WO2003072334A1 - Verfahren zum aufbau von verbundformteilen - Google Patents

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WO2003072334A1
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Peter Roche
Thomas Bartz
Erhard GÜNTHER
Urs Althaus
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BASF SE
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    • B29C44/32—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. linings, inserts or reinforcements
    • B29C44/326—Joining the preformed parts, e.g. to make flat or profiled sandwich laminates

Definitions

  • the surface of the foam contacts the back of the decorative part.
  • the present invention relates to a method for constructing a composite molded part, which contains a carrier, a decorative part and a foam lamination, characterized by the following steps:
  • A where A includes wood, metal, alloys and thermoplastics
  • several materials are combined to form a molded part, using the different properties of the different materials.
  • automobile doors are smooth, paintable and water-repellent on their metallic outer surface, while for aesthetic reasons customers inside the car do not want to look at metal surfaces, but rather at decorative-looking leather, for example.
  • Leather surfaces are also used in other places in automobiles, especially in automobiles of the higher price range, for example dashboards, center consoles, panels and handles.
  • Other composite molded parts can be found, for example, in the furniture industry and in suitcases.
  • No. 5,273,698 discloses a process for the production of composite molded parts, in which polyol and diisocyanate are sprayed onto a leather or a fabric. The foam formation is waited for and then a firm, shaping carrier is pressed onto the almost completely reacted polyurethane foam.
  • the process is particularly easy to implement and versatile in terms of shape and materials. In addition, no drastic temperature or pressure conditions are required, and the emission of toxic gas is low.
  • thermoplastic cover which is adapted to a shape.
  • PVC thermoplastic polyurethanes
  • thermoplastic olefins thermoplastic olefins
  • polyesters are proposed as covers.
  • the foaming polyurethane is pressed in the final step against a hard carrier part, which may be steel, aluminum, polycarbonates, acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers or styrene-maleic anhydride copolymers, for example.
  • Polyethylene and polypropylene and their copolymers furthermore polyesters such as polyethylene terephthalate PET, polybutylene terephthalate PBT, furthermore polycycloolefins, poly (meth) acrylates such as polyethyl methacrylate, polyamides, polycarbonates, polyurethanes, polyacetals such as polyoxymethylene POM, polystyrenes, polyphenylene ethers, poly - sulfones, polyether sulfones, polyether ketones, polyketones, styrene (co) polymers and blends of the above polymers.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate PET, polybutylene terephthalate PBT, furthermore polycycloolefins, poly (meth) acrylates such as polyethyl methacrylate, polyamides, polycarbonates, polyurethanes, polyacetals such as polyoxymethylene POM, polystyrenes,
  • Suitable styrene (co) polymers are acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymers ABS, acrylonitrile-styrene-acrylonitrile graft copolymers ASA, for example the commercial product Luran® S from BASF Aktiengesellschaft.
  • styrene (co) polymers are styrene-acrylonitrile copolymers SAN, methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers such as, for example, the commercial product Terlux® from BASF Aktiengesellschaft, mixtures of different styrene-butadiene copolymers, styrene-butadiene block copolymers, vinyl chloride -Acrylate graft copolymers and finally styrene-maleic anhydride copolymers, for example Dylack® brands.
  • SAN styrene-acrylonitrile copolymers
  • methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers such as, for example, the commercial product Terlux® from BASF Aktiengesellschaft, mixtures of different styrene-butadiene copolymers, styrene-butadiene block copoly
  • the carrier is preferably composed of polypropylene, polyamides, polybutylene terephthalate, crosslinked foamed polyurethanes, thermoplastic polyurethanes, polycarbonates, ASA or ABS or mixtures thereof.
  • Preferred polymer blends include, for example, polycarbonate, polybutylene terephthalate or polycarbonate and ABS, polycarbonate and ASA, e.g. Bayblend®, or polybutylene terephthalate and ASA, e.g. Ultradur® from the BASF Stock Corporation. Recyclates from the aforementioned thermoplastic polymers can of course also be used for the production of the polymer mixtures.
  • Polypropylene is understood to mean both propylene homopolymers and copolymers of propylene, which, in addition to propylene, copolymerizable monomers such as ethylene or C 4 -C 8 -01efins such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene or 1-octene.
  • Polymeric carriers can contain 1 to 60, preferably 5 to 50% by weight, based on the total weight of carrier material, of conventional auxiliary fillers and fibrous materials.
  • Carbon black, wood flour, amorphous silica gels, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, barium sulfate, aluminum oxide, powdered quartz, mica, bentonite, talc, in particular with an average grain size in the range from 0.1 to 10 ⁇ m, measured according to DIN 6615, can also be used as particulate fillers , Calcium carbonate, chalk, glass balls, feldspar or in particular calcium silicates such as wollastonite and kaolin.
  • fiber materials including platelet-shaped materials in the context of the present invention, can also be contained in the carrier, for example jute, hemp, flax, sisal, ramie, carnaf, aluminum platelets, aramid, steel, carbon or glass fibers, also coated with sizes.
  • a release agent can be used, which prevents the foam from sticking to the mold.
  • the preferred release agent is a release film or a self-separating film, in particular made of polyethylene.
  • polyethylene under polyethylene are ethylene homopolymers, but preferably copolymers of ethylene understood that in addition to ethylene copolymerizable monomers such as C 3 -C 8 contain ⁇ 01efine as propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene or 1-octene.
  • the decorative part can consist of a wide variety of materials B.
  • B comprises leather which can be tanned using chrome compounds or chrome-free, preference is given to chrome-free tanned leather which can be prepared, that is to say lacquered, or is still unpainted (so-called crust leather).
  • B also includes textiles made from natural or synthetic fibers or in particular microfibers or mixtures, the weaves being uncritical, as well as nonwovens and knitted fabrics.
  • B also includes paper, with rigidity or shape not being critical. Alcantara may be mentioned as examples of the preferred microfibers.
  • B also includes Mixtures of two or more of the aforementioned materials, for example sewn or butted combinations of textile and leather or leather and microfiber.
  • Foam lamination in the sense of the present invention consists of foam known per se, foam being understood to mean a polymer foam which is generally formed from a wide-mesh crosslinked foamable polymer.
  • Polyurethane foam, polyurea-formaldehyde foams, melamine-formaldehyde foams or thermoplastic foams such as physically foamed polypropylene, for example Neopolen®, or polyethylene are preferred.
  • Polyurethane foam is very particularly preferred.
  • Basotect® marketed by a stock corporation can advantageously be obtained by mixing melamine-formaldehyde resins (molar ratio melamine: formaldehyde about 1: 3), for example in the form of an emulsion in pentane, with an acid such as formic acid.
  • melamine-formaldehyde foams and their preparation are described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume All, page 453, 5th edition, (1990), Verlag Chemie Weinheim, and the literature cited therein.
  • the foam lamination is preferably chosen as polyurethane foam.
  • Polyurethane foams consist of polyisocyanate polyaddition products.
  • polyisocyanate polyaddition products is understood to mean polyisocyanurates, polyureas and, in particular, polyurethanes, which may have urea structures.
  • Polyisocyanate polyadducts based on are preferred (a) isocyanates,
  • Polyurethane foams are produced from isocyanates (a) and compounds (b) reactive towards isocyanates, in particular polyols.
  • the preparation is preferably carried out in the presence of a catalyst.
  • a catalyst Generally known (cyclo) aliphatic and / or in particular aromatic di- and polyisocyanates are used as isocyanates (a).
  • (Cyclo) aliphatic diisocyanates are, in particular, alkylene diisocyanates having 4 to 12 carbon atoms in the alkylene radical, such as 1, 12-dodecane diisocyanate, 2-ethyl-tetramethylene-diisocyanate-1, 4, 2-methyl-pentamethylene-diisocyanate-1, 5 , Tetramethylene diisocyanate 1, 4 and preferably hexamethylene diisocyanate 1,6; cycloaliphatic diisocyanates, such as cyclohexane-1, 3- and -1, 4-diisocyanate and any mixtures of these isomers, l-isocyanato-3, 3, 5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate), 2, 4- and 2, 6-hexahydrotoluylene diisocyanate and the corresponding isomer mixtures, 4,4'-, 2,2'- and 2, 4 '-
  • Aromatic diisocyanates are, for example, 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate and the corresponding isomer mixtures, 4,4'-, 2,4'- and 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and the corresponding isomer mixtures, mixtures of 4,4'- and 2,4'-diphenylmethane diisocyanates, polyphenylpolymethylene polyisocyanates, mixtures of 4,4'-, 2,4'- and 2,2'-diphenylmethane diisocyanates and polyphenylpolymethylene polyisocyanates ( Crude MDI) and mixtures of crude MDI and tolylene diisocyanates, and preferably diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI).
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • TDI tolylene diisocyanate
  • the isocyanates can be used in the form of the pure compound or in modified form, for example in the form of urethdiones, isocyanurates, allophanates or biurets, preferably in the form of reaction products containing urethane and isocyanate groups, so-called isocyanate prepolymers.
  • Polyols for example polyether polyols or other diols or - as crosslinking agents - triols are used as compounds (b) which are reactive toward isocyanates.
  • Such polyols are generally known, commercially available and selected, for example, from diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butane-1, 4-diol, pentane-1, 5-diol, hexane-1, 6-diol and other ali- phatic diols.
  • Other polyols which can be used well are based, for example, on conventional starter compounds which are reacted with customary alkylene oxides, for example propylene oxide and / or ethylene oxide, under generally known conditions.
  • the crosslinking agents are compounds with molecular weights of 60 to 499 and 3 or more active H atoms, preferably amines and particularly preferably alcohols, for example glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol or diethanolamine.
  • catalysts Conventional compounds which, for example, greatly accelerate the reaction of the components can be used as catalysts (c).
  • Catalysts which are preferably used are those which achieve the lowest possible fogging, i.e. lead to the lowest possible release of volatile compounds from the reaction product (ii), for example tertiary amines with reactive end groups and / or higher-boiling amine catalysts.
  • the following compounds can be used as catalysts: triethylenediamine, aminoalkyl and / or aminophenyl imidazoles, e.g.
  • Water which forms carbon dioxide by reaction with the isocyanate groups, can preferably be used as the chemical blowing agent.
  • physical blowing agents that is to say inert compounds which evaporate under the conditions of polyurethane formation, are, for example, (cyclo) aliphatic hydrocarbons, preferably those having 4 to 8, particularly preferably 4 to 6 and in particular 5, carbon atoms, partially halogenated hydrocarbons or ethers, ketones or acetates.
  • the amount of blowing agents used depends on the desired density of the foams.
  • the different blowing agents can be used individually or in any mixtures with one another. Only water is particularly preferably used as the blowing agent.
  • Physical blowing agents are preferably used in an amount of ⁇ 0.5% by weight, based on the weight of the component.
  • the reaction is optionally carried out in the presence of auxiliaries (d), such as Fillers, cell regulators, surface-active compounds and / or stabilizers against oxidation, thermal or microbial degradation or aging.
  • auxiliaries such as Fillers, cell regulators, surface-active compounds and / or stabilizers against oxidation, thermal or microbial degradation or aging.
  • the substances forming the polyurethane foam are usually those which work according to the prepolymer process.
  • a prepolymer containing isocyanate groups is usually produced from diisocyanate and, in the deficit, polyol, which can be reacted with further polyol to the desired products in later use.
  • an endless belt EB which may be provided with a release agent, is provided, the release agent being able to consist of a self-separating coating, in particular a self-separating film, which preferably consists of polyethylene.
  • a film-shaped decorative part Dtf is provided, which is fed onto the endless belt via rollers and consists of material B, B being defined as above.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau eines Verbundformteils, das einen Träger, ein Dekorteil und eine Schaumstoffkaschierung enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: 1). Bereitstellen einer Form mit einer verschließbaren Formhöhlung, 2). Bereitstellen eines formgebenden Trägers aus einem Material A, wobei A Holz, Metall, Legierungen und Thermoplasten umfasst, 3). Bereitstellen eines abnehmbaren Dekorteils aus einem Material B, umfassend Leder, Textil, Folie, Papier, Mikrofaser oder Kombinationen aus zwei oder mehr der vorgenannten Materialien, das eine Vorderseite, die sich über eine Fläche der Formhöhlung erstreckt, und eine freiliegende Rückseite aufweist, 4). Platzieren des Trägers in die Form, 5). Sprühen einer Beschichtung aus Schaumstoff bildenden Stoffen über die Rückseite des Trägers, während sich das Dekorteil in der Formhöhlung befindet, 6). Abreagieren der Schaumstoff bildenden Stoffe, 7). Schließen der Formhöhlung und Kontaktieren des mit Schaumstoff bildenden Stoffen besprühten Trägers mit dem Dekorteil, und schließlich 8). Entformen des Verbundformteils.

Description

Verfahren zum Aufbau von Verbundformteilen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kaschierung eines eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisenden Dekorteiles mit einem Schaumstoff, wobei man
in einem ersten Arbeitsgang Schaumstoff bildende Stoffe auf einer Fläche ausbringt,
in einem zweiten Arbeitsgang die Schaumstoff bildenden Stoffe zu einem Schaumstoff reagieren lässt und
in einem dritten Arbeitsgang am Ende des Schaumwachstums die Oberfläche des Schaumstoffs mit der Rückseite des Dekorteils kontaktiert.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbau eines Verbundformteils, das einen Träger, ein Dekorteil und eine Schaumstoffkaschierung enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
1. Bereitstellen einer Form mit einer verschließbaren Formhöhlung,
2. Bereitstellen eines formgebenden Trägers aus einem Material
A, wobei A Holz, Metall, Legierungen und Thermoplasten um- fasst,
3. Bereitstellen eines abnehmbaren Dekorteils aus einem Material
B, umfassend Leder, Textil, Folie, Papier, Mikrofaser oder Kombinationen aus zwei oder mehr der vorgenannten Materia- lien, das eine Vorderseite, die sich über eine Fläche der
Formhöhlung erstreckt, und eine freiliegende Rückseite aufweist,
4. Platzieren des Trägers in die Form,
5. Sprühen einer Beschichtung aus Schaumstoff bildenden Stoffen über die Rückseite des Trägers, während sich das Dekorteil in der Formhöhlung befindet,
6. Abreagieren der Schaumstoff bildenden Stoffe, 7. Schließen der Formhöhlung und Kontaktieren des mit Schaumstoff bildenden Stoffen besprühten Trägers mit dem Dekorteil, und schließlich
8. Entformen des Verbundformteils.
Verbundformteile, die aus mehreren Werkstoffen verbunden sind, spielen heutzutage eine große wirtschaftliche Rolle, beispielsweise in der Automobilindustrie. Dabei verbindet man mehrere Werkstoffe zu einem Formteil, wobei man die verschiedenen Eigenschaften der unterschiedlichen Werkstoffe nutzt. Beispielsweise sind Automobil üren auf ihrer metallischen Außenfläche glatt, lackierbar und wasserabweisend, während schon aus ästhetischen Gründen Kunden im Inneren des Autos nicht auf Metallflächen blik- ken wollen, sondern beispielsweise auf dekorativ aussehendes Leder. Auch an anderen Stellen in Automobilen, insbesondere in Automobilen der gehobenen Preisklasse, werden Lederflächen verwendet, beispielsweise Armaturenbretter, Mittelkonsolen, Blenden und Griffe. Andere Verbundformteile finden sich beispiels- weise in der Möbelindustrie und bei Koffern.
Für den Kunden zählt dabei nicht nur der Anblick als Qualitätsmerkmal, sondern auch der Eindruck, der beim Betasten entsteht und der möglichst angenehm sein soll: der sogenannten "soft touch" .
Dabei kann man die beiden Werkstoffe dadurch miteinander verbinden, dass man zwischen sie einen Schaumstoff, beispielsweise einen Polyurethanschaum, einbringt. Ein wichtiges Problem besteht in der Verbindung der Materialien. Die verschiedenen Werkstoffe können durch Klebstoffe wie Schmelzkleber miteinander verbunden werden, was aber für viele Anwendungen nicht optimal ist.
Eine besonders wichtige Methode zum Verbinden von Werkstoffen zu mechanisch besonders stabilen Verbundformteilen besteht im
Hinterschäumen. Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus US 5,296,182 bekannte Verfahren zur Herstellung von Verbundformteilen, in denen ein Material Leder, Textil, Papier, Mikrofaser oder ein Gemisch derselben ist, gehen üblicherweise aus von einer Form, in die das Leder, das für die vorgenannten Materialien stellvertretend genannt sei, eingepasst wird. Gleichzeitig wird ein weiteres Material in die Form eingepasst, so dass zwischen beiden Materialien - Leder und zweites Material - eine Kavität bleibt. In diese Kavität wird nun mit beispielsweise einer Spritzpistole eine Mischung aus Diisocyanat und Polyol gespritzt. Durch Reaktion von Polyol und Diisocyanat bildet sich ein Poly- urethanschaum, der durch den erheblich größeren Platzbedarf Leder und zweites Material automatisch an die Form presst und gleichzeitig reaktiv an das Leder gebunden wird, so dass der Schaumstoff gleichzeitig als Klebstoff dient. Man erhält besonders gut miteinander verbundene Verbundformteile. Nachteilig ist jedoch, dass niedermolekulare Polyurethane oder Diisocyanate oder Polyole in messbaren Mengen durch die Poren von Materialien wie Leder und Textil hindurchtreten und auf der dekorativ aussehenden Leder unästhetisch aussehende Flecken bilden. Noch stärker ist diese Fleckenbildung im Falle von genähtem Leder.
In US 5,296,182 wird versucht, diesem Problem durch eine chemische Modifikation der Barriereschicht zu begegnen (Spalte 7, Zeile 41 ff.) . Die Lösung einer Beschichtung ist jedoch im allgemeinen unbefriedigend, weil dadurch die Adhäsion des Polyurethan- schaums an der Lederschicht verringert wird. Außerdem ist ein weiterer Arbeitsschritt notwendig.
Aus US 5,273,698 ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbundformteilen bekannt, bei dem Polyol und Diisocyanat auf ein Leder oder ein Gewebe gespritzt werden. Man wartet die Schaumbildung ab und presst anschließend einen festen, formgebenden Träger auf den fast abreagierten Polyurethanschaum. Das Verfahren zeichnet sich durch besonders einfache Durchführbarkeit und Vielseitigkeit aus, was Formgebung und Materialien betrifft. Außerdem werden weder drastische Temperatur- noch Druckbedingungen benötigt, und der Austritt von giftigen Gases ist gering.
Man beobachtet jedoch insbesondere bei genähten Lederteilen starke Fleckenbildung.
Aus EP-B 0 639 440 ist ebenfalls ein Verfahren bekannt, bei dem Isocyanat und Polyol auf ein an eine Form angepasste thermoplastische Abdeckung gesprüht werden. Als Abdeckung werden PVC, thermoplastische Polyurethane, thermoplastische Olefine und Poly- ester vorgeschlagen. Das aufschäumende Polyurethan wird im abschließenden Schritt gegen ein hartes Trägerteil gepresst, wobei es sich bei dem Trägerteil beispielsweise um Stahl, Aluminium, Polycarbonate, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere oder Sty- rol-Maleinsäureanhydrid-Copoly ere handeln kann.
Zwar wird durch das offenbarte Verfahren des Durchnässen von Polyurethan verringert, indem man auf die Verwendung von Leder verzichtet. Da Leder aber besonders ästhetisch ist, kann das offenbarte Verfahren das Problem der Fleckenbildung auf Leder in Verbundformteilen nicht lösen. Es bestand also die Aufgabe, ein Verfahren zum Aufbau eines Verbundformteils bereitzustellen, das ein poröses Material als Dekorschicht enthält und keine Tendenz zur Bildung von Polyurethanflecken auf dem Leder zeigt.
Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.
Der Träger besteht üblicherweise aus einem Material A. A umfasst Holz, weiterhin Metalle wie beispielsweise Stahl, Aluminium, Ei- sen, wobei im Folgenden metallische Legierungen als Metalle bezeichnet werden. Material A umfasst auch polymere Trägermaterialien. Geeignet sind thermoplastische Polymere wie Poly- olefine, z.B. Polyethylen und Polypropylen sowie deren Copolymere, weiterhin Polyester wie beispielsweise Polyethylen- terephthalat PET, Polybutylenterephthalat PBT, weiterhin Polycy- cloolefine, Poly (meth) acrylate wie Poly ethylmethacrylat, Polyamide, Polycarbonate, Polyurethane, Polyacetale wie beispielsweise Polyoxymethylen POM, Polystyrole, Polyphenylenether, Poly- sulfone, Polyethersulfone, Polyetherketone, Polyketone, Styrol (co) polymere sowie Blends der vorstehenden Polymere.
Geeignete Styrol (co) polymere sind Acrylnitril-Butadien-Styrol- Pfropfcopolymere ABS, Acrylnitril-Styrol-Acrylnitril-Pfropfcopolymere ASA, beispielsweise das Handelsprodukt Luran® S der BASF Aktiengesellschaft. Weiterhin geeignete Styrol (co) polymere sind Styrol-Acrylnitril-Copolymere SAN, Methylmethacrylat-Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymerisate wie beispielsweise das Handelsprodukt Terlux® der BASF Aktiengesellschaft, Mischungen von unterschiedlichen Styrol-Butadien-Copolymerisate, Styrol-Butadien- Blockcopolymerisate, Vinylchlorid-Acrylat-Pfropfcopolymerisate und schließlich Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, beispielsweise Dylack®-Marken.
Bevorzugt setzt sich der Träger aus Polypropylen, Polyamiden, Polybutylenterephthalat, vernetzten geschäumten Polyurethanen, thermoplastischen Polyurethanen, Polycarbonaten, ASA oder ABS oder deren Mischungen zusammen. Bevorzugte Polymermischungen enthalten beispielsweise Polycarbonat, Polybutylenterephthalat oder Polycarbonat und ABS, Polycarbonat und ASA, z.B. Bayblend®, oder Polybutylenterephthalat und ASA, z.B. Ultradur® der Fa. BASF Akteingesellschaft. Für die Herstellung der Polymermischungen können selbstverständlich auch Recyclate aus den vorgenannten thermoplastischen Polymeren verwendet werden.
Unter Polypropylen sollen sowohl Propylenhomopolymerisate als auch Copolymere des Propylens verstanden werden, die neben Propylen copolymerisierbare Monomere wie beispielsweise Ethylen oder C4-C8-01efine wie 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder 1-Octen enthalten.
Polymere Träger können 1 bis 60, bevorzugt 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Trägermaterial, an üblichen Hilfs- Füll- und Faserstoffen enthalten.
Derartige Hilfsmittel sind beispielsweise Gleit- oder Ent- formungsmittel, Wachse, Farbmittel, Effektfarbmitel, Flammschutz- mittel, Antioxidantien, Stabilisatoren beispielsweise gegen Licht- oder Wärmeeinwirkungen oder Antistatika.
Als teilchenförmige Füllstoffe können zudem Ruß, Holzmehl, amorphe Kieselgele, Magnesiumcarbonat , Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Bariumsulfat, Aluminiumoxid, gepulverter Quarz, Glimmer, Bentonite, Talkum, insbesondere mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 0,1 bis 10 um, gemessen nach DIN 6615, Calciumcarbonat, Kreide, Glaskugeln, Feldspat oder insbesondere Calciumsilikate wie Wollastonit und Kaolin eingesetzt werden.
Des weiteren können im Träger auch Fasermaterialien, zu denen im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch plättchenförmige Materialien gezählt werden, enthalten sein, beispielsweise Jute, Hanf, Flachs, Sisal, Ramie, Carnaf, Aluminiumplättchen, Aramid-, Stahl-, Kohle- oder Glasfasern, auch beschichtet mit Schlichten.
Statt eines Trägers kann man ein Trennmittel einsetzen, welches verhindert, dass der Schaum an der Form festklebt. Bevorzugtes Trennmittel ist eine Trennfolie oder auch eine selbsttrennende Folie, insbesondere aus Polyethylen.
Unter Polyethylen werden Ethylenhomopolymerisate, bevorzugt aber Copolymere des Ethylens verstanden, die neben Ethylen copoly- merisierbare Monomere wie beispielsweise C3-C8~01efine wie Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder 1-Octen enthalten.
Das Dekorteil kann aus verschiedenartigsten Materialien B bestehen. B umfasst Leder, die unter Verwendung von Chromverbindungen oder chromfrei gegerbt sein können, bevorzugt sind chromfrei ge- gerbte Leder, die fertig zubereitet, also lackiert sein können, oder noch unlackiert sind (sogenannte Crust-Leder) . B umfasst weiterhin Textilien aus Natur- oder Kunstfasern oder insbesondere Mikrofasern oder Mischungen, wobei die Webarten unkritisch sind, außerdem Vliese und Flächengewirke. Weiterhin umfasst B Papier, wobei Steifigkeit oder Form unkritisch sind. Als Beispiele für die bevorzugt umfassten Mikrofasern sei Alcantara genannt. Schließlich umfasst B im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Materialien, beispielsweise genähte oder gestoßene Kombinationen von Textil und Leder oder Leder und Mikrofaser.
Man kann das Dekorteil als vorgeformte Schale bereit stellen.
Die Schaumstoffkaschierung im Sinne der vorliegenden Erfindung besteht aus an sich bekanntem Schaumstoff, wobei unter Schaumstoff ein Polymerschaum zu verstehen ist, der im Allgemeinen aus einem weitmaschig vernetzten schäumbaren Polymeren gebildet wird. Bevorzugt sind Polyurethanschaum, Polyharnstoff-Formaldehyd- Schäume, Melamin-Formaldehydschäume oder thermoplastische Schäume wie physikalisch geschäumtes Polypropylen, beispielsweise Neopo- len®, oder Polyethylen. Ganz besonders bevorzugt ist Polyurethan- schäum.
Polyharnstoff-Formaldehyd-Schäume lassen sich durch Vermischen von kommerziell erhältlichen 30-40 Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd- Lösungen mit einem Härter, beispielsweise wässriger Phosphor- säure, erhalten. Polyharnstoff-Formaldehyd-Schäume und ihre Herstellung sind in Ullmann ' s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Band All, Seite 452, 5. Auflage, (1990), Verlag Chemie Weinheim, und der darin zitierten Literatur beschrieben.
Melamin-Formaldehydschäume, beispielsweise das von der BASF
Aktiengesellschaft vertriebene Basotect®, lässt sich vorteilhaft durch Vermischen von Melamin-Formaldehyd-Harzen (Molverhältnis Melamin : Formaldehyd etwa 1:3), beispielsweise in Form einer Emulsion in Pentan, mit einer Säure wie beispielsweise Ameisen- säure erhalten. Melamin-Formaldehydschäume und ihre Herstellung sind in Ullmann ' s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Band All, Seite 453, 5. Auflage, (1990), Verlag Chemie Weinheim, und der darin zitierten Literatur beschrieben.
Die Schaumstoffkaschierung wird bevorzugt als Polyurethanschaum gewählt. Polyurethanschäume bestehen aus Polyisocyanat-Polyaddi- tionsprodukten. Unter dem Ausdruck "Polyisocyanat-Polyadditions- produkten" sind in dieser im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polyisocyanurate, Polyharnstoffe und insbesondere Polyurethane, die gegebenenfalls Harnstoffstrukturen aufweisen können, zu verstehen. Bevorzugt sind dabei Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte auf der Basis von (a) Isocyanaten,
(b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen sowie gegebenenfalls
(c) Katalysatoren und gegebenenfalls
(d) Hilfsstoffen.
Polyurethanschäume stellt man aus Isocyanaten (a) und gegen Isocyanaten reaktiven Verbindungen (b) her, insbesondere Polyolen. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung in Gegenwart eines Katalysators. Als Isocyanate (a) werden allgemein bekannte (cyclo) aliphatische und/oder insbesondere aromatische Di- und Polyisocyanate eingesetzt. (Cyclo) aliphatische Diisocyanate sind insbesondere Alkylendiisocyanate mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, wie 1, 12-Dodecan-diisocyanat, 2-Ethyl-tetramethy- len-diisocyanat-1, 4, 2-Methyl-pentamethylen-diisocyanat-1, 5 , Te- tramethylen-diisocyanat-1, 4 und vorzugsweise Hexamethylen-diiso- cyanat-1,6; cycloaliphatische Diisocyanate, wie Cyclohexan-1 , 3- und -1, 4-diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, l-Isocyanato-3 , 3 , 5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Iso- phoron-diisocyanat) , 2,4- und 2 , 6-Hexahydrotoluylen-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-, 2,2'- und 2 , 4 ' -Dicyclohexylmethan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische. Aromatische Diisocyanate sind beispielsweise 2,4- und 2 , 6-Toluylen-diisocyanat und die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-, 2,4'- und 2 , 2 '-Diphenylmethan-diisocya- nat und die entsprechenden Isomerengemische, Mischungen aus 4,4'- und 2 , 4 ' -Diphenylmethan-diisocyanaten, Polyphenyl-polymethylen- polyisocyanate, Mischungen aus 4,4'-, 2,4'- und 2 , 2 ' -Diphenylmethan-diisocyanaten und Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten (Roh-MDI) und Mischungen aus Roh-MDI und Toluylen-diisocyanaten, und vorzugsweise Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und Toluylen- diisocyanat (TDI) . Die Isocyanate können in Form der reinen Verbindung oder in modifizierter Form, beispielsweise in Form von Urethdionen, Isocyanuraten, Allophanaten oder Biureten, vorzugsweise in Form von Urethan- und Isocyanatgruppen enthaltenden Umsetzungsprodukten, sogenannten Isocyanat-Prepolymeren, eingesetzt werden.
Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (b) werden Polyole, beispielsweise Polyetherpolyole oder andere Diole oder - als Vernetzungsmittel - Triole eingesetzt. Derartige Polyole sind allgemein bekannt, kommerziell erhältlich und gewählt beispielsweise aus Diolen wie Ethylenglykol , Propylenglykol, Butan-1, 4-diol, Pentan-1, 5-diol , Hexan-1, 6-diol und anderen ali- phatisehen Diolen. Andere gut einsetzbare Polyole basieren beispielsweise auf üblichen Starterverbindungen, die mit üblichen Alkylenoxiden, beispielsweise Propylenoxid und/oder Ethylenoxid unter allgemein bekannten Bedingungen umgesetzt werden. Bei den Vernetzungsmitteln handelt es sich um Verbindungen mit Molekulargewichten von 60 bis 499 und 3 oder mehr aktiven H-Atomen, vorzugsweise Aminen und besonders bevorzugt Alkoholen, beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Diethanol- amin.
Als Katalysatoren (c) können übliche Verbindungen eingesetzt werden, die beispielsweise die Reaktion der Komponenten stark beschleunigen. In Frage kommen beispielsweise tertiäre Amine und/ oder organische Metallverbindungen, insbesondere Zinn- Verbindungen. Bevorzugt werden als Katalysatoren solche eingesetzt, die zu einem möglichst geringen Fogging, d.h. zu einer möglichst geringen Abgabe von flüchtigen Verbindungen aus dem Um- setzungsprodukt (ii) führen, beispielsweise tertiäre Amine mit reaktiven Endgruppen und/oder höhersiedende Aminkatalysatoren. Beispielsweise können als Katalysatoren folgende Verbindungen eingesetzt werden: Triethylendiamin, Aminoalkyl- und/oder Amino- phenyl-imidazole, z.B. 4-Chlor-2 , 5-dimethyl-l- (N-methylaminoe- thyl) -imidazol, 2-Aminopropyl-4, 5-dimethoxy-l-methylimidazol, l-Aminopropyl-2 , 4 , 5-tributylimidazol , l-Aminoethyl-4-hexylimida- zol, l-Aminobutyl-2 , 5-dimethylimidazol, l-(3-Amino- propyl) -2-ethyl-4-methylimidazol, 1- (3-A inopropyl) imidazol und/ oder 1- (3-Aminopropyl) -2- ethylimidazol, Zinn- (II) salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Zinn- (II) -diacetat, Zinn- (II) -dioctoat, Zinn- (II) -diethylhexoat und Zinn- (II) -dilaurat und Dialkylzinn- (IV) -salze von organischen Carbonsäuren, z.B. Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat und Dioctylzinndiacetat .
Als Treibmittel können zur Herstellung von geschäumten Produkten allgemein bekannte chemisch oder physikalisch wirkende
Verbindungen eingesetzt werden. Als chemisch wirkendes Treibmittel kann bevorzugt Wasser eingesetzt werden, welches durch Reaktion mit den Isocyanatgruppen Kohlendioxid bildet. Beispiele für physikalische Treibmittel, d.h. als solche inerte Verbindungen, die unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen, sind beispielsweise (cyclo) aliphatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise solche mit 4 bis 8, besonders bevorzugt 4 bis 6 und insbesondere 5 Kohlenstoffatomen, teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe oder Ether, Ketone oder Acetate. Die Menge der eingesetz- ten Treibmittel richtet sich nach der angestrebten Dichte der Schaumstoffe. Die unterschiedlichen Treibmittel können einzeln oder in beliebigen Mischungen untereinander zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt wird nur Wasser als Treibmittel eingesetzt. Physikalische Treibmittel werden bevorzugt in einer Menge von <0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente, eingesetzt.
Die Umsetzung erfolgt gegebenenfalls in Anwesenheit von Hilfsstoffen (d) , wie z.B. Füllstoffen, Zellreglern, oberflächenaktiven Verbindungen und/oder Stabilisatoren gegen Oxidation, thermischen oder mikrobiellen Abbau oder Alterung.
Bei den Polyurethanschaum bildenden Stoffen handelt es sich üblicherweise um solche Stoffe, die nach dem Prepolymerverfahren arbeiten.
Bei dem an sich bekannten Prepolymerverfahren wird in einem er- sten Schritt üblicherweise aus Diisocyanat und im Unterschuss Polyol ein Isocyanatgruppen-aufweisendes Prepolymer hergestellt, das bei der späteren Anwendung mit weiterem Polyol zu den gewünschten Produkten umgesetzt werden kann.
Ganz besonders geeignet sind die kommerziell erhältlichen Systeme Elastocoat® C, Elastoflex® E, Elastoflex ® W und Elastofoam® der Firma Elastogran GmbH.
Es ist bevorzugt, solche gegen Isocyanat reaktive Verbindungen (b) einzusetzen, die mindestens eine primäre und/oder sekundäre Aminogruppe tragen. Durch die besonders bevorzugte Ausführungsform, nach der die (a) Isocyanate mit den erfindungsgemäßen gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen (b) erst sehr kurz vor dem Aufsprühen miteinander gemischt werden, bevorzugt nicht frü- her als 30 s, besonders bevorzugt nicht früher als 10 s vor dem Auftrag auf die Rückseite des Trägers, wird ein besonders fein verteilter Sprühnebel möglich, mit dem zum Einen besonders dünne Beschichtungen erreicht werden können und zum Anderen eine gleichmäßige Verteilung des Polyurethan-Schaumstoffs garantiert wird.
Die Schaumstoffkaschierung weist eine Dichte, bestimmt nach DIN 53420, von 20 bis 800 g/1 auf, bevorzugt von 40 bis 400 g/1. In einer anderen Ausführungsform beträgt die Dichte der Schaumstoff- kaschierung 800 bis 1800, bevorzugt 1000 bis 1200 g/1.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnungen 1 a bis 1 b erläutert, wobei die Zeichnungen eine Ausführungsform darstellen, aber nicht limitierend aufzufassen sind. Zeichnung la zeigt eine Ausführungsform der geöffneten Form F. Zunächst stellt man eine Form F mit einer verschließbaren Formhöhlung bereit. Die Größe und das Material der Form sind dabei unkritisch. Beispielsweise kann man Formen verwenden, die in EP-B 0 639 440, Figur 1-4 abgebildet sind. Vorzugsweise lässt sich die Formhöhlung mit einem Deckel D verschließen, an dem das Dekorteil fixiert ist.
Außerdem stellt man einen formgebenden Träger T aus einem Material A bereit, wobei A wie oben stehend definiert ist. Der Träger T dient zur Formgebung des Verbundes und kann beispielsweise als Bauteil ausgestaltet werden. So kann er ein Teil aus dem Automobil sein wie beispielsweise ein Teil des Automobilrahmens oder eine Automobiltür. Aber auch Griffrohlinge sind geeignet. Weiterhin geeignet sind beispielsweise die Gehäuse von Mobiltelefonen oder zahlreiche Teile aus dem Möbelbereich sowie Schalen und Griffe von Koffern. Die am fertigen Verbundformkörper nicht sichtbare Seite des Trägers, auf welche im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schaumstoff bildenden Materialien aufgesprüht werden, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung die Rückseite des Trägers.
Außerdem stellt man das abnehmbare Dekorteil Dt bereit, das aus dem Material B besteht und das obenstehend beschrieben wurde. Man fixiert das Dekorteil Dt in der Formhöhlung, beispielsweise mit kommerziell üblichen Haftklebern oder durch Anlegen eines Unterdrucks vorzugsweise von 100 bis 500 mbar .
Auch das Dekorteil Dt kann eine Form aufweisen. Diese Form ist an die spätere Verwendung angepasst, beispielsweise eine Armlehne für einen Sessel, eine Automobiltür, ein Armaturenbrett für ein Automobil, eine Instrumententafel oder das Gehäuse eines Mobiltelefons. Die später nicht sichtbare Seite des Dekorteils Dt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Rückseite des Dekorteils Dt bezeichnet.
Der Träger T wird in der Form F platziert, wobei dieser Schritt manuell oder durch Automaten erfolgen kann. Bevorzugt erfolgt er durch einen Automaten. Zur Verbesserung der Präzision der Arbeit wird der Träger T in der Form F fixiert, wobei das Fixieren durch beliebige, an sich bekannte Methoden erfolgen kann, beispielsweise manuell oder durch Bolzen, Klammern, kommerziell erhältliche Haftkleber oder Anlegen eines Unterdrucks . In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich das Dekorteil unten und der Träger oben. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ordnet man Träger und Dekorteil nebeneinander an.
Wünscht man auf einen Träger T ganz zu verzichten und stattdessen ein Trennmittel zu beschichten, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Dekorteil Dt unten und das Trennmittel oben angeordnet. In einer weiteren Aus- führungsform der vorliegenden Erfindung ordnet man Trennmittel und Dekorteil Dt nebeneinander an.
Anschließend sprüht man mit Hilfe einer Sprüheinrichtung Sp eine Beschichtung aus Schaum bildenden Stoffen über die Rückseite des Trägers T. Zum Sprühen kann man auf verschiedene Weisen vorgehen. Üblicherweise verwendet man eine Sprühpistole mit integriertem Mischkopf, die manuell oder auch automatisiert, vorzugsweise automatisiert betrieben wird. Solche Sprüheinrichtungen sind als solche bekannt und kommerziell erhältlich und beispielsweise in EP-B 0 639 440 in Figur 2 schematisch dargestellt.
Wünscht man einen Polyurethanschaum herzustellen, so werden zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Isocyanatgruppen und die gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen in solchen Mengen zur Umsetzung gebracht, dass das ÄquivalenzVerhältnis von NGO- Gruppen zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome bevorzugt 0,95 bis 1,3:1, besonders bevorzugt 1 bis 1,2:1 und insbesondere 1 bis 1,15:1, beträgt. Falls das Produkt zumindest teilweise Iso- cyanuratgruppen gebunden enthält, wird üblicherweise ein Verhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der reaktiven Wasserstoffatome von 1,5 bis 60:1, vorzugsweise 1,5 bis 8:1, angewandt.
Vorzugsweise werden die Komponenten a) und b) erst im Mischkopf der Sprüheinrichtung in Kontakt gebracht .
Die Komponenten (c) und (d) mischt man vorzugsweise schon vor der Anwendung mit der gegen Isocyanat reaktiven Komponente (b) . Man kann aber auch die Komponenten (c) oder (d) vor der Reaktion mit dem Isocyanat (a) mischen. Man kann auch die Komponenten (c) und (d) vor der Reaktion mit dem Isocyanat (a) mischen.
Durch das Besprühen der Rückseite des Trägers T mit den Schaum bildenden Stoffen wird der Träger beschichtet, und die Schaumbildungsreaktion setzt ein. Man kann den Träger T gleichmäßig mit konstanter Dicke der Schaum bildenden Materialien beschichten. Man kann aber auch den Träger lokal unterschiedlich dick beschichten. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Dekorteil Dt oder der Träger T oder beide Wölbungen aufweisen. Die Dicke der Beschichtung beträgt üblicherweise 0,2 bis 50 mm, gemessen nach der Beendigung der Schaumbildung. 5
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Stoffe, die den Schaum S bilden, beispielsweise die einen Polyurethan-Schaum bildenden Stoffe reagieren üblicherweise so ab, dass der Schaum S mit der Zeit an Volumen zunimmt. Diese Zeit wird im Rahmen der 10 vorliegenden Erfindung als Steigzeit bezeichnet. Sowie das Volumen des Schaums konstant bleibt, ist der Zeitpunkt der Beendigung des Wachstums bzw. das Ende der Steigzeit des Schaums erreicht.
Das Ende der Steigzeit des jeweiligen Schaums lässt sich vom 15 Fachmann leicht ermitteln und wird zweckmäßig vor Beginn der
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den zu verwendenden Schaum bildenden Stoffen bestimmt. Die Steigzeit kann, wie aus der Literatur bekannt ist, beispielsweise durch die Wahl der Komponenten (a) bis (d) und die jeweiligen Mengenverhältnisse be- 20 einflusst werden.
Erfindungsgemäß kontaktiert man das Dekorteil Dt mit dem Schaum S innerhalb eines Zeitraums von dem Ende des Beschichtungsvorgangs bis zum vierfachen, vorzugsweise nach der Hälfte bis zum doppel- 25 ten der gesamten Steigzeit des Schaums und besonders bevorzugt beim Ende der Steigzeit. Das Kontaktieren von Dekorteil Dt mit dem Schaum geschieht zweckmäßig durch Schließen der Formhöhlung. Man verbindet dadurch Dekorteil Dt und Schaum S miteinander, wobei man unterstützend mit erhöhtem Druck arbeiten kann.
30
Zeichnung lb zeigt eine Ausführungsform der geschlossenen Form F.
In einem weiteren Schritt wird nach einer an sich unkritischen Formstandzeit, die üblicherweise wenige Minuten beträgt, 35 beispielsweise 2 bis 5 Minuten, der Verbundformkörper entformt, d.h. aus der Form genommen. Anschließend wird der oben genannte Zyklus wiederholt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbund- 40 formkörper weisen vorzügliche mechanische Festigkeiten auf. So haben die erfindungsgemäß hergestellten Verbundformkörper bevorzugt eine Dichte zwischen 500 und 1250 kg/m3, eine Zugfestigkeit nach DIN EN 61 von 40 bis 200 MPa, ein Zug E-Modul nach ISO 527-2 von 2500 bis 10000 MPa und eine Schlagzähigkeit nach ISO 179 von 45 15 bis 200 kJ/m2. Die Vorderseiten von Dekorteil und Träger sind jeweils leckenfrei. Außerdem weisen Dekorteile aus Leder einen sehr angenehmen "soft touch" auf und sind frei von Runzeln.
Man kann das erfindungsgemäße Verfahren diskontinuierlich ausfüh- ren, wie oben geschildert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine kontinuierliche Variante des oben dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens . Dazu geht man erfindungsgemäß wie folgt vor:
1. man stellt ein Endlosband bereit,
2. man stellt ein folienförmig ausgestaltetes Dekorteil aus einem Material B bereit,
3. man sprüht eine Beschichtung aus Schaumstoff bildenden Stoffen auf das Endlosband,
4. man lässt die Schaumstoff bildenden Stoffe abreagieren und bewegt dabei das Band weiter,
5. man kontaktiert das Dekorteil vermittels einer Vorrichtung mit dem Schaumstoff und
6. entfernt das so hergestellte Verbundformteil.
Eine Ausgestaltung der kontinuierlichen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die schematische Zeichnung 2 erläutert .
Im Einzelnen geht man zur Ausübung der kontinuierlichen Variante des erfindungsgemäßen Verfahren so vor, dass man ein Endlosband EB, dass gegebenenfalls mit einem Trennmittel versehen ist, bereit stellt, wobei das Trennmittel aus einer selbstrennenden Be- Schichtung, insbesondere aus einer selbsttrennenden Folie bestehen kann, die bevorzugt aus Polyethylen besteht. Außerdem stellt man ein folienförmig ausgestaltetes Dekorteil Dtf bereit, das über Rollen auf das Endlosband zugeführt wird und aus dem Material B besteht, wobei B wie oben stehend definiert ist.
Man sprüht mit Hilfe einer Sprüheinrichtung Sp eine Beschichtung aus Schaum bildenden Stoffen auf das Endlosband EB, wobei die Schaum bildenden Stoffe wie in der diskontinuierlichen Variante ausgewählt werden. Anschließend lässt man die Schaum bildenden Stoffe abreagieren und bewegt dabei das Band mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Stoffe, die den Schaum S bilden, beispielsweise die einen Polyurethan-Schaum bildenden Stoffe reagieren üblicherweise so ab, dass der Schaum S mit der Zeit an Volumen zunimmt. Diese Zeit wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Steigzeit bezeichnet. Sowie das Volumen des Schaums konstant bleibt, ist der Zeitpunkt der Beendigung des Wachstums des Schaums bzw. das Ende der Steigzeit erreicht.
Das Ende der Steigzeit des jeweiligen Schaums lässt sich vom Fachmann leicht ermitteln und wird zweckmäßig vor Beginn der
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den zu verwendenden Schaum bildenden Stoffen bestimmt. Die Steigzeit kann, wie aus der Literatur bekannt ist, beispielsweise durch die Wahl der Komponenten (a) bis (d) und die jeweiligen Mengenverhältnisse be- einflusst werden. Durch Umrechnen mit der Geschwindigkeit, mit der sich das Band bewegt, lässt sich der Ort bestimmen, den das Endlosband erreicht hat, wenn bei stationärer Betriebsweise des Endlosbands und der Sprüheinrichtung die Steigzeit beendet ist.
Erfindungsgemäß kontaktiert man das Dekorteil Dtf mit dem Schaum S innerhalb eines Intervalls von der Sprüheinrichtung bis zum vierfachen Abstand, bezogen auf den Ort des Endes der Steigzeit.
Bevorzugt ist es, das Dekorteil Dtf innerhalb eines Intervalls zwischen der Hälfte bis zum doppelten Abstand, bezogen Ort des Endes der Steigzeit, mit dem Schaum S zu kontaktieren. Besonders bevorzugt ist es, das Dekorteil genau am Ort des Endes der Steigzeit mit dem Schaum S zu kontaktieren.
Das Kontaktieren geschieht zweckmäßig durch eine Vorrichtung, beispielsweise durch eine Rolle X1. Man verbindet dadurch Dekorteil Dt und Schaum S miteinander, wobei man unterstützend mit erhöhtem Druck arbeiten kann.
An der Stelle X2 wird der Schaumstoff vom beschichteten Endlosband und gegebenenfalls die Fixierung der Trennfolie gelöst, beispielsweise durch Abziehen oder durch Aufheben des Unterdrucks. Man erhält einen langen Verbundformkörper, der nun durch beispielsweise Zersägen oder Stanzen in kleinere Stücke mit ge- wünschten Abmessungen zerteilt werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Verbundformteilen, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, als Innenverkleidungsteile für Automobile. Ein weite- rer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Verbundformteilen, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, für Mobiltelefone, Möbel oder Koffer. Die Vorderseiten von Dekor- teil und Träger sind jeweils vollkommen fleckenfrei. Außerdem weisen Dekorteile aus Leder einen sehr angenehmen "soft touch" auf und sind frei von Runzeln.
Die Erfindung wird durch Arbeitsbeispiele erläutert.
Beispiele
1. Diskontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Verbund- formteils
1.1. Ein Dekorteil aus chromfrei gegerbtem Rindsleder vom Nap- pa-Typ, Dicke 1,0 bis 1,2 mm, durchgefärbt und zugerichtet, mit Nähten (Kappnaht und Stummelnaht) in Form einer Türverkleidung eines Automobils wurde in eine Formhöhlung eingelegt und durch Anlegen eines Unterdrucks von 100 bis 500 mbar fixiert. Der Träger in Form der entsprechenden Automobiltürverkleidung aus ABS wurde mit einer konventionellen Sprühmaschine vom Typ Hochdruckmaschine PSM 3000 der Fa. Isotherm AG gleichmäßig 10 mm dick mit dem
Polyurethan-Weichschaum bildenden Stoff Elastocoat® 66-001/BA Gesamtsystem, kommerziell erhältlich bei der Fa. Elastogran GmbH, innerhalb von 50 Sekunden beschichtet.
30 Sekunden nach Beendigung des Besprühens war das Schaumwachstum beendet. Die Form wurde geschlossen, so dass der Träger oben und das Leder unten lag.
Nach 3 bis 5 Minuten Standzeit konnte der fertige Verbundformkörper entformt werden. Die Lederoberfläche war fleckenfrei und wies einen sehr angenehmen "soft touch" auf. Außerdem war der Verbundformkörper von gleichmäßigem Durchmesser und wies keine Lunker auf.
1.2. Ein Dekorteil aus Polyamid/Polyester-Mischgewebe in Form einer Türverkleidung eines Automobils wurde in eine Formhöhlung eingelegt und durch Anlegen eines Unterdrucks von 100 bis 500 mbar fixiert. Der Träger in Form der entspre- chenden Automobiltürverkleidung aus ABS wurde mit einer konventionellen Sprühmaschine vom Typ Hochdruckmaschine PSM 3000 der Fa. Isotherm AG gleichmäßig 10 mm dick mit dem Polyurethan-Weichschaum bildenden Stoff Elastocoat® 66-001/BA Gesamtsystem, kommerziell erhältlich bei der Fa. Elastogran GmbH, innerhalb von 50 Sekunden beschichtet. 30 Sekunden nach Beendigung des Besprühens war das Schaumwachstum beendet. Die Form wurde geschlossen, so dass der Träger oben und das Dekorteil unten lag.
Nach 3 bis 5 Minuten Standzeit konnte der fertige Verbundformkörper entformt werden. Die Mischgewebeoberflache war von homogener GewebeStruktur und zeigte keine Penetration von Polyurethan.
1.3. Ein Dekorteil aus Alcantara (kommerziell erhältlich bei Alcantara S.p.A.) in Form einer Türverkleidung eines Automobils wurde in eine Formhöhlung eingelegt und durch Anlegen eines Unterdrucks von 100 bis 500 mbar fixiert. Der Träger in Form der entsprechenden Automobiltürver- kleidung aus ABS wurde mit einer konventionellen Sprühmaschine vom Typ Hochdruckmaschine PSM 3000 der Fa. Isotherm AG gleichmäßig 10 mm dick mit dem Polyurethan- Weichschaum bildenden Stoff Elastocoat® 66-001/BA Gesamtsystem, kommerziell erhältlich bei der Fa. Elastogran GmbH, innerhalb von 50 Sekunden beschichtet.
30 Sekunden nach Beendigung des Besprühens war das Schaumwachstum beendet. Die Form wurde geschlossen, so dass der Träger oben und das Dekorteil unten lag.
Nach 3 bis 5 Minuten Standzeit konnte der fertige Verbundformkörper entformt werden. Die Mischgewebeoberfläche war von homogener Gewebestruktur und zeigte keine Penetration von Polyurethan. Die Alcantaraoberflache war fleckenfrei und wies einen vorzüglichen "soft touch" auf.
1.4. Vergleichsbeispiel
Beispiel 1.1 wurde wiederholt, jedoch wurden Dekorteil und Träger vertauscht und das Dekorteil beschichtet. Nach dem Entformen konnte man eine Verhärtung des Leders beobachten. Außerdem quoll an den Nähten Polyurethan heraus. Die Lederoberfläche zeigte Flecken.
2. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Verbundformteils
Ein Endlosband (Gesamtlänge der Anlage: 5 m, Breite des Bands: 40 cm) nach Abbildung 1, das mit Polyethylen beschich- tet war und das sich mit 30 cm/s bewegte, wurde mit Hilfe einer Sprühmaschine aus Beispiel 1.1 mit einem 10 mm dicken Polyurethanschaum beschichtet. Das mit den Schaum bildenden Stoffen besprühte Endlosband bewegte sich auf einen 40 cm breiten Lederstreifen zu, der aus einem Leder nach Beispiel 1.1 bestand, auf eine Rolle zu. Der Lederstreifen wurde auf dem Schaumstoff angelegt und durch die Rolle fest gedrückt.
Man erhielt einen langen Verbundformkörper, der sich leicht vom Band ablösen ließ. Die Lederoberfläche hatte einen sehr guten "soft touch" und war fleckenfrei.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kaschierung eines eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisenden Dekorteiles mit einem Schaumstoff, wobei man,
in einem ersten Arbeitsgang Schaumstoff bildende Stoffe auf einer Fläche ausbringt,
in einem zweiten Arbeitsgang die Schaumstoff bildenden Stoffe zu einem Schaumstoff reagieren lässt und
im einem dritten Arbeitsgang am Ende des Schaumwachstums die Oberfläche des Schaumstoffes mit der Rückseite des Dekorteils kontaktiert .
2. Verfahren zum Aufbau eines Verbundformteils, das einen Träger, ein Dekorteil und eine Schaumstoffkaschierung enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
1. Bereitstellen einer Form mit einer verschließbaren Formhöhlung,
2. Bereitstellen eines formgebenden Trägers aus einem Material A, wobei A Holz, Metall, Legierungen und/oder Thermoplasten umfasst,
3. Bereitstellen eines abnehmbaren Dekorteils aus einem Ma- terial B, umfassend Leder, Textil, Folie, Papier, Mikro- faser oder Kombinationen aus zwei oder mehr der vorgenannten Materialien, das eine Vorderseite, die sich über eine Fläche der Formhohlung erstreckt, und eine freiliegende Rückseite aufweist,
Platzieren des Trägers in die Form,
5. Sprühen einer Beschichtung aus Schaumstoff bildenden , Stoffen über die Rückseite des Trägers, während sich das Dekorteil in der Formhöhlung befindet,
6. Abreagieren der Schaumstoff bildenden Stoffe,
7. Schließen der Formhöhlung und Kontaktieren des mit Schaumstoff bildenden Stoffen besprühten Trägers mit dem Dekorteil, und schließlich
8. Entformen des Verbundformteils.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man statt eines Trägers ein Trennmittel einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Formhöhlung mit Hilfe eines Formdeckels schließt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Dekorteil als vorgeformte Schale bereitstellt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass es sich bei dem Schaumstoff um Polyurethanschaum, Polyharnstoff-Formaldehyd-Schäume, Melamin- Formaldehydschäume oder thermoplastische Schäume wie physikalisch geschäumtes Polypropylen oder Polyethylen handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffkaschierung gewählt wird aus Polyisocyanat-Poly- additionsprodukten auf der Basis von
(a) Isocyanaten,
(b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen sowie gegebenenfalls
(c) Katalysatoren und gegebenenfalls
(d) Hilfsstoffen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der gegenüber Isocyanat reaktiven Verbindung um eine Verbindung handelt, die mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe trägt .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffkaschierung eine Dichte' von 20 bis 800 g/1 oder von 800 bis 1800 g/1 aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten a) und b) erst im Mischkopf der Sprüheinrichtung in Kontakt bringt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beschichtung des Trägers mit konstanter Dicke durchführt.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beschichtung des Trägers mit lokal unterschiedlicher Dicke durchführt.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Beschichtung eine Dicke von 0,2 bis 50 mm aufweist.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Dekorteil innerhalb eines Zeit- raums von dem Ende des Beschichtungsvorgangs bis zum vierfachen der gesamten Steigzeit des Schaums mit dem Schaum kontaktiert.
15. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Verbundform- körpern, enthaltend eine Schaumstoffkaschierung und ein Dekorteil, dadurch gekennzeichnet, dass man
1. ein Endlosband bereitstellt,
2. ein folienförmig ausgestaltetes Dekorteil aus einem Material B bereitstellt,
3. eine Beschichtung aus Schaumstoff bildenden Stoffen auf das Endlosband sprüht,
4. die Schaumstoff bildenden Stoffe abreagieren lässt und dabei das Band weiter bewegt,
5. das Dekorteil vermittels einer Vorrichtung mit dem Schaumstoff kontaktiert und
6. das so hergestellte Verbundformteil entfernt.
16. Verwendung von Verbundformteilen, hergestellt nach einem Ver- fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, als Inήenverklei- dungsteile für Automobile.
17. Verwendung von Verbundformteilen, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, für Mobiltelefone, Möbel oder Koffer.
PCT/EP2003/001159 2002-02-27 2003-02-06 Verfahren zum aufbau von verbundformteilen Ceased WO2003072334A1 (de)

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