DE102011119248A1 - Producing a fiber composite component useful as non-visible components in vehicle manufacturing, comprises heating a prefabricated semifinished article provided with the plastic film obtained by cutting a semifinished fiber article - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Faserbundbauteils und ein Faserverbundbauteil.The invention relates to a method for producing a fiber composite component and a fiber composite component.
Faserverbundbauteile werden vielfach als Strukturbauteile im Automobilbau eingesetzt. Die in Faserverbundbauteilen eingesetzten Fasern, insbesondere wenn es sich dabei um Naturfasern handelt, verändern unter Einfluss von UV-Strahlung ihr Erscheinungsbild, wodurch sie sich verfärben bzw. ausbleichen. Daher werden Faserverbundbauteile vornehmlich als Nichtsichtbauteile im Fahrzeugbau eingesetzt, bzw. falls diese dennoch Anwendung in einem sichtbaren Bereich finden, mittels einer Beschichtung oder einem Textil kaschiert, sodass eine Veränderung des Erscheinungsbilds der Faseroberfläche, insbesondere der Naturfaseroberfläche, nicht sichtbar wird.Fiber composite components are widely used as structural components in the automotive industry. The fibers used in fiber composite components, especially if they are natural fibers, change their appearance under the influence of UV radiation, as a result of which they discolor or bleach. Therefore fiber composite components are primarily used as non-visible components in vehicle construction, or if they still find application in a visible area, laminated by a coating or textile, so that a change in the appearance of the fiber surface, in particular the natural fiber surface, is not visible.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Faserverbundbauteil und ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils bereitzustellen, wodurch ein Faserverbundbauteil mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung gestellt wird, welches als Sichtbauteil, insbesondere im Innenraumbereich eines Kraftwagens, eingesetzt werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a fiber composite component and a method for producing a fiber composite component, whereby a fiber composite component with improved properties is provided, which can be used as a visual component, especially in the interior of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Faserverbundbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by means of a method for producing a fiber composite component having the features of patent claim 1 and a fiber composite component having the features of patent claim 6. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils umfasst die nachfolgenden Schritte:
- – Aufbringen eines UV-Strahlen reflektierenden Beizmittels auf ein Faserhalbzeug;
- – Trocknen des mit dem UV-Strahlen reflektierenden Beizmittel versehenen Faserhalbzeugs;
- – Zuschneiden des getrockneten und mit dem UV-Strahlen reflektierenden Beizmittel versehenen Faserhalbzeugs zu vorkonfektionierten Faserhalbzeugen;
- – Auftragen einer transparenten Kunststofffolie auf das vorkonfektionierte Faserhalbzeug;
- – Aufheizen des mit der Kunststofffolie versehenen vorkonfektionierten Faserhalbzeugs; und
- – Herstellen des Faserverbundbauteils aus dem mit der Kunststofffolie versehenen vorkonfektionierten Faserhalbzeug.
- - Applying a UV radiation-reflecting pickling agent on a semi-finished fiber;
- - drying of the semi-finished fiber product provided with the UV-reflecting mordant;
- - cutting the dried semifinished product, which has been dried and coated with the UV rays, into prefabricated semi-finished fiber products;
- - Applying a transparent plastic film on the prefabricated fiber semi-finished product;
- - Heating the provided with the plastic film prefabricated fiber semi-finished product; and
- - Producing the fiber composite component from the provided with the plastic film prefabricated fiber semi-finished products.
Weiterhin ist gemäß Patentanspruch 6 ein Faserverbundbauteil, welches Naturfasern und Kunststofffasern umfasst, vorgesehen, das sich dadurch auszeichnet, dass die Naturfasern und die Kunststofffasern zumindest bereichweise mit einem UV-Strahlen reflektierendem Beizmittel versehen sind und das Faserverbundbauteil wenigstens an einer eine Oberfläche des Faserverbundbauteils ausbildenden Seite mit einer transparenten Kunststofffolie beschichtet ist.Furthermore, according to claim 6, a fiber composite component, which comprises natural fibers and synthetic fibers, is provided, which is characterized in that the natural fibers and the plastic fibers are at least partially provided with a UV-radiation reflective mordant and the fiber composite component at least on a surface of the fiber composite component forming side coated with a transparent plastic film.
Durch das Auftragen des UV-Strahlen reflektierenden Beizmittels auf das Faserhalbzeug werden die Fasern des Faserverbundbauteils, insbesondere im Faserverbundbauteil eingebettete Naturfasern, vor einer UV-Einstrahlung geschützt. Eine Veränderung der Fasern, insbesondere der Naturfasern, ist daher nach dem Beizvorgang nicht mehr wahrnehmbar. Zum einen kann dadurch ein Lack oder eine Folie zur Oberflächenversiegelung der Fasern des Faserverbundbauteils verwendet werden, welche keine UV-Beständigkeit der Fasern sicherstellen müssen. Dadurch können günstigere Lacke oder Folien eingesetzt werden, wodurch ein solches Faserverbundbauteil insgesamt kostengünstiger hergestellt werden kann. Des Weiteren bildet die Beize in Kombination mit der transparenten Kunststofffolie sowohl einen Schutzfilm als auch gleichzeitig eine dekorative Oberfläche des Faserverbundbauteils aus, wodurch das Faserverbundbauteil eine optische Anmutung erhält, die es ermöglicht, das Faserverbundbauteil auch als Sichtbauteil einzusetzen. Mit anderen Worten werden durch das Aufbringen des UV-Strahlen reflektierenden Beizmittels und der transparenten Kunststofffolie während des Herstellungsprozesses des Faserverbundbauteils dessen technische Eigenschaften derart verbessert, dass die UV-Beständigkeit des Faserverbundbauteils erhöht wird und dieses ein entsprechend dauerhaft ästhetisches Erscheinungsbild erhält, wodurch das Faserverbundbauteil ohne zusätzliche Anbringung von Dekorelementen an dem Faserverbundteil im Interieurbereich von Kraftwagen eingesetzt werden kann.By applying the UV-reflecting mordant to the semifinished fiber, the fibers of the fiber composite component, in particular embedded in the fiber composite component natural fibers are protected from UV radiation. A change in the fibers, in particular the natural fibers, is therefore no longer perceptible after pickling. On the one hand, a lacquer or a film for surface sealing of the fibers of the fiber composite component can be used, which need not ensure UV resistance of the fibers. As a result, less expensive paints or films can be used, whereby such a fiber composite component can be made more cost-effective overall. Furthermore, the stain in combination with the transparent plastic film forms both a protective film and at the same time a decorative surface of the fiber composite component, whereby the fiber composite component receives an optical appearance, which makes it possible to use the fiber composite component as a visual component. In other words, by applying the UV-reflecting mordant and the transparent plastic film during the manufacturing process of the fiber composite component whose technical properties are improved so that the UV resistance of the fiber composite component is increased and this receives a correspondingly durable aesthetic appearance, whereby the fiber composite component without additional attachment of decorative elements can be used on the fiber composite part in the interior of motor vehicles.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Faserhalbzeug aus Naturfasern und aus Kunststofffasern in einem gleichen Mengenverhältnis hergestellt wird. Als Naturfasern kann beispielsweise Kenaf, Hanf, Jute, Sisal, Flachs und dergleichen verwendet werden. Durch den relativ hohen Mengenanteil an Naturfasern in dem Faserverbundbauteil bzw. in dem Faserhalbzeug wird eine nachhaltige Herstellung von Faserverbundbauteilen sichergestellt, da dieses zu einem großen Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird. Zudem können die Naturfasern innerhalb des automobilen Interieurs auch sichtbar gestaltet werden, sodass die nachhaltige Herstellung der Faserverbundbauteile auch für Fahrzeuginsassen deutlich erkennbar wird.An embodiment of the invention provides that the semifinished fiber product is produced from natural fibers and from synthetic fibers in an equal quantitative ratio. As natural fibers, for example kenaf, hemp, jute, sisal, flax and the like can be used. Due to the relatively high proportion of natural fibers in the fiber composite component or in the semifinished fiber product sustainable production of fiber composite components is ensured, since this is produced to a large extent from renewable resources. In addition, the natural fibers within the automotive interior can also be made visible, so that the sustainable production of the fiber composite components is also clearly visible to vehicle occupants.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Faserhalbzeug in einer Vliesanlage mittels eines Luftlegeverfahrens hergestellt. Dadurch lagern sich grobe und schwere Bestandteile der Naturfasern an der Warenunterseite ab, wodurch die Warenoberseite homogener wird und einen gleichmäßigen Einzug der UV-Strahlen reflektierenden Beize in das Fließ ermöglicht wird. Dadurch kann eine besonders gute UV-Beständigkeit des Faserbundbauteils sichergestellt werden. In a further advantageous embodiment of the invention, the semifinished fiber product is produced in a nonwoven system by means of an air laying process. As a result, coarse and heavy components of the natural fibers are deposited on the underside of the goods, which makes the upper side of the goods more homogeneous and allows a uniform intake of the UV-ray-reflecting stain into the flow. As a result, a particularly good UV resistance of the fiber composite component can be ensured.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das UV-Strahlen reflektierende Beizmittel mittels Sprühauftrag auf das Faserhalbzeug aufgetragen wird. Dadurch kann ein flächendeckender Beizeauftrag sichergestellt werden, wodurch ebenfalls eine gute UV-Beständigkeit des Faserverbundbauteils sichergestellt werden kann.A further advantageous embodiment of the invention provides that the UV-radiation-based pickling agent is applied to the semi-finished fiber product by means of spray application. As a result, a nationwide pickling contract can be ensured, which also ensures good UV resistance of the fiber composite component.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das UV-Strahlen reflektierende Beizmittel auf ein als Endloshalbzeug ausgebildetes Faserhalbzeug aufgebracht. Mit anderen Worten kann das als Endloshalbzeug ausgebildete Faserhalbzeug durch eine Sprühanlage hindurchgefördert werden, mittels welcher der Beizeauftrag erfolgt. Dadurch kann die Behandlung des Faserhalbzeugs mit dem UV-Strahlen reflektierenden Beizmittel auf besonders effiziente und schnelle Weise erfolgen.In a further advantageous embodiment of the invention, the UV-radiation-reflecting pickling agent is applied to a semi-finished fiber product designed as a continuous semi-finished product. In other words, the semi-finished fiber product designed as a continuous semi-finished product can be conveyed through a spray system by means of which the pickling process takes place. As a result, the treatment of the semifinished fiber with the UV radiation-reflecting mordant can be carried out in a particularly efficient and rapid manner.
Schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die transparente Kunststofffolie eine Polypropylen-Dünnfilmfolie mit einer maximalen Folienstärke von 0,08 mm ist. Eine solche Polypropylen-Dünnfilmfolie verbindet sich besonders gut mit dem vorkonfektionierten Faserhalbzeug, beispielsweise wenn dieses gemeinsam mit der Kunststofffolie in einem entsprechenden Werkzeug zu dem fertigen Faserverbundbauteil ausgebildet wird, sodass die Kunststofffolie eine dauerhaft haltbare Verbindung mit dem vorkonfektionierten Faserhalbzeug eingeht.Finally, a further advantageous embodiment of the invention provides that the transparent plastic film is a polypropylene thin-film foil with a maximum film thickness of 0.08 mm. Such a polypropylene thin-film foil combines particularly well with the prefabricated semifinished fiber product, for example if this is formed together with the plastic film in a corresponding tool to the finished fiber composite component, so that the plastic film forms a durable durable connection with the prefabricated fiber semi-finished product.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
Ein Faserverbundbauteil
Dadurch dass die Fasern
In
Der Sprühanlage
Im Anschluss an die Trockenanlage
Der Beizvorgang kann alternativ auch als hier nicht dargestellter diskontinuierlicher Prozess durchgeführt werden, wobei das als Endloshalbzeug ausgebildete Faserhalbzeug
Sobald die vorkonfektionierten Faserhalbzeuge
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- FaserverbundbauteilFiber composite component
- 1212
- MatrixwerkstoffMatrix material
- 1414
- Naturfasernatural fiber
- 1616
- KunststofffaserPlastic fiber
- 1818
- KunststofffoliePlastic film
- 2020
- FaserhalbzeugSemi-finished fiber
- 2222
- Sprühanlagespraying
- 2424
- UV-Strahlen reflektierendes BeizmittelUV radiation-reflecting mordant
- 2626
- Trockenanlagedrying plant
- 2828
- Schneidanlagecutting machine
- 3030
- Vorkonfektioniertes FaserhalbzeugPrefabricated fiber semi-finished product
- 3232
- Vorrichtungcontraption
- 3434
- Rollerole
- 3636
- VorheizpresseVorheizpresse
Claims (8)
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- 2011-11-22 DE DE201110119248 patent/DE102011119248B4/en not_active Expired - Fee Related
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