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Diese
Anmeldung beansprucht eine Priorität der japanischen Patentanmeldung
mit der Nummer 2001-287100.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen
von pressgeformten Gegenständen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verfahren
zum Herstellen eines pressgeformten Gegenstands, der eine Trägerschicht
und eine geschäumte
Schicht aufweist, wie zum Beispiel eine profilierte Fahrzeugtürverkleidung oder
eine profilierte Fahrzeugdachverkleidung.
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Im
Allgemeinen weisen profilierte Fahrzeugverkleidungsprodukte eine
profilierte plattenartige Harzträgerschicht,
eine weiche geschäumte
Schicht, die auf der Trägerschicht
angeordnet ist, und eine oberste Verkleidungs- oder Abdeckschicht
auf, die geprägte
Muster aufweist, die auf dieser ausgebildet sind. Üblicherweise
wird ein derartiges Verkleidungsprodukt als ein pressgeformter Gegenstand
durch Pressformen hergestellt. Zum Beispiel wird gemäß bekannten
Techniken zunächst
ein geprägtes
Verkleidungsmaterial an einem Blatt eines geschäumten Materials angefügt, um dadurch
ein dekoratives Laminat auszubilden. Anschließend werden ein Trägermaterial
und das dekorative Laminat in einer Pressmatrize eines Pressformgeräts angeordnet
und das Trägermaterial
wird gemeinsam mit dem dekorativen Laminat pressgeformt. Als Ergebnis
wird das profilierte Verkleidungsprodukt derart ausgebildet, dass die
Verkleidungsschicht und die geschäumte Schicht an der profilierten
Trägerschicht
angebracht sind.
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Jedoch
kann gemäß diesem
bekannten Verfahren zum Herstellen von Verkleidungsprodukten die
geschäumte
Schicht durch die Wärme
und den Druck, die bzw. der während
des Pressformschritts aufgebracht werden, übermäßig zusammengedrückt oder
dünnwandig
gemacht werden. Eine derart dünnwandige
geschäumte
Schicht kann eine geringe Elastizität haben, und die geschäumte Schicht
des Verkleidungsprodukts kann sich hart anfühlen. Zusätzlich können, wenn die geschäumte Schicht
relativ dick ist, unerwünschte,
vertiefte Abschnitte oder Ausbuchtungen in der geschäumten Schicht
während
des Pressformschritts ausgebildet werden. Derartige vertiefte Abschnitte
können
das Design des Verkleidungsprodukts herabsetzen.
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Weiter
kann, da das Trägermaterial
gemeinsam mit einer zusammendrückbaren
geschäumten Schicht
der bekannten Technik pressgeformt wird, das Trägermaterial nicht während des
Pressformschritts wünschenswert
oder ausreichend profiliert werden. Ein derartiges nicht ausreichendes
Formen oder Profilieren des Trägermaterials
kann ein Verkleidungsprodukt erzeugen, das ein ausdruckloses Profil aufweist.
Zusätzlich
können
die geprägten
Muster, die vorher an der Verkleidungsschicht ausgebildet werden,
während
des Pressformschritts verformt oder zerstört werden.
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Bekannte
Verkleidungsprodukte werden auch durch andere Verfahren hergestellt.
Zum Beispiel kann die geprägte
Verkleidungsschicht an der geschäumten
Schicht anhaftend sein, um dadurch das dekorative Laminat auszubilden.
Unabhängig davon
wird nur das Trägermaterial
pressgeformt, um dadurch eine profilierte oder geformte Trägerschicht auszubilden.
Anschließend
wird das dekorative Laminat an der profilierten Trägerschicht
angebracht, um dadurch das Verkleidungsprodukt auszubilden, bei
dem die Verkleidungsschicht und die geformte Schicht an der profilierten
Trägerschicht
angebracht sind.
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Jedoch
erhöht
sich üblicherweise
die minimale Anzahl der Schritte zum Herstellen des Verkleidungsprodukts.
Zusätzlich
ist es im Allgemeinen schwierig, das dekorative Laminat an der geformten oder
laminierten Trägerschicht
anzubringen. Daher sind arbeitsintensive und zeitaufwendige Arbeiten
erforderlich, um den pressgeformten Gegenstand mittels dieses bekannten
Verfahrens auszubilden.
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Weitere
bekannte Verfahren zum Herstellen von pressgeformten Gegenständen sind
in EP-A-0544501, EP-A-0764506
und US-A-2001-016255 beschrieben.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen
eines pressgeformten Gegenstands vorzusehen.
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Gemäß Anspruch
1 sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines
pressgeformten Gegenstands vor, der eine Trägerschicht und eine geschäumte Schicht
aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist:
Erwärmen eines
Trägermaterials,
Pressformen
des erwärmten
Trägermaterials
und eines schäumbaren
Materials unter Druck, um dadurch die Trägerschicht auszubilden und
das schäumbare Material
an die Trägerschicht
anzufügen,
und
Ausdehnen des schäumbaren
Materials nach Abschluss des Pressformschritts, um dadurch die geschäumte Schicht
auszubilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Schritt
des Erwärmens
das Trägermaterial
auf eine Temperatur erwärmt
wird, die höher
als eine Temperatur ist, die innerhalb des schäumbaren Materials zellbildende
Stoffe erzeugt.
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In
diesem Fall kann die geschäumte
Schicht des pressgeformten Gegenstands nach einem Abschluss des
Pressformschritts ausgebildet werden. Daher kann der Pressformschritt
nicht die geschäumte
Schicht beschädigen
und der pressgeformte Gegenstand kann ein attraktives Design aufweisen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Verkleidungsprodukts, das gemäß einem
repräsentativen
Verfahren zum Herstellen eines pressgeformten Gegenstands der vorliegenden
Lehre hergestellt ist;
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2 zeigt
zwei Schnittansichten eines schäumbaren
Materials und eines Verkleidungsmaterials sowie eine Schnittansicht
eines Trägermaterials,
die verwendet werden können,
um das Verkleidungsprodukt auszubilden, das in 1 gezeigt
ist;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die eine repräsentative Technik zum Herstellen
des Trägermaterials
darstellt, das in 2 gezeigt ist;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die eine repräsentative Technik zum Herstellen
eines Laminats des schäumbaren
Materials und des Verkleidungsmaterials darstellt;
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5 ist
eine Schnittansicht einer oberen Matrize einer repräsentativen
Pressformmatrize, in der das Laminat angeordnet wird;
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6 ist
eine Schnittansicht einer unteren Matrize der repräsentativen
Pressformmatrize, in der das Substratmaterial angeordnet wird;
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7 ist
eine Schnittansicht der Pressformmatrize, in der das Trägermaterial
und das Laminat pressgeformt werden, um das Verkleidungsprodukt auszubilden;
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8 ist
eine Schnittansicht des fertigen Verkleidungsprodukts, bevor es
von der Pressformmatrize entfernt wird; und
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9 ist
eine Schnittansicht des fertigen Verkleidungsprodukts, nachdem es
von der Pressformmatrize entfernt wurde.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Lehre wird ein pressgeformter Gegenstand hergestellt,
der eine Trägerschicht
und eine geschäumte Schicht
aufweist. Zum Beispiel wird ein Trägermaterial zunächst mit
einem schäumbaren
Material unter Druck pressgeformt. Als Ergebnis wird ein pressgeformter
Zwischengegenstand mit einer geschäumten Zwischenschicht ausgebildet,
die an einer Trägerschicht
anhaftend ist. Das Trägermaterial
wird in einer profilierten Substratschicht während des Pressformschritts
pressgeformt. Zusätzlich
beinhaltet das schäumbare
Material bevorzugt ein Schäummittel. Während des
Pressformschritts baut das Schäummittel
ab, um dadurch zellbildende Stoffe innerhalb der geformten Zwischenschicht
zu erzeugen. Jedoch können,
da die zellbildenden Stoffe aufgrund des Drucks, der während des
Pressformschritts aufgebracht wird, außerordentlich zusammengedrückt sind,
sich die zellbildenden Stoffe nicht ausdehnen, und Zellen können sich
innerhalb der geschäumten Zwischenschicht
nicht ausbilden, bis der Druck reduziert wird. Als Ergebnis dehnt
sich die geschäumte Zwischenschicht
während
des Pressformschritts nicht aus.
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Anschließend wird
der Druck, der auf den pressgeformten Zwischengegenstand aufgebracht wird,
reduziert. Folglich können
sich die zellbildenden Stoffe innerhalb der geschäumten Zwischenschicht ausdehnen
und Zellen innerhalb der geschäumten Zwischenschicht
erzeugen, um dadurch die geschäumte
Schicht auszubilden. Somit kann der pressgeformte Gegenstand mit
der geschäumten Schicht
ausgebildet werden, die an der Trägerschicht angebracht ist,
die optional eine profilierte Trägerschicht
sein kann.
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Die
Trägerschicht
wird vor dem Pressformschritt zunächst auf eine Temperatur erwärmt, die
höher als
die Temperatur ist, die die zellbildenden Stoffe erzeugt. Das schäumbare Material
wird während
des Pressformschritts durch die Wärme von dem vorerwärmten Trägermaterial
erwärmt.
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In
einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel
kann ein Verkleidungsmaterial an dem schäumbaren Material aufgrund dekorativer
Zwecke vor dem Pressformschritt angeordnet werden. In diesem optionalen
Ausführungsbeispiel
kann ferner das Verkleidungsmaterial optional während des Pressformschritts
geprägt
werden, um eine geprägte
Verkleidungsschicht auszubilden.
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Gemäß der vorliegenden
Lehre bezeichnen die Begriffe „schäumbares
Material" und „schäumbare Schicht" im Allgemeinen ein
Material, das in der Lage ist, geschäumt und/oder ausgedehnt zu
werden, aber es ist in einem nicht ausgedehnten Zustand. Zum Beispiel
können „schäumbare Materialien" und „schäumbare Schichten" gemäß der vorliegenden
Lehre ausgedehnt werden, zum Beispiel durch Aufbringen von Wärme und/oder
eines reduzierten Drucks auf die „schäumbaren Materialien" oder „schäumbaren
Schichten". Nachdem
das „schäumbare Material" durch ein beliebiges
geeignetes Verfahren geschäumt
und/oder ausgedehnt wurde, wird es als eine „geschäumte Schicht" bezeichnet. Weiter
bezeichnet der Begriff „Trägermaterial" eine Vielzahl von
Materialien, die einen Träger
definieren können.
Nach dem Pressformen ist das „Trägermaterial" in eine „Trägerschicht" umgewandelt. Optional
kann die Form des Trägermaterials
während des
Pressformschritts verändert
werden, um dem Trägermaterial
ein Profil zu geben, und um eine profilierte Trägerschicht auszubilden.
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Ein
repräsentatives
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Lehre ist nachstehend mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben.
Ein profiliertes Fahrzeugtürverkleidungsprodukt 1 (1)
ist als ein repräsentativer,
pressgeformter Gegenstand erläutert, der
mittels der vorliegenden Lehre erzeugt werden kann.
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Bevor
das repräsentative
Ausführungsbeispiel
ausführlich
beschrieben ist, ist eine kurze Erläuterung der Konstruktion des
repräsentativen
Türverkleidungsprodukts 1 und
eines repräsentativen
Verfahrens zum Herstellen des Türverkleidungsprodukts 1 vorgesehen.
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Wie
in 9 gezeigt ist, kann das repräsentative Türverkleidungsprodukt 1 eine
Trägerschicht 10,
eine geschäumte
Schicht 20, die an der Trägerschicht 10 angeordnet
(angefügt)
ist, und eine Verkleidungsschicht 30 aufweisen, die die
geschäumte Schicht 20 abdeckt.
Jede dieser Schichten kann ein oder mehrere Harzmaterialien aufweisen,
die für
die besondere Schicht geeignet sind. Die Verkleidungsschicht 30 kann
dazu dienen, um die geschäumte Schicht 20 zu
verstärken
und/oder zu schützen.
Zusätzlich
können
(nicht gezeigte) geprägte
Muster auf der Verkleidungsschicht 30 definiert sein, um
dem Türverkleidungsprodukt 1 ein
attraktives Design zu geben.
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Das
repräsentative
Türverkleidungsprodukt 1 kann
durch Pressformen eines plattenartigen Trägermaterials 12, eines
blattartigen schäumbaren
Materials 20 und eines blattartigen Verkleidungsmaterials 32 in
einem Pressformgerät
hergestellt werden, wie in 2 gezeigt
ist. Zum Beispiel kann, wie in 3 gezeigt
ist, ein mattenartiger Materialblock 12', der aus einem Harzmaterial hergestellt
ist, in eine Druckpressformmaschine 43 eingefügt werden
und dann in ihr unter Wärme
und Druck zusammengedrückt
werden, um das plattenartige Trägermaterial 12 auszubilden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, können zwei Arten von Harzmaterialien
von einem Extruder 3 einer Extrusionsformmaschine 44 extrudiert
werden, um dadurch das Verkleidungsmaterial 32 bzw. das
schäumbare
Material 22 auszubilden. Durch Extrudieren der zwei Harzmaterialien
kann das Verkleidungsmaterial 32 gleichzeitig mit dem schäumbaren
Material 22 beschichtet und gebunden werden, um dadurch
ein Laminat 25 auszubilden. Anschließend können das Trägermaterial 12 und
das Laminat 25 in einem Pressformgerät 45 angeordnet werden,
das bevorzugt eine obere Formmatrize 7 aufweist, die relativ
zu einer unteren Formmatrize 5 bewegt werden kann, wie
in 5 und 6 gezeigt ist.
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Dann
kann das Trägermaterial 12 gemeinsam
mit dem Laminat 25 mittels des Pressformgeräts 45 unter
Druck und optionaler Wärme
pressgeformt werden. Als Ergebnis wird ein Zwischenverkleidungsprodukt 1' ausgebildet,
in dem die Verkleidungsschicht 30 und eine geschäumte Zwischenschicht 20' an einer profilierten
Trägerschicht 10 angefügt oder
gebunden sind, wie in 7 und 8 gezeigt
ist. Das heißt,
die Form des Trägermaterials 12 kann
optional verformt oder verändert
werden, um zu der Form der oberen und unteren Matrizen 5, 7 während des
Pressformschritts angepasst zu sein, wodurch die profilierte Trägerschicht 10 ausgebildet wird.
Anschließend
können
die obere und untere Matrize 5, 7 des Pressformgeräts 45 geöffnet werden, und
das Zwischenverkleidungsprodukt 1' wird von dem Pressformgerät 45 entfernt.
Wenn das Zwischenverkleidungsprodukt 1' von dem Pressformgerät entfernt
wird und einem reduzierten Druck (zum Beispiel einem normalen Atmosphärendruck)
ausgesetzt wird, dehnt sich die geschäumte Zwischenschicht 20' aus, um die
geschäumte
Schicht 20 auszubilden. Als Ergebnis wird das repräsentative
Verkleidungsprodukt 1 ausgebildet, in dem die Verkleidungsschicht
und die geschäumte
Schicht 20 an der profilierten Trägerschicht 10 angefügt sind,
wie in 9 gezeigt ist.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird das Türverkleidungsprodukt 1 bevorzugt
durch Pressformen des plattenartigen Trägermaterials 12, des schäumbaren
Materials 22 und des Verkleidungsmaterials 32 in
einem Pressformgerät
hergestellt. Weitere Details bezüglich
der Herstellung des repräsentativen
Ausführungsbeispiels
sind nachstehend beschrieben.
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Der
Materialblock 12' der
bearbeitet wird, um das Trägermaterial 12 auszubilden,
weist bevorzugt ein thermoplastisches Material auf, das zumindest ein
Harzmaterial beinhaltet. Bevorzugt kann das thermoplastische Material
ein oder mehrere thermoplastische Harze beinhalten. Zum Beispiel
kann der Materialblock 12' bevorzugt
ein thermoplastisches Material aufweisen, das zumindest ein Polyolefin
beinhaltendes thermoplastisches Harz zum Beispiel Polypropylen und/oder
Polyethylen beinhaltet. Jedoch ist es für den Fachmann selbstverständlich,
dass eine Vielzahl von thermoplastischen Harzen bei der vorliegenden
Lehre angewandt werden können.
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Das
thermoplastische Material für
den Materialblock 12' kann
ferner andere Materialien wie zum Beispiel Fasermaterialien mit
Glasfasern, synthetische Fasern und auf Holz basierenden Fasern
beinhalten. Zusätzlich
oder alternativ kann das thermoplastische Material Ruß, auf Holz
basierende Partikel und/oder metallische Partikel beinhalten. Optional können die
Fasermaterialien eine Primär-
oder Hauptkomponente des thermoplastischen Materials sein. In einem
derartigen Fall kann/können
die thermoplastischen Harz(e) in dem thermoplastischen Material
einfach als ein Bindemittel für
die Fasermaterialien dienen. Zusätzlich
kann der Materialblock 12' als
ein Laminat ausgebildet sein, das eine Vielzahl von Schichten aufweist,
die jeweils aus unterschiedlichen Arten von thermoplastischen Materialien
hergestellt sind.
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Das
thermoplastische Material kann durch Kneten von einem oder mehreren
Fasermaterialien mit einem oder mehreren geschmolzenen oder flüssigen thermoplastischen
Harz(en) erzeugt werden. Wenn die Fasermaterialien auf Holz basierende
Fasern aufweisen, können
derartige Fasern bevorzugt durch Zerfasern von Holzstoff und insbesondere durch
Zerfasern von digeriertem oder gekochtem Holzstoff erzeugt werden.
Das somit erzeugte thermoplastische Material kann geeignet in dem
Materialblock 12' durch
Verwickeln oder Vermischen der Fasermaterialien, die darin enthalten
sind, ausgebildet werden. Anschließend kann der Block 12' bei einer erhöhten Temperatur
und einem erhöhten
Druck zusammengedrückt
werden, um dadurch das plattenartige Trägermaterial 12 auszubilden,
das bevorzugt eine gewünschte
Dicke und Steifigkeit aufweist.
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Weiter
kann, wenn das thermoplastische Material ein oder mehrere thermoplastische
Harze als die Primär-
oder Hauptkomponente beinhaltet, das geschmolzene (oder flüssige) thermoplastische
Material durch Verwenden einer (nicht gezeigten) Extrusionsformmaschine
extrusionsgeformt werden und dann durch Verwenden einer (nicht gezeigten)
Walzmaschine gewalzt werden. In diesem Fall kann das Trägermaterial 12 direkt
ohne Vorformen des Materialblocks 12' ausgebildet werden. Wie für den Fachmann
selbstverständlich
ist, können
der Materialblock 12' und
das Trägermaterial 12 durch
eine Vielzahl von bekannten Techniken ausgebildet werden, und die
vorliegende Lehre ist nicht auf diesen Gesichtspunkt beschränkt.
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Das
schäumbare
Material 22 kann ein oder mehrere bekannte schäumbare Materialien
aufweisen, die bevorzugt zumindest ein vernetzbares Material und
ein Vernetzungsmittel beinhalten. Zum Beispiel kann das schäumbare Material 22 ein
schäumbares
Material aufweisen, das zumindest ein Harz aus der Polyolefinfamilie
zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen und/oder Gemische daraus,
zumindest ein Vernetzungsmittel und zumindest ein Schäummittel
beinhaltet. Das Schäummittel
kann bekannte Schäummittel
wie zum Beispiel organische Schäummittel
wie zum Beispiel Azodikarbonsäureamid
(ADCA), Zitronensäure
und/oder 4,4'-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid)
(OBSH), anorganische Schäummittel wie
zum Beispiel Natriumbicarbonat und/oder Kombinationen daraus aufweisen.
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Das
schäumbare
Material 22 kann einen großen Bereich einer Dicke aufweisen.
Jedoch kann das schäumbare
Material 22 eine Dicke zwischen ungefähr 0,2 mm und 1,0 mm bevorzugt
aufweisen. Wenn das schäumbare
Material 22 eine geringere Dicke als 0,2 mm aufweist, hat
die geschäumte
Schicht 22 üblicherweise
nicht eine ausreichende Dicke zum Bearbeiten gemäß den vorliegenden Techniken.
Außerdem
kann, wenn die Dicke der geschäumten
Schicht 22 nicht ausreichend ist, die geschäumte Schicht 22 eine
geringe Elastizität
aufweisen. Andererseits kann, wenn das schäumbare Material 22 eine
größere Dicke
als 1,0 mm aufweist, das schäumbare
Material 22 nicht ausreichend auf eine Temperatur erwärmt werden,
die das Schäummittel
abbaut und Gase oder zellbildende Substanzen darin erzeugt. In diesem
Fall kann das schäumbare
Material 22 nicht ausreichend ausgedehnt werden. Ein derart
nicht ausreichend ausgedehntes, schäumbares Material 22 kann
zu einem nicht erwünschten
Design der geschäumten
Schicht 20 führen.
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„Zellbildende
Stoffe" gemäß der vorliegenden
Lehre umfassen beliebige Stoffe, die Zellen (zum Beispiel Taschen
oder Hohlräume)
innerhalb des schäumbaren
Materials 22 ausbilden können. Das heißt, die
zellbildenden Stoffe verursachen bevorzugt, dass sich das schäumbare Material 22 ausdehnt,
um die geschäumte
Schicht 20 auszubilden. Zum Beispiel können die repräsentativen
zellbildenden Stoffe Stoffe mit einem niedrigen Siedepunkt aufweisen,
die durch Abbauen des Schäummittels
erzeugt werden. Zusätzlich
kann, wenn Polyurethan als das schäumbare Material verwendet wird,
die repräsentativen
zellbildenden Stoffe Kohlendioxid aufweisen, das durch eine chemische
Reaktion zwischen der Isocyanatgruppe des Polyurethans und dem darin
beinhalteten Wasser erzeugt wird.
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Das
Verkleidungsmaterial 32 kann ferner eine Vielzahl von bekannten
Materialien wie zum Beispiel gewebte Stoffe, nicht gewebte Stoffe,
natürliches
oder synthetisches Leder und/oder Kunststoffe aufweisen. Bevorzugt
kann das Verkleidungsmaterial 32 zumindest ein thermoplastisches
Material aufweisen, das ein thermoplastisches Elastomer aus der Polyolefinfamilie
(zum Beispiel TPO-Harze) als eine Primärkomponente beinhaltet. Es
ist für
den Fachmann selbstverständlich,
dass das Verkleidungsmaterial 32 geeignet geformt wird,
um eine gewünschte Dicke
aufzuweisen.
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Das
schäumbare
Material 22 und das Verkleidungsmaterial 32 können getrennt
ausgebildet werden, wie in 2 gezeigt
ist. Jedoch kann das schäumbare
Material 22 und das Verkleidungsmaterial 32 gleichzeitig
als ein Laminat 25 des schäumbaren Materials 22 und
des Verkleidungsmaterial 32 ausgebildet werden, wie in 2 gezeigt
ist. Ein derartiges Material 25 ermöglicht eine einfache Handhabung
des schäumbaren
Materials 22 und des Verkleidungsmaterials 32.
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Das
Pressformgerät 45 zum
Herstellen des Verkleidungsprodukts 1 kann ein bekanntes
Pressformgerät
sein, das eine obere Formmatrize 7 aufweist, die relativ
zu einer unteren Formmatrize 5 bewegt werden kann, wie
in 5 und 6 gezeigt ist. Die obere Formmatrize 7 kann
eine erste oder obere Formfläche 7a aufweisen,
die an der unteren Fläche
der oberen Formmatrize 7 definiert ist. Die obere Formfläche 7a kann
derart geformt sein, um im Wesentlichen zu dem gewünschten äußeren Profil des
Türverkleidungsprodukts 1 zu
korrespondieren. Optional kann die obere Formfläche 7a geprägte Muster 9 aufweisen,
die zu den geprägten
Mustern korrespondieren, die an dem Verkleidungsmaterial 32 während des
Pressformschritts ausgebildet werden.
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Eine
Spannvorrichtung 41 kann rund um die obere Formmatrize 7 angeordnet
sein. Die Spannvorrichtung 41 arbeitet bevorzugt, um das
Laminat 25 vorübergehend
an der oberen Formfläche 7a der oberen
Formmatrize 7 zu fixieren oder zu halten. Wie in 5 gezeigt
ist, kann das Laminat 25 (das heißt das Verkleidungsmaterial 32 und
das schäumbare Material 22)
eingespannt an der oberen Formfläche 7a angeordnet
oder platziert sein.
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Die
untere Fläche
der oberen Formmatrize 7 ist bevorzugt mit einer Vakuumquelle
wie zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe verbunden.
Die Vakuumquelle kann das Laminat 25 in Richtung der oberen
Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 saugen oder ansaugen. In diesem Fall
wird das Laminat 25 aufgrund des Vakuums (reduzierten Drucks),
das/der auf die obere Formfläche 7a der oberen
Formmatrize 7 aufgebracht wird, vor dem Pressformschritt
vorgeformt und durch die obere Formmatrize 7 fest gehalten.
Das heißt,
das Laminat 25 kann durch Aufbringen eines Vakuums oder
reduzierten Drucks auf das Laminat 25 vorgeformt werden,
bevor der Pressformschritt beginnt.
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Wie
in 6 gezeigt ist, kann die untere Matrize 5 eine
zweite oder untere Formfläche 5a aufweisen,
die an der oberen Fläche
der unteren Matrize 5 definiert ist. Die untere Formfläche 5a kann
derart geformt sein, um im Wesentlichen zu der oberen Formfläche 7a der
oberen Formfläche 7a zu
korrespondieren.
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Repräsentative
Verfahren zum Herstellen des Türverkleidungsprodukts 1 mittels
des Geräts 45 sind
nachstehend beschrieben. Vor dem Pressformen des Laminats 25 mittels
des Pressformgeräts 45 wird
das Trägermaterial 12 auf
eine Temperatur (zum Beispiel ungefähr 220°C) erwärmt, die höher als die Temperatur ist,
bei der das Schäummittel
abgebaut wird und zellbildende Stoffe innerhalb des schäumbaren
Materials 22 erzeugt werden. Das Trägermaterial 12 kann
gemäß einer
Vielzahl von bekannten Verfahren erwärmt werden.
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Das
Verkleidungsmaterial 32 kann bevorzugt auf eine Temperatur
von ungefähr
120°C bis
150°C erwärmt werden,
so dass das Verkleidungsmaterial 32 eine außerordentliche
Elastizität
und Flexibilität aufweist.
Jedoch wird das schäumbare
Material 22 bevorzugt auf eine Temperatur erwärmt, die
nahe aber ein wenig unter der Abbautemperatur des Schäummittels
ist, das in dem schäumbaren
Material 22 beinhaltet ist.
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Anschließend wird
das Pressformgerät 45 betätigt, um
die obere und untere Matrize 5, 7 zu öffnen. Dann
ist, wie in 5 gezeigt ist, das Laminat 25 (das
heißt
das Verkleidungsmaterial 32 und das schäumbare Material 22)
an der oberen Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 angeordnet oder platziert. Als Ergebnis
ist das Verkleidungsmaterial 32 direkt zu der oberen Formfläche 7a zugewandt
oder gegenüberliegend.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann das Laminat 25 durch
die Spannvorrichtung 41 fest an der oberen Formmatrize 7 eingespannt
sein. Anschließend
wird das Laminat 25 in Richtung der oberen Formfläche 7a aufgrund
des Vakuums (des reduzierten Drucks) angesaugt, das/der auf die
obere Formfläche 7a aufgebracht
wird. Als Ergebnis wird das Laminat 25 vorgeformt und fest
an der oberen Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 gehalten.
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Wie
in 6 gezeigt ist, ist das Trägermaterial 12 an
der unteren Formfläche 5a der
unteren Formmatrize 5 angeordnet oder platziert. Dann wird das
Pressformgerät 45 umgekehrt
betätigt,
um die obere und untere Matrize 5, 7 zu schließen. Als
Ergebnis wird, wie in 7 und 8 gezeigt
ist, das Trägermaterial 12 gemeinsam
mit dem Laminat 25 unter Wärme und Druck pressgeformt,
um dadurch das Zwischenverkleidungsprodukt 1' auszubilden, in dem die Verkleidungsschicht 30 und
die geschäumte Zwischenschicht 20' an der profilierten
Trägerschicht 10 angebracht
oder gebunden sind. Weiter kann ein oder mehrere geprägte Muster
(nicht gezeigt) der Verkleidungsschicht 30 gegeben werden,
wenn das Verkleidungsmaterial 32 durch die geprägten Muster 9,
das an der oberen Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 definiert ist, geprägt wurde.
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Wenn
das Trägermaterial 12 und
das Laminat 25 innerhalb des Pressformgeräts 45 pressgeformt
werden, wird das schäumbare
Material 22 durch die Wärme
des Trägermaterials 12 erwärmt. Wenn
das Trägermaterial 12 auf
eine Temperatur (zum Beispiel ungefähr 220°C) erwärmt wird, die höher als
die Temperatur ist, bei der das Schäummittel sich abbaut, wird
das schäumbare
Material 22 wirksam auf die Schäummittelabbautemperatur oder
höher erwärmt, um
dadurch zellbildende Stoffe innerhalb des schäumbaren Materials 22 zu
erzeugen. Außerdem
kann ferner das schäumbare
Material 22 optional durch eine Vernetzungsreaktion während des Pressformschritts
chemisch modifiziert werden. In diesem Fall ändert sich während des
Pressformschritts das schäumbare
Material 22 materiell in die geschäumte Zwischenschicht 20', die zellbildende Stoffe
in ihr beinhaltet.
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Die
zellbildenden Stoffe haben bevorzugt das Potential, sich auszudehnen
und/oder Zellen innerhalb der geschäumten Zwischenschicht 20' auszubilden,
wenn der Druck, der auf die geschäumte Zwischenschicht 20' aufgebracht
wird, reduziert oder zurückgenommen
wird, zum Beispiel ist die geschäumte
Zwischenschicht 20' einem
normalen Atmosphärendruck
ausgesetzt. Jedoch können
sich durch Zusammendrücken
der zellbildenden Stoffe mittels eines hohen Drucks während des
Pressformschritts die zellbildenden Stoffe nicht während des Pressformschritts
ausdehnen. Somit können
Zellen innerhalb der geschäumten
Zwischenschicht 20' während des
Pressformschritts nicht ausgebildet werden. Als Ergebnis kann, da
sich die geschäumte Zwischenschicht 20' während des
Pressformschritts nicht ausdehnt (oder sich nicht signifikant ausdehnt), die
geschäumte
Zwischenschicht 20' üblicherweise im
Wesentlichen das gleiche Volumen wie das schäumbare Material 22 während des
Pressformschritts beibehalten.
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Nach
einem Abschluss des Pressformschritts wird das Pressformgerät 45 wieder
betätigt, um
die obere und untere Matrize 5, 7 des Pressformgeräts 45 zu öffnen und
um durch das Pressformgerät 45 den
Druck herabzusetzen. In anderen Worten wird, wenn die obere und
untere Matrize 5, 7 geöffnet sind, das Zwischenverkleidungsprodukt 1' einem reduzierten
Druck (zum Beispiel einem normalen Atmosphärendruck) ausgesetzt. Bei dem
reduzierten Druck können
sich die zellbildenden Stoffe ausdehnen, um Zellen innerhalb der
geschäumten
Zwischenschicht 20' aufgrund
einer Ausdehnung der zellbildenden Stoffe ausbilden. Als Ergebnis
kann, wie in 9 gezeigt ist, sich die geschäumte Zwischenschicht 20' in die geschäumte Schicht 20 ausdehnen,
um dadurch das Verkleidungsprodukt 1 auszubilden, in dem
die Verkleidungsschicht 30 und die geschäumte Schicht 20 an
der profilierten Trägerschicht 10 angebracht
oder gebunden sind.
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Anschließend kann
die Verkleidungsschicht 30 und die Trägerschicht 10 abgekühlt werden,
bis die Verkleidungsschicht 30 und die Trägerschicht 10 eine
Härte erreicht
haben, so dass sie sich selbst stützen. Dann kann das Verkleidungsprodukt 1 von dem
Pressformgerät 45 entfernt
werden. Weiter kann, wenn die obere und untere Matrize 5, 7 nicht vorerwärmt werden,
das Verkleidungsprodukt 1 einfach und schnell durch die
Kühlungswirkungen
(Kühlkörpereigenschaften)
der Matrizen 5, 7 abgekühlt werden. Das entfernte Verkleidungsprodukt 1 kann dann
optional einer weiteren Bearbeitung ausgesetzt werden, um dessen
Umfang zu bearbeiten und/oder um verschiedene Komponenten an diesem
anzubringen.
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Zusätzlichen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Lehre können
das/die Schäummittel
einen oder mehrere Stoffe aufweisen, der/die flüssige und/oder feste zellbildenden
Stoffe erzeugen, zusätzlich
zu oder anstelle von gasförmigen
zellbildenden Stoffen. Weiter kann/können das/die Schäummittel
Stoffe aufweisen, die während
des Pressformschritts keine zellbildenden Stoffe erzeugen und anstelle
nur derartige zellbildende Stoffe erzeugen, nachdem die obere und
untere Matrize 5, 7 geöffnet wurden (zum Beispiel
nur unter reduzierten Drücken).
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Wenn
die zellbildenden Stoffe während
des Pressformschritts zusammengedrückt werden, können die
zellbildenden Stoffe nicht einfach innerhalb die geschäumte Schicht 20' wandern. In
diesem Fall können
die zellbildenden Stoffe nicht einfach koagulieren und miteinander
kombiniert werden. Daher ist es bevorzugt, die zellbildenden Stoffe
innerhalb der geschäumten
Zwischenschicht 20' gleichmäßig zu verteilen.
Derartig gleichmäßig verteilte
zellbildende Stoffe können
eine außerordentliche
geschäumte Schicht 20 ausbilden,
in der kleine Zellen gleichmäßig verteilt
sind.
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Außerdem können, wenn
die geschäumte Zwischenschicht 20' zwischen der
Trägerschicht 10 und
der Verkleidungsschicht 30 angeordnet oder verschachtelt
ist, die zellbildenden Stoffe wirksam innerhalb der geschäumten Zwischenschicht 20' während des
Pressformschritts eingefangen werden. In diesem Fall kann die geschäumte Schicht 20 ausreichend
und zuverlässig
ausgedehnt werden.
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Detaillierte Beschreibung
des repräsentativen
Beispiels
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Auf
Holz basierende Fasern, die durch Zerfasern von Kenaf erhalten werden,
werden mit Polypropylen mit einem Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt, um
dadurch ein thermoplastisches Material auszubilden. Insbesondere
werden Kenaffasern und Polypropoylenfasern mit dem Gewichtsverhältnis von 1:1
gemischt, und das Gemisch wird verarbeitet, um eine Vielzahl von
thermoplastischen Materialmatten auszubilden. Diese Matten werden
durch Nadeln bzw. Vernadelung laminiert, um dadurch den Materialblock 12' auszubilden.
Anschließend
wird, wie in 3 gezeigt ist, der Materialblock 12' in die Pressformmaschine 43 eingebracht
und wird in ihr unter Wärme
und Druck zusammengedrückt.
Insbesondere wird der Materialblock 12' bei einer Temperatur von ungefähr 230°C und einem
Druck von ungefähr 80
Tonnen zusammengedrückt.
Als Ergebnis wird das plattenartige Trägermaterial 12 mit
einer gewünschten
Dicke ausgebildet. Dann wird das Trägermaterial 12 auf
eine Temperatur von mindestens ungefähr 220°C erwärmt, wobei diese Temperatur
höher als
die Abbautemperatur des Schäummittels
ist, das innerhalb des schäumbaren
Materials angeordnet ist, das nachstehend beschrieben ist.
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Das
schäumbare
Material wird durch Vermischen eines Harzmaterials ausgebildet,
das Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE) als Primärkomponente,
Dicumylperoxid als Vernetzungsmittel und ein Schäummittel der Azo-Familie beinhaltet.
Das Schäummittel
hat eine Abbautemperatur von 160°C. Zusätzlich wird
ferner ein thermoelastisches Material gestaltet, das thermoplastische
Elastomere aus der Polyolefinfamilie als eine Hauptkomponente beinhaltet.
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Anschließend werden,
wie in 4 gezeigt ist, das schäumbare Material und das thermoplastische
Material geschmolzen und geknetet und dann von dem Extruder 3 der
Extrusionsformmaschine 44 extrudiert, um dadurch das schäumbare Material 22 bzw.
das Verkleidungsmaterial 32 auszubilden. Das Verkleidungsmaterial 32 und
das schäumbare
Material 22, die extrudiert wurden, werden simultan geschichtet
und verbunden, um dadurch das Laminat 25 auszubilden. Der
Extruder 3 ist derart festgelegt, dass das resultierende
schäumbare
Material 22 eine Dicke von 0,2 mm aufweist. Dann wird das
resultierende Laminat 25 mittels einer Infrarotwärmevorrichtung
auf ungefähr
150°C erwärmt, wobei
die Temperatur geringer als die Abbautemperatur des Schäummittels
ist.
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Anschließend wird
das Pressformgerät 45 betätigt, um
die obere und untere Matrize 5, 7 zu öffnen. Danach
wird, wie in 5 gezeigt ist, das Laminat 25 (das
heißt
das Verkleidungsmaterial 32, das an dem schäumbaren
Material 22 angefügt
ist) an der oberen Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 derart angeordnet, dass das Verkleidungsmaterial 32 zu der
oberen Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 zugewandt ist. Weiter wird das Laminat 25 fest
an die obere Formmatrize 7 durch die Spannvorrichtung 41 eingespannt.
Dann wird das Laminat 25 in Richtung der oberen Formfläche 7a der
oberen Formmatrize 7 durch Aufbringen eines Vakuums (eines
reduzierten Drucks) angesaugt. Folglich wird das Laminat 25 vorgeformt
und fest an der oberen Formfläche 7a der oberen
Formmatrize 7 gehalten. Weiter wird, wie in 6 gezeigt
ist, das Trägermaterial 12 an
der unteren Formfläche 5a der
unteren Formmatrize 5 angeordnet.
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In
diesem Zustand wird das Pressformgerät 45 umgekehrt betätigt, um
die obere und untere Matrize 5, 7 zu schließen. Somit
wird, wie in 7 und 8 gezeigt
ist, das Trägermaterial 12 gemeinsam mit
dem Laminat 25 unter Wärme
und Druck pressgeformt, um dadurch das Zwischenverkleidungsprodukt 1' auszubilden,
in dem die Verkleidungsschicht 30 und die geschäumte Zwischenschicht 20' an der profilierten
Trägerschicht 10 angefügt oder
gebunden sind.
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Anschließend wird
das Pressformgerät 45 wieder
betätigt,
um die obere und untere Matrize 5, 7 zu öffnen, und
um durch das Pressformgerät 45 einen
Druck herabzusetzen. Als Ergebnis dehnt sich, wie in 9 gezeigt
ist, die geschäumte
Zwischenschicht 20' in
die geschäumte
Schicht 20 aus, um dadurch das Verkleidungsprodukt 1 auszubilden,
in dem die Verkleidungsschicht 30 und die geschäumte Schicht 20 an
der profilierten Trägerschicht 10 angefügt oder
gebunden sind. Die geschäumte
Schicht 20 wird ausreichend ausgedehnt und hat eine Dicke
von ungefähr
1,0 mm. Ferner werden (nicht gezeigte) geprägte Muster an der Verkleidungsschicht 32 während des
Pressvorgangs ausgebildet.
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Gemäß den vorliegenden
Verfahren kann die geschäumte
Schicht 20 nach einem Abschluss des Pressformschritts ausgebildet
werden. Daher kann die geschäumte
Schicht 20 eine außerordentliche Elastizität und gewünschte physikalische
Eigenschaften aufweisen, da die geschäumte Schicht 20 nicht
durch den Druck beeinflusst wird, der auf das Laminat 25 während des
Pressformschritts aufgebracht wird. Zusätzlich kann die geschäumte Schicht 20 zuverlässig an
der Trägerschicht 10 und
der Verkleidungsschicht 30 durch Fusionsverbinden während des
Pressformschritts angebracht werden.
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Weiter
wird gemäß der vorliegenden
Verfahren, da das schäumbare
Material 22 im Wesentlichen inkompressibel ist, das schäumbare Material 22 nicht signifikant
während
des Pressformschritts zusammengedrückt. Daher kann ein relativ
hoher Druck auf das Trägermaterial 12 während des
Pressformschritts aufgebracht werden, um eine gewünschte oder
ausreichende Form oder Profil des Trägermaterials 12 während des
Pressformschritts auszubilden. Das heißt, ein relativ hoher Druck
kann auf das Trägermaterial 12 während des
Pressformschritts aufgebracht werden, das mittels den bekannten
Techniken nicht möglich
ist, da eine geschäumte
Schicht durch den hohen Druck brechen würde, der während des Pressformschritts
aufgebracht wird. Ein derartiges ausreichendes Formen oder Profilieren
des Trägermaterials 12 verhindert,
dass das Verkleidungsprodukt 1 ein ausdruckloses Profil
aufweist.
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Zusätzlich können geprägte Muster
optional dem Verkleidungsmaterial 32 während des Pressformschritts
gegeben werden. In diesem Fall können die
geprägten
Muster, die an dem Verkleidungsmaterial 32 ausgebildet
sind, nicht während
des Pressformschritts verformt oder zerstört werden, und die Verkleidungsschicht 30 kann
attraktive geprägte Muster
aufweisen. Somit kann gemäß dem vorliegenden
Verfahren das Verkleidungsprodukt 1 ein attraktives Design
aufweisen und kann effektiv hergestellt werden, ohne dass die Anzahl
von Grundherstellungsschritten erhöht werden muss.
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Obwohl
das Trägermaterial 12 durch
Zusammendrücken
des Materialblocks 12' des
thermoplastischen Materials ausgebildet wird, das Fasermaterialien
und geschmolzene thermoplastische Harze aufweist, kann das Trägermaterial 12 ferner
direkt aus dem thermoplastischen Material ausgebildet werden. Zusätzlich kann,
obwohl das Laminat 25 durch gleichzeitiges Ausbilden und
Verbinden des Verkleidungsmaterials 32 mit dem schäumbaren
Material 22 ausgebildet wird, das Laminat 25 aus
einem Verkleidungsmaterial 32 und einem schäumbaren
Material 22 ausgebildet werden, die getrennt ausgebildet
und dann verbunden werden. Weiter können, obwohl das Verkleidungsmaterial 32 und
das schäumbare
Material 22 innerhalb des Pressformgeräts 45 als das Laminat 25 angeordnet
sind, diese Materialien 32, 22 stattdessen getrennt
innerhalb des Pressformgeräts 45 angeordnet
werden. In einem derartigen Fall wird nur das Verkleidungsmaterial 32 in
Richtung der oberen Formmatrizenfläche 7a angesaugt.
Außerdem können diese
Materialien 32, 22 getrennt auf unterschiedliche
Temperaturen erwärmt
werden, bevor sie in das Pressformgerät 45 eingebracht werden.
Alternativ kann zumindest eines der Materialien 32, 22 auf eine
gewünschte
Temperatur erwärmt
werden, bevor es in das Pressformgerät 45 eingebracht wird.
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Obwohl
das Laminat 25 bzw. das Trägermaterial 12 an
der oberen bzw. unteren Formmatrize 7 bzw. 5 angeordnet
werden können,
können
das Laminat 25 und das Trägermaterial 12 zwischen
den Matrizen 7, 5 angeordnet sein. Weiter können zusätzliche
Materialien wie zum Beispiel Klebstoffe zwischen dem Verkleidungsmaterial 32 und
dem schäumbaren
Material 22 und/oder zwischen dem schäumbaren Material 22 und
dem Trägermaterial 12,
falls erforderlich, aufgebracht werden.
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Weiter
sind, obwohl ein profiliertes Türverkleidungsprodukt 1 als
ein pressgeformter Gegenstand gemäß den vorliegenden Lehren erläutert wurde,
die pressgeformten Gegenstände
gemäß den vorliegenden
Lehren nicht auf plattenartige oder paneelartige Bauteile beschränkt und
können
streifenartige oder stabartige Bauteile sein. Außerdem ist der pressgeformte
Gegenstand nicht auf Teile eines Fahrzeugkörpers beschränkt, da
die vorliegenden Lehren äquivalent
auf eine Vielzahl von weiteren Teilen wie zum Beispiel Innenverkleidungskomponenten für Häuser, Möbel und
sonstige Gegenstände
angewandt werden können.
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Ein
repräsentatives
Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ausführlich mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen
beschrieben. Diese ausführliche Beschreibung
dient lediglich dazu, dem Fachmann weitere Details zum Ausführen der
bevorzugten Gesichtspunkte der vorliegenden Lehren zu geben, und nicht
dazu, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken. Einzig die Ansprüche definieren
den Schutzumfang der Erfindung. Daher können Kombinationen der Merkmale
und Schritte, die vorstehend beschrieben sind, nicht erforderliche
sein, um die Erfindung in ihrem breitesten Sinne anzuwenden, und sind
stattdessen lediglich beschrieben, um insbesonders repräsentative
Beispiele der Erfindung ausführlich
zu beschreiben.