DE69716734T2

DE69716734T2 - Verfahren zum herstellen von kunstleder oder lederähnlichen produkten

Info

Publication number: DE69716734T2
Application number: DE69716734T
Authority: DE
Inventors: Paolo Cittadini; Giuseppe Luisetti
Original assignee: Industrie Ilpea SpA
Current assignee: Industrie Ilpea SpA
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2017-05-03
Also published as: PL182640B1; CA2257385A1; WO1997048537A1; EP0907477A1; AU2893397A; EP0907477B1; DE69716734D1; ITMI961247A0; BR9709909A; BG64084B1; NO985873L; HU223428B1; HUP9903038A2; PT907477E; US6190587B1; TR199802653T2; ITMI961247A1; HUP9903038A3; BG102989A; CZ293370B6

Description

Die Patentanmeldung EP-A-0 821 643, die zum Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ gehört, beschreibt ein Verfahren zum Bilden von Produkten, wie Kunstleder oder ähnlichen Produkten, mit mindestens einer geschäumten Schicht aus thermoplastischen, wärmehärtenden oder elastomeren Materialien, mit den folgenden Stufen, dass: in einer Hohlkörpergussform eine erste Schicht aus kompaktem Material gebildet wird, die die freiliegende Schicht des fertigen Produktes darstellt, auf dieser ersten Schicht eine zweite Schicht aus schäumbarem Material durch weiteres Hohlkörpergießen gebildet wird, mit Wärme die Verfestigung der gebildeten Schichten durch Gelieren und die Schäumung der zweiten Schicht durch geeignete Mittel abgeschlossen wird, um vorbestimmte Dicken und Gestalten in der geschäumten Schicht zu erhalten, wobei mit dem auf diese Weise gebildeten geschichteten Material ein Träger aus steifem Material gekoppelt wird, das möglicherweise mit Verstärkungsfasern gefüllt ist, wobei das geeignete Mittel zum Erhalten vorbestimmter Dicken und Gestalten der geschäumten Schicht entweder aus einer Gegenform oder dem eigentlichen Träger aus steifem Material besteht.
Wie es in der obigen Patentanmeldung erläutert ist, sind die fertigen Produkte, die durch das betreffende Verfahren erhalten werden, im Allgemeinen für Innenauskleidungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen geeignet, beispielsweise für Teile, wie Armaturenbretter, Konsolen, Kofferraumabdeckungen und andere ähnliche Objekte, bei denen ein Aussehen erforderlich ist, das dem von natürlichem Leder so nahe wie möglich kommt.
Wie es in der obigen Patentanmeldung beschrieben ist, stellt das betreffende Verfahren einen beträchtlichen Fortschritt dar, insbesondere im Vergleich mit dem vorhergehenden Verfahren zum Erhalten derartiger Objekte, die durch Thermoformen kalanderter Bahnen, die möglicherweise mit einer geschäumten Schicht laminiert waren, hergestellt wurden.
In dieser Hinsicht ruft bei diesem vorhergehenden Verfahren die Anwesenheit gestreckter Teile, die erstarrte Kräfte enthalten, schwerwiegende Schrumpfungsprobleme mit daraus folgenden Rissbildung und Bruch unter heißen Bedingungen, insbesondere in demjenigen Bereich hervor, in dem Kraftfahrzeuge direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind, wie etwa die obere Fläche des Armaturenbrettes.
Die Neigung der Windschutzscheibe unter zunehmend spitzen Winkeln gemäß den jüngsten bevorzugten Entwürfen hat dieses Problem verschärft, da sie bewirkt, dass die Temperatur, der diese inneren Teile des Fahrzeuges ausgesetzt sind, oftmals unter Sonneneinstrahlung 100° übersteigt.
Das Kunstleder, das durch das Verfahren der vorstehend erwähnten Patentanmeldung, welches im Wesentlichen ein Hohlkörpergussverfahren verwendet, erhalten wird, vermeidet diesen Mangel.
Trotz des wesentlichen Fortschrittes, den diese Patentanmeldung darstellt, ist bei der praktischen Ausführung des Verfahrens herausgefunden worden, dass manchmal ein Mangel in dem durch dieses hergestellten Leder auftreten kann, und zwar im Wesentlichen aufgrund des Umstandes, dass in der Stufe, die die Steuerung der Dicke und Gestalt der geschäumten Schicht umfasst, die auch als die Oberflächenförmgebungsstufe für die geschäumte Schicht bekannt ist, nicht immer eine gleichförmige und regelmäßige Oberfläche erhalten werden kann, sodass in der nächsten Stufe, die die Klebung an den Träger umfasst, im Allgemeinen durch Leimen, Unstetigkeitspunkte oder -bereiche zwischen der Innenfläche der geschäumten Schicht und dem Träger selbst entstehen können, die die Leimschicht nicht kompensieren kann. Dies kann entweder an Hohlräumen oder Störungen in der Oberfläche der geschäumten Schicht auftreten, so dass in der Folge Leerräume oder Höcker an der Grenzfläche zwischen der freiliegenden Schicht und dem Träger geschaffen werden, die unvermeidbar zu der freiliegenden äußeren Oberfläche des Kunstleders übertragen werden.
Dies bedeutet, dass der angestrebte ästhetische Effekt vollständig ruiniert wird, da diese Hohlräume und Störungen, die vom Inneren der geschichteten Struktur zu der freiliegenden äußeren Oberfläche des Kunstleders übertragen werden, sofort sichtbar sind.
Ein analoger Mangel kann auftreten, wenn, anstelle dass sie auf der freiliegenden Schichtoberfläche vorhanden sind, die Fehler an dem steifen Träger selbst oder an beiden Oberflächen vorhanden sind.
In dem US-Patent Nr. 4,900,489 ist ein Verfahren zum Herstellen eines integralen Haut-Schaum-Artikels vorgesehen, der aus einem Haut-, Schaum- und Kernelement hergestellt ist. Das Verfahren umfasst, dass eine erste Schicht in einer Hohlkörpergussform gebildet wird, eine zweite Schicht aus schäumbarem Material auf der ersten Schicht durch weiteres Hohlkörpergießen gebildet wird, mit Wärme die Verfestigung der Schichten und die Schäumung der zweiten Schicht abgeschlossen wird, und das geschichtete Material, das auf diese Weise gebildet wird, mit einem Träger durch die Verwendung einer weiterem Schaumschicht gekoppelt wird.
In der US-A-5 328 651 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schale offenbart, die eine dekorative äußere Schicht, eine dazwischen liegende Schaumschicht und eine Harzkernschicht umfasst. Das Verfahren um fasst, dass die äußere und die dazwischen liegende Schicht gemeinsam geschäumt werden und dass die Kernschicht direkt auf die dazwischen liegende Schicht in einer geeigneten Form geformt wird.
Die vorliegende Erfindung schlägt deshalb im Wesentlichen vor, eine Klebung so direkt wie möglich zwischen der geschäumten Schicht eines durch Hohlkörperguss hergestellten, geschichteten Materials und einem Träger trotz der Oberflächenunregelmäßigkeiten der gebildeten Schicht bereitzustellen.
Dieses Ziel und weitere Vorteile, die aus der sich anschließenden Beschreibung deutlich werden, werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erzielt.
Ein geeigneter schäumbarer Klebstoff ist ein Zweikomponenten-Polyurethan. Es ist in jedem Fall möglich, eine Schicht aus schäumbarem Klebstoff anzuwenden, der mit den zu koppelnden Materialien verträglich ist. Der Klebstoff aus schäumbarem Material kann entweder als solcher oder zusammen mit geeigneten Klebungspromotoren verwendet werden.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 3 bereit, bei dem das geschichtete Material mit dem Träger aus steifem Material gekoppelt wird, der mit Verstärkungsfasern gefüllt wird, die im Voraus in dem Material verteilt werden, oder wobei eine Schicht gebildet wird, die in das steife Material eingesetzt wird, wobei dieses letztere durch direktes Formen auf der freien Außenseite der geschäumten zweiten Schicht innerhalb einer geeigneten Form gebildet wird, beispielsweise durch Gießen oder Spritzgießen, um nicht die mechanischen Eigenschaften der geschäumten Schicht zu verlieren.
Bei diesem Verfahren wird das Kunstleder, sobald es gebildet worden ist, in einer Spritzgussform oder Gussform angeordnet, wobei das Formprofil jenes des fertigen Produktes wiedergibt, und der steife Träger daher auf dem Leder in der Form, die auf diese Weise vorbereitet wird, geformt wird, so dass sich das fertige Produkt ergibt.
Die thermoplastischen, wärmehärtenden oder elastomeren Materialien, die zum Hohlkörpergießen von Kunstleder oder dergleichen geeignet sind, können aus einem weiten Bereich von Harzen in Pulver- oder flüssiger Form gewählt werden.
Die zweite Schicht aus schäumbarem Material umfasst Schäumungsmittel, wie Azodikarbonamid, Natriumbikarbonat, Zitronensäure und andere.
Die erste Schicht kann aus einer einzigen Farbe oder aus zwei oder mehr Farben gebildet sein, indem beispielsweise die Verfahren von Patenten der Anmelderin verwendet werden, nämlich EP-A-O 476,742 oder WO-A-94/12331.
Zum Formen des steifen Trägers sind besonders geschäumte oder nicht geschäumte steife oder halbsteife wärmehärtende Materialien, wie etwa Polyurethane, Polyester, Epoxidharze und dergleichen, die möglicherweise mit Füllstoffen aus Glasfasern, Kohlefasern, Polyaramidfasern oder Fasern mit ähnlichen Eigenschaften verstärkt sind, angezeigt, wobei möglicherweise eine Schicht gebildet wird, die in das Material einzusetzen ist.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die umfasst, dass der Träger direkt auf dem Leder in einer Form geformt wird, sind insbesondere Harze angezeigt, die bei Umgebungstemperatur flüssig sind und somit kalt spritz- oder gießbar sind.
Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus dem nachstehend anhand der in den begleitenden Figuren angegeben praktischen Beispiele deutlicher werden. Diese Beispiele sind nicht als eine Beschränkung anzusehen.
1 ist ein Querschnitt durch gekoppelte Materialien gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
2 ist ein Querschnitt durch gekoppelte Materialien gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung; und
3 ist ein Querschnitt durch das fertige Produkt, das durch das Verfahren von 2 erhalten wird.
1 zeigt einen Querschnitt durch ein Produkt, das ein Kunstleder, umfasst, das aus einer ersten Schicht 1 aus thermoplastischem Material, beispielsweise PVC, und einer zweiten Schicht 2 aus geschäumtem Material besteht, die durch Hohlkörpergießen von schäumbarem PVC erhalten wird.
Das Kunstleder, das aus der geschichteten Struktur 1 und 2 besteht, wird beispielsweise durch das Verfahren der vorstehend genannten Patentanmeldung EP-A-0 821 643 der Anmelderin hergestellt.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die freie Seite der geschäumten zweiten Schicht 2 Unregelmäßigkeiten, wie etwa Hohlräume 3, beispielsweise aufgrund eines Ausführungsmangels in der Formgebungsstufe für diese Seite der geschäumten Schicht während ihrer Formung, beispielsweise aufgrund von Unregelmäßigkeiten im Profil der Gegenform, die für diese Formgebung verwendet wird.
Schließlich gibt in 1 das Bezugszeichen 7 einen steifen Träger, beispielsweise aus verstärktem thermoplastischen oder wärmehärtendem Material an, das für eine Kopplung mit der geschichteten Struktur 1 und 2 durch Leimen geeignet ist. Die Figur gibt durch das Bezugszeichen 6 auch den Zwischenraum zwischen der Außenseite der geschäumten Schicht 2 und dem Träger 7 an, wobei in dem Zwischenraum der Leim zur Befestigung des Trägers an der geschichteten Struktur abgelagert wird.
Wie es zu sehen ist, weist dieser Zwischenraum keine regelmäßigen Abmessungen auf, sondern schwankt aufgrund des vorstehend erwähnten Umstandes der Unregelmäßigkeiten in der Außenseite der Schicht 2 beträchtlich.
Bei der Ausführungsform von 1 ist der Zwischenraum 6 mit einem schäumbaren Klebstoff, beispielsweise einem Zweikomponenten-Polyurethan gefüllt, der, wenn er auf der Grenzfläche zwischen der Schicht 2 und dem Träger 7 abgelagert wird, sich auszudehnen beginnt, um jeden möglichen Zwischenraum zwischen dem Träger aus steifem Material und der geschäumten zweiten Schicht 2 zu füllen.
Die Schicht aus schäumbarem Leim wird in dem Zwischenraum 6 abgelagert, indem der Träger und die geschichtete Struktur in einem Pressensystem, beispielsweise zwischen einer Form und einer Gegenform, angeordnet werden, die in der Lage sind, den Druck auszuüben, der für das Leimen und für die Aufnahme der Ausdehnung des Klebstoffes erforderlich ist, so dass dies effektiv jeden minimalen Zwischenraum zwischen der Schicht 2 und dem Träger 7 füllt, um den erforderlichen technischen Effekt zu erzielen.
Die 2 und 3 sind auf den zweiten Aspekt der Erfindung gerichtet, bei dem das Kunstleder, das aus der ersten Schicht 1 und der geschäumten Schicht 2 besteht, durch ein Hohlkörpergussverfahren, wie etwa das, das in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung EP-A-0 821 643 beschrieben ist, erhalten worden ist, aber ohne irgendeinen Formgebungsvorgang auf der freien Seite der geschäumten zweiten Schicht 2, d. h. ohne Bereitstellung irgendeines Mittels zum Steuern der Dicke und der Gestalt derselben.
In dieser Hinsicht ist aus den 2 und 3 zu sehen, dass die freie Seite der geschäumten Schicht 2 eine absolut unregelmäßige Form aufweist.
Das auf diese Weise erhaltene Kunstleder, das aus der geschichteten Struktur 1 und 2 besteht, wird in einer Form, die als zwei Halbformen 8 und 14 vorliegt, angeordnet.
Die Halbform 8 ist geeignet mit zurückziehbaren Druckmitteln versehen, die beispielsweise aus Kolben 9 bestehen, die in Zylindern 10 verschiebbar sind, die zum Komprimieren von Unterschnitten 11 besonders geeignet sind, die typischerweise in dem geschichteten Produkt vorhanden sind. Das Profil der Halbform 8 entspricht somit exakt dem Profil des fertigen Produktes. In dieser Halbform können Einrichtungen vorgesehen sein, um das Kunstleder in der richtigen Gestalt zu halten, wie etwa Löcher für den Unterdruck usw. In den Unterschnittbereichen 11 wirken die Kompressionssysteme, die aus den Kolben 9 bestehen, wobei diese im Betrieb das Produkt während der Formung in diesen Unterschnittbereichen in Form halten.
Im Gegensatz dazu ist die Halbform 14 typischerweise eine Halbform, die mit Kanälen 12 zum Einspritzen des Kunststoffmaterials zum Bilden des steifen Trägers, oder zur Verwendung als eine Gussform versehen ist.
Nachdem die aus den beiden Halbformen 8 und 14 gebildete Form geschlossen worden ist, verbleibt dort, zwischen der Unterseite der Halbform 14 und der freien Seite der geschäumten Schicht 2 definiert, ein Zwischenraum 4, der die Gestalt des zu formenden Trägers wiedergibt.
2 zeigt die Formgebungsform für den steifen Träger in ihrer geschlossenen Betriebsstellung.
Das Verfahren umfasst im Wesentlichen, dass die Form zu Beginn geöffnet wird, die geschichtete Struktur 1 und 2 auf der Halbform 8 angeordnet wird, wobei sich die Kolben 9 in ihrer Ruhestellung befinden, daraufhin in den Zylindern 10 zurückgezogen werden, und dann diese letzteren betätigt werden, so dass sie ihre in 2 gezeigte Kompressionsstellung annehmen.
An diesem Punkt kann eine Schicht aus beispielsweise nicht gewobenem Glasfaserstoff in dem Zwischenraum 4 angeordnet werden, der zwischen den Halbformen 8 und 14 verbleibt, um den zu formenden Träger zu verstärken.
Die Form wird geschlossen, indem die Halbform 14 in der in 2 gezeigten Stellung angeordnet wird. Das Harz, beispielsweise ein wärmehärtendes Zweikomponenten-Harz, wird eingespritzt oder gegossen, und seine Quervernetzung wird abgewartet.
Die Kolben 9 werden wieder in ihre Ruhestellung in den Zylindern 10 zurückgezogen, die Halbform 14 wird angehoben, und das fertige Stück wird herausgezogen, wobei dies in 3 gezeigt ist, die das fertige Produkt veranschaulicht, das aus einem steifen Träger 13, einer geschäumten Zwischenschicht 2 und der freiliegenden äußeren Schicht 1 besteht.
Wie es in 3 zu sehen ist, wird in diesem Fall wieder das gesamte Füllen jedes möglichen Zwischenraumes zwischen der freien Seite der Schicht 2 und dem steifen Träger 13 erzielt, wobei dieses letztere tatsächlich durch Formen gebildet wird, das notwendigerweise dem Muster der Grenzfläche mit der geschäumten Schicht 2 folgt.
Wie es bisher festgestellt wurde, kann anstelle der Verwendung einer Schicht aus geeignetem Material, wie nicht gewobener Stoff als Verstärkung, ein Harz, das einen verstärkenden Füllstoff enthält, zum Spritzoder Gießformen verwendet werden.
Wie es aus den vorstehenden Beispielen der Beschreibung deutlich wird, ist es nicht länger notwendig, das in der vorstehend genannten Patentanmeldung EP-A-0 821 643 beschriebene Verfahren zu betreiben, um eine regelmäßige und gleichförmige freie Seite der geschäumten Schicht zu erhalten, da das Verfahren der vorliegenden Erfindung in jedem Fall zu einer vollständigen Füllung jedes einzelnen Zwischenraumes führt, der zwischen dem steifen Träger und der Seite der geschäumten Schicht auftreten kann.
Wenn es nicht erforderlich ist, dass die Dicke des geschäumten Produktes vorbestimmt sein muss, kann dann im Vergleich mit dem Verfahren der früheren PCT-Patentanmeldung die Formgebungsstufe, die das Einstellen und Steuern der Gestalt der freien Seite der geschäumten Schicht umfasst, weggelassen werden.
Dies bedeutet nicht, dass die Stufe nicht tatsächlich ausgeführt werden muss, sondern lediglich, dass keine spezielle Sorgfalt walten gelassen werden muss, um eine perfekte Gleichförmigkeit der freien Seite der geschäumten Schicht zu erzielen.
Sie könnte insbesondere ausgeführt werden, wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung darin besteht, einen schäumbaren Klebstoff zu verwenden.
Es würde jedoch überflüssig erscheinen, eine derartige Formgebungsstufe zu bewirken, wenn die vorliegende Erfindung durch die Ausführungsform implementiert wird, die das Gießen des steifen Trägers direkt auf der geschäumten Schicht umfasst, wenn keine vorbestimmten Dicken des geschäumten Produktes erforderlich sind.

Claims

Verfahren zum Bilden von Produkten, wie etwa Kunstleder oder ähnlichen Produkten, mit mindestens einer geschäumten Schicht aus thermoplastischen, wärmehärtenden oder elastomeren Materialien, mit den folgenden Stufen, dass: in einer Hohlkörpergussform eine erste Schicht (1) aus verdichtetem Material gebildet wird, die die freiliegende Schicht des fertigen Produktes darstellt, auf der ersten Schicht (1) eine zweite Schicht (2) aus schäumbarem Material durch weiteres Hohlkörpergießen gebildet wird, die Verfestigung der Schichten (1, 2) mit Wärme durch Gelieren und das Schäumen der zweiten Schicht (2) abgeschlossen wird, und das auf diese Weise gebildete geschichtete Material mit einem Träger (7) aus steifem Material gekoppelt wird, wobei die Kopplungsstufe umfasst, dass ein Zwischenraum (6) zwischen der Außenseite der zweiten geschäumten Schicht (2) und dem Träger (7) mit einem schäumbaren Klebstoff gefüllt wird, wobei der Zwischenraum (6) aufgrund von Unregelmäßigkeiten (3) in der Außenseite der zweiten geschäumten Schicht (2) und/oder Fehlern an dem Träger (7) beträchtlich variierende Abmessungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schäumbare Klebstoff ein Zweikomponenten-Polyurethan ist.
Verfahren zum Bilden von Produkten, wie etwa Kunstleder oder ähnlichen Produkten, mit mindestens einer geschäumten Schicht aus thermoplastischen, wärmehärtenden oder elastomeren Materia lien, mit den folgenden Stufen, dass: in einer Hohlkörpergussform eine erste Schicht (1) aus verdichtetem Material gebildet wird, die die freiliegende Schicht des fertigen Produktes darstellt, auf der ersten Schicht (1) eine zweite Schicht (2) aus schäumbarem Material durch weiteres Hohlkörpergießen gebildet wird, die Verfestigung der Schichten (1, 2) mit Wärme durch Gelieren und das Schäumen der zweiten Schicht (2) abgeschlossen wird, wobei die Außenseite der geschäumten zweiten Schicht (2) Unregelmäßigkeiten (3) umfasst, und das auf diese Weise gebildete geschichtete Material mit einem Träger (13) aus steifem Material gekoppelt wird, indem der Träger (13) direkt auf der Außenseite der geschäumten zweiten Schicht (2) in einer geeigneten Form (8, 14) geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus steifem Material (13) durch Gießen oder Spritzformen auf der Außenseite der geschäumten zweiten Schicht (2) in der Form gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formen des steifen Trägers (13) mit einem thermoplastischen, wärmehärtenden oder elastomeren Harz, das mit einem Füllstoff verstärkt ist, bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formen des steifen Trägers bewirkt wird, indem eine Schicht aus geeignetem Verstärkungsmaterial auf der Außenseite der geschäumten zweiten Schicht (2) angeordnet wird, und dann das Formen mit einem geeigneten Harz bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Formen des steifen Trägers zwei Halbformen verwendet werden, von denen diejenige, in der das geschichtete Leder anzuordnen ist, mit bewegbaren Mitteln versehen ist, die es ermöglichen, dass das Leder in seiner richtigen Form, insbesondere in hinterschnittenen Bereichen, gehalten werden kann.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe, die das Abschließen der Verfestigung der gebildeten Schichten mit Wärme durch Gelieren und das Schäumen der zweiten Schicht umfasst, mit einem geeigneten Mittel ausgeführt wird, um eine vorbestimmte Dicke und vorbestimmte Formen der geschäumten Schicht zu erhalten.