DE102012109966A1

DE102012109966A1 - Innenausstattungsteil für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012109966A1
Application number: DE201210109966
Authority: DE
Inventors: Bruno Roth; Herbert Bader
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-05-08

Abstract

Bei einem Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil mit einem Trägerbauteil (58) und einer Folie (6, 7, 13), welche die sichtbare Oberfläche des Innenausstattungsteils abdeckt, weist die Folie (6, 7, 13) eine durch Auftrennen einer geschäumten Kunststoffschicht (2, 17, 26) oder Abtrennen einer geschäumten Kunststoffschicht (2) von einer ungeschäumten Kunststoffschicht (4) gebildete Oberflächenschicht (8, 9, 15) aus geschäumten Kunststoff auf einer Basisschicht (10, 14) aus wenigstens einer ungeschäumten Kunststoffschicht auf, die an das Trägerbauteil (58) angebunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Innenausstattungsteil eines Kraftfahrzeuges und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Qualitativ hochwertige Innenausstattungs- oder Interieurteile eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise die Instrumententafel, weisen in der Regel einen mehrschichtigen Aufbau aus einem steifen Trägerbauteil und einer Folie auf, die die sichtbare Oberfläche des Innenausstattungsteils optisch und haptisch ansprechend abdecken soll. Dazu kann beispielsweise eine Folie mit einer Narbung verwendet werden.
Nach DE 10 2008 016 059 A1 wird eine Kunststoffmasse in dem Formhohlraum eines Werkzeuges aufgeschäumt, ausgehärtet und dann auseinandergerissen, um eine strukturierte Oberflächenschicht zu bilden. Durch die unterschiedlichen Fließwege der Kunststoffmasse in dem Werkzeug lässt jedoch die Homogenität der Oberfläche zu wünschen übrig.
Aus DE 22 34 787 ist ein Bahnmaterial bekannt, das eine geschlossenzellige Basisschicht aufweist, von der ein Fadenflor absteht. Das Material wird aus einem schäumbaren Kunststoff mit einem Extruder hergestellt, welcher zum Aufschäumen mit einem sich erweiternden Düsenmundstück versehen ist. Das Extrudat wird anschließend längs der zwischen den beiden geschlossenzelligen Deckflächen liegenden Mittelebene in zwei gleiche Hälften gespalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Innenausstattungsteil für ein Kraftfahrzeug mit einer optisch und haptisch höchsten Anforderungen entsprechenden Oberfläche bereit zu stellen.
Dies wird erfindungsgemäß mit dem Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach dem Anspruch 1 erreicht. In den Unteransprüchen 2 bis 14 sind bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben. Aus dem Anspruch 15 geht ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils hervor.
Nach der Erfindung weist das Innenausstattungsteil oder Interieurteil für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, ein Trägerteil und eine daran angebundene Folie auf, welche die sichtbare Oberfläche des Innenausstattungsteils abdeckt.
Die Folie weist eine Oberflächenschicht aus geschäumtem Kunststoff auf einer Basisschicht auf, die aus wenigstens einer ungeschäumten Kunststoffschicht besteht. Die geschäumte Oberflächenschicht ist durch Auftrennen einer geschäumten Kunststoffschicht oder Abtrennen einer geschäumten Kunststoffschicht von der wenigstens einen ungeschäumten Kunststoffschicht eines Mehrschichtverbundes gebildet.
Das heißt, während die Oberflächenschicht durch Zusatz eines Schäummittels hergestellt wird, besteht die Basisschicht aus einem Kunststoff, bei dem kein Schäummittel zugesetzt worden ist. Die Basisschicht ist daher blasenfrei. Die erfindungsgemäße Folie kann damit mit einer Festigkeit hergestellt werden, dass sie ohne weiteres an das Trägerteil angebunden werden kann, um ein Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil beliebiger Geometrie mit einer mechanisch verschleißfesten Oberfläche mit der optischen und haptischen Anmutung einer textilartigen, insbesondere veloursähnlichen Oberfläche zu bilden. Die an das Trägerteil angebundene Folie ist mit dem Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil fest verbunden und bildet dessen dreidimensionale Struktur exakt nach.
Die geschäumte Oberflächenschicht besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomeren, insbesondere zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan (TPU). Das heißt, die geschäumte Oberflächenschicht kann ausschließlich aus TPU oder einem anderen thermoplastischen Elastomeren bestehen oder aus einem Blend aus TPU und einem anderen thermoplastischen Elastomeren. Vorzugsweise enthält sie jedoch mindestens 10 Gew.-% TPU oder thermoplastisches Elastomeres.
Als thermoplastisches Elastomeres wird neben TPU vorzugsweise thermoplastisches Polyesterelastomeres (TPE-E) verwendet. Wenigstens eine Schicht der ungeschäumten Basisschicht der Folie besteht zumindest teilweise aus wenigstens einem Kunststoff der Gruppe: Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polybutylenterephthalat (PBT), thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Polyethylenterephthalat (PET). Vorzugsweise besteht die wenigstens eine Schicht der ungeschäumten Basisschicht ausschließlich aus einem oder mehreren Kunststoffen dieser Gruppe. Als Polyamid wird vorzugsweise PA6.66 eingesetzt.
Statt eines Elastomeren kann auch ein härterer Thermoplast für die geschäumte Oberflächenschicht verwendet werden, z. B. PA6 oder PA6.6.
Der Kunststoff, aus dem die geschäumte Oberflächenschicht der Folie besteht, weist vorzugsweise eine andere Zusammensetzung auf als die Basisschicht oder, falls die Basisschicht aus wenigstens zwei Schichten besteht, die an die geschäumte Oberflächenschicht angrenzende Schicht der Basisschicht.
Die an die geschäumte Oberflächenschicht angrenzende ungeschäumte Schicht der Basisschicht der Folie besteht vorzugsweise aus Polyamid, insbesondere PA6.66, falls die geschäumte Oberflächenschicht zumindest teilweise aus TPU besteht, und, falls die geschäumte Oberflächenschicht zumindest teilweise aus TPE-E besteht, aus wenigstens einem Kunststoff der Gruppe: PC, ABS, PBT, TPU, einem Polyamid, insbesondere PA6.66 und PET.
Falls die ungeschäumte Basisschicht der Folie aus wenigstens zwei Schichten besteht, kann die an die geschäumte Oberflächenschicht angrenzende erste ungeschäumte Schicht der Basisschicht zumindest teilweise aus TPE-E bestehen und/oder einen Haftvermittler auf polyolefinischer Basis enthalten, der Carbonsäure-, Carboxyl- oder Anhydrid-Gruppen enthalten und z. B. Maleinsäureanhydrid oder Glycidylmethacrylat sein kann. Die von der Basisschicht abgewandte, zweite ungeschäumte Schicht, die auch die Außenschicht bilden kann, kann dann auch aus einem Polyolefin, z. B. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) gebildet sein.
Falls die Basisschicht aus wenigstens drei ungeschäumten Schichten besteht, weist die Zwischenschicht zwischen der an die geschäumte Oberflächenschicht angrenzenden, ersten ungeschäumten Schicht und der dritten ungeschäumten Schicht einen Haftvermittler auf polyolefinischer Basis, der Carbonsäure-, Carboxyl- oder Anhydrid-Gruppen enthält, auf, aber auch ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) sein kann.
Die Blasen der geschäumten Oberflächenschicht weisen vorzugsweise mindestens zu 90% eine Größe von 1 bis 1000 μm, vorzugsweise mindestens 10 μm und insbesondere höchstens 300 μm auf.
Die Schichtdicke der Basisschicht beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 μm, insbesondere mindestens 10 μm und vorzugsweise höchstens 500 μm.
Die Haptik und die Optik der geschäumten Oberflächenschicht kann zusätzlich dadurch modifiziert werden, dass die geschäumte Oberflächenschicht eingemischte Kurz-Fasern, insbesondere Leder- und/oder Zellulose-Fasern enthält. Die Fasern in der geschäumten Oberflächenschicht verstärken den Leder- oder Textilcharakter der späteren Oberfläche des Formteils, in dem sie aus der geschäumten Oberflächenschicht herausragen. Es können auch Füllstoffe wie Talkum, Kreide oder Stärke in die geschäumte Schicht gemischt werden, um das kohäsive Trennverhalten zu verbessern.
Die Folie wird vorzugsweise aus einem Mehrschichtverbund hergestellt, der eine innenliegende Schicht aus geschäumten Kunststoff aufweist, die auf beiden Seiten mit einer Deckschicht aus wenigstens einer Schicht aus ungeschäumtem Kunststoff versehen ist.
Um aus diesem Mehrschichtverbund die Oberflächenschicht aus geschäumtem Kunststoff der Folie zu bilden, wird der Mehrschichtverbund an der innenliegenden geschäumten Schicht mechanisch aufgetrennt. Das mechanische Auftrennen des Mehrschichtverbundes kann dadurch erfolgen, dass die innenliegende Schicht aus geschäumtem Kunststoff längs einer zwischen den beiden Deckschichten liegenden Ebene, beispielsweise der Mittelebene, kohäsiv aufgetrennt wird. Beim adhäsiven Auftrennen des Mehrschichtverbundes wird die Deckschicht auf einer Seite der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht von der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht abgetrennt.
Beim adhäsiven Auftrennen, also wenn die Deckschicht von der geschäumten Kunststoffschicht abgetrennt wird, wird vorzugsweise eine Deckschicht verwendet, die aus einer einzigen Schicht besteht. Damit kann die abgetrennte Deckschicht recycelt, also der Kunststoff der Deckschicht beispielsweise nach dem Granulieren der Deckschicht wiederverwendet werden.
Die Herstellung des Mehrschichtverbundes erfolgt vorzugsweise durch Coextrusion.
Das heißt, es wird ein Extruder zur Bildung der geschäumten innenliegenden Kunststoffschicht verwendet und ein Extruder zur Bildung der einen oder für jede ungeschäumte Schicht der Deckschicht auf beiden Seiten der geschmolzenen innenliegenden Kunststoffschicht.
Die in dem jeweiligen Extruder aufgeschmolzenen Kunststoffe können nach dem Blasfolien- oder Gießfolien-Verfahren coextrudiert werden.
Bei Blasfolien-Coextrudieren werden die in dem jeweiligen Extruder aufgeschmolzenen Kunststoffe in einen Blaskopf mit Ringdüsen übereinandergelegt. Der entstehende Schmelzeschlauch wird mit Luft aufgeblasen und durch Kühlluft gekühlt. Der abgekühlte Folienschlauch wird flach gelegt und anschließend aufgewickelt.
Beim Gieß- oder Cast-Verfahren werden die in dem jeweiligen Extruder aufgeschmolzenen Kunststoffe jeweils durch eine Breitschlitzdüse gedrückt und übereinander gelegt einer laufenden, wassergekühlten Walze (Chill-Roll) zugeführt.
Die innenliegende geschäumte Kunststoffschicht wird vorzugsweise physikalisch aufgeschäumt.
Dazu wird vorzugsweise, wie beispielsweise aus EP 923 443 B1 bekannt, in die Förderzone des Extruders, in dem der Kunststoff für die geschäumte Kunststoffschicht aufgeschmolzen wird, ein Treibgas im überkritischen Zustand injiziert. Der Gewichtsanteil des Treibgases in der aufgeschmolzenen Kunststoffschicht kann dazu 0,01 bis 5%, insbesondere 0,02 bis 3% betragen. Als Treibgas wird vorzugsweise Kohlenstoffdioxid (CO₂) oder Stickstoff (N₂) im überkritischen Zustand verwendet.
Vorzugsweise wird dem aufzuschäumenden Kunststoff ein Nukleierungsmittel zugesetzt, beispielsweise in einem Gewichtsanteil von 1 bis 30 Das Nukleierungsmittel kann Talkum, Kaolin, Glimmer, Siliziumdioxid (SiO₂) und/oder Titandioxid (TiO₂) sein. Das Nukleierungsmittel kann als Masterbatch, also als Additiv in Form eines Granulats zugesetzt werden.
Die Schichtdicke der aufzuschäumenden Kunststoffschicht vor dem Aufschäumvorgang beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 μm, insbesondere mehr als 10 μm und vorzugsweise höchstens 500 μm.
Vorzugsweise besteht der aufzuschäumende Kunststoff zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) oder einem anderen thermoplastischem Elastomeren, insbesondere thermoplastisches Polyesterelastomeres (TPE-E).
Als TPU wird vorzugsweise ein TPU mit einer Shore-Härte von 60 A bis 75 D bei Normalklima, also 23° Celsius, 50% relative Luftfeuchte und als TPE-E ein TPE-E mit einer Shore-Härte von 30 D bis 82 D bei Normalklima verwendet.
Um nach dem Auftrennen des Mehrschichtverbundes eine Folie mit einer geschäumten Oberflächenschicht mit Fasern zu erhalten, können in die aufzuschmelzenden Kunststoffe im Extruder Fasern eingemischt werden, insbesondere Leder- und/oder Zellulosefasern. Dazu können die Fasern beispielsweise mit einem Doppel- oder Mehrschneckenextruder in den Kunststoff eingemischt und zu Granulat verarbeitet werden (Compoundierung). Das Granulat kann dann dem Extruder zugeführt werden, in dem der aufzuschäumende Kunststoff verarbeitet wird.
Die Löslichkeit des Treibgases in der aufzuschäumenden Kunststoffschmelze hängt von der Temperatur und dem Druck ab. Die Schmelztemperatur beeinflusst gleichzeitig die Dehnviskosität des zu schäumenden Materials, welche entscheidenden Einfluss auf die Stabilität der entstehenden Gasblasen hat. Neben diesen Einflussgrößen wird die Schaumstruktur durch die Menge und Verteilung des Nukleierungsmittels in der Kunststoffmatrix sowie durch den Druckgradien an der Austrittsdüse beeinflusst. Auch kann die Größe der Gasblasen durch die Sättigung des aufgeschmolzenen Kunststoffs mit dem jeweiligen Treibgas gezielt beeinflusst werden.
Die Größe der Gasblasen in der geschäumten Oberflächenschicht der Folie lässt sich über die Temperatur abhängige Dehnviskosität des aufgeschmolzenen Kunststoffs beeinflussen. So kann durch eine Erhöhung der Temperatur der aufgeschmolzenen ungeschäumten Kunststoffe beiderseits der aufgeschmolzenen geschäumten Kunststoffschicht die Dehnviskosität der aufgeschäumten Kunststoffschicht im Nahbereich der Schichtflächen zu den nicht aufgeschäumten aufgeschmolzene Kunststoffschichten abgesenkt werden. Dadurch erfolgt ein verstärktes Kollabieren der Zellwände der geschäumten innenliegenden Kunststoffschicht, wodurch die geschäumte Oberflächenschicht der Folie eine gröbere Schaumstruktur erhält. Durch die verringerte Anzahl von Zellwänden im Nahbereich der Schichtflächen zu den benachbarten ungeschäumten Kunststoffschichten erfolgt ein vermehrtes kohäsives Reißverhalten während des Trennvorganges des Mehrschichtverbundes. Der Ort der Trennung innerhalb der innenliegenden aufgeschäumten Schicht des Mehrschichtverbundes kann somit durch die Temperaturführung der benachbarten Schichten beeinflusst werden.
Die Verteilung der Blasen innerhalb der aufgeschäumten geschmolzenen Kunststoffschicht wird wesentlich durch die Homogenität in der Verteilung des Nukleierungsmittels sowie die Homogenität der Schmelztemperatur und der von ihr abhängigen Dehnviskosität bestimmt.
Das Verhältnis des jeweils größten Durchmessers einer Pore der geschäumten Kunststoffschicht in Extrusionsrichtung gegenüber dem größten Durchmesser quer zur Extrusionsrichtung ist größer 1. Damit erfolgt eine Längsausrichtung der Gasblasen in Abhängigkeit der Austrittsgeschwindigkeit der geschäumten aufgeschmolzenen Kunststoffschicht aus der Düse sowie der jeweiligen Abzugsgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit der Chill-Roll.
Der Mehrschichtverbund kann aus drei Schichten, also der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht und jeweils einer einschichtigen und ungeschäumten Deckschicht auf beiden Seiten, aus fünf Schichten, also der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht mit einer Deckschicht aus zwei ungeschäumten Kunststoffschichten auf beiden Seiten, aus sieben Schichten, also einer innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht mit einer Deckschicht auf beiden Seiten aus jeweils drei Schichten bestehen, also aus n plus 1 Schichten mit n = 1,2,3 oder mehr.
Nach dem Auftrennen des Mehrschichtverbundes durch Auftrennen der geschäumten innenliegenden Schicht oder Abtrennen der geschäumten, innenliegenden Schicht von einer der beiden Deckschichten des Mehrschichtverbundes wird die Folie gebildet. D. h. eine Deckschicht oder beide Deckschichten des Mehrschichtverbundes werden damit zur Basisschicht der Folie.
Die Deckschichten des Mehrschichtverbundes weisen damit denselben Aufbau und dieselbe Zusammensetzung auf, wie vorstehend für die Basisschicht der Folie geschildert, und nachstehend beispielhaft näher erläutert.
Das kohäsive Auftrennen der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht oder das adhäsive Abtrennen der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht des Mehrschichtverbundes kann im Anschluss an den jeweiligen Extrusionsprozess in einem separaten Arbeitsschritt erfolgen.
Alternativ kann die Cast- oder Blasfolienanlage zunächst mit einer Rezeptur angefahren werden, die nur eine geringe Haftung zwischen der innenliegenden geschäumten Schicht und einer der jeweils benachbarten ungeschäumten Schichten erzeugt, wobei während des Aufwickelns die Rezeptur derart geändert werden kann, dass sich die gewünschte Haftung und somit das geforderte Aufreißverhalten einstellt. Die weitere Fertigung sowie das Auftrennen des Mehrschichtverbundes erfolgen automatisiert und kontinuierlich.
So kann zum Auftrennen der innenliegenden geschäumten Schicht die Gieß- oder Blasfolienauflage mit einer Rezeptur angefahren werden, die nur eine geringe Haftung zwischen der innenliegenden geschäumten Schicht und den Deckschichten oder zwischen den Schichten der Deckschichten erzeugt, wobei die Deckschichten oder die nicht haftenden Schichten jeweils mit einer Aufwickeleinrichtung der Anlage aufgewickelt werden. Danach wird die Rezeptur des Mehrschichtverbundes so eingestellt, dass die Deckschichten an der innenliegenden geschäumten Schicht und die Schichten aneinander haften. Wenn dann mit den beiden Aufwickeleinrichtungen weiter aufgewickelt wird, wird die innenliegende geschäumte Schicht aufgetrennt, wobei auf beide Aufwickeleinrichtungen jeweils eine erfindungsgemäße Folie aus einer Basisschicht entsteht, die mit einer Oberflächenschicht aus geschäumten Kunststoff versehen ist.
Das Auftrennen der innenliegenden geschäumten Schicht oder das Abtrennen der innenliegenden geschäumten Schicht von der Deckfolie auf einer Seite der innenliegenden geschäumten Schicht des Mehrschichtverbundes kann auch in der Gießfolienanlage durch die durch das Drehmoment der Aufwickelvorrichtung aufgebrachte Kraft erfolgen.
Wenn der Mehrschichtverbund durch kohäsives Auftrennen der innenliegenden geschäumten Schicht aufgetrennt wird, können die dadurch gebildeten Folien sowohl die gleiche wie eine unterschiedliche Oberflächenstruktur aufweisen.
Die Folie mit einer Oberflächenschicht aus geschäumtem Kunststoff auf einer Basisschicht aus wenigstens einer ungeschäumten Kunststoffschicht, die durch Auftrennen des Mehrschichtverbundes entsteht, weist eine optisch und haptisch höchsten Anforderungen entsprechende Oberfläche auf, die zugleich eine erhöhte Kratz- und Verschleißbeständigkeit besitzt.
Das erfindungsgemäße Innenausstattungs- oder Interieurteil für ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise die Instrumententafel, das Handschuhfach und andere Stau- und Ablagebehältnisse, die Mittelkonsole, Hutablage, Türgriffe, aber zum Beispiel auch ein Dichtungselement sein.
Die Folie kann an das Trägerbauteil direkt oder über eine Schaumstoffschicht angebunden sein.
Das Trägerbauteil kann aus einem Kunststoff und/oder Blech bestehen. Als Kunststoff wird vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere ein Polyolefin, wie zum Beispiel Polypropylen (PP), ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) oder ein Polycarbonat (PC) verwendet.
Zur Erhöhung der Wanddicke und damit der Steifigkeit kann das Trägerbauteil auch aus geschäumtem Kunststoff bestehen.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils kann beispielsweise durch Kaschieren des Trägerbauteils mit der Folie erfolgen.
Dazu kann die Folie mit dem Trägerbauteil mit einem Klebstoff verbunden werden, der z. B. auf die Basisschicht der Folie aufgebracht sein kann. Auch kann die Folie durch Thermokaschieren, also mit Wärme und Druck, mit dem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Trägerbauteil verbunden werden.
Vorzugsweise wird das Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil jedoch durch Hinterspritzen der Folie an der Rückseite der Folie, also an der von der geschäumten Oberflächenschicht abgewandten Seite der ungeschäumten Basisschicht, mit der Kunststoffmasse hergestellt, aus der das Trägerbauteil gebildet wird.
Dazu kann ein Werkzeug aus einem ersten und einem zweiten Werkzeug-Formteil gebildet werden, welche in der Arbeitsposition den Formhohlraum einschließen, in dem die Folie mit dem Kunststoff, aus dem das Trägerbauteil gebildet wird, hinterspritzt wird.
Dazu kann das eine Werkzeug-Formteil mit Düsen versehen sein, durch die die in einem Spritzaggregat aufgeschmolzene Kunststoffmasse für das Trägerbauteil in den Formhohlraum eingespritzt wird.
Der Formhohlraum kann durch ein Negativ- oder ein Positiv-Modell der Folie gebildet sein.
Wenn die Folie in das geöffnete Werkzeug eingelegt und das Werkzeug anschließend geschlossen worden ist, wird die Folie beim Einspritzen der aufgeschmolzenen Kunststoffmasse durch den Spritzdruck an das gegenüberliegende Werkzeugformteil gedrückt und dadurch entsprechend dem Modell verformt. Aus der Kunststoffmasse wird nach dem Aushärten das Trägerbauteil gebildet, an das die Folie fest angebunden ist.
Auch ist es möglich, das andere Werkzeug-Formteil mit Öffnungen zu versehen, an die ein Vakuum angelegt werden kann, um die vorzugsweise zuvor erwärmte Folie an das Modell zu ziehen und entsprechend zu verformen, worauf sie mit der aufgeschmolzenen Kunststoffmasse für das Trägerbauteil hinterspritzt wird.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch im Querschnitt:
1 und 2 das kohäsive bzw. adhäsive Trennen eines Mehrschichtverbundes aus einer innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht und einer Deckschicht aus einer ungeschäumten Kunststoffschicht auf beiden Seiten der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht;
3 und 4 einen Mehrschichtverbund aus einer innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht und einer Deckschicht aus zwei bzw. drei ungeschäumten Kunststoffschichten auf beiden Seiten der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht;
5 und 6 jeweils einen unsymmetrisch aufgebauten Mehrschichtverbund; und
7 ein Spritzwerkzeug zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils, das in 8 im Schnitt dargestellt ist.
Gemäß 1 und 2 besteht der Mehrschichtverbund 1 aus einer innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht 2, an der auf beiden Seiten die ungeschäumten Deckschichten 3, 4 haften.
Durch den in 1 durch die Pfeile 5 veranschaulichten kohäsiven Auftrennvorgang wird die innenliegende geschäumte Schicht 2 längs der zwischen den beiden ungeschäumten Deckschichten 3, 4 liegenden Mittelebene in zwei gleiche Hälften geteilt, um zwei Folien 6, 7 mit einer geschäumten Oberflächenschicht 8, 9 auf einer Basisschicht 10, 11 zu bilden.
Demgegenüber wird gemäß 2 durch den durch die Pfeile 12 veranschaulichten adhäsiven Auftrennvorgang die innenliegende geschäumte Schicht 2 an der Trennfläche 4a zu der Deckschicht 4 abgetrennt, um die Folie 13 mit der geschäumten Oberflächenschicht 15 und der ungeschäumten Basisschicht 14 zu bilden. Die abgetrennte Deckschicht 4 kann aufbereitet, z. B. granuliert, und wiederverwendet werden.
Die geschäumte Kunststoffschicht 2 bzw. geschäumte Oberflächenschicht 8, 9 und 15 kann eine TPU-Schicht sein. Die ungeschäumten Deckschichten 3 und 4 bzw. Basisschichten 10, 11 und 14 können aus Polyamid, insbesondere PA6.66 bestehen und eine Schichtdicke zwischen 10 und 250 μm aufweisen.
Alternativ kann die geschäumte Kunststoffschicht 2 aus TPE-E oder einem Blend aus TPU und TPE-E bestehen.
Bei einer geschäumten Kunststoffschicht 2 aus mindestens 50 Gew.-% TPE-E können die ungeschäumten Deckschichten entweder aus Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polybutylenterephthalat (PBT), einem thermoplastischen Polyurethan (TPU) einem Polyamid6.6 (PA6.6) oder einem Polyethylenterephthalat (PET) bestehen.
Bei der Ausführungsform nach 3 weist der Mehrschichtverband 16 eine innenliegende geschäumte Kunststoffschicht 17 und eine Deckschicht 18, 19 auf beiden Seiten der innenliegenden Kunststoffschicht 17 aus jeweils 2 ungeschäumten Schichten 21, 22 und 23, 24 auf.
Die geschäumte innenliegende Kunststoffschicht 17 kann aus TPE-E bestehen. Die der geschäumten innenliegenden Schicht 17 benachbarten ungeschäumten Schichten 21, 23 bestehen zumindest zu 50 Gew.-% aus TPE-E. Zur Haftung an der geschäumten innenliegenden Schicht 17 können die ungeschäumten Schichten 21 und 23 auch einen Haftvermittler auf olefinischer Basis aufweisen, der mit Maleinsäureanhydrid, Glycidylmethacrylat- oder Carboxyl-Endgruppen versehen ist. Die von der geschäumten innenliegenden Schicht 17 abgewandten und ungeschäumten Außenschichten 22 und 24 können aus einem Polyolefin, wie PE oder PP bestehen.
Bei der Ausführungsform nach 4 weist der Mehrschichtverbund 25 eine innenliegende geschäumte Kunststoffschicht 26 und eine Deckschicht 27, 28 auf beiden Seiten der innenliegenden geschäumten Kunststoffschicht 26 aus jeweils 3 ungeschäumten Schichten 30 bis 32 und 33 bis 35 auf.
Die von der geschäumten innenliegenden Schicht 26 abgewandten ungeschäumten Außenschicht 32 und 35 bestehen in der Regel aus einem Polyolefin, wie PE und PP. Die der innenliegenden geschäumten Schicht 26 benachbarten ungeschäumten Schichten 30 und 33 können aus einem Polyamid, wie PA6.66 bestehen.
Die ungeschäumten Zwischenschichten 31 und 34 bestehen aus einem Material zur Verbesserung der Schichthaftung zwischen den der geschäumten innenliegenden Schicht 26 benachbarten Polyamid-Schichten 30 und 33 und der von der geschäumten innenliegenden Schicht 26 abgewandten ungeschäumten Schicht 32 und 35. Dazu können die Schichten 31 und 34 als Haftvermittler ein anhydridmodifiziertes Polymeres auf Basis polyolefinischer Materialien oder ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres (EVA) enthalten.
Wie in 5 und 6 dargestellt, kann der Mehrschichtverbund 36 bzw. 42 auch asymmetrisch aufgebaut sein.
Bei dem Mehrschichtverbund 36 nach 5 ist die Schicht 37 aus geschäumten Kunststoff auf einer Seite mit einer aus einer einzigen Schicht bestehenden Deckschicht 38 aus ungeschäumtem Kunststoff versehen und auf der anderen Seite einer Deckschicht 39 aus zwei Schichten 40 und 41 als ungeschäumten Kunststoff, wobei die der geschäumten Kunststoffschicht 37 benachbarte Schicht 40 durch eine Haftvermittlerschicht gebildet wird und die Schicht 41 die Außenschicht bildet.
Dabei kann die geschäumte Kunststoffschicht 37 an der Trennfläche 38a von der Deckschicht 38 abgetrennt werden, um eine Folie zu bilden, die aus der geschäumten Kunststoffschicht 37 als Oberflächenschicht und der Deckschicht 39 als Basisschicht besteht.
Die abgetrennte Deckschicht 38 kann zur Wiederverwendung aufbereitet, also granuliert werden.
Der Mehrschichtverbund 42 nach 6 weist eine Schicht 43 aus geschäumten Kunststoff auf, die aus zwei Teilschichten 43a und 43b aus geschäumten Kunststoff besteht.
Die Teilschicht 43a ist mit einer Deckschicht 44 aus ungeschäumten Kunststoff versehen und die Teilschicht 43b mit einer Deckschicht 45 aus zwei Schichten 46 und 47 aus ungeschäumten Kunststoff, wobei die der Teilschicht 43b benachbarte Schicht 46 durch eine Haftvermittlerschicht gebildet wird und die Schicht 47 die Außenschicht bildet.
Die beiden Teilschichten 43a und 43b der geschäumten Kunststoffschicht 43 weisen eine unterschiedliche Schaumstruktur auf, beispielsweise durch Injektion von unterschiedlichen Gasmengen in die Teilschicht 43a und die Teilschicht 43b.
Dadurch wird eine Trennung der Kunststoffschicht 43 an die Grenzfläche 43c zwischen den beiden Teilschichten 43a und 43b herbeigeführt und damit eine adhäsive Trennung der geschäumten Kunststoffschicht 43 von der Deckschicht 45 verhindert, d. h. nach dem Auftrennen des Mehrschichtverbundes 42 an der Grenzfläche 43c der Schaumstoffschicht 43 eine Folie gebildet, die aus der geschäumten Kunststoffschicht 43b und der Deckschicht 45 als Basisschicht besteht.
Gemäß 7 weist das Spritzwerkzeug 49 zur Herstellung eines Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils 50 gemäß 8 zwei Werkzeugformteile 51 und 52 auf, wobei in 7 das Werkzeug in der geöffneten Position dargestellt ist, in der das entsprechend dem Pfeil 53 bewegbare untere Werkzeugformteil 52 von dem oberen Werkzeugformteil 51 weg bewegt ist.
Wenn das untere Werkzeugformteil 52 mit der Kavität 54 nach oben bewegt wird, wird das Spritzwerkzeug 49 geschlossen. Dadurch wird ein Formhohlraum gebildet, der dem Modell des in 8 dargestellten Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils 50 entspricht, welches gemäß 8 aus dem Trägerbauteil 58 und zum Beispiel der Folie 6 nach 2 besteht.
Das obere Werkzeugformteil 51 ist mit Düsen 55a, 55b versehen, die bei geschlossenem Werkzeug 49 in den Formhohlraum münden und über einen Kanalverteiler 56 an ein Spritzaggregat 57 angeschlossen sind.
Gemäß 7 ist zwischen dem oberen Werkzeugformteil 51 und dem unteren Werkzeugformteil 52 die Folie 6 angeordnet, die durch eine gestrichelt dargestellte Heizeinrichtung 59 erwärmt wird.
An das untere Werkzeugformteil 52 kann über eine Leitung 60 und einen Kanalverteiler 61 ein Vakuum angelegt werden, um die erwärmte Folie 6 durch Tiefziehen zu verformen.
Anschließend wird die Heizeinrichtung 59 entfernt, das Spritzwerkzeug 49 geschlossen, um die verformte Folie 6 in der Werkform 52 mit aufgeschäumter Kunststoffmasse aus dem Spritzaggregat 57 über den Kanalverteiler 56 und die Düsen 55a, 55b zu hinterspritzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008016059 A1 [0003]
DE 2234787 [0004]
EP 923443 B1 [0029]

Claims

Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil mit einem Trägerbauteil (58) und einer Folie (6, 7, 13), die die sichtbare Oberfläche des Innenausstattungsteils (50) abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6, 7, 13) eine durch Auftrennen einer geschäumten Kunststoffschicht (2, 17, 26) oder Abtrennen einer geschäumten Kunststoffschicht (2) von einer ungeschäumten Kunststoffschicht (4) gebildete Oberflächenschicht (8, 9, 15) aus geschäumtem Kunststoff auf einer Basisschicht (10, 14) aus wenigstens einer ungeschäumten Kunststoffschicht aufweist, die an das Trägerbauteil (58) angebunden ist.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geschäumte Oberflächenschicht (8, 9, 15) zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Elastomeren gebildet ist.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (10, 11, 14) wenigstens eine ungeschäumte Schicht (10, 14) aufweist, die zumindest teilweise aus wenigstens einem Kunststoff der Gruppe: Polyamid, Polycarbonat, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polybutylenterephthalat, einem thermoplastischen Polyurethan und Polyethylenterephthalat besteht.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der geschäumten Oberflächen-schicht (8, 9, 15) benachbarte ungeschäumte Schicht (10, 11, 14) der Basisschicht zur Haftung an der geschäumten Oberflächenschicht (8, 9, 15) einen Haftvermittler aufweist.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler eine Verbindung auf olefinischer Basis mit wenigstens einer Carboxylgruppe oder einer Carbonsäure-Anhydrid-Gruppe ist.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht aus wenigstens zwei ungeschäumten Schichten besteht, wobei die der geschäumten Oberflächenschicht benachbarte ungeschäumte Schicht der Basisschicht zumindest teilweise aus einem thermoplastischem Elastomeren oder Polyamid besteht.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Elastomere zumindest teilweise aus thermoplastischem Polyurethan besteht und/oder ein thermoplastisches Polyesterelastomeres ist.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von der geschäumten Oberflächenschicht abgewandte Schicht der ungeschäumten Basisschicht aus einem Polyolefin besteht.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der der geschäumten Oberflächenschicht benachbarten Schicht der ungeschäumten Basisschicht und der von der geschäumten Oberflächenschicht abgewandten Schicht der ungeschäumten Basisschicht eine Zwischenschicht vorgesehen ist, die einen Haftvermittler enthält.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler aus einer Verbindung auf Basis eines anhydridmodifizierten Polyolefins oder einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer besteht.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Blasen der geschäumten Oberflächenschicht (8, 9, 15) 1 bis 1000 μm beträgt.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ungeschäumte Basisschicht eine Schichtdicke zwischen 10 und 1000 μm aufweist.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschäumte Oberflächenschicht (8, 9, 15) Fasern enthält.
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6, 7, 13) aus einem Mehrschichtverbund (1, 16, 25) hergestellt wird, der eine innenliegende Schicht (2, 17, 26) aus geschäumtem Kunststoff aufweist, welche auf beiden Seiten mit einer Deckschicht (3, 4; 18, 19; 27, 28) aus wenigstens einer Schicht (3, 4; 21 bis 24; 30 bis 35) aus ungeschäumtem Kunststoff versehen ist, worauf die innenliegende geschäumte Schicht (2, 17, 26) aufgetrennt oder von der Deckschicht (3, 4; 18, 19; 27, 28) auf einer Seite abgetrennt wird, um aus der geschäumten innenliegenden Kunststoffschicht (2, 17, 26) die Oberflächenschicht (8, 9, 15) aus geschäumtem Kunststoff der Folie (6, 7, 13) zu bilden.
Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteils nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Hinterspritzen der Folie (6, 7, 13) mit einem Kunststoff, aus dem das Trägerbauteil (58) gebildet wird.