DE9013113U1

DE9013113U1 - Formteil, bestehend aus einer Fasermatte

Info

Publication number: DE9013113U1
Application number: DE9013113U
Authority: DE
Original assignee: Polyvlies Franz Beyer & Co Kg 4446 Hoerstel De GmbH
Current assignee: Polyvlies Franz Beyer & Co Kg 4446 Hoerstel De GmbH
Priority date: 1990-09-15
Filing date: 1990-09-15
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2000-09-16

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Formteil, bestehend aus einer textiler* Faserplatte, welches ausschließlich durch Zufuhr von Wärme und Krafteinleitung in ihre endgültig;: Form gebracht wurde, selbsttragend und in der Regel oberflächenveredelt ist, auf Basis einer Non-woven-Fasermattt. mit produktspezifischen Eigenschaften.

Aufgabe üer Erfindung war es insbesondere, die sinnvollen Bauprinzipien der Natur in der Konstruktion aufzunehmen, und die wichtigsten Maximen der Zukunft an die Gestaltung neuer Produkte zu integrieren, wie

a) Aufbau unter niedrigen energetischen Kosten

b) Konstruktion unter dem Aspekt des geringsten
Materialverbrauchs

= Leichtbau

c) Wiederverwertung ohne Abfall

Ein weiteres Ziel war es , die bisher eingesetzten stark umweltbelastenden Materialien zu ersetzen, und die darauf ausgelegten Verfahren so zu verbessern, daß mit geringerem Materialaufwand schneller, mit weniger Arbeitsschritten, vor allem jedoch auch umweltfreundlicher am Arbeitsplatz ein wiederverwertbares Produkt aus einem Polymerwerkstoff einzusetzen ist, welches es ermöglicht, im Rahmen des Recyclings, mit oder ohne Oberflächenmaterialien weitgehend ohne Separierung zu einem wieder verwertbaren identischem Polymerwerkstoff zu kommen, oder aber als Polymerlegierung mit guten anwendungstechnischen Eigenschaften wieder aufbereitet zu werden.

Im ungünstigsten Fall ist Energierecycling ohne Freisetzung schädlicher Stoffe zu gewährleisten. Die Oberflächenveredelung sollte möglichst in den Verforjriungsprozeß eingegliedert werden.

Bei bisher produzierten Artikeln für den Bereich Fahrzeug , worauf hiermit vorwiegend Anspruch erhoben wird, sind Materialien n>.it höchsten Marktanheilen eingesetzt, wie etwa Baumwoll- bzw. Baumwollmischfaserwerkstoffe und reine

Mischfasermatten, gekennzeichnet durch hohe Anteila an Duroplasten mit z.B. Formaldehyd-, Phenol- oder Styrolbelastung. Außerdem findet man auch FCKW-getriebene Polystyrolprodukte und im großen Umfang Schaumplatten mit Glasverstärkung aus PUR mit Isocyanatbelastung, die nicht recyclebar sind.

Wiederverwertbarkeit ist in der Praxis bei den angefahrten Produkten nicht vorhanden, da Aufbereitung wegen der Zusammensetzung aus unterschiedlichen Polymeren, anorganisehen wie organischen Zuschlagstoffen unwirtschaftlich und die Verwertung -m Rahir &eegr; des Verbrennans technisch nie*-·; immer zu verantworten &iacgr; ·&ldquor;.

Dies gilt insbesondere bei bs. iits £e~*" eingebauten Teilen im RahiP.·-·.--! der Entsorgung. Selbst wirtschaftliche Entsorgungen oder stoffliches Verwsriu^ in er Herstellung der Teile siwd nicht gegeben. Die Probleme bei den zur Zeit eingesetzten Produkten liegen darin, daß diese Fertigteile, die ohnehin schon &kgr; as mehreren Werkstoffen zusammengesetzt sind, zusätzlich mit polymerfremden Dekormaterialien kns-.-hiert werden müssen. Darüber hinaus werden in der Produktion des Halbzeugs wie auch in der Weiterverarbeitung zum Fertigteil lösungsmittelhaltige Klebesysteme und Harze verwendet die auch später als Fertigteil noch flüchtige Substanzen freisetzen, welche in der Zukunft vermieden werden müssen.

' Diese Probleme wurden durch den Einsatz nachstehend näher bestimmter Fassrkombinationen und nach Bedarf polymereinheitlichen Verstärkungsmaterialien gelöst, die abhängig j von Größe und Eigenschaftsbild des Formteils in bezug auf Mischungsverhältnis, Verstärkungsmaterialien, Flächengewicht und Vernadelungstechnik dargestellt werden müssen.
So wird als Basismaterial eine Type A Polyester- oder als Alternativanspruch Polyolef ink'U.-bef aser eingesetzt, vorwiegend von Klebefasertypen mit erhöhten amorphen Anteilen. Als Fasertype B kommt jeweils eine normale polymereinheitliche Polyester- oder Polyolefinfaser hinzu. Beide Fasertypen haben eine Stapellänae von 30 - 170 mm und 1,5 - 150 dtex. Auch der Einsatz von Endlosfasern beim Typ

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A oder B, oder beiden ist möglich. Der Materialanteil bezw. das Mischungsverhältnis liegt zwischen 0 und 100 % bei Type A, b^i Type B zwischen 0-50 Prozent, gerechnet ohne evtl. Verstärkungsmaterialien, und kann bei einem Fcrmhimmel z.B. bei 70 % Type A und 30 % Type B liegen.
Diese Fasern werden homogen ver..^; .ent und über mechanische Verfestigung locker vernadelt. Polymereinheitliche Werkstoffe wie ^^ispielsweise Gewebe, Gelege, Spinnvliese oder Pulver können zur Verstärkung, ganz oder in Teilbereichen, mit eingearbeitet oder an den Oberflächen, ebenfalls ganz oder in Teilbereichen, angelagert, werden. Auch eine mehrschichtige Matte mit in sich unterschiedlichen Mischungsverhältnissen ist möglich.

Die daraus erstellte Matte kann auch bereits mit einer thermoplastischen Haftschicht aus gleichen Polymerwerkstoff versehen werden und als Rollenware oder Format dann in einer Presse verformt, vorgefestigt, gegebenenfalls auch verfestigt sowie kaschiert werden.

Dazu kommt, daß in der Automobilindustrie im Rahmen der immer weiter fortschreitenden Veredelung von Formkörpern mit Textilien - zumindest bei diesen Kaschierungen - zum überwiegenden Teil Polyester- und Polyolefinfasern zum Einsatz gelangen, die als Polyir.ereinhei t mit den im Anspruch als Basisfasern genannten Materialien die Voraussetzung für ein optimales Recycling darstellen.
Selbst bei Kaschierungen mit polymerfremden Produkten, wie PVC-, Kunstleder, PVC-, ABS- und PU-Folien oder Leder läßt sich das Recycling über Aktivierung des sinnvollerweise einzusetzenden thermoplastischen Finders erhalten, da mit dem Abtrennen des Dekormaterials das Trägerteil in seinen Hauptbestandteilen voll recyclebar bleibt.

Die Verformung ist weitgehend mit vorhandenen Maschinenanlagen darstellbar, schneller - da keine zeitabhängige chemische Reaktion - als bei Materialien mit Harzen, wobei die einzuleitenden Kräfte deutlich unter denen liegen, die bei den heutigen Werkstoffen erforderlich sind. Das bedeutet, daß be. neu zu erstellenden Anlagen der

apparative Aufwand an Verformungsanlagen und Werkzeugen deutlich niedriger zu veranlagen ist.

Bei bestimmten FormkSrpern ist. hierbei sogar die Kaschierung der Oberflächenvorderseite oder gar Vorder- und Rückseite in einerr. Arbeitsgang mit dem Verformen möglich.
Die gewünschte Vertestigung wird, anders als bei bisher bekannten und eingesetzten Materialien, ausschließlich über den Druck und die Temperatur unter Berücksichtigung der Verweilzeit gesteuert. Voraussetzung dabei ist, daß die Dicke der Matte vor der Verformung größer ist als die Dicke des verpreßten Formkörpers.

Ob Polyester- oder Polyolefinfasermatten eingesetzt werden, ist abhängig von den eingesetzten Oberflächenmaterialim zu sehen, und von den zu erbringenden iiärmestandf estigkeiten der Formteile.

Neben den Verarbeitungseigenschaften spielt gegenüber konventionellen Werkstoffen auch die geringe Feuchtigkeitsaufnahme und damit gegenüber anderen Matten geringer eintretenden Veränderungen der mechanischen Eigenschaften der Matte eine große Rolle.

In die Verpressung lassen sich durch geeignete Maßnahmen fast alle notwendigen Kaschierprozesse integrieren, was zusammen mit kürzeren Schließzeiten und einfacheren Werkzeugen Investitionskosten begrenzt. Die Entsorgungskosten für die im ersten Abschnitt aufgeführten Problemprodukte bleiben sogar unberücksichtigt.
Für die Oberflächenkaschierungen sind die in der Branche eingesetzten Materialien in der bestehenden Form problemlos zu übernehmen, so insbesondere Gewirke, Vliese und Strickstoffe wegen ihrer natürlichen Elastizität; zum Beispiel im Bereich Formhimmel, Hutablage, Koffer- und Motorraumauskleidung.

Verformung und Kaschierung ist ausschließlich in warmen Werkzeugen durchzuführen. Hierbei kann z.B. das Dekormaterial, welches unter Umständen nur bestimmte wärmebeiastung verträgt (wichtig bei Folien), der oberen niedriger beheizten Werkzeughälfte zugewandt verpreßt werden, während die Werkzeughälfte, die der Fasermatte

zugeneigt ist, eine höhere Temperatur aufweist, um ein schnelleres Aufheizen der Matte mit Wärme zu erreichen. Die Wärmedifferenzen zwischen den Werkzeughälften liegen jedoch relativ eng, damit Spannungen vermieden werden.

Nachfolgend nun ein Beispiel für die Herstellung eines PKW Formhimmels auf Basis einer Polyestermatte ohne thermoplastischer Haftschicht bereits auf der Matte.

Neben einer 1400 g/qm Polyesterfasermatte wird ein 170 g/qm

Polyestergewirke eingesetzt und eine Polyester-Haftfolie T

mit einer Aktivierungstemperatur von 150 - 170 Grad Celsius

und einer Wärmestandf estigkeil" von 110 Grad C. Das ■.

Polyestergewebe wird über Strahlungswärme vorgewärmt, die ?;

Trennfolie von der Klebefolie abgezogen und beide

Materialien zwischen die Werkzeughälften gezogen. Die '■,

Fasermatte wird von der Rolle ebenfalls zwischen die

Werkzeuge eingeführt, wobei partiell in den Bereichen, in |

denen besonders hohe Festigkeiten verlangt werden, Ji

Polyesterpulver mit einer Aktivierungstemperatur von $

ebenfalls ca. 160 Grad aufgestreut wird. Die Ober- und '

Unterwerkzeuge sind auf ca. 175 ⁰C aufgeheizt und können £jj

extrem verpreßte Randbereiche, um 1 mm darstellen, sowie %

die statischen und optisch bedingten Verformungs- und &idiagr;

Verfestigungsbereiche. &ldquor;

Die erzielte, über Verweilzeit gesteuerte Wärme in der |

Fasermatte reicht aus, Klebefolie Fasermatte und P

Polyestergewirke zu verbinden und durch den gleichzeitig ausgeübten Druck eine ausreichende Dimensionsstabilität des Formteils zu erzielen, die genügt, um das Teil in ein Auskühlwerkzeug zu überführen, wo nach wenigen Sekunden dann der Formhimmel seine endgültige Form erhält, um gegebenenfalls gleichzeitig gestanzt oder einer Weiterverarbeitung zugeführt zu werden.

In den verpreßten Bereichen kann rückseitig, im Verformungsprozess integriert, eine in Klarschrift oder einer Art Barcodierung ausgeführte Kennzeichnung mit ausgeführt werden, welche niederverwertungsanleitungen enthält.

Claims

SCHUTZANSPROCHE

1) Formteil, bestehend aus einer Fasermatte, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Faser Type A auf Basis einer Polyester- oder alternativ einer Polyolefin-Klebefaser mit hohen amorphen Anteilen, einer Faserdicke von 1,5 bis 150 dtex und einer Stapeif aseriänge von 30 - 170 «iiü , und zweitens aus einer Polyesterfaser oder Polyolefinfaser der Type B, immer aber polymereinheitlich, mit einer Fasetdicke von 1,5 150 dtex und einer Stapelfaserlänge von 30 - 170 mm, alternativ für eine, oder beide Typen auch Endlosfasern besteht, wobei dasselbe ausschließlich mit Kraft und Wärme verformt und verfestigt wurde, und somit ohne artfremde Bindersysteme Teile darstellt, welche in der Anwendung, freitragend oder eingebaut, dimensionsstabil bleiben.

2) Formteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet da "lurch,

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oder beiden Oberflächen, ganz oder in Teilbereichen, polymereinheitliche Verstärkungsstoffe, wie Gewebe, Gelege, Vliese, Fasern, Pulver, Profile, oder eine Kombination dieser Verstärkungsstoffe erhält.

3) Formteil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine oder beide Oberflächen einen thermoplastischen Haftvermittler aus dem jeweils der Faser entsprechenden Polymerwerkstoff haben.

4) Formteil nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß eine oder beide Oberflächen Dekorschichten aus polymergleichrBn Werkstoffen haben.