DE3420779A1

DE3420779A1 - Verfahren zur herstellung einer kraftfahrzeug-sitzabdeckung

Info

Publication number: DE3420779A1
Application number: DE19843420779
Authority: DE
Inventors: Charles Hill Warren Caudill jun., Md.
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1984-12-13
Also published as: JPS647857B2; FR2553398A1; JPS608065A; DE3420779C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dekorativen Sitzabdeckanordnungen, wie sie beispielsweise in Automobilsitzen Verwendung finden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer dielektrisch profilierten oder geprägten Sitzabdeckanordnung .

Kraftfahrzeugsitze werden aus abgestützten und abgedeckten offenzelligen Polyurethanschaumkissen hergestellt. Das geformte Kissen wird durch einen entsprechenden Rahmen abgestützt, der aus Draht oder aus anderen Teilen bestehende Stützabschnitte enthalten kann, die unterhalb des Schaumkissens liegen oder in ihm eingebettet sind. Es können zwei oder noch mehr unterschiedliche Schäume benutzt werden, um die oder das Kissen mit Bereichen unterschiedlicher Steifheit oder Härte zur Erzielung eines Sitzbehagens auszustatten. Die Sitzfläche und die Seiten des Kissens werden mit einem dekorativen, normalerweise farbigen Material bedeckt. Das Deckmaterial kann beispielsweise ein Vinyl-Kunstleder oder eine gewebte oder gewirkte Tuchbahn sein. Das Deckmaterial wird normalerweise durch übliche Verbinder, wie beispielsweise Schlüsselringe, Haken und ösen oder andere mechanische Befestiger an der Kissenlage und/oder dem Rahmen angebracht. Bei einigen Kraftfahrzeugsitzen wird eine Mehrschicht-Sitzdeckenanordnung mit einer relativ dünnen Schaumschicht benutzt, um die Sitzkissen zu überdecken. Wie offensichtlich ist, erleichtert es die Mehrschichtdecke, dekorative oder funktionelle Anhebungen oder Konturen in der Sitzfläche oder an der Rückenfläche des Sitzes vorzusehen. Allgemein enthalten diese Anordnungen mindestens drei Schichten. Typischerweise dient eine sehr dünne Tuchschicht (z.B. ein Gitterstoff (scrim material)) als Grundschicht. Eine Zwischenschicht ist ein dünnes flexibles Polyurethanschaumkissen mit einer Stärke bis etwa 12,7 mm (V2"). Die

Außenschicht ist eine Schmuckdecke aus beispielsweise Kunstleder oder einem entsprechenden Gewebe. Die drei Schichten werden normalerweise miteinander durch Klebematerial verbunden.

Es ist manchmal erforderlich oder erwünscht, dekorative oder funktioneile Konturen oder Anhebungen oder Prägungen in der Sichtfläche dieser aus Schichten aufgebauten Deckanordnung auszubilden. Eine Art, dies zu erreichen, ist,die Deckschicht mühevoll hinunterzudrücken und sie mit der Grundschicht zu vernähen . Oftmals ist ein wirksamerer Weg durch Formverbinden oder dielektrisches Prägen zu erreichen.

Beim dielektrischen Prägen wird eine Zweiplattenpresse benutzt mit geeigneten Formen, um das gewünschte Muster von Vertiefungen (Prägungen) in die Deckfläche der Sitzdeckanordnung zu formen. Unter jeder Formkante wird der Schaum notwendigerweise vollständig zusammengepreßt und die Deckschicht nahe zur Grundschicht gebracht. Ein elektromagnetisches Feld mit sehr hoher Frequenz (typischerweise im HF-Bereich) wird zwischen den Platten auf das Werkstück zur Anwendung gebracht. Jedes Material in dem Werkstück, das auf das hochfrequente Feld reagiert, wird schnell erhitzt. In diesem Fall besteht das Ziel darin, den unter den Formkanten und zwischen der Deckschicht und dem Substrat zusammengepreßten Polyurethanschaum zu erhitzen und zum Schmelzen zu bringen. Nach Verfestigung verbindet der aufgeschmolzene Schaum die Deckschicht mit dem Substrat, so daß das erforderliche Muster in dem behandelten Teil verbleibt.

Das handelsübliche Polyurethan-Schaum-Vorratsmaterial kann nicht leicht dielektrisch erhitzt werden. Es ist kein dielektrisch "verlustreiches" Material. Es sind jedoch Polyurethanschaummassen formuliert oder hergestellt worden, die dielektrisch erhitzt werden können, und solche Materialien sind in relativ dünnen, dielektrisch geprägten, schichtweise aufgebauten Sitzdeckenanordnungen verwendet worden. Die gepräg-

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ten Polyurethansäume sind jedoch sehr steif, wenn sie viel aufgeschmolzenen Schaum enthalten. Diese Steifigkeit ist bei Kraftfahrzeugsitzen unerwünscht. Wenn die Schaumschicht sehr dick ist, wird die geprägte Struktur auch noch verzerrt. Bis zur Stunde erlaubte die Verarbeitung von Urethanschaum mit dielektrischem Prägen noch nicht das dekorative Prägen von relativ starken Urethanschaumschichten, wie sie bei Sitz-Abdeckanordnungen erforderlich oder erwünscht sind.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung,ein Verfahren zur Herstellung dekorativer dielektrisch geprägter Urethanschaum-Sitzabdeckungen zu schaffen, bei dem das Prägemuster ohne Beachtung der Erfordernisse für die Gesamtstärke der Schaumschicht der Anordnung ausgebildet werden kann.

In Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführung der Erfindung werden dieses und andere Ziele und Vorteile dadurch erreicht, daß mit einem zweischichtigen Polyurethanschaumblock begonnen wird. Eine der Polyurethanschaumschichten ist so zusammengesetzt, daß sie dielektrisch erhitzt werden kann. Die andere Schicht ist normales Polyurethanschaum-Vorratsmaterial, welches auf dielektrisches Erhitzen nicht reagiert. Zwei Schichten werden miteinander verbunden. Die Stärke der dielektrischen erhitzbaren Schicht wird durch das in dem Kissen auszubildende gewünschte Prägemuster bestimmt. Die Gesamtstärke der beiden Schichten wird durch die für die Sitzabdeckanordnung erforderliche Schaumstärke bestimmt.

Eine Deckschicht wird über das zweischichtige Schaumlaminat so aufgebracht, daß es die dielektrisch erhitzbare Schicht überdeckt. Das Deckgewebe kann eine oder mehrere Schicht(en) eines entsprechenden dekorativen Materials umfassen. Es kann beispielsweise eine Vinylschicht sein. Es kann eine gewebte oder gewirkte Bahn aus Nylon, Polyester oder einer anderen geeigneten Faser sein. Es kann eine Zwischen-Mattenschicht unter dem Deckmaterial vorhanden sein. Es kann auch eine Kleberschicht vorhanden sein, die dazu dient, das Deckmaterial

mit dem zusammengesetzten Polyurethanschaumkörper zu verbinden. Eine entsprechende Grundschicht, z.B. eine Tuchschicht, kann an die Unterseite des zusammengesetzten Schaumkörpers angeklebt sein.

Ein erwünschtes Prägemuster oder erwünschte Einprägungen können nun dielektrisch in der Sitzfläche der Abdeckanordnung ausgebildet werden. Das Werkstück wird zwischen die Platten einer dielektrischen Presse eingesetzt und die nach dem gewollten Muster ausgebildeten Formkanten werden mit der Deckschicht in Berührung gebracht. Es werden Vertiefungen in der Oberfläche ausgebildet, die annähernd der Stärke der dielektrisch erhitzbaren Polyurethanformschicht entsprechen. Wenn das hochfrequente elektromagnetische Feld eingeschaltet wird, wird nur die obere Schicht des Polyurethanschaums unterhalb der niedergedrückten Deckschicht aufgeschmolzen, so daß sich die Deckschicht mit der unteren nicht erhitzten Polyurethanschaumschicht verbindet. Während die zwei verschiedenen Schaumschichten des Laminates zusammenwirkend eine sehr nützliche Sitzabdeckanordnung von ansprechender Erscheinung ergeben, kann die Stärke der jeweiligen Schichten unabhängig so bestimmt werden, daß sowohl ein anziehendes dielektrisch geprägtes Muster als auch eine funktionell nützliche Sitzabdeckung erreicht wird. Auf diese Weise kann eine visuell ansprechende, funktionelle oder dekorative Kontur in dem oberen Teil der Sitzabdeckung ohne Bezug auf die Gesamtstärke des Schaumes ausgebildet werden.

Es ist einzusehen, daß die Deckschicht während des Prägens des zweischichtigen Polyurethanschaumlaminates nicht aufgelegt sein muß. Eine Schicht von entsprechendem Deckmaterial kann durch Kleben auf die mit Konturen versehene Oberfläche eines dielektrisch geprägten Schaumlaminates aufgebracht werden. Wenn es jedoch erwünscht ist, ein Nahtimitationsmuster oder ein anderes kniffliges Muster in der Deckschicht auszubilden, sollte sie sich während des Prägevorgangs auf dem Schaumlaminat befinden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Sitz- und einem Lehnenkissen, bei denen erfindungsgemäß hergestellte mit Konturen versehene Sitzabdeckanordnungen vorhanden sind, und

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht längs Ebene 2-2 der Fig. 1, mit einer Darstellung, wie die beiden Polyurethanschaumschichten in dem Oberkissen verwendet sind.

In Fig. 1 ist ein zusammengebauter Kraftfahrzeugsitz 10 gezeigt. Der Sitz enthält einen Sitzteil 12 und einen Lehnenteil 14. Es ist zu sehen, daß sowohl der Sitz- wie der Lehnenteil ein Muster aus geprägten eingedrückten Linien 16 besitzt, die mit Konturen versehene oder angehobene Abschnitte 18 ergeben.

Jeder Abschnitt besitzt mindestens ein Schaumkissen 30 und ein entsprechendes aus Metall oder geformtem Kunststoff bestehendes Verstärkungs- oder Rahmenteil 32. In Fig. 1 sind diese Teile nur in dem aufgeschnittenen Stück zu sehen, da die Sitzanordnung durch ein entsprechendes Deckmaterial 28 abgedeckt ist. Das Deckmaterial 28 ist ein Teil der nachstehend beschriebenen Sitzabdeckanordnung. Die Erfindung behandelt ein Verfahren zum Ausbilden eines dekorativen, dielektrisch geprägten Musters in einer derartigen Sitzabdeckanordnung .

Fig. 2 ist ein längs der Linie 2-2 in Fig. 1 aufgeschnittenes Teil eines Sitzes mit einer entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildeten Sitzabdeckanordnung. Die Anordnung enthält einen zweischichtigen Polyurethanschaumkörper mit einer oberen Schicht 20 und einer unteren Schicht 22. Die Schaum-

schichten sind an ihrer Trennfläche 24 mit einem entsprechenden Kleber verbunden. Die obere Polyurethanschaumschicht ist die Schicht, in der das Prägemuster ausgebildet wird, und die Masse dieses Schaumes muß so zusammengesetzt sein, daß sie dielektrisch erhitzt werden kann. Derartige Polyurethanschaummassen sind bekannt und handelsüblich. Diese Eigenschaft der Schicht 20 wird später näher besprochen.

Die untere Polyurethanschaumschicht 22 ist ein handelsüblich vorrätiges normales Urethanschaummaterial. Es reagiert nicht auf dielektrische Erhitzung, d.h. es heizt sich nicht auf, wenn es einer hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird. Die Schaumschichten 20 und 22 sind an ihrer Trennfläche durch irgendeinen entsprechenden Kleber miteinander verbunden.

Unterhalb der Schaumschicht 22 befindet sich eine entsprechende Grundschicht 26, die beispielsweise ein locker gewebtes Tuch (scrim cloth) oder eine andere Tuchabdeckung, aber auch eine Kunststoffbahn sein kann. Die bestimmte Zusammensetzung oder sogar die Anwesenheit der Bahn 26 ist kein kritischer Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Über die Doppelschaumschichten ist eine dekorative Abdeckschicht 28 gelegt, die insbesondere die obere Schaumschicht 20 überdeckt. Diese Deckschicht 28 erstreckt sich an den Doppelschaumschichten vorbei nach unten und kann das vorhandene Sitzkissen 30 und das Rahmenteil 32 überdecken. Sie wird normalerweise durch geeignete Mittel an dem Rahmen befestigt. Die Decke 28 kann beispielsweise ein Vinylschichtmaterial sein. Es kann aber auch eine entsprechende Tuchbahn sein, die aus gewebten oder gewirkten Fasern besteht. Sie ergibt die Dauerhaftigkeit und die Dekorationseigenschaft , die bei der herzustellenden Sitzausgestaltung beabsichtigt ist. Die Deckschicht kann selbst auch mehrere Schichten umfassen. Unterhalb der Bahn kann (zur Erhöhung der Atmungsfähigkeit

oder zu anderem Zweck) eine Web- oder Mattenschicht sein, unter der sich eine Kleberschicht befinden kann, die die Deckschicht mit der ürethanschaumschicht 20 verbindet. Die genaue Zusammensetzung oder Ausbildung der Deckschicht ist gleicherweise für die Ausführung der Erfindung nicht kritisch, solange sie mit dem darunterliegenden Polyurethanschaum und dem restlichen Aufbau des Sitzes kompatibel ist. Die Figuren der Zeichnung zeigen auch eine an der Kante des Sitzes in das Deckmaterial 28 eingenähte dekorative Saumoder Bördelnaht. Die Aufnahme dieser Naht ist auch nicht Teil der Erfindung. Jedoch bilden die Abdeckung 28 und das Doppel-Polyurethanschaum-Laminat 20 und 22 eine Sitzabdeckanordnung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt und bei Kraftfahrzeugsitzaufbauten verwendet werden kann.

Wie bereits festgestellt, sind Urethan-Schaummaterialien in Form größerer Stücke handelsüblich erhältlich, die dielektrisch erhitzt werden können. Der warmaushärtende Polyurethanschaum muß in seiner Zusammensetzung geändert werden, so daß er einen thermoplastischen Bestandteil enthält, der durch dielektrische Verfahren erhitzbar ist. Beispielsweise kann der Polyurethanschaum so abgewandelt werden, daß er mechanisch ein thermoplastisches Harz in Teilchenform enthält, wie beispielsweise plastifiziertes Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, Polystyrol oder Polyethylen. Ein anderes Verfahren zur Vorbereitung dielektrisch erhitzbarer Polyurethanschäume besteht darin, chemisch ein thermoplastisches polymeres Blocksegment in oder auf die Polyurethankette ein- bzw. aufzupfropfen. Ein solcher thermoplastischer Block kann beispielsweise ein Polystyrol-Acrylnitrilblock sein. Auf beide Weise, mechanisch oder chemisch, wird ein dielektrisch "verlustreiches" thermoplastisches Bestandmaterial in die Polyurethan-Schaumschicht aufgenommen, die dann die obere Schicht des bei dem Verfahren zur Herstel-

lung der Abdeckanordnung benutzten Doppel-Polyurethanschaumlaminates ist.

Man kann sich vergegenwärtigen, während die Ausführung der Erfindung weiter beschrieben wird, daß die Stärke der oberen Polyurethanschaumschicht 20 in großem Maße durch die Tiefe der Eindrückungen 16 bestimmt wird, die in der Abdeckanordnung 20, 22, 28 ausgebildet wird. Schaumstärken bis zu 12,7 mm (1/2") können eingeprägt werden, ohne übermäßige Einziehungen, Saum-Versteifungen oder eine Verzerrung der Abdeckanordnung zu befürchten. Andererseits kann die Stärke der nicht dielektrisch erhitzbaren Polyurethanschaumschicht 22 so ausgelegt werden, daß sie anderen Anforderungen, z.B. den Notwendigkeiten bestimmter Aufbauten der Abdeckanordnung angepaßt ist.

So kann das Laminat aus einer erhitzbaren Polyurethanschaumschicht 20 und einer nicht dielektrisch erhitzbaren Schaumschicht 22 nun auf folgende Weise dielektrisch geprägt werden. Das aus Laminat gebildete Werkstück mit oder ohne dem überdeckenden Deckmaterial 28 wird zwischen die Platten einer dielektrischen Prägepresse gesetzt. Eine der Platten besitzt eine daran befestigte Formstreifenanordnung, die einen Druck auf die Oberfläche des Werkstückes ausübt, um das gewünschte Einprägungsmuster auszubilden. Die Formkante preßt sich in den Schaum hinein, um Einprägungen 16 nach Fig. 2 auszubilden, indem sie die Schaumschicht 20 so zusammendrückt, daß die Deckschicht 28 (falls vorhanden) sich dicht neben der Schaumschicht 22 befindet. Sobald die dielektrische Presse die hochfrequente Energie aufbringt, wird die Schicht 20 selektiv insbesondere in den unter den Formkanten liegenden verdichteten Bereichen erhitzt, so daß der zusammengedrückte Schaum in diesen Bereichen aufschmilzt und die Deckschicht 28 mit der Schaumschicht 22 verbindet. Nach den bisher durchgeführten Arbeitsgängen wäre es notwendig, die Deckschicht 2 8 vollständig durch die kombinierten Schaumschichten zu drücken, bis sie

die Grundschicht 2 6 berührt. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet diese Notwendigkeit durch Benutzen einer doppelten (dielektrisch erhitzbaren - nicht dielektrisch erhitzbarenj Schicht für das Schaumkissen.

Falls das Abdeckmaterial 28 während des dielektrischen Prägevorganges vorhanden ist, werden die eingedrückten Abschnitte in der beschriebenen Weise mit der unteren Schaumschicht 24 verbunden. Falls die Deckschicht nicht vorhanden ist, wenn die obere Schaumschicht 20 geprägt wird, kann sie später durch Kleben an der Schaumschicht 20 befestigt werden, um die Abdeckanordnung zu vervollständigen.

Es ist zu sehen, daß in der Praxis die Erfindung in unterschiedlichen Arten ausgeübt werden kann. Das durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildete Polyurethankissen kann ein gesamtes Sitzkissen oder nur eine gespannte Abdeckschichtanordnung desselben sein. Es ist auch zu sehen, daß die untere Aufbau-Polyurethan-Schaumschicht selbst verschiedene Polyurethanschaummaterialien mit unterschiedlicher Härte oder Steifigkeit enthalten kann, wie sie zur Ausbildung eines entsprechenden Sitzes erforderlich sind.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines geprägten, abgedeckten PoIyurethanschaumkissens (12,14) durch Eindrücken eines Prägemusters (16) in das Schaumkissen durch dielektrische Prägung, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst ein Laminat aus zwei miteinander verbundenen Polyurethanschaumschichten gebildet wird, wobei die erste Schicht (20) so zusammengesetzt ist, daß sie dielektrisch bis zu einer Schmelztemperatur für den Prägevorgang erhitzbar ist und die andere Schaumschicht (22) so zusammengesetzt ist, daß sie durch derartiges dielektrisches Erhitzen nicht aufgeschmolzen werden kann, daß eine Deckmaterialschicht (28) die erste Schaumschicht (20) überdeckend mit dem Laminat verbunden wird und daß das Prägemuster (16) in die erste

MANlTZ- FINSTERWAtD- HEYN· MORGAN ■ 8000 MÜNCIII.N 2? ■ ROBERT-KOCH STRASSE 1 ■ TEL. (089) 224211 ■ TELEX 5 29672 PATMF- FAX(OSU) 29 75 7S HANNS-JÖRG nOTERMUNU 7000 ΓΠΙΙΤΚΐΛΙΙΓ 50 (ΗΛΟ CANNGTArT) · SEELBERGSΓΠ. 23/25 TEL (0711) 5672Hl

BAYER. VOLKSBANKCN AG MÜNCHEN UL^ A)O¹JUO(K) KONIO /270 · POSTSCHECK. MÜNCHEN 77062-8Ob BAYER. VEREINSBANK · MÜNCHEN- BLZ 700202/0- KONIO 578 3&1 ■ BAYER. HYPO-U. WECHSELBANK · MÜNCHEN- BLZ 700 20001 · KONTO 6 880119'3HI)

Polyurethanschicht (20) unter dielektrischem Erhitzen der ersten Schicht (20) bis zu ihrem Schmelzen eingedrückt wird und der eingedrückte Abschnitt in dem erwünschten Prägemuster mit der zweiten Schaumschicht (22) verbunden wird, wobei die Anfangsstärke der ersten Schicht (20) zum Ausbilden der erwünschten Prägung geeignet und die Gesamtstärke der beiden Schaumschichten zum Erzielen eines gewünschten Polsters ausreichend ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines geprägten, abgedeckten Polyurethanschaumkissens (12,14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Deckmaterialschicht (28) mit dem das Grundschaummaterial (30) überdeckenden Laminat (20,22) verbunden wird, bevor das Prägemuster in die erste Polyurethanschicht (20) eingedrückt wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer geprägten, abgedeckten Polyurethanschaum-Kraftfahrzeugsitz-Abdeckanordnung (10) mit mindestens einem geprägten, abgedeckten Polyurethanschaumkissen (12,14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Deckmaterialschicht (28) mit dem Laminat (20, 22) so verbunden wird, daß sie die erste Schaumschicht (20) überdeckt, und sich über die Schaumschicht (20) so weit hinaus erstreckt, wie es nötig ist, um die Kraftfahrzeugsitz-Abdeckanordnung zu spannen.