DE19836313A1 - Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils für Kraftfahrzeuge aus Naturfaser - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils für Kraftfahrzeuge aus Naturfaser und einem thermoplastischen Kunststoff, wobei eine Naturfaserverbundmatte, die mindestens eine Naturfaserschicht und mindestens eine thermoplastische Kunststoffschicht aufweist, durch Erhitzen und Pressen in einem Preßwerkzeug zu einem Formteil geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Anbauelemente aus thermoplastischem Kunststoff zur Befestigung der Innenverkleidungsteile in einem getrennten Verfahrensschritt hergestellt werden, dann vor dem Formen des Innenverkleidungsteils mit der Naturfaserverbundmatte in das Preßwerkzeug eingelegt werden und während des Preßvorganges mit verpreßt werden, wobei die Anbauelemente an den Verbindungsstellen mit Haltemitteln versehen sind, um eine bessere Befestigung an dem Innenverkleidungsteil zu ermöglichen.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils für Kraftfahrzeuge aus Naturfa­ ser und einem thermoplastischen Kunststoff. Diese Naturfaser­ verbundmatte wird durch Erhitzen und Pressen in einem Preß­ werkzeug zu einem Formteil geformt.

Verkleidungsteile für den Innenraum von Kraftfahrzeugen wer­ den üblicherweise nach dem Stand der Technik aus Kunststoff hergestellt. Sie besitzen zur Erhöhung des optischen Ein­ drucks und des Komforts im allgemeinen Dekorschichten aus Textilmaterialien oder optischen ansprechenden Dekorfolien. Derartige Innenverkleidungsteile werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen für die Auskleidung des Kofferraums, für die Auskleidung der Innenseiten der Türen, für Säulenverkleidun­ gen und für Hutablagen eingesetzt.

Derartige Kunststoffteile werden üblicherweise mittels der Hinterspritztechnik oder des Kaschierens hergestellt. Beim Kaschieren, einem zweistufigen Verfahren wird zunächst der Kunststofformkörper, beispielsweise im Spritzgußverfahren hergestellt und anschließend mit den Dekormaterialien auf der Oberfläche kaschiert. Für das Kaschieren werden unterschied­ liche Klebersysteme eingesetzt.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Innenverkleidungs­ teilen aus Kunststoff ist die sogenannte Hinterspritztechnik. Hierbei handelt es sich um ein einstufiges Verfahren, bei dem ein Dekormaterial in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt wird und anschließend dieses Material mit dem Kunststoff hinterspritzt wird. Auf diese Art und Weise kann in einem Verfahrensschritt direkt ein geformtes Innenverkleidungsteil mit Dekoroberflä­ che erhalten werden.

Im Zuge der neueren Anforderungen für die abfalltechnische Verwertung und Entsorgung von Kraftfahrzeugen werden bei der­ artigen Innenverkleidungsteilen zunehmend Kunststoffe durch Naturfasern ersetzt. Innenverkleidungsteile aus Naturfasern besitzen oft bessere mechanische Eigenschaften als die ent­ sprechenden thermoplastischen Kunststoffteile. Weiterhin han­ delt es sich bei Naturfasern um nachwachsende Rohstoffe.

Aus dem Stand der Technik der EP 0 730 947 A2 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Verkleidungsteilen aus Naturfa­ serverbundmatten bekannt. Dabei wird eine erwärmte Faserver­ bundmatte ggfs. gemeinsam mit einem die Sichtseite darstel­ lenden Dekormaterial durch Faserpressen zu einem Verklei­ dungsteil verformt. Hierzu wird die Faserverbundmatte aus Po­ lypropylen und Naturfasern erhitzt und in die gewünschte Form des Innenverkleidungsteils gepreßt. Die auf der Rückseite des Verkleidungsteils vergesehenen Anbauelemente, zu denen bei­ spielsweise Versteifungsrippen, Befestigungselemente wie Re­ tainer, Halterungen usw. gehören, werden im selben Werkzeug durch Hinterspritzen oder Hinterpressen von thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffen angeformt. Das erfolgt so, daß die Anbauelemente gegen Ende oder nach Beendigung des Verfor­ mungsprozesses der Faserverbundmatte bei geschlossenen Preß­ werkzeug dadurch angeformt werden, daß in den zur Darstellung der Anbauteile vorgesehenen Bereichen ein thermoplastisch verarbeitbarer Kunststoff hinterspritzt wird.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Anbauelemente während des Verformungsprozesses der Faserver­ bundmatte durch Hinterpressen mitgeformt werden. Dann wird bereits vor Beginn des Verformungsprozesses bei geöffnetem Preßwerkzeug zumindest in den zur Darstellung der Anbauele­ mente vorgesehenen Bereichen ein thermoplastisch verarbeitba­ rer Kunststoff eingebracht und die Anbauelemente durch Hin­ terpressen geformt.

Das Anbringen der Anbauelemente in der EP 0 730 947 beschrie­ benen Weise besitzt jedoch Nachteile. So muß die für die Her­ stellung der Verkleidungsteile verwendete Faserpresse zusätz­ liche funktionelle Einheiten aufweisen, die zum Spritzguß von thermoplastischem Kunststoff oder zum Hinterpressen von thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffen geeignet sind. Diese funktionellen Einheiten können nur in aufwendigster Weise in die Faserpressen integriert werden.

Weiterhin ist bei diesem Verfahren keine ausreichende mecha­ nische Verankerung der Anbauelemente gewährleistet, da diese - wie beispielsweise aus Fig. 1 ersichtlich ist - lediglich in die Faserverbundmatte eingedrückt werden, ohne daß hier eine ausreichende Verbindung zwischen Anbauelement und Faser­ verbundmaterial erzeugt wird.

Ein weiterer Nachteil ist es, daß für jedes herzustellende Innenraumverkleidungsteil die Anbauelemente üblicherweise an anderen Stellen angeformt werden müssen, so daß für jedes Teil wiederum neue funktionelle Spritzgußeinheiten zur Verfü­ gung gestellt werden müssen, die in der Faserpresse zu inte­ grieren sind. Dies ist ebenfalls aufwendig und kosteninten­ siv.

Die technische Aufgabe der Erfindung war es daher, ein ver­ bessertes Verfahren zur Herstellung von Verkleidungsteilen aus Naturfaserverbundmatten zur Verfügung zu stellen, das die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und eine kostengünsti­ gere Herstellung der Innenraumverkleidungsteile ermöglicht.

Diese technische Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anbau­ elemente aus thermoplastischem Kunststoff zur Befestigung der Innenverkleidungsteile in einem getrennten Verfahrensschritt hergestellt werden, dann vor dem Formen des Innenverklei­ dungsteils mit der Naturfaserverbundmatte in das Preßwerkzeug eingelegt werden und während des Preßvorganges mit verpreßt werden, wobei die Anbauelemente an den Verbindungsstellen mit Rillen oder Nocken versehen sind, um eine bessere Befestigung an den Innenverkleidungsteilen zu ermöglichen.

Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, daß das Preßwerkzeug nicht zusätzliche Spritzgußeinheiten aufweisen muß, da die Anbauelemente in einem getrennten Verfahrens schritt vorher bereits hergestellt werden und lediglich beim Verpressen der Naturfaserverbundmatte mit in das Preßwerkzeug eingelegt wer­ den. Hierdurch wird das gesamte Verfahren erheblich kosten­ günstiger. Durch die weitere Maßnahme, die Anbauelemente an den Verbindungsstellen mit Haltemitteln wie Rillen oder Noc­ ken zu versehen, wird es ermöglicht, eine bessere Haftung zwischen dem Innenverkleidungsteil und den Anbauelementen herzustellen. Beim Verpressen werden die Rillen oder Nocken in die Faserverbundmatte gedrückt, wobei sie teilweise auf­ schmelzen und eine Verankerung des Anbauelements in der Fa­ serverbundmatte bewirken.

Der Einsatz derartiger Rillen oder Nocken ist bei dem in der EP 0 730 947 beschriebenen Verfahren nicht möglich, da die Anbauelemente hier erst durch Hinterspritztechnik oder Hin­ terpreßtechnik hergestellt werden. Dies erfolgt im allgemei­ nen bei so hohen Temperaturen, daß die Herstellung entspre­ chender Nocken oder Rillen nicht möglich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nocken im Quer­ schnitt pyramidenförmig oder kegelförmig und besitzen eine Länge von 1 bis 3 mm. Als Naturfasern werden bevorzugt Natur­ fasern ausgewählt aus der Gruppe Flachs, Hanf, Sisal, Jute, Zellstoff, Kenaf oder Baumwolle eingesetzt. Das Verpressen erfolgt bevorzugt bei Temperaturen von 150 bis 190°C, wobei es weiterhin bevorzugt ist, daß die Anbauelemente vor dem Verpressen im Bereich der Kontaktfläche vorgeheizt werden.

Die eingesetzte Naturfaserverbundmatte besitzt bevorzugt ei­ nen Schichtaufbau mit den Schichten thermoplastischer Kunst­ stoff/Naturfaser/thermoplastischer Kunststoff. Der thermopla­ stische Kunststoff wird bevorzugt in Form eines Kunst­ stoffvlieses eingesetzt. Als thermoplastischer Kunststoff wird bevorzugt Polypropylen eingesetzt. Beim Einsatz einer Naturfaserverbundmatte mit diesem Schichtaufbau ist es mög­ lich, ein Innenverkleidungsteil herzustellen, das eine Deck­ schicht aus thermoplastischem Kunststoff besitzt. Hierdurch wird der von den Naturfasern ausgehende Geruch verringert. Weiterhin wird durch diese Maßnahme erreicht, daß eine opti­ male Haftung der Anbauelemente auf der geformten Naturfaser­ verbundmatte sichergestellt wird. Auf der Außenseite des In­ nenverkleidungsteils ist weiterhin bevorzugt eine Dekor­ schicht aus Folie oder textilem Gewebe oder anderen Dekorma­ terialien aufgebracht.

Die Herstellung des Innenverkleidungsteils erfolgt, in dem eine Naturfaserverbundmatte mit einem Schichtaufbau thermo­ plastischer Kunststoff/Naturfaser/thermolplastischer Kunst­ stoff, oder thermoplastischer Kunststoff/Naturfaser zusammen mit den in einem getrennten Spritzgußverfahren hergestellten Anbauelementen in das Preßwerkzeug eingelegt wird. Die Anbau­ elemente werden vorher entsprechend vorgeheizt. Beim Verpres­ sen ist darauf zu achten, daß die Temperatur so gewählt wird, daß die Rillen oder Nocken, mit denen die Anbauelemente ver­ sehen sind, nicht vollständig schmelzen, da sie sonst ihre Haltewirkung nicht ausüben können.

Beim Verpressen drücken sich diese Rillen oder Nocken in die Naturfaserverbundmatte ein und ermöglichen damit eine optima­ le Verbindung zwischen Anbauelement und Oberfläche der Faser­ verbundmatte. Im gleichen Verfahrensschritt erfolgt auch die Formung des Verkleidungsteils für den Innenraum.

Diese Anbauteile können beispielsweise Versteifungsrippen, Befestigungselemente, Halterungen, Retainer oder andere zum Anbau der Innenverkleidungsteile notwendige Mittel sein.

Sofern mehrere Anbauelemente mit dem Innenverkleidungsteil verpreßt werden, ist es bevorzugt, die einzelnen Anbauelemen­ te durch Verbindungsstege aus thermoplastischem Kunststoff zu verbinden. Diese Verbindungsstege können bereits bei der ge­ trennten Herstellung der Anbauelemente im Spritzgußverfahren an diese angeformt werden und ermöglichen ein maßgenaue Posi­ tionierung bei geringstmöglicher Werkzeugzuhaltung im Preß­ werkzeug für die Naturfaserverbundmatten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils für Kraftfahrzeuge aus Naturfaser und einem thermopla­ stischen Kunststoff, wobei eine Naturfaserverbundmatte, die mindestens eine Naturfaserschicht und mindestens ei­ ne thermoplastische Kunststoffschicht aufweist, durch Erhitzen und Pressen in einem Preßwerkzeug zu einem Formteil geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß An­ bauelemente aus thermoplastischem Kunststoff zur Befe­ stigung der Innenverkleidungsteile in einem getrennten Verfahrensschritt hergestellt werden, dann vor dem For­ men des Innenverkleidungsteils mit der Naturfaserver­ bundmatte in das Preßwerkzeug eingelegt werden und wäh­ rend des Preßvorganges mit verpreßt werden, wobei die Anbauelemente an den Verbindungsstellen mit Haltemitteln versehen sind, um eine bessere Befestigung an dem Innen­ verkleidungsteil zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als Rillen oder Nocken ausgestaltet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nocken im Querschnitt pyramidenförmig oder kegelförmig sind und eine Länge von 1 bis 3 mm besitzen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Naturfasern Fasern ausgewählt aus der Gruppe Flachs, Hanf, Sisal, Jute, Kenaf oder Baumwolle oder Gemische derselben eingesetzt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verpressen bei 150 bis 190°C erfolgt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Innenseite des Innenverkleidungs­ teils eine Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff aufgebracht wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anbauelemente vor dem Verpressen vor­ geheizt werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Naturfaserverbundmatte einen Schicht­ aufbau mit den Schichten thermoplastischer Kunst­ stoff/Naturfaser/thermoplastischer Kunststoff besitzt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als thermoplastischer Kunststoff Polypro­ pylen eingesetzt wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf die Außenseite des Innenverkleidungs­ teils eine Dekorschicht aus Folie, Gewebe oder anderen Dekormaterialien aufgebracht wird.