DE2835665C2

DE2835665C2 - Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung aus einer Verbundschichtplatte

Info

Publication number: DE2835665C2
Application number: DE2835665A
Authority: DE
Inventors: Stuart Gregory North Streat Mich. Boyd; Frank Peter Wayne N.J. Civardi; Raymond Glenn Port Huron Mich. Steward
Original assignee: Inmont Corp Clifton NJ; Inmont Corp
Current assignee: United Technologies Automotive Trim Inc
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-08-14
Publication date: 1982-10-07
Also published as: SE428446B; FR2431368B1; FR2431368A1; IT1110500B; GB2025833A; IT7826687A0; BE869770A; CA1115632A; JPS5515889A; GB2025833B; US4211590A; SE7902894L; DE2835665A1; JPS5748379B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer räumlich geformten Auskleidung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt (US-PS 66 526). Dabei wird eine aus zwei Papierdeckschichten und einer geschäumten Kernschicht aufgebaute Verbundschichtplatte perforiert, anschließend erwärmt und zwischen Preßplatten in die endgültige Form gebracht. Das Perforieren erfolgt durch Einstechen, wobei im Durchstoßen der Papierschichten und der %o Kernschicht erhebliche Verletzungen der Oberfläche auftreten. Diese werden dadurch beseitigt, daß die Verbundschichtplatte von beiden Seiten durch Heiz strahler an der Oberfläche erwärmt und ein Nachschäumvorgang durchgeführt wird, der durch das in den geschlossenen Zellen des geschäumten Kerns noch enthaltene Treibmittel möglich ist. Anschließend wird die Verbundschichtplatte zwischen Preßplatten geglättet, worauf dann die Auskleidung preßgeformt wird. Das bekannte Verfahren ist demnach verhältnismäßig aufwendig. Außerdem ist Papier als Deckschicht nicht immer wünschenswert.

Es ist auch bekannt (US-PS 36 16 020), eine Verbundschichtplatte aus einem geschäumten Kern und beidseits aufgebrachten thermoplastischen Folien aufzubauen. Werden aber solche Verbundschichtplatten perforiert und anschließend formgepreßt, um die Auskleidung zu erhalten, so bilden sich an ihrer Oberfläche insbesondere im Bereich der Perforationen Unregelmäßigkeiten, die unerwünscht sind und das Aussehen erheblich beeinträchtigen. Um diese Oberflächenverformung, insbesondere Dellenbildung, zu vermeiden, kann man die Verbundschichtplatte zuerst in die gewünschte Form pressen und anschließend perforieren. Hierfür sind jedoch hohe Werkzeugkosten erforderlich, insbesondere deshalb, weil solche Verbundschichtplatten leicht zerbrechlich sind.

Der Erfindung liegt danach die Aufgabe zuprunde, das eingangs geschilderte Verfahren so auszugestalten, daß es auch dann zu Produkten mit glatter Oberfläche führt, wenn für die Deckschichten an sich bekannte thermoplastische Kunststoffe verwendet werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die Verbundschichtplatte wird so nach dem Perforieren durchgehend erwärmt, daß der dabei eintretende Nachschäumvorgang zu einer erheblichen Ausdehnung und größeren Dicke der Verbundschichtplatte führt Diese Platte wird dann in das Formwerkzeug eingelegt und gepreßt, wobei in einem einzigen Schriü die Oberflächen geglättet also die sich bei dem Nachschäumvorgang ausbildenden Oberflächenunregelmäßigkeiten beseitigt und gleichzeitig die Platte in die endgültige räumliche Form gebracht wird, wobei ferner bei dem Preßvorgang das Wieden erdichten der Kernschicht erfolgt üas Verfahren liefert Auskleidungen von einwandfreier Oberflächenbeschaffenheit bei Verwendung von perforierten Verbundschichtplatten, die aus einer geschäumten Kernschicht und beidseits aufgebrachten thermoplastischen Folien bestehen. Gegenüber dem eingangs geschilderten bekannten Verfahren zeichnet sich das erfinderische Verfahren ferner durch eine erhebliche Vereinfachung aus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Auskleidung für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeuges,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Vertundschichtplatte vordem Erwärmen,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Verbundschichtplatte mit unebener Oberfläche nach dem Erwärmen,

Fig.4A einen Schnitt durch die zwischen den Preßflächen angeordnete und formgepreßte Verbundschichtplatte,

F i g. 4B einen Schnitt durch die Verbundschichtplatte nach dem Verdichten zwischen den Preßflächen;

F i g. 5A einen Schilitt durch eine Verbundschichtplatte mit einer elastischen Dekorationsschicht zwischen Preßflächen zum Formpressen,

Fig.5B einen Schnitt durch die zwischen den Preßflächen verdichtete Verbundschichtplatte.

Der Aufbau der in F i g. I gezeigten Auskleidung 6 ist in F i g. 2 gezeigt. Die Verbundschichtplatte 8 weist eine thermoplastische geschäumte Kernschicht 14 auf, an die thermoplastische Folien 10, 12 angeklebt sind. Die Verbundschichtplatte 8 ist mit durch die Folien und die Kernschicht von einer Fläche zui Gegenfläche reichenden Perforationen !6 versehen. Eine dekorative Verbundsehieht 18 aus elastischem Schaumstoff ist mit Hilfe einer Klebeschicht 20 an die Außenfläche der Folie 12 geklebt. Eine dekorative Oberfläche wie ein Wirkgewebe 22 ist an die Außenfläche der elastischen Verbundsehieht 18 aufgeklebt. Falls gewünscht, kann die dekorative Verbundsehieht ebenfalls ην. Perforationen versehen sein, um die gewünschten akustischen und

dekorativen Eigenschaften des Himmels zu erreichen.

Die Verbundschichtplatte 8 besteht aus einem beliebigen thermoplastischen Kunststoff, der plastisch in eine räumlich geformte Platte wärmeverformt werden kann. Die Auswahl der Kunststoffe für die Folien und die Kernschicht wird im Hinblick darauf getroffen, daß die Auskleidung 6 genügend Biegsamkeit und Elastizität besitzen muß, damit sie während des Einbaus in ein Kraftfahrzeug durchgebogen werden kann, sowie auch genügend Stärke, damit sie über ihre |₀ Länge und Breite selbsttragend ist, wenn sie an ihren Kanten im Abstand unterhalb des Stahldaches eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist Außerdem wird die Dicke der Folien 10, 12 und der Kernschicht 14 so gewählt, daß die gewünschte Stärke in Abhängigkeit vom Abstand zwischen den abgestützten Kanten der Auskleidung erzielt wird, um ein Durchhängen im Mittelteil zu vermeiden. Foliendicken von etwa 76 bis 1524 μπι sind normalerweise einwandfrei, aber Dicken von etwa 101 bis 203 μπι für die meisten Einbauten hinreichend. Die Kernschicht kann etwa 0,8 bis 25 mm dick sein, wobei für die meisten Einbauten Dicken von 1,6 bis 12,7 mm vollkommen ausreichen. Die Kernschicht hat ferner eine geschlossene Zellenstruktur mit einer Formgebung, die einen geringen Grad der Ausrichtung gegenüber der Richtung der Platte besitzt und deren Durchschnittszellengröße kleiner ist als etwa 0,5 mm, vorzugsweise kleiner als etwa 0,25 mm. Die Kernschicht besitzt vor dem Nachschäumen eine Dichte von etwa 110 bis 277 g/cm³, wobei Dichten von etwa 110 bis 166 g/cm³ vorzugsweise verwendet werden.

Der zellenförmige Aufbau der Kernschicht ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß er restliches Treibmittel sowie Luft einschließt, welche bei Erwärmung der Verbundschichtplatte auf eine erhöhte Temperatur vor der Wärmebehandlung eine nachträgliche Ausdehnung der Platte auf eine Dicke von mindestens dem 1 ^fachen ihrer Originaldicke, vorzugsweise jedoch von mindestens dem 1,8- bis ca. dem 3fachen ihrer Originaldicke bewirkt Die nachträgliche Ausdehnung der Kernschicht während d:r Vorerwärmung vor der Wärmeverformung wird durch die Ausdehnung der Luft und des im geschlossenen Zellenbau des Schaumstoffes eingeschlossenen restlichen Treibmittels erreicht

Die Folien können aus dem gleichen Polymer wie der Schaumstoffkern bestehen, obwohl sie vorzugsweise kleinere Mengen von Zusatzändemngsstoffen enthalten, um ihre Stoß- und Schlagfestigkeit zu erhöhen.

Jedenfalls besteht die Verbundschichtplatte aus einem thermoplastischen Schaumstoffkern und thermoplastisehen Folien mit einer Zusammensetzung, die ihnen im wesentlichen die gleiche Einfriertemperatur verleiht und es es möglicht sie Ober ihrer Einfriertemperatur einer Wärmeverformung zu unterziehen, die jedoch unterhalb der Temperatur liegt, bei welcher ein thermischer Abbau des Polymers auftritt Je nach dem speziell verwendeten Polymer genügen normalerweise Temperaturen von ca. 112 bis 177° C. Bei diesen mäßig erhöhten Temperaturen tritt keine thermische Minderung des zellenförmigen Schaumstoffes auf, und es wird eine nachträgliche Ausdehnung der Platten auf mindestens das l^fache ihrer ursprünglichen Dicke erreicht.

Die Verbundschichtplatte 8 kann mit den verschiedensten Verfahren einschließlich einer zähfesten Verklebung der Folie mit einem getrennt gefertigten Schaumstoffkern unter Verwendung eines Klebers oder einer Klebelösung oder des Wärmeverschweißens der Schichten in einer /nstückigcn Platte hergestellt werden. Bevorzugt erfolgt die Herstellung in der in der bereits erwähnten US-PS 36 16 020 beschriebenen Weise. Nach diesem Verfahren werden thermoplastische Folien durch Spritzwerkzeuge direkt auf die beiden Deckflächen einer wärmeschmelzbaren Kernschicht extrudiert Dann wird die Verbundschichtplatte zwischen Walzen gepreßt, von denen die eine eine Kühlwalze und die andere eine Haltewalze ist Diese wird vorzugsweise erwärmt, wodurch eine gegenseitige Verschmelzung der Folie und der Kernschicht erfolgt, die nach dem anschließenden Abkühlen eine zähfeste Bindung ergibt

Die Verbundschichtplatte wird auf die gewünschte Größe geschnitten und anschließend perforiert Im allgemeinen sind die Perforationslöcher kreisförmig mit einem Durchmesser von etwa 3 bis 6 mm. Die Perforationslöcher werden entweder willkürlich oder nach einem vorgegebenen Muster v/ie einem Dreiecksmuster aufgebracht und sind gewöhnlich in einem Abstand von mindestens 19 mm voneinander angeordnet

Anschließend wird die noch flache perforierte Verbundschichtplatte z. B. in einem Heißluftumlaufofen erwärmt Im praktischen Verfahren ist es wichtig, daß die Verbundschichtplatte während des Erwärmens gehalten wird, um Schrumpfungen und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche zu vermeiden, besonders, wenn eine Dekorationsschicht auf eine Oberfläche aufgebracht wurde. Nach einem bevorzugten Verfahren wird dies dadurch erreicht, daß mindestens zwei sich gegenüberliegende Kanten in entsprechende Klemmvorrichtungen wie Spannrahmen eingespannt und in einem festen Abstand voneinander gehalten werden, während die Oberflächen der Verbundschichtplatte einer Infrarotstrahlung ausgesetzt werden. Die eingespannten Kanten entsprechen vorzugsweise den Kanten, die parallel zur Bewegungsrichtung des Strangpressens der Kernschicht und der Folien verlaufen.

Eine aufgeschäumte Verbundschichtplatte ?4 ist in Fig.3 gezeigt, in welcher die obere Folie 26 und die untere Folie 28 eine Anzahl von Vertiefungen oder D-Ilen 30 in der Gegend aufweisen, welche die Perforation 32 unmittelbar umgeben. Die eingedellte Oberfläche ergibt sich infolge der Perforationslöcher und infolge von Einstichen oder kleinen Rissen des Schaumstoffzellenaufbaus in unmittelbarer Nachbarschaft der Perforationslöcher, wodurch Luft und Resttreibmittel entweichen können, wobei diese Abschnitte eine geringere Ausdehnung im Vergleich zu den restlichen nicht perforierten Abschnitten der Platte erfahren. Die Tiefe der Grübchen oder Dellen 30 ändert sich in Abhängigkeit von der Größe der nachträglichen Ausdehnung der Schichtplatte während des Vorwärmens.

Die geschäumte und wärmeerweichte Verbundschichtplatte 24 wird anschließend zwischen obertn und unteren Preßflächen 34, 36 eingelegt (F i g. 4A), wobei ihr beim Schließen des Preßwerkzeuges eine bestimmte Form gegeben wird. Ein weiteres Schließen der Preßflächen 34, 36 bewirkt eine Verdichtung der Verbundschichtplatte 24 auf die in F i g. 4B dargestellte Dicke, wodurch sich eine Verdichtung der Kernschicht und der mit ihr verschweißten Folien 26, 28 in den nicht perforierten Flächen auf ein Maß ergibt, das gleich oder kleiner ist als die Dicke der eingedellten Abschnitte; daraus entsteht ei.if! verdichtete Verbundschichtplatte 38, die glatte Deckflächen auf ihren gesamten Inncn- und Außenflächen aufweist. Die Platte 38 bleibt

genügend lange zwischen den Preßflächen 34,36, um sie unter ihre Einfriertemperatur abzukühlen, wobei ihre Versteifung bewirkt wird, damit sie die verdichtete Form behält. Anschließend wird die Platte aus der Presse genommen und beschnitten. Verweilzeiten in der ·> Presse von ca. 5 Sek. bis etwa I Min. sind hinreichend für die Abkühlung.

Eine Dekorationssschicht kann an der Auskleidung vor oder nach dem Beschneiden der Platte angebracht werden. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Dekorationsschicht auf die eine Fläche der perforierten Platte vor dem Vorheizen und der Wärmeverformung aufgebracht. In Fig. 5A ist eine perforierte geschäumte Platte 40 mit Perforationslöchern 42 und Dellen 44 in der Oberfläche der oberen ι > und unteren Folien 46, 48 gezeigt. Eine biegsame Dekorationsschaumstoffschicht 50 wie Polyurethanschaum wird an die Außenfläche der Folie 48 und eine entsprechend gewebte oder gewirkte Gewebeschichtplatte 52 wird an die Außenfläche einer biegsamen Schaumstoffschicht 50 aufgeklebt. Nach dem Aufheizen auf die entsprechende Temperatur wird das in Fig. 5A gezeigte Laminat zwischen die Preßflächen 54, 56 gelegt, welche eine entsprechende Formgebung der Verbundschichtplatte bewirken. Nach Fig. 5B ergibt ein weiteres Schließen der Preßflächen 54, 56 eine im wesentlichen vollständige Verdichtung der dekorativen elastischen Schaumstoffschicht 50 und eine weitere Verdichtung der ausgedehnten Kernschicht 40. wie sie vorstehend anhand der Fig. 4B beschrieben wurde, wobei eine verdichtete Verbundschichtplatte 58 ohne unerwünschte Unregelmäßigkeiten der Oberfläche entsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zum Herstellen einer räumlich geformten Auskleidung aus einer perforierten Verbundschichtplatte, die aus einer Kernschicht aus thermoplastischem, geschäumtem Kunststoff mit geschlossenen Zellen und beiderseits aufgebrachten dünnen Deckschichten besteht, wobei die Verbundschichtplatte perforiert, zum Ausgleich von Oberflächenunebenheiten erwärmt, nachgeschäumt, danach |₀ durch Pressen geglättet und mittels eines Preßwerkzeugs formgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckschichten Folien aus thermoplastischem Kunststoff verwendet werden und daß das Glätten zusammen mit dem Formpressen unter Verdichten der Kernschicht vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachschäumen in einem solchen Ausmaß durchgeführt wird, daß die Dicke der Kernschicht mindestens das 1,5fache, insbesondere das 13- bis etwa 3fache. der ursprünglichen Dicke beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundschichtplatte beim Erwärmen zum Nachschäumen eingespannt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Deckschichten und die Kernschicht Kunststoffe mit etwa übereinstimmender EinfriertemperatiT verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Dekorationsschicht diese an die Außenfläche einer der Deckschichten nach devn Perforieren und vor dem Erwärmen zum Nachschä-jmen aufgeklebt wird.