DE102012014689A1

DE102012014689A1 - Kraftfahrzeugverdeck

Info

Publication number: DE102012014689A1
Application number: DE201210014689
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Parat Beteiligungs GmbH
Current assignee: PARAT TECHNOLOGY GROUP GMBH, DE
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2013-11-14
Also published as: US20140028048A1; US9168710B2

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem ein Kraftfahrzeugverdeck (10), umfassend eine flexible, eine Verdeckaußenfläche bereitstellende Verdeckschicht (11) mit einer Verdeckaussparung, in der zumindest eine Scheibe, insbesondere eine Heckscheibe (12), angeordnet ist, wobei ein die Aussparung umgebender Randbereich der Verdeckschicht mit einem äußeren Scheibenrand unter Zuhilfenahme eines Polyurethan-Wulstelementes (13) miteinander verbunden ist, wobei das Polyurethan-Wulstelement infolge einer Reaktion von einer Isocyanat-Komponente mit einer Polyol-Komponente synthetisiert ist, und wobei die Polyol-Komponente zumindest die folgenden Bestandteile umfasst: a) Polyole, hierbei Polyetherole und/oder Polyesterole; b) ein Treibmittel; c) einen bleifreien Katalysator.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Kraftfahrzeugverdeck nach Anspruch 1.
Kraftfahrzeugverdecke werden von der Anmelderin seit Jahrzehnten entwickelt und gefertigt. Insbesondere wird von der Anmelderin seit etwa 15 Jahren in großem Umfang eine Polyurethan-Vergussmasse eingesetzt, um Verdeckflächenabschnitte mit anderen Elementen, insbesondere mit Kfz-Heckscheiben, miteinander zu verbinden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Soft-Verdeck, also auf eine faltbare Dachkonstruktion, bei der zumindest eine flexible, insbesondere textile Verdeckschicht vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft dabei sowohl Verdecke, die nur eine Verdeckschicht aufweisen, als auch Verdecke, die eine äußere Verdeckschicht und eine innere Verdeckschicht, sowie ggf. weitere Verdeckschichten, aufweisen.
In der Regel ist das Verdeck bei geschlossenem Dach von einer Vielzahl von Spriegeln unterspannt und straff gehalten, um die Verdeckkontur zu gewährleisten. Zum Öffnen des Daches werden die Spriegel z. B. manuell bewegt, dies teilweise unter Zuhilfenahme von Seilsteuerungen, Schlaufen, starren oder elastischen Elementen, welche Verdeckschicht-Abschnitte mit anderen Elementen verbinden, Lenkern, etc., die Verdeckabschnitte mitnehmen, bedarfsweise kontrolliert raffen, falten oder ablegen, und zum Zwecke des Verstauens komprimieren. Das zusammengefaltete Verdeck kann z. B. unterhalb eines Kofferraumdeckels oder unter einer sogenannten Persenning bei geöffnetem Dach untergebracht werden. In jüngerer Zeit sind auch Verdecke bekannt geworden, die unter Zuhilfenahme von elektrischen Antrieben und Steuerungen eine vollautomatische Verdecköffnungs- und -schließbewegung ermöglichen.
Zumindest im rückwärtigen Bereich des Verdecks ist typischerweise eine Scheibe angeordnet, um dem Fahrer oder Insassen Sicht nach hinten zu ermöglichen. Die Erfindung bezieht sich allerdings auch auf Kraftfahrzeugverdecke, die nur oder zusätzlich zu einer Heckscheibe eine oder mehrere Seitenscheiben, also beispielsweise im Bereich der C-Säulen angeordnete, transparente oder transluzente Elemente, aufweisen.
Die Erfindung befasst sich mit der besonderen Ausbildung des Befestigungs- und Verbindungsbereiches zwischen einer solchen, in einem Verdeck angeordneten Scheibe, und der die Scheibe umgebenden Verdeckschicht.
Dieser Verbindungsbereich ist über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges enormen Anforderungen an die mechanische Stabilität ausgesetzt. Einerseits ist dieser Verbindungsbereich besonderen mechanischen und klimaabhängigen Beanspruchungen ausgesetzt; andererseits muss gerade dieser Verbindungsbereich eine absolute dauerhafte Dichtheit gewährleisten, eine auch in Crashsituationen ausreichende Stabilität bereitstellen, und muss schließlich auch hohen Maßstäben an das gewünschte Erscheinungsbild gerecht werden.
Aus der DE 197 24 592 C1 der Anmelderin geht ein Kraftfahrzeugverdeck hervor, bei dem ein Verbindungsbereich zwischen Scheibe und Verdeck durch ein PUR-Gießharz-Wulstelement bereitgestellt ist. Das dort beschriebene PUR-Gießharz-Wulstelement wird in einem Zweikomponentengießverfahren hergestellt.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Kraftfahrzeugverdeck besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das bekannte Kraftfahrzeugverdeck weiter zu bilden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugverdeck umfasst wenigstens eine Verdeckschicht. Die Verdeckschicht ist flexibel ausgebildet und stellt eine Verdeckaußenfläche bereit. Optional kann das Kraftfahrzeugverdeck auch noch eine Innenverdeckschicht (den sogenannten Himmel) oder zwischen der Verdeckschicht und inneren Verdeckschicht angeordnete Dammschichten aufweisen, wie beispielsweise in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2012 004 032.6 der Anmelderin beschrieben.
Die Verdeckschicht ist flexibel ausgebildet, d. h. insbesondere faltbar oder umlegbar. Es handelt sich demnach um ein flexibles sogenanntes Soft-Top-Verdeck im Unterschied zu einem RHT-(retractable hard top)Verdeck.
In der Verdeckschicht ist eine Aussparung angeordnet, in der sich eine Heckscheibe befindet. Der äußere Scheibenrand der Scheibe ist umlaufend von einem Wulstelement umgeben. Das Wulstelement besteht aus Polyurethan und verbindet den Scheibenrand mit der Verdeckschicht, genauer gesagt mit dem die Aussparung umgebenden Rand der Verdeckschicht. Das Polyurethan-Wulstelement ist in Folge einer Polyadditionsreaktion von einer Polyol-Komponente mit einer Isocyanat-Komponente entstanden.
Die Isocyanat-Komponente weist Isocyanate mit energiereichen, sehr reaktionsfähigen Isocyanat-Gruppen auf (-N=C=O). Sie kann mit wasserstoffaktiven Verbindungen, unter geeigneten Bedingungen mit sich selbst, aber auch mit anderen Reaktionspartnern exotherm reagieren. Die Isocyanat-Komponente gemäß der Erfindung umfasst oder besteht aus einer oder mehreren Di- und/oder Polyisocyanaten. Beispielsweise kommen die technisch wichtigsten und gebräuchlichsten Isocyanate TDI, NDI, MDI, IPDI oder HDI oder Kombinationen daraus in Betracht, wie sie z. B. beschrieben sind in Sächtling, Kunststofftaschenbuch, 29. Ausgabe 2004, Seite 539.
Die Erfindung richtet besonderes Augenmerk auf die Ausbildung der Polyol-Komponente. Diese umfasst erfindungsgemäß mehrere Bestandteile. Hierzu gehören: a) Polyol, in Form von Polyehterol und/oder Polyesterol. Diese Stoffe werden auch als Polyetherpolyole bzw. Polyesterpolyole bezeichnet. Schließlich kommen auch organisch gefüllte Polyole als Bestandteil der Polyol-Komponente in Betracht.
Die Polyol-Komponente gemäß der Erfindung umfasst darüber hinaus auch noch b) ein Treibmittel, und c) einen bleifreien Katalysator.
Das Treibmittel kann ein physikalisches Treibmittel oder ein chemisches Treibmittel oder eine Kombination eines chemischen und eines physikalischen Treibmittels sein. Als physikalische Treibmittel kommen beispielsweise Pentane oder andere homologe Alkane in Betracht oder halogenhaltige Komponenten. Als chemisches Treibmittel kommt beispielsweise Wasser in Betracht.
Schließlich ist gemäß der Erfindung ein Katalysator vorgesehen. Dieser wird insbesondere auch als Aktivator oder Co-Katalysator bezeichnet.
Der Katalysator ist gemäß der Erfindung bleifrei ausgebildet. Der bleifreie Katalysator kann insbesondere eine Metallverbindung, weiter insbesondere eine organische Metallverbindung, umfassen oder von dieser bereitgestellt sein. Die Metallverbindung kann gemäß der Erfindung eine Zinn-, Bismut-, Thallium-, Zink- oder Seltenerdenverbindung umfassen oder von diesen bereitgestellt sein. Diese stellen das komplexbildende Zentrum (Koordinationsverbindung) dar und fungieren als Lewissäure.
Alternativ ist der bleifrei ausgebildete Katalysator von Aminen bereitgestellt, unterstützt oder umfasst Amine. Die hierfür in Frage kommenden Amine sind weiter unten detailliert aufgeführt.
Der Katalysator spielt bei der Herstellung nach dem Polyisocyanat-Additionsverfahren, insbesondere der zelligen Kunststoffe, eine große Rolle. Insbesondere dient er dazu, die Reaktion der Hydroxylgruppen enthaltenden Polyolverbindungen mit der gegebenenfalls organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanatverbindung stark zu beschleunigen, indem die Aktivierungsenergie herabgesetzt wird.
Der bleifreie Katalysator kann organische Metallverbindungen umfassen oder von diesen bereitgestellt sein, vorzugsweise organische Zinnverbindungen, wie Zinn(II)-Salze von organischen Carbonsäuren, z. B. Zinn(II)-acetat), Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-ethylhexoat und Zinn(II)-laurat und die Dialkylzinn(IV)-Salze von organischen Carbonsäuren, z. B. Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat und Dioctylzinndiacetat.
Der bleifreie Katalysator kann Bismutverbindungen, insbesondere Bismutcarboxylate Bi(COOR)₃ umfassen oder von diesen bereitgestellt sein, wobei R ein C5 bis C17-Alkylrest, insbesondere C5 bis C11-Alkylrest, bevorzugt C7 bis C10-Alkylrest ist.
Der bleifreie Katalysator kann vorzugsweise herkömmliche Bismutkatalysatoren umfassen oder von diesen bereitgestellt sein. Dabei handelt es sich beispielsweise um Bismutcarboxylate, wie z. B. Acetat, Oleat, Octoat oder Neodecanoat.
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass der bleifreie Katalysator Bismutnitrat, Bismuthalogenide, z. B. Bi-Florid, Bi-Chlorid, Bi-Bromid, Bi-Jodid, Bismutsulfid, Bismutoxid, Bismutphosphat, Bismuttrifluormethansulfonat, Bismutsalicylat, Bismut-2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat, Bismutnaphthanat, Bismutcitrat, Bismutsubgallat oder Bismutsubsalicylat umfasst oder von diesen Stoffen bereitgestellt ist, sowie Gemische oder Kombinationen aus den aufgezählten Verbindungen umfasst oder von diesen bereitgestellt ist.
Die organischen Metallverbindungen werden als Katalysator allein oder z. B. auch in Kombination mit anderen Katalysatoren eingesetzt, die durch stark basische Amine dargestellt werden.
Die als bleifreie Katalysatoren fungierenden Amine sind nachfolgend aufgeführt. Diese können auch alleine, d. h. ohne Verwendung oder in Kombination mit organischen Metallverbindungen als bleifreie Katalysatoren im Sinne der Erfindung eingesetzt werden.
Als Amine kommen in Betracht: tertiäre Amine, wie Sebacinsäure-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)ester, 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, 4-(4-Oxo-1,2,3,4,6,7,12,12b-octahydropyrido[2,1-a]-β-carbolin-12b-yl)butansäure, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-N-Ethyl-, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N'N'-Tetramethylethyldiamin, N,N,N'N'-Tetramethylbutandiamin, N,N,N'N'-Tetramethylhexandiamin, Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Azobicyclo(3.3.0)-octan und vorzugsweise 1,4-Diaza-bicyclo-(2.2.2)-octan, DBU(1,5-Diaza-bicyclo[5.4.0]undec-5-en), Malonsäure-2-formalamino-2-[3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl]-diethyl(ester), [4,4-Dimethyl-5-(2,3,3-trimethyl-5-methylthio-5-pyrrolin-2-ylmethylene)-5-pyrrolin-2-ylthio]-acetic acid-tert.-butyl-ester, 10-Oxo-5,5-dimethyl-5-sila-5,10-dihydro-5H-benzo[e]pyrido[3,4-b]azepin, Decahydroisoquinolin-3-carboxylsäuremethylester oder auch Piperidin-Derivate, wie beispielsweise 1-(1-Cyclopropyl-pentyl)piperidin, Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacat, und Alkanolverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyldiethanolamin und Dimethylethanolamin, oder Gemische dieser Stoffe.
Bei den im Betrieb der Anmelderin bislang genutzten Polyurethan-Vergussmassen wurden bleihaltige Verbindungen, insbesondere C6–C19-verzweigte-Bleisalze, als Katalysator eingesetzt. Der Einsatz dieser bleihaltigen Katalysatoren erfolgte zum Einen, um die Selektivität der gewünschten chemischen Reaktion zu erhöhen, und ungewünschte Nebenreaktionen, insbesondere eine Bildung von Harnstoff-Derivaten, zu unterdrücken. Zum Anderen dienten die eingesetzten Blei-Verbindungen dazu, die gewünschte Polyadditions-Reaktion bei niedrigeren Temperaturen durchführen zu können.
Für den vorliegend interessierenden Verbindungsbereich zwischen Kfz-Heckscheibe und flexiblem Verdeckstoff spielt die Einhaltung geringer Temperaturen bei der Fertigung eine wesentliche Rolle. Bei zu hohen Temperaturen kann das Erscheinungsbild des Verdeckstoffes stark beeinträchtigt werden. Beispielsweise kann bei Verwendung herkömmlicher textiler Materialien für die Verdeckschicht eine Temperatur von über 90° bereits zu Materialveränderungen in der Verdeckschicht führen, die bügelartige Effekte mit sich bringt. Der Verdeckstoff, der ggf. auch eine strukturierte Außenfläche aufweisen kann, kann durch zeitweiliges, partielles Aufschmelzen sehr stark geglättet werden. Eine Oberflächenveränderung der Verdeckschicht lässt sich bei hohen Temperaturen während der Fertigung nicht vermeiden. Im Stand der Technik war es daher bislang erforderlich, auf bleihaltige Katalysatoren zurückzugreifen.
Die Erfindung erkennt nach Durchführung zahlreicher Versuchsreihen und Tests mit unterschiedlichsten Materialien erstmals, dass auf bleihaltige Katalysatoren verzichtet werden kann, und es möglich ist, einen bleifreien Katalysator einzusetzen.
Im Rahmen der Erfindung umfasst die Polyol-Komponente insoweit keinen, oder jedenfalls keinen in nennenswerter Menge vorkommenden bleihaltigen Bestandteil mehr.
Für die Einstellung der Härte, insbesondere der Shore-Härte, des Wulstelementes ist die Kettenlänge der Polyole bzw. die Kristallisationsfähigkeit der Polyole, nämlich der erwähnten Polyehterole oder Polyesterole, oder eines Gemisches davon ausschlaggebend.
Ein weiterer, in Anspruch 1 nicht aufgezählter Bestandteil der Polyol-Komponente ist Wasser.
Schließlich können in der Polyol-Komponente zahlreiche weitere Hilfsstoffe und/oder Zusatzstoffe enthalten sein, wie beispielsweise Antioxidantien, Antistatika, Biozide, Trennmittel und/oder Füllstoffe, wie Glas (in Mehlform, Kugelform oder Faserform), und auch Farbmittel, z. B. Pigmente oder Russ.
In der Polylol-Komponente können des weiteren Emulgatoren, Schaumstabilisatoren, UV-Stabilisatoren und/oder Antioxidantien enthalten sein, die der nachfolgenden Aufzählung von Stoffen entnommen sind, oder Gemische von mehreren der nachfolgend aufgeführten Stoffe aufweisen:
C₁₄H₂₈O₂Si;
C₈H₁₂O₃;
Neodecanoic acid;
Methyl 2-ethyldecanoate;
Benzenebutanoic acid, 2,5-dimethyl-y-oxo-;
4-[2-(4-Hydroxy-phenyl)-vinyl]-benzoic acid;
Dimethyl{bis[(2Z)-pent-2-en-1-yloxy]}silane;
1,3-Propanediol, 2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-;
Butane, 2,2,3-trimethyl-;
2-Methylbutane-1,4-diol, 3-(1-ethoxyethoxy)-;
2-(2-Hexyloxyethoxy)ethanol;
n-Hexadecanoic acid;
Octaethylene glycol monododecyl ether;
n-Heptadecanol-1;
trans-13-Octadecenoic acid;
Octadecanoic acid;
4-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)butyl acrylate;
17-Androstanone, 3-(3,4-dimethylphenyl)-3-methyl-;
4H-Cyclopentacycloocten-4-one, decahydro-;
Phthalic acid, di(3-methylphenyl) ester;
Phthalic acid, 4-isopropylphenyl 3-methylphenyl ester;
4-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)butyl acrylate.
Erfindungsgemäß ist als Bestandteil der Polyol-Komponente ein bleifreier Katalysator vorgesehen. Dies kann ein Stoff sein, der Amine umfasst oder von diesen bereitgestellt ist, oder alternativ ein Katalysator, der eine Metallverbindung, insbesondere eine Zinnverbindung und/oder eine Bismutverbindung und/oder eine Thalliumverbindung und/oder eine Zinkverbindung und/oder eine Seltenerdverbindung oder ein Gemisch davon aufweist oder daraus besteht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Polyol-Komponente Farbmittel oder Pigmente, die bewirken, dass die Farbe des Wulstelementes an die Farbe der Verdeckaußenfläche angenähert ist oder dieser entspricht. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Fertigung eines Kfz-Verdeckes mit einer beige-farbenden äußeren Oberfläche in die Vergussmasse, nämlich in die Polyol-Komponente, Pigmente eingebracht werden, die für eine entsprechende beige Farbgebung des ausgehärteten Wulstelementes sorgen.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugverdeckes. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

A) Anordnen einer flexiblen, insbesondere textilen Verdeckschicht mit einer Verdeckaussparung in einer Werkzeugform,
B) Anordnen zumindest einer Heckscheibe in der Aussparung,
C) Einbringen einer aus zwei Komponenten, nämlich einer Isocyanat-Komponente und einer Polyol-Komponente, bestehenden Polyurethan-Vergussmasse in die Form in einen Zwischenraum zwischen einem die Aussparung umgebenden Randbereich der Verdeckschicht und einem äußeren Scheibenrand, wobei die Polyol-Komponente zumindest folgendes umfasst: a) Polyole, hierbei Polyetherole und/oder Polyesterole; b) ein Treibmittel; c) einen bleifreien Katalysator
D) Reagieren lassen der beiden Komponenten bei einer Temperatur von weniger als 110°C, insbesondere weniger als 100°C, insbesondere weniger als 95°C, insbesondere weniger als 90°C, insbesondere weniger als 80°C, insbesondere weniger als 70°C, insbesondere weniger als 60°C, insbesondere weniger als 50°C,
E) Entnehmen des so gebildeten Verdeckes aus der Form.

Gemäß dem Verfahren wird zunächst eine Verdeckschicht in einer Werkzeugform angeordnet. Beispielsweise kann es sich um eine Werkzeugform handeln, wie diese schematisch in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2011 120 953.4 der Anmelderin beschrieben ist.
Es handelt sich dabei um eine herkömmliche Werkzeugform, in der die Verdeckschicht so positioniert wird, dass die in der Verdeckschicht enthaltene Verdeckaussparung an einer vorgegebenen Position angeordnet wird. Die Verdeckschicht ist flexibel ausgebildet und besteht insbesondere aus einem textilen Material.
Gemäß einem weiteren Schritt wird eine Heckscheibe in der Aussparung angeordnet. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass in die Werkzeugform zunächst die Heckscheibe eingelegt wird, und erst nachfolgend die Verdeckschicht eingelegt wird, so dass die Heckscheibe relativ zu der textilen Verdeckschicht in der Verdeckaussparung angeordnet wird. Auf die Reihenfolge der Schritte A) und B) kommt es insoweit bei dem Verfahren nach Anspruch 9 gemäß der Erfindung nicht an.
Nachfolgend wird eine Polyurethanvergussmasse in die Form eingebracht.
Die Polyurethanvergussmasse besteht aus zwei Komponenten. Diese werden in einem sogenannten one-shot-Verfahren eingebracht. Das bedeutet, dass die Isocyanat-Komponente (Präpolymeres Isocyanat) mit der entsprechenden Menge der Polyol-Komponente in einem Schuss vermischt und zur Reaktion gebracht wird.
Die Vergussmasse wird in einen Zwischenraum zwischen einem Randbereich der Verdeckschicht, der die Aussparung umgibt, und einem äußeren Schreibenrand, eingebracht. Die Vergussmasse besteht aus zwei Komponenten. Die erste Komponente ist eine Isocyanat-Komponente und die andere Komponente ist eine Polyol-Komponente. Bei der Isocyanat-Komponente kann es sich um eine Di-Isocyanat-Komponente und/oder einer Polyisocyanat-Komponente handeln. Gleichermaßen kann es sich bei der Polyol-Komponente um Diole, Tirole oder Polyole handeln.
Die Polyol-Komponente weist wiederum wenigstens die folgenden Bestandteile auf:

a) Polyole, hierbei Polyetherole und/oder Polyesterole;
b) ein Treibmittel;
c) einen bleifreien Katalysator

Bezüglich der Bestandteile der Polyol-Komponente und ggf. weiterer zusätzlicher Bestandteile der Polyol-Komponente wird zur Vermeidung von Wiederholungen und auch zum Zwecke der Bezugnahme auf einzelne oder mehrere Merkmale auf die obigen, zu den Vorrichtungsansprüchen bezogenen Ausführungen, zurückgegriffen.
Gemäß Schritt D) ist weiter vorgesehen, dass die beiden Komponenten bei einer Temperatur von weniger als 110°C reagieren. Vorteilhaft reagieren die beiden Komponenten bei einer Temperatur von weniger als 100°C, insbesondere weniger als 95°C, insbesondere weniger als 90°C, insbesondere weniger als 80°C, insbesondere weniger als 70°C, insbesondere weniger als 60°C, insbesondere weniger als 50°C.
Schließlich ist die Vergussmasse nach einigen Augenblicken ausgehärtet, jedenfalls insoweit ausgehärtet, dass das Verdeck aus der Form entnommen werden kann. Die Verdeckschicht und die Heckscheibe sind unter Zuhilfenahme des Polyurethan-Wulstelementes dauerhaft und sicher mechanisch und dicht fest miteinander verbunden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Werkzeugform während der Durchführung des Verfahrens bei einer Temperatur von weniger als 110°C gehalten, insbesondere bei einer Temperatur von weniger als 100°C gehalten, weiter insbesondere auf einer Temperatur von weniger als 95°C gehalten, und weiter vorteilhaft auf einer Temperatur von weniger als 90°C gehalten, sowie weiter vorteilhaft auf einer Temperatur von weniger als 85°C gehalten.
Dadurch, dass die Temperatur der Werkzeugform unterhalb der genannten Temperaturgrenzen gehalten wird, kann eine Beschädigung oder Beeinträchtigung der Verdeckschicht vermieden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist darüber hinaus vorgesehen, dass die Temperatur der Werkzeugform und die Reaktionstemperatur der beiden Komponenten (Isocyanat-Komponente und Polyol-Komponente) eine möglichst geringe Temperaturdifferenz aufweisen. Vorzugsweise beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der Reaktionstemperatur und der Werkzeugtemperatur weniger als 20°C, insbesondere weniger als 15°C, weiter vorteilhafterweise weniger als 10°C.
Bei zu großen Temperaturdifferenzen oder Temperaturgradienten zwischen der Reaktionstemperatur und der Werkzeugtemperatur kann es zu der Entstehung nachteiliger Oberflächeneigenschaften im Bereich der gebildeten Polyurethan-Wulst kommen.
Im Folgenden soll ein Beispiel für die Zusammensetzung der Polyol-Komponente gegeben werden. Bei dem Ausführungsbeispiel waren die folgenden Bestandteile in den angegebenen Gewichtsprozentangaben enthalten:

m) Ethandiol (Glykol) 10% < m% < 25%
n) 2,2'-Iminodiethanol; Diethanolamin 3% < n% < 5%
o) Bismut(3+)neodecanoat 1% < 0% < 5%
p) Phenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-dodecyl-4-methyl-, branched and linear 0,1% < p% < 2,5%
q) Derivat von Piperidin 0,25% < q% < 1%
r) Alkylammoniumsalz 0,1% < r% < 0,25%
s) Rest: Wasser, Polyetherole und/oder Polyesterole und Hilfsstoffe.

Dieses Material wurde bei Temperaturen zwischen 80° und 90°, vorzugsweise etwa bei 85°, zum Reagieren gebracht.
Die zahlreichen, an dem fertig gestellten Verdeck durchgeführten Tests zeigten die gewünschten Ergebnisse bezüglich Festigkeit und Haltbarkeit des Verbindungsbereiches zwischen Scheibe und Verdeckschicht im Hinblick auf mechanische und thermische Beanspruchungen.
Zur Klarstellung sei angemerkt, dass bei dem obigen Ausführungsbeispiel die Angaben m%, n%, o%, p%, q% und r% jeweils die Menge des jeweiligen Bestandteiles m, n, o, p, q, r, s der Polyol-Komponente in Gewichtsprozenten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyol-Komponente, angeben.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel lag der jeweilige Wert immer im arithmetischen Mittel zwischen den angegebenen Bereichsgrenzen. So lag der Bestandteil m bei (10 + 25):2 = 17,5%, der Bestandteil n bei (3 + 5):2 = 4%, der Bestandteil o bei (1 + 5):2 = 3%, der Bestandteil p bei (0,1 + 2,5):2 = 1,3%, der Bestandteil q bei (0,25 + 1):2 = 0,625%, der Anteil der Hilfs- und Zusatzstoffe (Pigmente, Glas) insgesamt bei 10% und der Rest-Bestandsanteil umfasst die Stoffe Wasser, Polyetherole und/oder Polyesterole und Hilfsstoffe bei 63,575%.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden die Bestandteile m bis r mengenmäßig variiert, blieben aber jeweils innerhalb der angegebenen Bereichsgrenzen. Der Rest Wasser wurde jeweils so hinzugegeben, dass sich eine Gesamtmenge von 100% ergab.
Die Bestandteile o), p) und q) des Ausführungsbeispiels entsprechen dem Bestandteil d) (bleifreier Katalysator) der Polyol-Komponente nach Anspruch 1.
Der Bestandteil s) des Ausführungsbeispiels (Wasser) umfasst den Bestandteil b) (Treibmittel) der Polyol-Komponente nach Anspruch 1.
Die bei dem Ausführungsbeispiel eingesetzte Polyol-Komponente ist unter der Bezeichnung COLO-FAST* R 8959/106/1300 bei der Firma BASF Polyurethanes GmbH in Lemfoerde kommerziell erhältlich.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der Anteil von Polyetherolen und/oder Polyesterolen an der Polylol-Komponente zwischen 60 und 80, vorteilhafterweise zwischen 70 und 78, weiter vorteilhafterweise etwa 77% (Gewichtsprozent).
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdecks ist in den 1 und 2 dargestellt:
1 zeigt in einer sehr schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugverdecks, wobei das Verdeck in Einzeldarstellung, in einer schematischen Rückansicht, dargestellt ist. Das Kraftfahrzeug ist nicht dargestellt.
Das insgesamt in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Verdeck weist eine Verdeckschicht 11 und eine in eine Aussparung eingesetzte Heckscheibe 12 auf.
Die Scheibe 12 kann aus Mineralglas oder aus Polycarbonat oder alternativ auch aus einer sandwichartigen Konstruktion als Kombination einer Mineralglasschicht und einer Polycarbonatschicht bestehen.
Die Heckscheibe ist mit ihrem äußeren Scheibenrand umlaufend unter Zuhilfenahme eines Wulstelementes 13 mit dem die Aussparung umgebenden Rand der Verdeckschicht 11 verbunden.
Ausweislich 2 weist das Wulstelement, schematisch dargestellt, einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt auf. Es sind im Rahmen der Erfindung allerdings beliebige Querschnitte des Wulstelementes denkbar.
Die aus einem insbesondere textilen Material bestehende Verdeckschicht 11 ist in hohem Maße temperaturempfindlich. Die Temperatur darf einen kritischen Bereich von etwa 90° nicht übersteigen. Zu unterscheiden ist dabei die Temperatur des Werkzeuges und die durch die Reaktion der beiden Komponenten gegebenenfalls zusätzlich auftretende Temperaturerhöhung. Insbesondere der Bereich der Außenfläche der Verdeckschicht, der im fertig montierten Zustand des Verdecks unmittelbar dem Scheibenrand benachbart ist, darf während der Fertigung keiner zu hohen Temperatur ausgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19724592 C1 [0008]
DE 102012004032 [0011]
DE 102011120953 [0040]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Sächtling, Kunststofftaschenbuch, 29. Ausgabe 2004, Seite 539 [0014]

Claims

Kraftfahrzeugverdeck (10), umfassend eine flexible, eine Verdeckaußenfläche bereitstellende Verdeckschicht (11) mit einer Verdeckaussparung, in der zumindest eine Scheibe, insbesondere eine Heckscheibe (12), angeordnet ist, wobei ein die Aussparung umgebender Randbereich der Verdeckschicht mit einem äußeren Scheibenrand unter Zuhilfenahme eines Polyurethan-Wulstelementes (13) miteinander verbunden ist, wobei das Polyurethan-Wulstelement infolge einer Reaktion von einer Isocyanat-Komponente mit einer Polyol-Komponente synthetisiert ist, und wobei die Polyol-Komponente zumindest die folgenden Bestandteile umfasst: a) Polyole, hierbei Polyetherole und/oder Polyesterole; b) ein Treibmittel; c) einen bleifreien Katalysator.
Kraftfahrzeugverdeck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator eine bleifreie Metallverbindung aufweist, oder von einer solchen bereitgestellt ist und/oder Amine aufweist oder von Aminen bereitgestellt ist.
Kraftfahrzeugverdeck nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator als Metallverbindung eine Zinnverbindung und/oder Bismutverbindung und/oder Thalliumverbindung und/oder Zinkverbindung und/oder Seltenerdverbindung aufweist oder von einer solchen bereitgestellt ist und/oder dass der Katalysator als Metallverbindung ein Bismutcarboxylat, insbesondere Bismut-Acetat, und/oder Bismut-Oleat, und/oder Bismut-Octoat und/oder Bismut-Neodecanoat aufweist, oder davon bereitgestellt ist.
Kraftfahrzeugverdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator wenigstens ein Amin aufweist, das der nachfolgenden Aufzählung von Aminen entnommen ist: tertiäre Amine, wie Sebacinsäure-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)ester, 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, 4-(4-Oxo-1,2,3,4,6,7,12,12b-octahydropyrido[2,1-a]-β-carbolin-12b-yl)butansäure, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-N-Ethyl-,N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N'N'-Tetramethylethyldiamin, N,N,N'N'-Tetramethylbutandiamin, N,N,N'N'-Tetramethylhexandiamin, Pentamethyldiethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Azobicyclo(3.3.0)-octan und vorzugsweise 1,4-Diaza-bicyclo-(2.2.2)-octan, DBU(1,5-Diaza-bicyclo[5.4.0]undec-5-en), Malonsäure-2-formalamino-2-[3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl]-diethyl(ester), [4,4-Dimethyl-5-(2,3,3-trimethyl-5-methylthio-5-pyrrolin-2-ylmethylene)-5-pyrrolin-2-ylthio]-acetic acid-tert.-butyl-ester, 10-Oxo-5,5-dimethyl-5-sila-5,10-dihydro-5H-benzo[e]pyrido[3,4-b]azepin, Decahydroisoquinolin-3-carboxylsäuremethylester oder auch Piperidin-Derivate, wie beispielsweise 1-(1-Cyclopropyl-pentyl)piperidin, Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacat, und Alkanolverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyldiethanolamin und Dimethylethanolamin, oder Gemische dieser Stoffe.
Kraftfahrzeugverdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Katalysators 0,001–13 Gew.%, insbesondere 0,05–2 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyol-Kompenente, beträgt.
Kraftfahrzeugverdeck nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Additions-Reaktion bei einer Temperatur von weniger als 110°C, insbesondere weniger als 100°C, insbesondere weniger als 95°C, insbesondere weniger als 90°C, insbesondere weniger als 85°C, erfolgt ist.
Kraftfahrzeugverdeck nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyol-Komponente Pigmente umfasst, die bewirken, dass die Farbe des Wulstelementes an die Farbe der Verdeckaußenfläche angenähert ist oder dieser entspricht.
Kraftfahrzeugverdeck nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe der Verdeckaußenfläche und die Farbe des Wulstelementes eine von der Farbe Schwarz abweichende Farbe ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugverdeckes (10), insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend die Schritte: A) Anordnen einer flexiblen, insbesondere textilen Verdeckschicht (11) mit einer Verdeckaussparung in einer Werkzeugform, B) Anordnen zumindest einer Scheibe, insbesondere einer Heckscheibe (12), in der Aussparung, C) Einbringen einer aus zwei Komponenten, nämlich einer Isocyanat-Komponente und einer Polyol-Komponente, bestehenden Polyurethan-Vergussmasse in die Werkzeugform in einen Zwischenraum zwischen einem die Aussparung umgebenden Randbereich der Verdeckschicht und einem äußeren Scheibenrand, wobei die Polyol-Komponente zumindest die folgenden Bestandteile umfasst: a) Polyole, hierbei Polyetherole und/oder Polyesterole; b) ein Treibmittel; c) einen bleifreien Katalysator; D) Reagieren lassen der beiden Komponenten bei einer Temperatur von weniger als 110°C, insbesondere weniger als 100°C, insbesondere weniger als 95°C, insbesondere weniger als 90°C, insbesondere weniger als 85°C, zur Erstellung eines Wulstelementes (13), E) Entnehmen des so gebildeten Verdeckes aus der Werkzeugform.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugform während der Durchführung des Verfahrens bei einer Temperatur von weniger als 110°C, insbesondere weniger als 100°C, insbesondere weniger als 95°C, insbesondere weniger als 90°C, insbesondere weniger als 85°C, gehalten wird.