EP2164702A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bandförmigen verbundmaterials - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bandförmigen verbundmaterials

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EP2164702A2
EP2164702A2 EP08774375A EP08774375A EP2164702A2 EP 2164702 A2 EP2164702 A2 EP 2164702A2 EP 08774375 A EP08774375 A EP 08774375A EP 08774375 A EP08774375 A EP 08774375A EP 2164702 A2 EP2164702 A2 EP 2164702A2
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EP
European Patent Office
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metal foil
layer
composite material
fabric
carrier layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08774375A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolf Oetting
Volker Denkmann
Willi Schenkel
Jakob Bales
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Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2164702A2 publication Critical patent/EP2164702A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B32B38/0004Cutting, tearing or severing, e.g. bursting; Cutter details

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a band-shaped composite material comprising at least one metal foil, at least one carrier layer arranged on the metal foil and at least one layer of a non-woven or woven fabric arranged on the carrier layer and a corresponding composite material.
  • the invention relates to an apparatus for producing a band-shaped composite material consisting of at least one metal foil, a carrier layer and a layer of a nonwoven or a fabric with means for unwinding the metal foil, for unwinding of the carrier layer and for unwinding the layer of non-woven or fabric, with first means for heating the metal foil, at least one laminating section and means for band-feeding the metal foil, the carrier layer and the layer of fleece or fabric into the laminating section.
  • Composite materials are used for a wide variety of purposes, especially in the automotive industry. Frequently, a variety of decorative designed moldings, such as panels, switches, instrument panels or interior trim parts of motor vehicles made of composite materials.
  • the metal foils are usually plastic with this back-injected, on the one hand to give the impression that it is a complete metal part and on the other hand to take advantage of the weight and cost advantage of the plastic. From the production of decorative plastic parts, the use of composite materials is also known.
  • German Patent Application DE 101 36 125 A1 discloses a composite material consisting of a polyolefinic carrier layer, a thermoplastic intermediate layer, a heat-cured layer on the intermediate layer and a cover layer of thermoplastic material.
  • the intermediate layer is preferably formed by a resin-impregnated non-woven fabric and / or thermoplastic material.
  • a resin-impregnated non-woven fabric and / or thermoplastic material From the cited Offenlegungsschrift methods for producing a composite material are also known, in which the respective layers on tempered calendering or embossing rolls are supplied to the thermoplastic material of the carrier on one side or both sides and connected in this way.
  • the residence times in the production of the corresponding composites, in particular in the area of the rolls are from 12 s to 5 min.
  • the band-shaped processing so far against each other running steel belts, which are used on the one hand for pressing and on the other hand have been heated used. So far, however, only low production speeds could be achieved with the mutually running steel strips.
  • the present invention has the object, a method and an apparatus for producing a band-shaped composite material having at least one metal foil, at least one support layer arranged on the metal foil and at least one layer of a fleece and / or fabric arranged on the support layer, with which or with which significantly higher processing speeds can be achieved.
  • the above-described object is achieved by the method that the metal foil, the carrier layer and the layer of a nonwoven and / or fabric are unwound from a coil or a roll and fed together to a laminating section, the metal foil in front of the Laminating is heated, the support layer and the layer of a non-woven and / or fabric are laminated to the heated metal foil and then the laminated metal foil is heated again at least once.
  • the erfmdungssiee process is divided m two steps, on the one hand m lamination of the support layer together with the layer of a non-woven and / or fabric on the metal foil and on the other hand in a Heating the laminated metal foil after laminating the support layer together with the layer of a non-woven and / or a fabric.
  • adhesion of the carrier layer and the nonwoven and / or fabric layer to the metal foil is first of all achieved causes.
  • the composite material is heated to such an extent over the subsequent heating section that the carrier layer melts more strongly and insofar an increased adhesion between the layer of a nonwoven and / or fabric and the metal foil takes place via the carrier layer.
  • the processing speeds for producing a composite material consisting of a metal foil, a carrier layer and a layer of a nonwoven and / or tissue can be significantly increased if the inventive method is used.
  • the processing speeds in the erfmdungsgedorfen process are about six times as high as that of the previously known method using mutually running, heated steel strip.
  • the metal foil is a foil of aluminum or an aluminum alloy, so that an economical process for the production of starting components for the production of, for example, vehicle components with a decorative Alummiumoberflache can be provided.
  • the thickness of the aluminum foil is preferably 0.03 mm to 1 mm, in particular 0.1 mm to 0.4 mm.
  • Alumimum foils with a thickness of more than 1 mm are usually not used for the production of decorative surfaces, since the weight advantage of a Verbundmate ⁇ als consisting of plastic and an aluminum foil in this case is too low. If the aluminum foil is less than 0.03 mm thick, there is a risk that this breaks during the laminating.
  • thermoplastic carrier layer is used.
  • a thermoplastic support layer for example a polyolefin support layer, has the advantage that it can melt at a certain temperature and, in turn, solidifies when the temperature is reduced, so that a solid structure is formed between the metal foil and the layer of a nonwoven and / or a fabric.
  • the layer consists of a resin-impregnated non-woven and / or fabric of a thermoplastic material. It is thereby achieved that the resin hardens via the temperature and the thermoplastic fleece and / or fabric is retained in its structure.
  • the support layer which melts during lamination and during the passage through the heating section, produces a very strong bond between the support layer and the layer of a fleece and / or a fabric.
  • a particularly intimate connection between the back-injected plastic can be combined via the support layer can be achieved with the layer of a non-woven and / or a fabric.
  • the metal foil is heated in a first continuous heating section before the metal foil is fed to the laminating section, the heating of the metal foil in the continuous heating section being effected by induction, convection and / or radiation.
  • the first continuous heating section makes it possible to place the metal foil on the metal foil immediately before laminating
  • the metal foil can be heated in the fürlaufsagenzonen in different ways, these are the inductive heating by means of induced eddy currents, the convective heating using hot air or a hot gas and the heating by electromagnetic radiation, such as infrared radiation, as alternatives available ,
  • the laminated metal foil is heated in at least one further continuous heating section, the heating of the laminated metal foil in the continuous heating section being effected by induction, convection and / or radiation.
  • the structure of the composite material for example, by further melting the Carrier layer can be influenced.
  • a continuous heating section also allows high processing speeds.
  • the heating of the laminated metal foil is dependent on the surface roughness and / or the temperature of the laminated metal foil. The temperature measurement can be carried out, for example, pyrometrically and thus without contact. This ensures a particularly good process control of the heating section for the laminated metal foil.
  • Verbundmate ⁇ als for example by injection molding of plastic, a particularly important role in terms of imparting adhesion between the composite material and the back-injected plastic.
  • the heating of the metal foil during the melting of the carrier layer causes the carrier layer to penetrate through the pores of the nonwoven or the fabric and to decrease the surface roughness. Although the surface roughness decreases overall when the carrier layer melts, a surface structure which is favorable for further processing is simultaneously produced, which has a larger adhesion mediation for subsequently back-injected plastic layers.
  • the laminated metal foil in the second continuous heating section is heated to a temperature in the range of the melting point temperature of the carrier layer, in particular to 120 0 C to 250 0 C, preferably to 160 0 C to 210 0 C. This ensures a controlled melting of a thermoplastic carrier layer.
  • the method according to the invention can advantageously be adapted to the further processing of the composite material by winding up the band-shaped composite material after the passage of the laminated metal foil through the at least second continuous heating section or further processing it into blanks.
  • the above-described object is achieved for a generic device for producing a band-shaped composite material in that the means for band-feeding in the laminating the carrier layer on the metal foil and the layer of non-woven and / or fabric on the carrier layer arrange before lamination and means are provided for heating the laminated metal foil, which are arranged in the processing direction of the metal foil behind the laminating section.
  • heating the laminated metal foil after the actual lamination makes it possible to change the adhesion between the metal foil and the layer of non-woven and / or tissue in a targeted manner, and thus the Properties of the composite material to be produced, in particular to set m with respect to its adhesion-conferring properties.
  • the erfmdungsgeexe device additionally ensures particularly high processing speeds over the previously known devices, so that the composite material can be made much more economical.
  • means for heating the metal foil and the laminated metal foil by induction, convection and / or radiation are provided. All three methods for heating the metal foil or the laminated metal foil allow a controlled heating and thus a precise process control during the heating of the metal foil or the laminated metal foil.
  • the above-described object is achieved by a composite material comprising at least one metal foil, a carrier layer laminated to the metal foil and a layer of a nonwoven and / or a fabric in that the carrier layer comprises the layer of nonwoven and / or or at least partially penetrates tissue and creates a knob-like structure on the layer side of the web or fabric.
  • the nub-like structure significantly improves the adhesion of back-injected material to the composite material.
  • the composite material according to the invention has a knob-like structure. Namely, in the conventional manufacturing process, the formation of the nub structure is prevented by the pressing of the steel strips.
  • the adhesive properties for further processing processes, for example injection molding of plastic, are therefore significantly improved in the case of the composite material according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic view of a
  • Embodiment of a device according to the invention and 2 shows an exemplary embodiment of a composite material according to the invention in a schematic cross-sectional view.
  • a device 1 for producing a band-shaped composite material 2 consisting of a metal foil 3, a carrier layer 4 and a layer 5 of a non-woven and / or a fabric is shown schematically.
  • the metal foil for example an aluminum foil with a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm, is first unwound by means for unwinding the metal foil 6, for example an unwinding reel. The same is done via the unwinding reels 7, 8 for the carrier layer and the layer of a non-woven and / or a fabric.
  • both the metal foil 3 and the carrier layer 4 and the layer 5 of a nonwoven and / or fabric are fed to a laminating section which in the present case has two laminating rollers 14, 15.
  • a Lashamloomside 16 is provided in Fig. 1. This heats the metal foil in such a way that when the metal foil enters the laminating section 14, 15 the metal foil has the optimum laminating temperature, so that a process-reliable laminating of the carrier layer 4 and the layer 5 takes place from a fleece and / or a fabric.
  • the laminated metal foil 2 passes through further means 17 for heating the laminated metal foil.
  • the means for heating 17 of the laminated metal foils also shown as Autolaufsammlungrange.
  • an evaluation unit 18 At the end of the continuous heating section is an evaluation unit 18, which is only shown symbolically, via which the temperature of the metal foil and / or the surface roughness of the composite material can be measured on its coated side.
  • the continuous heating section 17 may be controlled such that a composite material having a surface roughness which has been produced in a controlled manner can be provided.
  • the surface roughness can be optimized to achieve optimum adhesive properties during subsequent process steps, such as plastic back molding.
  • FIG. 1 Also shown schematically in FIG. 1 is a take-up reel 19, which winds the produced composite material or the laminated metal foil 2 onto a coil.
  • the composite material can also be further processed in a device only shown schematically for cutting blanks 20, so that blanks 21 adapted to the further processing can be made available.
  • FIG. 2 now shows, in a schematic view, an exemplary embodiment of a composite material according to the invention which has been produced using the device according to the invention or using the method according to the invention.
  • the composite material 2 consists of a metal foil 3, preferably an aluminum foil and a Carrier layer 4 and a layer 5 of a non-woven and / or a fabric. It can be seen clearly in the illustrated embodiment that the composite material 2 has a knob-like structure 22.
  • the knobs 22 are formed by the carrier layer 4, in which this penetrates during the melting through the pores of the layer 5 of a fleece and / or a fabric and forms on the surface of knobs.
  • the composite material produced according to the invention has a nub structure 22, so that the adhesive properties are significantly improved in a subsequent back-molding of the composite material with plastic.

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  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials (2) aufweisend mindestens eine Metallfolie, mindestens eine auf der Metallfolie (3) angeordnete Trägerschicht (4) und mindestens eine auf der Trägerschicht (4) angeordneten Schicht (5) aus einem Vlies oder Gewebe sowie ein entsprechendes Verbundmaterial, wobei die Metallfolie, die Trägerschicht (4) sowie die Schicht (5) aus einem Vlies und/oder Gewebe von einem Coil (7, 8) oder einer Rolle abgewickelt und gemeinsam einer Kaschierpartie zugeführt werden, die Metallfolie (3) vor dem Kaschieren erwärmt wird (16), die Trägerschicht (4) und die Schicht (5) aus einem Vlies und/oder Gewebe auf die erwärmte Metallfolie (3) auf kaschiert werden und anschließend die kaschierte Metallfolie mindestens einmal erneut erwärmt wird (17). Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen bandförmigen Verbundmaterials.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials aufweisend mindestens eine Metallfolie, mindestens eine auf der Metallfolie angeordnete Trägerschicht und mindestens eine auf der Trägerschicht angeordneten Schicht aus einem Vlies oder Gewebe sowie ein entsprechendes Verbundmaterial. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials bestehend aus mindestens einer Metallfolie, einer Trägerschicht und einer Schicht aus einem Vlies oder einem Gewebe mit Mitteln zum Abwickeln der Metallfolie, zum Abwickeln der Trägerschicht und zum Abwickeln der Schicht aus Vlies oder Gewebe, mit ersten Mitteln zum Erwärmen der Metallfolie, mindestens einer Kaschierpartie und Mitteln zum bandförmigen Zuführen der Metallfolie, der Trägerschicht und der Schicht aus Vlies oder Gewebe in die Kaschierpartie .
Verbundmaterialen werden für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt, insbesondere auch in der Automobilindustrie. Häufig werden eine Vielzahl von dekorativ ausgestalteten Formkörpern, wie beispielsweise Blenden, Schaltern, Instrumententafeln oder Innenverkleidungsteilen von Kraftfahrzeugen aus Verbundmaterialien gefertigt. Die Metallfolien werden hierzu üblicherweise mit Kunststoff hinterspritzt, um einerseits den Eindruck zu erwecken, dass es sich um ein komplettes Metallteil handelt und andererseits um den Gewichts- und Kostenvorteil des Kunststoffes auszunutzen. Aus der Herstellung von dekorativen Kunststoffteilen ist ebenfalls der Einsatz von Verbundmaterialien bekannt. Beispielsweise ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 36 125 Al ein Verbundmaterial bestehend aus einer polyolefinischen Trägerschicht, einer thermoplastischen Zwischenlage, einer hitzegehärteten Schicht auf der Zwischenlage sowie einer Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff offenbart. Die Zwischenlage wird vorzugsweise durch ein mit Harz getränktes Vlies und/oder Gewebe aus thermoplastischem Kunststoff gebildet. Aus der genannten Offenlegungsschrift sind darüber hinaus Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials bekannt, bei welchen die jeweiligen Schichten über temperierte Kalander- oder Prägewalzen dem thermoplastischen Kunststoff des Trägers einseitig oder beidseitig zugeführt und auf diese Weise miteinander verbunden werden. Allerdings betragen die Verweilzeiten bei der Herstellung der entsprechenden Verbünde insbesondere im Bereich der Walzen von 12 s bis 5 min. Bei der bandförmigen Verarbeitung wurden daher bisher gegeneinander laufende Stahlbänder, welche einerseits zum Anpressen dienen und andererseits erhitzt worden sind, verwendet. Bisher konnten mit den gegeneinander laufenden Stahlbändern jedoch nur geringe Herstellgeschwindigkeiten erzielt werden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials aufweisend mindestens eine Metallfolie, mindestens eine auf der Metallfolie angeordnete Tragerschicht und mindestens eine auf der Tragerschicht angeordneten Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe zur Verfugung zu stellen, mit welchem bzw. mit welcher deutlich höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten erzielt werden können.
Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe verfahrensmaßig dadurch gelost, dass die Metallfolie, die Tragerschicht sowie die Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe von einem Coil oder einer Rolle abgewickelt und gemeinsam einer Kaschierpartie zugeführt werden, die Metallfolie vor dem Kaschieren erwärmt wird, die Tragerschicht und die Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe auf die erwärmte Metallfolie aufkaschiert werden und anschließend die kaschierte Metallfolie mindestens einmal erneut erwärmt wird.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren unter Verwendung von gegeneinander laufender, erwärmter Stahlbander, unterteilt sich das erfmdungsgemäße Verfahren m zwei Schritte, einerseits m ein Aufkaschieren der Tragerschicht zusammen mit der Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe auf die Metallfolie und andererseits in ein Erhitzen der kaschierten Metallfolie nach dem Aufkaschieren der Tragerschicht zusammen mit der Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe. Beim Kaschieren der Metallfolie zusammen mit der Tragerschicht und der Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe wird zunächst ein Anhaften der Tragerschicht und der Vlies- und/oder Gewebeschicht auf der Metallfolie bewirkt. Über die nachfolgende Heizstrecke wird das Verbundmaterial soweit erhitzt, dass die Tragerschicht starker aufschmilzt und insofern eine verstärkte Haftung zwischen der Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe und der Metallfolie über die Tragerschicht erfolgt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Verarbeitungsgeschwindigkeiten zur Herstellung eines Verbundmaterials bestehend aus einer Metallfolie, einer Tragerschicht und einer Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe deutlich gesteigert werden können, wenn das erfmdungsgemaße Verfahren genutzt wird. Die Verarbeitungsgeschwindigkeiten bei dem erfmdungsgemaßen Verfahren liegen etwa sechs mal so hoch wie die des bisher bekannten Verfahrens unter Verwendung gegeneinander laufender, erwärmter Stahlbander.
Gemäß einer nächsten Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens ist die Metallfolie eine Folie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, sodass ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Ausgangskomponenten zur Herstellung von beispielsweise Fahrzeugkomponenten mit einer dekorativen Alummiumoberflache zur Verfugung gestellt werden kann.
Vorzugsweise betragt die Dicke der Alumimumfolie 0,03 mm bis 1 mm, insbesondere 0,1 mm bis 0,4 mm. Alumimumfolien mit einer Dicke von mehr als 1 mm werden üblicherweise nicht für die Erzeugung von dekorativen Oberflachen eingesetzt, da der Gewichtsvorteil eines Verbundmateπals bestehend aus Kunststoff und einer Alumimumfolie in diesem Fall zu gering wird. Bei einer Alumimumfolie mit einer Dicke von weniger als 0,03 mm besteht die Gefahr, dass diese wahrend des Kaschierens reißt. Em optimaler Bereich, welcher einerseits einen möglichst hohen Gewichtsvorteil und andererseits eine prozesssichere Herstellung des Verbundmaterials ermöglicht, wird derzeit bei einer Dicke der Aluminiumfolie von 0,1 mm bis 0,4 mm gesehen .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine thermoplastische Tragerschicht verwendet. Eine thermoplastische Tragerschicht, beispielsweise eine polyolefmische Tragerschicht hat den Vorteil, dass diese bei einer bestimmten Temperatur aufschmilzen kann und bei Verringerung der Temperatur wiederum erstarrt, sodass ein festes Gefuge zwischen der Metallfolie und der Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe entsteht.
Vorzugsweise besteht die Schicht aus einem Harz getränkten Vlies und/oder Gewebe aus einem thermoplastischen Kunststoff. Hierdurch wird erreicht, dass über die Temperatur das Harz aushärtet und das thermoplastische Vlies und/oder Gewebe in seiner Struktur erhalten bleibt. Durch die wahrend des Kaschierens und wahrend des Durchlaufs durch die Heizstrecke aufschmilzende Tragerschicht wird ein sehr fester Verbund zwischen der Tragerschicht und der Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe erzeugt. In nachfolgenden Arbeitsprozessen, bei welchem beispielsweise das so erzeugte Verbundmaterial mit einem weiteren Kunststoff hinterspritzt wird, kann eine besonders innige Verbindung zwischen dem hinterspritzten Kunststoff über die Tragerschicht zusammen mit der Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Metallfolie in einer ersten Durchlaufheizstrecke erwärmt, bevor die Metallfolie der Kaschierpartie zugeführt wird, wobei das Erwärmen der Metallfolie in der Durchlaufheizstrecke durch Induktion, Konvektion und/oder Strahlung erfolgt. Die erste Durchlaufheizstrecke ermöglicht es, die Metallfolie unmittelbar vor dem Aufkaschieren auf die
Kaschiertemperatur zu erwärmen, sodass beim Kaschieren die notwendigen Temperaturen zur Bildung einer Haftvermittlung zwischen der Trägerschicht und der Metallfolie zur Verfügung gestellt werden. Die Metallfolie kann in den Durchlaufheizstrecken auf unterschiedliche Art und Weise erwärmt werden, hierzu stehen das induktive Erwärmen mittels induzierter Wirbelströme, das konvektive Erwärmen unter Verwendung von Heißluft oder eines heißen Gases sowie die Erwärmung durch elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Infrarot-Strahlung, als Alternativen zur Verfügung .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die kaschierte Metallfolie in mindestens einer weiteren Durchlaufheizstrecke erwärmt, wobei das Erwärmen der kaschierten Metallfolie in der Durchlaufheizstrecke durch Induktion, Konvektion und/oder Strahlung erfolgt. Durch die nach dem Kaschieren angeordnete Durchlaufheizstrecke kann, wie bereits ausgeführt, die Struktur des Verbundmaterials beispielsweise durch weiteres Aufschmilzen der Tragerschicht beeinflusst werden. Eine Durchlaufheizstrecke ermöglich zudem hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten. Vorzugsweise erfolgt das Erwarmen der kaschierten Metallfolie abhangig von der Oberflachenrauigkeit und/oder der Temperatur der kaschierten Metallfolie. Die Temperaturmessung kann beispielsweise pyrometrisch und damit beruhrungslos erfolgen. Hierdurch wird eine besonders gute Prozesskontrolle der Heizstrecke für die kaschierte Metallfolie gewährleistet. Beim Erwarmen der kaschierten Metallfolie abhangig von der Oberflachenrauigkeit wird unmittelbar Bezug auf das Aufschmilzverhalten der Tragerschicht genommen. Die Oberflachenrauigkeit spielt in der anschließenden Weiterverarbeitung des
Verbundmateπals, beispielsweise durch Hinterspritzen von Kunststoff, eine besonders wichtige Rolle im Hinblick auf die Vermittlung einer Haftung zwischen dem Verbundmaterial und dem hinterspritzten Kunststoff. Das Erwarmen der Metallfolie fuhrt beim Aufschmilzen der Tragerschicht dazu, dass die Tragerschicht durch die Poren des Vlies oder des Gewebes durchdringt und die Oberflachenrauigkeit abnimmt. Zwar nimmt die Oberflachenrauigkeit insgesamt ab beim Aufschmilzen der Tragerschicht, allerdings wird gleichzeitig eine für die Weiterverarbeitung gunstige Oberflachenstruktur erzeugt, welche eine größere Haftvermittlung für nachfolgend hinterspritzte Kunststoffschichten aufweist. Durch das Erwarmen der kaschierten Metallfolie abhangig von der
Oberflachenrauigkeit kann insofern wahrend der Produktion des Verbundmaterials dessen Hafteigenschaften für die nachfolgende Weiterverarbeitung des Verbundmaterials gezielt beeinflusst werden. Vorzugsweise wird die kaschierte Metallfolie in der zweiten Durchlaufheizstrecke auf eine Temperatur im Bereich der Schmelzpunkttemperatur der Trägerschicht, insbesondere auf 120 0C bis 250 0C, vorzugsweise auf 160 0C bis 210 0C erwärmt. Hierdurch wird ein kontrolliertes Aufschmelzen einer thermoplastischen Trägerschicht gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann darüber hinaus an die weitergehende Verarbeitung des Verbundmaterials dadurch vorteilhaft angepasst werden, dass nach dem Durchlauf der kaschierten Metallfolie durch die mindestens zweite Durchlaufheizstrecke das bandförmige Verbundmaterial aufgehaspelt oder zu Zuschnitten weiter verarbeitet wird.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe für eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials dadurch gelöst, dass die Mittel zum bandförmigen Zuführen in die Kaschierpartie die Trägerschicht auf der Metallfolie und die Schicht aus Vlies und/oder Gewebe auf der Trägerschicht vor dem Kaschieren anordnen und Mittel zum Erwärmen der kaschierten Metallfolie vorgesehen sind, welche in Verarbeitungsrichtung der Metallfolie hinter der Kaschierpartie angeordnet sind.
Wie bereits ausgeführt, ermöglicht ein Erwärmen der kaschierten Metallfolie nach dem eigentlichen Kaschieren, die Haftung zwischen der Metallfolie und der Schicht aus Vlies und/oder Gewebe gezielt zu verändern und damit die Eigenschaften des herzustellenden Verbundmaterials, insbesondere m Bezug auf dessen HaftVermittlungseigenschaften einzustellen . überraschenderweise gewährleistet die erfmdungsgemaße Vorrichtung zusätzlich besonders hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen, sodass das Verbundmaterial wesentlich wirtschaftlicher hergestellt werden kann.
Vorzugsweise sind Mittel zum Erwarmen der Metallfolie und der kaschierten Metallfolie durch Induktion, Konvektion und/oder Strahlung vorgesehen. Alle drei Verfahren zum Erwarmen der Metallfolie bzw. der kaschierten Metallfolie ermöglichen eine kontrollierte Erwärmung und somit eine genaue Prozessfuhrung wahrend des Erwärmens der Metallfolie bzw. der kaschierten Metallfolie.
Um die Hafteigenschaften der kaschierten Metallfolie kontrolliert einzustellen, sind gemäß einer nächsten weitergebildeten Ausfuhrungsform Mittel zur Steuerung der Temperatur und/oder der Oberflachenrauhigkeit der beschichteten Seite der kaschierten Metallfolie vorgesehen .
Schließlich ist es möglich durch eine weitere Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Vorrichtung das Verbundmaterial sowohl als Coil als auch als Zuschnitte dadurch herzustellen, dass eine Aufwickelhaspel oder Mittel zum Zuschneiden des bandförmigen Verbundmaterials in Zuschnitte vorgesehen ist. Gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verbundmaterial bestehend aus mindestens einer Metallfolie, eine auf die Metallfolie aufkaschierten Trägerschicht und einer Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe dadurch gelöst, dass die Trägerschicht die Schicht aus Vlies und/oder Gewebe zumindest teilweise durchdringt und eine noppenartige Struktur auf der Schichtseite des Vlies oder Gewebes erzeugt. Durch die noppenartige Struktur wird die Haftung von hinterspritztem Material an dem Verbundmaterial deutlich verbessert. Im Vergleich zum konventionell durch gegeneinander laufende Stahlbänder produzierten Verbundmaterial, weist das erfindungsgemäße Verbundmaterial eine noppenartige Struktur auf. Im konventionellen Herstellungsprozess wird nämlich die Ausbildung der Noppenstruktur durch das Anpressen der Stahlbänder verhindert. Die Hafteigenschaften für weitere Verarbeitungsprozesse, beispielsweise ein Hinterspritzen von Kunststoff, sind bei dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial deshalb deutlich verbessert.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterzugestalten und auszubilden. Hierzu wird einerseits verwiesen auf die den Patentansprüchen 1 und 11 nachgeordneten Patentansprüche sowie andererseits auf die Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials in einer schematischen Querschnittsansicht.
In Fig. 1 ist zunächst schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials 2 bestehend aus einer Metallfolie 3, einer Trägerschicht 4 sowie einer Schicht 5 aus einem Vlies und/oder einem Gewebe dargestellt. Die Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,1 mm bis 0,4 mm, wird zunächst von Mitteln zum Abwickeln der Metallfolie 6, beispielsweise einer Abwickelhaspel, abgewickelt. Gleiches wird über die Abwickelhaspeln 7, 8 für die Trägerschicht und die Schicht aus einem Vlies und/oder einem Gewebe durchgeführt. Über Zuführmittel 9, 10, 11, 12, 13, beispielsweise Umlenkrollen, wird sowohl die Metallfolie 3 als auch die Trägerschicht 4 und die Schicht 5 aus einem Vlies und/oder Gewebe einer Kaschierpartie zugeführt, die vorliegend zwei Kaschierwalzen 14, 15 aufweist. Als Mittel zur Erwärmung der Metallfolie ist in Fig. 1 eine Durchlaufheizstrecke 16 vorgesehen. Diese erhitzt die Metallfolie derart, dass beim Eintritt der Metallfolie in die Kaschierpartie 14, 15 die Metallfolie die optimale Kaschiertemperatur hat, sodass ein prozesssicheres Aufkaschieren der Trägerschicht 4 und der Schicht 5 aus einem Vlies und/oder einem Gewebe erfolgt .
Anschließend durchläuft die kaschierte Metallfolie 2 weitere Mittel 17 zum Erwärmen der kaschierten Metallfolie. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mittel zum Erwärmen 17 der kaschierten Metallfolien ebenfalls als Durchlaufheizstrecke dargestellt. Am Ende der Durchlaufheizstrecke befindet sich eine Auswerteeinheit 18, welche lediglich symbolisch dargestellt ist, über die die Temperatur der Metallfolie und/oder die Oberflächenrauigkeit des Verbundmaterials auf dessen beschichteter Seite gemessen werden kann. Abhängig von der Oberflächenrauigkeit oder der gemessenen Temperatur kann beispielsweise die Durchlaufheizstrecke 17 derart gesteuert werden, dass ein Verbundmaterial mit einer kontrolliert hergestellten Oberflächenrauigkeit zur Verfügung gestellt werden kann. Die Oberflächenrauigkeit kann zur Erzielung optimaler Hafteigenschaften während nachfolgender Verfahrensschritte, beispielsweise einem Hinterspritzen mit Kunststoff, optimiert werden.
Ebenfalls schematisch ist in Fig. 1 eine Aufwickelhaspel 19 dargestellt, welche das hergestellte Verbundmaterial bzw. die kaschierte Metallfolie 2 auf ein Coil aufhaspelt. Das Verbundmaterial kann aber auch in einer lediglich schematisch dargestellten Vorrichtung zum Zuschneiden von Zuschnitten 20 weiterverarbeitet werden, sodass unmittelbar an die Weiterverarbeitung angepasste Zuschnitte 21 zur Verfügung gestellt werden können.
Fig. 2 zeigt nun in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials, welches unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist. Das Verbundmaterial 2 besteht aus einer Metallfolie 3, vorzugsweise einer Aluminiumfolie sowie einer Trägerschicht 4 und einer Schicht 5 aus einem Vlies und/oder einem Gewebe. Deutlich ist in dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel zu erkennen, dass das Verbundmaterial 2 eine noppenartige Struktur 22 aufweist. Die Noppen 22 werden durch die Trägerschicht 4 gebildet, in dem diese während des Aufschmilzens durch die Poren der Schicht 5 aus einem Vlies und/oder einem Gewebe durchdringt und an dessen Oberfläche Noppen ausbildet. Im Unterschied zu dem mit gegeneinander laufenden, erhitzten Stahlbändern hergestelltem Verbundmaterial weist das erfindungsgemäß hergestellte Verbundmaterial eine Noppenstruktur 22 auf, sodass die Hafteigenschaften in einem nachfolgenden Hinterspritzen des Verbundmaterials mit Kunststoff deutlich verbessert werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials aufweisend mindestens eine Metallfolie, mindestens eine auf der Metallfolie angeordnete Trägerschicht und mindestens eine auf der Trägerschicht angeordneten Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Metallfolie, die Trägerschicht sowie die Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe von einem Coil oder einer Rolle abgewickelt und gemeinsam einer Kaschierpartie zugeführt werden, die Metallfolie vor dem Kaschieren erwärmt wird, die Trägerschicht und die Schicht aus einem Vlies und/oder Gewebe auf die erwärmte Metallfolie aufkaschiert werden und anschließend die kaschierte Metallfolie mindestens einmal erneut erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Metallfolie eine Folie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s beträgt die Dicke der Metallfolie 0,03 bis 1 mm, insbesondere 0,1 mm bis 0,4 mm.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine thermoplastische Tragerschicht verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schicht aus einem mit Harz getränkten Vlies und/oder Gewebe aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Metallfolie in einer ersten Durchlaufheizstrecke erwärmt wird, bevor die Metallfolie der Kaschierpartie zugeführt wird, wobei das Erwarmen der Metallfolie in der Durchlaufheizstrecke durch Induktion, Konvektion und/oder Strahlung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die kaschierte Metallfolie in mindestens einer weiteren Durchlaufheizstrecke erwärmt wird, wobei das Erwarmen der Metallfolie m der Durchlaufheizstrecke durch Induktion, Konvektion und/oder Strahlung erfolgt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Erwarmen der kaschierten Metallfolie abhangig von der Oberflachenrauigkeit und/oder der Temperatur der kaschierten Metallfolie erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die kaschierte Metallfolie in der zweiten Durchlaufheizstrecke auf eine Temperatur im Bereich der Schmelzpunkttemperatur der Trägerschicht, insbesondere auf 120 0C bis 250 0C, vorzugsweise auf 160 0C bis 210 0C erwärmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s nach dem Durchlauf der kaschierten Metallfolie durch die mindestens zweite Durchlaufheizstrecke das bandförmige Verbundmaterial aufgehaspelt oder zu Zuschnitten weiter verarbeitet wird.
11. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines bandförmigen Verbundmaterials (2) bestehend aus mindestens einer Metallfolie (3), einer Trägerschicht (4) und einer Schicht (5) aus einem Vlies und/oder einem Gewebe mit Mitteln (6, 7, 8) zum Abwickeln der Metallfolie (3), zum Abwickeln der Trägerschicht (4) und zum Abwickeln der Schicht (5) aus einem Vlies und/oder Gewebe, mit ersten Mitteln zum Erwärmen der Metallfolie, mindestens einer Kaschierpartie (14, 15), Mitteln (9, 10, 11, 12, 13) zum bandförmigen Zuführen der Metallfolie (3), der Trägerschicht und der Schicht aus Vlies und/oder Gewebe in die Kaschierpartie (14, 15), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Mittel (9,10,11,12,13) zum bandförmigen Zuführen in die Kaschierpartie (14,15) die Trägerschicht (4) auf der Metallfolie (3) und die Schicht aus Vlies und/oder Gewebe (5) auf der Tragerschicht (4) vor dem Kaschieren anordnen und Mittel (17) zum Erwarmen der kaschierten Metallfolie vorgesehen sind, welche in Verarbeitungsrichtung der Metallfolie hinter der Kaschierpartie (14,15) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Mittel (17) zum Erwarmen der Metallfolie (3) und der kaschierten Metallfolie (2) durch Induktion, Konvektion und/oder Strahlung vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s Mittel (18) zur Steuerung der Temperatur und/oder der Oberflachenrauhigkeit der beschichteten Seite der kaschierten Metallfolie (2) vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Aufwickelhaspel (19) oder Mittel (20) zum Zuschneiden des bandförmigen Verbundmaterials (2) in Zuschnitte (21) vorgesehen ist.
15. Verbundmaterial (2) bestehend aus mindestens einer Metallfolie (3), einer auf die Metallfolie (3) aufkaschierten Tragerschicht (4) und einer Schicht (5) aus einem Vlies und/oder Gewebe, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Tragerschicht (4) die Schicht (5) aus Vlies und/oder Gewebe zumindest teilweise durchdringt und eine noppenartige Struktur (22) auf der Schichtseite des Vlies und/oder Gewebes erzeugt.
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