DE69628590T2

DE69628590T2 - Verfahren zur herstellung eines dreidimensional geformten teppichs für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69628590T2
Application number: DE69628590T
Authority: DE
Inventors: Taro Kurashiki-City OGAWA; Humio Kurashiki-City GOTO
Original assignee: Namba Press Works Co Ltd
Current assignee: Namba Press Works Co Ltd
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: WO1998001286A1; EP0884160B1; JP2918851B2; JPH1024513A; CA2230850A1; DE69628590D1; AU740316B2; KR19990043988A; US6436321B1; EP0884160A4; AU7656096A; EP0884160A1; KR100457371B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Ein Teppich wird als Matte für ein Kraftfahrzeug wie z. B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus und dergleichen verwendet. Ein Teppichgrundmaterial eines solchen Teppichs wird grob in einen Faserbüscheltyp und einen Nadelfilztyp klassifiziert.
Der Faserbüscheltyp eines Teppichgrundmaterials wird durch Nähen eines Grundgewebes, um Faserschlingen (oder Florhaare) auf einer Vorderfläche des Grundgewebes bereitzustellen, um Faserbüschel der Faserschlingen auf diesem zu bilden, Auftragen eines Latex auf eine Rückfläche des Grundgewebes und Trocknen des Latex, um die Faserschlingen nicht wegrutschen zu lassen (nachstehend als "Tuftingverfahren" bezeichnet) hergestellt.
Der Nadelfilztyp eines Teppichgrundmaterials wird durch Schneiden von synthetischen Fasern in eine geeignete Länge, Schichten der Fasern mit einem Bindemittel in einer konstanten Dicke, Vernadeln der Schicht, um eine Art Faserplatte zu bilden, und Trocknen des Bindemittels hergestellt. In einem solchen Nadelfilztyp eines Teppichgrundmaterials befindet sich ein Teppichgrundmaterial, das durch Schichten der Fasern mit 5–20 Gew.-% zusätzlicher Fasern mit einem niedrigen Schmelzpunkt wie z. B. Olefinfasern anstelle der Verwendung des Bindemittels, Vernadeln der Schicht, um eine Art Faserplatte zu bilden, und Pressen und Erhitzen der Schicht, um einen Teil der Fasern zu binden, damit sie nicht locker werden und von den geschichteten Fasern wegrutschen, hergestellt wird. In letzter Zeit hat die Verwendung dieser Art eines Teppichgrundmaterials zugenommen.
Um einen dreidimensional geformten Teppich durch die Verwendung jener Arten von Teppichgrundmaterialien zu formen, sind zwei Prozesse erforderlich.
Ein erster Prozeß davon umfaßt die Schritte des Auftragens einer Polyethylenschmelze auf eine Rückfläche eines Teppichgrundmaterials in einer konstanten Dicke und Belassen des Teppichgrundmaterials bei Raumtemperatur für einen Moment. Ein zweiter Prozeß davon umfaßt die Schritte des Erhitzens des Teppichgrundmaterials auf 120–140°C in einem Ofen, um die Polyethylenschmelze zu erweichen, als ob sich die Schmelze in einem halbschmelzenden Zustand befindet, und des Pressens des Teppichgrundmaterials durch die Verwendung einer Metallwerkzeugform mit einer gewünschten dreidimensionalen Form.
Zwei derartige Prozesse sind erforderlich, um einen dreidimensional geformten Teppich zu formen, und dies liegt daran, daß der Schritt des Auftragens der Polyethylenschmelze im wesentlichen vom Schritt des Pressens, um den Teppich zu formen, getrennt werden sollte.
Obwohl ein dreidimensional geformter Teppich gemäß solchen Prozessen hergestellt werden kann, wird im allgemeinen zusätzlich ein Filzmaterial an einen erforderlichen Teil des Teppichs geklebt, um Schalldämmung zu erzielen.
Wie nachstehend beschrieben, gibt es mehrere Probleme bei der Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug unter Verwendung dieser Arten von Teppichgrundmaterialien.
Beide Arten von Teppichgrundmaterialien erfordern diese zwei Prozesse zum Formen eines dreidimensional geformten Teppichs, wie vorstehend beschrieben. Somit ist eine Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs ineffizient. Das heißt, es gibt viele Schritte zum Formen eines Teppichs in drei Dimensionen, und eine große Menge an Wärmeenergie geht durch Wiederholen der Schritte des Erhitzens und Kühlens verloren. Außerdem müssen kostspielige Ausgangsprodukte hergestellt werden.
Beim Schritt des Auftragens der Polyethylenschmelze auf die Rückfläche des Teppichgrundmaterials ist eine Extrusionsbeschichtung unter Verwendung einer T-Düse erforderlich, und somit ist eine große Anlage erforderlich und eine große Menge an Wärmeenergie ist erforderlich, wenn die Schmelze aufgetragen wird.
Bei der Verwendung des Faserbüscheltyps eines Teppichgrundmaterials sind zwei Prozesse zum Behandeln einer Rückfläche des Teppichgrundmaterials erforderlich, um Faserschlingen (oder Florhaare), die auf diesem durch ein Tuftingverfahren bereitgestellt werden, wie vorstehend beschrieben, nicht wegrutschen zu lassen. Ein Prozeß davon umfaßt die Schritte des Auftragens von Latex auf eine Rückfläche des Teppichgrundmaterials (nachstehend als "Rückseitenbeschichtung" bezeichnet), Erhitzen des auf die Rückfläche des Teppichgrundmaterials aufgetragenen Latex und Überführen des Latex in einen festen Zustand, und ein weiterer Prozeß davon umfaßt einen Schritt des Auftragens einer Polyethylenschmelze auf dessen Rückfläche. Unter der Annahme, daß das Auftragen des Latex auf die Rückfläche des Teppichgrundmaterials vermieden wird, werden die Kosten beträchtlich verringert, wenn jedoch die Polyethylenschmelze auf dessen Rückfläche aufgetragen wird, ohne den Latex aufzutragen, sickert die Polyethylenschmelze auf dessen Vorderfläche. Somit sind diese zwei Prozesse auf dem Fachgebiet unentbehrlich und verursachen, daß sich die Fasern auf dessen Vorderfläche legen, so daß das äußere Erscheinungsbild des Teppichs beschädigt wird.
Weitere Probleme werden verursacht, wenn der Teppich unter Verwendung solcher Arten von Teppichgrundmaterialien geformt wird. Die auf die Rückfläche des Teppichgrundmaterials aufgetragene Polyethylenschmelze weist ein niedriges spezifisches Gewicht auf und ist gleichmäßig dünn, so daß sie sehr leichtgewichtig ist und leicht zu handhaben ist, sie ist jedoch in verschiedenen Eigenschaften wie z. B. Schalldämmung, Dämpfung und Wärmeisolation sehr minderwertig.
Um diese Teppichgrundmaterialien zu verwenden, um einen Teppich zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug herzustellen, der Schalldämmung, eine Dämpfungseigenschaft und Wärmeisolation benötigt, wird somit auf dem Fachgebiet ein Filz, der eine relativ hohe Dichte aufweist, an einen erforderlichen Teil einer Rückfläche eines Teppichs geklebt, oder, falls erforderlich, wird Vinylacetat mit einer großen Menge an Kalziumcarbonat über der Rückfläche des Teppichs aufgetragen. Um eine Dämpfungseigenschaft und Schalldämmung zu erzielen, die für einen hochrangigen Personenkraftwagen erforderlich sind, wird außerdem eine dünne Nylonschicht an der auf dessen Rückfläche aufgetragenen Polyethylenschmelze angebracht und ein Schaumkörper mit einer teilweise unterschiedlichen Dicke und Elastizität wird auf einer Oberfläche der Schicht durch Formen eines Randes und dergleichen darauf geformt.
Solche zusätzlichen und mehreren Arbeiten sind für die Massenproduktion nicht erwünscht und erhöhen die Herstellungskosten und daher ist dies nicht praktisch.
Daher wäre es vorteilhaft, einen dreidimensional geformten Teppich zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung des Teppichs bereitzustellen, bei dem eine dünne Polyethylenschicht mit niedrigem spezifischen Gewicht, die erforderlich ist, um einen Teppich zu formen, nicht erforderlich ist.
Es wäre auch vorteilhaft, einen dreidimensional geformten Teppich zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung des Teppichs bereitzustellen, bei dem es nicht erforderlich ist, eine Rückseitenbeschichtung zum Verhindern des Lösens und Wegrutschens der Fasern eines Oberflächenmaterials des Teppichs auszuführen.
Eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Teppichs, bei dem eine Rückfläche des Teppichs eine elastische Schaumkörperschicht mit einer teilweise unterschiedlichen Härte aufweist.
Noch eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Teppichs, bei dem der Teppich eine Schaumkörperschicht mit teilweise unterschiedlicher Dicke aufweist.
Noch eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Teppichs zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug, bei dem es nicht erforderlich ist, den Teppich beim Formen auf eine hohe Temperatur zu erhitzen.
US-A-4078100 offenbart ein Verfahren zum Bilden von hinterschäumten Laminaten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, bei dem eine Teppichschicht und Skrim vor dem Aufbringen des Schaums erhitzt werden. Ein schäumbares Kunststoffgemisch wird dann auf dieses erhitzte Substrat gesprüht, so daß es unmittelbar zu schäumen beginnt. Das Vorheizen des Substrats soll das Problem des Schaumsickerns durch den Teppich bei seinem Auftragen beseitigen. Das nun gebildete Verbundlaminat kann dann zum anschließenden Formen in eine Werkzeugform eingeführt werden, wobei in diesem Fall die Beendung des Schäumens in der Werkzeugform stattfindet, sowie das Endhärten und Formen des Laminats.
US-A-5273698 offenbart ein Verfahren zum dreidimensionalen Formen von Deckmaterialien durch Versehen eines Deckmaterials mit einer Schicht aus einem schäumbaren, flüssigen Reaktionsgemisch. Eine Vielfalt von geeigneten Materialien sind in diesem Dokument beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug bereit, mit den Schritten:
Bereitstellen eines flüssigen, schäumbaren Gemisches;
Auftragen des flüssigen, schäumbaren Gemisches direkt auf eine Rückfläche eines Oberflächenmaterials des Teppichs durch ein Sprühsystem (10); wobei Tröpfchen des flüssigen, schäumbaren Gemisches in eine Faserstruktur des Oberflächenmaterials gelangen und an einer Oberfläche jeder Faser der Faserstruktur angebracht werden, während das an jeder Faser der Faserstruktur angebrachte flüssige, schäumbare Gemisch durch eine Gasreaktion unmittelbar geschäumt und expandiert wird, so daß das flüssige, schäumbare Gemisch an einem flachen Abschnitt innerhalb des Oberflächenmaterials bleibt und geschäumt wird, ohne daß das flüssige, schäumbare Gemisch in einen tieferen Abschnitt desselben imprägniert wird, und dadurch die Schaumkörperschicht mit dem Oberflächenmaterial eins ist;
Einbringen des beschichteten Oberflächenmaterials in ein Formwerkzeug mit einem oberen Teil und einem unteren Teil, wobei der obere und der untere Teil einen Raum innerhalb des Formwerkzeugs definieren, welcher einer dreidimensionalen Form des Teppichs entspricht;
Pressen und Einklemmen des geschäumten Gemisches mit dem Oberflächenmaterial zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil;
Ändern des geschäumten Gemisches in einen festen Zustand, so daß eine aus dem flüssigen, schäumbaren Gemisch hergestellte Schaumkörperschicht in drei Dimensionen geformt wird und mit dem Oberflächenmaterial durch dessen Rückfläche vereint geformt und verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, daß:
das flüssige, schäumbare Gemisch vor dem Auftragen erhitzt wird;
das Pressen und Einklemmen ausgeführt wird, wenn das geschäumte Gemisch eine Gasreaktion beendet hat, aber sich noch in einem fließfähigen, viskoselastischen Zustand befindet.
Das flüssige, schäumbare Gemisch wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus reaktiven Harzen wie z. B. Polyurethanschaumharz und Polyharnstoffschaumharz besteht, und es ist erwünscht, daß das flüssige, schäumbare Gemisch auf 60–70°C erhitzt wird und das erhitzte flüssige, schäumbare Gemisch gesprüht wird.
Durch teilweise Volumenänderung eines in dem Formwerkzeug definierten Raums kann die Kompressibilität eines in dem Formwerkzeug geformten Schaumkörpers teilweise geändert werden. Das heißt, die Kompressibilität eines Teils des Schaumkörpers, der in einem kleinen Volumen des Raums geformt wird, ist niedrig und die Kompressibilität eines Teils des Schaumkörpers, der in einem großen Volumen des Raums geformt wird, ist hoch. Um eine teilweise dicke Schaumkörperschicht zu formen, ist vorzugsweise ein teilweise großer Raum in dem Formwerkzeug vorgesehen, und das flüssige, schäumbare Gemisch wird durch ein Sprühsystem auf einen Teil einer Rückfläche des Oberflächenmaterials entsprechend dem großen Raum dick aufgetragen.
Das Oberflächenmaterial kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus folgendem besteht: einem Gewebe und einem Gewirk, die aus einem aus der Gruppe der Naturfasern, der synthetischen Fasern, der chemischen Fasern und der anorganischen Fasern ausgewählten Material bestehen; einem Gewebe mit durch ein Tuftingverfahren darauf gebildeten Florhaaren oder Faserschlingen; einem Gewirk, das durch das Tuftingverfahren mit aus Florhaaren oder Faserschlingen bestehenden Faserbüscheln darauf versehen wird; einem Vlies; und einem Nadelfilzgewebe.
Tröpfchen des flüssigen, schäumbaren Gemisches, die durch ein Sprühsystem auf das Oberflächenmaterial gesprüht werden, gelangen in eine Faserstruktur des Oberflächenmaterials und werden an einer Oberfläche jeder Faser der Faserstruktur angebracht. Das daran angebrachte flüssige, schäumbare Gemisch wird durch die Gasreaktion unmittelbar geschäumt und expandiert, so daß das flüssige, schäumbare Gemisch an einem flachen Abschnitt innerhalb des Oberflächenmaterials bleibt und geschäumt wird, ohne in einen tieferen Abschnitt innerhalb des Oberflächenmaterials zu imprägnieren, und dadurch die Schaumkörperschicht mit dem Oberflächenmaterial vereint verbunden wird.
Das mit dem flüssigen, schäumbaren Gemisch beschichtete Oberflächenmaterial wird in die Werkzeugform mit dem oberen und dem unteren Teil eingebracht und wird dann zwischen dem oberen und dem unteren Teil gepreßt, wenn das darauf aufgetragene flüssige, schäumbare Gemisch die Gasreaktion beendet hat, sich aber noch in einem viskos-elastischen Fließzustand befindet. Dann ist der dreidimensional geformte Teppich ausgebildet.
Das verwendete flüssige, schäumbare Gemisch ist ein flüssiges reaktives Gemisch, das aus einer großen Menge an Wasser besteht, so daß die Reaktion durch eine Reaktionswärme des flüssigen, schäumbaren Gemisches selbst beschleunigt werden kann und es folglich nicht erforderlich ist, extern Wärme aufzubringen, wenn der Teppich geformt wird. Durch die Reaktion erzeugte Feuchtigkeit wandert auch in die Fasern des Oberflächenmaterials, und dadurch kann die Faserstruktur des Oberflächenmaterials leicht geformt werden.
Überdies ist das flüssige, schäumbare Gemisch eine hochreaktive Zusammensetzung und wird erhitzt und bei 60–70°C versprüht, so daß das flüssige, schäumbare Gemisch unmittelbar nach dem Anbringen am Oberflächenmaterial geschäumt und expandiert wird, so daß dessen Viskosität schnell erhöht wird. Somit kann das flüssige, schäumbare Gemisch ziemlich dick auswählbar an einem erforderlichen Teil des Oberflächenmaterials aufgetragen werden, und die Dicke der Schaumkörperschicht kann durch Einstellen des Volumens eines zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Formwerkzeugs definierten Raums teilweise geändert werden (zu einer Dicke, die auf dem Fachgebiet schwierig ist).
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1(A) ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Teppichs, und 1(B) ist eine Querschnittsansicht des Teppichs von 1(A) im wesentlichen entlang der Linie B-B von 1A.
2 zeigt eine Anordnung, wenn ein flüssiges, schäumbares Gemisch auf eine Rückfläche eines Oberflächenmaterials durch ein Sprühsystem aufgetragen wird, in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, wenn ein flüssiges, schäumbares Gemisch teilweise in Schichten auf einen vorbestimmten Teil aufgetragen wird.
4 ist ein Kurvenbild, das Prozesse des Schäumens und Härtens eines flüssigen, schäumbaren Gemisches, das für die vorliegende Erfindung verwendet wird, zeigt.
5 zeigt eine Anordnung, direkt bevor ein mit einem flüssigen, schäumbaren Gemisch beschichteter Teppich durch ein Formwerkzeug eingeklemmt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Anordnung, wenn ein mit einem flüssigen, schäumbaren Gemisch beschichteter Teppich durch ein Formwerkzeug eingeklemmt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1(A) und 1(B) sind eine perspektivische bzw. Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines dreidimensional geformten Teppichs zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug, der gemäß der vorliegenden Erfindung geformt wird.
Ein Teppich 1 zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug umfaßt ein Oberflächenmaterial des Teppichs und einen Schaumkörper, der mit dem Oberflächenmaterial durch eine Rückfläche des Oberflächenmaterials vereint geformt und verbunden wird. Die Form des Teppichs 1 ist typischerweise in 1 gezeigt und wird gemäß einer Bodenform eines Kraftfahrzeugs bestimmt. Ein Grundmaterial des Teppichs ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus folgendem besteht: einem Gewebe und einem Gewirk, die aus einem aus der Gruppe der Naturfasern, der synthetischen Fasern, der chemischen Fasern und der anorganischen Fasern ausgewählten Material bestehen; einem mit aus Florhaaren oder Faserschlingen bestehenden Faserbüscheln versehenen Gewebe; einem mit aus Florhaaren oder Faserschlingen bestehenden Faserbüscheln versehenen Gewirk; einem Vlies; und einem Nadelfilzgewebe.
Der Schaumkörper kann aus einem anderen reaktiven Harz wie z. B. Polyharnstoffschaumharz als einem Polyurethanschaumharz gebildet werden (es sollte beachtet werden, daß mehr höherreaktive Zusammensetzungen als jene Harze verwendet werden können, und solche höheneaktiven Zusammensetzungen auch ein reaktives Harz wie z. B. Polyurethanschaumharz und Polyharnstoffschaumharz umfassen) und der Schaumkörper wird mit dem Oberflächenmaterial durch ein nachstehend beschriebenes Verfahren der vorliegenden Erfindung vereint geformt und verbunden, so daß Fasern oder Florhaare vom Faserbüscheltyp oder vom Nadelfilztyp von Teppichen nicht verloren gehen und wegrutschen können. Somit ist es nicht erforderlich, eine Rückseitenbeschichtung auszuführen, nur um zu verhindern, daß sich Fasern oder Florhaare des Teppichs lösen oder wegrutschen. Außerdem hält der Schaumkörper eine dreidimensionale Form des Teppichs, nachdem der Schaumkörper geformt ist. Der in 1(A) gezeigte Teppich weist Faserbüschel von Florhaaren (in 1(A) nicht gezeigt) auf, die auf einer Vorderfläche des Teppichs 1 ausgebildet sind, wie in 1(B) gezeigt. Der Teppich 1 weist einen im allgemeinen ebenen Teil 2 und einen mittleren gekrümmten Teil 4 auf, der sich über einen mittleren Teil des Teppichs 1 erstreckt.
Ein Schalldämmungsteil 3 ist auf einer Rückfläche des ebenen Teils des Teppichs ausgebildet und besteht aus einer dicken, elastischen Schaumkörperschicht. Eine solche Schaumkörperschicht weist zusätzlich zu einer Schalldämmung eine Wärmeisolation auf.
Eine Schaumkörperschicht wird auch auf einer Rückfläche des mittleren gekrümmten Teils (ein Dämpfungsteil) 4, der sich über den mittleren Teil des Teppichs 1 erstreckt, geformt. Diese Schaumkörperschicht ist dünn und befindet sich fast in einem festen Zustand. Deren Elastizität ist klein, aber diese dünne Schaumkörperschicht hält den mittleren gekrümmten Teil und weist eine Dämpfungseigenschaft auf. Ein Seitenteil derselben ist auch dünn und befindet sich fast in einem festen Zustand.
Die Schaumkörperschicht als Schalldämmungsteil 3 und die feststoffartige Schaumkörperschicht des mittleren gekrümmten Teils (als Dämpfungsteil) 4 wer den gemäß einem nachstehend beschriebenen Verfahren der vorliegenden Erfindung geformt. Die Form, die Dicke und die Elastizität davon werden selektiv bestimmt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 2–6 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, wird zuerst eine Rückfläche 12 eines Oberflächenmaterials 13 nach oben gewandt. Das Oberflächenmaterial 13, das in dieser bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, weist Faserbüschel von Faserschlingen auf, die auf einer Vorderfläche desselben ausgebildet sind. Ein flüssiges, schäumbares Gemisch wird unter Verwendung eines Sprühgeräts 10 auf die Rückfläche des Oberflächenmaterials gesprüht und aufgetragen. Ein Bestandteil des flüssigen, schäumbaren Gemisches ist in TABELLE 1 gezeigt. Dieses flüssige, schäumbare Gemisch ist ein hochreaktives Gemisch, das aus einer großen Menge an Wasser besteht, und somit wird die Reaktion durch die Reaktionswärme des flüssigen, schäumbaren, Gemisches selbst beschleunigt, und durch die Reaktion erzeugte Feuchtigkeit wandert zu den Fasern, um zum Formen des Oberflächenmaterials beizutragen. TABELLEI

Bestandteil Gewichtsteile

Polypropylenglycol ' 100

Amin-Katalysator^a 3,5

Amin-Katalysator^b 2,0

Amin-Katalysator^` 0,1

Isocyanat² 66,9
1: MITSUI TOATSU KAGAKU (EP-8280 (a): TOSO (L-33) (b): UCC (Niax A-1) (c): AIR PRODUCTS AND CHEMICAL (DABCO T-1200 2: MITSUI TOATSU KAGAKU (Cosmonate MXC-83)
Beim!Beim Auftragen wird dieses flüssige, schäumbare Gemisch in einem Temperaturbereich von 60–70°C gehalten, so daß die Viskosität niedrig ist. Das zur Verwendung verfügbare Sprühgerät ist PSM3000^TM (ISOTHERM Co.) und ein Sprühmischkopf ist GP400^TM (Spitze #4 oder #3) (ISOTHERM Co.).
Um das flüssige, schäumbare Gemisch von TABELLE 1 auf das Standardoberflächenmaterial wie vorstehend beschrieben mit einer mittleren Dicke von 1 mm aufzutragen, wird das flüssige, schäumbare Gemisch für etwa 24 Sekunden (unter Verwendung eines einzelnen Sprühmischkopfs) aufgetragen.
Somit liegt eine Menge des auf dieses aufgetragenen flüssigen, schäumbaren Gemisches vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,32–5,2 kg/m², bevorzugter 1,0–3,5 kg/m².
Um den Schalldämmungsteil 3 zu formen, der durch einen dicken Teil des Schaumkörpers gebildet wird, wie in 1 gezeigt, werden jeweils den Schalldämmungsteilen 3 entsprechende Räume 30, 31 vorgesehen, um größere Räume zwischen einem oberen Teil und einem unteren Teil des Formwerkzeugs, das in 6 gezeigt ist, zu definieren, und das flüssige, schäumbare Gemisch wird dick auf einen Teil aufgetragen, der in 3 mit der Bezugsziffer 16 ausgewiesen ist und jedem größeren Raum entspricht. Wie zu sehen ist, kann das flüssige, schäumbare Gemisch dick über der Rückfläche des Oberflächenmaterials aufgetragen werden. Dies ist jedoch nicht erwünscht, da, wenn das flüssige, schäumbare Gemisch dick über dessen Rückfläche aufgetragen wird, das flüssige, schäumbare Gemisch an einem Teil, der einem kleinen Raum entspricht, der zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Formwerkzeugs definiert ist, übermäßig gepreßt wird, und somit dieser Teil des resultierenden Schaumkörpers unnötig gehärtet wird, das heißt, das flüssige, schäumbare Gemisch verschwenderisch verwendet wird.
Das hierin verwendete flüssige, schäumbare Gemisch variiert in seinem Zustand während einer chemischen Reaktion desselben, wie in 4 gezeigt. Wie durch eine Linie 16 in 4 gezeigt, wird das Gemisch, unmittelbar nachdem das Gemisch gesprüht wird, zu einer chemischen Reaktion gebracht, um schnell CO₂ freizusetzen, während das Gemisch geschäumt wird, um schnell dessen Volumen zu expandieren (ein Schäumungsbereich). Nachdem eine solche Gasreaktion beendet ist (bei einer Anstiegszeit), befindet sich das Gemisch für die Dauer entsprechend einer Linie 17 in einem viskos-elastischen Fließzustand. Wenn das Gemisch in diesem Zustand gepreßt wird, kann das Gemisch leicht verformt werden. Das Gemisch beginnt bei einem Punkt 18, der als faltenfrei bezeichnet wird, seinen Zustand in einen festen Zustand zu ändern, und wird dann vollständig in einen festen Zustand geändert (bei 19) und folglich wird eine Schaumkörperschicht gebildet.
Das flüssige, schäumbare Gemisch, das seinen Zustand ändern kann, wie vorstehend beschrieben, wird wie beschrieben erhitzt, so daß dessen Reaktion beschleunigt werden kann und die Viskosität gesenkt werden kann. Wenn das erhitzte flüssige, schäumbare Gemisch durch das Sprühgerät gesprüht wird, werden gleichmäßige und feine Tröpfchen 11 (2) des Gemisches, die durch ein auf dem Fachgebiet verwendetes flüssiges, schäumbares Gemisch nicht erreicht werden können, auf das Oberflächenmaterial gesprüht und werden in dessen Faserstruktur eingebracht, während sich die Tröpfchen schnell chemisch verändern (das Gemisch wird vorerhitzt und somit werden die Tröpfchen des Gemisches schnell chemisch verändert, selbst wenn die Temperatur des Tröpfchens beim Sprühen gesenkt wird), um die Tröpfchen an einer Oberfläche jeder Faser der Faserstruktur anzubringen. Die daran angebrachten Tröpfchen expandieren unmittelbar im Volumen und erhöhen die Viskosität davon, und folglich können die Tröpfchen überall in einen Oberflächenabschnitt des Oberflächenmaterials eingebracht werden, ohne in einen tieferen Abschnitt des Oberflächenmaterials zu gelangen.
Wenn das Gemisch durch Sprühen wie vorstehend beschrieben aufgetragen wird, ist das Gemisch mit dem Oberflächenabschnitt des Oberflächenmaterials um dessen Rückfläche eins, ohne daß das Gemisch in die Faserstruktur um die Vorderfläche des Teppichs sickert. Dann wird das Gemisch in einen festen Zustand geändert, und dadurch kann das Fasermaterial des Teppichs starr gehalten werden, um die Fasern nicht zu lockern und wegrutschen zu lassen (wie hierin beschrieben, ist ein flacher Abschnitt des Oberflächenmaterials durch einen Teil definiert, in den das Gemisch eingebracht wird, um die Fasern des Teppichs nicht zu Lockern und wegrutschen zu lassen, ohne daß das Gemisch in eine Vorderfläche des Oberflächenmaterials sickert).
Das flüssige, schäumbare Gemisch in einem viskos-elastischen Fließzustand kann leicht verformt werden (mit Bezug auf 4). Das mit dem flüssigen, schäumbaren Gemisch 15 beschichtete Oberflächenmaterial 13 wird zwischen einem oberen Teil 21 und einem unteren Teil 22 eines Formwerkzeugs 20 angeordnet, wie in 5 gezeigt, und wird dann zwischen diesen Teilen des Formwerkzeugs gepreßt und eingeklemmt, wenn sich das flüssige, schäumbare Gemisch 15 im viskos-elastischen Fließzustand befindet (6). Das mit dem flüssigen, schäumbaren Gemisch beschichtete Oberflächenmaterial, das in der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, wird nach Ablauf von etwa 50–70 Sekunden, nachdem das Gemisch gesprüht ist, gepreßt und eingeklemmt. Somit wird das flüssige, schäumbare Gemisch entlang des Werkzeugs gepreßt und verformt.
Der obere Teil 21 und der untere Teil 22 des Formwerkzeugs 20 sind ausgelegt, um einen Raum entsprechend einer gewünschten Form eines Teppichs zwischen diesen Teilen zu bilden, wenn diese Teile geschlossen werden (mit Bezug auf 6). Das heißt, wie in 1 gezeigt, ist eine innere Form des Formwerkzeugs derart ausgelegt, daß der Raum (durch die Bezugsziffern 30, 31 ausgewiesen), der zwischen denjenigen Teilen des Werkzeugs gebildet wird, die dem Schalldämmungsteil 3 entsprechen, größer ist und der Raum (durch die Bezugsziffer 32 ausgewiesen), der zwischen denjenigen Teilen gebildet wird, die dem mitt leren gekrümmten Teil 4 entsprechen, kleiner ist. Ein Teil eines resultierenden Schaumkörpers, der im kleineren Raum gepreßt wird, ist härter und im Gegensatz dazu ist ein Teil des resultierenden Schaumkörpers, der im größeren Raum gepreßt wird, weicher und elastisch.
Das Oberflächenmaterial wird für eine vorbestimmte Dauer (etwa 60 Sekunden in dieser Ausführungsform) eingeklemmt (6). Der auf das Oberflächenmaterial durch das Formwerkzeug aufgebrachte Druck wird aufgehoben, nachdem mehr als 90% des Gemisches in einen festen Zustand geändert wurden, und ein Teppich, der seine Form stabil hält, wird aus dem Formwerkzeug entnommen.
Alternativ kann die Anordnung des oberen und des unteren Teils des Werkzeugs umgekehrt werden. Es sollte beachtet werden, daß bei dieser Anordnung die mit dem Gemisch besprühte Rückfläche des Oberflächenmaterials so angeordnet werden sollte, daß sie mit einer Innenfläche des Werkzeugs mit einer einem festgelegten Boden entsprechenden Form in Kontakt kommt.
Folglich wird der Teppich mit einer dreidimensionalen Form entsprechend dem Raum innerhalb des Werkzeugs hinsichtlich der Form hergestellt. Wie beschrieben, wird die Schaumkörperschicht in das Oberflächenmaterial eingebracht und mit dem Oberflächenmaterial vereint geformt und verbunden, so daß die Form des Teppichs gehalten werden kann. Die Schaumkörperschicht dient auch zum Halten der Fasern des Oberflächenmaterials, um die Fasern nicht zu lockern und wegrutschen zu lassen. Somit ist eine Rückseitenbeschichtung auf einer Rückfläche eines Oberflächenmaterials, die auf dem Fachgebiet im wesentlichen ausgeführt wird, nicht erforderlich.
Die Dicke der aus dem flüssigen, schäumbaren Gemisch gebildeten Schaumkörperschicht kann durch Einstellen des Raums innerhalb des Werkzeugs und der Dicke des auf das Oberflächenmaterial aufgetragenen flüssigen, schäumbaren Gemisches gesteuert werden (oder teilweise gesteuert werden), und somit kann eine Dicke von 10–50 mm der Schaumkörperschicht, die auf dem Fachgebiet schwierig zu bilden ist, gebildet werden. Das heißt, ein Teil des Schaumkörpers wird geeigneterweise dick (oder dünn) ausgebildet durch Einstellen des Volumens eines Raums innerhalb des Werkzeugs entsprechend dem Teil, um das Volumen groß (oder klein) zu machen, und dickes (oder dünnes) Auftragen des flüssigen, schäumbaren Gemisches auf einen Teil des Oberflächenmaterials, der dem Teil der Schaumkörperschicht entspricht. Ebenso kann die Elastizität der Schaumkörperschicht gesteuert werden.
Obwohl eine praktische Verarbeitungszeit wie z. B. eine Sprühzeit, eine Preßzeit und dergleichen in der obigen Ausführungsform gezeigt wird, sollte diese Verarbeitungszeit außerdem in Abhängigkeit davon, ob das verwendete Gemisch eine Zusammensetzung ist, die schnell reagiert, und von der Temperatur des Werkzeugs geeignet modifiziert werden.
Eine Schaumkörperschicht, die mit einem Oberflächenmaterial eines Teppichs gemäß der vorliegenden Erfindung vereint gebildet und verbunden wird, wird durch Auftragen eines flüssigen, schäumbaren Gemisches unter Verwendung eines Sprays und dann Pressen unter Verwendung einer Werkzeugform gebildet. Das heißt, es wird durch die vorliegende Erfindung erreicht, zwei Prozesse für eine Rückfläche des Oberflächenmaterials zu beseitigen, die durch externes Aufbringen einer großen Menge an Wärmeenergie auf einen Teppich gemäß dem Fachgebiet ausgeführt werden. Somit werden Probleme durch diese zwei Prozesse verursacht, indem Fasern des Teppichs auf das Oberflächenmaterial gelegt werden und das äußere Erscheinungsbild des Teppichs beschädigt wird, jedoch kann ein Teppich mit hoher Qualität ohne derartige Probleme gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Wenn das flüssige, schäumbare Gemisch gemäß der vorliegenden Erfindung gesprüht wird, werden Tröpfchen desselben in eine Faserstruktur des Oberflächenmaterials des Teppichs eingebracht, so daß die aus dem gesprühten flüssigen, schäumbaren Gemisch gebildete Schaumkörperschicht mit dem Oberflächenmaterial vereint verbunden wird, um die Fasern des Teppichs nicht zu lockern oder wegrutschen zu lassen. Somit wird eine auf dem Fachgebiet erforderliche Rückseitenbeschichtung bei der vorliegenden Erfindung beseitigt. Außerdem bleibt das gesprühte flüssige, schäumbare Gemisch in einem Oberflächenteil um die Rückfläche des Oberflächenmaterials, damit das Gemisch nicht in dessen Vorderfläche sickert und nicht alle Fasern des Teppichs gehärtet werden, und somit kann ein Teppich mit gutem Anfühlen hergestellt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Menge des auf das Oberflächenmaterial aufgetragenen flüssigen, schäumbaren Gemisches teilweise verändert werden. Das heißt, durch eine Kombination des teilweisen Änderns der Menge des Gemisches und teilweisen Änderns eines Volumens eines in der Werkzeugform definierten Raums kann ein Teppich mit einer Schaumkörperschicht, die mit einer Rückfläche desselben vereint geformt wird und eine gewünschte Dicke und gewünschte Härte (bezüglich der Elastizität) an einem gewünschten Teil der Schaumkörperschicht aufweist, hergestellt werden. Um eine Dämpfungseigenschaft, eine Schalldämmung und eine Wärmeisolation bereitzustellen, sind folglich auf dem Fachgebiet zusätzliche Materialien erforderlich, ein Teppich mit guter Dämpfungseigenschaft, guter Schalldämmung und guter Wärmeisolation kann jedoch durch geeignetes Formen der Schaumkörperschicht gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs (1) zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: Bereitstellen eines flüssigen, schäumbaren Gemisches (15); Auftragen des flüssigen, schäumbaren Gemisches (15) direkt auf eine Rückfläche (12) eines Oberflächenmaterials (13) des Teppichs durch ein Sprühsystem (10); wobei Tröpfchen des flüssigen, schäumbaren Gemisches in eine Faserstruktur des Oberflächenmaterials (13) gelangen und an einer Oberfläche jeder Faser der Faserstruktur angebracht werden, während das an jeder Faser der Faserstruktur angebrachte flüssige, schäwnbare Gemisch durch eine Gasreaktion unmittelbar geschäumt und expandiert wird, so daß das flüssige, schäumbare Gemisch an einem flachen Abschnitt innerhalb des Oberflächenmaterials bleibt und geschäumt wird, ohne daß das flüssige, schäumbare Gemisch in einen tieferen Abschnitt desselben imprägniert wird, und dadurch die Schaumkörperschicht mit dem Oberflächenmaterial eins ist; Einbringen des beschichteten Oberflächenmaterials (13) in ein Formwerkzeug (20) mit einem oberen Teil (21) und einem unteren Teil (22), wobei der obere und der untere Teil einen Raum (30, 31) innerhalb des Formwerkzeugs (20) definieren, welcher einer dreidimensionalen Form des Teppichs entspricht; Pressen und Einklemmen des geschäumten Gemisches (15) mit dem Oberflächenmaterial (13) zwischen dem oberen Teil (21) und dem unteren Teil (22); Ändern des geschäumten Gemisches in einen festen Zustand, so daß eine aus dem flüssigen, schäumbaren Gemisch hergestellte Schaumkörperschicht in drei Dimensionen geformt wird und mit dem Oberflächenmaterial durch dessen Rückfläche vereint geformt und verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß: das flüssige, schäumbare Gemisch vor dem Auftragen erhitzt wird; das Pressen und Einklemmen ausgeführt wird, wenn das geschäumte Gemisch eine Gasreaktion beendet hat, aber sich noch in einem fließfähigen, viskos-elastischen Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das flüssige, schäumbare Gemisch ein Polyurethanschaumharz oder ein Polyharnstoffschaumharz ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das flüssige, schäumbare Gemisch (15) auf 60–70°C erhitzt und dann gesprüht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem durch teilweise Volumenänderung eines in dem Formwerkzeug definierten Raums (30, 31) die Kompressibilität eines Teils des Schaumkörpers, der durch ein kleines Volumen des Raums geformt wird, niedrig ist und die Kompressibilität eines Teils des Schaumkörpers, der durch ein großes Volumen des Raums geformt wird, hoch ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Schritt des Auftragens das dicke Auftragen des flüssigen, schäumbaren Gemisches auf einen Teil der Rückfläche (12) des Oberflächenmaterials, relativ zur Dicke des auf einen anderen Teil von dessen Rückfläche aufgetragenen flüssigen, schäumbaren Gemisches, durch Sprühen des flüssigen, schäumbaren Gemisches auf die Rückfläche umfaßt, wobei der Teil einem großen Volumen des in dem Formwerkzeug teilweise definierten Raums entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Oberflächenmaterial (13) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: einem Gewebe oder einem Gewirk, die jeweils aus einem aus der Gruppe der Naturfasern, der synthetischen Fasern, der chemischen Fasern und der anorga nischen Fasern ausgewählten Material bestehen; einem Gewebe mit aus Florhaaren oder Faserschlingen bestehenden Faserbüscheln darauf; einem Gewirk mit aus Florhaaren oder Faserschlingen bestehenden Faserbüscheln darauf; einem Vlies; und einem Nadelfilzgewebe.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Schritt des Pressens und Einklemmens nach Ablauf von etwa 50–70 Sekunden ausgeführt wird, nachdem das flüssige, schäumbare Gemisch auf das Oberflächenmaterial (13) aufgebracht wurde.