DE4139417A1 - Huelle zur unterbringung eines airbags in einem airbagsystem - Google Patents
Huelle zur unterbringung eines airbags in einem airbagsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hülle zur Unterbringung eines
Airbags in einem Airbagsystem, das so konstruiert ist, daß es
einen Passagier im Sitz zurückhält, nachdem ein Zusammenstoß
mit einem Objekt stattgefunden hat, das sich mit hoher
Geschwindigkeit bewegt, wie beispielsweise einem Auto usw.
(im folgenden Objekt, das sich mit hoher Geschwindigkeit
bewegt, genannt) und um zu verhindern, daß der Passagier einen
Schaden erleidet infolge eines zweiten Zusammenstoßes mit dem
Steuerrad oder dem Armaturenbrett des Autos.
Ein Airbagsystem umfaßt üblicherweise einen Sensor, um
einen Zusammenstoß mit einem sich mit hoher Geschwindigkeit
bewegenden Objekt festzustellen und ein Airbaggerät, das einen
Airbag, eine Aufblaseinrichtung zur Erzeugung eines Gases, um
den Airbag aufzublasen, eine Hülle zur Unterbringung des
Airbags, der an der Aufblaseinrichtung befestigt ist, und eine
Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten der Aufblaseinrichtung
und der Hülle in dem Objekt, das sich mit hoher Geschwindigkeit
bewegt, enthält, das an einer Stelle gegenüber dem Passagier
des Objektes, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt,
positioniert ist, enthält. Wenn daher ein Zusammenstoß
stattfindet, wird sofort ein Gas durch die Aufblaseinrichtung
erzeugt, so daß der Airbag, der mit der Aufblaseinrichtung
verbunden ist, aufgeblasen wird und sich in dem Raum auffaltet,
der durch die Aufblaseinrichtung, den Aufnahmebehälter und die
Hülle gebildet wird. Die Hülle wird durch den Druck des Gases,
das in den Airbag geblasen wird geöffnet, so daß der Passagier
in seinem Sitz zurückgehalten wird, da der Airbag aus der Hülle
herausgestoßen wird und sich sofort in Richtung des Passagiers
ausdehnt, so daß Verletzungen des Passagiers infolge eines
Zusammenstoßes mit dem Steuerrad oder dem Armaturenbrett
verhindert werden.
Daher muß eine Hülle, die in einem Airbaggerät benutzt
wird, ein sofortiges Aufblasen des Airbags gestatten, ohne daß
Bruchstücke der Hülle herumfliegen, die den Passagier verletzen
könnten wenn ein Zusammenstoß stattfindet und die
Aufblaseinrichtung arbeitet.
Verschiedene Typen von Hüllen für ein Airbaggerät wurden
bereits vorgeschlagen z. B. in den ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 50-1 27 336, Nr. 55-1 10 643,
Nr. 52-1 16 537, Nr. 1-20 2 550 usw.
So offenbaren die ungeprüften japanischen Patentveröf
fentlichungen (Kokai) Nr. 50-1 27 336 und 55-1 10 643 eine Hülle,
die aus einem elastischen Material, wie einem Urethanharz,
hergestellt ist, und die so aufgebaut ist, daß ein
Verstärkungsmaterial, wie ein Fasernetz, ein Metalldrahtnetz
etc. in allen Bereichen außer dem Bereich der Hülle, der
aufgebrochen werden soll, eingebettet ist. Zudem kann in diesem
Hüllentyp eine Metallplatte als Verstärkungsmaterial verwendet
werden. Da das Harz, das in der obengenannten Hülle verwendet
wird, notwendigerweise zerbrechlich ist, ist es notwendig, ein
Verstärkungsmaterial in dem Harz einzubetten, um dadurch ein
Herumfliegen der Bruchstücke zu verhindern. Dieser Aufbau ist
jedoch nachteilig, da viel Zeit erforderlich ist, um das Ver
stärkungsmaterial in dem Harz bei der Herstellung der Hülle
einzubauen und es schwierig ist, das Verstärkungsmaterial an
einer vorbestimmten Stelle in der Hülle exakt einzubetten.
Zudem, wenn Urethan, das ein Spritzgußverfahren erfordert, als
Harz verwendet wird, ist viel Zeit für einen ausreichenden
Reaktionsverlauf in dem Formwerkzeug notwendig. Daher hat
dieser Hüllentyp den Nachteil einer langsameren Herstellungsge
schwindigkeit und einer geringeren Produktionsausbeute. Vom
Standpunkt der Automobilindustrie gesehen sind die
obenerwähnten Nachteile fatal, da die Produktion von Autos in
Japan einen Stand von rund 107 Autos pro Jahr erreicht hat.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai)
Nr. 52-1 16 537 beschreibt eine Hülle aus einem thermoplastischen
Elastomer, das eine Kältebruchtemperatur von -50° oder weniger
und eine Biegesteifigkeit zwischen 1000 und 3000 kg/cm2 hat,
und der Bereich, der aufgebrochen werden soll, eine
zerbrechliche Struktur hat. Da dieser Hüllentyp kein
Verstärkungsmaterial eingebettet enthält, ist die Produktivität
verbessert, jedoch ist die Biegesteifigkeit dieses
thermoplastischen Elastomers hoch, d. h. zwischen 1000 und 3000
kg/cm2. Aufgrund der hohen Biegesteifigkeit muß daher eine
Aufblaseinrichtung mit einem größeren Volumen verwendet werden,
um die Hülle aufzubrechen. Zudem hat die so erhaltene Hülle
aufgrund der Verwendung eines thermoplastischen Elastomers mit
hoher Biegesteifigkeit eine hohe Härte. Daher ist diese Hülle
nicht ausreichend weich, wenn der Passagier auf sie aufprallt,
und trägt nur wenig zur psychologischen Gelassenheit des
Fahrers bei, die wesentlich für sicheres Fahren ist. Zudem,
wenn das Objekt, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt,
zusätzlich mit einem weiteren Gegenstand zusammenstößt aufgrund
von Schleudern usw. nachdem das Objekt, das sich mit hoher
Geschwindigkeit bewegt, einen ersten Zusammenstoß erlitten hat,
und der Airbag aufgeblasen ist, kann sich der Passagier an den
harten Rändern der aufgebrochenen Hülle, die infolge des ersten
Zusammenstoßes geöffnet worden ist, verletzen. Daher ist diese
Hülle für den praktischen Gebrauch nicht vorteilhaft.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai)
Nr. 1-2 02 550 beschreibt eine Hülle, die durch ein integriertes
Formverfahren einer Oberflächenschicht aus einem weichen Harz
mit einer Härte zwischen 30 und 70 gemäß JIS K 63O1 Typ A und
einer Kernschicht aus einem harten elastischen Harz, wobei
zusätzlich Schlitze in der Kernschicht vorgesehen sind,
erhalten worden ist. Obwohl diese Hülle einen ausreichend
weichen Aufprall des Passagiers gestattet, hat sie dennoch den
Nachteil, daß eine komplizierte und teure Spritzgießmaschine
mit zwei Einspritzvorrichtungen verwendet werden muß, da ab
satzweise zwei Schichten, d. h. die Oberflächenschicht und die
Kernschicht, geformt werden müssen, um diese Hülle herzustel
len.
US-Patent Nr. 48 95 389 beschreibt eine zerbrechliche
Hülle, die zwei Öffnungsbereiche enthält, die üblicherweise S-
förmige Scharniere haben. Diese Hülle wird jedoch aus einem
Copolyetheresterelastomer, beispielsweise du Ponts "Hytrel",
geformt und daher ist die Härte dieser Hülle hoch und es
besteht die Möglichkeit, daß Passagiere durch Bruchstücke
dieser Hülle verletzt werden.
US-Patent Nr. 50 13 065, veröffentlicht am 7. Mai 1991,
beschreibt einen Airbag, der eine Hülle hat, die aus einem
einteiligen Spritzteil aus einem thermoplastischen Elastomer
besteht. Da das thermoplastische Elastomer, das in dieser Hülle
verwendet wird, nur eine thermische Stabilität von -40 bis 85°C
hat, kann diese Hülle nicht in ein Airbaggerät in einem
Objekt das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, verwendet
werden, in dem die Temperaturen etwa 90°C erreichen können.
Bei einer Hülle für ein Airbaggerät müssen die folgenden
sechs Erfordernisse erfüllt sein:
Erstens, zuverlässiges Öffnen des Airbags, d. h. wenn das
Airbaggerät arbeitet, muß sich die Hülle öffnen, ohne daß
Bruchstücke der Hülle herumfliegen, die den Passagier verletzen
können und das sofortige Ausstoßen des Airbags muß gewährlei
stet sein. Zudem soll der Passagier nicht durch schon aufgebro
chene Bereiche der Hülle verletzt werden, wenn das Objekt, das
sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, aufgrund von Schleudern
etc. mit einem weiteren Gegenstand zusammenstößt, nachdem das
Objekt, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, einen ersten
Zusammenstoß erlitten hat und der Airbag aufgeblasen ist.
Zweitens muß die Hülle in einem breiten Temperaturbereich
arbeiten, d. h. die Temperatur der Hülle soll zwischen -40 und
+90°C erhöht oder verringert werden können in Abhängigkeit von
der Gegend, der Jahreszeit oder den Umständen, unter denen das
Auto benutzt wird. Die Hülle darf nicht spröde werden und die
Zuverlässigkeit des Aufblasens bei niedrigen Temperaturen ver
lieren oder bei hohen Temperaturen zu weich und zu leicht
verformbar werden.
Drittens muß die Hülle eine gute Widerstandsfähigkeit
gegenüber Wärme und Licht besitzen, da die Hülle in einem
Bereich angebracht sein kann, der direkter Sonnenstrahlung
ausgesetzt ist, die durch die Frontscheibe des Autos, in dem
das Airbagsystem verwendet wird, eindringt. Sie soll fünf Jahre
oder sogar zehn Jahre und länger verwendet werden können und
darf daher während des obenstehend erwähnten langen Gebrauchs
nicht altern und dadurch ihre Öffnungszuverlässigkeit
verlieren.
Viertens muß der Herstellungsprozeß der Hülle eine hohe
Produktivität und geringe Kosten gewährleisten. Dieses
Erfordernis ist insbesondere wichtig im Hinblick auf Airbagge
räte, die in Autos, die in Massen produziert werden, verwendet
werden.
Fünftens muß die Hülle ein gutes Aufprallgefühl gewähr
leisten, d. h. sie muß ein geeignetes weiches Gefühl bei Kontakt
des Passagiers gewährleisten, so daß sie zur psychologischen
Gelassenheit, die wichtig für sicheres Fahren ist, beiträgt.
Sechstens muß die Hülle so leicht und so kompakt wie mög
lich sein, d. h. im Hinblick auf Treibstoffkosten, den Platz
zur Unterbringung des Airbags und andere Faktoren muß die Hülle
selbst und das gesamte Airbaggerät ein leichtes Gewicht und
eine kompakte Größe haben.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Hülle
zur Unterbringung eines Airbags zur Verfügung zu stellen, die
eine hohe Öffnungszuverlässigkeit hat, in einem breiten Tempe
raturbereich verwendet werden kann, eine gute Beständigkeit und
ein geeignetes Aufprallverhalten hat, und mit hoher Produktivi
tät und geringen Kosten hergestellt werden kann. Zudem ist es
Ziel der Erfindung, das Gewicht des gesamten Airbaggerätes zu
verringern.
Die erfindungsgemäße Hülle zur Unterbringung eines
Airbags in einem Airbagsystem ist ein Formkörper aus einem
thermoplastischen Elastomer, der eine Aussparung zur Unterbrin
gung des Airbags und einen Bereich mit einer zerbrechlichen
Struktur, der aufgebrochen wird, wenn der Airbag aufgeblasen
wird, hat, wobei die Hülle (1, 11, 21) ein Formkörper ist, der
durch Spritzgießen eines thermoplastischen Elastomers erhalten
wird, das die folgenden Komponenten (a), (b), (c) und (d) ent
hält und eine Härte nach JIS K 6301 Typ A zwischen 60 und 85
hat:
- a) 30 bis 55 Gew.-Teile eines hydrierten Blockcopolymers aus Styrol und konjuiertem Dien ist, das durch Hydrieren eines Blockcopolymers erhalten wird, das aus wenig stens zwei Polymerblöcken, die Styroleinheiten als Hauptbe standteil enthalten, und wenigstens einem Polymerblock, der konjugierte Dieneinheiten als Hauptbestandteil enthält, zusam mengesetzt ist, wobei der Gehalt des Styrols im Copolymer zwischen 20 und 40 Gew.-% ist und das Zahlenmittel des Molekulargewichts des Copolymers 105 oder mehr ist;
- b) 25 bis 50 Gew.-Teile eines Weichmachers für Kautschuk;
- c) 15 bis 30 Gew.-Teile eines Olefinharzes;
- d) 5 Gew.-Teile oder weniger eines Zusatzes; wobei (a) + (b) + (c) = 100 Gewichtsteile ist.
Vorzugsweise wird ein Butadien als konjugiertes Dien, ein
Paraffinöl als Weichmacher und ein Polypropylen als Olefinharz
verwendet.
Als Zusätze können ein Antioxidans, ein Lichtstabilisator
und/oder ein Wärmestabilisator verwendet werden.
Die zerbrechliche Struktur wird vorzugweise geformt,
indem wenigstens eine längliche Einkerbung in einem Bereich der
Hülle vorgesehen wird, wobei es mehr bevorzugt ist, daß die
längliche Einkerbung eine V-förmige Rille ist.
Zudem wird es bevorzugt, daß die Oberfläche der Hülle mit
einer Schicht bedeckt ist, die mittels Licht und/oder Wärme
gehärtet ist.
Nachstehend werden die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht zur Illustration
eines Beispiels der erfindungsgemäßen Hülle für ein Airbagge
rät, das für einen Fahrersitz verwendet wird;
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II der
Fig. 1;
Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt der V-förmigen
Rille in Fig. 2;
Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt der U-förmigen
Rille von Fig. 3;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels
der der erfindungsgemäßen Hülle für ein Airbaggerät, das für
den Sitz des Beifahrers (Navigator) verwendet wird;
Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie
VI-VI der Fig. 5;
Fig. 7 ist ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie
VII-VII von Fig. 5;
Fig. 8 ist ein vergrößerter Querschnitt ähnlich dem in
Fig. 6 eines anderen Beispiels einer Hülle für ein Airbaggerät,
das für den Sitz des Beifahrers verwendet wird;
Fig. 9 ist ein vergrößerter Querschnitt ähnlich dem von
Fig. 7 der Hülle von Fig. 8;
Fig. 10 illustriert ein Anzeigegerät, das für den Härte
test gemäß JIS K 6301 Typ A verwendet wird, wobei Fig. 10(A)
die Vorderansicht der Nadel und Fig. 10(B) die vergrößerte
Ansicht der Nadelspitze ist.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in Zusammen
hang mit den begleitenden Zeichnungen, die erfindungsgemäße
Ausführungen zeigen, erläutert.
Beispiele für eine erfindungsgemäße Hülle eines Airbagge
rätes, das für einen Fahrersitz verwendet wird, sind in den
Fig. 1 und 4 gezeigt.
Die Hülle 1 hat einen Flansch 5 an dem umlaufenden Rand
und kann an einer Rückhalteeinrichtung (nicht gezeigt)
befestigt werden, indem Bolzen durch die Löcher 9 eingeführt
werden. Die Hülle 1 hat eine schachtelartige Gestalt, wobei
eine Seite offen ist. Der Airbag (nicht gezeigt) kann in der
Aussparung 8 untergebracht werden, die im Inneren der Hülle 1
gebildet ist. Ein Bereich 3 mit einer zerbrechlichen Struktur
zum Aufbrechen ist in Form des Buchstaben H im Inneren des
oberen Bereiches 2 der Hülle 1 angeordnet, wie durch die
gestrichelten Linien in Fig. 1 angezeigt. Zwei
Scharnierbereiche 4 sind in zwei Seitenbereichen des Inneren
des oberen Bereiches 2 der Hülle 1 angeordnet, wie sie durch
die Strich-Kettenpunktlinien 4 in Fig. 1 gezeigt werden. Der
Bereich zum Aufbrechen wird gebildet, indem eine V-förmige
Rille 6 vorgesehen ist, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die
Scharnierbereiche 4 werden gebildet, indem eine U-förmige Rille
7 vorgesehen ist, wie sie in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist.
Wenn der Airbag aufgeblasen wird, bricht die Hülle im Bereich 3
auf und die Teile 2a und 2b werden jeweils um die
Scharnierbereiche 4 geklappt, so daß eine Öffnung gebildet
wird, von der aus sich der Airbag ausdehnen kann.
Die Abmessungen der Hülle sind wie folgt:
Die Länge des Bereichs, der den zwei vertikalen Bereichen
des Buchstaben H entspricht, ist 12 cm;
die Länge des Bereichs, der dem horizontalen Bereich des
Buchstaben H entspricht, ist 15 cm; die Dicke der Hülle in dem
aufzubrechenden Bereich ist 1 mm; die Dicke der Hülle in dem
Scharnierbereich ist 2,5 mm und die Dicke der anderen Bereiche
der Hülle ist 5 mm.
Beispiele für eine erfindungsgemäße Hülle eines Airbagge
rätes, das für einen Beifahrersitz verwendet wird, sind in
Fig. 5 bis 7 gezeigt.
Die Hülle 11 ist aus vier Seitenwänden 18 die die vier
Seitenbereiche der Hülle 11 bilden, und einer Deckplatte 12,
deren Kanten über die Seitenwände 18 hinausragen, zusammenge
setzt. Die Seitenwände 18 haben auch einen Bereich 15, der sich
seitwärts von deren unterem Ende aus erstreckt. Die Hülle kann
an einer Halteeinrichtung (nicht gezeigt) befestigt werden,
indem Bolzen in die Löcher 15, die in den Seitenwänden 18
vorgesehen sind, eingeführt werden, und ein Airbag (nicht
gezeigt) kann in der Aussparung aufbewahrt werden, die durch
die Deckplatte 12 und die vier Seitenwände 18 gebildet ist.
Bereiche 13 und 13′ mit einer zerbrechlichen Struktur zum
Aufbrechen sind im Inneren der Deckplatte 12 der Hülle 11, wie
in den Fig. 5 bis 7 gezeigt, angeordnet und ein Scharnierbe
reich 14 ist in einem Seitenbereich des Inneren der Deckplatte
12 der Hülle 11, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, angeordnet. Der
Bereich zum Aufbrechen ist als V-förmige Rille 16, 16′
ausgebildet und der Scharnierbereich 14 ist als U-förmiger
Einschnitt 17, wie in den Beispielen in Fig. 1 bis 4 gezeigt,
ausgebildet. Wenn der Airbag aufgeblasen wird, wird die Hülle
in den Bereichen 13 und 13′ aufgebrochen und ein Teil 12a
klappt um den Scharnierbereich 14, wobei eine Öffnung gebildet
wird, von der aus sich der Airbag ausdehnen kann.
Die Abmessungen der Hülle sind wie folgt:
Die Deckplatte 12 hat eine Länge von 34 cm und eine
Breite von 14 cm. Die Dicke ist etwa 5 mm. Zwei der Seitenwände
18 haben eine Breite von etwa 28 cm, eine Höhe von etwa 6,8 cm
und eine Dicke von etwa 5 mm. Die anderen zwei Seitenwände 18
haben eine Breite von etwa 10 cm, eine Höhe von etwa 6,8 cm und
eine Dicke von etwa 5 mm. Die Dicke des Bereichs 13 an der
Stelle nahe dem Mittelpunkt der Linie, die durch die
gestrichelte Linie 13′ angezeigt ist, beträgt etwa 0,6 mm und
die der anderen Bereiche 0,8 mm. Die Dicke des Scharnierbe
reichs 14 ist 2,5 mm.
Ein anderes Beispiel für eine erfindungsgemäße Hülle
eines Airbaggerätes, das für einen Beifahrersitz verwendet
wird, ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, ist ein Scharnier
bereich 24 der Hülle 21 wie in den Beispielen in den Fig. 6
bis 8 im Inneren der Deckplatte 22 angeordnet, die aufzu
brechenden Bereiche 23 und 23′ sind jedoch auf den drei Seiten
wänden 28 angeordnet. Daher werden die Bereiche 23 und 23′ in
den Seitenwänden 28 aufgebrochen, wenn der Airbag aufgeblasen
wird, und ein Teil 22a wird um den Scharnierbereich 24 ge
klappt. Es ist zu bemerken, daß obwohl die V-förmige und die U-
förmige Rille in den Beispielen durchgehend sind, diese auch
unterbrochen sein können.
Im folgenden wird eine Beschreibung für Materialien, die
für die erfindungsgemäße Hülle verwendet werden können, gege
ben. Zur Vereinfachung wird eine Zusammensetzung, die ein
hydriertes Copolymer aus einem Styrol und konjugierten Dien,
einen Weichmacher für Kautschuk, ein Olefinharz und einen
Zusatz umfaßt, als SEB-TPE bezeichnet.
Ein hydriertes Blockcopolymer aus einem Styrol und einem
konjugierten Dien (im folgenden als SEB bezeichnet), das
erfindungsgemäß als Komponente (a) eines thermoplastischen
Elastomers verwendet wird, das die erfindungsgemäße Hülle
bildet, wird durch Hydrierung einer Doppelbindung der konju
gierten Dieneinheit eines Blockcopolymers aus Styrol und
konjugiertem Dien erhalten, das aus mindestens zwei
Polymerblöcken A, die Styroleinheiten als Hauptbestandteil
enthalten, und aus mindestens einem Polymerblock B′, der
konjugierte Dieneinheiten als Hauptbestandteil enthält,
zusammengesetzt ist und kann beispielsweise als A-B-A, A-B-A-B,
A-B-A-B-A . . . (A-B)n-X dargestellt werden (wobei n eine ganze
Zahl zwischen 2 und 4 ist, X Si, Sn oder eine Kupplungsgruppe
wie ein Carbonsäurediester etc. ist). Der Polymerblock B stellt
einen Polymerblock dar, in dem die Doppelbindung der
konjugierten Dieneinheit des Polymerblocks B′ hydriert ist.
Im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit wird SEB mit einem
Aufbau A-B-A, A-B-A-B oder A-B-X-B-A bevorzugt. Butadien,
Isopren und 1,3-Pentadien können erindungsgemäß als Dien
verwendet werden. Jedoch werden im Hinblick auf die
industrielle Verwendung Butadien und Isopren bevorzugt.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts des SEB muß 105
oder mehr sein. Ist das Zahlenmittel des Molekulargewichts des
SEB unter 105, wird die mechanische Festigkeit verringert und
die Verformung der Hülle bei hohen Temperaturen wird größer.
Wird SEB mit einem höheren Molekulargewicht verwendet, wird die
Viskosität der Polymerlösung höher und die Polymerisation muß
aufgrund der Einschränkungen des Polymerisationsapparats bei
einer niedrigeren Konzentration durchgeführt werden, was zu
einer geringeren Produktivität an SEB führt. Daher ist das
Zahlenmittel des Molekulargewichts von SEB vorzugsweise
zwischen 105 und 5·105.
Der Gehalt an Styroleinheiten im SEB muß bei 20 bis
40 Gew-% liegen. Ist der Gehalt an Styroleinheiten im SEB
kleiner als 20 Gew.-%, wird die mechanische Festigkeit des SEB-
TPE verringert. Ist der Gehalt an Styroleinheiten im SEB über
40 Gew.-%, verringert sich der Elastizitätsmodul des SEB
allmählich und das SEB wird spröde und eine derartige SEB-TPE-
Hülle kann aufgrund von herumfliegenden Bruchstücken beim
Öffnen der Hülle nicht verwendet werden. Der Gehalt an
Styroleinheiten im SEB ist vorzugsweise zwischen 25 und 38 und
insbesondere zwischen 30 bis 37 Gew.-%.
Wasserstoff wird selektiv an eine Doppelbindung der
konjugierten Dieneinheit im Hydrierungsverfahren des
Blockcopolymers aus Styrol und konjugierten Dien addiert. Im
Hinblick auf die Licht- und Oxidationsbeständigkeit ist der
Hydrierungsgrad vorzugsweise so hoch wie möglich, beispiels
weise über 80%.
Das Verhältnis zwischen 1,4-gebundenen Einheiten und den
1,2-gebundenen Einheiten in der konjugierten Dieneinheit
beträgt vorzugsweise zwischen 75 zu 25 und 50 zu 50, insbeson
dere zwischen 70 zu 30 und 60 zu 40, da, wenn der Anteil an
1,2-gebundenen Einheiten erhöht wird, der Kristallinitätsindex
von SEB vorteilhaft verringert wird und eine verringerte
Sprödigkeit bewirkt wird. Andererseits wird die
Glasübergangstemperatur erhöht und folglich wird das SEB-TPE
bei niedrigen Temperaturen spröde.
Der Gewichtsanteil an SEB muß zwischen 30 und 55,
vorzugsweise zwischen 30 und 52 Gew.-Teilen liegen. Ist der
Gewichtsanteil an SEB kleiner als 30 Gew.-Teile, wird die
Schlagzähigkeit bei niedrigerer Temperatur schlecht. Ist der
Gewichtsanteil an SEB über 55 Gew.-Teile, wird das Zumischen
einer Verbindung sehr schwierig und aufgrund des verschlechter
ten Flußes wird es auch schwierig eine Hülle durch
Spritzgießen zu erhalten.
Die Herstellung von SEB, der Komponente (a) des Materials
aus dem die erfindungsgemäße Hülle erhalten wird, kann mittels
bekannter Verfahren durchgeführt werden, mit denen SEB mit der
obenbeschriebenen Struktur, Molekulargewicht und Zusammen
setzung erhalten werden kann. Beispielsweise kann SEB, das
erfindungsgemäß verwendet wird, durch Synthese eines Block
copolymers aus Styrol und konjugierten Dien in einem inerten
organischen Lösungsmittel erhalten werden, wobei ein Kataly
sator, wie ein Lithiumkatalysator, verwendet wird, wie es in
der geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr.
40-23 798 beschrieben ist. Anschließend wird in dem inerten
organischen Lösungsmittel hydriert, wobei ein Hydrierungs
katalysator verwendet wird. Ein solches Verfahren ist
beispielsweise in den geprüften japanischen
Patentveröffentlichungen (Kokoku) Nr. 42-8 704, 43-6 636 oder den
US-Patenten Nr. 45 01 857 und 46 73 714 veröffentlicht.
Als Weichmacher, der für Kautschuk verwendet wird (im
folgenden als Weichmacher für Kautschuk bezeichnet), der
Komponente (b) des Materials, aus dem die erfindungsgemäße
Hülle erhalten werden kann, kann ein Weichmacher aus der
Pflanzenölgruppe, der Mineralölgruppe oder ein synthetischer
Weichmacher verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch ein
Weichmacher verwendet, der die Fließfähigkeit von SEB verbes
sern kann, ohne daß die physikalischen Vernetzungen des SEB
gebrochen werden, d. h. ein Weichmacher mit einer sehr geringen
Affinität für einen Polystyrolblock, aber eine großen Affinität
für einen hydrierten Dienblock und mit einer geringen Verfesti
gungstemperatur. Daher wird die Verwendung eines
Silikonweichmachers, eines Polyisobutylenweichmachers, eines
Paraffinölweichmachers usw. bevorzugt. Insbesondere wird ein
Paraffinöl, das den geringstmöglichen Gehalt an aromatischen
Verbindungen und Naphthenverbindungen enthält, bevorzugt.
Der Gehalt an Weichmacher für Kautschuk kann in Abhängig
keit von dem Molekulargewicht des SEB, dem Gehalt an hydrierten
konjugierten Dienblöcken im SEB, dem Gehalt an SEB und der
Verarbeitbarkeit und Härte des SEB-TPE usw. optimiert werden.
Wenn der Gehalt an Weichmacher für Kautschuk unter 25 Teile
beträgt, wird SEB-TPE gehärtet, und wenn der Gehalt an
Weichmacher für Kautschuk über 50 Teile beträgt, wird die
Fließfähigkeit eines Elastomers verbessert, jedoch wird die
erhaltene Hülle zu weich.
Als Olefinharz, die Komponente (c) des Materials, aus dem
die erfindungsgemäße Hülle erhalten werden kann, kann jede Art
eines Olefinharzes verwendet werden, das die Verschlechterung
der mechanischen Festigkeit, die durch die Verwendung des
Weichmachers für Kautschuk verursacht wird, kompensiert und das
die thermische Verformungstemperatur des erhaltenen SEB-TPE
erhöht. Jedoch ist im Hinblick auf die thermische
Verformungstemperatur und eine leichte Verfügbarkeit
Homopolypropylen bevorzugt.
Der Gehalt an Olefinharz muß zwischen 15 und 30,
vorzugsweise zwischen 16 und 28 Gew-Teilen liegen. Ist der
Gehalt unter 15 Gew.-Teilen, wird die mechanische Festigkeit
des SEB-TPE verringert und die Hülle wird zu weich. Ist der
Gehalt über 30 Gew.-Teilen, wird das SEB-TPE zu hart und kann
nicht für die Hülle verwendet werden.
Als Zusätze, Komponente (d) des Materials, aus dem die
erfindungsgemäße Hülle erhalten werden kann, können ein
Antioxidans und ein Licht- und Wärmestabilisator verwendet
werden.
Um einen Abbau des Harzes, der durch die Wärme verursacht
wird, die erzeugt wird, wenn SEB, der Weichmacher für Kautschuk
und das Olefinharz geschmolzen, vermischt und verknetet werden,
um SEB-TPE herzustellen, wenn das SEB-TPE spritzgegossen wird,
um die Hülle herzustellen, und wenn die Hülle in einem Objekt,
das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, verwendet wird, und
folglich eine verringerte Zuverlässigkeit hat, ist es
notwendig, das Antioxidans und den Wärmestabilisator
zuzumischen. Ferner ist es notwendig, einen Lichtstabilisator
zuzumischen, um eine Verschlechterung des Polymers zu
verhindern, die durch Sonnenlicht, das durch die Frontscheibe
des Objekts, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, auf die
Hülle scheint, verursacht wird und folglich die Zuverlässigkeit
der Hülle verringert.
Es kann wenigstens ein bekanntes Mittel verwendet werden,
das für einen konjugierten Dienkautschuk, ein Styrolharz und
ein Olefinharz verwendet werden kann. Beispielsweise Naphthyl
amine, Diphenylamine, p-Phenylendiamine, andere Amine,
gemischte Amine, Chinoline, Hydrochinonderivate, Monophenole,
Bis-, Tris- oder Polyphenole, Thiobisphenole, sterisch
gehinderte Phenole, Phosphite usw. können als Antioxidans
verwendet werden. Salicylsäurederivate, Benzophenone, Benzo
triazole und andere Ultraviolettabsorber können als Lichtstabi
lisator verwendet werden. Der Gehalt der Stabilisatoren kann 5
Gew.-% oder weniger sein.
Falls notwendig, kann ein Mittel zum Verhindern von
Blocken, ein Trennmittel, um ein Zusammenhaften des SEB-TPE auf
der Palette zu verhindern, ein Gleitmittel, um das Herausnehmen
aus der Form nach dem Spritzgießen zu erleichtern, Farbstoffe
und Pigmente zum Färben, ein Flammschutzmittel, ein Füllstoff
usw. als zusätzliche Additive verwenden werden.
Um eine erfindungsgemäße Hülle herzustellen, wird als erstes
das thermoplastische Elastomer extrudiert und geknetet mit
Hilfe eines Extruders oder eines Kneters, der die Komponenten
(a), (b), (c) und (d) des thermoplastischen Elastomers kneten
kann, um Pellets zu erhalten. Anschließend werden die Pellets
aus dem thermoplastischen Elastomer mit Hilfe einer Vielzweck
spritzgießmaschine extrudiert, die eine einfache Struktur hat
und die zum Formen von üblichen thermoplastischen Harzen oder
üblichen thermoplastischen Elastomeren verwendet wird. Daher
kann die erfindungsgemäße Hülle mit einer hohen Produktivität
hergestellt werden.
Im folgenden werden verschiedene Beispiele für die erfin
dungsgemäße Hülle und Vergleichsbeispiele beschrieben.
Bevor jedoch die Beispiele und Vergleichsbeispiele
beschrieben werden, werden die Bestimmungsverfahren für die
Eigenschaften des SEB-TPE und der Hülle beschrieben.
Die Härte der Hülle wird mit Hilfe einer Federprüf
maschine zur Bestimmung der Härte (spring type hardness tester)
mit einer Anzeigevorrichtung 31 wie in Fig. 10(A) gezeigt bei
23°C gemäß JIS K 6310, Typ A gemessen. Die Abmessungen des
oberen Endes der Anzeigevorrichtung 31 sind im Kreis 32 in
Fig. 10(B) gezeigt.
Ein Probestück, das eine Länge von 10 cm, eine Breite von
10 cm und eine Dicke von 3 mm hat, wird aus einer Platte herge
stellt, die durch Spritzgießen erhalten worden ist. Die Biege
steifigkeit wird bei 23°C gemäß ASTM D 747-63 gemessen. Der
erhaltene Wert wird in kg/cm2 wiedergegeben.
Eine Hantel Nr. 3 wird aus einer Platte hergestellt, die
mittels einer Formteilpresse erzeugt worden ist. Die Zugfestig
keit und die Dehnung werden mittels einer Prüfmaschine mit
einer Zugrate von 500 mm pro Minute bei 23°C gemäß JIS K 6301
gemessen.
Die Kältebruchtemperatur ist T100 (°C), erhalten durch
einen Drehbeanspruchungstest in der Kälte gemäß JIS K 6301.
Ein Airbag mit einem inneren Volumen von 60 l und einer
Hülle werden an einer Rückhalteeinrichtung aus Eisen befestigt.
Zudem wird eine Aufblaseinrichtung, die ein Mol Gas erzeugen
kann, in dem Airbag untergebracht, um ein Airbaggerät zu
bilden.
Dieses Airbaggerät wird eine Stunde lang in einer Kammer
bei konstanter Temperatur gehalten, nachdem die Temperatur des
Airbags einen konstanten Wert erreicht hat. Die Temperatur der
Kammer mit konstanter Temperatur wird auf -40°C, Raumtempera
tur bzw. 90°C eingestellt. Der Airbag wird aufgeblasen, indem
die Aufblaseinrichtung innerhalb einer Minute nachdem das
Airbaggerät aus der Kammer mit konstanter Temperatur heraus
genommen worden ist, gezündet wird, um die
Öffnungseigenschaften der Hülle zu bestimmen.
Wenn die Hülle in dem vorbestimmten Bereich geöffnet und
aufgebrochen wird, ohne daß Bruchstücke der Hülle herumfliegen,
wird die Öffnungseigenschaft dieser Hülle als gut bewertet.
Wärmeeinwirkung auf die Hülle
Die Hülle wird 1000 Stunden lang in einem Raum mit einer
konstanten Temperatur von 110°C gehalten.
Lichteinwirkung auf die Hülle.
Ein Lichtbeständigkeitsprüfgerät, das mit einer
Ultraviolett-Kohlenstoffbogenlampe gemäß JIS B 7751 betrieben
wird, wird so eingestellt, daß die Temperatur einer schwarzen
Tafel 83± 3°C beträgt. Eine Hülle wird in diesem Prüfgerät so
befestigt, daß sich die Oberfläche der Hülle gegenüber der
Lampe befindet. Die Hülle wird 500 Stunden lang mit dem Licht
bestrahlt.
Die folgenden Materialien werden hergestellt und einem
Zwillingsschneckenextruder zugeführt.
146 Gew.-Teile Gehalt an SEB
Zahlenmittel des Molekulargewichts: 12 · 104
Ein hydrierter Polybutadienblock (im folgenden als EB
bezeichnet mit einem Hydrierungsgrad von 98% oder mehr) und
ein Polystyrolblock (im folgenden als S bezeichnet) sind in SEB
in der Folge von 10 Gew.-% EB, 17,5 Gew.-% S, 55 Gew.-% EB und
17,5 Gew.-% S angeordnet. Das Gewichtsverhältnis der Ethylen
einheit und der 1-Buteneinheit in EB beträgt 64 zu 36.
Paraffinöl mit einem mittleren Molekulargewicht von 750
und einer Dichte von 0,877:
33,8 Gew.-Teile,
Homopolypropylen mit einem Schmelzflußindex (MFR) von 14 g/10 min und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 152°C:
20,2 Gew.-Teile,
Antioxidans aus der Gruppe der sterisch gehinderten Phenole:
0,6 Gew.-Teil,
Wärmestabilisator aus der Gruppe der Phosphite:
0,15 Gew.-Teil,
Lichtstabilisator aus der Benzotriazolgruppe:
0,1 Gew.-Teil,
Lichtstabilisator aus der Gruppe der sterisch gehinderten Amine:
0,1 Gew.-Teil,
Ruß:
0,3 Gew.-Teil.
33,8 Gew.-Teile,
Homopolypropylen mit einem Schmelzflußindex (MFR) von 14 g/10 min und einer Vicat-Erweichungstemperatur von 152°C:
20,2 Gew.-Teile,
Antioxidans aus der Gruppe der sterisch gehinderten Phenole:
0,6 Gew.-Teil,
Wärmestabilisator aus der Gruppe der Phosphite:
0,15 Gew.-Teil,
Lichtstabilisator aus der Benzotriazolgruppe:
0,1 Gew.-Teil,
Lichtstabilisator aus der Gruppe der sterisch gehinderten Amine:
0,1 Gew.-Teil,
Ruß:
0,3 Gew.-Teil.
Die vorstehenden Materialien werden geschmolzen, geknetet
und anschließend extrudiert, um Pellets aus SEB-TPE zu erzeu
gen. Die erhaltenen Pellets werden mit 0,2 Gew.-Teil eines
Calciumstearatpulvers vermischt, um ein Zusammenhaften der
Pellets zu vermeiden.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen SEB-TPE-
Pellets sind wie folgt:
Härte: | ||
70 | ||
Biegefestigkeit: @ | Maschinenrichtung | 288 kg/cm² |
Querrichtung | 184 kg/cm² | |
Zugfestigkeit: | 140 kg/cm² | |
Dehnung: | 870% | |
Kältebruchtemperatur: | -60°C oder weniger |
SEB-TPE wird einer Spritzgießmaschine zugeführt, um
mehrere Proben einer Hülle für ein Airbaggerät, das für einen
Fahrersitz verwendet wird, und das die Gestalt wie in Fig. 1
gezeigt hat, zu erhalten.
Eine Spritzgießmaschine mit den folgenden Betriebsdaten
wird verwendet, um das Beispiel herzustellen.
Maximaler Preßdruck: | |
220 Tonnen | |
Maximaler Spritzdruck: | 1760 kg/cm² |
Theoretisches Spritzvolumen: | 510 cm³ |
Betriebstemperatur in diesem Beispiel: | 180-220°C |
(Anmerkung: Dieser Maschinentyp ist eine Vielzweckspritzgießmaschine) |
Bei der Herstellung der Hülle nach Beispiel 1 mit der
vorstehend beschriebenen Spritzgießmaschine ist der Formzyklus
93 s.
Ein Airbaggerät, das unter Verwendung der Hülle von
Beispiel 1 zusammengebaut ist, fühlt sich extrem weich an, und
die Eigenschaften der Hülle, z. B. die Öffnungseigenschaften,
wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die SEB-TPE-Pellets der Beispiele 2 und 3 werden unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch
mit der Ausnahme, daß der Gehalt an SEB, des Paraffinöls und
des Homopolypropylens wie in Tabelle 1 gezeigt geändert werden.
Es werden mehrere Hüllen gemäß den Beispielen 2 und 3 mit
derselben Spritzgießmaschine wie in Beispiel 1 aus dem
Airbagapparate mit diesen Hüllen zusammengebaut.
Die Eigenschaften dieser Hüllen und der Airbagapparate
werden bestimmt und die Ergebnisse in Tabelle 1 gezeigt.
Es wird dasselbe EB und S wie in Beispiel 1 verwendet
hergestellt. Jedoch wird das Verhältnis des EB und S im SEB auf
15 gew.-% S, 70 Gew.-% EB und 15 Gew.-% S geändert. Das
Zahlenmittel des Molekulargewichts des SEB ist 20,1·104. Das
Gewichtsverhältnis von Ethyleneinheit und 1-Buteneinheit im EB
ist 68 zu 32.
Ein Material, das aus 39,5 Gew.-Teilen SEB, 44,2 Gew.-
Teilen Paraffinöl mit einem mittleren Molekulargewicht von 410
und einer Dichte von 0,862, 16,3 Gew.-Teilen des gleichen
Polypropylens wie in Beispiel 1 und der gleichen Menge
derselben Zusätze wie in Beispiel 1 zusammengesetzt ist, wird
gleichförmig vermischt, und anschließend einem
Zwillingsschneckenextruder mit Entlüftung zugeführt, um SEB-
TPE-Pellets zu erzeugen.
Die Härte des erhaltenen SEB-TPE ist 63.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen für Beispiel 4
mit derselben Spritzgießmaschine wie in Beispiel 1 hergestellt.
Der Formzyklus in Beispiel 4 ist 75 s. Airbagapparate werden
mit den obenerwähnten Hüllen zusammengebaut.
Das Aufprallgefühl der erhaltenen Airbagapparate ist
extrem gut. Die Öffnungseigenschaften sowohl von Hüllen von
Beispiel 4 die weder Licht noch Wärme ausgesetzt waren, als
auch für Hüllen die Licht und Wärme ausgesetzt waren, sind bei
Temperaturen von -40°C, Raumtemperatur, und 90°C gut.
Eine Grundierung aus einem chlorierten Polyolefin wird
auf die Oberfläche der Hülle von Beispiel 1 aufgetragen und bei
Raumtemperatur ca. 10 min. getrocknet. Anschließend wird auf
die Hülle eine flexible Überzugsmasse aus einem Urethan, das
DURANATER E405 von Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha als NCO-
Komponente und Acrylpolyol A801 von DAINIHON INK KAGAKU KOGYO
KABUSHIKI KAISHA als OH-Komponente enthält, aufgetragen und
30 min. lang bei 80°C getrocknet, so daß sie zu einer Schicht
auf der Hülle härtet. Die erhaltene Hülle wird zwei Tage lang
bei Raumtemperatur gehalten, und anschließend wird die
Hüllenoberfläche mit einem Wattebausch, der Xylol absorbiert
enthält, abgerieben. Das Erscheinungsbild der Hüllenoberfläche
ändert sich nicht. Wird eine Hülle nach Beispiel 1, die nicht
mit der flexiblen Überzugsmasse aus Urethan beschichtet worden
ist, mit dem gleichen Bausch abgerieben, schwillt die
Hüllenoberfläche leicht an und auf der Hüllenoberfläche zeigen
sich Abriebsspuren.
Die SEB-TPE-Pellets der Vergleichsbeispiele 1 bis 4
werden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1
hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß der Gehalt an SEB,
Paraffinöl und Homopolypropylen wie in Tabelle 1 gezeigt
geändert werden.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen der Ver
gleichsbeispiele 1 bis 4 mit derselben Spritzgießmaschine wie
in Beispiel 1 hergestellt. Anschließend werden mit diesen
Hüllen Airbaggeräte zusammengebaut.
Die Eigenschaften der Hüllen und der Airbaggeräte werden
bestimmt und die Ergebnisse in Tabelle 1 gezeigt.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, ist das Aufprallgefühl
der Hülle nach Vergleichsbeispiel 1 zu weich und das Gestalt
beibehaltungsvermögen ist schlechter. Die Hülle nach Ver
gleichsbeispiel 2 hat ein geringfügig weiches Aufprallgefühl
und vermittelt dem Fahrer kein gutes Gefühl. Die Hülle nach
Vergleichsbeispiel 3 hat ein geringfügig hartes Aufprallgefühl.
Zudem fliegen Bruchstücke der Hülle herum, wenn die Hülle Licht
ausgesetzt wird und das Öffnungsvermögen dieser Hülle getestet
wird.
Es wird das gleiche EB und S wie in Beispiel 1
hergestellt. Jedoch wird die Anordnung von EB und S in SEB auf
10 Gew.-% EB, 10 Gew.-% S, 70 Gew.-% EB und 10 Gew.-% S
geändert. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts des SEB ist
5,3·104. Das Gewichtsverhältnis der Ethyleneinheit und der 1-
Buteneinheit in EB ist 64 zu 36.
Ein Material, das aus 100 Gew.-Teilen SEB, 0,3 Gew.-Teil
Phosphitwärmestabilisator, 0,2 Gew.-Teil eines Antioxidants aus
der Gruppe der sterisch gehinderten Phenole und 0,3 Gew.-Teil
Ruß zusammengesetzt ist, wird mit einem Extruder extrudiert, um
SEB-TPE-Pellets zu erzeugen.
Dieses SEB-TPE hat eine Härte von 67, eine Zugfestigkeit
von 120 kg/cm2 und eine Dehnung von 700%.
Aus diesen SEB-TPE werden mehrere Hüllen des
Vergleichsbeispiels 5 mit derselben Spritzgießmaschine wie in
Beispiel 1 hergestellt. Die Gestalt der Hülle ist nach einem
Tag beträchtlich deformiert, wenn die Hüllen dieses
Vergleichsbeispiels in einer Luftkammer bei einer Temperatur
von 110°C gehalten werden.
SEB-TPE wird unter den gleichen Bedingungen wie in
Vergleichsbeispiel 5 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß
die Anordnung von EB und S im SEB auf 10 Gew.-% EB, 15 Gew.-%
S, 60 Gew.-% EB und 15 Gew.-% S geändert wird. Das Zahlenmittel
des Molekulargewichts des SEB ist 4,8·104.
Dieses SEB-TPE hat eine Härte von 84, eine Zugfestigkeit
von 220 kg/cm2 und eine Dehnung von 650%.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen des
Vergleichsbeispiels 6 mit derselben Spritzgießmaschine wie in
Beispiel 1 hergestellt. Die Gestalt dieser Hüllen ist nach zwei
Tagen beträchtlich deformiert, wenn die Hüllen des
Vergleichsbeispiels 6 in einer Luftbox bei einer Temperatur von
110°C gehalten werden.
Nach den Bedingungen des Vergleichsbeispiels 5 werden aus
dem SEB von Beispiel 1 Pellets erzeugt. Da dieses SEB jedoch
im Extruder nicht ausreichend fließen kann, ist es unmöglich,
es zu extrudieren.
Die SEB-TPE-Pellets gemäß Beispiel 6 werden unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit
der Ausnahme, daß der Gehalt an SEB, Paraffinöl und Homopoly
propylen auf 52,0 Gew.-Teile, 28,5 Gew.-Teile bzw. 19,5 Gew.-
Teile geändert wird. Dieses SEB-TPE hat eine Härte von 74, eine
Zugfestigkeit von 170 kg/cm2 und eine Dehnung von 880%.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen des Beispiels 6
mit der gleichen Spritzgießmaschine wie in Beispiel 1 herge
stellt. Aufgrund der geringeren Fließfähigkeit dieses SEB-TPE
wird die Betriebstemperatur der Spritzgießmaschine auf einen
Bereich zwischen 230 und 250°C erhöht. Ein Airbaggerät wird
mit dieser Hülle zusammengebaut. Das Aufprallgefühl des
erhaltenen Airbaggerätes ist sehr gut. Die Bestimmung der
Öffnungseigenschaften der Hüllen von Beispiel 6 wird für
Hüllen, die nicht Licht oder Wärme ausgesetzt waren, bei
Temperaturen von -40°C, Normaltemperatur und 90°C durchge
führt. Die erhaltenen Ergebnisse waren für jede Hülle
hervorragend.
Dasselbe SEB-TPE wie in Beispiel 1 wird hergestellt,
jedoch wird die Anordnung von EB und S in SEB auf 16,5 Gew.-%
S, 77 Gew.-% EB und 16,5 Gew.-% S geändert. Das Zahlenmittel
des Molekulargewichts des SEB ist 14,5·104. Das Gewichtsver
hältnis der Ethyleneinheit und der 1-Buteneinheit im EB ist 67
zu 33.
Ein Material, das aus 33,5 Gew.-Teilen SEB, 47,5 Gew.-
Teilen des gleichen Paraffinöls wie in Beispiel 1, 19 Gew.-
Teilen des gleichen Polypropylens wie in Beispiel 1 und
derselben Menge desselben Additivs wie in Beispiel 1 zusammen
gesetzt ist, wird einem Extruder zugeführt, um SEB-TPE-Pellets
zu erzeugen. Das SEB-TPE hat eine Härte von 62, eine Zugfestig
keit von 110 kg/cm2 und eine Dehnung von 800%.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen des Beispiels 7
mit derselben Spritzgießmaschine wie in Beispiel 1 hergestellt.
Mit diesen Hüllen werden Airbaggeräte zusammengebaut. Das
Aufprallgefühl des erhaltenen Airbaggerätes ist gut. Die
Bestimmung der Öffnungseigenschaften wird mit Hüllen von
Beispiel 6, die nicht Licht und Wärme ausgesetzt waren, bei
Temperaturen von -40°C, Raumtemperatur und 90°C durchgeführt.
Die erhaltenen Resultate sind für jede Hülle hervorragend.
Die SEB-TPE-Pellets des Beispiels 8 werden unter densel
ben Bedingungen wie in Beispiel 7 hergestellt, jedoch mit der
Ausnahme, daß der Gehalt an SEB, Paraffinöl und Homopoly
propylen auf 32,5 Gew.-Teile, 40,0 Gew.-Teile bzw. 27,5 Gew.-
Teile geändert wird. Dieses SEB-TPE hat eine Härte von 79, eine
Zugfestigkeit von 140 kg/cm2 und eine Dehnung von 770%.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen des Beispiels 8
mit derselben Spritzgießmaschine wie in Beispiel 1 hergestellt.
Mit diesen Hüllen werden Airbaggeräte zusammengebaut. Das Auf
prallgefühl der erhaltenen Airbaggeräte war extrem gut. Die
Bewertung der Öffnungseigenschaften der Hüllen von Beispiel 8
wird mit Hüllen, die nicht Licht und Wärme ausgesetzt waren,
bei Temperaturen von -40°C, Raumtemperatur und 90°C durchge
führt. Die Öffnungseigenschaften der Hüllen sind bei 90°C und
Raumtemperatur gut. Wird jedoch die Hülle bei einer Temperatur
von -40°C geöffnet, erscheinen Risse in Bereichen, die nicht
zu den vorbestimmten aufbrechbaren Bereichen gehören.
Die SEB-TPE-Pellets von Vergleichsbeispiel 8 werden unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 hergestellt, jedoch
mit der Ausnahme, daß der Gehalt an SEB, Paraffin und Homopoly
propylen auf 60,0 Gew.-Teile, 20,0 Gew.-Teile bzw. 20,0 Gew.-
Teile geändert wird. Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen
des Vergleichsbeispiels 8 mit derselben
Spritzgießmachine wie in Beispiel 1 hergestellt. Jedoch ist es
aufgrund der schlechteren Fließfähigkeit dieses SEB-TPE
schwierig Hüllen mit einer perfekten Gestalt zu erhalten.
Die SEB-TPE-Pellets des Vergleichsbeispiels 9 werden
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt,
jedoch mit der Ausnahme, daß der Gehalt an SEB, Paraffinöl und
Homopolypropylen auf 30,0 Gew.-Teile, 55,0 Gew.-Teile bzw 15,0
Gew.-Teile geändert wird. Dieses SEB-TPE hat eine Härte von 43,
eine Zugfestigkeit von 100 kg/cm2 und eine Dehnung vom 950%.
Aus diesem SEB-TPE werden mehrere Hüllen des
Vergleichsbeispiels 9 mit derselben Spritzgießmaschine wie in
Beispiel 1 hergestellt. Jedoch verformt sich die Gestalt dieser
Hülle nach einem Tag beträchtlich, wenn die Hülle nach
Vergleichsbeispiel 9 in einer Luftkammer bei einer Temperatur
von 110°C gehalten wird.
Die SEB-TPE-Pellets von Vergleichsbeispiel 10 werden
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt,
jedoch mit der Ausnahme, daß der Gehalt an SEB, Paraffinöl und
Homopolypropylen auf 25,0 Gew.-Teile, 50,0 Gew.-Teile bzw. 25
Gew.-Teile geändert wird. Dieses SEB-TPE hat eine Härte von 73.
Aus diesem SED-TPE werden mehrere Hüllen des Vergleichsbei
spiels 10 mit derselben Spritzgießmaschine wie in Beispiel 1
hergestellt.
Mit dieser Hülle wird ein Airbaggerät zusammengebaut.
Wird der Airbag des Airbaggerätes bei einer Temperatur von -40°C
aufgeblasen, fliegen Bruchstücke der Hülle herum.
Gemäß den Beispielen 1 bis 8 und Vergleichsbeispielen 1
bis 10 werden Hüllen mit der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten
Gestalt hergestellt.
Gemäß diesem Beispiel wird eine Hülle, die die in den
Fig. 5 bis 7 gezeigte Gestalt hat und in einem Airbaggerät
für einen Beifahrersitz verwendet wird, hergestellt.
Für die Herstellung dieser Hülle wird eine
Spritzgießmaschine mit den folgenden Betriebsdaten verwendet:
Maximaler Preßdruck: | |
315 Tonnen | |
Maximaler Spritzdruck: | 1640 kg/cm² |
Theoretisches Spritzvolumen: | 930 cm³ |
Betriebstemperatur in diesem Beispiel: | 180-220°C |
Das innere Volumen des Airbags, der zur Prüfung der
Öffnungseigenschaften dieser Hülle verwendet wird, wird von
60 l auf 120 l geändert und die Anzahl der Aufblaseinrichtungn
wird von 1 auf 2 geändert.
Die Hülle des Beispiels 9 wird aus demselben SEB-TPE wie
in Beispiel 3 hergestellt. Der Preßzyklus beträgt 89 s. Das
Aufprallgefühl eines Airbaggerätes, der mit dieser Hülle
ausgestattet ist, ist extrem weich.
Die Öffnungseigenschaften einer nicht dem Licht und der
Wärme ausgesetzten Hülle sind bei Temperaturen von -40°C,
Raumtemperatur und 90°C gut. Die Öffnungseigenschaften von
Licht oder Wärme ausgesetzten Hüllen sind bei Temperaturen von
-40°C und 90°C ebenfalls gut.
Die erfindungsgemäße Hülle hat folgende Merkmale:
- 1. Die Hülle wird aus einem spezifischen thermoplasti schen Elastomer mit einer Kältebruchtemperatur von -50°C oder weniger, einer Härte nach JIS K 6301 Typ A zwischen 60 und 85, einer Verformungstemperatur von 110°C oder mehr, einer Biegefestigkeit von 1000 kg/cm2 oder weniger, und einer überlegenen Licht- und Wärmestabilität aufgrund der Hydrierung der Doppelbindung des konjugierten Dienblocks und der Verwendung eines Stabilisators hergestellt.
- 2. Die Hülle wird mittels Spritzgießen des thermoplastischen Elastomers hergestellt.
- 3. Es ist ein Bereich zum Aufbrechen mit einer zerbrechlichen Struktur vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Hülle hat daher eine lange Lebens
dauer, ein hervorragendes weiches Aufprallgefühl und kann
innerhalb eines breiten Temperaturbereiches sicher geöffnet
werden. Zudem ist die Möglichkeit, daß sich der Passagier bei
einem Folgezusammenstoß infolge des Schleuderns des Autos nach
einem ersten Zusammenstoß verletzt, beträchtlich verringert.
Daher kann die erfindungsgemäße Hülle mit einer hohen
Produktivität und bei niedrigen Kosten hergestellt werden und
trägt dazu bei, das Gewicht des Airbaggerätes zu verringern.
Außerdem hat die Hülle hervorragende Oberflächenmerkmale,
z. B. kann durch Beschichten der Hüllenoberfläche mit einer
Überzugsmasse die durch Licht und/oder Wärme gehärtet werden
kann, Chemikalienbeständigkeit erhalten werden.
Claims (8)
1. Hülle zum Aufnehmen eines Airbags in einem Air
bagsystem, die einen Formkörper aus einem thermoplastischen
Elastomer darstellt, der eine Aussparung zur Unterbringung des
Airbags und einen Bereich mit einer zerbrechlichen Struktur,
der aufgebrochen wird, wenn der Airbag aufgeblasen wird, hat,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (1, 11, 21)
ein Formkörper ist, der durch Spritzgießen eines thermo
plastischen Elastomers erhalten wird, das eine Härte nach JIS K
6301 Typ A zwischen 60 und 85 hat und die folgenden Komponenten
(a), (b), (c) und (d) enthält:
- a) 30 bis 55 Gew.-Teile eines hydrierten Blockcopolymers aus Styrol und konjuiertem Dien, das durch Hydrieren eines Blockcopolymers erhalten wird, das aus wenigstens zwei Polymerblöcken, die Styroleinheiten als Hauptbestandteil enthalten, und wenigstens einem Polymerblock, der konjugierte Dieneinheiten als Hauptbestandteil enthält, zusammengesetzt ist, wobei der Gehalt an Styrol im Copolymer 20 bis 40 Gew.-% ist und das Zahlenmittel des Molekulargewichts des Copolymers 105 oder mehr ist;
- b) 25 bis 50 Gew.-Teile eines Weichmachers für Kautschuk;
- c) 15 bis 30 Gew.-Teile eines Olefinharzes; und
- d) 5 Gew.-Teile oder weniger eines Zusatzes; wobei (a) + (b) + (c) = 100 Gewichtsteile ist.
2. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das konjugierte Dien Butadien ist.
3. Hülle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Weichmacher ein Paraffinöl ist.
4. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Olefinharz ein Polypropylenharz ist.
5. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Zusatz mindestens ein Antioxidans, ein
Lichtstabilisator und/oder ein Wärmestabilisator vorliegt.
6. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die zerbrechliche Struktur durch das
Vorsehen wenigstens einer länglichen Rille in einem Bereich der
Hülle gebildet ist.
7. Hülle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die längliche Rille ein Einschnitt mit einem V-förmigen
Querschnitt (6, 16, 26) ist.
8. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Hülle (1, 11, 21) mit
einer durch Licht und/oder Wärme gehärteten Schicht überzogen
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32539190 | 1990-11-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4139417A Expired - Lifetime DE4139417C2 (de) | 1990-11-29 | 1991-11-29 | Hülle zur Unterbringung eines Airbags in einem Airbagsystem |
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