DE4219344A1

DE4219344A1 - Langes sandwich-formteil

Info

Publication number: DE4219344A1
Application number: DE19924219344
Authority: DE
Inventors: Junji Koizumi; Hiroshi Mukai; Junji Takeuchi; Takahiko Sato
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2012-06-13
Also published as: DE4219344C2

Description

Die Erfindung betrifft ein langes Sandwich-Formteil wie z. B. eine Seitenzierleiste für ein Kraftfahrzeug, das beispielswei se eine ausgezeichnete Formschönheit nach dem Anbringen bzw. Montieren und eine hervorragende Form- bzw. Maßbeständigkeit hat. Die Erfindung betrifft insbesondere Materialien, die das lange Sandwich-Formteil bilden.

Eine Seitenzierleiste, die als Verzierungs- oder Außenteil z. B. eines Kraftfahrzeugs oder eines Schiffs angewendet wird, muß viele Bedingungen erfüllen. Sie muß nach dem Anbringen formschön sein. Sie muß auch während ihrer Anwendung formbe ständig sein und muß auch eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit und eine hervorragende Befestigbarkeit des Produkts haben.

Der vorstehend erwähnte Ausdruck "ausgezeichnete Formschönheit nach dem Anbringen" bedeutet, daß die Seitenzierleisten an der Tür eines Kraftfahrzeugs o. dgl. befestigt werden können, wobei zwischen der Tür und der Zierleiste kein Zwischenraum gelassen wird oder wobei der Abstand zwischen den Seitenzierleisten, die befestigt worden sind, ein festgelegter Abstand ist.

Der Ausdruck "hervorragende Formbeständigkeit" bedeutet, daß sich die Seitenzierleiste während der Anwendung nicht stark ausdehnt oder zusammenzieht, beispielsweise durch die Tempera turdifferenz zwischen Winter und Sommer oder zwischen Tag und Nacht.

Der Ausdruck "ausgezeichnete Kratzfestigkeit" bedeutet, daß die Oberfläche der Seitenzierleiste während des Anbringens oder während der Anwendung kratzfest ist.

Der Ausdruck "hervorragende Befestigbarkeit des Produkts" be deutet, daß die Seitenzierleiste zum Beispiel an einem Fließ band bzw. in einer Montagestraße für die Fertigung von Kraft fahrzeugen leicht an dem Kraftfahrzeug befestigt werden kann. Wenn die Seitenzierleiste beispielsweise gekrümmt ist, sollte sie befestigt werden, während sie entsprechend der Oberflä chengestalt eines Materials, an dem die Seitenzierleiste zu befestigen ist, aktiv gepreßt wird. Wenn die Seitenzierleiste entweder zu flexibel oder zu steif ist, ist es schwierig, sie anzukleben. Die Befestigbarkeit des Produkts ist infolgedessen schlecht.

Bei langen Formteilen wie z. B. Seitenzierleisten sind bei spielsweise Polypropylenharze verwendet worden, wie beispiels weise in den Japanischen Patentanmeldungen (Kokai) 63-95 252 und 61-2 33 048 gezeigt wird. Es ist jedoch noch nie ein langes Formteil offenbart worden, das die vorstehend erwähnten vier Bedingungen erfüllt.

Besonders in den letzten Jahren bestand ein wachsendes Verlan gen nach ausgezeichneter Formschönheit nach dem Anbringen und nach hervorragender Formbeständigkeit. Zur Befriedigung dieses Verlangens ist eine Verminderung des linearen Ausdehnungskoef fizienten des Materials, das für das lange Formteil verwendet wird, angewandt worden. Als Mittel für das Bewirken einer Ver minderung des linearen Ausdehnungskoeffizienten ist beispiels weise das Vermischen eines faserartigen Füllstoffs wie z. B. Glasfasern mit einem herkömmlichen Material wie z. B. Polypro pylenharz vorgeschlagen worden wie in der Japanischen Patent anmeldung (Kokai) 61-34 047 und in der Japanischen Patentanmel dung (Kokoku) 1-22 299.

Wenn der faserartige Füllstoff jedoch auf diese Weise einge mischt wird, kann ein aus der Mischung erhaltenes langes Form teil Mängel im Aussehen wie z. B. Verziehen (Verbiegen) oder Verdrehen (Verwinden) zeigen. Infolgedessen werden die Form schönheit nach dem Anbringen und die Befestigbarkeit des Pro dukts verschlechtert.

Andere haben vorgeschlagen, als Material, das das Verlangen nach hoher Kratzfestigkeit befriedigt, ein thermoplastisches Elastomer mit einer hohen Rückprallelastizität zu verwenden. Das thermoplastische Elastomer hat jedoch einen hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten. Als es verwendet wurde, waren die Formschönheit nach dem Anbringen und die Formbeständigkeit, die vorstehend erwähnt wurden, nicht zufriedenstellend. Außer dem ist das gesamte Teil, das aus dem thermoplastischen Ela stomer erhalten wird, zu flexibel, und folglich wird die Befe stigbarkeit des Produkts verschlechtert.

Im Hinblick auf solche Probleme bei herkömmlichen Zierleisten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein langes Sandwich- Formteil bereitzustellen, das insbesondere eine ausgezeichnete Formschönheit nach dem Anbringen und eine hervorragende Form beständigkeit hat und auch eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit und eine hervorragende Befestigbarkeit des Produkts zeigt.

Diese Aufgabe wird durch ein langes Formteil gelöst, das eine Hautschicht, die aus einem thermoplastischen Elastomer be steht, und eine Kernschicht aufweist, die mit der Hautschicht beschichtet ist und aus 30 bis 70 Masse% einer aus einem Poly propylenharz bestehenden Matrixphase und 70 bis 30 Massen ei ner dispergierten Phase, die aus Ethylen-α-Olefin-Copolymeren und thermoplastischen Elastomeren auf Styrolbasis ausgewählt ist, besteht.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nach stehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittzeichnung, die eine Seitenzierleiste zeigt, die in jedem der Beispiele 1 bis 3 der Erfindung in ei nem Formwerkzeug geformt wird.

Fig. 2 ist eine perspektivische Zeichnung der Seitenzierleiste von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Senkrechtschnittzeichnung der Seitenzierleiste von Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Schnittzeichnung eines Formwerkzeugs zur Er läuterung eines Verfahrens zur Herstellung der Seitenzierlei ste.

Fig. 5 ist eine Schnittzeichnung eines Formwerkzeugs, die ein in den Hohlraum des in Fig. 4 gezeigten Formwerkzeugs einge spritztes Harz zeigt.

Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung einer Seitenzierleiste, die in jedem der Beispiele 4 bis 12 der Erfindung erhalten wurde.

Fig. 7 ist eine Schnittzeichnung der in Fig. 6 gezeigten Sei tenzierleiste entlang der durch die Pfeile gezeigten Linie A-A.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwi schen dem Füllungsverhältnis einer Kernschicht und dem linea ren Ausdehnungskoeffizienten in den Beispielen 4 bis 6 und den Vergleichsbeispielen C1 bis C3 zeigt.

Das erfindungsgemäße lange Formteil hat eine Sandwich- bzw. Schichtstruktur, die eine innen befindliche Kernschicht und eine Hautschicht aufweist, die die Kernschicht derart umhüllt, daß die Oberfläche der Kernschicht mit der Hautschicht bedeckt ist.

Die Hautschicht wird vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet. Das thermoplastische Elastomer ist ein ma kromolekulares Material, dessen Molekül eine flexible Kompo nente (weiche Segmente bzw. Teilstücke) mit Gummielastizität und eine zur Einschränkung (der Bewegung) des Moleküls dienen de Komponente (harte Segmente bzw. Teilstücke) für die Verhin derung der plastischen Verformung aufweist.

Zu thermoplastischen Elastomeren, die im Rahmen der Erfindung für die Hautschicht verwendbar sind, gehören beispielsweise die folgenden:

1) thermoplastische Elastomere auf Styrolbasis, bei denen harte Segmente aus einem Polystyrol gebildet sind und weiche Segmente z. B. aus einem Polybutadien, einem Polyisopren, einem hydrierten Polybutadien oder einem hydrierten Polyisopren ge bildet sind, wobei diese Elastomere zusätzlich z. B. Polypropy lenharze und Öle enthalten können;
2) thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, bei denen harte Segmente aus einem Polypropylen oder einem Polyethylen gebildet sind und weiche Segmente aus einem Ethylen-Propylen- Kautschuk (EPM) oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) gebildet sind, wobei jedes der vorstehend erwähnten EPM und EPDM partiell oder vollständig vernetzt sein kann;
3) thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis, bei denen harte Segmente aus einem Polyurethan gebildet sind und weiche Segmente aus einem Polyester oder einem Polyether gebildet sind;
4) thermoplastische Polyester-Elastomere, bei denen harte Segmente aus einem Polyester gebildet sind und weiche Segmente aus einem Polyether oder einem Polyester gebildet sind;
5) thermoplastische Polyamid-Elastomere, bei denen harte Seg mente aus einem Polyamid gebildet sind und weiche Segmente aus einem Polyether oder einem Polyester gebildet sind;
6) thermoplastische Elastomere auf Vinylchloridbasis, bei de nen harte Segmente aus kristallinem PVC (Polyvinylchlorid) ge bildet sind und weiche Segmente aus nichtkristallinem PVC ge bildet sind; und
7) andere thermoplastische Elastomere wie z. B. chlorierte Po lyethylene, Isomere und syndiotaktische 1,2-Polybutadiene.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient des vorstehend erwähnten thermoplastischen Elastomers liegt im allgemeinen im Bereich von 10·10^-5 bis 20·10^-5 cm/cm·°C.

Die Kernschicht weist ein Polypropylenharz als Matrixphase und entweder ein Ethylen-α-Olefin-Copolymer oder ein thermoplasti sches Elastomer auf Styrolbasis als dispergierte Phase auf. D. h., die Kernschicht hat eine Mehrphasenstruktur, bei der das thermoplastische Elastomer im Polypropylen-Matrixharz disper giert ist. Die Mehrphasenstruktur erlaubt die Erzielung eines niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten.

Wenn die dispergierte Phase die Gestalt einer Schnur mit einem Schlankheitsverhältnis von 5 oder mehr hat, wird der lineare Ausdehnungskoeffizient weiter vermindert, so daß eine gute Formbeständigkeit erhalten werden kann. In dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Schlankheitsverhältnis" das Abmessungs verhältnis der Länge zum Durchmesser der dispergierten Phase.

Wie vorstehend beschrieben wurde, besteht die Kernschicht aus 30 bis 70 Masse% der Matrixphase und 70 bis 30 Massen der dis pergierten Phase. Wenn der Anteil der dispergierten Phase we niger als 30 Masse% oder mehr als 70 Massen beträgt, nimmt der lineare Ausdehnungskoeffizient der Kernschicht zu.

Als das vorstehend erwähnte Polypropylenharz können Homopoly propylene; statistische Copolymere und Blockcopolymere, bei spielsweise statistische Propylen-Ethylen-Copolymere und Pro pylen-Ethylen-Blockcopolymere; und Mischungen davon verwendet werden. Die Viskosität, der Polymerisationsgrad u. dgl. des Po lypropylenharzes sind nicht entscheidend.

Der Ethyleneinheitengehalt dieser Copolymere und Mischungen liegt vorzugsweise zwischen 0 und 15%. Wenn er mehr als 15% beträgt, wird ihre Steifigkeit verschlechtert.

Anstelle eines Teils des vorstehend erwähnten Polypropylenhar zes kann in Abhängigkeit von der Art des thermoplastischen Elastomers für die Hautschicht ein Polyolefinharz verwendet werden, das mit einer Carbonsäure, einem Carbonsäureanhydrid oder einer funktionellen Gruppe wie z. B. einer Hydroxylgruppe modifiziert ist. Die Verwendung dieses modifizierten Polyole finharzes verbessert die Haftung zwischen der Kernschicht und der Hautschicht.

Dies ist besonders wirksam, wenn die Hautschicht ein polares Elastomer wie z. B. ein Polyester-Elastomer, ein Polyamid-Ela stomer oder ein Polyurethan-Elastomer enthält.

Das Ethylen-α-Olefin-Copolymer ist ein Copolymer von Ethylen und einem α-Olefin wie z. B. Propylen, Buten-1, Hexen-1, Decen- 1,4-Methylbuten-1 oder 4-Methylpenten-1 als Comonomer. Von solchen Ethylen-α-Olefin-Copolymeren hat ein Copolymer, das unter Verwendung von Propylen als α-Olefin erhalten wird, d. h., Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), einen besonders niedri gen linearen Ausdehnungskoeffizienten.

Das Ethylen-α-Olefin-Copolymer ist vorzugsweise eines, das ei ne Mooney-Viskosität ML₁₊₄(100°C) von weniger als 70 hat, da der lineare Ausdehnungskoeffizient zunimmt, wenn die Mooney- Viskosität ML₁₊₄(100°C) mehr als 70 beträgt. Seine Mooney- Viskosität ML₁₊₄(100°C) beträgt vorzugsweise weniger als 65 und insbesondere weniger als 60.

Zu dem thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis gehören beispielsweise Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymere (SEBS), Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere (SBS), Styrol- Isopren-Styrol-Blockcopolymere (515) und Styrol-Ethylen-Propy len-Copolymere (SEP).

Bei diesen Elastomeren bilden Reste eines Polystyrols harte Segmente, und Reste z. B. eines Polybutadiens, eines Polyiso prens, eines hydrierten Polybutadiens oder eines hydrierten Polyisoprens bilden weiche Segmente.

Der Biegemodul der Kernschicht liegt vorzugsweise zwischen 19,6 und 98,1 kN/cm², insbesondere zwischen 29,4 und 78,4 N/ cm², um eine optimale Befestigbarkeit des Produkts zu erlau ben. Solch ein Biegemodul kann beispielsweise erzielt werden, indem die Art und die zugesetzte Menge des (der) nachstehend beschriebenen Füllstoffs (Füllstoffe) eingestellt werden.

Es wird bevorzugt, der Kernschicht den (die) Füllstoff (e) in einer Menge von 1 bis 40 Massen zuzusetzen, um die Härte und die Steifigkeit der Kernschicht und des gesamten langen Form teils einzustellen. Wenn die Füllstoffmenge 40 Massen über schreitet, werden die Härte und die Steifigkeit zu hoch. Dies ist nicht erwünscht.

Zu dem (den) Füllstoff(en) gehören nichtfaserartige Füllstoffe wie z. B. Calciumcarbonat, Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid und Bariumsulfat und faserartige Füllstoffe mit einem Faser durchmesser von 3 µm oder darunter.

Die faserartigen Füllstoffe können Füllstoffe im faserartigen Zustand wie z. B. Kaliumtitanatwhisker, Magnesiumoxidsulfat whisker, Zinkoxidwhisker, Wollastonit, Glasfasern und Kohlen stoffasern sein. Die faserartigen Füllstoffe tragen durch die Wechselwirkung zwischen den faserartigen Füllstoffen und der vorstehend erwähnten dispergierten Phase in hohem Maße zur Verminderung des linearen Ausdehnungskoeffizienten bei. Von den vorstehend als Beispiele erwähnten faserartigen Füllstoffen werden unter dem Gesichtspunkt der Materialeigenschaften und der Formbeständigkeit Whisker mit einem Faserdurchmesser von 1 µm oder darunter wie z. B. Kaliumtitanatwhisker bevorzugt.

Die Kernschicht mit der vorstehend beschriebenen Zusammenset zung hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 10·10^-5 cm/cm·°C oder darunter. Ihr linearer Ausdehnungskoeffizient kann durch die Einstellung des Schlankheitsverhältnisses der dispergierten Phase, die Wahl der Art des (der) Füllstoffs (Füllstoffe) und die Einstellung der Menge des (der) Füllstof fes (Füllstoffe) auf etwa 3·10^-5 cm/cm·°C vermindert werden.

Das Verhältnis des Biegemoduls der Kernschicht zu dem Biegemo dul der Hautschicht sollte 3,0 oder mehr betragen. Wenn es we niger als 3,0 beträgt, zeigt die Kernschicht ihre Eigenschaft, die lineare Ausdehnung zu vermindern, nicht wirksam, so daß die Aufgabe der Erfindung nicht gelöst werden kann.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient der Hautschicht ist größer als der der Kernschicht. Die Eigenschaft der Kernschicht, die lineare Ausdehnung zu vermindern, wird jedoch vorwiegend da durch gezeigt, daß das Verhältnis des Biegemoduls der Kern schicht zu dem Biegemodul der Hautschicht auf 3,0 oder mehr eingestellt wird, wie es vorstehend beschrieben wurde. Folglich wird der lineare Ausdehnungskoeffizient des gesamten lan gen Formteils durch die synergistische Wirkung der Hautschicht und der Kernschicht vermindert.

Das heißt, der lineare Ausdehnungskoeffizient kann noch kleiner sein als der Wert des linearen Ausdehnungskoeffizienten, der auf der Grundlage der additiven Wirkung (Additivitätsregel) berechnet wird, indem der lineare Ausdehnungskoeffizient der Hautschicht allein und der lineare Ausdehnungskoeffizient der Kernschicht allein addiert werden. Die Formschönheit nach dem Anbringen und die Formbeständigkeit des gesamten langen Form teils werden infolgedessen verbessert.

Die Sandwichstruktur des langen Formteils hat vorzugsweise ein zwischen 10 und 90% liegendes Füllungsverhältnis der Kern schicht. Wenn das Füllungsverhältnis unter 10% liegt, ist die Kernschicht dünn, und das gesamte lange Formteil wird zu fle xibel und neigt dazu, einen hohen linearen Ausdehnungskoeffi zienten zu haben. Wenn das Füllungsverhältnis andererseits 90% überschreitet, wird die Kernschicht dick, und das gesamte lange Formteil neigt dazu, eine ungenügende Flexibilität zu haben.

Der vorstehend erwähnte Ausdruck "Füllungsverhältnis der Kern schicht" bedeutet das als Masseprozent ausgedrückte Verhältnis des Bereichs der Kernschicht in einem Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des langen Formteils zu dem Bereich des Querschnitts.

Im Rahmen der Erfindung kann entweder die Hautschicht oder die Kernschicht außer den vorstehend erwähnten Bestandteilen z. B. Gleitmittel, antistatische Mittel, Keimbildner, Pigmente, Flammenverzögerungsmittel, Extender bzw. Streckmittel und Ver arbeitungshilfsmittel enthalten.

Die vorstehend erwähnten Bestandteile werden durch Schmelzkne ten mit einem Kneter wie z. B. einem Einschneckenextruder, ei nem Doppelschneckenextruder, einer Knetvorrichtung, einem Bra bender-Mischer oder einem Banbury-Mischer vermischt. Nach dem Schmelzkneten wird die erhaltene Mischung im allgemeinen pel letiert.

Aus der auf diese Weise erhaltenen Mischung wird z. B. durch Sandwich-Spritzguß oder Zweischichten-Strangpressen ein ge wünschtes langes Formteil mit einer Sandwichstruktur geformt.

Zu langen Formteilen, auf die die Erfindung anwendbar ist, ge hören z. B. Innen- und Außenausstattungen von Kraftfahrzeugen. Zu den vorstehend erwähnten Außenausstattungen gehören z. B. verschiedene Zierleisten, Stoßstangen, Spoiler und Kipphebel verkleidungen. Zu den vorstehend erwähnten Innenausstattungen gehören z. B. Säulen und Verzierungen.

Das erfindungsgemäße lange Sandwich-Formteil hat einen linea ren Ausdehnungskoeffizienten mit einem so niedrigen Wert wie 2·10^-5 bis 8·10^-5 cm/cm·°C, weshalb es sich bei einer Tempera turänderung minimal ausdehnt oder zusammenzieht, so daß es ei ne hohe Formbeständigkeit hat. Auch in dem Fall, daß das lange Sandwich-Formteil in Form einer Seitenzierleiste erhalten wor den ist und an der Tür eines Kraftfahrzeugs befestigt wird, wird der Zwischenraum zwischen dieser und der benachbarten Seitenleiste wegen der hohen Formbeständigkeit eng gehalten, und die Seitenzierleisten sind folglich nach dem Anbringen sehr formschön.

Die Oberfläche des langen Formteils weist einen Überzug, d. h., eine Hautschicht, die aus einem flexiblen thermoplastischen Elastomer besteht, auf. Das lange Formteil hat infolgedessen eine hohe Kratzfestigkeit.

Ferner besteht die Oberfläche des langen Formteils, wie vor stehend beschrieben wurde, aus einer Hautschicht mit einer verhältnismäßig hohen Flexibilität, und der innere Teil des langen Formteils besteht aus einer Kernschicht mit einem hohen Biegemodul und einer hohen mechanischen Festigkeit. Das lange Formteil als Ganzes hat folglich außen eine geeignete Flexibi lität und Härte. Es kann infolgedessen leicht entsprechend der Oberflächengestalt eines Materials, an dem es zu befestigen ist, befestigt werden, d. h., es hat eine gute Befestigbarkeit des Produkts.

Es ist nicht klar, warum das lange Formteil als Ganzes einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat, wie er vor stehend beschrieben wurde. Der lineare Ausdehnungskoeffizient der Hautschicht und der Kernschicht und das Verhältnis zwi schen den Werten ihres Biegemoduls sind Hauptursachen für den niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten.

D.h., die Hautschicht, die aus einem thermoplastischen Elasto mer besteht, hat im allgemeinen einen linearen Ausdehnungsko effizienten von 10·10^-5 bis 20·10^-5 cm/cm·°C, wie auch aus den nachstehend beschriebenen Beispielen ersichtlich ist. Anderer seits ist in der Kernschicht mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung eine dispergierte Phase aus einem Ethylen-α- Olefin-Copolymer oder einem thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis in Form von Inseln in einer Matrixphase aus einem Polypropylenharz dispergiert. Die in Form von Inseln disper gierte Phase trägt in hohem Maße zur Verminderung des linearen Ausdehnungskoeffizienten der Matrixphase bei. Die Kernschicht hat deshalb einen linearen Ausdehnungskoeffizienten mit einem so niedrigen Wert wie 10·10^-5 cm/cm·°C.

Der lineare Ausdehnungskoeffizient eines Sandwich-Formteils als Ganzen ist im allgemeinen ein Wert, der gemäß einer Addi tivitätsregel aus den Werten des linearen Ausdehnungskoeffizi enten der Hautschicht und der Kernschicht berechnet wird. Der Wert, der gemäß der Additivitätsregel berechnet wird (nach stehend als "Additivitätsregelwert" bezeichnet), (CT), ist ein Wert, der durch die folgende Gleichung berechnet wird:

CT = a · CS + b · CC,

worin a das Füllungsverhältnis (Masse%) der Hautschicht ist, C5 der lineare Ausdehnungskoeffizient der Hautschicht ist, b das Füllungsverhältnis (Masse%) der Kernschicht ist und CC der lineare Ausdehnungskoeffizient der Kernschicht ist. Der Aus druck "Füllungsverhältnis der Hautschicht" und der Ausdruck "Füllungsverhältnis der Kernschicht" bedeuten das als Masse prozent ausgedrückte Verhältnis des Bereichs der Hautschicht bzw. des Bereichs der Kernschicht in einem Querschnitt senk recht zu der Längsrichtung des langen Formteils zu dem Bereich des Querschnitts.

Das lange Sandwich-Formteil der Erfindung hat jedoch einen li nearen Ausdehnungskoeffizienten, der so niedrig ist, daß er 40 bis 60% des Wertes beträgt, der als der vorstehend erwähnte Additivitätsregelwert berechnet worden ist. Ein so niedriger linearer Ausdehnungskoeffizient wird vorzugsweise bei einem 3,0 oder mehr betragenden Verhältnis des Biegemoduls der Kern schicht zu dem Biegemodul der Hautschicht erhalten.

Dem langen Formteil der Erfindung kann folglich ein niedriger linearer Ausdehnungskoeffizient verliehen werden, indem für die Hautschicht und die Kernschicht die vorstehend erwähnten Materialien gewählt werden und das vorstehend erwähnte Biege modulverhältnis vorzugsweise auf einen Wert in dem vorstehend erwähnten Bereich eingestellt wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung ein langes Sandwich-Formteil erhalten werden, das nicht nur eine ausgezeichnete Formschönheit nach dem Anbringen und eine her vorragende Formbeständigkeit, sondern auch eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit und eine hervorragende Befestigbarkeit des Produkts zeigt.

Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Be zugnahme auf Fig. 1 bis 5 erläutert.

Fig. 2 ist eine perspektivische Teilzeichnung einer Seiten zierleiste von jedem der Beispiele.

Fig. 3 ist eine Senkrechtschnittzeichnung der Seitenzierleiste 1.

Die Seitenzierleiste 1 von jedem Beispiel ist lang und hat ei ne halbzylindrische Querschnittsgestalt und eine Zweischich tenstruktur, die eine Hautschicht 2 und eine Kernschicht 3 aufweist.

Die Hautschicht 2 ist aus einem thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis gebildet, das hauptsächlich aus SEBS besteht. Andererseits ist die Kernschicht 3 aus jeder der nachstehend beschriebenen Harzmischungen gebildet, die hauptsächlich aus PP (Polypropylen) bestehen.

Die Seitenzierleiste 1 wird durch ein herkömmliches Sandwich- Spritzgußverfahren gebildet. Fig. 4 zeigt einen langen Hohl raum 6, der der Gestalt der Seitenzierleiste entspricht und unter Anwendung eines feststehenden Werkzeugs 4, das in Fig. 4 an der oberen Seite angeordnet ist, und eines beweglichen Werkzeugs 5, das in Fig. 4 an der unteren Seite angeordnet ist, gebildet wird. In Fig. 5 wird das Harz für die Bildung der Hautschicht 2 durch einen Steg 7, der sich an einem Ende des Hohlraums 6 in der Längsrichtung des Hohlraums 6 befindet, in den Hohlraum 6 eingespritzt. Einige Sekunden nach dem Ein spritzen wird die Harzmischung für die Bildung der Kernschicht 3 in den Hohlraum 6 eingespritzt. Das vorstehend erwähnte Ver fahren erlaubt, daß das Harz für die Bildung der Hautschicht 2 durch die Harzmischung für die Bildung der Kernschicht 3 der art gedrückt wird, daß es von links nach rechts in Fig. 5 in den Hohlraum 6 fließt. Schließlich wird das Harz für die Bil dung der Hautschicht 2 wieder in den Hohlraum 6 eingespritzt, wonach das Harz und die Harzmischung gekühlt und verfestigt werden. Die Hautschicht und die Kernschicht, die auf diese Weise verfestigt worden sind, erreichen jeweils den in Fig. 1 gezeigten Zustand. Das bewegliche Werkzeug 5 wird in Fig. 1 nach unten bewegt, und das geformte Produkt wird unter Anwen dung einer (nicht gezeigten) Vorrichtung, die sich im festste henden Werkzeug 4 befindet, entfernt, wodurch die Seitenzier leiste 1 erhalten werden kann.

In den Beispielen und in den Vergleichsbeispielen wurden durch Veränderung der Zusammensetzung der hauptsächlich aus PP be stehenden Kernschicht 3 vier Arten von Kernschichten 3 (Kerne A, B, C und D) hergestellt. Ihre Zusammensetzungen sind in Ta belle 1 gezeigt. Als PP wurden zwei Block-PP (1 . . . BC-03C und 2 . . . BC-05C, Handelsbezeichnungen, hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.) und ein modifiziertes PP (QE-050, Handelsbezeichnung, hergestellt durch Mitsui Petro chemical Industries Ltd.) verwendet. Als Ethylen-α-Olefin-Co polymere wurden drei Copolymere (EP9IIP, EP02P und EPO7P, Han delsbezeichnungen, hergestellt durch Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) verwendet. Als Zusatzstoffe wurden Kaliumtitanat whisker (Tismo D, Handelsbezeichnung, hergestellt durch Otsuka Chemical Co.), Talk (LMR#100 und LMS#100, Handelsbezeichnun gen, hergestellt durch Fuji Talc Co.) und Glasfasern (CS- 03MA486A, Handelsbezeichnung, hergestellt durch Asahi Fiber Glass Co., Ltd.) verwendet. Die Einheit aller Zahlen in Tabel le 1 ist Massen.

Tabelle 1

Andererseits war die Hautschicht 2 ein thermoplastisches Ela stomer auf Styrolbasis (Rubberon SJ9400, Handelsbezeichnung, hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.; Biegemo dul 11,8 kN/cm²). Seitenzierleisten wurden in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt, wobei die Materialien verän dert wurden, und ihre Gebrauchseigenschaften wurden bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2 zeigt für die Beispiele 1 bis 3, die die Bedingungen der Erfindung erfüllen, daß die Kratzfestigkeit natürlich hoch war, daß bezüglich des linearen Ausdehnungskoeffizienten Ge brauchseigenschaften erzielt werden konnten, die im wesentli chen gleich denen des Kernmaterials allein waren, und daß auch die Formschönheit und die Formbeständigkeit ausgezeichnet wa ren. Zufriedenstellende Ergebnisse konnten insbesondere erhal ten werden, wenn die dispergierte Phase der Kernschicht 3 ein Schlankheitsverhältnis von 5 oder mehr hatte. Ferner konnten eine geeignete Steifigkeit und eine hervorragende Befestigbar keit des Produkts erzielt werden, weil die Kernschicht 3 durch Sandwich-Spritzguß gebildet wurde.

Andererseits hatte eine Seitenzierleiste, die zu 100% aus ei nem Material für eine Hautschicht bestand, (Vergleichsbeispiel 3) einen hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten, und ihre Formschönheit und Formbeständigkeit waren nicht zufriedenstel lend. Außerdem hatte die Seitenzierleiste eine etwas geringere Befestigbarkeit des Produkts, weil der Biegemodul des erwähn ten Materials niedrig war.

Eine Seitenzierleiste, die zu 100% aus einem Material für eine Kernschicht bestand, (Vergleichsbeispiel 2) hatte einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten und war nicht ver zogen. Sie hatte folglich eine zufriedenstellende Befestigbar keit des Produkts, Formschönheit und Formbeständigkeit. Sie konnte jedoch leicht zerkratzt werden, weil die Matrixkompo nente aus PP bestand.

Als Glasfasern eingemischt wurden, jedoch kein Ethylen-α-Ole fin-Gopolymer verwendet wurde, (Vergleichsbeispiel 1) hatte die erhaltene Seitenzierleiste einen niedrigen linearen Aus dehnungskoeffizienten, war jedoch stark verzogen und hatte ei ne schlechte Befestigbarkeit des Produkts.

Beispiele 4 bis 12 und Vergleichsbeispiele C1 bis C6

Beispiele der Erfindung werden nachstehend zusammen mit Ver gleichsbeispielen erläutert.

Als lange Sandwich-Formteile wurden durch Sandwich-Spritzguß Seitenzierleisten für Kraftfahrzeuge hergestellt, und Eigen schaften wie z. B. ihr linearer Ausdehnungskoeffizient und ihre Kratzfestigkeit wurden geprüft.

Wie in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt ist, waren die Seitenzierlei sten 1 lange Sandwich-Formteile, die aus einer Hautschicht 12 und einer mit der Hautschicht 12 überzogenen Kernschicht 11 bestanden. Die Seitenzierleisten 1 hatten eine Länge Q von 110 cm, eine Höhe R von 5 mm und eine Bodenbreite P von 3 cm. Ihr oberer Teil war halbzylindrisch. Die Breite C eines Fo lienstegs 15 während des Spritzgießens der Seitenzierleiste 1 betrug etwa 4,5 cm.

Die vorstehend erwähnten Sandwich-Seitenzierleisten 1 wurden durch Sandwich-Spritzguß erhalten. Sie wurden im einzelnen ge formt, indem in den Hohlraum einer Form zuerst ein erweichtes Material für die Hautschicht eingespritzt wurde, danach in das Material für die Hautschicht ein erweichtes Material für die Kernschicht eingespritzt wurde und die Materialien dann in dem Hohlraum abgekühlt wurden.

Tabelle 3 zeigt die Zusammensetzung der Materialien für die Kernschicht (Kerne K bis Q) der auf die vorstehend beschriebe ne Weise durch Spritzguß geformten Seitenzierleisten.

In Tabelle 3 sind ferner die Anteile der Bestandteile der Ma trixphase, der dispergierten Phase und des Füllstoffs der Ma terialien für die Kernschicht und das Schlankheitsverhältnis der dispergierten Phase aufgeführt.

Die Anteile der Bestandteile sind als Masseteile gezeigt. Die Summe der Matrixphase und der dispergierten Phase beträgt in folgedessen 100 Masseteile.

Die Polypropylenharze (PP), die in Tabelle 3 als Matrixphase verwendet werden, sind nachstehend beschrieben:

(1) Block-PP: BC-03F (hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.).
(2) Block-PP: BC-03C (hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.).
(3) Block-PP: BC-05C (hergestellt durch Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.).

Die modifizierten Polyolefinharze, die in Tabelle 3 als Matrixphase verwendet werden, sind nachstehend beschrieben:

(1) Mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes PP: QE-050 (hergestellt durch Mitsui Petrochemical Industries Ltd.).
(2) Polyol vom Polyolefintyp: Polytail H (hergestellt durch Mitsubishi Chemical Industries Ltd.).

Die Bestandteile der dispergierten Phase sind nachstehend beschrieben:

(1) Ethylen-α-Olefin-Copolymer: EP-911P (hergestellt durch Japan Synthetic Rubber C., Ltd.).
(2) Ethylen-α-Olefin-Copolymer: EP-02P (hergestellt durch Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.).
(3) Ethylen-α-Olefin-Copolymer: EP-07P (hergestellt durch Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.).
(4) SEBS (thermoplastischer Elastomerbestandteil auf Styrolbasis): KRATON G1657 (hergestellt durch Shell Chemical Co.).

Die Füllstoffbestandteile sind nachstehend beschriebyen:

(1) Kaliumtitanatwhisker: Tismo D (hergestellt durch Otsuka Chemical Co.).
(2) Talk: LMR#100 (hergestellt durch Fuji Talc Co.).
(3) Talk: LMS#100 (hergestellt durch Fuji Talc Co.).
(4) Glasfasern: CS03MA486A (hergestellt durch Asahi Fiber Glass Co.).

Tabelle 4 zeigt das Material für die Hautschicht und das Mate rial für die Kernschicht und Eigenschaften der auf die vorste hend beschriebene Weise durch Spritzguß geformten Seitenzier leisten.

In Tabelle 4 beziehen sich die Materialnamen (Häute A bis F und Kerne K bis Q) im Abschnitt "Material für die Haut schicht" und im Abschnitt "Material für die Kernschicht" auf die nachstehend und die in Tabelle 3 beschriebenen Materiali en, die in den Beispielen oder den Vergleichsbeispielen ver wendet wurden. Tabelle 4 zeigt auch den Biegemodul und den li nearen Ausdehnungskoeffizienten des Materials für die Haut schicht und des Materials für die Kernschicht und das Verhält nis des Biegemoduls des Materials für die Kernschicht zu dem Biegemodul des Materials für die Hautschicht.

Tabelle 4 zeigt ferner das Füllungsverhältnis der Kernschicht in den erhaltenen Seitenzierleisten, ihren gemäß der Additivi tätsregel berechneten linearen Ausdehnungskoeffizienten W, den gemessenen linearen Ausdehnungskoeffizienten Y jeder Seiten zierleiste, die Differenz zwischen W und Y (W-Y) und die Kratzfestigkeit, die Beständigkeit gegen Verziehen und die Be festigbarkeit des Produkts der Seitenzierleisten. Die in Ta belle 4 bezüglich der Kratzfestigkeit, der Beständigkeit gegen Verziehen und der Befestigbarkeit des Produkts gezeigten Be wertungssymbole haben folgende Bedeutung: ○: zufriedenstel lend, ×: nicht akzeptierbar, Δ: dazwischenliegend.

Die vorstehend erwähnten Materialien für die Hautschicht (Häu te A bis F) sind die folgenden:

(1) Haut A; ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis: Milastomer 9590B (hergestellt durch Mitsui Petrochemical Industries Ltd.).
(2) Haut B; ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis: Milastomer 9070B (hergestellt durch Mitsui Petrochemical Industries Ltd.).
(3) Haut C; ein thermoplastisches Polyester-Elastomer: Pelprene S-6001 (Toyobo Co., Ltd.).
(4) Haut D; ein thermoplastisches Polyester-Elastomer: Pelprene S-1001 (Toyobo Co., Ltd.).
(5) Haut E; ein thermoplastisches Elastomer auf Styrolbasis: RUBBERON SJ9400B (hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd.).
(6) Haut F; ein thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis: Pandex T-1190 (hergestellt durch Dainippon Ink and Chemicals, Inc.).

Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, hat der gemessene lineare Ausdehnungskoeffizient der Seitenzierleisten der Beispiele 4 bis 12 der Erfindung einen so niedrigen Wert wie 3,2·10^-5 bis 6,9·10^-5 cm/cm·°C. Andererseits ist der gemessene lineare Aus dehnungskoeffizient der Seitenzierleisten der Vergleichsbei spiele C1 bis C4 so hoch wie 6,8·10^-5 bis 10,1·10^-5 cm/cm·°C, weil das Verhältnis des Biegemoduls der Kernschicht zu dem der Hautschicht einen so niedrigen Wert wie 1,6 oder 1,1 hat.

Im Vergleichsbeispiel C5 wird ein Biegemodulverhältnis von 5 angewandt, jedoch enthält das Material für die Kernschicht (Kern O in Tabelle 3) keine dispergierte Phase. Deshalb hat die Seitenzierleiste des Vergleichsbeispiels C5 einen niedri gen linearen Ausdehnungskoeffizienten, jedoch eine schlechte Beständigkeit gegen Verziehen und eine schlechte Befestigbar keit des Produkts (Bewertungssymbol × in Tabelle 4).

Die Seitenzierleiste des Vergleichsbeispiels C6 weist nur eine Kernschicht ohne Hautschicht auf. Diese Seitenzierleiste hat eine ungenügende Kratzfestigkeit und eine ungenügende Befe stigbarkeit des Produkts.

Der Additivitätsregelwert W des linearen Ausdehnungskoeffizi enten, sein gemessener Wert Y und die Differenz zwischen die sen Werten (W-Y) sind in Tabelle 4 zusammen gezeigt. Ein Verfahren zur Berechnung des Additivitätsregelwertes ist vor stehend beschrieben worden. Tabelle 4 zeigt, daß der Additivi tätsregelwert W in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen (mit Ausnahme von Vergleichsbeispiel C5, bei dem keine disper gierte Phase verwendet wurde, und von Vergleichsbeispiel C6, bei dem keine Hautschicht gebildet wurde) zwischen 7,7·10^-5 und 11,6·10^-5 cm/cm·°C liegt.

Die Beispiele 4 bis 12 der Erfindung zeigen, daß der gemessene Wert Y niedrig ist, wie es vorstehend beschrieben wurde, und daß die Differenz (W-Y) so hoch wie 3,8·10^-5 bis 6,4·10^-5 cm/cm·°C ist.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung ein langes Sandwich-Formteil erhalten werden, das als Ganzes einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten sowie eine ausge zeichnete Formschönheit nach dem Anbringen und eine hervorra gende Formbeständigkeit hat.

Ferner kann ein langes Sandwich-Formteil erhalten werden, das eine hohe Kratzfestigkeit und eine hervorragende Befestigbar keit des Produkts hat und verziehungsfrei ist.

Fig. 8 zeigt für die Beispiele 4 bis 6 und die Vergleichsbei spiele C1 bis C3 in graphischer Form die Beziehung zwischen dem Füllungsverhältnis der Kernschicht und dem linearen Aus dehnungskoeffizienten.

In Fig. 8 ist die vorstehend erwähnte Beziehung auch für Ver gleichsbeispiel C6 feine Seitenzierleiste, die nur aus einer Kernschicht besteht (Füllungsverhältnis: 100%) und für Ver gleichsbeispiel C7 (eine Seitenzierleiste, die nur aus einer Hautschicht besteht) gezeigt. Im Vergleichsbeispiel C7 wurde nur das Material verwendet, das in den Beispielen 4 bis 6 als Material für die Hautschicht verwendet wurde.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, sind die Werte des linearen Ausdehnungskoeffizienten der Seitenzierleisten der Vergleichs beispiele C1 bis C3 etwas niedriger als die entsprechenden Werte auf einer Geraden, die die Punkte verbindet, die für Vergleichsbeispiel C6 (Füllungsverhältnis der Kernschicht: 100% bzw. für Vergleichsbeispiel C7 (Füllungsverhältnis der Kernschicht: 0%, d. h., nur Hautschicht) erhalten werden.

Im Gegensatz dazu sind die Werte des linearen Ausdehnungskoef fizienten der Seitenzierleisten der Beispiele 4 bis 6 der Er findung beträchtlich niedriger als die Werte der Seitenzier leisten der Vergleichsbeispiele C1 bis C3, bei denen dieselben Füllungsverhältnisse wie bei den Beispielen 4 bis 6 angewandt wurden. Dies liegt daran, daß das vorerwähnte Biegemodulver hältnis erfindungsgemäß auf 3,0 oder mehr eingestellt wird.

Claims

1. Langes Formteil, das eine Hautschicht und eine Kernschicht aufweist, die mit der Hautschicht beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautschicht aus einem thermo plastischen Elastomer gebildet ist und die Kernschicht aus:

a) 30 bis 70 Masse% einer aus einem Polypropylenharz bestehen den Matrixphase und
b) den restlichen 70 bis 30 Masse% einer dispergierten Phase besteht, die aus Ethylen-α-Olefin-Copolymeren und thermopla stischen Elastomeren auf Styrolbasis ausgewählt ist.

2. Langes Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer ein thermoplastisches Ela stomer auf Styrolbasis ist.

3. Langes Formteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lange Formteil eine Seitenzierleiste ist.

4. Langes Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Biegemoduls der Kernschicht zum Biege modul der Hautschicht 3,0 oder mehr beträgt.

5. Langes Formteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Sandwich-Spritzguß gebildet wird.

6. Langes Formteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Sandwich-Spritzguß gebildet wird.