DE4322108C2

DE4322108C2 - Verstärkte Polypropylenharzmischung und daraus hergestellte Radkappe

Info

Publication number: DE4322108C2
Application number: DE4322108A
Authority: DE
Inventors: Junji Koizumi; Haruyasu Mizutani
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2013-07-03
Also published as: DE4322108A1; US5883159A

Description

Die Erfindung betrifft eine verstärkte Polypropylenharzmi schung, die nur kleine Vorsprünge von Schweißstellen bzw. Näh ten hat, wenn sie geformt worden ist, und deren Verwendung zur Herstellung einer Radkappe, die eine ausgezeichnete Qualität des Aussehens, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und ausge zeichnete mechanische Eigenschaften wie z. B. Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Biegemodul hat.

Glasfaserverstärkte Polypropylenharzmischungen (nachstehend als verstärktes PPG bezeichnet) werden weithin bei Industrieerzeug nissen wie z. B. Kraftfahrzeugteilen, Teilen elektrischer Ausrü stungen u. dgl. verwendet, weil sie im allgemeinen bei niedrigen Kosten eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Steifigkeit und Wärmebeständigkeit liefern. Spezielle Beispiele für die Kraftfahrzeugteile sind Motorraumteile wie z. B. ein Batterie trog, Kernmaterial für ein Armaturenbrett, Zahnriemenabdeckung, Lüfterhaube u. dgl. Seit kurzem ist die Verwendung von verstärk ten PPG-Mischungen bei Außenzierteilen wie z. B. Kotflügeln bzw. Schutzblechen, Trittbrettern, Radkappen u. dgl. untersucht wor den.

Die US-PS 4,603,153 betrifft eine glasfaserverstärkte Harzzusammensetzung, wobei eine spezielle Polypropylen- Harzzusammensetzung Glasfasern enthält. Diese Glasfasern sind nicht beschichtet. Diese Druckschrift lehrt vielmehr, daß das Formänderungsvermögen eines mit der Harzzusammensetzung gebildeten Formteils zu reduzieren ist durch Verwendung von Glasfasern mit einem Durchschnitts-Durchmesser von 10 µm oder weniger. Eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit und der Formbarkeit wird durch das Vermischen von speziell modifiziertem Polypropylen mit einer bestimmten Pigmentkomponente erreicht.

Aus der DE-OS 21 18 390 ist eine Polypropylen-Harzmischung bekannt, die mit Epoxyharz beschichtete Glasfasern enthält.

Radkappen werden beispielsweise verwendet, um Klemmbolzen von Rädern zu schützen und das Aussehen von Rädern an einem Kraft fahrzeug zu verbessern. In der Japanischen Gebrauchsmusteran meldung (Kokai) 1-62333 und in der Japanischen Patentanmeldung (Kokai) 3-137150 ist ein verstärkter PPG offenbart, der wegen seiner ausgezeichneten mechanischen Festigkeit, Steifigkeit und Wärmebeständigkeit und niedriger Kosten als Material für Rad kappen verwendet wird.

Das schwerste Problem bei der Verwendung eines verstärkten PPG in Außenzierteilen einschließlich Radkappen ist, daß ein aus dem verstärkten PPG hergestelltes Harzformteil eine schlechte Qualität des Aussehens der Oberfläche hat, weil es Glasfasern enthält.

Zur Verbesserung des Aussehens der Oberfläche sind deshalb in der Japanischen Patentanmeldung (Kokoku) 1-32856 der Zusatz ei ner anorganischen Substanz wie z. B. Bariumsulfat, Calciumcar bonat, Talk o. dgl.; in der Japanischen Patentanmeldung (Kokoku) 4-12297 die Anwendung des am besten geeigneten Durchmessers der Glasfasern und die Verwendung des am besten geeigneten Ausrü stungsmittels (Schlichte- bzw. Haftmittels) für Glasfasern; in der Japanischen Patentanmeldung (Kokoku) 63-67498 der Zusatz von faserförmigem Calciumsilicat; in der Japanischen Patentan anmeldung (Kokoku) 63-67499 der Zusatz von Ethylen-α-Olefin- Kautschuk und in den Japanischen Patentanmeldungen (Kokoku) 64- 6658, 64-7618 und 64-9340 die Anwendung des am besten geeigne ten Durchmessers der Glasfasern und die Verwendung des am be sten geeigneten Glasfaser-Bindemittels und der am besten geeig neten Pigmentkomponente vorgeschlagen worden.

Bei den herkömmlichen Verfahren wird das Aussehen der Oberflä che verbessert, indem verhindert wird, daß die Glasfasern zu der Oberfläche des Harzformteils steigen, der Oberflächenglanz verbessert wird und silbrige Streifen bzw. Schlieren, d. h. silbrige Linien, die durch Glasfasern gebildet werden, verhin dert werden. Die herkömmlichen Verfahren sind zur Verbesserung des Aussehens der Oberfläche nur in geringem Maße wirksam.

Die Verwendung einer herkömmlichen verstärkten PPG-Mischung hat jedoch den Nachteil, daß an den Schweißstellen bzw. Nähten ei nes aus der verstärkten PPG-Mischung hergestellten Formteils Vorsprünge gebildet werden.

Im allgemeinen wird das Formteil oft durch Spritzguß herge stellt. Zum Spritzguß wird in einigen Fällen, wie in Fig. 1(A) (Stand der Technik) gezeigt ist, ein geschmolzenes Harz durch mehr als einen Steg 91 hindurch in den Hohlraum einer Form ge gossen. In anderen Fällen, wie in Fig. 1(B) (Stand der Technik) und 1(C) (Stand der Technik) gezeigt ist, hat das Formteil 9, d. h. das Produkt, eine Gestalt mit einer Öffnung 92 bzw. einem Vorsprung oder Nocken 95. In solchen Fällen wird in dem Hohl raum mehr als ein Harzstrom gebildet, so daß in dem Formteil 9 an einer Stelle, an der die Ströme einander überdecken, eine Schweißstelle bzw. Naht 93 (nachstehend als Schweißstelle be zeichnet) gebildet wird. Bei der Herstellung einer Radkappe wird beispielsweise in dem Hohlraum eines Werkzeugs mehr als ein Harzstrom gebildet, so daß, wie in Fig. 2 (Stand der Tech nik) gezeigt ist, in der Radkappe 9 an Stellen, an denen sich die Harzströme 90 überdecken, Schweißstellen 93 gebildet wer den. In Fig. 2 zeigt die Bezugszahl 91 die Lage eines Steges während des Formens, und die Bezugszahl 96 zeigt ein Luftloch oder ein Loch zur Abführung von Wärme aus der Radkappe.

Wie in Fig. 3 (Stand der Technik) gezeigt ist, bildet die Schweißstelle 93 Vorsprünge 8. Die Vorsprünge 8 sind besonders hoch, wenn eine verstärkte Polypropylenharzmischung, die Glas fasern 82 enthält, verwendet wird, wodurch das Aussehen der Oberfläche des Formteils verschlechtert wird. Im Fall der Ver wendung einer herkömmlichen verstärkten Polypropylenharzmi schung erreicht die Höhe L der Vorsprünge 40 bis 100 µm.

Radkappen müssen insbesondere wegen der seit kurzem vorhandenen Nachfrage nach einer Verbesserung der dekorativen Aufmachung bzw. Gestaltung und des Aussehens verschiedene Gestalten haben; beispielsweise sind die Lagen oder die Gestalten der vorstehend erwähnten Luftlöcher kompliziert oder sind die Luftlöcher ver größert. Das Aussehen der Oberfläche an Schweißstellen erregt infolgedessen beträchtliche Aufmerksamkeit.

Unter dem Gesichtspunkt des Aussehens der Oberfläche muß die Höhe der Vorsprünge etwa 35 µm oder weniger und vorzugsweise 30 µm oder weniger betragen.

Zur Verminderung der Höhe der Vorsprünge sind ein Verfahren, bei dem die Länge der Glasfasern durch intensives Kneten bei einem Verfahren zur Herstellung eines PPG-Materials in mög lichst hohem Maße vermindert wird (wobei die mittlere Länge im allgemeinen 300 µm oder weniger beträgt), und ein Verfahren, bei dem die Menge der zugesetzten Glasfasern vermindert wird, bekannt. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß mit einer Abnahme der Höhe der Vorsprünge der Schweißstellen die me chanischen Eigenschaften wie z. B. Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Biegemodul und die Wärmebeständigkeit verschlechtert wer den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verstärkte Poly propylenharzmischung bereitzustellen, die ein Formteil liefert, das nur niedrige Vorsprünge von Schweißstellen zeigt und eine ausgezeichnete Qualität des Aussehens und Wärmebeständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften wie z. B. Schlagzä higkeit, Steifigkeit und Biegemodul hat.

Ferner soll durch die Verwendung einer solchen Polypropylenharz mischung die Herstellung einer Radkappe ermöglicht werden, die nur kleine Vorsprünge von Schweißstellen zeigt und eine ausgezeichnete Qualität des Aussehens und Wärmebeständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften wie z. B. Schlagzähig keit, Steifigkeit und Biegemodul hat.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung einer glas faserverstärkten Polypropylenharzmischung, die

A) mindestens ein Polypropylenharz,
B) mit Harz beschichtete Glasfasern, die durch vorhergehende Beschichtung von Glasfasern mit einem thermoplastischen Harz erhalten werden, und
C) Glasfasern umfaßt, wobei
der auf die Gesamtmasse der Bestandteile (A), (B) und (C) be zogene Gesamtgehalt der Harze in den zusammengefaßten Bestand teilen (A) und (B) etwa 65 bis etwa 95 Masse% beträgt,
der auf die Gesamtmasse der Bestandteile (A), (B) und (C) bezo gene Gesamtgehalt (G) der Glasfasern in den zusammengefaßten Bestandteilen (B) und (C) etwa 5 bis etwa 35 Masse% beträgt und
der Schmelzindex M (g/10 min) des Polypropylenharzes in dem Be standteil (A) und der Gesamtgehalt (G) der Glasfasern die fol gende Beziehung erfüllen:
M < 1000/G.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung dieser speziellen verstärkten Polypropylenharzmischung zur Herstellung einer Radkappe. Diese Radkappe läßt sich am Rad eines Kraft fahrzeugs befestigen und wird aus der obengenannten glasfaser verstärkenden Polypropylenharzmischung geformt.

Nachstehend werden die beigefügten Zeichnungen kurz beschrie ben.

Fig. 1(A) (Stand der Technik) ist eine Abbildung von Schweiß stellen eines herkömmlichen Harzformteils.

Fig. 1(B) (Stand der Technik) ist eine Abbildung von Schweiß stellen eines herkömmlichen Harzformteils.

Fig. 1(C) (Stand der Technik) ist eine Abbildung von Schweiß stellen eines herkömmlichen Harzformteils.

Fig. 2 (Stand der Technik) ist eine Abbildung einer Schweiß stelle einer herkömmlichen Radkappe.

Fig. 3 (Stand der Technik) ist eine Abbildung eines Vorsprungs einer herkömmlichen Schweißstelle.

Fig. 4 ist eine Abbildung einer Schweißstelle.

Fig. 5 ist eine Abbildung der Höhe des Vorsprungs einer Schweißstelle entlang der Linie Y-Y von Fig. 4 und aus der Richtung der Pfeile.

Fig. 6 ist eine Abbildung, die die Höhe der Vorsprünge von Schweißstellen in einer Beziehung zwischen dem Gesamtgehalt der Glasfasern und dem Schmelzindex von Polypropylenharzen in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen zeigt.

Fig. 7 ist eine Abbildung, die eine Beziehung zwischen der Schlagzähigkeit nach Izod und der Höhe der Vorsprünge von Schweißstellen in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen zeigt.

Nachstehend wird die Erfindung näher beschrieben.

Gegenstand der Erfindung ist eine glasfaserverstärkte Polypro pylenharzmischung, die

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in der Verwendung der vorstehend genannten glasfaserverstärkten Polypropylenharz mischung zur Herstellung einer Radkappe. Diese läßt sich am Rad eines Kraftfahrzeugs befestigen und ist aus der speziellen, erfindungsgemäßen Polypropylenharzmischung geformt worden.

Bei dem Polypropylenharz kann es sich beispielsweise um kri stalline Polypropylenharze, kristalline Ethylen-Propylen-Copo lymere, kristalline Propylen-Polymere, die mit einer ungesät tigten organischen Säure oder ihrem Derivat modifiziert sind, und Mischungen davon handeln. Beispiele für die ungesättigte organische Säure schließen Acrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure oder Maleinsaäureanhydrid ein.

Bevorzugte Polypropylenharze sind eine Kombination eines kri stallinen Ethylen-Propylen-Blockcopolymers und eines modifi zierten kristallinen Polypropylens.

Unter dem Gesichtspunkt der Ausgewogenheit zwischen der Schlag festigkeit, der Steifigkeit und der Festigkeit ist es vorzuzie hen, daß das kristalline Ethylen-Propylen-Blockcopolymer etwa 3 bis etwa 12 Masse% Ethylen-Einheiten enthält.

Das modifizierte kristalline Polypropylen wird am zweckmäßig sten erhalten, indem Maleinsäureanhydrid in einem Anteil von etwa 0,1 bis etwa 2 Masse% des kristallinen Polypropylens zuge setzt wird. Die Menge des modifizierten kristallinen Polypropy lens entspricht vorzugsweise einem auf die Gesamtmasse des PPG bezogenen Anteil von etwa 2 bis etwa 20 Masse%. Durch den Zu satz des modifizierten kristallinen Polypropylens werden die mechanischen Eigenschaften wie z. B. Schlagfestigkeit, Steifig keit und Festigkeit weiter verbessert.

Der Schmelzindex des Polypropylenharzes beträgt vorzugsweise etwa 1 bis etwa 100 (g/10 min). Wenn der Schmelzindex weniger als etwa 1 (g/10 min) beträgt, ist das Fließvermögen niedrig, so daß die Formbarkeit nicht zufriedenstellend ist. Anderer seits verschlechtert sich die Schlagfestigkeit, wenn der Schmelzindex mehr als etwa 100 (g/10 min) beträgt.

Im einzelnen beträgt der Schmelzindex des Polypropylenharzes für eine Radkappe vorzugsweise etwa 20 bis etwa 67 (g/10 min). Wenn der Schmelzindex weniger als etwa 20 (g/10 min) beträgt, ist das Fließvermögen niedrig, so daß Glasfasern zu der Ober fläche steigen, was zu einem niedrigen Oberflächenglanz führt. Andererseits werden die Vorsprünge von Schweißstellen zu hoch, wenn der Schmelzindex mehr als etwa 67 (g/10 min) beträgt.

Die mit Harz beschichteten Glasfasern können Glasfasern sein, die vorher mit einem thermoplastischen Harz beschichtet und zu zylindrischen Pellets geformt worden sind.

Die mit Harz beschichteten Glasfasern können erhalten werden, indem das Innere und die Außenseite eines langen Bündels von Glasfasern beispielsweise durch Imprägnieren mit einem thermo plastischen Harz beschichtet werden, das Harz gehärtet wird und das Bündel dann zu Pellets geschnitten wird. Die Glasfasern ha ben infolgedessen dieselbe Länge wie das Pellet.

Die Länge der mit Harz beschichteten Glasfasern beträgt vor zugsweise etwa 1 bis etwa 20 mm. Wenn die Länge mehr als etwa 20 mm beträgt, ist die Höhe der Vorsprünge von Schweißstellen zu groß. Wenn die Länge weniger als etwa 1 mm beträgt, sind die Schlagzähigkeit und der Biegemodul gewöhnlich ungenügend.

Der Durchmesser der Glasfasern beträgt bei den mit Harz be schichteten Glasfasern vorzugsweise etwa 10 bis etwa 25 µm.

Das thermoplastische Harz bei den mit Harz beschichteten Glas fasern schließt Polypropylene, Polyethylene, Polyamide u. dgl. ein. Von diesen sind die Polypropylene wegen ihrer guten Misch barkeit mit dem Polypropylen des Bestandteils (A) am meisten vorzuziehen. Als thermoplastisches Harz kann dasselbe Polypro pylenharz wie das Polypropylenharz in dem Bestandteil (A) ver wendet werden. Polypropylenharze, die einander in bezug auf die Zusammensetzung und das Fließvermögen ähnlich sind, werden un ter dem Gesichtspunkt der Mischbarkeit miteinander bevorzugt verwendet.

Der Gehalt des thermoplastischen Harzes in den mit Harz be schichteten Glasfasern beträgt etwa 20 Masse% oder mehr. Wenn der Gehalt weniger als etwa 20 Masse% beträgt, ist die Bünde lung der Glasfasern nicht zufriedenstellend, was zu einer schwierigen Handhabung führt. Die Obergrenze des Gehalts liegt aus wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise bei etwa 70 Masse%.

Die Glasfasern im Bestandteil (C) haben im Unterschied zu den mit Harz beschichteten Glasfasern die Form von unbeschichteter Stapelglasseide. Die Glasfasern sind vorzugsweise einer Ober flächenbehandlung mit Aminosilan, Epoxysilan, Vinylsilan o. dgl. unterzogen worden. Die Glasfasern haben vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 3 bis etwa 20 µm. Die Länge der Glasfasern beträgt vorzugsweise etwa 1 bis etwa 10 mm. Wenn die Länge we niger als etwa 1 mm beträgt, sind die Schlagzähigkeit und der Biegemodul eines aus der Mischung erhaltenen Harzformteils un genügend. Bei einer Länge von mehr als etwa 10 mm ist die Ver teilung der Glasfasern in den Harzen nicht zufriedenstellend.

Der Gehalt der Glasfasern im Bestandteil (B) ist zwar nicht entscheidend, beträgt jedoch vorzugsweise etwa 20 bis etwa 80 Masse%, bezogen auf die Masse des Bestandteils (B). Der Gehalt der Glasfasern ist aus wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise so hoch wie möglich und liegt in einem Bereich von etwa 40 bis et wa 80 Masse%. Der Gehalt des thermoplastischen Harzes in dem Bestandteil (B) beträgt folglich etwa 20 bis etwa 80 Masse% und vorzugsweise etwa 20 bis etwa 60 Masse%, bezogen auf die Masse des Bestandteils (B).

Der Gesamtgehalt (G) der Glasfasern in den Bestandteilen (B) und (C) beträgt etwa 5 bis etwa 35 Masse% und vorzugsweise etwa 15 bis etwa 35 Masse%. Wenn der Gesamtgehalt (G) weniger als etwa 5 Masse% beträgt, ist die verstärkende Wirkung der Glasfa sern ungenügend und ist insbesondere die Schlagfestigkeit unge nügend. Wenn der Gesamtgehalt (G) mehr als etwa 35 Masse% be trägt, wird die Qualität des Aussehens, insbesondere hinsicht lich der Vorsprünge von Schweißnähten, auch durch Verwendung des am besten geeigneten Polypropylenharzes nicht verbessert.

Unter dem Gesichtspunkt der Qualität des Aussehens ist es am meisten vorzuziehen, die Menge der Glasfasern in dem Bestand teil (B) kleiner zu machen als die Menge der Glasfasern in dem Bestandteil (C).

Der Gesamtgehalt der Kunstharze, beispielsweise des Polypropy lenharzes in dem Bestandteil (A) und des thermoplastischen Har zes in dem Bestandteil (B), beträgt etwa 65 bis etwa 95 Masse% und vorzugsweise etwa 65 bis etwa 85 Masse%.

Zwischen dem Schmelzindex (g/10 min) des Polypropylenharzes in dem Bestandteil (A) und dem Gesamtgehalt (G) der Glasfasern be steht die Beziehung M < 1000/G. Wenn diese Beziehung nicht er füllt wird, wird die Höhe der Vorsprünge von Schweißstellen zu groß.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung können verschie dene Verfahren angewandt werden. Beispielsweise kann ein Ver fahren angewandt werden, bei dem die vorstehend erwähnten Be standteile mittels eines Henschel-Mischers, eines Bandmischers o. dgl. vorgemischt werden und die Mischung einer Knetmaschine wie z. B. einem Einschneckenextruder, einem Doppelschneckenex truder, einem Kneter o. dgl. zugeführt wird, worauf Schmelzkne ten und Granulieren folgen. Es ist auch möglich, daß die Glas fasern während der Herstellung allein durch die Entgasungsöff nung eines Extruders zugeführt werden.

Die erfindungsgemäße Mischung kann nötigenfalls verschiedene Zusatzstoffe wie z. B. Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Ultraviolettabsorptionsmittel, Antistatikmittel, Gleitmittel, Flammenverzögerungsmittel, Farbmittel u. dgl. enthalten.

Zur Feineinstellung der physikalischen Eigenschaften, der Ko sten u. dgl. können auch Elastomere wie z. B. Kautschuke auf Ethylenbasis, beispielsweise Ethylen-Propylen-Copolymer-Kau tschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer-Kautschuk und Ethylen- Buten-1-Copolymer-Kautschuk; Kautschuke auf Styrolbasis, bei spielsweise Styrol-Butadien-Styrol-Copolymer-Kautschuk, Styrol- Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer-Kautschuk; und verschiedene Füllstoffe, beispielsweise Talk, Calciumcarbonat, Glimmer, Ba riumsulfat, Whisker, Ton u. dgl. zugesetzt werden.

Der Bestandteil (B) führt die folgenden verbesserten Wirkungen herbei. Wenn ein gemäß dem Stand der Technik erhaltenes Materi al und ein gemäß der Erfindung erhaltenes Material unter Ver wendung derselben Menge von Glasfasern in den zwei Materialien hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften verglichen wer den, ist das letztere dem ersteren in bezug auf die Höhe der Vorsprünge von Schweißstellen, d. h. in bezug auf die Qualität des Aussehens, gleich und in bezug auf die Schlagzähigkeit nach Izod, den Biegemodul und die Formbeständigkeit in der Wärme überlegen.

Mit anderen Worten, nach der Erzielung gleicher physikalischer Eigenschaften kann die Menge der zugesetzten Glasfasern vermin dert und die Qualität des Aussehens eines aus der Mischung er haltenen Formteils, beispielsweise einer Radkappe, verbessert werden.

Wenn die Bestandteile (A), (B) und (C) gemäß der Erfindung mit tels eines Extrusionskneters o. dgl. schmelzgeknetet werden, wird der Bestandteil (C) durch den Extrusionskneter o. dgl. un abhängig von der Faserlänge der Ausgangs-Glasfasern in be trächtlichem Maße zerbrochen, so daß die mittlere Faserlänge etwa 400 bis etwa 500 µm wird.

Es ist schwieriger, die Glasfasern in dem Bestandteil (B) zu zerbrechen als die Glasfasern in dem Bestandteil (C), weil sie mit dem thermoplastischen Harz beschichtet sind. Die mittlere Faserlänge beträgt deshalb auch nach dem Kneten beispielsweise etwa 700 bis etwa 800 µm.

Infolgedessen wird erwartet, daß bei dem Harzformteil wie z. B. einer Radkappe als Folge des vorstehend beschriebenen Effekts kurze Glasfasern und lange Glasfasern vermischt sind, so daß eine ausgezeichnete Qualität des Aussehens und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften erzielt werden.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher beschrieben.

Beispiele 1 bis 15 und Vergleichsbeispiele C1 bis C11

Die vorstehend erwähnten Bestandteile (A) bis (C) wurden in verschiedenen Masseanteilen gemischt, mit einem 30-mm-Doppel schneckenextruder schmelzgeknetet und dann granuliert. Unter Verwendung des erhaltenen Granulats wurden durch Spritzguß als Prüfkörper dienende Formteile, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, erhalten.

Bei den Formteilen wurden der Biegemodul (N/cm²), die Formbe ständigkeit in der Wärme (°C), die Schlagzähigkeit nach Izod bei 23°C (N.cm/cm), die Höhe der Vorsprünge einer Schweißstel le (µm) und der Glanz (%) gemessen.

Tabelle 1 zeigt die Anteile der vorstehend erwähnten Bestand teile und die Ergebnisse der Messungen. Zum Vergleich zeigt Ta belle 1 auch die Anteile der Bestandteile und die Meßergebnis se bei Vergleichsbeispielen C1 bis C11, bei denen der Schmelz index M, die Anteile der Bestandteile u. dgl. außerhalb der im Rahmen der Erfindung vorgeschriebenen Bereiche lagen.

Als Bestandteile, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, wurden die folgenden verwendet. Als Polypropylenharz in dem Bestandteil (A) gemäß der Erfindung wurde eine Kombination eines Polypro pylens und eines modifizierten Polypropylen-Polymers verwendet. Bei dem verwendeten Polypropylen handelte es sich um kristalli ne Ethylen-Propylen-Blockcopolymere, die 7 Masse% Ethylen-Ein heiten enthielten (MITSUBISHI POLYPRO BC SERIES®). Diese Copoly mere hatten einen Schmelzindex M von 15, 30, 45 oder 80 (g/10 min). Das verwendete modifizierte Polypropylen-Polymer war ein mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes kristallines Polypropylen (Homopolymer) (ADMER QE-05®).

Die verwendeten mit Harz beschichteten Glasfasern waren ein Produkt, das erhalten wurde, indem ein Bündel von Glasfasern, die einen Durchmesser von 15 bis 20 µm und eine Länge von 6 bis 7 mm hatten, durch Imprägnieren mit einem Polypropylenharz be schichtet wurde (CELSTRAN G50-4®).

Das verwendete Polypropylenharz war ein kristallines Ethylen- Propylen-Blockcopolymer mit einem Schmelzindex von 45 (g/10 min), wie es vorstehend für den Bestandteil (A) beschrieben wurde (MITSUBISHI POLYPRO BC SERIES®).

Die mit Harz beschichteten Glasfasern wurden zerschnitten, um zylinderische Pellets mit einer Länge von 6 bis 7 mm (d. h. mit derselben Länge wie die Glasfasern) und Durchmessern von 2 mm × 3 mm (oval) zu bilden. Der Gehalt der Glasfasern in den mit Harz beschichteten Glasfasern betrug 50 Masse%.

In Beispiel 10 wurden mit Harz beschichtete Glasfasern verwen det, die eine Glasfaserlänge und eine Pelletlänge von 3 bis 3,5 mm hatten. In Vergleichsbeispiel C10 wurde unbeschichtete Sta pelglasseide verwendet, deren Glasfasern einen Durchmesser von etwa 13 gm und Längen von 3 mm (Anteil: 15%) und 6 mm (Anteil: 5%) hatten.

Bei den Glasfasern im Bestandteil (C) handelte es sich um Sta pelglasseide, deren Glasfasern einen Durchmesser von etwa 13 µm und eine Länge von 3 mm hatten. In Vergleichsbeispiel C11 wur den Stapelglasseide, deren Glasfasern einen Durchmesser von et wa 13 µm und eine Länge von 3 mm hatten, und Stapelglasseide, deren Glasfasern einen Durchmesser von etwa 13 µm und eine Län ge von 6 mm hatten, in einem Anteil von 15% bzw. 5% verwen det.

In der Zeile "Mit Harz beschichtete Glasfasern" in Tabelle 1 ist die Gesamtmenge der Glasfasern und des Polypropylenharzes in den mit Harz beschichteten Glasfasern gezeigt. Wie vorste hend beschrieben wurde, bilden die Glasfasern 50% der Masse der mit Harz beschichteten Glasfasern. In der Zeile "Gesamtge halt G der Glasfasern" in Tabelle 1 ist die Gesamtmenge (Masse- %) des Gehalts der Glasfasern, die 50% der Masse der mit Harz beschichteten Glasfasern bilden, und des Gehalts der Glasfasern im Bestandteil (C) gezeigt.

In Tabelle 1 wurden der Biegemodul gemäß ASTM-D790, die Formbe ständigkeit in der Wärme gemäß ASTM-D648 (Belastung: 182 N/cm²) und die Kerbschlagzähigkeit nach Izod gemäß ASTM-D256 gemessen.

Die Höhe der Vorsprünge einer Schweißstelle wurde folgenderma ßen gemessen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wurde unter Anwendung zweier Stege 71 und 72 ein kastenförmiges Harzformteil herge stellt. Die Höhe L (Fig. 5) des Vorsprungs der Schweißstelle 93 des Formteils wurde unter Anwendung eines Oberflächenrauhig keits-Meßgeräts (Surftone 550AD®) gemessen.

Der Glanz wurde gemäß JIS K6758 gemessen, was ASTM D523 unter Anwendung des Wertes von 45° äquivalent ist.

Die Ergebnisse der vorstehend erwähnten Messungen werden nach stehend erläutert.

Fig. 6 zeigt eine Beziehung zwischen dem Gesamtgehalt G der Glasfasern und dem Schmelzindex M (g/10 min) des Polypropylen harzes, die für die vorstehend erwähnten Beispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiele C1 bis C6 durch Auftragen des Schmelzindex M als Funktion des Gesamtgehalts G der Glasfasern ermittelt wurde. In jedem Fall wurde die Höhe (µm) des Vorsprungs der Schweißstelle für die Beispiele durch eine in einem Kreis ein geschlossene Zahl oder für die Vergleichsbeispiele durch eine in einem Quadrat eingeschlossene Zahl ausgedrückt.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, beträgt die Höhe des Vorsprungs in den Beispielem 1 bis 12, 14 und 15 gemäß der Erfindung 33 µm oder weniger. Andererseits hat die Höhe des Vorsprungs in den Vergleichsbeispielen C1 bis C3, C5 und C6 einen Wert von 37 µm oder mehr. In Vergleichsbeispiel C4, bei dem der Gesamtgehalt G der Glasfasern 40% betrug, ist der Vorsprung 39 µm hoch.

In dem Grenzbereich zwischen den Beispielen 1 bis 12, 14 und 15 und den Vergleichsbeispielen C1 bis C3, C5 und C6 kann eine Li nie gezeichnet werden, die die Beziehung M = 1000/G zeigt, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die Höhe der Vorsprünge 35 µm oder weniger wird, wenn der Gesamtgehalt der Glasfasern 35% oder weniger beträgt.

Fig. 7 zeigt ein Kurvenbild, bei dem die Höhe des Vorsprungs für die Beispiele 2, 6 und 9, die durch Kreise dargestellt sind, und für die Vergleichsbeispiele C7, C8 und C9, die durch Quadrate dargestellt sind, als Funktion der Schlagzähigkeit nach Izod aufgetragen ist.

Wie aus Fig. 7 und Tabelle 1 ersichtlich ist, ist die Schlagzä higkeit im Rahmen der Erfindung überraschenderweise im Ver gleich zu herkömmlichen geformten Radkappen auch in dem Fall höher, daß die Höhe des Vorsprungs dieselbe ist. Beispielsweise ist die Höhe des Vorsprungs in Beispiel 2 gemäß der Erfindung im wesentlichen dieselbe wie in Vergleichsbeispiel C7, jedoch ist die Schlagzähigkeit in Beispiel 2 auffallend höher. In Ver gleichsbeispiel C7 ist die Schlagzähigkeit sehr niedrig und für praktische Zwecke nicht ausreichend.

In Beispiel 15, bei dem ein Ethylen-Propylen-Copolymer-Kau tschuk zugesetzt wurde, ist die Höhe des Vorsprungs gering und die Schlagzähigkeit hoch.

Gemäß der Erfindung kann die Schlagzähigkeit erhöht werden, während die Höhe der Vorsprünge gering gehalten wird.

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Beispiel 16

Eine Radkappe, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wurde durch Spritzguß von jedem der in Beispielen 2, 5, 6, 7, 9, 14 und 15 und Vergleichsbeispielen C1, C2, C8 und C11 gezeigten PPG her gestellt. Die auf diese Weise erhaltenen Radkappen wurden einer Produktprüfung unterzogen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 unter Bezugnahme auf die Produktzahlen der Radkappen, die unter Verwendung von jeder der Mischungen entsprechend den vorstehenden Beispielen bzw. Vergleichsbeispielen erhalten wurden, gezeigt.

Die Radkappen hatten die in Fig. 2 gezeigte Gestalt, einen Durchmesser von 39 cm, eine mittlere Dicke von 2,5 mm und ins gesamt 6 fächerförmige Luftlöcher. Die Abmessungen des Luftlo ches waren etwa 6 cm × 3,5 cm × 4 cm.

Die Prüfungen, die Bewertung des Aussehens des Produkts und die Gesamtbewertung, die in der Spalte "Prüfung" in Tabelle 2 ge zeigt sind, wurden folgendermaßen durchgeführt.

Befestigungs- und Abnahmeprüfung

Die Befestigung jeder Radkappe an einer Radscheibe und ihre Ab nahme wurden wiederholt, und das Auftretens eines Problems wie z. B. der Rißbildung wurde untersucht.

O: Es trat auch in dem Fall kein Problem wie z. B. Rißbil dung auf, als Befestigung und Abnahme 30mal wiederholt wurden.

Wärmebeständigkeitsprüfung

Jede Radkappe wurde in eine Thermostatkammer bei 120°C einge bracht, und ihre Größen- und Formänderung nach 24 h wurde ge messen.
O: Es trat keine deutliche Wärmeverformung auf.
×: Es trat eine für die praktische Anwendung schädliche Wärmeverformung auf.

Kugelfallprüfung

Eine Stahlkugel (500 g) wurde bei 23°C durch die Schwerkraft auf die dekorative Oberfläche jeder Radkappe fallen gelassen.
O: Bei 50 cm trat keine Rißbildung auf.
×: Eine Rißbildung trat bei 40 cm oder weniger auf.

Aussehen des Produkts

Die Vorsprünge von Schweißstellen an der dekorativen Oberfläche jeder Radkappe und der Glanz der dekorativen Oberfläche wurden visuell bewertet.

1. 1: Schön. Es war kaum ein Vorsprung einer Schweißstelle vor handen.
2. 2: Schön. Es waren kleine Vorsprünge von Schweißstellen vor handen, die jedoch für die praktische Anwendung nicht von Be deutung sind.
3. 3: Der Glanz war niedrig, und es waren große Vorsprünge von Schweißstellen vorhanden. Eine praktische Anwendung war nicht möglich.

Wie aus Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, sind die Radkappen, die nach der erfindungsgemäßen Verwendung hergestellt worden sind, mit den Produktzahlen Beispiel 2, 5, 6, 7, 9, 14 und 15 sowohl bei der Kugelfallprüfung als auch in bezug auf das Aus sehen des Produkts ausgezeichnet und werden bei der Gesamt bewertung als akzeptierbar beurteilt.

Tabelle 2

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Claims

1. Glasfaserverstärkte Polypropylenharzmischung, gekennzeichnet durch

A) mindestens ein Polypropylenharz,
B) mit Harz beschichtete Glasfasern, die durch vorhergehende Beschichtung von ersten Glasfasern mit einem thermoplastischen Harz erhalten werden, und
C) zweite Glasfasern, wobei
der auf die Gesamtmasse der Bestandteile (A), (B) und (C) be zogene Gesamtgehalt der Harze in den zusammengefaßten Bestand teilen (A) und (B) etwa 65 bis etwa 95 Masse% beträgt,
der auf die Gesamtmasse der Bestandteile (A), (B) und (C) bezo gene Gesamtgehalt (G) der Glasfasern in den zusammengefaßten Bestandteilen (B) und (C) etwa 5 bis etwa 35 Masse% beträgt und
der Schmelzindex M (g/10 min) des Polypropylenharzes in dem Be standteil (A) und der Gesamtgehalt (G) der Glasfasern die fol gende Beziehung erfüllen:
M < 1000/G.

2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz in dem Bestandteil (B) ein Polypropylen harz ist.

3. Mischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der mit Harz beschichteten Fasern in dem Bestandteil (B) etwa 1 bis 20 mm beträgt.

4. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Masse des Bestandteils (B) bezogene Gehalt des thermo plastischen Harzes in dem Bestandteil (B) etwa 20 bis etwa 80 Masse% beträgt.

5. Mischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzindex M (g/10 min) des Polypropylenharzes in dem Be standteil (A) etwa 1 bis etwa 100 beträgt,
der Gesamtgehalt der Harze in den zusammengefaßten Bestandtei len (A) und (B) etwa 65 bis etwa 85 Masse% beträgt und
der Gesamtgehalt (G) der Glasfasern in den zusammengefaßten Be standteilen (B) und (C) etwa 15 bis etwa 35 Masse% beträgt.

6. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylenharz eine Kombination eines kristallinen Ethylen- Propylen-Blockcopolymers und eines modifizierten kristallinen Polypropylens ist.

7. Mischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Ethylen-Propylen-Blockcopolymer etwa 3 bis etwa 12 Masse% Ethylen-Einheiten enthält, das modifizierte kristalline Polypropylen etwa 2 bis etwa 20 Masse% der Gesamtmasse der glasfaserverstärkten Polypropylenharzmischung bildet und das modifizierte kristalline Polypropylen durch Zusatz von Malein säureanhydrid in einem Anteil von etwa 0,1 bis etwa 2 Masse% des kristallinen Polypropylens erhalten wird.

8. Mischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylenharz in dem Bestandteil (A) dasselbe Polypropylen harz wie in dem Bestandteil (B) ist.

9. Verwendung der glasfaserverstärkten Polypropylenharzmischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8 zur Herstellung einer Radkappe.