Werkstoffkombination

Die Erfindung betrifft eine Werkstoffkombination mit Poren aufweisendem, elastisch nachgiebigem Kunststoff zur Verwendung für beliebige Gegenstände und Produkte, mit denen Menschen regelmäßig auch in körperlichen Kontakt kommen.

Dazu gehören Kraftfahrzeug-lnnenverkleidungsteile, wie Armaturentafeln und Mittelkonsolen, aber auch Türinnenverkleidungsteile, Dachhimmel und dergleichen. Alle diese Produkte müssen ökonomisch herstellbar sein und ferner sollen die dem Benutzer zugewandten Oberflächen der Produkte in den hier interessierenden Fällen nicht nur optisch ansprechbar sein, sondern sie sollen zumindest teilweise auch weichelastisch und nachgiebig sein. Hiermit verbunden ist ferner die Forderung, dass das sich bei Druck nachgiebig und weichelastisch, zumindest teilweise verformende Produkt nach Beendigung der Druckbelastung seine ursprüngliche Form und Gestalt sehr schnell und möglichst vollständig wieder annimmt. Es soll somit gute Rückstelleigenschaften besitzen.

Gelöst wird diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch, dass der für die Nachgiebigkeit und Weichheit in einem gegebenenfalls nur definierten Oberflächenbereich maßgebliche Werkstoff eine Werkstoffkombination ist, derart dass sie im jeweils fertigen Produkt zumindest teilweise in Form von mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichem Kunststoff vorhanden ist. Zur optimalen Lösung der Erfindung ist somit vorgesehen, dass das fertige Produkt mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichem Kunststoff aufweist. Hierdurch lassen sich besonders wertvolle Werkstoffeigenschaften erzielen, wie z. B. eine ausreichend große Nachgiebigkeit und Weichheit bei Raum- bzw. Umgebungstemperatur einerseits sowie gleichzeitig eine rasche Rückstellfähigkeit der verformten Oberfläche andererseits. Dies beeinflusst darüber hinaus zugleich positiv den optischen

Eindruck, den eine nach Rücknahme des Druckes nur kurzzeitig verformte Oberfläche im Vergleich zu einer lang andauernd verformten Oberfläche bietet.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Lage aus einem geschlossenporigen Kunststoff und mindestens eine weitere Lage aus einem offenporigen Kunststoff bestehen. Die Weichheit und Rückstellfähigkeit von geschlossenporigem Kunststoff einerseits und von offenporigem Kunststoff andererseits sind grundsätzlich verschieden, so dass es durch die Kombination der beiden Kunststoffe möglich ist, ein bzgl. Weichheit und Rückstellfähigkeit optimales Produkt zu erhalten.

Schließlich sieht die Erfindung vor, dass mindestens eine Lage aus einem thermoplastischen Kunststoff und mindestens eine Lage aus einem duroplastischen Kunststoff bestehen. Hierbei gilt, dass der duroplastische Kunststoff, wie z. B. Polyurethan, eine offenzellige Struktur bildet, während der thermoplastische Kunststoff, bei dem es sich z. B. um Polyethylen und/oder um Polypropylen handeln kann, geschlossenzellig bzw. geschlossenporig ist. Der aus Duroplast bestehende, offenzellige Kunststoff weist eine schnelle, rasche Rückstellfähigkeit auf, während sich der thermoplastische Kunststoff nur langsam zurückbildet, wobei er aber bei der unter Wärme- und Druckeinwirkung erfolgenden Herstellung des Produktes aufgrund seiner thermoplastischen Verformbarkeit für die gesamte Werkstoffkombination bzw. für das fertige Produkt wertvoll ist.

Weitere Merkmale und besondere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Ansprüchen im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Dabei zeigen: .

FIG. l im Schnitt sowie abgebrochen und nicht maßstabsgerecht eine Prinzipskizze einer zweilagigen Werkstoffkombination;

FIG.2 eine Ansicht wie in FIG. l mit einem Dekor;

FIG.3 eine Ansicht wie in FIG. l mit drei Lagen;

FIG.4 in anderem Maßstab eine Ansicht wie in FIG.3 von einem stirnseitig offenen Endstück einer Werkstoffkombination;

FIG.5 eine Ansicht wie in FIG.4 von einem geschlossenen Endstück;

FIG.6 im Schnitt eine Prinzipskizze durch einen personenseitigen Wulst an einer Armaturentafel eines Kraftfahrzeuges;

FIG.7 eine Ansicht wie in FIG.2 mit einer Lage, die als großen- und lagemäßig genau definiertes Teilstück zur Verwendung als Einlage vorgesehen ist;

FIG.8 eine Ansicht wie in FIG.7, wobei die Einlage selbst aus drei Lagen besteht;

FIG.9 einen Schnitt durch ein Teilstück eines Türinnenverkleidungs-teiles mit anderer Schraffur;

FIG.10 einen Schnitt wie in FIG.9 durch ein abgewandeltes Türinneriverkleidungsteil;

FIG.11 im Schnitt sowie abgebrochen eine Prinzipskizze eines weiteren, abgewandelten Teilstückes eines Türinnenverkleidungsteiles und

FIG.12 eine Prinzipskizze wie in FIG. l 1 durch ein letztes Ausführungsbeispiel.

Bei dem in den FIG. l und FIG.2 abgebrochen sowie im Schnitt dargestellten und als Werkstoffkombination 1 bzw. IA bezeichneten Teilen handelt es sich um schaumstoffartige Verbundteile aus Kunststoff, die jeweils aus zwei unterschiedlichen Lagen 2, 3 gemäß FIG.l .sowie einer zusätzlichen Dekorlage 4 gemäß FIG.2 bestehen. Die Unterschiedlichkeit der Lagen 2 und 3 bezieht sich auf die Art der Kunststoffe und/oder auf die Art der Porosität der Lagen und/oder auf die Größe der jeweiligen Fläche und/oder auf ihre Materialstärke. Die eine oder erste Lage 2, die gemäß FIG.2 der Dekorlage 4 zugewandt ist, besteht z.B. aus einem geschlossenporigen Kunststoff 5. Diese Geschlossenporigkeit ist in den Figuren zum Teil durch einen oder mehrere Kreise symbolisch angedeutet. Die andere Lage 3 besteht aus einem offenporigen Kunststoff 6. Hier dienen in den Figuren ein oder

mehrere x zur Kennzeichnung der Porigkeit des offenporigen Kunststoffes 6. Als Werkstoff für die geschlossenporige bzw. geschlossenzellige Lage 2 dient ein Thermoplast. Die Lage 2 ist daher durch ausreichende Erwärmung und Druck auch thermoplastisch derart verformbar, dass sie ihre Form und Gestalt nach der Verformung dauerhaft beibehält. Die zweite Lage 3 besteht aus einem duroplastischen Kunststoff 6 bzw. aus einem Duroplast 6, so dass sie aufgrund von Hitzeeinwirkung und Druck ihre vorgegebene Form und Gestalt grundsätzlich nicht verändert. Die offenporige, zweite Lage 3 ist aber relativ leicht verformbar, so dass sie sich an die Form und Gestalt eines benachbarten Teiles bzw. einer benachbarten Lage anpasst und eine vorgegebene bzw. erzwungene Verformung dadurch indirekt dauerhaft einnimmt.

Als thermoplastischer Kunststoff 5 sind insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen vorgesehen. Als Duroplast 6 dient zweckmäßigerweise ein Polyurethanwerkstoff. Die geschlossenzelligen bzw. geschlossenporigen thermoplastischen Schäume 5 sind gut verformbar und bilden ein stabiles Polster. Erfolgt die Verformung bei Raum- bzw. Umgebungstemperatur, so ist ihre Rückstellbarkeit relativ langsam. Anders verhält es sich mit der Rückstellfähigkeit der offenzelligen Duroplaste 6 der Lage 3. Hier erfolgt die Rückstellung außerordentlich schnell verglichen mit der Rückstellfähigkeit der aus thermoplastischem Kunststoff 5 bestehenden Lage 2.

FIG.3 zeigt ein Teilstück einer abgewandelten Werkstoffkombination IB. Diese Werkstoffkombination IB umfasst eine Lage 3 mit offenen Poren 7 als mittlere oder Kernlage entsprechend der Lage 3 gemäß FIG. l und beidseitig je eine Lage 2 mit geschlossenen Poren 8 als Decklage entsprechend der Lage 2 gemäß FIG. l . Die Werkstoffeigenschaften der Lagen 2 und 3 des Teilstücks IB gemäß -FIG.3 entsprechen denen mit den gleichen Bezugszahlen gemäß FIG. l .

Die FIG.4 zeigt ein Endstück 9 einer Werkstoffkombination IB gemäß FIG.3 mit Lagen 2 und 3 sowie mit einer offenen Stirnfläche 10. Die einzelnen Lagen 2 und 3 können dauerhaft miteinander verbunden bzw. miteinander verklebt oder verschmolzen sein. Dies kann mit Hilfe der Klebeeigenschaften der aus thermoplastischem Kunststoff 5 bestehenden Lagen 2 oder mit Hilfe von so

genanntem „Hot MeIt" erfolgen, das nach der Verarbeitung ausgehärtet ist und nicht mehr temperaturempfindlich reagiert. Zum Verschließen der Stirnfläche 10 wird mindestens das Endstück 9 der Werkstoffkombination I B z.B. ausreichend erwärmt, so dass die Teil-Stirnflächen 1 1 und 12 der beiden Lagen 2 ausreichend klebrig sind und nach dem Verformen sowie unter Druck und nach dem Abkühlen gemäß der in FIG.5 dargestellten Situation dauerhaft aneinander haften und die Stirnfläche 10 verschließen. Ferner zeigt FIG.5, dass sich die freien Enden 13 und 14 der thermoplastischen Lagen 2 dauerhaft verformt haben und dass die offenporige, schaumstoffartige Lage 3 sich an die Form der freien Enden 13 und 14 der beiden Lagen 2 angepasst hat.

FIG.6 zeigt einen konkreten Anwendungsfall eines für eine Werkstoffkombination 1 , IA bzw. IB bestimmten Produktes. Es handelt sich hier beispielhaft um ein personenseitiges, im Schnitt sowie schematisch dargestelltes wulstartiges Teilstück 20 einer im übrigen nicht dargestellten Armaturentafel 21 eines Kraftfahrzeuges. Die in FIG.6 gewählte Darstellung ist nicht maßstabsgerecht und zeigt ferner eine beliebige Dekorlage 22 in Verbindung mit einer Werkstoffkombination 1 und/oder IA bzw. IB gemäß den FIG.2 und 3 zum Schutz von Insassen eines Fahrzeuges. Die Werkstoffkombination 1, IA bzw. IB ist als Einlage 23 in der Armaturentafel 21 unmittelbar unter der Dekorlage 22 vorgesehen, wobei die Größe der Fläche der Dekorlage 22 gleichgroß oder größer ist als die der Einlage 23. Anstelle von Werkstoffkombinationen 1, IA bzw. IB wie im Falle der Armaturentafel 21 gemäß FIG.6 können auch Werkstoffkombinationen IC gemäß FIG.7 oder ID gemäß FIG.8 bei einer Armaturentafel oder auch bei anderen Kraftfahrzeuginnenverkleidungsteilen vorgesehen sein.

Die Werkstoffkombination IC gemäß FIG.7 umfasst eine Dekorlage 4 und eine geschlossenporige bzw. geschlossenzellige Lage 2 aus einem thermoplastischen Kunststoff 5. Anstelle der zweiten, ebenso großflächigen, jedoch offenzelligen Lage 3 ist eine räumlich, d.h. bzgl. Tiefe (T) und Fläche (F) anders sowie genau definierte Lage 3 in Form einer Einlage 23C vorgesehen. Sie kann sich z.B. bei der Armaturentafel 21 gemäß FIG.6 auf den einem Insassen des Fahrzeuges zugewandten, d.h. also vorspringenden oder in anderer Weise räumlich exponierten, wulstartigen Rand- oder Kantenbereich 24 beschränken. Grundsätzlich versteht es

sich aber, dass nicht nur in den Fahrzeuginnenraum vorstehende Teile von Armaturentafeln oder anderen Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteilen Schutzeinlagen aus den hier interessierenden Werkstoffkombinationen aufweisen können, sondern dass es möglich ist, auch komplette Teile vollständig oder in anderer, hier nicht beschriebener Weise zumindest zum Teil mit zum Personenschutz dienenden Werkstoffkombinationen gemäß der Erfindung zu versehen.

Anstelle einer nur aus offenporigem Kunststoff bestehenden, vor allem zum Schutz oder - wie auch in den anderen Fällen - zur Bequemlichkeit dienenden Einlage 23C (FIG.7) kann eine Einlage 23D gemäß FIG.8 auch ihrerseits wiederum aus drei einzelnen Schichten bzw. räumlich exakt definierten Lagen 2D und 3D bestehen. Hierbei sind die als Decklagen dienenden Lagen 2D jeweils geschlossenporig, während die mittlere oder Kernlage 3D aus offenporigem, duroplastischem Kunststoff besteht. Abgedeckt ist die Einlage 23D personenseitig z.B. mit Hilfe einer großflächigen, geschlossenporigen Lage 2 und einer Dekorlage 4 (FIG.8).

Die beiden FIG.9 und 10 betreffen weitere Produkte und zeigen konkret im Schnitt Teilstücke 30 bzw. 31 von abgewandelten Ausführungsbeispielen für Kraftfahrzeuginnenverkleidungsteile 32, 33 im Bereich von Armstützen 34. Die nicht maßstabsgerechten Schnittansichten zeigen von außen nach innen eine Dekorlage 4, eine aus thermoplastischem Kunststoff bestehende, geschlossenporige Lage 2 und als tragendes Element eine Trageschicht 35. Im Bereich der Armstütze 34 ist ferner eine Einlage 36 zwischen der geschlossenporigen Lage 2 und der Trageschicht 35 vorgesehen und weist im vollständig fertig gestellten Zustand spitz auslaufende Endstücke 37, 38 auf. Die Kontur der Trageschicht 35 ist entsprechend angepasst. Die Einlage 36 dient der Bequemlichkeit und auch dem Schutz von Insassen und ^" entspricht hinsichtlich ^" ihrer Werkstoffeigensrchaften ^" der ^~ offenpOrigen ^~ Lage- ^~ 3-bzwr der Einlage 23C gemäß FIG.7.

Die Form und Gestalt der Einlage 36 ist nicht zwingend auf eine Ausführungsform mit spitz auslaufenden Enden 37 und 38 beschränkt und kann sich selbstverständlich auch über eine größere Fläche als nur über den Bereich der Armstütze 34 erstrecken. Vor allem auch dann erfüllt sie bzw. die hier interessierende, aus Lage 2 und beliebig

großer Lage 3 bestehende Werkstoffkombination ihre wichtige, der Bequemlichkeit und/oder dem Schutz dienende Funktion für den bzw. die Insassen eines Fahrzeuges.

Das in FIG. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Teilstückes 31 eines Kraftfahrzeug-Türinnenverkleidungsteiles 33 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG.9 dadurch, dass die Einlage 36 jeweils einen Absatz 39 bzw. 40 als übergang in die spitz auslaufenden Enden 37 und 38 aufweist. Ein entsprechender Absatz 41 ist gemäß Ausführungsbeispiel auch in der Trageschicht 35 vorgesehen (FIG.10). Die Trageschicht 35 besteht aus einem ursprünglich matten- bzw. bahnförmigem oder in sonstiger Weise flächigem, thermisch dreidimensional verformbarem und dann bei Abkühlung aushärtendem, ausreichende Trageeigenschaften besitzenden Werkstoff mit entsprechend hoher Festigkeit und Steifigkeit.

Ein weiteres Produkt 44, z.B. aus dem Kraftfahrzeugbereich, ist im Schnitt sowie abgebrochen in FIG.1 1 dargestellt. Auch hier kann es sich um ein Teilstück eines Türinnenverkleidungsteiles handeln. Das Produkt 44 weist eine Trageschicht 35 mit ausreichender Festigkeit und Steifigkeit auf. Auf dieser Trageschicht 35 befindet sich die geschlossenporige Lage 2 mit guten Rückstelleigenschaften. In einem Teilbereich der Lage 2 befindet sich eine Einlage 36. Diese Einlage 36 besteht aus einer offenporigen, als Kernlage dienenden Lage 3 und ist zwischen zwei geschlossenporigen Lagen 2 angeordnet. Die geschlossenporigen Lagen 2 bestehen entsprechend aus einem Thermoplast 5 und die offenporige Lage 3 besteht aus einem Duroplast. Nach außen ist das Produkt 44 mit einer Dekorlage 4 abgedeckt. Die aus einer Kernlage 3 und zwei Decklagen 2 bestehende Einlage 36 befindet sich bei dem Produkt 44 zwischen jeweils abdeckenden Teilen 42 und 43 der zwischen Dekorlage 4 und Trageschicht 35 befindlichen, geschlossenporigen Lage 2. In Anbetracht der jeweils gewünschten Werkstoffeigenschaften kann es zweckmäßig sein, für die verschiedenen geschlossenporigen Lagen 2 jeweils unterschiedliche thermoplastische Kunststoffe 5 vorzusehen.

FIG.12 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel von einem Produkt 44', das im Wesentlichen mit dem Kraftfahrzeug-Türinnenverkleidungsteil 32 gemäß FIG.9 übereinstimmt. Es besteht von innen nach außen aus einer Trageschicht 35, einer

geschlossenporigen Lage 2 und weist in einem Teilbereich 45 eine weichelastische Einlage 46 aus einem offenporigen Kunststoff 6 auf. Eine Dekorlage 4 ist ebenso wie bei den anderen Produkten vorgesehen. Wesentlich ist auch hier, dass die geschlossenporige Lage 2 flächenmäßig sehr viel größer ist als die offenporige Lage 3, aus der die Einlage 46 besteht. Die Materialstärke der verschiedenen Lagen kann gleich oder ungleich sein, In der Regel liegt die Materialstärke in einer Größenordnung von 1 ,5 mm bis 10 mm oder mehr. Je höher der Polyurethananteil ist, umso höher ist auch die Rückstellkraft und um so geringer ist die Möglichkeit zur bleibenden, thermoplastischen Verformung. Grundsätzlich können die zum Einsatz gelangenden, unterschiedlichen Werkstoffkombinationen großflächig als Rollen geliefert werden. Die offenen Stirnseiten der Teilstücke bzw. Einlagen werden zweckmäßigerweise erst bei der endgültigen Verarbeitung geschlossen.

Wie die verschiedenen Ausführungsbeispiele zeigen, können als Werkstoffkombination im Einzelfall zwei bis fünf oder grundsätzlich auch mehr Lagen vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1, IA, IB, IC, ID Werkstoffkombination

2, 2D geschlossenporige bzw. geschlossenzellige Lage

3, 3D offenzellige/-porige Lage

4 Dekorlage

5 Thermoplast

6 Duroplast / Duroplastlage

7 offene Poren

8 geschlossene Poren

9 Endstück

10 offene Stirnfläche

11, 12 Teil-Stirnflächen

13, 14 freien Enden

20 wulstartiges Teilstück

21 Armaturentafel

23, 23C, 23D Einlage

24 Rand- oder Kantenbereich

30,31 Teilstücke

32,33 Kraftfahrzeuginnenverkleidungsteile

34 Armstützen

35 Trageschicht

36 Einlage

37,38 Endstücke

39,40 Absatz der Einlage 36

41 Absatz der Trageschicht

42,43 abdeckende Teile

44, 44' Produkt

45 Teilbereich

46 weichelastische Einlage

F Fläche

T Tiefe