DE3603069A1

DE3603069A1 - Verfahren zum herstellen formsteifer verbundschichtelemente und nach dem verfahren hergestellte verbundschichtelemente

Info

Publication number: DE3603069A1
Application number: DE19863603069
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Guyot
Original assignee: Greiner & Soehne C A
Current assignee: Greiner & Soehne C A
Priority date: 1986-02-01
Filing date: 1986-02-01
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE3603069C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen formsteifer Verbundschichtelemente, die auf einer Seite eine steife, geformte und oberflächenglatte Hartschaumplatte und auf der anderen Seite eine Weichschaummatte aufweisen. Derartige Verbundschichtelemente finden Verwendung bspw. als Schalldämmkapselungen von Verbrennungsmotoren, als Fertighimmel oder Türfüllung von Kraftfahrzeugen und dergleichen.

Verbundschichtelemente der eingangs genannten Art werden bspw. so hergestellt, daß in einem ersten Fertigungsschritt die formstabile Hartschaum-Schichtplatte gefertigt und anschließend in einem zweiten Fertigungsschritt diese Hartschaumplatte mit einer Weichschaummatte durch Klebkaschieren, durch Flammkaschieren, durch Einlegen einer unter Wärmeeinfluß schmelzenden Kaschierfolie, durch Einschäumen oder auf sonstige Weise verbunden wird. Hierbei sind also zwei Fertigungsschritte erforderlich.

Es ist auch schon ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen, eine formstabile Hartschaumplatte aufweisenden Schalldämpf-Verbundmatte bekannt (DE-OS 31 51 296), bei dem eine zwischen zwei Weichschaummatten eingebrachte Hartschaummischung zum Aushärten gebracht wird, während diese Schichtenkombination durch eine Formpresse die vorgesehene räumliche Form erhält. Bei diesem ebenfalls nur einen Fertigungsschritt aufweisenden Verfahren entsteht jedoch eine Verbundmatte, die beiderseits einer geformten Hartschaumplatte Weichschaummatten aufweist. Versuche, dieses Verfahren mit nur einer Weichschaummatte auf einer Seite auszuführen, sind fehlgeschlagen. Zum einen sickert die Hartschaummischung teilweise in die Weichschaummatte ein und härtet in dieser aus. Dies führt zwar zu einer innigen Verbindung zwischen Hartschaumplatte und Weichschaummatte, beeinträchtigt aber die Elastizität und damit die Schallabsorptionsfähigkeit der Weichschaummatte in unerwünschter Weise. Die in die Weichschaummatte versickerte Hartschaummischung fehlt zudem, um das Faservlies satt einzubetten. Darüber hinaus bildet die entstehende Hartschaumplatte die Kontour des Preßstempels nicht exakt genug ab und ist nicht oberflächenglatt.

Der Erfindung war daher die Aufgabe gestellt, ein einstufiges Verfahren zum Herstellen des eingangs genannten Verbundschichtelementes anzugeben, bei dem die Oberfläche glatt und exakt der vorgegebenen Kontour entsprechend geformt ist.

Sie löst diese Aufgabe durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebene Verfahren, das in nur einem Fertigungsschritt abläuft, in dem nicht nur die Hartschaumplatte hergestellt, sondern diese auch gleich mit der Weichschaummatte bleibend verbunden wird. Dadurch wird die Herstellung eines formsteifen Verbundschichtelementes der eingangs beschriebenen Art wesentlich vereinfacht und verbilligt. Dabei kommt der gasundurchlässigen Sperrfolie eine zweifache Wirkung zu:

Zum einen verhindert sie, daß die Hartschaummischung in die poröse Weichschaummatte einsickert und in dieser aushärtend die Weichschaummatte verhärten und dieser ihre Elastizität nehmen kann. Zum andern verhindert die gasundurchlässige Sperrfolie, daß die sich beim Aushärten der Hartschaummischung bildenden Gase durch die poröse Weichschaummatte entweichen können. Sie verbleiben in dem durch die gasundurchlässige Sperrfolie abgeteilten, die aushärtende Hartschaummischung enthaltenden Teil der Schichtenkombination, in dem sie den Druck der Formpresse erhöhen und die aushärtende Hartschaumplatte stark gegen den Stempel der Formpresse drücken. Dadurch wird diese - äußere - Seite der Hartschaumplatte sehr kontourgenau ausgeformt und erhält die erforderliche sehr glatte, geschlossene Oberfläche.

Es ist zwar schon bekannt (DE-OS 19 44 833), beim Herstellen von Möbelplatten, bei dem eine Dekorplatte oder Dekorfolie mit einer Trägerplatte verklebt wird, einen aushärtenden Schaumkleber zu verwenden und den Druck, den dieser Schaumkleber beim Polymerisieren entwickelt, dazu zu benutzen, die Dekorfolie in eine Matritze zu pressen und ihr deren Kontour aufzuprägen. In diesem Falle steht hinter dem Schaumkleber jedoch eine feste Trägerplatte, die den erforderlichen Gegendruck aufbringt. Bei Verwendung einer Weichschaummatte als Unterlage muß das Verfahren versagen.

Es hat sich gezeigt, daß die Schalldämmwirkung eines derartigen Verbundschichtelementes deutlich erhöht werden kann, wenn sich zwischen der Weichschaummatte und der Hartschaumplatte ein Luftzwischenraum befindet. Ein derartiger Luftzwischenraum kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erzielt werden, daß eine gasundurchlässige Sperrschicht verwendet wird, die sich nicht oder nur in bestimmten Bereichen oder nur an einzelnen Punkten mit der Weichschaummatte verbindet. Dadurch wird erreicht, daß die Weichschaummatte nicht überall an der Hartschaumplatte anliegt, der verbleibende Zwischenraum bewirkt dann die beabsichtigte Erhöhung der Schalldämmung.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung wird der Luftzwischenraum dadurch erzielt, daß die dem Verfahren zu unterwerfende Schichtenkombination zwischen Weichschaummatte und gasundurchlässiger Sperrschicht eine poröse Zwischenschicht aufweist, bspw. in Form eines lockeren Faservlieses.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Verbundschichtelement ist durch das im Kennzeichen des Anspruches 3 enthaltene Merkmal gekennzeichnet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine gasundurchlässige Folie aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan wie die Weichschaummatte oder die Hartschaumplatte verbindet sich sehr gut mit diesen anderen Schichten und ergibt ein Verbundschichtelement aus einheitlichem Material. In anderen Fällen ist eine Metallfolie als gasundurchlässige Sperrschicht vorteilhaft, wenn bspw. erwünscht ist, daß das Verbundschichtelement die besonderen elektrischen oder dielektrischen Eigenschaften von Metall aufweist.

Eine poröse Zwischenschicht aus einem lockeren Faservlies hat den Vorteil, daß eine bestimmte Dicke dieser Schicht auch auf Dauer gewährleistet ist und nicht durch innere (Einsinken der Weichschaummatte in den Zwischenraum infolge Nachlassens ihrer Elastizität) oder äußere (Eindrücken der Weichschaummatte in den Zwischenraum durch Druckkräfte) Einflüsse unerwünscht und unkontrollierbar verändert wird.

In den Figuren der Zeichnung sind Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und zwei im Aufbau unterschiedliche, nach dem Verfahren hergestellte Verbundschichtelemente dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 die vorbereitete Schichtenkombination mit aufgebrachter Hartschaummischung im Querschnitt;

Fig. 2 die Schichtenkombination in der Formpresse beim Aushärten der Hartschaummischung in Darstellung wie in Fig. 1;

Fig. 3 das so erzeugte Verbundschichtelement im Querschnitt;

Fig. 4 ein anders aufgebautes Verbundschichtelement in Darstellung wie in Fig. 3.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorbereitete Schichtenkombination von unten nach oben aus:

einer Polyurethan (PU)-Weichschaummatte 1 von bspw. 1 mm bis 100 mm Dicke;
einer auf die Weichschaummatte 1 aufgelegten gasundurchlässigen Folie 2 bspw. aus Polyurethan von bspw. 10 µmm bis 500 µmm Dicke oder aus Aluminium mit einer Dicke von bspw. 5 bis 100.10^-3 mm;
einem auf die Folie 2 aufgelegten Glasfaservlies 3 von bspw. 10 g/m² bis 1000 g/m² Flächengewicht zur Verstärkung der zu bildenden Hartschaumplatte und
einer auf das Glasfaservlies 3 aufgebrachten PU- Hartschaummischung 4.

Es versteht sich, daß die Schichtenfolge auch umgekehrt sein kann. Diese Schichtenkombination 1 bis 4 wird - wenn sie nicht schon auf der Matritze 5 einer Formpresse aufgebaut wird - in eine Formpresse eingebracht, deren Kontour der gewünschten Kontour der Hartschaumplatte des Verbundschichtelementes entspricht.

Durch Absenken des Stempels 6 der Formpresse wird die Form geschlossen - Fig. 2. Formgebung von Matritze 5 und Stempel 6 sowie Pressendruck sind dabei so getroffen, daß die Weichschaummatte 1 bis nahezu auf ihren Substanzquerschnitt zusammengedrückt wird. Gleichzeitig beginnt das Aushärten der Hartschaummischung, das in an sich bekannter Weise durch Wärmeeinwirkung beschleunigt werden kann.

Die beim Aushärten der Hartschaummischung entstehenden Gase, die zwischen der gasundurchlässigen Folie 2 und dem Stempel 6 eingeschlossen sind und nicht entweichen können, drücken die das Glasfaservlies 3 durchtränkende Hartschaummischung 4 satt in die Kontouren von Matritze 5 und Stempel 6 des Formpresse und verleihen dadurch der Oberfläche der entstehenden Hartschaumplatte 7 eine absolut kontourentreue und glatte Oberfläche.

Nach Aushärten der Hartschaummischung 4 wird die Formpresse geöffnet und das entstandene Verbundschichtelement entnommen - Fig. 3. Es besteht aus der formsteifen, glasfaserverstärkten Hartschaumplatte 7, mit der sich die gasunduchlässige Folie 2 fest verbunden hat. Die Weichschaummatte 1 hat ihr ursprüngliches Volumen wieder eingenommen und sich mit der gasundurchlässigen Folie 2 verbunden, so daß ein einstückiges Verbundschichtelement vorliegt, dessen Schichten fest miteinander verbunden sind und das die gewünschte Formgebung bleibend aufweist.

In einem Bereich 8 hat sich die Weichschaummatte 1 durch besondere Maßnahmen nicht mit der gasundurchlässigen Folie 2 verbunden, so daß ein Zwischenraum 9 entsteht, der die Schalldämpfung erhöhende Wirkung aufweist und daher bewußt erzeugt wird. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, daß die gasundurchlässige Folie 2, die in der Regel ebenfalls aus Polyurethan besteht, in ausgewählten Bereichen mit der Weichschaummatte 1 thermisch verschweißt oder mittels Klebstoff verklebt wird. Hierzu kann die Folie 2 mit einer beheizten Form auf die Weichschaummatte 1 gedrückt oder die Weichschaummatte kann mittels einer Schablone örtlich begrenzt mit Klebstoff benetzt werden.

Eine ähnliche Wirkung kann durch eine poröse Zwischenschicht 10 zwischen der Weichschaummatte 1 und der gasundurchlässigen Folie 2 erzielt werden - Fig. 4. Diese Zwischenschicht aus bspw. Faservlies mit einem Flächengewicht von bspw. 5 g/m² bis 500 g/m² wird beim Aufbau der Schichtenkombination gemäß Fig. 1 mit eingelegt und beim Bilden des Verbundschichtelementes mit eingebunden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines formsteifen Verbundschichtelementes aus einer formstabilen Hartschaumplatte und einer elastischen Weichschaummatte, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schichtenfolge aus einer Polyurethan-Weichschaummatte, einer gasundurchlässigen Sperrschicht, einem Verstärkungsvlies und einer Polyurethan-Hartschaummischung während des Aufschäumens und des Aushärtens der Polyurethan- Hartschaummischung unter Verdichten der Weichschaummatte bis nahezu auf ihren Substanzquerschnitt in Form gepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtenkombination um eine im Verhältnis zu ihrer Substanzmasse ein großes Luftvolumen enthaltende Zwischenschicht zwischen der Weichschaummatte und der gasundurchlässigen Sperrschicht ergänzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht durch Bilden eines Zwischenraumes zwischen der Weichschaummatte und der gasundurchlässigen Sperrschicht erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht durch Verhindern einer Verbindung der Weichschaummatte mit der gasundurchlässigen Sperrschicht erzielt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht durch Einlegen eines lockeren Faservlieses zwischen die Weichschaummatte und die gasundurchlässige Sperrschicht erzeugt wird.

6. Verbundschichtelement aus einer formstabilen Hartschaumplatte und einer elastischen Weichschaummatte, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundschichtelement zwischen der Hartschaumplatte (7) und der Weichschaummatte (1) eine gasundurchlässige Sperrfolie (2) aufweist.

7. Verbundschichtelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Sperrfolie (2) eine Kunststoffolie ist.

8. Verbundschichtelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Sperrfolie (2) eine Metallfolie ist.

9. Verbundschichtelement aus einer formstabilen Hartschaumplatte und einer elastischen Weichschaummatte, hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundschichtelement zwischen der Hartschaumplatte (7) und der Weichschaummatte (1) eine gasundurchlässige Sperrfolie (2) und zwischen der Sperrfolie und der Weichschaummatte eine im Verhältnis zu ihrer Substanzmasse ein großes Luftvolumen enthaltende Zwischenschicht (10) aufweist.

10. Verbundschichtelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (10) aus einem lockeren Faservlies besteht.

11. Verbundschichtelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (10) durch einen Abstand zwischen der Weichschaummatte (1) und der Sperrfolie (2) gebildet wird.

12. Verbundschichtelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichschaummatte (1) nicht auf ihrer ganzen Fläche mit der Sperrfolie (2) verbunden ist.

13. Verbundschichtelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichschaummatte (1) nur örtlich mit der Sperrfolie (2) verschweißt oder verklebt ist.

14. Verbundschichtelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasundurchlässige Sperrfolie (2) eine Papierlage ist.