WO2020212022A1 - Verfahren zur herstellung eines verkleidungsbauteils und verkleidungsbauteil - Google Patents

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WO2020212022A1 PCT/EP2020/056456 EP2020056456W WO2020212022A1 WO 2020212022 A1 WO2020212022 A1 WO 2020212022A1 EP 2020056456 W EP2020056456 W EP 2020056456W WO 2020212022 A1 WO2020212022 A1 WO 2020212022A1
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carrier layer
layer
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carrier
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Uwe Schnabel
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Hib Trim Part Solutions Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a trim component and a trim component, in particular a trim part for the interior of motor vehicles.
  • trim components are known from the prior art, which provide different optical properties and designs.
  • various fiber composite components are also known.
  • a structural component for absorbing high forces is known from EP 2 816 916 B1.
  • Cladding components should not serve as structural components, but should, in particular, be perceived as aesthetic and appear valuable Provide surface.
  • fiber composite components are also used as trim components in the vehicle interior or for the design of certain other vehicle areas, such as in the engine compartment.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a cladding component which are inexpensive and at the same time provide an aesthetically pleasing surface, as in the case of a fiber composite component used as a structural component.
  • a method for producing a trim component which comprises the following steps: Arranging fibers on an adhesive film so that one side of the adhesive film is covered flat with fibers, the fibers adhering to the side of the adhesive film;
  • the fibers attached to it By removing the adhesive film from the carrier layer, only the fibers attached to it remain on the carrier layer, which are at least partially superimposed due to their disordered alignment. If the protective layer is arranged on the carrier element or on the fibers attached to it, the fibers are thereby in different planes of the protective layer. When viewed from the visible side, differently oriented fibers are visible at different distances from the surface of the protective layer that defines the visible side, which results in an aesthetically pleasing and high-quality surface.
  • the fact that no high pressures or temperatures are used in the process means that less energy is required to manufacture the cladding components and the demands on the tools with regard to the load capacity are lower. In addition, the time required to manufacture individual components is reduced, so that the costs for the manufacturing process and the material costs for the trim component are lower are in alternatives known in the art.
  • the cladding components are more cost-effective to manufacture and offer a similar or almost identical and valuable appearance.
  • the fibers are preferably arranged as a plurality of fiber bundles on the adhesive film, the fiber bundles of the plurality of fiber bundles having mutually different lengths.
  • Fiber bundles are also known as roving.
  • the fiber bundles are sections or “snippets” of fiber bundles. These are preferably arranged on the adhesive film in a non-aligned manner with respect to one another.
  • the fiber bundles or rovings each preferably have a flat or elliptical cross section. The lengths of the roving or fiber bundles influence in particular the visual appearance of the cladding part.
  • An advantageous variant of the method provides that when removing the adhesive film, the fibers connected to the carrier layer remain connected to the carrier layer and arranged on it and fibers not connected to the carrier layer, adhering to the adhesive sheet, are removed with the adhesive sheet. As a result, only the fibers directly connected to the carrier layer preferably remain on the carrier.
  • the fibers or the fiber bundles are preferably undirected and distributed chaotically to one another in each step of the method.
  • the fibers on the adhesive film are arranged in a non-oriented or disordered manner with respect to one another and the fibers connected to the carrier layer are arranged in a non-oriented or disordered manner with respect to one another. If the fibers are applied to the adhesive film as fiber bundles, the fibers of a fiber bundle are essentially parallel to one another, the fibers of different fiber bundles or the different fiber bundles being arranged in a chaotic and non-directional manner with respect to one another.
  • the method provides that the adhesive sheet is a statically chargeable sheet, the adhesive sheet is charged with a predetermined static charge, and when the fibers are placed on the adhesive sheet, they adhere to the adhesive sheet by a static attraction caused by the static charge.
  • a continuation of the method is advantageous in which the fibers adhering to the adhesive film adhere to the adhesive film in multiple layers at least in sections and form a fiber layer which is determined at least in sections by several fiber layers.
  • a layer thickness of the fiber layer is determined by a number of the fiber layers adhering to the adhesive film, the number of fibers adhering to the adhesive film or the layer thickness formed thereby being determined by the predetermined static charge. The higher the static charge, the more fibers are attracted, the more fiber layers are formed or held on the adhesive film and the greater the resulting layer thickness.
  • the layer thickness can differ in sections. For example, fewer fibers can be provided in sections or the static charge and the resulting static attraction can be different in sections.
  • the adhesive film is made of PTFE
  • the adhesive film can also be formed from another statically chargeable material or coated therewith.
  • the adhesive film can also be designed as an adhesive element in which one side of the element can be statically charged. There is also one with glue coated adhesive film can be used.
  • an adhesive film can also be provided by magnetism or electromagnetism.
  • the adhesive film is pressed against the carrier layer when the fibers directly adjacent to the carrier layer are connected.
  • a pressing force during such a pressing is comparatively low and is preferably between 0.1 N / mm 2 and 2.0 N / mm 2 .
  • the fibers are arranged as a plurality of fiber bundles or rovings on the adhesive film and pressed with the adhesive film against the carrier layer, the fiber bundles or rovings lose their respective original shape and are pressed flat, so that the individual fibers of a roving continue to be essentially parallel to one another run away, but lose their cohesion.
  • an adhesive is applied flatly to the carrier layer, so that an adhesive layer is formed on which the fibers of the second plurality of fibers are arranged when the adhesive film is arranged on the carrier layer.
  • the fibers lying directly on the carrier layer are connected to the carrier layer by gluing.
  • all fibers which are in direct contact with the adhesive layer are considered to be in direct contact with the carrier element.
  • the method provides, in an advantageous variant, that the fibers lying directly on the carrier layer are laminated onto the carrier layer by pressing and preferably by heating, so that the fibers are firmly bonded to the carrier layer .
  • the protective layer is preferably rigid and scratch-resistant.
  • the method provides, according to a further advantageous embodiment, that the carrier layer with the fibers connected to it is reshaped to form a molded layer composite before the protective layer is formed.
  • the carrier layer can be designed as a film and in particular as a flexible film, so that the carrier layer with the fibers can be reshaped by being applied to a carrier, the carrier serving to fasten the trim part to the vehicle, for example.
  • the carrier layer can be made essentially rigid and can be reshaped by feeding streak or by pressing.
  • the carrier layer can also be formed from a fabric together with a thermoplastic layer, the thermoplastic layer being arranged in particular as a thermoplastic film between the fabric and the fibers.
  • the composite of the molded layers can be glued onto a carrier or back-injected with a carrier in an injection molding process.
  • the protective layer is preferably only applied subsequently.
  • the carrier is formed in particular from plastic.
  • a cover material is applied to the fibers connected to the carrier layer so that the fibers are covered locally by the material and the protective layer formed therefrom and the protective layer is on a side facing away from the carrier layer the fibers form a closed-pore surface.
  • the closed-pore upper surface determines a visible side of the cladding component.
  • the material can be applied locally by hand, for example, but also by machine using cannulas.
  • the cover material forming the protective layer is transparent and preferably comprises a PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate) or PUR (polyurethane) material. Alternatively, the material can also be another scratch-resistant and transparent curing lacquer.
  • the protective layer can optionally also be formed by a TPU film (thermoplastic polyurethane) or a PUR potting compound or a PUR potting compound (polyurethane).
  • the fibers are preferably completely encapsulated and / or saturated by the protective layer.
  • the protective layer in particular a protective layer formed from PUR or a protective layer applied as a film, is thermoplastic and thus 3D deformable.
  • a TPU film, from which the protective layer is formed preferably has a thickness of 200 to 300 ⁇ m.
  • the film is placed on a side of the fibers facing away from the carrier layer and then pressed with pressure and heat with the fibers or against the carrier layer, whereby the protective layer formed from the film has a side facing away from the carrier layer
  • a transparent surface layer can also be formed on a surface of the protective layer facing away from the carrier layer, so that the protective layer has an intermediate layer or intermediate layer surrounding the fibers between the carrier layer and the surface layer forms.
  • a preferably closed-pore surface of the protective layer determines the visible side of the trim part through the transparent surface layer together with the surface layer.
  • the surface layer can be made of PUR (polyurethane) or a scratch-resistant protective varnish. forms are.
  • the fibers lie closer to the carrier layer and individual fiber ends do not protrude far from the carrier layer, it can also be provided as a variant that the fibers already connected to the carrier layer are pressed against the carrier layer in an intermediate step after the adhesive film has been removed.
  • the fibers are in particular basalt fibers, carbon fibers, plastic fibers, metallic fibers, metallized with metal or other fibers that can be attracted by electrostatic charging. Furthermore, it is proposed in a variant of the method that the fibers are designed as fiber pieces each having a length between 2 mm and 200 mm, preferably lengths of 3 mm to 25 mm and more preferably lengths of 5 mm to 10 mm. If the fibers are arranged as a multiplicity of fiber bundles or fiber bundle pieces on the adhesive film and by means of the adhesive film on the carrier layer, the fiber bundles each have lengths between 2 mm and 200 mm, preferably lengths from 3 mm to 25 mm and more preferably lengths from 5 mm to 10 mm.
  • the individual fibers and / or fiber bundles preferably have different lengths in relation to one another.
  • the fibers are in particular recycled fibers, which can be obtained, for example, as fiber cut from other manufacturing processes and can be reused in the process proposed according to the invention.
  • the fibers are preferably not connected to one another before they are applied to the carrier layer and thus in particular no “prepreg”, fabric, scrim or the like.
  • the fibers are not a fleece and are essentially independent of one another.
  • the fibers on the carrier layer are therefore chaotic, disordered and non-directional to one another.
  • Fibers are preferably provided as fiber strands or fiber bundles which comprise a plurality of individual fibers or fiber filaments aligned in parallel.
  • the cladding component comprises a protective layer which forms a visible side of the cladding component, a carrier layer which faces a rear side of the cladding component facing away from the visible side, and a fiber layer arranged between the protective layer and the carrier layer.
  • the fiber layer comprises a multiplicity of fibers which are arranged in multiple layers at least in sections from the carrier layer to the protective layer and are aligned irregularly to one another. The fibers are each at least partially connected directly to the carrier layer and overlap one another from sections.
  • the protective layer also extends between the fibers and forms a closed-cell surface on the visible side of the cladding component.
  • the cladding component includes the carrier for fastening or securing arrangement of the cladding component at the place of use.
  • the carrier can have fastening elements for fastening.
  • Fig. 5 is a schematic plan view of a cladding component of the
  • Visible side; 6a and 6b are photographic images of two cladding components with different materials from the top;
  • 7a to d are photographic images of a cladding component in different lighting or viewing angles.
  • Figures 1 to 5 are schematic examples.
  • Figures 6 and 7 are photographic images to illustrate the achievable optical properties of a cladding component according to the invention or a cladding component produced using the method according to the invention.
  • the same reference symbols in the figures indicate the same functional and / or structural features.
  • Figure 1 shows a cladding component 1 in cross section. The individual fibers
  • the fibers 3 of the cladding component 1 each rest at least in sections on the carrier layer 2 and are connected to the carrier layer 2 via this section.
  • the fibers 3 ‘running orthogonally to the plane of representation lie directly on the carrier layer 2 in another, not shown section plane, and are connected to the carrier layer 2 there.
  • the fibers 3 are only connected to one another via the carrier layer 2 and the protective layer 4, but not directly to one another.
  • the protective layer
  • the fiber bundles are formed when the adhesive film is pressed against the carrier layer 2, so that the fiber bundles lose their original cross-sectional shape and their individual fibers are distributed over a large area.
  • the fibers 3, 3 'of a fiber bundle continue to run essentially parallel, the fibers of different fiber bundles being non-directed to one another. In FIG. 1, the fibers 3 of a fiber bundle would therefore lie essentially congruently in the plane of representation, the fibers 3 'of a fiber bundle being arranged next to one another in the plane of the representation.
  • FIG. 2 an alternative embodiment of a cladding component is shown, which basically corresponds to the cladding component from FIG. 1, the protective layer 4 in FIG S of the trim part is provided.
  • the protective layer 4 can form an uneven surface towards the visible side S as in FIG. 1, the cladding component having a surface layer 5, which compensates for the unevenness of the protective layer and a flat surface towards the visible side S of the cladding component Surface can be provided.
  • the surface layer 5, like the protective layer 4, is also made transparent, so that the underlying structure formed by the fibers 3, 3 'is visible.
  • a surface layer 5 can additionally be provided, as shown in FIG. 4, the surface layer 5 preferably being scratch-resistant and impact-resistant, the fibers 3, 3 'underneath. and the protective layer 4 additionally protects.
  • a cladding component 1 is shown from the top or top view. represents, wherein the transparent protective layer is not provided with a reference number. Only some of the fibers 3 on the carrier layer 2 are shown, the chaotic, non-directional alignment being evident.
  • the fibers 3 shown in FIG. 5 can also be fiber bundles or fiber bundle pieces.
  • FIGS. 6a and 6b and 7a to 7d are intended to illustrate the surface structure and the optical appearance that can be achieved by the method.
  • carbon fibers were used as fibers or as fiber bundles, the visible snippets each being parts of a flat pressed fiber bundle.
  • a mixture of carbon and basalt fibers was used for the cladding component shown in FIG. 6b.
  • fiber bundles made of carbon fibers and fiber bundles made of basalt fibers were mixed and processed according to the method, whereby the different materials resulted in different optical properties in sections.
  • FIGS. 7a to 7d a cladding component is shown at different viewing angles or angles of incidence of light, by means of which the structure formed by the fibers or fiber bundles can be seen and that the fiber bundles are arranged chaotically with respect to one another.
  • FIGS. 7a to 7d due to the changing angle of incidence of light or viewing angle, different fibers reflect or are visible and appear visually.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsbauteils (1) umfassend die Schritte: Anordnen von Fasern auf einer Haftfolie, so dass eine Seite der Haftfolie flächig mit Fasern bedeckt ist, wobei die Fasern an der Seite der Haftfolie anhaften; Anordnen der Haftfolie mit den anhaftenden Fasern an einer Trägerschicht (2), so dass die Fasern zwischen der Haftfolie und der Trägerschicht (2) liegen, wobei zumindest ein Teil der Fasern wenigstens abschnittsweise unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegt; Verbinden der unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegenden Fasern (3) mit der Trägerschicht (2); Entfernen der Haftfolie von der Trägerschicht (2); Bilden einer die Fasern (3) auf der Trägerschicht (2) abdeckenden Schutzschicht (4).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsbauteils und
Verkleidungsbauteil
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsbauteils sowie ein Verkleidungsbauteil, insbesondere ein Zierteil für den Innenraum von Kraftfahrzeugen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Verkleidungsbauteile be- kannt, welche unterschiedliche optische Eigenschaften und Designs bereitstellen. Darüber hinaus sind auch verschiedene Faserverbundbauteile be kannt. Beispielsweise ist aus der EP 2 816 916 B1 ein Strukturbauteil zur Aufnahme hoher Kräfte bekannt.
Verkleidungsbauteile sollen nicht als Strukturbauteile dienen, sondern sollen insbesondere eine als ästhetische wahrgenommen und wertig wirkende Oberfläche bereitstellen.
Die optische Erscheinung von Faserbauteilen wird von vielen Betrachtern als ästhetisch und wertig wahrgenommen. Daher werden im Bereich des Fahrzeugbaus und insbesondere im Bereich des Sportwagenbaus Faserverbund bauteile auch als Verkleidungsbauteile im Fahrzeuginnenraum oder zur Designgestaltung bestimmter weiterer Fahrzeugbereiche wie beispielsweise im Motorraum verwendet.
Diese werden im Stand der Technik jedoch oft durch nicht verschleißfeste Folien gebildet oder wie die mit hohen Kräften belastbaren Strukturbauteile hergestellt. Nachdem die Verkleidungsbauteile nicht die technischen Anforderungen von Strukturbauteilen erfüllen müssen, sind die entsprechenden Fierstellungsverfahren für die zu erfüllende Designfunktion zu teuer.
Insbesondere wird hierfür auf das oben genannte Patent EP 2 816 916 B1 verwiesen, durch welches ein derzeit unter der Bezeichnung„forged carbon“ bekanntes Verfahren zur Fierstellung eines Faserverbundbauteils vorge schlagen wird. Ein mit einem solchen Verfahren hergestelltes Bauteil ist durch die hohen Drücke und die hohen Temperaturen bei der Herstellung und die dafür nötigen Werkzeuge teuer, bietet jedoch eine interessante und ansprechende optische Erscheinung.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Verkleidungsbauteil bereitzustellen, welche kostengünstig sind und zugleich eine wie bei einem als Strukturbauteil verwendeten Faserverbundbauteil ästhetisch ansprechende Oberfläche bereitstellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsbauteils vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst: Anordnen von Fasern auf einer Haftfolie, so dass eine Seite der Haftfolie flächig mit Fasern bedeckt ist, wobei die Fasern an der Seite der Haftfolie anhaften;
Anordnen der Haftfolie mit den anhaftenden Fasern an einer Trägerschicht, so dass die Fasern zwischen der Haftfolie und der Trägerschicht liegen, wobei zumindest ein Teil der Fasern wenigstens abschnittsweise unmittelbar an der Trägerschicht anliegt;
Verbinden der unmittelbar an der Trägerschicht anliegenden Fasern mit der Trägerschicht;
Entfernen der Haftfolie von der Trägerschicht;
Bilden einer die Fasern auf der Trägerschicht abdeckenden Schutzschicht.
Vorzugsweise werden die Schritte des Verfahrens in der gegebenen Reihenfolge durchgeführt, wobei weitere Zwischenschritte eingefügt werden können.
Durch das Entfernen der Haftfolie von der Trägerschicht bleiben auf dieser lediglich die an ihr befestigten Fasern zurück, welche sich durch ihre ungeordnete Ausrichtung zumindest teilweise überlagern. Wird die Schutzschicht auf dem Trägerelement bzw. auf den an ihr befestigten Fasern angeordnet, liegen die Fasern dadurch in verschiedenen Ebenen der Schutzschicht. Von der Sichtseite aus betrachtet sind dadurch unterschiedlich ausgerichtete Fa sern in unterschiedlichen Abständen zu der die Sichtseite bestimmenden Oberfläche der Schutzschicht sichtbar, wodurch sich eine ästhetisch ansprechende und wertig wirkende Oberfläche ergibt.
Dadurch, dass bei dem Verfahren keine hohen Drücke oder Temperaturen verwendet werden, ist für die Herstellung der Verkleidungsbauteile ein geringerer Energieaufwand nötig und die Anforderungen bezüglich der Belastbar keit an die Werkzeuge geringer. Zudem verkürzt sich die Zeit, die zur Herstellung einzelner Bauteile benötigt wird, so dass die Kosten für das Herstellungsverfahren und die Materialkosten für das Verkleidungsbauteil geringer sind bei im Stand der Technik bekannten Alternativen. Die Verkleidungsbauteile sind dadurch kosteneffizienter herstellbar und bieten dabei eine ähnliche bzw. fast identische und wertig wirkende Optik.
Vorzugsweise werden die Fasern als eine Vielzahl von Faserbündeln auf der Haftfolie angeordnet, wobei die Faserbündel der Vielzahl von Faserbündeln zueinander verschiedene Längen aufweisen. Faserbündel werden auch als Roving bezeichnet. Insbesondere handelt es sich bei den Faserbündeln um Teilstücke bzw.„Schnipsel“ von Faserbündeln. Diese werden vorzugsweise zueinander ungerichtet an der Haftfolie angeordnet. Die Faserbündel bzw. Rovings weisen jeweils vorzugsweise einen flachen oder elliptischen Querschnitt auf. Die Längen der Roving oder Faserbündel beeinflussen insbeson dere die optische Erscheinung des Verkleidungsteils.
Eine vorteilhafte Variante des Verfahrens sieht vor, dass beim Entfernen die Haftfolie die mit der T rägerschicht verbundenen Fasern mit der T rägerschicht verbunden und auf ihr angeordnet bleiben und nicht mit der Trägerschicht verbundene Fasern, an der Haftfolie anhaftend, mit der Haftfolie entfernt werden. Vorzugsweise bleiben dadurch nur die unmittelbar mit der Trägerschicht verbunden Fasern an dem Träger zurück.
Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausführung sind die Fasern oder die Faser- bündel vorzugsweise bei jedem Schritt des Verfahrens ungerichtet und zueinander chaotisch verteilt. Entsprechend sind die Fasern auf der Haftfolie zueinander ungerichtet bzw. ungeordnet angeordnet und die mit der Trägerschicht verbundenen Fasern zueinander ungerichtet bzw. ungeordnet ange ordnet. Werden die Fasern als Faserbündel auf die Haftfolie aufgebracht, sind die Fasern eines Faserbündels zueinander im Wesentlichen parallel, wobei die Fasern verschiedener Faserbündel bzw. die verschiedenen Faserbündel zueinander ungerichtet und chaotisch angeordnet sind.
Das Verfahren sieht bei einer ebenfalls vorteilhaften Weiterbildung vor, dass die Haftfolie eine statisch aufladbare Folie ist, die Haftfolie mit einer vorbestimmten statischen Ladung aufgeladen wird und die Fasern beim Anordnen auf der Haftfolie durch eine von der statischen Ladung verursachten statische Anziehung an der Haftfolie anhaften.
Hierbei ist eine Weiterführung des Verfahrens vorteilhaft, bei welcher die an der Haftfolie anhaftenden Fasern zumindest abschnittsweise mehrlagig an der Haftfolie anhaften und eine Faserschicht bilden, welche zumindest abschnittsweise durch mehrere Faserlagen bestimmt ist. Durch eine Anzahl der an der Haftfolie anhaftenden Faserlagen wird eine Schichtdicke der Faserschicht bestimmt, wobei die Anzahl der an der Haftfolie anhaftenden Faser lagen bzw. die dadurch gebildete Schichtdicke durch die vorbestimmte stati sche Ladung festgelegt wird. Je höher die statische Ladung desto mehr Fa sern werden angezogen, desto mehr Faserlagen werden an der Haftfolie gebildet bzw. gehalten und desto größer ist die sich ergebende Schichtdicke. Die Schichtdicke kann sich hierbei abschnittsweise unterscheiden. Beispielsweise können abschnittsweise weniger Fasern bereitgestellt werden oder die statische Ladung und die sich daraus ergebende statische Anziehung abschnittsweise unterschiedlich sein.
Als Zwischenschritt ist es auch möglich, die mit der Trägerschicht verbundenen Fasern statisch zu entladen, so dass diese sich nicht gegenseitig abstoßen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Haftfolie aus PTFE
(Polytetrafluorethylen) gebildet oder damit beschichtet ist, wobei dafür bei spielsweise ein derzeit unter der Bezeichnung„Teflon“ bekanntes PTFE Ma terial verwendet werden kann. Alternativ kann die Haftfolie auch aus einem anderen statisch aufladbaren Material gebildet oder damit beschichtet sein. Die Haftfolie kann auch als Haftelement ausgebildet werden, bei welcher ei ne Seite des Elements statisch aufladbar ist. Zudem ist eine mit Klebstoff beschichtete Haftfolie verwendbar.
Für metallische Fasern kann auch eine Haftfolie durch Magnetismus bzw. Elektromagnetismus bereitgestellt werden.
Bei dem Verfahren kann zudem vorgesehen werden, dass die Haftfolie beim Verbinden der unmittelbar an der Trägerschicht anliegenden Fasern gegen die Trägerschicht gepresst wird. Eine Presskraft bei einem solchen Anpressen ist hierbei vergleichsweise gering und liegt vorzugsweise zwischen 0,1 N/mm2 und 2,0 N/mm2.
Werden die Fasern als eine Vielzahl von Faserbündeln oder Rovings auf der Haftfolie angeordnet und mit der Haftfolie gegen die Trägerschicht gepresst, verlieren die Faserbündel bzw. Rovings ihre jeweilige Ausgangsform und werden flach gepresst, so dass die einzelnen Fasern eines Rovings zwar weiterhin zueinander im Wesentlichen parallel verlaufen, jedoch ihren Zusammenhalt verlieren. Ferner ist bei einer vorteilhaften Variante vorgesehen, dass an der Trägerschicht ein Adhäsiv flächig aufgetragen wird, so dass sich eine Klebeschicht bildet, auf welcher die Fasern der zweiten Vielzahl von Fasern beim Anord nen der Haftfolie an der T rägerschicht angeordnet werden. Entsprechend werden die unmittelbar an der Trägerschicht anliegenden Fasern mit der Trägerschicht durch verkleben verbunden. Als unmittelbar an dem Trägerelement anliegend gelten bei dieser Variante alle Fasern, welche unmittelbar an der Klebeschicht anliegen.
Alternativ zu einer Verbindung der Fasern über eine Klebeschicht sieht das Verfahren bei einer vorteilhaften Variante vor, dass die unmittelbar an der Trägerschicht anliegenden Fasern durch das Pressen und vorzugsweise durch ein Erhitzen auf die Trägerschicht laminiert werden, so dass die Fasern stoffschlüssig mit der Trägerschicht verbunden werden. Die Schutzschicht ist vorzugsweise starr und kratzfest. Um eine umgeformte Oberfläche bereitstellen zu können sieht das Verfahren gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung vor, dass die Trägerschicht mit den mit ihr ver bundenen Fasern vor dem Bilden der Schutzschicht zu einem Formlagen- verbünd umgeformt wird. Beispielsweise kann die Trägerschicht als Folie und insbesondere als flexible Folie ausgebildet sein, so dass die Trägerschicht mit den Fasern durch Aufbringen auf einen Träger umgeformt werden kann, wobei der Träger zur Befestigung des Verkleidungsteils beispielsweise am Fahrzeug dient. Alternativ kann die Trägerschicht jedoch aus im Wesentli- chen starr sein und durch Zuführen von Flitze oder durch Pressen umgeformt werden. Alternativ kann die Trägerschicht auch aus einem Gewebe zusammen mit einer thermoplastischen Lage gebildet sein, wobei die thermoplastische Lage insbesondere als thermoplastische Folie zwischen dem Gewebe und den Fasern angeordnet ist. Der Formlagenverbund kann bei einer weiteren Verfahrensweiterbildung auf einen Träger aufgeklebt oder in einem Spritzgussverfahren mit einem Träger hinterspritzt werden. Die Schutzschicht wird vorzugsweise erst nachfolgend aufgetragen. Darüber hinaus ist der Träger insbesondere aus Kunststoff gebildet. Beim Bilden der Schutzschicht wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens ein Deckmaterial auf die Fasern mit der Trägerschicht verbundenen Fasern aufgetragen, so dass die Fasern lokal von dem Material und der sich daraus bildenden Schutzschicht bedeckt sind und die Schutzschicht auf einer von der Trägerschicht weg weisenden Seite der Fa- sern eine geschlossenporige Oberfläche bildet. Die geschlossenporige Ober fläche bestimmt eine Sichtseite des Verkleidungsbauteils. Das Material kann beispielsweise händisch aber auch maschinell durch Kanülen lokal aufgetragen werden. Das die Schutzschicht bildende Deckmaterial ist transparent und umfasst vorzugsweise ein PMMA (Polymethylmethacrylat), PC (Polycarbonat) oder PUR (Polyurethan) Material. Alternativ kann das Material auch ein anderer kratzfest und transparent aushärtender Lack sein.
Die Schutzschicht kann optional auch durch eine TPU Folie (thermoplasti sches Polyurethan) oder einen PUR Verguss bzw. eine PUR Vergussmasse (Polyurethan) gebildet werden. Durch die Schutzschicht werden die Fasern vorzugsweise vollständig eingekapselt und/oder durchtränkt. Darüber hinaus ist die Schutzschicht, insbesondere eine aus PUR gebildete Schutzschicht oder eine als Folie aufgetragene Schutzschicht, thermoplastisch und somit 3D verformbar.
Eine TPU Folie, aus welcher die Schutzschicht gebildet wird, weist vorzugs weise eine Dicke von 200 bis 300 pm auf. Zur Bildung der Schutzschicht wird die Folie auf einer von der Trägerschicht wegweisenden Seite der Fasern aufgelegt und anschließend mit Druck und Hitze mit den Fasern bzw. gegen die Trägerschicht gepresst, wodurch die aus der Folie gebildete Schutz schicht an ihrer von der Trägerschicht wegweisenden Seite eine
geschlossenporige Oberfläche ausbildet und zugleich die Fasern einschließt.
Nach einer Umformung und vorzugsweise nach einer Verklebung oder Hinterspritzung des Formlagenverbunds mit dem Träger kann zudem eine transparente Oberflächenschicht auf einer von der Trägerschicht wegweisende Fläche der Schutzschicht ausgebildet werden, so dass die Schutzschicht eine die Fasern umgebende Zwischenlage bzw. Zwischenschicht zwischen der Trägerschicht und der Oberflächenschicht bildet. Eine vor zugsweise geschlossen porige Oberfläche der Schutzschicht bestimmt durch die transparente Oberflächenschicht hindurch zusammen mit der Oberflächenschicht weiterhin die Sichtseite des Verkleidungsteils. Die Oberflächen schicht kann aus PUR (Polyurethan) oder einem kratzfesten Schutzlack ge- bildet werden.
Damit die Fasern enger an der Trägerschicht anliegen und nicht einzelne Faserenden weit von der Trägerschicht abstehen, kann als Ausführungsvariante auch vorgesehen werden, dass die bereits mit der Trägerschicht ver- bundenen Fasern nach dem Entfernen der Haftfolie durch einen Zwischenschritt an die Trägerschicht angepresst werden.
Die Fasern sind insbesondere Basaltfasern, Carbonfasern, Kunststofffasern, metallische Fasern, mit Metall bedampfte oder andere durch elektrostatische Aufladung anziehbare Fasern. Ferner wird bei einer Variante des Verfahrens vorgeschlagen, dass die Fasern als Faserstücke ausgebildet sind, die jeweils eine Länge zwischen 2 mm und 200 mm, vorzugsweise Längen von 3 mm bis 25 mm und weiter vorzugsweise Längen von 5 mm bis 10 mm aufweisen. Werden die Fasern als Vielzahl von Faserbündeln bzw. Faserbündelstücke auf der Haftfolie und mittels der Haftfolie auf der Trägerschicht angeordnet, weisen die Faserbündel jeweils Längen zwischen 2 mm und 200 mm, vorzugsweise Längen von 3 mm bis 25 mm und weiter vorzugsweise Längen von 5 mm bis 10 mm auf.
Die einzelnen Fasern und/oder Faserbündel weisen vorzugsweise gegenüber einander unterschiedliche Längen auf. Darüber hinaus sind die Fasern insbesondere recycelte Fasern, welche beispielsweise als Faserverschnitt aus anderen Herstellungsverfahren gewonnen und bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wiederver wendet werden können.
Die Fasern sind vorzugsweise vor dem Aufbringen auf die Trägerschicht nicht miteinander verbunden und somit insbesondere kein„Prepreg“, Gewe be, Gelege oder dergleichen. Zudem sind die Fasern kein Vlies und im We sentlichen voneinander unabhängig. An der Haftfolie und daraus resultierend auf der Trägerschicht sind die Fasern daher chaotisch, ungeordnet und zueinander ungerichtet.
Vorzugsweise werden Fasern als Faserstränge bzw. Faserbündel bereitgestellt, welche eine Vielzahl von einzelnen parallel ausgerichteten Fasern bzw. Faserfilamenten umfassen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verkleidungsbauteil für ein Fahrzeug, welches vorzugsweise durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt ist. Das Verkleidungsbauteil umfasst eine Schutzschicht, welche eine Sichtseite des Verkleidungsbauteils bildet, eine Trägerschicht, welche zu einer von der Sichtseite abgewandten Rückseite des Verkleidungsbauteils weist, und eine zwischen der Schutzschicht und der Trägerschicht angeordnete Faserschicht. Die Faserschicht umfasst eine Vielzahl von Fasern, welche von der Trägerschicht hin zu der Schutzschicht zumindest abschnittsweise mehrlagig angeordnet und zueinander unregelmäßig ausgerichtet sind. Die Fasern sind jeweils zumindest abschnittsweise unmittelbar mit der Trägerschicht verbunden und überlagern sich gegenseitig ab schnittsweise. Die Schutzschicht erstreckt sich zudem zwischen die Fasern und bildet an der Sichtseite des Verkleidungsbauteils eine geschlossenporige Oberfläche. Rückseitig umfasst das Verkleidungsbauteil den Träger zur Be- festigung bzw. befestigenden Anordnung des Verkleidungsbauteils am Einsatzort. Für die Befestigung kann der Träger Befestigungselemente aufweisen.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 bis 4 Querschnitte durch verschiedene Varianten eines Verklei dungsbauteils;
Fig. 5 schematische Aufsicht auf ein Verkleidungsbauteil von der
Sichtseite; Fig. 6a und bfotografische Abbildung zweier Verkleidungsbauteile mit verschiedenen Materialien aus der Aufsicht;
Fig. 7a bis d fotografische Abbildungen eines Verkleidungsbauteils in verschiedenen Beleuchtungs- bzw. Blickwinkeln.
Die Figuren 1 bis 5 sind beispielhaft schematisch. Bei den Figuren 6 und 7 handelt es sich um fotografische Abbildungen zur Veranschaulichung der erzielbaren optischen Eigenschaften eines mit erfindungsgemäßen Verklei dungsbauteils bzw. eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verkleidungsbauteils. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. Figur 1 zeigt ein Verkleidungsbauteil 1 im Querschnitt. Die einzelnen Fasern
3 des Verkleidungsbauteils 1 liegen jeweils zumindest abschnittsweise auf der Trägerschicht 2 an und sind über diesen Abschnitt mit der Trägerschicht 2 verbunden. Die orthogonal zu der Darstellungsebene verlaufenden Fasern 3‘ liegen in einer anderen, nicht dargestellten Schnittebene unmittelbar an der Trägerschicht 2 an und sind dort mit der Trägerschicht 2 verbunden. Die Fasern 3 sind untereinander nur über die Trägerschicht 2 und die Schutzschicht 4 verbunden, jedoch nicht unmittelbar miteinander. Die Schutzschicht
4 ist so ausgebildet, dass sie die Fasern 3 zu der Sichtseite S hin vollständig bedeckt und zu der Sichtseite S hin eine geschlossenporige Oberfläche be- reitstellt.
Werden die Fasern 3, 3‘ in einer nicht gezeigten alternativen Ausführung als Stücke von Rovings bzw. Faserbündel aufgebracht, werden die Faserbündel beim Pressen der Haftfolie gegen die Trägerschicht 2 auf- bzw. verpresst, so dass die Faserbündel ihre ursprüngliche Querschnittsform verlieren und sich ihre einzelnen Fasern flächig verteilen. Die Fasern 3, 3‘ eines Faserbündels verlaufen weiterhin im Wesentlichen parallel, wobei die Fasern verschiedener Faserbündel zueinander ungerichtet sind. In Figur 1 würden die Fasern 3 eines Faserbündels daher im Wesentlichen Deckungsgleich in der Darstellungsebene liegen, wobei die Fasern 3‘ eines Faserbündels in der Darstel lungsebene nebeneinander angeordnet wären.
In Figur 2 ist eine Ausführungsalternative eines Verkleidungsbauteils darge- stellt, welches grundsätzlich dem Verkleidungsbauteil aus Figur 1 entspricht, wobei die Schutzschicht 4 in Figur 2 mit einer ebenfalls geschlossenporigen, jedoch eine Ebene bildende Oberfläche ausgebildet ist, wodurch eine glatte und ebene Oberfläche zu der Sichtseite S des Verkleidungsteils bereitgestellt wird. Alternativ dazu kann, wie in Figur 3 dargestellt, die Schutzschicht 4 wie in Figur 1 eine unebene Oberfläche zu der Sichtseite S hin ausbilden, wobei das Verkleidungsbauteil eine Oberflächenschicht 5 aufweist, wodurch die Unebenheiten der Schutzschicht ausgeglichen und zu der Sichtseite S des Verkleidungsbauteils eine ebene Oberfläche bereitgestellt werden kann. Die Oberflächenschicht 5 ist wie die Schutzschicht 4 ebenfalls transparent aus gebildet, so dass die darunter liegende, durch die Fasern 3, 3‘ gebildete Struktur sichtbar ist.
Wird bereits durch die Schutzschicht 4 eine ebene Oberfläche zu der Sichtseite hin bereitgestellt, kann zusätzlich, wie in Figur 4 dargestellt, eine Ober- flächenschicht 5 vorgesehen sein, wobei die vorzugsweise kratz- und schlag feste Oberflächenschicht 5 die darunter liegenden Fasern 3, 3‘ und die Schutzschicht 4 zusätzlich schützt. ln Figur 5 ist ein Verkleidungsbauteil 1 aus der Drauf- bzw. Aufsicht darge- stellt, wobei die transparente Schutzschicht nicht mit einem Bezugszeichen versehen ist. Dargestellt ist nur ein Teil der Fasern 3 auf der Trägerschicht 2, wobei die chaotische, zueinander ungerichtete Ausrichtung zu erkennen ist. Die in Figur 5 dargestellten Fasern 3 können ebenfalls Faserbündel bzw. Fa- serbündelstücke sein.
Die als Figuren 6a und 6b sowie 7a bis 7d abgebildete fotografische Abbil dung sollen die durch das Verfahren erreichbare Oberflächenstruktur bzw. die optische Erscheinung illustrieren.
Bei dem in Figur 6a abgebildeten Verkleidungsbauteil wurden als Fasern bzw. als Faserbündel Carbonfasern verwendet, wobei die sichtbaren Schnipsel jeweils Teile eines flach gepressten Faserbündels sind.
Für das in Figur 6b abgebildete Verkleidungsbauteil wurde eine Mischung aus Carbon- und Basaltfasern verwendet. Dafür wurden Faserbündel aus Carbonfasern und Faserbündel aus Basaltfasern gemischt und gemäß dem Verfahren verarbeitet, wobei sich durch die unterschiedlichen Materialien abschnittsweise unterschiedliche optische Eigenschaften ergeben.
In den Figuren 7a bis 7d ist ein Verkleidungsbauteil in verschiedenen Blick- bzw. Lichteinfallswinkeln dargestellt, durch welche die durch die Fasern bzw. Faserbündel gebildete Struktur erkennbar wird sowie, dass die Faserbündel zueinander chaotisch angeordnet sind. Darüber hinaus ist deutlich erkennbar, dass in den verschiedenen Figuren 7a bis 7d durch den sich ändernden Lichteinfalls- bzw. Betrachtungswinkel jeweils andere Fasern reflektieren bzw. sichtbar sind und optisch hervortreten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsbauteils (1) umfassend die Schritte:
Anordnen von Fasern auf einer Haftfolie, so dass eine Seite der Haftfolie flächig mit Fasern bedeckt ist, wobei die Fasern an der Seite der Haftfolie anhaften;
Anordnen der Haftfolie mit den anhaftenden Fasern an einer Trägerschicht (2), so dass die Fasern zwischen der Haftfolie und der Trägerschicht (2) liegen, wobei zumindest ein Teil der Fasern wenigs- tens abschnittsweise unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegt;
Verbinden der unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegenden Fasern (3) mit der Trägerschicht (2);
Entfernen der Haftfolie von der Trägerschicht (2);
Bilden einer die Fasern (3) auf der Trägerschicht (2) abdecken- den Schutzschicht (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei
die Fasern (3) als eine Vielzahl von Faserbündeln auf der Haft folie angeordnet werden und wobei die Faserbündel der Vielzahl von Faserbündeln zueinander verschiedene Längen aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei
beim Entfernen die Haftfolie die mit der Trägerschicht (2) verbundenen Fasern (3) mit der Trägerschicht (2) verbunden und auf ihr angeordnet bleiben und nicht mit der Trägerschicht (2) verbundene Fasern, an der Haftfolie anhaftend, mit der Haftfolie entfernt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
die Fasern oder die Faserbündel auf der Haftfolie zueinander ungerichtet angeordnet sind und
die mit der Trägerschicht (2) verbundenen Fasern (3) oder Fa- serbündel zueinander ungerichtet angeordnet sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Haftfolie eine statisch aufladbare Folie ist,
die Haftfolie mit einer vorbestimmten statischen Ladung aufge- laden wird und
die Fasern beim Anordnen auf der Haftfolie durch eine von der statischen Ladung verursachten statische Anziehung an der Haftfolie anhaften.
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
die an der Haftfolie anhaftenden Fasern zumindest abschnittsweise mehrlagig an der Haftfolie anhaften und eine Faserschicht bil den, welche zumindest abschnittsweise durch mehrere Faserlagen bestimmt ist, wobei eine Schichtdicke der Faserschicht durch eine An zahl der an der Haftfolie anhaftenden Faserlagen bestimmt wird, wo- bei
die Anzahl der an der Haftfolie anhaftenden Faserlagen durch die vorbestimmte statische Ladung bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei die Haftfolie aus PTFE gebildet oder damit beschichtet ist oder aus einem anderen statisch aufladbaren Material gebildet oder damit beschichtet ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Haftfolie beim Verbinden der unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegenden Fasern (3) gegen die Trägerschicht (2) ge- presst wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
an der Trägerschicht (2) ein Adhäsiv flächig aufgetragen wird, so dass sich eine Klebeschicht bildet, auf welcher die Fasern beim Anordnen der Haftfolie an der Trägerschicht (2) angeordnet werden und
die unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegenden Fasern (3) mit der Trägerschicht (2) durch Verkleben verbunden werden.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 8, wobei
die unmittelbar an der Trägerschicht (2) anliegenden Fasern (3) durch das Pressen auf die Trägerschicht (2) laminiert werden, so dass die Fasern stoffschlüssig mit der Trägerschicht (2) verbunden werden.
11.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Trägerschicht (2) mit den mit ihr verbundenen Fasern (3) vor dem Bilden der Schutzschicht (4) zu einem Formlagenverbund umgeformt wird.
12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
der Formlagenverbund auf einen Träger aufgeklebt oder in einem Spritzgussverfahren mit einem Träger hinterspritzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei
nach der Umformung zu einem Formlagenverbund eine trans parente Oberflächenschicht (5) auf einer von der Trägerschicht (2) wegweisende Fläche der Schutzschicht (4) ausgebildet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
beim Bilden der Schutzschicht (4) ein Deckmaterial auf die Fasern mit der Trägerschicht (2) verbundenen Fasern aufgetragen wird, so dass die Fasern lokal von dem Material und der sich daraus bil- denden Schutzschicht (4) bedeckt sind und die Schutzschicht (4) auf einer von der Trägerschicht (2) weg weisenden Seite der Fasern eine geschlossenporige Oberfläche bildet, wobei die geschlossenporige Oberfläche eine Sichtseite des Verkleidungsbauteils bestimmt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Fasern Basaltfasern, Carbonfasern, Kunststofffasern, metallische Fasern, mit Metall bedampfte oder andere durch elektrostati- sehe Aufladung anziehbare Fasern sind.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Fasern und/oder Faserbündel unterschiedliche Längen aufweisen.
17. Verkleidungsbauteil für ein Fahrzeug umfassend eine Schutzschicht, welche eine Sichtseite des Verkleidungsbauteils bildet, eine Trägerschicht (2), welche zu einer von der Sichtseite abgewandten Rücksei te des Verkleidungsbauteils weist, eine zwischen der Schutzschicht (4) und der Trägerschicht (2) angeordnete Faserschicht, und einen Träger zur befestigenden Anordnung des Verkleidungsbauteils, wobei die Faserschicht eine Vielzahl von Fasern umfasst, welche von der Trägerschicht (2) hin zu der Schutzschicht (4) zumindest abschnittsweise mehrlagig angeordnet und zueinander unregelmäßig ausgerichtet sind,
die Fasern jeweils zumindest abschnittsweise unmittelbar mit der Trägerschicht (2) verbunden sind und sich gegenseitig ab schnittsweise überlagern und wobei
sich die Schutzschicht (4) zwischen die Fasern erstreckt und an der Sichtseite des Verkleidungsbauteils eine geschlossenporige Oberfläche bildet.
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