DE4401556A1 - Formteil mit einer Schaumkunststoff-Beschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Formteil, insbesondere ein Innenausstattungsteil, z. B. für Kraftfahrzeuge, mit einer Beschichtung aus einem weichelastischen Schaumkunststoff und einer Außenschicht aus einem kompakten Kunststoff.

Durch die kompakte Außen- oder Deckschicht erhält das Formteil eine lederähnliche genarbte Oberfläche, während durch den weichelastischen Schaumstoff ein angenehmer Griff (Haptik) erhalten wird. Zudem ist durch entsprechende Einfärbung der Außenschicht eine flexible Farbgestaltung möglich. An die Haptik des Formteils werden hohe Anforderungen gestellt. Dabei soll der Griff angenehm weich sein, und zwar an allen Stellen der Beschichtung, also an den Kanten ebenso wie an den flächigen Bereichen. Diesbezüglich lassen die bekannten Beschichtungen jedoch zu wünschen üblich. D. h. die Beschichtungen las sen sich häufig zu leicht auf das harte Formteil durchdrücken, wodurch das Gefühl von Leere entsteht. Besonders an den Kanten des Formteils wirkt diese Hohlheit unangenehm und vermittelt damit einen minderen Qualitätseindruck.

Als Werkstoff für die Außenschicht und den Schaumkunststoff wurde bisher v. a. weichgemachtes Pvc verwendet. Da PVC bei der Entsorgung und beim Recyling zu Problemen führen kann, werden zunehmend PVC-freie Produkte eingesetzt, beispielsweise Schaumkunststoffe auf Polyolefinbasis mit einer Deckschicht aus Polyolefin oder einem Polymergemisch auf der Basis eines Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Pfropfpolymerisat (ASA).

Die Beschichtung wird insbesondere durch Tiefziehen auf das Formteil aufgebracht. Wenn ein weicher Schaumkunststoff verwendet wird, also ein Kunststoff mit entsprechend großen Zellen, und das zu beschichtende Formteil spitze Kanten aufweist, würden die Zellen an den Kanten zusammenbrechen. Demgemäß ist man bei solchen Formteilen gezwungen, härtere Schaumkunststoffe einzusetzen, wodurch die Haptik stark beeinträchtigt wird.

Wie erwähnt, ist die Außenschicht lederartig genarbt, d. h. sie weist entsprechend dem natürlichen Leder auch längere Narben, sogenannte Peitschen, auf. Wenn diese langen Narben an bestimmten Stellen, beispielsweise an den Kanten des Formteils, über ihre Länge seitlich auseinandergezogen werden, entsteht ein typischer Plastik-Look. Bei Formteilen mit komplizierter Geometrie ist man daher auch aus diesem Grunde gezwungen, zu Lasten der Haptik härtere Schaumkunststoffe zu verwenden, um so dem Auseinanderziehen der Peitschen einen entsprechenden Widerstand entgegenzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Haptik und das Aussehen auch kompliziert geformter Formteile zu verbessern.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Formteil erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Nach der Erfindung weist der elastische Schaumkunststoff formteilseitig einen höheren Verformungswiderstand auf als außenschichtseitig.

Der elastische Schaumstoff besitzt damit eine progressive Federkonstante. Damit wird sowohl in den flächigen Bereichen wie an den Kanten des Formteils eine hervorragende Haptik erzielt. Durch den hohen Verformungswiderstand auf der einen Seite des Schaumkunststoffs läßt sich nämlich die Beschichtung an den Kanten des Formteils nicht so leicht durchdrücken wie ein weicher Schaumkunststoff, während an den flächigen Bereichen der geringere Verformungswiderstand auf der Deckschichtseite des Schaumkunststoffes für eine entsprechende Weichheit sorgt.

Der Schaumkunststoff besteht dabei vorzugsweise aus wenigstens zwei Schichten, wobei die dem Formteil zugewandte Schicht den höheren und die der Außenschicht zugewandte Schicht den niedrigeren Verformungswiderstand aufweist.

Der Schaumkunststoff besteht vorzugsweise aus PVC-freien Kunststoffen, insbesondere Kunststoffen auf Polyolefinbasis, wie Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP). Der Polyolefinanteil beträgt vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%.

Das Polyolefin kann mit einem elastomeren Copolymeren vermischt sein, wie einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat (EVA) oder einem Copolymerisat aus Ethylen, Propylen und Dienen (EPDM).

Ferner kann es sich um ein Block-Copolymer oder ein gepfropftes Polyolefin handeln.

Der größere Verformungswiderstand oder die größere Stauchhärte der inneren Schicht gegenüber der äußeren Schicht des Schaumkunststoffs kann bei gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung desselben über die Dichte, also durch einen geringeren Blähmittelzusatz beim Schäumen erhalten werden.

D. h. in diesem Falle ist die Dichte der inneren Schicht des Schaumkunststoffs größer als die Dichte der äußeren Schicht, wobei die Dichte der inneren Schicht beispielsweise 50 bis 100 kg/m³, vorzugsweise 60 bis 80 kg/m³ betragen kann, und die Dichte der äußeren Schicht 20 bis 70 kg/m³, vorzugsweise 30 bis 50 kg/m³.

Statt oder zusätzlich der Dichte kann der Verformungswiderstand über die Menge und/oder Art des elastomeren Copolymerisats eingestellt werden, mit dem das Polyolefin vermischt wird. D. h. bei gleicher Polyolefinzusammensetzung und gleicher Porosität kann beispielsweise der Anteil des EVA in der inneren Schicht kleiner sein als in der äußeren Schicht.

Die Herstellung des zwei- oder mehrschichtigen Schaumkunststoffs kann durch Coextrusion erfolgen. So können beispielsweise zwei Extruder mit jeweils einer Breitschlitzdüse verwendet werden, wobei aus der einen Breitschlitzdüse mit definierter Dicke die schäumbare Masse für die Schaumkunststoffschicht mit dem höheren Verformungswiderstand austritt und aus der anderen Breitschlitzdüse mit definierter Dicke die schäumbare Masse für die Schaumkunststoffschicht mit dem kleineren Verformungswiderstand. Beide Massen werden frei schäumen gelassene zusammengeführt und miteinander verbunden. Anschließend kann die Außenschicht aufgebracht werden, beispielsweise durch Thermoverschweißen.

Da unterschiedliche Blähmittelkonzentrationen und damit eine unterschiedliche Ausdehnung des Schaums zu den Seiten hin zu einem Materialverzug führen kann, wird die Coextrusion vorzugsweise mit schäumbaren Massen durchgeführt, die die gleiche Blähmittelkonzentration aufweisen, also vorzugsweise mit Massen mit einem unterschiedlichem Anteil des elastomeren Copolymeren.

Die Deckschicht besteht ebenfalls vorzugsweise aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis, also PE und/oder PP-Basis. Auch Polymergemische auf der Basis von Acrylnitril-Styrol- Acrylsäureester-Pfropfpolymerisaten (ASA) oder Acrylat- Terpolymere sind geeignet. Die Dicke der Deck- oder Außenschicht beträgt vorzugsweise 0,2 bis 1 mm, insbesondere 0,3 bis 0,7 mm.

Das Aufbringen der Beschichtung auf das Formteil erfolgt im allgemeinen durch Tiefziehen. Dazu kann das Formteil beispielsweise mit einem hitzeaktivierbaren Kleber besprüht werden. Der erwärmte Verbund aus dem Schaumkunststoff und der Außenschicht wird auf das mit entsprechenden Löchern versehene Formteil gesaugt, wobei der Kleber durch den erwärmten Verbund aktiviert wird.

Statt dem Tiefziehen ist das Aufbringen der Beschichtung auch durch Preßkaschieren möglich. Ferner kann der in einer entsprechenden Form angeordnete Verbund aus Schaumkunststoff und Außenschicht mit dem das Formteil bildenden Kunststoff hinterspritzt werden.

Das Formteil kann aus einem Kunststoff bestehen, beispielweise aus einem Acrylnitril-Butadein-Styrol Copolymerisat (ABS), ggf. kombiniert mit Polycarbonat (PC), oder aus ggf. mit Talkum gefülltem Polyprolylen. Weichere Formteile können beispielsweise aus PP mit EPDM hergestellt sein.

Um den Aufbau feiner abzustimmen, kann der Schaumkunststoff auch aus mehr als zwei Schichten bestehen, wobei die der Außenschicht benachbarte Schaumkunststoffschicht den geringsten und die dem Formteil benachbarte Schaumkunststoffschicht den größten Verformungswiderstand besitzt, so daß eine progressive Federkonstante erhalten wird. Eine weitere Möglichkeit der Abstimmung liegt in der Wahl der Dicken der Schichten des Schaumkunststoffs. So kann es vorteilhaft sein, die zur Verfügung stehende Gesamtdicke des Schaumkunststoffs nicht gleichmäßig, sondern unterschiedlich aufzuteilen, z. B. ein Drittel für die Schicht mit dem niedrigeren Verformungswiderstand und zwei Drittel für die Schicht mit dem größeren Verformungswiderstand. Dadurch wird beispielsweise den Kanten eines Formteils die Schärfe genommen. Die Gesamtdicke des Schaumkunststoffs kann beispielsweise 2 bis 8 mm betragen. Wenn der Schaumkunststoff aus zwei Schichten besteht, kann die innere Schicht beispielsweise eine Dicke von 1 bis 3 mm besitzen und die äußere Schicht eine Dicke von 2 bis 6 mm.

Um ein Aufreißen des Schaumstoffs an scharfen Formteilkanten zu verhindern, kann ferner auf der dem Formteil zugewandten Seite des Schaumkunststoffs eine weitere kompakte Kunststoffschicht vorgesehen sein.

Durch die Schaumstoffschicht mit dem größeren Verformungswiderstand an der Innenseite wird der Ziehwiderstand der Beschichtung erhöht. Der Plastik-Look, der insbesondere durch zur Seite auseinandergezogene, also eine Verbreiterung langer Narben der genarbten Außenschicht an bestimmten Stellen, z. B. den Kanten des Formteils bei den bekannten Beschichtungen entsteht, wird dadurch verhindert.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird somit eine wesentliche Qualitätsverbesserung der Haptik und des Aussehens erzielt. Es ist auch eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit gegeben, da die Schaumkunststoffschicht auf der Formteilseite eine höhere mechanische Festigkeit aufweist als die der Außenschicht zugewandte weichere Schaumkunststoffschicht. Ein Einreißen an scharfen Kanten und Übergängen beispielsweise beim Vakuumkaschieren ist damit verhindert. Zugleich können erfindungsgemäß größere Verformungsgrade, also beispielsweise Formteile mit tiefen Ausnehmungen, Rippen, scharfen Kanten, Ecken und dgl. ohne Beeinträchtigung des Aussehens der Narbung beschichtet werden.

Beim Preßkaschieren und Hinterspritzen erhält das Formteil ebenfalls eine angenehme Haptik, da bei diesen Verfahren die hohen Drücke und Temperaturen von dem formteilseitigen Schaumkunststoff mit dem höheren Verformungswiderstand aufgenommen werden.

Die Erfindung ist insbesondere für Innenausstattungsteile v. a. bei Kraftfahrzeugen einsetzbar, also für die gesamte Innenverkleidung der Kfz, wie Türverkleidung, Griffe, Armaturentafel, Säulenverkleidung, Sonnenblende, Mittelkonsole, Handschuhhasten, Ablagen.

Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäß beschichteten Formteils anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur schematisch einen Schnitt durch ein Formteil zeigt.

Danach ist ein Formteil 1 mit einer Beschichtung 2 versehen, die aus einem Schaumkunststoff 3 und einer Außen- oder Deckschicht 4 besteht, wobei der Schaumkunststoff 3 zwei Schichten 5, 6 aufweist, nämlich eine dem Formteil l benachbarte Schicht 5 mit höherem Verformungswiderstand und eine der Außenschicht 4 benachbarte Schicht 6 mit geringerem Verformungswiderstand.

Claims (9)

1. Formteil, insbesondere Innenausstattungsteil für Kraft­ fahrzeuge, mit einer Beschichtung aus einem weichelastischen Schaumkunststoff und einer Außenschicht aus einem kompakten Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff (3) formteilseitig einen höheren Verformungswiderstand aufweist als außenschichtseitig.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff (3) aus wenigstens zwei Schichten (5, 6) besteht, wobei die dem Formteil (1) benachbarte Schicht (5) den höheren und die der Außenschicht (4) benachbarte Schicht (6) den niedrigeren Verformungswiderstand aufweist.

3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Formteil (1) benachbarte Schaumkunststoffschicht (5) eine höhere Dichte als die der Außenschicht (4) benachbarte Schaumkunststoffschicht (6) aufweist.

4. Formteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Formteil (1) benachbarte Schaumkunststoffschicht (5) dicker ist als die der Außenschicht (4) benachbarte Schaumkunststoffschicht (6).

5. Formteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff (3) ein Kunststoff auf Polyolefinbasis ist.

6. Formteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyolefin ein elastomeres Copolymeres zugesetzt ist, das einen geringeren Verformungswiderstand als das Polyolefin aufweist, wobei die dem Formteil (1) benachbarte Schaumkunststoffschicht (5) einen geringeren Anteil des elastomeren Copolymeren aufweist als die der Außenschicht (4) benachbarte Schaumkunststoffschicht (6).

7. Formteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin aus Polyethylen und/oder Polypropylen besteht.

8. Formteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Copolymerisat ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres oder ein Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerisat ist.

9. Formteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaumkunststoffschichten durch Coextrusion gebildet werden.