Sprühhaut im Auto-Cockpit

Für ein besonders hochwertiges Erscheinungsbild im Automobilcockpit haben die Chemiker der BASF Polyurethanes GmbH zwei maßgeschneiderte Polyurethan-(PUR-)Lösungen entwickelt: die In-Mould-Coating-(IMC-)Sprühhaut Elastoskin® und das hartphasenmodifizierte aliphatische thermoplastische Polyurethan (HPM-TPU) Elastollan®. Beide Oberflächenmaterialien zeichnen sich durch ihre hohe optische Wertigkeit und eine sehr angenehme Haptik aus.

Die IMC-Sprühhaut, ein aromatisches PUR-System, ist vergleichsweise weich, weil sie zusätzlich hinterschäumt wird. Sie ist deshalb vor allem dort in Verwendung, wo es auf eine gute Druckhaptik ankommt, wie bei Instrumententafeln, Armauflagen oder Türinnenverkleidungen. Das HPM-TPU hingegen erzeugteine angenehme Soft-Touch-Haptik (Berührhaptik). Teile mit Elastollan-Oberfläche sind nicht hinterschäumt. Hier ersetzt das lichtechte TPU die ansonsten erForderliche aufwändige Offline-Lackierung. Anwendungsbeispiele sind Türzuziehgriffe, Mittelkonsolenabdeckungen und Cupholder.

Neue Sprühhaut-Generation mit Leichtbaupotenzial

Gegenüber dem vor 3 Jahren vorgestellten Standardprodukt ist die neue Generation der Elastoskin-Sprühhaut um bis zu 20% leichter. Erreicht wird diese Gewichtseinsparung durch physikalisches Aufschäumen des PUR-Systems mit Luft. Die Maschinenbauer Hennecke und KraussMaffei haben hierfür spezielle Mischköpfe entwickelt. Die neuen Häute tragen nicht nur zum Leichtbau bei, sie sind durch die erreichte Materialersparnis auch kostengünstiger geworden. Ebenso wie die ältere Variante wird die neue Sprühhaut in das offene Werkzeug appliziert und bietet bezüglich Farbe und Oberflächenstruktur sehr große Designfreiheit. Die Oberfläche ist von Leder kaum zu unterscheiden und das Druckverhalten hält strengsten Kriterien von Automobilbauern stand: Unter den vielen verschiedenen Kunststoff-Systemlösungen für eine Instrumententafel bietet das IMC die höchste Qualität.

Im Einsatz in der Premium-Klasse

Seiner hochwertigen Anmutung verdankt das Material den Einzug in die Cockpits von Fahrzeugen des Premium-Segments. Seit einigen Jahren schon tragen in der Daimler S- und SLK-Klasse Türinnenverkleidungen mit Elastoskin-Oberfläche zum Wohlbefinden der Insassen bei. Seit September 2009 fertigt BMW die Instrumententafel seines 5 GT mit IMC-Sprühhaut, weitere Modelle und Bauteile sollen folgen.

Ein gutes Beispiel dafür, dass Elastoskin schon heute dem Designtrend von morgen entspricht, liefert die Hyundai i-flow-Studie. Auch hier bedeckt eine IMC-Sprühhaut die Instrumententafel. Das Konzeptfahrzeug, das Hyundai mit Unterstützung der BASF gebaut hat, wurde im März dieses Jahres erstmals auf dem Automobil-Salon in Genf präsentiert. Bei dem Konzept geht es unter anderem auch darum, die vielfältigen Möglichkeiten verschiedener BASF-Materialien darzustellen.

Elastoskin ist aber nicht nur wegen seiner außergewöhnlichen optischen und haptischen Eigenschaften für den Einsatz im Automobilinnenraum geeignet, auch die geringen Emissionswerte sorgen dafür, dass sich die IMC-Sprühhaut in diesem Anwendungsfeld besonders gut verwenden lässt.

Ein für die Sicherheit der Fahrzeuginsassen sehr wichtiger Punkt ist die zuverlässige Funktion des in die Instrumententafel integrierten Airbags in der Kälte. Das aromatische PUR weist auch bei niedrigen Temperaturen noch eine sehr hohe Flexibilität auf und besteht Airbagtests bei minus 35 Grad Celsius problemlos.

Im Wettbewerbsvergleich gut abgeschnitten

Obwohl aromatische Polyurethane nicht lichtecht sind und deshalb eine Lackschicht erFordern, können sie sich aufgrund der relativ niedrigen Materialkosten von PUR und Lack auch unter Kostengesichtspunkten sehr gut mit Wettbewerbsprodukten messen. Die Lackierung dient nicht nur der Verbesserung der Langzeitbeständigkeit, sondern hat auch eine wichtige Funktion bei der Einstellung von Härte und Haptik, die das Ergebnis des Zusammenspiels von PUR-Rezeptur, Lack und Hinterschäumsystem ist. Auch lässt sich durch die Lackierung ein harmonischer Farb- und Glanzeindruck über die gesamte Oberfläche erzielen.

Durch die hochwertige, matte Lackoberfläche in Kombination mit dem sehr weichen, geschäumten aromatischen PUR weist Elastoskin im Vergleich zur TPO-Haut und der etablierten aliphatischen Sprühhaut eine besonders angenehme Druckhaptik auf. Außerdem bietet die IMC-Sprühhaut eine deutlich höhere Designfreiheit als TPO. Komplexe Geometrien sind einfach darzustellen, Radien und Kanten werden ohne Auszug der Folie exakt abgebildet.

Gegenüber der PVC-Slush-Haut hat die Elastoskin-Sprühhaut nicht nur bei der Haptik Vorteile, sondern vor allem auch durch die Möglichkeit zur mehrfarbigen Gestaltung, beim Energieverbrauch in der Bauteilherstellung, durch eine deutlich niedrigere Bauteildichte und die Wechselwirkung mit dem Halbhartschaum. Durch eine einfache Maskentechnik ist es möglich, einzelne Bereiche des Bauteils abzudecken und so mit unterschiedlichen Farben zu lackieren. Aufgrund der geringen Wechselwirkung zwischen PUR-Haut und PUR-Halbhartschaum sind dabei auch besonders helle Oberflächen realisierbar. Der für den Materialverbund Haut/Schaum erForderliche Entwicklungs- und Prüfaufwand wird bei Einsatz einer aromatischen Sprühhaut deutlich reduziert.

Elastollan: Aliphatisches TPU mit breitem Härtespektrum

Das hartphasenmodifizierte aliphatische HPM-TPU Elastollan® konnte bereits bei der Markteinführung vor drei Jahren durch seine vielfältigen haptischen Möglichkeiten von samtartig bis lederähnlich viel Interesse auf sich ziehen. Heute bietet es darüber hinaus eine enorme Anwendungsbreite. Durch Verbesserungen bei der Fließfähigkeit und ein breiteres Spektrum an verfügbaren Shore-Härten ist inzwischen in Sachen Bauteildesign, Narbgestaltung und Soft-Touch-Haptik fast alles machbar.

Die Besonderheit von Elastollan liegt darin, dass sich die Berührhaptik im Zusammenspiel von Shore-Härte und Oberflächengestaltung exakt nach den Wünschen des Kunden und den AnForderungen der Anwendung einstellen lässt. Bauteile mit Elastollan-Oberfläche kann man damit nicht nur optisch, sondern auch haptisch nahtlos in die Anwendungsumgebung integrieren.

Jüngstes Beispiel hierfür ist die im letzten Jahr von der SPE mit einem "Kunststoff-Oscar" ausgezeichnete Abdeckung der Mittelkonsole des VW Golf VI. In enger Zusammenarbeit mit den Anwendungstechnikern der BASF und dem österreichischen Maschinenbauer Engel gelang es dem Automobilzulieferer Key Plastics aus Lennestadt, dieses komplexe Bauteil innerhalb kürzester Zeit zu entwickeln.

Hergestellt wird die Mittelkonsolenabdeckung im Zweikomponenten-Spritzguss mit PC/ABS (Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) als Unterkomponente. Das komplexe Bauteil umgibt funktionale Elemente wie Ablagefach, Aschenbecher, Klimabedienteil, Cupholder-Rollo und den verchromten Zierring der Schaltabdeckung. Durch die hohe Lichtechtheit des aliphatischen HPM-TPU kann der Prozessschritt einer nachträglichen aufwändigen Offline-Lackierung eingespart werden. Die umlaufende TPU-Weichkomponente entlang der Kontaktflächen zu den Nachbarteilen sorgt mit dem vielseitigen Elastollan gleichzeitig für einen wirksamen Anti-Knarzeffekt und bietet damit einen weiteren Kostenvorteil, da eine sonst oft benötigte zusätzliche Schwingungsentkopplung entfällt.

Ein weiterer, für den Einsatz im Automobilinnenraum nicht zu unterschätzender Vorteil des HPM-TPU liegt in seiner Cremebeständigkeit. Die sonst bei der Offline-Lackierung verwendeten Softlacke können bereits nach einiger Zeit deutlich erkennbare Risse aufweisen. Sichtteile aus Elastollan hingegen behalten ihre hohe Wertigkeit ein Autoleben lang bei. Das Material HPM-TPU erfüllt dadurch mühelos die AnForderungen an gleichbleibende Bauteilqualität: Ohne Lackschäden und die dazu gehörigen Reklamationen trägt Elastollan so auch nach der Auslieferung des Fahrzeugs noch zur Kosteneinsparung bei.