DE4311684C2

DE4311684C2 - Beschichtetes Harz-Formteil

Info

Publication number: DE4311684C2
Application number: DE4311684A
Authority: DE
Inventors: Toshiyasu Ito; Yasuhiko Ogisu; Shigeyuki Takahashi; Toshiya Uemura; Minoru Nohata; Ippei Nagaike; Shigeru Noguchi; Kenjiro Arai
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2013-04-09
Also published as: DE4311684A1; US5480714A

Description

Die Erfindung betrifft ein beschichtetes Harz-Formteil gemäß den Patentansprüchen. Dieses wird beispielsweise als Kraftfahrzeug-Außenverzierung verwendet. Sie betrifft insbesondere ein gegen Abplatzen beständiges Harz-Formteil wie z. B. eines, das am Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs angebracht werden kann, beispielsweise eine Trittbrett-Zierleiste oder ei nen Seitenkotflügel.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des verbrauchten Kraftstof fes bei einem Kraftfahrzeug ist die Verminderung der Masse der Karosserie selbst wirksam. Eine vorherrschende Tendenz bei der Verminderung der Masse der Karosserie eines Kraftfahrzeugs ist die Verwendung von Kunststoff oder Aluminium als Werkstoff für die Karosserie anstelle von Stahlblech, d. h. eines herkömmli chen Werkstoffs. Wegen des Problems der Wiederaufbearbeitung nimmt bei Teilen des sogenannten Fahrgestells wie z. B. Stoß stangen, Trittbrett-Zierleisten und Seitenkotflügeln die Ver wendung von Polypropylen-Verbundwerkstoffen (PP-Verbundwerk stoffen) zu.

Bei einem Harz-Formteil wie z. B. einer Trittbrett-Zierleiste wird auf der Oberfläche des Hauptkörpers des Formteils, der am häufigsten aus einem Polypropylen- (PP-) oder einem Polyure than-Werkstoff hergestellt wird, ein Überzug wie z. B. eine Grundier- und eine Deckschicht gebildet, der herkömmlicherweise zur Verbesserung des Aussehens und zum Schutz des Formteils verwendet wird. Der herkömmliche Überzug besteht hauptsächlich aus, einem Harz des Polyurethantyps und hat eine Dicke von etwa 30 bis 50 µm.

Während des Betriebes eines Kraftfahrzeugs erhalten die vorste hend beschriebenen Teile des Karosserie-Fahrgestells häufig ei nen Schlag durch Kies oder Schotter, der durch das Kraftfahr zeug aufgeschleudert wird. Infolgedessen kann eine Abschälung des Überzugs der Fahrgestellteile oder eine Beschädigung des Werkstoffs selbst verursacht werden, was dazu führt, daß das Aussehen dieser Teile stark beeinträchtigt wird. Dieses häufige Problem wird im allgemeinen als durch fliegende Steine verur sachtes Abplatzen bezeichnet, wobei dem Fachmann jedoch klar ist, daß solch eine Beschädigung auch durch andere fliegende Gegenstände verursacht werden kann, für die Steine nur ein Bei spiel sind.

Wenn ein fliegender Stein, der eine hohe Geschwindigkeit hat, mit dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Überzug zusam menstößt, kann der Überzug der Aufschlagkraft nicht vollständig standhalten, und der fliegende Stein erreicht teilweise den Hauptkörper des Formteils. Der Überzug wird infolgedessen teil weise abgeschält, oder der Hauptkörper des Formteils wird durch den fliegenden Stein beschädigt. Die Qualität des Aussehens des Harz-Formteils kann somit verschlechtert werden.

Für das Fahrgestell ist der Polyurethan-Werkstoff besser als Polypropylen, jedoch teuer und nicht wiederaufbearbeitbar.

Um diesen und ähnlichen Nachteilen zu begegnen, war bei her kömmlichen Verfahren eine Vergrößerung der Dicke des Überzuges selbst erforderlich. Da die Bildung eines Überzugs, dessen Dic ke größer als eine üblicherweise vorgegebene Dicke ist, tech nisch schwierig ist und die Kosten durch solch eine vergrößerte Dicke stark gesteigert werden, sind solche herkömmlichen Maß nahmen jedoch nicht allgemein anwendbar.

Die EP 0 423 951 A2 beschreibt einen Mehrschichtfilm, der eine Grundschicht bzw. -folie und auf entgegengesetzten Seiten dieser Grundschicht bzw. -folie eine aufgebrachte Adhäsionsschicht einerseits und eine Lackschicht andererseits umfaßt, wobei die Lackschicht Füllteilchen enthalten kann und auf der Lackschicht eine Tintenaufnahmeschicht aufgebracht sein kann.

Die DE 37 30 634 A1 beschreibt eine Farbauftragmischung, welche neben einer geeigneten Kunststoff-Dispersionsfarbe und einem weiteren Farbton-Trockenpigment-Bestandteil Quarzsand sowie Glasfasern enthält. Diese Mischung wird zum Beschichten von Kunststoff-Recycling-Produkten verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Harz-Formteil be reitzustellen, das eine verbesserte Schlagfestigkeit gegenüber Beschädigung wie z. B. Abplatzen hat, ohne daß die Dicke des Überzuges und die Zahl der Schichten im Vergleich zu herkömmli chen Überzügen vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Bereitstellung eines beschichteten Harz-Formteiles sowohl gemäß Anspruch 1, als auch gemäß Anspruch 6.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Harz-Formteil einen Hauptkörper aus einem Formwerkstoff, eine Zwischenschicht, die einen Harzbestandteil enthält, aus einer Schicht oder mehr als einer Schicht besteht und auf der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers aus dem Form werkstoff gebildet ist, und eine Deckschicht, die auf der äußersten Oberfläche der Zwischenschicht gebildet ist, wobei in der Zwischenschicht eine große Zahl von kugelförmigen Stücken vorhanden ist.

In einer anderen Ausgestal tung umfaßt das Harz-Formteil einen Hauptkörper aus einem Formwerkstoff, eine Zwischenschicht, die einen Harzbe standteil enthält, aus einer Schicht oder mehr als einer Schicht besteht und auf der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers aus dem Formwerkstoff, gebildet ist, und eine Deckschicht, die auf der äußersten Oberfläche der Zwischenschicht gebildet ist, wobei in der Zwischenschicht eine große Zahl von faser förmigen Stücken vorhanden ist.

Die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung werden nachste hend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher er läutert.

Fig. 1 ist eine Teilschnittzeichnung einer gemäß einer Ausge staltung der Erfindung erhaltenen Trittbrett-Zierleiste, bei der in der Zwischenschicht kugelförmige Stücke vorhanden sind.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittzeichnung, die den Zustand des Zusammenstoßes eines aufschlagenden Gegenstandes wie z. B. eines fliegenden Steins mit der Trittbrett-Zierleiste der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter kugelförmiger Stücke in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 90° auf den Überzug auftreffen gelassen wurden.

Fig. 4 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter kugelförmiger Stücke in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 20° auf den Überzug auftreffen gelassen wurden.

Fig. 5 ist eine Teilschnittzeichnung einer gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung erhaltenen Trittbrett-Zierleiste, bei der in der Zwischenschicht faserförmige Stücke vorhanden sind.

Fig. 6 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter faserförmiger Stücke in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 90° auf den Überzug auftreffen gelassen wurden.

Fig. 7 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter faserförmiger Stücke in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 20° auf den Überzug auftreffen gelassen wurden.

Fig. 8 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter Kohlenstoff-Fasern in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 90° auf den Überzug auftreffen gelassen wurden.

Fig. 9 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter Kohlenstoff-Fasern in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 20° auf den Überzug auftreffen gelassen wurden.

Fig. 10 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter Cellulosefasern in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 90° auf den Überzug auftreffen ge lassen wurden.

Fig. 11 ist ein Säulendiagramm, das die Gesamtfläche (mm²) zer trümmerter Anteile des Überzuges der Oberfläche der Trittbrett- Zierleiste in Abhängigkeit von der Menge (Masse%) zugesetzter Cellulosefasern in der Zwischenschicht für den Fall zeigt, daß Steine in einem Winkel von 20° auf den Überzug auftreffen ge lassen wurden.

Die kugelförmigen Stücke, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, schließen z. B. feine Teilchen und Perlen aus z. B. Poly urethanharzen, Acrylharzen, Benzoguanaminharzen, Polyamiden, Polyestern, Vinylharzen, Siliciumdioxid und Glas ein. Diese ku gelförmigen Stücke können in Form einer einzelnen Art oder ei ner Mischung mehr als einer Art verwendet werden. Die kugelför migen Stücke können z. B. zur Erzielung eines höheren Stoßdämp fungsvermögens hohl sein.

Der Teilchendurchmesser der kugelförmigen Stücke beträgt vor zugsweise nicht mehr als 40 µm und nicht weniger als 1 µm.

Die faserförmigen Stücke, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, schließen Kohlenstoff-Fasern, Steinwolle, Cellulosefa sern (z. B. AVICEL® und KC-FLOCK®), Glasfasern, Calciumsulfat- Whisker, Kaliumtitanat-Whisker, faserförmige Magnesiumverbin dungen, Wollastonit, Polyesterfasern, Polyamidfasern, Aramidfa sern und Polyvinylalkoholfasern ein.

Im einzelnen können FRANKLIN FIBER® (Calciumsulfat-Whisker; her gestellt durch U.S. Gypsum; Faserdurchmesser: 2 µm, Faserlänge: 50 bis 60 µm), TISMO® (Calciumtitanat-Whisker; hergestellt durch Otsuka Chemical Co., Ltd.; Durchmesser: 0,2 bis 0,5 µm, Länge: 10 bis 20 µm), HT-30 (Calciumtitanat-Whisker; hergestellt durch Titan Kogyo K. K.; Durchmesser: 0,3 bis 0,7 µm, Länge: 5 bis 30 µm), MOSHIGE® (Magnesiumfasern; hergestellt durch Ube Indu stries, Ltd.; Durchmesser: 1 µm oder weniger, Länge: 10 bis 100 µm), LAPINUS ROCKFIL® (hergestellt durch LAPINUS; Durchmesser: 5 µm oder weniger, Länge: 100 µm), KYNOL FIBER® KF02BT (Kohlen stoff-Fasern; hergestellt durch Nihon Kynol Inc.; Durchmesser: 14 µm, Länge: 200 µm), KURECA CHOP® M-101S (Kohlenstoff-Fasern; hergestellt durch Kureha Chemical Industry Co., Ltd.; Durchmes ser: 12,5 µm, Länge: 130 µm), Glass Powder P325 (Glaspulver; hergestellt durch Asahi Fiber Glass Co., Ltd.; 40 µm oder weni ger), KC-FLOCK® W-400 (Cellulosefasern; hergestellt durch Sanyo- Kokusaku Pulp Co., Ltd.; Durchmesser: 15 bis 20 µm, Länge: 20 bis 80 µm) und AVICAL® PH-M15 (Cellulosefasern; hergestellt durch Asahi Chemical Industry Co.; 5 bis 15 µm) verwendet wer den.

Diese faserförmigen Stücke können in Form einer einzelnen Art oder einer Mischung mehr als einer Art verwendet werden.

Der Durchmesser der faserförmigen Stücke beträgt nicht mehr als 25 µm und nicht weniger als 0,1 µm. Er beträgt vorzugsweise nicht mehr als 20 µm und nicht weniger als 0,1 µm, damit Verarbeitungsfähigkeit (z. B. Spritzfähigkeit) und Qualität des Aus sehens (z. B. Oberflächenrauhigkeit) sichergestellt sind.

Die Faserlänge der faserförmigen Stücke beträgt nicht mehr als 5 mm und nicht weniger als 1 µm. Er beträgt vorzugsweise nicht mehr als 200 µm und nicht weniger als 1 µm, damit Verarbei tungsfähigkeit und Qualität des Aussehens sichergestellt sind.

Der zugesetzte Anteil der kugelförmigen Stücke oder der faser förmigen Stücke sollte nicht mehr als 60 Masse% und nicht weni ger als 5 Masse%, bezogen auf die Masse des Harzbestandteils, der die Zwischenschicht bildet, betragen. Wenn der zugesetzte Anteil der kugelförmigen oder faserförmigen Stücke weniger als 5 Masse% beträgt, ist das Stoßdämpfungsvermögen nicht ausrei chend. Wenn der zugesetzte Anteil der kugelförmigen oder faser förmigen Stücke mehr als 60 Masse% beträgt, wird die Bildung des Überzuges schwierig.

Wenn der Zwischenschicht eine große Zahl der kugelförmigen Stücke zugesetzt wird, wird durch den Zusammenstoß eines fliegenden Gegenstandes wie z. B. eines Steines mit dem Harz-Formteil auf einige der kugelförmi gen Stücke in einem Bereich der Zwischen schicht, mit dem der fliegende Stein zusammenstößt, eine grobe Aufschlagkraft ausgeübt, jedoch wird die Aufschlagkraft auf die kugelförmigen Stücke, die den in dem Auf schlagbereich vorhandenen Stücken benachbart sind oder sich in ihrer Nähe befinden, übertragen und verteilt, wodurch die Zer störungskraft zerstreut wird, weshalb auf die Flächeneinheit des Hauptkörpers des Formteils nur eine schwache Aufschlagkraft ausgeübt wird. Dies hat zur Folge, daß der Überzug, der aus der Zwischenschicht und der Deckschicht besteht, durch die Auf schlagkraft, die der fliegende Stein ausübt, kaum abgeschält und der Hauptkörper des Formteils durch die Aufschlagkraft kaum beschädigt wird. Die Qualität des Aussehens des Formteils wird somit im Vergleich zu herkömmlichen Überzügen in geringerem Ma ße verschlechtert.

Wenn der Zwischenschicht eine große Zahl faserförmiger Stücke zugesetzt wird, wird durch den Zusammenstoß eines fliegenden Gegenstandes wie z. B. eines Steines mit dem Harz-Formteil auf einige der faserförmigen Stücke in einem Bereich der Zwischen schicht, mit dem der fliegende Stein zusammenstößt, eine große Aufschlagkraft ausgeübt, jedoch ist im Rahmen der Erfindung das Harz (die Matrix) in dem Aufschlagbereich durch die faserförmi gen Stücke verstärkt, so daß die Kohäsionskraft der Matrix er höht wird. Der Überzug selbst kann deshalb auch in dem Fall der Aufschlagkraft standhalten, daß eine große Aufschlagkraft aus geübt wird. Dies hat zur Folge, daß der Überzug, der aus der Zwischenschicht und der Deckschicht besteht, trotz der Auf schlagkraft, die der fliegende Stein ausübt, verhältnismäßig unbeschädigt bleibt, so daß Abschälen und Abplatzen vermindert werden und die Beschädigung des Hauptkörpers des Formteils verringert wird. Die Verschlechterung der Qualität des Aussehens des Formteils wird somit wesentlich herabgesetzt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, umfaßt das erfindungsgemäße Harz-Formteil einen Hauptkörper aus einem Formwerkstoff und ei nen Überzug, der eine Zwischenschicht und eine Deckschicht um faßt, wobei in der Zwischenschicht die vorstehend beschriebenen kugelförmigen Stücke oder faserförmigen Stücke enthalten sind.

Dem Fachmann wird klar sein, daß die erfindungsgemäßen Formtei le beispielsweise Teile des Fahrgestells eines Kraftfahrzeugs, z. B. Stoßstangen, Trittbrett-Zierleisten und Seitenkotflügel, einschließen können. Diese Formteile können je nach Erfordernis beispielsweise aus Polypropylen, Polyurethan oder Polypropylen- Verbundwerkstoff hergestellt werden.

Die Zwischenschicht kann als Grundierschicht auf der Oberfläche des Hauptkörpers des Formteils gebildet werden. Sie kann entwe der aus einer Schicht oder aus mehr als einer Schicht bestehen.

Die Zwischenschicht verleiht dem Harz-Formteil aufgrund der ku gelförmigen Stücke oder der faserförmigen Stücke Stücke, die in der Zwischenschicht enthalten sind, Be ständigkeit gegen Abplatzen.

Um zusätzlich zu Gebrauchseigenschaften wie der Beständigkeit gegen Abplatzen z. B. die Ölbeständigkeit, die Feuchtigkeitsbe ständigkeit und die Witterungsbeständigkeit zu verbessern, wird die Zwischenschicht unter Verwendung der vorstehend erwähnten Beschichtungsmasse als Grundiermittel gebildet, und auf der Zwischenschicht kann eine herkömmliche Deckschicht gebildet werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 ein Bei spiel erläutert, bei dem das erfindungsgemäße Harz-Formteil als Trittbrett-Zierleiste für ein Kraftfahrzeug gestaltet wurde.

Fig. 1 ist eine Teilschnittzeichnung der Trittbrett-Zierleiste 1 des vorliegenden Beispiels. Die Trittbrett-Zierleiste 1 be steht aus einem Hauptkörper 1a der Zierleiste als Hauptkörper des Formteils, einer Grundierschicht 2, die als Zwischenschicht auf der Oberfläche des Hauptkörpers 1a der Zierleiste gebildet ist, und einer Deckschicht 4, die auf der Oberfläche der Grun dierschicht 2 gebildet ist.

Die Grundierschicht 2 setzt sich aus einem Harzbestandteil, der aus einem aminmodifizierten Acrylharz, einem Hartharz, Pigmen ten, Zusatzstoffen, einem Epoxyharz und einem chlorierten Poly propylen besteht, und einer großen Zahl von Polyurethanperlen 3, die in einem Anteil von nicht mehr als 60 Masse% und nicht weniger als 5 Masse%, bezogen auf die Masse des Harzbestand teils, zugesetzt sind, zusammen. Die Grundierschicht 2 hat eine Dicke von 25 µm. Die Polyurethanperlen [ARTPEARL C-400 (Han delsname), hergestellt durch Negami Chemical Industrial Co., Ltd.) haben einen Teilchendurchmesser von 13 bis 16 µm. Der Teilchendurchmesser der Polyurethanperlen ist im Rahmen der Er findung vorzugsweise nicht größer als 40 µm, damit die Verar beitungsfähigkeit der Komponenten und das Aussehen des Endpro dukts nicht beeinträchtigt werden.

Die Deckschicht 4 wird in einer Dicke von 35 µm gebildet, indem eine Deckschichtflüssigkeit (SOFLEX® 200, hit zehärtbarer Polyurethan-Anstrichstoff, hergestellt durch Kan sai Paint Co., Ltd.) aufgetragen und getrocknet wird.

Die Grundierschicht 2 und die Deckschicht 4 werden folgenderma ßen gebildet. Zuerst wird ein flüssiges Grundiermittel herge stellt, das aus 100 Masseteilen einer Flüssigkeit A, die aus dem aminmodifizierten Acrylharz, dem Hartharz, den Pigmenten, den Zusatzstoffen, einer großen Zahl der Polyurethanperlen 3 und einem Lösungsmittel besteht, 50 Masseteilen einer Flüssig keit B, die aus dem Epoxyharz, dem chlorierten Polypropylen und einem Lösungsmittel besteht, und 100 Masseteilen eines aromati schen Verdünnungsmittels zusammengesetzt ist. Das Grundiermit tel wird auf die Oberfläche des Hauptkörpers 1a der Zierleiste aufgetragen. Anschließend wird die Deckschichtflüssigkeit auf das Grundiermittel aufgetragen und getrocknet, worauf 40 min lang eine Hitzebehandlung bzw. Härtung bei einer hohen Tempera tur von 85°C durchgeführt wird. Auf diese Weise werden die Grundierschicht 2 und die Deckschicht 4 auf den Hauptkörper 1a der Zierleiste laminiert, wodurch die gewünschte Trittbrett- Zierleiste 1 erhalten wird.

Wenn die Trittbrett-Zierleiste 1 mit dem vorstehend beschriebe nen Aufbau an einem Kraftfahrzeug angebracht und das Kraftfahr zeug in der Praxis gefahren wird, stößt manchmal ein fliegender bzw. aufgeschleuderter Stein T, der eine hohe Geschwindigkeit hat, mit der Trittbrett-Zierleiste 1 zusammen, zertrümmert ei nen Teil der Deckschicht 4 und erreicht die Grundierschicht 2, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In dem Fall, daß die Zierleiste gemäß der Erfindung hergestellt worden ist, enthält die Grun dierschicht 2 eine große Zahl der Polyurethanperlen 3, und folglich wird zwar auf einige der Polyurethanperlen 3 in dem Aufschlagbereich der Grundierschicht 2, mit dem der fliegende Stein T zusammenstößt, eine große Aufschlagkraft ausgeübt, je doch wird die Aufschlagkraft auf die Polyurethanperlen 3, die den in dem Aufschlagbereich vorhandenen Perlen benachbart sind oder sich in ihrer Nähe befinden, übertragen und durch diese zerteilt. Deshalb wird auf die Flächeneinheit des Hauptkörpers 1a der Trittbrett-Zierleiste nur eine schwache Aufschlagkraft ausgeübt. Dies hat zur Folge, daß der Überzug, der aus der Grundierschicht 2 und der Deckschicht 4 besteht, trotz der Auf schlagkraft, die der fliegende Stein T ausübt, verhältnismäßig unbeschädigt bleibt und der Hauptkörper 1a der Trittbrett-Zier leiste weniger beschädigt wird als im Fall der Verwendung eines herkömmlichen Überzuges. Die erfindungsgemäße Trittbrett-Zier leiste wird somit gegen Abplatzen beständig gemacht. Die Verschlechterung der Qualität des Aussehens der Trittbrett-Zier leiste 1 durch Zusammenstoß mit fliegenden Gegenständen wie z. B. Steinen ist infolgedessen geringer.

Um zu bestätigen, daß durch die Erfindung Beständigkeit gegen Abplatzen erzielt wird, wurde die folgende Zusammenstoßprüfung durchgeführt, wobei die Menge der Polyurethanperlen 3, die der Grundierschicht 2 zugesetzt wurden, verändert wurde. Es wurden die folgenden sieben Anteile der Polyurethanperlen 3 (bezogen auf die Masse des Harzbestandteils, der das Grundiermittel bil dete) geprüft: 0 Masse%, 2 Masse%, 5 Masse%, 10 Masse%, 20 Mas se%, 40 Masse% und 60 Masse%.

Bei dieser Zusammenstoßprüfung unter Verwendung von fliegenden Steinen wurden 500 g Basaltschotter (Nr. 6) mit einer Größe von 4,8 bis 8,0 mm verwendet, um fliegende Steine zu simulieren. In einer Atmosphäre von -20°C wurde ein Probestück (75 mm × 110 mm) von jeder der verschiedenen Trittbrett-Zierleisten 1, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten worden waren, an einem mit fliegenden Steinen arbeitenden Zusammenstoßprüfgerät ("Gravelometer") angebracht, und die fliegenden Steine wurden unter einem Auftreffwinkel von 90° oder 20° und mit einem Auf treffdruck von 0,4 MPa mit dem Probestück zusammenstoßen gelas sen. Die Gesamtfläche S (mm²) zertrümmerter Anteile des Überzu ges pro 10.000 mm² der Oberfläche der Trittbrett-Zierleiste 1 wurde durch Bildverarbeitung gemessen. Die Meßergebnisse, die bei einem Auftreffwinkel von 90° und 20° erhalten wurden, sind in Fig. 3 bzw. Fig. 4 gezeigt. In jeder der Fig. 3 und 4 zeigt die Linie aus abwechselnden kurzen und langen Strichen die Ge samtfläche S (mm²) zertrümmerter Anteile des Überzuges für den Fall, daß keine (0 Masse%) Polyurethanperlen 3 zugesetzt wur den.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, ist die resultierende Gesamtfläche (mm²) zertrümmerter Anteile des Überzuges sowohl bei dem Auftreffwinkel von 90° (Fig. 3) als auch bei dem Auf treffwinkel von 20° (Fig. 4) um so kleiner, je höher der Anteil der zugesetzten Polyurethanperlen ist, wenn der zugesetzte Anteil 5 Masse% oder mehr, bezogen auf die Masse des Harzbestand teils des Grundiermittels, betrug.

Bei der Trittbrett-Zierleiste 1 des vorliegenden Beispiels wer den die Polyurethanperlen 3 der Grundierschicht 2 in einem An teil von nicht mehr als 60 Masse% und nicht weniger als 5 Mas se%, bezogen auf die Masse des Harzbestandteils, der die Grun dierschicht bildet, zugesetzt, und folglich wird der Überzug auch in dem Fall kaum abgeschält, daß der fliegende Stein T mit der Trittbrett-Zierleiste 1 zusammenstößt. Somit wird kaum eine Beschädigung des Hauptkörpers 1a der Trittbrett-Zierleiste her vorgerufen.

In dem vorstehenden Beispiel werden zwar Polyurethanperlen 3 verwendet, jedoch wird dem Fachmann klar sein, daß beispiels weise auch Perlen verwendet werden können, die aus einem Acryl harz oder einem Melaminharz hergestellt sind, wie es vorstehend beschrieben wurde. Es können auch hohle kugelförmige Stücke verwendet werden. Ferner besteht zwar die Zwischenschicht in dem vorstehenden Beispiel aus einer Schicht, d. h. der Grundier schicht 2, jedoch kann die Zwischenschicht im Rahmen der Erfin dung aus mehr als einer Schicht bestehen.

Beispiel 2

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 11 ein anderes Beispiel erläutert, bei dem das erfindungsgemäße Harz-Formteil als Trittbrett-Zierleiste für ein Kraftfahrzeug gestaltet wur de.

Fig. 5 ist eine Teilschnittzeichnung der Trittbrett-Zierleiste 1 des vorliegenden Beispiels. Die Trittbrett-Zierleiste 1 be steht aus einem Hauptkörper 1a der Zierleiste als Hauptkörper des Formteils, einer Grundierschicht 2, die als Zwischenschicht auf der Oberfläche des Hauptkörpers 1a der Zierleiste gebildet ist, und einer Deckschicht 4, die auf der Oberfläche der Grun dierschicht 2 gebildet ist.

Die Grundierschicht 2 und die Deckschicht 4 werden in derselben Weise wie in Beispiel 1 auf der Oberfläche des Hauptkörpers 1a der Zierleiste gebildet, wobei jedoch anstelle der vorher ge zeigten Polyurethanperlen faserförmige Stücke 3' verwendet wer den.

Wenn die Trittbrett-Zierleiste 1 mit dem vorstehend beschriebe nen Aufbau an einem Kraftfahrzeug angebracht und das Kraftfahr zeug in der Praxis gefahren wird, kann ein fliegender Gegen stand wie z. B. ein Stein, der eine hohe Geschwindigkeit hat, mit der Trittbrett-Zierleiste 1 zusammenstoßen, so daß die Zer trümmerung eines Teils der Deckschicht 4 und möglicherweise der Grundierschicht 2 droht. Im vorliegenden Fall enthält die Grun dierschicht 2 jedoch eine große Zahl der faserförmigen Stücke 3', die das Formteil schließlich vor Beschädigung schützen. Auf einige der faserförmigen Stücke 3' in dem Bereich der Grundier schicht 2, mit dem solch ein fliegender Stein zusammenstößt, wird zwar eine große Aufschlagkraft ausgeübt, jedoch wird die Grundierschicht 2 durch die faserförmigen Stücke 3' verstärkt, so daß die Kohäsionskraft des Harzes (der Matrix) erhöht wird. Der Überzug, der aus der Grundierschicht 2 und der Deckschicht 4 besteht, wird deshalb durch die Aufschlagkraft, die solch ein fliegender Stein ausübt, kaum abgeschält, und der Hauptkör per 1a der Trittbrett-Zierleiste wird kaum beschädigt. Die Trittbrett-Zierleiste wird somit gegen Abplatzen beständig ge macht. Dies hat zur Folge, daß die Verschlechterung der Quali tät des Aussehens der Trittbrett-Zierleiste 1 durch Aufschlag von sich schädigend auswirkenden Gegenständen wie z. B. durch Zusammenstoß mit fliegenden Steinen geringer ist.

Um die vorstehend beschriebene Beständigkeit gegen Abplatzen zu bestätigen, wurden die Art der faserförmigen Stücke 3', die der Grundierschicht 2 zugesetzt wurden, und ihre Menge folgenderma ßen verändert. Als faserförmige Stücke 3' wurden jeweils Stein wolle [LAPINUS ROCKFIL® RF4103, hergestellt durch LAPINUS; Faserdurchmesser: 5 bis 10 µm, Faserlänge: 20 bis 170 µm], Kohlenstoff-Fasern [M-101S®, hergestellt durch Kureha Chemical Industry Co. Ltd.; Faserdurchmesser: 14,5 µm, Faserlänge: 130 µm], Kohlenstoff-Fasern [M-1009 F®, hergestellt durch Kureha Chemical Industry Co., Ltd.; Faserdurchmesser: 14,5 µm, Faserlänge: 70 µm] und Cellu losefasern [AVICEL® PH-M15, hergestellt durch Asahi Chemical Industry Co.; Faserdurchmesser: 15 µm) verwen det. Der Faserdurchmesser und die Faserlänge der faserförmigen Stücke 3' betragen unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitungsfä higkeit und der Sicherstellung der Qualität des Aussehens vor zugsweise 1 bis 20 µm bzw. 10 bis 200 µm. Es wurden die folgen den sieben Anteile der faserförmigen Stücke 3' (bezogen auf die Masse des Harzbestandteils, der das Grundiermittel bildete) ge prüft: 0 Masse%, 2 Masse%, 5 Masse%, 10 Masse%, 20 Masse%, 40 Masse% und 60 Masse%.

Eine Zusammenstoßprüfung unter Verwendung von fliegenden Stei nen wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ausführlich be schrieben durchgeführt.

Die erhaltenen Meßergebnisse sind in Fig. 6 bis 11 gezeigt. In jeder dieser Figuren zeigt die Linie aus abwechselnden kurzen und langen Strichen die Gesamtfläche S (mm²) zertrümmerter An teile des Überzuges für den Fall, daß keine (0 Masse%) faser förmigen Stücke 3' zugesetzt wurden.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, ist die Gesamtfläche (mm²) des Überzuges, die zertrümmert wurde, sowohl bei dem Auf treffwinkel von 90° als auch bei dem Auftreffwinkel von 20° um so kleiner, je höher der Anteil der zugesetzten faserförmigen Stücke ist, wenn der zugesetzte Anteil 5 Masse% oder mehr, be zogen auf die Masse des Harzbestandteils des Grundiermittels, betrug.

Bei der Trittbrett-Zierleiste 1 der vorliegenden Ausgestaltung der Erfindung werden die faserförmigen Stücke 3' der Grundier schicht 2 in einem Anteil von nicht mehr als 60 Masse% und nicht weniger als 5 Masse%, bezogen auf die Masse des Harzbe standteils, der die Grundierschicht bildet, zugesetzt, und folglich erfährt der Überzug auch in dem Fall nur eine geringe Beschädigung wie z. B. eine Abschälung, daß ein fliegender Ge genstand wie z. B. ein Stein mit der Trittbrett-Zierleiste 1 zu sammenstößt. Eine Beschädigung des Hauptkörpers 1a der Tritt brett-Zierleiste kann somit vermindert werden.

In dem vorstehenden Beispiel wurden zwar jeweils Steinwolle, Kohlenstoff-Fasern oder Cellulosefasern verwendet, jedoch kön nen auch Fasern wie z. B. Polyamidfasern, Aramidfasern oder Polyvinylalkoholfasern verwendet werden. Ferner bestand zwar die Zwischenschicht in dem vorstehenden Beispiel aus einer Schicht, d. h. der Grundierschicht 2, jedoch kann die Zwischen schicht im Rahmen der Erfindung aus mehr als einer Schicht be stehen.

Beispiel 3

In einen Reaktionsbehälter wurden 80 Teile Toluol, 20 Teile Isobutanol, 6 Teile Dimethylaminoethylmethacrylat, 40 Teile Me thylmethacrylat, 20 Teile Styrol, 20 Teile Butylacrylat, 20 Teile Butylmethacrylat, 14 Teile n-Butylmethacrylat, 1 Teil n- Dodecylmercaptan und 1 Teil Azobisisobutyronitril eingefüllt. Sie wurden 2 h lang bei 80°C gerührt. Dann wurden 0,2 Teile Azobisisobutyronitril 5mal in Abständen von 2 h zugesetzt, und die Polymerisation wurde in 16 h beendet. Auf diese Weise wurde eine Acrylcopolymerharz-Lösung für die Erzielung eines starren bzw. harten Produkts mit einer Glasumwandlungstemperatur (Tg) von 70°C hergestellt.

100 Teilen des Acrylcopolymers wurden unter Rühren mittels eines Lösebehälters bzw. -geräts 20 Teile Steinwolle (LAPINUS ROCKFIL® RF4103, hergestellt durch LAPINUS) und 1,0 Teile eines auch zur Verbesserung der Ausrichtung dienenden Suspendiermit tels (DISPARLON® 6900-20X, hergestellt durch Kusumoto Chemical Ltd.) zugesetzt, um eine Flüssigkeit A herzustellen.

Andererseits wurden 100 Teile eines chlorierten Polyolefinhar zes (HARDLEN® 15L, hergestellt durch Toyokasei Kogyo Co., Ltd.), 10 Teile einer Epoxyverbindung (DENACOL® Ex412, hergestellt durch Nagase Co., Ltd.) und 100 Teile Toluol zusammengerührt, um eine Flüssigkeit B herzustellen.

Die Flüssigkeit A und die Flüssigkeit B wurden in einem Masse verhältnis von 2 : 1 gemischt, und 4 Teile Toluol, 40 Teile Xy lol und 20 Teile Cyclohexan wurden zugesetzt, um die Viskosität der resultierenden Mischung derart einzustellen, daß die mit tels eines Ford-Bechers Nr. 4 gemessene Zeit 13 bis 15 s be trug. Die auf diese Weise erhaltene Beschichtungsflüssigkeit wurde durch Aufspritzen auf einen PP-Verbundwerkstoff (PP-Harz/ Talk/EPDM-Harz) aufgebracht, durch 20minütiges Erhitzen bei 60 °C getrocknet und dann 10 bis 30 min lang bei Raumtemperatur (20°C) stehengelassen, um eine Grundierschicht mit einer Dicke von 25 µm zu bilden.

Dann wurde eine Deckschichtflüssigkeit (SOFLEX® 200, hergestellt durch Kansai Paint Co., Ltd.) auf die Grundierschicht aufgetra gen und getrocknet und 40 min lang einer Hitzebehandlung bzw. Härtung bei 85°C unterzogen, um eine Deckschicht mit einer Dicke von 40 µm zu bilden.

Das Haftvermögen des gesamten Überzuges an dem PP-Verbundwerk stoff, das durch eine Abschälprüfung und eine Schachbrett schnitt-Klebeband-Prüfung gemessen wurde, war zufriedenstel lend.

Der PP-Verbundwerkstoff, auf dem die Grundierschicht und die Deckschicht gebildet worden waren, wurde der nachstehend be schriebenen Abplatzprüfung unterzogen. Dabei wurde gefunden, daß die Gesamtfläche zertrümmerter Anteile der Oberfläche des Überzuges auf dem beschichteten PP-Verbundwerkstoff pro 10.000 mm² der Oberfläche des Überzuges 5 bis 10 mm² betrug.

Abplatzprüfung

Als fliegende Steine wurden 500 g Basaltschotter Nr. 6 (Größe: 4,8 bis 8,0 mm) verwendet. In einer Atmosphäre von -20°C wurde ein Probestück an einem mit fliegenden Steinen arbeitenden Zusammenstoßprüfgerät ("Gravelometer") angebracht, und die vor stehend erwähnten fliegenden Steine wurden unter einem Auf treffwinkel von 90° und mit einem Auftreffdruck von 0,4 MPa mit dem Probestück zusammenstoßen gelassen. Die Gesamtfläche zer trümmerter Anteile des Überzuges des Probestücks wurde gemes sen.

Beispiel 4

Eine Grundierschicht (Dicke: 25 µm) und eine Deckschicht (Dic ke: 40 µm) wurden auf einem PP-Verbundwerkstoff in derselben Weise wie in Beispiel 3 gebildet, wobei jedoch anstelle der 20 Teile Steinwolle 40 Teile Kohlenstoff-Fasern (M-1009F, herge stellt durch Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) verwendet wur den und die Menge des auch zur Verbesserung der Ausrichtung dienenden Suspendiermittels (DISPARLON® 6900-20X, hergestellt durch Kusumoto Chemicals Ltd.) zu 2,0 Teilen verändert wurde. Das Haftvermögen des gesamten Überzuges an dem PP-Verbundwerk stoff war zufriedenstellend.

Als Ergebnis der Abplatzprüfung wurde gefunden, daß die Gesamt fläche zertrümmerter Anteile der Oberfläche des Überzuges pro 10.000 mm² der Oberfläche des Überzuges 5 bis 10 mm² betrug.

Beispiel 5

Eine Grundierschicht (Dicke: 25 µm) und eine Deckschicht (Dic ke: 40 µm) wurden auf einem PP-Verbundwerkstoff in derselben Weise wie in Beispiel 4 gebildet, wobei jedoch anstelle der 40 Teile Kohlenstoff-Fasern eine Dispersion von 10 Teilen Cellulo sefasern (AVICEL® PH-M15, hergestellt durch Asahi Chemical Indu stry Co.) in 10 Teilen Xylol verwendet wurde und die Menge des auch zur Verbesserung der Ausrichtung dienenden Suspendiermit tels (DISPARLON® 6900-20X, hergestellt durch Kusumoto Chemicals Ltd.) zu 0,5 Teilen verändert wurde. Das Haftvermögen des ge samten Überzuges an dem PP-Verbundwerkstoff war zufriedenstel lend.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Grundierschicht (Dicke: 25 µm) und eine Deckschicht (Dic ke: 40 µm) wurden auf einem PP-Verbundwerkstoff in derselben Weise wie in Beispiel 3 gebildet, wobei jedoch anstelle der 20 Teile Steinwolle 50 Teile Titanoxid mit einem Teilchendurchmes ser von 0,15 bis 0,4 µm verwendet wurden. Das Haftvermögen des gesamten Überzuges an dem PP-Verbundwerkstoff war zufrieden stellend.

Als Ergebnis der Abplatzprüfung wurde gefunden, daß die Gesamt fläche zertrümmerter Anteile der Oberfläche des Überzuges pro 10.000 mm² der Oberfläche des Überzuges 20 bis 25 mm² betrug.

Die Japanischen Patentanmeldungen 4-109487, 4-109488, 4-109489, 4-134438 und 4-134439 sind durch ihre Erwähnung zur Gänze in die Beschreibung einbezogen.

Claims

1. Beschichtetes Harz-Formteil, gekennzeichnet durch einen Hauptkörper aus einem Harz-Formwerkstoff, eine Zwischenschicht, die einen Harzbestandteil und kugelförmige Stücke umfaßt und auf der Oberfläche des Hauptkörpers gebildet ist, und eine Deckschicht, die auf der äußersten Oberfläche der Zwischenschicht gebildet ist.

2. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Stücke in einer Menge von 60 Masse% bis 5 Masse%, bezogen auf die Masse des Harzbestandteils, zugesetzt sind.

3. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchendurchmesser der kugelförmigen Stücke im Bereich von 40 µm bis 1 µm liegt.

4. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Stücke aus mindestens einem Material hergestellt sind, das aus Polyurethanharzen, Acrylharzen, Benzoguanaminharzen, Polyamiden, Polyestern, Vinylharzen, Siliciumdioxid und Glas ausgewählt ist.

5. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein Beschichtungsmaterial auf Polyurethan- oder Epoxybasis umfaßt.

6. Beschichtetes Harz-Formteil, gekennzeichnet durch einen Hauptkörper aus einem Harz-Formwerkstoff, eine Zwischenschicht, die einen Harzbestandteil und faserförmige Stücke umfaßt und auf der Oberfläche des Hauptkörpers gebildet ist, und eine Deckschicht, die auf der äußersten Oberfläche der Zwischenschicht gebildet ist, mit der Maßgabe, daß die Deckschicht keine faserförmigen Stücke enthält.

7. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die faserförmigen Stücke in einer Menge von 60 Masse% bis 5 Masse%, bezogen auf die Masse des Harzbestandteils, zugesetzt sind.

8. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der faserförmigen Stücke im Bereich von 25 µm bis 0,1 µm und die Faserlänge im Bereich von 5 µm bis 1 µm liegt.

9. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die faserförmigen Stücke aus Kohlenstoff-Fasern, Steinwolle, Cellulosefasern, Glasfasern, Calciumsulfat-Whiskern, Kaliumtitanat-Whiskern, faserförmigen Magnesiumverbindungen, Wollastonit, Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polyvinylalkohlfasern und Aramidfasern ausgewählt sind.

10. Beschichtetes Harz-Formteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein Beschichtungsmaterial auf Polyurethan- oder Epoxybasis umfaßt.