DE102016202045B4 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils und Bauteil - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (10, 20), insbesondere eines Bauteils für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte:
- Verbinden einer thermoplastischen Folie (1) mit einem Faserhalbzeug (2), das definierte Durchgangsstrukturen (8) aufweist, unter Herstellung einer Faserverbundstruktur (3),
- Anordnen der Faserverbundstruktur (3) auf einem Träger (4), so dass das Faserhalbzeug (2) mit einer Oberfläche (5) des Trägers in Kontakt gelangt, wobei der Träger (4) ein Faserflies umfasst, das mindestens zwei unterschiedliche Fasermaterialien enthält und wobei mindestens eines der Fasermaterialien ein thermoplastisches Fasermaterial ist und
- Verbinden der Faserverbundstruktur (3) mit dem Träger (4) durch Anwenden von Druck und einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Folie (1) dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Folie (1) mindestens eine erste Folienschicht (6) und eine zweite Folienschicht (7) umfasst, wobei die zweite Folienschicht (7) dem Faserhalbzeug (2) zugewandt wird und eine Polypropylenschicht ist und wobei die erste Folienschicht (6) eine lonomerschicht ist, wobei durch die Anwendung von Druck und Temperatur zum Verbinden der Faserverbundstruktur (3) mit dem Träger (4) das aufgeschmolzene Material der zweiten Folienschicht (7) durch die Durchgangsstrukturen (8) des Faserhalbzeugs (2) hindurchtritt und sich mit dem Träger (4) verbindet und das aufgeschmolzene Material der ersten Folienschicht (6) in die Durchgangsstrukturen (8) des Faserhalbezugs (2) eintritt, so dass das Faserhalbzeug (2) in der ersten Folienschicht (6) aufgenommen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das insbesondere zur Herstellung von im Sichtbereich eines Kraftfahrzeuginnenraums liegenden Bauteilen, geeignet ist nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Bauteil mit sehr guten mechanischen Eigenschaften und ansprechender Optik nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
  • Aus dem Stand der Technik sind Interieurbauteile für Kraftfahrzeuge bekannt, die überwiegend aus synthetischen Kunststoffen durch Spritzgussverfahren und dergleichen hergestellt werden. Zur optischen Gestaltung dieser Bauteile finden Dekorfolien auf Basis von PVC, PUR und dergleichen Anwendung. Ein alternatives Verfahren sieht das Aufbringen von Folien auf einen Trägerwerkstoff durch ein ein- oder mehrstufiges Heißkaschierverfahren vor. Nachteilig an den genannten Verfahren ist, dass die Gebrauchseigenschaften der Bauteile nur schwer mit einer ansprechenden Optik kombiniert werden können.
  • DE10 2014 200 682 A1 offenbart einen Träger der mindestens ein thermoplastisches Material, mindestens eine erste, aus einer gepressten Fasermatte gebildete Lage mit Fasern zufälliger Orientierung und mindestens eine zweite Lage mit ausgerichteten Fasern umfasst.
  • DE 10 2004 014 423 A1 lehrt ein Verkleidungsteil mit einem Träger und einem Airbagklappenbereich sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Verkleidungsteils. Gemäß dem Verfahren wird eine Naturfasern oder Glasfasern sowie thermoplastische Synthesefasern enthaltende Matte unter Bildung des Trägers in mindestens einem Schritt aufgeheizt, verdichtet und geformt, wobei ein flächiges Element, welches ein thermoplastisches Bindematerial sowie ein stabilisierendes Material mit höherer Wärmestabilität als das thermoplastische Bindematerial enthält, mit der Matte zusammen aufgeheizt, verdichtet und/oder geformt wird, so dass aus dem flächigen Element ein Airbagscharnier gebildet wird zwischen dem Airbagklappenbereich sowie einem an den Airbagklappenbereich angrenzenden Bereich des Trägers.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit verbesserten mechanischen Kennwerten bei optisch ansprechenden Eigenschaften anzugeben, das einfach anwendbar ist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil bereitzustellen, das sich durch sehr gute mechanische wie optische und haptische Eigenschaften auszeichnet.
  • Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das Verfahren umfasst hierzu einen ersten Schritt des Verbindens einer thermoplastischen Folie mit einem Faserhalbzeug. Die thermoplastische Folie kann hierzu auf das Faserhalbzeug aufgelegt und lose mit dem Faserhalbzeug in Kontakt gebracht werden oder dauerhaft, beispielsweise stoffschlüssig, z.B. durch Adhäsionskräfte der thermoplastischen Folie mit dem Faserhalbzeug, verbunden werden. Die thermoplastische Folie umfasst mindestens eine erste Folienschicht und eine zweite Folienschicht, wobei die zweite Folienschicht dem Faserhalbzeug zugewandt wird und eine Polypropylenschicht ist und wobei die erste Folienschicht eine lonomerschicht ist.
  • Eine Schichtdicke der thermoplastischen Folie ist im Einzelnen nicht beschränkt, beträgt aber insbesondere 100 bis 300 µm.
  • Das Faserhalbzeug weist definierte Durchgangsstrukturen auf, besitzt also eine Art Netzstruktur, die sich durch die gesamte Schichtdicke des Faserhalbzeugs zieht. Die Durchgangsstrukturen ermöglichen den Durchtritt von fließfähigen Materialien von einer Oberfläche des Faserhalbzeugs, auf der die thermoplastische Folie angeordnet ist, zu dessen gegenüberliegender Oberfläche. Unter definierten Durchgangsstrukturen werden im Unterschied zu diffusen Porenstrukturen Strukturen verstanden, die regelmäßig wiederkehrende, gleichartige Öffnungen aufweisen, die gezielt durch geeignete Verfahren hergestellt, also entweder bei der Herstellung des Faserhalbzeugs oder bei der Weiterverarbeitung desselben, erzeugt werden.
  • Durch das Verbinden der thermoplastischen Folie mit einem Faserhalbzeug wird eine Faserverbundstruktur erhalten.
  • In einem sich anschließenden Verfahrensschritt wird die Faserverbundstruktur auf einem Träger angeordnet. Die Faserverbundstruktur wird dabei so positioniert, dass das Faserhalbzeug mit einer Oberfläche des Trägers in Kontakt gelangt. Das Faserhalbzeug liegt damit zwischen der thermoplastischen Folie und dem Träger.
  • Der Träger umfasst ein Faserflies, das mindestens zwei unterschiedliche Fasermaterialien enthält. Als Faserflies wird ein Fasergebilde angesehen, das eine ungeordnete Faserstruktur mit anisotroper Faserverteilung aufweist. Mindestens eines der Fasermaterialien im Träger ist ein thermoplastisches Fasermaterial.
  • In einem weiteren Schritt erfolgt das Verbinden der Faserverbundstruktur mit dem Träger durch Anwenden von Druck und einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Folie. Durch die gewählte Temperatur weicht die thermoplastische Folie auf. Sie wird fließfähig und tritt durch die Durchgangsstrukturen des Faserhalbzeugs. Nach Durchtritt durch die Durchgangsstrukturen trifft das fließfähige Folienmaterial auf die Trägeroberfläche, mit der es sich verbindet. Diese Verbindung wird dadurch gefördert, dass der Träger mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial enthält. Durch gezielte Anwendung von Druck kann eine Umformung zum fertigen Bauteil mit gewünschter dreidimensionaler Gestaltung erfolgen. Das Umformen wird durch die Regelmäßigkeit der Durchgangsstrukturen erleichtert und gefördert.
  • Mit anderen Worten sinkt die thermoplastische Folie dadurch, dass sie bei den angewendeten Temperaturen erweicht und fließfähig wird, in das Faserhalbzeug ein. Das Material des Faserhalbzeugs ist hingegen relativ stabil und verformt sich bei den vorgesehenen Temperaturen nicht. Ein Teil der thermoplastischen Folie umfließt das Faserhalbzeug, so dass die einzelnen Fasern und Faserrovings ausreichend von dem thermoplastischen Material der Folie umgeben sind und einen Schutzfilm an der Oberfläche des Bauteils bilden. Ein weiterer Teil der thermoplastischen Folie tritt durch die Durchgangsöffnungen, so dass eine Schichtdicke der Folie an der Bauteiloberfläche im Vergleich zum ursprünglichen Zustand, also vor dem Verbinden mit dem Träger, verringert ist. Hierdurch drückt sich die dreidimensionale Netzstruktur des Faserhalbzeugs an der Oberfläche zum restlichen Material der thermoplastischen Folie durch.
  • So kann die Bauteiloberfläche durch geeignete Gestaltung des Faserhalbzeugs strukturiert und damit auch optisch ansprechend gestaltet werden. Ferner wird die Oberfläche des Bauteils somit auch ausreichend für den Alltagsgebrauch mechanisch stabilisiert und gleichzeitig ansprechend oberflächenstrukturiert. Der Träger sorgt hierbei für eine deutliche Verbesserung der mechanischen Stabilität. Aufgrund des im Träger enthaltenen thermoplastischen Fasermaterials ergibt sich ein sehr guter stoffschlüssiger Verbund zwischen den einzelnen, nun ineinander integrierten Schichten, der seinerseits zur mechanischen Stabilisierung des Bauteils beiträgt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher insbesondere zur Herstellung eines Bauteils für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, wie z.B. eine Türverkleidung, bei der es sowohl auf die mechanische Stabilität wie auch auf die Optik und die haptischen Eigenschaften des Bauteils ankommt.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Der Schichtverbund kann vorteilhaft dadurch verbessert werden, dass der Träger vor dem Verbinden mit der Faserverbundstruktur erwärmt wird. Das im Träger enthaltene thermoplastische Fasermaterial erweicht dadurch und wird mindestens teilweise fließfähig. Dadurch verbindet es sich sehr gut mit dem durch die Durchgangsstrukturen des Faserhalbzeugs getretenen thermoplastischen Folienmaterial.
  • Ein sehr guter Verbund der thermoplastischen Folie mit dem Faserhalbzeug kann durch die vorteilhafte Weiterbildung erzielt werden, in der das Verbinden der thermoplastischen Folie mit dem Faserhalbzeug durch Laminieren, Extrudieren oder Co-Extrudieren ausgeführt wird.
  • Um einerseits eine gute Haftung zum Faserhalbzeug bereitzustellen und andererseits einen ausreichenden Materialanteil an thermoplastischem Folienmaterial an der Oberfläche des herzustellenden Bauteils zu erhalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die thermoplastische Folie mindestens eine erste Folienschicht und eine zweite Folienschicht umfasst, wobei die zweite Folienschicht dem Faserhalbzeug zugewandt wird und eine Polypropylenschicht ist. Polypropylen ist ein thermoplastischer Kunststoff, der hohe Stabilität im verfestigten Zustand aber auch eine sehr gute Fließeigenschaft im verflüssigten Zustand aufweist und daher sehr gut zum Verbinden mit dem mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial enthaltenden Träger geeignet ist.
  • Die erste Folienschicht weist in Richtung der Oberfläche des herzustellenden Bauteils und kann im Hinblick auf eine geeignete Funktionalität, eine ansprechende Optik und/oder eine angenehme Haptik gewählt werden und ist eine lonomerschicht. Geeignete lonomere werden beispielsweise unter dem Handelsnamen Nafion® vertrieben. Sie zeichnen sich durch gute Gebrauchseigenschaften aus und sind daher für Interieurbauteile eines Kraftfahrzeugs besonders gut geeignet. Zum Verbinden der ersten Folienschicht mit der zweiten Folienschicht oder auch mit weiteren Folienschichten, kann ein Haftvermittler zum Einsatz kommen.
  • Da der Folienaufbau zweischichtig mit einer dem Faserhalbzeug zugewandten Polypropylenschicht und einer vom Faserhalbzeug wegweisenden lonomerschicht ist, wird ein sehr guter Haftverbund im Bauteil insbesondere dadurch erzielt, dass das Polypropylen durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug tritt und sich mit dem thermoplastischen Fasermaterial im Träger verbindet. Das lonomer sorgt für die gewünschten Oberflächeneigenschaften und einen guten Haftverbund zum Faserhalbzeug. Mit anderen Worten tritt durch die Anwendung von Druck und Temperatur zum Verbinden der Faserverbundstruktur mit dem Träger das aufgeschmolzene Material der zweiten Folienschicht durch die Durchgangsstrukturen des Faserhalbzeugs hindurch und verbindet sich mit dem Träger und das aufgeschmolzene Material der ersten Folienschicht tritt in die Durchgangsstrukturen des Faserhalbezugs ein, so dass das Faserhalbzeug in der ersten Folienschicht aufgenommen wird.
  • Sehr gute Durchgangsstrukturen werden beispielsweise in Geweben, Gewirken oder Gestricken erhalten. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, dass das Faserhalbzeug als Gewebe, Gewirke oder Gestricke gebildet wird. Die Durchgangsstrukturen sind somit wiederkehrende, gleichförmige Öffnungen, die sich von einer Seite des Faserhalbzeugs zu dessen gegenüberliegender Seite ziehen. Als besonders geeignet hat sich die Verwendung von Geweben oder Gewirken herausgestellt.
  • Das Faserhalbzeug ist vorteilhaft aus einem Polyester gebildet. In einem Polyesterhalbzeug lassen sich stabile, und damit auch temperaturstabile, Durchgangsstrukturen erzeugen, die sich bei den angewandten Temperaturen nicht verformen und nach Fertigstellung des Bauteils diesem eine ansprechende Optik verleihen, indem sich ihre Struktur an der Oberfläche durch das restliche thermoplastische Material der thermoplastischen Folie durchdrückt.
  • Um einen Durchtritt des thermoplastischen Materials der thermoplastischen Folie durch die Durchgangsstrukturen zu erleichtern, sind die Durchgangsstrukturen vorzugsweise rechteckig, rautenförmig oder hexagonal ausgebildet. Unter diesem Aspekt besonders geeignet sind hexagonale Durchgangsstrukturen.
  • Insbesondere wenn das Bauteil auch zur Aufnahme von Verformungsenergie geeignet sein soll, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass der Träger 40 bis 60 Gew.-% Polypropylenfasern und 60 bis 40 Gew.-% Naturfasern, bezogen auf den Gesamtfasergehalt, enthält. Die Naturfasern zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Kohlenstofffasern oder Glasfasern durch eine geringere Sprödheit und elastischere Verformbarkeit aus, was wichtige Eigenschaften, beispielsweise bei Druck- oder Schlageinwirkung sind, wie beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash.
  • Die Naturfasern sind im Einzelnen nicht beschränkt und können beliebig, insbesondere aus Pflanzenfasern, ausgewählt werden. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Pflanzenfasern verwendet werden. Aufgrund ihres guten Stoßabsorptionsvermögens haben sich Hanffasern und/oder Kenaffasern als besonders vorteilhaft herausgestellt.
  • Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein Bauteil beschrieben, das insbesondere für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs und insbesondere als Türverkleidung für ein Kraftfahrzeug Anwendung findet. Das Bauteil umfasst eine thermoplastische Folie, ein Faserhalbzeug mit definierten Durchgangsstrukturen und einen Träger. Der Träger umfasst ein Faserflies, das mindestens zwei unterschiedliche Fasermaterialien enthält, wobei mindestens eines der Fasermaterialien ein thermoplastisches Fasermaterial ist. Ein Teil der thermoplastischen Folie steht durch die Durchgangsstrukturen des Faserhalbzeugs stoffschlüssig mit dem Träger in Verbindung. Mit anderen Worten ist ein Teil der thermoplastischen Folie durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug getreten, so dass er mit der Oberfläche des Trägers in Kontakt gelangt und sich mit dem Träger verbindet. Ein anderer Teil der thermoplastischen Folie umschließt die Fasern des Faserhalbzeugs auf dessen Oberfläche und bildet zudem eine nach außen gerichtete Schutzschicht auf den Fasern. Mit anderen Worten umfasst die thermoplastische Folie mindestens eine erste Folienschicht und eine zweite Folienschicht, wobei die zweite Folienschicht durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug getreten und eine Polypropylenschicht ist und wobei die erste Folienschicht (6) eine lonomerschicht ist. Das erfindungsgemäße Bauteil zeichnet sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften, eine hohe mechanische Stabilität sowie Absorptionsfähigkeit von einwirkenden Verformungsenergien aus. Darüber hinaus verleiht die Netzstruktur des Faserhalbzeugs, die sich durch das restliche thermoplastische Material der thermoplastischen Folie an der Oberfläche des Bauteils abzeichnet, dem Bauteil eine ansprechende Optik und vorteilhafte Haptik. Das erfindungsgemäße Bauteil zeichnet sich damit durch eine hohe Funktionalität gepaart mit sehr guten Gebrauchs- und Gestaltungseigenschaften aus.
  • Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Weiterbildungen finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Bauteil. Ferner ist das erfindungsgemäße Bauteil durch das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren herstellbar. Es wird daher zur Erläuterung der Effekte und verwendeten Elemente und Komponenten ergänzend Bezug genommen auf die Beschreibung zum erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Zur Optimierung der optischen und haptischen Eigenschaften ist vorteilhaft vorgesehen, dass eine Struktur des Faserhalbzeugs durch die thermoplastische Folie sichtbar ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung einer mehrschichtigen thermoplastischen Folie,
    • 2 eine Schnittansicht eines Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung und
    • 3 vorteilhafte Durchgangsstrukturen.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail erläutert. In den Figuren sind nur die wesentlichen Aspekte des erfindungsgemäßen Bauteils beschrieben. Alle übrigen Aspekte sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziffern gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
  • Im Detail zeigt 1 die Herstellung eines Bauteils 10. Zunächst werden eine thermoplastische Folie 1 und ein Faserhalbzeug 2 bereitgestellt.
  • Die thermoplastische Folie 1 ist mehrschichtig aufgebaut und besteht zumindest aus einer ersten Folienschicht 6 und einer zweiten Folienschicht 7, wie es in 2 dargestellt ist. Da die thermoplastische Folie 1 mehrschichtig aufgebaut ist, besteht die Schicht, die dem Faserhalbzeug 2 zugewandt werden soll, nämlich die zweite Folienschicht 7, aus einem thermoplastischen Material, nämlich Polypropylen. Eine Schichtdicke D der thermoplastischen Folie 1 beträgt vorteilhaft 100 bis 300 µm.
  • Das Faserhalbzeug 2 weist Durchgangsstrukturen auf. Dieses sind regelmäßig wiederkehrende netzartige Strukturen, die einen Durchtritt von fließfähigem Material von einer Seite des Faserhalbzeugs 2 zu seiner gegenüberliegenden Seite ermöglichen, so dass z.B. thermoplastisches Material durch die Durchgangsstrukturen treten kann. Das Faserhalbzeug 2 zeichnet sich durch eine stabile, also auch temperaturstabile Struktur aus und ist insbesondere aus einem Polyester gebildet.
  • In einem ersten Verfahrensschritt A werden die thermoplastische Folie 1 und das Faserhalbzeug 2 miteinander verbunden. Dieser Verbund kann lose oder schlüssig, insbesondere stoffschlüssig sein. Die thermoplastische Folie 1 und das Faserhalbzeug 2 kommen dadurch übereinander zu liegen. Hierzu kann die thermoplastische Folie 1 z.B. erweicht werden, so dass sie adhäsive Eigenschaften entwickelt, die einen stoffschlüssigen Verbund zu dem mit der thermoplastischen Folie 1 in Kontakt gelangenden Faserhalbzeug 2, schaffen.
  • Alternativ kann das Verbinden der thermoplastischen Folie 1 mit dem Faserhalbzeug 2 auch durch Extrusion oder Co-Extrusion erfolgen.
  • Durch das Verbinden der thermoplastischen Folie 1 mit dem Faserhalbzeug 2 wird eine Faserverbundstruktur 3 gebildet. In der Faserverbundstruktur 3 ist das Faserhalbzeug 2 von der thermoplastischen Folie 1 bedeckt. Das thermoplastische Material der Folie 1 ist aber noch nicht durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug 2 getreten. Dies ist daran zu erkennen, dass die netzartige Struktur der Durchgangsstrukturen an der Unterseite der Faserverbundstruktur 3 frei liegt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt B wird die Faserverbundstruktur 3 auf einem Träger 4 angeordnet, so dass das Faserhalbzeug 2 mit einer Oberfläche 5 des Trägers in Kontakt gelangt.
  • Der Träger 4 umfasst ein Faserflies, das mindestens zwei unterschiedliche Fasermaterialien enthält und wobei mindestens eines der Fasermaterialien ein thermoplastisches Fasermaterial ist. Als besonders gut im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften sowie einen guten Haftverbund im herzustellenden Bauteil haben sich Kombinationen aus thermoplastischen Polypropylenfasern und Naturfasern herausgestellt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt C erfolgt ein Verbinden der Faserverbundstruktur 3 mit dem Träger 4 durch Anwenden von Druck und einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Folie 1. Durch diese Verfahrensparameter kann das Bauteil in eine gewünschte dreidimensionale Struktur umgeformt und gleichzeitig ein guter Haftverbund zwischen den einzelnen Schichten erzielt werden. Durch die erhöhte Temperatur verflüssigt sich die thermoplastische Folie 1, umfließt die Fasern im Faserhalbzeug 2, die dadurch eine Schutzschicht erhalten, so dass die Fasern an der Oberfläche des Bauteils nicht frei liegen, sondern noch von ausreichend thermoplastischem Material der Folie 1 umschlossen sind. Ein weiterer Teil der fließfähigen thermoplastischen Folie 1 tritt durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug 2 und gelangt somit in Kontakt mit dem Träger 4. Aufgrund des im Träger 4 enthaltenen thermoplastischen Fasermaterials verbindet sich der Träger sehr gut stoffschlüssig mit dem thermoplastischen Material der Folie 1, wodurch ein sehr guter Haftverbund zwischen den Schichten erzielt wird. Dieser Haftverbund kann dadurch verbessert werden, dass der Träger 4 vor dem Verbinden mit der Faserverbundstruktur 3 erwärmt wird, so dass er ebenfalls adhäsive Eigenschaften entwickelt.
  • Durch das teilweise Einsinken des thermoplastischen Folienmaterials in das Faserhalbzeug 2 und auf die Oberfläche 5 des Trägers, dünnt die Schichtdicke D der thermoplastischen Folie 1 an der Oberfläche des Bauteils 10 aus, so dass sich die Struktur des Faserhalbzeugs 2 nach außen durchdrückt und sich an der Oberfläche des Bauteils 10 abbildet. Die Oberfläche des Bauteils 10 wird dadurch strukturiert und erhält eine ansprechende Optik, sowie auch entsprechende haptische Eigenschaften, falls gewünscht.
  • Das Verfahren ist einfach, durch Kombination von Standardprozessen ausführbar und ermöglicht die Herstellung eines stabilen und gleichzeitig optisch ansprechenden Bauteils, das insbesondere als Türverkleidung eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.
  • 2 zeigt ein Bauteil 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Bauteil 20 ist dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Folie 1 eine zweischichtige Folie ist, die eine erste, in Richtung der Bauteiloberfläche gerichtete Folienschicht 6 und eine in Richtung des Trägers 4 gerichtete zweite Folienschicht 7 aufweist. Hierdurch kann die Funktionalität der thermoplastischen Folie gezielt beeinflusst werden.
  • Die zweite Folienschicht 7 ist aus einem thermoplastischen Material, nämlich aus Polypropylen, gebildet. Dieses weist im erweichten Zustand eine gute Fließfähigkeit auf, so dass es gut durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug 2 treten und sich mit dem thermoplastischen Fasermaterial des Trägers 4 verbinden kann. Die erste Folienschicht 6 umschließt das Faserhalbzeug 2 und bildet eine Art Schutzschicht an der Oberfläche des Bauteils 20, wobei sich aber die Struktur des Faserhalbzeugs 2 auf die Oberfläche des Bauteils 20 durchdrückt und sich dort abbildet. Hierdurch erhält das Bauteil 20 neben guten mechanischen Eigenschaften auch eine sehr gute optische Struktur. Insbesondere ist die erste Folienschicht 6 aus einem lonomer gebildet, das gute Gebrauchseigenschaften aufweist.
  • 3 zeigt vorteilhafte Durchgangsstrukturen 8, die im Faserhalbzeug 2 gebildet sein können. Die Durchgangsstrukturen 8 können hexagonal, rautenförmig oder rechteckig sein (siehe in 3 Darstellungen von links nach rechts). Derartige Durchgangsstrukturen ermöglichen einen guten Durchtritt des thermoplastischen Materials der thermoplastischen Folie 1.
  • Die in 3 gezeigten Durchgangsstrukturen 8 lassen sich besonders gut in einem Faserhalbzeug 2 erzielen, das als Gewebe, Gewirke oder Gestricke gebildet wird.
  • Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    thermoplastische Folie
    2
    Faserhalbzeug
    3
    Faserverbundstruktur
    4
    Träger
    5
    Oberfläche des Trägers
    6
    erste Folienschicht
    7
    zweite Folienschicht
    8
    Durchgangsstrukturen
    10
    Bauteil
    20
    Bauteil

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (10, 20), insbesondere eines Bauteils für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte: - Verbinden einer thermoplastischen Folie (1) mit einem Faserhalbzeug (2), das definierte Durchgangsstrukturen (8) aufweist, unter Herstellung einer Faserverbundstruktur (3), - Anordnen der Faserverbundstruktur (3) auf einem Träger (4), so dass das Faserhalbzeug (2) mit einer Oberfläche (5) des Trägers in Kontakt gelangt, wobei der Träger (4) ein Faserflies umfasst, das mindestens zwei unterschiedliche Fasermaterialien enthält und wobei mindestens eines der Fasermaterialien ein thermoplastisches Fasermaterial ist und - Verbinden der Faserverbundstruktur (3) mit dem Träger (4) durch Anwenden von Druck und einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der thermoplastischen Folie (1) dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Folie (1) mindestens eine erste Folienschicht (6) und eine zweite Folienschicht (7) umfasst, wobei die zweite Folienschicht (7) dem Faserhalbzeug (2) zugewandt wird und eine Polypropylenschicht ist und wobei die erste Folienschicht (6) eine lonomerschicht ist, wobei durch die Anwendung von Druck und Temperatur zum Verbinden der Faserverbundstruktur (3) mit dem Träger (4) das aufgeschmolzene Material der zweiten Folienschicht (7) durch die Durchgangsstrukturen (8) des Faserhalbzeugs (2) hindurchtritt und sich mit dem Träger (4) verbindet und das aufgeschmolzene Material der ersten Folienschicht (6) in die Durchgangsstrukturen (8) des Faserhalbezugs (2) eintritt, so dass das Faserhalbzeug (2) in der ersten Folienschicht (6) aufgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) vor dem Verbinden mit der Faserverbundstruktur (3) erwärmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der thermoplastischen Folie (1) mit dem Faserhalbzeug (2) durch Laminieren, Extrudieren oder Co-Extrudieren ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (2) als Gewebe, Gewirke oder Gestricke, insbesondere als Gewebe oder Gewirke gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (2) aus einem Polyester gebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsstrukturen (8) rechteckig, rautenförmig oder hexagonal, insbesondere hexagonal, ausgebildet sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger 40 bis 60 Gew.-% Polypropylenfasern und 60 bis 40 Gew.-% Naturfasern enthält.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Naturfasern Hanffasern und/oder Kenaffasern umfassen.
  9. Bauteil, insbesondere für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Türverkleidung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine thermoplastische Folie (1), ein Faserhalbzeug (2) mit definierten Durchgangsstrukturen (8) und einen Träger (4), wobei der Träger (4) ein Faserflies umfasst, das mindestens zwei unterschiedliche Fasermaterialien enthält und mindestens eines der Fasermaterialien ein thermoplastisches Fasermaterial ist, wobei ein Teil der thermoplastischen Folie (1) durch die Durchgangsstrukturen (8) des Faserhalbzeugs (2) stoffschlüssig mit dem Träger (4) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Folie (1) mindestens eine erste Folienschicht (6) und eine zweite Folienschicht (7) umfasst, wobei die zweite Folienschicht (7) durch die Durchgangsstrukturen im Faserhalbzeug (2) getreten und eine Polypropylenschicht ist und wobei die erste Folienschicht (6) eine lonomerschicht ist.
  10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Struktur des Faserhalbzeugs (2) durch die thermoplastische Folie sichtbar ist.
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