DE19680414C1

DE19680414C1 - Lenkrad für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19680414C1
Application number: DE19680414A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Itoh; Akira Uchiyama; Motoshi Matsuura; Yoshio Yamazaki; Tsugunori Sugiura; Junji Koizumi; Sadao Uchida; Minoru Niwa; Kimio Jyougan; Tooru Koyama; Shinichi Imazu
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc; Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc; Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JP3260763B2; WO1996031567A1; US5901615A

Abstract

Ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Außenhautmaterial, das die folgenden Komponenten enthält: DOLLAR A (I) 10 bis 50 Gew.-Teile Polyethylenharz (A); und DOLLAR A (II) 90 bis 50 Gew.-Teile Block-Copolymer (B), das einen Polymer-Block (a) aus Styrol oder einem Derivat desselben und einen Isopren-Polymer-Block oder einen Isopren-Butadien-Copolymer-Block (b) enthält, wobei dieser Polymer- oder Copolymer-Block, bezogen auf die gesamten Isopren-Einheiten, 40% oder mehr Isopren-Einheiten enthält, die in 3,4-Position verbunden sind, und 97% oder mehr der Doppelbindungen hydriert enthält (die Gesamtmenge der Komponenten (A) und (B) ist 100 Gew.-Teile). DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge bereitgestellt, das ein Außenhautmaterial aus der weichen, spritzgießfähigen thermoplastischen Olefinelastomer-Zusammensetzung enthält, welche ein geringes spezifisches Gewicht und gute Verschleißbeständigkeit aufweist und welche wiederverwertbar ist und eine hervorragende Griffigkeit hat.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge und speziell auf ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge, das ein Außenhautmaterial aus einem spritzgießbaren Material enthält, welches ein geringes spezifisches Gewicht und hervorragende Verschleißbeständigkeit hat, und zur Wiederverwertung geeignet ist und es eine hervorragende Griffigkeit hat.

Weiche Vinylchlorid-Harzmaterialien und RSG- Urethanmaterialien, die beide spritzgießbar sind, wurden in den letzten Jahren in großem Umfang als weiches Außenhautmaterial eines Lenkrads für Kraftfahrzeuge verwendet. Insbesondere die RSG-Urethanmaterialien überwiegen wegen ihrer guten Verschleißbeständigkeit und wegen der Vermittlung einer weichen Griffigkeit bei den Außenhautmaterialien für Lenkräder.

Allerdings haben die RSG-Urethanmaterialien die Probleme, daß ein Formungszyklus lang ist und daß ein Verfahren der Nachbehandlung eine lange Zeit in Anspruch nimmt; und sie haben Probleme bezüglich einer Wiederverwertung der Abfallformteile, wie z. B. das, daß RSG-Urethanmaterialien nicht wieder geschmolzen werden können, da sie gehärtete Harze sind.

Die weichen Vinylchlorid-Harzmaterialien haben darüber hinaus die Probleme eines hohen spezifischen Gewichts und der Erzeugung von Chlorgasen, wenn die Abfallformteile daraus zur Wiederverwertung erhitzt werden.

Daher wurde ein weiches, wiederverwertbares Spritzgußmaterial, das ein geringes spezifisches Gewicht hat, als Außenhautmaterial eines Lenkrads für Kraftfahrzeuge gefordert. Für die Materialien, wie sie oben beschrieben sind, sind thermoplastische Olefinelastomere geeignet.

Allerdings wurden herkömmliche thermoplastische Olefinelastomer-Materialien nicht als Außenhautmaterial des Lenkrades für die Kraftfahrzeuge verwendet, da sie eine geringe Verschleißbeständigkeit aufweisen, was eine wesentliche Anforderung an das Außenhautmaterial des Lenkrads für die Kraftfahrzeuge ist.

Diesbezüglich haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ernste Untersuchungen gemacht, um ein spritzgießbares, weiches thermoplastisches Olefinelastomer-Material, das ein geringes spezifisches Gewicht hat und gute Verschleißbeständigkeit aufweist, das zur Wiederverwertung geeignet ist und eine gute Griffigkeit gibt, zu erhalten; sie haben festgetellt, daß eine thermoplastische Elastomer- Zusammensetzung, die eine Polyethylenharz und ein Styrol- Block-Copolymer in einem besonderen Verhältnis enthält, die oben genannten Eigenschaften oder Wirkungen hat. Auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung vollendet.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme, die mit dem Stand der Technik behaftet sind und die oben beschrieben sind, zu lösen; eine Aufgabe besteht daher in der Entwicklung einer spritzgießbaren, weichen thermoplastischen Olefinelastomer-Zusammensetzung, die ein geringes spezifisches Gewicht und hervorragende Verschleißbeständigkeit aufweist, die zur Wiederverwertung geeignet ist und eine gute Griffigkeit liefert, sowie die Bereitstellung eines Lenkrades für Kraftfahrzeuge, dessen Außenhautmaterial aus dieser Zusammensetzung hergestellt ist.

Ein Lenkrad gemäß dir vorliegenden Erfindung enthält ein Außenhautmaterial, das die folgenden Komponenten enthält:

A) 10 bis 50 Gew.-Teile Polyethylenharz (A); und
B) 90 bis 50 Gew.-Teile Block-Copolymer (B), das einen Polymer-Block (a) aus Styrol oder einem Derivat desselben und einen Isopren-Polymer-Block oder einen Isopren-Butadien- Copolymer-Block (b) enthält, wobei dieser Polymer- oder Copolymer-Block, bezogen auf die gesamten Isopren-Einheiten, 40% oder mehr Isopren-Einheiten enthält, die in 3,4-Position verbunden sind, und 97% oder mehr der Doppelbindungen hydriert enthält;

und wobei die Gesamtmenge der Komponenten (A) und (B) 100 Gew.-Teile ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines Teststücks, das in den Beispielen einem Ford-Abriebtest unterzogen wurde;

Fig. 2(a) ist eine perspektivische Ansicht einer Stahlvorrichtung, die für den Ford-Abriebtest verwendet wird, und Fig. 2(b) ist eine erläuternde Ansicht, die ein Testverfahren des Ford-Abriebtests darstellt; und

Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Lenkrads für Kraftfahrzeuge, das in den Beispielen geformt wurde, usw.

BESTER MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden wird ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.

Das erfindungsgemäße Lenkrad für Kraftfahrzeuge besteht im allgemeinen aus einem Grundrahmen und einem darauf laminierten Außenhautmaterial. Das Außenhautmaterial, das für das Lenkrad für Kraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird aus einer thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung gebildet, die ein Polyethylenharz (A) und ein Block-Copolymer auf Styrol-Basis (B) und wenn notwendig, ein partiell vernetztes thermoplastisches Elastomer (C) und ein Siliconöl (D) enthält.

MATERIAL ZUR BILDUNG DES GRUNDRAHMENS

Materialien, die zur Bildung des oben erwähnten Grundrahmens (Kernmetall) verwendet werden, umfassen insbesondere Legierungen, die Eisen, Aluminium oder Magnesium als Hauptbestandteil enthalten. Von diesen werden Legierungen auf Eisenbasis und Aluminiumbasis bevorzugt eingesetzt.

THERMOPLASTISCHE ELASTOMER-ZUSAMMENSETZUNG ALS AUßENHAUTMATERIAL (Polyethylenharze (A))

Das Polyethylenharz (A), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann Polyethylenharz hoher Dichte, Polyethylenharz mittlerer Dichte, Polyethylenharz geringer Dichte oder ein geradkettiges Polyethylenharz geringer Dichte sein. Von den genannten sind die Polyethylenharze hoher Dichte wegen ihrer guten Verschleißbeständigkeit bevorzugt. Das Molekulargewicht für das Polyethylenharz (A) ist nicht speziell limitiert. Allerdings sind Polyethylenharze mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von 300000 oder mehr im Hinblick auf die Verschleißbeständigkeit und die Griffigkeit an der Oberfläche (Klebrigkeit) vorteilhaft. Polyethylenharze mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von 400000 oder mehr sind besonders günstig.

Das Polyethylenharz (A), wie es oben beschrieben wurde, wird in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-Teilen, vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-Teilen und noch bevorzugter 20 bis 45 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Polyethylenharz (A) und Block-Copolymer (B) verwendet.

(Block-Copolymer (B))

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Block-Copolymer (B) enthält einen Polymer-Block (a) aus Styrol oder einem Derivat desselben und einen Block (b) aus einem hydrierten Isopren-Polymer oder einem hydrierten Isopren-Butadien- Copolymer.

Eine Polymer-Komponente, die den oben erwähnten Block (a) bildet, ist Styrol oder ein Derivat desselben.

Spezifische Beispiele für das Derivat von Styrol umfassen α- Methylstyrol, 1-Vinylnaphthalin, 2-Vinylnaphthalin, 3- Methylstyrol, 4-Propylenstyrol, 4-Cyclohexylstyrol, 4- Dodecylstyrol, 2-Ethyl-4-benzylstyrol und 4- (Phenylbutyl)styrol. Styrol und α-Methylstyrol sind als Polymer-Komponente, die den Block (a) bildet, bevorzugt.

Das Polymer oder Copolymer, das den oben erwähnten Block (b) bildet, ist ein hydriertes Isopren-Polymer oder ein hydriertes Isopren-Butadien-Copolymer, das, bezogen auf die gesamten Isopren-Einheiten 40% oder mehr, vorzugsweise 45% oder mehr Isopren-Einheiten enthält, die in 3,4-Position verbunden sind und in dem 97% oder mehr der Doppelbindungen hydriert wurden.

in 3,4-Position verbunden

Erfindungsgemäß kann eine thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung erhalten werden, die geeignet ist, ein Außenhautmaterial mit ausreichender Verschleißfestigkeit bereitzustellen, wenn der Gehalt der in 3,4-Position verbundenen Isopren-Einheiten, bezogen auf die gesamten Isopren-Einheiten, 40% oder mehr ist.

Der Anteil des Polymer-Blocks (a) aus Styrol oder einem Derivat desselben im Block-Copolymer (B) liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugter im Bereich von 10 bis 45 Gew.-%. D. h., der Anteil des oben genannten Isopren- Polymer-Blocks oder eines Isopren-Butadien-Copolymer-Blocks (b) liegt vorzugsweise im Bereich von 95 bis 50 Gew.-% und bevorzugter von 90 bis 55 Gew.-%.

Die Fließfähigkeit (MFR: ASTM D 1238, 230°C, 2,16 kg Last) des Block-Copolymer (B) das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 30 g/10 min, bevorzugter im Bereich von 0,01 bis 10 g/10 min. Bei Verwendung des Block-Copolymer (B), dessen Fließfähigkeit in dem oben erwähnten Bereich liegt, kann eine thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung erhalten werden, die geeignet ist, ein Außenhautmaterial mit guter Kratzfestigkeit bereitzustellen.

Als Blockformation des Block-Copolymer (B) ist eine Blockstruktur Block (a)-Block (b)-Block (a) äußerst günstig. Allerdings besteht keine Beschränkung auf diese Formation.

Ein derartiges hydriertes Block-Copolymer (B) kann beispielsweise mit Hilfe eines der nachfolgenden Verfahren hergestellt werden.

Zunächst wird vor einer Hydrierung ein Block-Copolymer mit Hilfe der folgenden Verfahren hergestellt:

1. ein Verfahren, in dem eine Alkyllithium-Verbindung als Initiator verwendet wird, und Styrol oder ein Derivat desselben und Isopren oder ein Isopren-Butadien-Gemisch sukzessive polymerisiert werden;
2. ein Verfahren, in dem Styrol oder ein Derivat desselben und dann Isopren oder ein Isopren-Butadien-Gemisch polymerisiert werden, wobei diese mit Hilfe eines Kupplungsagenzes verbunden werden; und
3. ein Verfahren, in dem eine Dilithium-Verbindung als Initiator verwendet wird, und Isopren oder ein Isopren- Butadien-Gemisch und dann Styrol oder ein Derivat desselben sukzessive polymerisiert werden.

Als nächstes wird das mit Hilfe des oben genannten Verfahrens erhaltene Block-Copolymer einer Hydrierung unterworfen, was zu dem hydrierten Block-Copolymer (B) führt. Der Block, der hydriert wird, ist der Isopren-Polymer-Block oder der Isopren-Butatien-Copolymer-Block (b).

Details des Herstellungsverfahrens für ein solches Block- Copolymer (B) werden z. B. in den japanischen Patent- Offenlegungsschriften Nr. 2-300250 und 3-45646 beschrieben.

Das Block-Copolymer (B), wie es oben beschrieben ist, wird in einer Menge von 90 bis 50 Gew.-Teilen, vorzugsweise 85 bis 55 Gew.-Teilen, bevorzugter 80 bis 55 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Gesamtmenge von Polyethylenharz (A) und Block-Copolymer (B), verwendet.

(Partiell vernetztes thermoplastisches Olefinelastomer (C))

Das thermoplastische Olefinelastomer (C), das wahlweise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält ein kristallines Polyolefinharz (c) und einen Olefinkautschuk (d).

Das oben erwähnte kristalline Polyolefinharz (c) kann ein Homopolymer oder ein Copolymer eines α-Olefins mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen sein.

Konkrete Beispiele für das oben genannte kristalline Polyolefinharz (c) umfassen folgende Polymere und Copolymere:

1. Ethylen-Homopolymer (zur Herstellung kann entweder eine Niederdrucktechnik oder eine Hochdrucktechnik eingesetzt werden);
2. Copolymer aus Ethylen und 10 Mol.-% oder weniger eines anderen α-Olefins oder eines Vinyl-Monomeren wie z. B. Vinylacetat und Ethylacrylat;
3. Propylen-Homopolymer;
4. statistisches Copolymer aus Propylen und 10 Mol.-% oder weniger anderes α-Olefin;
5. Block-Copolymer aus Propylen und 30 Mol.-% oder weniger anderes α-Olefin;
6. 1-Buten-Homopolymer;
7. statistisches Copolymer aus 1-Buten und 10 Mol.-% oder weniger anderes α-Olefin;
8. 4-Methyl-1-penten-Homopolymer; und
9. statistisches Copolymer aus 4-Methyl-1-penten und 20 Mol.-% oder weniger anderes α-Olefin.

Konkrete Beispiele für das oben genannte α-Olefin umfassen Ethylen, Propylen, 1-buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen und 1- Octen.

Von den oben genannten kristallinen Polyolefinharzen sind Propylen-Homopolymere und Propylen-α-Olefin-Copolymere mit einem Propylen-Gehalt von 50 Mol.-% oder mehr besonders bevorzugt.

Die kristallinen Polyolefinharze, die oben beschrieben wurden, können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.

Das kristalline Polyolefinharz (c), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat vorzugsweise eine Fließfähigkeit (MFR; ASTMD 1238, 230°C, 2,16 kg Last) im Bereich von 0,01 bis 100 g/10 min, bevorzugter von 0,3 bis 70 g/10 min.

Der Grad der Kristallinität der kristallinen Polyolefinharzes (c), der durch Röntgenstrahlen gemessen wird, liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 5 und 100%, bevorzugter zwischen 20 und 80%.

Das kristalline Polyolefinharz (c), das das thermoplastische Elastomer (C) bildet, wird mit einem Anteil von 10 bis 90 Gew.-Teilen, vorzugsweise 10 bis 80 Gew.-Teilen und noch bevorzugter 20 bis 70 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von kristallinem Polyolefinharz (c) und Olefinkautschuk (d) verwendet.

Konkrete Beispiele für den oben genannten Olefinkautschuk (d) umfassen folgende Kautschuke:

1. Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk (Ethylen/Propylen (Molverhältnis) = etwa 90/10 bis 50/50);
2. Ethylen-1-Buten-Copolymer-Kautschuk (Ethylen/1-Buten (Molverhältnis) = etwa 90/10 bis 50/50); und
3. Ethylen-Propylen-nicht-konjugiertes-Dien-Copolymer- Kautschuk (Ethylen/Propylen (Molverhältnis) = etwa 90/10 bis 50/50).

Das oben genannte nicht-konjugierte Dien kann insbesondere Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien und Ethylidennorbornen sein.

Der oben genannte Olefinkautschuk (d) kann in dem thermoplastischen Olefinelastomer (C) in nicht-vernetztem Zustand, in partiell vernetztem Zustand oder in vollständig vernetztem Zustand vorliegen. In der vorliegenden Erfindung ist der partiell vernetzte Zustand besonders bevorzugt.

Der Olefinkautschuk (d), der das thermoplastische Elastomer (C) bildet, wird in einer Menge von 90 bis 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise 90 bis 20 Gew.-Teilen, bevorzugter 80 bis 30 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von kristallinem Polyolefinharz (c) und Olefinkautschuk (d), verwendet.

Unter Verwendung des thermoplastischen Elastomers (C), in das der Olefinkautschuk (d) in dem oben angegebenen Verhältnis eingemischt ist, kann eine thermoplastische Elastomer- Zusammensetzung erhalten werden, die geeignet ist, ein Außenhautmaterial mit hervorragender Kratzfestigkeit zu liefern.

Das thermoplastische Olefinelastomer (C) kann, wenn notwendig, mit Zusatzstoffen vermischt sein, z. B. mit Weichmachern auf Mineralölbasis, Hitzestabilisatoren, antistatischen Agenzien, Witterungsstabilisatoren, Antioxidantien, Füllstoffen, Farbstoffen und Gleitmitteln, so lange der Gegenstand der vorliegenden Erfindung dadurch nicht nachteilig beeinträchtigt wird.

Ein konkretes Beispiel für das thermoplastische Olefinelastomer (C), das vorteilhafterweise in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, beinhaltet ein thermoplastisches Elastomer, welches
60 bis 10 Gew.-Teile kristallines Polypropylen (c);
40 bis 90 Gew.-Teile Olefinkautschuk (d), der einen Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk oder einen Ethylen- Propyl-Dien-Copolymerkautschuk enthält (die Gesamtmenge der Komponenten (c) und (d) beträgt 100 Gew.-Teile); und
5 bis 100 Gew.-Teile Weichmacher auf Mineralölbais, wobei der Olefinkautschuk partiell vernetzt ist, umfaßt.

Das thermoplastische Elastomer (C), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann mit Hilfe einer dynamischen Hitzebehandlung eines gemischten Produktes, das das kristalline Polyolefinharz (c) und den Olefinkautschuk (d) enthält, in Gegenwart eines organischen Peroxids erhalten werden.

Das oben genannte organische Peroxid beinhaltet beispielsweise Dicumylperoxid, Di-tert-butylperoxid, 2,5- Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di- (tert-butylperoxy)hexin-3, 1,3-Bis(tert- butylperoxyisopropyl)benzol, 1,1-Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5- trimethylcyclohexan, n-Butyl-4,4-bis(tert butylperoxy)valerat, Benzoylperoxid, p-Chlorbenzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoyperoxid, tert-Butylperoxybenzoat, tert- Butylperbenzoat, tert-Butylperoxyisopropylcarbonat, Diacetylperoxid, Lauroylperoxid und tert-Butylcumylperoxid.

Unter diesen werden im Hinblick auf die Geruchseigenschaften und die Stabilisierungseigenschaften beim Anvulkuanisieren 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl- 2,5-di-(tert-butylperoxy)hexin-3, 1,3-Bis(tert- butylperoxyisopropyl)benzol, 1,1-Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5- trimethylcyclohexan und n-Butyl-4,4-bis(tert- butylperoxy)valerat bevorzugt. Darunter ist 1,3-Bis(tert butylperoxyisopropyl)benzol am bevorzugtesten.

Das organische Peroxid, das während der Herstellung des thermoplastischen Olefinelastomers (C) verwendet wird, wird in einer Menge von 0,05 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von kristallinem Polyolefin (c) und Kautschuk auf Olefin-Basis (d) eingesetzt.

Bei der Vernetzungsbehandlung mit dem organischen Peroxid ist es vorteilhaft, ein vernetzendes Hilfsmittel wie z. B. Schwefel oder ein multifunktionelles Vinylmonomer wie z. B. Divinylbenzol in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des oben genannten Produktes, das der Vernetzungsbehandlung unterzogen werden soll, zu verwenden. Wenn das Mischungsverhältnis des Vernetzungshilfsmittels oder des multifunktionellen Viniylmonomeren in dem oben genannten Bereich liegt, werden die physikalischen Eigenschaften des resultierenden thermoplastischen Elastomeren im Verlauf seine Erhitzens nicht verändert, wenn es z. B. einer Behandlung und Formen unterzogen wird; außerdem hat es wegen des vernetzenden Hilfsmittels eine gute Fluidität, und das multifunktionelle Vinylmonomer bleibt nicht als nicht umgesetztes Monomer in dem Elastomer zurück.

Der Ausdruck "dynamisch hitzebehandelt" meint, daß die Komponenten, die oben beschrieben wurden, in geschmolzenem Zustand beispielsweise unter Verwendung eines nicht-offenen Banbury-Mischers, eines Extruders, eines Kneters oder eines kontinuierlichen Mischers geknetet werden.

Die dynamische Hitzebehandlung wird vorzugsweise in einem nicht-offenen Kneter durchgeführt und erfolgt vorzugsweise in einem Inertgas wie z. B. Stickstoff.

Das Kneten wird bevorzugt bei einer Temperatur durchgeführt, daß die Halbzeit des verwendeten organischen Peroxids unter einer Minute liegt. Die Knettemperatur liegt im allgemeinen bei 150 bis 280°C, vorzugsweise bei 170 bis 240°C, und die Knetzeit beträgt 1 bis 20 min, vorzugsweise 1 bis 5 min.

Darüber hinaus wird die Scherspannung, die während des Knetens angewendet wird, im allgemeinen im Bereich von 10 bis 10⁴ s^-1 vorzugsweise 10² bis 10⁴ s^-1 der Schergeschwindigkeit bestimmt.

Das thermoplastische Elastomer (C), in welchem der Olefinkautschuk (d) partiell vernetzt ist, wird in der oben beschriebenen Art und Weise erhalten.

Der Ausdruck "partiell vernetzt" stellt hier einen Fall dar, bei dem der Gel-Gehalt (Cyclohexan unlösliches), der nach dem folgenden Verfahren gemessen wird, beispielsweise 10% oder mehr beträgt und insbesondere nicht unter 20% bis unter 98% ist. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß der Gel-Gehalt 30% oder mehr ist.

Bei Verwendung des thermoplastischen Elastomeren (C), das einen Gel-Gehalt in dem oben angegebenen Bereich hat, zeigt die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung hervorragende Fluidität, wenn sie geschmolzen ist, und kann ein Außenhautmaterial mit guter mechanischer Festigkeit und Wärmebeständigkeit liefern.

(Meßverfahren für den Gel-Gehalt (Cyclohexan Unlösliches))

Etwa 100 mg einer Probe des thermoplastischen Elastomers werden abgewogen und in ein dünnes Stück von 0,5 mm × 0,5 mm ×0,5 mm geschnitten. Dann wird das resultierende dünne Stück für 48 h in 30 ml Cyclohexan in einem verschlossenen Behälter bei 23°C eingetaucht.

Als nächstes wird diese Probe auf ein Filterpapier gegeben und 72 h bei Raumtemperatur getrocknet, bis das Gewicht konstant wird.

Ein Wert, der durch Subtrahieren des Gewichts der in Cyclohexan unlöslichen Komponenten (fasriger Füllstoff, Füllstoff, Pigmente, usw.), die keine Polymer-Komponenten sind, von dem Gewicht dieses getrockneten Restes erhalten wird, wird als "korrigiertes Endgewicht (Y)" definiert.

Dagegen wird ein Wert, der durch Subtrahieren des Gewichts von in Cyclohexan löslichen Komponenten (z. B. Weichmacher), die keine Polymer-Komponenten sind, und des Gewichts der in Cyclohexan unlöslichen Komponenten (fasriger Füllstoff, Füllstoff, Pigmente, usw.), die keine Polymer-Komponenten sind, vom Gewicht dieses getrockneten Restes erhalten wird, wird als "korrigiertes Anfangsgewicht (X)" definiert.

In diesem Fall kann der Gel-Gehalt (in Cyclohexan unlösliches) durch die folgende Gleichung angegeben werden:

Gel-Gehalt (Gew.-%) = (korrigiertes Endgewicht (Y))/(korrigiertes Anfangsgewicht (X)) × 100.

In der vorliegenden Erfindung wird das thermoplastische Elastomer (C) in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 80 Gew.-Teilen, bevorzugter 10 bis 50 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge an dem oben erwähnten Polyethylenharz (A) und dem Block- Copolymer (B), verwendet.

Durch Verwendung des thermoplastischen Elastomeren (C) in dem oben angegebenen Verhältnis kann die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung erhalten werden, die geeignet ist, ein Außenhautmaterial mit hervorragender Wärmebeständigkeit und guter Kratzfestigkeit bereitzustellen.

(Siliconöl (D))

Das Siliconöl (D), das wahlweise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beinhaltet z. B. Dimethylsiliconöl, Phenylmethylsiliconöl, Fluorsiliconöl, Tetramethyltraphenyltrisiloxan und modifiziertes Siliconöl. Von diesen werden Dimethylsiliconöl und Phenylmethylsiliconöl geeigneter Weise eingesetzt.

Die kinematische Viskosität [JIS K 2283, 25°C] dieser Siliconöle (D) liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 10000 cSt, bevorzugter im Bereich von 100 bis 3000 cSt.

Das oben beschriebene Siliconöl (D) wird in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-Teilen und noch bevorzugter 2 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge an Polyethylenharz (A) und Block-Copolymer (B), verwendet.

Durch Verwendung des oben beschriebenen Siliconöls (D), in dem oben beschriebenen Verhältnis wird die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung, die hervorragende Kratzfestigkeit besitzt, erhalten.

(Weitere Komponenten)

In der vorliegenden Erfindung kann der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung, wenn notwendig, ein Weichmacher zugesetzt werden, so lange dadurch der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht verschlechtert wird.

Es sind Weichmacher, die allgemein für Kautschuke verwendet werden, als Weichmacher geeignet. Genauer ausgedrückt, der Weichmacher umfaßt:
Materialien auf Erdölbasis wie z. B. Weichmacheröl, Gleitmittel, Paraffin, flüssiges Paraffin, Erdölasphalt und Vaseline;
Kohlenteer wie z. B. Steinkohlenteer und Kohlenteerpech;
Fettöle wie z. B. Castoröl, Leinöl, Rapsöl, Sojaöl und Kokosöl;
Wachse wie z. B. Tallöl, Bienenwachs, Carnaubawachs und Lanolin;
Fettsäuren wie z. B. Rizinusölsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure sowie Metallsalze derselben;
synthetische Polymer wie z. B. Erdölharz, Kumaron-Inden-Harz und ataktisches Polypropylen;
Ester-Weichmacher wie z. B. Dioctylphthalat, Dioctyladipat und Dioctylsebacat;
ander mikrokristalline Wachse; flüssige Polybutadien oder modifizierte Produkte desselben oder hydrierte Produkte desselben; und flüssiges Thiokol.

Solche Weichmacher werden in einer Menge von 1 bis 40 Gew.- Teilen, vorzugsweise 3 bis 30 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge aus dem oben genannten Polyethylenharz (A), dem Block-Copolymer (B), dem thermoplastischen Olefinelastomer (C) und dem Sliconöl (D), verwendet. Das thermoplastische Olefinelastomer (C) und das Siliconöl (D) können 0 Gew.-Teile sein, da sie fakultative Komponenten darstellen.

Darüber hinaus kann erfindungsgemäß ein anorganischer Füllstoff der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung, wenn notwendig, zugesetzt werden, so lange dadurch der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.

Solche anorganischen Füllstoffe umfassen beispielsweise Calciumcarbonat, Calciumsilicat, Ton, Kaolin, Talk, Siliciumdioxid, Diatomeenerde, Mikapulver, Asbest, Bariumsulfat, Aluminiumsulfat, Calciumsulfat, Magnesiumcarbonat, Molybdändisulfid, Glasfasern, Glaskugeln, Shirasu-Kugeln, Graphit und Aluminiumoxid.

(Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung)

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung kann durch Vermischen der einzelnen Komponenten, das oben genannte Polyethylenharz (A) und das Block-Copolymer (B), und wenn notwendig, das thermoplastische Olefinelastomer (C) und das Siliconöl (D) und anschließende dynamische Hitzebehandlung des ganzen hergestellt werden.

Dabei bedeutet der Ausdruck "dynamische Hitzebehandlung", daß sie in geschmolzenem Zustand geknetet werden. Die dynamische Hitzebehandlung wird vorzugsweise in einem nicht-offenen Gerät wie z. B. einem Banbury-Mischer, einem monoaxialen Extruder oder einem biaxialen Extruder durchgeführt; sie erfolgt vorzugsweise in einem Inertgas wie Stickstoff. Die Knettemperatur liegt im allgemeinen im Bereich zwischen dem Schmelzpunkt des Polyolefinharzes und 250°C, und die Knetzeit beträgt vorzugsweise 1 bis 10 min. Darüber hinaus liegt die Scherkraft, die während des Knetes angewendet wird, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 10000 s^-1 bei der Schergeschwindigkeit.

LENKRAD FÜR KRAFTFAHRZEUGE

Das erfindungsgemäße Lenkrad für Kraftfahrzeuge umfaßt einen Grundrahmen, der aus den oben genannten Metallen gebildet wird, und das Außenhautmaterial, das aus der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung gebildet wird.

Das Lenkrad für Kraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit Hilfe einer Spritzgußtechnik für Lenkräder für Kraftfahrzeuge, die auf diesem Gebiet bekannt ist, geformt werden.

Ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge, das ein Außenhautmaterial hat, auf dem Narbenmuster ausgebildet sind, kann z. B. hergestellt werden, indem ein Grundrahmen in ein Formwerkzeug, an dessen Oberfläche das gekörnte Muster ausgebildet ist, gelegt wird und die oben genannte Zusammensetzung unter Verwendung des Formwerkzeugs spritzgegossen wird.

Das erfindungsgemäße Lenkrad für Kraftfahrzeuge enthält ein Außenhautmaterial, das die thermoplastische Elastomer- Zusammensetzung enthält, welche das Polyethylenharz (A) und das hydrierte Block-Copolymer (B), das aus dem Polymer-Block (a) aus Styrol oder einem Derivat desselben und dem Isopren- Polymer-Block oder dem Isopren-Butadien-Copolymer-Block (b) besteht, enthält.

Demnach wird erfindungsgemäß ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge bereitgestellt, das ein Außenhautmaterial aus der spritzgießbaren, weichen thermoplastischen Olefinelastomer- Zusammensetzung, die ein geringes spezifisches Gewicht und hervorragende Verschleißbeständigkeit aufweist und die zur Wiederverwertung geeignet ist und hervorragende Griffigkeit ergibt, enthält.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele beschrieben. Allerdings wird die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Komponenten, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet werden, sind wie folgt:

POLYETHYLENHARZ (A)

(A-1) Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 650000
Dichte (d): 0,95 g/cm³

(A-2) Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 450000
Dichte (d): 0,95 g/cm³

(A-3) Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 50000
Dichte (d): 0,95 g/cm³

(A-4) Hochdruck-Polyethylen geringer Dichte (HPLDPE)
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 50000
Dichte (d): 0,92 g/cm³

(A-5) Geradkettiges Polyethylen geringer Dichte (LLDPE)
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 50000
Dichte (d): 0,92 g/cm³

BLOCK-COPOLYMER (B)

(B-1) Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymer

1. Styrol-Gehalt: 20 Gew.-%
2. Gehalt an Isopren-Einheiten, die in 3,4-Position verbunden sind, bezogen auf die gesamten Isopren- Einheiten: 55%
3. Grad der Hydrierung: 99%
4. MFR (ASTM D 1238, 230°C, 2,16 kg Last): 2,5 g/10 min

THERMOPLASTISCHEN OLEFINELASTOMER (C)

(C-1) Thermoplastisches Elastomer, das nach dem folgenden Verfahren hergestellt wird:
75 Gew.-Teile Ethylen-Propyl-5-Ethyliden-2-Norbornen- Copolymerkautschuk, der einen Ethylen-Gehalt von 70 Mol.-%, eine Jodzahl von 12 und ein Mooney-Viskosität (ML_1-4 (100°C)) von 120 hat, und
25 Gew.-Teile Polypropylen, das eine Fließfähigkeit MFR (ASTM D 1238, 230°C, 2,16 kg Last) von 13 g/10 min und eine Dichte von 0,91 g/cm³ hat, wurden 5 min bei 180°C unter Verwendung eines Banbury-Mischers in Stickstoffatmosphäre geknetet. Das resultierende geknetete Produkt wurde zwischen Walzen durchgeführt, um eine Folie zu bilden, welche mit einem Folienschneider unter Herstellung von rechteckigen Pellets geschnitten wurde.

Als nächstes wurden 100 Gew.-Teile der rechteckigen Pellets, 0,3 Gew.-Teil Dicumylperoxid und 0,5 Gew.-Teil Divinylbenzol gerührt und unter Verwendung eines Henschelmischers vermischt. Das resultierende Gemisch wurde bei 220°C in Stickstoffatmosphäre extrudiert, wobei ein monoaxialer Extruder mit einem L/D von 30 und einem Schneckendurchmesser von 50 mm verwendet wurde, um so Pellets aus einem partial vernetzten thermoplastischen Elastomer (C-1) herzustellen.

Der Gel-Gehalt des resultierenden thermoplastischen Elastomers (C-1) war 96%.

SILICONÖL (D)

(D-1) SH200, Handelsbezeichnung SH200, erhältlich von Toray Silicon Co.

HYDRIERTES PRODUKT AUS STYROL-ETHYLEN-BUTYLEN-STYROL-BLOCK- COPOLYMER (SEBS)

Styrol-Gehalt: 20 Gew.-%
Hydrierungsrate: 99%
MFR: 2,1 g/10 min

BEISPIEL 1

20 Gew.-Teile Polyethylen hoher Dichte (A-1), 80 Gew.-Teile Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymer (B-1) und 3 Gew.-Teile Siliconöl SH200 (D-1) wurden in einem Henschel-Mischer gut gerührt und vermischt und wurden dann durch einen biaxialen Extruder, der einen Schneckendurchmesser von 30 mm hatte und auf 200°C eingestellt war, unter Herstellung von Pellets aus der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung geknetet.

Als nächstes wurden an der thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung, die wie oben beschrieben erhalten worden war, Materialbewertungen als Außenhautmaterial sowie Bewertungen für das zu einem Lenkrad für Kraftfahrzeuge geformten Produkt durchgeführt.

(1) Ford-Abriebrest

Die Pellets aus der thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung, die in der oben beschriebenen Weise erhalten worden waren, wurden zur Herstellung einer spritzgegossenen Folie verwendet, welche dann preßgeformt wurde, um 10 folienartige Teststücke 1, die regelmäßigen Narbenmuster aufwiesen und die in Fig. 1 dargestellt sind, herzustellen. Das produzierte Teststück 1 hatte eine Größe von 97 mm Länge, 97 mm Breite und 1 µm Dicke; es hatte ein Narbenmuster mit einer Tiefe von 100 µm und einem Abstand von 280 µm zwischen benachbarten konkaven Bereichen und einem Abstand von 280 µm zwischen benachbarten konvexen Bereichen.

An diesen Teststücken wurde der Ford-Abriebtest durchgeführt. Skizzen des Ford-Abriebtests wurden in Fig. 2 dargestellt.

Zunächst wurde eine stabförmige Vorrichtung 2 mit einem Baumwollsegeltuch 4 (normal #10, JIS L3102) überzogen; die Vorrichtung war an einem Ende zu einem Prisma 3 mit 10 mm im Quadrat ausgebildet und war an dem anderen Ende mit einem Gewicht 5 von 200 g Last versehen.

Als nächstes wurde das Ende der Vorrichtung 2, das mit dem Baumwollsegeltuch 4 überzogen war, mit dem Teststück 1, das das oben genannte regelmäßige Nabenmuster aufwies, in Kontakt gebracht. Die Vorrichtung 2 wurde unter den folgenden Bedingungen in Richtung senkrecht zu der Richtung der Rillen, die in der Oberfläche des Teststücks 1 ausgebildet waren, vorwärts und rückwärts bewegt, um so das Teststück 1 abzunutzen.

(Testbedingungen)

Zyklus der Hin- und Herbewegung: 60 mal/min
Strecke: 40 mm

Die Differenz in der Dicke des Teststücks 1 vor und nach dem Abriebtest wurde als Index verwendet, um die Verschleißbeständigkeit zu beurteilen. Die Differenz in der Dicke des Teststücks vor und nach dem Abriebtest, die als Index verwendet wird, ist ein Mittelwert von 10 Teststücken.

(2) Härtetest

Der Härtetest wurde gemäß JIS K 6301 als JIS A-Härte bestimmt.

(3) Organoleptische Prüfung hinsichtlich eines Gefühls von Klebrigkeit und (4) organoleptische Prüfung hinsichtlich eines Gefühls weicher Griffigkeit

Unter Verwendung der Pellets aus der oben erwähnten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung, das das Herstellungsmaterial für das Außenhautmaterial war, und eines Eisenlegierungskörpers mit einem Durchmesser von 8 mm wurde ein Lenkrad 6 für Kraftfahrzeuge, das in Fig. 3 dargestellt ist, bei einer Formungstemperatur von 230 bis 260°C mit Hilfe einer 550 t-Spritzgußmaschine, die von Toshiba Corporation erhältlich ist, geformt.

Die größte Dicke der Außenhautmaterialschicht betrug 10 mm und die kleinste Dicke der Außenhautmaterialschicht betrug 8 mm im Querschnitt bei einem festen Ring eines Griffteils des Lenkrades 6 für Kraftfahrzeuge, das in der oben beschriebenen Art und Weise erhalten wurde.

Als nächste wurde die Griffigkeit (Gefühl von Klebrigkeit und Gefühl von weicher Griffigkeit) beim Greifen eines Griffs 7 des Lenkrades, das in der oben beschriebenen Weise geformt wurde, von verschiedenen Testpersonen beurteilt. Diese Beurteilungen wurden bei Raumtemperatur durchgeführt und die Beurteilungsresultate wurden durch gegenseitige Diskussion der Testpersonen bestimmt.

<Entscheidungskriterien für das Gefühl von Klebrigkeit<

5: kein Gefühl von Klebrigkeit	besteht (die Prüfung)
4: ganz leichtes Gefühl von Klebrigkeit	besteht
3: leichtes Gefühl von Klebrigkeit	besteht
2: deutliches Gefühl von Klebrigkeit	besteht nicht
1: starkes Gefühl von Klebrigkeit	besteht nicht

<Entscheidungskriterien für das Gefühl von weicher Griffigkeit<

3: fühlt sich weich an	besteht (die Prüfung)
2: fühlt sich etwas weich an	besteht
1: fühlt sich hart an	besteht nicht

Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIELE 2 BIS 11

Beispiel 1 wurde zur Herstellung von Pellets aus der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung wiederholt, außer daß die in Tabelle 1 angegebenen Komponenten in der in Tabelle 1 angegebenen Menge zur Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung verwendet wurden.

Der oben beschriebene Ford-Abriebtest, der Härtetest und die organoleptsiche Prüfung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Beispiel 1 wurde unter Durchführung des oben angeführten Ford-Abriebtests, des Härtetests und der organoleptischen Prüfung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wiederholt, außer daß anstelle der in Beispiel 1 verwendeten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung nur das Styrol- Isopren-Styrol-Block-Copolymer (B-1) verwendet wurde.

Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Beispiel 1 wurde unter Durchführung des oben erwähnten Ford- Abriebtests, des Härtetests und der organoleptischen Prüfung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß das thermoplastische Elastomer (C-1) allein anstelle der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung in Beispiel verwendet wurde, wiederholt.

Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.

Vergleichsbeispiele 3 und 4

Beispiel 1 wurde unter Herstellung von Pellets aus der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß die in Tabelle 1 angegebenen Komponenten in der in Tabelle 1 angegebenen Menge für die Herstellung der thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung verwendet wurden, wiederholt. Der oben beschriebene Ford-Abriebtest, der Härtetest und die organoleptische Prüfung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.

TABELLE 1

TABELLE 1 (Fortsetzung)

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung verwendeten Außenhautmaterialien verglichen mit dem Außenhautmaterial, das in den Vergleichsbeispielen verwendet wurde, wohl ausgeglichene Materialien für das Außenhautmaterial von Lenkrädern sind, da sie hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit und der Griffigkeit überlegen sind, d. h. sie liefern eine hervorragende weiche Griffigkeit und kein oder nur sehr leichtes Gefühl von Klebrigkeit.

Claims

1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge, welches ein Außenhautmaterial enthält, das

A) 10 bis 50 Gew.-Teile Polyethylenharz (A); und
B) 90 bis 50 Gew.-Teile Block-Copolymer (B), das einen Polymer-Block (a) aus Styrol oder einem Derivat desselben und einen Isopren-Polymer-Block oder einen Isopren-Butadien-Copolymer-Block (b) enthält, wobei dieser Polymer- oder Copolymer-Block, bezogen auf die gesamten Isopren-Einheiten, 40% oder mehr Isopren- Einheiten enthält, die in 3,4-Position verbunden sind, und 97% oder mehr der Doppelbindungen hydriert enthält,
und wobei die Gesamtmenge der Komponenten (A) und (B) 100 Gew.-Teile ist, umfaßt.
C) Lenkrad für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, in dem ein partiell vernetztes thermoplastisches Olefinelastomer (C) in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Polyethylenharz (A) und Block-Copolymer (B), mit der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung vermischt ist.
D) Lenkrad für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in dem ein Siliconöl (D) in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Polyethylenharz (A) und Block-Copolymer (B), mit der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung vermischt ist.