DE4429355A1 - Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteiles für Verkehrsmittel - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteiles für Verkehrsmittel

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Innenausstattungsteilen für Verkehrsmittel, insbesondere Kraftfahrzeuge, die aus einem tragenden, formerhaltenden Teil und einem die Sichtseite des Innenausstatungsteiles bildenden Dekorteil bestehen, wobei das tragende formerhaltende Teil aus einem mittels Verstärkungseinlagen versteiften Kunststoffmate­ rial besteht
Innenausstattungsteile von Verkehrsmitteln, insbesondere Kraftfahrzeugen, müssen in der Regel, d. h. abgesehen von kaum oder gar nicht mit dem Benutzer oder Ladegut des Verkehrmit­ tels in Berührung kommenden Teilen, wie beispielsweise der Dachhimmel, eine gewisse Mindestfestigkeit gegenüber mechani­ scher Beanspruchung, d. h. z. B. eine bestimmte Biege- und Zug­ festigkeit, aufweisen. Zugleich ist aber für alle Innenaus­ stattungsteile auch eine gewisse Formhaltigkeit gegenüber na­ türlichen Einflüssen, wie Temperatur und Temperaturwechsel, z. B. eine innerhalb bestimmter Grenzen vorgegebene thermische Längenausdehnung, oder eine begrenzte Fechtigkeitsaufnahme und dergl. mehr erforderlich. Neben der Erfüllung solcher mechani­ scher Festigkeitsanforderungen wird an die Gestaltung von In­ nenausstatungsteilen von Verkehrsmitteln, insbesondere Kraft­ fahrzeugen aber auch die Anforderung eines möglichst geringen Gewichtes sowie der unmittelbaren Befestigung von bzw. der un­ mittelbaren Verbindung mit die Sichtseite des Innenausstat­ tungsteiles bildenden Dekormaterialien, wie Folien aus ABS, ASA, TPO, PVC, PE, PP oder Pur oder aber natürlichen Dekorma­ terialien wie Leder, Stoff, Velours oder Teppich gestellt. Schließlich sollen Innenverkleidungsteile von Verkehrsmitteln auch noch ein Mindestmaß an schalldämmenden Eigenschaften be­ sitzen und zu alledem auch noch mit einem geringstmöglichen Aufwand in recyclingfreundlicher Weise herstellbar sein. Um eine größtmögliche Anzahl dieser an die Innenausstattungsteile insbesondere von Kraftfahrzeugen, gestellten Anforderungen zu erfüllen wurden diese bisher aus einer Trägerplatte aus einem handelsüblichen sowie geschäumten PUR-Gemisch und einem mit diesem verbundenem bzw. verklebtem Dekormaterial hergestellt, in der Weise, daß in die Schäumform zunächst das Dekormaterial eingelegt und anschließend das aus handelsüblichem Material bestehende schäumbare PUR-Gemisch eingebracht wurde, wobei es angesichts der beim Aufschäumen auftretenden Reaktionsdrücke erforderlich war, zumindest Nahtstellen des Dekormaterials mit einer besonderen Folie abzudecken, um ein Durchtreten der Auf­ schäumung zur Sichtseite des Innenausstattungsteiles hin zu unterbinden. Sofern es aus Festigkeitsgründen weiterhin erfor­ derlich war die Trägerplatte besonders zu verstärken wurden die als Füll- oder Verstärkungsmaterial bekannten und bewähr­ ten Materialien, wie Mineral- oder Kunststoffasern eingesetzt, wobei die Mineral- oder Kunststoffasern meist in Form eines Vlieses, gelegentlich auch in Form von Strängen in die Schäum­ form eingelegt wurden, bevor das schäumbare Material einge­ bracht wurde.
Die Verwendung von Kunststoff- oder Mineralfasern, wie auch die Verwendung von Mineralmaterial überhaupt, als Füllstoff oder Verstärkungsmaterial ist zum einen aufwendig und zum anderen wenig recycling- bzw. abfallbeseitigungsfreundlich sowie schließlich auch mit einem sehr hohen Gewichtsanteil behaftet. Insbesondere bedingt die Verwendung eines aus mineralischem Fasermaterial bestehenden Verstärkungsmaterials auf der einen Seite eine Belastung des Arbeitsbereiches, insbesondere der Gesundheit der mit der Herstellung der Innenverkleidungsteile befaßten Arbeiter und führt auf der anderen Seite, z. B. bei einer Verbrennung von Abfall, zu einem erhöhten Anfall von unerwünschter und nicht verwertbarer Schlacke. Hier ist vor allem auch in Betracht zu ziehen, daß im Rahmen einer Abfall­ verbrennung auch ein gewisser Anteil an Heizmaterial erfor­ derlich ist, der bisher durch Zuführung von Erdöl bzw. Heizöl gestellt werden muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteiles für Verkehrs­ mittel, insbesondere Kraftfahrzeuge, zu schaffen, welches zwar einerseits die Erfüllung aller an ein Innenausstattungsteil zu stellenden mechanischen Festigkeitsanforderungen sowie die Anforderungen an die Temperaturunabhängigkeit erlaubt, ande­ rerseits aber zugleich auch eine Verringerung der Herstel­ lungskosten bei gleichzeitiger Verbesserung der Recyclingfreundlichkeit sowie einem geringstmöglichen Gesamtgewicht gewährleistet. Ein wesentlicher Teil der gestellten Aufgabe besteht dabei zugleich darin, einerseits die Arbeitsbedingun­ gen für die mit der Herstellung der Innenausstattungsteile be­ faßten Arbeiter und andererseits die Recyclingbedingungen bzw. überhaupt die Abfallbeseitigungsbedingungen, insbesondere der Abfallverbrennung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, daß für die Herstellung von Innenausstattungsteilen als schäumbares Kunststoffmaterial ein aus natürlichen Poly­ olen, insbesondere pflanzlicher Herkunft, oder aus recycelten Polyolen und Isocyanaten bzw. einer Zubereitung aus Polyäther­ und/oder Polyesterpolyolen und höherwertigen aromatischen oder aliphatischen Isocyanaten bestehendes Gemisch und in Verbin­ dung damit ein aus natürlichen Fasern bestehendes Material als Verstärkungseinlage verwendet wird.
Die Verwendung eines natürlichen Fasermaterials als Verstär­ kungsmaterial bzw. Füllstoff für ein aus natürlichen oder recycelten Polyolen sowie einem Gemischanteil aus Isocyanaten bestehenden und geschäumtem Kunststoffanteil herzustellende Innenausstattungsteile für Verkehrsmittel, insbesondere Kraft­ fahrzeuge, ermöglicht unbeschadet der Erreichung der erforder­ lichen mechanischen und thermischen Eigenschaften des Innen­ verkleidungsteiles einerseits neben einer Senkung des Her­ stellungsaufwandes, da hierfür weitgehend recyceltes Material eingesetzt werden kann, und andererseits eine erhebliche Ver­ ringerung des Gewichtes des Innenverkleidungsteiles. Zusätz­ lich zu diesen Vorteilen gesellt sich auch noch der Effekt, daß aus natürlichem Fasermaterial bestehendes Verstärkungsma­ terial bzw. Füllstoffmaterial zu einer allen auftretenden An­ forderungen bezüglich der Temperaturbeständigkeit bzw. be­ grenzten Wärmeausdehnung des Innenverkleidungsteiles in opti­ maler Weise genügenden Problemlösung führt. Ein ganz besonde­ rer Vorteil der Verwendung natürlichen Fasermaterials ist fer­ ner darin zu sehen, daß die mit der Verwendung z. B. von Glas­ faser verbundene gesundheitliche Belastung der Arbeiter be­ seitigt ist. Darüberhinaus wird schließlich noch eine ent­ scheidende Verbesserung der Abfallbeseitigung, insbesondere Müllverbrennung dadurch erreicht, daß im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Innenverkleidungsteile nicht nur prak­ tisch schadstofffrei verbrannt werden können, sonder im Rahmen der Müllverbrennung zugleich auch als Heizmaterial dienen und somit den bisher erforderlichen zusätzlichen Einsatz von Erdöl bzw. Heizöl überflüssig machen.
Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung auch die Ver­ wendung von handelsüblichem PUR-Gemisch vorgesehen werden, falls natürliche oder recycelte Polyole, beispielsweise in­ folge ununzureichender Recyclingkapazitäten, nicht in aus­ reichender Menge zur Verfügung stehen.
In Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das aus natürlichen Fasern bestehende Material in eine der Raumform des herzustellenden Innenausstattungsteiles entspre­ chend gestaltete sowie beheizbare (Schäum-)Form eingelegt und anschließend ein reaktionsfähiges, schäumbares Gemisch aus na­ türlichen oder recycelten Polyolen und Isocyanaten bzw. einer Zubereitung aus Polyäther- und/oder Polyesterpolyolen und hö­ herwertigen aromatischen oder aliphatischen Isocyanaten mit einem Dosierdruck von 100 bis zu 300 bar gemischt und nachfol­ gend in die (Schäum-)Form eingebracht sowie in der (Schäum-) Form bei einem Reaktionsdruck zwischen 3 und 300 bar aufge­ schäumt und ausgehärtet wird, wobei das Verhältnis von Ver­ stärkungseinlage zu Polyol- und Isocyanat-Gemisch bzw. der Zu­ bereitung aus Polyäther- und/oder Polyesterpolyolen und hö­ herwertigen aromatischen oder aliphatischen Isocyanaten zweck­ mäßigerweise in einem Bereich von 10 zu 90% bis 90 zu 10% liegt und wobei sich ferner das Mischungsverhältnis von natür­ lichen oder recycelten Polyolen zu Isocyanaten in einem Ver­ hältnisbereich zwischen 100 : 40 bis 100:200 bewegt.
Vorteilhafterweise wird das aus natürlichem Fasermaterial be­ stehende Material der Verstärkungseinlage in einem dem Einle­ gen in die Schäumform vorausgehenden Verfahrensschritt einem Trocknungsprozeß unterworfen, wobei der Trocknungsprozeß ent­ weder dem Einlegen in die Schäumform unmittelbar vorausgehend ausgeführt wird oder Maßnahmen angewendet werden, welche nach dem Trocknungsprozeß eine erneute Wasseraufnahme durch das Verstärkungsmaterial ausschließen.
Für die Verstärkungseinlage kann als völliger oder teilweiser Ersatz für Neumaterial auch recyceltes Material, wie in geeig­ neter Weise zerkleinertes Altpapier, gebrauchtes und gereinig­ tes Gewebe und dergl. verwendet werden.
Für die Verstärkungseinlage werden als natürliches langfase­ riges Material bevorzugterweise Jute-, Flachs-, Kokos-, Bananen-, Baumwolle-, Sisal-, Hanf-, oder Ramiefasern sowie Stroh verwendet, wobei dieses natürliche langfaserige Material oder natürliches langfaseriges Material überhaupt aus rezy­ klierten Gewebefetzen oder dergl. gewonnen werden kann.
Als natürliches kurzfaseriges Material für die Verstärkungs­ einlage werden Papierschnitzel verwendet, die bevorzugterweise aus Altpapier oder aus industriellen Papierabfällen gewonnen werden.
Darüberhinaus eröffnet das erfindungsgemäße Verfahren dem An­ wender auch eine weitreichende Gestaltungs- bzw. Anpassungs­ freiheit an vorzugebende Anforderungen bezüglich der mechani­ schen oder thermischen Eigenschaften eines herzustellenden Innenverkleidungsteiles. Hierzu gehört nicht nur die Möglich­ keit das Verhältnis von Verstärkungs- oder Füllmaterial zu PUR-Gemisch innerhalb eine Grenzen 90 zu 10% variieren zu können, sondern in Verbindung damit auch eine Vielfalt von Anordnungsmöglichkeiten der Verstärkungseinlage innerhalb des Innenverkleidungsteiles. So kann in einer ersten Verwirkli­ chungsform vorgesehen sein, daß aus natürlichen Fasern, ins­ besondere Schnitzel oder Langfasern, bestehendes, die Verstär­ kungseinlage bildendendes Material ungerichtet, wirr, geformt oder vorgeformt in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
Gemäß einer anderen Verwirklichungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann aber auch vorgesehen sein, daß das aus natür­ lichen Fasern bestehende, die Verstärkungseinlage bildende Material mindestens teilweise gerichtet, z. B. als Vlies, Ge­ webe oder Gewirke in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
Ferner kann nach einer besonderen Verwirklichungsform des er­ findungsgemäßen Verfahrens aber auch vorgesehen sein, daß das aus natürlichen Fasern bestehende, die Verstärkungseinlage bildende Material schichtenweise übereinanderliegend und ab­ wechselnd in Form wirrer Verstärkungseinlagen und gerichteter Verstärkungseinlagen in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
Unbeschadet der Anwendung einer der vorgenannten Verfahrens­ weisen kann, zur Herstellung eines einer besonderen Anwendung optimal angepaßten Innenausstattungsteiles, aber auch vorge­ sehen sein, daß zusätzlich zu einer aus wirr eingelegtem na­ türlichen verhältnismäßig kurzfaserigem Fasermaterial beste­ henden Verstärkungseinlage in der Hauptbelastungsrichtung des Innenausstattungsteiles ausgerichtet eine aus gerichtetem langfaserigem Fasermaterial bestehende Verstärkungseinlage in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
Um ein Innenausstattungsteil in einen Verfahrensgang ge­ brauchsfertig herzustellen, wird, für den Fall, daß die Sichtseite des Innenausstattungsteiles durch eine Kunststoff­ folie gebildet sein soll, vorgeschlagen, daß dem Einlegen der Verstärkungseinlage vorausgehend ein die Sichtseite des Innen­ ausstattungsteiles bildendes Dekormaterial aus ABS, ASA, TPO, PVC, PE, PP oder PUR eingebracht wird.
Entsprechend wird für den Fall, daß für die Sichtseite des Innenausstattungsteiles ein Bezug aus einem natürlichen Werk­ stoff vorgesehen ist, vorgeschlagen, daß dem Einlegen der Ver­ stärkungseinlage vorausgehend ein die Sichtseite des Innenaus­ stattungsteiles bildendes Dekormaterial aus Leder, Stoff, Velours, Teppich eingebracht wird.
Ein im voraufgehend beschriebenen Verfahren hergestelltes Innenausstattungsteil für Verkehrsmittel, insbesondere Kraft­ fahrzeuge, welches aus einem tragenden, formerhaltenden Teil und einem die Sichtseite des Innenausstatungsteiles bildenden Dekorteil gebildet ist, wobei das tragende formerhaltende Teil aus einem mittels Verstärkungseinlagen versteiften Kunststoff­ material besteht, gekennzeichnet sich im Wesentlichen dadurch, daß sein tragendes Teil aus einem geschäumten Kunststoffmate­ rial aus natürlichen oder recycelten Polyolen und Isocyanaten bzw. einer Zubereitung aus Polyäther- und/oder Polyesterpoly­ olen und höherwertigen aromatischen oder aliphatischen Iso­ cyanaten und einer Verstärkungseinlage aus natürlichen Fasern besteht, wobei der Anteil von Verstärkungsmaterial zwischen 10% und 90% beträgt.
Weiter ist ein solches Innenverkleidungsteil in einer ersten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs­ einlage des tragenden Teiles aus Jute-, Flachs-, Kokos-, Bananen-, Baumwolle-, Sisal-, Hanf-, oder Ramiefasern sowie Stroh besteht.
In einer zweiten Ausführungsform ist ein Innenverkleidungsteil dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage des tra­ genden Teiles aus Papierschnitzeln besteht.
Weitere Kennzeichnungsmerkmale eines erfindungsgemäßen Innen­ verkleidungsteiles ergeben sich aus den vorstehend geschilder­ ten Materialverwendungen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung von Innenausstattungsteilen für Verkehrsmittel, insbesondere Kraftfahrzeuge, die aus einem tragenden, formerhaltenden Teil und einem die Sichtseite des Innenausstatungsteiles bildenden Dekorteil bestehen, wobei das tragende formerhaltende Teil aus einem mittels Verstärkungseinlagen versteiften Kunststoffmaterial be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial eine Zubereitung aus Polyäther- und/oder Polyesterpolyolen und höherwertigen aromatischen oder aliphatischen Isocya­ naten bzw. ein aus natürlichen oder recycelten Polyolen und Isocyanaten bestehendes Gemisch in Verbindung mit einem aus natürlichen Fasern bestehendem Material als Verstärkungs­ einlage verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus natürlichen Fasern bestehende Material in eine der Raumform des herzustellenden Innenausstattungsteiles ent­ sprechend gestaltete sowie beheizbare (Schäum-)Form einge­ legt und anschließend ein reaktionsfähiges, schäumbares Gemisch aus natürlichen oder recycelten Polyolen und Iso­ cyanaten bzw. eine Zubereitung aus Polyäther-und/oder Poly­ esterpolyolen und höherwertigen aromatischen oder aliphati­ schen Isocyanaten mit einem Dosierdruck von 100 bis zu 300 bar gemischt und in die (Schäum-)Form eingebracht sowie in der (Schäum-)Form bei einem Reaktionsdruck zwischen 3 und 300 bar aufgeschäumt und ausgehärtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mischungsverhältnis zwischen schäumbarem und aus natürlichen oder recycelten Polyolen und Isocyanaten bzw. einer Zubereitung aus Polyäther- und/oder Polyester­ polyolen und höherwertigen aromatischen oder aliphatischen Isocyanaten bestehendem Kunststoffmaterial und Verstär­ kungseinlage in einem Bereich von 10 zu 90% bis 90 zu 10% bewegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mischungsverhältnis von natürlichen oder recycelten Polyolen zu Isocyanaten bzw. von Polyäther- und/ oder Polyesterpolyolen und höherwertigen aromatischen oder aliphatischen Isocyanaten in einem Verhältnisbereich zwi­ schen 100 : 40 bis 100 : 200 bewegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus natürlichen Fasern bestehende Ma­ terial der Verstärkungseinlage in einem dem Einlegen in die Schäumform vorausgehenden Verfahrensgang getrocknet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus natürlichen Fasern, insbesondere Schnitzel oder Langfasern, bestehendes, die Verstär­ kungseinlage bildendendes Material ungerichtet, wirr, geformt oder vorgeformt in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus natürlichen Fasern bestehende, die Verstärkungseinlage bildende Material mindestens teil­ weise gerichtet, z. B. als Vlies, Gewebe oder Gewirke in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus natürlichen Fasern bestehende, die Verstärkungseinlage bildende Material schichtenweise übereinanderliegend und abwechselnd in Form wirrer Ver­ stärkungseinlagen und gerichteter Verstärkungseinlagen in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer, bevorzugterweise aus wirr eingelegtem natürlichen und verhältnismäßig kurz­ faserigem Fasermaterial bestehenden Verstärkungseinlage in der Hauptbelastungsrichtung des Innenausstattungsteiles ausgerichtet eine aus gerichtetem langfaserigem Fasermate­ rial bestehende Verstärkungseinlage in die (Schäum-)Form eingelegt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlegen der Verstärkungseinlage vorausgehend ein die Sichtseite des Innenausstattungstei­ les bildendes Dekormaterial aus ABS, ASA, TPO, PVC, PE, PP oder PUR eingebracht wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlegen der Verstär­ kungseinlage vorausgehend ein die Sichtseite des Innen­ ausstattungsteiles bildendes Dekormaterial aus Leder, Stoff, Velours, Teppich eingebracht wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als natürliches langfaseriges Material für die Verstärkungseinlage Jute-, Flachs-, Kokos-, Bananen-, Baumwolle-, Sisal-, Hanf-, oder Ramie­ fasern sowie Stroh verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als natürliches kurzfaseriges Material für die Verstärkungseinlage Papierschnitzel verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das natürliche langfaserige Material der Verstärkungseinlage aus rezyklierten Gewebefetzen oder dergl. besteht.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das natürliche kurzfaserige Material der Verstärkungseinlage aus Papierschnitzeln, insbesondere Recyclingpapier besteht.
16. Im Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche hergestelltes Innenausstattungsteil für Verkehrs­ mittel, insbesondere Kraftfahrzeuge, welches aus einem tragenden, formerhaltenden Teil und einem die Sichtseite des Innenausstatungsteiles bildenden Dekorteil gebildet ist, wobei das tragende formerhaltende Teil aus einem mittels Verstärkungseinlagen versteiften Kunststoffmate­ rial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das tragende Teil aus einem geschäumten Kunststoffmaterial aus natür­ lichen oder recycelten Polyolen und Isocyanaten und einer Verstärkungseinlage aus natürlichen Fasern besteht, wobei der Anteil von Verstärkungsmaterial zwischen 10% und 90% beträgt.
17. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungseinlage des tragenden Teiles aus Jute-, Flachs-, Kokos-, Bananen-, Baumwolle-, Sisal-, Hanf-, oder Ramiefasern sowie Stroh besteht.
18. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungseinlage des tragenden Teiles aus Papierschnitzeln besteht.
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