DE102014101234A1

DE102014101234A1 - Schwerentflammbares und selbsterlöschendes Faserbauteil

Info

Publication number: DE102014101234A1
Application number: DE102014101234.8A
Authority: DE
Inventors: Holger Sieben
Original assignee: Johann Borgers GmbH
Current assignee: Johann Borgers GmbH
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-06
Also published as: DE202014010826U1

Abstract

Bei einem Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, das ein textiles Flächengebilde (2) aufweist oder als solches ausgebildet ist, das eine Vliesstoffschicht (3) oder eine Faserverbundmatte umfasst, die mindestens eine Florlage (4) aufweist, die aus einem Fasergemisch an matrixbildenden, insbesondere thermoplastischen, Bindefasern und strukturbildenden Fasern aufgebaut ist und/oder mindestens eine, insbesondere thermoplastische, Folienschicht aufweist, wobei die matrixbildenden Bindefasern des Fasergemisches und/oder die Folienschicht, nicht aber die strukturbildenden Fasern, mittels einer formgebenden thermischen Behandlung schmelzbar oder geschmolzen und abkühlbar oder abgekühlt das Faserbauteil (1) verfestigend ausgebildet sind, oder die mittels eines Bindemittels, insbesondere Harz, duromergebunden das Faserbauteil (1) verfestigend ausgebildet ist, soll eine Lösung geschaffen werden, die es ermöglicht, gattungsgemäße Faserbauteile mit der Gefahr von Fahrzeugbränden entgegenwirkenden Eigenschaften auszustatten. Dies wird dadurch erreicht, dass das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Polyvinylchlorid (PVC) gehalts, insbesondere von 2–30 Gew.-%, vorzugsweise von 5–20 Gew.-%, schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbsterlöschend ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, das ein textiles Flächengebilde aufweist oder als solches ausgebildet ist, das eine Vliesstoffschicht oder eine Faserverbundmatte umfasst, die mindestens eine Florlage aufweist, die aus einem Fasergemisch an matrixbildenden, insbesondere thermoplastischen, Bindefasern und strukturbildenden Fasern aufgebaut ist und/oder mindestens eine, insbesondere thermoplastische, Folienschicht aufweist, wobei die matrixbildenden Bindefasern des Fasergemisches und/oder die Folienschicht, nicht aber die strukturbildenden Fasern, mittels einer formgebenden thermischen Behandlung schmelzbar oder geschmolzen und abkühlbar oder abgekühlt das Faserbauteil verfestigend ausgebildet sind, oder die mittels eines Bindemittels, insbesondere Harz, duromergebunden das Faserbauteil verfestigend ausgebildet ist. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf die Verwendung eines solchen Faserbauteils, insbesondere Faservliesformteils.
Beim Bau von Kraftfahrzeugen, seien dies Pkw, Lkw oder Busse, finden vermehrt akustisch wirksame Bauteile, häufig und in der Regel in Form von Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteilen, Verwendung. Diese akustisch wirksamen Bauteile dienen der Lärmreduzierung und der Verbesserung der Fahrzeugakustik. Je nach Ausbildung und Anordnung an der Fahrzeugkarosserie bewirken diese akustisch wirksamen Bauteile eine Lärmreduzierung des nach außen von dem Kraftfahrzeug abstrahlenden Lärms oder eine Verbesserung des Lärmpegels im Innenraum des Kraftfahrzeuges oder auch beides. Solche akustisch wirksamen Bauteile können ein Faservlies, das aus einem Fasergemisch aus Naturfasern und/oder technisch/chemisch erzeugten Kunststofffasern/Chemiefasern besteht, umfassen. Das poröse Faservlies kann auf einer Seite mit einer Schwerschicht oder eine Schalldämmschicht versehen sein, die aus einer mit dem porösen Faservlies verbundenen Kunststofffolie besteht oder die durch thermisches Verdichten des Faservlieses gebildet ist. Derart akustisch wirksame Bauteile werden als Motorhaubenisolation, Stirnwandisolation, Hutablage, Radabdeckung oder ähnliches verwendet. Grundlage eines solchen Bauteils oder Faserbauteils ist eine Vliesschicht oder eine durch thermische Formgebung daraus hergestellte Faserverbundmatte. Bei den Vliesstoffmaterialien handelt es sich um sogenannte Porenkomposite, die aus Fasern und Bindemittel bestehen. Dies können Strukturbildner und Matrixbildner, die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als strukturbildende Fasern und matrixbildende Bindefasern bezeichnet werden, oder Fasern und ein Duromer, insbesondere ein Harz, als Bindemittel sein. Ihre Herstellungsart, ihr Aufbau und ihre Raumform im Querschnitt finden sich in der DIN EN 29092 wieder. Im Automobilbau sind Triflex^® und Propylat^® seit Langem verwendete Markenprodukte solcher Art. Sie werden als Platte oder Formteil appliziert. Grundlage eines solchen Faserbauteils oder Faservliesformteils ist zunächst eine Vliesstoffschicht, welche aus mindestens einer, in der Regel aber mehreren übereinander liegenden Florlagen besteht, die lageweise zueinander insbesondere unterschiedlich ausgebildet sind. Jede Florlage besteht aus einer Fasermischung, in welcher einerseits die strukturbildenden Fasern und andererseits die matrixbildenden Bindefasern oder das Duromer als Bindemittel gemischt sind. Eine solche Vliesstoffschicht wird einer formgebenden Wärmebehandlung mit definierter Temperatur bei einem bestimmten Druck unterzogen. Bei den Propylat^®-Produkten erfolgt eine thermische Behandlung des Vlieses bzw. der Vliesstoffschicht(en) mit anschließender Formgebung unter Kühlung. Dabei schmelzen zwar die matrixbildenden Bindefasern, nicht aber die strukturbildenden Fasern des Fasergemisches. Bei den Triflex^®-Produkten erfolgt eine Formgebung unter thermischer Behandlung (heißes Werkzeug), wodurch sich eine duromere Bindematrix ausbildet. Nach dem Abkühlen einer solchermaßen hergestellten Vliesstoffschicht liegt dann in beiden Fällen eine Faserverbundmatte in Form eines Faserbauteils, insbesondere Faservliesformteils, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteils, vor, die die für den jeweiligen Anwendungsfall gewünschte dreidimensionale Form aufweist. Diese Faserbauteile, insbesondere Faservliesformteile, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteile, finden neben den vorstehend erwähnten Verwendungen auch als Unterbodenschutz eines Kraftfahrzeuges oder Fahrzeuges Verwendung.
Problematisch ist bei den bisher verwendeten Materialzusammensetzungen derartiger Faserbauteile, dass diese keine der Gefahr von Fahrzeugbränden entgegenwirkenden Eigenschaften aufweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, gattungsgemäße Faserbauteile mit der Gefahr von Fahrzeugbränden entgegenwirkenden Eigenschaften auszustatten.
Bei einem Faserbauteil der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Polyvinylchlorid (PVC) gehalts, insbesondere von 2–30 Gew.-%, vorzugsweise von 5–20 Gew.-%, schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbsterlöschend ausgebildet ist.
Ebenso wird die vorstehende Aufgabe durch die Verwendung eines Faserbauteiles gemäß Anspruch 13 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungsgegenstände sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Erfindungsgemäß werden also aus einem textilen Flächengebilde aufbauende Faserbauteile, insbesondere Faservliesformteile, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteile, vorgeschlagen, die dadurch schwer entflammbar und/oder selbsterlöschend ausgebildet sind, dass sie einen Polyvinylchlorid (PVC) gehalt oder -anteil von insbesondere 2–30 Gew.-%, vorzugsweise 5–20 Gew.-%, aufweisen. Da dadurch die erfindungsgemäßen Faserbauteile schwer entflammbar und/oder selbsterlöschend ausgebildet sind, sind sie bei Verwendung als Karosserieverkleidungsbauteil mit der Gefahr von Fahrzeugbränden entgegenwirkenden Eigenschaften ausgestattet. Unter schwer entflammbar wird eine schwere Entflammbarkeit B gemäß Begrifflichkeit der DIN 4102 verstanden, insbesondere soll der PVC-Anteil in dem Faserbauteil ein solcher sein, dass das Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise das Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, eine Entflammungsbeständigkeit B1 gemäß DIN 4102 zeigt.
In vorteilhafter Ausgestaltung zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Anteils von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an PVC-Fasern an den matrixbildenden Bindefasern der Vliesstoffschicht oder der Faserverbundmatte oder dem textilen Flächengebilde schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbst erlöschend ausgebildet ist. Ebenso vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung, wonach das Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Anteils von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an PVC-Material an der duromergebundenen Vliesstoffschicht oder Faserverbundmatte oder dem textilen Flächengebilde schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbst erlöschend ausgebildet ist. Das gleiche gilt für die Ausgestaltung der Erfindung, wonach das Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels der Ausbildung mindestens einer Folienschicht als PVC-Folie mit einem Gewichtsanteil von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an der Vliesstoffschicht oder der Faserverbundmatte oder dem textilen Flächengebilde schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbst erlöschend ausgebildet ist.
Hierbei kann es vorgesehen sein, dass ausschließlich eine der drei Möglichkeiten PVC bereitzustellen, nämlich PVC-Fasern oder eine PVC-Folie oder eine mit einem PVC-Material versehene duromergebundene Vliesstoffschicht, Verwendung findet. Es ist aber auch möglich, an einem Faserbauteil zwei oder gar alle drei Möglichkeiten, PVC bereitzustellen, anzuwenden. Alle diese drei Ausgestaltungsmöglichkeiten und deren Kombinationen zeichnen sich dadurch aus, dass das erfindungsgemäße Faserbauteil jeweils einen Mindestanteil von 10 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, an PVC-Fasern und/oder PVC-Material und/oder PVC-Folie aufweist und insbesondere die aus einem Fasergemisch gebildete(n) Vliesstoffschicht(en) des textilen Flächengebildes eine solchen Mindestanteil durch entsprechende Mischung des Vliesstoffmaterials und/oder durch Applikation einer PVC-Folie auf eine und/oder zwischen zwei Vliesstoffschicht(en) aufweist/aufweisen und umfasst/umfassen.
Die Verwendung von PVC-Fasern oder PVC-Material (PVC wird in der vorliegenden Anmeldung als übliche Abkürzung für Polyvinylchlorid verwendet) ermöglicht eine besonders homogene Verteilung des PVC in der diese/dieses aufweisenden Florlage der Vliesstoffschicht, so dass eine akustische Abdichtung des Materials aufgrund eines großflächigen Aufschmelzens vermeidbar ist und eine ausreichend akustisch dämpfend wirkende Porosität erhalten bleibt. Im Übrigen kann eine Vliesstoffschicht, die eine solche erfindungsgemäße Florlage oder Vliesstoffschicht aufweist, mit den ansonsten in diesem Bereich der Technik üblichen Herstellverfahren hergestellt und verarbeitet werden.
Ergänzend, insbesondere aber auch anstelle der Verwendung von PVC-Fasern oder PVC-Material, können derartige, ein Fasergemisch aus matrixbildenden Bindefasern und strukturbildenden Fasern aufweisende Florlagen oder Vliesstoffschichten auch mittels einer, insbesondere auf einer Außenseite aufgebrachten, PVC-Folie versehen sein. Insbesondere wenn die Forderung nach einer akustischen Isolierung und/oder einer niedrigen Wasseraufnahme eines solchen Faserbauteiles besteht, lässt sich eine solche PVC-Folie als Ersatz bzw. im Austausch für andere an dieser Stelle sonst üblicherweise verwendete thermoplastische Folien gut und vorteilhaft einsetzen. Die PVC-Folie kann mit den in diesem Bereich der Technik üblichen Maschinen, Anlagen und Verfahren, insbesondere als oder zu einem Sandwich in bestehenden thermischen Verformungsanlagen verarbeitet werden.
Die Erfindung macht sich also die Eigenschaft des PVC zunutze, dass dieses schwer entflammbar ist und ohne weitere externe Beflammung schnell erlischt. Um diese Wirkung in einem erfindungsgemäßen Faserbauteil in einem für eine solche Wirkung ausreichenden Maß bereitstellen zu können, ist ein Mindestgewichtsanteil von 10 Gew.-% an PVC-Fasern und/oder PVC-Material an den Fasern des Fasergemisches der Florlage der Vliesstoffschicht vorgesehen. Hierzu ist die mindestens eine Florlage ausreichend. Sollten mehrere Florlagen Verwendung finden, kann sich die Verteilung der PVC-Fasern oder des PVC-Materials auf mehrere die Vliesstoffschicht bildende Florlagen verteilen, wobei aber der Gewichtsanteil an PVC-Fasern oder PVC-Material mindestens 10 Gew.-% der gesamten Vliesstoffschicht betragen soll. Wird die Vliesstoffschicht in üblicher Weise einem thermischen Formgebungsverfahren unterworfen, so wird diese gegebenenfalls zu einer Faserverbundmatte verformt und gepresst, die dann aber ebenfalls den erfindungsgemäßen Mindestanteil von 10 Gew.-% an PVC-Fasern oder PVC-Material in ihrem Fasergemisch aufweist. Alternativ oder kumulativ können die der Brandgefahr entgegenwirkenden Eigenschaften auch durch eine PVC-Folie bereitgestellt werden. Da die PVC-Fasern ebenfalls einen Klebeeffekt aufweisen, können sie zumindest einen Teil der matrixbildenden Bindefasern problemlos ersetzen. Es ist festgestellt worden, dass 10–100 Gew.-% der ansonsten verwendeten, insbesondere thermoplastischen matrixbildenden Bindefasern durch PVC-Fasern ersetzt werden können. Da eine PVC-Folie auch den dem PVC innewohnenden Klebeeffekt aufweist, kann diese eine bisher verwendete Klebefolie ersetzen. Außerdem eignet sie sich als Ersatz für solche Folien, die bisher für die Ausbildung einer Sperrschicht an der Außenseite solcher im Kraftfahrzeugbau verwendeten Faserbauteile oder Faservliesformteile Verwendung finden.
Die mit den erfindungsgemäßen Anteilen an PVC-Fasern und/oder PVC-Material und/oder mindestens einer PVC-Folie ausgestatteten Faserbauteile sind aufgrund des PVC-Anteils zudem hochfrequenzschweißbar und können Befestigungsbauteile ausbilden oder sind für die Verbindung mit Befestigungsbauteilen besonders geeignet. Weiterhin nimmt die Alterungsbeständigkeit derartiger Faserbauteile durch den PVC-Anteil zu, da PVC alterungsbeständiger als die bisher üblichen Fasern aus Polypropylen ist. Für die Verwendung erfindungsgemäßer Faserbauteile als Unterbodenschutz oder Unterbodenverkleidung oder als Radkastenauskleidung ist insbesondere von Vorteil, dass mit dem erhöhten PVC-Anteil oder der Anbringung einer PVC-Folie an der vom Fahrzeug abgewandten Außenseite eines solchen Faserbauteiles eine erhöhte Chemikalienbeständigkeit und eine Erhöhung der Steinschlagfestigkeit verbunden ist. Die erhöhte Chemikalienbeständigkeit bringt eine erhöhte Salzwasserbeständigkeit und damit eine erhöhte Winterfestigkeit derartiger Faserbauteile mit sich, was insbesondere für Radlaufschalen und Unterbodenverkleidungen von Vorteil ist. Schließlich wirkt der erfindungsgemäße PVC-Anteil oder die erfindungsgemäße PVC-Folie in dem Faserbauteil antibakteriell und/oder fungizid. Dies ist bei der Nutzung von Naturfasern in der Vliesstoffschicht eines solchen Faserbauteiles vorteilhaft, da dies einem Pilzbefall oder Pilzbewuchs entgegenwirkt.
In Ausgestaltung des Faserbauteils sieht die Erfindung vor, dass das Gewicht der PVC-Folie mindesten 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, insbesondere mindestens 10 Gew.-%, des Gesamtgewichtes der Vliesstoffschicht oder der Faserverbundmatte oder des textilen Flächengebildes beträgt. Eine solcher, durch das relative Gewicht der PVC-Folie bestimmter PVC-Anteil am Faserbauteil stellt ebenfalls die vorstehend dargelegten Eigenschaften, insbesondere die Schwerentflammbarkeit und die selbsterlöschende Eigenschaft derartiger Faserbauteile sicher. Dies insbesondere auch dann, wenn ausschließlich eine PVC-Folie Verwendung findet und die Vliesstoffschicht wie üblich PVC-frei ausgebildet ist.
Auch wenn es prinzipiell möglich wäre, die bisher verwendeten matrixbildenden Bindefasern vollständig durch PVC-Fasern zu ersetzen, so kann es doch zweckmäßig sein, auch noch einen Anteil an sonstigen matrixbildenden Bindefasern, insbesondere Polypropylenfasern, in der Vliesstoffschicht vorzusehen. Aus diesem Grunde sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass die Vliesstoffschicht oder die Faserverbundmatte oder das textile Flächengebilde einen Anteil von 10 Gew.-%–100 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.-%–95 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%–90 Gew.-%, an PVC-Fasern aufweist.
Besonders gut geeignet sind PVC-Fasern, die eine Feinheit oder Dicke von 2–18 dtex, insbesondere von 2,5–11 dtex, vorzugsweise von 3–8 dtex, aufweisen, wodurch sich die Erfindung in weiterer Ausgestaltung auszeichnet. Derartige PVC-Fasern können auch bei duromergebundenen Vliesstoffschichten als PVC-Material Verwendung finden.
Besonders zweckmäßig ist es zudem, wenn die Vliesstoffschicht oder die Faserverbundmatte oder das textile Flächengebilde aus einem Nadelvlies besteht oder gebildet ist, was die Erfindung weiterhin vorsieht.
Besonders zweckmäßige matrixbildende Bindefasern sind Polypropylenfasern, so dass in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die matrixbildenden Bindefasern Polypropylenfasern umfassen.
Hinsichtlich der strukturbildenden Fasern sieht die Erfindung in vorteilhafter Ausgestaltung vor, dass die strukturbildenden Fasern und/oder die Fasern des Faserbauteils Polyesterfasern und/oder Naturfasern, insbesondere aus Reißbaumwolle und/oder Flachs und/oder Jute, und/oder Glasfasern und/oder Karbonfasern umfassen.
Um einem Faserbauteil oder einem Faservliesformteil die gewünschte dreidimensionale Ausbildung und Ausprägung zukommen zu lassen, so dass es insbesondere zu einem Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil ausgestaltet wird, ist es notwendig und bekannt, die Vliesstoffschicht einem thermischen Formgebungsprozess oder Formgebungsschritt oder einer thermischen Formgebungsbehandlung auszusetzen und zu unterwerfen. Eine solche formgebende thermische Behandlung führt dazu, dass die matrixbildenden Bindefasern und/oder die gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich vorhandene Folienschicht, insbesondere mit den erfindungsgemäßen PVC-Anteilen, aufgeschmolzen und das Faserbauteil verfestigend abgekühlt werden. Für die Durchführung einer solchen formgebenden thermischen Behandlung eignet sich eine Temperatur zwischen 190°C und 230°C bei einem Druck von 1–8 kg/cm². Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass das Faserbauteil bei einer Temperatur zwischen 190°C und 230°C und einem Druck von 1–8 kg/cm² thermisch formgebend behandelt, insbesondere gepresst, ist. Solange die Vliesstoffschicht eines erfindungsgemäßen Faserbauteils einer solchen formgebenden thermischen Behandlung noch nicht unterworfen ist, sind die Harze und/oder matrixbildenden Bindefasern und/oder die Folienschicht lediglich schmelzbar und abkühlbar ausgebildet. Nach der thermischen Behandlung bildet die Vliesstoffschicht eine Faserverbundmatte aus.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Faserbauteils zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass es sandwichartig schichtweise ausgebildet ist, wobei mindestens eine Oberflächenseite von mindestens einer PVC-Folie gebildet ist.
Schließlich zeichnet sich auch die erfindungsgemäße Verwendung eines Faserbauteils noch dadurch aus, dass das Faserbauteil, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, nach einem der Ansprüche 2–12 ausgebildet ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur einen Querschnitt durch ein schematisch dargestelltes und insbesondere mit 1 bezeichnetes Faserbauteil, das ein textiles Flächengebilde 2 aufweist und im Ausführungsbeispiel auch als solches ausgebildet ist. Das textile Flächengebildet 2 weist eine Vliesstoffschicht 3 auf, die im Ausführungsbeispiel aus lediglich einer Florlage 4 besteht, wobei natürlich auch die Übereinanderlage mehrerer Florlagen im Rahmen der Erfindung möglich ist. Die im Ausführungsbeispiel gleichzeitig die Vliesstoffschicht 3 ausbildende Florlage 4 besteht aus einem Fasergemisch an matrixbildenden thermoplastischen Bindefasern und strukturbildenden Fasern, so dass die Florlage 4 aus einem solchen Fasergemisch aufgebaut ist. Bei den matrixbildenden Bindefasern des Fasergemisches handelt es sich um solche, die mittels einer formgebenden thermischen Behandlung, wie sie im Bereich der Herstellung von Faservliesformteilen im Kraftfahrzeugbau, beispielsweise bei der Herstellung von Radlaufschalen, Unterbodenverkleidungen oder Stirnwandverkleidungen üblich ist, schmelzbar und danach derart abkühlbar sind, dass sie in abgekühltem Zustand das Faserbauteil 1 verfestigen. Die matrixbildenden Bindefasern des Fasergemisches der Florlage 4 und damit der Vliesstoffschicht 3 weisen einen Anteil von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an PVC-Fasern auf. Die PVC-Fasern weisen eine Feinheit oder Dicke von 2–18 dtex, insbesondere von 2,5–11 dtex, vorzugsweise von 3–8 dtex auf. Neben den PVC-Fasern enthält das Fasergemisch insbesondere Polypropylenfasern als matrixbildende Bindefasern. Die strukturbildenden Fasern werden von Polyesterfasern oder Naturfasern, insbesondere Naturfasern aus Reißbaumwolle und/oder Flachs und/oder Jute und/oder Glasfasern und/oder Karbonfasern gebildet. Darüber hinaus ist die Florlage 4 oder Vliesstoffschicht 3 als ein Nadelvlies ausgebildet.
Auf der in der Anwendungsposition und Einbauposition des Faserbauteils 1 vom Fahrzeug abgewandten Außenseite des Faserbauteils 1 ist eine PVC-Folie 5 auf der Florlage 4 und/oder auf der Vliesstoffschicht 3 aufgebracht. Das Gewicht der PVC-Folie 5 beträgt mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, insbesondere mindestens 10 Gew.-%, des Gesamtgewichtes der Florlage 4 und/oder der Vliesstoffschicht 3.
Ein solches Faserbauteil 1 kann mittels eines thermischen Formgebungsverfahrens zu einem dreidimensionalen Bauteil, hier dann als Faservliesformteil bezeichnet, ausgebildet werden. Hierbei können übliche Pressen oder Verformungsanlagen Anwendung finden. Zweckmäßigerweise erfolgt eine solche thermische Formgebung unter solchen Bedingungen, dass die matrixbildenden Bindefasern einer Temperaturbeaufschlagung im Bereich von 190–230°C bei einem Druck von 1–8 kg/cm² unterworfen werden. Hierbei kann die Temperatureinbringung in die Vliesstoffschicht 3 in einer geführt und gezielt erwärmten Plattenpresse erfolgen. Das anschließende Verdichten oder Verformen des Faserbauteils 1 zu einem Faservliesformteil kann dann in einem kalten Formwerkzeug erfolgen. Ebenso kann in einem solchen thermischen Formgebungsverfahren zunächst die PVC-Folie 5 auf die Vliesstoffschicht 3 aufgebracht und aufgeschmolzen werden, bevor dann in einem kalten Werkzeug die Sandwichbildung zu einem Formteil erfolgt. Ein sandwichartig aufgebautes Faservliesformteil kann aus 1–5 Faserschichten, insbesondere Vliesstoffschichten 3 oder Florlagen 4, bestehen, wobei die mittlere Trägerschicht oder die mittleren Trägerschichten (bei 5 Faserschichten die 2.–4. Schicht) eine Stärke von 2–10 mm bei dem (Halbzeug) Faserbauteil 1 und die außenseitigen Schichten (bei 5 Faserschichten die 1. und die 5. Schicht) auf der dem Fahrzeug zugewandten Seite 0,5–10 mm und auf der dem Fahrzeug abgewandten Seite 0,5–2 mm bei dem Faserbauteil 1 (Halbzeug) betragen können, sofern es sich um Bauteile für einen Pkw handelt. Bei einem Lkw kann die mittlere Trägerschicht eine Dicke von 2–30 mm und die dem Fahrzeug zugewandte Seite eine Dicke von 0,5–25 mm bei dem (Halbzeug) Faserbauteil 1 aufweisen. Das Flächengewicht der mittleren Schicht(en) oder Trägerschicht(en) wird im Bereich von 150–1250 g/m² liegen. Hierbei können alle oder auch nur eine einzelne oder mehrere dieser Schichten erfindungsgemäß mit PVC-Fasern ausgestattet sein.
Die verwendeten PVC-Fasern des Fasergemisches der Vliesstoffschicht 3 weisen eine Länge zwischen 10 und 120 mm, vorzugsweise zwischen 30 und 90 mm, insbesondere zwischen 60 und 80 mm, auf. Die verwendete PVC-Folie ist vorzugsweise als Blasfolie ausgebildet und weist eine Dicke zwischen 10 μm und 25 μm sowie ein Flächengewicht zwischen 20 und 200 g/m² auf. Die PVC-Folie 5 kann schmelzflüssig klebend mit der Florlage 4 oder der Vliesstoffschicht 3 verbunden sein. Die PVC-Folie kann aber auch durch Einnadeln mit der Vliesstoffschicht 3 verbunden sein.
Auch wenn im Ausführungsbeispiel sowohl PVC-Fasern als auch eine PVC-Folie 5 Verwendung finden, ist es auch möglich, jeweils nur PVC-Fasern in einer oder mehreren Florlagen 4 einer Vliesstoffschicht 3 oder ausschließlich eine oder mehrere PVC-Folien 5 an einem erfindungsgemäßen Faserbauteil 1, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, vorzusehen. In letzerem Fall ist dann vorzugsweise mindestens eine Außenseite einer im Übrigen PVC-freien, aus matrixbildenden thermoplastischen Bindefasern und strukturbildenden Fasern bestehenden Florlage 4 oder Vliesstoffschicht 3 mit einer oder mehreren übereinanderliegend angeordneten PVC-Folien 5 versehen.
In analoger Weise ist ebenso auch ein Duromer-gebundenes Faserbauteil 1 mit einem die Entflammbarkeit vermindernden erfindungsgemäßen PVC-Gehalt dadurch auszustatten, dass diesem, insbesondere den das Harz als duromeres Bindemittel aufweisenden Florlagen 4 oder Vliesstoffschichten 3 oder textilen Flächengebilden 2, die erfindungsgemäßen Anteile an PVC-Material zugesetzt, insbesondere zugemischt, werden. Das PVC-Material kann in Form von PVC-Pulver, in Form einer PVC-Lösung oder in Form von PVC-Fasern oder in Form einer Mischung aus diesen drei PVC-Materialen zugesetzt oder zugemischt werden. Allerdings sollte der PVC-Anteil oder der PVC-Gehalt in der das duromere Bindemittel enthaltenden Vliesstoffschicht 3 oder Florlage 4 vorteilhafterweise nicht mehr als 20 Gew.-% betragen.
Insgesamt ist das Faserbauteil 1 jeweils aufgrund seiner Ausstattung mit PVC-Material schwer entflammbar, insbesondere entflammungshemmend, und oder selbst erlöschend ausgebildet. Vorzugsweise ist der PVC-Anteil in dem Faserbauteil 1 derart bemessen, dass das Faserbauteil 1, insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, eine Enflammungsbeständigkeit B1 gemäß DIN 4102 zeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 29092 [0002]
DIN 4102 [0008]
DIN 4102 [0030]

Claims

Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, das ein textiles Flächengebilde (2) aufweist oder als solches ausgebildet ist, das eine Vliesstoffschicht (3) oder eine Faserverbundmatte umfasst, die mindestens eine Florlage (4) aufweist, die a) aus einem Fasergemisch an matrixbildenden, insbesondere thermoplastischen, Bindefasern und strukturbildenden Fasern aufgebaut ist und/oder mindestens eine, insbesondere thermoplastische, Folienschicht aufweist, wobei die matrixbildenden Bindefasern des Fasergemisches und/oder die Folienschicht, nicht aber die strukturbildenden Fasern, mittels einer formgebenden thermischen Behandlung schmelzbar oder geschmolzen und abkühlbar oder abgekühlt das Faserbauteil (1) verfestigend ausgebildet sind, oder die b) mittels eines Bindemittels, insbesondere Harz, duromergebunden das Faserbauteil (1) verfestigend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Polyvinylchlorid (PVC) gehalts, insbesondere von 2–30 Gew.-%, vorzugsweise von 5–20 Gew.-%, schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbsterlöschend ausgebildet ist.
Faserbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Anteils von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an PVC-Fasern an den matrixbildenden Bindefasern der Vliesstoffschicht (3) oder der Faserverbundmatte oder dem textilen Flächengebilde (2) schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbst erlöschend ausgebildet ist.
Faserbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels eines Anteils von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an PVC-Material an der duromergebundenen Vliesstoffschicht (3) oder Faserverbundmatte oder dem textilen Flächengebilde (2) schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbst erlöschend ausgebildet ist.
Faserbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, mittels der Ausbildung mindestens einer Folienschicht als PVC-Folie (5) mit einem Gewichtsanteil von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-%, an der Vliesstoffschicht (3) oder der Faserverbundmatte oder dem textilen Flächengebilde (2) schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbst erlöschend ausgebildet ist.
Faserbauteil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der PVC-Folie (5) mindesten 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, insbesondere mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-% des Gesamtgewichtes der Vliesstoffschicht (3) oder der Faserverbundmatte oder des textilen Flächengebildes beträgt.
Faserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoffschicht (3) oder die Faserverbundmatte oder das textile Flächengebilde (2) einen Anteil von 10 Gew.-%–100 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.-%–95 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%–90 Gew.-%, an PVC-Fasern aufweist.
Faserbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die PVC-Fasern eine Feinheit oder Dicke von 2–18 dtex, insbesondere von 2,5–11 dtex, vorzugsweise von 3–8 dtex, aufweisen.
Faserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoffschicht (3) oder die Faserverbundmatte oder das textile Flächengebilde (2) aus einem Nadelvlies besteht oder gebildet ist.
Faserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die matrixbildenden Bindefasern Polypropylenfasern umfassen.
Faserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturbildenden Fasern und/oder die Fasern des Faserbauteil (1) Polyesterfasern und/oder Naturfasern, insbesondere aus Reißbaumwolle und/oder Flachs und/oder Jute, und/oder Glasfasern und/oder Karbonfasern umfassen.
Faserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Temperatur zwischen 190°C und 230°C und einem Druck von 1–8 kg/cm² thermisch formgebend behandelt, insbesondere gepresst, ist.
Faserbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sandwichartig schichtweise ausgebildet ist, wobei mindestens eine Oberflächenseite von mindestens einer PVC-Folie (5) gebildet ist.
Verwendung eines Faserbauteils (1), insbesondere Faservliesformteils, das ein textiles Flächengebilde (2) aufweist oder als solches ausgebildet ist, das eine Vliesstoffschicht (3) oder eine Faserverbundmatte umfasst, die mindestens eine Florlage (4) aufweist, die a) aus einem Fasergemisch an matrixbildenden, insbesondere thermoplastischen, Bindefasern und strukturbildenden Fasern aufgebaut ist und/oder mindestens eine, insbesondere thermoplastische, Folienschicht aufweist, wobei die matrixbildenden Bindefasern des Fasergemisches und/oder die Folienschicht, nicht aber die strukturbildenden Fasern, mittels einer formgebenden thermischen Behandlung schmelzbar oder geschmolzen und abkühlbar oder abgekühlt das Faserbauteil verfestigend ausgebildet sind, oder die b) mittels eines Bindemittels, insbesondere Harz, duromergebunden das Faserbauteil (1) verfestigend ausgebildet ist, als Kraftfahrzeugkarosserieverkleidungsbauteil, wobei das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, mittels eines Polyvinylchlorid (PVC) gehalts, insbesondere von 2–30 Gew.-%, vorzugsweise von 5–20 Gew.-%, schwer entflammbar, mindestens entflammungshemmend, und/oder selbsterlöschend ausgebildet ist.
Verwendung eines Faserbauteils (1), insbesondere Faservliesformteils, nach Anspruch 13, wobei das Faserbauteil (1), insbesondere Faservliesformteil, nach einem der Ansprüche 2–12 ausgebildet ist.