DE69205310T2

DE69205310T2 - Polyolefin-Harzzusammensetzung.

Info

Publication number: DE69205310T2
Application number: DE69205310T
Authority: DE
Inventors: Manabu Nomura; Kouji Sato; Kaoru Wada
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2012-03-13
Also published as: JP2500081B2; JPH04285646A; EP0503617A3; EP0503617A2; EP0503617B1; DE69205310D1; US5232971A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Polyolefinharzzusammensetzung, die Titanoxid und einen anorganischen Füllstoff enthält und vorteilhaft beispielsweise als Material für Gehäuse von Meßinstrumenten in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann.

Stand der Technik

In letzter Zeit ergab sich im Zusammenhang mit einem Material für Meßinstrumentengehäuse in einem Kraftfahrzeug Nachfrage nach einem Polyolefin mit ausgezeichneter Helligkeit und ausgezeichneten Lichtabfangeigenschaften.
Die übliche Vorgehensweise, um solche Nachfrage zu befriedigen, war das Einbringen einer gropen Menge Titanoxid in das Polyolefin. Die eine größere Menge Titanoxid enthaltende Harzzusammensetzung hat jedoch höheres spezifisches Gewicht und geringe Formbarkeit, und der ökonomische Nutzen ist gering.
Es wurden einige Vorschläge zur Überwindung dieser Nachteile gemacht. Beispielsweise offenbaren die japanischen KOKAI Nr. 60-60146 (1985) und 56-109235 (1981) das Zusetzen eines speziellen anorganischen Füllstoffes neben Titanoxid zu einem Polyolefin.
Die in diesen Veröffentlichungen geoffenbarte Technologie ist jedoch für die Beseitigung der genannten Nachteile nicht ganz wirksam, so daß es unmöglich ist, die Zugabe von Titanoxid signifikant zu senken.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf den beschriebenen Stand der Technik ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Polyolefinharzzusammensetzung, in der die Menge an zugesetztem Titanoxid verringert ist und die signifikant verbesserte Lichtabfangeigenschaften aufweist, ohne daß ihre Helligkeit vermindert ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Forschungsarbeiten durchgeführt, um dieses Ziel zu erreichen, und gefunden, daß durch Zusetzen einer geringen Menge Ruß zu einer weißfarbigen Zusammensetzung hoher Helligkeit, die aus Polyolefin mit zugesetztem Titanoxid und dem speziellen anorganischen Füllstoff besteht, die Zusammensetzung verbesserte Lichtabfangeigenschaften aufweisen kann, während die Helligkeit erhalten bleibt.
Die vorliegende Erfindung bietet also eine Polyolefinharzzusammensetzung, umfassend
(1) 67 bis 96 Gew.-% Polyolefin, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3),
(2) 3 bis 25 Gew.-% Titanoxid, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3),
(3) 3 bis 30 Gew.-% plättchenförmigen anorganischen Füllstoff, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3), und
(4) 5 bis 150 ppm Ruß, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3).
Durch das Zusetzen einer geringen Menge Ruß werden die Lichtabfangeigenschaften der erfindungsgemäßen Polyolefinharzzusammensetzung trotz des geringen Titanoxidgehalts signifikant verbessert, während die Helligkeit auf einem höheren Niveau gehalten wird. Die erfindungsgemäße Harzzusammensetzung ist hinsichtlich des spezifischen Gewichts und der Formbarkeit hervorragend und kann vorteilhaft z.B. als Material für Meßinstrumentengehäuse in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der zugesetzten Menge Ruß und den Lichtabfangeigenschaften der erfindungsgemäßen Polyolefinharzzusammensetzung zeigt und Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Querschnitt gezeigt, die eine Vorrichtung zur Messung der Lichtabfangeigenschaften zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detaillierter beschrieben.
Zuerst werden verschiedene Komponenten der gegenständlichen Zusammensetzung erläutert.

(1) Polyolefin:

Zwar gibt es keine spezifischen Einschränkungen hinsichtlich der Polyolefine, aber es kann ein Homapalymer eines α-Olefins, wie Ethylen, Propylen oder Butylen, ein Copolymer oder ein Block-Copolymer eines α-Olefins mit anderen α-Olefinen verwendet werden. Von diesen wird ein Propylen-Homopolymer oder ein kristallines Ethylen-Propylen-Copolymer, insbesondere ein Propylen-Homopolymer bevorzugt. Insbesondere wird ein Propylen-Homopolymer oder ein kristallines Ethylen-Propylen- Copolymer mit einem Schmelzindex (MI) von 10 g/10 min, insbesondere 15 bis 60 g/10 min bevorzugt.
Die Menge an Polyolefin beträgt 67 bis 96 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 90 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponenten (1), (2) und (3). Wenn die Menge weniger als 67 Gew.-% beträgt, werden die Schlagzähigkeit und die Formbarkeit niedrig, während bei mehr als 96 Gew.-% die Lichtabfangeigenschaften schlechter werden.

(2) Titanoxid:

Jedwedes Titanoxid, das nach herkömmlichen Verfahren, wie dem Schwefelsäure-Verfahren oder dem Chlorid-Verfahren, hergestellt wurde, kann verwendet werden. Das Titanoxid kann Rutil- oder Anatas-Struktur haben. Nach dem Chlorid-Verfahren hergestelltes Titanoxid mit der Rutil-Struktur wird am meisten bevorzugt.
Die Menge an zugesetztem Titanoxid beträgt 3 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 20 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponenten (1) bis (3). Wenn die zugesetzte Menge weniger als 3 Gew.-% beträgt, werden die Lichtbarriere-Eigenschaften der Zusammensetzung vermindert, während bei mehr als 25 Gew.-% das spezifische Gewicht erhöht wird, während die Schlagzähigkeit vermindert wird und der ökonomische Nutzen schließlich verlorengeht.

(3) Plättchenförmiger anorganischer Füllstoff:

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete plättchenförmige anorganische Füllstoff ist ein plättchenförmiges Produkt, das vorzugsweise ein Längenverhältnis (durchschnittlicher Durchmesser/durchschnittliche Dicke eines Plättchens) von rnehr als 3 hat.
Ohne darauf eingeschränkt zu sein, wird vorzugsweise einer oder mehrere aus der aus Talkum, Glimmer, Sericit und Ton bestehenden Gruppe als der plättchenförmige anorganische Füllstoff verwendet. Besonders bevorzugt werden Talkum und Glimmer.
Die Menge an plättchenförmigem anorganischem Füllstoff beträgt 3 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponenten (1) bis (3). Wenn die Menge geringer als 3 Gew.-% ist, erreicht man nur geringe Effekte bei der Verbesserung der Lichtabfangeigenschaften und der Zähigkeit. Wenn die Menge mehr als 30 Gew.-% beträgt, bekommt die Zusammensetzung höheres spezifisches Gewicht und schlechte Formbarkeit und Schlagzähigkeit.

(4) Ruß:

Es gibt keine Einschränkung hinsichtlich der Art des verwendeten Rußes, und es kann Channel-Ruß, Furnace-Ruß, Thermalruf und Acetylenruß verwendet werden.
Die Teilchengröße des Rußes beträgt vorzugsweise 10 bis 85 um, bevorzugter 15 bis 25 um.
Die Menge an Ruß beträgt 5 bis 150 ppm, vorzugsweise 10 bis 100 ppm (auf das Gewicht bezogen) der Gesamtmenge der Komponenten (1) bis (3). Wenn die Rußmenge weniger als 5 ppm beträgt, erreicht man nur geringen Effekt hinsichtlich der Verbesserung der Lichtabfangeigenschaften, wohingegen bei mehr als 150 ppm Ruß die Zusammensetzung verminderte Heiligkeit hat und, im Falle einer geringeren Menge Titanoxid, dazu neigt anstelle eines weipen Farbtons einen grauen Farbton anzunehmen.
Es gibt keine Einschränkungen hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung der Zusammensetzung. Ein gewöhnlicher Kneter, wie ein Biaxialkneter, kann für die Herstellung verwendet werden. Die Zusammensetzung kann mit verschiedenen Additiven vermischt werden, wie Antioxidantien, Wetterfest-Mitteln, Formentrennmittel oder Antistatika, entsprechend den jeweiligen Erfordernissen.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nicht einschränkenden Beispiele weiter erläutert.

Vergleichsbeispiel 1

75 Gew.-% Propylen-Homopolymer mit einem MI von 20 g/10 min, 7 Gew.-% Titanoxid und 18 Gew.-% Talkum wurden trocken gemischt und in einem Biaxialkneter (2 FCM, hergestellt von KOBE SEIKO KK) bei einer Temperatur von 200ºC geknetet, um ein Target-Pellet herzustellen.
Das hergestellte Pellet wurde bei 80ºC 3 h getrocknet, und ein Prüfkörper wurde durch Spritzgießen hergestellt. Die Lichtabfangeigenschaften und die Dichte der Probe wurden gemessen.
Die Dichte wurde durch Verdrängung in Wasser unter den in JIS K 7112 vorgeschriebenen Bedingungen gemessen.
Die Lichtabfangeigenschaften wurden unter Verwendung einer in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung geprüft, in der 1 ein Probenhalter mit einem oberen röhrenförmigen Abschnitt 2 zur Probenbefestigung ist. 3 ist eine plattenförmige Probe, die im Befestigungsabschnitt 2 durch die Bolzen 4, 4 befestigt ist. ist eine am proximalen Ende des Befestigungsabschnitts 2 angebrachte Lichtquelle, und 6 ist ein Leuchtdichte-Meßgerät, das derart angeordnet ist, daß es dem offenen Ende des Befestigungsabschnitts gegenüberliegt. Die Innenfläche des Befestigungsabschnitts 2 ist in dem sich vom Probenbefestigungspunkt zum proximalen Ende erstreckenden Bereich (in Fig. 2 mit X gekennzeichnet) mit einem weißen, glänzenden Beschichtungsmittel beschichtet, und in dem sich vom Probenbefestigungspunkt zum distalen Ende erstreckenden Bereich (in Fig. 2 mit Y bezeichnet) mit einer schwarzen, matten Beschichtung beschichtet. Mit dieser Vorrichtung wurden die Lichtabfangeigenschaften der Probe 3 geprüft, indem die Probe 3 mit Licht aus der Lichtquelle 5 belichtet und die Leuchtdichte des durch die Probe transmittierten Lichtes mit dem Leuchtdichte-Meßgerät 6 gemessen wurde. Je niedriger die Leuchtdichte, desto besser sind die Lichtabfangeigenschaften der Probe 3.
Dabei wurden ein TOPCON Farb-Leuchtdichte-Meßgerät BM-5, hergestellt von TOKYO KOGAKU KIKAI KK als Leuchtdichte-Meßgerät 6 und eine Glühbirne (12 V, 3,4 W) als Lichtquelle 5 verwendet. Die Spannung der Meßlichtquelle wurde auf 12 V gesetzt. Die Probe 3 war 50 mm x 50 mm grob und 1 mm dick. Der Abstand von der Lichtquelle 5 zur Probe 3 betrug etwa 14 mm, und der Abstand von der Probe 3 um Leuchtdichte-Meßgerät 6 betrug etwa 200 mm. Der Innendurchmesser des Probenbefestigungsabschnitts 2 war etwa 20 mm, der Abstand von der Probe 3 zur Öffnung des Probenbefestigungsbereichs 2 betrug etwa 18 mm.
Die Ergebnisse werden in Fig. 1 gezeigt.

Beispiel 1

Ein Probekörper wurde wie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt und geprüft, außer daß 10 ppm Ruß (Furnace-Ruß mit einer Teilchengröße von 18 bis 24 um) neben dem Propylen-Homopolymer, Titanoxid und Talkum zugesetzt wurden. Die Ergebnisse werden in Fig. 1 gezeigt.

Beispiel 2

Die Vorgehensweise des Beispiels 1 wurde übernommen, außer dar die Ruß-Menge 20 ppm betrug. Die Ergebnisse werden in Fig. 1 gezeigt.

Beispiel 3

Die Vorgehensweise des Beispiels 1 wurde übernommen, außer dar die Ruß-Menge 30 ppm betrug. Die Ergebnisse werden in Fig. 1 gezeigt.

Beispiel 4

Die Vorgehensweise des Beispiels 1 wurde übernommen, außer dar die Ruß-Menge 40 ppm betrug. Die Ergebnisse werden in Fig. 1 gezeigt.

Beispiel 5

Die Vorgehensweise des Beispiels 1 wurde übernommen, außer dar die Ruß-Menge 50 ppm betrug. Die Ergebnisse werden in Fig. 1 gezeigt.

Beispiel 6

Die Vorgehensweise des Beispiels 1 wurde übernommen, außer daß die Ruß-Menge 60 ppm betrug.
Jedes der im Vergleichsbeispiel 1 und in den Beispielen 1 bis 6 erhaltenen Teststücke hatte eine Dichte von 1,14 g/cm³.
Man sieht anhand der in Fig. 1 gezeigten Ergebnisse, daß das Teststück bei Zugabe einer kleinen Menge Ruß verbesserte Lichtabfangeigenschaften zeigt.

Beispiel 7 bis 9 und Vergleichsbeispiel 2 bis 7

Ausgangsmaterialien mit den in der Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen und Anteilen der Komponenten wurden trocken gemischt und geknetet unter Verwendung eines Biaxialkneters (2 FCM, hergestellt von KOBE SEIKO KK), bei 200ºC, um ein Pellet der Harzzusammensetzung herzustellen.
Das hergestellte Pellet wurde getrocknet und spritzgegossen, um Prüfkörper herzustellen, deren Lichtabfangeigenschaften, Helligkeit, Farbton, Biegeelastizität, IZOD-Schlagzähigkeit und Dichte gemessen wurden. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle 1 bezeichnet PP-A ein Propylen-Homopolymer mit einem MI von 20 g/10 min und PP-B ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem MI von 30 g/10 min und einem Ethylengehalt von 5 Gew.-%.
Die Messungen wurden nach folgenden Methoden durchgeführt.
Die Lichtabfangeigenschaften wurden wie in Beispiel 1 bis 6 und Vergleichsbeispiel 1 gemessen.
Die Helligkeit wurde unter Verwendung der für die Messung der Lichtabfangeigenschaften verwendeten Probe mittels eines Farbdifferenz-Meßgerätes MS 2020 plus, hergestellt von Macbth Inc., und einer D 65 Lichtquelle nach CIE-1976 gemessen. Die Helligkeit wurde in L nach Lab-Anzeige angegeben.
Der Farbton wurde durch visuelle Beobachtung unter Verwendung einer D 65 Standardlichtquelle und der gleichen Probe, die für die Messung der Lichtabfangeigenschaften verwendet wurde, bestimmt.
Die Biegeelastizität wurde nach JIS K 7203 gemessen.
Die IZOD-Schlagzähigkeit wurde nach JIS K 7111 ohne Kerben gemessen.
Die Dichte wurde wie in den Beispielen 1 bis 6 und im Vergleichsbeispiel 1 gemessen. TABELLE 1 Zusammensetzung und Anteile der Komponenten Polyolefin Titanoxid plättchenf. anorganischer Füllstoff Ruß Lichtabfangeigenschaften Farbton Helligkeit Biegeelastizität IZOD-Schlagzähigkeit Dichte Name anteil Beisp. Vergl.-beisp. Gimmer Talkum weiß grau
Die Ergebnisse in der Tabelle 1 zeigen, daß die Zugabe einer kleineren Menge Ruß zu Verbesserungen bei den Lichtabfangeigenschaften führt, wie man durch Vergleich von Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 2 sehen kann, daß die Zugabe einer übermäßigen Menge Ruß zu verminderter Helligkeit und grauem Farbton führt, wie man durch Vergleich von Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 3 sehen kann, daß eine ungenügende Menge an zugesetztem Titanoxid zu geringeren Lichtabfangeigenschaften und grauem Farbton führt, wie man durch Vergleich von Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 4 sehen kann, daß eine geringere Menge des plättchenförmigen Füllstoffes zu deutlich geringerer Zähigkeit führt, wie man durch Vergleich von Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 5 sehen kann, und daß die Zugabe einer übermäßigen Menge eines plättchenförmigen Füllstoffes zu einer deutlich verringerten Schlagzähigkeit führt, wie man aus dem Vergleich von Beispiel 8 und Vergleichsbeispiel 6 sehen kann.
Die niedrigere IZOD-Schlagzähigkeit und die höhere Dichte der Harzzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 7 sind vermutlich der Zugabe einer zu großen Menge Titanoxid zuzuschreiben.

Claims

1. Polyolefinharzzusammensetzung, umfassend

(1) 67 bis 96 Gew.-% Polyolefin, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3),

(2) 3 bis 25 Gew.-% Titanoxid, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3),

(3) 3 bis 30 Gew.-% plättchenförmigen anorganischen Füllstoff, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3), und

(4) 5 bis 150 ppm Ruß, bezogen auf die Gesamtmenge von (1), (2) und (3).

2. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Polyolefin ein Propylen-Homopolymer oder ein kristallines Ethylen-Propylen-Copolymer ist.

3. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der plättchenförmige anorganische Füllstoff aus der aus Talkum, Glimmer, Sericit und Ton bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Polyolefinharzzusammensetzung nach Anspruch 2< worin der plättchenförmige anorganische Füllstoff aus der aus Talkum, Glimmer, Sericit und Ton bestehenden Gruppe ausgewählt ist.