WO1999060879A1

WO1999060879A1 - Haftverschlussteil und verfahren zum herstellen desselben sowie vorrichtung zur anwendung des verfahrens

Info

Publication number: WO1999060879A1
Application number: PCT/EP1998/003046
Authority: WO
Inventors: Axel Schulte
Original assignee: Gottlieb Binder Gmbh & Co.
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-02
Also published as: ES2172898T3; US6733860B1; ATE213128T1; EP1082032A1; CZ299114B6; JP4017344B2; PL345094A1; PL186671B1; JP2002516123A; DE59803113D1; CZ20004089A3; ZA986081B; EP1082032B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haftverschlußteil, insbesondere zum Einschäumen bei Polsterteilen von Fahrzeugsitzen bei deren Herstellung, mit Haftelementen (10) auf der einen Seite zum Verbinden mit korrespondierenden Haftelementen eines anderen Haftverschlußteils unter Bildung eines Haftverschlusses und mit einem Verbindungsmittel auf der anderen Seite des Haftverschlußteils zum Herstellen einer Verbindung mit dem jeweiligen Schaummaterial. Dadurch, daß das Verbindungsmittel aus einem zumindest auf der anderen Seite des Haftverschlußteils eingebrachten Haftmedium besteht, insbesondere aus Fluorgas, läßt sich eine sichere und hochfeste Verbindung mit dem Schaummaterial erreichen.

Description

Haftverschlußteil und Verfahren zum Herstellen desselben sowie Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Haftverschlußteil, insbesondere zum Einschäumen bei Polsterteilen von Fahrzeugsitzen bei deren Herstellung, mit Haftelementen auf der einen Seite zum Verbinden mit korrespondierenden Haftelementen eines anderen Haftverschlußteils unter Bildung eines Haftverschlusses mit einem Verbindungsmittel auf der anderen Seite des Haftverschlußteils zum Herstellen einer Verbindung mit dem jeweiligen Schaummaterial. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines dahingehenden Haftverschlußteils sowie eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens.

Dahingehende Haftverschlußteile sind durch die EP 0 612 485 bekannt, wobei das Haftverschlußteil in einer Einschäumform derart eingelegt ist, daß die Verbindungsmittel in Form von Schlaufenelementen auf der Rückseite des Haftverschlußteils mit dem jeweiligen Schaummaterial zum Herstellen einer festen Verbindung mit diesem in Berührung kommen. Die gegenüberliegende Vorderseite des Haftverschlußteils weist die Haftelemente in Form von Verbindungshaken, Haftköpfen, Pilzen od.dgl. auf, die gegen das Eindringen von Schaummaterial geschützt sind, beispielsweise indem diese, wie in der Europäischen Schrift beschrieben, von einem unvernetzten thermoplastischen Kunststoff vollflächig umgeben sind. Wird nach dem Einschäumvorgang in der Form und Ausformen des geschäumten Teils die Abdeckung entfernt, liegen die Haftelemente frei und können später mit Haftelementen eines anderen Haftverschlußteils, beispielsweise in Form eines Schlaufenbandes, unter Bildung eines üblichen Haftverschlusses verbunden werden.

Auf diese Art und Weise lassen sich beispielsweise Polsterbezugmaterialien an geschäumten Polsterteilen eines Kraftfahrzeugsitzes oder Fluggastsitzes festlegen oder rotierende Bauteile, beispielsweise in Form von Schleifscheiben, mit Werkzeugaufnahmen an herkömmlichen Schleifmaschinen und Vorrichtungen verbinden. Das angesprochene Schaummaterial kann in Abhängigkeit vom jeweils zu formenden Gegenstand ausgesprochen dünnflüssig sein und Viskositäten aufweisen, die im Bereich von Wasser liegen oder darunter. Es hat sich nun gezeigt, daß bei Verwendung von Schlaufen- und Schiingenmaterial als Verbindungsmittel oder auch bei Einsatz von Haftflausch od.dgl. die an sich offenen Schlingen von dem Schaummaterial nicht vollständig durchdrungen werden, sondern vielmehr für dieses eine Art Barriere ausbilden, die dem Eindringen des Schaummaterials hemmend entgegensteht. Beim anschließenden Aushärte- oder Ausbackvorgang für das Schaummaterial kommt es dann an den Übergangsstellen zwischen dem Schlaufenmaterial und dem Schaum zu Lunkerstellen, also zu gasartigen Hohleinschlüssen, welche einer festen Verbindung zwischen dem Haftverschlußteil und dem Schaummaterial entgegenwirken. Aufgrund der derart reduzierten Festigkeit der Verbindung zwischen Haftverschlußteilen und Schaummaterial kommt es insbesondere bei Dauerbeanspruchungen zu einem Lösen der Verbindung und das Haftverschlußteil reißt aus dem Schaummaterial aus, was insgesamt zum Unbrauchbarwerden des gesamten Bauteils, beispielsweise in Form eines Fahrzeugsitzes oder einer Schleifscheibenaufnahme führen kann. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Haftverschlußteil der eingangs genannten Art derart weiterzuverbessern, daß eine sichere und hochfeste Verbindung zwischen dem Haftverschlußteil und dem jeweils eingesetzten Schaummaterial erreichbar ist. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines dahingehenden Haftverschlußteils zur Verfügung zu stellen sowie eine Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens. Eine dahingehende Aufgabenstellung löst ein Haftverschlußteil mit den Merkmalen des Anspruches 1 , ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 4 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 6.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 das Verbindungsmittel aus einem zumindest auf der anderen Seite des Haftverschlußteils eingebrachten Haftmedium besteht, vorzugsweise in Form von Fluor, kommt es zwischen dem derart behandelten Haftverschlußteil und dem jeweiligen Schaummaterial zu einer hochfesten Verbindung, die nur schwer lösbar ist, so daß sich damit auch langfristig eine sichere Verbindung zwischen dem Haftverschlußteil und dem späteren Schaumkörper ergibt. Durch das Haftmedium wird am Haftverschlußteil eine oberflächenselektive chemische Reaktion erzeugt, die zu den guten Verbindungswerten mit dem Schaummaterial führt.

Es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Haftverschluß- und der Einschäumtechnik überraschend, daß er durch Einbringen eines gasförmigen Haftmediums auf dem Haftverschlußteil eine bessere Anbindung an das Schaummaterial erreicht als mittels der bekannten Schiingenware, die aufwendig und mithin kostenintensiv herzustellen ist und bei der die Schlingen räum- lieh weit in das Schaummaterial ein- und vordringen. Anstelle einer mechanischen Verhakung von Schlaufen- oder Schiingenmaterial mit dem Schaum wird über das jeweils eingebrachte Haftmedium eine Adhäsion zum Schaummaterial bei seiner Herstellung unter Wärme und Druck erzeugt, was zu höheren Festigkeitswerten bei der angestrebten Verbindung führt.

Sofern Fluor als einzubringendes gasförmiges Haftmedium eingesetzt wird, vorzugsweise bei Haftverschlußteilen aus Polyolefinmaterial, werden die auf der Polyolefinoberfläche bestimmten Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt. Diese Substitutionsreaktion läuft bei Raumtemperatur ab. Es ist keine Start- oder Initialreaktion erforderlich. Die nun teilweise an der Oberfläche fluorierten Kohlenwasserstoffe verhalten sich gänzlich anders als das vorherige Grundmaterial des Haftverschlußteils. Aufgrund seiner hohen Elektronegativität versucht das Fluoratom seine äußeren Elektronenschalen aufzufüllen. Dazu werden von benachbarten Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen Elektronen abgezogen. Man spricht daher von einer induzierten Polarität, die mit den Hauptgrund darstellt für die gute Haftung mit dem Schaummaterial, vorzugsweise aus Polyurethanschaum.

Ein Vorzug der Fluorbehandlung ist eine prozeßsichere Haftung bei allen Polyolefinen mit sonst niedriger Oberflächenspannung, wobei es zu einer gleichmäßigen Durchsetzung mit dem Fluormaterial kommt, so daß auch komplizierte Geometrien und Oberflächen einschließlich Hinterschnitte, Hohlräume, Innenflächen od.dgl. eine die Haftung begünstigende Fluorbehandlung erhalten. Um über die Fluorierung möglichst gute Verbindungswerte zum Schaummaterial zu erreichen, ist auf eine ausreichende Anzahl an polaren Anteilen zu achten, wobei sich bei Polyolefinwerkstoffen polare Anteile von 40 mN/m und mehr erzielen lassen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Verschlußteils mit den vorbezeichneten Merkmalen wird das Fluor in einer Stickstoffatmosphäre aufgebracht, wobei der Fluoreintrag kontinuierlich oder diskontinuierlich, also mit laufendem oder stehendem Haftverschlußteil, gut durchgeführt werden kann. Die Lagerung von Fluorstickstoffgemischen in Hochdruckzylindern ist seit vielen Jahren Stand der Technik und was die Toxikologie des dahingehenden Gasgemisches anbelangt, ist dies in Sicherheitsdatenblättern und DIN-Normen einschlägig und sicher geregelt, so daß auch bei einer großtechnischen Anwendung gesundheitliche Risiken nicht zu befürchten sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des vorbeschriebenen Verfahrens werden die zu behandelnden Haftverschlußteile in einer Unterdruckkammer der Fluorstickstoffgasatmosphäre ausgesetzt. Aufgrund der Unterdruckkammer ist mit Sicherheit vermieden, daß ungewollt das Fluorstickstoffgasgemisch aus der Vorrichtung austreten kann.

Die dahingehende Vorrichtung kann ein diskontinuierliches Verfahren durchführen, bei dem die zu behandelnden Haftverschlußteile für eine vorgebbare Zeit in der Vorrichtung stationär verbleiben oder aber kontinuierlich, bei dem fortlaufend ein gleichbleibender Ein- und Austrag eines durchgehenden Bandes oder einer Fläche eines Haftverschlußteils erfolgt.

Im folgenden wird die beanspruchte Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die einzige Figur einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen läßt, zum Herstellen der beanspruchten erfindungsgemäßen Haftverschlußteile. Das im folgenden vorgestellte Haftverschlußteil dient insbesondere dem Einschäumen bei Polsterteilen von Fahrzeugsitzen (nicht dargestellt) bei deren Herstellung. Das bandartige oder flächenartige Haftverschlußteil weist auf der einen Seite Haftelemente 10 auf zum Verbinden mit korrespondierenden Haftelementen eines anderen Haftverschlußteils (nicht dargestellt) unter Bildung eines üblichen Haftverschlusses. Das in der Figur dargestellte Haftverschlußteil wird über ein übliches Verfahren hergestellt, wie es beispielsweise durch die DE 1 96 46 318 A1 gezeigt ist. Auf der anderen bzw. auf der Unterseite des Haftverschlußteils ist zum Herstellen einer Verbindung mit dem jeweiligen Schaummaterial, beispielsweise in Form eines Polyurethanschaumes, ein Verbindungsmittel vorgesehen, das in das Haftverschlußteil rückwärtig eingebracht wird. Das Haftverschlußteil selbst ist aus einem Polyolefin-Kunststoff- material gebildet, wobei Polyolefine allgemein die übergreifende Bezeichnung für Polymere der allgemeinen Struktur

darstellen, in der R¹ meist für Wasserstoff und R für Wasserstoff eine geradket- tige oder verzweigte gesättigte aliphatische bzw. eine cycloaliphatische Gruppe stehen können. Gelegentlich werden auch Polymere mit aromatischen Gruppen, z.B. dem Phenyl-Rest (R C_&H₅), siehe Polystyrol) zu den Polyolefinen gerechnet. Produkte mit R¹ = H werden auch als Poly(σ-olefine)e bezeichnet; sie können auch als Vinyl-Polymere betrachtet werden.

Polyolefine mit großer technischer Bedeutung auf dem Gebiet der Haftverschlüsse sind beispielsweise Polyethylene, Polypropylene, Polybutene, die gelegentlich irreführend auch Polybutylene oder Polybutene genannt werden, sowie Polyisobutene und Poly(4-methyl-1 -penten)e. Polymere der höheren o- Olefine, z.B. PolyO -hexen), PolyO -octen) oder Polyd -octadecen) haben jedoch bisher nur sehr begrenzte technische Anwendung auf diesem Gebiet gefunden. Zu den Polyolefinen zählen auch Copolymere aus unterschiedlichen Olefinen, z.B. die von Ethylen mit Propylen.

Das Haftmedium ist vorzugsweise Fluor und wird über eine nachträgliche Fluorierung in das Haftverschlußteil eingebracht. Das angesprochene Fluor wird als F₂ und mithin als Gas eingesetzt, vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre.

Vorzugsweise wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Eintrag des Fluorgases zu 3 % vorgenommen bei Raumtemperatur und einem Unterdruck von ca. 650 mbar. Das dahingehende Verfahren wird kontinuierlich betrieben, was noch näher erläutert werden wird. Bei einem diskontinuierlichen Eintrageverfahren wird vorzugsweise eine Temperatur von 40° bis 50°C gewählt und der Fluoreintrag auf 10 % in der Stickstoffatmosphäre erhöht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, weist eine Unterdruckkammer 12 auf, in der die Haftverschlußteile einer Fluor- Stickstoff-Gasatmosphäre ausgesetzt sind (F₂/N₂). Innerhalb der Unterdruckkammer 1 2 ist drehbar eine Führungswalze 14 gelagert mit einem Drehsinn gemäß dem dargestellten Teil. Auf der Oberseite schließt die Unterdruckkammer 1 2 in einer Anschlußstelle 1 6 ab, an die eine nicht näher dargestellte Abzugspumpe (Vakuumpumpe) angeschlossen ist. Über die dahingehende Anschlußstelle 16 läßt sich innerhalb der Unterdruckkammer 12 der gewünschte Unterdruck, beispielsweise 650 mbar, einstellen. Ferner soll in der Unterdruckkammer 1 2 Raumtemperatur herrschen. Des weiteren weist die Unterdruckkammer 1 2 einen Eingang 1 8 und einen Ausgang 20 für das unbehandelte bzw. für das mit Fluor behandelte Haftverschlußteil auf. In Transportrichtung des Haftverschlußteils 10, das mit Pfeilen angegeben ist, befindet sich kurz hinter dem Eingang 18 eine erste Umlenkrolle 22 und kurz vor dem Ausgang 20 eine zweite Umlenkrolle 24. Die dahingehenden beiden Umlenkrollen 22,24 erlauben eine Richtungsumlenkung des Haftverschlußteils derart, daß die einzelnen Haftelemente 10 in nicht näher dargestellte Ausnehmungen auf der Oberfläche der Führungswalze 14 eingreifen können, um derart zumindest teilweise der Fluorstickstoffgasatmosphäre entzogen zu werden. Ein Eintrag des Fluorgases in das Haftverschlußteil erfolgt also überwiegend entlang seiner Rückseite, die schlingenfrei ist und die später die Verbindung mit dem Schaummaterial des zu schäumenden Teils herstellen soll. Der Eingang 1 8 und der Ausgang 20 sind in einer einheitlichen Niveauhöhe in horizontaler Richtung verlaufend angeordnet. Die Material-Transportgeschwindigkeit für das bandartige Haftverschlußteil beträgt vorzugsweise 20 m/min und bei dem dahingehenden kontinuierlichen Verfahrensbetrieb wird in der Stickstoffatmosphäre 3 % Fluor(F₂) gelöst. Bei einem diskontinuierlichen Betrieb, bei dem die Führungswalze 14 angehalten ist, wird vorzugsweise die Temperatur im Inneren der Unterdruckkammer 1 2 auf 40° bis 50°C erhöht und der gasförmige Fluoreintrag auf 10 % erhöht. Aufgrund des eingestellten Unterdruckes in der Unterdruckkammer 12 kann das Fluorstickstoffgasgemisch nicht austreten.

Sofern vorgesehen ist, daß das gesamte Haftverschlußteil mit Fluor versehen wird, spielt dies insbesondere beim Einschäumen dann keine Rolle, sofern die Haftelemente 10 abgedeckt sind, beispielsweise in Form einer separierbaren Folie od.dgl.. In einem dahingehenden Fall wird dann der Schaumeintrag auf die Haftelemente 10 durch die Abdeckung wirksam vermieden und eine Anbin- dung mit dem Schaummaterial erfolgt nur über die Rückseite des jeweiligen derart behandelten Verschlußteils.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Haftverschlußteil, insbesondere zum Einschäumen bei Polsterteilen von Fahrzeugsitzen bei deren Herstellung, mit Haftelementen (10) auf der einen Seite zum Verbinden mit korrespondierenden Haftelementen eines anderen Haftverschlußteils unter Bildung eines Haftverschlusses und mit einem Verbindungsmittel auf der anderen Seite des Haftverschlußteils zum Herstellen einer Verbindung mit dem jeweiligen Schaummaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel aus einem zumindest auf der anderen Seite des Haftverschlußteils eingebrachten Haftmedium besteht.

2. Haftverschlußteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmedium Fluor ist.

3. Haftverschlußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyolefinmaterial gebildet ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Haftverschlußteils nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluor gasförmig in einer Stickstoffatmosphäre aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrag bei kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Betrieb mit 3 % Fluor bei Raumtemperatur bzw. 10 % Fluor bei 40° - 50°C und jeweils 650 mbar vorgenommen wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Unterdruckkammer (12) die Haftverschlußteile der Fluor-Stickstoff-Gasatmosphäre ausgesetzt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anschlußstelle 1 6 für eine Abzugpumpe aufweist sowie einen Eingang (18) und einen Ausgang (20) für das unbehandelte bzw. für das mit Fluor behandelte Haftverschlußteil.