DE102008062200A1

DE102008062200A1 - Trägerfreies Dekor

Info

Publication number: DE102008062200A1
Application number: DE102008062200A
Authority: DE
Inventors: Marc Völlm
Original assignee: Polytec Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2008-12-13
Filing date: 2008-12-13
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine trägerfreies Dekor einer Türinnenverkleidung eines Kraftfahrzeuges. Trägerfreies Dekor einer Türinnenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit einer dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Sichtseite und einem mit der gegenüberliegenden Seite verpressten Faservlies und/oder Schaumauflage eines Flächengewichts von 100 bis 700 g/m.

Description

Die Erfindung betrifft ein trägerfreies Dekor einer Türinnenverkleidung eines Kraftfahrzeuges.
Dekore, die auf mindestens einer Seite eine dekorative Oberfläche aufweisen, finden eine breite Anwendung als Innenraumdekorverkleidungen in Automobilen. So werden sie als Verkleidungen für A-, B-, C- und D-Säulen aber auch für Armaturenbretter, Türinnenverkleidungen, Mittelkonsolen und anderen Verkleidungen der Seiten und der Deckenbereiche in Automobilen verwendet. Sie müssen hierbei den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden.
Formteile, welche auf mindestens einer Seite ein Dekor aufweisen, können auf unterschiedlichste Art und Weise hergestellt werden. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung ist das Kaschierverfahren. Hierbei wird zunächst ein Träger im Spritzgießverfahren hergestellt, der aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht. Anschließend wird dieser Träger mit einer geprägten Folie oder einem Dekormaterial überzogen und mit Klebemitteln an dem Träger befestigt bzw. auflaminiert. Nachteilig hierbei ist das aufwändige und teure Verfahren in mehreren Schritten, die gegebenenfalls auch manuell durchgeführt werden müssen.
Weiterhin ist es bekannt, eine bereits mit einer Prägung versehene Folie (z. B. PVC-Folie) mit dem Trägermaterial zu hinterspritzen oder zu hinterpressen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist aber, dass sich die bereits geprägte Folie beim Hinterspritzen oder Hinterpressen verzieht und dadurch das aufgeprägte Muster im fertigen Bauteil verzerrt dargestellt wird.
Andererseits ist es im Stand der Technik aber auch bekannt, zunächst das Dekor besonders im Falle von Folienmaterial zunächst zu verformen und tief zu ziehen und das so verformte Folienmaterial in einem zweiten Verfahrensschritt mit einem thermoplastischen Kunststoff zu hinterspritzen. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der EP 0 371 425 B1 beschrieben. Dabei wird ein kaltreckbares Folienmaterial bei einer Arbeitstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Folienmaterials, insbesondere im Bereich von 80 bis 130°C, mit Hilfe eines Druckmittels wie Druckluft oder einem Inertgas unmittelbar und direkt beaufschlagt und isostatisch verformt. Das Verfahren wird weiterhin bei sehr hohen Drücken durchgeführt, die insbesondere im Bereich von 50 bis 300 bar liegen. In einem zweiten Verfahrensschritt kann dann die so hergestellte tiefgezogene Folie in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt werden und anschließend mit einem thermoplastischen Träger hinterspritzt werden.
Dieses Verfahren des Standes der Technik weist jedoch wesentliche Nachteile auf. Für die Durchführung des Verfahrens sind grundsätzlich zwei Werkzeuge notwendig, nämlich ein Formwerkzeug in dem das Folienmaterial verformt oder tiefgezogen wird und ein Spritzgießwerkzeug, in dem das anschließende Hinterspritzen mit einem thermoplastischen Träger erfolgt. Weiterhin wird die Verformung des Folienmaterials mit einer nicht unerheblichen Temperaturbelastung bewirkt, die insbesondere im Bereich zwischen 80 und 130°C durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass insbesondere temperaturempfindliche Dekore wie temperaturempfindliche Kunststofffolie mit diesem Verfahren nicht verarbeitet werden können. Derartige Dekore neigen nämlich dazu, bei hohen Temperaturen und dem gemäß dem Verfahren vorgesehenen hohen Druck ihre Oberfläche so stark zu verändern, dass möglicherweise eine gewollte dekorativ geprägte oder genarbte Oberflächengestaltung nicht mehr erhalten wird, sondern es zu einem lediglich flachen Andrücken des Dekors in das jeweilige Formwerkzeug kommt. Das Verfahren ist somit sehr aufwändig und kostenintensiv und kann daher für einen kostengünstigen Einsatz zur Herstellung von Türinnenverkleidungen nicht immer verwendet werden.
Beim In-Mould-Graining Verfahren des Standes der Technik wird eine Folie mittels Vakuum tiefgezogen und verformt. Dabei wird eine thermoplastische Folie auf die Erweichungstemperatur der Folie gebracht und durch In-Kontakt-Bringen mit einer erhitzten Form, die eine Prägung aufweist, mit einer entsprechenden Struktur versehen. Anschließend wird die so verformte und geprägte Folie in einem zweiten Verfahrensschritt auf einen Träger aufkaschiert.
Dieses Verfahren des Standes der Technik weist jedoch den wesentlichen Nachteil auf, dass für die Durchführung des Verfahrens grundsätzlich mehrere Schritte und besondere Vorrichtungen im betreffenden Werkzeug notwendig sind, wobei die Folie zunächst verformt oder tiefgezogen und dann auf den fertigen Träger aufkaschiert wird. Weiterhin müssen bei diesen Verfahren wegen der Handhabbarkeit Folien mit einer Mindest-Stärke von 0,7 bis 1 mm verwendet werden.
Im weiteren Stand der Technik ist es auch bekannt, das Verfahren zur Herstellung von hinterspritzten Kunststoffformteilen in einem Schritt durchzuführen, wobei dann das Dekor direkt in das Spritzgießwerkzeug eingelegt wird und dieses Material mit einem thermoplastischen Träger hinterspritzt wird. Beim Hinterspritzen wird das Dekor durch den Druck des thermoplastischen Materials tiefgezogen und in die entsprechende Spritzgießform gedrückt und so eine dekorativ geprägte Oberflächenbeschichtung erzeugt. So beschreibt beispielsweise die EP 0 320 925 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformteilen mit geprägter Oberflächenbeschichtung, bei dem die Formteile mit einer die Oberflächenprägung aufweisenden Folie überzogen werden. Dazu wird eine ungeprägte tiefziehfähige Folie in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt, das mindestens auf Teilbereichen seiner Innenoberfläche eine Prägestruktur aufweist und danach ein fließfähiger Kunststoff in das Formwerkzeug eingebracht. Es wird mit einem Druck von etwa 10 bis 130 bar gearbeitet. Bevorzugt liegt hierbei die Temperatur des thermoplastischen Kunststoffes über der Erweichungstemperatur der tiefziehfähigen Folie. In bevorzugter Weise wird gleichzeitig oder im Anschluss an das Einspritzen des aufgeschmolzenen thermoplastischen Kunststoffs ein Gas in die Kunststoffschmelze eingebracht und der Druck im Formteil so lange aufrechterhalten, bis der Kunststoff wenigstens weitgehend verfestigt ist.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine einstufige Verfahrensführung bei der Herstellung der hinterspritzten Kunststoffdekore möglich ist. Es besitzt andererseits aber den Nachteil, dass hierbei Folien insbesondere mit einer Mindest-Stärke von 0,5 bis 1 mm verwendet werden, so dass es bei kompliziert geformten Formkörpern häufig zu einer nicht ausreichenden Ausfüllung der Kavitäten im Spritzgießwerkzeug kommt, und so die dekorative Prägung der Oberflächenbeschichtung nicht gleichmäßig ist.
DE 197 29 780 A1 offenbart die Herstellung eines Kunststoffformteiles mit dekorativer geprägter Oberfläche, wobei das Dekor in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt wird, mit einem Gas unter Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird das Dekor in die Kavitäten des Spritzgießwerkzeuges gedrückt und die Oberflächenprägung des Dekor durch Eindrücken in die geprägte Oberfläche der Werkzeuginnenfläche ohne wesentliche Temperatureinwirkung erzeugt. Anschließend erfolgt das Hinterspritzen des Dekor mit einem Kunststoff. Nachteilig ist hierbei dass das Werkzeug mit Mitteln zur Druckbeaufschlagung ausgestattet werden muss.
DE 10 2004 034 930 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteiles mit dekorativer geprägter Oberfläche, wobei das Dekormaterial, beispielsweise ein thermoplastisches Olefin (TPO), erhitzt und dann in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt wird. Anschließend wird das Dekor hinterspritzt oder hinterpresst und die Oberflächenprägung des Dekors durch Eindrücken in die geprägte Oberfläche der Werkzeuginnenfläche erzeugt. Nachteilig ist hierbei der vorbereitende Schritt des Erhitzens der Folie, der umständliche und teure Maßnahmen am Werkzeug erforderlich macht.
DE 10 2006 024 263 A1 beschreibt ein durch Formung mittels Hinterspritzen, Hinterprägen, Hinterpressen oder Hinterspritzprägen hergestelltes Kunststoffformteil umfassend eine thermoplastische Folie mit einer Stärke von 0,1 bis 0,3 mm als Dekor, eine mit der thermoplastischen Folie verbundene Unterware mit offener Struktur, und ein mit der Unterware verbundstoffartig verbundenes Kunststoffmaterial als im wesentlichen starrer Träger, wobei die thermoplastische Folie auf der Oberfläche eine eingeprägte Struktur aufweist. Hierbei erfolgt während der Formung des Kunststoffformteils das Abbilden einer Struktur der Muldeseite des Werkzeuges auf der Oberfläche der thermoplastischen Folie. Unter dem Begriff „eingeprägte Struktur” auf der Oberfläche des Kunststoffformteils ist eine regelmäßige oder unregelmäßig nicht-glatte Oberfläche, wie etwa ein Körnungsmuster, ein Rillenmuster, ein Dellenmuster, ein Lederprägungsmuster, ein Logomuster aus Buchstaben, Ziffern oder geometrischen Figuren, eine dekorative Prägung usw., zu verstehen.
Die Unterware umfasst beispielsweise Vlies, Stoff, Fasern, Filz, Textil, Wolle, insbesondere ein Vlies aus Polyester. Damit wird jedoch keine räumliche Stabilisierung eines dünnen Dekors erreicht.
Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, die Handlingeigenschaften von Dekoren von Türinnenverkleidungen zu verbessern und einen einteiligen Türinnenverkleidungsträger mit einem integrierten Türinnenverkleidungsdekor (Dekor-Mittelfeld ohne eigenes Trägerteil) zur Verfügung zu stellen.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein trägerfreies Dekor einer Türinnenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit einer dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Sichtseite und einem mit der gegenüber liegenden Seite verpressten Faservlies oder einer Schaumauflage eines Flächengewichts von 100 bis 700 g/m², insbesondere 400 bis 600 g/m². Für den Fall der gleichzeitigen Anwesenheit von Faservlies und Schaumstoffauflage bezieht sich das Flächengewicht auf die Gesamtdicke der Stabilisierungsausrüstung.
Durch die Ausrüstung des Dekors, beispielsweise ein Türinnenverkleidungs-Insert (Folie, Stoff, Leder, Kunstleder) mit einem hinterpressten dünnen thermoplastischen oder duroplastischen Vlies oder Schaumauflage kann der Zuschnitt des Dekors durch Aufheizen und Formpressen in die später auf dem Träger benötigte Form gebracht werden.
Bevorzugte Dekore im Sinne der vorliegenden Erfindung weisen bei Stoffen/Textilien eine Schichtdicke von insbesondere 0,8 bis 1,2 mm, bei Schaumfolien von 1,5 bis 2,8 mm (dabei eine Deckschicht meist von 0,4 bis 0,7 mm), bei Kunstleder von 1,2 bis 1,8 mm sowie bei Echtleder von 0,9 bis 1,4 mm auf.
Stoffe und Kunstleder werden in der Regel rückseitig mit PUR-Schaum ausgerüstet. Die Dicke dieses Schaums beträgt in der Regel 2 bis maximal 5 mm. Um eine Verbindung kleberlos zur Stabilisierungs-Ausrüstung herzustellen wird abschließend insbesondere ein PP/PET-Vlies aufgebracht, was dann im Prozess aufschmilzt und die Verbindung herstellt. Das erfindungsgemäß eingesetzte Vlies hat insbesondere eine Dicke von 0,6 bis 1,0 mm.
Die Flächengewichte bzw. Dichten der Dekore betragen erfindungsgemäß bei Textilien/Stoff 250 bis 350 g/m², Deckschicht Schaumfolie/Kunstleder auf PVC-Basis von 750 bis 900 g/m², auf TPO-Basis 450 bis 550 g/m², Deckschicht Echt-Leder 600 bis 900 g/m², PUR-Schaum rückseitig auf Textilien/Kunstleder 45 bis 70 kg/m², für das Vlies rückseitig für Textilien/Kunstleder 55 bis 60 g/m², PP/PE Schaumrücken bei Schaumfolien 50 bis 70 kg/m³.
Die Steifigkeit eines erfindungsgemäßen Dekors, insbesondere eines Inserts, beispielsweise auf Basis von Textil/Kunstleder/Leder mit der erfindungsgemäßen Stabilisierungs-Ausrüstung weist vorzugsweise ein Biege-E-Modul von 350 bis 700 N/mm² auf. Außerhalb dieses Bereiches ist das Dekor entweder zu biegeweich oder zu steif und führt damit zu den eingangs beschriebenen Handlingproblemen.
Damit wird erreicht, dass der Zuschnitt des Dekors die nötige Stabilität erhält, um einfach und präzise auf den Verkleidungsträger aufkaschiert zu werden. Gleichzeitig ist die Stabilisierungsausrüstung (Vlies und/oder Schaum) so dünn wie möglich ausgeführt. Das Dekor erhält genau die notwendige Stabilität für das Handling im Prozess, ohne ein signifikantes Mehrgewicht oder zusätzlichen Bauraum wie ein eigensteifer Träger zu benötigen.
Bisher wurde nur entweder ein eigensteifer Träger mit einem Dekor verbunden oder ein nicht stabiles Dekor verwendet. Die rückseitige Ausrüstung des Dekors zur Stabilisierung wurde noch nicht angedacht. Die Nachteile der bisherigen Lösungen werden erfindungsgemäß kompensiert, Kosten-, Gewichts- und Bauraumersparnis durch Verzicht auf separaten Träger erreicht und gleichzeitig ein einfach handhabbarer Prozess bereitgestellt.
Erfindungsgemäß wird beispielsweise Dekorstoff mit einem dünnen thermoplastischen Vlies und/oder Schaum (ca. 500 g/m²) kaschiert, dann auf eine Temperatur im Bereich des Schmelzbereiches der Stabilisierungsausrüstung aufgeheizt und in einem Formwerkzeug in die auf der Verkleidung benötigte Form inklusive Randbeschnitt gebracht. Alternativ ist es auch möglich, allein die Stabilisierungsausrüstung, gegebenenfalls auch nur auf der Kaschierseite auf die gewünschte Temperatur aufzuheizen. Das Dekor und die Stabilisierungsausrüstung werden dann unter Druck miteinander verbunden. Das nach dem Abkühlen unterhalb der Erweichungstemperatur des Vlieses so in seiner Form stabile Dekor wird in ein Werkzeug eingelegt und auf den Verkleidungsträger zum Beispiel kieberlos durch Aufheizen des thermoplastischen Verkleidungsträgers kaschiert. Alternativ kann auch auf einen mit aktiviertem Kleber versehenen Verkleidungsträger kaschiert werden.
Erfindungsgemäß können trägerfreie Dekore einer Türinnenverkleidung mit geprägter (z. B. genarbter) Oberfläche einer sehr dünnen thermoplastischen Folie als Dekor und Sichtseite in einem einfachen Verfahren hergestellt werden, ohne dass beispielsweise Einspritzmarkierungen des eingebrachten Kunststoffmaterials des Trägers auf der Dekorseite zu sehen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die thermoplastische Dekorfolie ein thermoplastisches Polyolefin (TPO), thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyurethan, TPE oder Vinyl (PVC), besonders bevorzugt thermoplastisches Polyurethan (TPU). Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist besonders bevorzugt, u. a. weil es ein weiches Material mit haptisch guten Eigenschaften ist; zudem ist es kratzfest und mit guter Lichtechtheit erhältlich. Alternativ hierzu ist es erfindungsgemäß möglich, textiles Gewebe, Leder und/oder Kunstleder als Dekor einzusetzen.
Der Einsatz eines Vlieses und/oder eines Schaums als Stabilisierungsausrüstung ermöglicht eine gute Verbindung zwischen dem Dekor und dem Träger, weil das Vlies und der Schaum aufgrund der offenen Struktur eine enge mechanische Verbindung mit dem eingebrachten Träger eingeht, d. h. das Trägermaterial dringt teilweise in die Vliesschicht oder die Schaumstoffschicht ein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Trägermaterial aus thermoplastischen Polymeren ausgewählt aus der Gruppe Polyolefin, Polyethylen, Polypropylen, hochkristallines Polypropylen (HCPP), Polycarbonat, Polyamid, Acryl-Butadien-Styrol-Copolymer, Acryl-Butadien-Styrol-Poiycarbonat-Copolymer, Polyvinylchlorid, einem Polypropylen-Polyester-Gemisch oder Gemische derselben, oder naturfaserverstärktem Polypropylen, bzw. naturfaserverstärktem Polyurethan oder naturfaserverstärktem Epoxidharz.
Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung des trägerfreien Dekors, umfassend die folgenden Schritte:

– Einlegen eines Flächengebildes (Dekor) umfassend eine Dekoroberfläche und ein mit dem Flächengebilde zu verbindendes thermoplastisches Faservlies und/oder eine Schaumauflage in ein Werkzeug, wobei die Dekoroberfläche zur Muldenseite des Werkzeuges gerichtet ist, die gegebenenfalls eine Oberflächenstruktur aufweist;
– In-Kontakt-Bringen des Flächengebildes mit dem Faservlies und/oder der Schaumauflage; Verpressen des Faservlieses und/oder der Schaumauflage mit dem die Dekoroberfläche bildenden Flächengebilde bei erhöhter Temperatur und anschließendes Ausformen des erfindungsgemäßen trägerfreien Dekors bei einer Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Vlieses. Alternativ können die beiden Verfahrensschritte auch in einem Arbeitsgang erfolgen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0371425 B1 [0005]
- EP 0320925 A1 [0009]
- DE 19729780 A1 [0011]
- DE 102004034930 A1 [0012]
- DE 102006024263 A1 [0013]

Claims

Trägerfreies Dekor einer Türinnenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit einer dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Sichtseite und einem mit der gegenüber liegenden Seite verpressten Faservlies oder Schaumauflage eines Flächengewichts von 100 bis 700 g/m².
Dekor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekor ein Türinnenverkleidungs-Insert ist.
Dekor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekor Folie, textiles Gewebe, Leder und/oder Kunstleder umfasst.
Dekor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies und/oder die Schaumauflage thermoplastischen Kunststoff enthält.