DE602004007699T2

DE602004007699T2 - Thermoplastische Elastomerzusammensetzung und daraus hergestellter Formkörper

Info

Publication number: DE602004007699T2
Application number: DE602004007699T
Authority: DE
Inventors: Chikara Tanaka; Masaaki Onishi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: JP4186642B2; EP1445279A1; DE602004007699D1; US7148291B2; EP1445279B1; JP2004238551A; US20040157998A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung und einen aus derselben hergestellten Formkörper und betrifft insbesondere zum Beispiel eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die für ein Oberflächenmaterial der Verkleidung von Fahrzeugen, darunter Autos, verwendbar ist.
Als Verkleidung eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Autos, wird ein Material verwendet, das durch Laminieren – mit einem Polyurethanschaum dazwischen eingeschlossen – eines Oberflächenmaterials aus einem vinylchlorid-basierten Harz auf einem Substrat aus einem ABS-Harz, einem modifizierten Polyphenylenetherharz, Polypropylen (nachstehend als PP bezeichnet) oder dergleichen erhalten wird.
Im Rahmen des Umweltschutzes besteht Bedarf nach einer Verbesserung des Recyclingverhältnisses von in Fahrzeugen verwendeten Materialien, und somit ist es nötig, Materialien mit hohen Recyclingverhältnissen als Verkleidung von Fahrzeugen zu verwenden. Auch wenn vinylchlorid-basiertes Harz als Oberflächenmaterial der Verkleidung verbreitet genutzt wird, ist es insbesondere bei einem Verbrennungsvorgang schwer zu recyceln. Daher ist es erforderlich, ein Verkleidungsoberflächenmaterial durch Verwenden eines anderen Materials als vinylchlorid-basiertes Harz zu fertigen.
Dementsprechend wird als an Stelle des vinylchlorid-basierten Harzes tretendes Oberflächenmaterial olefin-basiertes thermoplastisches Elastomer (TPO), das PP und olefin-basierten Kautschuk enthält, vorgeschlagen.
Die offen gelegte japanische Patentschrift Nr. 9-176389 offenbart ferner zum Beispiel thermoplastisches Elastomer, bei dem im Hinblick auf Kratzfestigkeit Poly(1-buten) an Stelle eines Teils von PP tritt.
Das TPO ist aber feuchtkalt, wenn seine Oberfläche von Hand berührt wird, und ist in der Praxis aufgrund seiner schlechten Tastqualität (weil seine Berührung nämlich unangenehm ist) schwierig zu verwenden. Um dieses Problem zu lösen, wird geprüft, ein TPO-Oberflächenmaterial zu beschichten, doch steigert das Beschichten die Herstellungskosten in nachteiliger Weise.
Eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus US 6 340 531 bekannt. Diese Zusammensetzung wird bei geformter Innenverkleidung für Kraftfahrzeuganwendungen eingesetzt, wobei sie A) eine Mischung aus Polypropylen (10-30 pbw) und einem Alpha-Olefin-Kautschuk (90- 70 pbw) und B) ein Polybuten umfasst. Das Polybuten ist in einer Menge von 5-35 pbw pro 100 pbw A und B vorhanden. Der Alpha-Olefin-Kautschuk, der in der Polypropylenmatrix verteilt ist, kann nicht quervernetzt, teilweise quervernetzt und vollständig quervernetzt sein.
Kurzdarlegung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Situationen entwickelt, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine thermoplastische Elastomerzusammensetzung, die eine Tastqualität gleich oder besser als die eines vinylchlorid-basierten Harzes aufweist, und einen aus dieser hergestellten Formkörper an die Hand zu geben, ohne die Herstellungskosten stark anzuheben.
Die erfindungsgemäße thermoplastische Elastomerzusammensetzung umfasst 2 bis 14 Masseprozent Polypropylen (PP); 19 bis 35 Masseprozent Poly(but-1-en)(PB-1) und 30 bis 52 Masseprozent Kautschuk auf Olefinbasis, der ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer enthält und einen SP-Wert von 7,5 bis 8,5 hat.
Bei dieser thermoplastischen Elastomerzusammensetzung beträgt ein Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+PB-1) 56 bis 90% und ein Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+(PB-1) + Kautschuk auf Olefinbasis) 25 bis 47%.
Das PB-1 hat einen kleineren Elastizitätsmodul und ist weicher als PP. Wenn PB-1 an Stelle eines Teils des PP tritt, kann daher der Eindruck von Härte verbessert werden, die sich ergebende Zusammensetzung fühlt sich nämlich weicher an. Ferner hat das PP einen SP-Wert (Löslichkeitsparameter) von 8,1, der im Wesentlichen gleich dem des PB-1 ist, d.h. 8,3. Daher ist die Kompatibilität zwischen dem PP und dem PB-1 (d.h. einfaches Mischen) hoch, und somit werden diese Bestandteile gut miteinander gemischt, so dass eine Schicht des Harzbestandteils homogenisiert wird. Dadurch kann der Härteeindruck definitiv verbessert werden.
Wenn weiterhin der olefin-basierte Kautschuk einen SP-Wert aufweist, der im Wesentlichen gleich dem SP-Wert des PP ist (der 8,1 beträgt), kann die Kompatibilität zwischen (d.h. das leichte Mischen) dem PP und dem olefin-basierten Kautschuk verbessert werden, so dass der Kautschukbestandteil in dem Harzbestandteil fein dispergiert werden kann. Dadurch kann ein Feuchtigkeitseindruck verbessert werden. Die resultierende Zusammensetzung fühlt sich mit anderen Worten nicht feuchtkalt, sondern trocken an.
In diesem Fall liegt der Anteil an PP bevorzugt bei 2 bis 14 Masseprozent. Da das PB-1 eine Flüssigkeit ist, kann, wenn der Anteil des PP, d.h. ein Feststoff, zu gering ist, ein aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung hergestellter Formköper nicht seine Form halten. Wenn dagegen der Anteil des PP zu groß ist, wird die Oberfläche des Formkörpers hart, und somit wird der Härteeindruck schlechter.
Weiterhin beträgt der Anteil des PB-1 bevorzugt 19 bis 35 Masseprozent. Wenn der Anteil des PB-1 zu klein ist, wird die Oberfläche des aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung hergestellten Formköpers hart, und somit wird der Härteeindruck schlechter. Wenn dagegen der Anteil des PB-1 zu groß ist, kann der Formkörper seine Form nicht halten.
Zudem beträgt der Anteil des olefin-basierten Kautschuks bevorzugt 30 bis 52 Masseprozent. Wenn der Anteil des olefin-basierten Kautschuks zu klein ist, wird die Oberfläche des aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung hergestellten Formkörpers hart, und somit wird der Härteeindruck schlechter, und wenn dagegen der Anteil zu groß ist, fühlt sich die Oberfläche feuchtkalt an und der Feuchtigkeitseindruck wird schlechter.
Die Anteile von dem PP, dem PB-1 und dem olefin-basierten Kautschuk in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung erfüllen das Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+(PB-1)) von 56 bis 90% und das Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+(PB-1))+olefin-basierter Kautschuk) von 25 bis 47%. Somit können der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck, die Berührungsfaktoren sind, die die Tastqualität des Formkörpers am stärksten beeinflussen, miteinander vereinbar sein. Der feuchtkalte Eindruck kann mit anderen Worten vermieden werden und ein weicher Eindruck kann in hohem Maße definitiv sichergestellt werden. Dadurch kann die Tastqualität, die der eines vinylchlorid-basierten Harzes gleichkommt oder höher als diese ist, erreicht werden.
Der olefin-basierte Kautschuk umfasst weiterhin Ethylenoktankautschuk. Dadurch können die Herstellungskosten der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gesenkt werden, ohne den Feuchtigkeitseindruck und den Härteeindruck zu verschlechtern.
Der olefin-basierte Kautschuk weist bevorzugt eine Partikelgröße von 0,3 μm oder mehr auf. Wenn die Partikelgröße des Kautschuks zu klein ist, wird die Schlagfestigkeit des aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung hergestellten Formkörpers gemindert. Wenn weiterhin die Kautschukpartikelgröße auf 0,3 μm oder mehr eingestellt wird, ist es nicht notwendig, den Kautschuk zu refinern, und somit können die Herstellungskosten gesenkt werden.
Der Formkörper dieser Erfindung wird durch Formen der oben erwähnten thermoplastischen Elastomerzusammensetzung erhalten.
Bei dem Formkörper beträgt ein mittlerer Reibungskoeffizient an einer Oberfläche desselben 0,27 oder weniger, und der Formkörper hat eine Kennlinie von Verdrängung-Last, bei der eine Kompressionsarbeitslast in einem Bereich maximaler Last pro cm² von 30 gf oder weniger 0,022 gf·cm/cm² oder mehr beträgt.
Dies ist so festgelegt, da der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck des Formkörpers von dessen Reibungseigenschaft und dessen Kompressionseigenschaft abhängen. Diese Festlegung beruht mit anderen Worten auf der Feststellung, dass die Tastqualität zum Ermitteln des Grads der Tastqualität durch Quantifizieren dieser Eigenschaften quantitativ gemessen werden kann. Wenn im Einzelnen der mittlere Reibungskoeffizient, der den Feuchtigkeitseindruck beeinflusst, in den vorstehend erwähnten Bereich fällt, kann die Tastqualität (Feuchtigkeitseindruck), die gleich oder höher als die eines vinylchlorid-basierten Harzes ist, stabil erhalten werden. Wenn ferner die Kompressionsarbeitslast, die den Härteeindruck beeinflusst, in den vorstehend erwähnten Bereich fällt, kann die Tastqualität (Härteeindruck), die gleich oder höher als die eines vinylchlorid-basierten Harzes ist, stabil erhalten werden.
Eine Kompressionserholungseigenschaft des Formkörpers beträgt bevorzugt 53 bis 65% in dem Bereich der Kennlinie von Verdrängung-Last. Wenn die Kompressionserholungseigenschaft in diesen Bereich fällt, kann die Tastqualität, die gleich oder höher als die eines vinylchlorid-basierten Harzes ist, stabil erhalten werden.
Bevorzugter beträgt eine Kompressionserholungsarbeitslast 0,012 gf·cm/cm² oder mehr, und die Kompressionsverziehung beträgt 0,0019 cm oder mehr in dem Bereich der Kennlinie Verdrängung-Last. Wenn die Kompressionseigenschaften (d.h. die Kompressionserholungsarbeitslast und die Kompressionsverziehung) in die vorstehend erwähnten Bereiche fallen, kann die Tastqualität stabil erhalten werden, die gleich oder höher als die eines vinylchlorid-basierten Harzes ist.
Bei dem Formkörper weist der olefin-basierte Kautschuk bevorzugt eine Partikelgröße von 0,3 μm oder mehr auf, und der olefin-basierte Kautschuk weist in einem Oberflächenteil des Formkörpers bevorzugt eine maximale Partikelgröße von 3 μm oder weniger auf.
Wenn wie vorstehend beschrieben die Partikelgröße des olefin-basierten Kautschuks 0,3 μm oder mehr beträgt, kann die Schlagfestigkeit des Formkörpers sichergestellt werden. Ferner beeinflusst die Partikelgröße des Kautschuks in dem Oberflächenteil des Formkörpers den Feuchtigkeitseindruck, und wenn die Kautschukpartikelgröße größer ist, fühlt sich die Oberfläche stärker feuchtkalt an. Daher beträgt die maximale Partikelgröße des olefin-basierten Kautschuks in dem Oberflächenteil des Formkörpers bevorzugt 3 μm oder weniger. Somit kann der Feuchtigkeitseindruck des Formkörpers verbessert werden.
Der Formkörper wird in geeigneter Weise als Verkleidungsmaterial für ein Fahrzeug verwendet, da er eine Tastqualität aufweist, die gleich oder höher als die eines vinylchlorid-basierten Harzes ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen des Aufbaus einer Testvorrichtung, die in einem Reibungseigenschaftstest verwendet wird;
2 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen des Aufbaus einer Testvorrichtung, die in einem Kompressionseigenschaftstest verwendet wird;
3 ist ein Diagramm einer modellierten Kennlinienkurve von Verdrängung-Last;
4 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen der Kompressionseigenschaften eines vinylchlorid-basierten Harzes und thermoplastischen Elastomers;
5 ist ein Diagramm, bei dem Ergebnisse eines organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von PP-Anteil – mittlerer Reibungskoeffizient aufgetragen sind;
6 ist ein Diagramm, bei dem die Ergebnisse des organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von PB-1-Anteil – mittlerer Reibungskoeffizient aufgetragen sind;
7 ist ein Diagramm, bei dem die Ergebnisse des organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von olefin-basiertem Kautschuk-Anteil – mittlerer Reibungskoeffizient aufgetragen sind;
8 ist ein Diagramm, bei dem die Ergebnisse des organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von [PB-1/(PP+PB-1)]-[PB-1/(PP+PB-1+olefinbasierter Kautschuk)] aufgetragen sind;
9 ist ein Diagramm, bei dem die Ergebnisse des organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von Kompressionsarbeitslast – mittlerer Reibungskoeffizient aufgetragen sind;
10 ist ein Diagramm, bei dem die Ergebnisse des organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von PP-Anteil – Kompressionserholungseigenschaft aufgetragen sind;
11 ist ein Diagramm, bei dem die Ergebnisse des organoleptischen Bewertungstests auf eine Ebene von Kompressionsverdrehung-Kompressionserholungseigenschaft aufgetragen sind;
12 ist eine Mikrofotografie eines Oberflächenteils von TPO von Beispiel 1;
13 ist eine Mikrofotografie eines Oberflächenteils von TPO von Beispiel 2; und
14 ist eine Mikrofotografie eines Oberflächenteils von TPO von Vergleichsbeispiel 1.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Nun wird eine bevorzugte Ausführung der Erfindung unter Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
(1) Organoleptische Beurteilung:
Zuerst wird eine organoleptische Beurteilung auf der Grundlage des tatsächlichen Tastsinns eines Menschen, die für das quantitative Beurteilen des angenehmen Eindrucks und der Berührungseigenschaft (Tastqualität) einer Oberfläche einer Verkleidung von Fahrzeugen, d.h. eines Formkörpers, ausgeführt wird, beschrieben. In dieser Ausführung wird zum Erhalten systematischer Daten zum Tastsinn eines Menschen eine Gruppe (Beurteilungsgruppe) aus 30 Mitgliedern aller Altersstufen und beider Geschlechter festgelegt, so dass die Tastqualität jedes einer Reihe von Verkleidungsoberflächenmaterialien durch diese Beurteilungsgruppe zum Erhalten von Daten über die Tastqualität beurteilt werden kann.
Bei dieser organoleptischen Beurteilung werden bezüglich jeder der Oberflächenmaterialproben vier Berührungsfaktoren, d.h. ein Feuchtigkeitseindruck (ob sie sich feuchtkalt oder trocken anfühlt), ein Struktureindruck (ob sie sich glatt oder rau anfühlt), ein Temperatureindruck (ob sie sich warm oder kalt anfühlt) und ein Härteeindruck (ob sie sich weich oder hart anfühlt) geprüft. Als Beurteilungsverfahren wird das „gepaarte Vergleichsverfahren", das für einen Probanden leicht verständlich ist, wobei der Proband leicht die Beziehung zwischen Proben erfassen kann, eingesetzt. Durch dieses Verfahren beurteilen alle 30 Probanden jede Probe bezüglich der oben erwähnten vier Berührungsfaktoren. Danach werden bezüglich jeder Probe alle Daten zum Digitalisieren (Auswerten) des Beurteilungsergebnisses jedes Berührungsfaktors statistisch verarbeitet, was als Index des Beurteilungsergebnisses gilt.
Auf der Grundlage der Ergebnisse des organoleptischen Beurteilungstests wird der Beitrag jedes Berührungsfaktors zur Tastqualität geprüft. Dadurch wurde festgestellt, dass der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck die Tastqualität besonders stark beeinflussen.
(2) Messverfahren für physikalische Eigenschaften:
Als Nächstes werden Messverfahren und Messbedingungen zum Messen physikalischer Eigenschaften gemäß (korrelativ zu) der organoleptischen Beurteilung der Tastqualität geprüft.
Bei dem organoleptischen Beurteilungstest der Tastqualität führt ein Proband zwei Bewegungen aus, ein Proband reibt also die Oberfläche einer Probe und schiebt die Probe. Bei diesen Bewegungen entspricht die Reibebewegung einer Reibungseigenschaft eines Oberflächenmaterials und die Schiebebewegung entspricht einer Kompressionseigenschaft des Oberflächenmaterials.
2-1) Reibungseigenschaft
Die Reibungseigenschaft scheint einem Index des Feuchtigkeitseindrucks und des Struktureindrucks zu entsprechen, und die Reibungseigenschaft jeder Probe wird durch Verwenden einer Testvorrichtung 1 (ein KES-Reibtestgerät) gemessen, dessen Aufbau grob in 1 gezeigt wird. Im Einzelnen wird eine Probe S auf einen Probentisch 2 gesetzt und befestigt, und ein Kontakter 4, der auf der Spitze eines Armas 3 vorgesehen ist, darf mit der Oberfläche der Probe S in Kontakt kommen. Der Kontakter 4 umfasst eine große Anzahl an Klaviersaiten, und diese Klaviersaiten stehen mit der Oberfläche der Probe S in Kontakt. Ein Reibungssensor 5 ist auf dem Boden des Arms 3 angeordnet, an dem ein Gewicht 6 angebracht ist. Unter diesen Bedingungen wird der Tisch 2 auf einer horizontalen Ebene bewegt, um zwischen der Oberfläche der Probe S und den Klaviersaiten Reibungskraft zu erzeugen, die mit dem Reibungssensor 5 gemessen wird. Auf diese Weise kann die Reibungseigenschaft der Probe S gemessen werden. Es wird festgestellt, dass die zu bewirkende Reibungskraft durch Ändern des an dem Arm 3 angebrachten Gewichts 6 geändert werden kann.
Bei diesem Reibungseigenschaftstest wird die Last in einer Flächeneinheit, die durch das Gewicht 6 ausgeübt wird, auf 2,0 × 10⁴ Pa eingestellt, und die Bewegungsrate des Tisches 2 wird auf 1 mm/s eingestellt. Bei dem organoleptischen Beurteilungstest beträgt die angelegte Last in einer Flächeneinheit bei Berühren (Reiben) der Probe S durch einen Probanden in etwa 2,0 × 10⁴ Pa und die Bewegungsrate beträgt höchstens 10 mm/s oder weniger. Mit Hilfe dieser Vorrichtung werden der mittlere Reibungskoeffizient und die mittlere Abweichung des Reibungskoeffizienten bezüglich jeder Probe S gemessen.
2-2) Kompressionseigenschaft
Die Kompressionseigenschaft scheint einem Index des Härteeindrucks zu entsprechen. Zum Beispiel ist bei der Härtemessung nach JIS-A ein Verfahren zum Messen des Härteeindrucks einer Probe festgelegt. Wenn aber dieses Verfahren genutzt wird, können keine mit dem organoleptischen Beurteilungstest korrelierte Messergebnisse erhalten werden. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die Spitze einer in der Messung nach JIS-A verwenden Pressvorrichtung so dünn ist, dass die in einer Flächeneinheit der Oberfläche der Probe S angelegte Kompressionslast übermäßig groß ist, nämlich 2,0 × 10⁷ Pa.
Es scheint mit anderen Worten, dass es sich bei dem Härteeindruck um eine kleine Last handelt, die durch sanftes Berühren der Probe S angelegt wird. Daher wird in dieser Ausführung eine Testvorrichtung 11 (ein KES-Kompressionstestgerät), dessen Aufbau in 2 grob gezeigt wird, zum Messen der Kompressionseigenschaft jeder Probe verwendet. Bei einer auf einem festen Tisch 12 gesetzten Probe S wird im Einzelnen die Oberfläche der Probe S mit einer Pressvorrichtung 13 mit einer flachen unteren Fläche gepresst, um die Kompressionseigenschaft mit einem Kompressionssensor 14 zu messen. In diesem Fall wird die Kompressionslast in einer Flächeneinheit auf 3,0 × 10³ Pa festgelegt. Wenn dieses Messverfahren eingesetzt wird, werden Daten erhalten, die mit den organoleptischen Beurteilungstestergebnissen positiv korreliert sind.
Daher wird diese Vorrichtung zum Messen einer Kennlinie von Verdrängung-Last jeder Probe S verwendet, und es werden jeweilige Parameter einer Kompressionsarbeitslast, einer Kompressionserholungsarbeitslast, einer Kompressionserholungseigenschaft, einer Kompressionssteifigkeit, einer Kompressionsverziehung und eines Kompressionsverziehungsfaktors auf der Grundlage einer Kennkurve der Eigenschaft Verdrängung-Last berechnet. 3 zeigt eine modellierte Kennlinie von Verdrängung-Last. Unter Bezug auf 3 werden die vorstehend erwähnten Parameter beschrieben. Die jeweiligen Parameter können wie folgt erhalten werden:

– Kompressionsarbeitslast (gf·cm/cm²) = Fläche a + Fläche b
– Kompressionserholungsarbeitslast (gf·cm/cm²) = Fläche b
– Kompressionserholungseigenschaft (%) = (Kompressionserholungsarbeitslast/Kompressionsarbeitslast) × 100
– Kompressionssteifigkeit (%) = (Fläche a + Fläche b)/Fläche des Dreiecks ABC × 100
– Kompressionsverziehung (cm) = T1 – T2
– Kompressionsverziehungsfaktor (%) = [(T1 – T2)/T1] × 100

Bei den vorstehend erwähnten Berechnungen zeigt T1 eine anfängliche Dicke der Probe an, und T2 zeigt die Dicke der Probe an, die unter der maximalen Last (3,0 × 10³Pa, 30 gf/cm²) erhalten wurde.
(3) Thermoplastische Elastomerzusammensetzung und aus dieser hergestellter Formkörper:
Wie vorstehend beschrieben beeinflussen der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck besonders stark die Tastqualität der Oberfläche eines Oberflächenmaterials, und daher muss ein Material verwendet werden, das diese Eindrücke gut ausgewogen aufweist, um ein Oberflächenmaterial mit einer hohen Tastqualität zu erhalten.
Daher kann zunächst in Betracht gezogen werden, dass der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck so angepasst werden, dass sie in einem herkömmlichen thermoplastischen Elastomer (TPO) gut ausgewogen sind, indem ein Kautschukbestandteil und ein PP-Bestandteil (Polypropylen) ausgewogen werden. Wenn aber der Kautschukbestandteil angehoben wird, um das thermoplastische Elastomer so weich wie ein vinylchlorid-basiertes Harz zu machen, fühlt sich das Ergebnis zu feuchtkalt an, und wenn der Kautschukbestandteil gesenkt wird, um das thermoplastische Elastomer so feucht wie ein vinylchlorid-basiertes Harz zu machen, fühlt sich das Ergebnis zu hart an. Dementsprechend ist es schwierig, eine hohe Tastqualität durch Abwägen dieser Eindrücke durch Anpassung des Kautschukbestandteils und des PP-Bestandteils zu erhalten.
Alternativ kann erwogen werden, dass der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck verbessert werden, indem man zum Beispiel zulässt, dass das thermoplastische Elastomer einen dritten Bestandteil enthält. Wenn zum Beispiel Silikongummi in dem thermoplastischen Elastomer als dritter Bestandteil enthalten ist, so dass der Silikongummi an der Oberfläche angeordnet sein kann, können der Feuchtigkeitseindruck und der Härteeindruck vereinbar sein. In diesem Fall werden aber die Kosten in nachteiliger Weise erhöht.
Wie ferner in 4 gezeigt wird, hat sich gezeigt, dass die Kompressionseigenschaft unter einer kleinen Last in einem vinylchlorid-basierten Harz (in 4 mit einer durchgehenden Kurve gezeigt) stärker verformt werden kann als bei einer experimentellen Probe aus TPO (in 4 mit einer anderen Strich-Punkt-Kurve gezeigt). Der Härteeindruck eines Oberflächenmaterials hängt mit anderen Worten von einem anfänglichen Anstieg der Beziehung zwischen der Verziehung und dem Druck ab.
Daher wird in dieser Ausführung der Härteeindruck durch Modifizieren eines Harzbestandteils verbessert. Denn wenn der Härteeindruck durch Anpassen des Anteils eines Kautschukbestandteils verbessert wird, wird der Feuchtigkeitseindruck verschlechtert.
Da im Einzelnen der anfängliche Anstieg in der Beziehung zwischen der Verziehung und dem Druck wie vorstehend beschrieben bei dem Härteeindruck erheblich ist, wird PB-1, das einen niedrigeren Elastizitätsmodul aufweist und weicher als PP ist, als Ersatz für einen Teil von PP verwendet. Somit kann der Härteeindruck verbessert werden, ohne den Feuchtigkeitseindruck zu verschlechtern. Ferner weist PB-1 einen SP-Wert von 8,3 auf, der im Wesentlichen gleich dem SP-Wert von PP ist, d.h. 8,1 Daher werden das PP und das PB-1 homogen gemischt, so dass der Härteeindruck definitiv verbessert werden kann.
Ferner wird in dieser Ausführung der Feuchtigkeitseindruck durch Verbessern der Qualität eines Kautschukbestandteils verbessert. Denn wenn der Feuchtigkeitseindruck durch Anpassen des Anteils des Kautschukbestandteils verbessert wird, wird der Härteeindruck verschlechtert
Im Einzelnen ist ein in dieser Ausführung verwendeter Kautschukbestandteil olefinbasierter Kautschuk, der EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) enthält. Das EPDM hat einen SP-Wert von 8,0, der im Wesentlichen gleich denen des PP und des PB-1 ist. Daher weist das EPDM hohe Kompatibilität zu dem Harzbestandteil auf und ist in dem Harz fein dispergiert. Wenn die Kompatibilität zwischen einem Kautschukbestandteil und einem Harzbestandteil schlecht ist, werden in dem Oberflächenteil große Kautschukmassen gebildet, was zu einem ausgeprägteren feuchtkalten Eindruck und einer Verschlechterung des Feuchtigkeitseindrucks an der Oberfläche führt. Der Feuchtigkeitseindruck kann aber verbessert werden, ohne den Härteeindruck zu verschlechtern, indem der Kautschukbestandteil fein in dem Harz dispergiert wird.
Der olefin-basierte Kautschuk kann weiterhin EOR (Ethylenoktankautschuk) enthalten. Bei dem Herstellungsvorgang für das TPO kann das EOR in dem gleichen Schritt wie das EPDM zugegeben werden. Wenn daher das EOR verwendet wird, können die Herstellungskosten gesenkt werden. Ferner hat das EOR einen SP-Wert von 8,1 und hat somit eine höhere Kompatibilität mit dem Harzbestandteil als das EPDM. Selbst wenn das EOR enthalten ist, wird daher der Feuchtigkeitseindruck nicht verschlechtert.

Als Nächstes werden bevorzugte Anteile des PP, des PB-1, des EPDM und des EOR in der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung und bevorzugte Kennwerte eines aus der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung gefertigten Formkörpers beschrieben. Hierin werden acht Arten von thermoplastischem Elastomer der Beispiele 1 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 2, die jeweils unterschiedliche Anteile des PP, des PB-1, des EPDM und des EOR aufweisen, hergestellt. Die Zusammensetzungen dieser thermoplastischen Elastomere werden nachstehend in der Tabelle 1 aufgeführt. Zu beachten ist, dass der Anteil jedes Bestandteils in Tabelle 1 und in 5 bis 7 sowie 10, die später beschrieben werden, in Gewichtsprozent (Gew.%) gezeigt wird. Tabelle 1:

	PP (Gew.%) SP: 8,1	PB-1 (Gew.%) SP: 8,3	EPDM (Gew.%) SP: 8,0	EOR (Gew%) SP: 8,1	EPDM+EOR (Gew%) (gesamter olefinbasierter Kautschuk)	Mineralöl+ Silikonöl (Gew.%)	PB-1/ (PP+PB) (%)	PB-1/ (PP+PB-1 +EPDM +EOR) (%)	(PP+PB-1)/(PP+PB-1+EPDM+ EOR) (Gew.%)	(PP+PB-1)/ (EPDM+ EOR) (%)
Beispiel 1	13	22	43	0	43	22	63	28	45	81
Beispiel 2	9	21	41	8	49	21	70	27	38	61
Beispiel 3	7	31	30	18	48	15	82	36	44	79
Beispiel 4	6	31	35	9	44	19	84	38	46	84
Beispiel 5	4	33	19	15	34	29	89	46	52	109
Beispiel 6	13	26	39	0	39	22	67	33	50	100
Vergleichs-beispiel 1	15	18	45	0	45	23	55	23	42	73
Vergleichs-beispiel 2	22	0	53	0	53	26	0	0	29	42

In diesem Fall entspricht das Vergleichsbeispiel 2 dem kein PB-1 enthaltenden thermoplastischen Elastomer. Ferner entsprechen die Beispiele 1 und 6 sowie die Vergleichsbeispiele 1 und 2 einen kein EOR enthaltenden thermoplastischen Elastomer. In allen Beispielen 1 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 sind das Mineralöl und das Silikonöl im Hinblick auf die Mischeigenschaft der Bestandteile und eine Formungseigenschaft des Formkörpers enthalten.

Durch Verwenden jedes der oben erwähnten thermoplastischen Elastomere wird eine Körperprobe hergestellt, und jede Probe wird dem organoleptischen Beurteilungstest unterzogen. Die Ergebnisse werden in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt. Bei dieser organoleptischen Beurteilung wird jede Probe als eine von vier Einstufungen von „gut", „recht gut", „eher schlecht" und „schlecht" eingestuft. Tabelle 2:

	Tastqualität	Mindestkautschukpartikelgröße der äußer-Sten Schicht (μm)	Höchstkautschukpartikelgröße der äußer-Sten Schicht (μm)	Mittlerer Reibungskoeffizient	Mittlere Abweichung des Reibungskoeffizienten	Kompressionsarbeitslast (gf·cm/ cm²)	Kompressionserholungseigenschalt (%)	Kompressionssteifigkeit	Kompressionserholungsarbeitslast (gf·cm/ cm²)	Kernpressionsverziehung (cm)
Beispiel 1	Gut	0,3	1,7	0,1638	0,0123	0,0359	53,1	82,6	0,0192	0,00197
Beispiel 2	Gut	0,3	2,5	0,2275	0,0147	0,0233	54,3	79,9	0,0127	0,00195
Beispiel 3	Gut		-	0,1843	0,0138	0,0255	54,0	78,3	0,0137	0,00367
Beispiel 4	Gut		-	0,1643	0,0152	0,0239	50,7	84,6	0,0123	0,00188
Beispiel 5	Gut		-	0,1928	0,0153	0,0249	56,6	83,9	0,0142	0,00198
Beispiel 6	Recht gut		-	0,1765	0,0169	0,0201	49,1	84,0	0,0099	0,00160
Vergleichsbeispiel 1	Schlecht	0,3	6,0	0,4575	0,0258	0,0208	51,5	76,7	0,0108	0,00181
Vergleichsbeispiel 2	Eher schlecht		-	0,2380	0,0113	0,0187	52,6	67,5	0,0098	0,00187

Weiterhin werden bezüglich jeder der Proben die Reibungseigenschaft und die Kompressionseigenschaft gemäß den oben erwähnten Messverfahren gemessen.
Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 aufgeführt.
Zunächst werden bevorzugte Anteile des PP, des PB-1 und des olefin-basierten Kautschuks untersucht.
5 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der Ergebnisse des organoleptischen Untersuchungstests der Proben der Beispiele 1 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 auf einer Ebene von PP-Anteil (Gew.%) – mittlerer Reibungskoeffizient erhalten wurde.
Auf der Basis von 5 betragen die Anteile des PP in dem thermoplastischen Elastomer, die in der organoleptischen Beurteilung als „Gut" oder „Recht gut" beurteilt wurden, 14 Gew.% oder weniger. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass bei einem zu großen Anteil des PP die Oberfläche des sich ergebenden Körpers so hart ist, dass der Härteeindruck verschlechtert ist. Da andererseits das PB-1 eine Flüssigkeit ist, kann, wenn der Anteil des PP zu gering ist, der sich ergebende Körper nicht seine Form halten. In dieser Hinsicht liegt der Anteil des PP bevorzugt bei 2 Gew.% oder mehr. Demgemäß beträgt der Anteil des PP bevorzugt 2 bis 14 Gew%
6 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der Ergebnisse des organoleptischen Untersuchungstests auf einer Ebene von PB-1-Anteil (Gew.%) – mittlerer Reibungskoeffizient erhalten wurde. Die Anteile des PB-1 in dem thermoplastischen Elastomer, die in der organoleptischen Beurteilung als „Gut" oder „Recht gut" beurteilt wurden, betragen 19 Gew.% oder mehr. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass bei einem zu kleinen Anteil des PB-1 die Oberfläche des sich ergebenden Körpers so hart ist, dass der Härteeindruck verschlechtert ist. Wenn der Anteil des PP zu groß ist, kann ferner der sich ergebende Körper nicht seine Form halten. In dieser Hinsicht liegt der Anteil des PB-1 bevorzugt bei 35 Gew.% oder weniger. Demgemäß beträgt der Anteil des PB-1 bevorzugt 19 bis 35 Gew%
7 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der Ergebnisse des organoleptischen Untersuchungstests auf einer Ebene von Anteil (Gew.%) eines olefin-basierten Kautschuks (EPDM + EOR) – mittlerer Reibungskoeffizient erhalten wurde. Auf der Grundlage von 7 liegen die Anteile des olefin-basierten Kautschuks in dem thermoplastischen Elastomer, die in der organoleptischen Beurteilung als „Gut" oder „Recht gut" beurteilt wurden, bei 30 bis 52 Gew.%. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass bei einem zu kleinen Anteil des olefin-basierten Kautschuks die Oberfläche des sich ergebenden Körpers so hart ist, dass der Härteeindruck verschlechtert ist, und bei zu großem Anteil des olefin-basierten Kautschuks sich die Oberfläche des sich ergebenden Körpers so feuchtkalt anfühlt, dass der Feuchtigkeitseindruck verschlechtert ist.
Als Nächstes werden zum Untersuchen einer bevorzugten Beziehung unter den Anteilen des PP, des PB-1 und des olefin-basierten Kautschuks die Ergebnisse des organoleptischen Beurteilungstests auf einer Ebene aufgetragen, wobei die Ordinate ein Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+PB-1 + olefin-basierter Kautschuk) (%) anzeigt und die Abszisse ein Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP + PB-1) (%) anzeigt, was in 8 gezeigt wird. Auf der Grundlage von 8 haben die thermoplastischen Elastomere, die in der organoleptischen Beurteilung als „Gut" oder „Recht gut" beurteilt wurden, das Verhältnis PB-1/(PP + PB-1) von 56 bis 90% und das Verhältnis PB-1/(PP + PB-1 + olefin-basierter Kautschuk) von 25 bis 47%.
Demgemäß weist die thermoplastische Elastomerzusammensetzung bevorzugt die folgende Zusammensetzung auf:

– Polypropylen (PP): 2 bis 24 Gew.%
– Poly(1-buten)(PB-1): 19 bis 35 Gew.%
– olefin-basierter Kautschuk: 30 bis 52 Gew..%
– Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP + PB-1): 56 bis 90%
– Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP + PB-1 + olefin-basierter Kautschuk): 25 bis 47%

Als Nächstes werden bevorzugte Kennwerte des Formkörpers geprüft. 9 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der Ergebnisse des organoleptischen Beurteilungstests an einer Ebene von Kompressionsarbeitslast – mittlerer Reibungskoeffizient erhalten wurde. Auf der Grundlage von 9 weisen die in dem organoleptischen Beurteilungstext als „Gut" beurteilen Formkörper einen mittleren Reibungskoeffizienten von 0,27 oder weniger und eine Kompressionsarbeitslast von 0,022 gf·cm/cm² (0,022 × 10^–2 N·cm/cm²) oder mehr auf.
10 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der Ergebnisse des organoleptischen Beurteilungstests an einer Ebene von PP-Anteil-Kompressionserholungseigenschaft erhalten wurde. Auf der Grundlage von 10 weisen die in dem organoleptischen Beurteilungstext als „Gut" beurteilen Formkörper einen Kompressionserholungseigenschaft von 53 bis 65% auf, wobei eine Schwankung in dem Test berücksichtigt wird.
11 ist ein Diagramm, das durch Auftragen der Ergebnisse des organoleptischen Beurteilungstests an einer Ebene von Kompressionsverziehung – Kompressionserholungsarbeitslast erhalten wurde. Auf der Grundlage von 11 weisen die in dem organoleptischen Beurteilungstext als „Gut" beurteilen Formkörper eine Kompressionserholungsarbeitslast von 0,012 gf·cm/cm² (0,012 × 10² N·cm/cm²) oder mehr und eine Kompressionsverziehung von 0,0019 oder mehr auf.
Dementsprechend sind die bevorzugten Kennwerte des Formkörpers wie folgt:

– mittlerer Reibungskoeffizient: 0,27 oder weniger, mit einer Kompressionsarbeitslast von 0,022 gf·cm/cm² mit Kompressionsverziehung von 0,0019 cm oder mehr

Schließlich wird eine bevorzugte Kautschukpartikelgröße in dem thermoplastischen Elastomer untersucht. 12 und 13 sind Mikrofotografien vergrößerter Oberflächenteile der aus thermoplastischen Elastomer gefertigten Formkörper der Beispiele 1 und 2, die in der organoleptischen Beurteilung als „Gut" beurteilt werden, und 14 ist eine Mikrofotografie eines vergrößerten Oberflächenbereichs des aus dem thermoplastischen Elastomer gefertigten Formkörpers des Vergleichsbeispiels 1, der in der organoleptischen Beurteilung als „Schlecht" beurteilt wird. Ferner führt die obige Tabelle 2 die Mindestkautschukpartikelgrößen und die Höchstkautschukpartikelgrößen in den Oberflächenteilen der Beispiele 1 und 2 und dem Vergleichsbeispiel 1 auf.
Zunächst sind unter Bezug auf 14 vergleichsweise große Kautschukmassen (entsprechend den schwarzen Teilen in der Zeichnung) in dem Oberflächenteil des Formkörpers des Vergleichsbeispiels 1 vorhanden. Unter Bezug auf 12 und 13 wird dagegen eine solche große Kautschukmasse in den Oberflächenteilen der Formkörper der Beispiele 1 und 2 nicht beobachtet, und somit versteht sich, dass die Größe der Kautschukmasse in diesen Formkörpern klein ist. Diese Ergebnisse scheinen aufzudecken, dass bei Vorhandensein einer großen Kautschukmasse in einem Oberflächenteil eines Formkörpers die Oberfläche sich so feuchtkalt anfühlt, dass der Feuchtigkeitseindruck verschlechtert ist.
Die maximale Kautschukpartikelgröße in dem Oberflächenteil des Körpers liegt mit anderen Worten bevorzugt bei 3 μm oder weniger. Somit kann die Verschlechterung des Feuchtigkeitseindrucks unterbunden werden. Auch wenn die Kautschukpartikelgröße im Hinblick auf den Feuchtigkeitseindruck bevorzugt kleiner ist, wird, wenn die Kautschukpartikelgrößen in dem thermoplastischen Elastomer zu klein sind, die Schlagfestigkeit des sich ergebenden Formkörpers gesenkt. Daher liegt die Kautschukpartikelgröße bevorzugt bei 0,3 μm oder mehr.
Das Oberflächenmaterial für die Verkleidung eines Fahrzeugs nach dieser Ausführung kann mit einer sehr hohen Fertigungseffizienz zum Beispiel durch Spritzgießen hergestellt werden. Das Material ist auch bei anderen Produkten wie einem Konsolendeckel, einer Instrumentenanlage und Schaltern oder bei anderen Produkten, die durch anderes Verarbeiten als Spritzgießen geformt werden, effektiv einsetzbar.
Weiterhin kann das Oberflächenmaterial (d.h. der Formkörper mit einer thermoplastischen Eigenschaft) dieser Ausführung zum Herstellen einer Modulverkleidungskomponente für ein Auto genutzt werden, zum Beispiel ein Heckscheibenmodul, ein Verkleidungsmodul oder ein Türmodul, mit großer Festigkeit und hoher Tastqualität durch Spritzgießen des thermoplastischen Elastomermaterials als erste Schicht auf eine obere Fläche eines Formkörpers und durch Spritzgießen von kontinuierlichem glasfaserverstärktem PP als zweite Schicht auf einer Rückfläche des Formkörpers.

Claims

Thermoplastische Elastomerzusammensetzung mit: 2 bis 14 Masseprozent Polypropylen (PP); 19 bis 35 Masseprozent Poly(but-1-en)(PB-1) und 30 bis 52 Masseprozent Kautschuk auf Olefinbasis, der ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer enthält und einen Löslichkeitsparameterwert von 7,5 bis 8,5 hat, wobei ein Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+PB-1) 56 bis 90% ist und ein Gewichtsverhältnis von PB-1/(PP+(PB-1) + Kautschuk auf Olefinbasis) 25 bis 47% ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschuk auf Olefinbasis weiterhin Ethylenoctankautschuk enthält.
Thermoplastische Elastomerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschuk auf Olefinbasis eine Partikelgröße von 0,3 μm oder mehr hat.
Formkörper, der durch Formen der thermoplastischen Elastomerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2 erhalten wird, wobei ein durchschnittlicher Reibungskoeffizient, gemessen unter Verwendung eines KES-Reibungsprüfgeräts, an einer Oberfläche desselben 0,27 oder weniger beträgt und der Formkörper eine Kennlinie von Verdrängung-Last, gemessen unter Verwendung eines KES-Kompressionsprüfgeräts, aufweist, wobei in einem Bereich einer maximalen Last pro cm² von 30 gf oder weniger eine Kompressionsarbeitslast 0,022 gf·cm/cm² oder mehr beträgt.
Formkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompressionserholungseigenschaft in dem besagten Bereich der Kennlinie von Verdrängung-Last 53 bis 65% beträgt.
Formkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem besagten Bereich der Kennlinie Verdrängung-Last eine Kompressionserholungsarbeitslast 0,012 gf·cm/cm² oder mehr beträgt und eine Kompressionsverziehung 0,0019 cm oder mehr beträgt.
Formkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kautschuk auf Olefinbasis eine Partikelgröße von 0,3 μm oder mehr hat und der Kautschuk auf Olefinbasis eine maximale Partikelgröße von 3 μm oder weniger in einem Oberflächenbereich des Formkörpers hat.
Formkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper ein Verkleidungsmaterial für ein Fahrzeug ist.