JP2665552B2 - 粉末成形に使用する粉末樹脂組成物 - Google Patents

粉末成形に使用する粉末樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉末成形に使用する粉末
樹脂組成物に係り、詳しくは流動浸漬法、静電塗装法、
粉末溶射法、粉末回転成形法、粉末スラッシュ成形法等
の粉末成形に使用する粉末樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】軟質の粉末材料を用いた粉末成形法とし
て、軟質塩化ビニル樹脂粉末を用いた粉末スラッシュ成
形法がインストルメントパネル、コンソールボックス、
ドアートリム等の自動車内装品の表皮に広く採用されて
いる。これはソフトな感触であり、皮シボやステッチを
設けることができ、また設計自由度が大きいこと等の意
匠性が良好なことによる。
【0003】しかし、近年、地球環境問題の深刻化に伴
い、塩化ビニル樹脂は環境負荷の大きい材料として敬遠
される状況にある。これには誤解によるものも多いが、
焼却時には適切な施設が必要であること、材料リサイク
ル時には他材料への混入を避けるために分離に手間がか
かる等の問題となる点も多い。
【0004】そこで、一つの方法として特開平5−50
50号公報では、ポリプロピレン樹脂とプロセスオイル
を添加したエチレンプロピレンゴムの混合物、即ちオレ
フィン系熱可塑性エラストマー(以下TPOと表示す
る)の冷凍粉砕粉末を用いることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】圧力のかからない粉末
スラッシュ成形工法には、溶融流動性のよい材料が求め
られるが、一般にTPOは柔軟性を上げるためにゴム成
分を増やすと、微粉末にすることが困難となり、また溶
融流動性が低下したり、ゴム成分の存在によって耐薬品
性も低下する。このため、粉末スラッシュ成形性の良い
TPO材料はゴム成分が少なめとなり固くなりがちであ
った。一方、特開平5−5050号公報に記載の発明で
は、この点が相当改善されてはいるが、まだ固くなる問
題は解決されていない。本発明はこのような問題点を改
善するものであり、粉末成形、特に粉末スラッシュ成形
に必要な溶融流動性に優れ、しかも成形体も柔軟性や耐
薬品性に富んだ粉末成形に使用する粉末樹脂組成物を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴とす
るところは、ポリプロピレン樹脂とスチレン含量が20
重量%以下のスチレン系熱可塑性エラストマーとを重量
比70/30〜30/70の割合で混合したものを粉砕
して得られたものである粉末成形に使用する粉末樹脂組
成物である。また、上記スチレン系熱可塑性エラストマ
ーがスチレン含量20重量%以下のスチレン.エチレン
ブチレン.スチレンブロック共重合体、スチレン含量2
0重量%以下のスチレン.エチレンプロピレン.スチレ
ンブロック共重合体、そしてスチレン含量20重量%以
下の水素添加スチレンブタジエンゴムから選ばれた少な
くとも1種である
【0007】即ち、本発明はポリプロピレン樹脂と、柔
軟性を付与するために特定のスチレン系熱可塑性エラス
トマーを安定剤等とともに2軸押出機等で混練したもの
をペレット化し、このペレットを常温もしくは冷凍粉砕
して得られた粉末である。
【0008】本発明で使用するポリプロピレン樹脂は、
ポリプロピレンホモポリマー、α−オレフィンとのラン
ダム共重合体のいずれでもよいが、特にα−オレフィン
としてエチレンを用いたブロックあるいはランダム共重
合体が成形体の柔軟性の面からいって好ましい。また、
圧力のかからない粉末スラッシュ成形に用いるために
は、ポリプロピレン樹脂の溶融流動性の指数としてJI
S K7210により230°Cで荷重2.16kgf
で測定したMFR(メルトフローレート)が20g/1
0分以上であることが必要である。
【0009】 また、スチレン系熱可塑性エラストマー
は、スチレン.エチレンブチレン.スチレンブロック共
重合体(SEBS)、スチレン.エチレンプロピレン.
スチレンブロック共重合体(SEPS)、そしてスチレ
ン含量20重量%以下の水素添加スチレンブタジエンゴ
ム(水素添加SBR)から選ばれる少なくとも1種で
る。上記SEBSはスチレン.ブタジエン.スチレンブ
ロック共重合体(SBS)を水素添加したものであり、
シエル化学社製の商品であるクレイトンGシリーズ、旭
化成社製の商品であるタフテックHシリーズ等が挙げら
れる。このSEBSではスチレン含量が増えるにつれて
強度が上昇するが、柔軟性が低下する。また、同SEB
Sではスラッシュ成形時に溶融してスチレンハードセグ
メントが凝集し、平滑なシート状成形体を得にくいこと
がある。従って、スチレン含量は20%重量以下がよ
い。
【0010】SEPSはスチレン.イソプレン.スチレ
ンブロック共重合体(SIS)を水素添加したもので、
クラレ社製の商品であるセプトンが代表的である。SE
BSと同様にスチレン含量が増えるにつれ柔軟性が低下
するために、スチレン含量は20重量%以下がよい。
【0011】水素添加SBRは、スチレンとブタジエン
がランダムに共重合しているスチレンブタジエンゴムを
水素添加している点で、ブロック共重合体であるSEB
Sと異なっている。代表的なものとして、日本合成ゴム
社製の商品であるダイナロンシリーズがある。
【0012】これらスチレン系熱可塑性エラストマーの
MFRは、大きい方が好ましい。また、ポリプロピレン
樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーの混合比率(ポ
リプロピレン樹脂/スチレン系熱可塑性エラストマー)
は重量比70/30〜30/70であり、重量比70/
30を越えると柔軟性が損なわれ、他方重量比30/7
0未満であると成形体の耐熱性や耐薬品性が低下する。
ポリプロピレン樹脂/スチレン系熱可塑性エラストマー
の混合系の溶融流動性は、MFR(230°,2.16
kgf)で少なくとも8g/10分以上が必要とされ
る。これ未満であると、得られたシート状成形体の粉末
間にピンホールが多数残ったり、はなはだしい場合には
粉末間の融着が不充分となってシートにならないことも
ある。
【0013】ポリプロピレン樹脂とスチレン系熱可塑性
エラストマーとの混合物の熱安定剤としては、通常のポ
リオレフィンに用いられるものが使用できる。一般的に
は、ヒンダードフェノールと有機イオウ系の酸化防止剤
を併用して使用するが、特に限定されるものではない。
また、光安定剤としては、ベンゾチアゾール系のものが
使用されることもある。顔料は通常のオレフィン系に適
した有機、無機のものが使用される。更に、脂肪酸金属
塩等の滑剤や炭酸カルシウム、タルク等の充填剤等が必
要に応じて添加される。
【0014】これらの配合物の混合はV型ブレンダー、
タンブラー、ヘンシェルミキサー等を用いて行われる。
次いで、この混合物を二軸押出機等によって溶融混練し
てペレット化する。このペレットはターボミル、ピンミ
ル、ハンマーミル等の衝撃型微粉砕機を用いて微粉砕さ
れる。この時通常では液体窒素を用いて冷凍粉砕され
る。常温で粉砕すると、糸を引いて粗い粉末しか得られ
ない。しかし、ポリプロピレン樹脂の少ないペレット
は、常温粉砕できる場合がある。粉砕されたものは篩い
等によって粒径が少なくとも500μm以下、好ましく
は300μm以下のものを集め、500μmを越えるも
のは再度粉砕される。
【0015】 このようにして得られた粉末成形に使用
する粉末樹脂組成物が、充分な粉末流動性をもたない場
合には、型の複雑形状部に流れ込まずに欠損やピンホー
ルをもつシートを成形することになる。そのため、本発
明では、特に粉末樹脂組成物の中に流動性改良剤である
炭酸カルシウム、シリカ等の充填剤、あるいはステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩や
脂肪酸アミド、脂肪酸エステル等の滑剤、あるいは樹脂
微粉末等を少なくとも1種添加することができる。尚、
上記充填剤は粉末スラッシュ成形時に溶融せずにそのま
ま残存するが、滑剤と樹脂微粉末は溶融して粉末樹脂組
成物中に取り込まれる。これらの流動性改良剤はペレッ
トを粉砕した後にヘンシェルミキサー等の混合機によっ
て加えるが、粉砕前にペレットにまぶして粉砕してもよ
い。
【0016】これらの添加物は粉末樹脂組成物の表面に
付着してコロの働きをするため、粉末の流動性を改良で
きる効果がある。しかし、上記添加物を多量に加える
と、シート成形体の機械的特性が低下するため、充填剤
と滑剤との添加量はポリプロピレン樹脂とスチレン系熱
可塑性エラストマーとの混合物100重量部に対して2
重量部未満であり、一方樹脂微粉末は10重量部未満で
ある。尚、この樹脂微粉末は粉末樹脂組成物と相溶性に
優れるオレフィン系であり、特に適当なものとしては低
密度ポリエチレン化学粉砕物である。化学粉砕とは樹脂
を溶剤に溶かし、これを不溶溶剤中に投入して析出させ
るもので、機械粉砕に比べて細かいものが得られる。
【0017】次いで、流動性の調節された粉末樹脂組成
物を用いて粉末スラッシュ成形を行う。この成形では粉
末樹脂組成物の融点以上に加熱された型にこれを主とし
て重力で落下させて投入し、一定時間経過後に型を反転
し、余分の粉末樹脂組成物を回収箱に集める。型表面に
は粉末樹脂組成物が層となって付着しており、時間経過
とともに溶融してスキン層が形成される。そして、型を
冷却してスキン層を脱型するものであり、これが繰り返
し行われる。
【0018】
【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。 実施例1 ポリプロピレン樹脂としてハイポールJ740(三井石
油化学社製のポリプロピレンブロック共重合体、MFR
25g/10分)50重量部と、SEBSとしてクレイ
トンG1657(シェル化学社製、スチレン含量13重
量%、MFR9g/10分)50重量部と、熱安定剤と
してスミライザーGA80(住友化学社製、高分子量ヒ
ンダードフェノール)0.1重量部と、スミライザーT
P−D(住友化学社製、有機イオウ系2次酸化防止剤)
0.2重量部と、紫外線吸収剤としてスミソーブ300
(住友化学社製、ベンゾトリアゾール系)0.1重量部
をタンブラーで混合し、二軸押出機(池貝鉄鋼社製、P
CM45)を用い、220°Cで押出してペレット化し
た。
【0019】次に、ターボミルT250−4J(ターボ
工業社製)に液体窒素に浸したペレットを投入して粉砕
し、500μmの篩い通過分のみを集めた。得られた粉
末に更に流動性改良剤であるステアリン酸亜鉛1.5重
量部を加えて流動性を改善した粉末樹脂組成物を得た。
【0020】次に、上記粉末樹脂組成物を用いて粉末ス
ラッシュ成形を行った。この粉末スラッシュ成形の方法
としては、まず電鋳型(150mm×150mm×2m
m)を290°Cに加熱したオーブン中で予熱し、オー
ブンから取り出して型温が250°Cになった時点で上
記粉末樹脂組成物300gを一度に落とし型表面を覆っ
た。そして、10秒間静置した後に型を反転して余分の
粉末を落とし、型をオーブンに戻して60秒間キュアー
した後、型をオーブンから取り出して水中にしずめて急
冷して、シートを脱型した。シートの厚みは1mm前後
であった。
【0021】上記ペレットとシートのMFR、硬度、引
張強さ、伸び、耐薬品性の評価を下記の方法で行った。
得られた結果を表1に示す。尚、MFRはペレットをJ
IS K7210により230°C、2.16kgf荷
重で測定した。硬度は、スラッシュ成形で得られたシー
トを6枚重ねて、これをJISA硬度計で測定した。引
張強さおよび伸びは、スラッシュ成形で得られたシート
をJIS3号ダンベルで打ち抜き、引張速度200mm
/分で測定した。耐薬品性ではそれぞれガーゼにしみ込
ませたガソリン、軽油、エンジン油、ギヤ油、トルコン
油、グリース、灯油を、スラッシュ成形で得られたシー
トの表面にうすく塗布し、ツヤ、ベトツキ等の異常の有
無を確認した。
【0022】比較例1 SEBSとしてクレイトンG1650(シェル化学社
製、スチレン含量29重量%、MFR0g/10分)を
用いた以外は実施例1と同じように粉末樹脂組成物を作
製し、その評価を行った。その結果を表1に示す。
【0023】実施例2 SEBSとしてタフテックH1052(旭化成社製、ス
チレン含量20重量%、MFR12g/10分)を用い
た以外は実施例1と同じように粉末樹脂組成物を作製
し、その評価を行った。その結果を表1に示す。
【0024】比較例2 SEBSとしてタフテックH1031(旭化成社製、ス
チレン含量30重量%、MFR160g/10分)を用
いた以外は実施例1と同じように粉末樹脂組成物を作製
し、その評価を行った。その結果を表1に示す。
【0025】実施例3 スチレン系熱可塑性エラストマーとしてセプトン206
3(クラレ社製のSEPS、スチレン含量13重量%、
MFR7g/10分)を用いた以外は実施例1と同じよ
うに粉末樹脂組成物を作製し、その評価を行った。その
結果を表1に示す。
【0026】比較例3 SEPSとしてセプトン2002(クラレ社製のSEP
S、スチレン含量30重量%、MFR65g/10分)
を用いた以外は実施例3と同じように粉末樹脂組成物を
作製し、その評価を行った。その結果を表1に示す。
【0027】実施例4 スチレン系熱可塑性エラストマーとしてダイナロン13
20P(日本合成ゴム社製の水素添加SBR、スチレン
含量10重量%、MFR4g/10分)を用いた以外は
実施例1と同じように粉末樹脂組成物を作製し、その評
価を行った。その結果を表1に示す。
【0028】比較例4 水素添加SBRとしてダイナロン1910P(日本合成
ゴム社製、スチレン含量30重量%、MFR5g/10
分)を用いた以外は実施例1と同じように粉末樹脂組成
物を作製し、その評価を行った。その結果を表1に示
す。
【0029】比較例5 SEBSであるクレイトンG1657を75重量%(ポ
リプロピレン樹脂25重量%)とした以外は実施例1と
同じように粉末樹脂組成物を作製し、その評価を行っ
た。その結果を表1に示す。
【0030】比較例6 SEBSであるクレイトンG1657を25重量%(ポ
リプロピレン樹脂75重量%)とした以外は実施例1と
同じように粉末樹脂組成物を作製し、その評価を行っ
た。その結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】この結果より、本実施例では粉末樹脂組成
物の溶融流動性が良く、しかもスラッシュ成形で得られ
たシートも柔軟性に富み、しかも引張強さ、伸び、耐薬
品性も良好であることが判る。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明の粉末樹脂組成物
は、溶融流動性が良好で粉末成形に適した材料であり、
しかもこの材料を用いて粉末成形したシートも柔軟性に
富み、しかも引張強さ、伸び、耐薬品性も良好であると
言った効果を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/10 KEQ C08K 5/10 KEQ 5/20 KEW 5/20 KEW C08L 9/06 LBG C08L 9/06 LBG 53/02 LLY 53/02 LLY // B29K 25:00 (72)発明者 禾本 順一 神戸市長田区浜添通4丁目1番21号 三 ツ星ベルト株式会社内 (72)発明者 坂 聖二 神戸市長田区浜添通4丁目1番21号 三 ツ星ベルト株式会社内 審査官 油科 壮一 (56)参考文献 特開 平6−329954(JP,A) 特開 平6−287365(JP,A) 特開 平6−192504(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリプロピレン樹脂とスチレン含量が2
    0重量%以下のスチレン系熱可塑性エラストマーとを重
    量比70/30〜30/70の割合で混合したものを粉
    砕して得られたものであることを特徴とする粉末成形に
    使用する粉末樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 スチレン系熱可塑性エラストマーがスチ
    レン含量20重量%以下のスチレン.エチレンブチレ
    ン.スチレンブロック共重合体、スチレン含量20重量
    %以下のスチレン.エチレンプロピレン.スチレンブロ
    ック共重合体、そしてスチレン含量20重量%以下の水
    素添加スチレンブタジエンゴムから選ばれた少なくとも
    1種である請求項1記載の粉末成形に使用する粉末樹脂
    組成物。
  3. 【請求項3】 ポリプロピレン樹脂とスチレン系熱可塑
    性エラストマーとを2軸押出機等で混練してペレット化
    し、このペレットを常温もしくは冷凍粉砕して得られた
    粉末物である請求項1記載の粉末成形に使用する粉末樹
    脂組成物。
  4. 【請求項4】 炭酸カルシウム、シリカ、あるいはステ
    アリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属
    塩や脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、あるいは樹脂微粉
    末から選ばれた少なくとも1種の流動性改良剤が添加さ
    れている請求項1記載の粉末成形に使用する粉末樹脂組
    成物。
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