DE102021123195A1 - Verfahren zur Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht für ein Fahrzeugteil sowie Fahrzeugteil - Google Patents

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Rosemarie Spanner-Heigl
Christian Wiener
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht (12) für ein Fahrzeugteil, wobei der wässrige Klebstoff mittels eines Strukturwalzensystems (18) auf die Haptikschicht (12) appliziert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugteil hergestellt mit einem derartigen Verfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht für ein Fahrzeugteil. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugteil, das mit einem derartigen Verfahren hergestellt ist.
  • Im Fahrzeugbau werden zunehmend Interieurteile, wie beispielsweise Instrumententafeln oder Türinnenverkleidungen, mit einem Dekorteil und einer darunterliegenden Haptikschicht versehen, um dem Fahrzeuginnenraum eine hochwertige und haptisch ansprechende Anmutung zu verleihen. Als Dekormaterialien kommen beispielsweise Echtleder, Kunstleder, Folien oder ein textiles Material und als Haptikschicht kommen Abstandsgewirke aus Vlies, oder Gestrick zum Einsatz.
  • Die Haptikschicht wird in einem Kaschierprozess mit einem Formteil, das zumeist ein Spritzgussteil ist und welches das Interieurteil bildet, verklebt. Dabei wird ein Klebstoff auf die Haptikschicht appliziert und anschließend auf das Substrat kaschiert beziehungsweise gepresst.
  • Der zum Kaschieren erforderliche Klebstoff ist zumeist ein aus zwei Komponenten bestehendes Klebstoffsystem. Die Applikation dieses Klebstoffsystems auf die Haptikschicht erfolgt entweder im Sprühauftrag und/oder im Walzauftrag. So werden entweder beide Klebstoffkomponenten per Sprühauftrag auf die Haptikschicht appliziert oder eine Komponente wird im Sprühauftrag appliziert und die andere wird per Walze auf die Haptikschicht appliziert. Durch den Sprühauftrag entstehen jedoch hohe Investionskosten sowie hohe Kosten für den Unterhalt der Sprühanlage über deren Laufzeit. Darüber hinaus erhöht der Sprühauftrag den Materialverbrauch der Klebstoffkomponenten.
  • Aus WO 2020/144052 A2 geht ein Verfahren zur Folienkaschierung hervor, bei dem ein wässriger Laminierklebstoff mittels eines Gravurwalzensystems auf die Haptikschicht aufgetragen wird. Die zu beschichtende Haptikschicht wird zwischen zwei Walzen bewegt, die sich in der Richtung der sich bewegenden Haptikfolienbahn drehen, wobei eine der Walzen eine Gravurwalze ist und der Laminierklebstoff von der Gravurwalze auf die Haptikschicht aufgetragen wird. Die mit Klebstoff beschichtete Haptikschicht wird mit einem Einlegerformteil verklebt. Der wässrige Laminierklebstoff enthält mindestens ein in der wässrigen Phase dispergiertes Klebstoffpolymer und mindestens ein in der wässrigen Phase gelöstes Polyalkylenglykol, ausgewählt aus Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und deren Mischung.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Fahrzeugteil zu schaffen, die einen verbesserten Auftrag eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht ermöglichen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeugteil mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht für ein Fahrzeugteil vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird der wässrige Klebstoff auf die Haptikschicht mittels eines Strukturwalzensystems appliziert.
  • Durch die Applikation des wässrigen Klebstoffs auf die Haptikschicht mittels eines Strukturwalzsystems wird ein gleichmäßiger und damit verbesserter Auftrag des wässrigen Klebstoffs auf die Haptikschicht ermöglicht. Zudem ist durch den gleichmäßigen Auftrag eine geringe Menge an wässrigem Klebstoff erforderlich, was zu einer Kostenersparnis führt. Darüber hinaus weist ein Strukturwalzensystem im Vergleich zu einem Sprühsystem geringere Investitionskosten sowie geringe Instandhaltungskosten über die Laufzeit auf.
  • Vorliegend wird unter einem wässrigen Klebstoff eine wässrige Klebstoffdispersionslösung verstanden.
  • Unter einem Strukturwalzensystem wird vorliegend ein Walzensystem verstanden, das wenigstens zwei Walzen aufweist, wobei wenigstens eine der Walzen mit einer strukturierten Oberfläche versehen ist. Vorteilhaft trägt die mit der strukturierten Oberfläche versehen Walze den wässrigen Klebstoff auf die Haptikschicht auf. Zum Auftragen des wässrigen Klebstoffs können beide Walzen rotieren, oder eine der Walzen steht fest und diejenige Walze, die den wässrigen Klebstoff auf die Haptikschicht appliziert, rotiert.
  • Unter einer Haptikschicht wird vorliegend eine transparente oder nicht transparente Schicht verstanden, die komprimierbar ist.
  • Das Fahrzeugteil kann ein Interieurteil, wie beispielsweise eine Instrumententafel oder Türinnenverkleidung sein. Das Fahrzeugteil kann ein die Form vorgebendes Formenteil, das auch als Substrat bezeichnet werden kann, eine Haptikschicht und eine Dekorschicht, die auch als Dekor bezeichnet werden kann, aufweisen. Die Haptikschicht und die Dekorschicht werden auf das Substrat kaschiert, wobei zunächst die mit dem wässrigen Klebstoff versehene Haptikschicht auf das Substrat aufgebracht und dann die mit einem Klebstoff versehene Dekorschicht auf die Haptikschicht aufgebracht wird. Anschließend werden alle Schicht miteinander verpresst und dadurch verklebt.
  • Ferner kann das Dekor bereits mit der Haptikschicht verklebt oder per Flammkaschieren miteinander verbunden sein. Somit kann der Klebstoff auf die Haptikschicht mit dem Dekor appliziert werden und kann anschließend mit dem Substrat verpresst beziehungsweise dadurch verklebt werden.
  • Die Dekorschicht kann eine Schicht aus Echtleder, Kunstleder, einer Folie oder mehreren Folien oder textilem Material sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Walzensystem wenigstens eine rotierende Gravurwalze auf, die den wässrigen Klebstoff auf die Haptikschicht appliziert. Durch die Gravur wird der wässrige Klebstoff auf die Haptikschicht aufgetragen. Die Gravurwalze kann mit unterschiedlichen Strukturen beziehungsweise Gravuren ausgestattet werden, um unterschiedliche Mengen an wässrigem Klebstoff auf die Haptikschicht aufzutragen. So kann die Gravurwalze als Struktur mit einer Vielzahl an Löchern versehen sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung dreht sich die Gravurwalze während des Auftrags des wässrigen Klebstoffs gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch wird ein gleichmäßiger Auftrag des wässrigen Klebstoffs erzielt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Strukturwalzsystem eine feststehende Auftragswalze auf, wobei sich der wässrige Klebstoff zwischen der Auftragswalze und der Gravurwalze bewegt. Dadurch kann eine gleichmäßige Menge an wässrigem Klebstoff auf die Haptikschicht aufgetragen werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung bewegt sich die Haptikschicht unterhalb der Auftragswalze und der Gravurwalze.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden zwischen 10 g/m2 und 160 g/m2 wässriger Klebstoff auf die Haptikschicht appliziert werden. Die Auftragsmenge hängt von dem Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Haptikschicht und/oder von der Auslegung des Strukturwalzensystems, insbesondere der Gravurwalze, ab.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält der wässrige Klebstoff eine erste Komponente und eine zweite Komponente. Somit besteht der wässrige Klebstoff aus wenigstens zwei Komponenten. Vorteilhaft werden die beiden Komponenten vor dem Applizieren miteinander vermischt. Das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten kann in Abhängigkeit von dem Material und/oder der Form der Haptikschicht variiert werden. Der wässrige Klebstoff kann vorliegend auch als wässriger 2-Komponenten-Klebstoff bezeichnet werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Klebstoffsystem eine wässrige Dispersionslösung. Die wässrige Dispersionslösung enthält somit die erste Komponente und die zweite Komponente.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Komponente eine Dispersion auf Polyurethanbasis. Vorteilhaft enthält die erste Komponente 55% Wasser und Polyurethan als Festkörpergehalt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Komponente ein wasseremulgierbares Isocyanat. Das Isocyanat dient als Haftvermittler für den wässrigen Klebstoffs.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der applizierte wässrige Klebstoff vor dem Kaschieren auf ein Substrat getrocknet. Die Trocknungszeit kann zwischen 2 und 6 Stunden, vorzugsweise 4 Stunden betragen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Haptikschicht ein Gestrick, ein Vlies, ein Faservlies oder ein Schaumstoff aus einem thermoplastischen Werkstoff. Der thermoplastische Werkstoff kann Polypropylen, Polyurethan oder Polyester sein. Vorteilhaft ist der Schaumstoff aus Polyurethan (PUR-Schaumstoff).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugteil vorgeschlagen, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
  • Nachfolgend werden ein Verfahren zur Applikation eines Klebstoffsystems auf eine Haptikschicht sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Hierbei zeigt:
    • 1 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch eine auf ein Substrat aufkaschierte Haptikschicht eines Fahrzeugteils;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht mittels eines Strukturwalzensystems; und
    • 3 eine perspektivische Darstellung der Gravurwalze.
  • In 1 ist ein Schnitt durch einen Schichtverbund 10 eines nicht dargestellten Fahrzeugteils gezeigt. Das Fahrzeugteil ist ein Interieurteil, wie beispielsweise eine Instrumententafel oder Türinnenverkleidung.
  • Der Schichtverbund 10 weist eine Haptikschicht 12 und ein Substrat 14 auf, die miteinander über eine Klebstoffschicht 16 stoffschlüssig verbunden sind. Der Schichtverbund 10 kann ferner eine nicht dargestellte Dekorschicht, wie beispielswiese Echtleder, Kunstleder, Folien oder ein textiles Material, aufweisen, welche auf die Haptikschicht 12 aufkaschiert wird.
  • Die Haptikschicht 12 ist ein Gestrick, ein Vlies, ein Faservlies oder ein Schaumstoff aus einem thermoplastischen Werkstoff, wobei der thermoplastische Werkstoff bevorzugt Polypropylen, Polyurethan oder Polyester ist.
  • Das Substrat 14 ist ein Spritzgussteil aus thermoplastischen Werkstoff, beispielswiese aus Polypropylen, Polyurethan oder Polyester und weist die endgültige Form des Fahrzeugteils auf.
  • Die Haptikschicht 12 ist über die Klebstoffschicht 16 auf das Substrat 14 aufkaschiert. Hierzu wird die Klebstoffschicht 16 mittels dem in 2 dargestellten Strukturwalzensystems 18 auf die Haptikschicht 12 appliziert, anschließend getrocknet und dann auf das Substrat 12 aufgepresst.
  • Die Klebstoffschicht 16 ist ein wässriger Klebstoff, der aus zwei Komponenten gebildet ist. Die erste Komponente ist eine Dispersion auf Polyurethanbasis, die 55% Wasser und Polyurethan als Festkörpergehalt aufweist. Die zweite Komponente ist ein wasseremulgierbares Isocyanat. Das Isocyanat dient dabei als Haftvermittler. Beide Komponenten werden vor der Applikation mittels dem Strukturwalzensystem 18 zu dem wässrigen Klebstoff gemischt.
  • Der wässrige Klebstoff wird mittels dem in 2 dargestellten Strukturwalzensystems 18 auf die Haptikschicht 12 appliziert. Das Strukturwalzensystem 18 weist eine gegen den Uhrzeigersinn rotierende Gravurwalze 20, die den wässrigen Klebstoff auf die Haptikschicht 12 appliziert, und eine feststehende Auftragswalze 22 auf.
  • Wie in 4 ersichtlich ist, ist die Oberfläche 24 der Gravurwalze mit einer Vielzahl an Löchern 26 versehen. Über die Löcher 26 erfolgt der Auftrag des wässrigen Klebstoffes auf die Haptikschicht 12. Durch Variation der Durchmesser der Löcher 26 und/oder deren Anzahl kann die Menge des aufzutragenden wässrigen Klebstoffes an das Material des Substrates 14 angepasst werden.
  • Wie in 2 ersichtlich ist, wird der wässrige Klebstoff über das Strukturwalzensystem 18 auf die Haptikschicht 12 appliziert. Hierzu wird der vorgemischte wässrige Klebstoff dem Strukturwalzensystem 18 von oben zugeführt. Durch Rotation der Gravurwalze 20 gegen den Uhrzeigersinn bewegt sich der wässrige Klebstoff zwischen der feststehenden Auftragswalze 22 und der Gravurwalze 20 nach unten, so dass der wässrige Klebstoff über die Gravurwalze 20 und somit die Klebstoffschicht 16 auf die Haptikschicht 12 appliziert wird.
  • Auf die Haptikschicht 12 werden zwischen ca. 10 g/m2 und ca. 160 g/m2 wässriger Klebstoff, appliziert. Die Auftragsmenge hängt von dem Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Haptikschicht 12 ab.
  • Nach der Applikation muss der wässrige Klebstoff zunächst trocknen, bevor die Haptikschicht 12 auf das Substrat 14 aufkaschiert werden kann. Die Trocknungszeit hängt von der Auftragsmenge und dem Trocknungssystem ab.
  • Die Gravurwalze 20 ermöglicht eine gleichmäßige Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht 12. Durch den gleichmäßigen Auftrag ist eine geringere Menge an wässrigem Klebstoff erforderlich. Darüber hinaus weist das Strukturwalzensystem 18 im Vergleich zu einem Sprühsystem geringere Investitionskosten sowie geringe Instandhaltungskosten über die Laufzeit auf.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schichtverbund
    12
    Haptikschicht
    14
    Substrat
    16
    Klebstoffschicht
    18
    Strukturwalzensystem
    20
    Gravurwalze
    22
    Auftragswalze
    24
    Oberfläche
    26
    Loch
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2020144052 A2 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Applikation eines wässrigen Klebstoffs auf eine Haptikschicht (12) für ein Fahrzeugteil, wobei der wässrige Klebstoff mittels eines Strukturwalzensystems (18) auf die Haptikschicht (12) appliziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzsystem wenigstens eine rotierende Gravurwalze (20) aufweist, die den wässrigen Klebstoff auf die Haptikschicht (12) appliziert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gravurwalze (20) während des Auftrags des wässrigen Klebstoffs gegen den Uhrzeigersinn dreht.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturwalzensystem (18) eine feststehende Auftragswalze (22) aufweist, wobei sich der wässrige Klebstoff zwischen der Auftragswalze (22) und der Gravurwalze (20) bewegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 10 g/m2 und 160 g/m2 wässriger Klebstoff auf die Haptikschicht (12) appliziert werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Klebstoff eine erste Komponente und eine zweite Komponente enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente eine Dispersion auf Polyurethanbasis ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente ein wasseremulgierbares Isocynat ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haptikschicht (12) ein Gestrick, ein Vlies, ein Faservlies oder ein Schaumstoff aus einem thermoplastischen Werkstoff ist.
  10. Fahrzeugteil hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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