DE102009034558B4

DE102009034558B4 - Formteil

Info

Publication number: DE102009034558B4
Application number: DE102009034558.2A
Authority: DE
Inventors: Rouven Seidler; Hansjörg Dür
Original assignee: Sefar AG
Current assignee: Sefar AG
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: DE102009034558A1

Abstract

Formteil aufweisend einen Schichtaufbau mit einer von einem Gewebe (3) gebildeten Gewebeschicht (2), einer Kaschierungsschicht (8) auf einer von der metallisierten Flächenseite des Gewebes (3) abgewandten Flächenseite der Gewebeschicht (2) und mit einer auf einer von der Gewebeschicht (2) abgewandten Flächenseite der Kaschierungsschicht (8) angeordneten Hinterspritzungsschicht (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebeschicht (2) ausschließlich auf einer Flächenseite metallisiert ist, und dass das mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Gewebe (3) der Gewebeschicht (2) aus, vorzugsweise spinndüsengefärbtem, Kunststoff-Monofilamentgarn und/oder Kunststoff-Multifilamentgarn besteht, und dass der Durchmesser (Garnstärke) der Mono- und/oder Multifilamente aus einem Wertebereich zwischen etwa 100 μm und etwa 500 μm gewählt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein einen Schichtaufbau aufweisendes Formteil.
Einen Schichtaufbau aufweisende Formteile sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. So ist es beispielsweise zur Herstellung von für den Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehenen Formteilen üblich, eine bedruckte Folie mit Kunststoff zu hinterspritzen.
Aus der WO 2008/086105 A2 ist ein Formteil, umfassend eine Hinterspritzungsschicht, eine elastische Schaumschicht und eine Deckschicht, beispielsweise ein Gewebe, bekannt.
Aus der EP 1 746 531 A1 ist aus einem fachfremden Gebiet ein maschinenlesbares Folienmaterial mit optisch aktiver Struktur bekannt, wobei das Folienmaterial eine metallisierte Gewebeschicht zur Einstellung elektrischer Eigenschaften umfassen kann.
Weiterhin zum Stand der Technik werden die im Prüfungsverfahren ermittelten Druckschriften DE 699 34 912 T2 , EP 0 715 970 A2 und US 2003/0067 100 A1 genannt. Dabei zeigt die DE 699 34 912 T2 ein Verfahren zum Herstellen spaltbarer Mehrkomponentenfasern aus einer elastischen und einer nicht elastischen Komponente. Die EP 0 715 970 A2 zeigt ein Kaschierverfahren zur Herstellung dekorativer Oberflächen und die US 2003/0067100 A1 beschäftigt sich mit der Herstellung von Kunststoffprodukten und einer körnigen Oberfläche.
Nachteilig bei bekannten Formteilen ist häufig deren mangelnde Robustheit. Ferner verbesserungsbedürftig ist deren optisches Erscheinungsbild und/oder deren Haptik.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein einen Schichtaufbau aufweisendes Formteil anzugeben, das sich durch eine ansprechende Optik und/oder Haptik sowie eine hohe Strapazierfähigkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Formteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus eine ansprechende Optik sowie Haptik dadurch bereitzustellen, dass die Vorderseite des Formteils von einer Gewebestruktur gebildet ist, wobei das Gewebe zum einen zu noch weiterer Verbesserung der Optik und zur Gewährleistung einer hohen Strapazierfähigkeit auf ausschließlich einer Flächenseite, nämlich auf der dem Betrachter zugewandten Flächenseite metallisiert ist, d. h. mit einer Metallbeschichtung versehen ist. Gegebenenfalls kann die Metallisierungsschicht, wie später noch erläutert werden wird, mit einem Schutzlack versehen werden, um die Strapazierfähigkeit des nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Formteils noch weiter zu erhöhen. Wesentlich ist, dass die von mindestens einem, vorzugsweise ausschließlich einem, Gewebe gebildete Gewebeschicht des Formteils nur eine einseitige Metallisierung aufweist, also nicht beidseitig metallisiert ist, um ein erleichtertes Aufbringen einer Kaschierungsschicht auf der nicht beschichteten Gewebeseite, insbesondere durch Verkleben zu ermöglichen. Die Kaschierungsschicht die, wie später noch erläutert werden wird, beispielsweise von einer Kunststofffolie oder einem Flies gebildet werden kann, soll verhindern, dass bei einem Kunststoffhinterspritzungsschritt zur Ausbildung einer Hinterspritzungsschicht auf der von dem Gewebe abgewandten Seite der Kaschierungsschicht kein flüssiger Kunststoff durch das Gewebe durchgedrückt wird, was negative Auswirkungen auf das ästhetische Erscheinungsbild der Oberflächenstruktur sowie deren Haptik hätte. Kern der Erfindung ist es also ein Formteil anzugeben, welches mindestens einen Dreischichtaufbau aufweist, der eine hintere Hinterspritzungsschicht aus Kunststoff umfasst, die mittels einer Kaschierungsschicht daran gehindert wird, die auf der von der Hinterspritzungsschicht abgewandten Seite der Kaschierungsschicht vorgesehene Gewebeschicht zu durchsetzen, wobei die Gewebeschicht ausschließlich auf der von der Kaschierungsschicht abgewandten Seite metallisiert und gegebenenfalls mit einem Schutzlack versehen ist.
Erfindungsgemäß ist zum einen aus Kostengründen und zum anderen zur Realisierung eines strapazierfähigen Formteils, vorgesehen, dass das einseitig metallisch beschichtete Gewebe aus einem Kunststoffgarn gewebt ist, wobei es sich bei dem Kunststoffgarn um Monofilamentgarn oder um Multifilamentgarn handeln kann. Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der Monofilamentgarn mit Multifilamentgarn, jeweils aus Kunststoff, verwebt ist. Besonders gute optische Effekte können erzielt werden, wenn das Gewebe als Substrat für die metallische Beschichtung eingefärbt, vorzugsweise schwarz gefärbt ist, wobei das Färben noch weiter bevorzugt nicht im Zustand des fertigen Gewebes erfolgt, sondern vielmehr gefärbtes, insbesondere spinndüsengefärbtes Garn zur Herstellung des Gewebes zum Einsatz kommt. Ganz besonders bevorzugt ist das zum Einsatz kommende Garn schwarz.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Gewebe der Gewebeschicht aus Polyestergarn gewebt ist.
Erfindungsgemäß ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Garnstärke (Durchmesser) der zum Einsatz kommenden Mono- und/oder Multi-Filamente aus einem Wertebereich zwischen etwa 100 μm und etwa 500 μm, vorzugsweise zwischen etwa 140 μm und etwa 260 μm gewählt ist. Ganz besonders bevorzugt werden Gewebe eingesetzt, die mit Garn der Garnstärke 140 μm oder 260 μm gewebt sind.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass es sich bei dem Formteil nicht lediglich um eine zweidimensionale Platte handelt, sondern um dreidimensional ausgeformtes Formteil. Die dreidimensionale Ausführung erfolgt bevorzugt bei der Herstellung durch Einlegen der kaschierten Gewebeschicht in eine entsprechend dreidimensional ausgeformte Spritzgussform, d. h. in eine Spritzgussform, deren Innenausformung der Formgebung des fertigen Formteils entspricht.
Im Hinblick auf eine einfache Fertigbarkeit des Formteils ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Kaschierungsschicht unmittelbar mit der Gewebeschicht verklebt ist, d. h. dass bis auf eine, vorzugsweise dünnen Kleberschicht (Zwischenschicht) zwischen der eigentlichen Kaschierungsschicht und der nicht metallisierten, vorzugsweise unbeschichteten, Flächenseite der Gewebeschicht keine weitere Schicht vorgesehen ist, wobei alternativ auch mindestens eine (weitere) Zwischenschicht vorgesehen werden kann.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der sich in der Kaschierungsschicht und der Hinterspritzungsschicht keine weitere Schicht vorgesehen ist, d. h. dass die Hinterspritzungsschicht unmittelbar an die Kaschierungsschicht angrenzt und durch den Hinterspritzungsvorgang mit dieser fest verbunden ist, wobei alternativ auch mindestens eine Zwischenschicht vorgesehen werden kann.
Aus Festigkeitsgründen und aus optischen sowie haptischen Gründen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Gewebe der Gewebeschicht in der Bindung Köper-, Kreuzköper, Panama, Rips oder Leinwand auszubilden.
Mit Vorteil ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Anteil der offenen Gewebefläche an der Gesamtgewebefläche des zum Einsatz kommenden Gewebes zwischen etwa 10% und etwa 70% beträgt. Ganz besonders beträgt der Anteil etwa 25%.
Ein weiterer Vorteil eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Formteils besteht darin, dass dieses aufgrund der nur (d. h. ausschließlich) einseitigen Metallisierung des Gewebes leichter ist als etwaige Formteile mit beidseitig beschichtetem oder aus Metallfäden hergestelltem Gewebe. Darüber hinaus kann Metallmaterial, welches bevorzugt durch Bedampfen oder Sputtern in Vakuum auf das Gewebe aufgebracht wird, eingesperrt werden. Insbesondere während der Herstellung zeichnet sich das noch nicht fertigte Formteil durch das Vorsehen der Gewebeschicht mit einem metallisierten Gewebe durch eine erhöhte Flexibilität aus, was eine Ausformung in nahezu beliebigen dreidimensionalen Formen ermöglicht.
Wie eingangs bereits angedeutet, kann auf die Metallisierungsschicht eine Schutzschicht, insbesondere ein Schutzlack aufgetragen werden, vorzugsweise aufgedruckt werden. Anders ausgedrückt ist die Metallschicht bevorzugt bedruckbar ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Schutzschicht, insbesondere der Schutzlack, insbesondere im Digitaldruckverfahren oder im Sublimationsverfahren bedruckbar ausgebildet sein, um eine noch größere Variabilität im Hinblick auf das optische Erscheinungsbild des Formteils zu haben.
Im Hinblick auf die konkrete Ausbildung der Kaschierungsschicht gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Besonders bevorzugt ist es, diese mittels einer Folie und/oder eines Vlieses auszubilden. Vlies hat den Vorteil, dass dieses optimal gegebenenfalls vorgesehene Rundungen des Formteils bzw. des Gewebes auf dessen Rückseite auskleidet. Die Folie zeichnet sich durch einen optimalen Schutz gegen Durchdrücken des flüssigen Kunststoffhinterspritzungsvorganges aus. Auch im Hinblick auf die konkrete Ausbildung der einseitigen Metallisierung des Gewebes gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So kann die Metallisierung beispielsweise Gold und/oder Kupfer und/oder Titan und/oder Chrom und/oder Aluminium umfassen oder aus mindestens einem Metall der vorgenannten Gruppe von Metallen bestehen. Auch ist es möglich, dass die Metallisierung aus einer zumindest eines der vorbenannten Metalle umfassenden Legierung ausgebildet ist oder eine derartige Legierung umfasst. Beispielsweise kann die Metallisierung gleichzeitig Aluminium und Kupfer umfassen, welches interessante, optoästhetische Eigenschaften mit sich bringt.
Ganz besonders bevorzugt kommt das Formteil als Kraftfahrzeugteil, insbesondere als Kraftfahrzeuginnenraumteil zum Einsatz. Beispielsweise kann das Formteil ein Armaturenbrett oder einen Teil des Armaturenbrettes bilden. Auch ist es denkbar, dass das Formteil aufgrund seiner Stabilität als Karosserieteil zum Einsatz kommt. Auch ist es denkbar, aus dem Formteil, insbesondere bei Motorrädern einen Tank auszubilden. Ebenso ist es möglich, das Formteil als Flugzeugteil, insbesondere im Flugzeuginnenraum einzusetzen oder als Schiffsteil bzw. Bootsteil, oder als Möbel, oder als Möbelteil. Auch ist es möglich, aus dem Formteil Sportgeräte oder Sportgeräteteile auszubilden. Besonders bevorzugt ist es, das Formteil zur Herstellung von Skiern zu nutzen.
Das Formteil kann auch bei einer Vorrichtung, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, einem Schiff, einem Boot, einem Möbel oder einem Sportgerät, vorgesehen werden. Ein mögliches Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Formteils zeichnet sich dadurch aus, dass zunächst ein ausschließlich auf einer Flächenseite metallisiertes Gewebe, vorzugsweise ein Kunststoffgewebe als Gewebeschicht bereitgestellt wird, wobei in einem darauffolgenden Schritt das Gewebe bzw. die Gewebeschicht auf der Rückseite, d. h. auf der später nicht sichtbaren Seite mit einer Kaschierungsschicht kaschiert wird, woraufhin das Hinterspritzen der Kaschierungsschicht mit Kunststoff erfolgt.
Die dreidimensionale Ausformung des Formteils erfolgt bevorzugt bei dessen Herstellen durch Einlegen der kaschierten Gewebeschicht in eine Spritzgussform. Denkbar ist es auch, die metallisierte Gewebeschicht unmittelbar in der Spritzgussform zu kaschieren.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Gewebe zum Herstellen der metallisierten Gewebeschicht vor dem Bereitstellen der fertigen Gewebeschicht ausschließlich einseitig, insbesondere im Vakuum, vorzugsweise durch Sputtern metallisiert wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Formteil mindestens eine, vorzugsweise umfangsgeschlossene, gewebeschichtfreie (offene) Aussparung aufweist, die beispielsweise zur Aufnahme eines Bedienelementes, insbesondere eines Schalters oder eines Ganghebels dient. Zur Herstellung einer derartigen Aussparung wird in einem dem Hinterspritzungsschritt nachgelagerten Verfahrens-, d. h. Herstellungsschritt das Gewebe, vorzugsweise zusammen mit daran festgelegter Kaschierungsschicht in einem nicht hinterspritzen Abschnitt entfernt, beispielsweise durch Stanzen oder Schneiden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1: eine Schnittansicht durch ein einen Schichtaufbau aufweisendes Formteil, und
2: eine Draufsicht auf ein einen Schichtaufbau aufweisendes Formteil.
In 1 ist schematisch in einer Schnittansicht ein Formteil 1 gezeigt. Dieses umfasst einen Schichtaufbau mit in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 4 Schichten, nämlich einer eine Substratschicht bildenden Gewebeschicht 2, umfassend ein aus Polyestergarn, hier Monofilamentgarn gewebtes Gewebe 3 schwarzer Farbgebung, welches aus Schussfäden 4 und Kettenfäden 5, hier als Köpergewebe gewebt ist.
Das fertige Gewebe 3 wurde mit einer Metallisierungsschicht 6 auf nur einer Flächenseite, hier auf der in der Zeichnungsebene nach oben weisenden Flächenseite versehen. Bei der Metallisierung kann es sich beispielsweise um Gold, Kupfer, etc. handeln. Oberhalb der Metallisierung 6 befindet sich eine fakultative, von einem Schutzlack gebildete Schutzschicht 7, die die unmittelbare Oberfläche des Formteil 1 bildet.
Die Gewebeschicht 2 ist auf ihrer nicht metallisierten, hier in der Zeichnungsebene unteren Flächenseite mit einer Kaschierungsschicht 8, beispielsweise aus Vlies oder einer Folie versehen, wobei die Kaschierungsschicht 8 bevorzugt mit der Gewebeschicht 2 verklebt ist. Die Kaschierungsschicht 8 wiederum ist hinterspritzt mit einer Hinterspritzungsschicht 9 aus Kunststoff.
2 zeigt in einer ausschnittsweisen und vergrößerten Ansicht ein Formteil 1 von oben. Zu erkennen ist, dass das Formteil 1 von einer Gewebeoptik und Haptik beherrscht ist, wobei eine einseitige Metallisierung (Metallisierungsschicht) auf der Oberseite der Gewebeschicht 1 zu erkennen ist.
Aus 2 ergibt sich weiterhin, dass die offene Gewebefläche, d. h. die Bereiche zwischen Schuss- und Kettenfäden 5, 4 des Gewebes 3 mit einer Kaschierungsschicht 8 hinterlegt sind, die verhindert, dass das aus 2 nicht zu erkennende Hinterspritzungsmaterial der Hinterspritzungsschicht beim Hinterspritzungsvorgang die Gewebeschicht 2 nicht durchsetzt, was negative Auswirkungen auf das ästhetische Erscheinungsbild sowie die Haptik der Formteiloberfläche hätte.
Bezugszeichenliste

1: Formteil
2: Gewebeschicht
3: Gewebe
4: Schussfäden
5: Kettenfäden
6: Metallisierung/Metallisierungsschicht
7: Schutzschicht
8: Kaschierungsschicht
9: Hinterspritzungsschicht

Claims

Formteil aufweisend einen Schichtaufbau mit einer von einem Gewebe (3) gebildeten Gewebeschicht (2), einer Kaschierungsschicht (8) auf einer von der metallisierten Flächenseite des Gewebes (3) abgewandten Flächenseite der Gewebeschicht (2) und mit einer auf einer von der Gewebeschicht (2) abgewandten Flächenseite der Kaschierungsschicht (8) angeordneten Hinterspritzungsschicht (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebeschicht (2) ausschließlich auf einer Flächenseite metallisiert ist, und dass das mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Gewebe (3) der Gewebeschicht (2) aus, vorzugsweise spinndüsengefärbtem, Kunststoff-Monofilamentgarn und/oder Kunststoff-Multifilamentgarn besteht, und dass der Durchmesser (Garnstärke) der Mono- und/oder Multifilamente aus einem Wertebereich zwischen etwa 100 μm und etwa 500 μm gewählt ist.
Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1) dreidimensional ausgeformt ist.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierungsschicht (8) unmittelbar mit der Gewebeschicht (2) verklebt ist.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterspritzungsschicht (9) unmittelbar an die Kaschierungsschicht (8) angrenzt.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (3) aus, vorzugsweise schwarz gefärbtem, Polyester ausgebildet ist.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Mono- und/oder Multifilamente aus einem Wertebereich zwischen etwa 140 μm und etwa 260 μm gewählt ist, und/oder vorzugsweise etwa 140 μm oder etwa 260 μm beträgt.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (3) in der Bindung Köper, Kreuzköper, Panama, Rips oder Leinwand gewebt ist.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der offenen Gewebefläche an der Gesamtgewebefläche zwischen etwa 10% und etwa 70%, bevorzugt etwa 25%, beträgt.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Metallisierungsschicht (6) eine, vorzugsweise bedruckbare, Schutzschicht (7), insbesondere ein Schutzlack, vorgesehen ist.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierungsschicht (8) eine Folie und/oder ein Vlies umfasst.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung Gold und/oder Kupfer und/oder Titan und/oder Chrom und/oder Aluminium umfasst oder aus einer Legierung mit mindestens einem der vorgenannten Metalle besteht.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1) als Kraftfahrzeugteil, insbesondere als Kraftfahrzeuginnenraumteil oder als Karosserieteil, oder als Flugzeugteil, insbesondere als Flugzeuginnenraumteil, oder als Schiffteil oder als Bootteil oder als Möbel oder als Möbelteil oder als Sportgerät oder als Sportgerätteil (Skier) ausgebildet ist.