DE9200439U1

DE9200439U1 - Trittfestes, steifes Formteil

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Publication number: DE9200439U1
Application number: DE9200439U
Authority: DE
Original assignee: Dura Tufting GmbH
Current assignee: Dura Tufting GmbH
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2002-01-17

Description

Beschreibung

Die Neuerung betrifft ein trittfestes, steifes Formteil, wie es im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 beschrieben ist. Neuerungsgemäße Formteile sind insbesondere gedacht für die Auskleidung des Bodenbereichs von Fahrgasträumen in Automobilen.

Aus der Praxis kennt man für diesen Verwendungszweck mehrschichtige Formteile, die laminiert und anschließend tiefgezogen werden, wodurch sie bleibend auf die gewünschte Form gebracht werden können. Die bekannten Formteile weisen eine Dekorbzw. Nutzschicht und als Unterbauschicht üblicherweise eine Folie oder Haut, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial wie Polypropylen, auf.

Aufgrund der starken Beanspruchung des Formteils gerade im Bodenbereich von Kraftfahrzeugen ist es wichtig, daß der Unterbau dem Formteil eine ausreichende Steifigkeit verleiht, damit das Formteil und insbesondere der Unterbau als solcher standfest ist. Die Formteile mit Folien-Unterbau weisen zwar schon eine im allgemeinen recht brauchbare Trittfestigkeit auf, besonders in trittgefährdeten Bereichen, z.B. in den Türbereichen, ist ihre Trittfestigkeit jedoch verbesserungsbedürftig. Gerade in diesen häufig intensiv beanspruchten Bodenbereichen fehlen den Formteilen gemäß dem Stand der Technik ausreichend gute Rückstellkräfte.

Da es sich bei KFZ-Innenräumen in der Regel um besonders lärmbelastete Räume handelt, darf bei der Auskleidung der Bodenwanne eines KFZ mit trittfesten Formteilen auch dieser Problembereich nicht außer Acht gelassen werden. Der bekannte

Polypropylen-Unterbau ist zwar hervorragend verrottungsbestandig, kann jedoch zur Isolation, Dämpfung und Absorption von akustischer Energie von der Bodenwanne in den Fahrgastraum oder in umgekehrter Richtung nur ungenügend beitragen.

Gegenüber dem dargelegten Stand der Technik ist es Aufgabe der Neuerung, die bislang verwendeten Formteile insbesondere für den Bodenbereich im Fahrgastraum von Automobilen so weiterzubilden, daß sie strapazierfähiger werden und gleichzeitig über verbesserte akustische Eigenschaften, wie Isolation, Dämpfung und/oder Absorption verfügen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein trittfestes, steifes Formteil mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen des neuerungsgemäßen Formteils sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.

Der Neuerung liegt der Gedanke zugrunde, die Unterbauschicht nicht als Folie oder Haut auszuführen, sondern vielmehr als Komposit aus zumindest zwei hinsichtlich ihrer Eigenschaften sich vorteilhaft ergänzenden Materialien. Durch Kombination eines Fasermaterials als eine Komponente der Unterbauschicht und eines Binders als weitere Komponente gelingt es neuerungsgemäß die vorteilhaften Eigenschaften der Faserkomponente - im wesentlichen bezüglich Dämmung und Isolation - mit den vorteilhaften Eigenschaften des Bindemittelsystems - Erzeugung einer exzellenten Steifigkeit und Trittfestigkeit - in einem Material zu vereinen.

Die so verbesserte Unterbauschicht kann dann mit ihren gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserten Eigenschaften mit an sich bekannten weiteren Dekorschichten bzw. gegebenenfalls weiteren Zwischen- oder Dichtschichten zu einem Mehrschichtenaufbau kombiniert werden, der es gestattet durch die Auswahl der Materialien allen an das fertige Verkleidungsteil gestellten Anforderungen gerecht zu werden. Insbesondere übertrifft das Formteil gemäß der Neuerung die bekannten Formteile hinsichtlich der Trittfestigkeit in trittgefährdeten Bereichen, verfügt über gute Rückstellkräfte und weist bessere Luftschallabsorptionswerte als die Laminate gemäß dem Stand der Technik auf. Darüberhinaus ist das neuerungsgemäße Formteil besser Körperschall dämpfend als die bekannten Formteile mit beispielsweise Polypropylenfolien als standfestem Unterbau.

Die Faserkomponente der Unterbauschicht kann aus jedem geeignten synthetischen Fasermaterial bestehen, das eine ausreichende Verrottungsbestandigkeit und Alterungsbeständigkeit aufweist. Zu den einsetzbaren Fasern gehören u.a. Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Acrylfasern, Polyamidfasern, Polyäthylenfasern. Für den besonderen Einsatzzweck ist jedoch eine Mischung aus Polyesterfasern und Polypropylenfasern in einem exakten Mischungsverhältnis, das genau einzuhalten ist, notwendig, um schwierigere Ausformungen zu realisieren. Der größere Faseranteil besteht aus Polyesterfasern.

Die Faserkomponente der Unterbauschicht besteht besonders bevorzugt aus Polyesterfasern und Polypropylenfasern. Es ist besonders zweckmäßig, daß

der größere Anteil der Faserkomponente durch Polyesterfasern gebildet wird. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der Anteil der Polyesterfasern zwischen 70 und 90 Gew.-%, während der Anteil an Polypropylenfasern bis 30 Gew.-% beträgt.

Es ist von ganz besonderem Vorteil, wenn die Fasern als Mischung zu einem Vliesmaterial verfestigt werden, das auf eine genau festgelegte Vernadelungstechnik mehanisch vorverfestigt wird.

In diesem Zusammenhang ist unter Vliesmaterial ein Material zu verstehen, das durch eine definierte Nadeltechnik vorverfestigt ist.

Im neuen Formteil weist die Unterbauschicht eine Faserkomponente und darin verteilt eine Binderkomponente auf. Damit ist im Rahmen der Neuerung gemeint, daß die Faserkomponente eine Art Gerüst mit Zwischenräumen oder Poren bildet, die vom Binder ausgefüllt werden können. Um eine möglichst gleichmäßige Unterbauschicht zu erhalten ist es deswegen besonders zweckmäßig, wenn die Binderkomponente im wesentlichen homogen in der Faserkomponente vorliegt. Dies kann man bevorzugt dadurch erreichen, daß man das Faservlies im Tauchverfahren mit dem Binder, der beispielsweise als Suspension oder Dispersion vorliegen kann, behandelt. Besonders zweckmäßig ist die Vollbadimprägnierung der faserartigen Vliesmaterialien mit einer Dispersion eines geeigneten Bindemittels oder Bindemittelsystems.

Daraus resultiert als Ergebnis eine Unterbauschicht, die aufgrund des thermoplastischen Binders und der gegebenenfalls ebenfalls thermoplastischen Fasern des verwendeten Vliesmaterials verformbar ist.

Neben einem rein mechanischen Ausfüllen der Hohlräume des Fasermaterials kann es zwischen Binder und Fasern auch zu weiteren physikalischen und insbesondere im sich später anschließenden Formgebungsschritt auch zu chemischen Wechselwirkungen kommen, wobei jede für sich allein oder auch mehrere oder alle der möglichen Wechselwirkungen zusammen synergistisch zu den vorteilhaften Eigenschaften des fertiggestellten Formteils beitragen kann. Je nach Natur der verwendeten Fasern und des Binders kann die eine oder andere der Wechselwirkungsmöglichkeiten überwiegen.

Als Binder für die Imprägnierung des Faservlieses kommen im Rahmen der Neuerung die dem Fachmann geläufigen thermoplastisch verformbaren Substanzen in Frage. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um Latexmaterialien, die auf Polymeren oder Copolymeren oder Mischungen davon basieren. Der eingesetzte Binder bzw. das verwendete Bindersystem kann darüberhinaus alle geeigneten und dem Fachmann auf diesem Gebiet vertrauten Zuschlag- und/oder Hilfsstoffe wie Dispergiermittel, Polymerisationsregler, Füllstoffe etc. aufweisen.

Mit der geschickten Auswahl des Bindemittelsystem kann es u.a. vorteilhaft gelingen die Steifigkeit und Festigkeit des Unterbauvlieses zu steuern, da die Möglichkeit besteht, das Bindersystem entweder härter oder weicher zu formulieren. So ist es bevorzugt, daß der zur Imprägnierung verwendete Binder bsp. mindestens zwei Latizes aufweist, die Polymerisate mit verschiedenen Glasübergangstemperaturen enthalten, so daß ein Latex als "Hartlatex" zum Einsatz kommt, der

mindestens ein Polymerisat mit hoher Glastemperatur aufweist und ein anderer Latex als "Weichlatex" Verwendung findet, der mindestens ein Polymerisat mit sehr guten Filmbildungseigenschaften enthält. Durch Änderung der Verhältnisse von Hartlatex zu Weichlatex im Binder kann die Steifigkeit des verformten Verkleidungsteils in die gewünschte Richtung beeinflußt werden.

Eine weitere gute Möglichkeit die Eigenschaften des Unterbauvlieses und damit des gesamten Formteils zu beeinflußen besteht darin, den Anteil des Binders in der Unterbauschicht zu variieren. Abgestimmt auf die Anforderungen und den Einsatzzweck des Formteils ist es bevorzugt, daß der Anteil der Binderkomponente an der Unterbauschicht bezogen auf die Faserkomponente 20 bis 100 Gew.-% beträgt. Bewegt sich der Anteil unterhalb von 20 Gew.-% so kann im Verformungsschritt nur eine für die meisten Anforderungen nicht ausreichende Steifigkeit des Formteils erzielt werden, wohingegen ein 100 oder mehr Gew.-%-iger Binderanteil üblicherweise nicht realisierbar ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Anteil 40 bis 70 Gew.-% und es ist ganz besonders bevorzugt, daß der Anteil bei ca. 50 Gew.-% liegt.

Die Flächengewichte der Unterbauvliese, also der Schichten aufweisend eine Faser- und eine Binderkomponente, liegen in der Regel zwischen 500

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und 1500 g/m , bevorzugt bei 900 bis 1100 g/m ,

2 besonders bevorzugt bei 1000 g/m , bei einer fur die meisten Anwendungen im Automobilbau ausreichenden Dicke des Unterbauvlieses von ca. 2 bis 5 mm, bevorzugt ca. 3 mm.

Neben der Möglichkeit der zunehmenden Versteifung
der Formteile über Menge und Eingenschaften der
Binderkomponente besteht zusätzlich die Möglichkeit je nach Einsatzzweck die Unterbauvliese mechanisch, beispielsweise durch Zusammenpressen, zu verdichten. Verwendet man dann eine Schicht die genauso dick ist wie eine nicht verdichtete Schicht, so weist die
verdichtete Schicht eine deutlich höhere (bis zu
50 %) Steifigkeit auf. Andererseits gestattet dieses Verfahren auch die Reduzierung der Schichtdicke des Unterbauvlieses bei gleichguter Steifigkeit des
Materials.

Zur Erzielung eines neuerungsgemäßen Formteils wird das Unterbauvlies zusammen mit einer Dekor- oder
Nutzschicht laminiert. Als Dekor- oder Nutzschicht
kommen im neuerungsgemäßen Formteil im
Mehrschichtenaufbau alle einsetzbaren
Sichtmaterialien aus Kunststoffen oder Naturstoffen in Frage. Zu den verwenbaren Schichten gehören u.a. textile Dekore wie z.B. Schlingen oder
Velourteppiche, Nadelvliesteppiche und Schichten in anderen Bindetechniken, wie z.B. Webware,
Raschelware oder auch Wirkware.

Die Dekorschicht kann mit dem Unterbauvlies durch
einen thermoplastisch verformbaren Binder laminiert werden. Hier kommen als Binder im wesentlichen
Heißschmelzkleber, Polyäthylenpulverkleber,
Polyestercopolymere als Heißschmelzpulver in Frage. Der Einsatz ist abhängig von den Klebeanforderungen wie Wärmestandfestigkeit und Schälfestigkeit sowie
Kältefestigkeit der Klebelaminierung.

Zu den bevorzugten Materialien gehören als
Standardprodukt für den genannten Einsatzzweck
Polyäthylenpulverkleber.

Das eigentliche trittfeste und steife Formteil insbesondere für den Bodenbereich von Fahrgasträumen in KFZ's entsteht in einer Verformungsbehandlung. In dieser erhält es seine endgültigen Eigenschaften sowie seine endgültige Gestalt. Die mit dem Unterbauvlies mittels eines Binders laminierte Dekorschicht bildet somit einen Verbund, der sich durch Erwärmen, beispielsweise mittels Strahlerheizung, Kontaktheizung oder Kombination aus beiden und durch anschließendes Tiefziehen bzw. Verpressen in einem Werkzeug bleibend fixieren läßt.

Für besondere Anforderungen können in das neuerungsgemäße Formteil gegebenenfalls noch zusätzliche Dichtschichten eingearbeitet werden. Dies ist sowohl zwischen Dekorschicht und Unterbau als auch auf der Rückseite des Unterbauvlieses möglich. Solche Dichtschichten sind beispielsweise Schichten auf Polyolefinbasis, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylenschichten.

Eine Ausführungsform des neuerungsgemäßen Formteils wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur detailliert erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines trittfesten, steifen Formteils gemäß der Neuerung. Das gesamte Formteil ist mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Es weist im Mehrschichtenaufbau im wesentlichen zwei Hauptkomponeneten auf. Eine Dekorschicht 20 und eine Unterbauschicht 30. Die in dieser Ausführungsform gezeigte Dekorschicht 20 besteht aus einem als Oberware 21 bezeichneten textlien Flächengebilde sowie einer im vorliegenden Fall zweilagigen Einbinderschicht 22 und 40, die der Einbindung der

Oberware im Beispiel der Tuftingschicht dient. Die 2. Binderschicht 40 entspricht gleichzeitig der Laminierschicht für das Unterbauvlies. Das Unterbauvlies 30 weist eine Faserkomponente 31 und eine Binderkomponente 32 auf, wobei die Binderkomponente gleichmäßig in der Faserkomponente des Vlieses 30 verteilt ist. Zwischen Dekorschicht 20 und Unterbauvlies 30 ist eine Binderschicht 40 gezeigt, die der Verbindung der beiden Schichten 20 und 30 dient. Auf der Rückseite des mehrschichtigen Formteils ist in der gezeigten Ausführungsform noch eine abschließende Dichtfolie 50 dargestellt, die beispielsweise aus Polyethylen gefertigt ist.

In den nachstehend wiedergegebenen Beispielen wird die Herstellung eines Formteils in Übereinstimmung mit der Neuerung weiter erläutert.

Beispiel 1

Tuftingschicht als Dekorschicht wird auf einer laufenden Beschichtungsmaschine mit der thermoplastischen Einbindungsschicht 22 versehen, anschließend wird on line die Laminierschicht 40 in Pulverform aufgetragen, im gleichen Arbeitsgang nach dem Aufschmelzen der aufgetragenen Laminierschicht das Unterbauvlies 30 aufgewälzt und aufgerollt nach dem Abkühlen.

Bei Bedarf könnte im gleichen Arbeitsgang noch eine Dichtschicht 50 laminiert werden.

Aus diesem Material werden Zuschnitte (Platinen) geschnitten, aufgeheizt und in einem Preßwerkzeug verformt.

1]

Beispiel 2

Tuftingschicht als Dekorschicht wird auf einer laufenden Beschichtungsanlage mit der thermoplastischen Einbindungsschicht 22 versehen.

On line wird das Laminierpulver 40 aufgetragen, mittels Strahlerheizung aufgeschmolzen, Dichtschicht 50 kaschieren, Laminierpulver 40 nochmals auftragen und schmelzen, anschließend Unterbauvlies mittels Walze andrücken.

Weitere Arbeitsgänge wie Beispiel 1. Beispiel 3

Auch wie z.B. 1 oder Beispiel 2, wobei on line die Dekorschicht mit Einbindungsschicht 22 und 40 (Beispiel 1) bzw. Einbindungsschicht 22, Laminierschicht 40, Dichtschicht 50, Laminierschicht 40 (Beispiel 2) als Rolle gefertigt werden. Hiervon werden Zuschnitte hergestellt und mit entsprechenden Zuschnitten von Unterbauvlies zusammengefügt. Mittels Aufheizen vor dem Verformen und Verpressen im Werkzeug wird das Laminat gleichzeitig verbunden und verformt.

Bezugszeichenliste 10 Formteil

20 Dekorschicht

21 Oberware

22 Einbindung

30 Unterbauschicht

31 Fasern

32 Binder

40 Binderschicht 50 Dichtfolie

Claims

Schutzansprüche

1. Trittfestes, steifes Formteil insbesondere für den Bodenbereich im Fahrgastraum von Automobilen, aufweisend eine standfeste Unterbauschicht aus einem verrottungsbeständigen ersten Kunststoffmaterial und eine zur Sichtseite hin über der Unterbauschicht angeordnete Dekorschicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial oder Naturstoffmaterial und gegebenenfalls eine oder mehrere zwischen Unterbauschicht und Dekorschicht und/oder auf der Rückseite der Unterbauschicht angeordnete Dichtschicht(en) aus weiteren Kunststoffmaterialien, wobei alle Schichten zu einem Mehrschichtenaufbau laminiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbauschicht eine Faserkomponente und eine darin verteilte thermoplastische Binderkomponente aufweist, deren Anteil zur Erzeugung der erforderlichen Steifigkeit des Formteils geeignet ist.

2. Trittfestes, steifes Formteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Binderkomponente im wesentlichen homogen verteilt in der Faserkomponente vorliegt.

3. Trittfestes, steifes Formteil gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbauschicht das Ergebnis einer Vollbadimprägnierung der als Faservlies vorliegenden Faserkomponente mit der als Dispersion vorliegenden thermoplastischen Binderkomponente ist.

4. Trittfestes, steifes Formteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Binderkomponente an der Unterbauschicht bezogen auf die Faserkomponente 20 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 70 Gew.-% und besonders bevorzugt ca. 50 Gew.-% ist.

5. Trittfestes, steifes Formteil gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Binderkomponente ein Bindersystem mit zumindest zwei sich hinsichtlich ihrer Härte unterschiedlich ausgebildeten Latizes sowie gegebenenfalls geeigneten Zuschlag- und/oder Hilfsstoffen ist, durch deren Variation das Bindersystem härter oder weicher formulierbar ist.

6. Trittfestes, steifes Formteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserkomponente der Unterbauschicht aus Polyesterfasern und Polypropylenfasern gebildet wird.

7. Trittfestes, steifes Formteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil Polyesterfasern bezogen auf den Gesamtfaseranteil zwischen 70 und 90 Gew.-% ist.