DE10292981B4

DE10292981B4 - Formteil aus Harz und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10292981B4
Application number: DE10292981T
Authority: DE
Inventors: Sadao Kadoma Yabu; Takashi Kadoma Nakai; Kazushige Kadoma Uchida; Hidemi Kadoma Ibi
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: US20040043222A1; JP2003080596A; HK1060087A1; CN1254361C; CN1464835A; WO2003000482A1; DE10292981T5; US6893593B2

Abstract

Formteil aus Harz, hergestellt durch Strangpressen eines thermoplastischen, amorphen Harzes mit anschließendem Walzen, wobei das aus einem Harz hergestellte Formteil einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2 bis 6 × 10^–5/°C aufweist, wobei das thermoplastische, amorphe Harz ein ABS-Harz ist, das mit Polycarbonat legiert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formteil aus Harz, das durch Formen eines thermoplastischen, amorphen Harzes erhalten wird, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
STAND DER TECHNIK
In der Vergangenheit wurden thermoplastische, amorphe Harze wie ABS-Harz (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer-Harz) und AAS-Harz (Acrylnitril-Acrylkautschuk-Styrol-Copolymer-Harz) in verschiedenen Anwendungen für Kraftfahrzeugteile, elektrische Geräte, Gehäuseteile und dergleichen verwendet.
Im Allgemeinen werden das ABS- und das AAS-Harz der Gruppe der thermoplastischen, amorphen Harze durch Strangpressen, Spritzgießen, Vakuumformen und dergleichen geformt. Das auf diese Weise geformte Formteil hat einen Elastizitätsmodul von 1 bis 2 GPa und einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 8 bis 10 × 10^–5/°C. Beim Formen des Harzes in eine längliche Form zur Verwendung des fertigen Formteils als beispielsweise Dachrinne muss das Formteil einen höheren Elastizitätsmodul und einen geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, um dessen Steifigkeit und Dimensionsstabilität zu gewährleisten. Im vorstehend genannten Bereich für den Elastizitätsmodul und den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten kann keine ausreichende Steifigkeit und Dimensionsstabilität erreicht werden.
Zur Verbesserung des Elastizitätsmoduls des Formteils, das durch Formen des ABS- oder AAS-Harzes erhalten wird, und zur Verringerung dessen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten wurden in der Vergangenheit zu jeweils 100 Gew.-Teilen Harz 10 bis 30 Gew.-Teile einer Glasfaser gegeben. Da jedoch die Glasfaser als anorganisches Material mit dem Harz als organischem Material vermischt wird, besteht das Problem, dass ein Recycling des Formteils schwierig ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aus der US 3,658,947 ist ein Formteil aus einem thermoplastischen Harz bekannt, das mit einer Gummi-Komponente modifiziert worden ist.

Im Hinblick auf die oben genannten Aspekte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Formteil aus Harz mit einem höheren Elastizitätsmodul und einem geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten als herkömmliche Harze zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere auch der Schwund von Erwärmung bei Verwendung des Harzes verringert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch ein Formteil aus Harz gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst, die Ansprüche 2 bis 8 betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen des Formteils gemäß Anspruch 1, die Ansprüche 10 bis 17 betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gemäß Anspruch 9.

Das thermoplastische, amorphe Harz ist vorzugsweise ein ABS-Harz mit 5 bis 30 Gew.-% Polybutadien. In diesem Fall ist es möglich, den Schwund beim Erwärmen des Formteils aus Harz auf ein Mindestmaß zu beschränken und so die Wärmebeständigkeit ohne Verschlechterung der Stoßfestigkeit des Formteils aus Harz zu verbessern.

Das thermoplastische, amorphe Harz ist vorzugsweise ein ABS-Harz mit einem Bestandteil, der dessen Glasübergangstemperatur erhöht. Da die Anfangstemperatur der thermischen Verformung des Formteils aus Harz durch Erhöhung der Glasübergangstemperatur zur Hochtemperaturseite verschoben wird, kann der Schwund beim Erwärmen des Formteils aus Harz auf ein Mindestmaß beschränkt und so die Wärmebeständigkeit erhöht werden.

Das thermoplastische, amorphe Harz ist vorzugsweise ein ABS-Harz mit 5 bis 20 Gew.-% N-Phenylmaleimid als Bestandteil zur Erhöhung der Glasübergangstemperatur. Da die Glasübergangstemperatur durch den Zusatz von N-Phenylmaleimid erhöht wird, so dass die Anfangstemperatur der thermischen Verformung des Formteils aus Harz zur Hochtemperaturseite verschoben wird, kann der Schwund beim Erwärmen des Formteils aus Harz auf ein Mindestmaß beschränkt und so die Wärmebeständigkeit erhöht werden. Weiterhin ist N-Phenylmaleimid vorzugsweise gleichmäßig in einem Dispersionsmedium eines Copolymers aus Acrylnitril und Styrol dispergiert. Die Wirkung auf die Erhöhung der Glasübergangstemperatur kann durch den Zusatz von N-Phenylmaleimid weiter verstärkt werden.

Das thermoplastische, amorphe Harz ist erfindungsgemäß ein ABS-Harz mit 5 bis 20 Gew.-% α-Methylstyrol als Bestandteil zur Erhöhung der Glasübergangstemperatur. Da die Glasübergangstemperatur durch den Zusatz von α-Methylstyrol erhöht wird, so dass die Anfangstemperatur der thermischen Verformung des Formteils aus Harz zur Hochtemperaturseite verschoben wird, kann der Schwund beim Erwärmen des Formteils aus Harz auf ein Mindestmaß beschränkt und so die Wärmebeständigkeit erhöht werden. Insbesondere ist α-Methylstyrol vorzugsweise gleichmäßig in einem Dispersionsmedium eines Copolymers aus Acrylnitril und Styrol dispergiert. Die Wirkung auf die Erhöhung der Glasübergangstemperatur kann durch den Zusatz von α-Methylstyrol weiter verstärkt werden.

Das thermoplastische, amorphe Harz ist vorzugsweise ein ABS-Harz, das mit Polycarbonat legiert ist. Die Legierung mit Polycarbonat erhöht die Glasübergangstemperatur, so dass die Anfangstemperatur der thermischen Verformung des Formteils aus Harz zur Hochtemperaturseite verschoben wird. Auf diese Weise kann Schwund beim Erwärmen des Formteils aus Harz auf ein Mindestmaß beschränkt und so die Wärmebeständigkeit erhöht werden.

Wenn das die Dispersionsphase enthaltende thermoplastische, amorphe Harz verwendet wird, ist eine maximale Ausdehnung in Walzrichtung der Dispersionsphase nach dem Walzen das Zweifache oder mehr einer maximalen Dicke in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Walzrichtung der Dispersionsphase nach dem Walzen bevorzugt. Aufgrund einer besseren Molekülausrichtung kann die Wirkung auf die Erhöhung des Elastizitätsmoduls und die Verringerung des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten weiter verbessert werden.

Das Formteil aus Harz hat eine Dicke von vorzugsweise 0,5 bis 10 mm. In diesem Fall ist das Formteil aus Harz für verschiedene Anwendungen für Kraftfahrzeugteile, elektrische Geräte, Gehäuseteile und dergleichen geeignet.

Das Formteil aus Harz hat nach dem Walzen einen Elastizitätsmodul von vorzugsweise 2,5 GPa oder mehr. Damit ist die Bereitstellung des Formteils aus Harz mit einer höheren Steifigkeit möglich.

Das Formteil aus Harz hat nach dem Walzen ebenfalls einen bevorzugten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2 bis 6 × 10^–5/°C. Damit ist die Bereitstellung des Formteils aus Harz mit hervorragender Dimensionsstabilität möglich.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens nach Anspruch 9 zur Herstellung eines Formteils aus thermoplastischem, amorphem Harz mit einem höheren Elastizitätsmodul und einem geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten als herkömmliche Harze. Das Verfahren umfasst den Schritt des Strangpressens des thermoplastischen, amorphen Harzes mit anschließendem Walzen. Insbesondere wenn das Walzen nach dem Strangpressen des thermoplastischen, amorphen Harzes mit Dispersionsphase stattfindet, wird die Dispersionsphase in Walzrichtung gestreckt. Dadurch ist es aufgrund einer Molekülausrichtung der Dispersionsphase in Walzrichtung möglich, ein Formteil aus Harz mit einem höheren Elastizitätsmodul und einem geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bereitzustellen.

Nach dem Strangpressen wird das thermoplastische, amorphe Harz vorzugsweise mit einem Streckfaktor von 1,2 bis 5 gewalzt. Durch die Verbesserung der Molekülausrichtung kann die Wirkung auf die Erhöhung des Elastizitätsmoduls und die Verringerung des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten verstärkt werden.

Nach dem Strangpressen wird das thermoplastische, amorphe Harz vorzugsweise unter Erwärmung bei einer Temperatur im Bereich zwischen einer Temperatur, die durch Subtraktion von 30°C von dessen Glasübergangstemperatur ermittelt wird, und einer Temperatur, die durch Addition von 60°C zur Glasübergangstemperatur ermittelt wird, mit Streckreduzierwalzen gewalzt, die auf eine Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur und einer Temperatur erwärmt sind, die durch Subtraktion von 50°C von der Glasübergangstemperatur ermittelt wird.

Weiterhin wird nach dem Walzen des thermoplastischen, amorphen Harzes mit der Dispersionsphase vorzugsweise eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 70 und 100°C durchgeführt.

Wenn das thermoplastische, amorphe Harz mit der Dispersionsphase ein ABS-Harz ist, wird die Oberfläche des ABS-Harzes vorzugsweise mit einem Acrylharz laminiert und dann das Strangpressen durchgeführt. In diesem Fall verbessert das Acrylharz, das durch das Walzen verdichtet wird, die Wetterfestigkeit des ABS-Harzes. Insbesondere wird als Acrylharz vorzugsweise ein AAS-Harz verwendet. Die Wetterfestigkeit des ABS-Harzes wird durch gewalztes AAS-Harz verbessert. Weiterhin kann durch das Walzen ein höherer Elastizitätsmodul und ein geringerer linearer Wärmeausdehnungskoeffizient des AAS-Harzes erreicht werden.

Bei einer Temperatur zwischen dessen Glasübergangstemperatur und einer Temperatur, die durch Subtraktion von 30°C von der Glasübergangstemperatur ermittelt wird, findet vorzugsweise eine Wärmebehandlung unter der Bedingung statt, dass das Formteil aus Harz gesichert ist, um Dimensionsänderungen zu verhindern. In diesem Fall dauert die Wärmebehandlung vorzugsweise 2 Minuten oder länger. Durch die Erwärmung des Formteils aus Harz kann die Dimensionsstabilität verbessert und der Schwund auf ein Mindestmaß beschränkt werden, womit die Wärmebeständigkeit erhöht wird. Außerdem kann das Auftreten von Verformungen des Formteils aus Harz wie Verziehen und Wellen verhindert werden.

Das thermoplastische, amorphe Harz wird vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus einem ABS-Harz, einem AAS-Harz, einem HI-PS-Harz und einem Polycarbonat-Harz ausgewählt. Insbesondere ist die Verwendung des ABS- und/oder des AAS-Harzes als thermoplastisches, amorphes Harz bevorzugt.

Wenn ein ABS-Harz verwendet wird, wird vorzugsweise ein ABS-Harz mit wenigstens einer der Verbindungen N-Phenylmaleimid und α-Methylstyrol oder ein ABS-Harz, das mit Polycarbonat legiert ist, verwendet. Weiterhin enthält das ABS-Harz vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% eines Polybutadien-Bestandteils.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind jeweils schematische Darstellungen der Harzstrukturen vor und nach dem Walzen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Frontalansicht des Walzschritts gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Frontalansicht des Walzschritts gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4A ist eine perspektivische Darstellung einer Streckreduzierwalze gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 4B ist ein vergrößerter Querschnitt eines Teils "P" in 4A; und
5A und 5B sind jeweils Aufnahmen mit dem Elektronenmikroskop der Harzstrukturen vor und nach dem Walzen gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben wird ein erfindungsgemäßes Formteil aus Harz durch Strangpressen des thermoplastischen, amorphen Harzes mit anschließendem Walzen hergestellt. Als thermoplastisches, amorphes Harz wird vorzugsweise ein ABS-Harz oder ein AAS-Harz verwendet. Das ABS-Harz hat eine Harzstruktur, in der ein Copolymer aus Acrylnitril und Styrol die Matrixphase (Dispersionsmedium) darstellt und Polybutadien als Dispersionsphase in dieser Matrix dispergiert ist. Das AAS-Harz wiederum hat eine Harzstruktur, in der ein Copolymer aus Acrylnitril und Styrol die Matrixphase (Dispersionsmedium) darstellt und Acrylkautschuk als Dispersionsphase in dieser Matrix dispergiert ist. Das ABS-Harz bzw. das AAS-Harz kann jedes für sich verwendet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, beide zu mischen.
Erfindungsgemäß wird ein Vorformteil A, das durch Strangpressen dieses thermoplastischen, amorphen Harzes erhalten wird, in seiner Längsrichtung gewalzt, um ein Formteil B aus Harz zu erhalten. Wie aus 2 hervorgeht, erfolgt das Walzen, indem das Vorformteil A durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wird. Dabei wird das Vorformteil A durch Verringerung der Dicke im Wesentlichen unter Beibehaltung der Breite gestreckt.
Das Vorformteil A, das durch Strangpressen des thermoplastischen, amorphen Harzes mit der vorstehend genannten Dispersionsphase erhalten wird, weist keine Molekülausrichtung des Harzes auf. Wie aus 1A hervorgeht, ist die in der Matrix 3 dispergierte Dispersionsphase 2 kugelförmig. Beim Walzen des Vorformteils A mit den Streckreduzierwalzen 1 werden die Dispersionsphase 2 und die Matrix 3 jedoch in Walzrichtung gestreckt, so dass, wie in 1B dargestellt, die Dispersionsphase 2 zu einer flächigen Form in Richtung der Dicke und zu einer länglichen elliptischen Form in Walzrichtung verformt wird. Wenn die Dispersionsphase 2 und die Matrix 3 durch das Walzen gestreckt werden, findet in dem Formteil B aus Harz eine Molekülausrichtung in Walzrichtung statt, so dass eine Erhöhung des Elastizitätsmoduls in dieser Richtung und eine Verringerung des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten erreicht werden. Erfindungsgemäß bedeutet die Walzrichtung des Formteils B aus Harz die Richtung, in der die Streckreduzierwalzen 1 das Vorformteil führen, die auch als eine Richtung senkrecht zur Richtung der Dicke des Formteils B aus Harz definiert ist.
Das Formteil B aus Harz, das durch Walzen erhalten wird, hat vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 2,5 GPa oder mehr und einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2 bis 6 × 10^–5/°C. Bei einem Elastizitätsmodul von weniger als 2,5 GPa weist eine längliche Ausgabe des Formteils B aus Harz möglicherweise eine unzureichende Steifigkeit auf. In diesem Fall wird das Formteil leicht verformt. Ein oberer Grenzwert für den Elastizitätsmodul ist nicht festgelegt. Wenn der Elastizitätsmodul jedoch zu hoch ist, besteht die Gefahr einer unzureichenden Zähigkeit. Aus diesem Grund gilt in der praktischen Umsetzung ein oberer Grenzwert von ungefähr 10 GPa. Außerdem kann die Dimensionsstabilität einer länglichen Ausgabe des Formteils B aus Harz nachlassen, wenn der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient einen Wert von 6 × 10^–5/°C überschreitet, da Temperaturveränderungen starkes Ausdehnen bzw. Zusammenziehen verursachen. Aus diesem Grund ist ein geringerer linearer Wärmeausdehnungskoeffizient bevorzugt. Ein in der Praxis einsetzbarer unterer Grenzwert ist beispielsweise 2 × 10^–5/°C.
Die Dispersionsphase 2 des Formteils B aus Harz mit der elliptischen Form erfüllt vorzugsweise die Bedingung, dass eine maximale Ausdehnung (L₁) in der Walzrichtung der Dispersionsphase mehr als doppelt so groß (L₁/L₂ > 2) ist wie die maximale Ausdehnung (L₂) in Richtung der Dicke der Dispersionsphase, siehe 1B. In diesem Fall kann Walzen eine Verbesserung des Elastizitätsmoduls und des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bewirken. Aus diesem Grund ist ein größerer Wert für L₁/L₂ bevorzugt. Ein in der Praxis einsetzbauer oberer Grenzwert ist beispielsweise 5.
Wie aus 2 hervorgeht, wird das Vorformteil A vorzugsweise auf die Temperatur der plastischen Verformung des Harzes erwärmt, wenn das Walzen dadurch erfolgt, dass das Vorformteil A, das durch Strangpressen des thermoplastischen, amorphen Harzes erhalten wird, durch die Öffnung zwischen den Streckreduzierwalzen 1 geführt wird. Dabei liegt die Erwärmungstemperatur des Vorformteils A bevorzugt in einem Temperaturbereich zwischen einer Temperatur (Glasübergangstemperatur –30°C), die durch Subtraktion von 30°C von der Glasübergangstemperatur des Harzes ermittelt wird, und einer Temperatur (Glasübergangstemperatur +60°C), die durch Addition von 60°C zur Glasübergangstemperatur des Harzes ermittelt wird. Wenn die Temperatur des Vorformteils A unterhalb dieses Temperaturbereichs liegt, kann sich das Walzen des Harzes als schwierig erweisen. Außerdem können an der Oberfläche des Formteils während dem Walzen weiße Verfärbungen auftreten. Wenn die Temperatur des Vorformteils A andererseits oberhalb des Temperaturbereichs liegt, besteht die Gefahr, dass das Walzen keine Verbesserung des Elastizitätsmoduls und des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bewirken kann.
Weiterhin ist eine Aufrechterhaltung derselben Temperatur an beiden Streckreduzierwalzen 1 nicht erforderlich. Die Temperatur jeder Streckreduzierwalze 1 liegt jedoch vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen der Glasübergangstemperatur des Harzes des Vorformteils A und einer Temperatur (Glasübergangstemperatur –50°C), die durch Subtraktion von 50°C von der Glasübergangstemperatur ermittelt wird. Wenn die Temperatur der Streckreduzierwalze 1 unterhalb des obengenannten Temperaturbereichs liegt, kann sich die Bearbeitbarkeit beim Walzen verschlechtern. Außerdem können an der Oberfläche des Formteils weiße Verfärbungen auftreten. Wenn die Temperatur der Streckreduzierwalze 1 andererseits oberhalb des vorstehend genannten Temperaturbereichs liegt, besteht die Möglichkeit, dass das Walzen keine zureichende Verbesserung des Elastizitätsmoduls und des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bewirkt.
Ist ferner die vorstehend beschriebene Temperatur beim Walzen zu hoch, besteht die Gefahr, dass es aufgrund von Fließbewegungen schnell zu einer plastischen Verformung des Harzes kommt, so dass die gewünschte Ausrichtung der gestreckten Dispersionsphase im Harz nur schwer zu erreichen ist. Ist die Temperatur andererseits zu gering, besteht die Gefahr, dass durch das Walzen verursachte Spannungen im Harz zu einem Bruch des Harzes führen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird nach dem Walzen vorzugsweise eine Wärmebehandlung des Formteils B aus Harz durchgeführt. Dabei wird die Temperatur der Wärmebehandlung vorzugsweise durch Subtraktion von mehreren Zehnereinheiten Grad Celsius von der Glasübergangstemperatur des Harzes ermittelt und liegt insbesondere in einem Bereich von 70 bis 100°C. Die Erwärmungsdauer ist zwar nicht begrenzt, es wird jedoch eine Dauer von zwischen 2 Minuten und ungefähr 1 Stunde empfohlen. Außerdem kann die Wärmebehandlung unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen das Formteil B aus Harz in Walzrichtung Zugspannungen ausgesetzt ist. Dank der Wärmebehandlung des Formteils B aus Harz nach dem Walzen kann der Elastizitätsmodul des Formteils B aus Harz weiter erhöht und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient weiter verringert werden. Die Wirkung der Wärmebehandlung ist unterhalb einer Temperatur von 70°C weniger ausgeprägt. Wenn die Temperatur der Wärmebehandlung andererseits 100°C überschreitet, stellt die Verformung des Formteils B aus Harz ein Problem dar.
Beispielsweise wurde das Vorformteil A aus ABS-Harz auf die Glasübergangstemperatur von 110°C erhitzt und mit den Streckreduzierwalzen 1, die eine geregelte Temperatur von 80°C aufwiesen, mit einem Streckfaktor von 2,5 gewalzt, so dass die Dicke von 2,5 mm vor dem Walzen nach dem Walzen 1,0 mm betrug. Durch das Walzen wurde ein höherer Elastizitätsmodul und ein geringerer linearer Wärmeausdehnungskoeffizient des Formteils aus Harz erzielt. Anschließend wurde bei 130°C eine 5 minütige Wärmebehandlung durchgeführt. Da jedoch die Temperatur der Wärmebehandlung zu hoch war, verringerte sich der Elastizitätsmodul des Formteils B aus Harz auf 2 GPa, und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient stieg auf 9 × 10^–5/°C. Außerdem wurde eine ungleichmäßige Oberfläche festgestellt.
Beim Walzen des Vorformteils A, das durch Strangpressen des thermoplastischen, amorphen Harzes erhalten wird, zur Herstellung des Formteils B aus Harz wird vorzugsweise ein Streckfaktor, der als das Verhältnis (=T1/T2) der Dicke (T1) des Vorformteils A vor dem Walzen zu der Dicke (T2) Formteils B aus Harz nach dem Walzen definiert ist, im Bereich von 1,2 bis 5 verwendet. Wie aus 2 hervorgeht, kann der Streckfaktor, wenn das Walzen des Vorformteils A dadurch erfolgt, dass dieses durch eine Öffnung zwischen den Streckreduzierwalzen 1 geführt wird, frei durch Festlegung des Verhältnisses der Dicke des Vorformteils A zur Öffnung zwischen den Streckreduzierwalzen 1 bestimmt werden.
Wenn der Streckfaktor höher ist, wird die Wirkung auf die Erhöhung des Elastizitätsmoduls und die Verringerung des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten verstärkt. Wenn der Streckfaktor geringer als 1,2 ist, ist die Wirkung daher möglicherweise nicht ausreichend. Andererseits wird selbst bei Auswahl eines sehr hohen Streckfaktors die Wirkung nicht länger verstärkt. Wenn der Streckfaktor beispielsweise einen Wert von 5 überschreitet, besteht die Möglichkeit, dass das Walzen aufgrund von Rissen nicht ordnungsgemäß beendet werden kann.
Das Formteil B aus Harz, das durch Walzen erhalten wird, hat eine Dicke von vorzugsweise 0,5 mm bis 10 mm. Bei verschiedenen Anwendungen für Kraftfahrzeugteile, elektrische Geräte, Gehäuseteile und dergleichen ist eine Dicke von 0,5 mm oder mehr bevorzugt. Wenn die Dicke einen Wert von 10 mm überschreitet, wird der Anwendungsbereich eingeschränkt. Wie aus 2 hervorgeht, ist es möglich, durch Anpassung der Öffnung zwischen den Streckreduzierwalzen 1 beim Führen des Vorformteils A durch die Öffnung zwischen den Streckreduzierwalzen 1 die gewünschte Dicke des Formteils B aus Harz zu erreichen.
Weiterhin wird, wenn ein Formteil aus ABS-Harz im Freien benutzt wird, die Oberfläche des ABS-Harzes vorzugsweise mit einem Acrylharz überzogen, um die Wetterfestigkeit des ABS-Harzes zu verbessern. Man kann nicht davon ausgehen, dass ein Überzug aus Acrylharz, der durch Streichen oder Strangpressen aufgebracht wurde, gute Wetterfestigkeit gewährleistet. Da die Überzugsschicht 4 aus Acrylharz jedoch, wie aus 3 hervorgeht, erfindungsgemäß auf die Oberfläche des Vorformteils A aus ABS-Harz laminiert ist und das Laminat anschließend mit den Streckreduzierwalzen 1 gewalzt wird, um das Formteil B aus Harz zu erhalten, wird die Überzugsschicht 4 aus Acrylharz durch das Walzen verdichtet, so dass eine hervorragende Wetterfestigkeit erreicht wird. Als Überzugsschicht aus Acrylharz kann Polymethylmethacrylat-Harz (PMMA-Harz) oder dergleichen verwendet werden. Inbesondere wird bevorzugt ein AAS-Harz verwendet, da das Walzen eine Verbesserung des Elastizitätsmoduls und des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bewirken kann.
Außerdem kann bei Verwendung der Streckreduzierwalze 1 mit einer polierten Umfangsoberfläche ein Formteil aus Harz mit gutem Glanz erhalten werden. Weiterhin kann, wenn die Umfangsoberfläche der Streckreduzierwalze 1, wie in 4 dargestellt, ein feines konkaves und konvexes Muster 5 aufweist, das konkave und konvexe Muster durch Walzen auf die Oberfläche des Formteils B aus Harz übertragen werden. In diesem Fall kann wenigstens eine der Streckreduzierwalzen 1 das konkave und konvexe Muster 5 aufweisen.
In dem Formteil B aus Harz, das mit einem ABS-Harz als dem thermoplastischen, amorphen Harz gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens wie in 1A dargestellt hergestellt wird, ist eine kugelförmige Dispersionsphase 2 aus Polybutadien in der Matrixphase 3 des ABS-Harzes dispergiert. Wie aus 1B hervorgeht, wird zur Erhöhung des Elastizitätsmoduls und zur Verringerung des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten durch Walzen eine Molekülausrichtung in Walzrichtung verursacht. Wenn das Formteil B aus Harz auf eine Temperatur zwischen 50 und 80°C erwärmt wird, erweicht die Matrixphase 3, so dass die verformte Dispersionsphase 2 aus Polybutadien leicht ihre ursprüngliche kugelförmige Form wiedererlangt. Wenn der Schwund aufgrund der Wiedererlangung der ursprünglichen kugelförmigen Form der verformten Dispersionsphase 2 aus Polybutadien größer ist als die geringe Verformung aufgrund der thermischen Ausdehnung der Matrixphase 3 und der Dispersionsphase 2 aus Polybutadien, kommt es zu einem Schrumpfen des gesamten Formteils B aus Harz in Walzrichtung.
Um den Schwund aufgrund der Erwärmung des Formteils B aus Harz zu mindern und die Wärmebeständigkeit zu erhöhen, wird vorzugsweise ein ABS-Harz mit einer geringen Menge Polybutadien verwendet. Mit abnehmender Menge an Polybutadien nimmt auch die Menge der Dispersionsphase 2 aus Polybutadien ab. So ist es möglich, den Schwund, der durch die Wiedererlangung der ursprünglichen kugelförmigen Form der verformten Dispersionsphase aus Polybutadien verursacht wird, zu verringern. Das Ergebnis ist eine Verringerung des Schwunds des Formteils B aus Harz in Walzrichtung. Wenn jedoch die Menge an Polybutadien zu gering ist, kann die Stoßfestigkeit des ABS-Harzes abnehmen. Erfindungsgemäß ist die Verwendung eines ABS-Harzes mit 5 bis 30 Gew.-% Polybutadien besonders bevorzugt.
Um den Schwund aufgrund der Erwärmung des Formteils B aus Harz zu verringern, wird bei dieser Erfindung bevorzugt ein ABS-Harz mit einer höheren Glasübergangstemperatur (Tg) verwendet, was durch Zusatz eines Bestandteils erreicht wird, der die Glasübergangstemperatur erhöht. Die Erhöhung der Glasübergangstemperatur des ABS-Harzes verschiebt die Anfangstemperatur der thermischen Verformung des Formteils B aus Harz zur Hochtemperaturseite. Auf diese Weise wird der Schwund aufgrund der Erwärmung des Formteils B aus Harz verringert und die Wärmebeständigkeit erhöht. Als Bestandteil zur Erhöhung der Glasübergangstemperatur des ABS-Harzes kommen N-Phenylmaleimid und α-Methylstyrol in Frage, die einzeln oder gemeinsam eingesetzt werden können. Die zugegebene Menge an N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das ABS-Harz. Wenn die zugegebene Menge weniger als 5 Gew.-% beträgt, kann kein wesentlicher Anstieg der Glasübergangstemperatur erreicht werden. Wenn die zugegebene Menge andererseits mehr als 20 Gew.-% beträgt, wird die Wirkung auf die Erhöhung der Glasübergangstemperatur nicht weiter verstärkt. In diesem Fall kann sich auch die Verschlechterung der Schlagfestigkeit zu einem Problem entwickeln.
Wie vorstehend beschrieben muss im Falle einer Zugabe von N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol zum ABS-Harz das N-Phenylmaleimid oder das α-Methylstyrol gleichmäßig im ABS-Harz dispergiert sein, um eine Erhöhung der Glasübergangstemperatur zu bewirken. Ein Verfahren zur Zugabe von N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol zu dem ABS-Harz ist das Mischen eines Copolymers aus Acrylnitril, Styrol und N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol mit einem Pfropfcopolymer, das durch die Polymerisation von Acrylnitril und Styrol in Gegenwart eines Polybutadien-Kautschuks erhalten wird. In dem so erhaltenen ABS-Harz ist die Wirkung auf die Erhöhung dessen Glasübergangstemperatur aufgrund der gebildeten Bereiche mit hohen Konzentrationen an N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol gering. Außerdem ist die Wirkung auf die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften durch Walzen gering, da die Bereiche mit hohen Konzentrationen an N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol nur schwer gestreckt werden können.
Um N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol gleichmäßig im ABS-Harz zu dispergieren, wird das nachstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung des ABS-Harzes bevorzugt. Zuerst wird ein Pfropfcopolymer durch Polymerisation von Acrylnitril, Styrol und N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol und, falls erforderlich, anderen Zusätzen in einem Polybutadien-Kautschuk hergestellt. Gleichzeitig wird ein Copolymer durch Polymerisation von Acrylnitril, Styrol und N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol und, falls erforderlich, anderen Zusätzen hergestellt. Dann wird das Pfropfcopolymer mit dem Copolymer in geschmolzenem Zustand vermischt, um das ABS-Harz zu erhalten, in dem N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol gleichmäßig dispergiert ist. In diesem Fall ist N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol gleichmäßig in der Matrixphase 3, das heißt dem Copolymer aus Acrylnitril und Styrol, dispergiert.
Zur Erhöhung der Glasübergangstemperatur und zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit des ABS-Harzes wird das ABS-Harz vorzugsweise mit einem Harzmaterial mit einer Glasübergangstemperatur über der des ABS-Harzes legiert. Mögliche Harzmaterialien mit einer höheren Glasübergangstemperatur, die mit dem ABS-Harz legierbar sind, sind Polycarbonat (PC), Polybutylenterephthalat (PBT) oder dergleichen. Eine ABS-PBT-Polymerlegierung, die durch Compoundieren des ABS-Harzes mit Polybutylenterephthalat erhalten wird, enthält eine kristalline PBT-Komponente und ist somit nicht zum Walzen geeignet. Eine ABS-PC-Polymerlegierung hingegen, die durch Compoundieren des ABS-Harzes mit Polycarbonat erhalten wird, hat eine gute Walzbarkeit. Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß die Verwendung des mit Polycarbonat legierten ABS-Harzes besonders bevorzugt.
Um den Schwund aufgrund der Erwärmung des Formteils B aus Harz zu verringern, wird eine Wärmebehandlung vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur des Formteils B aus Harz, bei der der Young's Modulus rapide abnimmt, und einer Temperatur durchgeführt, die durch Subtraktion von 30°C von der Glasübergangstemperatur (Glasübergangs-tmperatur –30°C) ermittelt wird, unter der Bedingung, dass das Formteil B aus Harz gesichert ist, um Dimensionsänderungen zu verhindern.
Wenn das Formteil B aus Harz eine Verformung wie Verziehen und Wellen aufweist, kann die Verformung durch die Wärmebehandlung behoben werden. Zur Sicherung des Formteils B aus Harz während der Wärmebehandlung können beispielsweise beide Seiten des Formteils B aus Harz in Walzrichtung eingespannt sein. Die Wärmebehandlung dauert vorzugsweise 2 Minuten oder länger. Bei einer Behandlungsdauer von weniger als 2 Minuten besteht die Gefahr, dass keine ausreichende Wirkung erzielt wird. Ein oberer Grenzwert für die Erwärmungsdauer ist nicht speziell festgelegt. Nach einer Behandlungsdauer von mehr als 60 Minuten sind jedoch keine weiteren Verbesserungen zu erwarten.
Die für diese Wärmebehandlung bevorzugten Harze umfassen HI-PS-Harz (hochschlagfestes Polystyrol) und Polycarbonat-Harz sowie ABS-Harz und AAS-Harz. Wenn ein ABS-Harz verwendet wird, kann ein ABS-Harz mit N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol oder ein ABS-Harz, das mit Polycarbonat legiert ist, verwendet werden, um eine ausgeprägte Wirkung der Wärmebehandlung zu erzielen. Außerdem kann durch Verwendung des ABS-Harzes mit 5 bis 30 Gew.-% Polybutadien-Bestandteil (Kautschukbestandteil) eine ausgeprägte Wirkung der Wärmebehandlung erzielt werden.
Beispielsweise wurden Vorformteile A durch Strangpressen jeweils eines ABS-Harzes mit 5 bis 30 Gew.-% N-Phenylmaleimid, eines ABS-Harzes mit 5 Gew.-% Kautschukbestandteil, eines ABS-Harzes mit 30 Gew.-% Kautschukbestandteil und eines HI-PS-Harzes hergestellt. Dann wurden die Vorformteile A gewalzt, um Formteile B aus Harz zu erhalten. Jedes dieser Formteile B wurde einer Wärmebehandlung unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen unterworfen, während beide Seiten des Formteils aus Harz in Walzrichtung durch Klammern gesichert waren. Nach der Wärmebehandlung wurde der prozentuale Schwund der Formteile B bestimmt. Zu Vergleichszwecken wurde der prozentuale Schwund von Formteilen B bestimmt, die keiner Wärmebehandlung unterworfen wurden. Der prozentuale Schwund wurde dadurch bestimmt, dass das Formteil B aus Harz 24 Stunden lang in einer Temperaturkammer bei 80°C aufbewahrt wurde und Dimensionsänderungen vor und nach der Wärmebehandlung gemessen wurden. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 1 hervor. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmebehandlung zu einer Verringerung des prozentualen Schwunds und damit zu einer Verbesserung der Wärmebeständigkeit führt. Außerdem wurden Verziehen und Wellenbildung im Formteil B aus Harz eliminiert.
Tabelle 1
(Beispiele)
Die vorliegende Erfindung wird genauer anhand der folgenden Beispiele erklärt. Diese Beispiele stellen jedoch keine Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung dar.
(Beispiel 1)
Pellets aus ABS-Harz ("Toyolac 600" hergestellt von Toray Industries, Inc.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2,5 mm zu erhalten. Die Glasübergangstemperatur des ABS-Harzes des Vorformteils A wurde mit Hilfe eines Spektrometers für viskoelastische Eigenschaften bestimmt und betrug ungefähr 110°C.
Das Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 mit Temperaturregelung geführt wurde. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird. Nach dem Walzen wurde das auf diese Weise erhaltene Formteil B aus Harz mit einem Kaltwindstoß gekühlt. Die Dicke des Formteils B aus Harz beträgt 1 mm.
Der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Formteils B aus Harz wurden gemäß ASTM D790 bzw. ASTM D696 bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 2 hervor.
In den nachstehend beschriebenen Beispielen wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient auf dieselbe Weise bestimmt. Eine Aufnahme mit dem Elektronenmikroskop der Schnittfläche des Formteils B aus Harz in Walzrichtung ist in 5A dargestellt. Zu Vergleichszwecken wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Vorformteils A vor dem Walzen bestimmt. Die Ergebnisse sind als Vergleichsbeispiel 1 in Tabelle 2 dargestellt. Außerdem zeigt 5B eine Aufnahme mit dem Elektronenmikroskop der Schnittfläche des Vorformteils A in Walzrichtung.
Tabelle 2
Wie aus 5A hervorgeht, hat das Vorformteil A eine kugelförmige Dispersionsphase aus Polybutadien, die in einer Matrixphase 3 aus einem Acrylnitril-Styrol-Copolymer dispergiert ist. Wie jedoch aus 5B hervorgeht, ist die Dispersionsphase 2 durch das Walzen zu einer flächigen Form in Richtung der Dicke und zu einer länglichen elliptischen Form in Walzrichtung verformt, so dass die elliptische Dispersionsphase so ausgerichtet ist, dass ihre Längsrichtung parallel zur Walzrichtung verläuft. Auf der Aufnahme mit dem Elektronenmikroskop in 5A ist zu erkennen, dass die maximale Ausdehnung der Dispersionsphase 2 in Walzrichtung mehr als doppelt so groß ist wie die maximale Ausdehnung in Richtung der Dicke. Außerdem hat das Formteil B aus Harz aus Beispiel 1, wie aus Tabelle 2 hervorgeht, einen höheren Elastizitätsmodul und einen geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Vorformteil A aus Vergleichsbeispiel 1.
(Beispiele 2 bis 9)
Pellets aus ABS-Harz ("Toyolac 600" hergestellt von Toray Industries, Inc.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um Vorformteile A mit einer Dicke von 2,5 bis 12,5 mm zu erhalten.
Anschließend wurde jedes der Vorformteile A unter den in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen gewalzt. Eines der Vorformteile A wurde beispielsweise gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen geführt wurde, die geregelt auf 80°C erwärmt waren. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird. Nach dem Walzen wurde das auf diese Weise erhaltene Formteil B aus Harz mit einem Kaltwindstoß gekühlt. Die Dicke des Formteils B aus Harz beträgt 2 mm.
Für jedes der Formteile B aus Harz aus Beispielen 2 bis 9 wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 3 hervor. Zu Vergleichszwecken sind die Eigenschaften des Vorformteils A vor dem Walzen ebenfalls als Vergleichsbeispiel 2 in Tabelle 3 dargestellt. Jedes der Formteile B aus Harz aus den Beispielen 2 bis 9 hat einen höheren Elastizitätsmodul und einen geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizient als das Vorformteil A aus Vergleichsbeispiel 2.
(Beispiele 10 und 11)
Pellets aus ABS-Harz ("Toyolac 600" hergestellt von Toray Industries, Inc.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um Vorformteile A mit einer Dicke von 2,5 mm zu erhalten.
Jedes der Vorformteile A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen geführt wurde, die geregelt auf 80°C erwärmt waren. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird, wonach es mit einem Kaltwindstoß gekühlt wurde, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten. Die Formbedingungen in Beispielen 10 und 11 sind identisch mit denen in Beispiel 3, die in Tabelle 3 dargestellt sind. In Beispiel 10 wurde das Formteil B aus Harz 60 Minuten lang auf 70°C erwärmt und dann mit einem Kaltwindstoß gekühlt. In Beispiel 11 wurde das Formteil B aus Harz 5 Minuten lang auf 90°C erwärmt und dann mit einem Kaltwindstoß gekühlt.
Für jedes der Formteile B aus Beispielen 10 und 11 wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient gemäß ASTM D696 bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 4 hervor. Jedes der Formteile aus Harz aus Beispielen 10 und 11 hat verglichen mit dem Formteil aus Beispiel 3 ohne Wärmebehandlung einen weiter verbesserten Elastizitätsmodul.
Tabelle 4
(Beispiel 12)
Pellets aus ABS-Harz ("Toyolac 600" hergestellt von Toray Industries, Inc.) und Pellets aus AAS-Harz ("VITAX V6700" hergestellt von Hitachi Chemical Co. Ltd.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer zweischichtigen Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2,5 mm zu erhalten, das eine Laminatstruktur mit einer Schicht aus ABS-Harz mit einer Dicke von 2,0 mm und einer Überzugsschicht 4 aus AAS-Harz mit einer Dicke von 0,5 mm aufwies, die auf der ABS-Harz-Schicht ausgebildet war.
Anschließend wurde das Vorformteil A auf eine Temperatur von 110°C erwärmt, bei der das ABS- und das AAS-Harz erweichen, aber noch keine Fließbewegungen auftreten. Dann wur de das Vorformteil gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen geführt wurde, die geregelt auf 80°C erwärmt waren. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird. Nach dem Walzen wurde das auf diese Weise erhaltene Formteil B aus Harz mit einem Kaltwindstoß gekühlt. Die Dicke des Formteils B aus Harz beträgt 1 mm.
Für das Formteil B aus Harz aus Beispiel 12 wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt. Außerdem wurde eine 500 stündige Prüfung der Wetterfestigkeit mit einem UV-Bewitterungsgerät durchgeführt und anschließend der Farbunterschied (ΔE) zwischen vor und nach der Prüfung der Wetterfestigkeit mit Hilfe eines Kolorimeters bestimmt. Zu Vergleichszwecken wurde ein Formteil (Vergleichsbeispiel 3) mit einer Dicke von 1 mm durch zweischichtiges Strangpressen von ABS- und AAS-Harz herge stellt, das aus einer Schicht ABS-Harz mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Schicht AAS-Harz mit einer Dicke von 0,2 mm zusammengesetzt ist. Außerdem wurde ein Formteil (Vergleichsbeispiel 4) mit einer Dicke von 1 mm durch Strangpressen des ABS-Harzes allein hergestellt. Für jedes dieser Formteile wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient sowie der Farbunterschied gemäß den Ergebnissen der Prüfung auf Wetterfestigkeit bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 5 hervor.
Tabelle 5

*() gibt die Dicke der Überzugsschicht an.

(Beispiel 13)
Pellets aus ABS-Harz ("Toyolac 600" hergestellt von Toray Industries, Inc.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2,5 mm zu erhalten. Das Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen mit gespiegelten Umfangsoberflächen geführt wurde, die geregelt auf 80°C erwärmt waren. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird. Nach dem Walzen wurde das auf diese Weise erhaltene Formteil B aus Harz mit einem Kaltwindstoß gekühlt. Die Dicke des Formteils B aus Harz beträgt 1 mm.
(Beispiel 14)
Pellets aus ABS-Harz ("Toyolac 600" hergestellt von Toray Industries, Inc.) und Pellets aus AAS-Harz ("VITAX V6700" hergestellt von Hitachi Chemical Co. Ltd.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer zweischichtigen Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2,5 mm zu erhalten, das heißt einer Laminatstruktur mit einer Schicht aus ABS-Harz mit einer Dicke von 2,0 mm und einer Überzugsschicht 4 aus AAS-Harz mit einer Dicke von 0,5 mm, die auf der ABS-Harz-Schicht ausgebildet war. Das Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen mit gespiegelten Umfangsoberflächen geführt wurde, die geregelt auf 80°C erwärmt waren. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird. Nach dem Walzen wurde das auf diese Weise erhaltene Formteil B aus Harz mit einem Kaltwindstoß gekühlt. Die Dicke des Formteils B aus Harz beträgt 1 mm.
(Beispiel 15)
Das Formteil aus Harz aus Beispiel 15 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 13 hergestellt, abgesehen davon, dass die Streckreduzierwalzen 1 eine satinierte Umfangsoberfläche aufwiesen.
(Beispiel 16)
Das Formteil aus Harz aus Beispiel 16 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 14 hergestellt, abgesehen davon, dass die Streckreduzierwalzen 1 eine satinierte Umfangsoberfläche aufwiesen.
Für jedes der Formteile B aus Harz aus Beispielen 13 bis 16 wurde mit Hilfe eines Glanzprüfgeräts (hergestellt von Horiba, Ltd.) der Oberflächenglanz bestimmt. Zu Vergleichszwecken wurde der Oberflächenglanz jeweils für das Vorformteil A (Vergleichsbeispiel 5) des ABS-Harzes mit einer Dicke von 2,5 mm aus BEISPIEL 13 und für das Vorformteil A (Vergleichsbeispiel 6) mit der AAS-Harz-Überzugsschicht 4 auf der ABS-Harz-Schicht aus Beispiel 14 bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 6 hervor.
(Beispiele 17 bis 25)
Pellets aus AAS-Harz ("VITAX V6700" hergestellt von Hitachi Chemical Co. Ltd.) wurden bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um Vorformteile A mit einer Dicke gemäß Tabelle 7 zu erhalten. Die Glasübergangstemperatur des AAS-Harzes des Vorformteils A wurde mit Hilfe eines Spektrometers für viskoelastische Eigenschaften bestimmt und beträgt ungefähr 110°C.
Dann wurde jedes der Vorformteile A auf eine Temperatur gemäß Tabelle 7 erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die gemäß Tabelle 7 geregelt auf eine Temperatur zwischen 60 und 110°C erwärmt waren. Dabei erfolgte das Walzen des Vorformteils A unter der Bedingung, dass eine erforderliche Zugspannung angelegt wird. Nach dem Walzen wurde das auf diese Weise erhaltene Formteil B aus Harz mit einem Kaltwindstoß gekühlt. Die Dicke jedes Formteils B aus Harz geht aus Tabelle 7 hervor.
Für jedes der Formteile B aus Harz aus Beispielen 17 bis 25 wurden der Elastizitätsmodul und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 7 hervor. Zu Vergleichszwecken wurden diese Eigenschaften des Vorformteils A mit einer Dicke von 2 mm vor dem Walzen auch bestimmt und als Vergleichsbeispiel 7 in Tabelle 7 dargestellt. Die Ergebnisse aus Tabelle 7 zeigen, dass jedes der Formteile B aus Harz aus Beispielen 17 bis 25 einen höheren Elastizitätsmodul und einen geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Vergleichsbeispiel 7 aufweist.
(Beispiel 26)
Durch Zugabe von 40 Gew.-Teilen einer Mono-polymermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol zu 60 Gew.-Teilen, bezogen auf den Feststoff, Polybutadien-Kautschuk mit einem Gelgehalt von 80 Gew.-% wurde durch Emulsionspolymerisation ein pulverförmiges Pfropfcopolymer (a) erhalten. Ein zweites pulverförmiges Copolymer (b) wurde durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol hergestellt. Das Pfropfcopolymer (a) wurde mit dem Pfropfcopolymer (b) in einem Gewichtsverhältnis (a) : (b) = 1 : 11 vermischt. Anschließend wurde durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen ein ABS-Harz mit 5 Gew.-% Polybutadien erhalten.
Das ABS-Harz wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2,5 mm zu erhalten. Dieses Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die geregelt auf 110°C erwärmt waren, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten.
(Beispiel 27)
Ein Formteil B aus Harz aus Beispiel 27 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 26 hergestellt, abgesehen davon, dass das Mischen mit einem Gewichtsverhältnis von (a) : (b) = 1 : 5 stattfand, um ein ABS-Harz mit 10 Gew.-% Polybutadien zu erhalten.
(Beispiel 28)
Ein Formteil B aus Harz aus Beispiel 28 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 26 hergestellt, abgesehen davon, dass das Mischen mit einem Gewichtsverhältnis von (a) : (b) = 1 : 3 stattfand, um ein ABS-Harz mit 15 Gew.-% Polybutadien zu erhalten.
(Beispiel 29)
Ein Formteil B aus Harz aus Beispiel 29 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 26 hergestellt, abgesehen davon, dass das Mischen mit einem Gewichtsverhältnis von (a) : (b) = 1 : 14 stattfand, um ein ABS-Harz mit 4 Gew.-% Polybutadien zu erhalten.
(Beispiel 30)
Ein Formteil B aus Harz aus Beispiel 30 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 26 hergestellt, abgesehen davon, dass das Mischen mit einem Gewichtsverhältnis von (a) : (b) = 1 : 2 stattfand, um ein ABS-Harz mit 20 Gew.-% Polybutadien zu erhalten.
Für jedes der auf diese Weise hergestellten Formteile B aus Harz aus den Beispielen 26 bis 30 wurden die Kerbschlagzähigkeit nach IZOD (gekerbt) gemäß ASTM-D698 und der Schwund aufgrund von Erwärmung bestimmt. Der prozentuale Schwund wurde nach 24 stündigem Erwärmen des Formteils B aus Harz auf 80°C in einer Temperaturkammer durch Messen der Größen L₀, L₁ des Formteils bei einer Raumtemperatur von 25°C vor und nach dem Erwärmen bestimmt, wonach diese Werte in die Gleichung für den "prozentualen Schwund (%) = (L₀ – L₁)/L₀ × 100" eingesetzt wurden. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 8 hervor.
Wie aus Tabelle 8 ersichtlich, wird mit dem ABS-Harz mit 5 bis 15 Gew.-% Polybutadien eine hervorragende Wärmebeständigkeit und ein geringerer Schwund ohne Verschlechterung der Schlagfestigkeit erreicht.
(Beispiel 31)
Durch Zugabe von 40 Gew.-Teilen einer Mono-polymermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol zu 60 Gew.-Teilen, bezogen auf den Feststoff, Polybutadien-Kautschuk mit einem Gelgehalt von 80 Gew.-% wurde durch Emulsionspolymerisation ein pulverförmiges Pfropfcopolymer (a) erhalten. Ein zweites pulverförmiges Copolymer (b) wurde durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 11 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid hergestellt. Das Pfropfcopolymer (a) wurde mit dem Pfropfcopolymer (b) in einem Verhältnis von 90 Gew.-Teilen (b) zu 100 Gew.-Teilen (a) vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 5 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten.
Das ABS-Harz wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 3 mm zu erhalten. Dieses Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die geregelt auf 110°C erwärmt waren, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten.
(Beispiel 32)
Ein pulverförmiges Copolymer (c), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 25 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 80 Gew.-Teilen (c) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 10 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 32 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 33)
Ein pulverförmiges Copolymer (d), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 66 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 60 Gew.-Teilen (d) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 20 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 33 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 34)
Ein pulverförmiges Copolymer (e), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 11 Gew.-Teilen α-Methylstyrol erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 90 Gew.-Teilen (e) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 5 Gew.-% α-Methylstyrol erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 34 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 35)
Ein pulverförmiges Copolymer (f), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 25 Gew.-Teilen α-Methylstyrol erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 80 Gew.-Teilen (f) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 10 Gew.-% α-Methylstyrol erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 35 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 36)
Ein pulverförmiges Copolymer (g), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 66 Gew.-Teilen α-Methylstyrol erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 60 Gew.-Teilen (g) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 20 Gew.-% α-Methylstyrol erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 36 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 37)
Ein pulverförmiges Copolymer (h), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 100 Gew.-Teilen (h) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz ohne N-Phenylmaleimid und α-Methylstyrol erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 37 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 38)
Ein pulverförmiges Copolymer (i), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 8,7 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 92 Gew.-Teilen (i) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 4 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 38 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 39)
Ein pulverförmiges Copolymer (j), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 100 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 50 Gew.-Teilen (j) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 25 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 39 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 40)
Ein pulverförmiges Copolymer (k), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 8,7 Gew.-Teilen α-Methylstyrol erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 92 Gew.-Teilen (k) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 4 Gew.-% α-Methylstyrol erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 40 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
(Beispiel 41)
Ein pulverförmiges Copolymer (m), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 100 Gew.-Teilen α-Methylstyrol erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 50 Gew.-Teilen (m) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 31 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 25 Gew.-% α-Methylstyrol erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 41 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 31 hergestellt.
Für jedes der auf diese Weise hergestellten Formteile B aus Harz aus den Beispielen 31 bis 41 wurden die Kerbschlagzähigkeit nach IZOD (gekerbt) gemäß ASTM-D698 und der Schwund aufgrund von Erwärmung bestimmt. Der prozentuale Schwund wurde nach 24 stündigem Erwärmen des Formteils B aus Harz auf 80°C in einer Temperaturkammer durch Messen der Größen L₀, L₁ des Formteils bei einer Raumtemperatur von 25°C vor und nach dem Erwärmen bestimmt, wonach diese Werte in die Gleichung für den "prozentualen Schwund (%) = (L₀ – L₁)/L₀ × 100" eingesetzt wurden. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 9 hervor. Zur Be stimmung der Kerbschlagzähigkeit nach IZOD und des prozentualen Schwunds in anderen Beispielen dieser Beschreibung wurden die vorstehend beschriebenen Verfahren verwendet.
Wie aus Tabelle 9 hervorgeht, konnte der Schwund aufgrund von Erwärmung bei Verwendung eines ABS-Harzes mit 5 bis 20 Gew.-% N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol um 50 bis 80 % gemindert werden. Daher ist es möglich, eine hervorragende Wärmebeständigkeit ohne Verschlechterung der Schlagfestigkeit zu erreichen.
(Beispiel 42)
Durch Zugabe von 40 Gew.-Teilen einer Mono-polymermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 8 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid zu 60 Gew.-Teilen, bezogen auf den Feststoff, Polybutadien-Kautschuk mit einem Gelgehalt von 80 Gew.-% wurde durch Emulsionspolymerisation ein pulverförmiges Pfropfcopolymer (a) erhalten. Ein zweites pulverförmiges Copolymer (b) wurde durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 8 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid hergestellt. Das Pfropfcopolymer (a) wurde mit dem Pfropfcopolymer (b) in einem Verhältnis von 90 Gew.-Teilen (b) zu 100 Gew.-Teilen (a) vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 5 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten.
Dieses ABS-Harz wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 3 mm zu erhalten. Das Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die geregelt auf 110°C erwärmt waren, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten.
(Beispiel 43)
Ein pulverförmiges Copolymer (c), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 17 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 80 Gew.-Teilen (c) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 42 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 10 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 43 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 42 hergestellt.
(Beispiel 44)
Ein pulverförmiges Copolymer (d), das durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 40 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid erhalten wurde, wurde in einem Verhältnis von 80 Gew.-Teilen (d) zu 100 Gew.-Teilen (a) mit dem Pfropfcopolymer (a) aus Beispiel 42 vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 20 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 44 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 42 hergestellt.
(Beispiel 45)
Durch Zugabe von 40 Gew.-Teilen einer Mono-polymermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol zu 60 Gew.-Teilen, bezogen auf den Feststoff, Polybutadien-Kautschuk mit einem Gelgehalt von 80 Gew.-% wurde durch Emulsionspolymerisation ein pulverförmiges Pfropfcopolymer (e) erhalten. Ein zweites pulverförmiges Copolymer (f) wurde durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol hergestellt. Das Pfropfcopolymer (e) wurde mit dem Pfropfcopolymer (f) in einem Verhältnis von 100 Gew.-Teilen (f) zu 100 Gew.-Teilen (e) vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz ohne N-Phenylmaleimid erhalten.
Dieses ABS-Harz wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 3 mm zu erhalten. Das Vorformteil A wurde anschließend auf 80°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die geregelt auf 80°C erwärmt waren, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten.
(Beispiel 46)
Durch Zugabe von 40 Gew.-Teilen einer Mono-polymermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 70 Gew.-Teilen Styrol zu 60 Gew.-Teilen, bezogen auf den Feststoff, Polybutadien-Kautschuk mit einem Gelgehalt von 80 Gew.-% wurde durch Emulsionspolymerisation ein pulverförmiges Pfropfcopolymer (e) erhalten. Ein zweites pulverförmiges Copolymer (g) wurde durch Emulsionspolymerisation einer Monomermischung aus 30 Gew.-Teilen Acrylnitril, 70 Gew.-Teilen Styrol und 20 Gew.-Teilen N-Phenylmaleimid hergestellt. Das Pfropfcopolymer (e) wurde mit dem Pfropfcopolymer (g) in einem Verhältnis von 100 Gew.-Teilen (g) zu 100 Gew.-Teilen (e) vermischt. Anschließend wurden durch Schmelzen, Strangpressen und Vermahlen Pellets aus ABS-Harz mit 10 Gew.-% N-Phenylmaleimid erhalten. Das Formteil B aus Harz aus Beispiel 46 wurde abgesehen von den vorstehend beschriebenen Schritten im Wesentlichen gemäß demselben Verfahren wie in Beispiel 42 hergestellt.
Für jedes der auf diese Weise erhaltenen Formteile B aus Harz aus Beispielen 42 bis 46 wurden der Elastizitätsmodul, der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient, die Kerbschlagzähigkeit nach IZOD und der Schwund aufgrund von Erwärmung bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 10 hervor.
Wie aus Tabelle 10 hervorgeht, können die mechanischen Eigenschaften und die Wärmebeständigkeit bei Verwendung eines ABS-Harzes, in dem N-Phenylmaleimid oder α-Methylstyrol gleichmäßig dispergiert ist, weiter verbessert werden.
Tabelle 10
(Beispiel 47)
Als ABS-Harz, das mit Polycarbonat legiert ist, wurde "Toyolac PX10" (hergestellt von Toray Industries, Inc.) verwendet. Dieses Harz wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2 mm zu erhalten. Dieses Vorformteil A wurde anschließend auf 110°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die geregelt auf 110°C erwärmt waren, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 0,8 mm zu erhalten.
(Beispiel 48) – Vergleichsbeispiel
Als ABS-Harz ohne Polycarbonat wurde "Toyolac 600" (hergestellt von Toray Industries, Inc.) verwendet. Dieses Harz wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um ein Vorformteil A mit einer Dicke von 2 mm zu erhalten. Dieses Vorformteil A wurde anschließend auf 80°C erwärmt und gewalzt, indem es durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurde, die auf 80°C erwärmt waren, um ein Formteil B aus Harz mit einer Dicke von 0,8 mm zu erhalten.
Für jedes der auf diese Weise erhaltenen Formteile B aus Harz aus Beispielen 38 and 39 wurde der Schwund aufgrund von Erwärmung bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 11 hervor.
Wie aus Tabelle 11 hervorgeht, ist der Schwund aufgrund von Erwärmung bei Verwendung des ABS-Harzes, das mit Polycarbonat legiert ist, um 20 % geringer. Daher kann die Wärmebeständigkeit durch Verwendung dieses ABS-Harzes erheblich verbessert werden.
Tabelle 11
(Beispiel 49)
Ein ABS-Harz mit einer Glasübergangstemperatur von 100°C wurde bei einer Temperatur von 200°C einer Strangpressung unterworfen, um Vorformteile A mit einer Dicke von 3 mm zu erhalten. Die Vorformteile A wurden anschließend auf 80°C erwärmt und gewalzt, indem sie durch eine Öffnung zwischen einem Paar Streckreduzierwalzen 1 geführt wurden, die geregelt auf 80°C erwärmt waren, um Formteile B aus Harz mit einer Dicke von 1 mm zu erhalten.
Nachdem die in Walzrichtung gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Formteile B aus Harz gesichert waren, wurden, wie in Tabelle 12 dargestellt, über unterschiedliche Zeiträumen von unterschiedlichen 2 min, 5 min, 30 min und 60 min Wärmebehandlungen in einer Temperaturkammer bei Temperaturen von 60°C, 70°C und 100°C durchgeführt. Für jedes der wärmebehandelten Formteile aus Harz wurde der Schwund aufgrund von Erwärmung bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 12 hervor.
Tabelle 12
Wie aus Tabelle 12 hervorgeht, haben die Formteile aus Harz, die 2 min oder mehr einer Wärmebehandlung bei 70°C und 100°C unterworfen waren, einen geringeren prozentualen Schwund als Formteile aus Harz ohne Wärmebehandlung. Mit anderen Worten kann die Wärmebeständigkeit durch die Wärmebehandlung weiter verbessert werden. Eine Wärmebehandlung bei 60°C führte jedoch nicht zu einer Verbesserung des prozentualen Schwunds. Diese Ergebnisse legen daher nahe, dass die Wärmebehandlung vorzugsweise 2 min lang oder länger bei einer Temperatur durchgeführt werden sollte, die höher ist als die Temperatur, die durch Subtraktion von 30°C von der Glasübergangstemperatur ermittelt wird.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Erfindungsgemäß kann also mit einem Formteil aus Harz, das durch Strangpressen eines thermoplastischen, amorphen Harzes wie ABS-Harz und AAS-Harz und anschließendem Walzen erhalten wird, ein Formteil aus Harz mit einem höheren Elastizitätsmodul und einem geringeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bereitgestellt werden. Somit weist das Formteil aus Harz eine höhere Sicherheit hinsichtlich Steifigkeit und Dimensionsstabilität und eignet sich für Anwendungen, die eine längliche Form erfordern, wie Dachrinnen, aber auch für weitverbreitete Anwendungen für Kraftfahrzeugteile, elektrische Geräte, Gehäuseteile und dergleichen. Außerdem kann bei Durchführung einer Wärmebehandlung nach dem Walzen unter einer bestimmten Bedingung der Schwund, der durch das Erwärmen des Formteils verursacht wird, gesenkt werden, womit ein Formteil aus Harz mit einer weiter verbesserten Wärmebeständigkeit bereitgestellt wird.

Claims

Formteil aus Harz, hergestellt durch Strangpressen eines thermoplastischen, amorphen Harzes mit anschließendem Walzen, wobei das aus einem Harz hergestellte Formteil einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 2 bis 6 × 10^–5/°C aufweist, wobei das thermoplastische, amorphe Harz ein ABS-Harz ist, das mit Polycarbonat legiert ist.
Formteil aus Harz nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische, amorphe Harz eine Dispersionsphase umfaßt und die Dispersionsphase in Walzrichtung gestreckt ist.
Formteil aus Harz nach Anspruch 2, wobei das thermoplastische, amorphe Harz ein ABS-Harz ist, das 5 bis 20 Gew.-% N-Phenylmaleimid enthält.
Formteil aus Harz nach Anspruch 2, wobei N-Phenylmaleimid gleichmäßig in einem Dispersionsmedium eines Copolymers aus Acrylnitril und Styrol dispergiert ist.
Formteil aus Harz nach Anspruch 4, wobei das thermoplastische, amorphe Harz ein ABS-Harz ist, das 5 bis 20 Gew.-% α-Methylstyrol enthält.
Formteil aus Harz nach Anspruch 5, wobei α-Methylstyrol gleichmäßig in einem Dispersionsmedium eines Copolymers aus Acrylnitril und Styrol dispergiert ist.
Formteil aus Harz nach Anspruch 2, wobei eine maximale Ausdehnung in Walzrichtung der Dispersionsphase nach dem Walzen das Zweifache oder mehr einer maximalen Dicke in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Walzrichtung der Dispersionsphase nach dem Walzen beträgt.
Formteil aus Harz nach Anspruch 1, das einen Elastizitätsmodul von 2,5 GPa oder mehr aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus Harz umfassend die Schritte des Strangpressens eines thermoplastischen, amorphen Harzes, das eine Dispersionsphase umfaßt, mit anschließendem Walzen, so daß die Dispersionsphase in Walzrichtung gestreckt wird, wobei das thermoplastische, amorphe Harz ein ABS-Harz ist, das mit Polycarbonat legiert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das thermoplastische, amorphe Harz mit einem Streckfaktor von 1,2 bis 5 gewalzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Dicke des Formteils aus Harz nach dem Walzen im Bereich von 0,5 bis 10 mm liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das thermoplastische, amorphe Harz unter Erwärmung bei einer Temperatur im Bereich zwischen einer Temperatur, die durch Subtraktion von 30°C von dessen Glasübergangstemperatur ermittelt wird, und einer Temperatur, die durch Addition von 60°C zur Glasübergangstemperatur ermittelt wird, mit Streckreduzierwalzen gewalzt wird, die auf eine Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur und einer Temperatur erwärmt sind, die durch Subtraktion von 50°C von der Glasübergangstemperatur ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei nach dem Walzen des thermoplastischen, amorphen Harzes eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 70°C und 100°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein stranggepresstes Teil mit einem Acrylharz auf einer Oberfläche des ABS-Harzes auflaminiert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei als Acrylharz ein AAS-Harz verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen dessen Glasübergangstemperatur und einer Temperatur, die durch Subtraktion von 30°C von der Glasübergangstemperatur ermittelt wird, unter der Bedingung stattfindet, daß das Formteil aus Harz gesichert ist, um Dimensionsänderungen zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Wärmebehandlung 2 Minuten oder länger dauert.