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DE102015212034A1 - Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug mit zwei Schichten unterschiedlicher optischer Eigenschaften - Google Patents

Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug mit zwei Schichten unterschiedlicher optischer Eigenschaften Download PDF

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DE102015212034A1
DE102015212034A1 DE102015212034.1A DE102015212034A DE102015212034A1 DE 102015212034 A1 DE102015212034 A1 DE 102015212034A1 DE 102015212034 A DE102015212034 A DE 102015212034A DE 102015212034 A1 DE102015212034 A1 DE 102015212034A1
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DE
Germany
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pigment
trim part
interior trim
electromagnetic radiation
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DE102015212034.1A
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Inventor
Othmane Faik
Bernhard Baumann
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Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Original Assignee
Faurecia Innenraum Systeme GmbH
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Priority to US15/197,265 priority patent/US10065576B2/en
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Schicht (1), die nach einem Einbau des Innenverkleidungsteils einem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt ist, und einer zweiten Schicht (2), die nach dem Einbau des Innenverkleidungsteils dem Innenraum des Kraftfahrzeugs abgewandt ist. Die erste Schicht (1) weist mindestens einen Werkstoff oder einen Werkstoffverbund auf, der mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (3) absorbiert und mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (4) reflektiert. Die zweite Schicht (2) weist mindestens einen Werkstoff oder einen Werkstoffverbund auf, der mindestens 50 Prozent sowohl einer auftreffenden elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (3) als auch einer elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (4) reflektiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug mit zwei Schichten, die in Abhängigkeit von einer Wellenlänge auftreffender elektromagnetischer Strahlung unterschiedliche optische Eigenschaften, insbesondere unterschiedliche Reflexions- und Absorptionseigenschaften aufweisen.
  • Innenräume von Kraftfahrzeugen, die starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, heizen sich insbesondere durch eine Absorption auftreffender Anteile im infraroten Wellenlängenbereich der Sonnenstrahlung stark auf. Um dieses Erhitzen von Oberflächen der Innenräume zu minimieren, werden beispielsweise Pigmente in diese Oberfläche eingebracht, die infrarote Strahlung reflektieren. Dieses Vorgehen ist jedoch dahingehend nachteilig, dass derartig große Mengen infrarotreflektierender Pigmente eingebracht werden müssen, dass das Farbenspektrum eingeschränkt wird. Insbesondere ist es kaum möglich, dunkle Farben zu realisieren.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, das den genannten Nachteil vermeidet, das also eine Erwärmung des Innenverkleidungsteils minimiert oder verhindert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Innenverkleidungsteil nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein erfindungsgemäßes Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug weist eine erste Schicht und eine zweite Schicht auf. Die erste Schicht ist nach einem Einbau des Innenverkleidungsteils einem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt, während die zweite Schicht nach dem Einbau dem Innenraum des Kraftfahrzeugs abgewandt ist. Die erste Schicht weist einen Werkstoff oder einen Werkstoffverbund auf, der mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbiert und mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich reflektiert. Die zweite Schichtweist mindestens einen Werkstoff oder einen Werkstoffverbund auf, der mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich reflektiert und mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich reflektiert.
  • Dadurch, dass auftreffende Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich von Sonnenstrahlung durch die erste Schicht bereits teilweise reflektiert wird, wird eine Erwärmung des Innenverkleidungsteils bereits minimiert. Zusätzlich minimiert wird diese Erwärmung jedoch durch die zweite Schicht, die den Anteil der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert, der durch die erste Schicht hindurch bis zu dieser zweiten Schicht gelangt ist. Im Hinblick auf infrarote Strahlung wird somit eine erste Reflexion an der ersten Schicht und es wird eine zweite Reflexion an der zweiten Schicht durchgeführt, so dass effektiv ein größerer Anteil dieser für die Erwärmung besonders maßgeblichen Strahlung reflektiert wird. Im Hinblick auf elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich wird diese ebenfalls an der zweiten Schicht reflektiert, sodass der Anteil der Strahlung im sichtbaren Bereich, der durch die erste Schicht durchgelassen wird, noch teilweise reflektiert wird. Da eine Intensität auftreffender Strahlung nicht für alle Wellenlängen dieser Strahlung gleich groß ist, kann eine Reflektivität bzw. ein Absorbieren von 50 Prozent der auftreffenden Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs sowohl auf die gesamte Strahlung des Wellenlängenbereichs oder, im Rahmen dieser Schrift in bevorzugter Weise, auf einen Durchschnittswert, typischerweise einen Mittelwert der Intensität des jeweiligen Wellenlängenbereichs bezogen sein. Vorzugsweise sind die erste Schicht und die zweite Schicht derart ausgebildet, dass elektromagnetische Strahlung im nahinfraroten Wellenlängenbereich jeweils zu mindestens 50 Prozent reflektiert wird.
  • Unter elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich soll hierbei elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 400 nm und 780 nm verstanden werden, während unter elektromagnetischer Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm bis 1000 μm verstanden werden soll. Elektromagnetische Strahlung im Nahinfraroten soll in diesen Unterlagen elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen 780 nm und 3 μm umfassen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die erste Schicht eine Dekorhaut ist, um das Innenverkleidungsteil sowohl vor mechanischer Beeinträchtigung zu schützen als auch eine entsprechende Ästhetik zu gewährleisten. Vorzugsweise ist die erste Schicht als Slush-Haut, also als durch einen Slush-Prozess oder Rotationssintern hergestellt Haut, als durch Sprühen von Polyurethan hergestellte Haut oder thermogeformte Folie ausgeführt. Dies ermöglicht es, mechanisch stabile Schichten mit den gewünschten optischen Eigenschaften einfach und schnell herzustellen.
  • Die zweite Schicht kann eine Schaumschicht sein, die in ihren optischen Eigenschaften ebenfalls unkompliziert einstellbar ist und eine gewünschte Haptik des Innenverkleidungsteils gewährleistet. Vorzugsweise ist die Schaumschicht aus einem Polyurethanschaum, sie kann aber auch aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinylchlorid ausgebildet sein. Besonders vorzugsweise ist die Schaumschicht selbst aus dem elektromagnetische Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich reflektierenden Werkstoff, so dass ohne zusätzliche Werkstoff oder Materialien die gewünschten optischen Eigenschaften realisiert sind.
  • Zum Reflektieren der elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich kann die erste Schicht und bzw. oder die zweite Schicht ein Pigment aufweisen. Durch Zusatz von Pigmenten können die optischen Eigenschaften wie gewünscht einstellbar sein, ohne dass der dadurch gebildete Werkstoffverbund das Aussehen oder die mechanischen Eigenschaften der jeweiligen Schicht negativ beeinflusst. Vorzugsweise ist das Pigment ein anorganisches Pigment, insbesondere ein Metalloxid oder Metallhydroxid, vorzugsweise Bismutvanadatpigment, Bleichromatpigment, Molybdatrotpigment, Cersulfidpigment, Silikatpigment, Perylentetracarbonsäurediimidpigment und bzw. oder Eisenschromhämatitpigment. Besonders vorzugsweise weist das Pigment Spinellschwarz (Colour Index (C. I.) Pigment Black 30) oder Chromoxidgrün (C. I. Pigment Green 17) auf.
  • Die zweite Schicht kann zum Reflektieren der elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich ein Pigment aufweisen, vorzugsweise Titanoxid-Pigmente, Lithopone, Bariumsulfatpigment (C. I. Pigment 21 oder C. I. Pigment 22), Zinkoxidpigment (C. I. Pigment 4), Zinksulfidpigment (C. I. Pigment 7) und bzw. oder Bleicarbonatpigment
  • Die jeweilige Schicht, also die erste Schicht oder die zweite Schicht, kann mindestens 0,5 Masseprozent bis 3 Masseprozent, vorzugsweise mindestens 1 Masseprozent bis 2,8 Masseprozent der Pigmente enthalten, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die erste Schicht und bzw. oder die zweite Schicht dazu ausgebildet sind, mindestens 60 Prozent, vorzugsweise mindestens 70 Prozent, besonders vorzugsweise mindestens 80 Prozent der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich zu reflektieren. Ebenso kann die erste Schicht derart ausgebildet sein, dass mindestens 60 Prozent, vorzugsweise mindestens 70 Prozent, besonders vorzugsweise mindestens 80 Prozent der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbiert werden.
  • Typischerweise weist die zweite Schicht eine helle Farbe auf, so dass die entsprechend gefärbte zweite Schicht vorzugsweise mindestens 50 Prozent der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise mindestens 60 Prozent dieser Strahlung reflektieren kann. Durch eine entsprechende Farbgebung kann das Reflexionsverhalten der zweiten Schicht bereits wie gewünscht eingestellt werden. Vorzugsweise ist die Farbe der zweiten Schicht weiß, worunter insbesondere ein Farbton mit dem Wert RGB = (255, 255, 255) im RGB-Farbraum mit Maximalwert 255 bzw. Farbtöne mit drei identischen Koordinaten jeweils größer als 220 im RGB-Farbraum verstanden werden soll. Durch Verwenden einer weißen Schaumschicht wird eine natürlich Reflektivität der Schaumschicht ausgenutzt. Weiße Schaumschichten werden normalerweise nicht unter Dekorhäuten oder anderen Abdecklagen von Innenverkleidungsteilen angeordnet, da bei einem Reißen der Abdecklage der weiße Untergrund durchscheint und Reflexionen an einer Scheibe des Kraftfahrzeugs auftreten können, bieten jedoch überraschend gute Eigenschaften im Hinblick auf eine verminderte Erwärmung eines Fahrzeuginnenraums.
  • Die erste Schicht kann eine Farbe dunkle aufweisen. Die entsprechend gefärbte erste Schicht kann vorzugsweise mindestens 50 Prozent der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise mindestens 60 Prozent dieser Strahlung absorbieren. Typischerweise ist die Farbe der ersten Schicht schwarz, worunter insbesondere ein Farbton mit dem Wert RGB = (0, 0, 0) im RGB-Farbraum mit Maximalwert 255 bzw. Farbtöne mit drei identischen Koordinaten jeweils kleiner als 120 im RGB-Farbraum verstanden werden soll.
  • Alternativ oder zusätzlich weist das Innenverkleidungsteil ein Substrat aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen oder Polyurethan, auf, auf dem die erste Schicht und die zweite Schicht angeordnet sind. Hierbei ist die zweite Schicht in unmittelbarem berührendem, also direktem Kontakt auf dem Substrat angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Schicht und die zweite Schicht in direktem Kontakt miteinander angeordnet sind. Das Substrat ist vorzugsweise aus Polycarbonat/Acrylitril Butadien Styrol (PC/ABS), Acrylitril Butadien Styrol (ABS), Polycarbonat (PC), Polyester oder Polyoxymethylen ausgebildet.
  • Die erste Schicht weist typischerweise eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2 mm auf, während die zweite Schicht typischerweise eine Dicke zwischen 1 mm und 20 mm aufweist. Das Substrat kann zwischen 1,5 mm und 5 mm dick sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der 1 bis 3 erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine seitliche Schnittansicht eines Innenverkleidungsteils;
  • 2 eine 1 entsprechende Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Innenverkleidungsteils und
  • 3 eine Reflektionscharakteristik der in 2 dargestellten Anordnung.
  • 1 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht ein Innenverkleidungsteil mit mehreren Schichten. Auf eine Dekorhaut 1 als erster Schicht ist in direktem, also unmittelbar berührendem Kontakt eine Schaumschicht 2 als zweite Schicht aufgebracht. Die Schaumschicht 2 ist wiederum in direktem Kontakt mit einem Substrat 7 aus Polyvinylchlorid. Die Dekorhaut 1 ist als Abdecklage des Innenverkleidungsteils nach einem Einbau des Innenverkleidungsteils in ein Kraftfahrzeug einem Fahrzeuginnenraum zugewandt, während das Substrat 7 dem Fahrzeuginnenraum abgewandt ist. Das dargestellte Fahrzeuginnenverkleidungsteil ist eine Instrumententafel bzw. Armaturenbrett, kann in weiteren Ausführungsbeispielen aber auch eine Armlehne oder ein Kofferraumabdeckung sein.
  • Die Dekorhaut 1 ist aus schwarzem Leder oder Kunstleder, in das Pigmente 5 eingebracht sind. Alternativ kann die Dekorhaut 1 auch mit den Pigmenten 5 beschichtet sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Dekorhaut 1 auch eine Slush-Haut sein oder durch Sprühen von Polyurethan bzw. als thermogeformte Folie ausgebildet sein. Die Dekorhaut 1 ist durch ihre Farbgebung bereits dazu ausgelegt, mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich 3, beispielsweise einen sichtbaren Anteil der Sonnenstrahlung, zu absorbieren. Der verbliebene Anteil 3a wird reflektiert. Der Anteil absorbierten sichtbaren Strahlung bzw. des absorbierten sichtbaren Lichts kann in weiteren Ausführungsbeispielen auch mehr als 60 Prozent betragen, beispielsweise mindestens 70 Prozent bzw. mindestens 80 Prozent.
  • Durch die Pigmente 5 werden gleichzeitig mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich 4, insbesondere im nahinfraroten Wellenlängenbereich, in den Fahrzeuginnenraum reflektiert, der verbliebene Anteil wird absorbiert.
  • Die Schaumschicht 2 ist aus einem weißen Polyurethanschaum, in den zusätzlich Titanoxid-Pigmente 6, insbesondere Rutil- bzw. Titandioxid-Pigmente, eingebracht sind. Ein Anteil 3b der ursprünglich auf das Innenverkleidungsteil fallenden sichtbaren elektromagnetischen Strahlung 3, der die Dekorhaut 1 durchdringt und bis zu der Schaumschicht 2 gelangt, wird dort aufgrund der Farbgebung der Schaumschicht 2 und der Titanoxid-Pigmente 6 reflektiert und dieser reflektierte Anteil 3c zusammen mit dem bereits an der Dekorhaut 1 reflektierten Anteil 3a in den Fahrzeuginnenraum zurückgestrahlt. Die Schaumschicht 2 ist somit dazu ausgebildet, mindestens 50 Prozent der auf sie auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich zu reflektieren.
  • Ebenso wird ein Anteil 4b der infraroten Strahlung, der durch die Dekorhaut 1 bis zur Schaumschicht 2 gelangt, von dem Werkstoffverbund der Schaumschicht 2 reflektiert und dieser reflektierte Anteil 4c überlagert sich mit dem bereits an der Dekorhaut 1 reflektierten Anteil 4a. Die Schaumschicht 2 ist somit so aufgebaut, dass mindestens 50 Prozent der elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich reflektiert werden.
  • 2 zeigt in einer 1 entsprechenden Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Innenverkleidungsteils. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser wie auch in der folgenden Figur mit identischen Bezugszeichen versehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Substrat 7 aus Polycarbonat ohne darin eingebrachte Pigmente ausgebildet. Das Substrat 7 ist 2 mm ± 0,2 mm dick.
  • Die in unmittelbar berührendem Kontakt auf dem Substrat 7 ausgebildete zweite Schicht 2 ist ein Polyurethanschaum mit 1 Massenprozent an TiO2-Pigmenten, beispielsweise DuPontTM Ti-Pure®. Eine Dicke der zweiten Schicht 2 beträgt 10 mm ± 0,5 mm.
  • Die erste Schicht 1, die auf der zweiten Schicht 2 aufgebracht ist und mit dieser in direktem Kontakt steht, ist aus plastifiziertem Polyvinylchlorid, in das 2,8 Massenprozent CrFeO3-Pigmente, beispielsweise BASF Sicopal® Black K 0095 eingebracht sind. Die erste Schicht ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel schließlich 0,95 mm ± 0,15 mm dick.
  • In 3 ist in einem Diagramm über der in nm angegebenen Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung die Reflektion als Prozentangabe der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung der jeweiligen Wellenlänge aufgetragen. Die Kurve kennzeichnet das Reflektionsvermögen der in 2 gezeigten Konfiguration des Innenverkleidungsteils und insbesondere die erhöhte Reflektivität für Wellenlängen im infraroten Bereich.

Claims (10)

  1. Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Schicht (1), die nach einem Einbau des Innenverkleidungsteils einem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt ist, und einer zweiten Schicht (2), die nach dem Einbau des Innenverkleidungsteils dem Innenraum des Kraftfahrzeugs abgewandt ist, wobei die erste Schicht (1) mindestens einen Werkstoff oder einen Werkstoffverbund aufweist, der mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (3) absorbiert und mindestens 50 Prozent einer auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (4) reflektiert, und die zweite Schicht (2) mindestens einen Werkstoff oder einen Werkstoffverbund aufweist, der mindestens 50 Prozent sowohl einer auftreffenden elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (3) als auch einer elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (4) reflektiert.
  2. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) eine Dekorhaut ist und vorzugsweise als Slush-Haut, durch Sprühen von Polyurethan hergestellte Haut oder thermogeformte Folie ausgeführt ist.
  3. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (2) eine Schaumschicht ist, wobei vorzugsweise die Schaumschicht selbst aus dem elektromagnetische Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (4) reflektierenden Werkstoff gebildet ist.
  4. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumschicht einen Polyurethanschaum aufweist.
  5. Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reflektieren der elektromagnetischen Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (4) die erste Schicht (1) und/oder die zweite Schicht (2) ein anorganisches Pigment (5, 6), vorzugsweise Bismutvanadatpigment, Bleichromatpigment, Molybdatrotpigment, Cersulfidpigment, Silikatpigment, Perylentetracarbonsäurediimidpigment und/oder Eisenschromhämatitpigment aufweist.
  6. Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reflektieren der elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich die zweite Schicht (2) ein Pigment (6), vorzugsweise Titanoxid-Pigment, Lithopone, Bariumsulfatpigment, Zinkoxidpigment, Zinksulfidpigment und/oder Bleicarbonatpigment aufweist.
  7. Innenverkleidungsteil nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schicht (1, 2) mindestens 0,5 Masseprozent bis 3 Masseprozent der Pigmente (5, 6), vorzugsweise mindestens 1 Masseprozent bis 2,8 Masseprozent der Pigmente (5, 6) enthält.
  8. Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (2) eine helle Farbe aufweist, vorzugsweise weiß, die mindestens 60 Prozent der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (4) reflektiert.
  9. Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (1) eine dunkle Farbe, vorzugsweise schwarz, aufweist, die mindestens 60 Prozent der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich (3) absorbiert.
  10. Innenverkleidungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenverkleidungsteil ein Substrat (7) aus einem Kunststoff aufweist, auf dem die erste Schicht und die zweite Schicht angeordnet sind.
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