AT17163U1 - Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements wird ein Stickmuster auf ein Vlies aufgestickt, das Stickmuster anschließend von dem Vlies getrennt und zusammen mit einem Faser-Matrix-Halbzeug in einer Form unter Wärmeeinwirkung verpresst.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements sowie ein Dekorationselement, insbesondere hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Verfahren zur Veredelung von Oberflächen mithilfe von Dekorationselementen bekannt geworden, die bspw. bei Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen oder Schiffen verwendet werden. Hierzu gehören vor allem die Verwendung von Farben, speziellen Oberflächenstrukturen oder Formen. Besonders populär ist es, Karosserieteile von Kraftfahrzeugen mit einem Überzug aus Gewebematten, die z.B. aus Karbonfasern hergestellt sind, zu versehen oder die Karosserieteile durch Nachbauten aus den Gewebematten zu ersetzen. Auf Grund ihrer Gewebestruktur weisen Karbonmatten eine dreidimensionale Struktur auf, die unter entsprechender Lichteinwirkung ästhetisch ansprechende Tiefeneffekte ergibt. Der Tiefeneffekt wird noch dadurch verstärkt, dass die Karbonfasern, aus denen die Karbonmatten bestehen, das Licht stark reflektieren, sodass sich ein Glanzeffekt ergibt.

[0003] Weiters sind Dekorationselemente mit dreidimensionalen Mustern bekannt, die bspw. einen Schriftzug oder ein Firmenlogo darstellen und im Rahmen der Oberflächenveredelung bei Lichteinwirkung besonders schöne Tiefeneffekte (3D-Effekte) auf den Dekorationselementen erzeugen.

[0004] Allerdings stellt sich bei der Herstellung solcher Dekorationselemente mit einem Muster das Problem, dass das aufzubringende Muster während der Herstellung schwer handzuhaben und zu positionieren und die Position schwer zu fixieren ist. Bei der Positionierung und Fixierung des Musters treten oftmals Formveränderungen des Musters auf, die es zu vermeiden gilt. Die erwähnten Schwierigkeiten bestehen insbesondere bei Musterelementen, die aus textilem Material bestehen, wie z.B. textilen Fasern, Zwirnen oder Garnen, aus denen z.B. Stickereien hergestellt werden.

[0005] Um dieses Problem zu lösen, ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements bekannt geworden, wobei ein Muster auf eine Trägerlage, insbesondere ein Vlies, aufgebracht wird, die Trägerlage anschließend auf ein Trägerelement gelegt wird, worauf das Trägerelement und die Trägerlage samt Muster mit einer Versiegelungsschicht versehen werden, sodass die Trägerlage zwischen dem Trägerelement und der Versiegelungsschicht angeordnet wird, und die Trägerlage aus einem Material besteht, das sich in Kontakt mit dem Material der Versiegelungsschicht auflöst oder transparent wird. Das Muster wird also nicht direkt mit dem Trägerelement verbunden und verarbeitet, sondern zuerst auf eine Trägerlage aufgebracht.

[0006] Bei diesem Verfahren hat sich herausgestellt, dass sich die Trägerlage während des Verfahrens unerwünscht verfärbt und sich insbesondere bei gekrümmten Elementen Falten in der Trägerlage gebildet haben, die zu ungewünschten Ergebnissen geführt haben. Darüber hinaus wirken die auf dem Muster angeordneten Karbonmatten leicht trüb.

[0007] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile zumindest teilweise ausräumt.

[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements vor, wobei ein Stickmuster auf ein Vlies aufgestickt wird, das Stickmuster anschließend von dem Vlies getrennt wird und zusammen mit einem Faser-Matrix-Halbzeug in einer Form unter Wärmeeinwirkung verpresst wird. Bei diesem Verfahren wird die Trägerlage, also das Vlies nicht zusammen mit dem Stickmuster weiterverarbeitet, sondern vor dem Verpressen vom Stickmuster getrennt. Dadurch werden die Nachteile, die durch das Einbringen des Vlieses in das Dekorationselement entstehen, vermieden. Es hat sich hierbei überraschend herausgestellt, dass es nicht nötig ist, das Vlies mitzuverarbeiten, um eine ausreichende Stabilität des Stickmusters sicherzustellen.

[0009] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Vlies während des Trennvorgangs aufgelöst bzw. von dem Stickmuster abgelöst wird, bspw. mithilfe von Wasser, Harz, Lack oder Wärme. Dadurch

kann eine schnelle und saubere Abtrennung des Stickmusters vom Vlies erzielt werden. Für den Fall der Verwendung einer wärmelöslichen Trägerlage ist bevorzugt vorgesehen, dass diese ausgebildet ist, um sich bei Temperaturen von > 40°C, vorzugsweise > 90°C aufzulösen.

[0010] In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Faser-Matrix-Halbzeug ein Prepreg ist. Ein Prepreg ist ein mit Reaktionsharzen vorimprägniertes („pre-impregnated") textiles Faser-Matrix-Halbzeug, das zur Herstellung von Bauteilen unter Temperatur und Druck ausgehärtet wird. Prepregs weisen eine hohe Belastbarkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht auf. Solche Prepregs werden daher oftmals in der Luftfahrt, aber auch für Automobilteile wie Motorhauben oder Rückspiegel, insbesondere bei hochpreisigen Fahrzeugen verwendet. Das Aushärten des Prepregs erfolgt hierbei bevorzugt zusammen mit dem Verpressen der Stickerei, sodass lediglich ein einziger Pressvorgang zur Herstellung nötig ist.

[0011] Bevorzugt erfolgt das Besticken unter Verwendung eines Garnes aus hitzebeständigem Material, wie z.B. Polyesterfasern, Baumwolle oder Aramidfasern, sodass es durch das Aufbringen der Versiegelungsschicht oder eine nachfolgende Wärmebehandlung der Schicht nicht beschädigt wird.

[0012] In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Stickuster vor dem Verpressen auf dem Faser-Matrix-Halbzeug mithilfe eines Klebstoffes befestigt wird. Dadurch wird vermieden, dass das Muster relativ zum Faser-Matrix-Halbzeug unerwünscht verrutschen kann. Dies ist insbesondere bei der Verwendung filigraner und komplizierter Stickmuster von Bedeutung.

[0013] Weiters ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Stickmuster mit dem Faser-MatrixHalbzeug mithilfe einer Versiegelungsschicht verbunden wird, wobei die Versiegelungsschicht bevorzugt von einem Flüssigkunststoff, insbesondere einem Harz, Epoxidharz oder einem Lack gebildet wird. Sowohl Einkomponenten- als auch Mehrkomponentenflüssigkunststoffe sind grundsätzlich geeignet. Während Einkomponentenprodukte bspw. bei Luftberührung aushärten, findet bei Mehrkomponentenprodukten eine chemische Reaktion zwischen den einzelnen Komponenten statt, die zur Aushärtung führt. Harz, insbesondere Epoxidharz, ist aufgrund seiner Beständigkeit gegenüber mechanischen Einflüssen sowie seiner hohen Temperaturbeständigkeit für Dekorationselemente der erfindungsgemäßen Art bestens geeignet. Weiters sind Kunststofflacke, bspw. Epoxidharzlacke sehr gut geeignet.

[0014] Eine besonders bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die Versiegelungsschicht mithilfe einer Temperaturbehandlung gehärtet wird. Insbesondere Harze wie Epoxidharze können nach dem Aufbringen gehärtet werden, um die optimalen Eigenschaften dieser Materialien zu erreichen. Solch eine Temperaturbehandlung kann bspw. eine Ruhephase bei oder über Raumtemperatur oder auch eine Erhitzung in einem Ofen sein.

[0015] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Stickmuster mit dem Faser-Matrix-Halbzeug mithilfe eines vakuumbasierten Einbringungsverfahrens verpresst wird, welches das Auflegen einer Membran und einer darüber angeordneten Begrenzungsfolie auf einer das Stickmuster tragenden Seite des Faser-Matrix-Halbzeugs und das anschließende Erzeugen eines Vakuums zwischen der Begrenzungsfolie und dem Faser-Matrix-Halbzeug umfasst. Bei solchen Verfahren ist insbesondere die Verwendung eines vakuumbasierten Harzinjektionsverfahren bevorzugt. Hierbei wird eine luft-, aber nicht materialdurchlässige Membran auf das Faser-Matrix-Halbzeug in einem dem fertigen Produkt entsprechenden Abstand aufgelegt. Auf diese Membran wird eine luftundurchlässige Begrenzungsfolie aufgelegt. Anschließend wird ein Vakuum innerhalb des durch die Begrenzungsfolie gebildeten Hohlraumes erzeugt, sodass das aufzubringende Material, bspw. das Material einer Versiegelungsschicht, zwischen dem Faser-Matrix-Halbzeug und der Membran aufgrund des Vakuums eingesaugt und gleichmäßig verteilt wird. Die Luft wird hierbei durch die Membran gesaugt und anschließend zwischen der Membran und der Begrenzungsfolie abtransportiert. Im Unterschied zu anderen Verfahren können bei dieser Art der Herstellung Lufteinschlüsse und andere Unregelmäßigkeiten bei der Verteilung des Materials der Versiegelungsschicht vermieden werden, sodass eine gleichmäßige, homogene Versiegelungsschicht erzeugt werden kann.

[0016] Weiters bevorzugt ist vorgesehen, dass das Trägerelement von einer Matte, bspw. bestehend aus oder umfassend Karbon- oder Glasfasern, insbesondere aus einem Karbonfaser- oder Glasfasergewebe, gebildet wird. Solche Matten können aufgrund ihrer stabilen Eigenschaften in vielen Bereichen, bspw. im Fahrzeugbau verwendet werden. Weiters ermöglichen die optischen Eigenschaften solcher Matten bei Lichteinfall zusammen mit Mustern das Herstellen von vielfältigen Dekorationselementen. Alternativ kann das Trägerelement auch ein bereits fertiges Bauteil, bspw. aus Metall oder Kunststoff sein, welches mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich dekoriert wird.

[0017] Um das Stickmuster insbesondere bei großflächigen Dekorationselementen zusätzlich zu schützen, ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem Faser-Matrix-Halbzeug und der Versiegelungsschicht eine wasser- oder harzlösliche Schutzfolie angeordnet wird. Da das Stickmuster sehr dünn sein kann, ist es relativ anfällig für Risse, wenn es auf großen Flächen angeordnet ist. Daher kann es nötig sein, eine zusätzliche Schutzfolie auf dem Faser-Matrix-Halbzeug bzw. dem Stickmuster anzuordnen, um dieser Rissanfälligkeit entgegenzuwirken. Damit die Schutzfolie das optische Erscheinungsbild des Dekorationselements nicht stört, ist bevorzugt vorgesehen, dass sie wasser- oder harzlöslich ist und sich während der weiteren Herstellung auflöst oder transparent wird.

[0018] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Vlies, Zellulose, Viskose, synthetische Fasern, thermoplastische Kunststoffe, wie Polyester, Polyvinylalkohol, Polyolefine oder Polyamide umfasst oder aus einem dieser Materialien oder Mischungen davon besteht. Diese Materialien bzw. Mischungen eignen sich besonders für das erfindungsgemäße Verfahren.

[0019] Nachdem das Dekorationselement gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, wird es üblicherweise auf die benötigte Form zurechtgeschnitten und weiterverarbeitet. Alternativ kann das Faser-Matrix-Halbzeug auch auf ein bereits fertiges Bauteil aufgebracht werden, sodass keine weitere Verarbeitung nötig ist.

[0020] Um die Stabilität des Stickmusters während der Verarbeitung zu erhöhen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Stickmuster mehrmals gestickt wird, also dass das Muster zumindest zweimal übereinander aufgestickt wird, sodass zumindest zwei übereinander angeordnete Lagen entstehen. Dadurch kann weiters der Dekorationseffekt erhöht werden, weil das Stickmuster bei diesem Herstellungsverfahren höher ausgebildet ist.

[0021] Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Dekorationselement, insbesondere hergestellt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, umfassend ein Faser-Matrix-Halbzeug und ein damit verpresstes Stickmuster. Ein solches Dekorationselement weist also ein Muster auf, das auf einer Seite eines Faser-Matrix-Halbzeugs angeordnet ist. Das Muster sorgt für die Bereitstellung eines besonderen optischen Effekts, insbesondere eines dreidimensionalen Tiefeneffekts. Das Muster kann hierbei im Wesentlichen eine beliebige Form annehmen, bspw. ein Firmenlogo oder eine Verzierung darstellen.

[0022] Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes Dekorationselement. Erfindungsgemäße Dekorationselemente sind für Fahrzeuge aller Art geeignet, bspw. für Kraftfahrzeuge, Motorräder, Baumaschinen, Boote bzw. Yachten oder Flugzeuge.

[0023] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 ein schematisch dargestelltes, erfindungsgemäßes Dekorationselement im Querschnitt, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Dekorationselement während der Herstellung und Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 dargestellte Dekorationselement.

[0024] In Fig. 1 ist ein Dekorationselement schematisch dargestellt, wobei mit 1 ein Faser-MatrixHalbzeug, bspw. ein Prepreg bezeichnet ist. Auf dem Faser-Matrix-Halbzeug 1 ist ein Stickmuster 2 angeordnet. Das Stickmuster 2 muss sich nicht über die gesamte Fläche des Faser-MatrixHalbzeugs 1 erstrecken, sondern kann nur einen Bereich des Faser-Matrix-Halbzeug 1, wie in Fig. 1 dargestellt, bedecken. Auf dem Faser-Matrix-Halbzeug 1 bzw. dem Stickmuster 2 ist eine

Versiegelungsschicht 3 angeordnet, die insbesondere das Stickmuster 2 abdeckt. Die Versiegelungsschicht 3 kann bspw. aus einem Harz, insbesondere einem Epoxidharz gebildet sein. Das Dekorationselement ist bereits zu einem fertigen Element geschnitten worden und weist daher definierte Kanten auf.

[0025] In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Dekorationselement während eines bevorzugten Herstellungsverfahrens dargestellt. Das Trägerelement 1 liegt auf einem Tisch 4. Auf dem FaserMatrix-Halbzeug 1 ist bereits das Stickmuster 2 angeordnet, welches zuvor auf ein Vlies aufgestickt und von diesem getrennt wurde. Auf dem Stickmuster 2 ist eine wasser- oder harzlösliche Schutzfolie 5 angeordnet, um das Stickmuster 2 zu stabilisieren und ein Zerreißen zu verhindern. Oberhalb der Schutzfolie 5 ist eine Membran 6 angeordnet, die luftdurchlässig, aber nicht durchlässig für das Material der Versiegelungsschicht 3 ist. Der Abstand der Membran 6 von dem Faser-Matrix-Halbzeug 1, bzw. der Schutzfolie 5 definiert die Schichtdicke der zu erzeugenden Versiegelungsschicht 3. Oberhalb der Membran 6 ist eine luftundurchlässige Begrenzungsfolie 7 angeordnet.

[0026] Die Versiegelungsschicht 3 wird wie folgt hergestellt. Im Zwischenraum 8 zwischen der Begrenzungsfolie 7 und der Membran 6 wird Luft über eine Luftleitung 9 abgesaugt, sodass im Zwischenraum 8 bzw. im Versiegelungsraum 10 zwischen der Schutzfolie 5 und der Membran 6 ein Vakuum entsteht. Gleichzeitig wird dem Versiegelungsraum 10 über eine Materialleitung 11 ein Material zugeführt, welches die Versiegelungsschicht 3 bilden wird. Durch das Vakuum wird das Material im gesamten Versiegelungsraum 10 gleichmäßig verteilt. Ein solches Verfahren ist auch als vakuumbasiertes (Harz-)Injektionsverfahren bekannt. Sobald der Versiegelungsraum 10 mit dem Material gefüllt ist, wird die nunmehr im Versiegelungsraum 10 entstandene Versiegelungsschicht 3 gegebenenfalls ausgehärtet bzw. getrocknet, um eine feste Versiegelungsschicht 3 zu erhalten.

[0027] Anschließend wird das Dekorationselement gegebenenfalls zurechtgeschnitten und weiterverarbeitet, bspw. aus das Produkt, bspw. ein Fahrzeug, aufgebracht.

[0028] In Fig. 3 ist die in Fig. 2 dargestellte Anordnung in einer Draufsicht dargestellt, wobei die Begrenzungsfolie 7 und die Membran 6 der UÜbersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Der Luftleitung 9 und die Materialleitung 11 sind an gegenüberliegenden Seiten des Tisches 4 angeordnet. Sie können aber auch anderes angeordnet sein, bspw. nebeneinander.

Claims (12)

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Dekorationselements, wobei ein Stickmuster auf ein Vlies aufgestickt wird, das Stickmuster anschließend von dem Vlies getrennt wird und zusammen mit einem Faser-Matrix-Halbzeug in einer Form unter Wärmeeinwirkung verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies während des Trennvorgangs aufgelöst wird, bspw. mithilfe von Wasser, Harz, Lack oder Wärme.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Matrix-Halbzeug ein Prepreg ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stickmuster Polyesterfasern, Baumwolle oder Aramidfasern umfasst.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stickmuster vor dem Verpressen auf dem Faser-Matrix-Halbzeug mithilfe eines Klebstoffes befestigt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stickmuster mit dem Faser-MatrixHalbzeug mithilfe einer Versiegelungsschicht verbunden wird, wobei die Versiegelungsschicht bevorzugt von einem Flüssigkunststoff, insbesondere einem Harz, Epoxidharz oder einem Lack gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelungsschicht mithilfe einer Temperaturbehandlung gehärtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stickmuster mit dem Faser-MatrixHalbzeug mithilfe eines vakuumbasierten Einbringungsverfahrens verpresst wird, welches das Auflegen einer Membran und einer darüber angeordneten Begrenzungsfolie auf einer das Stickmuster tragenden Seite des Faser-Matrix-Halbzeugs und das anschließende Erzeugen eines Vakuums zwischen der Begrenzungsfolie und dem Faser-Matrix-Halbzeug umfasst.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das FaserMatrix-Halbzeug von einer Matte, bspw. bestehend aus oder umfassend Karbon- oder Glasfasern, insbesondere aus einem Karbonfaser- oder Glasfasergewebe, gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Faser-Matrix-Halbzeug und der Versiegelungsschicht eine wasser- oder harzlösliche Schutzfolie angeordnet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies Zellulose, Viskose, synthetische Fasern, thermoplastische Kunststoffe, wie Polyester, PoIyvinylalkohol, Polyolefine oder Polyamide umfasst oder aus einem dieser Materialien oder Mischungen davon besteht.

11. Dekorationselement, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend ein Faser-Matrix-Halbzeug und ein damit verpresstes Stickmuster.

12. Fahrzeug, umfassend zumindest ein Dekorationselement nach Anspruch 10.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen