DE4401557A1 - Im Hochfrequenzfeld schweißbare Folie - Google Patents

Im Hochfrequenzfeld schweißbare Folie

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Hochfrequenzfeld schweißbare Folie zur Verkleidung von Teilen, insbesondere für die Kraftfahrzeug-Innenverkleidung.
Für die Ausstattung des Kraftfahrzeug-Innenraums wurden bisher v. a. PVC-haltige Folien mit lederähnlicher Oberflächenstruktur verwendet. Bei der Herstellung der Kraftfahrzeug- Innenverkleidung ist die gute Verschweißbarkeit dieser Folien von großer Bedeutung. Wenn beispielsweise eine Türverkleidung an der Innenseite an einem bestimmten Bereich mit einer Textilmaterialschicht kaschiert werden soll, wird die Textilmaterialschicht an der betreffenden Stelle auf das Formteil aufgebracht. Dann wird die gesamte Innenseite des Formteils, einschließlich der Textilmaterialschicht, mit der PVC-Folie bedeckt und mit einer Hochfrequenz-Schweißelektrode die PVC-Folie am Randbereich der Textilmaterialschicht mit derselben verschweißt und zugleich die restliche Folie auf der Textilmaterialschicht herausgeschnitten. Ähnlich wird z. B. bei der Sonnenblende die Folie mit dem Kunststoff-Spiegelrahmen verschweißt und der Teil der Folie, der den Spiegel bedeckt, anschließend herausgeschnitten. Ferner z. B. wird an der Außenkante der Sonnenblende eine Schweißnaht durch Folienverschweißung gebildet.
Da PVC bei der Entsorgung und beim Recycling zu Problemen führt, ist man bemüht, zunehmend PVC-freie Kunststoffe einzusetzen. Hier sind insbesondere Kunststoffe auf der Basis von Polyolefinen, wie Polypropylen, Polyethylen und Gemische aus Polypropylen und Polyethylen ggf. vermischt mit elastomeren Copolymeren wie Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerisat (EPDM) oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat (EVA) wegen ihrer mit PVC vergleichbaren niedrigen Kosten von Interesse, zumal diese Kunststoffe geruchsneutral sind.
Polyolefin-Kunststoffe lassen sich im Hochfrequenzfeld aufgrund der fehlenden polaren Gruppen jedoch praktisch nicht verarbeiten. Verwendet man hingegen Polyolefine, die mit Copolymerisaten mit polaren Gruppen, wie EVA, vermischt sind, so lassen sich diese Gemische im Hochfrequenzfeld zwar leicht erwärmen. Nachteilig ist jedoch, daß durch die polaren Copolymere die Erweichungstemperatur herabgesetzt wird. Damit ist bei den in einem Autoinnenraum im Sommer erreichbaren hohen Temperaturen die Oberflächenstruktur nicht mehr stabil. D. h., es tritt ein Aufglänzen der Kunststoffolie und eine Verflachung von deren lederartiger Narbstruktur auf. Hinzu kommt, daß Folien aus Gemischen von Polyolefinen mit polaren Copolymerisaten eine geringere mechanische Festigkeit besitzen, leichter verspröden und sich z. B. mit einem Gelbstich verfärben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine im Hochfrequenzfeld verschweißbare Folie zur Verkleidung von Formteilen, insbesondere im Innenraum von Kraftfahrzeugen bereitzustellen, die PVC-frei ist, jedoch insbesondere hinsichtlich der Kosten, der Temperaturbeständigkeit und der Alterungsbeständigkeit die gleichen vorteilhaften Eigenschaften wie PVC besitzt.
Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Folie erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.
Die erfindungsgemäße Folie besteht also aus mindestens zwei Schichten, und zwar aus einer Außenschicht mit einem dielektrischen Verlustfaktor tan δ von weniger als 10-4 und einer Innenschicht mit einem dielektrischen Verlustfaktor tan δ von mehr als 10-3, vorzugsweise 10-3 bis 10-1.
Gemäß der Literaturstelle "Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften" von Hans Domininghaus, VDI-Verlag, 1986, S. 48 u. 49 weisen Kunststoffe aus unpolaren Polymeren, wie Polyethylen, einen dielektrischen Verlustfaktor tan δ von weniger als 10-4, während sich polare Polymere durch einen dielektrischen Verlustfaktor tan δ von 10-3 bis 10-1 auszeichnen.
Der Erfindung liegt damit der Gedanke zugrunde, innerhalb der Folie eine Innenschicht vorzusehen, die eine hohe Energieaufnahmefähigkeit im Hochfrequenzfeld besitzt. Die Innenschicht schmilzt damit entweder selbst oder die ihr benachbarte, dem Formteil zugewandte Schicht, so daß sich die Innenschicht oder die ihr benachbarte Schicht mit dem Kunststofformteil oder einem sonstigen darunterliegenden Material, insbesondere porösem Material, wie Textilmaterial, durch Verschmelzen bzw. Eindringen der Schmelze verbindet.
Andererseits besitzt die Folie eine Außenschicht, die eine hohe Erweichungstemperatur besitzt, so daß ein Aufglänzen oder eine Verflachung der Narbstruktur oder eine sonstige Beeinträchtigung des Aussehens der Folie bei hohen Temperaturen nicht auftritt.
Die Außenschicht besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis, vorzugsweise Polyethylen oder Polypropylen oder Gemische derselben. Polypropylen oder Polypropylen/Polyethylen-Gemische werden dabei wegen ihrer höheren Erweichungstemperatur Polytehylen vorgezogen. Das Polyolefin der Außenschicht kann mit einem elastomeren Copolymerisat, wie EPDM, vermischt sein. Auch kann es eine geringe Menge an polaren Copolymerisaten enthalten. Bei Verwendung von EVA als Copolymerisat sollte dessen Anteil jedoch nicht mehr als 20 Gew.-% betragen.
Die Innenschicht kann ebenfalls aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis bestehen, also insbesondere aus einem Kunststoff aus Polyethylen und/oder Polypropylen. Er muß jedoch ein polares Polymerisat enthalten, vorzugsweise 10 bis 50%.
Das polare Polymerisat kann im Gemisch mit dem Polyolefin vorliegen, oder ein Copolymerisat mit dem Polyolefin bilden, z. B. ein Pfropf- oder Block-Copolymerisat. Das polare Polymerisat kann auch selbst ein Copolymerisat sein, vorzugsweise ein Copolymerisat mit einem Olefin, wie Ethylen, als Monomer- Komponente.
Als polares Copolymerisat ist insbesondere Ethylen-Vinylacetat- Copolymerisat (EVA), Ethylen-Methylacrylat-Copolymerisat (EMA) und Ethylen-Ethylacrylat-Copolymerisat (EEA) geeignet. Die Innenschicht kann jedoch auch aus anderen polaren Polymeren bestehen, beispielsweise Polyurethan oder Polyester.
Damit das Formteil einen angenehmen weichen Griff erhält, kann die Folie zwischen Außenschicht und Formteil eine weiche Schicht aufweisen. Diese Schicht kann ein Schaumkunststoff, ein Vlies, Filz oder dgl. sein.
Wenn eine Schaumkunststoffschicht verwendet wird, besteht sie vorzugsweise aus wenigstens zwei Teilschichten, wobei die dem Formteil zugewandte Schicht einen höheren Verformungswiderstand aufweist als die der Außenschicht zugewandte Schicht. Damit wird sowohl in den flächigen Bereichen wie an den Kanten des Formteils ein hervorragender Griff (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 Außenschichtseite des Kunststoffs für eine entsprechende Weichheit sorgt.
Typische Anwendungen für die erfindungsgemäße Folie sind neben Tür-, Seitenwand- und Sonnenblendenverkleidung die Säulenverkleidung, die Verkleidung der Armaturentafel, der Mittelkonsole, der Ablage und des Handschuhkastens.
Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Folie sowie zwei Anwendungen derselben anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 bis Fig. 4 jeweils eine andere Ausführungsform der Folie; und
Fig. 5 und Fig. 6 die Anwendung der Folie nach Fig. 1 an einer Türverkleidung und einer Sonnenblende.
Gemäß Fig. 1 besteht die Folie aus einer Außenschicht 1 und einer Innenschicht 2. Die Außenschicht 1 weist eine lederähnliche Oberflächenstruktur auf und besitzt eine hohe Erweichungstemperatur. Sie kann z. B. aus einem Polyolefingemisch von Polypropylen/Polyethylen mit EPDM bestehen. Die Innenschicht 2 besitzt eine hohe Energieaufnahmefähigkeit im Hochfrequenzfeld. Sie kann z. B. aus einem Polyolefingemisch aus Polypropylen/Polyethylen mit beispielsweise 30 Gew.-% EVA bestehen.
Gemäß Fig. 2 weist die Folie nach Fig. 1 auf der von der Außenschicht 1 abgewandten Seite der Innenschicht eine Schaumkunststoffschicht 3 auf, beispielsweise aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis. Nach Fig. 3 ist die Schaumkunststoffschicht 3 zwischen der Außenschicht 1 und der Innenschicht 2 angeordnet. Nach Fig. 4 weist die Folie nach Fig. 2 auf der von der ersten Innenschicht 2 abgewandten Seite der Schaumkunststoffschicht 3 eine zweite Innenschicht 4 auf, die in gleicher Weise wie die Innenschicht 2 zusammengesetzt sein kann. Vorzugsweise besitzt die zweite Innenschicht 4 jedoch eine niedrigere Erweichungstemperatur, damit sie beispielsweise durch eine geringere Schmelzviskosität in ein Textil- oder dgl. poröses Material eindringen kann. Dazu kann die zweite Innenschicht 4 z. B. einen höheren Gehalt des polaren Copolymerisats, also beispielsweise von EVA aufweisen, als die erste Innenschicht 2.
Die Herstellung der Verbundfolien nach Fig. 1 bis 4 kann durch Coextrusion erfolgen.
Gemäß Fig. 5 wird eine Türverkleidung aus einem Formteil 5 aus Kunststoff, z. B. ABS, mit einer Textilgewebeschicht 6 in einem bestimmten Bereich versehen. Dazu ist auf das Kunststofformteil 5 das Textilgewebe 6 aufgebracht worden. Das Formteil 5 wird dann einschließlich des Textilgewebes 6 mit der Folie 7 nach Fig. 1 aus der Außenschicht 1 und der Innenschicht 2 bedeckt. Die Folie 7 wird dann im Randbereich des Textilgewebes 6 dem Hochfrequenzfeld einer Hochfrequenzschweißelektrode 8 ausgesetzt. Dadurch schmilzt die Innenschicht 2 der Folie 7, wodurch sie sich mit dem Textilgewebe 6 im Bereich der Schweißelektrode fest verbindet. In dem durch die Schweißelektrode 8 erwärmten Bereich der Folie greift ein Messer 9 an, wodurch die restliche Folie 7 auf dem Textilgewebe 6 herausgeschnitten wird.
Gemäß Fig. 6 ist der Körper 10 einer Sonnenblende auf beiden Seiten mit der Folie 7 bedeckt. Mit der Hochfrequenzschweiß­ elektrode 8 und dem Messer 9 wird an der Außenkante der Sonnenblende eine Schweißnaht durch Folienverschweißung gebildet.

Claims (13)

1. Im Hochfrequenzfeld schweißbare Kunststoffolie zur Verkleidung eines Teiles, insbesondere eines Innenausstattungsteiles eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Außenschicht (1) mit einem dielektrischen Verlustfaktor tan δ von weniger als 10-4 und wenigstens eine dem zu verkleidenden Teil (5) zugewandte Innenschicht (2, 4) mit einem dielektrischen Verlustfaktor tan δ von mehr als 10-3 aufweist.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (1) aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis besteht.
3. Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein elastomeres Copolymerisat enthält.
4. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (2, 4) aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis besteht, dem ein polares Polymerisat zugesetzt ist.
5. Folie nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin aus Polypropylen und/oder Polyethylen besteht.
6. Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des polaren Polymerisats mindestens 10 Gew.-% beträgt.
7. Folie nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Polymerisat ein Copolymerisat mit einem Olefin als Monomer-Komponente ist.
8. Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Olefin-Monomer-Komponente Ethylen und das Copolymerisat Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat (EVA), Ethylen- Methylacrylat-Copolymerisat (EMA) oder Ethylen-Ethylacrylat- Copolymerisat (EEA) ist.
9. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht aus einem Kunststoff auf Polyurethan- oder Polyester-Basis besteht.
10. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen der Außenschicht (1) und dem zu verkleidenden Teil (5, 10) eine weiche Schicht aufweist.
11. Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die weiche Schicht eine weichelastische Schaumkunststoffschicht (3) ist.
12. Folie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumkunststoffschicht (3) aus wenigstens zwei Teilschichten besteht, wobei die dem zu verkleidenden Teil (5, 10) zugewandte Teilschicht einen höheren Verformungswiderstand aufweist als die der Außenschicht (1) zugewandte Teilschicht.
13. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Innenschichten (2, 4) aufweist, wobei die dem zu verkleidenden Teil (5, 10) benachbarte Innenschicht (4) eine niedrigere Schmelzviskosität besitzt als die von dem zu verkleidenden Teil (5, 10) abgewandte Innenschicht (2).
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