DE10107970B4

DE10107970B4 - Verfahren zur Herstellung eines Verbundgewebes sowie Verbundmaterial

Info

Publication number: DE10107970B4
Application number: DE10107970.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Mohr; Manfred Kreuger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: DE10107970A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Verbundgewebes (1), das die Schritte aufweist:a) Bereitstellen eines Basisträgers (2);b) Aufbringen eines porösen Gewebes (3) auf den Basisträger (2);c) Auftragen einer Haftschicht (5) auf das poröse Gewebe (3); undd) Verfestigen der Haftschicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht (5) als Pulver bis zu einer Dicke von 0,1 bis 1 mm auf das poröse Gewebe (3) aufgetragen wird und in die Poren des Gewebes (3) eindringt, und dass zur Ausbildung der Haftschicht (5) das aufgetragene Pulver nachgeliert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundgewebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verbundmaterial nach Anspruch 12. Derartige Verbundgewebe sind insbesondere für solche Vorrichtungsbeziehungsweise Materialteile geeignet, auf die Zugkräfte ausgeübt werden.
Insbesondere dann, wenn ein Gewebe stark beansprucht wird, beispielsweise durch Zugkräfte von außen, muss dieses Material starken mechanischen Beanspruchungen widerstehen können. Bisher sind für solche stark belastbaren Materialien Verbundgewebe verwendet worden, die in der Regel mehrschichtig sind. Zumindest weisen die bekannten Verbundmaterialien zwei Schichten auf, die sich praktisch aus einer Grundschicht und einer Gewebeschicht als Verstärkung zusammensetzt.
Aus der US 5 582 789 A ist ein Herstellungsverfahren bekannt, bei dem ein Basisträger bereitgestellt wird und darauf ein poröses Gewebe aufgebracht wird. Anschließend wird eine Haftschicht aufgetragen und verfestigt.
In der WO 97/48537 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials mit Kunstleder als nach außen gerichtete Oberfläche beschrieben. Nach diesem Verfahren sind drei Schichten vorgesehen, die als dritte Schicht einen Träger aus einem starren Material vorsieht. Wesentlich bei diesem Verfahren ist, dass eine Haftvermittlung zwischen diesem starren Träger und den übrigen zwei Schichten hergestellt wird. Hierzu wird ein Klebstoff verwendet, der gegebenenfalls mit Verstärkungsfasern bewährt sein kann. Beispielsweise können geeignete Klebstoffe Polyurethane, Polyester oder Epoxidharze sein.
Die Anwendung eines Klebstoffs erfordert einen zusätzlichen Schritt bei der Herstellung des Verbundmaterials. Des weiteren muss darauf geachtet werden, in wieweit der Klebstoff das Verbundmaterial negativ beeinflusst. Insbesondere bei der Wahl von Kunststoffen als Trägermaterial muss äußerste Sorgfalt aufgebracht werden.
Aus der DE 198 33 336 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteiles für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen bekannt. Das Kunststoffmaterial des Kunststoffformteiles ist beidseitig mit Schichtmaterialien verbunden, wobei ein Kaschierungsmaterial als Dekor auf das äußere Schichtmaterial aufgebracht ist. Aus der DE 39 35 689 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuginnenverkleidungsteiles bekannt, bei dem eine Abdeckschicht sowie eine Materiallage mit thermoplastischem Kunststoffpulver bestreut werden und anschließend zusammengefügt werden. Aus der EP 08 02 030 A2 ist ein Verfahren zum Integrieren eines Sensors in einem Verkleidungsteil eines Fahrzeuges bekannt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundgewebes sowie ein Verbundmaterial anzugeben, das rasch durchgeführt werden kann, ohne dass zusätzliche Verfahrensschritte, wie beispielsweise die Auftragung eines Klebers, notwendig sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Verbundgewebes gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem Verbundmaterial gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
In den Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1: eine Seitenansicht eines Verbundmaterials im makroskopischen Maßstab;
2: eine Seitenansicht eines Verbundmaterials im mikroskopischen Maßstab;
3: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Verbundmaterials; und
4: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Verbundmaterials mit eingebrachter Naht.

Das erfindungsgemäß hergestellte Verbundmaterial weist mehrere Lagen auf, wobei eine Dreilagigkeit bevorzugt ist. Bei einer gewünschten Lagigkeit von über drei Lagen, werden die Verfahrensschritte (b) bis (d) wiederholt.
Als Basisträger kommen solche Träger in Frage, die sich für Verbundgewebe eignen. Beispielsweise kann der Basisträger aus einem Kunststoffmaterial zusammengesetzt sein. Bevorzugte Kunststoffmaterialien sind ein thermoplastisches Polymer, ein hitzehärtbares Polymer, ein Elastomer oder eine Mischung daraus.
In der Regel stellt der Basisträger die Oberfläche dar, die beim fertigen Gegenstand das äußere Erscheinungsbild abgibt. Beispielsweise kann für die Herstellung eines Airbags beziehungsweise von Teilen davon ein kunstlederartiges Material als Basisträger verwendet werden.
Auf den Basisträger wird erfindungsgemäß ein poröses Gewebe aufgebracht. Der Ausdruck „Gewebe“ ist nicht so zu verstehen, dass nur gewebte Materialien eingeschlossen sind. Beispielsweise kann auch ein Vlies verwendet werden, allerdings mit der Maßgabe, dass dieses als porös anzusehen ist.
Die Porosität des Gewebes ist beispielsweise auf eine grobmaschige Struktur desselben mit Hohlräumen zurückzuführen. Es ist allerdings auch möglich, ein Gewebe vorzusehen, das Hohlräume aufweist, die nachträglich eingebracht worden sind. Die Hohlräume können dann beispielsweise durch Stanzen in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen in das Gewebe eingebracht werden.
Die Fläche der Hohlräume im Gewebe sollte nicht unterhalb von einem mm² sein. Bevorzugt weist die Fläche der Löcher eine Größe von > 1 mm² auf.
Das Gewebe selbst kann beispielsweise aus Kunststoffmaterialien oder natürlichen Materialien zusammengesetzt sein. Bei einem Kunststoffgewebe handelt es sich bevorzugt um ein Polymerisat oder Copolymerisat handelsüblicher, für den vorliegenden Zweck geeigneter Monomere. Als Beispiele können hier Acrylat, Methacrylat, Polyamid, etc. genannt werden.
Es hat sich allerdings auch als günstig erwiesen, wenn das verwendete Gewebe aus einer Naturfaser besteht. Auch hier kann die Faser selbst das Gewebe bilden oder es wird ein Gemisch aus Naturfasern verwendet. Als Beispiel kann hier Baumwolle oder Cellulose genannt werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Haftschicht als Pulver aufgetragen. Es ist wesentlich, dass das Pulver in die Poren des Gewebes eindringt. Damit ist eine kraftschlüssige Verbindung von Basisträger und Gewebe gewährleistet.
Das Pulver wird bis zu einer Dicke von 0,1 bis 1 mm auf das Gewebe aufgetragen.
Bei der Verwendung des Pulvers, beispielsweise Slush-Pulvers wird das Pulver unter der Ausbildung einer Schicht nachgeliert. Solche Nachgelierungsverfahren sind dem Fachmann bekannt.
Bevorzugt wird für die Haftschicht ein Material gewählt, das aus dem gleichen Material wie der Basisträger besteht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Verbundmaterialien herstellen, die außerordentlichen Zugkräften ausgesetzt werden können. Durch das eingebrachte Zuggewebe werden die Materialien verstärkt. Durch die Auffüllung der in Gewebe befindlichen Hohlräume, entsteht eine sehr stabile Verankerung des Gewebes mit dem Basisträger.
So wird das vorliegende Verfahren bevorzugt zur Herstellung von Airbags und von Airbagteilen angewandt. Beispielsweise umfasst ein Verfahren zur Herstellung von Airbags beziehungsweise Teilen davon folgende Schritte:

a) Herstellung einer gelierten Außenhaut;
b) Aufbringen eines Gewebes auf der gelierten Außenhaut;
c) Auftragen der Haftschicht unter Verwendung eines Pulvers;
d) Gelieren des Pulvers; und
e) Entformung der Außenhaut.

Ein solches Verfahren kann beispielsweise derart verlaufen, dass zunächst der Gewebeträger auf die gelierte Außenhaut, beispielsweise eine Slush-Außenhaut, eingeschwenkt wird und dieser dann darauf das Gewebe platziert. Anschließend dockt der Pulverkasten oder ein auf den Gewebebereich reduzierter Pulverkasten an. Das Aufpulvern der Gewebehohlräume entsteht durch Rotationsbewegungen des Pulverkastens. Nach Abdocken des Kastens wird das Pulver nachgeliert. Schließlich wird das Galvano auf Raumtemperatur abgekühlt, gegebenenfalls in Gegenwart von Wärme, wonach dann die Slush-Haut entformt wird. Mit einem derartigen Verfahren werden insbesondere die Aufreißkräfte der Airbagnaht unterstützt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verbundmaterial, das nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist.
Die 1 bis 4 zeigen Seitenansichten von Verbundmaterialien, wobei jeweils Durchschnittsansichten angegeben sind.

1 zeigt makroskopisch ein Verbundmaterial 1 aus zwei Lagen, die sich aus dem Basisträger 2 und dem Gewebe 3 als Verstärkungselement zusammensetzen.
2 zeigt das gleiche Verbundgewebe 1 von 1 im mikroskopischen Maßstab. Es ist deutlich zu sehen, dass das Gewebe 3 Hohlräume 4 aufweist.
In 3 ist ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial beziehungsweise ein erfindungsgemäß hergestelltes Verbundgewebe 1 dargestellt. Auf dem Basisträger 2 ist als Verstärkung ein Gewebe 3 aufgebracht. Dieses Gewebe 3 weist Hohlräume auf. In die Hohlräume 4 und über dem Gewebe 3 ist eine Haftschicht 5 ausgebildet. Dadurch ist eine sehr stabile Verankerung des Gewebes mit dem Basisträger gewährleistet.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbundgewebe 1, in das eine Naht 6 beispielsweise für ein Airbag, eingebracht worden ist.

Bezugszeichenliste

1.: Verbundgewebe
2.: Basisträger
3.: Gewebe (Verstärkung)
4.: Hohlraum
5.: Haftschicht
6.: Naht

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Verbundgewebes (1), das die Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Basisträgers (2); b) Aufbringen eines porösen Gewebes (3) auf den Basisträger (2); c) Auftragen einer Haftschicht (5) auf das poröse Gewebe (3); und d) Verfestigen der Haftschicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht (5) als Pulver bis zu einer Dicke von 0,1 bis 1 mm auf das poröse Gewebe (3) aufgetragen wird und in die Poren des Gewebes (3) eindringt, und dass zur Ausbildung der Haftschicht (5) das aufgetragene Pulver nachgeliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisträger (2) aus einem Kunststoffmaterial zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein thermoplastisches Polymer, hitzehärtbares Polymer, ein Elastomer oder eine Mischung daraus ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pöröse Gewebe (3) eine grobmaschige Struktur mit Hohlräumen (4) aufweist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (3) Hohlräume (4) aufweist, die nachträglich eingebracht worden sind.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Hohlräume (4) eine Größe von > 1 mm² aufweist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (3) aus Kunststoffmaterialien oder natürlichen Materialien zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (3) aus einem Polymerisat oder Copolymerisat besteht.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (3) aus einer Naturfaser besteht.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Haftschicht (5) ein Material gewählt wird, das aus dem gleichen Material wie der Basisträger (2) besteht.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung eines Airbags oder von Airbagteilen, in welchem Verfahren der Basisträger (2) als eine gelierte Außenhaut hergestellt wird.
Verbundmaterial, das nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt ist.