Kostengünstig zu mehr Komfort

Das Interieur des Fahrzeugs macht einen großen Teil des Fahrzeugcharakters aus: Sportlich, luxuriös oder funktional. Jeder Automobilhersteller stellt deshalb an die dort verarbeiteten Materialien hohe Ansprüche. Das gilt auch für Schaumstoffe, die unter dem Obermaterial versteckt für eine angenehme Haptik sorgen, indem sie die harten, Form gebenden Konturen mit einer weichen Schicht bedecken. Besonders im High-Class-Bereich müssen die Materialien dauerhaft weich und flexibel sowie anpassungsfähig im Design sein, gleichzeitig aber auch widerstandsfähig und langlebig. Denn Komponenten wie Türverkleidung oder Instrumententafel sind hohen Belastungen ausgesetzt. Temperaturen von über 70 Grad Celsius sind in einem geparkten Auto an einem heißen Sommertag keine Seltenheit. Im Winter dagegen erzeugt der schnelle Wechsel von Kälte und Heizungsluftwärme Spannungen und strapaziert die Materialien. Die Herausforderung für Schaumstoff-Hersteller lautet deshalb „angenehme Haptik bei gleichzeitig thermischen Stabilität“. Zusätzlich müssen Herstellungskosten, Weiterverarbeitung, Fogging und Recycling immer im Blick behalten werden, da auch sie die Entscheidung der OEMs beeinflussen.

Weich und thermisch stabil

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Aufgrund ihrer Eigenschaften setzen die Automobilbauer bisher überwiegend PUR- und PVC-Schäume ein. Eine Alternative bietet der im Sommer 2007 von Sekisui Alveo auf den Markt gebrachte Polypropylen-Schaumstoff namens Alveolit TP EE. „Mit der Entwicklung eines sehr weichen Polypropylen-Schaumstoffs ist unseren Ingenieuren ein wichtiger Durchbruch gelungen“, erklärt Hans Gallati, Business Unit Manager Automotive beim Schaumstoffhersteller. PP-Schaumstoffe sind normalerweise im Vergleich zu PUR- und PVC-Schäumen hart. Durch die Beimischung eines umweltverträglichen Additivs biete der neue Werkstoff jedoch eine angenehm weiche Konsistenz.

Verschiedene Testreihen zeigen demnach, dass der neue Schaumstoff die von den Automobilherstellern geforderte Haptik und andere wichtige Eigenschaften tatsächlich erreicht. Bei der Messung des „Griffeindrückwegs“ bei Türbrüstungen wird die Komprimierbarkeit geprüft: Hier erwies sich der Prototyp in der relevanten Eindrucktiefe genauso weich wie eine Komponente aus PUR-Gießhaut und hinterschäumten PUR. Gleichzeitig biete der Newcomer thermische Stabilität bis 130 Grad Celsius – eine Eigenschaft, die den Schaumstoff strapazierfähig macht. PVC-Schaumstoffe sind dagegen lediglich bis maximal 80 Grad Celsius beständig.

Designfreiheit und Herstellungsaufwand optimiert

Neben den Materialeigenschaften spielen für die Kunden eine hohe Designfreiheit und die Herstellungskosten eine wichtige Rolle. Auch hier habe Alveolit TP EE überzeugt: Das leichte, meist auf Rollen gelieferte Material bietet beim Laminieren mit TPO-Folien (thermoplastische Olefin-Elastomere) ebenso wie bei Textilien aus PP und PES (Polyester) gute Haftung. Bei der Flammkaschierung, die für PP-Textilien verwendet wird, dient der kurz erhitzte Schaumstoff als Trägermaterial und als Klebstoff, der Schaumstoff und Textilien zusammenhält. Nach dem Laminieren kann der Verbund für die Weiterverarbeitung einfach in die Formwerkzeuge mit Heiz- und Tiefzieheinheit eingelegt und vakuumgeformt werden. Auch andere Verarbeitungsverfahren wie Pressformen – beispielsweise mit Natur-/Holzfaser-PP-Träger – oder In-Mould-Graining seien kein Problem. „Einer unserer Premium-Kunden setzt das Material bereits als Serienanwendung in allen Typen und im gesamten Innenraum ein“, freut sich Hans Gallati. „Das bestätigt uns die hohe Qualität des Schaumstoffs und zeigt, dass er auch die hohen Anforderungen der Luxusklasse erfüllt.“

Der Gesamtaufwand bei der Herstellung von Komponenten wie einer Armauflage sei zudem geringer als bei PVC- und PUR-Schaumstoffen. Die Anlagen für deren Produktion sind mit mehreren Einspritzeinheiten sehr komplex, so dass mehrere Arbeitschritte notwendig sind. Insgesamt sind hier die Prozessdauer und <nonbreaking-hyphen>kosten vergleichsweise hoch. Der neue Schaumstoff sei dagegen aufgrund seiner einfachen Handhabung und geringeren Verarbeitungskosten nicht nur für die Produktion von Großserien, sondern auch von Kleinserien aus dem Premium-Segment interessant. Sekisui Alveo geht davon aus, dass sich unter Ausnutzung einer optimalen Konstellation bezüglich Stückzahl, Design und Werkzeugen die Kosten um bis zu 20 Prozent drücken lassen.

Fogging – nein danke

Nicht nur an die Konsistenz der Werkstoffe und ihre Weiterverarbeitung stellen Automobilhersteller hohe Ansprüche, sondern auch an deren Emissionswerte – Stichwort Fogging. Wenn die Ausdünstung von Additiven aus Polstern, Kunststoffverkleidungen oder Klebstoffen nicht ernsthaft gesundheitsschädlich sind, wird der „Neuwagen-Geruch“ doch zumeist als störend empfunden. Die Emissionen können gelegentlich Kopfschmerzen und Augenreizungen verursachen. Generell haben sich die Werte verbessert – dennoch gelten beispielsweise Komponenten aus PVC hinsichtlich der Migration von Weichmachern noch immer als kritisch. Die Emissionswerte des PP-Schaums sollen besonders niedrig sein. Das Unternehmen entwickelt seit einigen Jahren Schaumstoffe, die sogar in der Medizin im Einsatz sind.

Recycling stets im Blick

Bei der Entwicklung von Schaumstoffen schwingt – wie bei allen Kunststoffen –stets auch das Thema Recycling mit. Für Kunden aus der Automobilbranche ist die Recyclingfähigkeit der verarbeiteten Materialien ein zunehmend wichtigerer Aspekt. Bereits heute müssen im Rahmen der Altfahrzeugverordnung 85 Prozent des durchschnittlichen Gewichts eines Altfahrzeugs wiederverwertet werden. Bis 2015 sollen es 95 Prozent sein. Problematisch sind hier Komponenten aus Polyvinylchlorid und Polyurethan: Diese werden mit TPO-Folien oder textilen Bezügen chemisch verbunden, meist auch mit den darunter liegenden, Kontur gebenden Bauteilen. Einmal zusammengefügt, lassen sich die Bestandteile nur mit hohem Aufwand trennen. „Wir empfehlen deshalb eine Komplett-Lösung aus Polyolefin“, erklärt Hans Gallati. Wenn alle Komponenten in ihrer chemischen Zusammensetzung zu der Gruppe der Polyolefine gehören, können sie gemeinsam – beispielsweise am Stück zerschreddert – zu großen Teilen wieder in den Wiederverwertungszyklus zurückgeführt werden.