DE102021210390A1

DE102021210390A1 - Polyolefin-basierte harzzzusammensetzung für ein fahrzeug-innenmaterial umfassend kaffeesatzabfälle

Info

Publication number: DE102021210390A1
Application number: DE102021210390.1A
Authority: DE
Inventors: Han Ki LEE; A Rom Oh; Woo Ram KIM; Yeon Kyu Lee; Jung Woo Roh
Original assignee: 4EN Inc; Hyundai Motor Co; GS Caltex Corp; Kia Corp
Current assignee: 4EN Inc; Hyundai Motor Co; GS Caltex Corp; Kia Corp
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-09-20
Publication date: 2022-07-21
Also published as: CN114854123A; KR20220105693A; US20220227982A1

Abstract

Offenbart ist eine Polyolefin-basierte Harzzusammensetzung für ein Fahrzeuginnenmaterial, das Kaffeesatzabfälle enthält. Die Harzzusammensetzung enthält ein Polyolefin-basiertes Harz, Kaffeesatzabfälle, die Wasser in einer Menge von weniger als etwa 2 Gew.-% des Kaffeesatzes enthalten, ein modifiziertes Polypropylen, ein anorganisches Füllmaterial, ein thermoplastisches Elastomer und ein Schmiermittel.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Polyolefin-basierte Harzzusammensetzung für ein Fahrzeuginnenmaterial, das Kaffeesatzabfälle enthält.
HINTERGRUND
Mit der jüngsten Zunahme umweltfreundlicher Fahrzeuge wie Elektrofahrzeuge usw. steigt der Bedarf an der Entwicklung von Teilen aus umweltfreundlichen Materialien. Darüber hinaus neigen die Verbraucher dazu, den Einfluss des Fahrzeugs auf die Umwelt als Faktor beim Kauf eines Fahrzeugs zu berücksichtigen.
Derweil ist Kaffee ein beliebtes Getränk, das von Menschen aller Altersgruppen und Geschlechter genossen wird, und der kaffeebezogene Markt ist durch das Aufkommen verschiedener Kaffeemaschinen und die explosionsartige Zunahme der Zahl der Kaffeeläden von Jahr zu Jahr explosiv gewachsen.
Der Kaffeekonsum in Korea ist sehr hoch, konkret 333 Tassen pro Person und Jahr, und in diesem Zusammenhang werden jährlich 300.000 Tonnen Kaffeesatzabfälle, Kaffeeschalen und dergleichen weggeworfen. Ein Teil der Kaffeesatzabfälle wird als Deodorant oder ähnliches verwendet, allerdings nur für den persönlichen Gebrauch, z. B. als Deodorant oder ähnliches, wobei der Umfang davon unerheblich ist.
Bislang werden die meisten in Korea anfallenden Kaffeesatzabfälle auf Deponien entsorgt oder verbrannt. Es ist jedoch nicht bekannt, wie sich die auf Deponien entsorgten Kaffeesatzabfälle aufgrund des Koffeins, der Tannine und anderer Bestandteile des Kaffees auf den Boden und die Organismen auswirken, und außerdem erzeugt Verbrennung Verbrennungsgase und verursacht Luftverschmutzung.
Daher wurde nach Methoden zur Wiederverwertung von Kaffeesatzabfällen geforscht, um die Abfallerzeugung auf industriell nützliche und effektive Weise zu verringern.
So wurden beispielsweise Versuche unternommen, Fasern oder Harze zu entwickeln, denen Kaffeesatzabfälle zugesetzt wurden. Da Kaffeesatzabfälle jedoch ein natürliches Material sind, das eine hydrophile Molekularstruktur hat, ist dessen Wassergehalt hoch, so dass bei dessen Verarbeiten nicht getrocknetes Wasser eine Bildung von Gasen, eine Emission von VOCs und ein schlechtes Aussehen verursacht.
Kaffeesatzabfälle enthalten Wasser und Materialien mit niedrigem Molekulargewicht wie Cellulose, Hemicellulose und dergleichen in großen Mengen, und um Wasser und Materialien mit niedrigem Molekulargewicht zu entfernen, wird Waschen mit einem organischen Lösungsmittel wie Alkohol etc. durchgeführt, aber es gibt Nachteile dahingehend, dass die Entfernungseffizienz nicht gut ist und schädliche chemische Stoffe verwendet werden.
Die herkömmliche Technologie zum Verwenden von Kaffeesatzabfällen hat speziell Probleme wie Verschlechterung von Eigenschaften, Emission von Gerüchen und VOCs und ähnliches nicht gelöst, so dass ihre Anwendung auf Materialien für die Fahrzeuginnenausstattung eingeschränkt ist. So wird beispielsweise ein Teil der Kaffeesatzabfälle während des Verarbeitens durch Hitze verkohlt und verbleibt in den Vorrichtungen, wodurch er als Fremdstoff wirkt und ein schlechtes Aussehen des Formteils verursacht.
ZUSAMMENFASSUNG
In bevorzugten Aspekten wird eine Harzzusammensetzung bereitgestellt, bei der die Verwendung von Kunstharz, das aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird, durch Recyceln von Kaffeesatzabfällen reduziert wird.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind nicht auf das Vorstehende beschränkt und können durch die folgende Beschreibung klar verstanden werden und durch die in den Ansprüchen beschriebenen Mittel und deren Kombinationen realisiert werden.
In einem Aspekt wird eine Harzzusammensetzung für ein Fahrzeuginnenmaterial bereitgestellt, die enthalten kann: ein Polyolefin-basiertes Harz; Kaffeesatzabfälle, die ein Wasser in einer Menge von weniger als etwa 2 Gew.-% der Kaffeesatzabfälle enthält; ein modifiziertes Polypropylen; ein anorganisches Füllmaterial; ein thermoplastisches Elastomer; und ein Schmiermittel.
Das Polyolefin-basierte Harz kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polybuten, Polyocten, Polyisopren und einem Copolymer, das durch Polymerisieren mindestens eines Monomers erhalten wird, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Propylen, Ethylen, Butylen und Octen.
Das Polyolefin-basierte Harz kann entsprechend ein erstes Polypropylen, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von etwa 10 g / 10 Minuten bis 30 g / 10 Minuten hat, und ein zweites Polypropylen, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von etwa 50 g / 10 Minuten bis 100 g / 10 Minuten hat, enthalten.
Das Polyolefin-basierte Harz kann entsprechend das erste Polypropylen und das zweite Polypropylen in einem Gewichtsverhältnis von etwa 8:2 bis 9:1 enthalten.
Die Kaffeesatzabfälle können einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser (D50) von etwa 500 µm bis 1000 µm haben.
Das modifizierte Polypropylen kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polypropylen-Homopolymer, einem Propylen/α-Olefin-Copolymer und einem Copolymer aus Propylen/nicht-konjugierter Dien-basierter Verbindung, die mit einer funktionellen Gruppe modifiziert sein können.
Die funktionelle Gruppe kann entsprechend mindestens eines einschließen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Maleinsäureanhydrid, Carbonsäure, Carbonsäureanhydrid, Epoxid, Hydroxyl, Amino, Isocyanat, Thiol und Oxazolin.
Das modifizierte Polypropylen kann entsprechend etwa 5 bis 10 Gew.-% der funktionellen Gruppe, basierend auf dem Gewicht des Polypropylens, enthalten.
Das anorganische Füllmaterial kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Talk, Calciumcarbonat und Bariumsulfat.
Das thermoplastische Elastomer kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk und Styrol-Olefin-basiertem Kautschuk.
Der Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Buten-1-Copolymer und Ethylen-Octen-1-Copolymer.
Der Styrol-Olefin-basierte Kautschuk kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Kautschuk, Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk, Styrol-Isopren-Styrol-Kautschuk und Styrol-Butadien-Kautschuk.
Das Schmiermittel kann ein Fettsäureamid-basiertes Schmiermittel enthalten.
Die Harzzusammensetzung kann entsprechend eine Menge von etwa 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% des Polyolefin-basierten Harzes, eine Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% der Kaffeesatzabfälle, eine Menge von etwa 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% des modifizierten Polypropylens, eine Menge von etwa 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% des anorganischen Füllmaterials, eine Menge von etwa 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% des thermoplastischen Elastomers und eine Menge von etwa 0.1 Gew.-% bis 3 Gew.-% des Schmiermittels, basierend auf dem Gesamtgewicht der Harzzusammensetzung, enthalten.
Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Harzzusammensetzung zu erhalten, bei der die Verwendung eines aus fossilen Brennstoffen gewonnenen Kunstharzes durch Recyceln von Kaffeesatzabfällen reduziert wird.
Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, beim Verarbeiten von Kaffeesatzabfällen durch Verwenden eines Schmiermittels ein Abbauphänomen zu verringern, wodurch eine Emission von Gerüchen und VOCs reduziert wird.
Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch Verbessern des Trennverhaltens von Kaffeesatzabfällen die Scherspannung im Extruder zu verringern und das Auftreten von Fremdstoffen durch Verkohlung der Kaffeesatzabfälle zu reduzieren.
Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeuginnenmaterial, das ein einzigartiges Aussehen hat, durch Verwenden des einzigartigen Musters von Kaffeesatzabfällen, das während des Einspritzens erscheint, erhalten werden.
Die Effekte der vorliegenden Erfindung sind nicht auf das Vorstehende beschränkt und sollten so verstanden werden, dass sie alle Effekte umfassen, die aus der folgenden Beschreibung vernünftigerweise erwartet werden können.
Weitere Aspekte der Erfindung werden infra beschrieben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den folgenden bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer verstanden werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die hierin offengelegten Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen modifiziert werden. Diese Ausführungsformen werden zur Verfügung gestellt, um die Erfindung gründlich zu erklären und den Geist der vorliegenden Erfindung für den Fachmann ausreichend zu vermitteln.
In den Zeichnungen beziehen sich die gleichen Bezugszahlen auf gleiche oder ähnliche Elemente. Im Interesse der Klarheit der vorliegenden Erfindung sind die Abmessungen der Strukturen größer dargestellt als ihre tatsächlichen Größen. Es versteht sich von selbst, dass, obwohl Begriffe wie „erstes“, „zweites“ usw. hier zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden können, diese Elemente durch diese Begriffe nicht eingeschränkt werden sollen. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden. So könnte beispielsweise ein „erstes“ Element, das im Folgenden erörtert wird, als „zweites“ Element bezeichnet werden, ohne dass dies vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abweicht. In ähnlicher Weise könnte das „zweite“ Element auch als „erstes“ Element bezeichnet werden. Die hier verwendeten Singularformen schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht.
Es versteht sich weiter, dass die Begriffe „umfassen“, „einschließen“, „haben“ usw., wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein bestimmter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten oder Kombinationen davon angeben, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten oder Kombinationen davon ausschließen. Wenn ein Element wie eine Schicht, ein Film, eine Fläche oder ein Blatt als „auf‟ einem anderen Element bezeichnet wird, kann es sich direkt auf dem anderen Element befinden, oder es können dazwischen liegende Elemente vorhanden sein. Wenn ein Element wie eine Schicht, ein Film, eine Fläche oder ein Blatt als „unter“ einem anderen Element bezeichnet wird, kann es sich direkt unter dem anderen Element befinden, oder es können dazwischen liegende Elemente vorhanden sein.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle Zahlen, Werte und/oder Darstellungen, die die hier verwendeten Mengen von Bestandteilen, Reaktionsbedingungen, Polymerzusammensetzungen und Mischungen ausdrücken, als Näherungswerte zu verstehen, einschließlich verschiedener Messunsicherheiten, die u. a. bei der Ermittlung dieser Werte naturgemäß auftreten, und sollten daher in allen Fällen durch den Begriff „etwa“ modifiziert werden.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff „etwa“ hier als innerhalb eines normalen Toleranzbereichs, z. B. innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts, verstanden. „Etwa“ kann als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt, werden alle hier angegebenen Zahlenwerte durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
Wird in dieser Spezifikation ein Zahlenbereich angegeben, so ist dieser kontinuierlich und umfasst alle Werte vom Mindestwert des Bereichs bis zu seinem Höchstwert, sofern anders angegeben. Wenn sich ein solcher Bereich auf ganzzahlige Werte bezieht, sind außerdem alle ganzzahligen Werte einschließlich des Mindestwerts bis zum Höchstwert eingeschlossen, sofern nicht anders angegeben.
Wenn in der vorliegenden Spezifikation ein Bereich für eine Variable beschrieben wird, so ist davon auszugehen, dass die Variable alle Werte einschließlich der beschriebenen Endpunkte innerhalb des angegebenen Bereichs umfasst. So umfasst beispielsweise der Bereich „5 bis 10“ alle Unterbereiche wie 6 bis 10, 7 bis 10, 6 bis 9, 7 bis 9 usw. sowie einzelne Werte von 5, 6, 7, 8, 9 und 10 und schließt auch alle Werte zwischen gültigen ganzen Zahlen innerhalb des angegebenen Bereichs ein, wie 5,5, 6,5, 7,5, 5,5 bis 8,5, 6,5 bis 9 usw. Der Bereich „10 % bis 30 %‟ umfasst Unterbereiche wie 10 % bis 15 %, 12 % bis 18 %, 20 % bis 30 % usw. sowie alle ganzen Zahlen mit Werten von 10 %,11 %, 12 %, 13 % usw. bis zu 30 % und umfasst auch jeden Wert zwischen gültigen ganzen Zahlen innerhalb des angegebenen Bereichs, wie 10,5 %, 15,5 %, 25,5 % usw.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyolefin-basierte Harzzusammensetzung für ein Fahrzeuginnenmaterial, das ein Polyolefin-basiertes Harz, Kaffeesatzabfälle, modifiziertes Polypropylen, ein anorganisches Füllmaterial, ein thermoplastisches Elastomer und ein Schmiermittel enthalten kann.
Nachfolgend werden die einzelnen Bestandteile der Harzzusammensetzung im Detail beschrieben.
(A) Polyolefin-basiertes Harz
Das Polyolefin-basierte Harz kann ein Basisharz sein und kann ein thermoplastisches Harz enthalten. Vorzugsweise kann das Polyolefin-basierte Harz eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polybuten, Polyocten, Polyisopren und einem Copolymer, das durch Polymerisieren mindestens eines Monomers erhalten wird, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Propylen, Ethylen, Butylen und Octen.
Das Polyolefin-basierte Harz kann entsprechend ein erstes Polypropylen, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von etwa 10 g / 10 Minuten bis 30 g / 10 Minuten hat und ein zweites Polypropylen, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von etwa 50 g / 10 Minuten bis 100 g / 10 Minuten hat, enthalten.
Wenn der Schmelzindex des ersten Polypropylens weniger als etwa 10 g/10 Minuten ist, kann die Zugfestigkeit des Formteils abnehmen, während, wenn der Schmelzindex davon größer als etwa 30 g/10 Minuten ist, die Schlagzähigkeit des Formteils abnehmen kann.
Wenn der Schmelzindex des zweiten Polypropylens weniger als etwa 50 g/10 Minuten ist, kann die Fließfähigkeit der Harzzusammensetzung verringert werden, während, wenn der Schmelzindex des zweiten Polypropylens größer als etwa 100 g/10 Minuten ist, die Eigenschaften des Formteils verschlechtern werden können.
Das Polyolefin-basierte Harz kann das erste Polypropylen und das zweite Polypropylen in einem Gewichtsverhältnis von etwa 8:2 bis 9:1 enthalten.
(B) Kaffeesatzabfälle
Im Allgemeinen können Kaffeesatzabfälle, die nach einer Kaffeeextraktion verbleiben, eine Wassermenge von größer als 50 Gew.-% enthalten. Wenn Kaffeesatzabfälle, die einen übermäßigen Wassergehalt haben, mit einem Harz gemischt werden, können aufgrund des Wassers Gase wie VOCs und Ähnliches erzeugt werden, und das Aussehen des Formteils kann schlecht werden.
Die Kaffeesatzabfälle werden bei einer Temperatur von etwa 50 °C bis 70 °C für 5 Stunden bis etwa 12 Stunden in einem Batchtrockner getrocknet, so dass der Wassergehalt auf weniger als 2 Gew.-% gesenkt wird, und dann verwendet. Wenn der Wassergehalt der Kaffeesatzabfälle etwa 2 Gew.-% oder größer der Kaffeesatzabfälle ist, können beim Verarbeiten der Formteile übermäßig viele Gase erzeugt werden und deshalb können sich darin Poren bilden, was die Eigenschaften davon verschlechtert.
Der durchschnittliche Partikeldurchmesser (D50) der Kaffeesatzabfälle kann etwa 500 µm bis 1000 µm sein. Die getrockneten Kaffeesatzabfälle können pulverisiert werden, um den durchschnittlichen Partikeldurchmesser (D50) der Kaffeesatzabfälle einzustellen. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser (D50) der Kaffeesatzabfälle weniger als etwa µm ist, kann es ein Problem von schlechter Einspeisung geben, während, wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser größer als etwa 1000 µm ist, die Dispergierbarkeit in der Harzzusammensetzung abnehmen kann und die Eigenschaften des Formteils verschlechtert werden können.
(C) Modifiziertes Polypropylen
Das modifizierte Polypropylen kann solche enthalten, die durch Modifizieren eines oder mehrerer Polypropylens erhalten werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polypropylen-Homopolymer, einem Propylen/α-Olefin-Copolymer, einem Copolymer aus Propylen/nicht-konjugierter Dien-basierter Verbindung, mit einer funktionellen Gruppe. Die funktionelle Gruppe kann eine oder mehrere Gruppen einschließen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Maleinsäureanhydrid, Carbonsäure, Carbonsäureanhydrid, Epoxy, Hydroxyl, Amino, Isocyanat, Thiol und Oxazolin.
Vorzugsweise kann das modifizierte Polypropylen Polypropylen, das mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist, enthalten.
Das modifizierte Polypropylen kann entsprechend eine Menge von etwa 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% der funktionellen Gruppe, basierend auf dem Gewicht einer Harzkomponente wie Polypropylen, enthalten. Wenn die Menge der funktionellen Gruppe weniger als etwa 5 Gew.-% ist, kann eine Kompatibilität abnehmen, während, wenn die Menge der funktionellen Gruppe größer als etwa 10 Gew.-% ist, der Wassergehalt ansteigen kann, so dass beim Verarbeiten des Formteils Gerüche erzeugt werden können.
(D) Anorganisches Füllmaterial
Das anorganische Füllmaterial kann die Steifigkeit, Schlagzähigkeit und dergleichen eines Formteils verbessern.
Das anorganische Füllmaterial kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Talk, Calciumcarbonat und Bariumsulfat.
(E) Thermoplastisches Elastomer
Das thermoplastische Elastomer kann die Schlagzähigkeit, Steifigkeit und dergleichen eines Formteils verbessern.
Das thermoplastische Elastomer kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk, Styrol-Olefin-basiertem Kautschuk und Kombinationen davon.
Der Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Buten-1-Copolymer und Ethylen-Octen-1-Copolymer.
Der Styrol-Olefin-basierte Kautschuk kann eines oder mehrere enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Kautschuk, Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk, Styrol-Isopren-Styrol-Kautschuk und Styrol-Butadien-Kautschuk.
(F) Schmiermittel
Das Schmiermittel wird verwendet, um die Zersetzung von Kaffeesatzabfällen beim Verarbeiten eines Formteils zu verringern. Das Schmiermittel kann ein Fettsäureamid-basiertes Schmiermittel enthalten.
Die Harzzusammensetzung kann entsprechend eine Menge von etwa 50 bis 70 Gew.-% des Polyolefin-basierten Harzes, eine Menge von etwa 5 Gew.-% bis 20 Gew.-% der Kaffeesatzabfälle, eine Menge von etwa 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% des modifizierten Polypropylens, eine Menge von etwa 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% des anorganischen Füllmaterials, eine Menge von etwa 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% des thermoplastischen Elastomers und eine Menge von etwa 0.1 bis 3 Gew.-% des Schmiermittels, basierend auf dem Gesamtgewicht der Harzzusammensetzung, enthalten.
Wenn die Menge der Kaffeesatzabfälle weniger als etwa 5 Gew.-% ist, kann der Effekt des Verringerns der Verwendung von Kunstharz durch die Zugabe davon unerheblich sein. Andererseits, wenn die Menge der Kaffeesatzabfälle größer als etwa 20 Gew.-% ist, können beim Verarbeiten des Formteils Gerüche auftreten und aufgrund der Erzeugung übermäßiger Gase beim Einspritzen können im Formteil Poren gebildet werden, was Eigenschaften davon in unerwünschter Weise verschlechtert.
Wenn die Menge des modifizierten Polypropylens weniger als etwa 1 Gew.-% ist, kann die Grenzflächenaffinität zwischen den hydrophilen Kaffeesatzabfällen und dem hydrophoben Harz abnehmen, was die Eigenschaften des Formteils verschlechtern kann. Andererseits, wenn die Menge des modifizierten Polypropylens größer als etwa 5 Gew.-% ist, können die Eigenschaften des Formteils verschlechtert werden und Gerüche können auftreten.
Wenn die Menge des anorganischen Füllmaterials weniger als etwa 10 Gew.-% ist, können die Steifigkeit und die Wärmebeständigkeit des Formteils abnehmen, während, wenn die Menge davon größer als etwa 20 Gew.-% ist, die Schlagzähigkeit des Formteils abnehmen kann.
Wenn die Menge des thermoplastischen Elastomers weniger als etwa 10 Gew.-% ist, kann die Schlagzähigkeit des Formteils abnehmen, während, wenn die Menge davon von mehr als etwa 20 Gew.-% ist, die Steifigkeit des Formteils abnehmen kann.
Wenn die Menge des Schmiermittels weniger als 0,1 Gew.-% ist, können die inneren Scherspannungen zunehmen und Gerüche auftreten, während, wenn die Menge davon größer als 3 Gew.-% ist, die Eigenschaften des Formteils verschlechtert werden können.
BEISPIEL
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten werden. Diese Beispiele dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sind nicht als Einschränkung des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Jede Pololefin-basierte Harzzusammensetzung wurde durch Verwenden von Komponenten in den Mengen, die in nachfolgender Tabelle 1 gezeigt sind, hergestellt. Daraus wurden Formteile hergestellt und deren Eigenschaften evaluiert. Die Ergebnisse davon sind in nachfolgender Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1

Klassifizierung	Zusammensetzung [Gew.-%]
Klassifizierung	A-1	A-2	B	C	D	E	F	G	Gesamt
Beispiel 1	55	6.5	5	3	22	8	0.5	-	100
Beispiel 2	45	6.5	15	3	22	8	0.5	-	100
Vergleichsbeispiel 1	60	10	-	-	22	8	-	-	100
Vergleichsbeispiel 2	55	7	5	3	22	8	-	-	100
Vergleichsbeispiel 3	57	-	-	3	22	8	-	10	100
Vergleichsbeispiel 4	58	6.5	5	-	22	8	0.5	-	100

In Tabelle 1 ist A-1 ein erstes Polypropylen, das ein Polypropylen-Copolymerharz ist, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von 27 g / 10 Minuten hat (hergestellt von GS Caltex, M560).
A-2 ist ein zweites Polypropylen, das ein Polypropylen-Copolymerharz ist, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von 60 g / 10 Minuten hat (hergestellt von PolyMirae, EA5075).
B ist Kaffeesatzabfall, der einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser (D50) von 500 µm bis 1000 µm und einen Wassergehalt von weniger als 2 Gew.-% hat (hergestellt von 4EN).
C ist ein modifiziertes Polypropylen, das mit 5 Gew.-% Maleinsäureanhydrid gepfropft ist (Iruchem, Irubond100).
D ist ein anorganisches Füllmaterial, d. h. Talk, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 4,5 µm hat (hergestellt von KOCH).
E ist ein thermoplastisches Elastomer, d. h. ein Octen-basierter Polyolefin-Schlagzähmodifikator, der einen Schmelzindex (190 °C, unter einer Last von 2,16 kg) von 13 g / 10 Minuten hat (hergestellt von Dow, Engage8137).
F ist ein Schmiermittel, insbesondere ein Fettsäureamid-basiertes Schmiermittel, in dem Fettsäureseife und Amid gemischt sind (hergestellt von Iruchem, TPX1000).

G ist Bambusholzpulver (hergestellt von Jeru Plastics). Tabelle 2

Klassifizierung	Zugfestigkeit [MPa]	Biegefestigkeit [MPa]	Biegemodul [MPa]	Izod-Schlagzähigkeit [KJ/m²]	Wärmeverformungstemperatur [°C]	Geruch [Einstufung]
Beispiel 1	22	35	2230	4,9	112	2,5
Beispiel 2	21	33	2280	4,8	111	2,5
Vergleichsbeispiel 1	24	37	2400	5,4	116	1,5
Vergleichsbeispiel 2	21	35	2150	3,9	112	3,5
Vergleichsbeispiel 3	19	36	2410	3,2	113	3,5
Vergleichsbeispiel 4	19	33	2200	3,9	110	2,5

In Tabelle 2 wurden die Zugfestigkeit, die Biegefestigkeit, der Biegemodul, die Izod-Schlagzähigkeit und die thermische Verformungstemperatur nach den folgenden ISO-Prüfmethoden gemessen, und der Geruch wurde nach MS300-34 evaluiert.

- Zugfestigkeit: ISO 527, eine Prüfgeschwindigkeit von 50 mm/min
- Biegefestigkeit: ISO 178, eine Prüfgeschwindigkeit von 2 mm/min
- Biegemodul: ISO 178, eine Prüfgeschwindigkeit von 2 mm/min
- IZOD-Schlagzähigkeit: ISO 180, unter Verwenden eines gekerbten Prüfkörpers, Raumtemperatur (23°C)
- Wärmeverformungstemperatur: ISO 75, eine Spannung von 0,45 MPa

Wie in Tabelle 2 gezeigt, war Vergleichsbeispiel 1 eine Harzzusammensetzung, die keine Kaffeesatzabfälle enthielt und Polyolefin-basierte Harze (A-1, A-2) in größeren Mengen als in den Beispielen enthielt, und die Eigenschaften des Vergleichsbeispiels 1 waren nicht wesentlich verschieden von denen der Beispiele 1 und 2. Daher kann gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung festgestellt werden, dass die Verwendung des Kunstharzes ohne Verschlechterung von Eigenschaften wirksam reduziert werden kann.
Vergleichsbeispiel 2 war eine Harzzusammensetzung, die Kaffeesatzabfälle und kein Schmiermittel enthielt und Eigenschaften wie Biegemodul, Izod-Schlagzähigkeit und dergleichen verschlechterten sich, und starker Geruch wurde daraus freigesetzt.
Vergleichsbeispiel 3 war eine Harzzusammensetzung, die anstelle von Kaffeesatzabfällen Bambusholzpulver enthielt und deren Zugfestigkeit und Izod-Schlagzähigkeit waren stark verringert.
Vergleichsbeispiel 4 war eine Harzzusammensetzung, die kein modifiziertes Polypropylen enthielt, und deren Zugfestigkeit und Izod-Schlagzähigkeit waren stark verringert.
Wie oben beschrieben, sind, obwohl die beispielhaften Ausführungsformen auf der Grundlage begrenzter Beispiele und Zeichnungen beschrieben wurden, verschiedene Modifikationen und Variationen auf der Grundlage der obigen Beschreibung möglich und werden für den Fachmann offensichtlich sein. So können beispielsweise auch dann, wenn die beschriebenen Techniken in einer von der beschriebenen Methode abweichenden Reihenfolge durchgeführt werden und/oder die beschriebenen Komponenten in einer von der beschriebenen Methode abweichenden Form gekoppelt oder kombiniert oder durch andere Komponenten oder Äquivalente ersetzt werden, entsprechende Ergebnisse erzielt werden. Daher fallen auch andere Ausführungsformen, Beispiele und Äquivalente zu den Ansprüchen in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Harzzusammensetzung für ein Fahrzeuginnenmaterial, umfassend: ein Polyolefin-basiertes Harz; Kaffeesatzabfälle, die Wasser in einer Menge von weniger als etwa 2 Gew.-% der Kaffeesatzabfälle umfassen; ein modifiziertes Polypropylen; ein anorganisches Füllmaterial; ein thermoplastisches Elastomer; und ein Schmiermittel.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polyolefin-basierte Harz eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Polybuten, Polyocten, Polyisopren und einem Copolymer, das durch Polymerisieren eines oder mehrerer Monomere erhalten wird, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Propylen, Ethylen, Butylen und Octen.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polyolefin-basierte Harz ein erstes Polypropylen, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von etwa 10 g / 10 Minuten bis 30 g / 10 Minuten hat, und ein zweites Polypropylen, das einen Schmelzindex (230°C, unter einer Last von 2,16 kg) von etwa 50 g / 10 Minuten bis 100 g / 10 Minuten hat, umfasst.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Polyolefin-basierte Harz das erste Polypropylen und das zweite Polypropylen in einem Gewichtsverhältnis von etwa 8:2 bis 9:1 umfasst.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Kaffeesatzabfälle einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser (D50) von etwa 500 µm bis 1 000 µm haben.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das modifizierte Polypropylen eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polypropylen-Homopolymer, einem Propylen/α-Olefin-Copolymer und einem Copolymer aus Propylen/nicht-konjugierter Dien-basierter Verbindung, die mit einer funktionellen Gruppe modifiziert sind.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die funktionelle Gruppe eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Maleinsäureanhydrid, Carbonsäure, Carbonsäureanhydrid, Epoxid, Hydroxyl, Amino, Isocyanat, Thiol und Oxazolin.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das modifizierte Polypropylen etwa 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% der funktionellen Gruppe, basierend auf einem Gewicht des Polypropylens, umfasst.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Füllmaterial eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Talk, Calciumcarbonat und Bariumsulfat.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Elastomer eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk und Styrol-Olefin-basiertem Kautschuk.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei der Ethylen-α-Olefin-Copolymer-Kautschuk eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Buten-1-Copolymer und Ethylen-Octen-1-Copolymer.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei der Styrol-Olefin-basierte Kautschuk eines oder mehrere umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Kautschuk, Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk, Styrol-Isopren-Styrol-Kautschuk und Styrol-Butadien-Kautschuk.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Schmiermittel ein Fettsäureamid-basiertes Schmiermittel umfasst.
Die Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend: eine Menge von etwa 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% des Polyolefin-basierten Harzes; eine Menge von etwa 5 bis 20 Gew.-% der Kaffeesatzabfälle; eine Menge von etwa 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% des modifizierten Polypropylens; eine Menge von etwa 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% des anorganischen Füllmaterials; eine Menge von etwa 10 Gew.-% bis 20 Gew.-% des thermoplastischen Elastomers; und eine Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-% des Schmiermittels, basierend auf dem Gesamtgewicht der Harzzusammensetzung.