NO311173B1

NO311173B1 - Fremgangsmåte for tilforming av fremstilte gjenstander så som imitert l¶r eller lignende og innretning for gjennomföring avfremgangsmåten

Info

Publication number: NO311173B1
Application number: NO19974748A
Authority: NO
Inventors: Paolo Cittadini; Giancarlo Buzzoni
Original assignee: Ilpea Ind Spa
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2001-10-22
Also published as: TR199701196T1; ITMI950789A0; NO974748D0; SK136597A3; PL180202B1; WO1996033060A1; IT1273580B; HUP9801055A3; US5900196A; ITMI950789A1; EP0821643B1; EP0821643A1; HUP9801055A2; RO119453B1; AU5688296A; DK0821643T3; ES2162056T3; DE69615013T2; DE69615013D1; SI9620050A

Description

Lagstøping av plastisol eller PVC-pulver eller andre termoplastiske, termoherdende, elastomere materialer er kjent. En slik lagstøping går kort ut på at en forvarmet metallform fylles med det polymere materiale i pulver- eller væskeform, hvoretter overskytende væske eller fast materiale fjernes og deretter formen varmes opp for å fullføre gelateringen eller smeltingen og/eller kryssbindingen av materialet som har festet seg til formen. Formen blir så avkjølt og den ferdige gjenstand blir tatt ut av formen.

Fremstilling av imitert lær med to eller flere kulører ved hjelp av denne støpeteknikk er også kjent, se eksempelvis de fremgangsmåter som er beskrevet i EP 476,742 og i WO 94/12331.

Særlig i fra automobilindustrien er det kjent fremstilte gjenstander som har en overflate som perfekt ligner overflaten til naturlig lær, noe som oppnås i sluttformen i samsvar med designerens mønster, inne i en egnet oppskummet form, i oppskummet myk polyuretan, idet et lag av polyuretanen legges inn mellom det imiterte lær og en avstøttende bakgrunn. En slik avstøtning kan være av stål, termoplastisk eller termoherdende harpiks, komposittmaterialer eller andre materialer.

Overflaten på den resulterende gjenstand har en ønsket, behagelig mykhet i overflaten som egner seg godt for gjenstander som benyttes for interiør og møbler generelt. Videre demper laget av oppskummet materiale støt mot den ferdige gjenstand, og har således også en sikkerhetsfunksjon. En teknikk hvor man ved hjelp av kalandrering oppnår et mykt og plant imitert lær forbundet med et oppskummet materiale, og hvor man ut fra dette imiterte lær termoformer ferdige gjenstander og ved hjelp av lim legger disse på en støtteflate, eller i et termoformet trinn forbinder den med støtten, som på forhånd er belagt med varmeaktiverbart bindemiddel, er kjent. I det sistnevnte tilfelle vil den varme som foreligger i den termoformede gjenstand være tilstrekkelig til å bevirke at forbindelsen finner sted. Imidlertid vil den ferdige gjenstand som fremstilt ved hjelp av denne teknikk ha områder med en trukket overflate (inkludert den oppskummede del), og vil derfor ha en tendens til å krympe. Gjenstandene vil også ha lavere abrasiv styrke og ulike tykkelsesverdier, og vil være tynnere i kritiske områder.

Hensikten med lagstøpingen (slush moulding) er å kunne oppnå en type imitert lær av myk type, særlig for bruk i instrumentplanel og andre deler av interiøret, uten de ulemper som hefter ved termoformingen, dvs. ujevn tykkelse i det imiterte lær og oppståelsen av avkjølingsspenninger og tilhørende krympinger og oppsprekkinger under påvirkning av høye temperaturer.

JP-A 02197443 viser en skummingsprosess hvor et støttemiddel benyttes for å hindre lekkasje av det skummende materiale fra formen.

DE-A 3524214 viser en fremgangsmåte og en innretning hvor det benyttes en motform for å bestemme formen til lagene i den oppskummede gjenstand.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe instrumentbrett, dører eller

andre automobil-interiørdetaljer som er belagt med imitert lær oppnådd ved hjelp av den nevnte støpeteknikk, uten behov for å legge oppskummet polyuretan på det imiterte lær. En slik operasjon er i realiteten dyr og i tillegg til at den genererer skrap og avfall, stiller den også spesielle krav til det imiterte lærs mekaniske styrke og motstand, noe som også øker kostnadene.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte for tilforming av slike fremstilte gjenstander som imitert lær eller lignende med utgangspunkt i termoplastiske materialer, termoherdende materialer eller elastomerer, med minst et oppskummet lag, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at den innbefatter de følgende trinn: a) tilforming, inne i en form for lagstøping, et første lag av et materiale som vil danne et topplag, dvs. det synlige lag i den ferdige fremstilte gjenstand, b) tilforming ved hjelp av et ytterligere lagstøpingstrinn av et andre lag, av skummateriale, på det nevnte første lag, c) komplettering av forbindelsen ved gelatering av lagene og oppskumming av det andre lag under høye temperaturer og ved hjelp av egnede midler, for derved å oppnå

forutbestemte tykkelser og former av det nevnte oppskummede lag, idet en støtte fremstilt av et stivt materiale forbindes med det på denne måten formede lagmateriale, idet de nevnte egnede midler for oppnåelse av den forutbestemte tykkelse og form til det oppskummede lag utgjøres enten av en motform eller av den nevnte støtte fremstilt av stivt materiale.

De termoplastiske, termoherdende eller elastomere materialer kan velges fra et bredt område av harpikser, og kan brukes både i pulverform og i væskeform.

Det nevnte andre lag av skummateriale kan oppnås ved å ta utgangspunkt i et analogt eller kompatibelt materiale som er formulert med skummingsmidler, såsom eksempelvis azodikarbonamider, sodiumhydrogenkarbonater, sitronsyre eller andre egnede midler. Det nevnte første lag kan fremstilles med en enkelt farge, eller med to eller flere farger, eksempelvis under utnyttelse av de fremgangsmåter som er beskrevet i de foran nevnte publikasjoner, dvs. EP 476,742 eller WO 94/12331.

I fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir det andre lag, dvs. skumlaget, utformet på den side av det første lag som i den ferdige gjenstand vil være den ikke synlige side.

Ifølge oppfinnelsen er det vesentlig at i trinn c), hvor det andre lag av skummateriale formes, dette lag dannes ved å skumme skummaterialet for oppnåelse av en homogen og kontrollert, forutbestemt tykkelse som velges fra gang til gang avhengig av de krav som stilles til produktet.

Av denne grunn kan man i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benytte en motform hvis profil følger konturen til den stive støtte, slik at motformen derved kan reprodusere støttens form på den overflaten av det andre lag av skummet materiale som er motliggende motformen. En slik overflate vil derfor være hul og komplementær med overflaten på den støtten som den er beregnet å oppta.

Ifølge en første utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, under utnyttelse av en motform, innbefatter fremgangsmåten følgende trinn, som utføres i sekvens a) tilforming, på innsiden av en form for lagstøping, av et første lag av et materiale som vil utgjøre det øvre lag, dvs. det synlige lag i den ferdig fremstilte gjenstand, b) deretter tilforming av et andre lag av skummateriale på det nevnte første lag ved hjelp av en ytterligere lagstøping,

b') forbindelse av motformen med den nevnte form,

c) komplettering av forbindelsen ved gelatering av det nevnte lag og oppskumming av det andre lag under høye temperaturforhold, eksempelvis inne i en ovn,

d) adskillelse av formen og motformen,

e) kjøling av formen,

f) uttak av den fremstilte gjenstand (imitert lær med et skumlag med en form som er

komplementær med støttens form) fra formen, og

g) forbindelsen av den nevnte støtte av stivt materiale med det resulterende lagmateriale ved at støtten føres inn i den korresponderende hulning som er tilveiebragt av

motformen i det skummede lags motliggende flate, under utnyttelse av egnede adhesjonsmidler.

Ifølge en annen utførelsesform av den nettopp beskrevne fremgangsmåte kan formen etter trinn b) settes inn i en ovn for gjennomføring av trinnet c). Formen blir så tatt ut fra ovnen og den nevnte motform forbindes med formen som angitt i trinn b') deretter kjøles form og motform og adskilles, idet man går frem som nevnt foran under trinnene

f) og g).

En bruk av en motform som beskrevet her er nødvendig ifølge oppfinnelsen når den for

som benyttes for støpingen av de ulike materialer oppviser underskj æringer, eller når det oppstår problemer i forbindelse med uttak av den ferdige gjenstand fra formen.

Dersom en slik form ikke oppviser underskj æringer eller det ikke foreligger noen problemer i forbindelse med uttaket fra formen så kan ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen den av stivt materiale utførte støtte, som må forbindes med det imiterte lær for å gi den ferdige gjenstand, benyttes direkte med samme funksjoner som motformen.

I virkeligheten kan i et slikt tilfelle den stive støtte forbindes med lagmaterialet direkte inne i formen, og hele gjenstanden kan så tas ut fra formen.

I et slikt tilfelle kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen derfor gjennomføres med følgende trinn: a) tilforming, inne i en form for lagstøping, av et første lag av et materiale som vil danne det ytre lag, dvs. det synlige lag i den ferdig fremstilte gjenstand,

a') innføring av den av stivt materiale fremstilte støtte i formen,

b) tilforming av et andre lag av skummateriale på det nevnte første lag ved hjelp av et ytterligere lagstøpetrinn og på en slik måte at dette andre lag i hovedsaken vil omslutte

støtten,

c) ferdiggjøring av konsolideringen ved gelatering av de nevnte lag og skumming av det nevnte andre lag under høye temperaturer, d) kjøling av formen og uttak av den ferdig fremstilte gjenstand med den stive støtte innleiret.

Alternativt kan en annen utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres med følgende sekvenstrinn: a) tilforming, inne i en form for lagstøping, av et første lag av et materiale som vil utgjøre det ytre lag, dvs. det synlige lag i en ferdig fremstilt gjenstand, b) tilforming av et andre lag, av skummateriale, på det nevnte første lag ved hjelp av en ytterligere lagstøping, b') plassering av den nevnte støtte av et stivt materiale på det nevnte andre lag, idet støtten er behandlet på hensiktsmessig måte med adhesjonsfremmende midler såsom eksempelvis et varmeaktiverbart bindemiddel, c) ferdiggjøring under høy temperatur, eksempelvis inne i en ovn, av konsolideringen ved gelatering av de nevnte lag og skumming av det nevnte andre lag, d) kjøling av formen og uttak av den ferdig fremstilte gjenstand med den stive støtte innleiret.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan trinnet

c) i den sistnevnte sekvens gjennomføres først, etterfulgt av trinnet b').

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene som viser et

utførelseseksempel av oppfinnelsen.

På tegningene viser

Fig. 1 et snitt gjennom en form ifølge oppfinnelsen, på et tidspunkt hvor den er fastgjort til en beholder som inneholder det polymere materiale,

fig. 2 viser et snitt hvor form-beholdersystemet er dreiet 180° (dvs. snudd opp ned) for gjennomføring av lagstøpingen,

fig. 3 viser et snitt gjennom formen i en tilstand hvor det første lag er dannet, idet formen er bragt tilbake til utgangsstillihgen,

fig. 4 viser et snitt etter gjennomføringen av en andre gjentatt støping, med et lag av skummateriale festet til det første lag,

fig. 5 viser et snitt gjennom en form i kombinasjon med en motform,

fig. 6 viser et snitt gjennom den ferdige gjenstand av imitert lær, og fig. 7 viser et snitt gjennom en gjenstand av imitert lær hvor en støtte er innlagt.

I fig. 1 betegner henvisningstallet 1 en beholder som benyttes for lagstøping eller dreiestøping, og på beholderen er det vist plassert en form 2. En slik form kommer fra en forvarmeovn, eller den kan være oppvarmet ved hjelp av olje som sirkulerer mellom indre og ytre skall. Etter at formen er plassert på beholderen, hvis dreieakse 3 er vist med stiplet linje, blir det polymere materiale (som kan foreligge i pulverform eller i væskeform) 4 bragt til kontakt med formen som vist i fig. 2, idet hele innretningen dreies 180° (eller en annen egnet dreiebevegelse). Kontakten opprettholdes i en tid som nødvendig for at den ønskede materialmengde skal feste seg til den varme formen.

Etter en ytterligere dreiebevegelse 180° (eller en annen egnet dreiebevegelse) vil form-beholderkombinasjonen være bragt tilbake til utgangsstillingen, og man har da den situasjon som er vist i fig. 3, i hvilken det første lag av det imiterte lær er indikert med henvisningstallet 5. Umiddelbart deretter forbindes formen 2 med en støpebeholder 1 som inneholder et skummateriale 9. Hele innretningen dreies så 180° og holdes i en stilling opp ned i en nødvendig tid, hvoretter innretningen dreies 180° en gang til, slik at overskytende fluidum kan renne av. Til slutt vil man ha den situasjon som er vist skjematisk i fig. 4. Der foreligger det nå et første fast lag 5 og et dermed forbundet andre skumlag 6. For å oppnå regulære tykkelser og en homogenitet i skumlaget 6 benyttes en motform 8 med en frigjøringsoverflate, slik det er vist skjematisk i fig. 5.

Formen 2 med motformen 8 føres nå inn i en gelateringsovn (eller operatøren kan, i samsvar med en alternativ mulighet, vente helt til sirkulerende varm olje har medvirket til gelateringen) for derved å fullstendiggjøre materialsmeltingen og skummingen av laget 6.

Når formingen og skummingen er ferdig kan det benyttes flere ulike videre prosesstrinn, alt avhengig av den spesielle metodikk som operatøren ønsker å benytte: - formen og motformen kan frigjøres fra hverandre for å muliggjøre uttak av det fremstilte imiterte lær etter formavkjølingen, med en etterfølgende sammenføyning med en støtte 7, under utnyttelse av et egnet adhesjonsfremmende system (primer-behandling, eller binding med et varmsmeltelim under trykk, eller andre metoder), - i samsvar med en alternativ mulighet, som er nevnt foran, kan det imiterte lag 5,6 forbindes med støtten under utnyttelse av den varme som er tilført det imiterte lær og som tilveiebragt ved gelateringen, etter en preliminær behandling av støtten med et spesielt varmsmelte-adhesiv. Formen blir så kjølt og den ferdige gjenstand tatt ut av formen, klar for bruk, idet gjenstanden da rent skjematisk vil se ut som i fig. 7, hvor støtten 7 er vist.

Det er tidligere nevnt at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen krever bruk av en motform særlig i de tilfeller når formen har underskårne partier. Slike underskårne partier vil hindre et uttak av det imiterte lær, hvor støtten er innleiret, fra formen.

I et slikt tilfelle kan motformen på egnet måte være forsynt med utrekkbare og utskyvbare deler.

Eksempelvis kan det benyttes en motform som har flere innsatser utført av et stivt materiale i samsvar med en forutbestemt fordeling, idet hver og en av disse innsatser er uavhengig styrt og påvirkbar av en aktuator som kan skyve eller trekke motformens deler mot den indre vegg i hulningen som er motliggende underskj æringene, slik at motformen kan gå inn i disse partier og trekkes ut fra dem.

Med hensyn til en slik mekanisk konstruksjon som motform vises til det som er vist og

. beskrevet i den foran nevnte publikasjon WO 94/12331.

En slik motform kan hensiktsmessig forsynes med en frigjøringsflate rettet mot det lag av skummateriale hvormed motformen koples.

Motformen kan hensiktsmessig være termostatstyrt, slik at man kan styre temperatur-betingelsene som motformen arbeider under.

Oppfinnelsen, som vist og beskrevet her, kan benyttes for mange fordel, i tillegg til de muligheter som her er nevnt.

Eksempelvis kan det benyttes en og samme type termoplastisk, termoherdende eller elastomert materiale både i det ytre lag, dvs. det første hudlag, og skumlaget, dvs. det andre lag i det imiterte lær.

Ifølge en alternativ utførelsesform kan det materiale som benyttes for tilveiebringelse av det første lag være et annet enn det skummateriale som benyttes for å tilveiebringe det andre lag.

) Det øvre, dvs. det synlige lag kan, som nevnt, utføres med to eller flere farger, idet man i så tilfelle eksempelvis kan benytte den fremgangsmåte som er beskrevet i EP 476,742.

Claims

1. Fremgangsmåte for tilforming av fremstilte gjenstander såsom imitert lær eller lignende fra termoplastiske materialer, termoherdende materialer eller elastomerer, med minst et skumlag, karakterisert ved følgende trinn: a) tilforming, inne i en form for lagstøping, av et første materiallag som danner det ytre lag av den ferdig fremstilte gjenstand, b) tilforming av et andre lag av skummateriale på det nevnte første lag ved hjelp av et ytterligere lagstøpingstrinn, c) ferdigstilling av konsolideringen ved gelatering av de nevnte lag og skumming av det andre lag under høye temperaturforhold og ved hjelp av egnede midler, for å oppnå forutbestemte tykkelser og former av det nevnte skumlag, idet det på denne måten tilformede lagmateriale forbindes med en støtte av et stivt materiale, og de nevnte egnede midler for oppnåelse av forutbestemt tykkelse og form for skumlaget enten utgjøres av en motform eller av den nevnte støtten av stivt materiale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i trinn b) det nevnte andre lag av skummateriale tilformes ved lagstøping inne i formen under styring av tykkelsen til laget som dannes ved skumming ved hjelp av en motform, hvis kontur reproduserer formen til den stives støtten, slik at derved motformen kan reprodusere den nevnte kontur på den flaten av det andre skumlag som er motliggende motformen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved følgende trinn etter nevnte trinn b): b') forbindelse av den nevnte motform med den nevnte form, c) ferdiggjøring av konsolideringen ved gelatering av det nevnte lag og skumming av det nevnte andre lag, som som følge herav vil innta formen til motformen., under høye temperaturbetingelser, d) adskillelse av formen og motformen, med eventuell kjøling av den termostatstyrte motform, e) kjøling av den nevnte form, f) uttak av den fremstilte gjenstand fra formen, og g) sammenføring av støtten av stivt materiale med det resulterende lagmateriale, idet støtten føres inn og om nødvendig adhesiv-bindes til innsiden av den hule kontur som dannes av motformen på den motliggende side av skumlaget.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den innbefatter de følgende trinn etter nevnte trinn c): c') uttak av formen fra ovnen og forbindelse av formen med den nevnte motform, d) kjøling av formen og motformen, e) adskillelse av formen og motformen, f) fjerning av lagmaterialet fra formen, og g) forbindelse av støtten av stivt materiale med det resulterende lagmateriale.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter de følgende trinn etter det nevnte trinn a): a') innføring av den av stivt materiale utførte støtte i formen, b) tilforming av et andre lag av skummateriale på det nevnte første lag ved hjelp av et ytterligere lagstøpetrinn og på en slik måte at det andre lag i hovedsaken vil omslutte støtten av stivt materiale, c) komplettering av konsolideringen ved gelatering av de nevnte lag og skumming av det nevnte andre lag under høye temperaturbetingelser, og d) kjøling av formen og uttak av den ferdig fremstilte gjenstand med den stive støtten innleiret i gjenstanden.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved følgende trinn etter nevnte trinn b): b') innføring av den nevnte støtte av stivt materiale, på egnet måte behandlet med adhesjonsfremmende midler såsom eksempelvis et varmeaktiverbart lim, i en prefiksert stilling inne i formens hulning, mot det nevnte andre lag, c) komplettering av konsolideringen ved gelatering av det nevnte lag og skumming av det nevnte andre lag under høye temperaturbetingelser, eksempelvis inne i en ovn, idet herunder det andre lag vil feste seg til innsatsens motvendte flate, d) kjøling av formen og uttak av den ferdige fremstilte gjenstand med den stive støtten innleiret deri.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte trinn c) modifiseres slik: c) komplettering av konsolideringen ved gelering av de nevnte lag og skumming av det nevnte andre lag under høye temperaturbetingelser, og at den stive støtte innføres for tilforming av overflaten til det ennå varme skumlag og binding av skumlaget til støtten under utnyttelse av egnede lim, og gjenstanden kjøles og tas ut av formen.

8. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at den innbefatter en form for lagstøping og eventuelt en termostatstyrt motform hvis kontur reproduserer formen til den nevnte stive støtte, slik at den nevnte motform vil reprodusere den nevnte form på overflaten til det motvendte andre skummateriale.

9. Motform for en innretning ifølge kra v8, karakterisert v e d at den er forsynt med en slippflate.

10. Motform ifølge krav 8, karakterisert ved at den er mobil.

11. Motform for en innretning ifølge krav 8, karakterisert v e d at den er forsynt med et antall deler som enten kan utskyves eller trekkes tilbake under påvirkning av mekaniske eller pneumatiske aktuatorer.