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Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff aufweisend ein Matrix-Material mit thermoplastischen Eigenschaften und in dem Matrix-Material eingebettete Partikel. Außerdem betrifft die Erfindung ein Bauteil, insbesondere für ein Fahrzeug.
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Aus der
DE 103 56 665 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung eines genarbten, mehrlagigen Formkörpers mit einer Oberfolie, die partiell vernetzte polymere Materialien, insbesondere auf Basis von Polyolefinen, und gegebenenfalls weitere Additive enthält, und mindestens einer darauf laminierten Unterfolie, wobei das mehrlagige Folienlaminat geprägt, zum Erzielen einer im Tiefziehprozess geeigneten Narbstabilität mit Elektronenstrahlen behandelt und das behandelte mehrlagige Folienlaminat zu einem genarbten, mehrlagigen Formkörper tiefgezogen wird, wobei mindestens eine Unterfolie mit einem geschäumten polymeren Material einer Dichte zwischen etwa 35 und 120 g/l und eines Gelgehaltes von weniger als 80%, insbesondere zwischen etwa 30 und 70%, ausgebildet wird, um insbesondere im Hinblick auf ein Schaumlaminat als Ausgangsprodukt ein Verfahrenserzeugnis bereit zu stellen, das, insbesondere trägergestützt, eine optimale Nutzung im Bereich der Kraftfahrzeuginnenverkleidung bietet.
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Aus der
DE 10 2011 000 399 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung einer mehrschichtigen Kunststofffolie mit mindestens einer kompakten Deckschicht und mindestens einer unter der Deckschicht angeordneten Schicht aus geschäumten Kunststoff, wobei die geschäumte Schicht aus geschäumten Kunststoff durch Einblasen von inertem und unter Überdruck stehendem Gas in eine Kunststoffschmelze und anschließendes Entspannen des unter Überdruck stehenden Gases erzeugt wird, um ein mehrlagiges polyolefinbasiertes Flächengebilde mit mindestens einer geschäumten Schicht darzustellen, welches thermisch umgeformt werden kann, wobei Verstreckungsgrade von > 300% ohne Verlust der Eigenschaften möglich sind. Dieses Verfahren dient zum Herstellen einer mehrschichtigen Kunststofffolie zur Beschichtung von Bauteilen für die Innenverkleidung von Fahrzeugen. Zum Erreichen der geforderten Thermoformbeständigkeit wird vorgeschlagen, ein Schaumlaminat oder eine geschäumte Schicht alleine einer ionisierenden Strahlung auszusetzen, sodass eine Schmelzefestigkeit einer Polymermischung durch eine nachträgliche Vernetzung auch im Bereich niedriger Schaumdichten in ausreichendem Maß erhöht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Verbundwerkstoff zu verbessern. Insbesondere soll ein Kostenaufwand reduziert werden. Insbesondere soll ein höherpreisiges Material durch ein niedrigerpreisiges Material ersetzbar sein. Insbesondere soll ein Recycling oder eine Wiederverwendung eines durch Bestrahlung vernetzten polymeren Materials ermöglicht sein. Insbesondere sollen Eigenschaften eines Verbundwerkstoffs gezielt modifizierbar sein. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein derartig verbessertes Bauteil bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verbundwerkstoff aufweisend ein Matrix-Material mit thermoplastischen Eigenschaften und in dem Matrix-Material eingebettete Partikel, bei dem die Partikel ein zumindest partiell durch Bestrahlen vernetztes polymeres Material enthalten.
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Das Matrix-Material und die Partikel können miteinander form- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Eigenschaften des Verbundwerkstoffs können von stofflichen Eigenschaften und/oder einer Geometrie der Komponenten abhängen.
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Das Matrix-Material kann einen technischen Thermoplast enthalten. Das Matrix-Material kann einen technischen Thermoplast auf Olefinbasis enthalten. Das Matrix-Material kann Polypropylen enthalten. Das Matrix-Material kann einen thermoplastischen Elastomer enthalten. Das Matrix-Material kann einen thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis, wie PP/EPDM, enthalten. Das Matrix-Material kann einen thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis enthalten. Das Matrix-Material kann einen thermoplastischen Elastomer auf Esterbasis enthalten. Das Matrix-Material kann in ein thermoplastisches Material eingebundene elastische Polymerketten enthalten. Das Matrix-Material kann seinerseits einen Verbundwerkstoff enthalten.
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Die Partikel können ein Material enthalten, das thermoplastisch nicht mehr aufschließbar ist. Die Partikel können ein Material enthalten, das duroplastische Eigenschaften aufweist. Die Partikel können ein Material enthalten, dessen ursprünglich thermoplastische Eigenschaften durch Bestrahlen und der damit verbundenen Vernetzung nicht mehr verfügbar sind. Die Partikel können ein organisches Material enthalten. Die Partikel können ein polymeres Material auf Olefinbasis enthalten. Die Partikel können ihrerseits einen Verbundwerkstoff enthalten.
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Die Partikel können aus einem mehrschichtigen Folienmaterial hergestellt sein. Das Folienmaterial kann eine Kompaktschicht aufweisen. Das Folienmaterial kann eine Schaumschicht aufweisen. Das Folienmaterial kann eine Lackschicht aufweisen. Die Partikel können aus einem Material hergestellt sein, das von der Benecke-Kaliko AG unter der Marke TEPEO2® angeboten wird.
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Die Partikel können aus Abfall hergestellt sein. Die Partikel können aus bei einer Herstellung von Innenraumbauteilen eines Fahrzeugs anfallendem Abfall hergestellt sein. Der Verbundwerkstoff kann eine elastomere Komponente aufweisen. Die Partikel können die elastomere Komponente des Verbundwerkstoffs zumindest teilweise ersetzen. Die Partikel können als Füllstoff dienen. Die Partikel können zum Modifizieren einer Elastizität, einer Schlagzähigkeit und/oder einer Kerbschlagzähigkeit des Verbundwerkstoffs dienen.
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Der Verbundwerkstoff kann in einem Spritzgießverfahren, Extrusionsverfahren, Blasformverfahren, Folienblasverfahren, Heißverstemmverfahren und/oder Kalandrierverfahren verarbeitbar sein. Der Verbundwerkstoff kann mechanisch und/oder thermisch verarbeitbar sein.
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Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Bauteil, insbesondere für ein Fahrzeug, wobei das Bauteil einen derartigen Verbundwerkstoff enthält. Das Bauteil kann im Bereich einer Unterbodenverkleidung eines Landfahrzeugs angeordnet sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein PKW sein.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Recycling von TEPEO-II-Folien. Die Folie kann als organischer Füllstoff für Compounds aus Polypropylen verwendet werden. Dazu kann die Folie über eine spezielle Mühle derart zerkleinert werden, dass die dabei entstehenden Partikel in eine Matrix aus Polypropylen eingearbeitet werden können.
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Ja nach Art des Grundmaterials und der verwendeten Rezepturbestandteile kann die zerkleinerte Folie als Füllstoff oder als Modifikation zur Erhöhung der Elastizität, Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit wirken. Über die Verwendung der TEPEO-II-Folie als organischer Füllstoff ist ein stoffliches Recycling ermöglicht. Ein durch Fertigungsprozesse zur Herstellung von Innenraumkomponenten entstandener Abfall kann im Bereich von Unterbodenverkleidungen wieder eingesetzt werden. Eine thermische Entsorgung kann entfallen. Des Weiteren können anders geartete Elastomerkomponenten, wie z. B. EPDM, zum Teil durch TEPEO-II-Reste ersetzt werden, was zu einer Kostenreduktion des Materials führt. Ebenso kann der Einsatz als Füllstoff zur Reduzierung von Materialkosten führen.
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Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Mit der Erfindung wird ein Kostenaufwand reduziert. Ein höherpreisiges Material ist durch ein niedrigerpreisiges Material ersetzbar. Ein Recycling oder eine Wiederverwendung eines durch Bestrahlung vernetzten polymeren Materials ist ermöglicht. Eigenschaften eines Verbundwerkstoffs sind gezielt modifizierbar.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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Die Figur zeigt schematisch und beispielhaft ein Recycling oder eine Wiederverwendung eines Materials 100, das ein durch Bestrahlen vernetztes polymeres Material enthält.
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Zur Herstellung von Innenausstattungsteilen eines Kraftfahrzeugs wird ein polymeres mehrschichtiges Folienmaterial auf Olefinbasis mit zunächst thermoplastischen Eigenschaften verwendet, beispielsweise das von der Benecke-Kaliko AG unter der Marke TEPEO2® angebotene Material.
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Im Rahmen der Herstellung der Innenausstattungsteile wird dieses Material bestrahlt, um eine erhöhte Vernetzung zu erreichen. Nach dem Bestrahlen stehen die thermoplastischen Eigenschaften nicht mehr zur Verfügung und das Material 100 weist duroplastische Eigenschaften auf.
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Bei der Herstellung der Innenausstattungsteile anfallender Abfall, Ausschussteile oder nicht mehr benötigte Teile aus dem Material 100, werden in einem nachfolgenden Schritt 102 zerkleinert und in einem nachfolgenden Schritt 104 als Partikel mit einem Matrix-Material vermischt, um einen Verbundwerkstoff 106 herzustellen. Das Matrix-Material enthält beispielsweise einen technischen Thermoplast oder einen thermoplastischen Elastomer.
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Das Material 100 dient zum Einstellen von Werkstoffeigenschaften des Verbundwerkstoffs 106 und zum Reduzieren eines Materialeinsatzes höherpreisiger Komponenten des Verbundwerkstoffs 106. Aus dem Verbundwerkstoff 106 werden beispielsweise Bauteile einer Unterbodenverkleidung eines Kraftfahrzeugs hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Material
- 102
- Schritt
- 104
- Schritt
- 106
- Verbundwerkstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10356665 A1 [0002]
- DE 102011000399 A1 [0003]
