DE112019006611B4

DE112019006611B4 - Verwendung eines Materials als schwingungsabsorbierendes Material

Info

Publication number: DE112019006611B4
Application number: DE112019006611.0T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kito
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: CN113272181B; JP7384176B2; WO2020145013A1; CN113272181A; US20220106473A1; JPWO2020145013A1; DE112019006611T5

Abstract

Verwendung eines Materials, umfassend ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert, als ein schwingungsabsorbierendes Material zum Absorbieren von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz, um den vom Menschen empfundenen Lärm zu reduzieren,wobei, wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers in dem schwingungsabsorbierenden Material 100 Massen-% beträgt, ein Anteil des Polyolefinharzes 10 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger beträgt, ein Anteil des Polyamidharzes 3 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger beträgt und ein Anteil des modifizierten Elastomers 3 Massen-% oder mehr und 35 Massen-% oder weniger beträgt, undwobei das schwingungsabsorbierende Material ein thermoplastisches Harz umfasst, das eine kontinuierliche Phase (A), die das Polyolefinharz umfasst, und eine dispergierte Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und das Polyamidharz umfasst, beinhaltet,wobei die dispergierte Phase (B) eine kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase aufweist, die das Polyamidharz umfasst, und eine feindispergierte Phase (Bb), die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und das modifizierte Elastomer umfasst, undwobei ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der dispergierten Phase (B) 100 nm oder mehr und 4000 nm oder weniger beträgt, und ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der feindispergierten Phase (Bb) 15 nm oder mehr und 350 nm oder weniger beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Materials als ein schwingungsabsorbierendes Material. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines Materials als ein schwingungsabsorbierendes Material, das eine Formmasse mit einer bestimmten mechanischen Festigkeit als Strukturmaterial ist, und das als Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, selbst eine ausgezeichnete schwingungsabsorbierende Fähigkeit aufweist.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde der Schwingungsdämpfung und der Schalldämmung unter dem Gesichtspunkt des Komforts in den Bereichen der elektrischen Haushaltsgeräte oder der Automobile des täglichen Lebens viel Aufmerksamkeit geschenkt. Im Bereich der elektrischen Haushaltsgeräte ist ein elektrisches Gerät, das mit einer Antriebsvorrichtung, wie z. B. einem Motor, ausgestattet ist, eine Schwingungsquelle. Im Bereich der Automobile ist eine Antriebsvorrichtung, wie z. B. ein Dach, eine Tür oder ein Motor eines Fahrzeugs, die während der Fahrt leicht vibriert, eine Schwingungsquelle. Die von der Schwingungsquelle erzeugte Schwingung erreicht den Menschen als Lärm durch die Luft über ein Strukturmaterial eines elektrischen Geräts, in dem die Schwingungsquelle untergebracht ist, ein Innen-/Außenmaterial für ein Automobil, das Plattenmaterial und dergleichen. Daher werden schwingungsabsorbierende Materialien wie schwingungsfester Gummi und schwingungsfeste Platten an schwingungsabsorbierenden Materialien angebracht, in denen eine Schwingungsdämpfung erwartet wird, wie z. B. Strukturmaterialien für elektrische Geräte, Innen-/Außenmaterialien für Automobile und Armaturenbrettmaterialien, als Mittel zur Reduzierung des sich durch die Schwingung der schwingungsabsorbierenden Materialien ausbreitenden Lärms.
Insbesondere ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein schwingungsdämpfende Sheet zwischen einem Innen-/Außenmaterial für ein Automobil und einer an dem Innen-/Außenmaterial zu befestigenden Karosserie eingelegt wird und diese zur Schwingungsdämpfung miteinander verbunden werden. Die Patentliteratur 1 und 2 offenbart ein schwingungsdämpfendes oder schallabsorbierendes Material in Verbundbauweise, bei dem Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften laminiert werden. Patentliteratur 3 offenbart eine Propylenharzzusammensetzung, die ein verbessertes Gleichgewicht zwischen Schlagfestigkeit bei niedriger Temperatur und Steifigkeit bei hoher Temperatur aufweist.
WO 2018/ 139 379 A1 offenbart einen Formkörper mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit, erhalten durch Mischen eines schlagfesten Harzes, das ein Polyamidharz und ein Polyolefinharz enthält, mit einem Polyolefinharz, wobei der Formkörper umfasst: eine kontinuierliche Phase, die ein erstes Polyolefinharz und ein zweites Polyolefinharz enthält; und eine dispergierte Phase, die ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer enthält.
JP 2018 - 178 036 A offenbart einen Formkörper mit einem sich wiederholungsbeweglichen Teil, das wiederholt gebogen oder gekrümmt werden kann, wobei das wiederholungsbewegliche Teil aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung besteht, die ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe gegenüber dem Polyamidharz enthält.
JP 2014 - 025 060 A offenbart eine Harzzusammensetzung, die bereitgestellt wird durch Mischen eines ersten Harzes, eines zweiten, mit dem ersten Harz nicht mischbaren Harzes und eines modifizierten Elastomers mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem ersten Harz umgesetzt werden kann und nicht nur eine co-kontinuierliche Phase besitzt, die aus einer kontinuierlichen Phase A aus dem ersten Harz und einer kontinuierlichen Phase B aus dem zweiten Harz besteht, sondern auch eine in der kontinuierlichen Phase A dispergierte Dispersionsphase a, eine Mikrodispersionsphase a', die in der Dispersionsphase a dispergiert ist, eine Dispersionsphase b, die in der kontinuierlichen Phase B dispergiert ist, und eine Mikrodispersionsphase b', die in der Dispersionsphase b dispergiert ist, besitzt.
US 2018 / 0334 560 A1 offenbart einen Formkörper mit einer kontinuierlichen Phase (A), die ein erstes Polyolefinharz und ein zweites Polyolefinharz enthält, und einer dispergierten Phase (B), die ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer enthält, wobei die dispergierte Phase (B) aus einem schmelzgekneteten Produkt aus dem Polyamidharz und dem modifizierten Elastomer zusammengesetzt ist, wobei, wenn die Summe aus der kontinuierlichen Phase (A) und der dispergierten Phase (B) 100 Massen-% beträgt, der Gehalt der dispergierten Phase (B) 70 Massen-% oder weniger beträgt, und wenn die Summe aus dem ersten Polyolefinharz und dem zweiten Polyolefinharz 100 Massen-% beträgt, der Gehalt des zweiten Polyolefinharzes 70 Massen-% oder weniger beträgt.
JP 2018 - 135 486 A betrifft eine Polyethylenharzzusammensetzung, die ein Flüssigkristallpolymer mit einer Kristallschmelztemperatur von 250°C oder weniger mit 5-150 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile eines Polyethylenharzes, enthält.
JP 2009 - 7 446 A betrifft eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die eine Zusammensetzung umfasst, die durch Vernetzung eines Isobutylenpolymers, das an seinem Ende eine Alkenylgruppe trägt, im Verlauf des Schmelzknetens in Gegenwart eines Olefinpolymers und eines Olefinharzes, das eine polare funktionelle Gruppe trägt, erhalten wird.
JP 2017 - 52 830 A betrifft eine Kautschukmischung, die, basierend auf 100 Massenanteilen Dienkautschuk, 0,1-20 Massenanteile chemisches Treibmittel und 1-30 Massenanteile säuremodifiziertem Polyolefin enthält.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2005 - 003 019 A
Patentliteratur 2: JP H08 - 152 890 A
Patentliteratur 3: JP 2014 -001 343 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Probleme
Die Arbeit des Anbringens des schwingungsabsorbierenden Materials am Innen-/Außenmaterial (schwingungsgedämpftes Material) beeinträchtigt jedoch die Produktivität des Automobils.
Insbesondere wenn das Strukturmaterial leicht sein soll, wird häufig ein Kunstharz als Strukturmaterial zur Bildung des schwingungsgedämpften Materials verwendet. Von Strukturmaterialien aus Kunstharz wird verlangt, dass sie sich nicht leicht durch eine äußere Kraft verformen lassen und eine gewisse mechanische Festigkeit aufweisen. Auf der anderen Seite hat ein Gummimaterial, das ein typisches schwingungsabsorbierendes Material ist, eine ausgezeichnete schwingungsabsorbierende Leistung, aber eine geringe mechanische Festigkeit (Steifigkeit), da der Elastizitätsmodul klein ist, und ist nicht für die Verwendung als Strukturmaterial geeignet. Daher gibt es die tatsächliche Situation, dass es zwangsläufig notwendig ist, das schwingungsabsorbierende Material und das schwingungsgedämpfte Material getrennt anzufertigen und das schwingungsabsorbierende Material (schwingungsdichter Gummi) an das schwingungsgedämpfte Material (Innen-/Außenmaterial) anzubringen.
In der Patentliteratur 1 wird beschrieben, dass ein schwingungsdämpfendes Material eine schwingungsabsorbierende Wirkung hat, indem es die von einer Schwingungsquelle übertragene Schwingung durch ein Grundsheet, das ein Kunstharz als Hauptkomponente enthält, in Wärmeenergie umwandelt und diese weiter in Scherenergie an einer Grenzfläche zwischen der Grundplatte und einem Metallblech umwandelt. In der Patentliteratur 2 wird beschrieben, dass ein schallabsorbierendes Material eine schallabsorbierende Wirkung hat, indem es ein Masse-Feder-System bildet, in dem eine Schicht mit hoher Dichte aus Kunstharzfasern ein Masseteil und eine Schicht mit niedriger Dichte ein Federteil ist, und die Schallenergie dämpft. Das Dämpfungsmaterial oder schallabsorbierende Material in Verbundbauweise beeinträchtigt die Produktivität in der gleichen Weise wie oben beschrieben, da das Material aus einem Kunstharz oder Kunstharzfasern der gleichen Qualität die schwingungsdämpfende oder schallabsorbierende Wirkung nicht von selbst ausübt.
Daher ist die Entwicklung eines zweckmäßigeren schwingungsabsorbierenden Materials wünschenswert, das unter Verwendung eines leichten Kunstharzes geformt wird, als Strukturmaterial eine gewisse mechanische Festigkeit aufweist und als einzelnes Material eine ausgezeichnete schwingungsabsorbierende Fähigkeit besitzt. In der Patentliteratur 3 wird offenbart, dass eine Propylenharzzusammensetzung, bevorzugt ein Blockcopolymer auf Propylenbasis, ein Formmaterial ist, das ein gutes Gleichgewicht zwischen Schlagfestigkeit und Steifigkeit aufweist.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Umstände gemacht, und ein Ziel davon ist es, die Verwendung eines Materials als ein schwingungsabsorbierendes Material bereitzustellen, das eine Formmasse mit einer gewissen mechanischen Festigkeit als Strukturmaterial ist, und das als Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, selbst eine ausgezeichnete schwingungsabsorbierende Fähigkeit aufweist.
Problemlösungen
Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt das Folgende bereit.
Ein Material, das nach Anspruch 1 als ein schwingungsabsorbierendes Material zum Absorbieren von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz, um den vom Menschen empfundenen Lärm zu reduzieren, verwendet wird, enthält ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert.
Wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers 100 Massen-% beträgt, beträgt der Anteil des Polyolefinharzes 10 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger, beträgt der Anteil des Polyamidharzes 3 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger und beträgt der Anteil des modifizierten Elastomers 3 Massen-% oder mehr und 35 Massen-% oder weniger.
Das verwendete schwingungsabsorbierende Material enthält ein thermoplastisches Harz mit einer kontinuierlichen Phase (A), die das Polyolefinharz enthält, und einer dispergierten Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und das Polyamidharz enthält.
In dem verwendeten schwingungsabsorbierenden Material weist die dispergierte Phase (B) eine kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase, die das Polyamidharz enthält, und eine feindispergierte Phase (Bb) auf, die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und das modifizierte Elastomer enthält.
In dem verwendeten schwingungsabsorbierenden Material beträgt ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der dispergierten Phase (B) 100 nm oder mehr und 4000 nm oder weniger und beträgt ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der feindispergierten Phase (Bb) 15 nm oder mehr und 350 nm oder weniger.
In dem verwendeten schwingungsabsorbierenden Material beinhaltet das thermoplastische Harz zusätzlich zu der kontinuierlichen Phase (A) bevorzugt eine zweite kontinuierliche Phase (A2), die mit der kontinuierlichen Phase (A) koexistiert und das Polyamidharz umfasst, und
weist die zweite kontinuierliche Phase (A2) bevorzugt eine zweite dispergierte Phase (B2) auf, die in der zweiten kontinuierlichen Phase (A2) dispergiert ist und das modifizierte Elastomer umfasst.
Das verwendete schwingungsabsorbierende Material wird bevorzugt als ein Innen-/Außenmaterial für ein Automobil verwendet.
Das verwendete schwingungsdämpfende Material enthält bevorzugt ein gemischtes Harz, das durch weitere Zugabe eines Polyolefinharzes zu dem thermoplastischen Harz erhalten wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Das verwendete schwingungsabsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Formmasse, die als Strukturmaterial eine gewisse mechanische Festigkeit aufweist und als Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, selbst eine ausgezeichnete schwingungsabsorbierende Fähigkeit aufweisen kann.
Das heißt, das thermoplastische Harz, aus dem das verwendete schwingungsabsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, eignet sich hervorragend für die Verwendung als schwingungsabsorbierendes Material. Es wird daher effektiv als schwingungsabsorbierendes Material verwendet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels für eine Phasenstruktur eines thermoplastischen Harzes, das in einem verwendeten schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
2 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Beispiels der Phasenstruktur, wie in 1.
3 ist ein Diagramm, das die Auswertung der Testergebnisse eines tan δ-Wertes bei -30°C im vorliegenden Beispiel zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Auswertung der Testergebnisse des tan δ-Wertes bei 25°C im vorliegenden Beispiel zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Auswertung der Testergebnisse des tan δ-Wertes bei 80°C im vorliegenden Beispiel zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die hier gezeigten Einzelheiten sind beispielhaft und nur zum Zweck der illustrativen Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden ursächlich bereitgestellt, weil angenommen wird, dass sie die nützlichste und leicht verständliche Beschreibung der Prinzipien und konzeptionelle Aspekte der vorliegenden Erfindung sind. In dieser Hinsicht wird kein Versuch gemacht, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung in mehr Details zu zeigen, als für ein grundlegendes Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist, und die Beschreibung mit den Zeichnungen genommen macht dem Fachmann deutlich, wie die verschiedenen Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis ausgeführt werden können.
Ein Material, das als schwingungsabsorbierendes Material zum Absorbieren von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz, um den vom Menschen empfundenen Lärm zu reduzieren, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird (hiernach auch als schwingungsabsorbierendes Material gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet), enthält ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert. Wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers 100 Massen-% beträgt, beträgt der Anteil des Polyolefinharzes 10 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger, beträgt der Anteil des Polyamidharzes 3 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger und beträgt der Anteil des modifizierten Elastomers 3 Massen-% oder mehr und 35 Massen-% oder weniger. Das schwingungsabsorbierende Material enthält ein thermoplastisches Harz mit einer kontinuierlichen Phase (A), die das Polyolefinharz enthält, und einer dispergierten Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und das Polyamidharz enthält.
Weiterhin setzt das schwingungsabsorbierende Material der vorliegenden Erfindung Schwingungen in einem Frequenzbereich von etwa 20 Hz bis 20 kHz, der als für den Menschen hörbares Band gilt, als zu absorbierende Zielschwingungen.
Das schwingungsabsorbierende Material der vorliegenden Erfindung hat bevorzugt nicht nur eine schwingungsabsorbierende Leistung, sondern auch eine Eignung als Strukturmaterial, wenn ein Strukturmaterial unter Verwendung des thermoplastischen Harzes gebildet wird.
Das heißt, es hat bevorzugt mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit und Schlagfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, Formbarkeit und dergleichen. In diesem Zusammenhang haben die vorliegenden Erfinder ein thermoplastisches Harz entwickelt, das ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert, enthält. Des Weiteren haben die vorliegenden Erfinder das thermoplastische Harz mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften in JP 2013 - 147 645 A , JP 2013 - 147 646 A , JP 2013 - 147 647 A , JP 2013 - 147 648 A und dergleichen offenbart. Weiterhin haben die vorliegenden Erfinder das thermoplastische Harz mit ausgezeichneter Ermüdungsbeständigkeit in WO 2018 / 193 923 A1 und die thermoplastischen Fasern mit ausgezeichneten Zugeigenschaften als Fasermaterial in JP 2018 - 123 457 A offenbart.
Über das Schwingungsabsorptionsverhalten verschiedener Formmassen unter Verwendung eines solchen thermoplastischen Harzes war jedoch nichts bekannt. Als Ergebnis weiterer Untersuchungen haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass eine Formmasse mit ausgezeichneter Schwingungsabsorptionsleistung, die Frequenzen im für den Menschen hörbaren Bereich entspricht, durch Verwendung des oben beschriebenen thermoplastischen Harzes erhalten werden kann. Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass Formmassen, die das thermoplastische Harz enthalten, den Lärm, der den Menschen erreicht, reduzieren können, ohne dass ein spezieller Arbeitsaufwand erforderlich ist, wie z. B. das separate Anbringen von schwingungsfestem Gummi oder das Laminieren eines anderen Materials.
(Thermoplastisches Harz)
Die in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene thermoplastische Harzzusammensetzung enthält ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert. Die Details der einzelnen Komponenten sind die gleichen, wie sie in JP 2013 - 147 645 A , JP 2013 - 147 646 A , JP 2013 - 147 647 A , JP 2013 - 147 648 A und dergleichen offenbart sind, und das Folgende ist eine bestätigende Erklärung.
<1> Polyolefinharz
Das Polyolefinharz kann ein Olefin-Homopolymer und/oder ein Olefin-Copolymer sein.
Das Olefin ist nicht besonders begrenzt, und Beispiele dafür sind Ethylen, Propylen und ein α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele für das α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen sind 1-Buten, 3-Methyl-1-Buten, 1-Penten, 3-Methyl-1-Penten, 4-Methyl-1-Penten, 1-Hexen und 1-Octen. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Spezifische Beispiele für das Polyolefinharz sind ein Polyethylenharz, ein Polypropylenharz, Poly-1-buten, Poly-1-hexen und Poly-4-methyl-1-penten. Diese Polymere können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Das heißt, das Polyolefinharz kann eine Mischung aus zwei oder mehreren der oben genannten Polymere sein.
Beispiele für das Polyethylenharz umfassen ein Ethylen-Homopolymer und ein Copolymer aus Ethylen und einem anderen Olefin (außer Ethylen). Beispiele für Letzteres sind ein Ethylen-1-Buten-Copolymer, ein Ethylen-1-Hexen-Copolymer, ein Ethylen-1-Octen-Copolymer und ein Ethylen-4-Methyl-1-Penten-Copolymer (der Gehalt an einer von Ethylen abgeleiteten Struktureinheit beträgt 50 % oder mehr der gesamten Struktureinheiten).
Beispiele für das Polypropylenharz umfassen ein Propylen-Homopolymer und ein Copolymer aus Propylen und einem anderen Olefin (außer Propylen). Beispiele für Letzteres sind ein Propylen-Ethylen-Copolymer und ein Propylen-1-Buten-Copolymer (der Gehalt an einer von Propylen abgeleiteten Struktureinheit beträgt 50 % oder mehr der gesamten Struktureinheiten).
Weiterhin kann das Copolymer aus Propylen und einem anderen Olefin ein statistisches Copolymer oder ein Blockcopolymer sein. Unter ihnen ist ein Block-Copolymer im Hinblick auf eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit bevorzugt. Besonders bevorzugt ist ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer mit Ethylen als weiterem Olefin. Ein solches Propylen-Ethylen-Blockcopolymer wird z.B. auch als Impact-Copolymer, Polypropylen-Impact-Copolymer, heterophasiges Polypropylen oder heterophasiges Blockpolypropylen bezeichnet.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (bezogen auf Polystyrol-Standards) des Polyolefinharzes, gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC), ist nicht besonders begrenzt und kann z.B. 10000 oder mehr und 500000 oder weniger betragen, ist aber bevorzugt 100000 oder mehr und 450000 oder weniger, stärker bevorzugt 200000 oder mehr und 400000 oder weniger. Es ist zu beachten, dass das Polyolefinharz ein Polyolefin ist, das keine Affinität zu dem später beschriebenen Polyamidharz hat und auch keine reaktive Gruppe aufweist, die mit dem Polyamidharz reagieren kann. In diesem Punkt unterscheidet sich das Polyolefinharz von einer Olefinbasierten Komponente wie dem modifizierten Elastomer, das später beschrieben wird.
<2> Polyamidharz
Das Polyamidharz ist ein Polymer, das durch Polymerisation einer Vielzahl von Monomeren über Amidbindungen (-NH-CO-) erhalten wird.
Beispiele für ein Monomer, das das Polyamidharz bildet, sind Aminosäuren wie 6-Aminocapronsäure, 11-Aminoundecansäure, 12-Aminododecansäure und para-Aminomethylbenzoesäure sowie Lactame wie ε-Caprolactam, Undecanlactam und ω-Lauryllactam. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Das Polyamidharz kann auch durch Copolymerisation eines Diamins und einer Dicarbonsäure erhalten werden. Beispiele für das Diamin als Monomer sind in diesem Fall: aliphatische Diamine wie Ethylendiamin, 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 1,6-Diaminohexan, 1,7-Diaminoheptan, 1,8-Diaminooctan, 1,9-Diaminononan, 1,10-Diaminodecan, 1,11-Diaminoundecan, 1,12-Diaminododecan, 1,13-Diaminotridecan, 1,14-Diaminotetradecan, 1,15-Diaminopentadecan, 1,16-Diaminohexadecan, 1,17-Diaminoheptadecan, 1,18-Diaminooctadecan, 1,19-Diaminononadecan, 1,20-Diaminoeicosan, 2-Methyl-1,5-diaminopentan und 2-Methyl-1,8-diaminooctan; alicyclische Diamine wie Cyclohexandiamin und Bis-(4-aminocyclohexyl)methan; und aromatische Diamine wie Xylylendiamine (z.g., p-Phenylendiamin und m-Phenylendiamin). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
Beispiele für die Dicarbonsäure als Monomer sind: aliphatische Dicarbonsäuren wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Undecandisäure, Dodecandisäure, Brassylsäure, Tetradecandisäure, Pentadecandisäure und Octadecandisäure; alicyclische Dicarbonsäuren wie Cyclohexandicarbonsäure; und aromatische Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Naphthalindicarbonsäure. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Spezifische Beispiele für das Polyamidharz umfassen Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 11, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 614, Polyamid 12, Polyamid 6T, Polyamid 6I, Polyamid 9T, Polyamid M5T, Polyamid 1010, Polyamid 1012, Polyamid 10T, Polyamid MXD6, Polyamid 6T/66, Polyamid 6T/6I, Polyamid 6T/6I/66, Polyamid 6T/2M-5T und Polyamid 9T/2M-8T. Diese Polyamidharze können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung unter den oben beschriebenen verschiedenen Polyamidharzen eines verwendet werden, das von einer Pflanze abgeleitet ist. Ein pflanzlich abgeleitetes Polyamidharz ist unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes (insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Kohlenstoffneutralität) bevorzugt, da es ein Monomer verwendet, das von einer pflanzlichen Komponente wie einem Pflanzenöl abgeleitet ist.
Beispiele für das pflanzlich abgeleiteten Polyamidharz sind Polyamid 11, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 614, Polyamid 1010, Polyamid 1012 und Polyamid 10T. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
Unter den oben genannten pflanzlich abgeleitet n Polyamidharzen ist Polyamid 11 den anderen pflanzlich abgeleiteten Polyamidharzen in Bezug auf die geringe Wasseraufnahmefähigkeit, das niedrige spezifische Gewicht und den hohen Biomassegrad überlegen. Polyamid 610 ist Polyamid 11 in Bezug auf die Wasseraufnahmefähigkeit, die chemische Beständigkeit und die Schlagzähigkeit unterlegen, ist aber in Bezug auf die Wärmebeständigkeit (Schmelzpunkt) und die Festigkeit hervorragend. Weiterhin ist Polyamid 610 dem Polyamid 6 oder Polyamid 66 in Bezug auf geringe Wasseraufnahmefähigkeit und Größenstabilität überlegen und kann daher als Alternative zu Polyamid 6 oder Polyamid 66 eingesetzt werden. Polyamid 1010 ist Polyamid 11 in Bezug auf Hitzebeständigkeit und Festigkeit überlegen. Darüber hinaus ist Polyamid 1010 im Biomassegrad mit Polyamid 11 vergleichbar und kann daher für Teile verwendet werden, die eine höhere Haltbarkeit aufweisen müssen. Polyamid 10T enthält einen aromatischen Ring in seinem Molekülgerüst und hat daher einen höheren Schmelzpunkt und eine höhere Festigkeit als Polyamid 1010. Polyamid 10T ermöglicht daher den Einsatz des schwingungsabsorbierenden Materials in einer raueren Umgebung.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (basierend auf Polystyrol-Standards) des Polyamidharzes, gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC), ist nicht besonders begrenzt und kann z.B. 5000 oder mehr und 100000 oder weniger betragen, ist aber bevorzugt 7500 oder mehr und 50000 oder weniger, stärker bevorzugt 10000 oder mehr und 50000 oder weniger.
<3> Modifiziertes Elastomer
Das modifizierte Elastomer ist ein Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert. Dieses modifizierte Elastomer ist bevorzugt eine Komponente, die eine Affinität für das Polyolefinharz aufweist. Das heißt, das modifizierte Elastomer ist bevorzugt eine Komponente, die eine kompatibilisierende Wirkung auf das Polyamidharz und das Polyolefinharz hat. Mit anderen Worten, dieses modifizierte Elastomer ist bevorzugt ein Verträglichkeitsvermittler für das Polyamidharz und das Polyolefinharz.
Beispiele für die reaktive Gruppe sind eine Säureanhydridgruppe (-CO-O-OC-), eine Carboxylgruppe (-COOH), eine Epoxygruppe {-C₂O (eine dreigliedrige Ringstruktur aus zwei Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom)}, eine Oxazolingruppe (-C₃H₄NO) und eine Isocyanatgruppe (-NCO). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Die Menge der Modifikation des modifizierten Elastomers ist nicht begrenzt, solange das modifizierte Elastomer eine oder mehrere reaktive Gruppen pro Molekül aufweist. Ferner hat das modifizierte Elastomer bevorzugt 1 oder mehr und 50 oder weniger reaktive Gruppen, stärker bevorzugt 3 oder mehr und 30 oder weniger reaktive Gruppen, besonders bevorzugt 5 oder mehr und 20 oder weniger reaktive Gruppen pro Molekül.
Beispiele für das modifizierte Elastomer umfassen: ein Polymer unter Verwendung eines beliebigen Monomers, das eine reaktive Gruppe einführen kann (ein modifiziertes Elastomer, das durch Polymerisation unter Verwendung von Monomeren, die eine reaktive Gruppe einführen können, erhalten wird); ein oxidatives Abbauprodukt eines beliebigen Polymers (ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die durch oxidativen Abbau gebildet wird); und ein Pfropfpolymer, das durch Pfropfpolymerisation einer organischen Säure auf ein beliebiges Polymer erhalten wird (ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die durch Pfropfpolymerisation einer organischen Säure eingeführt wird). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Beispiele für das Monomer, das eine reaktive Gruppe einführen kann, umfassen ein Monomer mit einer polymerisierbaren ungesättigten Bindung und einer Säureanhydridgruppe, ein Monomer mit einer polymerisierbaren ungesättigten Bindung und einer Carboxylgruppe und ein Monomer mit einer polymerisierbaren ungesättigten Bindung und einer Epoxygruppe.
Spezifische Beispiele für Monomere, die eine reaktive Gruppe einführen können, sind: Säureanhydride wie Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid und Butenylbernsteinsäureanhydrid; und Carbonsäuren wie Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Acrylsäure und Methacrylsäure. Diese Verbindungen können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Unter diesen Verbindungen sind Säureanhydride bevorzugt, Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid sind stärker bevorzugt, und Maleinsäureanhydrid ist besonders bevorzugt.
Die Art des Harzes, das das Gerüst des modifizierten Elastomers bildet (im Folgenden als „Gerüstharz“ bezeichnet), ist nicht besonders begrenzt, und es können verschiedene thermoplastische Harze verwendet werden. Als Gerüstharz können ein oder zwei oder mehrere der oben beschriebenen verschiedenen Polyolefinharze verwendet werden. Andere Beispiele für das Gerüstharz umfassen ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis und ein thermoplastisches Elastomer auf Styrolbasis. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Das thermoplastische Elastomer auf Olefinbasis mit einem Olefingerüst kann ein Copolymer aus zwei oder mehr Olefinen sein.
Bei den Olefinen kann es sich um eines oder zwei oder mehrere der verschiedenen Olefine handeln, die oben als Beispiele für ein Olefin, das das Polyolefinharz bildet, genannt wurden. Das thermoplastische Elastomer auf Olefinbasis ist besonders bevorzugt ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder ein Copolymer aus Propylen und einem α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für das Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen umfassen ein Ethylen/Propylen-Copolymer (EPR), ein Ethylen/1-Buten-Copolymer (EBR), ein Ethylen/1-Penten-Copolymer, ein Ethylen/1-Hexen-Copolymer, ein Ethylen/1-Hepten-Copolymer und ein Ethylen/1-Octen-Copolymer (EOR).
Beispiele für das Copolymer aus Propylen und einem α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen umfassen ein Propylen/1-Buten-Copolymer (PBR), ein Propylen/1-Penten-Copolymer, ein Propylen/1-Hexen-Copolymer, ein Propylen/1-Hepten-Copolymer und ein Propylen/1-Octen-Copolymer (POR). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Andererseits umfassen Beispiele des thermoplastischen Elastomers auf Styrolbasis mit einem Styrolgerüst ein Blockcopolymer aus einer Verbindung auf Styrolbasis und einer konjugierten Dienverbindung sowie ein hydriertes Produkt davon.
Beispiele für die Verbindung auf Styrolbasis sind Styrol, Alkylstyrole wie α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und p-t-Butylstyrol, p-Methoxystyrol und Vinylnaphthalin. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Beispiele für die konjugierte Dienverbindung sind Butadien, Isopren, Piperylen, Methylpentadien, Phenylbutadien, 3,4-Dimethyl-1,3-Hexadien und 4,5-Diethyl-1,3-Octadien. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden.
Spezifische Beispiele für das thermoplastische Elastomer auf Styrolbasis umfassen ein Styrol-Butadien-Styrol-Copolymer (SBS), ein Styrol-Isopren-Styrol-Copolymer (SIS), ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer (SEBS) und ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Copolymer (SEPS). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Unter ihnen wird SEBS bevorzugt.
Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (basierend auf Polystyrol-Standards) des modifizierten Elastomers, gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC), ist nicht besonders begrenzt und kann z.B. 10000 oder mehr und 500000 oder weniger betragen, ist aber bevorzugt 35000 oder mehr und 500000 oder weniger, stärker bevorzugt 35000 oder mehr und 300000 oder weniger.
<4> Andere Komponenten
Das thermoplastische Harz, das in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann neben dem Polyolefinharz, dem Polyamidharz und dem modifizierten Elastomer weitere thermoplastische Harze oder Komponenten enthalten. Beispiele für die anderen Komponenten sind ein Füllstoff (Verstärkungsfüllstoff), ein Nukleierungsmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Wärmestabilisator, ein Wetterschutzmittel, ein Lichtstabilisator, ein Weichmacher, ein Ultraviolett absorbierendes Material, ein Antistatikum, ein Flammschutzmittel, ein Flammschutzhilfsmittel, ein Gleitmittel, ein Antiblockiermittel, ein Antibeschlagmittel, ein Schmiermittel, ein antimikrobielles Mittel, ein Farbmittel (Pigment, Farbstoff), ein Dispergiermittel, ein Kupferinhibitor, ein Neutralisationsmittel, ein Antischaummittel, ein Schweißfestigkeitsverbesserer, ein natürliches Öl, ein synthetisches Öl und ein Wachs. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
Beispiele für andere thermoplastische Harze sind Harze auf Polyesterbasis (Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polybutylensuccinat, Polyethylensuccinat und Polymilchsäure). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
Beispiele für den Füllstoff sind: Glasbestandteile (z. B. Glasfasern, Glasperlen, Glasflocken); Siliciumdioxid; anorganische Fasern (Glasfasern, Aluminiumoxidfasern, Kohlenstofffasern), Graphit, Silikatverbindungen (z. B., Calciumsilikat, Aluminiumsilikat, Montmorillonit, Kaolin, Talk, Ton), Metalloxide (z. B. Eisenoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Antimonoxid, Aluminiumoxid), Carbonate und Sulfate von Metallen wie Lithium, Calcium, Magnesium und Zink, Metalle (z. B., Aluminium, Eisen, Silber, Kupfer), Hydroxide (z. B. Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid), Sulfide (z. B. Bariumsulfat), Carbide (z. B. Holzkohle, Bambuskohle), Titanide (Kaliumtitanat, Bariumtitanat), organische Fasern (z. B., aromatische Polyesterfasern, aromatische Polyamidfasern, Fluorharzfasern, Polyimidfasern, pflanzliche Fasern) und Cellulosen (z. B. Cellulose-Mikrofibrillen, Celluloseacetat). Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Diese Füllstoffe können auch als Nukleierungsmittel verwendet werden.
<5> Phasenstruktur
Die Phasenstruktur des in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenen thermoplastischen Harzes umfasst die folgende Phasenstruktur (1) und optional die folgende Phasenstruktur (2).
Phasenstruktur (1): Eine Struktur mit einer kontinuierlichen Phase (A), die ein Polyolefinharz enthält, und einer dispergierten Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer enthält (siehe 1). Es ist zu beachten, dass die Phasenstruktur (1) nicht mit einer anderen Phasenstruktur koexistiert, die eine kontinuierliche Phase, die ein Polyamidharz enthält, und eine dispergierte Phase, die in der kontinuierlichen Phase dispergiert ist, aufweist.
Phasenstruktur (2): Struktur, die zusätzlich zu der kontinuierlichen Phase (A) eine zweite kontinuierliche Phase (A2) aufweist, die mit der kontinuierlichen Phase (A) koexistiert und das Polyamidharz enthält, wobei die zweite kontinuierliche Phase (A2) eine zweite dispergierte Phase (B2) aufweist, die in der zweiten kontinuierlichen Phase (A2) dispergiert ist und das modifizierte Elastomer enthält (siehe 2).
In der Phasenstruktur (1) weist die dispergierte Phase (B) in der Phasenstruktur (1) weiterhin eine kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase auf, die in der dispergierten Phase (B) vorhanden ist und das Polyamidharz enthält, und eine feindispergierte Phase (Bb), die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und das modifizierte Elastomer enthält (siehe 1). In diesem Fall hat die Phasenstruktur (1) eine mehrphasige Struktur mit einer feindispergierten Phase (Bb), die weiter in der dispergierten Phase (B) dispergiert ist.
Es ist zu beachten, dass das in der Phasenstruktur (1) vorhandene modifizierte Elastomer ein nicht umgesetztes modifiziertes Elastomer, ein durch Reaktion mit dem Polyamidharz erhaltenes Produkt oder eine Mischung davon sein kann.
Die optionale Phasenstruktur (2) ist eine co-kontinuierliche Phasenstruktur, in der zwei kontinuierliche Phasen, die kontinuierliche Phase (A) und die zweite kontinuierliche Phase (A2), koexistieren. Weiterhin weist die dispergierte Phase (B) in der kontinuierlichen Phase (A) in der Phasenstruktur (2) eine kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase auf, die in der dispergierten Phase (B) vorhanden ist und das Polyamidharz enthält, und eine feindispergierte Phase (Bb), die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und das modifizierte Elastomer enthält (siehe 2). In diesem Fall hat die Phasenstruktur (2) eine mehrphasige Struktur mit einer feindispergierten Phase (Bb), die weiter in der dispergierten Phase (B) dispergiert ist.
Es ist zu beachten, dass das in der Phasenstruktur (2) vorhandene modifizierte Elastomer ein nicht umgesetztes modifiziertes Elastomer, ein durch Reaktion mit dem Polyamidharz erhaltenes Produkt oder eine Mischung davon sein kann.
Im Fall der Phasenstruktur (1) enthält die kontinuierliche Phase (A) ein Polyolefinharz. Das Polyolefinharz ist der Hauptbestandteil der kontinuierlichen Phase (A). Der Anteil des Polyolefinharzes beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der kontinuierlichen Phase (A) betragen. Weiterhin enthält die dispergierte Phase (B) ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer. Das Polyamidharz (wenn die dispergierte Phase (B) ein modifiziertes Elastomer enthält, das Polyamidharz und das modifizierte Elastomer) ist (sind) ein Hauptbestandteil der dispergierten Phase (B). Der Anteil des Polyamidharzes (wenn die dispergierte Phase (B) ein modifiziertes Elastomer enthält, das Polyamidharz und das modifizierte Elastomer) beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr oder kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der dispergierten Phase (B) betragen.
Die Phasenstruktur (1), die die oben beschriebene Mehrphasenstruktur ist, enthält die kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase das Polyamidharz. Das Polyamidharz ist der Hauptbestandteil der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase. Der Anteil des Polyamidharzes beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% betragen, bezogen auf die Gesamtmasse der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase. Die feindispergierte Phase (Bb) enthält das modifizierte Elastomer. Das modifizierte Elastomer ist der Hauptbestandteil der feindispergierten Phase (Bb). Der Anteil des modifizierten Elastomers beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der feindispergierten Phase (Bb) betragen.
Im Falle der Phasenstruktur (2) enthält die kontinuierliche Phase (A) ein Polyolefinharz. Das Polyolefinharz ist der Hauptbestandteil der kontinuierlichen Phase (A). Der Anteil des Polyolefinharzes beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der kontinuierlichen Phase (A) betragen. Weiterhin enthält die dispergierte Phase (B) ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer. Das Polyamidharz und das modifizierte Elastomer sind die Hauptbestandteile der dispergierten Phase (B). Der Anteil des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der dispergierten Phase (B) betragen.
Die Phasenstruktur (2), die die oben beschriebene Mehrphasenstruktur ist, enthält die kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase das Polyamidharz. Das Polyamidharz ist der Hauptbestandteil der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase. Der Anteil des Polyamidharzes beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% betragen, bezogen auf die Gesamtmasse der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase. Die feindispergierte Phase (Bb) enthält das modifizierte Elastomer. Das modifizierte Elastomer ist der Hauptbestandteil der feindispergierten Phase (Bb). Der Anteil des modifizierten Elastomers beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der feindispergierten Phase (Bb) betragen.
Die zweite kontinuierliche Phase (A2) enthält das Polyamidharz. Das Polyamidharz ist der Hauptbestandteil der zweiten kontinuierlichen Phase (A2). Der Anteil des Polyamidharzes beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der zweiten kontinuierlichen Phase (A2) betragen. Die zweite dispergierte Phase (B2), die in der zweiten kontinuierlichen Phase (A2) dispergiert ist, enthält das modifizierte Elastomer. Das modifizierte Elastomer ist der Hauptbestandteil der zweiten dispergierten Phase (B2). Der Anteil des modifizierten Elastomers beträgt gewöhnlich 70 Massen-% oder mehr und kann 100 Massen-% in Bezug auf die Gesamtmasse der zweiten dispergierten Phase (B2) betragen.
Wie später in den Beispielen beschrieben wird, können diese Phasenstrukturen durch die Mischungsverhältnisse des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers verändert werden.
Es ist zu beachten, dass, wie oben beschrieben, die thermoplastische Harzzusammensetzung ein Reaktionsprodukt enthalten kann, das durch die Reaktion der reaktiven Gruppe des modifizierten Elastomers mit dem Polyamidharz erhalten wird. In diesem Fall kann das Reaktionsprodukt in der Phasenstruktur (1) z. B. an der Grenzfläche zwischen der kontinuierlichen Phase (A) und der dispergierten Phase (B) und/oder der Grenzfläche zwischen der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase und der feindispergierten Phase (Bb) vorhanden sein. In ähnlicher Weise kann das Reaktionsprodukt in der Phasenstruktur (2) z.B. an der Grenzfläche zwischen der kontinuierlichen Phase (A) und der zweiten kontinuierlichen Phase (A2), der Grenzfläche zwischen der kontinuierlichen Phase (A) und der dispergierten Phase (B) und der Grenzfläche zwischen der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase und der feindispergierten Phase (Bb) vorhanden sein.
Die verschiedenen Phasenstrukturen können beobachtet werden, indem die behandelte Oberfläche eines Prüfkörpers (eines Prüfkörpers des schwingungsabsorbierenden Materials), der einer Sauerstoffplasmaätzung und anschließend einer Osmiumbeschichtung unterzogen wurde, mit einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-SEM) betrachtet wird. Insbesondere die dispergierte Phase und die feindispergierte Phase können durch ein solches Verfahren in einem 1000-fach oder mehr (normalerweise 10000-fach oder weniger) vergrößerten Bild beobachtet werden. Die Komponente, aus der jede der Phasen besteht, kann durch Durchführung einer energiedispersiven Röntgenstrahlenspektrometrie (EDS) während der Beobachtung mit dem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-SEM) identifiziert werden.
In der dispergierten Phase (die in den 1 und 2 gezeigte dispergierte Phase (B)) der thermoplastischen Harzzusammensetzung, die in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt der Dispersionsdurchmesser (durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser) der dispergierten Phase ist 100 nm oder mehr und 4000 nm oder weniger.
Der Dispersionsdurchmesser der dispergierten Phase kann in einem elektronenmikroskopischen Bild mit 1000-facher Vergrößerung oder mehr gemessen werden. Genauer gesagt werden 20 Partikel der dispergierten Phase zufällig in einem vorbestimmten Bereich im Bild ausgewählt, der größte Durchmesser jedes der Partikel wird gemessen, und ein Durchschnitt der größten Durchmesser ist ein erster Durchschnitt. Dann werden die in 5 verschiedenen Bereichen im Bild gemessenen ersten Mittelwerte weiter gemittelt, um einen durchschnittlichen Dispersionsdurchmesser (durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser in der Hauptachse) der dispergierten Phase zu bestimmen.
In der feindispergierten Phase (feindispergierte Phase (Bb) in 1 und 2), die in der dispergierten Phase (dispergierte Phase (B) in 1 und 2) der thermoplastischen Harzzusammensetzung enthalten ist, die in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt der Dispersionsdurchmesser (mittlerer Dispersionsdurchmesser) der feindispergierten Phase 15 nm oder mehr und 350 nm oder weniger.
Der Dispersionsdurchmesser der feindispergierten Phase kann in einem elektronenmikroskopischen Bild mit 1000-facher Vergrößerung oder mehr gemessen werden. Genauer gesagt werden 20 Partikel der feindispergierten Phase zufällig in einem vorbestimmten Bereich im Bild ausgewählt, der größte Durchmesser jedes der Partikel wird gemessen und ein Durchschnitt der größten Durchmesser wird als erster Durchschnitt bestimmt. Dann werden die ersten Mittelwerte, die in 5 verschiedenen Bereichen im Bild gemessen wurden, weiter gemittelt, um einen durchschnittlichen Dispersionsdurchmesser (durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser in der Hauptachse) der feindispergierten Phase zu bestimmen.
<6> Mischen von Komponenten
Wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers in dem thermoplastischen Harz, das in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, 100 Massen-% beträgt, beträgt der Anteil des Polyolefinharzes 10 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 15 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 20 Massen-% oder mehr und 78 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 25 Massen-% oder mehr und 75 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 30 Massen-% oder mehr und 73 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 32 Massen-% oder mehr und 70 Massen-% oder weniger. Wenn der Polyolefinharzbestandteil in dem thermoplastischen Harz innerhalb des obigen Bereichs liegt, ist es möglich, ein schwingungsabsorbierendes Material mit einer mechanischen Festigkeit zu formen, das sowohl Schwingungsabsorption als auch Steifigkeit erreicht.
Wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers in dem thermoplastischen Harz, das in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, 100 Massen-% beträgt, beträgt der Anteil des Polyamidharzes 3 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger weniger, stärker bevorzugt 6 Massen-% oder mehr und 60 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 8 Massen-% oder mehr und 55 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 10 Massen-% oder mehr und 50 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 12 Massen-% oder mehr und 45 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 15 Massen-% oder mehr und 43 Massen-% oder weniger. Wenn der Polyamidharzbestandteil in dem thermoplastischen Harz innerhalb des obigen Bereichs liegt, ist es möglich, ein schwingungsabsorbierendes Material mit einer mechanischen Festigkeit zu formen, das sowohl Schwingungsabsorption als auch Steifigkeit erreicht.
Wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers in dem thermoplastischen Harz, das in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, 100 Massen-% beträgt, beträgt der Anteil des modifizierten Elastomers 3 Massen-% oder mehr und 35 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 6 Massen-% oder mehr und 34 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 8 Massen-% oder mehr und 33 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 10 Massen-% oder mehr und 32 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 12 Massen-% oder mehr und 31 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 15 Massen-% oder mehr und 30 Massen-% oder weniger. Wenn der modifizierte Elastomerbestandteil in dem thermoplastischen Harz innerhalb des obigen Bereichs liegt, ist es möglich, ein schwingungsabsorbierendes Material mit einer mechanischen Festigkeit zu formen, das sowohl Schwingungsabsorption als auch Steifigkeit erreicht.
Wenn die Gesamtmenge des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers in der thermoplastischen Harzzusammensetzung, die in dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, 100 Massen-% beträgt, kann der Anteil des modifizierten Elastomers 20 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger betragen. Der Anteil des modifizierten Elastomers beträgt bevorzugt 22 Massen-% oder mehr und 88 Massen-% oder weniger, stärker bevorzugt 25 Massen-% oder mehr und 86 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 27 Massen-% oder mehr und 75 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 29 Massen-% oder mehr und 70 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 32 Massen-% oder mehr und 66 Massen-% oder weniger, noch stärker bevorzugt 36 Massen-% oder mehr und 60 Massen-% oder weniger. Wenn der modifizierte Elastomerbestandteil in der dispergierten Phase des thermoplastischen Harzes innerhalb des obigen Bereichs liegt, ist es möglich, ein schwingungsabsorbierendes Material mit einer mechanischen Festigkeit zu formen, das sowohl Schwingungsabsorption als auch Steifigkeit erreicht.
<7> Physikalische Eigenschaften
In dem schwingungsabsorbierenden Material gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, neben anderen mechanischen Stärken sowohl Schlagfestigkeit als auch Steifigkeit zu erreichen. Insbesondere kann die Schlagzähigkeit eine Charpy-Schlagzähigkeit von 50 kJ/m² oder mehr und 150 kJ/m² oder weniger sein, und die Steifigkeit kann ein Biegemodul von 450 MPa oder mehr und 1300 MPa oder weniger als Standard zur Abschätzung der Steifigkeit sein. Weiterhin kann die Schlagzähigkeit eine Charpy-Schlagzähigkeit von 60 kJ/m² oder mehr und 140 kJ/m² oder weniger sein, und die Steifigkeit kann ein Biegemodul von 500 MPa oder mehr und 1200 MPa oder weniger sein, und weiterhin kann eine Charpy-Schlagzähigkeit 70 kJ/m² oder mehr und 130 kJ/m² oder weniger und ein Biegemodul von 550 MPa oder mehr und 1100 MPa oder weniger sein.
Es ist zu beachten, dass der Wert der Charpy-Schlagzähigkeit nach JIS K7111-1 gemessen wird (Typ A-Kerbe, Temperatur: 23°C, kantiges Prüfverfahren). Der Wert des Biegemoduls wird nach JIS K7171 gemessen (Abstand zwischen den Auflagepunkten: 64 mm, Abstützung an zwei Stützpunkten mit einem Krümmungsradius von 5 mm, Krümmungsradius des Angriffspunktes: 5 mm, Lastaufbringungsrate: 2 mm/min).
<8> Herstellung von thermoplastischem Harz
Das Verfahren zur Herstellung des thermoplastischen Harzes, das das schwingungsabsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann das thermoplastische Harz gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem in JP 2013-147645 A , JP 2013-147648 A oder dergleichen offengelegten Verfahren hergestellt werden und durch Schmelzkneten eines Polyolefinharzes und eines schmelzgekneteten Produkts aus einem Polyamidharz und einem modifizierten Elastomer erhalten werden. Die Herstellung des schmelzgekneteten Produkts und das Schmelzkneten des schmelzgekneteten Produkts und eines Polyolefinharzes kann unter Verwendung einer Schmelzknetvorrichtung durchgeführt werden. Beispiele für die Schmelzknetvorrichtung umfassen einen Extruder (z. B. einen Einschneckenextruder, einen Doppelschneckenextruder zum Schmelzkneten), einen Kneter und einen Mischer (z. B. einen Hochgeschwindigkeits-Durchflussmischer, einen Paddelmischer, einen Bandmischer).
Die Schmelzknettemperatur für das Polyamidharz und das modifizierte Elastomer ist nicht begrenzt. Diese Temperatur kann z.B. 190°C oder höher und 350°C oder niedriger sein, und ist bevorzugt 200°C oder höher und 330°C oder niedriger, stärker bevorzugt 205°C oder höher und 310°C oder niedriger. Weiterhin ist die Schmelzknettemperatur für das erhaltene schmelzgeknetete Produkt und das Polyolefinharz nicht begrenzt. Diese Temperatur kann z.B. 190°C oder höher und 350°C oder niedriger sein, und ist bevorzugt 200°C oder höher und 300°C oder niedriger, stärker bevorzugt 205°C oder höher und 260°C oder niedriger.
[Beispiele]
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben.
Herstellung einer ein thermoplastisches Harz enthaltenden Formmasse
<<Beispiel 1> >
(1) Thermoplastisches Harz
Granulat des folgenden Polyamidharzes und Granulat des folgenden modifizierten Elastomers wurden trocken gemischt, dann in einen Zweischnecken-Schmelzknetextruder eingespeist und bei einer Knettemperatur von 210°C schmelzgeknetet. Das so erhaltene schmelzgeknetete Produkt aus dem Polyamidharz und dem modifizierten Elastomer wurde mit einer Granuliervorrichtung granuliert, um Pellets des schmelzgekneteten Produkts zu erhalten. Weiterhin wurden die Pellets (Pellets des schmelzgekneteten Produkts aus dem Polyamidharz und dem modifizierten Elastomer) und Pellets des folgenden Polyolefinharzes trocken gemischt, dann in einen Doppelschnecken-Schmelzknetextruder eingespeist, bei einer Knettemperatur von 210°C schmelzgeknetet und durch einen Granulator granuliert, um Pellets eines thermoplastischen Harzes zu erhalten.

(a) Polyolefinharz: Polypropylenharz, Homopolymer, hergestellt von Japan Polypropylene Corporation, Produktname: „NOVATEC MA1B“, gewichtsgemitteltes Molekulargewicht: 312000, Schmelzpunkt: 165°C
(b) Polyamid-Harz: Polyamid 11-Harz, hergestellt von Arkema K.K., Produktname „Rilsan BMN O“, gewichtsgemitteltes Molekulargewicht: 18000, Schmelzpunkt: 190°C
(c) Modifiziertes Elastomer: Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Ethylen-Buten-Copolymer (modifiziertes EBR), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., Produktname: „TAFMER MH7020“

Das Massenmischungsverhältnis des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers des erhaltenen thermoplastischen Harzes war 55:25:20. Das thermoplastische Harz mit einem solchen Massenverhältnis hatte eine Phasenstruktur (1) (siehe 1).
(2) Formmasse
Das wie oben (1) erhaltene Granulat wurde in eine Spritzgießmaschine (40-Tonnen-Spritzgießmaschine, hergestellt von Nissei Plastic Industrial Co., Ltd.) eingefüllt und eine Formmasse gemäß Beispiel 1 wurde unter Einspritzbedingungen mit einer Solltemperatur von 210°C und einer Formtemperatur von 40°C spritzgegossen. Die Formmasse wurde in eine vorbestimmte Form geformt, um einen Bewertungstest durchzuführen, der später beschrieben wird.
<<Beispiel 2>>
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 oben wurde eine Formmasse gemäß Beispiel 2 hergestellt. Insbesondere wurden Pellets eines thermoplastischen Harzes von Beispiel 2 unter Verwendung der gleichen Arten von Polyolefinharz, Polyamidharz und modifiziertem Elastomer wie in Beispiel 1 in den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten. Das erhaltene thermoplastische Harz wurde zum Spritzgießen einer Formmasse unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet.
Das Massenmischungsverhältnis des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers des thermoplastischen Harzes nach Beispiel 2 betrug 32,5:42,5:25. Das thermoplastische Harz gemäß Beispiel 2 hatte eine Phasenstruktur (2) (siehe 2).
< <Vergleichsbeispiel 1 > >
Als Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Granulat des folgenden Polyolefinharzes zum Spritzgießen einer Formmasse unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet.

(a) Block-Copolymer aus Polyolefinharz: Polypropylenharz, Blockpolymer, hergestellt von Prime Polymer Co., Ltd., Produktname „J-452HP“

Auswertungstest
Zur Messung der dynamischen Viskoelastizität des Festkörpers wurde aus der im obigen [1] geformten Formmasse des Beispiels 1 oder 2 oder des Vergleichsbeispiels 1 ein Probekörper für einen Auswertungstest ausgeschnitten. Das heißt, gemäß den folgenden Bedingungen wurde eine vorbestimmte sinusförmige Dehnung mit einer bestimmten Frequenz auf den Probekörper im Zugmodus aufgebracht und die erzeugte Spannung ermittelt. Aus der erhaltenen Spannung wurden der Speicherelastizitätsmodul E' und der Verlustelastizitätsmodul E'' nach einer bekannten Methode ermittelt, und der tan δ (Dumping-Koeffizient), der durch das Verhältnis der beiden Elastizitätsmodule definiert ist, wurde berechnet (= Verlustelastizitätsmodul E''/Speicherelastizitätsmodul E'). Die Korrelation zwischen der Messfrequenz und dem tan δ ist in 3 bis 5 für jede Messtemperatur dargestellt. Zusätzlich bedeutet „DMA“ in 3 bis 5 die Messung der festen dynamischen Viskoelastizität.

(a) Gerät: RSA-III (hergestellt von TA Instruments)
(b) Form des Prüfkörpers: Streifenform (Breite 4 mm x Länge 30 mm x Dicke 1 mm)
(c) Dehnungsamplitude: 0,1 (%)
(d) Verformungsmodus: Spannung
(e) Messfrequenz: 0,1 bis 10kHz
(f) Messtemperatur: -30°C, 25°C, 80°C
(g) Temperaturanstiegsrate: 3°C/min

Effekte der Beispiele
(a. Schwingungsdämpfendes Material)
Die Formmassen gemäß den Beispielen 1 und 2 enthielten Homopolypropylen als Polyolefinharz, Polyamid 11 als Polyamidharz und Maleinsäureanhydrid-modifiziertes EBR als modifiziertes Elastomer. Wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers 100 Massen-% betrug, lag der Anteil des Polyolefinharzes bei 55 Massen-%, der Anteil des Polyamidharzes bei 25 Massen-% und der Anteil des modifizierten Elastomers bei 20 Massen-% in der Formmasse von Beispiel 1. In der Formmasse von Beispiel 2 betrug der Anteil des Polyolefinharzes 32,5 Massen-%, der Anteil des Polyamidharzes 42,5 Massen-% und der Anteil des modifizierten Elastomers 25 Massen-%. Die Formmassen der Beispiele 1 und 2 wurden aus einem thermoplastischen Harz mit einer kontinuierlichen Phase (A), die ein Polyolefinharz enthält, und einer dispergierten Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und ein Polyamidharz enthält, geformt.
Aus den Ergebnissen der in den 3 bis 5 dargestellten Auswertungstests geht hervor, dass der tan δ-Wert der Formmasse unter Verwendung des thermoplastischen Harzes gemäß Beispiel 1 im Durchschnitt etwa 1,42-mal größer war als der des Vergleichsbeispiels 1. In ähnlicher Weise wurde in Beispiel 2 festgestellt, dass der tan δ-Wert im Durchschnitt etwa 1,18-mal größer war als der des Vergleichsbeispiels 1. Der „Durchschnitt“ basiert auf einem numerischen Wert, der für alle tan δ-Werte jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels bei jeder Messtemperatur und jeder Messfrequenz erhalten wurde.
Weiterhin hat das thermoplastische Harz zum Formen der Formmasse von Vergleichsbeispiel 1 eine Meer-Insel-Struktur mit einer kontinuierlichen Phase aus Homopolypropylen und einer dispergierten Phase aus Polyethylen (Ethylenblock), die in der kontinuierlichen Phase dispergiert ist. Es hat eine Phasenstruktur mit einer EPR-Kautschukphase an der Peripherie des Ethylenblocks, d. h. an der Grenze zwischen der kontinuierlichen Phase und der dispergierten Phase. Daher hat Beispiel 1 eine ähnliche Phasenstruktur wie das Vergleichsbeispiel, indem es eine Meer-Insel-Struktur mit einem Homopolypropylenharz als kontinuierliche Phase aufweist. Obwohl die Formmasse nach Beispiel 1 die gleiche Phasenstruktur aufweist, hatte sie jedoch bei jeder Messtemperatur und im gesamten Bereich der Messfrequenz einen größeren tan δ-Wert als die Formmasse von Vergleichsbeispiel 1.
Das heißt, aus der Tatsache, dass die Formmasse nach Beispiel 1 in den Dämpfungseigenschaften dem Vergleichsbeispiel 1 überlegen war, wurde festgestellt, dass die Formmasse ein größeres Potenzial als schwingungsabsorbierendes Material hat als Vergleichsbeispiel 1. Eine solche Korrelationstendenz zwischen der Messfrequenz und dem tan δ-Wert wurde in ähnlicher Weise in Beispiel 2 beobachtet, obwohl der tan δ-Wert im Allgemeinen um durchschnittlich etwa 0,013 kleiner war als der von Beispiel 1. Daher wurde festgestellt, dass Beispiel 2 ebenfalls ein Potenzial als schwingungsabsorbierendes Material wie in Beispiel 1 hat.
Die Messfrequenz von 0,1 bis 10 kHz, bei der der obige Bewertungstest durchgeführt wurde, ist im Frequenzband (20 Hz bis 20 kHz) enthalten, das dem menschlichen Hörbereich entspricht. Basierend auf den Testergebnissen, bei denen die Funktion der Schwingungsdämpfung im Messfrequenzbereich von 0,1 bis 10 kHz besser war als die des Vergleichsbeispiels, wurde festgestellt, dass die Formmassen der Beispiele 1 und 2 Eigenschaften aufweisen, die für den Einsatz als schwingungsdämpfende Materialien geeignet sind, die den vom Menschen empfundenen Lärm reduzieren. Bei den Formmassen der Beispiele handelt es sich ursprünglich um Materialien, die als Kunstharze mit mechanischer Festigkeit bekannt sind. Darüber hinaus zeigten die Formmassen der Beispiele einen tan δ-Wert, der über dem des Vergleichsbeispiels lag, das ebenfalls eine Meer-Insel-Phasenstruktur aufwies. In Anbetracht dieser Tatsachen wird davon ausgegangen, dass die Formmassen der Beispiele eine Eigenschaft aufweisen, die als Materialien zur Absorption von Schwingungen im Bereich von 0,1 bis 10 kHz geeignet sind, was ein neues Merkmal der Formmasse gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
(b. Automobilanwendungen im Innen- und Außenbereich)
Dabei umfasst der Bereich der Messfrequenz, bei dem die Messung in den obigen Beispielen durchgeführt wurde, ein Frequenzband, das als Geräusch bekannt ist, das einen Menschen im Fahrgastraum durch die Fahrt des Automobils erreicht. Konkret ist bekannt, dass das Geräusch, das der Mensch im Fahrgastraum des Automobils wahrnimmt, einem niedrigen Frequenzband von etwa 0,1 bis 3 kHz entspricht. Genauer gesagt ist das „Motorgeräusch“ ein komplexes periodisches Geräusch in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, und das Hauptfrequenzband liegt bei etwa 2 kHz. „Dröhnendes Geräusch“ ist ein auf die Ohren drückendes Geräusch, das von Menschen im Fahrgastraum wahrgenommen wird, und ist ein niederfrequentes Geräusch mit einem Hauptfrequenzband von ca. 0,02 bis 0,25 kHz. „Schwingungsgeräusch“ ist ein Geräusch, das beim Kontakt zwischen der Straßenoberfläche und dem Reifen entsteht, und hat ein Hauptfrequenzband von 1 kHz oder weniger. „Windgeräusch“ ist ein zufälliges Geräusch, das durch die Störung des Luftstroms um das Fahrzeug aufgrund der Hochgeschwindigkeitsfahrt des Automobils erzeugt wird, und gehört zu einem Frequenzband bis zu etwa 3 kHz.
Aus den 3 bis 5 ergab sich nur im Fall von 4 die Tendenz, dass das schwingungsabsorbierende Material von Beispiel 2 bei 25°C, was nahe der Fahrgastraumtemperatur liegt, einen tan δ-Wert unter dem tan δ-Wert des Vergleichsbeispiels hatte, wenn die Frequenz höher als 3 kHz war. Es wurde jedoch festgestellt, dass die schwingungsabsorbierenden Materialien der Beispiele 1 und 2 einen guten tan δ-Wert im Vergleich zum Vergleichsbeispiel aufweisen, und zwar in einem niedrigen Frequenzband von etwa 0,1 bis 3 kHz bei 25°C und in den gesamten Bändern der Messfrequenzen bei -30°C und 80°C.
Weiterhin wurde in 4 festgestellt, dass bei dem schwingungsabsorbierenden Material von Beispiel 1 der tan δ-Wert bei 25°C, was nahe der Temperatur im Fahrgastraum liegt, im Allgemeinen größer als 0,06 in einem niedrigen Frequenzband von 0,1 bis 1 kHz war, größer als 0,07 in einem ultraniedrigen Frequenzband von 0,1 bis 0,4 kHz, und auf etwa 0,09 anstieg, wenn er sich weiter der ultraniedrigen Frequenzseite von 0,1 bis 0,2 kHz näherte.
Konventionell ist es bekannt, dass der tan δ-Wert eines Gummimaterials, das in schwingungsdämpfendem Gummi verwendet wird, etwa 0,1 beträgt. Die Schwingungsabsorptionsleistung der schwingungsabsorbierenden Materialien der Beispiele 1 und 2 wurde in einem ultraniedrigen Frequenzband von 0,1 bis 1 kHz, bevorzugt 0,1 bis 0,4 kHz, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,2 kHz bei etwa einer normalen Fahrgastraumtemperatur von etwa 25°C als ebenso gut wie das Gummimaterial befunden.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die schwingungsabsorbierenden Materialien der Beispiele 1 und 2 aufgrund des Vergleichs mit der Formmasse des Vergleichsbeispiels hervorragende schwingungsabsorbierende Materialien zur Unterdrückung von Geräuschen in einem niedrigen Frequenzband bis zu etwa 3 kHz sind, das von Menschen im Fahrgastraum eines Automobils wahrgenommen wird. Weiterhin sind die schwingungsdämpfenden Materialien der Beispiele 1 und 2 als schwingungsdämpfende Materialien zur Unterdrückung von Geräuschen insbesondere in einem ultraniedrigen Frequenzband bis etwa 1 kHz genauso gut wie die Gummimaterialien des schwingungsfesten Gummis. Daher wurde festgestellt, dass das schwingungsabsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung besonders als Material zum Formen des Innen-/Außenmaterials für ein Automobil mit schwingungsabsorbierender Funktion geeignet ist.
Auf diese Weise beruht die Verwendung des schwingungsabsorbierenden Materials gemäß der vorliegenden Erfindung als Innen-/Außenmaterial für ein Automobil auf der Eigenschaft, die Funktion zu erfüllen, Schwingungen, die Geräuschen im niedrigen Frequenzbereich bis zu etwa 3 kHz entsprechen, insbesondere Geräusche im ultraniedrigen Frequenzbereich bis zu 1 kHz, zufriedenstellend zu absorbieren. Darüber hinaus bietet das Attribut, dass das Innen-/Außenmaterial für ein Automobil selbst eine schwingungsabsorbierende Funktion erfüllt, die ausreicht, um kein schwingungsfestes Gummi zu benötigen, eine neuartige Verwendung, die sich von der herkömmlich bekannten Verwendung unterscheidet, angesichts der Tatsache, dass das schwingungsabsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung ursprünglich ein besseres Kunstharzmaterial ist, das eine größere mechanische Festigkeit (Steifigkeit) als Gummimaterialien aufweist.
Spezifische Beispiele für Innen-/Außenmaterialien sind nicht besonders begrenzt und können Bodenteppiche, Türverkleidungen, verschiedene Paneele, verschiedene Säulen, Stoßfänger, Kotflügelverkleidungen, Motorabdeckungen, Tonneau-Abdeckungen, Paketablagen, Schalldämpfer, Luftfilter in Motoransaugsystemen, Ansaugkrümmer und Zylinderkopfabdeckungen umfassen, in denen schwingungsabsorbierende Materialien verwendet werden.
(c. Phasenstruktur)
Ferner, wie in 1 gezeigt, weist das schwingungsabsorbierende Material von Beispiel 1 eine Phasenstruktur (1) auf, in der das thermoplastische Harz die kontinuierliche Phase (A), die das Polyolefinharz enthält, und die dispergierte Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und ein Polyamidharz enthält, umfasst, und ferner die dispergierte Phase (B) die kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase, die ein Polyamidharz enthält, und die feindispergierte Phase (Bb), die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und ein modifiziertes Elastomer enthält, aufweist.
Wenn das schwingungsabsorbierende Material die Phasenstruktur (1) gemäß Beispiel 1 aufweist, besitzt das schwingungsabsorbierende Material die feindispergierte Phase (Bb) und stellt somit eine Mehrphasenstruktur dar. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass, wenn eine Spannung auf ein thermoplastisches Harz ausgeübt wird, das verschiedene Arten von Polymeren enthält, die Spannung dazu neigt, sich an der Grenze zwischen den verschiedenen Arten von Polymeren zu konzentrieren. In der Phasenstruktur (1) ist zusätzlich zur Peripherie (Grenzfläche) der dispergierten Phase (B) und der kontinuierlichen Phase (A) auch an der Peripherie (Grenzfläche) der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase und der feindispergierten Phase (Bb) das modifizierte Elastomer, das in der Lage ist, Schwingungsenergie zu absorbieren, in Form von Paste vorhanden, und daher wird davon ausgegangen, dass die Schwingungsabsorptionsfähigkeit über einen breiten Bereich effektiver verbessert werden kann.
Das schwingungsabsorbierende Material von Beispiel 2 hat, wie in 2 gezeigt, eine Phasenstruktur (2), in der das thermoplastische Harz neben der kontinuierlichen Phase (A) eine zweite kontinuierliche Phase (A2) aufweist, die mit der kontinuierlichen Phase (A) koexistiert und das Polyamidharz enthält, und die zweite kontinuierliche Phase (A2) eine zweite dispergierte Phase (B2) aufweist, die in der zweiten kontinuierlichen Phase (A2) dispergiert ist und das modifizierte Elastomer enthält.
Wenn das schwingungsabsorbierende Material die Phasenstruktur (2) gemäß Beispiel 2 hat, enthält das thermoplastische Harz die zweite kontinuierliche Phase (A2), die mit der kontinuierlichen Phase (A) koexistiert, und hat eine Phasenstruktur, in der die kontinuierliche Phase (A) die dispergierte Phase (B) mit der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase und der feindispergierten Phase (Bb) enthält, und die zweite kontinuierliche Phase (A2) enthält die zweite dispergierte Phase (B2). Daher wird auch im Fall der Phasenstruktur (2) davon ausgegangen, dass die Schwingungsabsorptionsfähigkeit über einen weiten Bereich effektiver verbessert werden kann als in der Phasenstruktur (1).
In den obigen Phasenstrukturen (1) und (2), wenn die dispergierte Phase (B) in der kontinuierlichen Phase (A) die kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase und die feindispergierte Phase (Bb) aufweist, ist es sehr wahrscheinlich, dass der durchschnittliche Dispersionsdurchmesser der dispergierten Phase (B) 100 nm oder mehr und 4000 nm oder weniger betragen kann, und dass der durchschnittliche Dispersionsdurchmesser der feindispergierten Phase (Bb) 15 nm oder mehr und 350 nm oder weniger betragen kann. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die gleichmäßige Dispergierbarkeit der dispergierten Phase (B) und der feindispergierten Phase (Bb) gewährleistet ist, so dass die Schwingungsabsorptionsfähigkeit über einen weiten Bereich zuverlässiger verbessert wird.
Die vorstehenden Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sind in keiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Beispielsweise kann das schwingungsabsorbierende Material ein gemischtes Harz enthalten, das durch weitere Zugabe eines Polyolefinharzes zu dem oben beschriebenen thermoplastischen Harz gemäß den Beispielen erhalten wird.
In diesem Fall ist das Verfahren zur Erhalten eines gemischten Harzes durch weitere Zugabe eines anderen Polyolefinharzes zu dem oben beschriebenen thermoplastischen Harz gemäß der Ausführungsform, die ursprünglich das Polyolefinharz enthält, nicht besonders begrenzt, und geschmolzene Harze können auf nasse Weise gemischt werden, oder pelletförmige feste Harzrohstoffe können auf trockene Weise gemischt werden. Ferner kann das thermoplastische Harz ein beliebiges thermoplastisches Harz sein, solange es die oben beschriebenen vorbestimmten Harzkomponenten in vorbestimmten Komponentenanteilen enthält und eine vorbestimmte Phasenstruktur aufweist. Zum Beispiel kann ein Endmaterial eines gebrauchten schwingungsabsorbierenden Materials zerkleinert und als thermoplastisches Harz-Rohmaterial verwendet werden, oder es kann ein gemischtes Harz enthalten, das durch Zugabe eines Polyolefinharzes zu diesem Endmaterial erhalten wird. Wenn das schwingungsabsorbierende Material ein solches gemischtes Harz enthält, wird die gleichmäßige Dispergierbarkeit der dispergierten Phase in der thermoplastischen Harzkomponente weiter verbessert, und daher wird auch die Dispergierbarkeit des Spannungskonzentrationsanteils verbessert. Daher wird davon ausgegangen, dass die schwingungsabsorbierende Funktion verbessert werden kann.
Die in den Beispielen gezeigten schwingungsabsorbierenden Materialien wurden durch eine Verarbeitungsform erhalten, bei der eine feste Formgebung durchgeführt wurde, aber es ist bekannt, dass das thermoplastische Harz gemäß der vorliegenden Erfindung für die Verarbeitung in verschiedene Formen geeignet ist, wie z. B. einen geschäumten Formkörper ( WO 2017 / 155 114 A1 ), einen verstärkten Faserharzformkörper ( JP 2018 - 123 284 A ) und eine Faser ( JP 2018 - 123 457 A ). Die Fähigkeit des schwingungsabsorbierenden Materials, das das thermoplastische Harz gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, Schwingungen zu absorbieren, ist nicht so spezifiziert wie die in den Beispielen gezeigten tan δ-Werte, und hat ein Potenzial, den tan δ-Wert für jede Verarbeitungsform weiter zu erhöhen.
Wie oben ausführlich beschrieben, konnte eine neuartige Verwendung als schwingungsabsorbierendes Material gefunden werden, das eine Formmasse mit einer gewissen mechanischen Festigkeit als Strukturmaterial ist und das als Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, selbst eine ausgezeichnete schwingungsabsorbierende Fähigkeit aufweist.
Durch die Verdeutlichung der Eigenschaften, dass das Innen-/Außenmaterial für ein Automobil selbst eine schwingungsdämpfende Funktion erfüllt, die mit der von schwingungsfestem Gummi vergleichbar ist, konnte darüber hinaus eine neuartige Verwendung des schwingungsdämpfenden Materials gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden werden.
Die Erfindung, die sich auf das schwingungsabsorbierende Material bezieht, wird daher als eine Erfindung eines neuen Verfahrens zur Verwendung des thermoplastischen Harzes verstanden. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Verwendung eines thermoplastischen Harzes, wobei das thermoplastische Harz ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert, enthält,
wobei, wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers 100 Massen-% beträgt, der Anteil des Polyolefinharzes 10 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger beträgt, der Anteil des Polyamidharzes 3 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger beträgt und der Anteil des modifizierten Elastomers 3 Massen-% oder mehr und 35 Massen-% oder weniger beträgt, und
wobei das thermoplastische Harz mit einer kontinuierlichen Phase (A), die das Polyolefinharz enthält, und einer dispergierten Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und das Polyamidharz enthält,
wobei die dispergierte Phase (B) eine kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase aufweist, die das Polyamidharz umfasst, und eine feindispergierte Phase (Bb), die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und das modifizierte Elastomer umfasst, und
wobei ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der dispergierten Phase (B) 100 nm oder mehr und 4000 nm oder weniger beträgt, und ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der feindispergierten Phase (Bb) 15 nm oder mehr und 350 nm oder weniger beträgt als schwingungsabsorbierendes Material,
zum Absorbieren von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz, um den vom Menschen empfundenen Lärm zu reduzieren.
Das Verfahren zur Verwendung dieses thermoplastischen Harzes macht es möglich, das thermoplastische Harz als schwingungsabsorbierendes Material zu verwenden. Eine Formmasse, die dieses thermoplastische Harz verwendet, kann als Formmasse mit einer gewissen mechanischen Festigkeit als Strukturmaterial selbst eine ausgezeichnete Schwingungsabsorptionsfähigkeit aufweisen. Wie oben beschrieben, konnte gemäß der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zur Verwendung dieses thermoplastischen Harzes gefunden werden, das sich von dem herkömmlich bekannten Verfahren zur Verwendung eines thermoplastischen Harzes als Strukturmaterial unterscheidet.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass die hier verwendeten Worte eher Worte der Beschreibung und Veranschaulichung als Worte der Einschränkung sind. Wie hier im Detail beschrieben, können Modifikationen an den Ausführungsformen innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Beispiele beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hier offengelegten Einzelheiten beschränkt sein; vielmehr erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktional äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Verwendung eines Materials, umfassend ein Polyolefinharz, ein Polyamidharz und ein modifiziertes Elastomer mit einer reaktiven Gruppe, die mit dem Polyamidharz reagiert, als ein schwingungsabsorbierendes Material zum Absorbieren von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz, um den vom Menschen empfundenen Lärm zu reduzieren, wobei, wenn die Gesamtmenge des Polyolefinharzes, des Polyamidharzes und des modifizierten Elastomers in dem schwingungsabsorbierenden Material 100 Massen-% beträgt, ein Anteil des Polyolefinharzes 10 Massen-% oder mehr und 90 Massen-% oder weniger beträgt, ein Anteil des Polyamidharzes 3 Massen-% oder mehr und 85 Massen-% oder weniger beträgt und ein Anteil des modifizierten Elastomers 3 Massen-% oder mehr und 35 Massen-% oder weniger beträgt, und wobei das schwingungsabsorbierende Material ein thermoplastisches Harz umfasst, das eine kontinuierliche Phase (A), die das Polyolefinharz umfasst, und eine dispergierte Phase (B), die in der kontinuierlichen Phase (A) dispergiert ist und das Polyamidharz umfasst, beinhaltet, wobei die dispergierte Phase (B) eine kontinuierliche Phase (Ba) in der dispergierten Phase aufweist, die das Polyamidharz umfasst, und eine feindispergierte Phase (Bb), die in der kontinuierlichen Phase (Ba) in der dispergierten Phase dispergiert ist und das modifizierte Elastomer umfasst, und wobei ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der dispergierten Phase (B) 100 nm oder mehr und 4000 nm oder weniger beträgt, und ein durchschnittlicher Dispersionsdurchmesser der feindispergierten Phase (Bb) 15 nm oder mehr und 350 nm oder weniger beträgt.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz zusätzlich zu der kontinuierlichen Phase (A) eine zweite kontinuierliche Phase (A2) beinhaltet, die mit der kontinuierlichen Phase (A) koexistiert und das Polyamidharz umfasst, und wobei die zweite kontinuierliche Phase (A2) eine zweite dispergierte Phase (B2) aufweist, die in der zweiten kontinuierlichen Phase (A2) dispergiert ist und das modifizierte Elastomer umfasst.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das schwingungsabsorbierende Material als ein Innen-/Außenmaterial für ein Automobil verwendet wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend ein gemischtes Harz, das durch weitere Zugabe eines Polyolefinharzes zu dem thermoplastischen Harz erhalten wird.