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Kunststoff-Formkörper mit strukturierter Oberfläche und
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ein Verfahren zu seiner Herstellung Für die Innenausstattung von Fahrzeugen
werden in zunehmendem Maße Kunststoffe eingesetzt. Polypropylen hat sich dabei wegen
seiner guten physikalischen Eigenschaften und seiner chemischen Resistenz als besonders
geeignet erwiesen. Ferner wird versucht, die Innenräume von Kraftfahrzeugen durch
entsprechende Oberflächenausbildung wohnliäher zu gestalten.
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Dies kann durch Beschichten oder Kaschieren der Oberflächen mit Textilien,
und/oder Kunststoff-Folien erreicht werden.
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Während sich Polystyrol, Pfropfpolymerisate von Styrol-Acrylnitril
auf Polybutadien oder Styrol-Acrylnitril-Copolymerisate haft fest mit Kunststoff-Folien
verkleben lassen, war es bisher bei Polypropylen mit ausreichender Haftfestigkeit
nicht möglich.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Problem gelöst werden kann, wenn
man ein Polypropylen verwendet, welches ein kautschukartiges Mischpolymerisat und
einen verstärkenden Füllstoff enthält.
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Gegenstand der Erfindung ist somit der in den Ansprüchen genannte
Formkörper mit strukturierter Oberfläche und das Verfahren zu seiner Herstellung.
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Dieser Formkörper erfüllt ausgezeichnet die Qualitätsanforderungen
sowohl der Verarbeitungsindustrie als auch der Automobilindustrie.
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Der Formkörper besteht in seiner Kunststoff-Unterschicht aus a) 95
bis 50, vorzugsweise 90 bis 50 Gew.-Teilen isotaktischem
Polypropylen
oder Mischpolymerisaten des Propylens mit bis zu 10 Gew.-% Äthylen, b) 5 bis 50,
vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-Teilen kautschukartiger, mit Polypropylen verträglicher
Mischpolymerisate und c) 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-Teilen verstärkender
Füllstoffe.
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Vorzugsweise wird ein Homo- oder Copolymer des Propylens mit einem
Schmelzindex MFI 230/5 nach DIN 53 735 von 5 bis 25 g/10 min verwendet.
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Als kautschukartige Mischpolymerisate eignen sich vor allem amorphe
Mischpolymersate aus 30 - 70 Gew.-% Äthylen und 70 - 30 Gew.-% Propylen, Terpolymerisate
aus Äthylen, Propylen und bis zu 5 Gew.-% Dienen, vorzugsweise Äthylidennorbornen
oder 1,4-Hexadien, Mischpolymerisate aus Äthylen und 10 bis 45 Gew.-t Vinylacetat
oder Blockcopolymere aus Styrol und Butadien oder Styrol und Isopren, die an beiden
Molekülenden Polystyrolblöcke besitzen.
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Als verstärkende Füllstoffe werden vorzugsweise Talkum, Kreide, Holzmehl,
Glasfasern oder Glaskugeln eingesetzt.
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Die Formteile werden zunächst mit einem Primer und dann mit einem
Klebstoff beschichtet. Anschließend werden sie mit der ebenfalls mit Klebstoff beschichteten
und aufgeheizten Folie mittels Unterdruck nach dem Tiefziehverfahren kaschiert.
Die Klebstoffe müssen im Tiefziehverfahren verarbeitbar sein, hohe Anfangs- und
Wärmefestigkeiten besitzen und den Anforderungen genügen, die bei der Kaschierung
komplizierter Formteile auftreten. Weiterhin müssen die Klebstoffe sowohl auf dem
Formteil, wie auf der Kunststoff-Folie haften und wärmeaktivierbar sein.
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Geeignete Primer und Klebstoffe sind an sich bekannt.
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Bewährt haben sich als Primer chlorierte Polyolefine mit Chlorgehalten
von 15 - 50 Gew.-%, gegebenenfalls in Mischung mit Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisaten,
ferner mit Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydriden modifizierte amorphe Polypropylene,
sulfoniertes,bzw. sulfochloriertes amorphes Polypropylen oder Mischungen von amorphem
Polypropylen mit Styrolpolymeren, Polyamiden oder Polyalkyleniminen. Der Primer
kann durch Tauchen, Spritzen oder Streichen aufgetragen werden, vorzugsweise in
Schichtdicken von 5 - 30 ßm. Eine chemische oder physikalische Vorbehandlung der
Oberfläche, z.B.
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durch Corona-Entladung,hat ebenfalls haftverbessernde Wirkung.
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Geeignete Klebstoffe sind Lösungen einer Kombination eines Elastomeren
aus der Reihe Polychloropren, Polyurethanelastomere oder Butadien-Acrylnitril-Kautschuk
mit einem Harz aus der Reihe Alkylphenolharze und/oder Ary lpheno lharz e oder phenolmodifizierter
Kollophoniumharze. Zur Vernetzung können die Klebstofflösungen ggfs.
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noch Vernetzungskomponenten wie z.B. Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanat
enthalten.
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Das Verhältnis Elastomer zu Harz beträgt 100 : 20 bis 100 : 150, vorzugsweise
100 : 50 bis 100 : 100. Der Kleber wird aufgespritzt in einer Menge von 50 - 300
g/m2, vorzugswiese 100 - 200 g/m2.
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Als Kaschiermaterial eignen sich geschäumte oder ungeschäumte Folien
mit strukturierter Oberfläche aus Weich-PVC, PVC-Copolymerisaten, PVC-.Blends oder
Copolymerisaten aus Äthylen/Vinylacetat.
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Anstelle einer reinen Kunststoff-Folie können auch Folien, die einseitig
mit einem elastischen Gewirke oder Gestricke beschichtet sind'verwendet werden.
Der Verbund zwischen Folie und Textilmaterial kann z.B. durch Extrusionsbeschichtung
mit geschäumtem oder ungeschäumtem Weich-PVC oder auch mit Polypropylen bewerkstelligt
werden. Weiterhin kann bei dem Verbund Textilmaterial/Kunststoff-Folie die Folie
durch eine geschäumte oder ungeschäumte Weich-PVC-Schicht ersetzt werden, die mittels
eines PVC-Plastisols direkt oder im Umkehrverfahren auf das Textilmaterial aufgebracht
wurde. Das Textilmaterial besteht aus einem Gewirk oder Gestrick , vorzugsweise
aus einem Gestrick.
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Die für das Textilmaterial geeigneten Fasern bestehen z.B. aus Baumwolle,
Cellulosederivaten, linearen Polyestern und Polyamiden, Polyacrylnitril und Mischungen
dieser Fasern. Bevorzugt werden Polyesterfasern und Mischungen von Polyesterfasern
mit Baumwoll- oder Polyamid-Fasern im Verhältnis 10 : 90 bis 90 : 10, vorzugsweise
80 : 20 bis 50 : 50. Das Textilmaterial hat ein Quadratgewicht von 90 bis 400, vorzugsweise
von 150 - 250 g.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Armaturentafeln,
Hutablagen, Handschuhfächern, Ablagefächern und Konsolen, Tür- und Sitzrückenverkleidungen,
Dachhimmel und sonstigen Verkleidungen im Fahrzeuginnenraum.
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Beispiel 1 Aus einer Mischung von 55 Gew.-% isotaktischem Polypropylen
(MFI 230/5 = 18 g/10 min), 25 Gew.-% eines amorphen Copolymeren aus 55 Gew.- Äthylen
und 45 Gew.-% Propylen und 20 Gew.-% Kreide, jeweils berechnet auf die Mischung,
wird eine Armaturentafel für einen PKW gespritzt. Auf die zu kaschierenden Stellen
wird eine 5%-ige Lösung eines chlorierten amorphen Polypropylens (mit einem Chlorgehalt
von 25,6 Gew.-%) in Toluol als Primer in einer Schichtdicke von 1ob15 ßm aufgespritzt.
Nach 60 Sekunden bei 1000C wird auf die mit Primer gespritzten Stellen ein Kleber
auf Basis 100 Gew. Tle. Polychloropren 90 " " phenolmodifiziertes Kolophoniumharz
5 " " Magnesiumoxid 4 " " Zinkoxid in 450 Gew.Tln. Lösungsmittel (Toluol: Äthylacetat:
Leichtbenzin = 1:1:1) und 25 Gew. Tle. einer 20%igen Lösung von Triphenylmethan-4,4',4"
-triisocyanat in Methylenchlorid in einer Menge von 100 g/m2 aufgebracht. Anschließend
wird die Armaturentafel mit einer, ebenfalls mit demselben Kleber beschichteten
und auf ca. 140"C erwärmten, gechäumten PVC-Folie von 1,7 mm Dicke mittels Unterdruck
während des Tiefziehens verklebt, wobei die Armaturentafel als Matrize dient.
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20 Minuten nach dem Kaschiervorgang ist die Armaturentafel zu handhaben.
Nach einer Lagerung von weiteren 48 Stunden errecht die Klebverbindung ihre volle
Festigkeit. Der Schälwiderstand, bestimmt nach DIN 53 273, beträgt 25 N/cm.
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Beispiel 2 Eine Armaturentafel wird wie in Beispiel 1 hergestellt
und vorbehandelt. Anstelle der geschäumten Weich-PVC-Folie wird jedoch eine textilbeschichtete
Weich-PVC-Folie verwendet, welche wie folgt hergestellt wurde. Auf die Weich-PVC-Folie
wird ein hochelastisches rundgestricktes Scherplüsch aus Polyester-Filament und
Polyester-Spinnfasergarn im Verhältnis 25 : 75 auf einer Kalanderanlage unter thermischer
Einwirkung doubliert. Diese textilkaschierte Weich-PVC-Folie wird dann wie in Beispiel
1 auf die Armaturentåfel durch Tiefziehen aufgebracht.
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Beispiel 3 Eine Armaturentafel wird ebenfalls wie in Beispiel 1 hergestellt
und vorbehandelt. Anstelle der geschäumten Weich-PVC-Folie wird jedoch ein mit einem
PVC-Plastisol beschichtetes Textilmaterial verwendet. Hierzu wird ein hochelastisches
Kettengewirke aus glattem und texturiertem Polyester-Filament und Acrylnitril-Stapelfasern
im Verhältnis 15 : 85 auf einer Beschichtungsanlage mit einem PVC-Plastisol, welches
ein PVC/Weichmacherverhältnis von 50:50 aufweist, beschichtet. Durch diese Behandlung
wird das Textilmaterial vakuumdicht und wird wie die geschäumte PVC-Folie in Beispiel
1 im Tiefziehverfahren weiterverarbeitet.
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In der Figur 1 wird ein Teil einer erfindungsgemäßen Armaturentafel
für Kraftfahrzeuge in der Draufsicht und im Querschnitt gezeigt. Zu erkennen ist
die Kunststoff-Unterschicht (1), auf der die strukturierte Oberflächenschicht (3)
aufgebracht ist. In der Figur 2 ist die Einzelheit Z vergrößert abgebildet, so daß
auch die Kleberschicht (2) sichtbar wird.