Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polypropylenharz-Zusammensetzung
und insbesondere die Polypropylenharz-Zusammensetzung, welche umfasst: (A) nur ein
Propylen-Polymer, umfassend ein Propylen-Ethylen-Copolymer mit einer bestimmten
Grenzviskosität und/oder ein Propylen-Homopolymer mit einer bestimmten Pentaden-Fraktion
(% mmmm); (B) einen Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk, umfassend Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
und Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer; (C) einen Styrol-Copolymer-Kautschuk; (D)
ein mit einem polare Reste enthaltenden Harz modifiziertes Polypropylen oder einen
Polyolefinpolyol und (E) einen anorganischen Füllstoff. Die Polypropylenharz-Zusammensetzung
erweist sich gegenüber den herkömmlichen Polypropylenharz-Zusammensetzungen
als überragend hinsichtlich der Steifigkeit, Kratzbeständigkeit, im Glanz
und in der Haftung an Farbe, stellt zudem ausgezeichnete Laserschnitt-Eigenschaften
und verbesserte Stoßbeständigkeit bei niedriger Temperatur bereit und
eignet sich daher für Fahrzeuginnenteile, wie Armaturenbretter, insbesondere
ein Armaturenbrett, das integral einen Airbag einschließt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Polypropylenharze sind bei Fahrzeugaußenteilen, einschließlich
Fahrzeugstoßstangen, sowie Fahrzeuginnenteilen, einschließlich Armaturenbrettern
und Säulen, ausgiebig verwendet worden, da sie ausgezeichnete Fließfähigkeit,
Stoßfestigkeit, chemische Beständigkeit sowie geringe Kosten aufweisen
und eine kleine spezifische Dichte besitzen. Im Fall von Fahrzeuginnenteilen, wie
Armaturenbrettern, insbesondere einem Armaturenbrett, das integral einen Airbag
einschließt, wird jedoch ein Airbag innerhalb des Armaturenbretts angebracht,
nachdem der Abschnitt, an dem der Airbag verstaut wird, aufgeschnitten und dann
dieser Abschnitt verdeckt wird, was zu lästigen Komplikationen und schlechtem
Aussehen führt. Wird dagegen ein Airbag integral innerhalb des Armaturenbretts
untergebracht, um solche Komplikationen zu vermeiden, besteht die Möglichkeit,
dass sich der Airbag bei einem Unfall nicht öffnet. Daher ist es erforderlich,
die Komponenten, welche einem im Armaturenbrett eingeschlossenen Airbag überdecken,
durch Schneiden unter Verwendung eines Laserstrahls vorher zu schwächen, damit
er sich im Notfall richtig öffnet. Folglich wird erwartet, dass das Armaturenbrett,
das einen eingeschlossenen Airbag integral überdeckt, ausgezeichnete physikalische
Eigenschaften und Haftung an die Farbe aufweist und zusätzlich gegenüber
Laserschnitt beständig ist, damit sich der Airbag im Notfall richtig öffnet.
Zudem muss es ausgezeichnete Stoßfestigkeit bei niedriger Temperatur aufweisen,
damit keine Bruchteile davon gebildet werden, wenn sich der Airbag aufbläst.
Es wurden Polypropylenharz-Zusammensetzungen für Fahrzeuginnenteile,
wie ein Armaturenbrett, entwickelt, die gute Steifigkeit und physikalische Eigenschaften
bereitstellen und sich daher für die direkte Lackierung ohne Vorbehandlung
eignen, aber es wurde keine Polypropylenharz-Zusammensetzung entwickelt, die sich
für ein Armaturenbrett eignet, das integral einen Airbag einschließt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben in der US-Patentanmeldung Nr. 09/749,698
die Polypropylenharz-Zusammensetzung offenbart, die sich für das Armaturenbrett
eignet, das ausgezeichnete physikalische Eigenschaften und Haftung an Farbe aufweist.
Die in der US-Patentanmeldung Nr. 09/749,698 offenbarte Polypropylenharz-Zusammensetzung
hat zwar ausgezeichnete Steifigkeit, physikalische Eigenschaften und Haftung, es
besteht aber die Gefahr, dass sich beim Aufblasen eines Airbags aufgrund der verringerten
Stoßfestigkeit bei niedriger Temperatur nach Vorbehandlung mit einem Laserstrahl
Bruchstücke bilden.
Daher besteht ein großer Bedarf an der Entwicklung einer Polypropylenharz-Zusammensetzung
mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften, Haftung an Farben und zudem hervorragender
Niedertemperatur-Stoßfestigkeit, die für eine Airbageinsatzöffnung
in der Automobilindustrie erforderlich sind.
Aus der US 5,286,776 ist eine
verstärkte Polypropylenharz-Zusammensetzung bekannt, die ein mit einer Organosilanverbindung
modifiziertes Polypropylen, ein nichtkristallines Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer
und ein Styrol-Blockpolymer umfasst.
Die EP 476926 offenbart ein
polypropylenbasiertes Harz, das im Wesentlichen aus einem Polypropylenharz oder
einem Block-Copolymer aus Propylen und Ethylen sowie einem Talkpulver besteht.
Schließlich ist aus der EP 527633
ein Harz bekannt, das ein Polypropylen, ein Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
und ein Ethylen-Acrylsäure-Copolymer aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Polypropylenharz-Zusammensetzung
mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften, wie Steifigkeit, Kratzfestigkeit,
Glanz und Haftung an Farben, Laserschnitt-Eigenschaften und einer stark erhöhten
Niedertemperatur-Stoßfestigkeit, umfassend: ein Propylen-Polymer, umfassend
ein Propylen-Ethylen-Copolymer und ein Propylen-Homopolymer; einen Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk,
umfassend einen Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk und ein Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer;
einen Styrol-Copolymer-Kautschuk, ein polare Reste enthaltendes Harz und einen anorganischen
Füllstoff.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist durch eine Polypropylenharz-Zusammensetzung
charakterisiert, umfassend:
(A) 30 bis 70 Gew.-% eines Propylen-Polymers, umfassend 5 bis 30 Gew% Propylen-Homopolymer
und 70 bis 100 Gew.-% Propylen-Ethylen-Copolymer;
(B) 10 bis 30 Gew.-% eines Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuks, der
60 bis 95 Gew.-% Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk und 5 bis 40 Gew.-% Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer
umfasst, wobei das Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer und der Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
verschieden sind.
(C) 1 bis 10 Gew.-% Styrol-Copolymer-Kautschuk, umfassend 10 bis 50 Gew.-% Polymerblöcke
aus Styrol oder dessen Derivat, 50 bis 90 Gew.-% Polymerblöcke, die mit mindestens
einer Substanz, ausgewählt aus Ethylen, Isopren, Butylen, Butadien und Propylen,
copolymerisiert sind;
(D) 1 bis 7 Gew.-% eines polare Reste enthaltenden Harzes, umfassend ein modifiziertes
Polypropylen, das in einem Pfropfverhältnis von 0,5 bis 6,0 Gew.-% gepfropft
ist, einen Polyolefinpolyol oder ein Gemisch davon; und
(E) 10 bis 40 Gew.-% eines anorganischen Füllstoffs, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Talk, Bariumsulfat, Kaliumcarbonat und Wollastonit.
Die erfindungsgemäße Polypropylenharz-Zusammensetzung stellt
ein Fahrzeuginnenmaterial bereit, das sich für ein Armaturenbrett eignet, das
mittels Spritzgießen integral einen Airbag einschließt. Das einen Airbag
integral einschließende Armaturenbrett, das ausgezeichnete Laserschnitt-Eigenschaften
und Niedertemperatur-Stoßfestigkeit besitzt, wird aus dem Formgegenstand durch
Beschichten ohne Grundierungsbehandlung und durch Einbau des Airbags hergestellt.
Nachstehend wird eine eingehende Beschreibung jeder Komponente, welche
die erfindungsgemäße Polypropylenharz-Zusammensetzung ausmacht, bereitgestellt.
(A) Propylen-Polymer
Ein von der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammenzetzung
umfasstes Propylen-Copolymer ist ein kristallines Polymer, das ein Propylen-Ethylen-Copolymer
umfasst, das Ethylene und/oder ein Propylen-Homopolymer enthält.
Das Propylen-Homopolymer hat einen mittels 13C-NMR gemessenen
Pentaden-Anteil (% mmmm) von mehr als 96%, vorzugsweise mehr als 96,5 und stärker
bevorzugt mehr als 97%. Ist der Pentaden-Anteil kleiner als 96%, verschlechtern
sich die Steifigkeit und Wärmebeständigkeit der Polypropylenharz-Zusammensetzung.
Zudem liegt die Grenzviskosität [&eegr;] des erfindungsgemäßen Propylen-Polymers,
gemessen in Decalin bei 135°C, im Bereich von 0,7 bis 2,5 dl/g, vorzugsweise
im Bereich von 0,85 bis 2,2 dl/g und stärker bevorzugt im Bereich von 0,9 bis
2,0 dl/g. Ist die Grenzviskosität [&eegr;] niedriger als 0,7 dl/g, verschlechtert
sich die Stoßfestigkeit der geformten Polypropylenharz-Zusammensetzung. Übersteigt
sie 2,5 dl/g, verschlechtert sich die Fließfähigkeit, so dass die Qualität
des schließlich geformten Produkts verschlechtert und die Arbeitsbedingungen
schlecht werden.
Das Propylen-Ethylen-Copolymer umfasst einen Ethylengehalt von 3 bis
20% und vorzugsweise 5 bis 15%. Die Grenzviskosität [&eegr;] des erfindungsgemäßen
Propylen-Ethylen-Blockcopolymers, gemessen in Decalin bei 135°C, liegt im Bereich
von 3,0 bis 6,0 dl/g, vorzugsweise über 3,5 dl/g und stärker bevorzugt
über 4,0 dl/g.
Für gut ausgewogene Stoßfestigkeits- und Fließfähigkeitseigenschaften
wird empfohlen, dass die Zusammensetzung aus dem Propylen-Homopolymer und dem Propylen-Ethylen-Copolymer
im Bereich von 5 bis 30:70 bis 100 Gew.-% und stärker bevorzugt
im Bereich von 5 bis 20:80 bis 100 Gew.-% liegt. Das Propylen-Homopolymer liefert
zwar überragende Steifigkeit und Wärmebeständigkeit, hat aber eine
schlechte Stoßfestigkeit. Dagegen liefert das Propylen-Ethylen-Copolymer eine
verbesserte Stoßfestigkeit, insbesondere bei niedriger Temperatur, hat aber
schlechte Formbarkeit, Steifigkeit und Wärmebeständigkeit. Daher können
sie sich gegenseitig ergänzen, wenn sie gemischt werden.
Es wird empfohlen, dass der Anteil an Propylen-Copolymer, bezogen
auf das gesamte Polypropylenharz, im Bereich von 30 bis 70 Gew.-%, stärker
bevorzugt im Bereich von 45 bis 65 Gew.-% liegt. Werden mehr als 70 Gew.-% eingesetzt,
verschlechtert sich die Stoßfestigkeit. Werden dagegen weniger als 30 Gew.-%
eingesetzt, wird die Formbarkeit schlecht.
(B) Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk
Ein von der erfindungsgemäßen Polypropylenherz-Zusammensetzung
umfasster Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk (B) umfasst einen Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
und ein Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer und wird hinzugfügt, um die Stoßfestigkeit
zu erhöhen, indem der gesamten Polypropylenharz-Zusammensetzung Elastizität
verliehen wird.
Die Mooney-Viskosität [&eegr;]ML1+4 (125°C)
des Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuks (EPR) ist im Bereich von 50 bis 80 dl/g,
vorzugsweise im Bereich von 55 bis 70 dl/g. Ist die Mooney-Viskosität höher
als 80 dl/g, verschlechtert sich das Aussehen aufgrund von schlechter Dispersion,
und die mechanischen Eigenschaften verschlechtern sich ebenfalls. Beträgt sie
dagegen weniger als 20 dl/g, wird die Stoßfestigkeit verringert. Der Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
(EPR) umfasst einen Propylengehalt von 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 80
Gew.-%. Ist der Propylengehalt niedriger als 20 Gew.-%, verschlechtert sich die
Stoßfestigkeit, und wenn er 80 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich
die Steifigkeit.
Das von der erfindungsgemäßen Polypropylenherz-Zusammensetzung
umfasste Etylen-&agr;-Olefin-Copolymer ist insbesondere ein Ethylen-1-Buten-(EBM-)
oder Ethylen-1-Octen-(EOM-) Copolymer und enthält vorzugsweise 12–45
Gew.-% &agr;-Olefin. EBM mit 12–45 Gew.-%, vorzugsweise 15–20 Gew.-%
Butengehalt und einer Schmelzzahl von 0,5–10 g/10 min, vorzugsweise 1–5
g/10 min wird zuvor verwendet. EOM mit einem Octengehalt von 15–45 Gew.-%,
vorzugsweise 25–35 Gew.-%, einer Grenzviskosität [&eegr;]ML1+4
(121°C) von 1–50 dl/g, vorzugsweise 1,5–35 dl/g und einer Dichte
von 0,86–0,91 g/cm3, vorzugsweise 0,87–0,90 g/cm3
wird verwendet.
Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk (EPR) und Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer
werden im Bereich von 60 bis 95:40 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 80
bis 85:20 bis 15 Gew.-% miteinander gemischt, damit eine gute Stoßfestigkeits-
und Steifigkeitsbalance erzielt wird. Wird nur Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
(EPR) verwendet, verschlechtert sich die Steifigkeit; wird nur &agr;-Olefin-Copolymer
verwendet, verschlechtert sich die Stoßfestigkeit.
Es wird empfohlen, dass der Gehalt an Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk,
bezogen auf das gesamte Polypropylen-Polymer, im Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise
im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% liegt. Ist der Gehalt niedriger als 10 Gew.-%, verschlechtern
sich Steifigkeit und Formbarkeit; übersteigt er 30 Gew.-%, verschlechtert sich
die Stoßfestigkeit.
(C) Styrol-Copolymer-Kautschuk
Ein von der erfindungsgemäßen Polypropylenherz-Zusammensetzung
umfasster Styrol-Copolymer-Kautschuk umfasst einen Polymerblock aus Styrol oder
seinem Derivat sowie einen Polymerblock aus mindestens einer Substanz, ausgewählt
aus Ethylen, Isopren, Butadien und Propylen, damit die Stoßfestigkeit verbessert
wird, ohne die Steifigkeit zu verringern.
Der erfindungsgemäß verwendete Copolymer-Kautschuk besitzt
mehr als 97% ungesättigte Bindungen und ist vom linearen "a-b-a" Typ oder vom
nicht-linearen Typ, wobei der "a"-Block aus Styrol oder seinem Derivat gebildet
wird und der "b"-Block aus mindestens einer Substanz, ausgewählt aus Ethylen,
Isopren, Butadien und Propylen, gebildet wird. Der "a"-Block wird zur Verstärkung
der Steifigkeit, des Glanzes, der Zugfestigkeit und der Härte der Harzzusammensetzung
verwendet, und der "b"-Block wird zur Verbesserung der Verträglichkeit mit
der Olefinharzzusammensetzung eingesetzt. Der "a"-Block wird im Bereich von 10 bis
50 Gew.-% verwendet. Ist der Gehalt an "a"-Block kleiner als 10 Gew.-%, verschlechtern
sich Steifigkeit und Härte. Beträgt er jedoch mehr als 50 Gew.-%, wird
die Verträglichkeit mit der Olefinharzzusammensetzung schlecht,
was zu einer schlechten Stoßfestigkeit führt.
Es wird empfohlen, dass der Gehalt an Styrol-Copolymer-Kautschuk,
bezogen auf das gesamte Polypropylen-Polymer, im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
im Bereich von 1,5 bis 7 Gew.-% liegt. Ist der Gehalt höher als 10 Gew.-%,
verschlechtert sich der Glanz, und ist er kleiner als 1 Gew.-%, verschlechtern sich
die Dehnung usw.
(D) Polare Reste enthaltendes Harz
Ein von der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
umfasstes polare Reste enthaltendes Harz ist ein modifiziertes Polypropylen, ein
Polyolefinpolyol oder ein Gemisch davon.
Das modifizierte Polypropylen ist ein Polypropylen-Copolymer, das
mit einer ungesättigten Carbonsäure oder deren Derivaten gepfropft ist,
wobei Beispiele für die ungesättigte Carbonsäure Maleinsäure,
Acrylsäure, m-Acrylsäure, wasserfreie Maleinsäure, Dimethylol-p-octylphenol
und ein Gemisch davon umfassen. Hier wird ein Pfropfverhältnis von 0,5 Gew.-%
oder höher, vorzugsweise 1,5 Gew.-% oder höher empfohlen. Ist das Pfropfverhältnis
niedriger als 0,5 Gew.-%, kann es aufgrund der schlechten Haftung an Farbe durch
einen äußeren Stoß zerkratzt werden.
Das von der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
umfasste Polyolefinpolyol hat an beiden Enden des gesättigten Kohlenhydrat-Grundgerüstes,
das 150 bis 200 Kohlenstoffatome besitzt, polare Hydroxyl-(OH-) Gruppen gebunden.
Das Polyolefinpolyol ist ein niedermolekulares Polymer mit einer Viskosität
von 10 bis 16 Poise (100°C) und einem Hydroxylwert von 20 bis 80 mg KOH/g.
Ist der Hydroxylwert des Polyolefinpolyols kleiner als 20 mg KOH/g, wird die Haftung
an Farbe verschlechtert. Übersteigt er andererseits 80 mg KOH/g, verbessert
sich die Haftung an Farbe, aber die Steifigkeit und die Stoßfestigkeit verschlechtern
sich.
Das von der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
umfasste modifizierte Polypropylen und der Polyolefinpolyol können allein oder
miteinander gemischt verwendet werden. Werden sie einzeln eingesetzt, wird empfohlen,
dass das modifizierte Polypropylen im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
im Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Polypropylen-Zusammensetzung,
liegt, und es wird empfohlen, dass der Polyolefinpolyol im Bereich von 1 bis 5 Gew.-%,
vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Polypropylen-Zusammensetzung,
liegt. Werden die beiden Komponenten miteinander gemischt, wird empfohlen, dass
der Gehalt des gemischten Harzes im Bereich von 1 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die
gesamte Polypropylenharz-Zusammensetzung, liegt: Übersteigt der Gehalt 7 Gew.-%,
können sich die Stoßeigenschaften und die Steifigkeit verschlechtern.
(E) Anorganischer Füllstoff
Ein von der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
umfasster anorganischer Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße
von 0,5 bis 7 &mgr;m wird aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Talk,
Bariumsulfat, Calciumcarbonat und Wollastonit. Hinsichtlich der Dispersion und anderer
Eigenschaften ist Talk mit einer kleineren mittleren Teilchengröße als
7 &mgr;m besonders bevorzugt.
Der anorganische Füllstoff wird im Bereich von 10 bis 40 Gew.-%,
bezogen auf das gesamte Polypropylenharz, hinzugefügt. Ist der Gehalt kleiner
als 10 Gew.-%, verschlechtern sich die Steifikgeit und Wärmebeständigkeit,
und übersteigt er 40 Gew.-%, verschlechtert sich die Stoßfestigkeit.
Andere Additive, die vom Durchschnittsfachmann verwendet werden, wie
ein Antioxidans, ein Neutralisierungsmittel, ein antistatisches Mittel sowie ein
Keimbildungsmittel, können beliebig in einer angemessenen Menge, welche das
oben genannte Ziel der vorliegenden Erfindung nicht behindert, hinzugefügt
werden. Beispiele für das Antioxidans sind Phenole, Phosphate und Thiodipropionat-Synergisten,
und Beispiele für das Neutralisierungsmittel sind Calciumstearat und Zinkoxid.
Die Polypropylenharz-Zusammensetzung, welche die Komponenten (A) bis
(E) in der entsprechenden vorgeschriebenen Menge und, wenn gewünscht, ein zusätzliches
Additiv umfasst, hat eine Schmelzzahl von 3 bis 40 g/10 min. Ist sie niedriger als
3 g/10 min, kann sich die Verarbeitbarkeit verschlechtern, und eine Fließlinie
kann im Produkt auftreten. Ist sie dagegen höher als 40 g/10 min, verschlechtern
sich die physikalischen Eigenschaften, wie Festigkeit, Steifigkeit und Stoßfestigkeit.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
ist nicht auf ein spezielles Verfahren beschränkt. Beispielsweise können
die Komponenten (A), (B), (C), (D) und (E) der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
durch ein herkömmliches mechanisches Mischverfahren hergestellt werden. Genauer
gesagt, können übliche Schmelzmischmaschinen, wie ein Bambury-Mischer,
ein Einzelschneckenextruder, ein Doppelschneckenextruder und ein Mehrschneckenextruder,
eingesetzt werden. Es wird hier empfohlen, dass die Mischtemperatur im Bereich von
170 bis 240°C liegt.
Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung kann der Herstellung
durch jede von verschiedenen Formungstechniken, einschließlich Extrusion, Blasformen,
Spritzformen und Folienformen, unterworfen werden. Von diesen Formungstechniken
wird vorzugsweise Spritzformen eingesetzt.
Die aus der erfindungsgemäßen Polypropylenharz-Zusammensetzung
hergestellten geformten Fahrzeuginnenteile können unter Verwendung von modifizierter
Acrylfarbe oder Urethanfarbe ohne Vorbehandlung direkt lackiert werden. Dann werden
sie unter Verwendung des Laserstrahls um den Airbag eingeschnitten. Da eine besondere
Infrarotfrequenz (943 cm–1) eingesetzt wird, damit eine gleichmäßige
Dicke nach dem Schnitt erhalten wird, hat die Harzzusammensetzung eine hohe Durchlässigkeit
für die verwendete Infrarotfrequenz. Ist die Durchlässigkeit klein, wird
es unmöglich, die Dicke zu kontrollieren, was zu einer ungleichmäßigen
Dicke, Nichtöffnen des Airbags und Bildung von Bruchstücken bei dessen
Öffnung führt. Daher wird ein Test zur richtigen Öffnung des Airbags
durchgeführt.
Nachstehend wird eine eingehendere Beschreibung der vorliegenden Erfindung
anhand von Beispielen vorgestellt. Sie sollte jedoch nicht als Beschränkung
des Umfangs dieser Erfindung verstanden werden.
Beispiel und Vergleichsbeispiel
Die Polypropylenharz-Zusammensetzung, welche Polypropylenharz (A),
(B), (C), (D) und (E) in der Menge, die in den Tabellen 1–5 angegeben ist,
enthält, wurde in dem in Tabelle 6 angegebenen Mischungsverhältnis mit
Hilfe eines Henschel-Mischers (Warenzeichen) gemischt. Das erhaltene Gemisch wurde
mit einem Doppelschneckenextruder, der einen Durchmesser von 45 mm &PHgr; hatte,
schmelzgeknetet und dann pelletiert.
(A) Propylen-Copolymer
Die physikalischen Eigenschaften des verwendetem Propylen-Copolymers
sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die mittels 13C-NMR gemessene isotaktische
Pentaden-Fraktion des Propylen-Homopolymers betrug 96,8% mmmm, und die intrinsischen
Viskositäten des Propylen-Homopolymers und des Ethylen-Propylen-Copolymers
wurden in Decalin bei 135°C bestimmt. Die Grenzviskosität der Lösung
wurde mit einem Ubbeholde-Viskometer gemessen.
Tabelle 1
(B) Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuks
und Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymers sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2
(C) Styrol-Copolymer-Kautschuk
Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten Styrol-Copolymer-Kautschuks
sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 3
(D) Polare Reste enthaltendes Harz
Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten polare Reste enthaltenden
Harzes sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
Tabelle 4
(E) Anorganischer Füllstoff
Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten anorganischen Füllstoffs
sind in Tabelle 5 zusammengefasst.
Tabelle 5
Tabelle 6
Testbeispiel: Test der physikalischen Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften der aus den Beispielen 1–4
und den Vergleichsbeispielen 1–4 hergestellten Polypropylenharz-Zusammensetzung
wurden mit dem folgenden Verfahren getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.
[Testverfahren]
A. Schmelzzahl (MI, g/10 min): Getestet mit ASTM D1238 (230°C/2,16 kg)
B. Izod-Stoßfestigkeit (kg·cm/cm2): Getestet mit ASTM D256
bei 23°C und bei –30°C
C. Biegeelastizitätsmodul (kg/cm2): Getestet mit ASTM D790
D. Rockwell-Härte: Getestet mit ASTM D785
E. Glanz: Getestet mit ASTM D523 unter Verwendung eines Saze/Glanzmessgerätes
von BYK-Gardner
F. Kratzfestigkeit: Getestet mit ASTM D3363
G. Haftung an Farbe: Das spritzgeformte Probestück wurde mit modifizierter
Acrylfarbe oder Urethanfarbe beschichtet, 30 min bei 80°C getrocknet und zudem
mehr als 48 Std. bei Raumtemperatur belassen. Die Beschichtung des Probestücks
wurde in Längs- und Querrichtung in Abständen von 2 mm eingeschnitten.
So wurde ein Karomuster von 10 × 10 (= 100) Quadraten auf der beschichteten
Oberfläche hergestellt, und Zellophan-Klebeband wurde unter Fingerdruck fest
auf jedes Karomuster geklebt. Danach wurde das druckempfindliche Klebeband abrupt
losgelassen. Die verbleibenden Karomuster wurden untersucht, und das Ergebnis ist
in Tabelle 7 zusammengefasst.
Tabelle 7
F. Laserschnitt: Die Oberfläche der Probe wurde mit einem Laserstrahl behandelt,
und es wurde bestimmt, ob eine Extinktion bei 943 cm–1 durch eine
Dicke von 0,1 mm nachgewiesen werden konnte oder nicht (O für nachweisbar und
X für nicht nachweisbar)
G. Airbageinsatzöffnung: Ein Probestück für den Test der Airbageinsatzöffnung
wird unter den in Tabelle 8 gezeigten Bedingungen hergestellt.
Tabelle 8
Tabelle 9
In Tabelle 9 ist dargestellt, dass die Harzzusammensetzung der Beispiele
1–4 ausgezeichnete Stoßfestigkeit, Härte, Farbenhaftung, ohne dass
eine Vorbehandlung erforderlich ist, Laserschnitt-Eigenschaft sowie Airbageinsatzöffnung
bereitstellt. Wurde jedoch im Vergleichsbeispiel 1 der Ethylen-Proylen-Kautschuk
mit niedriger Viskosität allein eingesetzt, bestand die Gefahr, dass sich beim
Öffnen des Airbags Bruchstücke bildeten. Bei Verwendung von Talk mit einer
hohen mittleren Teilchengröße im Vergleichsbeispiel 2 war zudem die Stoßfestigkeit
schlechter. Bei Verwendung einer großen Menge Styrol-Copolymer-Kautschuk im
Vergleichsbeispiel 3 waren die physikalischen Eigenschaften sowie die Laserschnitt-Eigenschaften
schlechter, was zu schlechter Stoßfestikgeit während der Airbageinsatzöffnung
führte. Wurde kein oder wenig polare Reste enthaltendes Harz verwendet, verschlechterte
sich die Beschichtungshaftung.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die erfindungsgemäße
Polypropylenharz-Zusammensetzung eine gut ausgewogene Kombination von Eigenschaften,
wie Steifigkeit und Stoßfestigkeit, sowie ausgezeichnete Laserschnitt-Eigenschaften
bereit, kann direkt ohne Vorbehandlung lackiert werden und ist für Fahrzeuginnenteile,
insbesondere ein Armaturenbrett, das integral einen Airbag einschließt, geeignet.
Anspruch[de]
Polypropylenharz-Zusammensetzung, umfassend die nachstehenden Komponenten
(A), (B), (C), (D) und (E):
(A) 30 bis 70 Gew.-% eines Propylen-Polymers, umfassend 5 bis 30 Gew.-% Propylen-Homopolymer
und 70 bis 95 Gew.-% Propylen-Ethylen-Copolymer;
(B) 10 bis 30 Gew.-% eines Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuks, der 60 bis
95 Gew.-% Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk und 5 bis 40 Gew.-% Ethlen-&agr;-Olefin-Copolymer
umfasst, wobei das Ethylen-&agr;-Olefin-Copolymer und der Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
verschieden sind;
(C) 1 bis 10 Gew.-% Copolymer-Kautschuk auf Styrolbasis, umfassend 10 bis 50 Gew.-%
eines Polymerblocks aus Styrol oder dessen Derivat, 50 bis 90 Gew.-% eines Polymerblocks,
der mit mindestens einer Substanz, ausgewählt aus Ethylen, Isopren, Butylen,
Butadien und Propylen, copolymerisiert ist;
(D) 1 bis 7 Gew.-% eines polare Reste enthaltenden Harzes, umfassend ein modifiziertes
Polypropylen, das in einem Pfropfverhältnis von 0,5 bis 6,0 Gew.-% gepfropft
ist, eines Polyolefinpolyols oder ein Gemisch davon; und
(E) 10 bis 40 Gew.-% eines anorganischen Füllstoffs, ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus Talk, Bariumsulfat; Kaliumcarbonat und Wollastonit.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Propylen-Homopolymer
einen mittels 13C-NMR gemessenen Pentaden-Anteil (% mmmm) von mehr als
96% und eine Grenzviskosität von 0,7–2,5 dl/g hat, und das Propylen-Ethylen-Copolymer
eine Grenzviskosität von 0,7–2,5 dl/g und einen Ethylengehalt von 3–20
Gew.-% hat.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk
(B) eine Mooney-Viskosität [&eegr;]ML1+4 (125°C) von 50–80
dl/g und einen Propylengehalt von 20–80 Gew.-% hat.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Ethlen-&agr;-Olefin-Copolymer
eine Schmelzzahl von 0,5–10 g/10 min und einen &agr;-Olefingehalt von 12–45
Gew.-% hat.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Styrol-Copolymer-Kautschuk
linear oder nicht linear ist und mehr als 97% ungesättigte Bindungen besitzt.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das modifizierte
Polypropylen ein Polypropylen ist, das mit ungesättigten Carbonsäuren
oder deren Derivaten gepfropft ist, wobei die ungesättigte Carbonsäure
aus der Gruppe, bestehend aus Maleinsäure, Acrylsäure, m-Acrylsäure,
wasserfreier Maleinsäure, Dimethylol-p-octylphenol und einem Gemisch davon,
ausgewählt ist.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Polyolefinpolyol
an beiden Enden des gesättigten Kohlenhydrat-Grundgerüsts, das 150 bis
200 Kohlenstoffatome besitzt, polare Hydroxylgruppen (-OH) gebunden hat, eine Viskosität
von 10 bis 16 Poise und einen Hydroxyl-Wert von 20 bis 80 mg KOH/g besitzt.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der anorganische
Füllstoff eine mittlere Teilchengröße von 0,5 bis 7 &mgr;m hat.Polypropylenharz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Schmelzzahl
der gesamten Zusammensetzung im Bereich von 3–40 g/10 min liegt.Fahrzeuginnengegenstand, der aus der Polypropylenharz-Zusammensetzung
nach Anspruch 1 mittels Spritzformen geformt wird.Verfahren zur Herstellung eines Armaturenbretts, das integral einen
Airbag einschließt, wobei der Airbag ohne Zusammenbau angebracht wird, nachdem
der Fahrzeuginnengegenstand nach Anspruch 10 ohne Vorbehandlung mit Farbe beschichtet
worden ist.