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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen
Verbundmaterials für
eine sichtbare Innen- oder Außenhaut
einer Fahrzeugkarosserie.
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In
der
DE 101 58 364
A1 ist ein elastisches Verbundmaterial für eine sichtbare
Außenhaut
eines Kraftfahrzeugs beschrieben, das eine aus einem elastischen
textilen Flächengebilde,
wie z. B. ein Gewebe, Gewirk oder Gestrick bestehende mittlere Schicht
und eine aus Polyurethan bestehende obere und untere Schicht umfaßt. Die
obere und die untere Schicht sind mit einer Klebstoffschicht mit
dem textilen Flächengebilde
verbunden. Die Dehnbarkeit und die Reißfestigkeit des Verbundmaterials
wird hauptsächlich
durch das textile Flächengebilde
bewirkt. Um trotz der elastischen Dehnbarkeit des textilen Flächengebildes
eine sehr hohe Reißfestigkeit
zu erhalten, soll die Elastizität
bevorzugt ausschließlich aus
der Struktur des textilen Gebildes und nicht vom Material der Fäden bzw.
Fasern des textilen Gebildes herrühren. Die obere und die untere
Schicht aus Polyurethan ist wasserdicht, und sie ist auch für die Verschleiß- und Abriebfestigkeit
sowie für
das Aussehen und die Haptik des Verbundmaterials maßgeblich. Daneben
hat die obere Schicht aber noch eine zusätzliche Aufgabe, indem sie
den erforderlichen Schutz vor UV-Licht bildet. Zur Erfüllung dieser
Aufgabe kommt als Material für
die obere Schicht unter anderem Polyurethan in Frage. Eine aus Polyurethan bestehende
Schicht hat aber den Nachteil, daß die Rückstellkraft bei tiefen Temperaturen
stark abfällt, so
daß es
zu einer unerwünschten
bleibenden Dehnung kommt. Die Rückstellkraft
des textilen Gebildes alleine reicht jedoch mitunter nicht aus.
Bekannte Verbundmaterialien sind daher für solche Anwendungsfälle nicht
geeignet, bei denen eine hohe Rückstellkraft
ohne bleibende Dehnung über
einen großen Temperaturbereich,
insbesondere bei tiefen Temperaturen, gewährleistet sein muß.
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Aus
der
DE 103 30 099
A1 ist eine Verbundmaterial mit einer flexiblen Kunststoffverbundmatrix sowie
einer darin eingebetteten textilen Trägerbahn bekannt. Die Verbundmatrix
beruht auf einem vernetzten Polyurethan. Die textile Trägerbahn
besteht vorzugsweise aus einem Gewebe, Gestrick oder Gewirk. Zur
Herstellung dieses Verbundmaterials wird so vorgegangen, daß während des
Vernetzens eines reaktiven Ausgangsmaterials eines Polyurethans eine
textile Trägerbahn
vollständig
in das auf einen Hilfsträger
aufgebrachte Ausgangsmaterial der Polyurethanmatrix eingebracht
wird. Eine textile Dekorseite wird mit der sich vernetzenden Polyurethan-Schicht
verbunden, sobald die innere Festigkeit eine gleichmäßig einseitige
Einbettung ohne Massedurchschlag zuläßt. Danach wird die Polyurethanschicht
ausgehärtet.
Dieses Verbundmaterial ist knick-, falt- und rollfähig sowie
vernähbar.
Die Elastizität
dieses Materials ist jedoch gering, weil die textile Trägerbahn
vollständig
in die flüssige
Polyurethanmatrix eingebracht wird. Die in der textilen Trägerbahn
vorhandenen Hohlräume
oder Leerstellen werden daher von dem flüssigen Polyurethan ausgefüllt. Nach
dem Aushärten
der Polyurethanmatrix ist eine ungehinderte Verformung der Struktur
der textilen Trägerbahn
nicht möglich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines Verbundmaterials zu schaffen, das über einen weiten Temperaturbereich
eine gleichmäßig hohe
Dehnung und Rückstellungskraft
aufweist und das sich problemlos an einem Teil einer Fahrzeugkarosserie
befestigen läßt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem Verfahren gelöst,
das folgende Schritte umfaßt:
- a) Aufbringen einer Deckschicht aus Polyurethan in
flüssigem
Zustand auf eine Trägerfolie,
- b) Aushärten
der Deckschicht,
- c) Aufbringen eines Haftvermittlers auf die ausgehärtete Deckschicht,
- d) Aushärten
des Haftvermittlers,
- e) Aufbringen eines Haftstrichs aus Silikon in flüssigem Zustand
auf den ausgehärteten
Haftvermittler,
- f) Aufbringen eines elastischen textilen Flächengebildes auf den flüssigen Haftstrich,
- g) Aushärten
des Haftstrichs und
- h) Beseitigen der Trägerfolie.
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Die
Elastizität
und Rückstellkraft
ohne bleibende Dehnung von Silikon ist größer als diejenige von Polyurethan
und bleibt insbesondere auch bei tiefen Temperaturen erhalten. Durch
das Einbinden einer aus Silikon bestehenden Schicht in das Verbundmaterial
wird daher eine über
einen weiten Temperaturbereich von +120 bis –40° Celsius gleichmäßig große Rückstellkraft
bei einer Verformung, insbesondere bei einer Dehnung gewährleistet.
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Die
Verwendung von Silikon in einem eine äußere Schicht aus Polyurethan
und ein textiles Flächengebilde
umfassenden Verbundmaterial wurde bislang von der Fachwelt als nicht
praktikabel angesehen. Eine dauerhafte Verbindung einer Schicht
aus Polyurethan mit einer Schicht z. B. aus Silikon ist nämlich nicht
ohne weiteres möglich.
An der an der Karosserie oder an einem Interieurbauteil aus Kunststoff
zu befestigenden Seite des Verbundmaterials darf sich auch kein
Silikon befinden, weil dies die Verwendung eines silikonhaltigen
Klebstoffs erfordern würde.
In diesem Fall würden
Silikondämpfe
entstehen und sich in der gesamten Fabrikationsanlage verflüchtigen.
Diese Silikondämpfe
könnten
sich auf den Bauteilen der Kraftfahrzeuge niederschlagen und diese
beeinträchtigen,
insbesondere deren Lackierfähigkeit
erschweren, wenn nicht sogar verhindern.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist eine dauerhafte Verbindung der Silikonschicht mit der Deckschicht
aus Polyurethan durch den dazwischen angeordneten Haftvermittler
gewährleistet. Das
Silikon dringt nur in einer definierten Tiefe in das textile Flächengebilde
ein. Die Außenseite
des textilen Flächenmaterials
ist daher frei von Silikon und kann mit einem beliebigen Klebstoff
an einem Karosserieteil oder einem Interieurbauteil befestigt werden.
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Die
Rückstellkraft
des Verbundmaterials ohne bleibende Dehnung nimmt mit der Dicke
des Haftstrichs aus Silikon zu. Der Dicke des Haftstrichs sind aber Grenzen
gesetzt, damit das Silikon nicht zu tief in das textile Flächengebilde
eindringt. Gemäß einer
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist daher vorgesehen, daß auf
den ausgehärteten
Haftvermittler eine Silikon-Grundschicht in flüssigem Zustand aufgebracht
wird, daß die
Silikon-Grundschicht ausgehärtet
wird, und daß auf
die ausgehärtete
Silikon-Grundschicht der Haftstrich aus Silikon in flüssigem Zustand
aufgebracht wird.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgen
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 In
einer schematischen Darstellung den Aufbau eines elastischen Verbundmaterials,
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2 eine ähnliche
Darstellung wie 1, die eine Weiterbildung zeigt,
und
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3 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des elastischen
Verbundmaterials nach 1.
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Das
in 1 gezeigte elastische Verbundmaterial besteht
aus einer die Sichtseite bildenden Deckschicht 2 aus Polyurethan,
einem Haftvermittler 3, einem Haftstrich 4 aus
Silikon und einem elastischen textilen Flächengebilde 5, die
in dieser Reihenfolge miteinander flächig verbunden sind. Die auf
der Sichtseite angeordnete Deckschicht 2 kann mit Farbpigmenten
versetzt sein und dient zum Schutz gegen UV-Licht. Auf die freiliegende
Seite des textilen Flächengebildes 5 kann
ein Klebstoff aufgebracht werden, um das Verbundmaterial an einem
(nicht gezeigten) Teil der Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu befestigen.
Durch den Haftstrich 4 aus Silikon ist eine gleichmäßig hohe
Rückstellkraft
des Verbundmaterials über
einen Temperaturbereich von +120 bis –40° Celsius gewährleistet. Dieses Material
eignet sich daher für
flexible Faltverdecke oder für
andere verformbare Verkleidungsteile von Kraftfahrzeugen.
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Zur
Herstellung des in 1 gezeigten Verbundmaterials
wird die Deckschicht 2 aus Polyurethan in flüssigem Zustand
auf eine (nicht gezeigte) Trägerfolie
aufgebracht und sodann ausgehärtet.
Für die
Deckschicht 2 kann beispielsweise ein von der Firma Bayer
unter der Bezeichnung Impranil ELH angebotenes Material verwendet
werden. Auf die Ausgehärtete
Deckschicht 2 wird sodann der Haftvermittler 3 aufgebracht
und ausgehärtet.
Als Haftvermittler 3 kommt beispielsweise ein von der Firma
Wacker Chemie unter der Bezeichnung EL AH 94 A /B Primer in Frage.
Auf den ausgehärteten
Haftvermittler 3 wird der Haftstrich 4 aus Silikon
in flüssigem
Zustand aufgebracht, und das textile Flächengebilde 5 wird
sodann auf den flüssigen
Haftstrich 4 aufgebracht. Anschließend wird der Haftstrich 4 ausgehärtet, und
die Trägerfolie
wird abgezogen. Für
den Haftstrich 4 kann beispielsweise ein von der Firma
Wacker Chemie unter der Bezeichnung BC LR 3003/30 angebotenes Material
verwendet werden.
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Die
Rückstellkraft
des Verbundmaterials wird im wesentlichen von dem Haftstrich 4 aus
Silikon bewirkt und nimmt mit dessen Dicke zu. Im Hinblick auf die
Weiterverarbeitung des Verbundmaterials muß gewährleistet sein, daß das den
Haftstrich 4 bildende Silikon nur in eine bestimmte Tiefe
des textilen Flächengebildes 5 eindringen
darf. Der Dicke des Haftstrichs 4 sind daher Grenzen gesetzt.
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In 2 ist
ein gegenüber 1 abgewandeltes
Verbundmaterial dargestellt, das eine höhere Rückstellkraft zuläßt. Dieses
Verbundmaterial eignet sich daher für Anwendungsfälle, bei
denen eine besonders große
Elastizität
gefordert wird, beispielsweise für
verformbare Spoiler von Kraftfahrzeugen.
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Bei
dem in 2 gezeigten Verbundmaterial ist zwischen dem Haftvermittler 3 und
dem Haftstrich 4 eine aus Silikon bestehende Grundschicht 6 angeordnet.
Bei der Herstellung dieses Verbundmaterials wird auf den ausgehärteten Haftvermittler 3 eine
Silikon-Grundschicht 6 in flüssigem Zustand aufgebracht.
Diese Silikon-Grundschicht 6 wird
sodann ausgehärtet,
und anschließend
wird der Haftstrich 4 aus Silikon in flüssigem Zustand aufgebracht.
Durch diesen Aufbau des Verbundmaterials wird eine beliebig große Gesamtdicke
der Silikonschicht ermöglicht, aber
eine unzulässige
Eindringtiefe des Silikons in das textile Flächengebilde 5 vermieden.
Für die
Silikon-Grundschicht 6 kann das gleiche Material verwendet
werden wie für
den Haftstrich 4
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In 3 ist
eine Vorrichtung zur Herstellung des in 1 gezeigten
elastischen Verbundmaterials schematisch dargestellt. Von einer
Vorratsrolle wird eine Trägerfolie 11,
beispielsweise eine lederartig genarbte Papierbahn, abgezogen, auf
die mittels einer Rakel 12 die Deckschicht 2 aus
Polyurethan aufgebracht wird.
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Die
Trägerfolie 1 durchläuft sodann
eine Heizkammer 13, in der die Deckschicht 2 ausgehärtet wird.
Sodann wird mit einer weiteren Rakel 14 der Haftvermittler 3 auf
die ausgehärtete
Deckschicht 2 aufgebracht. Die Trägerfolie 11 durchläuft sodann eine
weitere Heizkammer 15, zum Aushärten des Haftvermittlers 3.
Mittels einer weiteren Rakel 16 wird auf den ausgehärteten Haftvermittler 3 ein
Haftstrich 4 aus Silikon in flüssigem Zustand aufgebracht.
Anschießend
wird das textile Flächengebilde 5 auf
den flüssigen
Haftstrich 4 aufgebracht, und das vervollständigte Verbundmaterial
wird zum Aushärten
des Haftstrichs durch eine weitere Heizkammer 17 hindurch
bewegt. Das Verbundmaterial kann sodann zur Lagerung bis zur Weiterverarbeitung
aufgerollt werden. Die Trägerfolie 11 kann
zur Wiederverwendung von dem Verbundmaterial abgezogen werden, bevor dieses
aufgerollt wird.
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Zur
Herstellung des in 2 gezeigten Verbundmaterials
kann die gezeigte Anlage so abgewandelt werden, daß auf den
ausgehärteten
Haftvermittler 3 eine Silikon-Grundschicht 6 in
flüssigem
Zustand aufgebracht und sodann in einer Heizkammer ausgehärtet wird.
Anschießend
wird auf die ausgehärtete
Silikongrundschicht 6 der Haftstrich 4 aus Silikon
in flüssigem
Zustand aufgebracht. Die übrigen Arbeitsschritte
sind die gleichen, wie dies vorstehend für die Herstellung des Ausführungsbeispiels
nach 1 erläutert
wurde.
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- 2
- Deckschicht
aus Polyurethan
- 3
- Haftvermittler
- 4
- Haftstrich
aus Silikon
- 5
- textiles
Flächengebilde
- 6
- Grundschicht
aus Silikon
- 11
- Trägerfolie
- 12
- Rakel
- 13
- Heizkammer
- 14
- Rakel
- 15
- Heizkammer
- 16
- Rakel
- 17
- Heizkammer