DE60118614T2

DE60118614T2 - Verfahren und form zum herstellen eines schichtförmigen teiles, insbesondere reaktionsspritzgiessverfahren zum herstellen einer polyurethanhaut

Info

Publication number: DE60118614T2
Application number: DE60118614T
Authority: DE
Inventors: Hugo De Winter; Yvan Vanluchene
Original assignee: Recticel NV SA
Current assignee: Recticel Automobilsysteme GmbH
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: WO2002011974A1; CZ2003511A3; EP1177880A1; SK2562003A3; CA2417283A1; HU225756B1; RU2270756C2; US6998085B2; JP4660063B2; DE60118614D1; SI1355776T1; BR0112952B1; US20030164576A1; EP1355776A1; ZA200301463B; MXPA03001002A; JP2004505798A; KR20030031567A; KR100759277B1; PT1355776E

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung, durch ein Formverfahren wie definiert in der Präambel zu Patentanspruch 1, insbesondere ein Reaktionsgießverfahren (RIM-Verfahren, reaction injection moulding), eines geformten, schichtförmigen Teils mit einer mikrozellularen oder nicht-zellularen elastomeren Polyurethan-Hautschicht, die normalerweise mit einer Rückenschicht ausgestattet sein muss, um einen Schichtkörper zu bilden. Das erste schichtförmige Teil, insbesondere die Hautschicht, wird durch Einspritzen oder Eingießen einer Polyurethan-Reaktionsmischung in ein geschlossenes Formstück hergestellt, welches einen ersten und einen zweiten, miteinander zusammenwirkenden Formabschnitt hat, sodass die Rückseite dieses ersten Teils an der Seite des zweiten Formabschnitts geformt wird.
In den meisten bestehenden Verfahren zur Herstellung solcher geformten ersten Teile, insbesondere geformter Häute, wurden so genannte interne oder externe Trennmittel verwendet, um ein Ankleben des hergestellten Teils, insbesondere dessen Rückseite, an der Formstückoberfläche zu verhindern oder es mit anderen Worten möglich zu machen, das hergestellte Teil aus dem Formstück zu entnehmen. Interne Trennmittel sind Produkte, die in die Reaktionsmischung integriert sind, um die Adhäsion des hergestellten Teils an das Formstück zu senken, während externe Trennmittel Produkte wie Wachse sind, die auf die Formstückoberfläche aufgetragen werden, um die Adhäsion ebenfalls zu senken. Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, dass die Trennmittel nicht nur die Adhäsion des hergestellten Teils an die Formstückoberfläche senken, sondern auch die Adhäsion der Rückenschichten senken, welche nachfolgend auf die Rückseite der hergestellten schichtförmigen Teile aufgetragen werden. Im Falle einer elastomeren Hautschicht können diese Rückenschichten beispielsweise eine Schaumschicht sein, um eine weiche Berührung zu ergeben. Das geformte Teil selbst kann aber auch eine Schaumschicht mit einer vollständigen Haut sein und die Rückenschicht eine steife Stützschicht.
Eine bestehende Technik, in der der Nachteil der gesenkten Adhäsion vermieden wird, ist in WO 93/23237 lautend auf den Namen dieses Antragstellers beschrieben. Nach dieser bekannten Technik wird ein selbsttragendes Verkleidungsteil bestehend aus einer elastomeren Polyurethanhaut, einem steifen synthetischen Träger und einer Polyurethan-Schaumschicht zwischen der Haut und dem Träger durch Aufsprühen, in einem ersten Schritt, einer Reaktionsmischung für die elastomere Haut auf eine Formstückoberfläche und, in einem zweiten Schritt, einer Reaktionsmischung für die Schaumschicht auf die Rückseite der elastomeren Haut hergestellt. Der Träger wird dann durch ein Sprüh- oder RIM-Verfahren in situ an der Rückseite der Schaumschicht geformt. Als Resultat der Sprühschritte müssen keine externen Trennmittel auf die Rückseite der elastomeren Haut oder auf die Rückseite der Schaumschicht aufgebracht werden, sodass eine gute Adhäsion zwischen der Hautschicht und der Schaumschicht und zwischen der Schaumschicht und dem synthetischen Träger erreicht werden kann.
DE-A-198 34 747 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Formen synthetischer Häute, bei dem kein Trennmittel verwendet werden muss. In diesem bekannten Verfahren wird eine Folie über den konkaven unteren Formstückabschnitt gelegt und mithilfe des oberen Formstückabschnitts gedehnt, wenn dieser Formstückabschnitt in den unteren Formstückabschnitt gesenkt wird. Ein synthetisches Gussmaterial wird dann in den Hohlraum des Formstücks gegossen, welcher zwischen der Folie und der Oberfläche des unteren Formstückabschnitts gebildet wird. Nach dem Formen der synthetischen Haut kann die Folie auf deren Rückseite bleiben, wenn sie an der Haut haftet, oder sie kann davon entfernt werden, wenn sie nicht an der Haut haftet. Eine Polyurethanfolie haftet beispielsweise an einer Polyurethanhaut, während eine Polyethylen- oder eine Polypropylenfolie das nicht tut. Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, dass die Folie nur einmal verwendet werden kann, sodass für jeden Formvorgang ein neues Stück Folie am Formstück befestigt werden muss. Dies verursacht nicht nur zusätzlichen Müll, sondern kompliziert auch das Formverfahren.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein alternatives Verfahren anzubieten, wobei das erste Polyurethanteil, welches die Polyurethanhaut umfasst, durch ein RIM- oder Gussverfahren anstatt durch ein Sprühverfahren hergestellt werden kann, ohne notwendigerweise die Adhäsion einer anschließend aufgebrachten Rückenschicht aufgrund der Verwendung von Trennmitteln zu senken und ohne für jeden Formvorgang ein neues Stück Folie verwenden zu müssen.
Zu diesem Zweck ist das Verfahren nach der Erfindung durch die im darstellenden Abschnitt von Patentanspruch 1 definierten Merkmale charakterisiert.
Aufgrund der Tatsache, dass die Oberfläche des zweiten Formstückabschnitts mit einer klebefreien Auflage bedeckt ist, müssen keine internen oder externen Trennmittel verwendet werden, um ein Anhaften des hergestellten ersten Teils an der Oberfläche des zweiten Formstückabschnitts zu verhindern. Im Gegensatz zur Auflage, d. i. die Folie, die im in DE-A-198 34 747 beschriebenen Verfahren verwendet wird, kann die Auflage, die im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, für mehrere Formvorgänge verwendet werden. Die Auflage umfasst ein elastisch verformbares und optional elastisch dehnbares, flexibles Blattmaterial, das vorgeformt ist, um zumindest allgemein der Form des Formhohlraums zu entsprechen. Aufgrund seiner Elastizität kehrt diese Auflage jedes Mal substanziell zu ihrer ursprünglichen Form zurück. Die Auflage ist vorgeformt, sodass kein oder wenig Dehnen erforderlich ist, um der Form des Formhohlraums zu entsprechen, wodurch die Lebensdauer der Auflage erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung wird erzielt, wenn der zweite Formstückabschnitt aus zumindest zwei Schiebern besteht, welche die Oberfläche dieses zweiten Formstückabschnitts definieren. In diesem Fall verhindert die Verwendung der abnehmbaren Auflage, dass die Reaktionsmischung teilweise zwischen die Schieber eindringt. So müssen die Schieber nicht länger gereinigt werden, oder zumindest weniger häufig, und müssen weiters keine Grate oder Schwimmhäute von der Rückseite des Formteils entfernt werden. Insbesondere im Fall einer elastomeren Haut kann die Anwesenheit von Graten auf der Rückseite nicht toleriert werden, da die Rückenschichten an der Stelle dieser Grate nicht an der Haut haften, sodass die Haut inakzeptable Blasen formen kann.
Die Erfindung bietet auch ein Formstück wie definiert in Patentanspruch 11.
Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einiger besonderer Ausführungen des Verfahrens und des Formstücks nach der vorliegenden Erfindung deutlich. Diese Beschreibung dient nur als illustratives Beispiel und soll den Schutzumfang der Erfindung wie definiert in den beiliegenden Patentansprüchen nicht beschränken. Die in der Beschreibung verwendeten Positionsnummern beziehen sich auf die Zeichnungen, wobei:
1 bis 5, in Querschnittsansichten, die aufeinander folgenden Schritte im Verfahren nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung schematisch darstellen;
6 eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführung des in den 1 bis 5 dargestellten Formstücks, genauer gesagt mit ausgefahrenen Haltevorrichtungen, zeigt; und
7 eine Ansicht analog zur Ansicht von 6 zeigt, die Haltevorrichtungen aber in ihrer zurückgezogenen Position zeigt.
In der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführung wird ein flexibles schichtförmiges erstes Teil, geformt aus einer mikrozellularen oder nicht-zellularen elastomeren Polyurethan-Hautschicht 6 und insbesondere bestimmt für ein Armaturenbrett oder einen anderen Teil der Innenverkleidung eines Fahrzeugs, in einem Formstück geformt, wobei von einer Polyurethan-Reaktionsmischung wie beschrieben beispielsweise in WO 98/14492 lautend auf den Namen dieses Antragstellers ausgegangen wird. Die Hautschicht 6 hat normalerweise eine durchschnittliche Dicke im Bereich von 0,1 bis 3 mm und üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm, während ihre Dichte üblicherweise über 400 kg/m³ und vorzugsweise über 700 kg/m³ liegt. Zur Bestimmung der durchschnittlichen Dicke der Haut- oder anderen Schichten, werden das Volumen und die Oberfläche der Haut gemessen und wird das Volumen durch die Oberfläche geteilt. Ein Beispiel eines geeigneten Formstücks ist in offener Position in 1 dargestellt und umfasst einen ersten Formstückabschnitt 1 und einen zweiten Formstückabschnitt 2. Die Formstückabschnitte 1 und 2 haben gegenüberliegende Oberflächen 3 und 4, die miteinander zusammenwirken, um einen Formhohlraum 5 zu bilden, um das erste Teil darin zu formen. Zwischen den zwei Formstückabschnitten 1 und 2 ist eine Einspritzöffnung 7 vorgesehen, in die eine Einspritzdüse 8 eingeführt werden kann, um die Reaktionsmischung, welche in einem Mischkopf gemischt wurde, in den Formhohlraum 5 einzuspritzen.
Wie in 1 zu sehen, weist der erste Formstückabschnitt 1 Unterschnitte auf, während der zweite Formstückabschnitt 2 aus den Schiebern 9–11 besteht, um das Formstück schließen zu können. Wenn der Formstückabschnitt 1 keine oder nur geringfügige Unterschnitte aufweist, welche zur Gänze mit der Reaktionsmischung gefüllt werden können, kann der zweite oder obere Formstückabschnitt 2 aus einem Teil bestehen. Der zweite Formstückabschnitt 2 kann natürlich auch aus einem Teil bestehen, wenn der untere Formstückabschnitt 1 aus verschiedenen beweglichen Teilen besteht. Im dargestellten Beispiel soll die Oberfläche 3 des ersten Formstückabschnitts 1 die Vorderseite der geformten Haut 6 formen und kann daher texturiert werden, um eine Haut mit einer bestimmten Textur, zum Beispiel einer Ledertextur, zu ergeben.
Im in den 1 bis 5 dargestellten Verfahren zum Formen der Hautschicht 6 kann die Oberfläche 3 des ersten Formstückabschnitts 1 mit einem externen Trennmittel beschichtet werden. Anschließend kann eine In-Mould-Farbe oder -Beschichtung, welche eine Oberflächenschicht bildet, optional auf diese Formstückoberfläche gesprüht werden. Die in WO 98/14492 beschriebenen Polyurethan-Zusammensetzungen sind jedoch leicht stabil, sodass keine Farbbeschichtung erforderlich ist, um Verfärbungen zu vermeiden. Nach dem Auftragen der notwendigen Beschichtungen auf den ersten Formstückabschnitt wird eine abnehmbare flexible Auflage bestehend aus einem flexiblen elastisch verformbaren Blattmaterial 12 zwischen die zwei Formstückabschnitte 1 und 2 eingebracht (siehe 2). Das Blattmaterial 12 kann lose über den ersten Formstückabschnitt 1 gelegt werden, wird aber vorzugsweise etwas über diesen ersten Formstückabschnitt 1 gespannt.
Wie in 2 zu sehen, ist das Blattmaterial 12 vorgeformt, um zumindest allgemein der Form des Formhohlraums zu entsprechen. So ist, verglichen zu einem flachen Blattmaterial, weniger oder sogar kein Dehnen des Blattmaterials erforderlich, um das Blattmaterial in die Form des Formhohlraums 5 zu verformen, sodass mehr Formzyklen ausgeführt werden können, ohne dass das Blattmaterial 12 ersetzt werden muss. Das Blattmaterial ist vorzugsweise vorgeformt, sodass, wenn es in den ersten, konkaven Formstückabschnitt 1 eingelegt wird, der Raum S, der durch das Blattmaterial im ersten Formstückabschnitt eingenommen oder abgegrenzt wird, über 50%, vorzugsweise über 70% und am besten über 80% des Raums beträgt, der durch dieses Blattmaterial im ersten Formstückabschnitt eingenommen wird, nachdem das Blattmaterial wie nachstehend erklärt in die Form des Formhohlraums eingelegt wurde.
Nachdem das Blattmaterial 12 auf den ersten Formstückabschnitt gelegt wurde, wird das Formstück geschlossen, indem der erste Schieber 9, welcher angeordnet ist, um mit den Unterschnitten im ersten Formstückabschnitt 1 zusammenzuwirken, auf diesen letzten Formstückabschnitt zugeschoben wird (siehe 3), wonach die anderen Schieber 10 und 11 folgen (siehe 4 und 5). Der Mechanismus, welcher diese aufeinander folgenden Bewegungen ermöglicht, wurde in den Abbildungen nicht dargestellt, da er Fachleuten per se bekannt ist.
Wenn eine Auflage 12 bestehend aus eher dünnem, flexiblem Blattmaterial verwendet wird, können in diesem Blattmaterial Falten gebildet werden. Um die Bildung solcher Falten beim Schließen des Formstücks möglichst weit gehend zu verhindern, wird das Blattmaterial 12 vorzugsweise elastisch gedehnt, um der Form der Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 zu entsprechen, wenn das Formstück geschlossen wird. Die Bildung von Falten im Blattmaterial 12 muss tatsächlich vermieden werden, insbesondere im Falle eher dünner Häute 6, da an der Stelle der Falten abgeschwächte Linien in der Haut 6 geformt werden, insbesondere Linien, an denen die Haut eine geringere Reißfestigkeit aufweist.
Auf 5 ist nun zu sehen, dass die Polyurethan-Reaktionsmischung in einem folgenden Schritt durch die Einspritzdüse 8 und die Öffnung 7 in den Formhohlraum 5 eingespritzt wird, genauer gesagt zwischen das Blattmaterial 12, das den zweiten Formstückabschnitt 2 bedeckt, und die Oberfläche 3 des ersten Formstückabschnitts 1. Die Reaktionsmischung kann dann aushärten, um die elastomere Haut 6 zu formen. Das Formstück kann anschließend geöffnet werden, indem die Schieber 9 bis 11 wieder angehoben werden und die elastomere Haut 6 kann aus dem Formstück entnommen werden. Bevor die Haut 6 aus dem Formstück entnommen wird, kann zuerst die Auflage 12 von deren Rückseite entfernt werden. Es ist aber auch möglich, die Auflage 12 auf der Rückseite der geformten Haut 6 zu belassen, wenn diese Haut aus dem Formstück entnommen wird. So ist es einfacher, die Haut aus dem Formstück zu entfernen, ohne sie zu beschädigen, sodass sie auch früher aus dem Formstück entnommen werden kann, um die Zykluszeit zu verkürzen. Nach der Entfernung der Auflage von der Rückseite der Haut kann sie wieder auf das Formstück gelegt werden. Natürlich können auch mehrere Auflagen verwendet werden, sodass immer eine Auflage verfügbar ist, um in das Formstück eingelegt zu werden.
Im oben beschriebenen Verfahren nach der Erfindung ist es von Vorteil, dass das Blattmaterial 12 so vollständig wie möglich in die Oberfläche des zweiten Formstückabschnitts 2 eingreift, sodass das geformte Teil exakt oder nahezu exakt die Form des Formhohlraums 5 aufweist. Das Blattmaterial 12 muss in die Formstückoberfläche 4 eingreifen, insbesondere auch in die konkaven Abschnitte des zweiten, im Allgemeinen konvexen Formstückabschnitts 2, vor allem in die Aussparungen 13 und 14 im Schieber 9.
In Abhängigkeit von der Dehnbarkeit des Blattmaterials 12 und der Form der Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 kann das in erster Linie durch den Druck erreicht werden, mit dem die Reaktionsmischung in den Formhohlraum 5 eingespritzt wird, sowie durch jeden Druck, der während der Reaktion der Reaktionsmischung erzeugt wird, insbesondere, wenn diese Mischung einen geringen oder höheren Anteil von Treibmitteln wie Wasser enthält.
Wenn dieser Druck nicht ausreicht, könnte der zweite Formstückabschnitt 2 mit kleinen Löchern versehen werden, die mit einem Vakuumkanal verbunden und so angeordnet sind, um das Blattmaterial 12 unter Vakuum gegen die Oberfläche 4 zu saugen. Der Einsatz von Vakuum ist jedoch üblicherweise nicht notwendig und wurde daher in den Abbildungen nicht gezeigt. Anstelle dessen wurden nur einige Lüftungslöcher 15 angebracht, die mit einem Abführkanal 16 verbunden sind, um die Bildung von Luftblasen hinter dem Blattmaterial 12 zu verhindern, insbesondere in den konkaven Abschnitten oder Aussparungen 13, 14 im zweiten Formstückabschnitt 2.
Ein Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Rückseite der elastomeren Haut 6 dadurch von externen Trennmitteln freigehalten werden kann. So wird das Anhaften einer Rückenschicht, die normalenrweise an der Rückseite der elastomeren Haut 6 angebracht werden muss, nicht negativ durch die Anwesenheit eines externen Trennmittels beeinflusst.
Ein weiterer Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die in den Formhohlraum 5 eingespritzte Reaktionsmischung aufgrund des Blattmaterials 12 nicht zwischen die Schieber 9–11 des zweiten Formstückabschnitts 2 eindringen kann. So müssen diese Schieber weniger häufig gereinigt werden und die Bildung von Graten auf der Rückseite des geformten Teils wird verhindert, sodass es nicht länger notwendig ist, solche Grate von den geformten Teilen zu entfernen.
Die Rückenschicht oder das zweite schichtförmige Teil, das auf die Rückseite der Hautschicht 6 aufgebracht werden wird, kann ein steifer Träger sein, der in situ gegen die Rückseite der Haut geformt wird, wobei von einer Polyurethan-Reaktionsmischung mit Aufbringung durch RIM- oder Sprühverfahren oder von einem thermoplastischen Material mit Aufbringung durch Einspritzverfahren ausgegangen wird. Es kann aber auch ein vorgeformter steifer Träger durch Leim auf die Rückseite der elastomeren Haut aufgebracht werden. In der Praxis ist die Rückenschicht, die auf die Rückseite der Hautschicht aufgebracht wird, vorzugsweise eine Schaumschicht, auf deren Rückseite im weiteren Verlauf ein steifer Träger aufgebracht werden kann. So kann eine Haut erreicht werden, die sich bei Berührung weich anfühlt.
Eine solche Rückenschaumschicht, insbesondere eine Polyurethan-Schaumschicht, kann durch ein Sprühverfahren wie beschrieben in WO 93/23237, oder durch ein RIM-Verfahren wie beschrieben in EP-B-0 386 818 aufgebracht werden. In letzterem Fall wird die Reaktionsmischung für die Schaumschicht insbesondere zwischen die Haut und einen steifen Träger eingespritzt, die beide in das Formstück eingelegt wurden, bevor die Reaktionsmischung eingespritzt wird. Andererseits könnte die Schaumrückenschicht auch durch ein RIM-Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, insbesondere dadurch, dass eine zuvor hergestellte elastomere Haut auf einen ersten Formstückabschnitt und ein Blattmaterial auf einen zweiten Formstückabschnitt gelegt werden und die Polyurethan-Reaktionsmischung zur Herstellung der Schaumschicht durch das Reaktionsgießverfahren zwischen die Haut und das Blattmaterial eingespritzt wird. An der Rückseite der Schaumschicht muss dann ein steifer Träger angebracht werden, entweder, nachdem das Blattmaterial entfernt wurde, oder ohne das Blattmaterial zu entfernen. Die Anbringung des Trägers kann wie hier oben beschrieben durch ein RIM- oder ein Sprühverfahren erfolgen, oder indem ein zuvor hergestellter Träger an die Rückseite der Schaumschicht geklebt wird. Auch in diesem Fall kann eine gute Adhäsion zwischen dem ersten schichtförmigen Teil, nun durch die Schaumschicht gebildet, und dem zweiten schichtförmigen Teil aufgrund der Abwesenheit jedes Trennmittels auf der Rückseite der Schaumschicht wegen der Verwendung des Blattmaterials erreicht werden. In dieser Ausführung ist die Hautschicht, die in das Formstück eingelegt wird, bevor die Schaumschicht darin geformt wird, eine Art Oberflächenschicht. Anstatt aus einer Schicht zu bestehen, kann diese Oberflächenschicht auch eine Kompositschicht sein, die beispielsweise aus einem Farbcoating und einer elastomeren Hautschicht besteht.
In Bezug auf ein solches Farbcoating muss festgehalten werden, dass ein solches Coating aufgrund seiner geringen Dicke in der Größenordnung von 5 bis 50 μm keine strukturelle Schicht bzw. kein schichtförmiger Teil des Schichtkörpers ist, welcher nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, und daher nicht als zweites schichtförmiges Teil betrachtet werden kann. Nach einer besonderen Ausführung der Erfindung muss das zweite schichtförmige Teil, das auf die Rückseite des ersten schichtförmigen Teils aufgebracht wird, insbesondere eine Dicke von mindestens 0,5 mm und vorzugsweise eine Dicke von mindestens 1 mm haben.
Wie oben mit Verweis auf die Abbildungen beschrieben, kann das erste schichtförmige Teil, das im Verfahren nach der Erfindung hergestellt wird, vor allem eine mikrozellulare oder eine nicht-zellulare elastomere Polyurethan-Hautschicht 6 sein. Diese Hautschicht kann insbesondere durch ein RIM-Verfahren oder möglicherweise zum Beispiel auch durch ein Gussverfahren hergestellt werden, wobei die Reaktionsmischung auf den ersten Formstückabschnitt gegossen oder gesprüht wird, bevor das Blattmaterial über diesen ersten Formstückabschnitt gelegt wird. In einer alternativen Ausführung könnte die Reaktionsmischung, die in den Formhohlraum 5 eingespritzt wird, aber auch zusammengesetzt sein, um ein geformtes schichtförmiges Teil aus zellularem Polyurethan als erstes Teil herzustellen, welches eine mikrozellulare oder nicht-zellulare elastomere Polyurethan-Hautschicht oder mit anderen Worten eine vollständige Haut umfasst.
In der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführung wurde ein relativ dünnes, vorgeformtes flexibles Blattmaterial als Auflage für den zweiten Formstückabschnitt verwendet. Dieses Blattmaterial war elastisch genug, um in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, wenn es aus dem zweiten Formstückabschnitt entfernt ist, sodass es für mehrere Formvorgänge verwendet werden kann. Das verwendete Blattmaterial war eine vorgeformte Membran, die eine durchschnittliche Dicke in der Größenordnung von etwa 100 μm bis etwa 20 mm und insbesondere in der Größenordnung von etwa 150 μm bis etwa 10 mm aufweisen kann. Eine solche Membran kann beispielsweise eine Silikon-, Latex- oder TPU-Membran sein und kann sich an die Form der Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 anpassen, wenn sie auf diese Oberfläche 4 gelegt wird. Wie schon oben erwähnt, besteht ein Vorteil solcher Membranen darin, dass sie für mehrere aufeinander folgende Formvorgänge verwendet werden können, da sie während des Formverfahrens nicht oder nahezu nicht plastisch verformt werden. Wie in den 1 bis 5 dargestellt, können sie über den ersten, konkaven Formstückabschnitt vor dem Schließen des Formstücks gelegt, insbesondere gedehnt werden oder man könnte sie als Alternative dazu auch um den zweiten, konvexen Formstückabschnitt befestigen, sodass sie beim Öffnen des Formstücks am zweiten Formstückabschnitt befestigt bleiben. Bei der Herstellung der Membranen werden diese vorgeformt, um zumindest allgemein der Form des Formstücks zu entsprechen. Üblicherweise ist der erste Formstückabschnitt 1, gegen den die Vorderseite des ersten Teils 6 geformt wird, im Allgemeinen konkav. In diesem Fall bedeutet der Ausdruck „vorgeformt, um zumindest allgemein der Form des Formstücks zu entsprechen", dass auch die Membranen eine konkave Form aufweisen. Aufgrund der Vorformung müssen sie verglichen mit einem völlig flachen Blattmaterial weniger oder sogar substanziell nicht gedehnt werden, um der Form der Formoberfläche zu folgen. Das Vorformen der Membranen erhöht daher deren Lebensdauer.
Die 6 und 7 zeigen die alternative Ausführung, wobei eine relativ dicke vorgeformte Membran 17, die beispielsweise eine Dicke von etwa 4 mm hat, als Auflage für die Oberfläche des zweiten Formstückabschnitts 2 verwendet wird und insbesondere daran befestigt ist. In dieser Ausführung ist die Membran gemäß der Form des Formhohlraums vorgeformt. Ein bemerkenswertes Merkmal der gezeigten Ausführung besteht darin, dass die Membran 17 lokal in einem Abstand von der Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 gehalten wird, sodass der Formhohlraum 5, oder mit anderen Worten die Form des ersten Teils, das darin geformt werden soll, zumindest teilweise durch die Form der Membran 17 definiert wird. Der Vorteil davon besteht darin, dass die Dicke des geformten Teils zum Beispiel an der Stelle so genannter Unterschnitte 18, 19 im ersten Formstückabschnitt 1 gesenkt werden kann, ohne im zweiten Formstückabschnitt 2 Schieber verwenden zu müssen. Das wird in 6 gezeigt, wo das dargestellte Formstück an der Stelle der zwei Unterschnitte 18 und 19 mit Vorrichtungen ausgestattet ist, um die Membran 17 in einem Abstand von der Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 zu halten. In beiden Fällen umfassen diese Vorrichtungen ein Kolbenelement 20, 21, das zwischen einer ausgefahrenen und einer zurückgezogenen Position in einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 22, 23 beweglich ist. Das freie Ende des Kolbens 20 ist mit einem Kopf 24 ausgestattet, über den er in einer Aussparung in einem verdickten Abschnitt 25 der Membran 17 befestigt ist, während das freie Ende des Kolbens 21 mit einem Stempel 26 ausgestattet ist, der in seiner ausgefahrenen Position die Membran 17 im Unterschnitt 19 unterstützt.
Die beiden Kolben 20 und 21 sind an der Membran 17 befestigt und angeordnet, um die Membran 17, in ihren zurückgezogenen Positionen, aus den Unterschnitten zu ziehen, bevor das erste Teil aus der Form genommen wird. Diese Bewegung ist in 7 dargestellt. Da die Membran 17 elastisch verformbar ist, wird sie in ihre ursprüngliche Position oder ihren ursprünglichen Zustand, welcher in 6 dargestellt ist, zurückkehren, wenn die Kolben 20, 21 wieder ausgefahren sind.
In den Bereichen neben dem verdickten Abschnitt oder neben dem Stempel kann die Starrheit der Membran 17 ausreichen, um die gewünschte Form des Formhohlraums zu erhalten, wenn die Reaktionsmischung eingespritzt wird. In der in den 6 und 7 gezeigten Ausführung sind jedoch eine Quelle komprimierter Flüssigkeit sowie ein Kanal 27 zur Einleitung dieser Flüssigkeit zwischen die Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 und die Membran 17 im Bereich vor dem Unterschnitt 18 vorgesehen. So wird zusätzliche Unterstützung geboten. Die Unterstützung der Membran 17, die durch die komprimierte Flüssigkeit entsteht, kann sogar stark genug sein, um den Kolben-Zylinder-Mechanismus 20, 22 wegzulassen. Wenn dieser Mechanismus weggelassen wird, kann eine Vakuumquelle zum Abzug der erwähnten Flüssigkeit zwischen der Oberfläche 4 des zweiten Formstückabschnitts 2 und der Membran 17 vorgesehen werden, um die vorspringende Membran 18 aus Unterschnitt 18 zu ziehen.
Aus der obigen Beschreibung einiger besonderer Ausführungen des Verfahrens nach der Erfindung zeigt sich deutlich, dass viele Veränderungen daran angebracht werden können, ohne vom Ziel der Erfindung abzuweichen, wie es in den beiliegenden Patentansprüchen definiert ist.
In der in den 6 und 7 gezeigten Ausführung könnte die Auflage oder Membran 17 beispielsweise zentral am Boden des zweiten Formstückabschnitts 2 durch einen einzigen Kolben-Zylinder-Mechanismus 20, 22 unterstützt werden. In diesem Fall muss die Membran so konzipiert werden, dass die Membran 17, in der ausgefahrenen Position des Kolbens, mit ihren beiden Seiten in die Unterschnitte 18 und 19 hineinragt, während der Kolben in seiner zurückgezogenen Position die beiden Seiten der Membran aus den Unterschnitten zieht.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines geformten, schichtförmigen ersten Teils (6), welches eine mikrozellulare oder nicht-zellulare elastomere Polyurethan-Hautschicht mit einer Vorderseite und einer Rückseite umfasst und eine durchschnittliche Dicke von zwischen 0,1 und 3 mm und vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Anordnen eines ersten Formstückabschnittes (1) mit einer ersten Formoberfläche (3) mit einer allgemein konkaven Form, um einen Formhohlraum zu bilden, welcher zumindest einen Unterschnitt (18, 19) aufweist; – Schließen des erwähnten Formhohlraums durch einen zweiten Formstückabschnitt (2), welcher eine Oberfläche (4) hat, die gegenüber der ersten Formoberfläche (3) liegt, wobei die Fläche (4) mit einer abnehmbaren klebefreien Auflage aus einem elastisch verformbaren und optional elastisch dehnbaren flexiblen Blattmaterial (12, 17) ausgestattet ist, um gegenüber der ersten Formoberfläche (3) eine zweite Formoberfläche zu bilden, die sich in den erwähnten Unterschnitt (18, 19) ausdehnt und die, gemeinsam mit der erwähnten ersten Formoberfläche, den geschlossenen Formhohlraum bildet; – Einbringen einer Polyurethan-Reaktionsmischung zur Herstellung des erwähnten ersten Teils (6) in den Formhohlraum (5), insbesondere durch das Reaktionsgießverfahren, wobei die Rückseite des ersten Teils (6) gegen das erwähnte flexible Blattmaterial (12, 17) geformt wird; – Aushärten der Reaktionsmischung, um das erwähnte erste Teil (6) zu erhalten; und – Öffnen des Formstücks und Entfernen des geformten ersten Teils aus dem Formstück und von der Auflage des zweiten Formstückabschnitts, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (12) vorgeformt ist, bevor das Formstück geschlossen wird, um der Form der Rückseite des erwähnten ersten Teils (6) allgemein zu entsprechen, und, bei Einführen des zweiten Formstückabschnitts (2) in den ersten Formstückabschnitt (1), um das Formstück zu schließen, elastisch durch den zweiten Formstückabschnitt (2) gedehnt wird, um der Form der Rückseite des erwähnten ersten Teils (6) zu entsprechen, oder das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (17) am zweiten Formstückabschnitt befestigt ist und vorgeformt ist, um der Form der Rückseite des erwähnten ersten Teils (6) zumindest allgemein zu entsprechen, wobei das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (17) zumindest an der Stelle des erwähnten Unterschnitts (18, 19) in einem Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) gehalten wird, wenn die Polyurethan-Reaktionsmischung im Formhohlraum (5) aushärtet.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erwähnte Auflage in einem Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) gehalten wird, wenn die Polyurethan-Reaktionsmischung aushärtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage aus dem Unterschnitt (18, 19) gezogen wird, bevor das Formstück geöffnet wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Auflage zumindest an der Stelle des erwähnten Unterschnitts (18, 19) im erwähnten Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) gehalten wird, indem eine komprimierte Flüssigkeit zwischen diese Oberfläche (4) und die Auflage eingebracht wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Auflage aus dem Unterschnitt (18, 19) gezogen wird, indem die erwähnte Flüssigkeit von zwischen der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) und der Auflage entfernt wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erwähnte Auflage in einem Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) gehalten wird, wenn die Polyurethan-Reaktionsmischung aushärtet, dadurch gekennzeichnet, dass das Blattmaterial (17) der Auflage vorgeformt ist, um der Form der Rückseite des ersten Teils (6) zu entsprechen.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erwähnte Auflage durch den zweiten Formstückabschnitt beim Schließen des Formstücks elastisch gedehnt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage auf den ersten Formstückabschnitt (1) gelegt wird und das Formstück anschließend durch zumindest zwei Schieber (9–11), welche den zweiten Formstückabschnitt (2) bilden, geschlossen wird.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Teil in situ gegen die Rückseite des ersten Teils (6) geformt wird, insbesondere durch ein Sprüh- oder ein Einspritz- oder ein Reaktionsgießformverfahren.
Ein Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte zweite Teil eine durchschnittliche Dicke von zumindest 0,5 mm und vorzugsweise eine durchschnittliche Dicke von zumindest 1 mm hat.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (17) oder das erwähnte elastisch dehnbare Blattmaterial (12) durch eine elastisch verformbare Membran mit einer Dicke in der Größenordnung von etwa 100 μm bis etwa 20 mm und insbesondere in der Größenordnung von etwa 150 μm bis etwa 10 mm gebildet wird.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass, vor der Einbringung der erwähnten Reaktionsmischung, eine Oberflächenschicht, welche optional eine Kompositschicht ist, gegen die Oberfläche (3) des ersten Formstückabschnitts (1) aufgebracht wird und die erwähnte Reaktionsmischung in den erwähnten Formhohlraum (5) zwischen diese Oberflächenschicht und die erwähnte Auflage eingebracht wird.
Ein Formstück für die Herstellung eines geformten, schichtförmigen ersten Teils (6), welches eine mikrozellulare oder nicht-zellulare elastomere Polyurethan-Hautschicht mit einer Vorderseite und einer Rückseite umfasst und eine durchschnittliche Dicke von zwischen 0,1 und 3 mm und vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweist, das zumindest einen ersten (1) und einen zweiten (2) miteinander zusammenwirkenden Formstückabschnitt umfasst, wobei der erste Formstückabschnitt (1) eine erste Formoberfläche (3) definiert, welche eine allgemein konkave Form hat, um einen Formhohlraum (5) zu bilden, der zumindest einen Unterschnitt (18, 19) aufweist, und wobei der zweite Formstückabschnitt (2) angeordnet ist, um den Formhohlraum zu schließen, und eine Oberfläche (4) aufweist, die gegenüber der ersten Formoberfläche (3) liegt, und eine abnehmbare klebefreie Auflage aus einem elastisch verformbaren und optional elastisch dehnbaren flexiblen Blattmaterial (12, 17) umfasst, um, gegenüber der ersten Formoberfläche (3) eine zweite Formoberfläche zu bilden, die sich in den erwähnten Unterschnitt (18, 19) ausdehnt und die, gemeinsam mit der ersten Formoberfläche (3), den geschlossenen Formhohlraum bildet, wobei der Formhohlraum angeordnet ist, um das erwähnte erste Teil darin zu formen, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte Formstück zur Verwendung in einem Verfahren nach Anspruch 1 geeignet ist und dass das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (12) vorgeformt ist, um der Form der Rückseite des erwähnten ersten Teils allgemein zu entsprechen, und angeordnet ist, um durch den zweiten Formstückabschnitt (2) elastisch gedehnt zu werden, um der Form der Rückseite des erwähnten ersten Teils zu entsprechen, wenn der zweite Formstückabschnitt (2) in den ersten Formstückabschnitt (1) eingeführt wird, um das Formstück zu schließen, oder das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (12) am erwähnten zweiten Formstückabschnitt befestigt ist und vorgeformt ist, um der Form der Rückseite des erwähnten ersten Teils zumindest allgemein zu entsprechen, wobei das Formstück Vorrichtungen umfasst, welche das erwähnte elastisch verformbare Blattmaterial (12) zumindest an der Stelle des erwähnten Unterschnitts (18, 19) in einem Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) halten, wenn das erste Teil im Formhohlraum (5) geformt wird.
Ein Formstück nach Anspruch 11, welches die erwähnten Vorrichtungen umfasst, die die erwähnte Auflage zumindest an der Stelle des erwähnten Unterschnitts (18, 19) in einem Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) halten, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Haltevorrichtungen eine Quelle komprimierter Flüssigkeit und einen Kanal (27) zur Einleitung dieser Flüssigkeit zwischen die Oberfläche (4) des erwähnten Formstückabschnitts (2) und die Auflage umfassen.
Ein Formstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vakuumquelle umfasst, um die erwähnte Flüssigkeit von zwischen der Oberfläche (4) des erwähnten Formstückabschnitts (2) und der Auflage zu entfernen.
Ein Formstück nach einem der Ansprüche 11 bis 13, welches die erwähnten Vorrichtungen umfasst, die die erwähnte Auflage zumindest an der Stelle des erwähnten Unterschnitts (18, 19) in einem Abstand von der Oberfläche (4) des zweiten Formstückabschnitts (2) halten, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Haltevorrichtungen ein Element (20, 21) umfassen, das am zweiten Formstückabschnitt (2) befestigt ist, wobei das Element (20, 21) zwischen einer ausgefahrenen und einer zurückgezogenen Position in Bezug zum erwähnten zweiten Formstückabschnitt (2) beweglich ist.
Ein Formstück nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte Element (20, 21) an der erwähnten Auflage befestigt ist.