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen thermisch expandiert werden, um die Schaumschicht zu bilden.
Laut einer anderen Ausführungsform ist das Harzelement eine Außenhaut, die mindestens eine mit einem dekorativen Muster versehene Oberfläche besitzt. Das Harzelement kann ferner eine über die Außenhaut gelegte Schaumschicht umfassen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Harzelement eine solide Harzbasis. Bei einer noch anderen Ausführungsform umfaßt das Harzelement eine Deckschicht mit einer dekorativen Oberfläche sowie eine feste Basis, und die Schaumschicht ist zwischen der Deckschicht sowie der festen Basis angeordnet. In einer noch weiteren Ausführungsform sind das Harzelement, die Schaumschicht und die thermoplastische Harzfolie aus einem Olefinharz gefertigt. Das Olefinharz kann Polypropylen sein, und das Harzlaminat kann ein Innenbauteil für Automobile sein.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats vor, das die Schritte umfaßt des:
- Präparierens eines im wesentlichen aus einem ersten Harz material bestehenden Harzelements, einer im wesentlichen aus dem ersten Harzmaterial bestehenden geschäumten Harzbasis und einer aus einem zweiten Harzmaterial, das aus der Gruppe stammt, die mit dem ersten Harzmaterial verschmelzbar ist, hergestellten thermoplastischen Harzfolie, wobei die thermoplastische Harzfolie einen Glasübergangspunkt hat, der niedriger ist als diejenigen des Harzelements sowie der geschäumten Perlbasis;
- Erhitzens des Harzelements, der thermoplastischen Harzfolie sowie der geschäumten Perlbasis und Aufschichtens des Harz elements, der thermoplastischen Harzfolie sowie der geschäumten Perlbasis aufeinander; und
- Aufbringens eines Drucks zwischen dem Harzelement sowie der geschäumten Perlbasis, wodurch das Harzelement über die thermoplastische Harzfolie thermisch mit der geschäumten Perlbasis verklebt wird.
Der Präparierschritt kann eine aus einem Olefinharz mit einem Glasübergangspunkt in einem Bereich, der um 5 bis 60 Grad Celsius niedriger ist als jener des Harzmaterials und jener der geschäumten Perlbasis, hergestellte thermoplastische Harzfolie einschließen. Ferner kann das Harzelement thermisch an die thermoplastische Harzfolie geklebt werden. Der Präparierschritt kann ferner das Ausbilden eines Laminats des Harzelements sowie der thermoplastischen Harzfolie durch gleichzeitiges Extrudieren des ersten Harzmaterials sowie des zweiten Harzmaterials einbeziehen.
Der Prozeß des Haftverbindens kann ferner das Ziehen des Harzelements und der thermoplastischen Harzfolie auf eine Fläche der an einer Vakuumformvorrichtung angeordneten geschäumten Perlbasis durch Ansaugen einschließen, um das Harzelement und die thermoplastische Harzfolie in Konformität zur Fläche der geschäumten Perlbasis thermisch zu verkleben.
Das Anbringen der geschäumten Perlbasis an einer Formvorrichtung kann des weiteren das Anordnen der geschäumten Perlbasis an einer positiven Form, und das Anordnen des Harzelements sowie der thermoplastischen Harzfolie zwischen einer negativen Form und der geschäumten Perlbasis einschließen; hierbei umfaßt das Haftverbinden ferner die Schritte des Schließens der positiven sowie der negativen Form, und des Ziehens des Harzelements sowie der thermoplastischen Harzfolie auf eine Formfläche der negativen Form durch Saugwirkung, um das Harzelement und die Harzfolie konform zur Formfläche auszugestalten. Auf diese Weise wird die thermoplastische Harzfolie an die geschäumte Peribasis thermisch geklebt.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats abgestellt, bei welchem ein Harzelement aus einem ersten Harzmaterial, aus Harzschaumbildungsperlen des ersten Harzmaterials und aus einer thermoplastischen Harzfolie eines zweiten Harzmaterials, das so gewählt wird, daß es mit dem ersten Harzmaterial verschmelzbar ist, gefertigt wird; die thermoplastische Harzfolie hat einen Glasübergangspunkt, der niedriger als derjenige des Harzelements ist. Das Harzelement und die thermoplastische Harzfolie werden in eine Form eingebracht, während ein vorbestimmter Raum in Gegenüberlage zur thermoplastischen Harzfolie eingehalten wird. Die Harzschaumbildungsperlen werden in den Raum eingegeben; die Harzschaumbildungsperlen werden erhitzt, um eine Schaumschicht zu erzeugen. Die Schaumschicht wird über die thermoplastische Harzfolie durch Schmelzen mittels Erhitzens und durch Wiedererhärten der thermoplastischen Harzfolie an das Harzelement thermisch geklebt.
Die thermoplastische Harzfolie hat vorzugsweise einen um 5 bis 60 ºC niedrigeren Glasübergangspunkt als derjenige des Harzelements oder derjenige der Schaumschicht.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt das Harzelement eine Deckschicht sowie eine solide Basis, wobei über den Raum hinweg die feste Harzbasis in Gegenüberlage zu der thermoplastischen Folie angeordnet wird. Das Verfahren gemäß dieser Erfindung kann ferner ein Ziehen der Deckschicht an eine Formfläche einer Form durch Saugwirkung, um dadurch die Deckschicht konform zur Formfläche auszugestalten, vorsehen.
Die obigen und weitere damit in Beziehung stehende Ziele sowie Anwendungsformen werden zumindest teilweise durch ein Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats, das ein Harzelement sowie eine Schaumschicht umfaßt, verwirklicht, welches die folgenden Schritte einschließt.
Nachdem ein Harzelement und eine Schaumschicht präpariert sind, wird zwischen dem Harzelement und der Schaumschicht eine thermoplastische Harzfolie angeordnet. Die thermoplastische Harzfolie kann eine Folie oder eine Schaumschicht aus einem Harzmaterial sein, das thermisch sowohl das Harzelement als auch die Schaumschicht verklebt und das einen Glasübergangspunkt hat, der niedriger ist als jener des Harzelements sowie der Schaumschicht. Das Harzelement, die thermoplastische Harzfolie und die Schaumschicht werden dann durch Preß- oder Vakuumformen miteinander verbunden. Weil die thermoplastische Harzfolie sowohl mit dem Harzelement als auch der Schaumschicht thermisch eine Haftverbindung eingeht, wird das Harzelement sicher mit der Schaumschicht verbunden.
Das Harzlaminat dieser Erfindung kann gemäß einem abgewandelten Prozeß hergestellt werden, wobei ein Harzelement, das eine Deckschicht sowie eine Basis einschließt, eine Anzahl von Harzschaumbildungsperlen und eine thermoplastische Harzfolie separat präpariert werden. Während das Harzelement und die Harzschaumbildungsperlen aus einem ersten Harzmateiral gefertigt werden, wird die thermoplastische Harzfolie aus einem zweiten Harzmaterial hergestellt, das in die mit dem ersten Harzmaterial verschmelzbare Gruppe gehört und das einen Glasübergangspunkt hat, der niedriger als jener des ersten Harzmaterials ist.
Das Harzelement und die thermoplastische Harzfolie werden bei dieser Ausführungsform in der Höhlung der Form derart angeordnet, daß ein ausreichender Raum auf der Seite der thermoplastischen Harzfolie gegenüber dem Harzelement vorhanden ist. Die Harzschaumbildungsperlen werden dann in den Raum der Höhlung eingebracht und mittels Wärme, z.B. mit Hilfe von Dampf, aufgeschäumt, um eine Schaumschicht auszubilden. Die Schaumschicht wird folglich über die durch die Wärme geschmolzene thermoplastische Harzfolie an das Harzeiement geklebt.
Die thermoplastische Harzfolie hat vorzugsweise einen Glasübergangspunkt, der niedriger als jener des Harzelements und jener der Schaumschicht ist, wodurch sie bei einer relativ niedrigen Temperatur, die eine unerwünschte Verformung des endgültigen Harzelements nicht hervorruft, haftfähig wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das die thermoplastische Harz-. folie verwendet, erfordert nicht das Auftragen eines Haftmitteis, was in herkömmlichen Verfahren angewendet wird. Die vorliegende Erfindung stellt somit ein vereinfachtes Herstellungsverfahren zur Verfügung, das die Deckschicht von einer unerwünschten Rauheit aufgrund eines unebenen Auftrags der herkömmlichen Haftmittel frei macht.
Für die thermoplastische Harzfolie wird davon ausgegangen, daß sie effektiv Unregelmäßigkeiten oder eine Rauheit an der Oberfläche der Schaumschicht überdeckt, wodurch die Deckschicht von inakzeptablen Unregelmäßigkeiten frei gemacht und das Aussehen des Harzlaminats verbessert wird.
Diese und weitere Ziele, die Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wie auch der beigefügten Zeichnungen deutlich werden.

Kurzbeschreibungder Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein Harzlaminat nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2 ist ein Querschnitt, der ein Innenbauteil gemäß der Erfindung für Automobile zeigt;
Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt, der ein Folienlaminat und eine geschäumte Perlbasis vor ihrem Verkleben miteinander zeigt;
Fig. 4 zeigt einen Heizprozeß des Folienlaminats von Fig. 3 in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 zeigt ein Positiv-Vakuumformwerkzeug mit der daran angeordneten geschäumten Perlbasis bei einem Vakuumformprozeß der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 zeigt die Vakuumformvorrichtung von Fig. 5 nach Abschluß des Vakuumformprozesses;
Fig. 7 zeigt eine Negativ-Vakuumformvorrichtung vor dem Schließen der Form bei einem Vakuumformprozeß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 zeigt die Vakuumformvorrichtung von Fig. 7 nach Abschluß des Vakuumformprozesses;
Fig. 9 ist ein Querschnitt, der eine Abwandlung des Folienlaminats veranschaulicht;
Fig. 10 ist eine Perspektivdarstellung, die eine Instrumententafel in einem Beispiel gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist ein Querschnitt, der die Instrumententafel von Fig. 10 veranschaulicht;
Fig. 12 zeigt einen Heizprozeß einer Deckschicht der Instrumententafel von Fig. 11;
Fig. 13 zeigt einen Prozeß eines Vorwärmens einer thermisch haftfähigen Harzfolie durch die Deckschicht;
Fig. 14 ist ein Querschnitt, der einen Innenzustand einer Formvorrichtung vor einem Schließschritt der Form gemäß dem Verfahren dieser Erfindung zeigt;
Fig. 15 ist ein Querschnitt, der einen Zufuhrzustand von Harz schaumbildungsperlen vor dem Aufschäumschritt gemäß dem Verfahren dieser Erfindung zeigt;
Fig. 16 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung, die ein sehr wesentliches Teil der Formvorrichtung von Fig. 15 zeigt;
Fig. 17 ist ein Querschnitt, der eine Abwandlung der Instrumententafel gemäß dieser Erfindung veranschaulicht;
Fig. 18 ist ein Querschnitt, der eine andere Abwandlung der Instrumententafel gemäß dieser Erfindung darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Fig. 2 ist ein Querschnitt, der ein Innenbauteil, das gemäß dieser Erfindung hergestellt ist, für ein Automobil zeigt. Das Automobil-Innenbauteil 10 hat im großen und ganzen einen L-förmigen Querschnitt und umfaßt ein Folienlaminat 11, das aus einer Deckschicht 12, einer Schaumschicht 14 sowie einer thermoplastischen Harzfolie 16, die über eine geschäumte Perlbasis 18 gelegt sind, besteht.
Die Deckschicht 12 hat eine Dicke von 0,2 bis 1,5 mm und ist aus Polypropylen (PP) mit einem Erweichungsadditiv gefertigt. Die Schaumschicht 14 ist durch Aufschäumen von Polypropylen, um sich um das 10- bis 30fache zu expandieren, hergestellt und hat eine Dicke, die von 1 bis 3 mm reicht. Die thermoplastische Harzfolie 16 hat eine Dicke von 50 bis 400 Mikrometer, sie ist aus Ethylen-Vinylazetat-Kopolymerisat (EVA) gefertigt und hat einen Glasübergangspunkt oder den zweiten Umwandlungspunkt, der von 70 bis 120 ºC reicht. Die thermoplastische Harzfolie 16 besteht aus Olefinharz und hat eine Dicke von etwa 50 bis 400 Mikrometer; sie hat einen Glasübergangspunkt im Bereich von 90 bis 190 ºC.
Die geschäumte Perlbasis 18 besitzt eine Dicke nicht geringer als 5 mm und ist aus Polypropylen-Schaumperlen gefertigt, die aufgeschäumt werden, um sich um das 7- bis 50fache zu expandieren. Sowohl die Schaumschicht 14 als auch die geschäumte Perlbasis 18 haben einen Glasübergangspunkt im Bereich von 160 bis 200 ºC. Das Material der Folie 16 wird so gewählt, daß die Folie 16 eine ausgezeichnete thermische Haftfähigkeit bei Temperaturen unter dem Glasübergangspunkt der Schaumschicht 14 und der geschäumten Perlbasis 18 entfaltet.
Die folgende Tabelle 1 faßt die Spezifikationen der jeweiligen Schichten zusammen. Tabelle 1
Ein typisches Verfahren zur Herstellung des Autombolil-Innenbauteils 10 wird im einzelnen als eine erste Ausführungsform beschrieben.
Die Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt, der ein Folienlaminat sowie eine geschäumte Perlbasis vor ihrem Verkleben miteinander zeigt. In der folgenden Beschreibung wird jede Komponente des Innenbauteils vor oder im Verlauf der Herstellung als die entsprechende Bezugszahl plus einem Buchstabensymbol bezeichnet, z.B. ein Folienlaminat 11a oder eine geschäumte Perlbasis 18a.
Das in Fig. 3 gezeigte Folienlaminat 11a wird durch Verbinden einer Deckschicht 12a, einer Schaumschicht 14a und einer thermoplastischen Harzfolie 16a mit Hilfe von Klebemitteln oder durch thermisches Verbinden hergestellt. Das auf diese Weise präparierte Folienlaminat 11a wird dann erhitzt, um die geschäumte Perlbasis 18a anzukleben, wie nachstehend beschrieben werden wird.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird das Folienlaminat 11a in eine Heizvorrichtung 30 eingebracht. Die Heizvorrichtung 30 umfaßt ein oberes Heizelement 32, ein unteres Heizelement 34 und eine zwischen dem oberen sowie unteren Heizelement 32, 34 angeordnete Heizkammer 36. Beide Enden des Folienlaminats 11a werden in der Heizkammer 36 durch ein oberes Klemmstück 38 sowie ein unteres Klemmstück 40 gehalten und so auf etwa 150 ºC an den oberen und unteren Flächen durch die oberen und unteren Heizelemente 32, 34 erhitzt.
Die geschäumte Perlbasis 18a wird beispielsweise durch Zuführen einer Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen, die vorbereitendgeschäumt sind, in eine Formhöhlung mit einer gewünschten L- Gestalt und Erhitzen der Harzschaumbildungsperlen zu ihrem Erweichen durch beispielsweise Dampf präpariert. Nach einem Abkühlen hat die geschäumte Perlbasis 18a eine vorbestimmte L-Gestalt.
Die geschäumte Perlbasis 18a ist voller Lücken oder Zwischenräumen von etwa 1 mm zwischen den Perlen, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist. Solche Lücken erlauben eine vorteilhafte Ventilation und erfordern im allgemeinen keine zusätzlichen Durchgangsöffnungen für einen Vakuumformvorgang. Die geschäumte Perlbasis 18a kann jedoch ein oder mehrere Durchgangslöcher in speziellen Bereichen enthalten, wo eine extrem hohe Saugkraft erforderlich ist, z.B. bei Tiefziehteilen.
Die geschäumte Perlbasis 18a wird dann, wie in Fig. 5 gezeigt ist, an einem Positiv-Vakuumformwerkzeug 50 angebracht. Das Vakuumformwerkzeug 50 umfaßt einen tragenden Unterbau 52, eine im tragenden Unterbau 52 fixierte Form 60 und eine durch den Unterbau 52 sowie die Form 60 abgegrenzte Druckkammer 56. Die Druckkammer 56 ist über eine im Boden des tragenden Unterbaus 52 ausgebildete Durchtrittsöffnung 58 an eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe angeschlossen. Die Form 60 enthält eine Formfläche 62 und eine Vielzahl von Saugbohrungen 64, die von der Formfläche 62 zur Druckkammer 56 verlaufen.
Das zwischen den oberen und unteren Klemmstücken 38, 40 gehaltene vorgewärmte Folienlaminat 11a wird vorzugsweise durch eine (nicht dargestellte) Transportvorrichtung zu einer vorbestimmten Position über der Form 60 verbracht. Das Vakuumformwerkzeug 50 wird dann nach oben bewegt, wodurch das Laminat 11a über die geformte Perlbasis 18a und die Form 60 gelegt wird. Das Laminat 11a überdeckt folglich eine obere Umfangsfläche 52a des tragenden Unterbaus 52.
Dann wird die Vakuumpumpe betrieben, um den Vakuumformvorgang zu beginnen. Die Luft in einem Raum zwischen dem Folienlaminat 11a ünd der geschäumten Perlbasis 18a wird über die Saugbohrungen 64 sowie eine Vielzahl von Lücken zwischen den Perlen in der geschäumten Perlbasis 18a abgezogen.
Da die thermoplastische Harzfolie 16a im Laminat ha (Fig.3) im obigen Heizprozeß (Fig. 4) erweicht wird, verklebt sie sich thermisch mit der oberen Fläche der geschäumten Perlbasis 18a. Das Folienlaminat 11a wird dadurch fest an die obere Fläche der geschäumten Perlbasis 18a geklebt. Das verbundene, laminierte Produkt wird dann aus der Form 60 und von den Klemmstücken 38 sowie 40 entfernt. Das Folienlaminat 11a wird hierauf auf eine vorbestimmte Länge und Gestalt zugeschnitten, um so das in Fig. 2 gezeigte Automobil-Innenbauteil 10 auszubilden.
Da die thermoplastische Harzfolie 16a eine ausgezeichnete thermische Adhäsionsfähigkeit selbst bei relativ niedrigen Temperaturen, die unter dem Glasübergangspunkt der Schaumschicht 14a und der geschäumten Perlbasis 18a liegen, entfaltet, werden die geschäumte Perlbasis 18a und das Folienlaminat 11a festhaftend miteinander verbunden.
Die Schaumschicht 14a wird aus einem Material mit einem höheren Glasübergangspunkt als derjenige der thermoplastischen Harzfolie 16a gefertigt und im Heizprozeß nicht übermäßig erweicht oder verformt.
Das Verfahren der ersten Ausführungsform macht das eines Klebemittels, wie das bei den herkömmlichen Techniken notwendig ist, nicht erforderlich, so daß folglich die Herstellungsprozesse vereinfacht werden und die Oberfläche der Deckschicht 12 des Innenbauteils 10 von unerwünschten Unregelmäßigkeiten oder Rauheiten aufgrund eines ungleichförmigen Auftrags des Klebemittels effektiv freigehalten wird. Da die Unregelmäßigkeiten der geschäumten Perlbasis 18 in hinreichender Weise durch die thermoplastische Harzfolie 16 geglättet werden, hat die Deckschicht 12 eine glatte Oberfläche.
Obwohl die oben beschriebene erste Ausführungsform den Positiv-Vakuumformprozeß anwendet, kann alternativ ein Negativ- Vakuumformvorgang mit einer Streckform zur Anwendung kommen. Die Fig. 7 und 8 zeigen einen anderen Vakuumformprozeß einer zweiten Ausführungsform, der eine Negativ-Vakuumformvorrichtung 80 verwendet. Die Vakuumformvorrichtung 80 enthält ein unteres Formteil 82 und ein oberes Formteil 90.
Das untere Formteil 82 umfaßt einen unteren tragenden Unterbau 84 und eine Vorstreckform 86 mit Durchgangsbohrungen 85. Durch den unteren tragenden Unterbau 84 und die Streckform 86 wird eine untere Kammer 88 abgegrenzt. Der untere Unterbau besitzt am Boden eine Durchtrittsöffnung 89.
Dasobere Formteil 90 umfaßt eine obere tragende Basis 92 und ein Negativ-Formwerkzeug 94, das aus einem porösen Keramikwerkstoff gefertigt ist und eine Formfläche 95 mit einer Kornstruktur besitzt. Das obere Formteil 90 wird durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinheit vertikal mit Bezug zum unteren Formteil 82 bewegt. Eine durch die obere tragende Basis 92 sowie das Negativ-Formwerkzeug 94 abgegrenzte Druckkammer 96 ist über eine an der Deckplatte der oberen tragenden Basis 92 ausgebildete Öffnung 98 mit einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe verbunden.
Für den Vakuumformvorgang wird die geschäumte Perlbasi slBa an der oberen Fläche der Streckform 86 angebracht. Das durch die Klemmstücke 38 und 40 sicher festgehaltene vorgewärmte Folienlaminat 11a wird zu einer Position zwischen dem unteren Formteil 82 und dem oberen Formteil 90 transportiert. Die Klemmstücke 38 und 40 werden dann auf das Niveau des oberen Randes des unteren tragenden Unterbaus 84 des unteren Formteils 82 abgesenkt, wodurch das Laminat 11a über die geschäumte Peribasis 18a und die Streckform 86 gelegt wird.
Wie in Fig. 8 deutlich zu erkennen ist, nimmt das Folienlaminat 11a eine zur oberen Fläche der geschäumten Perlbasis 18a konforme Gestalt an, wenn das obere Formteil 90 zum unteren Formteil 82 hin eine Abwärtsbewegung zum dichten Abschließen der Vakuumformvorrichtung ausführt. Die Luft zwischen dem Folienlaminat 11a und der geschäumten Perlbasis 18a wird durch eine Vielzahl von Lücken zwischen den Perlen in der geschäumten Perlbasis 18a, durch die Durchgangsbohrungen 85, durch die untere Kammer 88 und die Öffnung 89 abgeführt. Bei diesem Preßformprozeß wird die durch Vorwärmen erweichte thermoplastische Harzfolie 16a thermisch mit der oberen Fläche der geschäumten Perlbasis 18a verklebt.
Im anschließenden Negativ-Vakuumformvorgang wird die Luft mittels der Vakuumpumpe über die Öffnung 98 des oberen Formteils 90 abgezogen. Die obere Fläche des Folienlaminats 11a wird demzufolge konform zur Formfläche 95 des Negativ-Formwerkzeugs 94 ausgestaltet, wobei sie eine Kornstruktur erhält. Nach Abschluß des Vakuumformvorgangs wird das obere Formteil 90 zu einer in Fig. 7 gezeigten Position aufwärtsbewegt. Ein laminiertes Produkt wird dann aus der Formvorrichtung 80 entnommen. Das Folienlaminat 11a wird hierauf auf eine vorbestimmte Länge und Gestalt zugeschnitten, um das in Fig. 2 dargestellte Automobil-Innenbauteil 10 zu erzeugen.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform verbindet die thermoplastische Harzfolie 16a das Folienlaminat fest mit der geschäumten Perbasis 18a, wie sie auch leistungsfähig die unebene Oberfläche der geschäumten Perlbasis 18a abdeckt, so daß die Deckschicht 12 des Innenbauteils 10 von unerwünschten Unregelmäßigkeiten oder Rauheiten frei gemacht ist.
Weil die thermoplastische Harzfolie 16a auf einfache Weise, jedoch fest mit der geschäumten Perlbasis 18a durch thermisches Pressen verklebt wird, wird die thermoplastische Harzfolie 16a nicht von der geschäumten Perlbasis 18a entfernt oder abgelöst, auch wenn die Saugkraft im Vakuumformprozeß dahingehend wirkt, das Folienlaminat 11a von der geschäumten Perlbasis 18a abzuheben.
Die für ein Verbinden des Folienlaminats 11a mit der geschäumten Perlbasis 18a bei der ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsform verwendete thermoplastische Harzfolie 16a kann durch eine Schaumfolie ersetzt werden. Die Fig. 9 ist ein Querschnitt eines Laminats 11b, das eine Deckschicht 12B, eine Schaumschicht 14B und eine Schaumfolie 16B umfaßt.
Die Schaumfolie 16B ist aus Polypropylen mit Azodicarbonamid (ADCA) als einem Schäumungsmittel mit einem eingeregelten Glasübergangspunkt in einem Bereich von 190 bis 210 ºC hergestellt. Der Glasübergangspunkt kann durch Regeln der Polymerisationsdauer des PP justiert werden, um dadurch die relative Molekülmasse des PP beispielsweise einzustellen. Die Schaumfolie 16B hat eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 1,0 mm im ungeschäumten Zustand und von 0,1 bis 3 mm im geschäumten Zustand. Das Expansionsverhältnis liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,5 bis 10. Der Schmelzpunkt der Schaumfolie 16B liegt vorzugsweise um 20 bis 60 ºC niedriger als jener der Schaumschicht 14B, so daß die Schaumfolie 16B eine ausreichende Haftfestigkeit entfaltet und die Verformung der Schaumschicht 14B verhindert wird. Die ein Schäumungsmittel enthaltende Schaumfolie 16B kann in einem ungeschäumten Zustand zu einem Laminat ausgebildet und dann im Heizprozeß geschäumt werden. Die anderen Schichten 12B und 14B sind dieselben wie bei dem in Fig. 3 gezeigten Laminat 11a. Die folgende Tabelle 2 faßt die Spezifikationen der jeweiligen Schichten zusammen. Tabelle 2
Die Schaumfolie 16B haftet in einer gleichartigen Weise wie die thermoplastische Harzfolie 16a der ersten Ausführungsform an der oberen Fläche der geschäumten Perlbasis 18a (Fig. 6) in sicherer Weise. Ferner gleicht die erweichte und teilweise geschmolzene Schaumfolie 16B effektiv die Unregelmäßigkeiten oder Rauheiten der geschäumten Perlbasis 18a (Fig. 6) aus und macht die Fläche der Deckschicht 12B glatt.
Weil die Schaumfolie 16B in einem Vakuumformprozeß zu einer gewünschten Gestalt ausgebildet und dann thermisch an die geschäumte Perlbasis 18a geklebt wird, haftet die Schaumfolie 16B sicher und vollständig an der geschäumten Perlbasis 18a.
Wie im einzelnen oben erläutert wurde, wird die thermoplastische Harzfolie 16a an die Schaumschicht 14a und die Deckschicht 12a geklebt, um vor dem Vakuumformvorgang bei der ersten und zweiten Ausführungsform ein Laminat auszubilden. Alternativ kann die thermoplastische Harzfolie 16a getrennt von der Deckschicht 12a und der Schaumschicht 14a präpariert sowie zwischen der Schaumschicht 14a und der geschäumten Perl-. basis 18a im Vakuumformprozeß angeordnet werden. Die thermoplastische Harzfolie 16a kann durch die Restwärme der Deckschicht 12a und der Schaumschicht 14a, die zuvor erhitzt werden, um leicht verformt zu werden, erweicht werden. Das vereinfacht den Herstellungsprozeß und erhöht den energetischen Wirkungsgrad von diesem.
Druckluft kann auf die obere Fläche des Folienlaminats 11a geblasen werden, um das Laminat 11a im Positiv-Vakuumformprozeß, der in Fig. 6 gezeigt ist, gegen die geschäumte Perlbasis 18a effizient zu pressen. Dieses Pressen mit Druckluft fördert die thermische Haftfestigkeit zwischen dem Folienlaminat 11a und der geschäumten Perlbasis 18a weitergehend.
Obgleich bei der oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform der Positiv- oder der Negativ-Vakuumformprozeß zur Anwendung kommt, können andere Formgebungs- oder Formungsmethoden, z.B. ein Preßformen, ebenfalls zur Anwendung kommen, solange als das Folienlaminat 11a sicher mit der geschäumten Perlbasis 18a verklebt wird.
Die Fig. 10 ist eine Perspektivdarstellung, die eine Instrumen tentafel 101 eines Automobils als eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Fig. 11 ist ein Querschnitt eines Teils der Instrumententafel 101. In der Fig. 11 sind die Abmessungen nicht maßstabgerecht dargestellt.
Die Instrumententafel 101 umfaßt eine an einer (nicht dargestellten) Automobilkarossene zu befestigende Basis 102, eine Schaumschicht 103, die durch Aufschäumen von Harzschaumbildungsperlen erzeugt ist, eine thermoplastische Folie 104 und eine Deckschicht 105 mit einer dekorativen Fläche 105a, beispielsweise einer genarbten Fläche.
Die Basis 102 hat eine Dicke von 1,0 bis 5,0 mm und ist aus Hartplastik mit Füllstoffen gefertigt. Die Basis 102 besitzt eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 109 und Materialzufuhröffnungen 111.
Die Schaumschicht 103 hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 5 bis 30 mm und wird expandiert durch Erhitzen von Harzschaumbildungsperlen, z.B. Erhitzen durch Dampf. Die Deckschicht 105, die eine Dicke im Bereich von 0,20 bis 1,5 mm hat, wird aus thermoplastischem Harz hergestellt. Die thermisch haftende Harzfolie 104, die eine Dicke im Bereich von 0,04 bis 1,0 mm hat, wird aus geeignetem thermoplastischen Harz gefertigt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Basis 102, die Schaumschicht 103, die Harzfolie 104 und die Deckschicht 105 alle aus Olefinharz oder Polypropylen (PP) hergestellt. Die Basis 102 hat einen Glasübergangspunkt von 160 bis 170 ºC, derjenige der Schaumschicht 103 liegt zwischen 140 bis 160 ºC, derjenige der Harzfolie 104 beträgt zwischen 140 und 155 ºC und derjenige der Deckschicht 105 reicht von 160 bis 170 ºC. Der Glasübergangspunkt der thermisch haftenden Harzfolie 104 ist vorzugsweise um 5 bis 30 ºC niedriger als derjenige der Deckschicht 105; beispielsweise hat das Polypropylen für die Folie 104 eine niedrigere relative Molekülmasse als dasjenige für die Deckschicht 105.
Die folgende Tabelle 3 faßt die Spezifikationen der jeweiligen Schichten zusammen. Tabelle 3
Die Bestandteile der Instrumententafel 101, d.h. die Basis 102, die Schaumschicht 103, die thermisch haftende Harzfolie 104 und die Deckschicht 105 werden einem Erhitzungs-, Vakuumform- und Aufschäumprozeß unterworfen, wie nachstehend beschrieben werden wird.
Die Fig. 12 ist eine schematische Darstellung, die eine bei der vorliegenden Erfindung anwendbare Heizvorrichtung zeigt. Die Heizvorrichtung 112 umfaßt ein oberes Heizelement 112a, ein unteres Heizelement 112b und eine zwischen dem oberen sowie unteren Heizelement 112a, 112b angeordnete Heizkammer 112c. Im Heizprozeß wird eine Außenhaut 105A - der Vorläufer der Deckschicht 105 - an ihren Enden mittels eines Paars von Klemmstücken 113 gehalten, in die Heizkammer 112 eingesetzt und durch das obere sowie untere Heizelement 112a sowie 112b an der oberen und unteren Fläche auf annähernd 160 ºC erhitzt.
Dann wird, wie in Fig. 13 gezeigt ist, die thermisch haftende Folie 104, die durch ein Paar von Klemmstücken 114 festgehal ten wird, mit einem vorbestimmten Abstand von der Deckschicht 105A entfernt angeordnet. Der vorbestimmte Abstand wird vorgesehen, um zu verhindern, daß die Deckschicht 105A bei einem Erhitzen mit der thermisch haftenden Harzfolie 104 in Berührung kommt. Die Strahlungswärme der Deckschicht 105A erweicht die thermisch haftende Harzfolie 104. Die vorgewärmte Folie 105A und die Harzfolie 104 werden einem Vakuumformprozeß unterworfen.
Die Fig. 14 ist eine Querschnittsdarstellung einer Formvorrichtung 115, die bei dem Vakuumform- und thermischen Aufschäumungsprozeß verwendet wird. Die Formvorrichtung 115 umfaßt ein unteres Formteil 116 und ein oberes Formteil 117. Das untere Formteil 116 schließt ein Traggestell 118, eine in das Traggestell 118 eingesetzte untere Form 119 und eine durch das Traggestell 118 sowie die Unterfläche der unteren Form 119 abgegrenzte Druckkammer 121 ein. Die Druckkammer 121 ist über einen Luftauslaß 122, der im Zentrum der Bodenfläche des Traggestells 118 ausgebildet ist, an eine Leitung 123 und über die Leitung 123 ferner an eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe angeschlossen. Die untere Form 119 besitzt eine Formfläche 125 mit dekorativer Struktur, um an der Deckschicht 105 eine dekorative Fläche 105A zu erzeugen. Die untere Form 119 ist aus porösem Material gefertigt, das durch Sintern eines Gemischs aus Metall- und Keramikpulver hergestellt wird. Der poröse Körper der unteren Form 119 überträgt Luft zwischen der Druckkammer 121 und der Formfläche 125. Nach ihrem Anbringen an der Formfläche 125 wird die Außenhaut 105 durch die Saugwirkung der Vakuumpumpe an die Formfläche 125 gezogen. Das obere Formteil 117 umfaßt ein Traggestell 131 und eine in das Traggestell 131 eingesetzte obere Form 135. Die obere Form 135 besitzt eine Stützfläche 133 und eine Vielzahl von Durchgangslöchern 136 sowie von Materialzufuhröffnungen 137.
Ein vom Traggestell 131 und der oberen Form 135 umschlossener sowie abgegrenzter Raum ist eine Dampfkammer 139. Diese Dampfkammer 139 ist mit einer ersten Leitung 145, in der ein erstes Ventil 134 liegt, und mit einer zweiten Leitung 149 verbunden. Das obereformteil 117 umfaßt auch mehrere Rohre 153, um Harzschaumbildungsperlen M zuzuführen. Die vorgewärmte Folie 105A und die thermisch haftende Harzfolie 104, die in Fig. 13 gezeigt sind, werden umgedreht und auf der oberen Form 119 angebracht.
Die Folie 105A und die thermisch haftende Harzfolie 104 werden vermittels der porösen unteren Form 119 durch die Saugwirkung der Vakuumpumpe auf die Fläche 125 der unteren Form 119 gezogen, wodurch die Außenhaut 105 mitder Oberflächenstruk tur der Formfläche 125 ausgebildet wird. Bei diesem Prozeß wird die thermisch haftende Harzfolie an der Folie 105A angebracht.
Die Basis 102 (Fig. 11), die zuvor gefertigt wird, um eine vorbestimmte Gestalt aufzuweisen, wird vorübergehend an der oberen Form 135 des oberen Formteils 117 fixiert. Das obere Formteil 117 wird dann nach unten bewegt und gegen das untere Formteil 116 gepreßt, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Folglich wird die Basis 102 am oberen Formteil 117 angebracht, während die Peripherie der Außenhaut 105 zwischen Berührungsflächen 116a und 117a der unteren und der oberen Formteile 116 bzw. 117 fixiert wird. Zu dieser Zeit wird ein vorbestimmter freier Raum 151 mit einer Tiefe von etwa 15 mm zwischen der Basis 102 sowie der Deckschicht 105 gebildet. Dieser vorbestimmte freie Raum 151 ist einer Vertiefung der Formfläche 125 der unteren Form 119 zuzuschreiben.
Die Vielzahl der Durchgangslöcher 109 und die Vielzahl der Materialzufuhröffnungen 111 der Basis 102 stimmen jeweils mit den Durchgangslöchern 136 und den Materialzufuhröffnungen 137 der oberen Form 135 überein, wenn die Basis 102 an der oberen Form 135 befestigt wird. Durch die mehreren Rohre 153 und die Zufuhröffnungen 111 der Basis 102 werden die Harzschaumbildungsperlen M von einer (nicht dargestellten) Materialzufuhrvorrichtung in den freien Raum 151 eingebracht. Die Harzschaumbildungsperlen M sind aus einem Polypropylen, das ein Schäumungsmittel einschließt, hergestellt und werden um das 11- bis 45fache expandiert, um den mittleren Durchmesser von etwa 3 mm zu erlangen. Die Harzschaumbildungsperlen M schaffen für die Instrumententafel 101 die Weichheit. Die Harzschaumbildungsperlen M werden zum 11- bis 45fachen aufgeschäumt. Die Menge der Harzschaumbildungsperlen M wird so bestimmt, um nach einem Aufschäumen den Raum 151 zu füllen.
Nach Zufuhr der Harzschaumbildungsperlen M wird durch die erste Leitung 145 Dampf in die Dampfkammer 139 eingeleitet. Der in die Dampfkammer 139 eingebrachte Dampffließt durch die Durchgangslöcher 136 der oberen Form 135 und die Durchgangslöcher 109 der Basis 102 in den Raum 151, um die Harzschaumbildungsperlen M zu erhitzen. Der Dampf im Raum 151 fließt dann durch die Durchgangslöcher 109 sowie die Durchgangslöcher 136 zur Dampfkammer 139 zurück und wird über die zweite Leitung 149 ausgebracht. Die Harzschaumbildungsperlen M werden erhitzt und expandiert, um die geschäumte Perlbasis 103 zwischen der Folie 104 und der Basis 102 auszugestalten. Folglich wird die geschäumte Perlbasis 103 thermisch mit der Folie 104 und der Basis 102 haftend verbunden.
Nachdem das Harzlaminat ausgekühlt ist, wird das obere Formteil 117 vom unteren Formteil 116 abgehoben, worauf das Produkt aus der Form entnommen wird.
Da der Glasübergangspunkt der thermisch haftenden Harzfolie 104 niedriger ist als derjenige der Deckschicht 105, wird die Folie 104 bei einer niedrigeren Temperatur als derjenigen der Deckschicht 105 geschmolzen und verklebt die Deckschicht 105 sowie die Schaumschicht 103 in sicherer Weise. Die geschäumte Perlbasis 103 und die Basis 102, die beide aus demselben Olefinharz hergestellt sind, werden insofern aneinander befestigt, um die laminierte Instrumententafel 101 zu bilden.
Die thermisch haftende Harzfolie 104 wird hin.reichend durch Dampf geschmolzen, um die geschäumte Perlbasis 103 und die Deckschicht 105 sicher zu verbinden, und sie überdeckt wirksam jegliche vorhandene Rauheit der geschäumten Perlbasis 103. Die Unregelmäßigkeiten der Schaumschicht 103 beeinträchtigen insofern die Oberfläche der Deckschicht 105 nicht, selbst wenn die Deckschicht 105 weich und dünn ist, so daß eine ausgezeichnete Oberfläche in bezug auf dekorative Muster aufrechterhalten wird. Die Anwendung der dünnen Deckschicht trägt ferner dazu bei, die Kosten herabzusetzen.
Da es für das Material an der Deckschicht 105 nicht erforder lich ist, einen zur Aufschäumtemperatur der Harzschaumbildungsperlen M vergleichbaren Glasübergangspunkt zu haben, kann es aus einer Vielfalt von Materialien, z.B. Olefinharzen mit höherer relativer Molekülmasse, gewählt werden.
Weil die Durchgangslöcher 109 regelmäßig über der Basis 102 angeordnet sind, füllen die Harzschaumbildungsperlen M den Raum 151 gleichförmig an. Die geschäumte Perlbasis 103, die durch Aufschäumen der Harzschaumbildungsperlen M gefertigt wird, haftet deshalb mit Sicherheit durch die Anwendung von Wärme, z.B. von Dampf, an der Basis 102 und der Deckschicht 105.
Die Dicke der Instrumententafel 101 kann auf einfache Weise geregelt werden, indem der freie Raum 105 zwischen der Basis 102 und der Deckschicht 105 erweitert oder verengt wird. Beispielsweise wird eine dünne Instrumententafel 101 hergestellt, wenn Harzschaumbildungsperlen mit einem kleinen Expansionsverhältnis in einem engen Raum 151 ausgebildet werden.
Da die obige Ausführungsform keinerlei Klebemittel verwendet, um die Basis 102, die geschäumte Perlbais 103 und die Deckschicht 105 zu verbinden, wird eine Unebenheit der Deckschicht aufgrund eines ungleichförmigen Auftrags eines Klebemittels wie bei herkömmlichen Prozessen nicht herbeigeführt.
Weil die drei Schichten der Instrumententafel 101, d.h. die Deckschicht 105, die Folie 104, die geschäumte Perlbasis 103, und auch die Basis 102 aus demselben Olefinharz hergestellt sind, werden sie auf einfache Weise recycelt.
Die Fig. 17 ist eine Querschnittsdarstellung, die eine weitere Instrumententafel 101A zeigt, welche gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt ist. Die Instrumententafel 101A umfaßt eine erste Schicht 104A aus thermisch haftendem Harz, eine Basis 102, eine zweite Schicht 104B aus thermisch haftendem Harz, eine geschäumte Perlbasis 103 und eine Deckschicht 105.
Die Instrumententafel 101A wird nach dem folgenden Prozeß gefertigt. Die Basis 102 und die thermisch haftenden Harzschichten 104A sowie 104B werden zuerst einstückig durch ein sog. Sandwich-Formverfahren ausgebildet. Die thermisch haftenden Harzschichten 104A und 104B werden aus einem Harz mit einem Glasübergangspunkt gefertigt, der niedriger als jener der Basis 102 ist.
Im Sandwich-Formverfahren wird, nachdem ein erstes Harzmaterial in eine Form eingespritzt ist, um thermisch haftende Harzschichten auszubilden, ein anderes Harzmaterial von einer Düse auf die thermisch haftende Harzschicht gespritzt, um die Basis 102 auszubilden. Die thermisch haftende Harzschicht wird jeweils in die erste und die zweite Schicht 104A und 104B unterteilt. Die Basis 102 mit diesen thermisch haftenden Harzschichten 104A und 104B wird an der unteren Fläche des oberen Formteils 117 (Fig. 14) im Vakuumformgebungsprozeß angebracht.
Bei dieser Abwandlung kann die Basis 102 aus einem Material hergestellt sein, das einen Glasübergangspunkt hat, der höher als die Aufschäumtemperatur der Harzschaumbildungsperlen M ist. Das verbessert die Festigkeit der Basis 102 und dadurch diejenige der Instrumententafel 101A. Die Basis 102 wird sicher zwischen den thermisch haftenden Harzschichten 104A sowie 104B gehalten und fest an die geschäumte Perlbasis 103 durch die thermisch haftende Harzschicht 104B geklebt.
Die Erfindung kann auf andere Arten verwirklicht werden, ohne vom Rahmen ihrer wesentlichen Merkmale abzugehen. Einige Beispiele einer Abwandlung werden nachfolgend gegeben.
Die bei der obigen Ausführungsform aus Polypropylen gefertigte Basis 102 kann aus anderen festen Olefinharzen, z.B. Polyethylen, hergestellt werden. Die aus Aufschäumungsperlen von Polypropylen bei der obigen Ausführungsform hergestellte geschäumte Perlbasis 103 kann aus Perlen anderer Olefinharze, z.B. von Polyethylen, hergestellt werden. Der bevorzugte Durchmesser der Harzschaumbildungsperlen reicht von 1 bis 5 mm und vor allem speziell von 2,0 bis 4 mm.
Die bei der obigen Ausführungsform aus Polypropylen gefertigte- Deckschicht 105 kann aus einem anderen Harz hergestellt werden, wie Polyethylen oder SEBS (Blockkopolymeres von Styrol- Ethylen-Butylen-Styrol).
Die über die geschäumte Perlbasis 103 gelegte Harzschicht kann aus irgendeinem wünschenswerten Material hergestellt werden, das ausreichend an der geschäumten Perlbasis 103 haftet. Beispielsweise werden, wie in Fig. 18 gezeigt ist, eine thermisch haftende Harzfolie 104 und eine Deckschicht 105B, die eine harte Außenhaut 105d und eine Schaumschicht lose einschließt, mit der geschäumten Perlbasis 103 verbunden, um ein Laminat zu bilden. Die Harzschicht kann gänzlich oder teilweise in die geschäumte Perlbasis 103 gemäß den speziellen Erfordernissen eingebettet oder eingesetzt werden. Die thermisch haftende Harzfolie 104 kann getrennt ausgebildet und in einem Vorheizungsprozeß mit der Decksicht verklebt oder alternativ einstückig mit der Deckschicht durch einen Extrusionsformvorgang ausgebildet werden.
Das Harzlaminat nach der Erfindung ist auf verschiedene Innenbauteile von Fahrzeugen außer der Instrumententafel anwendbar.
Obgleich die Zufuhr der Harzschaumbildungsperlen der Anordnung der Deckschicht und der Basis in der Form bei der oben beschriebenen Ausführungsform folgt, können die Harzschaumbildungsperlen auf entweder der Deckschicht oder der Basis, die in einer Form angeordnet sind, angehäuft und dann mit einer Basis oder einer Deckschicht jeweils abgedeckt werden.
Es ist eindeutig zu verstehen, daß die obige Ausführungsform lediglich beispielhaft und in keiner Hinsicht beschränkend ist und daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht durch die vorausgehenden Beispiele begrenzt wird.

Claims

1. Ein Harzlaminat, das ein im wesentlichen aus einem ersten Harzmaterial bestehendes Harzelement (12, 14), eine thermoplastische, aus einem zweiten Harzmaterial, das aus der mit dem genannten ersten Harzmaterial verschmelzbaren Gruppe stammt und das einen Glasübergangspunkt hat, der niedriger als derjenige des genannten ersten Harzmaterials ist, gefertigte Harzfolie (16) und eine geschäumte, im wesentlichen aus dem genannten ersten Harzmaterial bestehende Perlbasis (18) umfaßt, die besagte geschäumte, aus einer Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen gefertigte Perlbasis ist zu dem erwähnten Harzelement gegenüberliegend angeordnet und die genannte thermoplastische Harzfolie (16) verbindet das erwähnte Harzelement (12, 14) haftend mit der besagten geschäumten Perlbasis (18), indem sie geschmolzen und wieder erhärtet wird.

2. Ein Harzlaminat nach Anspruch 1, in welchem der erwähnte Glasübergangspunkt der genannten thermoplastischen Harzfolie um 5 bis 60 Grad Celsius niedriger ist als derjenige des erwähnten Harzelements und der besagten geschäumten Perlbasis.

3. Ein Harlaminat nach Anspruch 2, in welchem die besagte geschäumte Perlbasis im voraus durch thermisches Aufschäumen einer Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen hergestellt wird.

4. Ein Harzlaminat nach Anspruch 2, in welchem die besagte geschäumte Perlbasis an die genanntethermoplastische Harzfolie geklebt wird, während eine Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen aufgeschäumt wird, um die besagte geschäumte Perlbasis zu bilden.

5. Ein Harzlaminat nach Anspruch 2, in welchem das erwähnte Harzelement eine Deckschicht (12) mit einer dekorativen Oberfläche umfaßt.

6. Ein Harzlaminat nach Anspruch 5, in welchem das erwähnte Harzelement ferner eine über die besagte Deckschicht (12) gelegte Schaumschicht (14) umfaßt.

7. Ein Harzlaminat nach Anspruch 2, in welchem das erwähnte Harzelement eine solide Harzbasis (102) umfaßt.

8. Ein Harzlaminat nach Anspruch 4, in welchem das erwähnte Harzelement eine Deckschicht (105) mit einer dekorativen Oberfläche (105a) sowie eine solide Basis (102) umfaßt und die besagte geschäumte Perlbasis (103) zwischen der besagten Deckschicht sowie der genannten soliden Basis angeordnet ist.

9. Ein Harzlaminat nach Anspruch 2, in welchem das erwähnte Harzelement, die besagte geschäumte Perlbasis und die genannte thermoplastische Harzfolie aus Olefinharz gefertigt sind.

10. Ein Harzlaminat nach Anspruch 9, in welchem das besagte Olefinharz Polypropylen ist.

11. Ein Harzlaminat nach Anspruch 10, in welchem das genannte Harzlaminat ein Innenbauteil für Automobile ist.

12. Ein Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats, das die Schritte umfaßt:

- Fertigen eines Harzelements (12, 14), das im wesentlichen aus einem ersten Harzmaterial besteht, und einer geschäumten Perlbasis (18), die ausleiner Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen, welche im wesentlichen aus dem genannten ersten Harzmaterial bestehen, gefertigt ist;

- Fertigen einer thermoplastischen Harzfolie (16), die aus einem zweiten Harzmaterial, das aus der mit dem genannten ersten Harzmaterial verschmelzbaren Gruppe stammt, hergestellt ist und die einen Glasübergangspunkt hat, der niedriger ist als derjenige des genannten ersten Harzmaterials;

- Erhitzen des erwähnten Harzelements (12, 14), der genannten thermoplastischen Harzfolie (16) sowie der besagten geschäumten Perlbasis (18) und Aufschichten des erwähnten Harzelements, der genannten thermoplastischen Harzfolie sowie der besagten geschäumten Perlbasis aufeinander; und

- Aufbringen eines Drucks zwischen dem erwähnten Harzelement sowie der besagten geschäumten Perlbasis, wodurch das erwähnte Harzelement (12, 14) über die genannte thermoplastische Harzfolie (16) thermisch mit der besagten geschäumten Perlbasis (18) verklebt wird.

13. Ein Verfahren nach Anspruch 12, in welchem der erwähnte Fertigungsschritt das Fertigen der genannten, aus einem Olefinharz mit einem Glasübergangspunkt, der um 5 bis 50 Grad Celsius niedriger ist als derjenige des erwähnten Harzelements sowie derjenige der besagten geschäumten Perlbasis, hergestellten thermoplastischen Harzfolie einschließt.

14. Ein Verfahren nach Anspruch 13, in welchem der erwähnte Fertigungsschritt ferner einen Schritt eines thermischen Verklebens des erwähnten Harzelements mit der genannten thermoplastischen Harzfolie umfaßt.

15. Ein Verfahren nach Anspruch 13, in welchem der erwähnte Fertigungsschritt ferner einen Schritt des Ausbildens eines Laminats, welches das erwähnte Harzelement sowie die genannten Thermoplaste enthält, durch gleichzeitiges Extrudieren des genannten ersten Harzmaterials sowie des genannten zweiten Harzmaterials umfaßt.

16. Ein Verfahren nach Anspruch 13, in welchem der erwähnte Schritt des Aufbringens ferner den Schritt umfaßt:

- Anziehen des erwähnten Harzelements und der genannten thermoplastischen Harzfolie an eine Fläche der an einer Vakuumformvorrichtung angebrachten geschäumten Perlbasis durch Saugwirkung, um dadurch thermisch das erwähnte Harzelement sowie die genannte thermoplastische Harzfolie in Anpassung an die genannte Fläche der besagten geschäumten Perlbasis zu verkleben.

17. Ein Verfahren nach Anspruch 13, in welchem der erwähnte Schritt des Aufbringens ferner die Schritte umfaßt:

- Anbringen der besagten geschäumten Perlbasis an einer positiven Form; und

- Anordnen des erwähnten Harzelements sowie der genannten thermoplastischen Harzfolie zwischen einer negativen Form und der besagten positiven Form;

- worin der Schritt des Aufbringens ferner die Schritte umfaßt:

- Schließen der besagten positiven Form sowie der besagten negativen Form; und

- Anziehen des erwähnten Harzelements und der genannten thermoplastischen Harzfolie an eine Formfläche der besagten negativen Form durch Saugwirkung, um dadurch das erwähnte Harzelement sowie die genannte thermoplastische Harzfolie in Anpassung an die genannte Formfläche auszugestalten sowie thermisch die genannte thermoplastische Harzfolie mit der besagten geschäumten Perlbasis zu verkleben.

18. Ein Verfahren zur Herstellung eines Harzlaminats, das die Schritte umfaßt:

- Fertigen eines Harzelements (12, 14), das im wesentlichen aus einem ersten Harzmaterial besteht;

- Anordnen des erwähnten Harzmaterials sowie der genannten thermoplastischen Harzfolie in einer Form, während ein vorbestimmter Raum in Gegenüberlage zu der genannten thermoplastischen Harzfolie eingehalten wird;

- Herstellen einer Vielzahl von Harzschaumbildungsperlen, die im wesentlichen aus dem genannten ersten Harzmaterial bestehen, Zuführen der genannten Harzschaumbildungsperlen in den besagten vorbestimmten Raum sowie Erhitzen der genannten Harzschaumbildungsperlen durch ein Heizmedium zur Ausbildung einer geschäumten Perlbasis (18), um dadurch die besagte geschäumte Perlbasis über die genannte thermoplastische Harzfolie (16) durch Schmelzen sowie Wiedererhärten der genannten thermoplastischen Harzfolie infolge des erwähnten Erhitzens mit dem erwähnten Harzelement (12, 14) thermisch zu verkleben.

19. Ein Verfahren nach Anspruch 18, in welchem der erwähnte Fertigungsschritt ferner einen Schritt des Fertigens der genannten thermoplastischen Harzfolie mit einem niedrigeren Glasübergangspunkt, der um 5 bis 60 Grad Celsius niedriger als diejenigen des erwähnten Harzelements sowie der besagten geschäumten Perlbasis ist, umfaßt.

20. Ein Verfahren nach Anspruch 19, in welchem

- das erwähnte Harzelement eine Deckschicht (105) sowie eine solide Basis (102) umfaßt und

- der genannte Schritt des Anordnens einen Schritt des Fertigens einer festen Harzbasis in Gegenüberlage zu der genannten thermoplastischen Folie quer über den besagten Raum hinweg einschließt.

21. Ein Verfahren nach Anspruch 20, in welchem der Schritt des Anordnens den Schritt einschließt:

- Anziehen der besagten Deckschicht an eine Formfläche der Form durch Saugwirkung, um dadurch die besagte Deckschicht in Anpassung an die genannte Formfläche auszugestalten.