專利名稱：尤其可用于生產機動車底板的塑料，以及使用這樣一種材料生產的機動車底板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及尤其可用于生產機動車底板的塑料，還涉及使用這樣一種材料生產的機動車底板。
人們已經(jīng)知道用SMC(屏蔽模塑配混料)，即與增強纖維(例如玻璃纖維)混合的熱固性塑料生產的車輛底板。
特別地，這種材料于是用于生產后底板，它包括備用輪胎外罩，并留有用于加燃料管的通道，該通道將加油口與燃料箱連接起來。
至今這樣一種底板被認為具有足夠的強度，能夠承受后部撞擊而不會對其鄰近環(huán)境造成嚴重損壞，特別是前面提到的加燃料管。
然而，經(jīng)常地對材料的安全性提出新的要求，需要一種在車輛后部受到撞擊的情況下還能達到較好保證的底板。更確切地，有利的是能夠提供一種底板，當車輛后部因撞擊而被壓壞時，這種底板變形而不會過分損壞將其保持在支撐件上的這些固定件，從而使它依然留在外罩內，不會斷裂形成尖銳的邊緣，這兩個標準意味著該加燃料管不會被縮小，也不會切斷加燃料管。
圖2表示采用現(xiàn)有技術使用SMC制成的底板10在汽車后部被撞擊后，例如以80公里/小時的速度撞擊后的狀況。可以看出，這種底板在某些位置(斷裂11表示的位置)有斷裂，形成尖銳的邊緣15。
另外，還要求車輛底板能阻止火焰蔓延到車廂里，甚至因被撞擊而受到損壞時也應如此。為此，該底板不應該有能讓這些火焰通過的開口或裂縫。
由圖2可以看出斷裂11能夠讓撞擊后產生的火焰通過。
圖4和5按照埋入塑料14中的纖維13比例表示了構成這種底板的材料的示意性剖面。
在圖4中，該材料在撞擊前是完整的，而在圖5中，該材料在撞擊之后出現(xiàn)了斷裂11。
另外，人們知道用增強纖維織物增強的熱塑性材料。這些材料中的每種材料因纖維織物使它們具有良好的機械穩(wěn)定性而既定地顯現(xiàn)為生產零件的良好候選者，這些零件能承受嚴重變形而不會斷裂，然而，經(jīng)驗表明，不是這樣一種情況，因為由汽車后部撞擊引起的底板變形會導致底板破裂，而由于這種破裂能使火焰蔓延到車廂而令人無法接受。
基于本發(fā)明的發(fā)明人試圖表征一種新材料，它能滿足前面指出的目標，而不需要為底板設計新的幾何形狀。
因此，本發(fā)明的目的是提出一種保持其剛性性能的塑料，這種剛性性能對于其用作底板組成材料是必需的，同時該復合材料能更加適合于變形而不會斷裂，例如接近薄鋼板的性能。
這種材料由塑料和埋入該塑料中的增強纖維織物組成，其特征在于選擇這些織物纖維和這種塑料，以便當該材料休息時，這些纖維與該塑料連接在一起，并且從該材料的某個應力水平起，這些纖維就與該塑料分開一定長度而不會斷裂。
出乎意料地，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了，為了使這種材料不易斷，但依然像以前一樣剛硬，使用增強纖維織物來增強其材料是不夠的。
相反地，待克服的困難在于獲得一種具有先天矛盾性能的材料，即具有良好剛性又具有在一定應力下折疊性能的材料。
經(jīng)過大量實驗，本發(fā)明人最終經(jīng)驗地確定了這種特征，它能夠使該材料達到期望而明顯矛盾的性能。在材料的強應力的情況下，這些增強織物纖維應該能夠伸長，以保持其材料整體性，沒有這些局部應力，這些應力因此作用在纖維上沒有導致它們斷裂。
因此，使得在材料局部強應力的情況下，在應力區(qū)兩側從塑料釋放出長度不可忽略不計的纖維，該纖維可以沿著這個如此釋放的長度伸長，并且與材料受到的變形相符合。
換句話說，本發(fā)明涉及釋放這些纖維，以便降低其伸長率，從而避免它們斷裂。
因此，通過選擇這種塑料和這些增強纖維得到本發(fā)明的材料，首先，把這些纖維埋到該塑料中，并使它們牢固地連接起來，以保證該材料的機械強度，直到一定的應力水平，其次，產生特別大的局部應力時，這些纖維與該塑料分離，并能夠伸長。纖維的分離也稱之“層離”。
根據(jù)本發(fā)明的另外的有利特征，這些特征可以單獨或組合使用·該織物纖維是進行涂膠處理的纖維；
·該織物纖維在生產中通過壓延被埋入該塑料中；·除纖維織物外，該材料還含有埋入塑料中的切短纖維；·該材料含有附加產品，例如染料、固化劑、催化劑或抑制劑；·這些纖維選自玻璃纖維、有機纖維或金屬纖維；·該塑料是一種熱固性塑料，例如聚酯；·該塑料是一種熱塑性塑料，例如聚丙烯；·織物克數(shù)是200-800克/米2；以及·該材料含有25％-33％纖維和33％-49％塑料。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種機動車底板，其特征在于它是以本發(fā)明的材料制成的。
任選地，本發(fā)明的機動車底板包括只是在撞擊中會受到應力的區(qū)域含有本發(fā)明的材料。
通過閱讀下面僅僅作為實施例所作的說明，并參看附圖將能更好地理解本發(fā)明，其中·
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式，用一種材料制成的機動車底板的前視圖；·已經(jīng)描述的圖2與圖1類似，是現(xiàn)有技術的機動車底板在撞擊后產生變形的圖；·圖3與圖2類似，是圖1的底板在撞擊后產生變形的圖，；·已經(jīng)描述的圖4是圖解表示包括埋入塑料中的纖維的材料剖面示意圖；·已經(jīng)描述的圖5與圖4類似，是現(xiàn)有技術材料在撞擊后的圖；·圖6與圖5類似，是根據(jù)本發(fā)明的實施方式生產的材料在撞擊后產生變形的圖；·圖7是圖5的現(xiàn)有技術材料受到?jīng)_孔撞擊后的前視圖；·圖8與圖7類似，是圖6的材料受到?jīng)_孔撞擊后的圖。
圖1表示機動車底板，用總標號10表示。
底板10具有適合于安裝在機動車后部的形狀，特別包括備用輪的外罩12。
為了獲得具有良好抗沖擊性能的底板，底板10是按照本發(fā)明的實施方式用一種材料制成的，即其中這些織物的纖維和該塑料經(jīng)過選擇的一種材料，這種選擇是為了這種材料休息時，這些纖維與該塑料連接起來，而從該材料的一定應力水平起，這些纖維與該塑料會分開一定長度而又不斷裂。
如圖6所示，在纖維13的范圍內觀察到在應力區(qū)纖維13從塑料中釋放出長度e，結果該纖維能夠局部被伸長，并且變形而不斷裂。
這些增強纖維13被布置在纖維織物中，該纖維織物埋入塑料14中。
因此，車輛后部受到撞擊時，用這種材料制成的底板10會變形而不會斷裂，因為纖維13不會斷裂，使塑料14保持粘附在應力區(qū)域周圍。
圖3表示了本發(fā)明底板10在撞擊，例如80km/h撞擊后的變形實例。應指出，它沒有斷裂而產生尖銳的邊緣，但它只是有一些沒有斷裂的變形區(qū)。
還應指出，這種底板10出現(xiàn)變形而沒有嚴重損壞將它保持在支撐件17上的固定件16。
為了得到具有這些性能的材料，這些織物的纖維13優(yōu)選地選自玻璃纖維、有機纖維或金屬纖維，對它們進行了涂膠處理。然后，通過壓延將一般克數(shù)為200-800g/m2(優(yōu)選地546g/m2)的纖維織物13埋入該塑料中。塑料14可以是熱塑性材料，例如像聚丙烯，或熱固性材料，例如像聚酯。
一般而言，該材料含有10％-50％(優(yōu)選地29％)纖維和10％-50％(優(yōu)選地41％)塑料。
任選地，除了纖維織物外，該材料還含有補充的切短纖維，并埋入該塑料中。這些補充纖維具有增強材料的效果。
通常，該材料含有附加產品，例如染料或用于設計該材料的產品，例如固化劑和催化劑或抑制劑。如果必要，該材料含有16％以下，優(yōu)選地8％以下的這些附加產品。
該材料還可以含有0-60％，優(yōu)選地22％無機填料。
參看圖7和圖8，對現(xiàn)有技術的材料(圖7)與根據(jù)本發(fā)明實施方式的材料(圖8)在受到?jīng)_孔后的性能進行了比較。
可以看到，在對應于撞擊的區(qū)域18，現(xiàn)有技術材料斷裂了(見圖7)。事實上，全部撞擊能量都集中到這個不寬的區(qū)域18，這樣導致該材料破裂。因此，這種材料無法滿足對機動車底板負載技術規(guī)范的要求，因為它允許火焰從這些斷裂區(qū)通過。
相比之下，使用本發(fā)明實施方式的材料，撞擊的能量傳播到更大的區(qū)域20上(見圖8)。事實上，撞擊后，在區(qū)域20上纖維13從塑料中釋放出來，因此可能變形，更恰當?shù)卣f與塑料14同時斷裂。所以，該材料沒有斷裂區(qū)，更適用于設計機動車底板10。
應該指出，由于經(jīng)濟的原因，底板10可以僅僅在當受到撞擊時受到最大應力的部位具有本發(fā)明的材料。底板10的其余部分在這種情況下具有通常的材料。
當然，本發(fā)明不限于前面描述的具體實施方法。特別地，本發(fā)明的材料可用于設計其它機動車構件，這些構件應該滿足與前面描述的機動車底板的等效負載技術規(guī)范。
權利要求
1.由塑料(14)和埋入塑料(14)中的增強纖維(13)的織物構成的材料，其特征在于選擇這些織物的纖維(13)和這種塑料(14)，以便當該材料休息時，這些纖維(13)與這種塑料(14)連接在一起，其特征還在于從該材料的某個應力水平起，這些纖維(13)就與這種塑料(14)分開一定長度而不會斷裂。
2.根據(jù)權利要求1所述的材料，其中織物(14)的纖維(13)是經(jīng)過涂膠處理的纖維。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的材料，其特征在于該纖維(13)的織物在生產時通過壓延被埋入塑料(14)中。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項權利要求所述的材料，其特征在于除了纖維的織物外，該材料還含有埋入該塑料中的切短纖維。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項權利要求所述的材料，其特征在于它含有附加產品，例如染料、固化劑、催化劑或抑制劑。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項權利要求所述的材料，其特征在于所述纖維(13)選自玻璃纖維、有機纖維或金屬纖維。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項權利要求所述的材料，其特征在于所述塑料(14)是一種熱固性塑料，例如聚酯。
8.根據(jù)權利要求1-6中任一項權利要求所述的材料，其特征在于所述塑料(14)是一種熱塑性塑料，例如聚丙烯。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項權利要求所述的材料，其特征在于所述織物的克數(shù)是200-800g/m2。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項權利要求所述的材料，其特征在于它含有10％-50％纖維和10％-50％塑料。
11.一種機動車底板(10)，其特征在于它是由根據(jù)權利要求1-10中任一項權利要求所述的材料制成的。
12.根據(jù)權利要求11所述的機動車底盤(10)，其特征在于它僅僅在撞擊時會受到應力的部位含有根據(jù)權利要求1-10中任一項權利要求所述的材料。
全文摘要
這種材料由塑料(14)和埋入塑料(14)中的增強纖維(14)的織物構成。選擇這些織物的纖維(13)和這種塑料(14)，以便當該材料休息時，這些纖維(13)與該塑料(14)連接在一起，并且從該材料的某個應力水平起，這些纖維(13)就與該塑料(14)分開一定長度而不會斷裂。本發(fā)明還涉及以這種材料制成的機動車底板。
文檔編號B62D21/15GK101052515SQ200580037834
公開日2007年10月10日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權日2004年9月2日
發(fā)明者P·帕里特, P·博斯格 申請人:英諾普拉斯特公司