DE2434175A1 - Verbundmaterial, insbesondere fuer innenteile von automobilen - Google Patents

Verbundmaterial, insbesondere fuer innenteile von automobilen

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Description

  • Verbundmaterial,insbesondere für Innenteile von Automobilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbundmaterial, insbesondere für Innenteile von Automobilen.
  • Ein aus einer Hartfaserplatte 1, einem Polyurethanschaum 2 und einem Überzug 3 aus Vinylchlorid oder dgl. zusammengesetztes Verbundmaterial, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wird bisher für Innenteile von Automobilen, z.B. als TUrverkleidung verwendet. Die Hartfaserplatte 1 und der Polyurethanschaum 2 sind miteinander verbunden und der Überzug ist an der Außenfläche des Polyurethanschaums 2 aufgebracht. Bei den herkömmli¢hen Innenteilen dient die Steifigkeit der Hartfaserplatte selbst, um die Formhaltigkeit und die Biegefestigkeit des Verbundmaterials herbeizuführen und auch um den Einbau- des Teiles zu erleichtern. Die Elastizität des Poiyurethanschaums dient dazu, die Polstercharakteristik des Verbundmaterials zu schaffen. Obwohl die Innenteile aus diesem Verbundmaterial gute Biegefestigkeit und Polsterungseigenschaften haben, hat es doch eine schlechte Energieabsorptionsfähigkeit wenn es Stößen unterworfen wird und außerdem ist das spezifische Gewicht insgesamt aufgrund der Verwendung der Hartfaserplatte hoch. Folglich haben die Innenteile aus dem herkömmlichen Verbundmaterial Nachteile bei der praktischen Anwendung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbundmaterial insbesondere für Innenteile von Automobilen zu schaffen, das frei von den oben erwähnten Nachteilen des bisher Bekannten ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verbundmaterial der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es eine Biegefestigkeit von ungefähr 200 bis 350 kg/cm2 aufweist und aus einem starren Urethanschaum mit einer Druckfestigkeit von ungefähr 2 bis 5 kg/cm2, einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,1 bis 0,5 und einem Rückprallkoefrizienten von 0,2 oder weniger und einem versteifenden Stoff aus einem thermoplastischen Harz besteht, der mit der Außenfläche des starren Urethanschaums integriert ist.
  • Das erfindungsgemäße Verbundmaterial hat ausreichende Zugfestigkeit und eine mit den herkdmmlichen Verbundmaterialien vergleichbare Biegefestigkeit und das spezifische Gewicht ist weit geringer als das des herkömmlichen Verbundmaterials.
  • Außerdem ist die Energieabsorptionsfähigkeit, wenn es Stößen ausgesetzt wird, ebenfalls größer als beim herkömmlichen Verbundmaterial für Innenteile. Es hat somit ausgezeichnete Polsterungseigenschaften.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 und 2 Schnitte von Verbundmaterialien für Innenteile von Automobilen gemäß dem Stand der Technik bzw. einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 3 das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen spezifischen Gewicht des Verbundmaterials für Innenteile und der Biegefestigkeit.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein Stoff 4 an einer seiner Außenflächen mit einem starren Urethanschaum 5 verbunden ist und die andere Oberfläche des Urtehanschaums 5 mit einem Überzug 6 beschichtet ist.
  • Ein geeigneter starrer Urethanschaum der bei der vorliegenden Erfindung nützlich ist, besteht, wie im folgenden im einzelnen beschrieben wird, aus (1) einer Isocyanattriner-Zusanimensetzung, (2) einer Polyol-Zusammensetzung und (3) einem Katalysator in einem Verhältnis der Anteile (1):(2):(3) von ungefähr 100:10 bis 30:2 Gewichtsanteilen.
  • Das spezifische Gewicht des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten starren Urethanschaums liegt im Bereich von ungefähr 0,1 bis 0,5. Wenn das spezifische Gewicht desselben kleiner als ungefähr 0,1 ist, nimmt die Druckfestigkeit des Urethanschaums ab. Wenn das spezifische Gewicht dagegen größer als 0,5 ist, wird die Druckfestigkeit zu groß, was zu einer Abnahme in der Absorptionsfähigkeit für Stoßenergie führt. Außerdem ist die Biegefestigkeit des Verbundmaterials für Innenteile ebenfalls zu hoch.
  • Die Druckfestigkeit des starren Urethanschaums liegt im Bereich von ungefähr 2 bis 5 kg/cm2. Wenn die Druckfestigkeit 2 niedriger als ungefähr. 2 kg/cm2 ist, bricht das Innenteil auch wenn es nur einem schwachen Stoß unterworfen wird.
  • Wenn die Druckfestigkeit dagegen höher als ungefähr 5 kg/cm2 ist, kann das Innenteil nicht gebrochen werden, wenn es einen Stoß erleidet und kann die Stoßenergie folglich nicht absorbieren.
  • Der Rückprallkoeffizient des starren Urethanschaums ist kleiner alsderherkömmlichen starren Urethanschaums und beträgt ungefähr 0,2 oder weniger. Der Rückprallkoeffizient herkömmlichen starren Urethanschaums beträgt im allgemeinen ungefähr 0,) oder mehr.
  • Der Ausdruck "RUckprallkoefrizlent" wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Grad der RUckprallhärte eines Materials. Der RUckprallkoeffizient kann durch Fallenlassen einer Stahlkugel auf einen Versuchsteil mit einer gegebenen Dicke aus einer vorbestimmten Entfernung 1 oberhalb des Versuchsteils und Messen der RUckprallentfernung 1' gemaß dem in JIS X6401 angegebenen Verfahren bestimmt werden. Der RUckprallkoeffizient wird durch l'/l dargestellt.
  • Der hier verwendete starre Urethanschaum mit den obigen Eigenanhaften enthält einen größeren Anteil offener Zellen als der herkönunliche starre Urethanschaum.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Zusammensetzung des bei der vorliegenden Erfindung verwendeten starren Urethanschaums ist im folgenden dargestellt: (1) Isocyanat-Trimer-Zusammensetzung:
    Gewichtsteile
    MDI (Diphenylmethandiisocyanat) 100,0
    TDI (Toluylendiisocyanat) 5,0
    SH193 (Siliconentschäumer) 1,0
    Freon 11 (Trichlormonofluormethan) 20,
    126,0
    (2) Polyol-Zusammensetzung:
    SU-550 (Sucrose-Verbindung, OH Wert 550) 100,0
    SH193 (Siliconentschäumer) 1,0
    TMPDA (Tetramethylpropylendiamln) 2,0
    Freon 11 (Tri chlormonofluormethan) 20,0
    123,0
    (3) Katalysator: TMBDA (Tetramethylbutandiamin) Die oben beschriebene Zusammensetzung wird in einem Verhältnis der Anteile (1):(2):(3) von ungefähr 100:10 bis 30:2 gleichmäßig gemischt. Um die gewünschten Eigenschaften abhängig von der Verwendung des herzustellenden Schaums zu erzielen, wird der Betrag der Polyolzusammensetzung (2) entsprechend innerhalb des Bereiches von ungefähr 10 bis 30 Gewichtsanteilen eingestellt.
  • Der aus einem thermoplastischen Harz hergestellte Stoff, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, muß nicht mit einer Originallasung der Rohmaterialien des Urethanschaums imprägniert werden und er kann die Form irgendeines gewobenen Stoffes, eines gestrickten Materials und nichtgewebten' Stoffes aus Fasern oder Bondern aufweisen. Die Dichte des Stoffes liegt vorzUgsweise in dem Bereich, in welchem der starre Urethanschaam sich selbst in -die Textur des Stoffes drUcken kann, wenn der Stoff und der Urethanschaum miteinander verbunden werden, um dadurch eine genügende Adhäsion zwischen beiden zu erzielen. Ein solcher Stoff besteht vorzugsweise aus Fasern oder Bändern von Propylen, Polyäthylen, Nylon, Polyester oder dgl.
  • Auf den starren Urethanschaum wird ein bekannter ueberzug, z.B. eine Polyvlnylchlorid-Folie, eine ABS-Harz-Folie, Leder oder ein Polyurethanbeschichtungsfilm aufgebracht um das Aussehen und den Griff desselben zu verbessern. Zusätzlich kann eine Schwan-schicht zwischen dem Uberzug und dem starren Urethanschaum vorgesehen werden, Das erfindungsgemäße Vbrbundmaterial kann z.B.-unter Vorwendung eines Verfahrens hergestellt werden, bei welchem eine Originall8sung des starren Urethanschaums und des Stoffe in einer Gießform gegossen und geschäumt werden um den Schaum und den Stoff miteinander zu verbinden.
  • Der oben beschriebene starre Urethanschaum selbst hat eine Zugfestigkeit von ungefähr 50 bis 60 kgzem2-und eine Biegerestigkeit von ungefähr 60 bis 80 kg/cm2, wenn sein spezifisches Gewicht 0,15 beträgt. Wenn dieser starre Urethanschaum mit dem Gewebe verbunden ist, werden die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit desselben fast genauso groß wie die einer Hartfaserplatte. In diesem Zusammenhang wird unten ein Beispiel aufgeführt. Die in der folgenden Tabelle agefUhrten Daten wurden durch ein Verfahren gemäß JIS-A S907 gemessen.
  • erfindüngs- Hartfa- Platte Platte aus gemäßes Ver- serplat- aus star- starrem Urethanbundmaterial te rem Ure- schaum, bei der thanschaum auf beiden Seiten der gleiche Stoff mittels Klebstoff aufgebracht ist.
  • spezifisches Gewicht 0,15 1,06 0,16 0,18 Zugfestigkeit 225 223 57 56 Dehnung (%) 25 7 14 18 Biegefestign keit (kg/cm ) 205 200 64 140 Das durchschnittliche spezifische Gewicht des Verbundmaterials für Innenteile gemäß der Erfindung ist der arithmetische Durch schnitt des spezifischen Gewichtes des starren Urethanschaums und des Stoffes. Während das erfindungsgeiaße Verbundmaterial, obwohl das spezifische Gewicht des Stoffes ungefähr 1 oder dgl. beträgt, hält der von dem mit dem Stoff von ungefähr 3 bis 4 mm oder mehr verbundene Teil das spezifische Gewicht des starren Urethanschaums selbst klein, weil die Dicke des Stoffes geringer als die des Urethanschaums ist. Das durchschnittliche spezifische Gewicht des Verbundmaterials fiir Innenteile verhält sich relativ zur Biegefestigkeit und das Verhältnis der zwei ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 ist zu erkennen, daß das durchschnittliche spezifische Gewicht und die Biegefestigkeit des erfindungsgemäßen Verbundmaterials so sind, daß sie in den Bereich der Fläche A der Fig. 9 fallen.
  • Bei weiterer Untersuchung der in der obigen Tabelle aufgeführten Ergebnisse ist zu erkennen, daß das erfindungsgemäße Verbundmaterial Zug- und Biegefestigkeitseigenschaften hat, die im wesentlichen dem einer Hartfaserplatte der bekannten Art gleich sind jedoch verbesserte Dehnung und ein merklich kleineres spezifisches Gewicht hat. Außerdem hat das erfindungsgemäße Verbundmaterial im wesentlichen das gleiche spezifische Gewicht wie die Platte aus starrem Urethanschaum allein und die starre Urethanschaumplatte, die mit dem gleichen Stoff mittels Klebstoff verbunden ist, Jedoch merklich höhere Zug- und Biegefestigkeit.
  • Das folgende Beispiel soll die Erfindung im einzelnen erläutern. Wenn es nicht anders dargestellt ist, beziehen sich alle Anteile und Prozentsätze auf das Gewicht.
  • Beispiel Ein starrer Polyurethanschaum, ein Stoff aus Polyäthylenband (Breite 3 mm) und ein Überzug aus einer Polyvinylchloridfolie wurden integral geformt, um ein Innenteil zu bilden, dessen Eigenschaften unten näher bezeichnet sind. Das so hergestellte Innenteil wurde einem Aufprallversuch unter den unten beschriebenen Bedingungen unterworfen und die Ergebnisse dieses Versuchs sind ebenfalls in der folgenden Tabelle dargestellt: Durchschnittliches spezifisches Gewicht 0,18 Dicke 50 mm Aufprallgeschwindigkeit 15,8 km/H Kinetische Energie 672 kg-am Maximum G 64 Druckfestigkeit - 3,7 kg/cm2 Verdrängung 30 mm Rückprallgeschwindigkeit 3 km/H Rückprallkoeffizient 0,19 Absorptionsenergie 604 tg-cm Absorptionswirksamkeit 89,2 % Die obigen Versuchergebnisse erfüllen die Anforderungen der FMVSS208 Spezifikation.
  • Während die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf besonde?>e Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Brfindungsbereioh der Erfindung abzuweichen.
  • Kurz zusammengefaßt wird durch die Erfindung ein Verbundmaterial, insbesondere für Innenteile für Automobile geschaffen, das eine Biegefestigkeit von ungefähr 200 bis 350 kg/cm2 aufweist, wobei es aus einem starre Urethanschaum mit einer Druckfestigkeit von 2 bis 5 kg/cm2, einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,1 bis 0,5 und einem Rückprallkoeffizienten von ungefähr 0,2 oder weniger, und einem versteifenden Stoff aus thermoplastischem Harz besteht, der mit der Außenfläche des starren Urethanschaums integriert ist.

Claims (6)

P a t e n t a n s p r U ¢ h e
1.) Verbundmaterial, insbesondere für Innenteile 1Sn Automobilen, dadurch g e k e n fl z e i c h-n e t daß es eine Biegefestigkeit von ungefähr 200 bis 350 kg/cm2 aufweist und aus einem starren Urethanschaum (5) mit einer Druckfestigkeit von ungefähr 2 bis 5 kg/cm2, einem spezifischen Gewicht von ungefähr 0,1 bis 0,5 und einem RUckprallkoeffizienten von 0,2 oder weniger und einem versteifenden Stoff (4) aus einem thermoplastischen Harz besteht, der mit der Auinfläche des starren Urethanschaums (5) integriert ist.
2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i o h n e t , daß die andere Außenfläche des Urethanschaums (5) mit einem ueberzug (6) beschichtet ist.
3. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i e h n e t , daß der verstärkende Stoff (4) ein gewobenen Textilgewebe, ein gestricktes Material oder ein nicht gestrickter Stoff aus Fasern oder Bändern ist.
4. Verbundmaterinl nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Stoff aus Fasern oder Bändern von Polypropylen, Polyäthylen, Nylon oder Polyester besteht.
5. Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Überzug (6) eine Polyvinylchloridfolie, eine AES-HarzRolie, Leder oder ein Uberzugsfilm aus Polyurethan ist.
6. Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine Schwammschicht zwischen dem Ueberzug (6) und der Schicht aus starrem Urethanschaum (5) angeordnet ist.
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