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Dokumentenidentifikation DE69507784T2 01.07.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0717072
Titel Mit Xonotlit verstärkte organische Polymerzusammensetzung
Anmelder Ube Industries, Ltd., Ube, Yamaguchi, JP
Erfinder Tanaka, Hideho, c/o Polymer Lab. Corp. Research &, Ube-shi, Yamaguchi, JP;
Asano, Yukihiko, c/o Polymer Lab. Corp. Research &, Ube-shi, Yamaguchi, JP;
Watanabe, Kunio, c/o Polymer Lab. Corp. Research &, Ube-shi, Yamaguchi, JP;
Uchimura, Hisataka, c/o Polymer Lab. Corp. Res. &, Ube-shi, Yamaguchi, JP
Vertreter Barz, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80803 München
DE-Aktenzeichen 69507784
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 03.08.1995
EP-Aktenzeichen 953054376
EP-Offenlegungsdatum 19.06.1996
EP date of grant 10.02.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.1999
IPC-Hauptklasse C08K 7/10

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine mit einem anorganischen faserförmigen Füllstoff verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung. Aus der Zusammensetzung erhaltene Formkörper sind leicht, haben eine hohe Festigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe Wärmebeständigkeit und besitzen eine ausgezeichnete Oberflächenglätte. Die Zusammensetzung eignet sich daher als Formmaterial für Automobilteile, elektrische und elektronische Teile, Bestandteile von Tiefbauausrüstungen und Bestandteile von Präzisionsmaschinen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Einführung von nicht faserförmigen Füllstoffen mit Teilchen- oder Plattenform in organische Polymere zur Verbesserung von deren Eigenschaften ist allgemein bekannt. Beispielsweise ist die Zugabe eines nicht faserförmigen Füllstoffes zu thermoplastischen Harzen zur Verringerung des Formschrumpfens vorgeschlagen worden, z. B. in JP-A-3-52953 und JP-A-4-361027 (der Ausdruck "JP-A" bedeutet hier eine "ungeprüfte offengelegte japanische Patentanmeldung"). Es ist jedoch ebenfalls gut bekannt, daß dieses Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften oder der thermischen Eigenschaften nicht so wirksam ist.

Die Einführung von faserförmigen Füllstoffen oder verstärkenden Fasern zusätzlich zu den nicht faserförmigen Füllstoffen, das sogenannte Hybridisieren von Füllstoffen, ist als Ansatz zur Lösung des obigen Problems z. B. in JP-A-60-63255 und JP-A-62- 218445 vorgeschlagen worden. Zu diesem Zweck ist die Verwendung von faserförmigem Xonotlit als faserförmigem Füllstoff versucht worden (wie beispielsweise in JP-A-2-88642 offenbart).

Das Verschneiden eines Modifikators, beispielsweise eines Kautschuks, eines thermoplastischen Elastomers oder eines Kautschuk-modifizierten thermoplastischen Harzes, ist als Verfahren zur Verbesserung der Schlagfestigkeit von thermoplastischen Harzen bekannt (wie beispielsweise in JP-A-56-118456, JP-A-61-192752 und JP-A-62-68851 offenbart). Es ist jedoch auch bekannt, daß dieses Verfahren eine Verringerung der Festigkeit, des Elastizitätsmoduls und der Wärmebeständigkeit zur Folge hat.

Zur Beseitigung des obigen Problems ist vorgeschlagen worden, verstärkende Fasern, faserförmige Füllstoffe oder teilchenförmige oder plattenförmige, nicht faserförmige Füllstoffe zusätzlich zu dem oben erwähnten Modifikator einzuführen. Das Verfahren unter Verwendung von verstärkenden Fasern (wie beispielsweise in JP-A- 62-12745 offenbart) verbessert zwar wirksam die mechanischen Eigenschaften, beispielsweise die Festigkeit oder den Elastizitätsmodul, und die Wärmebeständigkeit, jedoch haben die sich ergebenden Formkörper ein schlechtes Aussehen oder sind anisotrop. Ferner ergibt das Verfahren unter Verwendung von teilchenförmigen oder plattenförmigen, nicht faserförmigen Füllstoffen (wie z. B. in JP-A-2-255761 offenbart) keine ausreichende Verbesserung der oben erwähnten Eigenschaften, hat aber kaum ein schlechtes Aussehen oder Anisotropie zur Folge.

Daher ist die kombinierte Verwendung von nicht faserförmigen Füllstoffen und faserförmigen Füllstoffen (Hybridisierung von Füllstoffen) (wie z. B. in JP-A-4-318064 offenbart) oder eine kombinierte Verwendung von faserförmigen Füllstoffen und verstärkenden Fasern, beispielsweise Glasfasern und Kohlefasern (wie z. B. in JP-A- 4-288341 offenbart), versucht worden. Unter den faserförmigen Füllstoffen, die sich für diesen Zweck eignen, findet sich faserförmiger Xonotlit (wie z. B. in JP-A-61- 69848 und JP-A-3-45652 offenbart).

Der oben erwähnte faserförmige Xonotlit ist als Verstärkung für Harze und Kautschuke gut bekannt (wie z. B. in JP-A-48-19498, JP-A-50-52145, JP-A-53-30499 und JP-A-53-33245 offenbart).

Herkömmlicher faserförmiger Xonotlit ist jedoch in einer Matrix schlecht dispergierbar, da er leicht agglomeriert, und wird außerdem durch eine Matrixbildende organische polymere Substanz unzureichend benetzt. Dies hat zur Folge, daß das sich ergebende Kompositmaterial nicht die erwünschten physikalischen Eigenschaften zeigt.

Zum Zwecke der Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von faserförmigem Xonotlit ist die Oberflächenbehandlung mit einem Haftvermittler usw. versucht worden (wie z. B. in JP-A-50-158647, JP-A-50-158648, JP-A-51-7055 und JP-A-4- 108855 offenbart), wobei aber bisher keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt wurden.

JP-A-2-284940 offenbart eine flammhemmende Harz-Zusammensetzung, die Polypropylen, Glasfasern, faserförmiges Magnesiumhydroxid und/oder faserförmigen Xonotlit und ein Säuremodifiziertes Polyolefin in einem speziellen Mischungsverhältnis enthält, wobei der faserförmige Xonotlit einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,1 bis 3 um und ein Höhe-Breite-Verhältnis von 10 bis 200 hat.

In JP-A-2-284940 findet jedoch die Haftung zwischen dem faserförmigen Xonotlit und dem Matrixharz, welche die Verstärkungswirkungen des faserförmigen Xonotlits beeinflußt, keine Berücksichtigung. Mit dieser Technik ist das Problem verbunden, daß wenn ein mikrokristalliner faserförmiger Xonotlit mit einem kleinen durchschnittlichen Faserdurchmesser oder einer geringen durchschnittlichen Faserlänge oder einem kleinen durchschnittlichen Faserdurchmesser mit einer geringen durchschnittlichen Faserlänge verwendet wird, der faserförmige Xonotlit nicht nur stark zur Agglomeration neigt, sondern auch stark voluminös ist, so daß er schwierig als Verstärkung für Harze verwendet werden kann.

Zur Lösung des obigen Problems haben die Erfinder der Erfindung schon früher ein spezielles Calciumsilicathydrat (d. h. faserförmigen Xonotlit) und ein Verfahren zu dessen Herstellung z. B. in JP-A-6-128412 offenbart, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der verwendete faserförmige Xonotlit eine spezifische BET-Oberfläche von nicht weniger als 21 m²/g hat, die durch Stickstoffadsorption bestimmt wird, und einer Oberflächenbehandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel und/oder einem Haftvermittler unterzogen und zu Granalien geformt wird. Der offenbarte faserförmige Xonotlit eignet sich zur Verwendung als Verstärkung für verschiedene Harze und Formkörper daraus..

Gemäß JP-A-6-128412 hat der faserförmige Xonotlit wegen der spezifischen BET- Oberfläche von nicht weniger als 21 m²/g, die durch Stickstoffadsorption bestimmt wird, eine starke Haftung an einem Matrixharz, so daß er eine hohe Verstärkungswirkung auf ein Matrixharz selbst dann ausübt, wenn er wie in JP-A-2-284940, supra, mikrokristallin ist. Da er ferner mit einem grenzflächenaktiven Mittel und/oder einem Haftvermittler behandelt worden ist und eine granuläre Form hat, ist er weniger voluminös und hochfluid und daher leicht zusammen mit einem Harz zu kneten. Diese Technik stellt somit eine Verbesserung im Vergleich zu herkömmlichen Techniken dar. Die Form des faserförmigen Xonotlits hat jedoch immer noch keine besondere Berücksichtigung gefunden, so daß die folgenden Probleme immer noch ungelöst sind. Wenn faserförmiger Xonotlit mit einem kleinen durchschnittlichen Faserdurchmesser oder einer großen durchschnittlichen Faserlänge verwendet wird, können die Fasern, wenn die Knetkraft schwach ist, nicht ausreichend in dem Harz dispergiert werden, und wenn die Knetkraft stark ist, werden die Fasern leicht zerbrochen. Wenn faserförmiger Xonotlit mit einem großen durchschnittlichen Faserdurchmesser oder einer kurzen durchschnittlichen Faserlänge verwendet wird, sind die Verstärkungswirkungen, d. h. die die mechanische Festigkeit verbessernden Wirkungen, nicht ausreichend.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verbundmaterials aus faserförmigem Xonotlit/organischem Polymer, in dem der faserförmige Xonotlit mit dem organischen Polymer deutlich besser benetzt wird, so daß das Verbundmaterial bei weitem ausgezeichnetere physikalische Eigenschaften als herkömmliche Materialien hat.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer thermoplastischen Harz-Zusammensetzung, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, hohe Wärmebeständigkeit und einen geringen Formschwund hat, was mit einer herkömmlichen thermoplastischen Harz-Zusammensetzung nicht erreichbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer thermoplastischen Harz-Zusammensetzung, die hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, der Wärmebeständigkeit und der Schlagfestigkeit ausgezeichnet ausgewogen ist und eine geringe Anisotropie aufweist, was mit einer herkömmlichen thermoplastischen Harz-Zusammensetzung nicht erreichbar ist.

Weitere Aufgaben und Wirkungen der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung klar.

Die Emder haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt und im Ergebnis gefunden, daß die obigen Aufgaben der Erfindung durch Verwendung von faserförmigem Xonotlit mit speziellen Eigenschaften, d. h. faserförmigem Xonotlit mit einer speziellen Form hinsichtlich des durchschnittlichen Durchmessers, der durchschnittlichen Länge und des Höhe-Breite-Verhältnisses und mit einer speziellen Oberfläche, der einer Oberflächenbehandlung unterzogen und zu Granalien geformt worden ist, als Verstärkung für organische Polymere gelöst werden können.

Die Erfinder haben ferner gefunden, daß eine thermoplastische Harz-Zusammensetzung mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften (Festigkeit und Elastizitätsmodul), hoher Wärmebeständigkeit und geringem Formschrumpf erhältlich ist, indem ein thermoplastisches Harz als Matrixharz mit faserförmigem Xonotlit mit speziellen Eigenschaften und daher ausgezeichneter Benetzbarkeit durch das Matrixharz und Dispergierbarkeit in dem Matrixharz und ein nicht faser förmiger Füllstoff und/oder Verstärkungsfasern in einem speziellen Verhältnis vermischt werden.

Sie haben ferner gefunden, daß eine thermoplastische Harz-Zusammensetzung, die hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften (Festigkeit und Elastizitätsmodul), der Wärmebeständigkeit und der Schlagfestigkeit ausgezeichnet ausgewogen ist und eine geringe Anisotropie aufweist, erhältlich ist, indem ein thermoplastisches Harz als Matrixharz mit faserförmigem Xonotlit mit speziellen Eigenschaften und daher ausgezeichneter Benetzbarkeit durch das Matrixharz und Dispergierbarkeit in dem Matrixharz, ein nicht faserförmiger Füllstoff oder Verstärkungsfasern und Kautschuk, ein thermoplastisches Elastomer oder ein Kautschukmodifiziertes thermoplastisches Harz in einem speziellen Verhältnis vermischt werden.

Die Erfindung beruht auf diesen Ergebnissen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine mit Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung, die durch Vermischen eines organischen Polymers (A) mit faserförmigem Xonotlit (B) erhalten wird, wobei der faserförmige Xonotlit

(1) die Bedingungen (a), (b) und (c) erfüllt:

(a) 0,1 um ≤ D ≤ 0,4 um

(b) 1 um ≤ L ≤ 5 um

(c)10 ≤ L/D ≤ 15

wobei D und L den durchschnittlichen Faserdurchmesser bzw. die durchschnittliche Faserlänge des faserförmigen Xonotlits (B) bedeuten,

(2) eine spezifische BET-Oberfläche von nicht weniger als 21 m²/g hat, die durch Stickstoffadsorption bestimmt wird,

(3) an der Oberfläche mit einem grenzflächenaktiven Mittel und/oder einem Haftvermittler behandelt worden ist und

(4) zu Granalien geformt worden ist.

Die Erfindung betrifft ferner in einer zweiten Ausführungsform eine mit Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung gemäß der obigen ersten Ausführungsform, wobei

die Zusammensetzung ferner einen nicht faserförmigen Füllstoff und/oder Verstärkungsfasern (C) aufweist,

das organische Polymer (A) ein thermoplastisches Harz (A1) enthält,

die Gesamtmenge der Komponenten (B) und (C) 5 bis 65 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A1), (B) und (C), beträgt und

die Gesamtmenge an Komponente (B) 5 bis 70 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (B) und (C), beträgt.

Die Erfindung betrifft ferner in einer dritten Ausführungsform eine mit Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach der obigen zweiten Ausführungsform, wobei

das organische Polymer (A) ein thermoplastisches Harz (A1) und mindestens ein Polymer (A2), das unter Kautschuk, thermoplastischen Elastomeren und Kautschukmodifizierten thermoplastischen Harzen ausgewählt ist, enthält,

die Gesamtmenge der Komponenten (B) und (C) 5 bis 65 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A1), (A2), (B) und (C), beträgt,

die Menge der Komponente (A2) 5 bis 70 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A1) und (A2), beträgt und

die Menge an Komponente (B) 5 bis 70 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (B) und (C), beträgt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der Ausdruck "faserförmiger Xonotlit" bezieht sich hier auf eine nadelförmige kristalline Substanz aus Xonotlit mit der folgenden Verhältnisformel: Ca&sub6;Si&sub6;O&sub1;&sub7;(OH)&sub2; und der chemischen Formel: 6CaO · 6SiO&sub2; · H&sub2;O.

Die spezifische Oberfläche des in der Erfindung zu verwendenden faserförmigen Xonotlits ist sehr wichtig und darf nicht weniger als 21 m²/g, vorzugsweise nicht weniger als 30 m²/g, was nach einem BET-Verfahren durch die Stickstoffadsorption (im folgenden das gleiche) bestimmt wird, betragen. Wenn die spezifische BET- Oberfläche weniger als 21 m²/g beträgt, lassen sich mit dem faserförmigen Xonotlit die Aufgaben der Erfindung nicht lösen, da dieser mit einem organischen Polymer schlecht zu benetzen ist. Es gibt einige Fälle, in denen der faserförmige Xonotlit, dessen spezifische Oberfläche oberhalb der unteren Grenze (21 m²/g oder mehr) liegt, aber weniger als 30 m²/g beträgt, durch ein organisches Polymer nur unzureichend benetzt wird und daher weniger dispergierbar ist und nur unzureichende Verstärkungswirkungen auf das Polymer ausübt.

Ferner ist es unerläßlich, daß der faserförmige Xonotlit sämtliche der folgenden Bedingungen hinsichtlich der durchschnittlichen Faserlänge (L), des durchschnittlichen Durchmessers (D) und des Höhe-Breite-Verhältnisses (L/D) erfüllt: (a) 0,1 um ≤ D ≤ 0,4 um, (b) 1 um ≤ L < 5 um und (c) 10 ≤ UD ≤ 15 um.

Faserförmiger Xonotlit, bei dem D kleiner als 0,1 um oder L größer als 5 um ist, neigt zum Zerbrechen, wenn er zu Granalien geformt oder mit den organischen Polymeren vermischt und geknetet wird. Faserförmiger Xonotlit, bei dem D mehr als 0,4 um oder L weniger als 1 um beträgt, ergibt in der Regel keine ausreichende Verbesserung der mechanischen Festigkeit von Verbundmaterialien.

Wenn das Höhe-Breite-Verhältnis L/D geringer als 10 ist, hat das sich ergebende Verbundmaterial in der Regel keine ausreichende mechanische Festigkeit. Wenn L?D mehr als 15 beträgt, hat der faserförmige Xonotlit eine zu hohe relative Schüttdichte, so daß bei der Herstellung eines Verbundmaterials das Kneten schwierig wird. Außerdem hat die Schmelze des Verbundmaterials eine verringerte Fluidität, so daß die extrudierten Stränge brechen und das Kneten instabil wird. Darüber hinaus haben die sich ergebenden Formkörper in der Regel eine beeinträchtigte Oberflächenglätte oder eine erhöhte Anisotropie.

Das Verfahren zur Herstellung des faserförmigen Xonotlits, der in der Erfindung verwendet werden soll, unterliegt zwar keinen besonderen Beschränkungen, jedoch wird vorzugsweise das in JP-A-6-128412 beschriebene Verfahren angewendet, das aus der hydrothermalen Reaktion eines kalkhaltigen Rohmaterials und eines Kieselsäure-haltigen Rohmaterials, die in einem speziellen Verhältnis vermischt werden, besteht.

Die kalkhaltigen Rohmaterialien umfassen Ätzkalk und Löschkalk. Solche mit einem geringen Gehalt an Verunreinigungen sind bevorzugt. Die Kieselsäure-haltigen Rohmaterialien umfassen zermahlenes Kieselsäure-haltiges Gestein, Kieselsäurehaltigen Sand oder Quarz, Kieselsäure, Kieselsäureanhydrid, Kieselgel und Diatomeenerde. Solche mit einem geringen Gehalt an Verunreinigungen, die auf eine Teilchengröße von nicht mehr als 10 um fein zerteilt sind, sind bevorzugt. Das Mischverhältnis des kalkhaltigen Rohmaterials und des Kieselsäure-haltigen Rohmaterials, ausgedrückt als das Ca/Si-Verhältnis, ist vorzugsweise leicht geringer als der theoretische Äquivalenzwert und liegt z. B. im Bereich von 0,8 bis 0,99. Die Menge des zuzumischenden Wassers beträgt im allgemeinen das 5- bis 40-fache, vorzugsweise das 8- bis 30-fache der Gesamtmenge an kalkhaltigem Rohmaterial und Kieselsäure-haltigem Rohmaterial.

Die hydrothermale Reaktion kann durchgeführt werden, indem das kalkhaltige Rohmaterial, das Kieselsäure-haltige Rohmaterial und Wasser in einem Autoklaven bei 180 bis 240ºC gewöhnlich 1 bis 8 Stunden gerührt werden. Die Reaktionstemperatur und -zeit sind wichtige Faktoren zum Erhalt des gewünschten faserförmigen Xonotlits. Wenn die Reaktionstemperatur und -zeit außerhalb des oben beschriebenen jeweiligen Bereiches liegen, können Fälle auftreten, in denen faserförmiger Xonotlit mit der oben spezifizierten speziellen Oberfläche nicht hergestellt werden kann.

Der sich ergebende faserförmige Xonotlit sollte einer Oberflächenbehandlung mit einem grenzflächenaktiven Mittel und/oder einem Haftvermittler (im folgenden gemeinsam als Oberflächenbehandlungsmittel bezeichnet) unterzogen werden, um die Verstärkungswirkungen weiter zu verbessern. Dies bedeutet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel zum Zwecke der Verbesserung der Affinität des faserförmigen Xonotlits für ein organisches Polymer, das eine Matrix wird, verwendet wird, wodurch die verstärkenden Wirkungen erhöht und die mechanische Festigkeit gesteigert wird.

Das grenzflächenaktive Mittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann ein beliebiges anionisches grenzflächenaktives Mittel, kationisches grenzflächenaktives Mittel, amphoteres grenzflächenaktives Mittel und nichtionisches grenzflächenaktives Mittel sein. Beispiele für die anionischen grenzflächenaktiven Mittel sind Alkylethersulfate, Dodecylbenzolsulfonate und Stearate. Beispiele für kationische grenzflächenaktive Mittel sind Tetradecylaminacetate und Alkyltrimethylammoniumchloride. Beispiele für amphotere grenzflächenaktive Mittel sind Dimethylalkyllaurylbetaine. Geeignete nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel sind beispielsweise Polyoxyethylenoctadecylamin und Polyoxyethylenlaurylether.

Beispiele für den Haftvermittler, der in der Erfindung verwendet werden kann, sind Silan-Haftvermittler, Titanat-Haftvermittler, Aluminium-Haftvermittler, Chrom-Haftvermittler und Bor-Haftvermittler.

Das Oberflächenbehandlungsmittel wird in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichts-%, vorzugsweise 0,5 bis 8 Gewichts-%, bezogen auf die Menge an faserförmigem Xonotlit auf Trockenbasis, zugegeben. Wenn die Zugabemenge geringer als 0,1 Gewichts-% ist, sind die Wirkungen unzureichend. Selbst wenn mehr als 10 Gewichts-% zugegeben werden, läßt sich keine weitere Verstärkung der Wirkungen erzielen.

Ohne Beschränkung darauf kann die Oberflächenbehandlung von faserförmigem Xonotlit folgendermaßen durchgeführt werden. Das oben erwähnte Oberflächenbehandlungsmittel wird zu einer Aufschlämmung von faserförmigem Xonotlit gegeben, und zwar entweder wie aus dem Autoklaven zur hydrothermalen Synthese entnommen oder nach der Verdünnung mit einer geeigneten Menge Wasser, worauf das Gemisch in einer geeigneten Vorrichtung gerührt wird. Überschüssiges Wasser wird mit einem Zentrifugaltrockner oder einer Filterpresse entfernt, um einen Kuchen aus faserförmigem Xonotlit zu sammeln.

Die Oberflächenbehandlung kann auch durchgeführt werden, indem der Kuchen aus faserförmigem Xonotlit, der aus der Aufschlämmung gesammelt wurde, einmal getrocknet und dann der getrocknete faserförmige Xonotlit mit dem in einer geringen Menge Wasser oder eines Lösungsmittels gelösten Oberflächenbehandlungsmittel behandelt wird, wobei jedoch dieses Verfahren aufgrund der komplizierten Durchführung nicht besonders geeignet ist und die sich durch das Oberflächenbehandlungsmittel ergebenden Wirkungen gering sind.

Ferner ist es unerläßlich, daß der in der Erfindung zu verwendende faserförmige Xonotlit eine granuläre Form hat, so daß das Durchmischen und Kneten mit einem organischen Polymer leichter ist.

Granulärer faserförmiger Xonotlit kann erhalten werden, indem der Kuchen aus faserförmigem Xonotolit, an dem ein Oberflächenbehandlungsmittel haftet, mit Hilfe eines Granulators zu Granalien mit einem Durchmesser von 1 bis 8 mm geformt und dann getrocknet wird. Wenn ein Haftvermittler als Oberflächenbehandlungsmittel verwendet worden ist, werden die getrockneten Granalien außerdem einer Wärmebehandlung unterzogen.

Der zu verwendende Granulator unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, und es kann ein beliebiger bekannter Granulator eingesetzt werden, beispielsweise ein vertikaler Rotationsgranulator, ein Trommelrotationsgranulator, ein Trogrotationsgranulator, ein Schneckenextrusionsgranulator und ein Walzenextrusionsgranulator. Die sich ergebenden Granalien haben vorzugsweise einen Durchmesser von 1 bis 8 mm. Andernfalls wird es schwierig, die Granalien mit einem organischen Polymer mit Hilfe eines Einzelschneckenextruders oder eines Doppelschneckenextruder zu kneten. Wenn dies der Fall ist, muß der faserförmige Xonotlit mit einer Walze oder einem Banbury-Mischer zum Durchführen des Knetens fortlaufend eingeführt werden, was eine starke Zerstörung der Fasern zu Folge hat, welche eine Abnahme der mechanischen Festigkeit zur Folge hätte.

Die Granalien können mit Hilfe eines bekannten Trockners, beispielsweise eines Trockners mit Luftinnenumlauf und eines Infrarot-beheizten Trockners, bei einer Temperatur von 100 bis 150ºC 20 bis 30 Stundenlang getrocknet werden, und zwar vorzugsweise so lange, bis der Wassergehalt auf 1 Gewichts-% oder weniger verringert ist. Die sich anschließende Wärmebehandlung, die durchgeführt wird, wenn ein Haftvermittler bei der Oberflächenbehandlung verwendet wird, wird vorzugsweise 20 bis 30 Stunden lang bei einer Temperatur von 100 bis 150ºC durchgeführt.

Der Kuchen aus dem oberflächenbehandelten faserförmigen Xonotlit kann einmal getrocknet werden und gegebenenfalls wärmebehandelt werden, worauf er in Granalien mit einem Teilchendurchmesser von etwa 5 mm zerbrochen wird, wobei aber dieses Verfahren nicht so bevorzugt ist, da es in der Regel Staub erzeugt und die sich ergebenden Granalien zur leichten Handhabung etwas zu voluminös sind.

Die organischen Polymeren, die in der Erfindung als Komponente (A) verwendet werden können, sind im allgemeinen gut bekannte organische Polymere, beispielsweise thermoplastische Harze, thermisch härtbare Harze, Kautschuk und Elastomere. Da der in der Erfindung verwendete und oben erwähnte faserförmige Xonotlit eine Zersetzungstemperatur von 680 bis 700ºC (in Luft) hat, können geeigneterweise sogar organische Polymere mit hohem Schmelzpunkt verwendet werden.

Beispiele für die thermoplastischen Harze als Komponente (A1) sind Polyolefinharze, Polystyrolharze, Polyamidharze, Polyesterharze, Polyetherharze, Polysulfonharze, Polyphenylensulfidharze, Polyimidharze und Fluorharze. Davon umfaßt sind auch Gemische aus zwei oder mehreren dieser thermoplastischen Harze, die Polyblends genannt werden, Copolymere, welche diese thermoplastische Harze bildenden Monomere aufweisen, und Polymer-Legierungen, welche diese themoplastischen Harze enthalten.

Konkrete Beispiele für die thermoplastischen Harze sind Polyolefinharze, beispielsweise Polyethylene mit verschiedenen Dichten und verschiedenen Molekulargewichten, lineares Polyethylen mit niedriger Dichte, Ethylen-Copolymere (z. B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und Ethylen-Propylen-Copolymer), Propylen-Homopolymere, Propylen-Copolymere (z. B. Ethylen-Propylen-Blockcopolymer), modifiziertes Polypropylen, Polybuten-1 und Poly-4-methylpenten-1, Polyvinylalkohol-Copolymere, Polystyrol, hochschlagfestes Polystyrol, ABS-Harze, Polyvinylchloridharze, Acrylnitril-Styrol-Harze, Maleinsäureanhydrid-Styrol-Harze, Polyamidharze, beispielsweise Polycaprolactam (Nylon 6), Polytetramethylenadipamid (Nylon 46), Polyhexamethylenadipamid (Nylon 66), Polyhexamethylensebacamid (Nylon 610), Polyhexamethylendodecanoamid (Nylon 612), Polyhexamethylenterephthalamid (Nylon 6T), Polyhexamethylenisophthalamid (Nylon 61), Polyundecanamid (Nylon 11), Polydodecanamid (Nylon 12), Nylon 6/66, Nylon 6/11, Nylon 6/12, Nylon 6/610, Nylon 6/612, Nylon 66/610, Nylon 6/66/610, Nylon 6/66/12, Nylon 6/6T, Nylon 6/61, Nylon 66/6T, Nylon 66/61, Nylon 6/11/6T, Nylon 6/12/6T, Nylon 66/11/6T, Nylon 66/12/6T, Nylon 11/6T/61 und Nylon 12/6T/61, Polyesterharze, z. B. Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat und andere aromatische Polyester; Polycarbonatharze, Polyacetalharze (einschließlich Homopolymerer und Copolymerer), Polyphenylenether, modifizierter Polyphenylenether, Polyetheretherketon, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyarylensulfidharze, Polyetherimid, thermoplastisches Polyimid, thermoplastisches Polyamidimid; Fluorharze, z. B. Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere, Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymere, Tetrafluorethylen-Perfiuoralkylvinylether-Copolymere, Polychlortrifluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Perfluoralkylvinylether- Copolymere und Gemische aus zwei oder mehreren davon.

Von den obigen Polymeren sind Polyolefinharze, Polyamidharze, Polyesterharze, Polyacetalharze, Polyarylensulfidharze, Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Harze und Gemische daraus bevorzugt. Weiterhin sind bevorzugt Propylen-Homopolymere, Propylen-Copolymere (z. B. Ethylen-Propylen-Blockcopolymere), ABS-Harze, Nylon 6, Nylon 66, Nylon 12, Nylon 6/66, Nylon 6/66/12, Nylon 66/6T, Polybutylenterephthalat, Polyacetalharze und Polyarylensulfidharze und Gemische daraus.

Beispiele für den Kautschuk als Komponente (A2) sind unvulkanisierte oder unvernetzte Kautschuke, beispielsweise Naturkautschuk, Fluorkautschuk, Siliconkautschuk, Acrylkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Isopren-Kautschuk, Butyl-Kautschuk, chlorsulfoniertes Polyethylen und Gemische aus zwei oder mehreren davon.

Beispiele für das thermoplastische Elastomer als Komponente (A2) sind Polystyrol- Elastomere (z. B. Styrol-Butadien-Styrol-Elastomer (SBS) und Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol-Elastomer (SEBS)), Polyurethan-Elastomere, Polyolefin-Elastomere, Polyester-Elastomere, Polyamid-Elastomere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, 1,2- Polybutadien, Ionomere, Ethylen-Acrylsäureester-Copolymere und Vinylchlorid- Elastomere und Gemische aus zwei oder mehreren davon. Von diesen Kautschuken und Elastomeren sind EPR, EPDM, SEBS, SBS, Ionomere und Gemische daraus bevorzugt.

Beispiele für das Kautschuk-modifizierte thermoplastische Harz als Komponente (A2) sind die nicht durch mechanisches Durchmischen, sondern durch Polymerisation hergestellten, beispielsweise schlagfeste ABS-Harze, Acrylnitril-Ethylenpropylen- Styrol-Harze, Acrylnitril-Acrylkautschuk-Styrol-Harze und hochschlagfeste Polystyrolharze und Gemische aus zwei oder mehreren davon. Schlagfeste ABS-Harze sind besonders bevorzugt.

Zumindest ein Polymer, das unter den oben erwähnten Kautschuken, thermoplastischen Elastomeren und Kautschuk-modifizierten thermoplastischen Harzen ausgewählt ist, kann als Komponente (A2) zur Kombination mit dem thermoplastischen Harz (A1) verwendet werden.

Wenn das thermoplastische Harz (A1) in Kombination mit Komponente (A2) verwendet wird, wird ein Polyamidharz als Komponente (A1) vorzugsweise mit EPDM, einem Ionomer, einem schlagfesten ABS-Harz oder einem Gemisch daraus kombiniert. Ein Polyesterharz als Komponente (A1) wird vorzugsweise mit SEBS, SBS, einem schlagfesten ABS-Harz oder einem Gemisch daraus kombiniert. Ein Polyolefinharz als Komponente (A1) wird vorzugsweise mit EPR, EPDM oder einem Gemisch daraus kombiniert. Ein Polyarylensulfidharz als Komponente (A1) wird vorzugsweise mit SEBS kombiniert, und ein Polyacetalharz als Komponente (A1) wird vorzugsweise mit EPDM kombiniert.

Komponente (C) umfaßt mindestens einen Bestandteil aus nicht faserförmigen Füllstoffen oder Verstärkungsfasern.

Der Ausdruck "nicht faserförmiger Füllstoff", der als Komponente (C) verwendet werden kann, bezeichnet Füllstoffe mit Teilchenform oder Plattenform. Beispiele für den nicht faserförmigen Füllstoff (C) sind Holzmehl, Flocken oder Pulver aus Metall, z. B. Eisen, Kupfer, Silber, Gold oder Aluminium, Kohlematerial, beispielsweise Ruß, Graphit, Aktivkohle oder Kohlenstoff-Hohlkugeln, Oxide, z. B. Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Titanoxid, Eisenoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid und Calciumoxid, Silicate, z. B. Talkum, Ton und Glimmer, Hydroxide, Carbonate, Sulfate, Phosphate, Borate, Borosilicate, Alumosilicate, Titanate, basische Sulfate, basische Carbonate und andere basische Salze verschiedener Metalle, Glasmaterial, z. B. Glashohlkugeln und Glasflocken, Keramiken, z. B. Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid, Murit und Cordierit, und Abfall, z. B. Flugasche und Mikrosilica. Diese Füllstoffe können entweder einzeln oder in Form einer Kombination aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.

Der nicht faserförmige Füllstoff mit Teilchenform hat im allgemeinen einen mittleren Durchmesser von 0,01 bis 100 um, vorzugsweise 0,1 bis 20 um. Der nicht faserförmige Füllstoff mit Plattenform hat im allgemeinen einen mittleren Durchmesser von 0,1 bis 300 um, vorzugsweise 1 bis 100 um, und ein Höhe-Breite-Verhältnis von 5 bis 100, vorzugsweise 10 bis 70.

Die Verstärkungsfaser, die als Komponente (0) verwendet werden kann, kann eine beliebige der üblicherweise zur Verstärkung von thermoplastischen Harzen eingesetzten sein. Beispiele dafür sind Glasfasern, Kohlefasern, Fasern aus organischem Polymer, z. B. Aramidfasern, Polyetherketonfasern, Flüssigkristall-Polyesterfasern und Polyimidfasern, anorganische Fasern, z. B. Siliciumdioxidfasern, Aluminiumoxidfasern, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Fasern, Siliciumcarbidfasern und Siliciumnitridfasern, und Fasern aus Metallen, beispielsweise rostfreiem Stahl, Aluminium, Magnesium, Eisen, Kupfer, Titan, Messing, Gold und Silber. Ohne Beschränkung darauf ist die Form von Kurzfasern am geeignetsten. Kurzfasern haben typischerweise eine Länge von etwa 1 bis 10 mm, vorzugsweise etwa 3 bis 6 mm. Roving, gewebter Stoff, Vliesstoff oder Matten können ebenso verwendet werden. Diese Verstärkungsfasern können einer bekannten Oberflächenbehandlung unterzogen werden, beispielsweise kann die Oberfläche mit einem Oberflächenbehandlungsmittel, z. B. dem oben beschriebenen grenzflächenaktiven Mittel oder Haftvermittler, beschichtet werden. Diese Verstärkungsfasern werden zwar gewöhnlich einzeln verwendet, können aber auch in Form einer Kombination aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.

Falls gewünscht, kann die mit Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach der Erfindung außerdem Zusätze zur Verbesserung der Eigenschaften oder des Herstellungsverfahrens enthalten, sofern die Verstärkungswirkungen des faserförmigen Xonotlits (B) nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für die Zusätze sind Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmacher, Vernetzungsmittel, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Verstärkungsmittel, Pigmente, Farbstoffe, Schmiermittel, Antistatikmittel, Formtrennmittel und Duftstoffe.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Gehalt an faserförmigem Xonotlit (B) in der Zusammensetzung im allgemeinen 5 bis 75 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge an dem organischen Polymer (A) und dem faserförmigen Xonotlit (B), wenn ein thermoplastisches Harz oder ein Kautschuk oder ein anderes Elastomer als organisches Polymer (A) verwendet wird. Wenn er geringer als 5 Gewichts-% ist, wird die verbesserte mechanische Festigkeit und Steifheit der Formkörper möglicherweise nicht erzielt. Wenn er 75 Gewichts-% übersteigt, ist die Zusammensetzung in der Regel schwierig zu kneten und zu formen. Der Gehalt an dem faserförmigen Xonotlit (B) in der Zusammensetzung beträgt im allgemeinen 5 bis 96 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 70 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge an dem organischen Polymer (A) und dem faserförmigen Xonotlit (B), wenn ein thermisch härtbares Harz als organisches Polymer (A) verwendet wird. Wenn er weniger als 5 Gewichts-% beträgt, wird die Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Steifheit der Formkörper möglicherweise nicht erzielt. Wenn er 96 Gewichts-% übersteigt, ist die Zusammensetzung schwierig zu kneten und zu formen, und die Formkörper haben eine verminderte Festigkeit.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung, d. h. der thermoplastischen Harz- Zusammensetzung, die das thermoplastische Harz (A1), den faserförmigen Xonotlit (B) und den nicht faserförmigen Füllstoff oder die Verstärkungsfaser (C) enthält, sollte der Gesamtgehalt (WF) der Komponenten (B) und (C) 5 bis 65 Gewichtsbetragen, vorzugsweise 10 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (A1), (B) und (C). Wenn er geringer als 5 Gewichts-% ist, sind die mechanische Festigkeit, die Wärmebeständigkeit und der Formschrumpf der sich ergebenden thermoplastischen Harz-Zusammensetzung nicht verbessert. Wenn er 65 Gewichts-% übersteigt, hat die Zusammensetzung eine erhöhte Schmelzviskosität, was zu Schwierigkeiten beim Formen führt und das Aussehen der sich ergebenden Formkörper beeinträchtigt. Zur Vermeidung dieser unvorteilhaften Phänomene sollte der Gesamtgehalt (Wf) der Komponenten (B) und (C) in dem oben spezifizierten bevorzugten Bereich liegen.

In der zweiten Ausführungsform sollte der Gewichtsprozentsatz (Wb) der Komponente (B), bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (B) und (C), 5 bis 70 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gewichts-%, betragen. Wenn er geringer als 5 Gewichts-% ist, ist die verbessernde Wirkung von Komponente (B) gering. Wenn er 70 Gewichts-% übersteigt, können sich, die essentiellen Eigenschaften von Komponente (C) nicht ausreichend auswirken. Manchmal treten Fälle auf, in denen es zu dem oben beschriebenen unvorteilhaften Phänomen kommt, wenn der Gewichtsprozentsatz (Wb) der Komponente (B) die untere Grenze (nicht weniger als 5 Gewichts-%) einhält, aber weniger als 10 Gewichts-% beträgt, oder wenn er die obere Grenze (nicht mehr als 70 Gewichts-%) einhält, aber 60 Gewichtsüberschreitet.

Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung, d. h. der thermoplastischen Harz- Zusammensetzung, die das thermoplastische Harz (A1), das unter Kautschuk, thermoplastischen Elastomeren und Kautschuk-modifizierten thermoplastischen Harzen ausgewählte Polymer (A2), den faserförmigen Xonotlit (B) und den nicht faserförmigen Füllstoff oder die Verstärkungsfaser (C) enthält, sollte der Gesamtgehalt (Wf) an den Komponenten (B) und (C) 5 bis 65 Gewichts-% betragen, vorzugsweise 10 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (A1), (A2), (B) und (C). Wenn er weniger als 5 Gewichts-% beträgt, sind die mechanische Festigkeit, die Wärmebeständigkeit und der Formschrumpf der sich ergebenden thermoplastischen Harz-Zusammensetzung nicht verbessert. Wenn er 65 Gewichts-% übersteigt, hat die Zusammensetzung eine erhöhte Schmelzviskosität, was zu Schwierigkeiten beim Formen führt und das Aussehen der sich ergebenden Formkörper beeinträchtigt. Zur Vermeidung dieser unvorteilhaften Phänomene sollte der Gesamtgehalt (Wf) an den Komponenten (B) und (C) innerhalb des oben spezifizierten bevorzugten Bereiches liegen.

Außerdem sollte der Gewichtsprozentsatz (Wa) des Polymers (A2), bezogen auf die Gesamtmenge an dem thermoplastischen Harz (A1) und dem Polymer (A2), 5 bis 70 Gewichts-% betragen, vorzugsweise 10 bis 65 Gewichts-%. Wenn er weniger als 5 Gewichts-% beträgt, ist die Wirkung im Hinblick auf die Verbesserung der Schlagfestigkeit gering. Wenn er 70 Gewichts-% übersteigt, sind die Eigenschaften, die für die Komponente (A1) als Matrixharz unerläßlich sind, beeinträchtigt. In einigen Fällen treten die oben beschriebenen nachteiligen Phänomene auf, wenn der Gewichtsprozentsatz (Wa) der Komponente (A2) die untere Grenze (nicht weniger als 5 Gewichts-%) einhält, aber weniger als 10 Gewichts-% beträgt, oder wenn er die obere Grenze (nicht mehr als 70 Gewichts-%) einhält, aber 65 Gewichtsübersteigt.

Außerdem sollte bei der dritten Ausführungsform der Gewichtsprozentsatz (Wb) der Komponente (B), bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (B) und (C), 5 bis 70 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 65 Gewichts-% betragen. Wenn er weniger als 5 Gewichts-% beträgt, ist die verbessernde Wirkung von Komponente (B) gering. Wenn er 70 Gewichts-% übersteigt, ergeben sich die essentiellen Eigenschaften der Komponente (C) nicht in zufriedenstellendem Ausmaß. Manchmal treten Fälle auf, in denen das oben beschriebene nachteilige Phänomen eintritt, wenn der Gewichtsprozentsatz (Wb) der Komponente (B) die untere Grenze (nicht weniger als 5 Gewichts-%) einhält, aber weniger als 10 Gewichts-% beträgt, oder wenn er die obere Grenze einhält (nicht mehr als 70 Gewichts-%), aber 65 Gewichtsübersteigt.

Das Verfahren zur Herstellung der mit faserförmigem Xonotlit verstärkten Polymer- Zusammensetzungen nach der Erfindung unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, und diese können beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden.

Bei der ersten Ausführungsform wird die faserförmigen Xonotlit und ein thermoplastisches Harz enthaltende Zusammensetzung auf herkömmliche Weise durch deren Vermischen in einem vorbestimmten Verhältnis hergestellt. Beispielsweise werden die Bestandteile mit einem Extruder schmelzgeknetet und pelletiert.

Wenn ein kristallines thermoplastisches Harz verwendet wird, wird die Temperatur zum Schmelzkneten vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, die 10 bis 60ºC, vorzugsweise 10 bis 40ºC, höher ist als der Schmelzpunkt des Harzes. Wenn ein amorphes thermoplastisches Harz verwendet wird, wird sie vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, die 110 bis 160ºC, vorzugsweise 110 bis 140ºC, höher ist als der Glasübergangspunkt des Harzes. Wenn die Temperatur zum Schmelzkneten niedriger als der Schmelzpunkt eines kristallinen Harzes plus 10ºC oder niedriger als der Glasübergangspunkt eines amorphen Harzes plus 110ºC ist, wird die Schmelzviskosität des geschmolzenen Harzes in dem Extruder zu hoch und einige Teile des Harzes bleiben unterhalb des Schmelzpunktes oder des Glasübergangspunktes, so daß sie sich während des Knetens verfestigen können und die Extrusion instabil machen. Wenn die Temperatur zum Schmelzkneten höher als der Schmelzpunkt eines kristallinen Harzes plus 60ºC oder höher als der Glasübergangspunkt eines amorphen Harzes plus 160ºC ist, wird das thermoplastische Harz thermisch zersetzt oder thermisch abgebaut, wodurch eine Verfärbung hervorgerufen wird oder sich die physikalischen Eigenschaften verschlechtern.

Der zum Schmelzkneten verwendbare Extruder umfaßt beispielsweise einen Schneckenextruder, z. B. einen Einzelschneckenextruder oder einen Doppelschneckenextruder, einen elastischen Extruder, einen hydrodynamischen Extruder, einen kontinuierlichen Kolbenextruder und einen Getriebeextruder, wobei ein Schneckenextruder, insbesondere ein Doppelschneckenextruder, bevorzugt ist.

Der faserförmige Xonotlit und das thermoplastische Harz können in beliebiger Reihenfolge zugegeben und vermischt werden. Beispielsweise können der faserförmige Xonotlit und das thermoplastische Harz vorgemischt und in den Einfülltrichter eines Extruders eingeführt werden, oder nur das thermoplastische Harz wird in den Einfülltrichter eingeführt, während der faserförmige Xonotlit in ein sich stromabwärts befindliches Einführteil des Extruders eingeführt wird. Falls erwünscht, können die oben genannten verschiedenen Zusätze zugegeben werden.

Die sich ergebende Zusammensetzung kann auf herkömmliche Weise durch Spritzgießen, Strangpressen, Formpressen und Blasformen geformt werden.

Die Zusammensetzung kann ferner durch reaktive Verarbeitung hergestellt werden, bei der ein Polymervorläufer, beispielsweise ein Monomer bzw. Monomere oder ein Oligomer bzw. Oligomere, mit faserförmigem Xonotlit vermischt und gleichzeitig mit dem Formen der Polymerisation unterzogen wird. Als Beispiele für die reaktive Verarbeitung seien das Reaktionsspritzgießen (RIM) und die reaktive Extrusion erwähnt. Monomere, die sich zur reaktiven Verarbeitung zur Herstellung der durch Xonotlit verstärkten thermoplastischen Harz-Zusammensetzung eignen, umfassen Lactame und Methylmethacrylat.

Die faserförmigen Xonotlit und ein thermisch härtbares Harz enthaltende Zusammensetzung wird hergestellt, indem die Komponenten und gegebenenfalls ein Härtungsmittel, ein Härtungskatalysator, ein Härtungsbeschleuniger und, falls gewünscht, die oben erwähnten verschiedenen Zusätze mit Hilfe eines Mischers, eines Kneters oder einer Walze gut durchmischt oder geknetet werden.

Das Härtungsmittel, der Härtungskatalysator oder der Härtungsbeschleuniger, die zur Herstellung der den faserförmigen Xonotlit und ein hitzehärtbares Harz enthaltenden Zusammensetzung verwendet werden können, sind von der Art des thermisch härtbaren Harzes abhängig. Beispielsweise wird ein ungesättigtes Polyester-Harz unter Verwendung eines Härtungskatalysators, beispielsweise organischer Peroxide, oder einer Kombination aus einem Härtungskatalysator und einem Härtungsbeschleuniger vom Kobalt-Typ oder vom Typ eines tertiären Amins gehärtet. Ein Epoxy-Harz wird unter Verwendung eines Härtungsmittels, beispielsweise eines aliphatischen Amins, eines aromatischen Amins, eines organischen Säureanhydrids, eines Polyamids, Phenols oder einer BF&sub3; · Monoethylamin-Komplexverbindung, gehärtet. Ein Resol-Phenol-Harz wird nur durch Erwärmen unter Druck gehärtet. Ein Novolak-Phenol-Harz wird unter Verwendung eines Hexamethylentetramin-Härtungsmittels gehärtet. Die geeignetsten Härtungsmittel, Härtungs katalysatoren oder Härtungsbeschleuniger können entsprechend der Art des zu härtenden thermisch härtbaren Harzes aus bekannten Härtungssystemen ausgewählt werden.

Die sich ergebende Zusammensetzung kann durch Formpressen, Transferpressen, Spritzgießen, RIM oder Vergießen geformt werden.

Die Kautschuk oder ein Elastomer und faserförmigen Xonotlit enthaltende Zusammensetzung kann durch Kneten der Komponenten, gegebenenfalls zusammen mit einem Vernetzungsmittel und einem Vernetzungsbeschleuniger und, falls gewünscht, verschiedenen Zusätzen in einem Banbury-Mischer, mit einer Walze oder in einem Doppelschneckenextruder hergestellt werden.

Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel sind Schwefel oder Schwefelhaltige organische Verbindungen (sogenannten Vulkanisiermittel) und Vernetzungsmittel vom Nicht-Schwefel-Typ, beispielsweise Peroxide, Metalloxide, polyfunktionelle Amine, Chinondioxim und Azo-Verbindungen. Ein Vernetzungsbeschleuniger wird insbesondere beim Vernetzen mit Peroxid verwendet. Geeignete Vernetzungsbeschleuniger sind polyfunktionelle Monomere, beispielsweise Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Divinylbenzol und Trimethylolpropantrimethacrylat.

Die sich ergebende Zusammensetzung kann mit einem Kalander oder einem Extruder geschmolzen werden, worauf die Vernetzung mit Hilfe einer Presse erfolgt. Wenn ein thermoplastisches Elastomer verwendet wird, das keinen besonderen Vernetzungsschritt benötigt, kann direkt spritzgegossen werden.

Die Herstellung der thermoplastischen Harz-Zusammensetzungen nach der zweiten und dritten Ausführungsform kann auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erfolgen. Die Reihenfolge, in der das thermoplastische Harz (A1), das Polymer (A2), sofern vorhanden, der faserförmige Xonotlit (B) und der nicht faserförmige Füllstoff oder die Verstärkungsfaser (C) beim Schmelzkneten zugegeben und vermischt werden, ist willkürlich. Beispielsweise können der faserförmige Xonotlit (B) und das thermoplastische Harz (A1), das Polymer (A2) und der Bestandteil (C) vorgemischt und in den Einfülltrichter eines Extruders eingeführt werden, oder das thermoplastische Harz (A1), das Polymer (A2) und die Komponente (C) werden in den Einfülltrichter eingeführt, während der faserförmige Xonotlit (B) in den stromabwärts liegenden Einführteil des Extruders eingeführt wird, oder das thermoplastische Harz (A1) und das Polymer (A2) werden in den Einfülltrichter eingeführt, während der faserförmige Xonotlit (B) und die Komponente (C) in den stromabwärts liegenden Einführteil des Extruders entweder gleichzeitig oder getrennt eingeführt werden. Falls gewünscht, können die oben erwähnten verschiedenen Zusätze zugegeben werden.

In der durch Xonotlit verstärkten organischen Polymer-Zusammensetzung der Erfindung hat der faserförmige Xonotolit in der sich durch Schmelzkneten von faserförmigem Xonotolit (B) und thermoplastischem Harz (A), Mischen oder Kneten von faserförmigem Xonotlit (B) und thermisch härtbarem Harz (A) oder durch Kneten von faserförmigem Xonotlit (B) und Kautschuk oder einem Elastomer (A) ergebenden Zusammensetzung vorzugsweise eine durchschnittliche Faserlänge (L) von 0,5 bis 4 um. Die Herstellungsbedingungen sind daher vorzugsweise so ausgewählt, daß der obige Bereich für die durchschnittliche Faserlänge (L) eingehalten wird. Durch Anwendung von Scherkräften wird der faserförmige Xonotlit zum Erhalt einer geringeren durchschnittlichen Faserlänge zerbrochen, vorzugsweise aber sollten die Fasern die oben spezifizierte durchschnittliche Faserlänge einhalten, damit die Verstärkungswirkung in ausreichendem Maße eintritt.

Wenn die durchschnittliche Faserlänge des faserförmigen Xonotlits in den Zusammensetzungen kleiner als 0,5 um ist, haben die Zusammensetzungen eine geringere mechanische Festigkeit. Wenn sie größer als 4 um ist, kann nicht in ausreichendem Maße mit dem organischen Polymer gemischt oder geknetet werden, so daß sich manchmal keine homogene Zusammensetzung ergibt.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Beispiele detaillierter veranschaulicht, wobei aber die Erfindung nicht darauf beschränkt sein soll. Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich sämtliche Prozentsätze, Teile und Verhältnisse auf das Gewicht.

Die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Formkörper wurden gemäß den folgenden Testverfahren beurteilt.

(1) Zugeigenschaften und Biegeeigenschaften:

Ein Prüfling (ein Formkörper), der aus einer faserförmigen Xonotlit und ein organisches Polymer usw. enthaltenden Zusammensetzung erhalten wurde, wurde bei 23ºC und einer relativen Feuchtigkeit (RH) von 50% (mit der Ausnahme, daß Proben unter Verwendung von Nylon-Harzen in einem Exsikkator konditioniert wurden) 48 Stunden vor der Messung konditioniert. Die Messung wurde mit einem von Orientec K.K. hergestellten Tensilon UTM-5T bei 23ºC und 50% RH (mit der Ausnahme, daß Messungen an Proben unter Verwendung von Nylon-Harzen unter absolut trockenen Bedingungen durchgeführt wurden) gemäß ASTM D638 und ASTM D790 durchgeführt.

(2) Izod-Schlagfestigkeit oder Charpy-Schlagfestigkeit:

Die Izod-Kerbschlagfestigkeit oder Charpy-Schlagfestigkeit eines Prüflings, der auf die gleiche Weise wie oben in (1) konditioniert worden war, wurde mit einem von Toyo Seiki Co., Ltd. hergestellten Izod- oder Charpy-Schlagtester gemäß ASTM D256 unter den gleichen Meßbedingungen wie oben in (1) gemessen.

(3) Formbeständigkeitstemperatur unter Belastung:

Die Messung wurde mit einem Wärmestandfähigkeitstestgerät von Toyo Seiki Co., Ltd. unter Verwendung eines Prüflings durchgeführt, der auf die gleiche Weise wie oben in (1) konditioniert worden war. Die Formbeständigkeitstemperatur wurde unter einer Belastung von 1,82 MPa gemäß ASTM D648 gemessen.

Bei der Untersuchung von hauptsächlich Polypropylen enthaltenden thermoplastischen Harz-Zusammensetzungen wurde die ausgeübte Belastung auf 0,45 MPa geändert.

(4) Formschrumpfkoeffizient:

Eine thermoplastische Harz-Zusammensetzung wurde unter Verwendung einer Form mit Formabmessungen von 100 mm in der Länge, 100 mm in der Breite und 3 mm in der Dicke spritzgegossen. Nachdem die sich ergebende Platte auf die gleiche Weise wie oben in (1) konditioniert worden war, wurden die Abmessungen der Platte in der Maschinenrichtung (MD) und in der Querrichtung (TD) mit einem von Mitsutoyo K.K. hergestellten Dreidimensionen-Meßgerät BX303 zum Erhalt des Formschrumpf koeffizienten (Verhältnis der Abmessungsänderung zur Formabmessung) in jeder Richtung gemessen.

(5) Anisotropie:

Der MD- und TD-Formschrumpfkoeffizient wurden auf die gleiche Weise wie oben in (4) erhalten. Die Anisotropie des Formschrumpfkoeffizienten wird in Form des TDIMD-Verhältnisses ausgedrückt.

(6) Aussehen des Formkörpers:

Der oben in (4) hergestellte plattenförmige Prüfling wurde mit dem bloßen Auge zur Beurteilung des Aussehens untersucht. Das Aussehen wurde mit "gut" (glatte Oberfläche und ausgezeichnetes Aussehen) oder "schlecht" (rauh aufgrund von an die Oberfläche tretenden Fasern und schlechtes Aussehen) beurteilt.

REFERENZBEISPIEL 1

Ätzkalk (430 g, ein Produkt von Calceed K.K., CaO-Reinheit: 98%) als Kalkhaltiges Rohmaterial, 470 g Kieselsäure-haltiges Steinpulver für die Landwirtschaft. (ein Produkt von Japan General K.K., spezifische Blaine-Oberfläche: 7000 cm²/g, SiO&sub2; Reinheit: 97%) und 18 l Leitungswasser wurden in einen aus SUS 316 hergestellten und mit einem Rührer versehenen Autoklaven mit einer Kapazität von 30 I gegeben. Das Gemisch wurde auf 220ºC erhitzt, und zwar mit einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 200/min unter Rühren bei 80 min&supmin;¹, und bei dieser Temperatur zur Durchführung der hydrothermalen Synthesereaktion 5 Stunden gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren während 10 Stunden unter Erhalt einer Auf schlämmung aus faserförmigem Xonotlit abkühlen gelassen. Die röntgendiffraktometrische Untersuchung der Aufschlämmung ergab, daß nur Xonotlit enthalten war.

Zu 920 g (Feststoff-Rasis) der sich ergebenden Aufschlämmung aus faserförmigem Xonotlit wurden etwa 18 l Leitungswasser und 46 g (5%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Xonotlits) eines nicht-ionischen grenzflächenaktiven Mittels (Polyoxyethylenoctadecylamin, Nymeen 204, von Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) gegeben und das Gemisch in einem Homogenisator zur Oberflächenbehandlung dispergiert. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde durch einen Büchner-Trichter filtriert und der nasse Kuchen mit einem Granulator zu Granalien mit einem Durchmesser von 3 mm geformt und dann bei etwa 100ºC unter Erhalt von oberflächenbehandeltem granulärem faserförmigem Xonotlit getrocknet. Der granuläre faserförmige Xonotlit hatte eine spezifische BET-Oberfläche von 39 m²/g, die durch Stickstoffadsorption bestimmt wurde, eine durchschnittliche Faserlänge von 3 um und einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um, die durch Ausmessen einer rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme bestimmt wurden, und hatte somit ein Höhe/Breite-Verhältnis von 15. Der sich ergebende faserförmige Xonotlit wurde als faserförmiger Xonotlit A bezeichnet.

REFERENZBEISPIEL 2

Faserförmiger Xonotlit B mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 24 m2lg, einer durchschnittlichen Faserlänge von 4 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um (Höhe-Breite-Verhältnis: 20) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Temperatur bei der hydrothermalen Reaktion von 220ºC auf 240ºC geändert wurde.

REFERENZBEISPIEL 3

Faserförmiger Xonotlit C mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 16 m²/g, einer durchschnittlichen Faserlänge von 10 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um (Höhe-Breite-Verhältnis: 50) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Temperatur bei der hydrothermalen Reaktion von 220ºC auf 260ºC geändert wurde.

REFERENZBEISPIEL 4

Faserförmiger Xonotlit D mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 39 m²/g, einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um (Höhe-Breite-Verhältnis: 15) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß das nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel nicht zugegeben wurde.

REFERENZBEISPIEL 5

Faserförmiger Xonotlit E mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 39 m²/g, einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um (Höhe-Breite-Verhältnis: 15) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß der nasse Kuchen aus faserförmigem Xonotlit direkt getrocknet und dann in einer Schlagmühle zerdrückt wurde.

REFERENZBEISPIELE 6 und 7

Faserförmiger Xonotlit F und G mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 39 m²/g, einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um (Höhe-Breite-Verhältnis: 15) wurden auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß das in Referenzbeispiel 1 verwendete nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel durch γ- Aminopropyltriethoxysilan bzw. γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan ersetzt und die getrockneten Granalien ferner einer 20-minütigen Wärmebehandlung bei 120ºC unterzogen wurden.

REFERENZBEISPIEL 8

Faserförmiger Xonotlit H mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 42 m²/g, einer durchschnittlichen Faserlänge von 10 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,2 um (Höhe-Breite-Verhältnis: 50) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Temperatur zur hydrothermalen Reaktion von 220ºC auf 200ºC geändert und die Reaktionszeit von 5 Stunden auf 8 Stunden geändert wurde.

REFERENZBEISPIEL 9

Faserförmiger Xonotlit l mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 4 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,4 (Höhe-Breite-Verhältnis: 10) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Menge an Leitungswasser auf 15 l geändert und das Rühren bei 60 min&supmin;¹ durchgeführt wurde.

REFERENZBEISPIEL 10

Faserförmiger Xonotlit J mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 5 um und einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,5 (Höhe-Breite-Verhältnis: 10) wurde auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Menge an Leitungswasser auf 12 l geändert und das Rühren bei 40 min-' durchgeführt wurde.

BEISPIEL 1

80 Teile eines Nylon-6-Harzes (UBE Nylon 1013B, von UBE Industries, Ltd. hergestellt) und 20 Teile faserförmiger Xonotlit A wurden in einem Doppelschneckenextruder mit einem Zylinderdurchmesser von 30 mm (PCM 30, von Ikegai Corporation hergestellt; die zwei Schnecken drehen sich in der gleichen Richtung) bei einer Düsentemperatur von 250ºC schmelzgeknetet und pelletiert. Der faserförmige Xonotlit A wurde durch eine erste Entlüftungsöffnung (Einführöffnung) mit einem Schneckenzuführer eingeführt und Luft aus einer zweiten Entlüftungsöffnung abgelassen. Dann wurden die Pellets in einer Spritzgießmaschine (Netstal C250, von Sumitomo Heavy Industries, Ltd. hergestellt) bei einer Zylindertemperatur (die Temperatur am Düsenkopf, im folgenden die gleiche) von 275ºC und einer Formtemperatur von 80ºC zur Herstellung von Prüflingen für die Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen. Der Prüfling hatte eine Zugfestigkeit von 115 MPa und eine Anisotropie von 1,63. Andere physikalische Eigenschaften sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Prüfling mit dem Unterschied hergestellt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit B ersetzt wurde. Der Prüfling hatte eine Zugfestigkeit von 112 MPa und eine Anisotropie von 1,79.

VERGLEICHSBEISPIELE 2 BIS 4

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß faserförmiger Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit C (Vergleichsbeispiel 2), D (Vergleichsbeispiel 3) oder E (Vergleichsbeispiel 4) ersetzt wurde. Die Zugfestigkeit des den faserförmigen Xonotlit C oder D enthaltenden Prüflings betrug 84 MPa bzw. 81 MPa. Die Anisotropie des den faserförmigen Xonotlit C enthaltenden Prüflings betrug 1,87. Wenn faserförmiger Xonotlit E verwendet wurde, ergab sich kein gleichmäßiges Compound, so daß die Zusammensetzung nicht geformt werden konnte.

BEISPIELE 2 BIS 4

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Gewichtsverhältnis Nylon 6 zu faserförmigem Xonotlit A von 80/20 auf 90/10 (Beispiel 2), 70/30 (Beispiel 3) oder 60/40 (Beispiel 4) geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 5

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit F ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 6

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß Nylon 6 durch Nylon 66 (UBE Nylon 2020B, von UBE Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt, die Knettemperatur von 250ºC auf 280ºC geändert und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine von 275ºC auf 285ºC geändert wurde.

Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 7

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 6 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit G ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 8

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß Nylon 6 durch Polybutylenterephthalat (UBE PBT 1000F, von UBE Industries, Ltd. hergestellt, im folgenden als PBT-Harz bezeichnet) ersetzt, die Knettemperatur von 250ºC auf 270ºC geändert und die Formtemperatur von 80ºC auf 70ºC geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 9

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß Nylon 6 durch modifiziertes Polyphenylenoxid (Noryl 731 J, von Engineering Plastics K.K. hergestellt) ersetzt, die Knettemperatur von 250ºC auf 280ºC geändert und die Formtemperatur von 80ºC auf 90ºC geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 10

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß Nylon 6 durch ein Polyacetal-Copolymer (lupital F20-13, von Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. hergestellt) ersetzt, die Knettemperatur von 250ºC auf 210ºC geändert und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine von 275ºC auf 210ºC geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIEL 11

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß Nylon 6 durch ein kristallines Ethylen-Propylen-Blockcopolymer (UBE Polypro J703H, von UBE Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt, die Knettemperatur auf 210ºC geändert und die Zylindertemperatur und die Formtemperatur der Spritzgießmaschine auf 220ºC bzw. 60ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 1 angegeben.

TABELLE 1

Anmerkung: 1): Polybutylenterephalat

2): Polyphenylenoxid

3): Kristallines Ethylen-Propylen-Blockpolymer

VERGLEICHSBEISPIEL 5

Ein Compound wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit H ersetzt wurde. Die aus der Düse des Extruders extrudierten Stränge aus geschmolzenem Harz konnten jedoch nicht aufgenommen und das Kneten nicht stabil durchgeführt werden. Daher wurden die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings nicht bestimmt.

BEISPIEL 12

Ein Phenol-Novolak-Harz (42,5 Teile), 6,5 Teile eines Härtungsmittels (Hexamethylentetramin), 4 Teile eines Härtungsbeschleunigers (Ca(OH)2), 40 Teile faserförmiger Xonotlit A, 3 Teile eines Weichmachers (Furfural/Wasser = 1I2) und 1, 2 Teile eines Formtrennmittels (Zinkstearat) wurden in einer Zweiwalzenmühle (Walzendurchmesser: 10 Zoll) bei 150ºC unter Erhalt einer Phenolharz-Zusammensetzung geknetet. Die Zusammensetzung wurde in einer Spritzgießmaschine für thermisch härtbare Harze (IR-80AM, von Toshiba Machine Co., Ltd. hergestellt) bei einer Zylindertemperatur von 95ºC und einer Formtemperatur von 175ºC zur Herstellung eines Prüflings geformt. Der Prüfling hatte eine Biegefestigkeit von 148 MPa, eine Charpy-Schlagfestigkeit von 4,0 KPa · m und eine Formbeständigkeitstemperatur unter Belastung von 167ºC.

BEISPIEL 13

Ein Prüfling wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt, daß Nylon 6 durch ein auf Nylon 12 basierendes Elastomer (UBE Polyamide Elastomer PAE1200, von UBE Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt, die Knettemperatur auf 190ºC und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 210ºC geändert wurden. Der Prüfling hatte eine Biegefestigkeit von 10 MPa und einen Biegeelastizitätsmodul von 320 MPa.

BEISPIEL 14

75 Teile eines Rohmaterials aus RIM-Nylon 6 (UBE Nylon RIM General Type UX-A, von UBE Industries, Ltd. hergestellt) wurden mit 25 Teilen faserförmigem Xonotlit F compoundiert und mit einer RIM-Formmaschine für hohe Temperaturen bei einer Einführtanktemperatur von 130ºC und einer Formtemperatur von 170ºC der reaktiven Verarbeitung unterzogen. Der sich ergebende Prüfling hatte eine Biegefestigkeit von 130 MPa, einen Elastizitätsmodul von 5,9 GPa, eine Izod-Schlagfestigkeit von 40 N · m/m und eine Formbeständigkeitstemperatur unter Belastung von 180ºC.

BEISPIEL 15

100 Teile eines Vinylchloridharzes (Vinychlon 3000P, von Mitsuff Toatsu Chemicals, Inc. hergestellt), 2 Teile eines Weichmachers (Dioctylphthalat), 3,5 Teile eines Stabilisators (Di-n-butylzinndimaleat) und 1 Teil eines Schmiermittels (Calciumstearat/Butylstearat = 1/1) wurden in einem Henschel-Mischer durchmischt. 80 Teile des Gemisches und 20 Teile faserförmiger Xonotlit A wurden auf einer Mischwalze (Walzendurchmesser: 8 Zoll) bei 170ºC schmelzgeknetet. Das sich ergebende Gemisch wurde zur Herstellung einer Platte bei 170ºC gepreßt. Die gepreßte Platte hatte einen Zugelastizitätsmodul von 2,5 GPa.

BEISPIEL 16

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurden Pellets mit dem Unterschied hergestellt, daß Nylon 6 durch ein ABS-Harz (Cycolac T, von Ube Cycon K.K. hergestellt) ersetzt und die Knettemperatur auf 230ºC geändert wurde. Die Pellets wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 spritzgegossen, mit dem Unterschied, daß die Zylindertemperatur auf 230ºC und die Formtemperatur auf 60ºC geändert wurde. Die sich ergebenden Prüflingen hatten eine Zugfestigkeit von 500 MPa, eine Biegefestigkeit von 800 MPa, einen Biegeelastizitätsmodul von 5,7 GPa und eine Formbeständigkeitstemperatur unter Belastung von 96ºC.

BEISPIEL 17

Ein PBT-Harz (UBE PBT 1000, von UBE Industries, Ltd. hergestellt), faserförmiger Xonotlit A und Glimmer (Szorite-Glimmer 200-KI, von Kuraray Co., Ltd. hergestellt) wurden in einem Doppelschneckenextruder mit einem Zylinderdurchmesser von 30 mm (PCM 30, von Ikegai Corporation hergestellt; die zwei Schnecken drehen sich in der gleichen Richtung) bei einer Düsentemperatur von 250ºC unter Erhalt von aus 80% PBT-Harz, 7% faserförmigem Xonotlit A und 13% Glimmer bestehenden Pellets schmelzgeknetet. Der faserförmige Xonotlit A und der Glimmer wurden durch eine erste Entlüftungsöffnung (Einführöffnung) unter Verwendung des entsprechenden Schneckenzuführers eingeführt und die Luft aus einer zweiten Entlüftungsöffnung abgelassen. Dann wurden die Pellets in einer Spritzgießmaschine (Modell N100, von The Japan. Steel Works, Ltd. hergestellt) bei einer Zylindertemperatur (die Temperatur des Düsenkopfes, im folgenden das gleiche) von 260ºC und einer Formtemperatur von 100ºC zur Herstellung von Prüflingen für die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 2 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 6

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 17 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit B ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 2 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIELE 7 BIS 9

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 17 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit C (Vergleichsbeispiel 7), D (Vergleichsbeispiel 8) oder E (Vergleichsbeispiel 9) ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Prüflinge unter Verwendung von Xonotlit C oder D sind in Tabelle 2 angegeben. Wenn faserförmiger Xonotlit E verwendet wurde, ergab sich kein gleichmäßiges Compound, so daß die Zusammensetzung nicht geformt werden konnte.

BEISPIEL 18

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 17 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit F ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 2 angegeben.

BEISPIEL 19

Ein Prüfling wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 17 mit dem Unterschied hergestellt, daß das PBT-Harz durch ein Nylon 66-Harz (UBE Nylon 2020 B) ersetzt, die Knettemperatur auf 290ºC und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 290ºC geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 2 angegeben.

BEISPIEL 20

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 17 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit G ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 2 angegeben.

TABELLE 2

Anmerkung: 1): Gewichtsprozent von (B), bezogen auf (B) + (C)

2): Gewichtsprozent von (B) + (C), bezogen auf (A) + (B) + (C)

3): Polybutelenterephalat-Harz

4): Nylon 66-Harz

BEISPIEL 21

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 17 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das PBT-Harz durch ein Nylon 6-Harz (UBE Nylon 1013B) ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 3 angegeben.

BEISPIEL 22 UND VERGLEICHSBEISPIEL 10

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 21 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Mengen an Nylon 6-Harz, faserförmigem Xonotlit A und Glimmer wie in Tabelle 3 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 3 angegeben.

TABELLE 3

Anmerkung: 1): Gewichtsprozent von (B), bezogen auf (B) + (C)

2): Gewichtsprozent von (B) + (C), bezogen auf (A) + (B) + (C)

3): Nylon 6-Harz

BEISPIEL 23

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 21 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der Glimmer durch Glasperlen (GB 210A, von Toshiba Ballotini Co., Ltd. hergestellt, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 17 um) als Bestandteil (C) ersetzt und die einzuführenden Mengen an dem Nylon 6-Harz, dem faserförmigem Xonotlit A und Bestandteil (C) wie in Tabelle 4 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 4 angegeben.

BEISPIEL 24

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 21 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Nylon 6-Harz durch ein Polyphenylensulfid-Harz (UBE PPS NR-04, von UBE Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt und die Schmelzknettemperatur und die Zylinder- und Formtemperatur der Spritzgießmaschine auf 280ºC, 300ºC bzw. 120ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 4 angegeben.

BEISPIEL 25

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 21 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Nylon 6-Harz durch ein Polypropylen-Harz (Ethylen-Propylen-Blockcopolymer, UBE Polypro J709HK, von Ube Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt, der Glimmer durch Talkum (Talcan Powder PK-C, von Hayashi Kasei K.K. hergestellt) ersetzt und die Schmelzknettemperatur und die Zylinder- und Formtemperatur der Spritzgießmaschine auf 230ºC, 230º bzw. 80ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 4 angegeben.

BEISPIEL 26

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 25 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Talkum durch Calciumcarbonat (Ryton PO Filler, von Shiraishi Calcium K.K. hergestellt) ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 4 angegeben.

TABELLE 4

Anmerkung: 1): Gewichtsprozent von (B), bezogen auf (B) + (C)

2): Gewichtsprozent von (B) + (C), bezogen auf (A) + (B) + (C)

3): Nylon 6-Harz

4): Polyphenylensulfid-Harz

5): Polypropylen-Harz

BEISPIEL 27

Ein Nylon 6-Harz (UBE Nylon 1013B), ein Ionomer (Himilan 1855, von DuPont-Mitsuff Polychemicals Co., Ltd. hergestellt), faserförmiger Xonotlit A und gehackte Glasfaserstränge (CS-3PE 956, von Nitto Boseki Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 13 um, Faserlänge: 3 mm) wurden in einem Doppelschneckenextruder mit einem Zylinderdurchmesser von 30 mm (PCM 30; die zwei Schrauben drehen sich in der gleichen Richtung) bei einer Düsentemperatur von 250ºC unter Erhalt von Pellets, die zu 70% aus dem Nylon 6-Harz, 10% des Ionomers, 13% des faserförmigen Xonotlits A und 7% Glasfasern bestanden, schmelzgeknetet. Der faserförmige Xonotlit A und die Glasfasern wurden durch eine erste Entlüftungsöffnung (Zuführöffnung) unter Verwendung des entsprechenden Schneckenzuführers eingeführt und die Luft durch eine zweite Entlüftungsöffnung abgelassen. Dann wurden die Pellets in einer Spritzgießmaschine (Modell N100) bei einer Zylindertemperatur von 260ºC und einer Formtemperatur von 100ºC zur Herstellung von Prüflingen zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 5 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 11

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit B ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 5 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIELE 12 BIS 14

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit C (Vergleichsbeispiel 12), D (Vergleichsbeispiel 13) oder E (Vergleichsbeispiel 14) ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Prüflinge unter Verwendung von Xonotlit C oder D sind in Tabelle 5 angegeben. Wenn faserförmiger Xonotlit E verwendet wurde, ergab sich kein gleichmäßiges Compound, so daß die Zusammensetzung nicht geformt werden konnte.

BEISPIEL 28

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit F ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Prüflinge sind in Tabelle 5 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 15

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Mengen des zuzugebenden faserförmigen Xonotlits A und der Glasfasern wie in Tabelle 5 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 5 angegeben.

TABELLE 5

Anmerkung: 1): Nylon 6-Harz

2) : Gewichtsprozent an (A2), bezogen auf (A1) + (A2)

3) : Gewichtsprozent an (B), bezogen auf (B) + (C)

4) : Gesamtgehalt an (B) + (C), bezogen auf (A1) + (A2) + (C) + (B)

5): Nicht formbar

BEISPIEL 29

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Nylon 6-Harz durch ein Polypropylen-Harz (Ethylen-Propylen-Blockcopolymer, UBE Polypro J709HK) ersetzt, das Ionomer durch einen Ethylen-Propylen- Kautschuk (JSR EP07P, von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. hergestellt) ersetzt, die Glasfasern durch Talkum (Talcan Powder PK-C, durchschnittliche Teilchengröße: 11 um) ersetzt und die Schmelzknettemperatur und die Zylinder- und Formtemperatur der Spritzgießmaschine auf 230ºC, 230ºC bzw. 80ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Prüflings sind in Tabelle 6 angegeben.

BEISPIEL 30

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 29 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit G ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 6 angegeben.

BEISPIEL 31

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 29 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Mengen an Polypropylen-Harz, faserförmigem Xonotlit A und Talkum wie in Tabelle 6 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle E angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 16 UND BEISPIEL 32

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 29 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Mengen an faserförmigem Xonotlit A und Talkum wie in Tabelle 6 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 6 angegeben.

BEISPIELE 33 BIS 35

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 29 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Mengen an Polypropylen-Harz und Ethylen-Propylen-Kautschuk wie in Tabelle 6 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Prüflinge sind in Tabelle 6 angegeben.

TABELLE 6

Anmerkung: 1): Polypropylen-Harz

2) : Ethylen-Propylen-Kautschuk

3) : Gewichtsprozent an (A2), bezogen auf (A1) + (A2)

4) : Gewichtsprozent an (B), bezogen auf (B) + (C)

5) : Gesamtgehalt an (B) + (C), bezogen auf (A1) + (A2) + (C) + (B)

BEISPIEL 36

Zu einer 5 kg Polybutadien-Kautschuk enthaltenden Emulsion wurden 1,3 kg Acrylnitril und 3,8 kg Styrol und außerdem 20 g Benzoylperoxid gegeben. Das Gemisch wurde unter Rühren 5 Stunden zur Durchführung der Polymerisation auf 60ºC erhitzt. Die sich ergebende Polymerflüssigkeit wurde durch Zugabe einer geringen Menge Schwefelsäure koaguliert und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde gewaschen und unter Erhalt eines schlagfesten ABS-Harzes getrocknet. Das sich ergebende schlagfeste ABS-Harz hatte einen Kautschukgehalt von 50% und eine durchschnittliche Kautschuk-Teilchengröße von 0,3 um.

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Ionomer durch das oben hergestellte schlagfeste ABS-Harz ersetzt wurde, die Glasfasern durch Glasperlen (GB 210A, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 17 um) ersetzt wurden und die Schmelzknettemperatur und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 280ºC bzw. 290ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 7 angegeben.

BEISPIEL 37

Zu 100 Teilen eines Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol-Elastomers (SEBS) (Tuftec H1041, von Asahi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt) wurden 2,6 Teile Glycidylmethacrylat und 0,2 Teile t-Butylperoxybenzoat gegeben und das Gemisch in einer Schmelzknetmaschine vom Brabender-Typ 10 Minuten bei 260ºC in einer Stickstoffatmosphäre geknetet. Das sich ergebende Gemisch wurde zermahlen und dann mit Aceton unter Erhalt eines modifizierten thermoplastischen SEBS-Elastomers gewaschen. Die Epoxygruppen-Konzentration in dem Elastomer wurde durch ein Titrationsverfahren bestimmt (JIS K7236) und betrug 7,1 · 10 mol/g.

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 27 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Nylon 6-Harz durch Polyphenylensulfidharz (UBE PPS NR-04) ersetzt, wurde, das Ionomer durch das oben hergestellte modifizierte thermoplastische SEBS- Elastomer ersetzt wurde und die Glasfasern durch Glimmer (Szorite-Glimmer 200-KI) ersetzt wurden und die Schmelzknettemperatur und die Zylinder und Formtemperatur der Spritzgießmaschine auf 300ºC, 300ºC bzw. 130ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 7 angegeben.

TABELLE 7

Anmerkung: 1) Nylon 6-Harz

2) Polyphenylensulfidharz

3) Schlagfestes Acrylnitril-Styrol-Butadien-Harz

4) Thermoplastisches Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol-Elastomer

5) Gewichtsprozentsatz an (A2), bezogen auf (A1) + (A2)

6) Gewichtsprozentsatz an (B), bezogen auf (B) + (C)

7) Gesamtgehalt an (B) + (C), bezogen auf (A1) + (A2) + (C) + (B)

BEISPIEL 38

Ein PBT-Harz (UBE PBT 1000, von Ube Industries, Ltd. hergestellt), faserförmiger Xonotlit A und gehackte Glasfaserstränge (CS-3 J 951, von Nitto Boseki Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 10 um, Faserlänge: 3 mm) wurden in einem Doppelschneckenextruder mit einem Zylinderdurchmesser von 30 mm (PCM 30, von Ikegai Corporation hergestellt; die zwei Schnecken drehen sich in der gleichen Richtung) bei einer Düsentemperatur von 250ºC unter Erhalt von Pellets, die zu 80% aus PBT- Harz, 13% faserförmigem Xonotlit A und 7% Glasfasern bestanden, schmelzgeknetet. Der faserförmige Xonotlit A und die Glasfasern wurden durch eine erste Entlüftungsöffnung (Einführungsöffnung) unter Verwendung des entsprechenden Schneckenzuführers eingeführt und die Luft durch eine zweite Entlüftungsöffnung abgelassen. Dann wurden die Pellets in einer Spritzgießmaschine (Modell N100, von The Japan Steel Works, Ltd. hergestellt) bei einer Zylindertemperatur (die Temperatur am Düsenkopf, im folgenden die gleiche) von 260ºC und einer Formtemperatur von 100ºC zur Herstellung von Prüflingen zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 8 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 17

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit B ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 8 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIELE 18 BIS 20

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit C (Vergleichsbeispiel 18), D (Vergleichsbeispiel 19) oder E (Vergleichsbeispiel 20) ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Prüflinge unter Verwendung von Xonotlit C oder D sind in Tabelle 8 angegeben. Wenn faserförmiger Xonotlit E verwendet wurde, ergab sich kein gleichmäßiges Compound, so daß die Zusammensetzung nicht geformt werden konnte.

BEISPIEL 39

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit F ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 8 angegeben.

BEISPIEL 40

Ein Prüfling wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 38 mit dem Unterschied hergestellt, daß das PBT-Harz durch ein Nylon 66-Harz (UBE Nylon 2020B) ersetzt wurde und die gehackten Glasfaserstränge, die in Beispiel 38 verwendet wurden, durch gehackte Glasfaserstränge (CS-3PE 227, von Nitto Boseki Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 13 um, Faserlänge: 3 mm) ersetzt wurden und die Knettemperatur auf 290ºC und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 290ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 8 angegeben.

BEISPIEL 41

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit G ersetzt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Prüflings sind in Tabelle 8 angegeben.

TABELLE 8

Anmerkung: 1): Gewichtsprozent an (B), bezogen auf (B) + (C).

2): Gewichtsprozent an (B) + (C), bezogen auf (A) + (B) + (C).

3): Polybutylenterephalat-Harz.

4): Nylon 66-Harz.

BEISPIEL 42

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 40 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das Nylon 66-Harz durch ein Nylon 6-Harz (UBE Nylon 1013B) ersetzt wurde, die in Beispiel 37 verwendeten gehackten Glasfaserstränge durch gehackte Glasfaserstränge (CS-3PE 454, von Nitto Boseki Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 13 um, Faserlänge: 3 mm) ersetzt wurden und die Knettemperatur auf 250ºC und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 260ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 9 angegeben.

BEISPIELE 43 UND 44 UND VERGLEICHSBEISPIEL 21

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 42 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die zuzugebenden Mengen an Nylon 6-Harz, faserförmigem Xonotlit A und Glasfasern wie in Tabelle 9 angegeben geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 9 angegeben. TABELLE 9

Anmerkung: 1): Gewichtsprozent an (B), bezogen auf (B) + (C).

2): Gewichtsprozent an (B) + (C), bezogen auf (A) + (B) + (C).

3): Nylon 6-Harz.

BEISPIEL 45

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das PBT-Harz durch ein Polyphenylensulfid-Harz (UBE PPS NR-04, von Ube Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt wurde und die in Beispiel 38 verwendeten gehackten Glasfaserstränge durch gehackte Glasfaserstränge (CS-3 J 961, von Nitto Boseki Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 10 um, Faserlänge: 3 mm) ersetzt wurden und die Knettemperatur auf 280ºC und die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 300ºC und die Formtemperatur auf 130ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 10 angegeben.

BEISPIEL 46

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Glasfasern durch gehackte Kohlefaserstränge (Torayca Chopped Fiber T008, von Toray Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 7 um, Faserlänge: 3 mm) ersetzt wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 10 angegeben.

BEISPIEL 47

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 38 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß das PBT-Harz durch ein Polypropylen-Harz (Ethylen-Propylen-Blockcopolymer, UBE Polypro J709HK, von Ube Industries, Ltd. hergestellt) ersetzt wurde und die in Beispiel 35 verwendeten Glasfasern durch gehackte Glasfaserstränge (CS-3PE 956, von Nitto Boseki Co., Ltd. hergestellt, Faserdurchmesser: 13 um, Faserlänge: 3 mm) ersetzt wurden und die Knettemperatur auf 230ºC, die Zylindertemperatur der Spritzgießmaschine auf 230ºC und die Formtemperatur auf 80ºC geändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des sich ergebenden Prüflings sind in Tabelle 10 angegeben.

TABELLE 10

Anmerkung: 1): Gewichtsprozent an (B), bezogen auf (B) + (C).

2): Gewichtsprozent an (B) + (C), bezogen auf (A) + (B) + (C).

3): Nylon 6-Harz.

4): Polyphenylen-Harz.

5): Polpropylen-Harz.

6): Unter einer Belastung von 1,82 MPa gemessen.

7): Unter einer Belastung von 0,45 MPA gemessen.

BEISPIEL 48

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurden wiederholt, mit dem Unterschied, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit I ersetzt wurde. Der sich ergebende Prüfling hatte eine Zugfestigkeit von 171 MPa und ein gutes Aussehen.

VERGLEICHSBEISPIEL 22

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurden mit dem Unterschied wiederholt, daß der faserförmige Xonotlit A durch faserförmigen Xonotlit J ersetzt wurde. Der sich ergebende Prüfling hatte eine Zugfestigkeit von 170 MPa und ein schlechtes Aussehen.

Erfindungsgemäß ist durch die Verwendung von faserförmigem Xonotlit mit speziellen Eigenschaften als Verstärkung ein Verbundmaterial von organischem Polymer mit hoher Festigkeit, hoher Steifheit und hinsichtlich der Wärmebeständigkeit und der Schlagfestigkeit besser ausgewogenen Eigenschaften als bei Verbundmaterialien von herkömmlicher faserförmiger anorganischer Substanzorganischem Polymer erhältlich. Die Verwendung von faserförmigem Xonotlit ergibt auch eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, z. B. Festigkeit und Steifheit, ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und geringem Formschrumpf.

Daher eignen sich die erfindungsgemäßen verstärkten organischen Polymer- Zusammensetzungen als Formmaterial für Automobilteile, elektrische und elektronische Teile, Bestandteile von Tiefbauausrüstungen und Bestandteile von Präzisionsmaschinen.


Anspruch[de]

1. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung, umfassend ein organisches Polymer (A) und faserförmigen Xonotlit (B), wobei der faserförmige Xonotlit

(1) die folgenden Bedingungen (a), (b) und (c) erfüllt:

(a) 0,1 um ≤ D ≤ 0,4 um,

(b) 1 um ≤ L ≤ 5 um,

(c) 10 ≤ L/D ≤ 15, wobei D und L den durchschnittlichen Faserdurchmesser bzw. die durchschnittliche Faserlänge des faserförmigen Xonotlits (B) bedeuten;

(2) eine durch Stickstoffadsorption bestimmte spezifische BET-Oberfläche von nicht weniger als 21 m²/g hat;

(3) eine Oberfläche hat, die mit einem grenzflächenaktiven Mittel und/oder einem Haftvermittler behandelt worden ist; und

(4) zu Granulat geformt worden ist.

2. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das organische Polymer (A) ein thermoplastisches Harz (A1) umfaßt.

3. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das organische Polymer (A) ein thermisch härtbares Harz umfaßt.

4. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung ferner einen nicht faserförmigen Füllstoff und/oder verstärkende Fasern (C) enthält;

das organische Polymer (A) ein thermoplastisches Harz (A1) umfaßt,

die Gesamtmenge an den Komponenten (B) und (C) 5 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (A1), (B) und (C), beträgt und

die Gesamtmenge an Komponente (B) 5 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (B) und (C), beträgt.

5. Xonotlit-verstärkte organische Polymer-Zusammmensetzung nach Anspruch 4, wobei das organische Polymer (A) ein thermoplastisches Harz (A1) und mindestens ein Polymer (A2), das unter Kautschuken, thermoplastischen Elastomeren und Kautschuk-modifizierten thermoplastischen Harzen ausgewählt ist, umfaßt,

die Gesamtmenge an den Komponenten (B) und (C) 5 bis 65 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (A1), (A2), (B) und (C), beträgt,

die Menge an Komponente (A2) 5 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (A1) und (A2), beträgt und

die Menge an Komponente (B) 5 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Komponenten (B) und (C), beträgt.

6. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der faserförmige Xonotlit eine durch Stickstoffadsorption bestimmte spezifische BET-Oberfläche von nicht weniger als 30 m²/g hat.

7. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei der faserförmige Xonotlit eine durch Stickstoffadsorption bestimmte spezifische BET-Oberfläche von nicht weniger als 30 m²/g hat.

8. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der faserförmige Xonotlit eine durch Stickstoffadsorption bestimmte spezifische BET-Oberfläche von nicht weniger als 30 m²/g hat.

9. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das thermoplastische Harz (A1) mindestens ein unter Polyolefinharzen, Polyamidharzen, Polyesterharzen, Polyacetalharzen, Polyarylensulfidharzen und ABS-Harzen ausgewähltes Harz ist.

10. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das thermoplastische Harz (A1) mindestens ein unter Polyolefinharzen, Polyamidharzen, Polyesterharzen, Polyacetalharzen, Polyarylensulfidharzen und ABS-Harzen ausgewähltes Harz ist.

11. Xonotlit verstärkte organische Polymer-Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das Polymer (A2) mindestens ein unter Ethylen-Propylen-Kautschuken, Polyolefin-Elastomeren, Polystyrol-Elastomeren und schlagzähen ABS-Harzen ausgewähltes Polymer ist.







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