Dekoriertes Verkleidungsteil

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkleidungsteil für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges bestehend aus einem Substrat und einer damit verbundenen Folie.

Die Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen stehen heutzutage aus einer Vielzahl von Formkörpern, die aus einem Substrat bestehen, das für die entsprechende Formstabilität des Formkörpers sorgt und die auftretenden mechanischen Kräfte aufnimmt. Dieses Substrat ist oftmals mit einer Folie kaschiert, um die optische Anmutung im Innenbereich des Kraftfahrzeuges zu erhöhen. In der Vergangenheit handelte es sich bei diesen Folien oftmals um relativ dicke „In mold Decoration" (IMD)-Folien, die jedoch vergleichsweise teuer und/oder wenig kratzbeständig und/oder sehr glänzend sind (mit Glanzgraden nach der VDA-Norm 621-409 von größer als beispielsweise 10 bzw. größer als 20 bzw. größer als 30).

Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verkleidungsteil für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verkleidungsteil für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges bestehend aus einem Substrat und einer damit verbunden Folie, wobei die Folie aus Polypropylen (PP) oder einem Polypropylen-Copolymeren besteht.

Es war für den Fachmann überaus erstaunlich und nicht zu erwarten, dass das erfindungsgemäße Verkleidungsteil vergleichsweise kostengünstig herzustellen und zu verarbeiten ist. Das erfindungsgemäße Verkleidungsteil weist eine hohe Kratzfestigkeit auf und kann mit einer Vielzahl von Dekoren versehen werden.

Der Formkörper bzw. das Substrat wird erfindungsgmäß mit der Folie zumindest einseitig beschichtet. Hierbei findet als Folie bzw. als Beschichtungsfolie eine Folie Verwendung, welche eine Dicke von höchstens 500μm aufweist. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke der Folie weniger als 500 μm, besonders bevorzugt von weniger als oder etwa gleich 400 μm, ganz besonders bevorzugt von weniger als

oder etwa gleich 300 μm oder im Bereich zwischen etwa 300 μm und etwa 400 μm. Es ist hierdurch möglich, dass erhebliche Kosteneinsparungen am Gesamtbauteil dadurch möglich sind, dass erheblich weniger Material für die Folie verwendet sowie ein kostengünstigeres Material und/oder Herstellungsverfahren für die Folie verwendet wird.

Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, wenn die Folie auf ihrer dem Substrat abgewandten Seite (Sichtseite) einen vorab auf die Folie aufgetragenen Lack bzw. eine vorab auf die Folie aufgetragene Lackschicht aufweist. Hierdurch kann in vorteilhafterweise das Aussehen des Verkleidungsteils auf der mit der Folie kaschierten Seite (Sichtseite) in besonders einfacher Weise variiert und durch Variation bzw. Einstellung des Lackes bzw. der Lackschicht eingestellt werden.

Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Lackschicht eine Schichtdicke von etwa 1 μm bis etwa 30 μm aufweist, bevorzugt von etwa 5 μm bis etwa 20 μm, besonders bevorzugt von etwa 10 μm bzw. bevorzugt von maximal etwa 10μm. Die restliche Dicke der Folie von bevorzugt knapp 300 μm (bei einer Gesamtdicke der Folie von beispielsweise 300 μm) bis etwa knapp 400 μm (bei einer Gesamtdicke der Folie von beispielsweise 400 μm) wird bevorzugt von einem Mehrschichtfolienaufbau gebildet, d.h. durch einen Folienaufbau mit zumindest einer Schicht und einer weiteren Schicht. Alternativ kann es sich um eine sogenannte Monofolie handeln. D.h. die Folie umfasst nur eine Schicht, die aus mehreren Materialien bestehen kann. Unter den Begriff Monofolie fällt auch eine Folie, die zwar mehrere Schichten enthält, wobei diese Schichten aber identische Materialzusammensetzungen aufweisen.

Zur Herstellung des fertigen Verkleidungsteils, insbesondere Fahrzeugverkleidungsteils, wird diese Folie inklusive des Lackes mit einem Kunststoffträger bzw. mit dem Substrat verbunden. Es kann hierbei entweder vorgesehen sein, dass die Folie mitsamt der Lackschicht in flacher Form, d.h. eben, in ein Werkzeug zur Herstellung des Verkleidungsteils eingelegt wird und anschließend in einem einzigen Herstellungsschritt durch Einspritzen eines Kunststoffmaterials zur Herstellung des Substrats eine Formgebung sowohl des Kunststoffträgers als auch der Folie mit samt der Lackschicht erfolgt, wobei während dieses Formschrittes gleichzeitig auch eine

sogenannte Narbung auf der Sichtseite des Lacks bzw. auf der Sichtseite der Folie hergestellt wird und wobei eine solche Narbung in der Regel mit Höhenunterschieden der Sichtseite der Oberfläche des Verkleidungsteils von etwa 0 μm bis etwa 300 bis 400 μm verbunden ist. Alternativ zu diesem Herstellungsvorgang mit einem einzigen Formungsschritt sowohl zur Formung der Folie als auch zur Formung des Kunststoffträgers ist es gemäß der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass die Folie mitsamt dem Lack in einem ersten Formungsschritt vorgeformt wird und erst in einem zweiten Formungsschritt (in einem zweiten Werkzeug) mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffträgers verbunden wird. Bei dem Herstellungsverfahren handelt es sich immer um ein sogenanntes Inmoldgraining-Verfahren (IMG-Verfahren), bei dem eine Narbe in die Lackschicht bzw. in die Folienschicht des Verkleidungsteils eingebracht werden kann (aber nicht muss). Bei diesem Verfahren kann es sich sowohl um ein Spritzgussverfahren (Injection molding) oder auch um ein Spritzpressverfahren handeln (Transfer molding).

Für den Fall, dass die Folie in ebenem Zustand verarbeitet und direkt in die endgültige Form gebracht wird, kann es vorgesehen sein, dass die Folie vor dem Verformungsschritt angewärmt wird, so dass sie sich leichter verformt. Es ist ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass es beim Zusammenbringen des Materials der Folie mit dem Material des Substrats zu keiner Zerstörung der Folie kommt. Trotzdem muss die Folie derart leicht verformbar sein, dass sie sich auch den Feinheiten der Struktur des Werkzeugs anpasst. Insbesondere ist es wichtig, dass aufgrund der geringen Dicke der Folie eine Zerstörung der Folie während des Einbringens bzw. Einschießens des (flüssigen und beispielsweise etwa 270 ⁰ C heißen) Kunststoffmaterials für den Träger beim Spritzgießen vermieden wird. Für den Fall, dass die Folie in einem ersten Schritt tiefgezogen wird, d.h. vorverformt wird und erst in einem zweiten Verformungsschritt gemeinsam mit dem Kunststoffmaterial des Trägers in die endgültige Form gebracht wird, wird in der Regel keine Anwärmung der Folie vor dem zweiten Formungsschritt vorgesehen. Dennoch ist auch hier auf eine genügende Stabilität der Folie insbesondere beim Zusammenbringen mit dem (insbesondere heißen und unter Druck stehenden) Material des Trägers zu achten. Bei dem Tiefziehvorgang beim ersten

Verfahrensschritt wird eine Verformung in der Regel von etwa 95% der endgültigen Verformung ausgeführt.

Ein Beschnitt bzw. eine Kantenbearbeitung erfolgt für den Fall der einstufigen Verformung der Folie in der Regel nach dem Verformungsschritt. Hierbei ist nach dem Verformungsschritt sowohl ein Beschneidungsschritt der Folie auch ein Umbug der Folie möglich. Bei dem zweistufigen Herstellungsverfahren (tiefgezogene Folie im ersten Verfahrensschritt) ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Verformungsschritt ein Stanzschritt bzw. ein Beschneidungsschritt der Folie erfolgt. In diesem Fall ist keine Nachbearbeitung des Bauteils im Anschluss an den zweiten Verformungsschritt erforderlich, Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein Beschneidungsschritt bzw. ein Stanzschritt erst nach dem zweiten Verformungsschritt erfolgt.

Die Entformung des fertigen Verkleidungsteils mit verbundener Folie auf dessen Sichtseite erfolgt in allen Verformungsschritten gemäß bekannten Technologien.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kommen mehrere Materialsysteme bzw. Kombinationen von Materialsystemen für das Verkleidungsteil bzw. Fahrzeugverkleidungsteil in Frage. Eine erste Kombination von Materialien sieht vor, dass es sich bei dem Lack bzw. bei der auf der Sichtseite der Folie vorgesehenen Lackschicht um einen Polyurethanläck handelt, ciass es sich bei der Mehrschichtfolie um eine Polypropylen-Copolymerisat- Mehrschichtfolie handelt und dass es sich bei dem Kunststoffträger um einen Polypropylen-Kunststoffträger, gegebenenfalls mit Füllstoffen oder Verstärkungsstoffen wie Fasern oder dergleichen, handelt, wobei der Kunststoffträger auch geschäumt sein kann. Bei einer weiteren Materialkombination des Fahrzeugverkleidungsteils handelt es sich bei der Lackschicht ebenfalls um eine Polyurethan-Lackschicht, bei der Folie ebenfalls um eine Polypropylen- Copolymerisat- Mehrschichtfolie mit einem speziellen Haftvermittler und bei dem Kunststoffmaterial des Kunststoffträgers um ein ABS und oder PC Material (ABS=Acrylnitrylbutadienstyrol, PC=Polycarbonat). Hierbei handelt es sich sowohl bei dem Trägermaterial aus Polyproylen-Kunststoff bzw. bei dem Trägermaterial aus ABS bzw. PC Kunststoff um handelsübliche Kunststoffmaterialien, die beispielsweise mit bis zu 30% Glasfasern und oder mit bis zu 30% Talkum versehen sind, wobei

beide Zusatzmaterialien theoretisch bis zu 50% zugesetzt sein können und wobei der eigentliche Kunststoffanteil (d.h. der Polyproylenanteil im Falle des Kunststoffträgers auf Polypropylenbasis bzw. der ABS/PC Anteil für den Kunststoffträger auf ABS und/oder PC-Basis) jedenfalls mindestens 50% beträgt.

Erfindungsgemäß ist es daher bevorzugt, dass die Lackschicht polyurethanbasiert vorgesehen ist und bevorzugt ein thermoplastisches oder ein reaktives Zweikomponenten-Polyurethan-System umfasst bzw. dass die Lackschicht eine hohe Kratzbeständigkeit und/oder eine hohe Chemikalienbeständigkeit und/oder eine hohe UV-Beständigkeit und/oder eine hohe Schreibunempfindlichkeit aufweist bzw. dass die Lackschicht optisch eine matte Anmutung (Oberfläche mit speziellen Glanzgraden im Sinne eines vergleichsweise geringen Glanzes) aufweist sowie weiterhin einen haptisch weichen Griffeindruck (soft touch) aufweist. Hierbei wird die Glanzmessung beispielsweise nach VDA 621-409 gemessen, wobei erfindungsgemäß insbesondere ein Glanzgrad von gleich 0,5 bzw. von größer als 0,5 realisierbar ist, beispielsweise ein Glanzgrad von etwa 0,5 bis etwa 1 ,5 oder ein Glanzgrad von etwa 0,5 bis etwa 4,0 oder ein Glanzgrad von etwa 1 ,5 bis etwa 4,0 realisierbar ist. Die Kratzfestigkeit wird hierbei beispielsweise mit einem sogenannten Erichsen-Stift bestimmt, wobei erfindungsgemäß Kratzfestigkeiten bis zu einer Belastung von bis zu 20 N erfindungsgemäß erzielbar sind. Alternativ wird die Kraftfestigkeit mit einer sogenannten Gitterprüfung durchgeführt, wobei farbmetrisch der sogenannte Delta-L-Wert (bei einer Belastung von beispielsweise 5 N, 10 N und 15 N) gemessen wird. Weiterhin alternativ wird die Kratzfestigkeit mit einer sogenannten Fünf-Finger-Prüfung (mit unterschiedlich belasteten Stiften von 2 N bis 25 N) bestimmt bzw. gemäß der Herstellernorm BMW PA0015 bzw. PA0016 bestimmt. Erfindungsgemäß ist es bei der Kraftfestigkeit möglich, eine Beschädigungsfreiheit (kein sichtbares Kraftbild durch eine Beschädigung der Oberfläche) bis zu einer Kraftausübung von 7 N oder auch bis zu 15 N zu erzielen. Die Schreibunempfindlichkeit wird erfindungsgemäß beispielsweise gemäß einer der Herstellernormen GM9150P (General Motors) oder LP-463 / PB-5401 (Chrysler) bestimmt. Hinsichtlich der Chemikalienbeständigkeit geht es in der Regel um eine übliche Chemikalienbeständigkeit gemäß verschiedenen Herstellernormen gegenüber insbesondere Benzin, Isopropanol, Methanol und eine Reihe von marktüblichen „Auto-Reinigungsmittel". Erfindungsgemäß ist es insbesondere

bevorzugt, dass die Oberfläche des fertigen Verkleidungsteils einen Glanzgrad von unter etwa 1 ,5 (beispielsweise gemäß VDA 621-409) aufweist und zusätzlich eine Kratzbeständigkeit von mindestens beispielsweise etwa 10 N (nach einer der o.g. Testmethoden) aufweist.

Bei der Folie kann es sich um eine einschichtige Folie handeln (beispielsweise eine polypropylenbasierte Monofolie, die insbesondere entweder von vornherein als einschichtige Folie hergestellt wird oder bei der Herstellung aus mehreren (gleichartigen) Schichten hergestellt sein kann) oder aber auch um eine mehrschichtige Folie handeln (d.h. die Folie weist im zuletztgenannten Fall wenigstens eine Schicht und eine (davon unterschiedliche) weitere Schicht auf mit insgesamt beispielsweise drei oder fünf Schichten (exklusive der äußeren Lackschicht)), wobei mindestens die eine Schicht aus Polypropylen besteht. Vorzugsweise handelt es sich bei der weiteren Schicht oder den weiteren Schichten um thermoplastische Materialien, besonders bevorzugt Polystyrol (PS) oder ein PS- Copolymer, ein Polyolefin, ein Polyolefin-Copolymer oder um ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Bevorzugte thermoplastische Elastomere sind thermoplastische Elastomere auf der Basis einer Styrolcopolymerkomponente (TEP-S), von Ethylen/Propylen-Terpolymer/Propylen (TPE-V), eines Copolyesthers (TPE-E) oder auf Basis von Polyurethan (TPE-U). Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei der weiteren Schicht um eine Kombination aus mindestens zwei der genannten thermoplastischen Materialien und/oder thermoplastischen Elastomeren.

Insbesondere -jedoch nicht notwendigerweise - weist die Folie eine Deckschicht aus Polyethylenterephthalat (PET), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) oder aus einer Mischung aus mindestens zwei dieser Komponenten auf.

Die jeweiligen Schichten der Folie können bei der Coexstrusion durch geeignete Haftvermittlerschichten verbunden werden. Alternativ dazu werden sie mit einem Klebstoff zusammenkaschiert.

Vorzugsweise weist die Folie eine Dekorschicht auf, die besonders bevorzugt im Druckverfahren aufgetragen wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Folie umfasst diese Polypropylen, insbesondere PP-H (Polypropylen-Homopolymer) oder PP-Copolymer. Um eine besonders gute Stabilität beim Hinterspritzen zu erzielen, wird zumindest in einer der Schichten bzw. weiteren Schichten ein Polypropylen-Block-Copolymer (PP- BC) mit einem vergleichsweise niedrigen Schmelzindex (MFI, melt flow index) von weniger als 1g/10 Minuten (230 ⁰ C / 2,16 kg) eingesetzt. Außerdem ist ein Anteil von weniger als 30% eines elastischen Materials enthalten, wodurch die Formbarkeit bzw. die Dehnbarkeit der Folie erzielt wird. Hierzu wird beispielhaft ein thermoplastisches Elastomer verwendet. Die Folie kann ferner geringe Anteile (üblicherweise von weniger als 15%) von Zusatzstoffen, wie etwa Farbpigmenten, Füllstoffen, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln etc. aufweisen.

Zur Herstellung der Folie wird insbesondere das sogenannte Sleeve-Verfahren zum Glätten der Folie eingesetzt. Dabei wird die Polymerschmelze nach dem Austritt aus einer Breitschlitzdüse zwischen einem Metallband und einer Kühlwalze geführt und erhält so die notwendige Class-A-Oberfläche. Die Oberfläche der Folie bestimmt wesentlich die Qualität der auf die Folie aufzubringenden Lackschicht hinsichtlich ihrer Optik. Außerdem werden auf diese Weise augrund der geringen Orientierung und des geringen Kristallinitätsgrades die mechanischen Eigenschaften verbessert. Insbesondere die Tiefziehbarkeit bzw. die Formbarkeit wird auf diese Weise verbessert und die Folie erhält eine größere Zähigkeit.

Bei dem Substrat des erfindungsgemäßen Formkörpers handelt es sich vorzugsweise um ein schmelzeförmig verarbeitetes oder aber alternativ dazu um ein mattenförmiges thermoplastisches Material.

Vorzugsweise besteht das schmelzeförmig verarbeitete Material aus Polypropylen (PP), Acrylnitril/Butadien/Styrol (ABS), einem Gemisch aus ABS und Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder um ein thermoplastisches Elastomer auf der Basis von Naturkautschuk und/oder Polypropylen (PP). Weiterhin besteht das schmelzeförmig verarbeitete Material vorzugsweise aus einer Mischung aus mindestens zwei dieser Werkstoffe.

Besonders bevorzugt weist das schmelzeförmig verarbeitete Material Füllstoffe auf. Beispielhafte Füllstoffe sind Talkum, Kreide sowie Wollastonit. Des weiteren kann das schmelzeförmig verarbeitete Material Verstärkungsstoffe, wie z. B. Glasfasern, Naturfasern, Kohlenstofffasern oder textilartige Verstärkungen, wie z. B. Glasfasermatten oder Naturfasermatten aufweisen, um seine mechanische Stabilität zu erhöhen. Weiterhin bevorzugt werden dem schmelzeförmig verarbeiteten Material porenbildende, wie z. B. physikalische oder chemische Treibmittel oder gasbeladene Elastomerkugeln, beigemischt.

Das mattenförmige thermoplastische Material weist vorzugsweise Fasern, z. B. Naturfasern, Glasfasern oder Kohlenstofffasern, und einem thermoplastischen Bindemittel, wie beispielsweise Polypropylen auf. Das thermoplastische Bindemittel kann in Form von Fasern oder Pulver den übrigen Fasern zugemischt werden.

Das erfindungsgemäße Verkleidungsteil wird beispielsweise hergestellt, indem das thermoplastische Material hinter die Folie gespritzt, gepresst oder geprägt wird. Vorzugsweise erfolgt das Hinterspritzen wie es in der DE 102005 039 600, die hiermit als Referenz eingeführt wird und somit als Teil der Offenbarung gilt.

Das mattenförmige Substrat wird vor seiner Verbindung mit der Folie vorzugsweise vorgewärmt und dann in einem formgebenden Werkzeug mit der Folie verpresst oder verprägt.

Die Folie wird vorzugsweise als 2D-Folie gegebenenfalls vorgewärmt oder nach vorhergehender Verformung der Folie, z. B. Tiefziehen, in das formgebende Werkzeug eingelegt und dort mit dem Substrat, beispielsweise durch Hinterspritzen, Hinterpressen oder Hinterprägen, verbunden. Gegebenenfalls wird die Folie vor dem Einlegen in das formgebende Werkzeug in eine geeignete Kontur geschnitten, beispielsweise gestanzt.

Die Oberflächenstruktur des erfindungsgemäßen Verkleidungsteils kann durch eine entsprechende Oberfläche des formgebenden Werkzeugs gebildet werden. Dieses kann sowohl eine polierte als auch eine texturierte Oberfläche aufweisen, so dass Verkleidungsteile mit einer glatten oder einer genarbten Oberfläche herstellbar sind.