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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Polypropylenharzzusammensetzung und ein daraus geformtes Produkt.
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Stand der Technik
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Da die Interessen in Bezug auf Umwelt und Energie in letzter Zeit gestiegen sind, hat eine Nachfrage nach einer Harzzusammensetzung mit einem niedrigen spezifischen Gewicht bzw. einer niedrigen Dichte zugenommen, um das Gewicht eines Automobils aus Gründen wie einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und Luftverschmutzungsproblemen in der Automobilindustrie zu reduzieren.
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Ein Harz mit einem niedrigen spezifischen Gewicht bzw. Dichte muss jedoch in der Lage sein, die mechanische Festigkeit, Dimensionsstabilität und Verarbeitbarkeit auf vorbestimmten Niveaus oder höher aufrechtzuerhalten, um als ein tatsächliches Produkt in den Handel gebracht werden zu können. Zu diesem Zweck gab es ein Verfahren zum Verstärken der mechanischen Eigenschaften eines Polyolefinharzes durch Mischen und Rühren mit einem anorganischen Füllstoff, wie Talk, und einem Schlagzähigkeitsverstärker, wie Gummi, mit einem Polyolefinharz, das eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit aufweist und ein leicht formbarer Universalkunststoff ist.
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In jüngster Zeit wurde versucht, eine Gewichtsreduktion durch signifikantes Verringern der Dicke eines Produkts zu erreichen. Wenn jedoch ein Produkt mit einer geringen Dicke hergestellt wird, wie oben beschrieben, gibt es eine Grenze bei der Verbesserung der Festigkeit des Produkts, und es treten Probleme auf, wie beispielsweise dass das Produkt schrumpft oder deformiert wird, wenn Roh- und Sekundärstoffe eingebracht werden.
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Somit besteht ein Bedarf eine Harzzusammensetzung zu entwickeln, die gleichzeitig ausgezeichnete Eigenschaften, wie Verarbeitbarkeit, mechanische Eigenschaften und Dimensionsstabilität aufweist, auch wenn sie an einem geformten Produkt mit einer geringen Dicke angewendet wird, während ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhalten wird.
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Die obigen Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart sind, dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Offenbarung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Offenbarung wurde in dem Bestreben gemacht, die oben beschriebenen Probleme im Zusammenhang mit dem Stand der Technik zu lösen.
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In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Polypropylenharzzusammensetzung bereit, aufweisend: ein Basisharz, aufweisend: ein isotaktisches Polypropylenharz, ein erstes ataktisches Polypropylenharz, und ein zweites ataktisches Polypropylenharz; ein thermoplastisches Elastomer; und ein anorganischer Füllstoff, in dem ein Gewichtsdurchschnitt eines Molekulargewichts des zweiten ataktischen Polypropylenharzes höher als ein Gewichtsdurchschnitt eines Molekulargewichts des ersten ataktischen Polypropylenharzes ist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz oder das zweite ataktische Polypropylenharz eins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem statistischen Copolymer, in dem ein Comonomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Homopolypropylenharz, Propylen und Ethylen, Butylen, Octen und einer Kombination davon, polymerisiert ist, ein Blockcopolymer aus Polypropylen und Ethylen-Propylen-Kautschuk und einer Kombination davon, ist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das erste ataktische Polypropylenharz einen Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts in einem Bereich von etwa 10.000 g/mol bis etwa 100.000 g/mol auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das zweite ataktische Polypropylenharz einen Gewichtsdurschnitt des Molekulargewichts in einem Bereich von etwa 1.000.000 g/mol bis etwa 2.500.000 g/mol auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Polypropylenharzzusammensetzung das Basisharz in einer Menge in einem Bereich von etwa 50 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das Basisharz das erste ataktische Polypropylenharz in einer Menge in einem Bereich von etwa 80 Gewichtsteilen bis etwa 160 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des isotaktischen Polypropylenharzes, auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das Basisharz das zweite ataktische Polypropylenharz in einer Menge in einem Bereich von etwa 30 Gewichtsteilen bis etwa 150 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des isotaktischen Polypropylenharzes, auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das thermoplastische Elastomer eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Olefincopolymer von Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, einem Copolymer basierend auf Styrol und einer Kombination davon, auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist das thermoplastische Elastomer in einer Menge in einem Bereich von etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 50 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes enthalten.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der anorganische Füllstoff einen durchschnittlichen Durchmesser von 3 µm bis 5 µm auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der anorganische Füllstoff in einer Menge in einem Bereich von etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 50 Gewichtsteilen basierend auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes enthalten.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Polypropylenharzzusammensetzung weiterhin ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Antioxidationsmittel, einem Lichtstabilisator, einem Färbemittel, einem Weichmacher, einem Wärmestabilisator, einem Gleitmittel, einem antistatischen Mittel und einer Kombination davon, auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die Polypropylenharzzusammensetzung einen Schmelzindex in einem Bereich von etwa 30 g/10 min bis etwa 100 g/10 min, gemessen gemäß ASTM D1238, auf.
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In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein geformtes Produkt bereit, das einen Einspritzgegenstand der Polypropylenharzzusammensetzung aufweist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat das geformte Produkt ein Biegemodul in einem Bereich von etwa 2.000 MPa bis etwa 2.800 MPa, gemessen gemäß ASTM D790.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das geformte Produkt als ein Innen- und Außenmaterial für ein Automobilteil verwendet, das eine Stoßstange, eine Stoßstangenabdeckung, eine Seitenteilform (engl.: „side still molding“), eine Türverkleidung, eine Säulenverkleidung umfasst.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das geformte Produkt eine Dicke von weniger als 25 mm auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das geformte Produkt eine Dicke in einem Bereich von etwa 2,0 mm bis etwa 2,5 mm auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das geformte Produkt eine Zugfestigkeit von etwa 23 MPa auf.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das geformte Produkt eine Schlagfestigkeit in einem Bereich von etwa 341 J/m bis etwa 372 J/m auf.
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Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung werden nachstehend diskutiert.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung kann gleichzeitig eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und Dimensionsstabilität verleihen, selbst wenn sie an ein geformtes Produkt mit einer geringen Dicke angewendet wird, während ein niedriges spezifisches Gewicht bzw. Dichte aufrechterhalten wird. Ferner kann die Polypropylenharzzusammensetzung gleichzeitig eine hohe Zugfestigkeit, ein hohes Biegemodul und eine hohe Schlagfestigkeit verleihen.
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Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Auto“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, wie er hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie Personenkraftwagen einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Flugzeugen und dergleichen umfasst, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plugin-Hybridelektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen aufweist, beispielsweise sowohl benzingetriebene als gleichzeitig auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
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Die obigen und weitere Merkmale der Offenbarung werden nachstehend diskutiert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachstehend wird im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Während die Offenbarung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht die Offenbarung auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegensatz dazu soll die Offenbarung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen umfassen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die innerhalb des Gedankens und des Umfangs der Offenbarung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, enthalten sein können, umfassen.
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Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung und die Verfahren zum Erzielen der Vorteile und Merkmale werden mit Bezug auf die nachstehend beschriebenen Beispiele ersichtlich. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die nachstehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern kann in verschiedenen anderen Formen implementiert werden, und die vorliegenden Beispiele sind nur für die vollständige Darstellung der Offenbarung der vorliegenden Offenbarung gegeben und um den Umfang der Offenbarung einer Person mit gewöhnlichen Fähigkeiten auf dem Gebiet, dem die vorliegende Offenbarung angehört, darzulegen, und die vorliegende Offenbarung wird nur durch den Umfang der Ansprüche definiert.
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In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Polypropylenharzzusammensetzung bereit, aufweisend: ein Basisharz, das ein isotaktisches Polypropylenharz, ein erstes ataktisches Polypropylenharz und ein zweites ataktisches Polypropylenharz aufweist; ein thermoplastisches Elastomer; und einen anorganischen Füllstoff, in dem ein Gewichtsdurchschnitt eines Molekulargewichts des zweiten ataktischen Polypropylenharzes höher als ein Gewichtsdurchschnitt eines Molekulargewichts des ersten ataktischen Polypropylenharzes ist.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung weist ein Basisharz, ein thermoplastisches Elastomer und einen anorganischen Füllstoff auf, aufweisend ein erstes ataktisches Polypropylenharz und ein zweites ataktisches Polypropylenharz mit unterschiedlichen gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewichten zusammen mit einem isotaktischen Polypropylenharz als Basisharz und kann somit gleichzeitig eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und Schlagzähigkeit und Dimensionsstabilität verleihen, selbst wenn sie auf ein geformtes Produkt mit geringer Dicke angewendet wird, während ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhalten wird.
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Im Allgemeinen können, wenn eine Polypropylenharzzusammensetzung ein isotaktisches Polypropylen als ein Polypropylenharz enthält, die mechanischen Eigenschaften aufgrund der hohen Kristallinität verbessert werden, aber in diesem Fall gibt es Probleme dahingehend, dass die Fluidität nicht einfach eingestellt werden kann und sich die Dimensionsstabilität verschlechtert.
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In der Polypropylenharzzusammensetzung können die Fluidität bzw. Fließfähigkeit und die Schlagzähigkeit durch Verwendung eines thermoplastischen Elastomers verstärkt bzw. verbessert werden, aber in diesem Fall besteht ein Problem darin, dass sich die Steifigkeit verschlechtert. Wenn darüber hinaus andere Materialien verwenden werden, um die Fluidität und die mechanischen Eigenschaften, wie Biegefestigkeit und Zugfestigkeit der Polypropylenharzzusammensetzung zu verstärken, können Fluidität und mechanische Eigenschaften nicht leicht und nicht ausreichend erreicht werden, weil es ein Problem der Kompatibilität zwischen dem Polypropylenharz und anderen Harzen oder anorganische Verbindungen gibt.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung weist ein isotaktisches Polypropylenharz als Basisharz auf und weist somit eine hohe Kristallinität auf und kann damit ausgezeichnete mechanische Eigenschaften verleihen.
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Das Basisharz weist ein erstes ataktisches Polypropylenharz und ein zweites ataktisches Polypropylenharz mit verschiedenen gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewichten zusammen mit dem isotaktischen Polypropylenharz auf. Insbesondere umfasst das Basisharz ein zweites ataktisches Polypropylenharz mit einem Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts, der größer als der Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts eines ersten ataktischen Polypropylenharzes ist, und kann somit die Formverarbeitbarkeit verbessern, indem es eine hohe Fließfähigkeit verleiht und gleichzeitig eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität verleiht.
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Das Basisharz weist ein erstes ataktisches Polypropylenharz mit einem Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts auf, der größer als ein Gewichtsdurschnitt des Molekulargewichts eines zweiten ataktischen Polypropylenharzes ist und kann somit die Fließfähigkeit verbessern und eine ausgezeichnete Formverarbeitbarkeit verleihen. Zum Beispiel kann das erste ataktische Polypropylenharz einen Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts von etwa 10.000 g/mol bis etwa 100.000 g/mol aufweisen.
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Das Basisharz kann das erste ataktische Polypropylenharz in einer Menge von 80 Gewichtsteilen bis 160 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des isotaktischen Polypropylenharzes, aufweisen. Wenn der Gehalt bzw. Anteil des ersten ataktischen Polypropylenharzes geringer als der Bereich ist, kann sich die Formverarbeitbarkeit aufgrund unzureichender Fließfähigkeit verschlechtern. Wenn der Gehalt des ersten ataktischen Polypropylenharzes über dem Bereich liegt, können sich die mechanischen Eigenschaften, wie die Schlagfestigkeit, verschlechtern.
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Das Basisharz weist ein zweites ataktisches Polypropylenharz mit einem Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts, der größer als das des ersten ataktischen Polypropylenharzes ist, auf, und kann daher gleichzeitig Dimensionsstabilität verleihen, während eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und eine Verstärkung einer hohen Zugfestigkeit, eines hohen Biegemoduls und einer hohen Schlagzähigkeit aufrechterhalten werden können. Das zweite ataktische Polypropylenharz kann einen Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts von 1.000.000 g/mol bis 2.500.000 g/mol aufweisen.
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Das Basisharz kann das zweite ataktische Polypropylenharz in einer Menge von etwa 30 Gewichtsteilen bis etwa 150 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des isotaktischen Polypropylenharzes, aufweisen. Insbesondere kann das Basisharz das zweite ataktische Polypropylenharz in einer Menge von etwa 30 Gewichtsteilen bis etwa 80 Gewichtsteilen aufweisen. Wenn der Gehalt des zweiten ataktischen Polypropylenharzes geringer als der Bereich ist, können sich die mechanischen Eigenschaften verschlechtern, wie eine Verringerung der Schlagzähigkeit. Wenn der Gehalt des zweiten ataktischen Polypropylenharzes größer als der Bereich ist, kann sich die Formverarbeitbarkeit aufgrund schlechter Fließfähigkeit verschlechtern.
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Das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz und das zweite ataktische Polypropylenharz können eins ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem statistischen Copolymer, in dem ein Comonomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Homopolypropylenharz, Propylen und Ethylen, Butylen, Octen und einer Kombination davon polymerisiert ist, einem Block-Copolymer aus Polypropylen und Ethylen-Propylen-Kautschuk, und einer Kombination davon, sein.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung weist das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz und das zweite ataktische Polypropylenharz auf, die unterschiedliche stereoskopische Strukturen und Gewichtsdurchschnitte des Molekulargewichts des Polypropylenharzes als das Basisharz aufweisen und kann somit gleichzeitig eine hervorragende Verarbeitbarkeit, hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und Schlagfestigkeit und Dimensionsstabilität aufweisen, selbst wenn sie auf ein geformtes Produkt mit einer geringen Dicke aufgebracht wird, während ein geringes spezifisches Gewicht aufrechterhalten wird. Das heißt, es ist möglich, eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität zu verleihen, ohne einen anderen Kompatibilisator und ein anderes Kupplungsmittel oder nur einen Kompatibilisator und ein Kupplungsmittel mit einem geringen Gehalt aufzuweisen.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung weist ein Basisharz auf, welches das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz und das zweite ataktische Polypropylenharz in einer Menge von etwa 50 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% aufweist und somit ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und mechanische Eigenschaften verleihen kann, während sie wirtschaftlich vertretbar ist.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung weist ein thermoplastisches Elastomer auf und kann daher eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit verleihen.
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Das thermoplastische Elastomer kann eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, einem auf Styrol basierenden Copolymer und einer Kombination davon, sein. Das α-Olefin mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen kann eine α-Olefinverbindung sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1-Propen, 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Decen, 1-Undecen, 1-Dodecen, 1-Tetradecen, 1-Hexadecen, 1-Eicosen und einer Kombination davon, sein. Zum Beispiel kann das Olefincopolymer ein Block-Copolymer.
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Das auf Styrol basierende Copolymer kann ein Copolymer sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Styrol-Ethylen-Copolymer, einem Styrol-Butylen-Copolymer, einem Styrol-Butylen-Styrol-Copolymer, einem Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer und einer Kombination davon. Zum Beispiel kann das auf Styrol basierende Copolymer ein Block-Copolymer sein.
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Das thermoplastische Elastomer kann in einem Anteil von etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 50 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes enthalten sein. Insbesondere wenn der Gehalt des thermoplastischen Elastomers unter dem Bereich liegt, kann sich die Schlagfestigkeit verschlechtern, und wenn der Gehalt über dem Bereich ist, kann sich die Fließfähigkeit verschlechtern, die Dispersionskraft kann verringert werden und die Biegeeigenschaften können sich verschlechtern.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung weist eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit auf, indem sie einen anorganischen Füllstoff mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 3 µm bis etwa 5 µm aufweist, und kann aufgrund einer großen Oberfläche eine verbesserte mechanische Steifigkeit verleihen und kann zusammen Dimensionsstabilität verleihen. Insbesondere wenn der durchschnittliche Durchmesser des anorganischen Füllstoffs niedriger als der Bereich ist, ist die Oberfläche so groß, dass ein Problem hinsichtlich der Kompatibilität des anorganischen Füllstoffs mit dem Basisharz besteht, und die Steifigkeit kann reduziert sein. Wenn ferner der durchschnittliche Durchmesser des anorganischen Füllstoffs größer als der Bereich ist, verschlechtert sich die mechanische Festigkeit, wie die Schlagzähigkeit, so dass, wenn der anorganische Füllstoff auf ein geformtes Produkt mit einer geringen Dicke aufgebracht wird, das geformte Produkt leicht verformt oder gebrochen werden kann.
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Der anorganische Füllstoff kann einer sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Talk, Glimmer, Whisker und einer Kombination davon.
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Der anorganische Füllstoff kann in einem Gehalt von etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 50 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes enthalten sein. Insbesondere, wenn der Gehalt des anorganischen Füllstoffs geringer als der Bereich ist, weist die Polypropylenharzzusammensetzung keine verbesserten mechanischen Eigenschaften auf, und wenn der Gehalt über dem Bereich ist, können die Verarbeitbarkeits- und Erscheinungseigenschaften einer Polypropylenharzzusammensetzung reduziert bzw. verschlechtert sein.
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Durch geeignetes Vermischen des Basisharzes mit dem anorganischen Füllstoff kann die Polypropylenharzzusammensetzung gleichzeitig ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und Schlagzähigkeit und ausgezeichnete Formstabilität aufweisen, selbst wenn sie auf ein geformtes Produkt mit geringer Dicke angewendet wird, während ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhalten wird.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung kann ferner ein Additiv aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Antioxidationsmittel, einem Lichtstabilisator, einem Färbemittel, einem Weichmacher, einem Wärmestabilisator, einem Gleitmittel, einem antistatischen Mittel und einer Kombination davon.
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Ein Antioxidant kann eines sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Antioxidationsmittel auf Phenolbasis, einem Antioxidationsmittel auf Phosphitbasis, Thiodipropionat und einer Kombination davon.
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Ein Lichtstabilisator kann in einer Polypropylenharzzusammensetzung enthalten sein, und der Lichtstabilisator kann einer sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Lichtstabilisator auf Benzophenonbasis, Benzotriazol, HALS und einer Kombination davon.
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Ein Färbemittel kann in einer Polypropylenharzzusammensetzung enthalten sein, und das Färbemittel kann eines sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calcium, Magnesium, Titandioxid (TiO2) und einer Kombination davon.
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Ein Weichmacher kann in einer Polypropylenharzzusammensetzung enthalten sein, und der Weichmacher kann einer sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Weichmacher auf Terephthalatbasis, einem Weichmacher auf Basis eines aliphatischen basischen Säureesters und einer Kombination davon. Ein Wärmestabilisator kann in einer Polypropylenharzzusammensetzung enthalten sein, und der Wärmestabilisator kann einer sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Wärmestabilisator auf Schwefelbasis, einem Wärmestabilisator auf Phosphorbasis und einer Kombination davon.
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Ein Gleitmittel verbessert die Kratzfestigkeit, indem es einer Oberfläche eines geformten Produkts, das ein Einspritzgegenstand der Polypropylenharzzusammensetzung ist, eine Gleiteigenschaft verleiht, und kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Siloxan-basierten Gleitmittel, einem Amid-basierten Gleitmittel und eine Kombination davon.
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Ein antistatisches Mittel kann in einer Polypropylenharzzusammensetzung enthalten sein, und das antistatische Mittel kann eines sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem auf Stearat basierendem antistatischen Mittel, einem auf Amin basierendem antistatischen Mittel und einer Kombination davon.
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Die Polypropylenharzzusammensetzung kann einen Schmelzindex von etwa 30 g/10 min bis etwa 100 g/10 min aufweisen, gemessen gemäß ASTM D1238. Die Polypropylenharzzusammensetzung kann einen Schmelzindex innerhalb des Bereichs aufweisen, indem das Basisharz, das thermoplastische Elastomer und der anorganische Füllstoff eingestellt bzw. angepasst werden. Insbesondere wenn der Schmelzindex der Polypropylenharzzusammensetzung geringer als der Bereich ist, verschlechtert sich die Fließfähigkeit des Harzes, wenn ein Spritzgießen durchgeführt wird, so dass sich die Formverarbeitbarkeit verschlechtern kann. Darüber hinaus kann, wenn der Schmelzindex des Polypropylenharzes über dem Bereich ist, die Schlagfestigkeit der Polypropylenharzzusammensetzung, die das Polypropylenharz aufweist, verringert werden, wenn sich das Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Schlagzähigkeit eines Injektionsgegenstands verschlechtert.
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In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein geformtes Produkt bereit, das einen Einspritzgegenstand der Polypropylenharzzusammensetzung aufweist. Das geformte Produkt weist einen Einspritzgegenstand der oben beschriebenen Polypropylenharzzusammensetzung auf und kann gleichzeitig ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und Schlagzähigkeit und Dimensionsstabilität aufweisen, selbst wenn es auf ein geformtes Produkt mit geringer Dicke angewendet wird, während ein niedriges spezifisches Gewicht aufrechterhalten wird. Die Bestandteile der Polypropylenharzzusammensetzung sind die gleichen wie die oben beschriebenen.
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Das geformte Produkt weist auf: ein Basisharz, welches das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz und das zweite ataktische Polypropylenharz wie oben beschrieben aufweist; ein thermoplastisches Elastomer; und einen anorganischen Füllstoff und kann durch Schmelzen und Extrudieren einer Polypropylenharzzusammensetzung, in der das zweite ataktische Polypropylenharz einen Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts aufweist, der größer als ein Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts des ersten ataktischen Polypropylenharzes ist, mittels einer Doppelschnecke oder eines Schmelzextruders hergestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Schneckendrehgeschwindigkeit des Schmelzextruders etwa 200 U/min bis etwa 1000 U/min betragen, und eine Verweilzeit der Zusammensetzung in dem Extruder kann etwa 5 Sekunden bis etwa 90 Sekunden betragen. Insbesondere kann die Schneckendrehzahl etwa 300 U/min bis etwa 800 U/min betragen und die Verweilzeit kann etwa 10 Sekunden bis etwa 60 Sekunden betragen.
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Insbesondere ist es möglich, einen zum Kneten zwischen Harzen und Dispergierung des anorganischen Füllstoffs in einem Extruder erforderlichen Scherstrom und Dehnstrom effektiv zu induzieren, indem die Schneckendrehgeschwindigkeit des Extruders auf etwa 300 U/min oder mehr eingestellt wird. Ferner ist es möglich zu verhindern, dass das Polypropylen und der anorganische Füllstoff durch Einstellen der Schneckendrehzahl auf etwa 1000 U/min oder weniger abgebaut werden. Zusätzlich ist es möglich, das Harz, den anorganischen Füllstoff und dergleichen der Zusammensetzung ausreichend zu kneten, eine Verschlechterung zu verhindern und die Produktivität durch Einstellen der Verweilzeit der Zusammensetzung in dem Extruder auf etwa 5 Sekunden bis etwa 90 Sekunden zu verbessern.
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Das geformte Produkt kann als ein Automobil-Innen- und Außenmaterial für Bauteile wie eine Stoßstangenabdeckung, eine Seitenschwellerleiste, eine Türverkleidung und eine Säulenverkleidung verwendet werden.
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Insbesondere hat das geformte Produkt eine geringe Dicke und kann somit das Gewicht weiter reduzieren und kann gleichzeitig ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und Dimensionsstabilität aufweisen. Zum Beispiel kann das geformte Produkt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und Dimensionsstabilität aufweisen, selbst bei einer Dicke von weniger als etwa 2,5 mm. Das geformte Produkt kann eine Dicke von etwa 2,0 mm bis etwa 2,2 mm aufweisen. Dementsprechend kann das geformte Produkt dazu geeignet sein, als Innen- und Außenmaterial für ein Automobil verwendet zu werden, beispielsweise als Stoßstange.
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Das geformte Produkt kann ein Biegemodul von 2.000 MPa bis 2.800 MPa, gemessen gemäß ASTM D790, aufweisen. Das geformte Produkt wird aus der oben beschriebenen Polypropylenharzzusammensetzung hergestellt, und wenn ein Biegemodul kleiner als der Bereich ist, kann ein geformtes Produkt mit einer Dicke von weniger als etwa 2,5 mm einer Verformung und einem Aufprall, die durch äußere Krafteinwirkung auf eine Stoßstange und dergleichen verursacht werden, nicht standhalten, und kann somit nicht als Innen- und Außenmaterialien eines Automobils verwendet werden.
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Nachstehend werden spezifische Beispiele der vorliegenden Offenbarung vorgeschlagen. Die nachstehend beschriebenen Beispiele werden jedoch nur zum spezifischen Veranschaulichen oder Erläutern der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
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Beispiele
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Offenbarung und sollen diese nicht beschränken.
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Beispiel 1
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Polypropylenharzzusammensetzung, aufweisend: ein Basisharz, aufweisend JM-370 (PP, Lotte Chemical Corporation) als ein isotaktisches Polypropylenharz, LMW aPP (Schmelzindex 100 g/10 min, Lotte Chemical Corporation) als ein erstes ataktisches Polypropylenharz mit einem Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts von 15.000 g/mol und UHMW aPP (Schmelzindex 0,5 g/min, Lotte Chemical Corporation) als zweites ataktisches Polypropylenharz mit einem Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts von 1.200.000 g/mol; EG-8842 (EOR, DOW) als ein thermoplastisches Elastomer; und KC-3000 (d50, 4 µm Talk, KOCH) als einen anorganischen Füllstoff wurde hergestellt.
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Zu diesem Zeitpunkt wurden das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz, das zweite ataktische Polypropylenharz, das thermoplastische Elastomer und der anorganische Füllstoff in Gew.-% von 30 : 25 : 10 : 20 : 15 gemischt.
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Eine Probe wurde aus der Polypropylenharzzusammensetzung unter Verwendung einer Spritzgussvorrichtung unter Extrusionsbedingungen einer Extrusionstemperatur von 160°C bis 210°C und einer Schneckendrehzahl von 500 U/min unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders (Schneckendurchmesser 32 mm, L/D 40) geformt.
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Beispiel 2
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Eine Polypropylenharzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz, das zweite ataktische Polypropylenharz, das thermoplastische Elastomer und der anorganische Füllstoff in Gew.-% von 20 : 30 : 15 : 20 : 15 gemischt wurden.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine Polypropylenharzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 65 Gew.-% JM-370 (PP, Lotte Chemical Corporation) als isotaktisches Polypropylenharz, 20 Gew.-% EG-8842 (EOR, DOW) als thermoplastisches Elastomer und 15 Gew.-% eines Talks mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5,5 µm bis 11 µm als anorganischer Füllstoff gemischt wurden.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine Polypropylenharzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 65 Gew.-% JM-370 (PP, Lotte Chemical Corporation) als isotaktisches Polypropylenharz, 20 Gew.-% EG-8842 (EOR, DOW) als thermoplastisches Elastomer und 15 Gew.-% KC-3000 (d50, 4 µm Talk, KOCH) als anorganischer Füllstoff gemischt wurden.
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Vergleichsbeispiel 3
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Eine Polypropylenharzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 40 Gew.-% JM-370 (PP, Lotte Chemical Corporation) als isotaktisches Polypropylenharz, 25 Gew.-% LMW aPP (Schmelzindex 100 g/10 min, Lotte Chemical Corporation) als ein erstes ataktisches Polypropylenharz mit einem Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts von 15000 g/mol, 20 Gew.-% EG-8842 (EOR, DOW) als thermoplastisches Elastomer und 15 Gew.-% eines Talks mit einem durchschnittliche Durchmesser von 5,5 µm bis 11 µm als anorganischer Füllstoff gemischt wurden.
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Vergleichsbeispiel 4
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Eine Polypropylenharzzusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 45 Gew.-% JM-370 (PP, Lotte Chemical Corporation) als ein isotaktisches Polypropylenharz, 20 Gew.- % UHMW aPP (Schmelzindex 0,5 g/10 min, Lotte Chemical Corporation) als zweites ataktisches Polypropylenharz mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 1.200.000 g/mol, 20 Gew-.% EG-8842 (EOR, DOW) als thermoplastisches Elastomer und 15 Gew-.% eines Talks mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5,5 µm bis 11 µm als anorganischer Füllstoff gemischt wurden.
[Tabelle 1]
| Einstufung | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Vergleichsbeispiel 3 | Vergleichsbeispiel 4 |
| Isotaktisches Polypropylen | Gew.-% | 30 | 20 | 65 | 65 | 40 | 45 |
| Erstes ataktisches Polypropylen | Gew.-% | 25 | 30 | - | - | 25 | - |
| Zweites ataktisches Polypropylen | Gew.-% | 10 | 15 | - | - | - | 20 |
| Thermoplastisches Elastomer | Gew.-% | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Anorganischer Füllstoff (Durchschnittlicher Durchmesser 5,5 µm bis 11 µm) | Gew.-% | - | | 15 | - | 15 | 15 |
| Anorganischer Füllstoff (Durchschnittlicher Durchmesser 3 µm bis 5 µm) | Gew.-% | 15 | 15 | - | 15 | - | - |
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Testbeispiele
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<Auswertung>
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Testbeispiel 1: Spezifisches Gewicht
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Die spezifischen Gewichte der in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen erhaltenen Proben wurden gemäß ASTM D792 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 2] gezeigt.
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Testbeispiel 2: Schmelzindex (g/10 min)
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Die Schmelzindizes der Polypropylenharzzusammensetzungen, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurden bei 230°C und unter einer Last von 2,16 kg gemäß ASTM D1238-Verfahren gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 2] gezeigt.
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Testbeispiel 3: Zugfestigkeit
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Die Zugfestigkeiten der in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Proben wurden gemessen, indem eine Probengröße und eine Kreuzkopfgeschwindigkeit auf 165 × 13 × 3,2 mm bzw. 50 mm/min unter Verwendung von ASTM D638 bei 23°C gesetzt (engl.:„setting“) bzw. eingestellt wurden, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 2] gezeigt.
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Testbeispiel 4: Biegemodul
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Die Biegemodule der in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Proben wurden gemessen, indem eine Probengröße und eine Kreuzkopfgeschwindigkeit auf 12,7 × 127 × 6,4 mm bzw. 10 mm/min unter Verwendung von ASTM D790 gesetzt bzw. eingestellt wurden, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 2] gezeigt.
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Testbeispiel 5: IZOD-Schlagfestigkeit
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Die IZOD-Schlagzähigkeiten der Proben mit einer Größe von 63,5 × 12,7 × 6,4 mm, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wurden bei Raumtemperatur (23°C) gemäß ASTM D256 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 2 gezeigt].
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Testbeispiel 6: Linearer Expansionskoeffizient
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Die linearen Expansionskoeffizienten der in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Proben wurden bei einem Messintervall von -30 C bis 80°C unter Verwendung von ASTM D696 gemessen, und die Ergebnisse sind in [Tabelle 2] gezeigt.
[Tabelle 2]
| Einstufung | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Vergleichsbeispiel 3 | Vergleichsbeispiel 4 |
| Schmelzpunkt | g /10 min | 42 | 41 | 25 | 26 | 49 | 8 |
| Spezifisches Gewicht | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Zugfestigkeit | MPa | 23 | 23 | 21 | 22 | 21 | 24 |
| Biegemodul | MPa | 2.560 | 2520 | 2.150 | 2.390 | 2.120 | 2.380 |
| IZOD (@ 23°C) | J/m | 341 | 372 | 290 | 314 | 237 | 410 |
| Linearer Ausdehnungsko effizient | -5 × 10 × 10-5 m/ cm°C | 5.1 | 4.9 | 6.6 | 5.0 | 6.7 | 6.4 |
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Wie in [Tabelle 2] gezeigt ist, ist zu erkennen, dass wenn das ataktische Polypropylenharz nicht verwendet wurde, oder das erste ataktische Polypropylenharz mit einem niedrigen Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts oder das zweite ataktische Polypropylenharz mit einem hohen Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts in der Zusammensetzung enthalten waren, die physikalischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Biegemodul, Schlagzähigkeit und der lineare Ausdehnungskoeffizient eines geformten Produkts, das aus der Polypropylenharzzusammensetzung hergestellt wurde, nicht gleichmäßig erfüllt werden konnten.
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Im Gegensatz dazu wurde bestätigt, dass die Beispiele 1 und 2, die sämtliche, das isotaktische Polypropylenharz, das erste ataktische Polypropylenharz und das zweite ataktische Polypropylenharz enthielten, gleichzeitig eine ausgezeichnete Fließfähigkeit und mechanische Eigenschaften und ausgezeichnete Dimensionsstabilität aufgrund eines niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufwiesen.
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Die Offenbarung wurde im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben. Fachleute werden jedoch erkennen, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Gedanken der Offenbarung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist, abzuweichen.