DE3336895C2

DE3336895C2 -

Info

Publication number: DE3336895C2
Application number: DE3336895A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Aichi Nishikasugai Jp Takimoto; Satoshi Konan Aichi Jp Ota
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1982-10-30
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1988-02-04
Also published as: FR2535275B1; JPS5981356A; DE3336895A1; FR2535275A1; US4522084A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerrad für Fahrzeuge, welches mindestens teilweise aus geformtem Vinylchloridharz und geformtem Polyurethanharz hergestellt ist. Das Steuerrad eignet sich insbesonders für Kraftfahrzeuge.

Aus der US-PS 38 02 291 ist ein Steuerrad bekannt, dessen Ring aus einem steifen Kern, z. B. aus Metall, einem darauf aufgebrachten weichen Material, z. B. aus Urethanschaumstoff, und einer äußeren Deckschicht, z. B. aus Vinylmaterial, besteht. Aus der Zeitschrift "Kunststoff-Rundschau", 1963, Heft 6, Seiten 277-284, sind Organozinnstabilisatoren bekannt, die einen Zerfall oder Farbänderung von Polyvinylchlorid, verursacht durch Hitze und Licht, verhindern sollen.

Der Ringteil eines Steuerrades sollte aus einem Material hergestellt werden, das bei Berührung weich und glatt ist, Hierfür geeignet ist Urethanschaum nach dem Reaktionsspritzgußverfahren, welcher nicht nur weich und leicht zu färben ist, sondern auch lange Zeit stabil ist. Weiches Polyvinylchlorid wurde lange Zeit benutzt, um ein Polster für ein Steuerrad herzustellen, weil es ausgezeichnet formbar ist, sehr variabel in der Härte und höchst stabil.

Versuche enthüllten jedoch ein Problem bei einem solchen Steuerrad, das aus Urethan und Polyvinylchlorid besteht. Das weiche Polyvinylchlorid färbte sich rot, als die Tests unter den harten thermischen Bedingungen durchgeführt wurden, welchen das Steuerrad eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ausgesetzt sein könnte. Dieser Farbwechsel fand in den weichen Polyvinylchloridpolstern der Steuerräder nicht statt, die einen Ringteil besaßen, der aus Polypropylen, Zelluloseazetat, Holz oder weichem Polyvinylchlorid hergestellt wurde.

Der Erfinder dieser Erfindung machte eine umfassende Analyse dieses Problems und erkannte, daß der Wechsel in der Farbe des weichen Polyvinylchlorids der Tätigkeit einer sehr kleinen Menge eines flüchtigen Stoffes zuzuschreiben ist, der von dem im Reaktionsspritzgußverfahren verarbeiteten Urethan produziert wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Steuerrad zu schaffen, das aus Polyurethan und Polyvinylchlorid hergestellt ist, in welchem kein oder im wesentlichen kein Wechsel in der Farbe des Polyvinylchlorids stattfindet, verursacht durch den flüchtigen Stoff, der in sehr kleinen Mengen durch das Polyurethan produziert wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Vinylchloridharz einen Hitzestabilisator enthält bestehend aus

(I) 1 bis 3 phr Zinnmaleat (phr = Teil oder Teile pro Hundert Teile Harz), oder aus
(II) 1 bis 4 phr Zinkseife und 0,3 bis 1,0 phr Phosphit, oder aus
(III) 1 bis 3 phr Zinnmaleat, 1 bis 4 phr Zinkseife und 0,3 bis 1,0 phr Phosphit.

Mehrere Ausführungsformen werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Versuchsmusters aus Polyurethan und Polyvinylchlorid,

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Steuerrades nach der Erfindung;

Fig. 3 einen Querschnitt eines eingegossenen Zeichens in das Steuerrad von Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt eines Ringteils in einer abgeänderten Form des Steuerrades von Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt ähnlich Fig. 4, jedoch in einer abgeänderten Form,

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Steuerrades einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung, und

Fig. 7 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung.

Eine Reihe von Tests wurden durchgeführt, um zu prüfen, ob Polyvinylchlorid eine Farbänderung zeigt, wenn es in engstem Kontakt mit Polyurethan erhitzt wird. Eine Vielzahl von Hitzestabilisatoren wurde für das Polyvinylchlorid verwendet. Es wurde Polyurethan hergestellt unter Verwendung von 100 Gewichtsteilen Trifunctional-polyether-polyol mit einem Molekulargewicht von 5,000, 48 Gewichtsteilen Methylen-diisocyanat-prepolymer (NCO: 26%), 1 Gewichtsteil Triethylendiamin als Katalysator, 10 Gewichtsteilen 1,4 Butanediol als Vernetzungsmittel, 15 Gewichtsteilen Freon 11 (Trichlorofluoromethan) als Schaumtreibmittel und 0,5 Gewichtsteilen Silikonöl als Oberflächenwirkstoff. Weiches Polyvinylchlorid wurde zubereitet unter Verwendung von 100 Gewichtsteilen einer Suspension eines polymerisierten geraden Harzes, das einen mittleren Grad an Polymerisation besitzt, 100 Gewichtsteilen eines Weichmachers, der im wesentlichen aus Phtalsäure besteht, 30 Gewichtsteilen eines Füllstoffes, und mindestens einem Hitzestabilisator, der in einer aus Tafel 1 ersichtlichen Menge aus Zinnmaleat, Zinkseife und Phosphit ausgewählt wurde.

Ein 5 mm im Quadrat, 2 mm dickes Probestück 1 aus Polyurethan wurde in der Mitte eines 20 mm im Quadrat, 2 mm dicken weiteren Probestückes 2 aus Polyvinylchlorid in engem Kontakt miteinander angeordnet, wie Fig. 1 zeigt. Sie wurden in einen geschlossenen Glasbehälter gelegt, der einen Durchmesser von 70 mm und eine Höhe von 20 mm hatte, und dieser wurde für 5 Stunden bei einer konstanten Temperatur von 90°C in einem Geer-Ofen belassen. Die Bedingungen, unter denen die Tests durchgeführt wurden, waren sicherlich härter, als die, welchen ein Kraftfahrzeug tatsächlich unterworfen ist, weil Polyurethan und weiches Polyvinylchlorid in engstem Kontakt miteinander in einem geschlossenen Behälter von kleinem Volumen gehalten wurden. Die Tests wurden unter Benutzung verschiedener Proben des weichen Polyvinylchlorids, welches unterschiedliche Hitzestabilisatoren entsprechend Tafel 1 enthielt, durchgeführt, um den Grad des Farbwechsels des Polyvinylchlorid zu vergleichen. Die Ergebnisse sind in Tafel 1 gezeigt. Die Menge von jedem Hitzestabilisator ist in phr (part or parts per hundred parts of resin = Teil oder Teile pro hundert Teile Harz) angegeben. Die alphabetischen Buchstaben, die den Grad des Farbwechsels des Polyvinylchlorids zeigen, werden in Tafel 3 erklärt.

Tafel 1

Andere Proben von Polyvinylchlorid, die andere Hitzestabilisatoren enthielten, wurden ebenso für vergleichende Zwecke getestet und mit in Tafel 2 aufgeführt sind.

Tafel 2

A:Kein Farbwechsel B:Schwacher Wechsel in einem Teil des Gebietes, in dem Polyvinylchlorid in engem Kontakt mit Polyurethan war. C:Wechsel im gesamten Gebiet des engen Kontaktes D:Wechsel nicht nur in dem Gebiet des engen Kontaktes, sondern auch in anderen Gebieten. E:Wechsel in mehr als der Hälfte des ganzen Gebietes der Polyvinylchlorid-Probestücke.

Die Testergebnisse zeigen, daß es zur Vermeidung eines Wechsels in der Farbe des Polyvinylchlorids durch eine sehr kleine Menge des flüchtigen Stoffes des Polyurethans zweckmäßig ist, als Hitzestabilisator für Polyvinylchlorid 1 bis 3 phr Zinnmaleat, oder eine Kombination von 1 bis 4 phr Zinkseife und 0,3 bis 1,0 phr Phoshit zu verwenden. Es ist außerdem möglich, eine Kombination von Zinnmaleat, Zinkseife und Phosphit in den oben genannten Mengen zu verwenden.

Die Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Steuerrad 5 entsprechend einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung. Das Steuerrad 5 hat einen Ringteil 6 aus im Reaktionsspritzgußverfahren verarbeitetem Urethan von derselben Zusammensetzung wie das Polyurethan, das in den beschriebenen Tests benutzt wurde. Der Ringteil 6 besitzt Speichen 7. Eine Nabe 8 ist mit den Speichen 7 verbunden, um den Ringteil 6 zu tragen. Die Nabe 8 ist aus weichem Polyvinylchlorid hergestellt. Dieses weiche Polyvinylchlorid wurde zubereitet, indem 100 Gewichtsteile einer Suspension polymerisierten geraden Harzes, das einen mittleren Polymerisationsgrad besitzt, 100 Gewichtsteile eines Weichmachers, der im wesentlichen aus Phthalsäure besteht, 30 Gewichtsteile eines Füllstoffes, beispielsweise Calciumcarbonat, und 2 Gewichtsteile eines Hitzestabilisators, beispielsweise ein Alkylzinnmaleat-Monomer, gemischt wurden.

Im Mittelpunkt der Nabe 8 ist ein Polster 9 angeordnet, das aus demselben weichen Polyvinylchlorid hergestellt ist. Im Mittelpunkt des Polsters 9 ist ein Zeichen 13 eingegossen. Das eingegossene Zeichen enthält ein in das Polster 9 eingebettetes Aluminiumgehäuse 10, ein durchsichtiges Urethanharz 12 in dem Gehäuse 10 und eine Vielzahl von Markierungselementen 11 im Urethanharz 12.

Das weiche Polyvinylchlorid, das die Nabe 8 und das Polster 9 bildet, wechselt seine Farbe nicht, selbst wenn es dem flüchtigen Stoff ausgesetzt ist, der in sehr kleinen Mengen von dem Polyurethan des Ringteils 6 und dem eingegossenen Zeichen 13 bei einem Anstieg der Temperatur erzeugt wird.

Eine abgeänderte Form des Steuerrades zeigt Fig. 4. Das Steuerrad 5 enthält einen ringförmigen Bauteil 14, der am äußeren Umfang des Ringteils 6 befestigt ist, ist aber in allen anderen Beziehungen gleich wie das Steuerrad von Fig. 2 und 3. Der ringförmige Bauteil 14 ist aus weichem Polyvinylchlorid hergestellt unter Verwendung von 3 phr Zinkseife und 0,5 phr Trialkylphosphit als Hitzestabilisator. Fig. 4 zeigt auch einen metallischen Kern 15 im Ringteil 6.

Eine abgeänderte Form des Steuerrades 5 nach Fig. 5 enthält einen Überzug 16 aus weichem Polyvinylchlorid, der den ganzen Ringteil 6 umschließt. Dieses weiche Polyvinylchlorid wurde unter Verwendung von 2 phr eines Alkylzinnmaleat- Monomers, 3 phr Zinkseife und 0,5 phr Trialkylphosphit als Hitzestabilisator hergestellt.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Dieses Steuerrad unterscheidet sich von dem Steuerrad der Fig. 2 und 3 dadurch, daß die Speichen 7 und die Nabe 8 aus einem einstückigen Teil aus weichem Polyvinylchlorid bestehen.

Die dritte Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von dem Steuerrad der Fig. 2 und 3 dadurch, daß sie zwei im wesentlichen diametral einander gegenüberliegende Griffbezüge 16 besitzt, ähnlich dem Überzug von Fig. 5, die aus Polyvinylchlorid bestehen.

Das Zinnmaleat, das als Hitzestabilisator für das Polyvinylchlorid gemäß dieser Erfindung verwendet wird, enthält ein Alkylzinnmaleat-Polymer und ein Salz von einem Halbester von Maleinsäure und Alkylzinnoxid, zusätzlich zu dem vorstehend als Beispiel genannten Alkylzinnmaleat-Monomer.

Ebenso enthält die Zinkseife Stearat, Palmitat, Laurat, ein Salz der Erucasäure, Behenat, Octylat, P-tert-Butyl- carbolat und P-tert-Butylbenzoat.

Überdies enthält das Phosphit nicht nur Trialkylphosphit, sondern auch Triphenylphosphit, Alkylphenylphosphit und ein Phosphit, das eine Alkoxygruppe besitzt.

Bei weiteren Ausführungsformen ist es möglich, andere Polyurethane anstatt nach dem Reaktionsspritzgießverfahren geformte Urethane, oder hartes Polyvinylchlorid anstatt weichem Polyvinylchlorid zu benutzen. Auch ist es möglich, einen Ringteil aus Polyvinylchlorid und ein Polster aus Polyurethan zu verwenden.

Claims

1. Steuerrad für Fahrzeuge, welches mindestens teilweise aus geformtem Vinylchloridharz und geformtem Polyurethanharz hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylchloridharz einen Hitzestabilisator enthält, bestehend aus: 1 bis 3 phr Zinnmaleat (phr = Teil oder Teile pro hundert Teile Harz).

2. Steuerrad für Fahrzeuge, welches mindestens teilweise aus geformtem Vinylchloridharz und geformtem Polyurethanharz hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylchloridharz einen Hitzestabilisator enthält, bestehend aus: 1 bis 4 phr Zinkseife und 0,3 bis 1,0 phr Phosphit.

3. Steuerrad für Fahrzeuge, welches mindestens teilweise aus geformtem Vinylchloridharz und geformtem Polyurethanharz hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylchloridharz einen Hitzestabilisator enthält, bestehend aus: 1 bis 3 phr Zinnmaleat, 1 bis 4 phr Zinkseife und 0,3 bis 1,0 phr Phosphit.

4. Steuerrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Nabe und des Polsters aus besagtem Vinylchloridharz und wenigstens ein Teil des Ringteils und der Speichen aus besagtem Polyurethanharz hergestellt sind.

5. Steuerrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Nabe und des Polsters aus besagtem Polyurethanharz und wenigstens ein Teil des Ringteils und der Speichen aus besagtem Vinylchloridharz hergestellt sind.

6. Steuerrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Vinylchloridharz weiches Polyvinylchlorid ist, das eine Suspension polymerisierten geraden Harzes, das einen mittleren Polymerisationsgrad besitzt, und einen Weichmacher, einen Füllstoff und einen Hitzestabilisator enthält.