JP3253954B2 - 樹脂製自動車バンパ - Google Patents
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Description
に特に低温域においても優れた耐衝撃性と高剛性を有
し、軽量化が図れると共に軽衝突下での耐破損性も優
れ、且つ、市場での長期使用下での形状保持性と高度な
塗膜鮮映性をあわせもつ優れたバンパに関する。
れて以降現在に到る10数年間において、その構造様式に
基本的な変化はなく、樹脂材料の成形加工性、形状安定
性、塗装性を向上、改良することで進歩してきた。具体
的に第1表及び第4図、第5図に示す。第4図および第
5図は第1表に示すバンパを示す図で、1はバンパ、3
は樹脂組成物、4は強化部材、5は車体ステイ、6は縦
リブ、7は横リブである。
っては、強化部材の装着が必須であったり、また重量も
重くなり、それがネックポイントになって今後の一層の
車体軽量化の要求に適応できず、その軽量化が図れな
い。更にリブによるヒケのない平滑な外表面、高度な塗
膜鮮映性、長期に亘る形状保持性能に関する車体品質の
向上に対しては従来の樹脂製バンパ構造では解決するこ
とができない問題点を有する。
や車体構成上重要な役割をなすバンパを積極的に取り上
げ、上記ネックポイントを排除し軽量化を図るため強化
部材は出来るだけ用いないことを前提として従来のバン
パの欠点を解消することを目的とする。
構造に工夫をこらすことにより、この目的を達成したも
のである。
体全体のエチレン含有量が3〜8モル%でメルトフロー
レート(MFR)が20〜40g/10分のプロピレン・エチレン
ブロック共重合体(以下EPPと略称する)51〜60重量%
と、 (b) MFRが0.1〜2g/10分のエチレン・プロピレン系
共重合体ゴム(以下EPRと略称する)20〜30重量%と、 (c) 平均粒径が1.0〜2.5μmのタルク17〜25重量%
とからなり、 (I) 曲げ弾性率が23℃で17,000kg/cm2以上、 (II) アイゾット衝撃値が−30℃で6kg−cm/cm以上で
あり、かつ、−30℃及び23℃での振子式衝撃試験におい
て破損せず、 (III) 線膨張係数(厚み3mm、長さ45mm、23〜80℃)
が6.5×10-5cm/cm/℃以下、 (IV) MFRが7g/10分以上 の物性を有する組成物から構成され、 (2) バンパの基本断面形状を浮きリブ一体構造に特
定 したことを特徴とする自動車バンパに関するものであ
る。
く、バンパは浮きリブ2を具えた上記樹脂組成物3から
成る一体構造型のものである。
分を3〜8重量%含み、重合体全体のエチレン含有量が
3〜8モル%、好ましくは4〜6モル%で、かつ、その
MFRが20〜40g/10分、好ましくは25〜35g/10分のもので
ある。これらの物性以外のEPPは本発明の効果を奏さな
い。
る値であり、また常温キシレン可溶分は2gの試料を沸騰
キシレン600g中に20分間浸漬して溶解させた後、室温ま
で冷却し、G4型ガラスフィルターで濾過および乾燥して
求めた固相重量から逆算した値である。
が上記範囲外のものは、組成物の曲げ弾性率、アイゾッ
ト衝撃が劣り本発明の組成物成分として不適当である。
測定した値で、20g/10分未満のものは成形加工性、外観
が劣り、40g/10分超過のものはアイゾット衝撃及びバン
パ性能としての振子式衝撃試験での耐破損性が不良とな
る。
は、先の性状範囲内であれば2種以上の樹脂の併用混合
物であっても一向に差支えなく、その際、先の性状範囲
外のプロピレン系樹脂を先のEPPの量(重量)を超えな
い範囲で用いることもできる。
範囲で他の不飽和単量体(例えばブテン−1、ヘキセン
−1、オクテン−1、4−メチルペンテン−1等のα−
オレフィン;酢酸ビニルの如きビニルエステル;(メ
タ)アクリル酸(エステル)、無水マレイン酸等の不飽
和有機酸またはその誘導体等)をも含有する共重合体
(グラフト型、ランダム型、ブロック型いずれでも構わ
ない)や変性物であってもよい。更にはこれらの混合物
であってもよい。
レン・プロピレン二元共重合体ゴム(EPM)、及びエチ
リデン・ノルボルネン(ENB)、ジシクロペンタジエン
(DCP)等の第3成分の添加されたEPDMであって、MFRが
0.1〜2g/10分が適当である。
分)であれば、そのEPRは互いの併用でも単一で2成分
以上の併用であってもよい。例えば、高粘度品と低粘度
品のブレンドであってもよく、その際、粘度範囲外のも
のを併用しても差し支えない。
えるとアイゾット衝撃が不足する。
粒径が1.0〜2.5μmのもので、好ましくは比表面積が3
5,000cm2/g以上で、粒度分布が、実質的に15μm以下で
あって、粒子寸法10μm以下が95%以上、5μm以下が
80%以上、1μm以下が5〜50%であり、平均アスペク
ト比が5以上のものである。上記の範囲に入らないもの
を用いた場合は、組成物の高温時における寸法安定性が
劣る他、剛性と低温衝撃性とのバランス、塗装性、外観
が劣り好ましくない。
に基づいて恒圧通気式比表面積測定装置、例えば島津製
作所製粉体比表面積測定装置SS−100型等で行なう。
よる積算分布値である。測定装置としては、例として島
津製作所製SA−CP型(例えばSA−CP2−20)がある。
測定した粒度の累積分布曲線における50%の点での粒径
値である。
の水溶液を用いると、タルクの分散度を高め、測定し易
い。また、平均アスペクト比とはタルクの縦または横の
いずれかの長さと厚みの比の平均値であり、その測定は
顕微鏡にて観察測定する方法による。
は、この組成物を有機溶媒で沸点抽出する方法(例えば
キシレン中130〜140℃で10時間程浸漬溶解し、それを円
筒濾紙を通してタルクと樹脂を分離する方法)またはこ
の組成物を焼成する方法等で取り出したフィラーについ
て上記の方法で求めることができる。
く、同0.7μm以上のタルクは乾式分級で得られ易い。
って製造される。即ち、タルク原石をチューブミル型粉
砕機、衝撃式粉砕機、ミクロンミル型粉砕機、遠心ロー
ラー型レイモンドミル等の装置で粉砕し、微粉砕を要す
る場合には更に、ミクロンミル、ジェット型粉砕機、ジ
ェット・オ・マイザー、ミクロナイザー、ジェットパル
ペライザー、撹拌摩砕ミル(タワーミル)、振動ミル、
コロイドミル等で乾式または湿式微粉砕する。
クロン、ミクロンセパーター、ミクロプレックス、サイ
クロンエアセパレーター、ウルトラセパレーター、ジェ
ットクロン、クラシクロン、レーキ分級機、ハイドロサ
イクロン、水力分級機、遠心分級機等の装置で、一回又
は複数回繰り返して乾式または湿式分級し、その物性を
調整する。この際、その原石は中国産、豪州産、米国産
等が好ましいが、とりわけ中国産が好ましい。また、こ
れらのタルクは各種エステル類やグリコール類、カップ
リング剤、脂肪酸やその金属塩類、界面活性剤等で表面
処理してもよく、その処理は性能向上に有効である。
れ(a)成分51〜60重量%、好ましくは53〜58重量%、
(b)成分20〜30重量%、好ましくは22〜27重量%、
(c)成分17〜25重量%、好ましくは18〜23重量%であ
る。
度が不満足であり、一方、60重量%超過のものは寸法安
定性、剛性が劣り好ましくない。また、 (b)成分が20重量%未満のものは塗装性や低温衝撃
性が劣り、30重量%超過のものは剛性や耐傷性が劣り、
それぞれ不適である。また、(c)成分が17重量%未満
のものは高温時の寸法安定性が大幅に劣るほか剛性が不
足し、一方、25重量%超過のものは外観、塗装性、成形
加工性、低温衝撃性が劣り好ましくない。
の効果を著しく損なわない範囲で、他の付加的成分を添
加することができる。
成分以外の処理または無処理の無機または有機フィラ
ー、本発明で用いるEPR以外のゴムまたはラテックス成
分、本発明で用いるEPP以外の熱可塑性樹脂または熱硬
化性樹脂、その他、各種安定剤、顔料、分散剤、架橋
剤、発泡剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、塗装性改良剤
等があるが、付加的成分としての上記フィラーの添加
は、メッキ性、塗装性、接着性、光沢、成形性、タッピ
ング性、混練性、ウエルド強度、耐クリープ性、寸法安
定性、耐熱性等の向上に有効である。なお、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、微粒ガラ
ス球の添加は、これらの効果の向上が顕著である。
機、バンバリーミキサー、ロール、プラベンダーブラス
トグラフ、ニーダー等の通常の混練機を用いて製造する
ことができる。通常は押出機等で混練してペレット状の
コンパウンドした後、成形加工に供するが、特殊な場合
は3成分を直接各種成形機に供給し、成形機で混練しな
がら成形することもできる。また、予めフィラーやEPR
を(必要に応じて各種添加剤とともに)高濃度に混練し
てマスターバッチとし、それを別途EPP等で希釈しなが
らブレンドコンパウディングしたり、成形したりするこ
ともできる。
ンパとして機能するために、前記の物性を有することが
必要である。即ち、 (I)曲げ弾性率 JIS K 7203に準拠し23℃において測定されたものであ
る。
なり車体を損傷させる。またその対策として車体とバン
パとの距離を拡大すると造形自由度がなくなり、ユーザ
ーの望むデザインができなくなる。衝突時の変形を少量
にするには組成物物性とし17,000kg/cm2以上の曲げ弾性
率が必要である。
る。衝撃値が不足すると軽衝突時にバンパが破損し車体
を損傷させたり、飛散した樹脂片で二次災害を引起すの
で、それを防止するには組成物物性として6kg−cm/cm以
上が必要である。
石英管式膨張計を用いて長さ45mm、幅10mm、厚さ3mmの
試験片の長さの変化を23℃〜80℃にわたって測定し、こ
の値を平均して求められるものである。
られるため環境温度の変化による膨張収縮のズレがある
と部品の変形が生じ品質を損う。線膨張率の許容範囲は
組成物の線膨張係数が7.0×10-5(cm/cm/℃)以下であ
る。
低いと成形性が低下し、外観が不良となり、7g/10分以
上が必要である。
体に同時に形成する。リブを浮かせる理由としては、成
形外観におけるリブ形成によるヒケ現象を解消し、なお
かつ形状剛性を確保するためである。浮きリブの設置数
は特に限定はないが、バンパ衝突時の断面形状の解放を
程よく行う本数が好ましい。また、少なすぎても衝突時
の変形が容易となり車体保護性が向上しない。通常は10
本前後が好ましく、そのピッチは10〜15cm程度である。
次にその設置位置は第2図に示すように車体寄りにする
ことが衝突時のバンパの変形量が小さくなり、好まし
い。浮きリブの厚みは成形性、耐衝突性より3〜5mmが
好ましく、その車体方向の奥行長は外観面より10〜30mm
が望ましい。
方法は限定されるものではないが中でも射出成形が最も
適する。
なり(I)〜(IV)の物性を有する組成物から得られた
本発明の自動車バンパは軽量であり、−30℃で時速4km/
hの振子式衝撃試験に耐える優れた衝突性能を発現しか
つ低い線膨張係数を有するため塗膜鮮映性が良好であ
り、表面外観が平滑で長期実用での形状保持性も極めて
優れたものである。
明する。
第2表に示す。また使用した(b)成分のEPRを第3表
に、(c)成分のタルクを第4表に示す。
し、その配合物100重量部にさらにトリス(2,4−ジ−t
−ブチルフェニル)ホスファイト0.08重量部、テトラキ
ス〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′
−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン0.1重
量部を配合して、混合した後、FCM二軸混練機にて230℃
で混練造粒して組成物を得た。
で試験片を形成し、その曲げ弾性率、アイゾット衝撃強
度、線膨張係数、MFR、塗膜鮮映性を評価した。尚、塗
膜鮮映性は一液型ウレタン塗料塗布焼付(120℃)後、
肉眼で良否判定をした。
形機にて250℃で第3図a,bに示す浮きリブ構造バンパ
(基本肉厚3.5mm、浮きリブ数8個)を成形し振子式衝
撃試験機を荷重1.4TONに調整し、バンパを強化部材を使
用せず車体に組付け−30℃及び23℃で時速4km/hの衝突
速度で耐破損性を評価し(MVSS PART 581準拠)、又、
車体に組付けた状態にして+90℃〜−40℃の熱サイクル
試験を2度繰返し行い形状保持性を評価した。
5表に併記する。これらの結果から明らかなように実施
例1〜5の組成物は良好な品質バランスを示しバンパ衝
撃性能も合格した。一方、比較例1〜14は品質バランス
が不良であったり、バンパ衝撃において破損したり、形
状保持性が不良であったりした。
ための自動車の側面図、 第3図aは実施例のバンパの平面図、 第3図bは第3図aのバンパを矢印の方から見た側面
図、 第4図および第5図はそれぞれ従来のバンパの断面図で
ある。 1……バンパ、2……浮きリブ 3……樹脂組成物、4……強化部材 5……車体ステイ、6……縦リブ 7……横リブ
Claims (1)
- 【請求項1】(a)常温キシレン可溶分を3〜8重量%
含み、重合体全体のエチレン含有量が3〜8モル%でメ
ルトフローレートが20〜40g/10分のプロピレン・エチレ
ンブロック共重合体51〜60重量%と、 (b)メルトフローレートが0.1〜2g/10分のエチレン・
プロピレン系共重合体ゴム20〜30重量%と、 (c)平均粒系が1.0〜2.5μmのタルク17〜25重量% とからなり、 (I) 曲げ弾性率が23℃で17,000kg/cm2以上、 (II) アイゾット衝撃値が−30℃で6kg−cm/cm以上で
あり、かつ、−30℃及び23℃での振子式衝撃試験におい
て破損せず、 (III) 線膨張係数(厚み3mm、長さ45mm、23〜80℃)
が6.5×10-5(cm/cm/℃)以下 (IV) メルトフローレートが7g/10分以上 の物性を有する組成物より構成され、基本断面形状が浮
きリブー体の構造を有し、該リブはバンパ本体と一体化
しており、かつバンパ本体の内側空間に、車体本体から
離間されて、複数設置されていることを特徴とする樹脂
製自動車バンパ。
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