JP2510347B2 - ブロ―成形用樹脂組成物 - Google Patents

ブロ―成形用樹脂組成物

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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規なブロー成形用樹脂組成物、さらに詳し
くは、剛性、耐衝撃性、ピンチオフ強度などの機械特
性、寸法精度、耐ドローダウン性や深絞り性などの成形
加工性、リサイクル性及びコストパーフォーマンスに優
れた低比重のブロー成形用樹脂組成物に関するものであ
る。
本発明のブロー成形用樹脂組成物は、自動車のバンパ
ービーム用成形材料などとして好適に用いられる。
従来の技術 従来、自動車のバンパービームは金属で製作されてい
たが、近年軽量化、防錆性及び賦形性付与を目的として
プラスチック製に移行しつつある。プラスチック製バン
パービームとしては、例えば(1)ガラス繊維マット含
有ポリプロピレンをシート成形して成るものや、(2)
高密度ポリエチレン、(3)ポリプロピレン、(4)ゼ
ノイ(Xenoy)(GE社製、商品名、ポリブチレンテレフ
タレート/ポリカーボネート系アロイ)などのエンジニ
アリング樹脂をブロー成形して成るものが知られてい
る。
しかしながら、前記(1)のガラス繊維マット含有ポ
リプロピレンをシート成形したもの及び(4)のエンジ
ニアリング樹脂をブロー成形したものは高比重でかつコ
スト高になるのを免れない。特に(4)のエンジニアリ
ング樹脂をブロー成形したものは、耐薬品性を欠く上
に、リサイクルしたものは耐ドローダウン性及び深絞り
性が大幅に低下するという欠点を有し、工業的に使用す
るには不適当である。また、(2)の高密度ポリエチレ
ン及び(3)のポリプロピレンをブロー成形して成るも
のはコストは低いが、寸法精度やペンデュラム試験時の
耐変形性が不十分であり、必ずしも満足することができ
ない。
発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来のバンパービームのような
自動車部品、その他のブロー成形に用いられるブロー成
形用樹脂材料が有する欠点を克服し、剛性、耐衝撃性、
ピンチオフ強度などの機械特性、寸法精度、耐ドローダ
ウン性や深絞り性などの成形加工性、リサイクル性及び
コストパーフォーマンスに優れた低比重のブロー成形用
樹脂材料を提供することを目的としてなされたものであ
る。
課題を解決するための手段 本発明者らは、ブロー成形用樹脂材料を開発すべく鋭
意研究を重ねた結果、特定のポリプロピレン系樹脂に対
し、タルクを所定の割合で含有させて成る樹脂組成物
が、非常に優れた性能のバンパービームのような自動車
部品、その他のブロー成形品を与えることを見い出し、
その知見に基づき本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(a)メルトインデックス1.0g
/10分以下、エチレン単位含有量15重量%以下及びプロ
ピレンホモ重合部のアイソタクチックペンタッド分率93
%以上のプロピレン−エチレン共重合体70〜99重量%
と、(b)平均粒子径10μm以下及び平均アスペクト比
3〜20のタルク1〜30重量%とから成るブロー成形用樹
脂組成物を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明組成物において(a)成分として用いられるプ
ロピレン−エチレン共重合体のメルトインデックスは1.
0g/10分以下、好ましくは0.8g/10分以下、より好ましく
は0.6g/10分以下、特に好ましくは0.4g/10分以下である
ことが必要であり、該メルトインデックスが1.0g/10分
を超えると耐ドローダウン性及び深絞り性などの成形加
工性が低下する。
また、プロピレン−エチレン共重合体のプロピレンホ
モ重合部のアイソタクチックペンタッド分率は93%以
上、好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上であ
ることが必要である。該アイソタクチックペンタッド分
率が93%未満では剛性が不十分であり、かつペンデュラ
ム試験時の変形量が大きく、本発明の目的が十分に達せ
られない。本発明でいうアイソタクチックペンタッド分
率とは、エイ.ツァンベリ(A.Zambelli)らによって、
「マクロモレキュールーズ(Macromolecues)」第8
巻、第925ページ(1973年)に発表された方法に従い、
13C−NMRにより測定されるポリプロピレン分子鎖中のペ
ンタッド単位でのアイソタクチック分率、すなわち、プ
ロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合したプロ
ピレンモノマー単位の分率のことである。ただし、ピー
クの帰属に関しては、「マクロモレキュールズ(Macrom
olecules)」第8巻、第687ページ(1975年)に記載の
前記文献の訂正版に基づいて行った。具体的には、13C
−NMRスペクトルのメチル炭素領域の全吸収ピーク中のm
mmmピークの強度分率をもってアイソタクチックペンタ
ッド分率を測定する。本発明におけるアイソタクチック
ペンタッド分率の値は結晶性ポリマーそのままの値であ
って、抽出、分別などの処理を施した後のポリマーにつ
いての値ではない。
さらに、該プロピレン−エチレン共重合体におけるエ
チレン単位の含有量は15重量%以下、好ましくは10重量
%以下、より好ましくは5重量%以下であることが必要
である。この含有量が15重量%を超えると剛性が低下す
るとともに、ペンデュラム試験時における変形量が大き
くなる傾向がみられる。
本発明組成物においては、前記(a)成分のプロピレ
ン−エチレン共重合体は1種用いてもよいし、また2種
以上の混合物として用いてもよい。
本発明組成物において(b)成分として用いられるタ
ルクは、平均粒子径が10μm以下、好ましくは5μm以
下、より好ましくは2μm以下で、かつ平均アクペクト
比が3〜20、好ましくは7〜20、より好ましくは10〜20
の範囲にあることが必要である。該平均粒子径が10μm
を超えると深絞り性、剛性、耐衝撃性及びピンチオフ強
度が不十分となる傾向がみられ、平均アスペクト比が3
未満では剛性に劣り、かつペンデュラム試験時の変形量
が大きく、本発明の目的が十分に達せられない。
本発明組成物における(a)成分の含有量は70〜99重
量%、好ましくは75〜95重量%、より好ましくは80〜90
重量%である。また、(b)成分の含有量は1〜30重量
%、好ましくは5〜25重量%、特に好ましくは10〜20重
量%の範囲にあることが必要である。(b)成分の含有
量が1重量%未満では剛性及び寸法精度に劣る上、ペン
デュラム試験時における変形量が大きく、本発明の目的
が十分に達せられないし、30重量%を超えるとピンチオ
フ強度、深絞り性、衝撃強度が低下する。
本発明組成物には、所要の物性がそこなわれない範囲
において、所望に応じ本発明に使用されている樹脂以外
の熱可塑性樹脂、例えば無水マレイン酸変性ポリオレフ
ィン、アクリル酸変形ポリオレフィンなどやタルク以外
の無機充てん剤、例えば炭酸カルシウム、マイカ、ガラ
ス繊維などや、各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線
吸収剤、熱安定剤、滑剤、難燃剤、着色剤などを含有さ
せてもよい。
本発明組成物は、例えば(a)成分、(b)成分及び
所望に応じて用いられる無機充てん剤や各種添加剤を、
一軸混練機、二軸混練機、多軸混練機、バンバリーミキ
サーなどを用いて溶融混練することにより調製すること
ができる。この際、溶融混練条件については特に制限は
ないが、バンバリーミキサー以外の混練機を用いる場
合、使用樹脂が高粘度タイプのため、混練時でのせん断
発熱により樹脂の劣化が起こり、耐ドローダウン性が低
下しやすいので、樹脂温度をできるだけ抑制した条件設
定(最高温度250℃)が望ましく、そのためには混練温
度を190〜230℃(設定温度)程度にし、かつシリンダー
内の樹脂圧をできるだけ抑制するのが有利である。
このようにして得られた樹脂組成物を、公知の方法に
従いブロー成形することにより、所望のバンパービーム
のようなブロー成形品を作製することができる。
発明の効果 本発明のブロー成形用樹脂組成物は特定のポリプロピ
レン系樹脂とタルクとから成るものであって、ブロー成
形により剛性、耐衝撃性、ピンチオフ強度などの機械特
性や寸法程度に優れた低比重のバンパービームのような
ブロー成形品を与えることができ、かつ耐ドローダウン
性が深絞り性などの成形加工性、リサイクル性及びコス
トパーフォーマンスに優れるなどの特徴を有している。
実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。
なお、樹脂組成物については、一般物性として比重及
び曲げ弾性率を、ブロー特性として耐ドローダウン性、
ピンチオフ強度及び深絞り性を求め、さらにペンデュラ
ム試験により、材料破壊状態、ピンチオフ部の破壊状態
及び最大変形量を求めることにより、評価した。
ブロー特性の評価方法及びペンデュラム試験方法を次
に示す。
ブロー特性の評価 ダイ径37mm、コア径33mmのダイスを用い、シリンダー
温度230℃、金型温度40℃、パリソン重量340gの条件で
ブロー成形を行った。
(1)耐ドローダウン性 射出直後のパリソン長さと15秒後のパリソン長さのド
ローダウン比を次式により算出し、耐ドローダウン性を
求めた(第1図参照) ドローダウン比=L0/L L:15秒後のパリソン長さ L0:射出直後のパリソン長さ 評価条件 パリソン重量:340g 射出直後のパリソン長さ:40cm 樹脂温度:230℃±5℃ (2)ピンチオフ強度 120×120×200mmの1角ビンを成形し、角ビン底部
に生じるピンチオフ部を中央にした曲げ試験片(長さ8c
m、幅2cm)を切削により作成し(第2図参照)、その強
度を第3図に示すようなオートグラフ3点曲げ試験を行
い、次式により求めた。
オートグラフ測定条件 曲げスピード:5mm/min スパン:40mm フルスケール:10〜50kg (3)深絞り性 ピンチオフ強度評価に使用した角ビンのセンター部の
肉厚Tに対するコーナー部(5R)の肉厚T′の比を次式
により算出し、深絞り性を求めた(第4図参照)。
深絞り性(%)=T′(mm)/T(mm)×100 ペンデュラム試験 次の成形条件によりバンパービームを成形した。な
お、成形の際の金型長は2,000mm、目付は製品6〜8kg、
バリ9〜12kg、パリソン長は2,100mm、製品長は1,600mm
である。
成形条件 成形機:90mmφ中空成形機 スクリュー:90mmφ ダイ:300mmφ マキュームレーター:25 型締圧力:60TON スクリュー回転数:40rpm モーター負荷:115A 温度条件 シリンダーNo 1:230℃ No 2:210℃ No 3:190℃ No 4:190℃ クロスヘッドNo 1:190℃ No 2:190℃ No 3:190℃ ダイスNo 1:190℃ No 2:190℃ 成形サイクル:330sec 金型温度:28℃ 樹脂温度:225℃ バンパービーム〔表皮(フェーシア)なし〕を車体
(1260kg)に取付け、ペンデュラム試験機により、変形
量及び破壊状態を求めた。第5図にペンデュラム試験の
説明図を、第6図に、バンパービームの断面形状を示
す。
(4)変形量 ペンデュラム試験にて、次に示す評価条件でバンパー
ビームの上部後面変位量(第5図ΔD)を求めた。
評価条件 打撃スピード:2.5mile/hr 車体重量:1,260kg 打撃位置:センター打ち 試験温度:常温 製品重量:6〜8kg ペンデュラム重量:1260kg (5)材料破壊 第7図に示すようなインサートボルト部の破壊やクラ
ック発生状態を目視観察した。
(6)ピンチオフ部破壊 第8図に示すようなピンチオフ部の破れ状態を目視観
察した。
また、樹脂組成物の原料の(a)成分として用いたプ
ロピレン−エチレン共重合体の性状を第1表に示す。
実施例1〜3 比較例1、2 第2表に示す種類の(a)成分のプロピレン−エチレ
ン共重合体と、平均粒子径1.5μm及びアスペクト比15
のタルクとを、それぞれ第2表に示す割合で混合し、混
練機を用いて約230℃で溶融混練し、ペレット化するこ
とにより各種の樹脂組成物を調製した。
このようにして得た樹脂組成物について、一般物性、
ブロー特性を求め、かつペンデュラム試験を行った。そ
の結果を第2表に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は耐ドローダウン性を求めるための説明図、第2
図はピンチオフ強度を求めるための試験片切削か所を示
す角ビンの斜視図、第3図はピンチオフ強度を求めるた
めの3点曲げ試験の説明図、第4図は深絞り性を求める
ための角ビンのセンター部肉厚とコーナ部肉厚を示す説
明図、第5図はペンデュラム試験を実施するために、車
体にバンパービームを取付けた場合の立面図(a)及び
平面図(b)、第6図は車体に取付けられたバンパービ
ームの正面図(a)及び断面図(b)、第7図はペンデ
ュラム試験におけるバンパービームの材料破壊状態を示
す斜視図、第8図はペンデュラム試験におけるバンパー
ビームのピンチオフ部の破壊状態を示す斜視図である。 図中符号1はパリソン、2はピンチオフ部、3は角ビン
における試験片切削か所、4は切削試験片、5はバンパ
ービーム、6は車体、7はペンデュラム試験機、8はイ
ンパクトリッジ、9はインサートボトル、10はクラック
発生部、11は破壊発生部、12はピンチオフ部の破れを示
し、Tはセンター部肉厚、T′はコーナー部肉厚、ΔD
は上部後面変位量、L0は射出直後のパリソンの長さ、L
は15秒後のパリソンの長さである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−66263(JP,A) 特開 昭62−256856(JP,A) 特開 昭61−43650(JP,A) 特開 昭59−98157(JP,A) 特開 昭57−55952(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)メルトインデックス1.0g/10分以
    下、エチレン単位含有量15重量%以下及びプロピレンホ
    モ重合部のアイソタクチックペンタッド分率93%以上の
    プロピレン−エチレン共重合体70〜99重量%と、 (b)平均粒子径10μm以下及び平均アスペクト比3〜
    20のタルク1〜30重量%とから成るブロー成形用樹脂組
    成物。
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