DE3116498A1

DE3116498A1 - "mit folienmaterial auf pvc-basis verkleidete und gepolsterte gegenstaende"

Info

Publication number: DE3116498A1
Application number: DE19813116498
Authority: DE
Inventors: Klaus 4000 Düsseldorf Kölzer
Original assignee: Buch & Koelzer oHG
Current assignee: Buch & Koelzer oHG
Priority date: 1981-04-25
Filing date: 1981-04-25
Publication date: 1982-11-11

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Gegenstände, insbesondere Türverkleidungen von Kraftfahrzeugen, die mit einem Folienmaterial, insbesondere PVC-Kunstleder, verkleidet sind und bei denen zur Polsterung und Isolierung zwischen dem Folienmaterial und dem Gegenstand eine Luftpolsterfolie aus Polyolefin, insbesondere Polyäthylen (PE), angeordnet ist. Um eine dauerhafte Verbindung des PVC-Folienmaterials mit der PE-Luftpolsterfolie durch Hochfrequenzschweißung zu gewährleisten, ist entweder das PVC-Folienmaterial mit Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, oder die Luftpolsterfolie mit einem halogenhaltigen Polymeren, insbesondere auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyvinylidenchlorid (PVDC), beschichtet.
Polyolefinfolien, wie Polyäthylenfolien, oder andere Folien aus thermoplastischen Kunststoffen können mit Hilfe von Hitze und Druck verschweißt werden. Dabei werden zwei oder mehrere Folienlagen zwischen heizbaren Schweißzangen solange zusammengepresst, bis der Kunststoff geschmolzen ist und sich miteinander verbindet. Dieses Verfahren wird in großem Umfang zur Herstellung von Tragetaschen, Tüten, Müllbeuteln und dergleichen aus Polyäthylen verwendet. Es war jedoch bisher nicht möglich, dieses Verfahren mit befriedigenden Ergebnissen auf die Verschweißung von Luftpolsterfolien aus Polyäthylen zu übertragen. Beim Zusammenpressen durch die Schweißzangen werden die einzelnen Luftkammern komprimiert und drücken, unterstützt die Wärme, nach Beendigung des Drucks durch die Schweißzangen die noch weichen Schweißnähte wieder auseinander, bevor es zu einer innigen Verbindung der einzelnen Polyäthylenfolien kommt. Um Luftpolsterfolien einwandfrei verschweißen zu können, muß daher der Druck im Bereich der Schweißnähte bis zur Abkühlung und Verfestigung des Kunststoffes aufrechterhalten werden, was einen relativ hohen Zeitaufwand erfordert.
Es gibt viele Gegenstände des täglichen Gebrauchs wie Auskleidungen, besonders die Innenauskleidungen von Kraftfahrzeugen, Kinderwagen, verschiedene Täschnerwaren u.a. Produkte, bei denen konstruktiv tragende Teile mit einer Polsterung oder Isolierung versehen werden müssen, die nach außen durch eine ansprechende Folie verkleidet werden. Bei diesen Produkten, die technisch in großen Mengen hergestellt werden, kommt es auf ein sehr schnell arbeitendes Schweißverfahren an. Hier wendet man ein wegen seiner Schnelligkeit besonders vorteilhaftes Schweißverfahren an, das sogenannte Hochfrequenzschweißen (HF-Schweißen). Die Wärme wird bei diesem Verfahren nicht durch Kontakt mit einer heißen Metallfläche übertragen, sondern durch Anlegung eines Hochfrequenzfeldes, wodurch die Moleküle des Stoffes in Schwingungen versetzt und damit eine innere Reibungswärme erzeugt wird. Die druckausübenden Schweißzangen selbst bleiben hierbei kalt. Zur Herstellung von Schweißverbindungen mit Hilfe des HF-Schweißverfahrens sind thermoplastische Kunststoffe mit einer besonderen Molekularstruktur erforderlich, damit bei Einwirkung eines Hochfrequenzfeldes durch die Schwingungen des Materials Erhitzung eintritt. Die Struktur dieser Kunststoffe muß Molekulareinheiten aufweisen, die einen stark polaren Charakter besitzen und sich so beim Anlegen eines Hochfrequenzfeldes durch die starken dielektrischen Verluste aufheizen. Das ist beispielsweise bei halogenhaltigen Polymeren, Polyamiden oder Acetylzellulose der Fall.
Weitere Vorteile des sehr schnell arbeitenden Hochfrequenzschweißverfahrens, das bevorzugt für PVC-Weichfolien und PVC-Kunstleder eingesetzt wird, liegen auch darin, daß die Elektroden beliebigen Formen angepasst werden können und mit den Schweißvorgängen gleichzeitig auch Schneid- und Stanzprozesse durchgeführt werden können.
Türverkleidungen, wie sie in vielen Kraftfahrzeugen eingebaut sind, haben in der Regel folgenden Aufbau: Eine Hartfaser-, Holz- oder Kunststoffplatte als Verstärkungselement wird mit einem PVC-Lack oder einer PVC-Emulsion beschichtet. Auf diese beschichtete Platte wird ein PVC-Schaum mit ca. 2 bis 15 mm, je nach gewünschter Polsterwirkung gelegt und auf diesen Schaumstoff kommt abschließend eine Kunstlederfolie aus PVC. Das so aufgebaute Paket wird nun unter die Hochfrequenzschweißanlage gelegt und zusammengepresst.
Dabei ergibt sich im Bereich der Schweißnähte ein Schmelzfluss zwischen PVC-Kunstleder, PVC-Schaum und der Beschichtung der Hartfaserplatte. Nach Abkühlung hat sich eine homogene Verbindung zwischen den einzelnen Lagen ergeben.
Als PVC-Schaum wird vorwiegend Weich-PVC-Schaum eingesetzt, der relativ teuer ist und durch seinen Gehalt an Weichmachern gewisse Nachteile mit sich bringt. PVC-imprägnierte Vliese und Watten dagegen besitzen nur schlechte Polstereigenschaften.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, das technisch elegante und wirtschaftlich interessante Verfahren der Hochfrequenzverschweißung auch bei Luftpolsterfolien aus Polyäthylen anwenden zu können, die bisher bei der HF-Verschweißung verwendeten Polsterstoffe, wie PVC-Schaum oder PVC-imprägnierte Vliese, durch bessere oder preiswertere Materialien zu ersetzen, und eine haltbare Schweißverbindung des PE-Materials mit dem PVC-Material herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei gepolsterten Verkleidungen von Gegenständen, insbesondere Türverkleidungen von Kraftfahrzeugen, zwischen dem Folienmaterial auf PVC-Basis, insbesondere einem Kunstleder, und dem Gegenstand eine Polyäthylenluftpolsterfolie angeordnet ist, und daß entweder die dem PVC-Folienmaterial zugewandte Aussenseite der Luftpolsterfolie mit einer Beschichtung oder Kaschierung versehen ist, die in der Wärme eine dauerhafte Verbindung mit dem PVC-Folienmaterial eingeht oder daß das PVC-Folienmaterial auf der Innenseite mit einer Beschichtung oder Kaschierung versehen ist, die eine dauerhafte Verbindung mit der Luftpolsterfolie eingeht, und daß diese Schichten an den gewünschten Stellen, z.B. am Rand, miteinander und dem Gegenstand verschweißt bzw. verbunden sind.
Ein haltbarer Schmelzverbund durch HF-Schweißen wird somit erfindungsgemäß möglich, wenn die Seite, an der sich die Folien berühren, jeweils mit einem Material beschichtet ist, das dem der anderen Folie chemisch verwandt ist. Demzufolge besteht die Beschichtung oder Kaschierung mindestens einer Außenseite der Luftpolsterfolie aus einem halogenhaltigen Polymeren, insbesondere PVC oder PVDC. Das ermöglicht dann einen haltbaren Verbund mit einem handelsüblichen PVC-Folienmaterial, insbesondere einem Kunstleder aus PVC. Für die Zwecke der Erfindung kann aber auch eine Polyolefin-, insbesondere PE-Luftpolsterfolie, verwendet werden, die auf der dem PVC-Folienmaterial zugekehrten Seite nicht modifiziert wurde, wenn die Innenseite des PVC-Folienmaterials mit einem Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, beschichtet oder kaschiert ist.
Möglichkeiten der Beschichtung sind in der Technik vielseitig bekannt. Die Art der Beschichtung hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Herstellung und Verwendung der erfindungsgemäßen Luftpolsterverbundfolie. Die Beschichtung kann auf die bereits hergestellte Luftpolsterfolie aber auch auf die zur Herstellung von Luftpolsterfolien benötigten Ausgangsfolien erfolgen. Verbundfolien von PE und PVC können durch Coextrusion in einer Breitschlitzdüse, sie können durch Verpressen beider Folien, kontinuierlich mittels Kalander oder diskontinuierlich mittels Pressen erfolgen, ebenso kann aber das PVC als Plastisol oder Lösung auf die PE-Folie aufgerakelt oder aufgestrichen werden, wobei die üblichen Schritte der Trocknung und Verschmelzung der PVC-Partikelchen folgen müssen.
Die Verbundfolien lassen sich auch auf dem Wege der Flammkaschierung herstellen. Die Laminierung einer PE-Folie mit einer PVC-Folie wird zweckmäßigerweise durch eine Oberflächenbehandlung des PE, wie Anflammen, Anlösen oder Anätzen sowie durch die Verwendung von Haftvermittlern unterstützt. Die verfügbaren Haftkleber erlauben es ebenfalls PE- und PVC-Folie miteinander zu verkleben. Die Auswahl des anzuwendenden Beschichtungsverfahrens richtet sich nach der gewünschten Dicke der PVC-Beschichtung. Während dicke Folien leichter durch Coextrudieren oder Verpressen herzustellen sind, kann für dünne Folien das Rakeln oder Streichen vorteilhaft sein.
Die in an sich bekannter Weise hergestellten oder bekannten Verbundfolien, insbesondere aus PE und PVDC oder PE und PVC können dann mit einer hierfür üblichen PE-Folie zu Luftpolsterfolien mit mindestens einer PVC- oder PVDC-Deckschicht verarbeitet werden.
Die erfindungsgemäßen Luftpolsterfolien lassen sich auch aus den handelsüblichen Luftpolsterfolien durch Aufbringen der Beschichtung eines dielektrisch verschweißbaren Kunststoffs mit geeigneten Methoden herstellen, die die Luftpolsterstruktur nicht beeinträchtigen, wie z.B. Kaschierung durch Aufkleben oder Aufstreichen eines Plastisols oder einer Lösung des Kunststoffs. Voraussetzung für die gewünschte Verarbeitung einer erfindungsgemäß modifizierten Luftpolsterfolie aus Polyäthylen ist lediglich, daß die Beschichtung der Folie so durchgeführt wird, daß die Kunststoffschicht dick genug ist, um ein dielektrisches Verschweißen der Luftpolsterfolie zu ermöglichen und daß bei Einwirkung von Hitze keine Delaminierung der beiden verschiedenen Kunststoffolien eintritt, d.h. daß die meist durch Haftvermittler zustande gekommen Verbindung beider Kunststoffolien nach dem Verschweißen hält. Beidseitig mit PVC oder PVDC beschichtete Luftpolsterfolien können in einem Arbeitsverfahren auf beiden Seiten mit PVC-Kunstleder beschichtet werden.
Eine derart aufgebaute Luftpolsterfolie läßt sich mit Hochfreguenzschweißgeräten mit PVC-Kunstleder oder PVC-Deckfolien einfach verschweißen. Die bei Einwirkung des Hochfrequenzimpulses eintretende Erhitzung der PVC-/PVDC-Beschichtung überträgt sich auch auf das Polyäthylen. Da der Schmelzpunkt des PVC und PVDC höher liegt als der Schmelzpunkt des Polyäthylens, ist es auf diese Weise möglich, durch die Obertragungswärme die Polyäthylenfolie auf die zur Verschweißung nötige Temperatur zu erhitzen und dadurch zu einem besonders innigen Verbund mehrerer Schichten zu kommen. Die Stärke des Hochfrequenzimpulses und Dauer der Einwirkung muß auf die jeweilige Folienstärke und den jeweiligen Verbund abgestimmt werden. Nach Abschalten des Hochfrequenzimpulses sollten die Schweiß zangen bis zur endgültigen Abkühlung und Verfestigung der Schweißnähte der Polyäthylen-Luftfolie zusammengedrückt bleiben. Dadurch ist gewährleistet, daß trotz des Druckes, den die komprimierten Luftblasen der Luftpolsterfolie auf die Schweißnaht ausüben, eine einwandfreie homogene Schweißverbindung der Luftpolsterfolie zustande -kommt. Da die Folienstärke der beschichteten Luftpolsterfolie sehr gering ist, werden auch die Rückkühlzeiten im wesentlichen durch die Dicke des Kunstleders oder der Deckfolien auf PVC-Basis bestimmt und betragen in der Regel nur wenige Sekunden.
Eine besonders interessante Verwendung der beschriebenen modifizierten Luftpolsterfolien ergibt sich für Türinnenverkleidungen von Kraftfahrzeugen, die damit erheblich billiger hergestellt werden können, als handelsübliche Konstruktionen.
Die hierbei mit dem eingangs geschilderten Aufbau als Verstärkungselement verwendeten Hartfaser-Holz- oder Kunststoffplatten werden, wie üblich, mit einem PVC-Lack oder einer PVC-Emulsion beschichtet. Darauf wird dann eine Luftpolsterfolie gelegt, die auf beiden Seiten eine PVC- oder PVDC-Beschichtung besitzt und darauf wird schließlich das PVC-Kunstleder gelegt. Das so aufgebaute Paket wird unter der Hochfrequenzschweißanlage zusammengepresst und verschweißt.
Nach Abkühlung hatte sich eine homogene Verbindung zwischen den einzelnen Lagen ergeben.
Um den Aufbau und die Kosten einer solchen Türverkleidung weiter zu vereinfachen, ist es auch möglich, die Polyäthylen-Luftpolsterfolie nur einseitig mit PVC oder PVDC zu beschichten und zwar an der Seite, bei der es zu einer Schweißverbindung mit dem PVC-Kunstleder kommen soll. Die der unbeschichteten Hartfaserplatte zugewandte Seite der Luftpolsterfolie sollte dann mit einem vorwiegend in der Schmelze klebenden Material versehen werden, wie es beispielsweise für die Herstellung der sogenannten Skin-Verpackungen eingesetzt wird. Solche Klebmateriälien bestehen vorwiegend aus niedermolekularen Polyolefinen, vorwiegend Polyäthylen. Bei der während der Schmelzphase auftretenden Erweichung des Klebstoffs entwickelt er eine hohe Klebkraft und damit eine gute Verbindung zur Hartfaser- oder Holzplatte. Durch Wegfall der PVC-Beschichtung dieser Platten tritt eine weitere Kosteneinsparung ein.
Eine andere Variante für die Herstellung solcher Ttrverkleidungen, die mit einer nur einseitig mit PVC- oder PVDC-beschichteten PE-Luftpolsterfolie auskommt, die der Schweißverbindung mit dem PVC-Kunstleder dient, besteht darin, daß die Hartfaser-, Holz-, oder Kunststoffplatte einseitig mit einer Polyäthylenfolie kaschiert ist. Auch in diesem Fall kommt es während der Schmelzphase des Hochfrequenzschweißens noch zu einer guten und dauerhaften Verbindung der Polyäthylenseite der Luftpolsterfolie mit dem Polyäthylen der Beschichtung der Verstärkungsplatte.
Ebenso wie andere mit Folienmaterial auf der Basis von PVC-verkleidete und gepolsterte Gegenstände können auch Türverkleidungen von Kraftfahrzeugen aus PE-Luftpolsterfolien hergestellt werden, die auf der dem PVC-Folienmaterial zugekehrten Seite nicht modifiziert sind, wenn das PVC-Folienmaterial, insbesondere das Kunstle*er, auf der Innenseite eine Beschichtung oder Kaschierung mit einem Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, erhalten hat. Die bei Einwirkung des Hochfrequenzimpulses auftretende Erhitzung des PVC-Folienmaterials überträgt sich auf die Polyäthylenkaschierung und die PE-Luftpolsterfolie und ermöglicht damit auch einen festen Verbund dieser beiden Polyäthylenschichten, d.h. letztlich des PVC-Folienmaterials mit der PE-Luftpolsterfolie. Ein PVC-Folienmaterial, insbesondere Kunstleder, läßt sich auf der Innenseite nach den gleichen Methoden mit einer Polyäthylenfolie kaschieren oder mit Polyäthylen beschichten, wie das oben für die Herstellung von PE-PVC-Verbundfolien beschrieben ist. Auch die Beschichtung bzw. Kaschierung des PVC-Folienmaterials hat zweckmäßig eine Dicke von 5 bis 100 Am, insbesondere 8 bis 20 Fm. Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein zum Verkleiden von Gegenständen geeignetes PVC-Folienmaterial, insbesondere Kunstleder, das auf seiner Unterseite eine Beschichtung oder Kaschierung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, besitzt.
Auch bei der beschriebenen Verbindung der PE-Luftpolsterfolie mit dem PVC-Kunstleder über dessen PE-Kaschierung kann die Befestigung der Luftpolsterfolie an der Hartfaserplatte in der gleichen Weise erfolgen wie das oben für eine PE-Luftpolsterfolie beschrieben ist, deren HF-Schweißverbindung mit dem PVC-Kunstleder über eine PVC- oder PVDC-Beschichtung der Luftpolsterfolie zustande kommen. Wenn also eine handelsübliche auf keiner Oberseite modifizierte Luftpolsterfolie verwendet wird, dann läßt sich eine dauerhafte Verbindung mit der zur Verstärkung dienenden Hartfaserplatte erreichen, indem letztere eine Polyäthylenkaschierung erhalten hat.
Man kommt mit einer unbehandelten Hartfaserplatte aus, wenn die ihr zugewandte Seite der Luftpolsterfolie mit einem in der Schmelze stark klebenden Material, insbesondere auf Polyäthylenbasis beschichtet ist. Ein anderer interessanter Aufbau einer HF-verschweißten Türinnenverkleidung von Kraftfahrzeugen ergibt sich auch durch PVC-Kunstleder mit innerer PE-Kaschierung, einer PE-Luftpolsterfolie mit PVC- oder PVDC-Beschichtung, die der Hartfaserplatte zugekehrt ist, die auch ihrerseits eine PVC- oder PVDC-Beschichtung erhalten hat. An dem Beispiel von PVC-Kunstleder als PVC-Folienmaterial gegebenenfalls mit PE-Kaschierung, einer PE-Luftpolsterfolie, die ein- oder beidseitig eine PVDC-Beschichtung haben kann oder bei solcher einseitigen Beschichtung auf der anderen Seite mit einem PE-Kleber versehen sein kann und einer Hartfaserplatte als Verstärkungselement, die eine PVC-Beschichtung oder PE-Kaschierung besitzen kann, sind in der nachfolgenden Tabelle verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aufbaus von Türinnenverkleidungen schematisch dargestellt.

Tabelle

a b c d e f

1.1 PVC-Kunstleder + + + + + +

1.2 PE-Kaschierung + + +

2.1 PVDC-Beschichtung + + +

2.2 PE-Luftpolsterfolie + + + + + +

2.3 PVDC-Beschichtung +

2.3 PVDC-Beschichtung + +

2.4 PE-Kleber + +

3.1 PVC-Beschichtung + +

3.2 PE-Kaschierung + +

3.3 Hartfaserplatte + + + + + +

Zwei beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt: Figur 1 zeigt vergrößert und im Schnitt eine Türinnenverkleidung von Kraftfahrzeugen mit einer handelsüblichen PE-Luftpolsterfolie 1, die mit einer PVC-Kaschierung 2 versehen wurde und nur an der Oberfläche der Noppen eine flebstoffschicht besitzt, die aber für die Verschweißung in Bereich 4 insgesamt für eine feste Verbindung des Kunstleders 5 und der Luftpolsterfolie 1 mit der Hartfaserplatte 6 ausreicht.

Figur 2 zeigt gleichfalls im Schnitt und vergrößert eine handelsübliche Luftpolsterfolie 1 mit zwei glatten Außenseiten, von denen nur eine, in der Zeichnung die untere Seite, eine Beschichtung 2 mit PVDC erhalten hat. Das Kunstleder 5 zeigt auf seiner Innenseite eine PE-Kaschierung 3. Die Holzplatte 6 wurde zur besseren Haftung an der modifizierten Luftpolsterfolie 1 mit einer PVC-Beschichtung 8 versehen. Die verschiedenen Polymerschichten bzw. Folien sind am Rand 4 miteinander verschweißt und fest mit der Verstärkungsplatte 6 verbunden.

Claims

Mit Folienmaterial auf PVC-Basis verkleidete und gepolsterte Gegenstände P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Mit Folienmaterial auf PVC-Basis verkleidete und gepolsterte GegeAständek insbesondere Türverkleidungen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Folienmaterial und dem Gegenstand eine Polyolefin-Luftpolsterfolie angeordnet ist und daß entweder die dem PVC-Folienmaterial zugewandte Außenseite der Luftpolsterfolie mit einer Beschichtung oder Kaschierung versehen ist, die in der Wärme eine dauerhafte Verbindung mit dem PVC-Folienmaterial eingeht oder daß das PVC-Folienmaterial auf der Innenseite mit einer Beschichtung oder Kaschierung versehen is-t, die eine dauerhafte Verbindung mit der Luftpolsterfolie eingeht und daß diese Schichten stellenweise miteinander und dem Gegenstand verschweißt bzw. verbunden sind.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das PVC-Folienmaterial ein Kunstleder ist.
3. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung oder Kaschierung mindestenseiner Außenseite der Luftpolsterfolie aus einem halogenhaltigen Polymeren, insbesondere PVC oder PVDC, besteht.
4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung oder Kaschierung der Innenseite des PVC-Folienmaterials aus einem Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, besteht.
5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpolsterfolie einseitig beschichtet und ihre dem Gegenstand zugekehrte Oberfläche mit einem in der Schmelze stark klebenden Polyäthylen (Skin) versehen ist.
6. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpolsterfolie nur einseitig beschichtet ist und daß der zu verkleidende Gegenstand mit Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, beschichtet ist.
7. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Oberflächen der Luftpolsterfolie und die zu verkleidende Oberfläche des Gegenstandes mit PVC oder PVDC beschichtet sind.
8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung bzw. Kaschierung eine Dicke von 5 bis 100 Am, insbesondere 8 bis 20 ßm hat.
9. Kunstleder zur Herstellung von Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es auf seiner Unterseite mit einer Beschichtung oder Kaschierung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, versehen ist.