-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Formmaterial,
das thermoplastisches Polyurethan enthält, welches Ether enthaltendes
Polyesterpolyol umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere
ein Formmaterial, das verbesserte Produktqualitäten wie beispielsweise Designflexibilität, Prägequalität und Berührungsempfindung;
Widerstandsfähigkeit
wie beispielsweise Kratzfestigkeit, Hitzealterungsbeständigkeit,
Lichtbeständigkeit
und chemische Beständigkeit;
und Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise Beschlagschutzeigenschaften,
Flammschutz und problemlose Aufblasbarkeit eines Airbags aufweist,
das unter Verwendung eines thermoplastischen Polyurethans hergestellt
wird, das aus einem Ether enthaltenden Polyesterpolyol besteht,
als Außenhautmaterial
für Armaturenbretter
von Fahrzeugen.
-
Stand der
Technik
-
Typischerweise
erfordern Außenhautmaterialien
für Armaturenbretter
von Fahrzeugen ausgezeichnete Produktqualitäten bezüglich Designflexibilität, Prägequalität, Berührungsempfindung,
etc; erfordern eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit bezüglich der Kratzfestigkeit,
Hitzealterungsbeständigkeit,
Lichtbeständigkeit,
chemischen Beständigkeit
etc.; und ausgezeichnete Sicherheitsmerkmale bezüglich der Beschlagsschutzeigenschaft,
des Flammschutzes, der problemlosen Aufblasbarkeit des Airbags etc.
In dieser Hinsicht wird Polyvinylchlorid (PVC), das ausgezeichnete
Eigenschaften aufweist, die solche Anforderungen zufriedenstellen,
in weiten Bereichen durch Vakuumformen, Pulversturzgießverfahren
(Powder Slush Molding = PSM) und dergleichen verwendet.
-
Die
Armaturenbretter werden größtenteils
in einen Polstertyp, an dem ein als Polstermaterial dienendes Polyurethan
befestigt wird und in einen Nicht-Polstertyp eingeteilt, der durch
Spritzgießen
geformt wird. Der Polstertyp ist aus einem Kernmaterial, einem Polstermaterial
und einem Außenhautmaterial
zusammengesetzt. Das Kernmaterial, das aus Materialien mit ausgezeichneten
mechanischen und physikalischen Eigenschaften hergestellt wird,
wie beispielsweise Polypropylen-Füllstoff (PPF) oder PC/ABS,
dient als Kernteil in einem Formmaterial und dient dazu, dem Formmaterial
mechanische Festigkeit zu verleihen. Darüber hinaus ist das Polstermaterial
hauptsächlich
ein stoßdämpfendes
Mittel wie Polyurethanschaumstoff und dient zum Absorbieren eines
externen Aufpralls, während
er zur Bereitstellung einer weichen Beschaffenheit im Außenhautmaterial
eingewickelt ist. Das Außenhautmaterial,
wie oben beschrieben, das die äußere Oberfläche des Formmaterials
bildet, ist ein Teil, der direkt mit der Haut des Benutzers in Verbindung
kommt und entsprechend des Designs eine verbesserte ästhetische
Wirkung und Berührungsempfindung
ergibt.
-
Außenhautmaterialien
vom Polstertyp werden im allgemeinen durch Vakuumformungs-Verfahren oder durch
Pulversturzgieß (PSM)-Verfahren
hergestellt. Eine Vakuumformung der Außenhautmaterialien wird durch
Erhitzen eines vorextrudierten Harzes in einer Folienform unter
Vakuum, Gießen
des erhitzten Harzes in eine Gussform, Abkühlen des sich ergebenden Harzes
und dann Entfernen des gegossenen bzw. geformten Harzes aus der
Gussform erreicht. Andererseits umfasst das PSM-Verfahren das zusammen
Schütteln
und Drehen einer auf eine hohe Temperatur erhitzten Gussform und
eines Gefäßes, das
das Harzpulver enthält, so
dass das Harzpulver in der Gussform schmilzt und ein Abkühlen der
Gussform, um das geschmolzene Harz zu verfestigen. Im Vergleich
zum Vakuumformen ist das PSM-Verfahren bezüglich der vollständigen Darstellung
von Design- und Prägemerkmalen
von Vorteil. Aus diesem Grund wird das PSM-Verfahren hauptsächlich bei
der Herstellung von Armaturenbrettern von Luxusfahrzeugen verwendet.
-
Aus
der
DE 199 27 967
A1 ist eine Zusammensetzung für die Herstellung geformter
Erzeugnisse, wie zum Beispiel zur Herstellung eines Armaturenbretts
für Kraftfahrzeuge
bekannt. Die Zusammensetzung enthält ein thermoplastisches Polyurethan,
wobei dieses aus einem endständigen
NCO Gruppen aufweisenden Urethan-Präpolymers, einem Diamin und
einem Mono- oder Dialkanolamin hergestellt wird. Zur Bildung des Urethan-Präpolymeren
können
unter anderem Polyetherestherdiole eingesetzt werden.
-
In
einer Studie, die 77 Typen von Außenhautmaterialien untersuchte,
die in Armaturenbrettern von Fahrzeugen in Nordamerika 2001 verwendet
wurde, hat sich herausgestellt, dass durch das PSM-Verfahren und
das Vakuumformungsverfahren geformtes Polyvinylchlorid (PVC) am
häufigsten
verwendet wird.
-
Jedoch
weist ein durch die PSM- und Vakuumformungsverfahren hergestelltes
PVC eine schwache Hitzebeständigkeit
auf und ist schwer auf Airbags aufzubringen, die als Innenteil in
Fahrzeugen enthalten sein sollen und erzeugen bei Verbrennen Dioxin
und sind deswegen von begrenzter Verwendbarkeit. Es existiert deswegen
ein dringender Bedarf nach der Entwicklung von Formmaterialien wie
beispielsweise Armaturenbrettern, die neue Außenhautmaterialien umfassen,
und die recycled werden können
und auch verbesserte Berührungseigenschaften
und Hitzebeständigkeit
aufweisen.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Es
ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Formmaterial
mit verbesserten Produktqualitäten
wie beispielsweise Designflexibilität, Prägequalität und Berührungsempfindung; Widerstandsfähigkeit
wie beispielsweise Kratzbeständigkeit,
Hitzealterungsbeständigkeit,
Lichtbeständigkeit
und chemische Beständigkeit;
und Sicherheit wie beispielsweise Beschlagschutzeigenschaft, Flammverzögerung und
eine problemlose Aufblasbarkeit eines Airbags; das unter Verwendung
eines thermoplastischen Polyurethans hergestellt wird, das ein Ether
enthaltendes Polyesterpolyol umfasst, als Außenhautmaterial für Armaturenbretter von
Fahrzeugen bereitzustellen.
-
Beste Art und Weise, die
Erfindung auszuführen
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Formmaterial bereitgestellt, das thermoplastisches
Polyurethan enthält,
das ein Ether enthaltendes Polyesterpolyol umfasst und das aus einem
Kernmaterial, einem Polstermaterial und einem Außenhautmaterial besteht. Das
Außenhautmaterial
wird durch Mischen einer Menge von 15 bis 60 Gewichtsteilen einer
oder mehrerer Isocyanat-Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, die aus
Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Toluoldiisocyanat (TDI), Hexamethylendiisocyanat
(HDI) und Dicyclohexylmethandiisocyanat (H12MDI) besteht; einer
Menge von 30 bis 70 Gewichtsteilen eines Ether enthaltenden Polyesterpolyols;
und einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsteilen eines oder mehrerer
Kettenverlängerer, ausgewählt aus
der Gruppe, die aus Diolen, beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol,
Butandiol oder Hexandiol, aus Triolen, beispielsweise Trimethy lolpropan
und Polytetramethylenetherglykol besteht, und darauf Kondensieren
des sich ergebenden Gemisches, hergestellt.
-
Das
Ether enthaltende Polyesterpolyol wird durch Mischen einer Menge
von 40 bis 80 Gewichtsteilen einer oder mehrerer multifunktioneller
Carbonsäuren,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Adipinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure und
Trimersäure
und einer Menge von 20 bis 100 Gewichtsteilen Polytetramethylenetherglykol
(PTMG), das eine oder mehrere multifunktionelle Alkohol-Verbindungen
mit einer Hydroxylzahl von 561,0 bis 56,1 mgKOH/g aufweist, ausgewählt aus
der Gruppe, die aus Diolen, beispielsweise Ethylenglykol, Butandiol
oder Hexandiol und aus Triolen besteht, beispielsweise Trimethylolpropan,
und darauf Umsetzen des sich ergebenden Gemisches hergestellt, wodurch
eine Hydroxylzahl von 224,11 bis 11,22 mgKOH/g erreicht wird.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht ein Formmaterial, das ein thermoplastisches Polyurethan enthält, welches
ein Ether enthaltendes Polyesterpolyol umfasst, aus einem Kernmaterial,
einem Polstermaterial und einem Außenhautmaterial. Das Außenhautmaterial
wird durch Vermischen einer Menge von 15 bis 60 Gewichtsteilen einer
oder mehrerer Isocyanat-Verbindungen,
ausgewählt
aus der Gruppe, die aus Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Toluoldiisocyanat
(TDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Dicyclohexylmethandiisocyanat
(H12MDI) besteht; einer Menge von 30 bis 70 Gewichtsteilen eines
Ether enthaltenden Polyesterpolyols; und einer Menge von 5 bis 40
Gewichtsteilen eines oder mehrerer Kettenverlängerer, ausgewählt aus der
Gruppe, die aus Diolen, beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol,
Butandiol oder Hexandiol, aus Triolen, beispielsweise Trimethylolpropan
und Polytetramethylenetherglykol besteht, und darauf Kondensieren des
sich ergebenden Gemisches, hergestellt.
-
Das
thermoplastische Polyurethan umfasst ein Ether enthaltendes Polyesterpolyol,
das durch Mischen einer Menge von 40 bis 80 Gewichtsteilen einer
oder mehrerer multifunktioneller Carbonsäuren, ausgewählt aus
der Gruppe, die aus Suberinsäure,
Azelainsäure,
Sebacinsäure,
Dodecandicarbonsäure
und Trimersäure besteht;
und einer Menge von 20 bis 100 Ge wichtsteilen Polytetramethylenetherglykol
(PTMG), das eine oder mehrere multifunktionelle Alkoholverbindungen
mit einer Hydroxylzahl von 561,0 bis 56,1 mgKOH/g aufweist, ausgewählt aus
der Gruppe, die aus Diolen, beispielsweise Ethylenglykol, Butandiol
oder Hexandiol und aus Triolen besteht, beispielsweise Trimethylolpropan,
und darauf Umsetzen des sich ergebenden Gemisches hergestellt wird,
wodurch sich eine Hydroxylzahl von 224,11 bis 11,22 mgKOH/g ergibt.
-
Die
in der vorliegenden Erfindung nützliche
Isocyanat-Verbindung kann Isocyanat-Verbindungen einschließen, die üblicherweise
bei der Herstellung von Polyurethan verwendet werden, wobei die
herkömmlichen Isocyanat-Verbindungen
in derselben oder in einer ähnlichen
Weise, wie in der herkömmlichen
Verwendungsweise verwendet werden kann und sind vorzugsweise aus
der Gruppe ausgewählt,
die aus aromatischem Isocyanat, aliphatischem Isocyanat oder alizyklischem
Isocyanat besteht und sind besonders bevorzugt eines oder mehreres
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Toluoldiisocyanat
(TDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Dicyclohexylmethandiisocyanat
(H12MDI).
-
Das
Ether enthaltende Polyesterpolyol wird durch Vermischen einer Menge
von 40 bis 80 Gewichtsteilen einer oder mehrerer multifunktioneller
Carbonsäuren,
die aus der Gruppe ausgewählt
sind, bestehend aus Adipinsäure,
Suberinsäure,
Azelainsäure,
Sebacinsäure,
Dodecandicarbonsäure
und Trimersäure;
und einer Menge von 20 bis 100 Gewichtsteilen Polytetramethylenetherglykol
(PTMG), das ein oder mehrere multifunktionelle Alkoholverbindungen
mit einer Hydroxylzahl von 561,0 bis 56,1 mgKOH/g aufweist, ausgewählt aus
der Gruppe, die aus Diolen, beispielsweise Ethylenglykol, Butandiol
oder Hexandiol und aus Triolen besteht, beispielsweise Trimethylolpropan,
und darauf Umsetzen des sich ergebenden Gemisches hergestellt, wodurch
sich eine Hydroxylzahl von 224,11 bis 11,22 mgKOH/g ergibt.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Ether enthaltende Polyesterpolyol durch
Vermischen der multifunktionellen Carbonsäure, der multifunktionellen
Alkoholverbindung und des Polytetramethylenetherglykols, durch Erhitzen
des Gemisches von Raumtemperatur auf 140 bis 160°C und darauf durch Aufrechterhalten
des erhitzten Gemi sches bei 150°C
für ungefähr 60 bis
120 Minuten, Erhöhen
der Temperatur von 150°C
auf 210 bis 230°C
und darauf Aufrechterhalten der Temperatur bei 220°C für ungefähr 10 bis
120 Minuten, durch Umsetzen des sich ergebenden Gemisches unter
einem Vakuum von 650 bis 760 mmHg bei 220°C und darauf durch Stoppen der
Reaktion bzw. Umsetzung, wenn eine Hydroxylzahl von unter 1 mgKOH/g
vorliegt, hergestellt werden, wodurch sich eine Hydroxylzahl von
224,11 bis 11,22 mgKOH/g ergibt.
-
Der
Kettenverlängerer
kann aus der Gruppe ausgewählt
sein, die aus Diolen, beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol,
Butandiol oder Hexandiol, aus Triolen, beispielsweise Trimethylolpropan,
Polytretramethylenetherglykol (PTMG) und Gemischen hiervon besteht.
-
Das
thermoplastische Polyurethan, das ein Ether enthaltendes Polyesterpolyol
umfasst, kann durch zunächst
Vermischen einer Menge von 30 bis 70 Gewichtsteilen eines Ether
enthaltenden Polyesterpolyols und einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsteilen
eines Kettenverlängerers
bei 30 bis 100°C
bei 1 bis 10 Minuten unter Rühren;
durch Zusetzen einer Menge von 15 bis 60 Gewichtsteilen Isocyanat
zum ersten Gemisch und zweitens Vermischen des sich ergebenden Gemisches
unter Rühren
bei 300 bis 1.000 UpM für
1 bis 10 Minuten; durch Reifen des zweiten Gemisches bei 60 bis
140°C für 1 bis
48 Stunden; durch Pulverisieren des Ergebnisses, das aus dem Reifungsschritt
gewonnen wurde, bei einer Temperatur von unter 0°C; und Extrudieren des pulverisierten
Gemisches bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 300°C, gweonnen
werden.
-
Im
ersten Mischschritt wird die Polyolverbindung und der Kettenverlängerer zunächst homogen
vermischt, wohingegen im zweiten Mischschritt die Isocyanat-Verbindung
und das Ether enthaltende Polyesterpolyol zur Erzeugung von Polyurethan
vermischt werden.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass die Isocyanat-Verbindung
und das Ether enthaltende Polyesterpolyol nach dem Mischen rasch
reagieren. Insbesondere kann die Molekülmasse des Polyurethans durch
den Reifungsschritt des Polyurethans, das aus dem zweiten Mischschritt
gewonnen wurde, gesteuert werden. Die Pulverisierungs- und Extrudierungsschritte
ermöglichen,
dass das Polyurethan eine geeignete Größe aufweist. Durch die Pulverisierungs-
und Extrudierungsschritte wird das Polyurethan als Pellets zubereitet,
die zu Waren verarbeitbar sind.
-
Die
vorliegende Erfindung wird ausführlicher
bezüglich
der nachfolgenden Beispiele beschrieben. Die nachfolgenden Beispiele
sind jedoch nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung
vorgesehen und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
-
Beispiel 1
-
Nach
Mischen von 49,6 kg Adipinsäure,
22,0 kg 1,4-Butylenglykol und 40,7 kg Polytetramethylenetherglykol
mit einer Hydroxylzahl von 448,8 mgKOH/g wurde das Gemisch von Raumtemperatur
auf 150°C
erhitzt, bei 150°C
ungefähr
90 Minuten gehalten und darauf weiter auf 220°C erhitzt und für ungefähr 30 Minuten bei
220°C gehalten.
Darauf wurde das erhitzte Gemisch unter einem Vakuum von 720 mmHg
umgesetzt und die Umsetzung wurde beendet, wenn die Hydroxylzahl
des Gemisches einen Wert unter 1 mgKOH/g erreichte, was die Herstellung
eines Ether enthaltenden Polyesterpolyols mit einer Kondensationszahl
von 12,29 und einer Hydroxylzahl von 74,8 mgKOH/g zur Folge hatte.
Danach wurden 61 kg des Ether enthaltenden Polyesterpolyols mit
6 kg 1,4-Butylenglykol bei 60°C
für 3 Minuten
unter Rühren
vermischt. Nachdem 43 kg Hexamethylendiisocyanat dem Gemisch zugesetzt
wurden, wurde das sich ergebende Gemisch unter Rühren bei 500 UpM für 3 Minuten
vermischt, wodurch ein kondensiertes Gemisch erzeugt wurde. Darauf
wurde das kondensierte Gemisch bei 80°C für 8 Stunden gereift. Kontinuierlich
wird das gereifte kondensierte Gemisch bei einer Temperatur von
unter 0°C
zur Bildung von Flocken pulverisiert, und die pulverisierten Flocken
wurden bei 180°C
zur Formulierung zu Pellets extrudiert. Unter Verwendung des thermoplastischen
Polyurethans in Pelletform wurde ein Formprodukt, das aus einem
Kernmaterial, einem Polstermaterial und einem Außenhautmaterial besteht, gemäß des in
der Technik bekannten PSM-Verfahrens hergestellt, und ein Teil des
Formmaterials wurde als Testmaterial in den experimentellen Beispielen
nachstehend verwendet.
-
Vergleichsbeispiele 1
bis 4
-
In
den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurde ein Teil eines im Handel
erhältlichen
Armaturenbrettes als Testmaterial verwendet.
-
Im
Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Teil eines Formproduktes, das gemäß des bekannten
PSM-Verfahrens unter
Verwendung von Polyvinylchlorid von Hanwha Living & Creative Corp.,
Korea als Außenhautmaterial
hergestellt wurde, als Testmaterial verwendet. Im Vergleichsbeispiel
2 wurde ein Teil eines Formproduktes, hergestellt als Außenhautmaterial
gemäß des bekannten
Vakuumformungsverfahrens unter Verwendung eines Polyvinylchlorid/ABS-Harzes (Acrylonitril-Butadienstyrol-Copolymer)
von LG Chem. Ltd., Korea, als Testmaterial verwendet. In Vergleichsbeispiel
3 wurde ein Teil des Formproduktes, das gemäß des bekannten Vakuumformungsverfahrens
unter Verwendung eines thermoplastischen Polyolefins von LG Chem.
Ltd., Korea als Außenhautmaterial
hergestellt wurde, als Testmaterial verwendet. In Vergleichsbeispiel
4 wurde ein Teil eines Formproduktes, das einen Polyester der Bayer
Company, USA als Außenhautmaterial
umfasste, als Testmaterial verwendet.
-
Experimentelles Beispiel
1: Bestimmung der spezifischen Dichte bzw. des spezifischen Gewichtes
-
In
diesem Test wurde die spezifische Dichte jeder Probe durch das Unterwasser-Substitutionsverfahren,
definiert in ASTM D 792, beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle
1 nachstehend angegeben.
-
Experimentelles Beispiel
2: Bestimmung der Zugfestigkeit
-
Die
Zugfestigkeit jeder Probe wurde durch das in Absatz 3 von JIS K
6301 definierte Verfahren unter Verwendung einer 1-Tonnen Universal
Testmaschine der MTS Company, USA, gemessen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 1 nachstehend angegeben, in der der Zugprüfkörper eine
Typ 1-Hantel war und die Zuggeschwindigkeit 200 mm/min betrug.
-
Experimentelles Beispiel
3: Auswertung der Außenhauthärte
-
Die
Außenhauthärte wurde
gemäß des in
ASTM D 2240 definierten Verfahrens unter Verwendung eines Typ-A
Shore Härtetesters
in einem initialen Kompressionszustand ausgewertet. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 nachstehend angegeben.
-
Experimentelles Beispiel
4: Auswertung der Kratzbeständigkeit
-
Die
Kratzbeständigkeit
wurde durch Untersuchen des Aussehens der Außenhaut ausgewertet, wenn ein
Teststück,
das gemäß Verfahren
SUS 403 hergestellt wurde, durch Anordnen eines Gewichtes von 300
g auf dem Stück,
zerkratzt wurde. Die Bewertung des Aussehens der Außenhaut
wurde in 5 Grade eingeteilt, gemäß dem Ausmaß der Kratzer,
die sich auf der Außenhaut
bildeten, im Bereich von Grad 1, wenn die Außenhaut merklich geschädigt ist,
bis zu Grad 5, bei dem keine Schädigung
der Außenhaut
erkennbar ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachstehend angegeben.
-
Experimentelles Beispiel
5: Stoßtest
-
Ein
Hochgeschwindigkeitsstoßtest
für Außenhautmaterialien
wurde in einem Alkoholbad bei -30°C
unter Verwendung des Fallgewicht-Stoßtestgerätes Dynatup (General Research
Inc. Ltd., C02D, USA) durchgeführt.
Die Außenhautmaterialien,
an denen Polyurethanpolster befestigt wurden (Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel
3) wurden bei Raumtemperatur bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
1 nachstehend angegeben, wobei das Querbalkengewicht des Testgerätes 11,83
kg, die Stoßgeschwindigkeit
und Stoßenergie
6m/s bzw. 120 J betrug und der Durchmesser des Stoßbalkens
13 mm betrug.
-
Experimentelles Beispiel
6: Auswertung der Hitzealterungsbeständigkeit
-
Die
Hitzealterungsbeständigkeit
wurde durch Durchführen
eines Alterns unter Verwendung einer Kammer mit konstanter Temperatur
und Feuchtigkeit bei 120°C
für 500
Stunden und darauf Messen der Farbdifferenz unter Verwendung eines
Kolorimeters durchgeführt.
Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 angegeben.
-
Experimentelles Beispiel
7: Auswertung der Lichtbeständigkeit
-
Die
Lichtbeständigkeit
wurde durch Untersuchen der Farbveränderung der Proben unter Verwendung einer
beschleunigten Lichtbeständigkeitstestmaschine,
Atlas Ci 65 Xenon Arc Weather O-meter, unter den Bedingungen einer
Phasenwellenlänge
von 340 mm, einer Lichtintensität
von 53 W/m2 und einer Temperatur von 89°C für 500 Stunden
bewertet. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 angegeben.
-
-
Wie
in Tabelle 1 oben dargestellt, wies das Formmaterial, das im Vergleichsbeispiel
2 hergestellt wurde, aufgrund der physikalischen Eigenschaften des
darin enthaltenen Außenhautmaterials
die geringste spezifische Dichte auf. Wegen der geringeren spezifischen
Dichte als bei den in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellten
Formmaterialien, die das herkömmlich
verwendete Außenhautmaterial
verwendeten, war das Formmaterial, hergestellt in Beispiel 1 gemäß des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung, ungefähr 6 bis 10% besser. Zusätzlich wies
das Formmaterial von Beispiel 1 eine ähnliche spezifische Dichte
wie das von Vergleichsbeispiel 4 auf, was darauf hinweist, dass
diese in Fahrzeugen angewendet werden kann. Durch die gewichtsreduzierende
Wirkung können
die Hautmaterialien der vorliegenden Erfindung eine verbesserte
Beschleunigungseigenschaft, Handhabung und Treibstoffeffizienz von
Motorfahrzeugen bereitstellen.
-
Bezüglich der
Zugfestigkeit wurde herausgefunden, dass die in den Vergleichsbeispielen
1 und 2 hergestellten Formmaterialien eine relativ hohe Zugfestigkeit
am Zerreißpunkt
aufwiesen, wohingegen das in Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellte Formmaterial eine sehr geringe Zugfestigkeit aufwies. Es
ist nicht erforderlich, dass thermoplastisches Polyurethan eine
hohe Zugfestigkeit aufweist, wenn ein Formmaterial durch das PSM-Verfahren hergestellt
wird, nicht durch das Vakuumformungsverfahren. Eine geringe Zugfestigkeit
ist bezüglich
der Sicherstellung der geringgradigen Berstfestigkeit an einer Laser-Scoringlinie nach
Airbag-Einsatz von Vorteil und stellt somit gute Eigenschaften der
Airbag-Einsatzfähigkeit
sicher.
-
Bezüglich der
Außenhauthärte wurde
herausgefunden, dass das im Vergleichsbeispiel 2 hergestellte Formmaterial
die größte Außenhauthärte aufwies
und die Formmaterialien, die in den Vergleichsbeispielen 1, 3 und
4 hergestellt wurden, eine zueinander ähnliche Außenhauthärte aufwiesen, wohingegen das
in Beispiel 1 hergestellte Formmaterial die geringste Außenhauthärte aufwies,
was darauf hinweist, dass das gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellte Formmaterial ausgezeichnete Berührungseigenschaften aufweist.
-
Typischerweise
begleitet eine geringe Außenhauthärte eine
geringe Kratzbeständigkeit.
Bezüglich
der Kratzbeständigkeit
wurde das Formmaterial, das in Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde, als Grad 4 bewertet, bei dem eine geringe Außenhautschädigung beobachtet
wird, wodurch die nationalen koreanischen Standards erfüllt wurden.
Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass eine solche geringe Außenhautschädigung gemäß der Prägemuster
kontrolliert werden kann.
-
Bezüglich der
Stoßeigenschaften
stellte sich heraus, dass die Formmaterialien, die in den Vergleichsbeispielen
1 und 2 hergestellt wurden, ein schwaches Kaltverhalten aufwiesen
und erlebten einen Sprödbruch nach
Durchführung
des Hochgeschwindigkeitsstoßtestes.
Diese Eigenschaften der Formmaterialien der Vergleichsbeispiele
1 und 2 können
bedeuten, dass, wenn sie gemäß einer
Laser-Scoringlinie bzw. Laserkerblinie eingesetzt werden, ein Airbag
in einer Weise eingesetzt werden kann, die von der Laser-Scoringlinie
abweicht, so dass schwerwiegende Risse auf der Oberfläche des
Außenhautmaterials
durch indirekten Stoß gebildet werden
oder dass Fahrgäste
durch Bruchstücke
des Formmaterials verletzt werden. Im Gegensatz hierzu stellte sich
heraus, dass die Außenhautmaterialien,
hergestellt in Beispiel 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung und Vergleichsbeispiel 3 eine ausreichend geringe Glasübergangstemperatur
(Tg) aufwiesen, wodurch solche Probleme wie bei den Außenhautmaterialien
der Vergleichsbeispiele 1 und 2 nicht verursacht wurden.
-
Typischerweise
werden Armaturenbretter von Fahrzeugen einer relativ größeren Menge
Sonnenlicht als andere Teile ausgesetzt, was große Zunahmen der Temperatur
innerhalb des Fahrzeugs nach sich zieht. Eine solche große Zunahme
der Innentemperatur von Fahrzeugen kann verursachen, dass die Struktur
von Molekülen
mit hoher Molekülmasse
sich verändert
und somit ihr Abbau verursacht wird. In dieser Hinsicht ist die
Hitzebeständigkeit
des Armaturenbrettes eine der bedeutendsten Beständigkeitsfaktoren, die die
Qualität des
Fahrzeuges bestimmen.
-
Der
allgemeine Standard für
Farbunterschiede, der in Fahrzeugindustrie anerkannt ist, besteht
darin, dass der ΔE-Wert
unter 3 liegt. Alle in Beispiel 1 und Vergleichsbeispielen 1 bis
4 hergestellten Außenhautmaterialien
erfüllten
den ΔE-Wert
von unter 3.
-
Insbesondere
im Vergleichsbeispiel 4 stellte sich heraus, dass das Außenhautmaterial
kaum den Standard ΔE-Wert
erfüllte.
In dem Fall, dass ein Polyurethanpolster an ein Außenhautmaterial
gebunden wird, wird die Farbe des Außenhautmaterials verändert, die
sich von derjenigen des Außenhautmaterials,
die kein Polyurethanpolster enthält,
unterscheidet. Wenn Polyvinylchlorid als Außenhautmaterial verwendet wird,
reagiert Polyvinylchlorid mit Amino-Gruppen, die aus dem Polyurethanpolster
unter hohen Temperaturen migrieren, was ein rasch zunehmendes Vergilbungsphänomen verursacht.
Im Gegensatz hierzu war im Falle der im Vergleichsbeispiel 3 und
Beispiel 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Außenhautmaterialien
eine nur sehr geringe Farbveränderung
festzustellen, was darauf hinweist, dass eine Vergilbung durch Migration von
Aminogruppen selten auftritt.
-
Im
Falle der Lichtbeständigkeit
stellte sich heraus, dass ähnliche
Muster der obigen Ergebnisse in den Außenhautmaterialien, hergestellt
in Beispiel 1 und in den Vergleichsbeispielen, zu finden waren.
-
Wie
oben beschrieben, zeigte sich, dass das Formmaterial, das thermoplastisches
Polyurethan umfasst, das aus einem Ether enthaltenden Polyesterpolyol
gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht, bezüglich Gewichtsreduktion,
Berührung,
einer problemlosen Aufblasbarkeit des Airbags und bezüglich eines
Recycling-Potentials für
Armaturenbretter optimal war.
-
Gewerbliche
Anwendbarkeit
-
Wie
hierin vorstehend beschrieben, ist das Außenhautmaterial gemäß der vorliegenden
Erfindung bei der Erzeugung eines Formmaterials mit verbesserten
Produktqualitäten
wirksam, wie beispielsweise Designflexibilität, Prägequalität und Berührungsempfindung; Dauerhaftigkeit,
wie beispielsweise Kratzbeständigkeit, Hitzealterungsbeständigkeit,
Lichtbeständigkeit
und chemische Beständigkeit;
und Sicherheitsmerkmale, wie Beschlagschutzeigenschaft, Flammverzögerung und
problemlose Aufblasbarkeit des Airbags.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde in einer illustrativen Weise beschrieben.
Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung
sind im Lichte der obigen Lehren möglich. Es sollte deswegen verständlich sein,
dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in anderer
Weise, als es speziell beschrieben ist, ausgeübt werden kann.
