Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zierteils mit Echtkarbonoptik für Fahrzeuge mit einer auf einer Sichtseite des Zierteils angeordneten und von außen erkennbaren Karbonfaserlage.

Karbonfasern und Karbonfaserlagen werden im Kraftfahrzeugbau haupt- sächlich für Faserverbundbauteile eingesetzt. Diese bieten den Vorteil hoher Steifigkeit bei geringem Gewicht und dienen als Ersatz oder Ergänzung zu Stahl- und Aluminiumbauteilen. Dabei ist es üblich, dass die Karbonfasern bzw. Karbonfaserlagen ein sog. Sizing (Schlichte) oder eine Imprägnierung auf Basis reaktiver Epoxidharze erhalten, die als Matrixwerkstoff im nachfolgenden Autoklavierprozess radikalisch polymerisiert.

Neben dem Einsatz in Faserverbundbauteilen werden Karbonfasern und Karbonfaserlagen auch als reines Sichtkarbon, beispielsweise bei Zierteilen/Zierblenden im Fahrzeuginnenraum verwendet. Im Gegensatz zu Faserverbundbauteilen werden als Sichtkarbon verwendete Karbonfasern und Karbonfaserlagen, da sie nicht autoklaviert werden, nicht imprägniert, sondern unbehandelt auf eine zumeist aus Kunststoff gebildete Trägerstruktur aufgebracht und mit einer durchsichtigen Decklackschicht überzogen.

Dabei stellte sich als problematisch heraus, dass die Oberfläche der Decklackschicht nach dem Aufbringen stets eine sichtbare Unebenheit (Wellig- keit) bzw. Unruhe aufwies, die sich nur durch intensives und zeitaufwändi- ges Polieren glätten und somit in der Optik verbessern lies. Alternativ muss- te eine zweite Decklackschicht aufgebracht werden, was jedoch material-, kosten- und zeitintensiv ist, da die erste Lackschicht zunächst trocknen muss. Es wurde herausgefunden, dass die Unebenheit bzw. Unruhe der Lackschichtoberfläche daher rührt, dass der Klarlack beim Auftragen auf die Karbonfaserlage die zwischen den Karbonfasern bzw. Karbonfaserbündeln liegenden und mit Luft gefüllten Zwischenräume nicht im ausreichenden Maße füllt und diese eingeschlossene Luft während der Trocknungsphase des Lackes mittelbar die Oberflächenqualität beeinflusst. Dabei spielen vor allem Veränderungen des Luftvolumens aufgrund von Temperaturschwankungen oder Luftbewegungen und Ausgasungen eine hervorzuhebende Rolle.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem Zierteile für Kraftfahrzeuge mit Sichtkarbonoptik und verbesserter Oberflächenlackqualität hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 und 2 gelöst. Erfindungsgemäß wird vorgesehen, dass die für eine auf der Sichtseite und von außen sichtbar angeordnete geschlichtete Karbonfaserlage vorab mit einer Polymerdispersion nassimprägniert wird, um das Eindringen des Lacks, insbesondere des Klarlacks in Zwischenräume der Karbonfasern bzw. Karbonfaserbündel zu verbessern und die Neigung der Luft zum Ausgasen zu verringern. Auch kann hierdurch die bisher nötige

Primerapplikation entfallen.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Herstellung des Zierteils mit Echtkarbonoptik mit einer geschlichteten, auf einer Sichtseite des Zierteils angeordneten und von außen erkennbaren Karbonfaserlage, die aus einer Faserstruktur aus vorgefertigten Karbonfasern mit Zwischenräumen gebildet ist, die Verfahrensschritte des Nassimprägnierens der vorgefertigten, geschlichteten Karbonfaserlage mit einer wässrigen Polymerdispersion auf Basis von Polyurethan, Acrylat oder Polyvinylazetat oder einer Mischung hieraus, so dass die Polymerdispersion in die Karbonfaserlage zumindest teilweise eindringt und eine Eignung zum Eindringen eines Lackes in die Zwischenräume der Faserstruktur der Karbonlage erhöht sowie des anschließenden Trocknens der nassimprägnierten Karbonfaserlage. Danach wird die Karbonfaserlage auf einem Zierteilträger mit einer Ausrichtung zur Sichtseite des Zierteils befestigt und eine Lackschicht über die auf dem

Zierteilträger angeordnete Karbonfaserlage zur Bildung einer durchsichtigen Oberflächenschicht auf der Sichtseite des Zierteils aufgebracht, so dass der Lack in die Zwischenräume der Karbonfaserlage eindringt.

Die Nassimprägnierung der vorgefertigten, geschlichteten Karbonfaserlage mit der wässrigen Polymerdispersion auf Basis von Polyurethan, Acrylat oder Polyvinylazetat oder einer Mischung hieraus verändert die Oberflächenstruktur der Karbonfasern bzw. der Karbonfaserfilamente, so dass sich der Lack mit der Karbonfaserlage vernetzt, ohne dass Lufteinschlüsse verblieben. Alternativ zur Nassimprägnierung der gesamten Karbonfaserlage ist eine erfindungsgemäße alternative Ausführung des Verfahrens, eine Nassimprägnierung der vorgefertigten, geschlichteten Karbonfasern mit einer wäss- rigen Polymerdispersion auf Basis von Polyurethan, Acrylat oder Polyviny- lazetat oder einer Mischung hieraus, wobei die nassimprägnierten Karbonfasern anschließend getrocknet und zur Karbonfaserlage gewebt werden, die anschließend identisch zum oben beschriebenen Verfahren verarbeitet wird.

Die zu verwendende wässrige Dispersion auf Basis von Polyurethan, Acrylat oder Polyvinylazetat oder einer Mischung hieraus weist einen Festkörpergehalt von 1 - 70%, weiter bevorzugt von 10 - 60%, weiter bevorzugt von 25 - 50% auf.

Zwar ist es grundsätzlich für Sichtkarbonteile nicht üblich, jedoch ist in einer Ausführungsvariante gleichwohl vorgesehen, dass die Karbonfaserlage vor dem Anordnen auf dem Zierteilträger eine Primerschicht zur Haftungserzeugung erhält.

Zur Nassimprägnierung wird die Karbonfaserlage vorzugsweise herstel- lungsprozessintegriert durch ein Dispersionsbad gefahren, so dass die Herstellung an einer Fertigungsstraße mit ineinander übergehenden Verfah- rensschritten erfolgt. Die Karbonfaserlage wird dabei mit einer Geschwindigkeit von 0,5 - 10m/min, vorzugsweise von 1 - 2 m/min durch das Dispersionsbad befördert und erfolgt dabei über eine Eintauchdauer von 10 - 60s. Die Nassimprägnierung erfolgt in einer Weise, dass die Karbonfaserlage eine Flächengewichtszunahme in Abhängigkeit von dem Gewebetyp von 1 - 50g/m ² , vorzugsweise 5 bis 20 g/m ² erfährt.

Nach der Nassimprägnierung erfolgt der Trockenschritt günstigerweise in einer Trockenstrecke bei einer Temperatur von 20-120°C, besonders bevorzugt von 60 - 120°C. Eine Trockenstrecke ermöglicht wie das Durchfah- ren des Dispersionsbades die herstellungsprozessintegrierte Trocknung innerhalb derselben Fertigungsstraße.

Die nassimprägnierte und getrocknete Karbonfaserlage wird in einer ersten Alternative durch Aufkaschieren an den Zierteilträger befestigt. In einer zweiten Alternative erfolgt die Befestigung dadurch, dass der Zierteilträger an die Karbonfaserlage im Spritzgießverfahren hinterspritzt wird. Dabei sind ferner zusätzlich dreidimensionale Umformprozesse des Zierteilträgers mit der darauf befestigen Karbonfaserlage integrierbar. Die Nassimprägnierung mit den genannten Polymerdispersionen verbessert dabei ferner die Faser- und Schiebverfestigung und reduziert die Neigung zum Faserbruch der Karbonfasern bei Kaschier- und Umformprozessen.

Das Aufbringen der Lackschicht erfolgt in einer vorteilhaften Ausführungsvariante durch Übergießen der Karbonfaserlage. Die Lackschicht ist günstigerweise aus einem Zweikomponenten Polyurethan-Gießsystem gebildet, wobei sowohl aromatische oder aliphatische sowie lichtechte und nichtlichtechte Polyurethanlacke einsetzbar sind.

Das Verfahren ist besonders kostengünstig ausführbar wenn Karbonfasern als Einzelfasern oder als Faserbündel bzw. das Karbonfasergewebe als Rollenware herstellungsprozessintegriert verarbeitet wird, d.h. von einer Rolle abgezogen, nassimprägniert, getrocknet und entweder wieder auf eine Rolle aufgewickelt oder unmittelbar zur Anordnung der Karbonfaserlage auf dem Zierteilträger entsprechend der Größe des Zierteilträgers zurecht- geschnitten wird.

In einer weiteren Ausführungsvariation ist vorgesehen, dass die Karbonfa- serlage zusätzlich ein Stützgewebe aufweist, so dass die Karbonfaserlage leichter verarbeitbar und auf dem Zierteilträger positionier bar ist.

Zusätzlich zu den Verfahrensschritten erfolgen mögliche Schritte wie das Befräsen des Zierteils nach dem Aufbringen des Lacks sowie das Polieren der Oberfläche, wobei der aufgrund der Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung benötigte Polieraufwand um ein Vielfaches verringert ist.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü- chen gekennzeichnet. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann das Kaschieren der Karbonfaserlage händisch oder maschinell erfolgen. Der Zierteilträger kann aus Spritzguss oder Holzlaminat sein.

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