Technische Textilien Die Weiterentwicklung von Textilien für das Automobil

Textilien im Auto haben eine lange Tradition. Durch die Entwicklung der Autos in qualitativer und quantitativer Hinsicht haben sie gute Chancen für eine ständige Einsatzerweiterung. Wichtig ist es, die Vorteile der Textilien hinsichtlich Herstellung, Rohstoffeinsatz, Konstruktion, Kombination, Funktionalität und Recycling in vollem Maße auszuschöpfen. Dann können sie Kunststoffe ersetzen, neue Anwendungen finden und neue Funktionen erfüllen.

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Lenord, Bauer & Co. GmbH

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

Sächsisches Texilforschungs- institut e.V.

Durch steigende Anforderungen an Komfort und Sicherheit erhöht sich der textile Anteil im Auto. Dabei besteht in der Fahrzeuginnenausstattung hohes Wachstumspotenzial. Die aktuellen Einsatzgebiete von Textilien im Auto zeigt Tabelle 1. Dabei reicht das Spektrum von der Hutablage über den Sitzbezug bis zur textilen Kabelbaumummantelung.

Hinsichtlich der textilen Konstruktion führen bei den Automobiltextilien mengenmäßig die Innenraumklassiker Gewebe und Maschenstoffe. Hohe Steigerungsraten werden den Textilverbundstoffen mit ihren individuell anpassbaren Funktionalitäten zugesprochen. Leder gewinnt weiter an Bedeutung im Sitzbereich. Für eine komfortable Sitzphysiologie sorgen textile Komponenten in Form von Abstandstextilien auf Gewirke- oder Vliesstoffbasis im nichtsichtbaren Bereich des Sitzaufbaus.

Kunststoffe und andere Materialien werden durch Textilien ersetzt

Im Sitzpolsterverbund wird PUR-Schaum durch dreidimensionalen Vliesstoff ersetzt. Gegenwärtig bestehen die meisten Sitzbezüge aus einem Verbund aus drei verschiedenen Lagen, dem Oberstoff, der 3 mm bis 6 mm dicken PUR-Schaumschicht und einem dünnen Gewirke auf der Unterseite.

Die neue Verbundkonstruktion besteht nur noch aus zwei Lagen. Der Oberstoff ist mit einem dreidimensionalen Vliesstoff vom Typ Multiknit laminiert. Dieser Vliesstoff wird durch einen zweistufigen Nähwirkprozess aus einem längsorientierten Faservlies hergestellt. Die Fasern werden überwiegend in die dritte Dimension umorientiert und in den beiden Oberflächen in Maschen fixiert. Der Vliesstoff kombiniert die Polsterschicht und die ursprünglich erforderliche textile Abseite in einer Struktur. Untersuchungen unter Verwendung der aktuellen Prüfmethoden und nach den Vorgaben der Fahrzeughersteller haben gute Ergebnisse hinsichtlich Wiedererholung, Festigkeit und Verschleiß gezeigt. Weitere Vorteile dieses Verbundes sind die umweltfreundliche Laminierung, niedrige Emissionen sowie gute Luft- und Wasserdampfdurchlässigkeiten für ein verbessertes Sitzklima. Außerdem ist der Verbund sehr gut zu recyceln, was nicht zuletzt durch die Verwendung gleicher Faserstoffe in Oberstoff und Vliesstoffkomponente erreicht werden kann.

Bis zum Jahr 2010 werden Fahrzeuge bei vergleichbarer Ausstattung durchschnittlich 17 % bzw. 250 kg leichter werden. Textilien leisten dazu einen Beitrag, wenn es um den Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen geht. Die Faserstoffe sind dabei Kohlenstofffasern, Glasfasern und aktuell die Naturfaserstoffe.

Textileinsatz in neuen Anwendungen mit neuen Funktionen

Beispiele hierzu sind absorbierende Vliesstoffe in Batterien oder der Einsatz von Lichtwellenleitern in textilen Verkleidungen zur gezielten Ausleuchtung von Teilen des Fahrzeuginnenraumes, wie Fußraum, Türgriffmulden und Dachhimmel.

Die unter dem Slogan Smart Textiles zusammengefasste textile Mikrosystemtechnik eröffnet auch für High-tech Textilien im Auto perspektivisch viele Möglichkeiten. Beispiele für diesen aktuellen Trend sind textile Schalter, textile Heiz- und Kühlsysteme und textilbasierte Sensortechnik. Leitfähige Textilien eröffnen neue Möglichkeiten der Energieversorgung, der Signalerfassung und -übertragung.

Im Interieur geht die Entwicklung hin zu weichen Oberflächen, dem so genannten „Soft-touch Effekt“. Für den Einsatz als voluminöse Zwischenschicht für Tür- und Säulenverkleidungen werden dreidimensionale Vliesstoffe mit speziellen Eigenschaften entwickelt.

Textilien in bekannten Anwendungen müssen neue Funktionen erfüllen

Mit der Einführung der kabellosen Signalübertragung in Fahrzeugen müssen die Dekormaterialien der Innenverkleidung und die Polsterstoffe der Sitze Abschirmungseffekte gegen von außen kommenden Elektrosmog aufweisen. Dazu eignen sich neue leitfähige Faserstoffe, die der herkömmlichen Materialkomposition zugemischt werden. So können als Abschirmmaterialien metallisierte Spinnvliesstoffe aus Polyester bzw. Polyamid eingesetzt werden. Je nach Metallauflage von wenigen hundert Nanometern bis zwei Mikrometer realisieren sie als geschlossene Systeme elektromagnetische Schirmdämpfungen zwischen 30 und 50 (70) dB im Frequenzbereich von 100 MHz – 10 GHz. Zu beachten ist dabei unter anderem das veränderte Materialverhalten bei der Durchführung von HF-Verschweißungen.

Die Packungsdichte im Fahrzeug erhöht sich durch die zunehmende Anzahl von Fahrzeugkomponenten. Textilien und textilbasierte Composites übernehmen dann noch mehr als bisher Funktionen im Bereich Schwingungsdämpfung, Schalldämmung und Hitzeschutz. Dabei ist vor allem die Nichtbrennbarkeit bzw. Schwerentflammbarkeit der verwendeten Materialien von Bedeutung. Das ist eine Tendenz, die sich zunehmend auch für den gesamten Fahrzeuginnenraum abzeichnet, nicht zuletzt wegen der ständig steigenden Zahl von Passagier-Sicherheitssystemen und den darin enthaltenen pyrotechnischen Komponenten.

Einsatz von Recyclingmaterial

Der Einsatz von Recyclingmaterial im Neufahrzeug ist eine wesentliche Forderung der EU-Altfahrzeugrichtlinie und bietet auch bei Textilien vielfältige Möglichkeiten. Dagegen ist zum jetzigen Zeitpunkt für Textilien aus Altfahrzeugen keine qualitative und wirtschaftliche Verwertbarkeit im Sinne des Textilrecyclings zu erwarten.

Weil Textilien durchschnittlich nur 3 % der Masse eines PKW darstellen, bereitet diese Materialkomponente hinsichtlich der Erfüllung der massebezogenen Verwertungsquoten auch keine Probleme. Gleichzeitig können durch die Textilien die Verwertungsquoten nur unwesentlich beeinflusst werden.

*Dr.-Ing. Holger Erth ist Geschäftsführender Direktor, Dipl.-Ing. Bernd Gulich ist Leiter der Abteilung Faservliesstoffe / Recycling am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI)

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