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Dokumentenidentifikation DE69932976T2 15.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000974617
Titel Harzzusammensetzungen für Oberflächenschichten und Laminate daraus
Anmelder Mitsui Chemicals, Inc., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kobayashi, Kyoko, Ichihara-shi, Chiba 299-0108, JP;
Karaiwa, Masato, Ichihara-shi, Chiba 299-0108, JP;
Mizumoto, Kunihiko, Ichihara-shi, Chiba 299-0108, JP;
Uchiyama, Akira, Ichihara-shi, Chiba 299-0108, JP
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69932976
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.07.1999
EP-Aktenzeichen 993057363
EP-Offenlegungsdatum 26.01.2000
EP date of grant 30.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2007
IPC-Hauptklasse C08L 23/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C08L 23/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   
IPC additional class C08L 83/04  (2006.01)  A,  L,  N,  20051017,  B,  H,  EP
C08L 27/12  (2006.01)  A,  L,  N,  20051017,  B,  H,  EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Olefinelastomerzusammensetzungen für Oberflächenelemente und Laminate davon. Insbesondere betrifft die Erfindung thermoplastische Olefinelastomerzusammensetzungen für Oberflächenelemente mit ausgezeichneter Gleitabriebfestigkeit und Extrusionsformbarkeit und betrifft auch Laminate davon.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Thermoplastische Olefinelastomere sind leicht, können einfach wiederverwendet werden und erzeugen kein gesundheitsschädliches Gas, wenn diese verbrannt werden, wodurch diese für verschiedene Materialien, wie Kraftfahrzeugteile, industrielle mechanische Teile, elektronische oder elektrische Teile und Baumaterialien, intensiv unter den Gesichtspunkten der Energieeinsparung, Resourcen-Erhaltung und in letzter Zeit des globalen Umweltschutzes verwendet wurden.

Ein Beispiel für ein Kraftfahrzeugteil ist ein Scheibenführungskanal. Der Scheibenführungskanal ist ein Führungselement, das zwischen einer Fensterscheibe und einem Fensterrahmen bereitgestellt ist, und wird nicht nur zur Erleichterung der Öffnungs- und Schließvorgänge der Fensterscheibe benötigt, sondern ermöglicht auch das dichte (flüssigkeitsdichte) Schließen der Fensterscheibe auf den Fensterrahmen.

Herkömmliche Scheibenführungskanäle umfassen ein Substrat aus einem weichen synthetischen Harz (z.B. ein weiches Vinylchloridharz), ein Ethylen/Propylen/Dien-Copolymer-Kautschuk oder dergleichen und eine Nylon-Folie für das Gleiten einer Fensterscheibe, wobei die Nylon-Folie mittels eines Klebers auf das Substrat laminiert ist. Um die Kontaktfläche mit der Fensterscheibe zu verringern, wird ein Prägen vor oder nach dem Laminieren der Nylon-Folie durchgeführt.

Da das Verfahren zur Herstellung solcher herkömmlicher Scheibenführungskanäle ein Laminierschritt unter Verwendung eines Klebers umfasst, haben die erhaltenen Scheibenführungskanäle insofern einen Nachteil, als dass eine Trennung zwischen dem Substrat und dem Oberflächenelement wahrscheinlich auftritt und das Verfahren aufgrund der vielen Schritte kompliziert ist.

Unter diesen Umständen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ihre Aufmerksamkeit auf thermoplastische Olefinelastomere gerichtet und versucht, die Probleme der Scheibenführungskanälen zu lösen. Bei der Verwendung eines thermoplastischen Olefinelastomers für einen Einschicht-Scheibenführungskanal wurden die Gleiteigenschaften für die Fensterscheibe jedoch schlecht, was zu einer gewaltsamen Abreibung führte. Außerdem ist die Menge an Formrückstand, der durch das Strangpressen eingebracht wird, größer als dies bei Verwendung von herkömmlichen Harzen der Fall ist, und der Formrückstand haftet an dem Formkörper, was zu einem schlechten Erscheinungsbild führt.

In der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 176408/1997 ist beschrieben, dass die Zugabe eines Fettsäureamids zu einem thermoplastischen Olefinelastomer die Gleitfähigkeit und die Abriebfestigkeit erhöht. Selbst bei der Verwendung der so erhaltenen thermoplastischen Olefinelastomerzusammensetzung ist jedoch nach wie vor das Problem des Auftretens eines Formrückstands beim Strangpressen vorhanden.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezweckt solche mit dem Stand der Technik verbundene, wie oben beschriebene Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Harzzusammensetzung für ein Oberflächenelement bereitzustellen, die ein thermoplastisches Olefinelastomer und andere bestimmte Komponenten umfasst und die ein Laminat bereitstellen kann, wenn dieses für ein Oberflächenelement verwendet wird, wobei das Laminat gute Gleiteigenschaften für eine Fensterscheibe und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit zeigt und nur eine geringe Menge eines Formrückstands aufweist, der von dem Strangpressen herrührt. Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Laminat, das die Harzzusammensetzung verwendet, bereitzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung, die zur Verwendung als Oberflächenelement geeignet ist, umfasst 100 Gew.-Teile eines vollständig oder teilweise quervernetzten thermoplastischen Olefinelastomers (A), umfassend ein kristallines Polyolefin und einen Kautschuk, wobei das Verhältnis des kristallinen Polyolefins zu dem Kautschuk 90/10 bis 5/95 beträgt, 2 bis 20 Gew.-Teile eines Organopolysiloxans (B) mit einer Viskosität (JIS K 2283, 25 °C) von nicht weniger als 1 × 106 cSt (mm2/s) und 0,5 bis 5 Gew.-Teile eines Organopolysiloxans (C) mit einer Viskosität (JIS K 2283, 25 °C) von nicht weniger als 10 cSt (mm2/s), jedoch weniger als 1 × 106 cSt (mm2/s). In dieser Zusammensetzung kann ein Polyolefinharz (D) in einer Menge von 5 bis 150 Gew.-Teilen und/oder ein Fluorpolymer (E) in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-Teilen enthalten sein.

Das erfindungsgemäße Laminat ist ein Laminat, das durch Laminieren eines Oberflächenelements, umfassend die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung, auf einen Kern gebildet ist, der ein thermoplastisches Elastomer umfasst.

Die oben erwähnten Zusammensetzungen weisen ausgezeichnete Gleiteigenschaften für Gläser und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit auf und bringen nur eine geringe Menge eines Formrückstands aus dem Strangpressverfahren mit sich. Der hierin verwendete Ausdruck "Formrückstand" bezeichnet eine Substanz, die sich hinsichtlich der Farbe oder der physikalischen Eigenschaften von dem Ausgangsmaterial unterscheidet, das an einer Düse in dem Strangpressen eines thermoplastischen Elastomers anhaftet. Dieser Formrückstand umfasst eine viskose gelbe Substanz, schwarze Feinpartikel und dergleichen, und wird als Verfallsprodukt des Ausgangspolymers angesehen. Der Mechanismus des Auftretens des Formrückstands wurde nicht aufgeklärt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

1 ist eine schematische Perspektivansicht, um ein Verfahren zum Messen der Gleitabriebfestigkeit eines stranggepressten Prüfkörpers der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung für ein Oberflächenelement darzustellen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Harzzusammensetzung für ein Oberflächenelement gemäß der vorliegenden Erfindung und das Laminat, das die Harzzusammensetzung verwendet, werden nachfolgend ausführlich beschrieben.

Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung für ein Oberflächenelement wird unten beschrieben.

Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung, die zur Verwendung als Oberflächenelement geeignet ist, umfasst ein thermoplastisches Olefinelastomer (A), ein Organopolysiloxan (B) und ein Organopolysiloxan (C). Diese Harzzusammensetzung kann ferner ein Polyolefinharz (D) und ein Fluorpolymer (E) umfassen.

Thermoplastisches Olefinelastomer (A)

Das im Rahmen der Erfindung verwendete thermoplastische Olefinelastomer (A) umfasst ein kristallines Polyolefin und einen Kautschuk.

Das im Rahmen der Erfindung verwendete kristalline Polyolefin ist ein Homopolymer oder ein Copolymer eines &agr;-Olefins mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen.

Spezielle Beispiele des kristallinen Polyolefins umfassen die folgenden (Co)Polymere:

  • (1) ein Ethylen-Homopolymer (das durch irgendein Niedrigdruck- und Hochdruckverfahren hergestellt sein kann),
  • (2) ein Copolymer von Ethylen und nicht mehr als 10 Mol-% eines anderen &agr;-Olefins oder eines Vinylmonomers, wie Vinylacetat oder Ethylacrylat,
  • (3) ein Propylen-Homopolymer,
  • (4) ein statistisches Copolymer von Propylen und nicht mehr als 10 Mol-% eines anderen &agr;-Olefins,
  • (5) ein Blockcopolymer von Propylen und nicht mehr als 30 Mol-% eines anderen &agr;-Olefins,
  • (6) ein 1-Buten-Homopolymer,
  • (7) ein statisches Copolymer von 1-Buten und nicht mehr als 10 Mol-% eines anderen &agr;-Olefins,
  • (8) ein 4-Methyl-1-penten-Homopolymer, und
  • (9) ein statistisches Copolymer von 4-Methyl-1-penten und nicht mehr als 20 Mol-% eines anderen &agr;-Olefins.

Beispiele des &agr;-Olefins umfassen Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen und 1-Octen.

Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des in der Erfindung einsetzbaren Kautschuks, bevorzugt ist jedoch ein Olefin-Copolymer-Kautschuk.

Der Olefin-Copolymer-Kautschuk ist ein amorphes, statistisches Elastomer-Copolymer, das ein &agr;-Olefin mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen als Hauptbestandteil enthält und ist beispielsweise ein amorphes &agr;-Olefin-Copolymer, das aus zwei oder mehreren Arten von &agr;-Olefinen besteht, oder ein &agr;-Olefin/nicht-konjugiertes Dien-Copolymer, das aus zwei oder mehreren Arten von &agr;-Olefinen und einem nicht-konjugierten Dien besteht.

Spezielle Beispiele der Olefin-Copolymer-Kautschuke umfassen die folgenden Kautschuke:

  • (1) ein Ethylen/&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk (Ethylen/&agr;-Olefin pro Mol = etwa 90/10 – 50/50),
  • (2) ein Ethylen/&agr;-Olefin/nicht-konjugierter Dien-Copolymer-Kautschuk (Ethylen/&agr;-Olefin pro Mol = etwa 90/10 – 50/50),
  • (3) ein Propylen/&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk (Propylen/&agr;-Olefin pro Mol = etwa 90/10 – 50/50), und
  • (4) ein Buten/&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk (Buten/&agr;-Olefin pro Mol = etwa 90/10 – 50/50).

Beispiele der &agr;-Olefine umfassen dieselben &agr;-Olefine wie diejenigen, die zur Bildung des kristallinen Polyolefins verwendet werden.

Beispiele für die nicht-konjugierten Diene umfassen Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, Cyclooctadien, Methylennorbornen und Ethylidennorbornen.

Der Copolymer-Kautschuk weist vorzugsweise eine Mooney-Viskosität ML1+4 (100 °C) von 10 bis 250, besonders bevorzugt von 40 bis 150, auf. Wenn ein nicht-konjugiertes Dien copolymerisiert wird, weist der Copolymer-Kautschuk vorzugsweise einen Iod-Wert von nicht mehr als 25 auf.

In dem thermoplastischen Elastomer kann der Olefin-Copolymer-Kautschuk in einem nicht-vernetzten Zustand oder in einem vernetzten Zustand, wie einem teilweise vernetzten Zustand oder einem vollständig vernetzten Zustand, vorliegen. In der vorliegenden Erfindung liegt der Olefin-Copolymer-Kautschuk jedoch vorzugsweise in dem vernetzten Zustand, besonders bevorzugt in dem teilweise vernetzten Zustand, vor.

Das zum Vernetzen des Olefin-Copolymer-Kautschuks verwendete Vernetzungsmittel ist beispielsweise ein organisches Peroxid, ein phenolartiges Vulkanisationsmittel oder ein Silankupplungsmittel.

Beispiele für andere Kautschuke als der Olefin-Copolymer-Kautschuk, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Dien-Kautschuke, wie Styrol/Butadien-Kautschuk (SBR), Nitril-Kautschuk (NBR), Naturlatex (NR) und Butyl-Kautschuk (IIR), SEBS und Polyisobutylen.

In dem zur Verwendung in der Erfindung bestimmten thermoplastischen Elastomer liegt das Gewichtsverhältnis des kristallinen Polyolefins zu dem Kautschuk (kristallines Polyolefin/Kautschuk) üblicherweise im Bereich von 90/10 bis 5/95, vorzugsweise im Bereich von 70/30 bis 10/90.

Wenn der Olefin-Copolymer-Kautschuk und andere Kautschuke in Kombination verwendet werden, werden die anderen Kautschuke in Mengen von nicht mehr als 40 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtgewichts des kristallinen Polyolefins und allen Kautschuken, zugegeben.

Die vorzugsweise in der Erfindung verwendeten thermoplastischen Elastomere umfassen kristallines Polypropylen und einen Ethylen/&agr;-Olefin-Copolymer-Kautschuk oder einen Ethylen/&agr;-Olefin/nicht-konjugierten Dien-Copolymer-Kautschuk. In diesem thermoplastischen Elastomer liegen diese Komponenten in einem teilweise vernetzten Zustand vor und das Gewichtsverhältnis des kristallinen Polypropylens zu dem Kautschuk (kristallines Polypropylen/Kautschuk) liegt im Bereich von 70/30 bis 10/90.

Zu dem thermoplastischen Elastomer können Additive, wie Mineralöl-artige Weichmacher, Wärmestabilisatoren, Antistatikmittel, Bewitterungsstabilisatoren, Alterungsschutzmittel, Füllmittel, Farbmittel und Schmiermittel, in Mengen zugegeben werden, die sich nicht nachteilig auf die Aufgaben der Erfindung auswirken.

Ein spezifisches Beispiel eines vorzugsweise in der Erfindung verwendeten thermoplastischen Elastomers ist ein thermoplastisches Elastomer, das durch eine dynamische Wärmebehandlung, in Gegenwart eines organischen Peroxids, eines Phenolartigen Vulkanisiermittels oder eines Silan-Kupplungsmittels und einer Mischung erhalten wird, bestehend aus:

10 bis 70 Gew.-Teilen eines kristallinen Polypropylens (A-1),

30 bis 90 Gew.-Teilen eines Kautschuks (A-2), umfassend einen Ethylen/Propylen-Copolymer-Kautschuk oder einen Ethylen/Propylen/Dien-Copolymer-Kautschuk, und

5 bis 100 Gew.-Teilen eines Kautschuks (A-3), der nicht dem Kautschuk (A-2) entspricht, und/oder einen Mineralöl-artigen Weichmacher (A-4),

wobei die Gesamtmenge der Komponenten (A-1) und (A-2) 100 Gew.-Teile beträgt;

und wobei der Kautschuk (A-2) vernetzt ist.

In der vorliegenden Erfindung wird das organische Peroxid in einer Menge von 0,05 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Gesamtmenge des kristallinen Polyolefins und der Kautschuke, verwendet.

Bei der Teilvernetzungsbehandlung mit dem organischen Peroxid kann ein Peroxy-Vernetzungshilfsmittel oder ein polyfunktionales Vinylmonomer zugegeben werden. Durch die Verwendung einer solchen Verbindung kann eine gleichmäßige und schonende Vernetzungsreaktion erwartet werden. In der vorliegenden Erfindung ist Divinylbenzol am meisten bevorzugt. Divinylbenzol ist einfach zu handhaben und weist eine ausgezeichnete Kompatibilität mit dem kristallinen Polyolefin und dem Kautschuk auf, welche die Hauptkomponenten der zu vernetzenden Substanz sind. Divinylbenzol hat ferner die Wirkung, das organische Peroxid zu solubilisieren und dient als Dispergiermittel des organischen Peroxids. Deshalb ist die Wirkung des Vernetzens durch die Wärmebehandlung gleichmäßig und es kann ein thermoplastisches Elastomer erhalten werden, das hinsichtlich der Fließfähigkeit und anderen Eigenschaften ausgeglichen ist.

Das Vernetzungshilfsmittel oder das polyfunktionale Vinylmonomer werden vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-%, insbesondere von 0,3 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte zu vernetzende Substanz, verwendet.

Der hierin verwendete Ausdruck "dynamische Wärmebehandlung" bedeutet das Kneten der Komponenten des thermoplastischen Elastomers in einem geschmolzenen Zustand.

Für das Kneten wird eine herkömmliche Knetvorrichtung verwendet und Beispiele davon umfassen Vorrichtungen vom offenen Typ, wie ein Mischwalzwerk und Vorrichtungen vom geschlossenen Typ, wie ein Banbury-Mischer, ein Extruder, eine Knetvorrichtung und ein kontinuierlicher Mischer. Unter diesen ist eine Knetvorrichtung vom geschlossenen Typ bevorzugt. Das Kneten wird unter einer Atmosphäre eines Inertgases, wie eines Stickstoffgases oder eines Kohlendioxidgases, durchgeführt.

Das in der Erfindung besonders bevorzugt verwendete thermoplastische Elastomer ist ein teilweise vernetztes thermoplastisches Elastomer. Der hierin verwendete Ausdruck "teilweise vernetzt" bedeutet, dass der Gelgehalt, gemessen durch das folgende Verfahren, im Bereich von 20 bis 98 % liegt. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Gelgehalt im Bereich von 40 bis 98 % liegt.

Gelgehalt-Messverfahren

Etwa 100 mg einer Probe eines thermoplastischen Elastomers werden eingewogen und in feine Stücke geschnitten, die alle eine Größe von 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm aufweisen. Die feinen Stücke werden in 30 ml Cyclohexan bei 23°C für 48 Stunden in ein geschlossenes Gefäß eingetaucht.

Dann wird die Probe auf ein Filterpapier herausgenommen und bei Raumtemperatur für 72 Stunden oder länger getrocknet, bis ein konstantes Gewicht erreicht ist.

Von dem Gewicht des trockenen Rückstands wird das Gewicht der Cyclohexanunlöslichen Komponenten (z.B. faserartiger Füllstoff, Füllstoff, Pigment), die nicht den Polymerkomponenten entsprechen, subtrahiert, und der erhaltene Wert wird als "korrigierter Endwert (Y)" genommen.

Andererseits wird der Wert, der durch Subtrahieren des Gewichts von Cyclohexanlöslichen Komponenten (z.B. Erweichungsmittel), die nicht den Polymerkomponenten entsprechen, und des Gewichts der Cyclohexan-unlöslichen Komponenten (z.B. faserartigem Füllstoff, Füllstoff, Pigment), die nicht den Polymerkomponenten entsprechen, von dem Gewicht der Probe erhalten wird, als "korrigierter Anfangswert (X)" genommen.

Der Gelgehalt (Gehalt an Cyclohexan-unlöslichen Komponenten) wird anhand der folgenden Formel berechnet. Gelgehalt (Gew.-%) = [korrigierter Endwert (Y)] ÷ [korrigierter Anfangswert (X)] × 100

Das thermoplastische Elastomer (A), das ein Bestandteil einer Schicht des erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomer-Laminats ist, umfasst das kristalline Polyolefin und den Kautschuk, so dass dieses eine ausgezeichnete Fließfähigkeit aufweist.

Das oben erwähnte thermoplastische Polyolefinelastomer kann unter Verwendung von herkömmlichen Formvorrichtungen, wie einer Pressformmaschine, einer Pressspritzmaschine, einer Spritzgießmaschine und einer Strangpressmaschine, umgeformt werden.

Organopolysiloxane (B) und (C)

Beispiele für die in der Erfindung verwendeten Organopolysiloxane (B) und (C) umfassen Dimethylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxan, Fluorpolysiloxan, Tetramethyltetraphenylpolysiloxan, Methylwasserstoffpolysiloxan und modifizierte Polysiloxane, wie Epoxy-modifizierte, Alkyl-modifizierte, Amino-modifizierte, Carboxyl-modifizierte, Alkohol-modifizierte, Fluor-modifizierte, Alkylaralkylpolyether-modifizierte und Epoxypolyether-modifizierte Polysiloxane. Unter diesen wird vorzugsweise Dimethylpolysiloxan verwendet.

Das Organopolysiloxan (B) weist eine Viskosität (JIS K 2283, 25 °C) von nicht weniger als 1000000 cSt, vorzugsweise 1 × 106 bis 1 × 108 cSt, insbesondere 1 × 106 bis 1 × 107 cSt, auf.

Da die Viskosität des hierin verwendeten Organopolysiloxans (B) extrem hoch ist, kann ein Masterbatch davon mit einem Olefinharz verwendet werden, um die Dispergierbarkeit des Organopolysiloxans (B) in dem thermoplastischen Olefinelastomer zu erhöhen.

Das Organopolysiloxan (B) wird in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des thermoplastischen Olefinelastomers (A), verwendet.

Das Organopolysiloxan (C) weist eine Viskosität von nicht weniger als 10 cSt und weniger als 1000000 cSt, vorzugsweise 100 cSt bis 100000 cSt, auf.

Wenn die Viskosität des Organopolysiloxans (C) weniger als 10 cSt beträgt, neigt das Organopolysiloxan (C) dazu, sich auf einer Oberfläche des erhaltenen Formkörpers abzulagern und der Formkörper weist manchmal den Mangel einer klebrigen Oberfläche auf.

Das Organopolysiloxan (C) wird in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des thermoplastischen Olefinelastomers (A), verwendet.

Die Verwendung des Organopolysiloxans (B) mit einer Viskosität von nicht weniger als 1000000 cSt als alleinige Organopolysiloxankomponente führt manchmal zu einem Formrückstand in dem Formverfahren.

Polyolefinharz (D)

Das in der Erfindung verwendete Polyolefinharz (D) ist vorzugsweise das kristalline Polyolefin, das für das zuvor erwähnte thermoplastische Polyolefinelastomer (A) verwendet wird.

Ein anderes Beispiel für das Polyolefinharz (D), das in der Erfindung vorzugsweise verwendet wird, ist ein Polyolefin mit einer intrinsischen Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C, von 3,5 bis 8,3 dl/g. Ein solches Polyolefin kann aus einer Polyolefinart bestehen oder kann eine Zusammensetzung oder Mischung sein, die zwei oder mehrere Arten von Polyolefinen mit verschiedenen intrinsischen Viskositäten umfasst, ist jedoch vorzugsweise eine Polyolefinzusammensetzung, die ein Polyolefin mit einem ultrahohen Molekulargewicht und ein Polyolefin mit einem geringen bis hohen Molekulargewicht umfasst. Besonders bevorzugt ist eine Polyolefinzusammensetzung mit einer intrinsischen Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C, von 3,5 bis 8,3 dl/g, die im Wesentlichen aus einem Polyolefin mit einem ultrahohen Molekulargewicht, das eine intrinsische Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C, von 7 bis 40 dl/g, vorzugsweise von 10 bis 35 dl/g, aufweist, und einem Polyolefin mit niedrigem bis hohem Molekulargewicht, das eine intrinsische Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C, von 0,1 bis 5 dl/g, vorzugsweise von 0,1 bis 2 dl/g, aufweist, besteht, und in welcher das Polyolefin mit ultrahohem Molekulargewicht in einer Menge von 15 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 18 bis 35 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des Gesamtgewichts des Polyolefins mit ultrahohem Molekulargewicht und dem Polyolefin mit niedrigem bis hohem Molekulargewicht, vorliegt.

Das Polyolefin mit ultrahohem Molekulargewicht und das Polyolefin mit niedrigem bis hohem Molekulargewicht sind jeweils ein Homopolymer oder ein Copolymer eines &agr;-Olefins, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen, 4-Methyl-1-penten oder 3-Methyl-1-penten. In der vorliegenden Erfindung ist ein Ethylen-Homopolymer oder ein Copolymer, umfassend Ethylen (Hauptbestandteil) und ein anderes &agr;-Olefin, bevorzugt.

Die zuvor als bevorzugte Beispiele beschriebenen Polyolefine können in Kombination von zwei oder mehreren Arten als das in der Erfindung verwendete Polyolefinharz (D) verwendet werden. Es ist beispielsweise bevorzugt, dass das kristalline Polyolefin für das thermoplastische Polyolefinelastomer (A) und das Polyolefin mit einer intrinsischen Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C, von 3,5 bis 8,3 dl/g, in Kombination verwendet werden.

Das Polyolefinharz (D) wird in einer Menge von 5 bis 150 Gew.-Teilen, vorzugsweise 10 bis 100 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des thermoplastischen Olefinelastomers (A), verwendet.

Zu der Harzzusammensetzung können Additive, wie Mineralöl-artige Weichmacher, Wärmestabilisatoren, Antistatikmittel, Bewitterungsstabilisatoren, Alterungsschutzmittel, Füllmittel, Farbmittel und Schmiermittel, in Mengen zugegeben werden, die sich nicht nachteilig auf die Aufgaben der Erfindung auswirken.

Fluorpolymer (E)

In der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Fluorpolymer (E) zu der Harzzusammensetzung für ein Oberflächenelement gegeben werden. Das Fluorpolymer (E) weist üblicherweise ein Molekulargewicht von 1 × 104 bis 1 × 108, vorzugsweise 1 × 105 bis 1 × 107, auf.

Beispiele für die Fluorpolymere (E) umfassen ein Polytetrafluorethylen, ein Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer, ein Tetrafluorethylen/Perfluorvinylether-Copolymer, ein Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer, ein Vinylidenfluorid-Polymer, ein Vinylidenfluorid/Hexafluorpropylen-Copolymer, ein Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen/Vinylidenfluorid-Copolymer und ein Vinylfluorid-Polymer. Unter diesen sind das Vinylidenfluorid/Hexafluorpropylen-Copolymer und das Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen/Vinylidenfluorid-Copolymer bevorzugt.

Das Fluorpolymer (E) ist vorzugsweise ein Schmelzfluorpolymer, insbesondere ein Vinylidenfluorid/Hexafluorpropylen-Copolymer oder ein Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen/Vinylidenfluorid-Copolymer.

Wenn das Vinylidenfluorid/Hexafluorpropylen-Copolymer oder das Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen/Vinylidenfluorid-Copolymer verwendet wird, kann ein Oberflächenelement mit nur einer geringen Menge eines Formrückstands erhalten werden.

Um die Dispergierbarkeit des Fluorpolymers (E) in dem thermoplastischen Olefinelastomer zu erhöhen oder die Gleitabriebfestigkeit weiter zu verbessern, kann ein Masterbatch des Fluorpolymers (E) mit einem Olefinharz und/oder einem bekannten anorganischen Füllmittel verwendet werden.

Das Fluorpolymer (E) wird in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,5 bis 7 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des thermoplastischen Olefinelastomers (A), verwendet.

Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung kann durch dynamisches Wärmebehandeln einer Mischung, die aus dem thermoplastischen Olefinelastomer (A), dem Organopolysiloxan (B) mit einer Viskosität von nicht weniger als 1000000 cSt, dem Organopolysiloxan (C) mit einer Viskosität von nicht weniger als 10 cSt und weniger als 1000000 cSt, und gegebenenfalls dem Polyolefinharz (D) und dem Fluorpolymer (E) besteht, auf eine Art erhalten werden, die ähnlich zu derjenigen zum Erhalten des zuvor erwähnten thermoplastischen Olefinelastomers (A) ist.

Zu der Harzzusammensetzung können Additive, wie Mineralöl-artige Weichmacher, Wärmestabilisatoren, Antistatikmittel, Bewitterungsstabilisatoren, Alterungsschutzmittel, Füllmittel, Farbmittel und Schmiermittel, in Mengen zugegeben werden, die sich nicht nachteilig auf die Aufgaben der Erfindung auswirken.

Als nächstes wird das erfindungsgemäße Laminat beschrieben.

Das erfindungsgemäße Laminat wird erhalten, indem ein Oberflächenelement, umfassend die oben beschriebene Harzzusammensetzung, auf einen Kern, umfassend ein thermoplastisches Elastomer, laminiert wird. Das Laminierverfahren variiert in Abhängigkeit der Form und Größe des endgültigen Artikels und den Eigenschaftsanforderungen dafür, und ist nicht speziell beschränkt. Beispielsweise werden ein Kern und ein Oberflächenelement gebildet und durch gleichzeitiges Strangpressen unter Verwendung einer Mehrschicht-Extrusionsformmaschine schmelzverbunden. Dieses Schmelzverbindungsverfahren benötigt keinen Kleber und kann ein Laminat mittels eines einfachen Schritts bereitstellen. Außerdem ist die interlaminare Festigkeit zwischen dem Kern und dem Oberflächenelement hoch.

Das thermoplastische Elastomerlaminat ist geeignet für Kraftfahrzeugteile, insbesondere für Scheibenführungskanäle, Fenster- und Seiten-Molen (engl. window moles and side moles).

WIRKUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Harzzusammensetzung für ein Oberflächenelement erhalten werden, die ein Laminat mit nur einer geringen Menge eines in dem Strangpressen mit sich gebrachten Formrückstands erzeugen kann, wobei die guten Gleiteigenschaften für eine Fensterscheibe und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit beibehalten werden. Des Weiteren kann auch ein Laminat unter Verwendung der Harzzusammensetzung erhalten werden.

BEISPIEL

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele weiter beschrieben, diese sollten jedoch so interpretiert werden, dass die Erfindung auf keine Weise auf diese Beispiele beschränkt ist.

Beispiele 1–9

65 Gew.-Teile eines Ethylen/Propylen/5-Ethyliden-2-norbornen-Copolymer-Kautschuks mit einem Ethylen-Gehalt von 70 Mol-%, einem Iod-Wert von 12 und einer Mooney-Viskosität ML1+4 (100 °C) von 120 und 35 Gew.-Teile eines Polypropylens mit einer MFR (ASTM D 1238-65T, 230 °C) von 13 g/10 min und einer Dichte von 0,91 g/cm3 wurden mittels eines Banbury-Mischers bei 180 °C für 5 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre geknetet. Dann wurde die Knetmasse durch Walzen gegeben, um ein Sheet zu erzeugen, und das Sheet wurde mittels einer Sheet-Schneideeinrichtung geschnitten, um rechteckige Pellets herzustellen.

Dann wurden die rechteckigen Pellets, 0,2 Gew.-Teile 1,3-Bis(tert-butylperoxyisopropyl)benzol unter Verwendung eines Henschel-Mischers gemischt und gerührt.

Die Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders (L/D = 40, Schneckendurchmesser: 50 mm) bei 220 °C in einer Stickstoffatmosphäre extrudiert, um ein thermoplastisches Olefinelastomer (a) zu erhalten.

Der Gelgehalt in dem thermoplastischen Olefinelastomer (A) wurde durch das zuvor erwähnte Verfahren gemessen. Demnach betrug der Gelgehalt 78 Gew.-%.

Anschließend wurden das thermoplastische Olefinelastomer (a) und die folgenden Ausgangsmaterialien in dem in Tabelle 1 gezeigten Verhältnis mittels eines Doppelschneckenextruders geknetet, um Pellets einer Harzzusammensetzung zu erhalten.

Organopolysiloxan (b)

  • Silikonölpolypropylen-Masterbatch BY27-002 (Gehalt an Silikolöl mit ultrahohem Molekulargewicht: 50 Gew.-%, Art des Silikonöls: Dimethylpolysiloxan), erhältlich von Toray Dow Corning Silicone, Ltd.

Oraanopolysiloxan (c)

  • Silikonöl SH200 (3000 cSt, Art des Silikonöls: Dimethylpolysiloxan), erhältlich von Toray Dow Corning Silicone, Ltd.

Polyolefinharz (d-1)

  • Polypropylenharz (MFR (ASTM D 1238-65T, 230 °C): 13 g/10 min, Dichte: 0,91 g/cm3)

Polyolefinharz (d-2)

Polyethylenzusammensetzung (intrinsische Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C: 7,0 dl/g), die aus 23 Gew.-% Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (intrinsische Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C: 28 dl/g) und 77 Gew.-% Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (intrinsische Viskosität (&eegr;), gemessen in Decalin bei 135 °C: 0,73 dl/g) besteht.

Fluorpolymer (e)

  • Dynamar FX-9613 (Gehalt an Fluorpolymer: 90 %, Art des Fluorpolymers: Vinylidenfluorid/Hexafluorpropylen-Copolymer), erhältlich von Sumitomo 3M, Ltd.

Die Pellets der Harzzusammensetzung wurden einem Spritzgießverfahren unterzogen, um einen Prüfkörper von 150 mm × 120 mm × 3 mm zu erhalten. Der Reibungskoeffizient und die Gleitabriebfestigkeit des Prüfkörpers wurden durch die folgenden Verfahren beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Reibungskoeffizient

Der Bewegungsreibungskoeffzient und der Haftreibungskoeffizient des Prüfkörpers auf einem Glas wurden unter einer Belastung von 200 g gemäß ASTM D1894-75 gemessen.

Gleitabriebfestigkeit

Wie in 1 gezeigt, wurde ein Abreibglas 2 (Breite: 20 mm, Höhe: 30 mm, Dicke 4,5 mm) in Kontakt mit einer Oberfläche des spritzgegossenen Prüfkörpers 1 der Harzzusammensetzung gebracht. Dann wurde eine Belastung von 3 kg auf das Abreibglas 2 in einem Gleitabriebtestgerät angelegt und ein Gleittest wurde mit 10000 Abriebzyklen bei einem Stoß von 100 mm durchgeführt, um die Tiefe (&mgr;m) des Abriebs zu messen.

Unter Verwendung eines Einschneckenextruders mit einer Schraube mit vollständigem Schraubengang (Schraubendurchmesser: 50 mm, L/D: 28, Verdichtungsgrad: 4,0) und unter Verwendung einer auf dem Extruder bereitgestellten Düse (Öffnung: 25 mm × 1 mm) wurden getrennt davon die Pellets der Harzzusammensetzung mit einer Rate von 12 kg/h für 30 bis 90 Minuten unter der Bedingung einer Gradiententemperaturerhöhung von 160 bis 210 °C (von der Zufuhrzone des Extruders zu der Düsenöffnung) extrudiert, um einen Formkörper in der Form eines Bandes zu erzeugen. Der Formrückstand wurde gewogen. Die Menge des Formrückstands wurde in Bezug auf ein gegebenes Gewicht ausgedrückt, wenn 1 Tonne der Pellets extrudiert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Gradiententemperaturerhöhung

  • Voreingestellte Temperaturen der Zonen (C1–C4), Kopf (H) und Düse (D): C1/C2/C3/C4/H/D = 160/170/180/190/200/210 (°C)

Vergleichsbeispiele 1–4

Die Herstellung einer Harzzusammensetzung und das Formen derselben erfolgte auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1, außer, dass das thermoplastische Olefinelastomer (a), das Organopolysiloxan (b) und das Organopolysiloxan (c) in dem in Tabelle 1 gezeigten Verhältnis verwendet wurden. Anschließend wurden der Reibungskoeffizient, die Gleitabriebfestigkeit und die Menge an Formrückstand beurteilt. Im Vergleichsbeispiel 4 wurde das Organopolysiloxan (b) nicht verwendet.

Die Harzzusammensetzungen der oben erwähnten Beispiele und Vergleichsbeispiele waren diejenigen, die 0,1 Gew.-% eines Wärmestabilisators, 0,2 Gew.-Teile eines Bewitterungsstabilisators (UV-Absorptionsmittel) und 0,1 Gew.-% eines Bewitterungsstabilisators (Lichtstabilisator) enthielten.


Anspruch[de]
Harzzusammensetzung, die als Oberflächenelement verwendbar ist, umfassend 100 Gew.-Teile eines vollständig oder teilweise quervernetzten thermoplastischen Olefinelastomers (A), das ein kristallines Polyolefin und einen Kautschuk umfasst, wobei das Verhältnis des kristallinen Polyolefins zu dem Kautschuk von 90/10 bis 5/95 beträgt, 2 bis 20 Gew.-Teile eines Organopolysiloxans (B) mit einer Viskosität (JIS K 2283, 25°C) von nicht weniger als 1 × 106 cSt (mm2/s) und 0,5 bis 5 Gew.-Teile eines Organopolysiloxans (C) mit einer Viskosität (JIS K 2283, 25°C) von nicht weniger als 10 cSt (mm2/s), jedoch weniger als 1 × 106 cSt (mm2/s). Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend 5 bis 150 Gew.-Teile eines Polyolefinharzes (D). Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Organopolysiloxan (B) eine Viskosität (JIS K 2283, 25°C) von 1 × 106 bis 1 × 108 cSt (mm2/s) aufweist. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend 0,5 bis 10 Gew.-Teile eines Fluorpolymers (E). Laminat, umfassend ein Oberflächenelement, das die auf einen Kern, umfassend ein thermoplastisches Elastomer, laminierte Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.






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