DE102008026569A1

DE102008026569A1 - Beschichtung

Info

Publication number: DE102008026569A1
Application number: DE102008026569A
Authority: DE
Inventors: Witolf Zeng
Original assignee: Derin Holzapfel and Co Grundbesitz und Beteiligungs KG
Current assignee: Derin Holzapfel and Co Grundbesitz und Beteiligungs KG
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung für Formteile, die mindestens eine Vliesschicht (3) und eine Deckschicht (2) aus einer thermoplastischen Polymerfolie bzw. einer thermoplastischen Olefinfolie aufweist, wobei die Vliesschicht (3) zwei Materialkomponenten (5, 6) hat, von denen eine (6) einen höheren Schmelzpunkt als die andere (5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung und speziell das technische Gebiet der Herstellung von Oberschichten bzw. Nutzschichten von Formteilen, die beispielsweise in der Fahrzeugindustrie verwendet werden.
Wenn ein Substrat mit einer Kunststoff-Oberschicht im Tiefziehverfahren hergestellt werden soll, ergeben sich – insbesondere in der Umgebung von Abkantungen – Probleme mit dem Endprodukt, die aus Veränderungen der Struktur oder der Integrität beim Formvorgang herrühren. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme mindestens teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Beschichtung mit hoher Qualität erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Beschichtung nach dem Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Beschichtung weist mindestens eine Vliesschicht und eine Deckschicht aus einer thermoplastischen Polymerfolie bzw. einer thermoplastischen Olefinfolie (bzw. Polyolefinfolie) auf, wobei die Vliesschicht zwei Materialkomponenten hat, von denen eine einen höheren Schmelzpunkt als die andere aufweist. In diesem Zusammenhang ist anzuführen, dass für die Erfindung nicht primär die absoluten Schmelztemperaturen der beiden Materialkomponenten von Wichtigkeit sind, sondern speziell deren Relation. Es ist wichtig, dass eine Materialkomponente beim Aufbringen von Wärmeenergie eher schmilzt als die andere, wobei die höher schmelzende Materialkomponente nicht unbedingt schmelzen oder anschmelzen muss, sondern durchaus ihre feste Form beibehalten kann.
Beim Herstellungsverfahren wird die erfindungsgemäße Beschichtung im Thermoformpressverfahren oder Thermo-Tiefziehverfahren auf ein Substrat aufgebracht. Sie wird vor und/oder bei der Aufbringung auf eine Temperatur gebracht, bei der ein niedriger schmelzender Vliesschicht-Anteil schmilzt oder anschmilzt, jedoch ein höher schmelzender Anteil nicht anschmilzt oder schmilzt. In der so hergestellten Oberschicht oder Nutzschicht ist dann eine verarbeitete Vliesschicht vorhanden, die einen Verbund aus ungeschmolzenen, höher schmelzenden Vliesfasern oder Vliesfaserteilen und erstarrten, angeschmolzenen oder geschmolzenen, niedriger schmelzenden Vliesfasern oder Vliesfaserteilen umfasst.
Mit anderen Worten beruht die vorliegende Erfindung darauf, dass die Vliesschicht in einer Art und Weise ausgestaltet wird, die bei ihrer Verarbeitung ein zweiphasiges Gemisch entstehen lässt, weil bei der Temperaturerhöhung der niedriger schmelzende Anteil in die flüssige Phase übergeht und der höher schmelzende Anteil noch (relativ) fest bleibt. Durch diesen Effekt können die höher schmelzenden Komponenten während des Aufheizens und Thermoformens durch die schmelzenden Komponenten in den entstehenden Ausziehbereich gleiten, wenn die Beschichtung beim Formen verlängert bzw. ausgezogen wird. Andererseits wird die Polymerfolie durch den Schmelzvorgang sozusagen auf dem Vliesmaterial schwimmen und auf diese Weise wird erreicht, dass die Beschichtung ohne nennenswerte Zugbeanspruchung verformt, insbesondere um Kanten gezogen werden kann. Erfindungsgemäß wird verhindert, dass die Beschichtung reißt oder sich ungleichmäßig auszieht. Vorher aufgebrachte, gewünschte Oberfächenprägungen können erhalten bleiben, und relaxierende Restspannungen werden minimiert. Eine TPE-O-Folie (thermoplastische Olefinfolie) eignet sich, aber es können auch andere Kunststoffe verwendet werden.
Um den gewünschten Effekt überall in gleichem Maße oder an jeder möglichen Beanspruchungsstelle erwirken zu können, ist es von Vorteil, wenn die Materialkomponenten (hoch/niedrig schmelzend) gleichmäßig in der Vliesschicht verteilt sind, und bei einer besonderen Ausführungsform weisen hierzu einzelne Fasern der Vliesschicht beide Materialkomponenten auf. Solche zweikomponentigen Vliesfasern können gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die niedriger schmelzende Materialkomponente als Mantel aufweisen, der einen Kern aus der höher schmelzenden Materialkomponente umschließt. Der Kern kann dabei ein Polyestermaterial, der Mantel ein Co-Polyestermaterial aufweisen bzw. sein. Solche Fasern werden auch als BIKO-Fasern (BI-KOmponenten-Fasern) bezeichnet. Auch ein Polypropylenkern mit Polyethylenmantel ist verwendbar. Andere Kunststoffe oder Komponenten-Mischungen sind möglich, z. B. einzelne Fasern aus unterschiedlichen Stoffen oder blockweise gemischte Komponenten. Desweiteren ist es ebenfalls möglich, als textile Faser ein Polypropylen-BIKO Vlies zu verwenden.
Die Beschichtung kann in Ausgestaltungen die folgenden Eigenschaften aufweisen:

– Zweikomponentige Vliesfasern sind zum Anteil von 20–100%, insbesondere 50–100%, in der Vliesschicht vorhanden;
– die niedriger schmelzende Materialkomponente, speziell der Kern, hat eine Schmelztemperatur im Bereich von 100–170°C, speziell 125–145°C;
– Die Vliesschicht weist ein Flächengewicht von 30–120 g/m², speziell 50–100 g/m², auf; und
– Die Deckschicht weist ein Flächengewicht von 300–1.200 g/m², speziell 500–1.000 g/m², auf.

Wegen der erfindungsgemäß schonenden Behandlung der Oberschicht bzw. Nutzschicht beim Formvorgang kann die Beschichtung vorab mit Prägungen versehen werden, die sich – wie oben schon angeführt – auch nach dem Formvorgang wie gewünscht erhalten.
Natürlich kann die Beschichtung die hierin beschrieben Eigenschaften einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination aufweisen. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einem Substrat und einer Beschichtung, die mindestens eine Vliesschicht und eine Deckschicht aus einer thermoplastischen Polymerfolie, insbesondere Olefinfolie (bzw. Polyolefinfolie) aufweist, kann die Beschichtung im Thermoformpressverfahren oder Thermo-Tiefziehverfahren auf das Substrat aufgebracht werden, und sie kann vor und/oder bei der Aufbringung auf eine Temperatur gebracht wird, bei der ein niedriger schmelzender Vliesschicht-Anteil schmilzt oder anschmilzt, jedoch ein höher schmelzender Anteil nicht anschmilzt oder schmilzt. Es kann eine Beschichtung auf das Substrat aufgebracht werden, wie sie hierin in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wird. Aus der Beschichtung kann auch ein Formteil mit einer Oberschicht oder Nutzschicht hervorgehen, die im Thermoformpressverfahren oder Thermo-Tiefziehverfahren auf ein Substrat aufgebracht worden ist, wobei die Oberschicht oder Nutzschicht eine thermoplastische Polymerfolie, insbesondere Olefinfolie (bzw. Polyolefinfolie) und eine Vliesschicht aufweist, die einen Verbund aus ungeschmolzenen, höher schmelzenden Vliesfasern oder Vliesfaserteilen und erstarrten, angeschmolzenen oder geschmolzenen Vliesfasern oder Vliesfaserteilen umfasst.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Beschichtung; und
2 einen Schnitt durch eine im Vlies der Beschichtung verwendete BIKO-Faser.
Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Beschichtung ist in einer Schnittdarstellung in der 1 gezeigt. Die Beschichtung trägt das Bezugszeichen 1 und weist eine Oberflächenfolie 2 sowie ein darunter liegendes Vlies 3 auf. Die Oberflächenfolie ist eine TPO-Folie, also eine thermoplastische Olefinfolie, während das darunter liegende Vlies aus BIKO-Fasern besteht. Diese BIKO-Fasern (BI-KOmponenten-Fasern) haben einen Aufbau, wie er der 2 entnehmbar ist, nämlich mit einem Kern 6 aus einem höher schmelzenden Material und einem Mantel 5 aus einem niedriger schmelzenden Material, die zusammen die Vliesfaser 4 ergeben. Ein Beispiel für den Aufbau einer solchen Faser umfasst einen Polyester- Kern 6 mit einem Ko-Polyestermantel 5, der eine Schmelztemperatur von ca. 135°C haben kann. Das Vlies mit dem Bezugszeichen 3 aus der 1 muss nicht vollständig aus solchen BIKO-Fasern bestehen, deren Anteil kann je nach Anwendungsfall zwischen 30 und 100% schwanken.
Bei der Verarbeitung wird bei einem Ausführungsbeispiel zunächst ein BIKO-Vlies laminiert, danach wird im Thermoformpressverfahren ein weiteres und tragendes BIKO-Vlies laminiert und unter Druck und Temperatur umgeformt. Bei der Verformung wird die gesamte Beschichtung längs des Randes eingespannt, und die Laminierung kann direkt bei der vorgegebenen Prozesstemperatur erfolgen. Das oben schon erwähnte Eingleiten der inneren Faserkomponenten oder Kerne 6 durch den schmelzenden Mantel 5 hindurch in den Ausziehbereich bei der Verformung der Beschichtung und/oder das Aufschwimmen der Folie 1 auf dem flüssigen, angeschmolzenen Anteil ermöglichen es, dass die Oberschicht des verarbeiteten Formteils nicht ungleichmäßig wird oder an Integrität verliert.
Ein Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Beschichtungssystem ist die Herstellung einer Oberschicht bzw. Nutzschicht auf Fahrzeugteilen, beispielsweise auf Fußboden- und Schalttunnelabdeckungen.

Claims

Beschichtung für Formteile, wobei die Beschichtung (1) mindestens eine Vliesschicht (3) und eine Deckschicht (2) aus einer thermoplastischen Polymerfolie bzw. einer thermoplastischen Olefinfolie aufweist, und wobei die Vliesschicht (3) zwei Materialkomponenten (5, 6) hat, von denen eine (6) einen höheren Schmelzpunkt als die andere (5) aufweist.
Beschichtung nach Anspruch 1, bei der die Materialkomponenten (5, 6) räumlich gleichmäßig in der Vliesschicht verteilt sind.
Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der einzelne Fasern (4) der Vliesschicht beide Materialkomponenten (5, 6) aufweisen.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der bei zweikomponentigen Vliesfasern (4) die niedriger schmelzende Materialkomponente (6) als Mantel einen Kern aus der höher schmelzenden Materialkomponente (6) umschließt, die
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die niedriger schmelzende Materialkomponente (5), speziell der Kern, ein Polyestermaterial aufweist bzw. ist, und die höher schmelzende Materialkomponente, speziell der Mantel, ein Co-Polyester aufweist bzw. ist.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die niedriger schmelzende Materialkomponente (5), speziell der Kern, ein Polypropylenmaterial aufweist bzw. ist, und die höher schmelzende Materialkomponente, speziell der Mantel, ein Polyethylen aufweist bzw. ist.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der zweikomponentige Vliesfasern zu einem Anteil von 20 bis 100%, insbesondere 50 bis 100% in der Vliesschicht vorhanden sind.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die niedriger schmelzende Materialkomponente (5), speziell der Kern, eine Schmelztemperatur im Bereich von 100 bis 170°C, speziell 125 bis 145°C hat.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Vliesschicht (3) ein Flächengewicht von 30 bis 120 g/m², speziell 50 bis 100 g/m² aufweist.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Deckschicht (2) ein Flächengewicht von 300 bis 1200 g/m², speziell 500 bis 1000 g/m² aufweist.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Deckschicht (2) eine Prägung aufweist.