用于汽车的由复合材料制成的构件的制作方法

已知的可见结构构件和结构构件(例如构造在汽车内部的那些)在一种设计中典型地以具有载体部分和表面部分或装饰部分的复合材料的形式制得。载体部分自支撑，以预定形状成形并且基本上将其形状赋予构件。装饰部分为对于使用者来说可以看到的构件表面，其施加在载体部分上并且通常由不同于载体部分的其它材料组成。这种可见结构构件或结构构件通常以后注塑复合物的形式实施。为了赋予可见表面舒适的触摸性质，例如柔软性(“柔软触感”)，可以在装饰部分和载体部分之间设置例如由泡沫类材料制成的额外的柔软层。为了使所述层与装饰部分和载体部分结合，通常使用典型地基于聚氨酯的粘合剂。DE 10 2004 025 570 A1公开了用于汽车的高品质塑料成形件，所述塑料成形件由于其具有载体、表皮和嵌入的泡沫部分的结构而具有高品质。

由于可见结构构件或结构构件的具有载体部分和装饰部分和任选的柔软中间层的设计，这种构件的制备繁琐。此外，由于不同材料的组合，这种可见结构构件或结构构件的回收困难、成本昂贵并且费时。

本发明的目的在于获得用于汽车的构件，所述构件完全或整体可回收并且制备成本低。

通过具有独立权利要求1的特征的构件和具有独立权利要求12的特征的用于制备这种构件的方法实现所述目的。从属权利要求的主题为有利的实施方案和改进方案。

根据本发明的第一方面，提供用于汽车的构件，其中所述构件由包含第一组分和第二组分的颗粒复合材料和/或纤维复合材料成形。第一组分包含由第一再生性原料或多种再生性原料的第一混合物制得的颗粒和/或纤维。第二组分为由第二再生性原料或多种再生性原料的第二混合物制得的基质材料。根据其作为基质材料的功能，第一组分的颗粒和/或纤维通过第二组分的基质材料结合。尤其是，第一组分的颗粒和/或纤维可以混入和/或包埋入第二组分的基质材料中。

本发明的基本构思在于，颗粒复合材料和/或纤维复合材料的第一和第二组分均由再生性原料制得，因此提供整体由再生性材料制得的构件。这种构件整体上可回收并且当再生性原料源自耐久性产品时满足耐久性原则。这种构件还具有一致的物质表现，即为纯材料，因此容易回收。由于在接合载体构件和装饰部分时省去了安装步骤，所以根据本发明的构件的制备省时并且成本较低。

由混入和/或包埋入第二组分的基质材料中的第一组分的颗粒和/或纤维组成的材料最初可以以预制品的形式以液体或塑性形式至粘稠形式存在，并且在这种情况下可成形和/或可硬化。在构件制备过程结束时，材料或由其制得的构件以预定形状成形并且硬化。同样，由于这种材料加工，构件的制备省时并且成本较低。

基质材料可以为如下之一：(i)植物有机原料，(ii)一种或多种植物有机原料的混合物，(iii)动物有机原料，(iv)一种或多种动物有机原料的混合物，和(v)至少一种植物有机原料和至少一种动物有机原料的混合物。植物有机原料可以为木质素或淀粉；这两种物质均为天然聚合物材料并且可以提供基质材料的功能，即可将第一材料组分的纤维或颗粒包埋入的能力和可硬化性。动物有机原料可以由骨胶或明胶组成。在常规颗粒材料或复合材料中，基质材料通常由难回收的塑料组成。与此不同，基本上由上述原料组成或制得的基质材料可以无问题地回收。

在材料为纤维复合材料的一个实施方案中，形成第一组分的纤维可以由植物有机纤维(例如棉、大麻、剑麻、亚麻或木屑)或由动物有机纤维(例如来自动物毛、动物皮或动物毛发的纤维)制得。由这种纤维复合材料并且连同上述基质材料制得的构件整体上可以无问题并且可低成本地回收。并且在完成加工的材料的防开裂性、弹性和抗冲强度方面，这种(植物或动物)有机纤维在用作第一组分时赋予纤维复合材料有利的性能。

植物有机纤维可以由纤维植物(例如所谓的植物类型大麻、剑麻或亚麻)、由植物根茎通过粉碎或溶解其中包含的粘结剂并且因此针对性地溶出纤维而获得。例如由原料木材出发，可以通过在树干或树枝的纵向方向上劈开(即撕裂)颗粒或纤维束从而获得植物有机纤维。

在材料为纤维复合材料的一个实施方案中，替代性地或额外地，形成第一组分的纤维可以以纺制纱、编织纤维束或纤维粗纱或由其形成的无纺织物、纤维垫、稀松布或织物的形式提供。

构件可以为可见结构构件，所述可见结构构件可以以自支撑成形结构的形式成形并且可以具有至少一个可见表面。在提供一致物质表现和材料纯度的设计中，能够实现可见结构构件的设计优点或设计容易性。

所述构件可以由基本上包含第一组分和第二组分的可成形和可硬化的组分混合物制得。

除了第一组分之外，材料还可以包含纺织纤维和/或纺织织物作为包埋入基质的另一种组分中，其中纺织纤维和/或纺织织物由第三再生性原料或多种再生性原料的第三混合物制得。通过并入材料的纺织纤维和/或材料中包含的纺织织物，在碰撞的情况下避免了构件的劈裂或材料的开裂。

构件可以材料上连续地由材料制得。在该实施方案中，构件可以特别无问题地回收。

替代性地，构件可以具有多层构造的结构。多层结构可以至少包括第一层和第二层。在此，第一层可以包括材料上连续的硬化的颗粒材料和/或复合材料。第二层可以包括由纤维制得的无纺织物、织物或稀松布的一个层或多个层或纤维垫的一个层或多个层，其中一个层或多个层包埋入基质材料中。可以制备具有特别硬的第二层的多层构件，所述第二层设置在形成第一层的构件表面的下方，因此一方面提供有利的刚度(由第二层造成)并且另一方面提供构件的可见表面的光学上吸引人的设计或外观(通过第一层获得)。

在多层够构造的结构中，一个层(优选形成可见表面的层)可以由薄层制得，所述薄层由被作为第二组分的根据本发明的基质材料浸渍或包埋入所述基质材料中的作为第一组分的胶合板形成。以这种方式制得并且形成构件的可见表面的层为构件赋予光学上特别吸引人和自然的外观。

根据本发明的第二方面，提供用于汽车的具有预定形状的构件的制备方法。所述方法具有如下步骤：

(a)提供由颗粒和/或纤维组成的第一材料组分，所述颗粒和/或纤维由第一再生性原料或多种再生性原料的第一混合物制得，

(b)提供由基质材料组成的第二材料组分，所述基质材料由第二再生性原料或多种再生性原料的第二混合物制得，

(c)将第一材料组分和第二材料组分混合成组分混合物，

(d)使组分混合物以构件的形状成形，和

(e)硬化成形的组分混合物。

使用所述方法能够实现与使用根据本发明的第一方面的实施方案的构件相同的优点。

在步骤(d)中，成形可以包括一种或多种如下成形方法：喷射、挤压、浇铸、压铸、注塑、挤出吹塑、挤出、挤出压制、轧制、压制，例如连续挤压和流动挤压，和拉制挤压。由于在接合载体构件和装饰部分时省去了安装步骤，所以根据本发明的构件的制备省事并且成本较低。

下文参考附图详细描述本发明的实施方案。附图显示：

图1显示了根据本发明的一个实施方案的成形的可见结构构件和结构构件的立体示意图，并且

图2显示了根据本发明的另一个实施方案的由多个不同的层组成的构件的立体示意图。

图1中显示的用于汽车的构件10以可见结构部分12的形式设置。构件10基本上完全由纤维复合材料24成形和硬化。与图1所示的不同，构件10可以由颗粒复合材料(未显示)成形和硬化。无论如何，构件10为材料上连续的部分38，自支撑并且具有(在使用之后)对于使用者来说可见的表面36。

在由颗粒复合材料和/或纤维复合材料制成的构件10的实施方案中，材料包含第一材料组分和第二材料组分。第一组分包含颗粒22(如图2的多层构造的构件的第三层18中所示)和/或纤维26(如图1所示的构件10或图2所示的多层构件的第一层14中所示)。根据本发明，颗粒22和纤维26由第一再生性原料或多种再生性原料的第一混合物制得。

图1所示的构件的第二组分为基质材料28。根据本发明，基质材料28由第二再生性原料或多种再生性原料的第二混合物制得。

材料的第一组分的颗粒22(如图2的多层构件的第三层18中所示)和/或纤维26(如图1的构件10或图2的多层构件的第一层14中所示)通过第二组分的基质材料28结合并且尤其混入和/或包埋入基质材料28中。

图1所示的构件10和图2所示的多层构件10的层14、16和18中使用的材料分别由混入和/或包埋入第二组分的基质材料28中的第一组分的颗粒22和/或纤维26组成。材料最初以可成形和可硬化(例如塑性或液体)形式提供并且在加工过程中首先以预定外部形状成形然后以所述外部形状硬化。在加工结束时使材料以其预定形状成形和硬化。

图1所示的可见结构构件12材料上连续地由源自再生性天然原料的材料制得。

图2所示的构件10具有多层构造的结构。其包括第一层14、第二层16和第三层18。

第一层14由材料上连续的颗粒复合材料20制成。第二层16包括由纤维26制得的织物32的多个层34(图2中的第三层)，其中层34包埋入基质材料(未显示)中。第三层18由材料上连续的纤维复合材料24制成。制成的层14、16和18接合形成如图2所示的多层结构，其中第二层16以夹心方式设置在第一(图2的下方)层14和第三(图2的上方)层18之间。然后多层复合物以例如图2所示的平坦外部形状成形(设置)和硬化。

在图1和2所示的实施方案中，基质材料28由植物有机原料或由动物有机原料制得。植物有机原料可以为木质素或淀粉或其混合物。动物有机原料可以为骨胶或明胶或其混合物。

根据基质材料28的原料来源(植物的或动物的)，形成各个材料的第一组分的纤维26或颗粒22由植物有机纤维或动物有机纤维制得。植物有机纤维可以由棉、大麻、剑麻、亚麻或木屑或其混合物制得。动物有机纤维可以由动物毛、动物皮或动物毛发或其混合物制得。

附图标记列表

10 构件

12 可见结构构件

14 第一层

16 第二层

18 第三层

20 颗粒复合材料

22 颗粒

24 纤维复合材料

26 纤维

28 基质材料

30 纤维粗纱

32 织物

34 层

36 可见表面

38 材料上连续的部分