DE102004014880A1

DE102004014880A1 - Folienkaschiertes Formteil

Info

Publication number: DE102004014880A1
Application number: DE200410014880
Authority: DE
Inventors: Annett Radon; Jacobus Vossen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein folienkaschiertes Formteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Innenraum des Kraftfahrzeugs, mit einer Kunststoffbasis, die auf mindestens eine Folie unter Formgebung aufgebracht ist, wobei die mindestens eine Folie (12) vor dem Kaschieren eine Dicke 0,5 mm und eine Reißdehnung >= 50%, vorzugsweise >= 100%, aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein folienkaschiertes Formteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kunststoffbasis, die auf eine Folie unter Formgebung aufgebracht ist.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von folienkaschierten Formteilen, insbesondere für den Innenraum von Kraftfahrzeugen bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 199 29 971 A1 ein solches Verfahren, bei dem eine die Oberfläche des Formteils bildende Abdeckung mit einem Kunststoffmaterial hinterspritzt wird. Die Abdeckung ist mehrschichtig und umfasst eine Folienschicht aus Vinyl oder Urethan, die gekörnt ist, um das ästhetische Aussehen zu schaffen, sowie weiterhin eine Schaumschicht, die unter anderem dazu dient, dem Bauteil einen weichen Griff zu verleihen. Das bekannte Verfahren dient beispielsweise zur Herstellung von Türverkleidungen mit integral angeformten Energieabsorbern. Die aus Polymeren bestehende Abdeckung hat eine Dicke im Bereich zwischen 1,0 mm und 3,5 mm.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 92 05 782 U1 beschreibt einen Verbundwerkstoff für Kraftfahrzeuginnenverkleidungen, umfassend eine ein- oder mehrschichtige polyolefinhaltige Folie oder Schicht mit einer mittleren Schichtdicke oder Folienstärke von 300 bis 2000 μm und mindestens einer unmittelbar darunter oder unter Einschaltung von Zwischenschichten angeordneten Schaumschicht, Trägerschicht oder Stützschicht. Als Material für die polyolefinhaltige Folie kommen beispielsweise Polypropylene oder EPDM/PP in Betracht.

Aus dem Stand der Technik bekannt sind EPDM/PP-Folien mit einer hohen Reißdehnung von bis zu mehreren 100 %. Folien aus derartigen kautschukähnlichen Materialien werden im Allgemeinen als Dachfolien eingesetzt und die Folienstärke dieser Folien liegt in der Regel bei mehr als einem Millimeter. Auch thermoplastische Olefine (TPO) und Polyolefine, die in der Regel als verschweißbare oder verklebbare Dachfolien eingesetzt werden, weisen in der Regel eine Folienstärke von wenigstens etwa 1,1 mm oder darüber auf.

Grundsätzlich ist es auch bekannt, Kunststoffe wie beispielsweise Polyolefine oder ABS mit einer Lackierung zu versehen. Dies ist jedoch recht aufwändig und teuer. Beim Lackieren von beispielsweise Bauteilen aus Polypropylen ergeben sich zudem Lackhaftungsprobleme. Demzufolge ist eine Vorbehandlung erforderlich.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Aufgabe der Erfindung ist es, ein folienkaschiertes Formteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches eine kratzfeste, hochwertige, lackähnliche Oberfläche aufweist und einfacher herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßes folienkaschiertes Formteil der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß wird eine Folie verwendet, die auf eine Kunststoffbasis aufgebracht ist, wobei diese Folie vor dem Kaschieren eine Dicke ≤ 0,5 mm und eine Reißdehnung ≥ 50 % aufweist. Im Rahmen der Erfindung wird also eine sehr weiche Folie aufkaschiert, die eine geringere Dicke aufweist als bislang bekannte Folien der eingangs genannten Art, die für Kraftfahrzeuginnenverkleidungen eingesetzt wurden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Folie erlaubt die Herstellung einer hochwertigen lackähnlichen kratzfesten Oberfläche, wobei die Folie eine ausgezeichnete Haftung auf der Kunststoffbasis zeigt. Die Herstellung ist einfacher und weniger problematisch als die Lackierung von Kunststoffen. Durch Verwendung einer vergleichsweise weichen Folie mit hoher Reißdehnung ergibt sich eine gute Haptik. Folienkaschierte Formteile der erfindungsgemäßen Art sind recyclingfähig. Durch Einbringen einer entsprechenden Narbung im Werkzeug ist es möglich, Bauteile mit genarbter oder ähnlich strukturierter Folienoberfläche herzustellen. Aufgrund der Verwendung einer Folie mit hoher Reißdehnung besteht der weitere Vorteil, dass Formteile mit engen Krümmungsradien herstellbar sind.

Vorzugsweise hat ein folienkaschiertes Formteil gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in mindestens einem Krümmungsbereich der Folie einen Radius ≤ 5 mm, vorzugsweise ≤ 2 mm. Weiter vorzugsweise hat die Folie in mindestens einem Krümmungsbereich mit einem Radius ≤ 5 mm, vorzugsweise ≤ 2 mm eine Gesamtdehnung (bezogen auf die Fläche vorher/nachher) von ≥ 30 %. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass Krümmungsbereiche der Folie mit einem Krümmungsradius ≤ 5 mm, vorzugsweise ≤ 2 mm 5 % oder mehr, vorzugsweise 10 oder mehr, besonders bevorzugt 15 % oder mehr der Folienoberfläche und/oder wenigstens 3 cm², vorzugsweise wenigstens 5 cm², besonders bevorzugt wenigstens 8 cm² ausmachen.

Für ein folienkaschiertes Formteil gemäß der vorliegenden Erfindung können beispielsweise Folien auf Basis thermoplastischer Elastomere olefinischer Natur, beispielsweise EPDM/PP oder Polypropylen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind thermoplastische Elastomere auf Basis von Polypropylen. Diese Folien haften sehr gut auf polyolefinischen Werkstoffen, die im Rahmen der Erfindung bevorzugt für die Kunststoffbasis verwendet werden. Als Kunststoffbasis kann zum Beispiel Polypropylen dienen, wobei für die Oberfläche eine PP-Folie dient. Grundsätzlich sind auch andere Kombinationen möglich, beispielsweise Verwendung von ABS für die Kunststoffbasis und SEBS für die die Oberfläche bildende Folie.

Genarbte Folien können hergestellt werden bei Einsatz eines Werkzeugs mit Narbung, wobei Narbtiefen mit beispielsweise bis zu 30 μm realisierbar sind, vorzugsweise Narbtiefen bis zu 200 μm, insbesondere Narbtiefen an technischen Narben bis zu 600 μm. Genarbte Oberflächen werden häufig für Verkleidungselemente im Innenraumbereich von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Durch den Einsatz einer Folie mit hoher Reißdehnung werden besonders tiefe Narbungen und/oder Hinterschnitte möglich.

Die erfindungsgemäßen folienkaschierten Formteile werden vorzugsweise hergestellt durch Hinterspritzen einer Folie mit einer Dicke ≤ 0,5 mm, insbesondere ≤ 0,2 mm, besonders bevorzugt ≤ 0,1 mm. Die Reißdehnung der Folie beträgt ≥ 50 %, insbesondere ≥ 100 %, insbesondere ≥ 200 %, besonders bevorzugt ≥ 400 %. Als Kunststoffbasis dienen thermoplastische olefinische Elastomere, insbesondere EPDM/PP oder PP. Vorzugsweise weist die Folie eine hohe Kratzfestigkeit auf, Recyclingfähigkeit, so dass der Verschnitt recycelt werden kann und vorzugsweise eine hohe Haftfestigkeit auf der Kunststoffbasis. Wenn zum Beispiel PP-Träger mit EPDM/PP-Folie hinterspritzt werden erzielt man eine gute Haftung, hochwertige kratzfeste Oberflächen und eine sehr gute Recyclingfähigkeit.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Folie liegen darin, dass man diese nahe zum optisch sichtbaren Rand des Formteils verlegen kann, da sie ein ähnliches Schrumpfverhalten aufweist wie das Basismaterial und da die Folie im Bereich des Übergangs mit dem Basismaterial verschweißbar ist. Gegebenenfalls kann die Folie auch aufgrund der guten Verformbarkeit über den optisch sichtbaren Rand hinaus verlegt werden.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematisch vereinfachte Schnittansicht eines Werkzeugs zur Herstellung eines folienkaschierten Formteils zu Beginn des Herstellungsverfahrens;
2 eine weitere schematisch vereinfachte Schnittansicht nach dem Schließen des Werkzeugs und Ausformen der Folie;
3 eine schematisch vereinfachte Ansicht eines folienkaschierten Formteils nach dem Hinterspritzen;
4 eine schematisch vereinfachte Ansicht die das Verbinden eines erfindungsgemäß hergestellten folienkaschierten Formteils mit einem weiteren Bauteil verdeutlicht;
5 eine weitere schematisch vereinfachte Ansicht die das Verbinden eines erfindungsgemäß hergestellten folienkaschierten Formteils mit einem weiteren Bauteil gemäß einer alternativen Verfahrensvariante verdeutlicht.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt schematisch stark vereinfacht einen Schnitt durch ein zweiteiliges Werkzeug mit einer ersten Werkzeughälfte 10, einer zweiten Werkzeughälfte 11 mit Anguss und einer zwischen den beiden Werkzeughälften 10, 11 angeordneten Folie 12, die zunächst noch im ungeformten Zustand vorliegt. Die Folie 12 soll ausgeformt und mit einem Trägerwerkstoff hinterspritzt werden. Die eine Werkzeughälfte 11 weist dazu einen Kanal 13 auf, durch den Kunststoffschmelze in den beim Schließen des Werkzeugs entstehenden Formhohlraum 14 (siehe 2) gelangt.
Das Werkzeug wird nun geschlossen, indem die beiden Werkzeughälften 10, 11 gegeneinander gefahren werden. Dadurch wird die Folie 12, wie man aus 2 erkennen kann, entsprechend der Innenkontur 15, 16 der beiden Werkzeughälften ausgeformt beziehungsweise ausgedehnt. 2 zeigt das geschlossene Werkzeug und man erkennt den Formhohlraum 14, der sich rückseitig hinter der ausgeformten Folie 12 befindet. Nun kann über den Kanal 13 in der Werkzeughälfte 11 eine Kunststoffschmelze (Spritzgussmasse) aus einem Trägerwerkstoff in den Formhohlraum 14 eingespritzt werden, so dass die Folie 12 hinterspritzt wird. Man kann beispielsweise eine Folie 12 aus PP oder EPDM-PP mit einem ähnlichen Trägerwerkstoff, zum Beispiel PP hinterspritzen.
2 zeigt, dass die Folie 12 einen insbesondere umlaufenden Überstand 12a aufweist, in dem die Folie nicht hinterspritzt ist. Im übrigen ist die Folie 12 in dem in 3 dargestellten fertigen Bauteil 17 vollflächig mit dem Trägerkunststoff 18 verbunden. Der Überstand 12a verbleibt und kann vor der weiteren Verarbeitung des Bauteils 17 abgeschnitten werden, wenn beispielsweise das Verbinden des in 3 dargestellten Bauteils 17 mit einem weiteren Bauteil gemäß der Variante nach 4 vorgesehen ist.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen. Die Zeichnung zeigt schematisch stark vereinfacht das Verbinden eines Bauteils 17, welches nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, mit einem weiteren Bauteil 19. Man erkennt das Bauteil 17 mit der die Dekorseite bildenden Folie 12, die auf den Trägerkunststoff 18 (Kunststoffbasis) aufgebracht ist, wobei dieses Bauteil 17 so angeordnet ist, dass es sich in dem Bereich 20 mit dem weiteren Bauteil 19 überlappt. In diesem Überlappungsbereich 20 werden die beiden Bauteile 17, 19 miteinander verschweißt. Das Bauteil 19 ist dabei so geformt, dass es in dem Überlappungsbereich einen Rücksprung aufweist, während der Bereich des Bauteils 19 außerhalb des Überlappungsbereichs frontseitig etwa bündig in einer Ebene liegt mit der Dekorseite des Bauteils 17. Im Überlappungsbereich 20 ist hingegen die hinter dem Bauteil 17 liegende Frontseite des Bauteils 19 der Rückseite des Bauteils 17 zugewandt. Die beiden einander zugewandten Flächen der beiden Bauteile 17, 19 in diesem Überlappungsbereich 20 können nun miteinander verschweißt werden, wobei in vorteilhafter Weise das Bauteil 19 in dem Überlappungsbereich 20 aus einem gleichen oder ähnlichen Kunststoff besteht wie der Trägerwerkstoff 18 des anderen Bauteils 17.
5 zeigt eine alternative Verfahrensvariante. In diesem Fall wurde der Überstand 12a der Folie 12 in dem vorgesehenen Überlappungsbereich 20, in dem sich das Bauteil 17 mit dem weiteren Bauteil 19 überlappt zuvor nicht entfernt, sondern es erfolgte ein Umbug, so dass die Folie 12 wie man sieht über den nach dem Verbinden mit dem anderen Bauteil 19 optisch sichtbaren Rand des Bauteils 17 verlegt wurde und sich über den Rand hinaus und auch ein Stück zur Rückseite des Bauteils 17 hin erstreckt, wo die umgebogene Folie 12b mit der Rückseite des Trägerwerkstoffs 18 verbunden ist. Das Verlegen der Folie 12 in dieser Weise ist aufgrund der Verwendung einer besonders gut verformbaren Folie (hohe Reißdehnung) möglich. Bei der Variante nach 5 wird demnach die mit der Folie 12b überdeckte Rückseite des Bauteils 17 mit der Frontseite des Bauteils 19 im Überlappungsbereich 20 verschweißt. Bei dieser Variante erzielt man im Übergangsbereich zwischen der jeweiligen Sichtseite der beiden miteinander verschweißten Bauteile 19, 17 eine besonders gute Optik.

10: Werkzeughälfte
11: zweite Werkzeughälfte
12: Folie
12a: Überstand
12b: umgebogene Folie
13: Kanal
14: Formhohlraum
15: Innenkontur
16: Innenkontur
17: Bauteil
18: Trägerkunststoff
19: Bauteil
20: Überlappungsbereich

Claims

Folienkaschiertes Formteil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Innenraum des Kraftfahrzeugs, mit einer Kunststoffbasis, die auf mindestens eine Folie unter Formgebung aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Folie (12) vor dem Kaschieren eine Dicke ≤ 0,5 mm und eine Reißdehnung ≥ 50 % aufweist.
Folienkaschiertes Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in mindestens einem Krümmungsbereich der Folie (12) einen Radius ≤ 5 mm, vorzugsweise ≤ 2 mm aufweist.
Folienkaschiertes Formteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12) in mindestens einem Krümmungsbereich (12b) mit einem Radius ≤ 5 mm, insbesondere ≤ 2 mm eine Gesamtdehnung (bezogen auf die Fläche vorher/nachher) von ≥ 30 % aufweist.
Folienkaschiertes Formteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Krümmungsbereiche (12b) der Folie (12) mit einem Krümmungsradius ≤ 5 mm, insbesondere ≤ 2 mm, 5 % oder mehr, vorzugsweise 10 % oder mehr, besonders bevorzugt 15 % oder mehr der Folienoberfläche und/oder wenigstens 3 cm², vorzugsweise wenigstens 5 cm², besonders bevorzugt wenigstens 8 cm² ausmachen.
Folienkaschiertes Formteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folie (12) auf Basis mindestens eines thermoplastischen Elastomeren olefinischer Natur aufgebracht ist.
Folienkaschiertes Formteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine EPDM und/oder Polypropylen umfassende Folie (12) eingesetzt wird.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein polyolefinischer Werkstoff als Kunststoffbasis (18) dient.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine genarbte Folie (12) mit Narbtiefen von vorzugsweise mehr als 30 μm aufgebracht ist.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine hinterspritzte Folie (12) umfasst.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Folie (12) mit einer Dicke ≤ 0,5 mm, vorzugsweise ≤ 0,2 mm umfasst.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Folie (12) mit einer Reißdehnung ≥ 100 %, vorzugsweise ≥ 200 %, vorzugsweise ≥ 400 % umfasst.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Folie (12) mit hoher Kratzfestigkeit umfasst.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Folie (12) umfasst, die im Verbund mit dem Träger recyclingfähig ist.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Folie (12) mit hoher Haftfestigkeit zu der Kunststoffbasis (18) umfasst.
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12) ein ähnliches Schrumpfverhalten aufweist wie der Werkstoff der Kunststoffbasis (18).
Folienkaschiertes Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12) über den optisch sichtbaren Rand des Formteils (17) hinaus verlegt ist.