JP3342908B2 - 粉末成形用樹脂組成物粉末 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転成形などの粉末成形
に用いられるアイオノマー組成物の粉末に関する。さら
に詳しくは粉末の製造が容易で耐スクラッチ性良好な製
品を成形性良く製造することができるアイオノマー組成
物の粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリ塩化ビニルは、柔軟で触感が優れて
おり、また成形性やしぼ転写性が良好で美観に優れた製
品を容易に製造できるところから、各種成形品の表皮材
として広く使用されている。しかしながら、廃材の焼却
時における腐触性ガスの発生や比重が比較的大きく、製
品重量が重いという問題点があり、ポリオレフィン系へ
の材料転換が求められている状況にある。このうち、と
くに耐スクラッチ性が要求される分野においては、エチ
レン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー、また
さらに柔軟性が要求される分野においては、不飽和カル
ボン酸エステルを共重合成分として含有するアイオノマ
ーによる代替が考えられる。ところがこのような代替に
おいて、成形上あるいは物性上において、いくつかの解
決すべき課題があり、それを乗り越えることは容易なこ
とではなかった。

【０００３】例えば粉末成形用のアイオノマーを得るた
めには、アイオノマーペレットから微粉末を製造しなけ
ればならない。ところがアイオノマーの粉砕性が悪いた
め、一般には冷凍粉砕する必要があるが、それでも均一
な粒度分布を有するアイオノマー粉末を得ることが難し
かった。また粉末成形において、成形品表皮の装飾目的
で微小なしぼ付けを行なうことがあるが、アイオノマー
が金属との接着性に優れるため、成形後にしぼ付け金型
から成形品を脱離することが困難となる場合が多かっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
アイオノマーに添加剤を配合することによって、この欠
点を改善する検討を開始した。しかし添加剤を配合する
場合、多くの課題が存在する。すなわち、一般にアイオ
ノマーは前述のように、粉砕による微粉化が容易でない
が、添加剤を加えると粉砕が更に困難になる傾向があ
る。また添加剤の中には成形品にべたつきを与えるよう
なものも多い。従って添加剤の選択に当たっては単に離
型性を改善するのみならず、粉砕に悪影響を及ぼさず、
成形品にべたつきを与えるようなものでないことも重要
な要素となる。以上のような観点から数多くの添加剤に
つき検討した結果、一般に熱可塑性樹脂の離型剤あるい
はスリップ剤として知られている多くのものは、前記所
望性能を満足することができなかったが、ポリエチレン
グリコール系化合物のみが優れた性能を示すことを見出
すに至り本発明に到達した。

【０００５】したがって本発明の目的は、機械粉砕によ
って容易に製造できる、粉末成形に適した粉末状アイオ
ノマー組成物を提供するにある。本発明の他の目的は、
造膜性、しぼ転写性、離形性等が良好であり、したがっ
て美観が優れ、かつ耐スクラッチ性の優れた成形品を粉
末成形によって容易に製造することのできる粉末状アイ
オノマー組成物を提供するにある。本発明のさらに他の
目的は、上記各性能を備え、かつ耐熱性の改良された成
形品を製造しうる粉末状アイオノマー組成物を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明によれ
ば、不飽和カルボン酸重合単位の少なくとも５モル％以
上が金属イオンにより中和されているエチレン・不飽和
カルボン酸共重合体のアイオノマー１００重量部とポリ
オキシエチレングリコール系化合物１〜２０重量部とか
らなり、メルトフローレートが１〜１００ｇ／１０分
（１９０℃，２１６０ｇ荷重）、平均粒子径が１〜５０
０μｍである粉末成形用樹脂組成物粉末が提供される。

【０００７】本発明において用いられるエチレン・不飽
和カルボン酸共重合体のアイオノマーは任意重合成分と
して不飽和エステルのような他の単量体が共重合されて
いてもよく、また不飽和カルボン酸重合単位の少なくと
も５モル％以上が金属イオンで中和された構造のもので
ある。中和度の低いものあるいは未中和のものを用いる
と、後述のポリエチレングリコール系化合物を配合して
も離型性良好な組成物が得られず、また耐スクラッチ性
の優れた成形品を得ることが難かしい。ここに不飽和カ
ルボン酸成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸モノエチル、無水マレイン酸などを例示するこ
とができるが、とくにアクリル酸もしくはメタクリル酸
の使用が好適である。

【０００８】また、任意重合成分である他の単量体とし
ては不飽和エステル、例えば酢酸ビニルのようなビニル
エステル、あるいはアクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、ア
クリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、マ
レイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステルなど
を例示することができる。

【０００９】アイオノマーにおける金属イオン種として
は、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムの如き１価
金属、亜鉛、マグネシウム、カルシウムの如き２価金属
を代表例として挙げることができる。これらの中では、
２価金属で中和したアイオノマーの方が、少量のポリオ
キシエチレングリコール系化合物の使用で離型効果がで
るので好ましい。

【００１０】エチレン・不飽和カルボン酸共重合体にお
ける重合組成は、例えばエチレンが５０〜９８重量％、
不飽和カルボン酸が２〜３５重量％、不飽和エステルの
如き他の単量体が０〜４０重量％のような割合であって
よい。とくに柔軟な成形品を目的とする場合には、エチ
レンが５０〜９０重量％、とくに６０〜９０重量％、不
飽和カルボン酸が２〜３０重量％、とくに５〜２０重量
％、不飽和エステルが５〜３０重量％、とくに１０〜２
５重量％のものを用いることが望ましい。

【００１１】金属イオンによる中和度は５モル％以上で
あるが、中和度が高くなるにつれ硬くなる傾向となるの
で、８０モル％以下、とくに７０モル％以下とするのが
好ましい。

【００１２】このようなアイオノマーは、高圧重合によ
って得られる前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体
と金属化合物を反応させる方法、あるいは、高圧重合に
よって得られるエチレン・不飽和カルボン酸エステル共
重合体をけん化する方法などによって製造することがで
きる。粉末成形における造膜性を考慮した場合、成形温
度によっても若干異なるが、アイオノマーとして１９０
℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが１ｇ
／１０分以上、好ましくは３ｇ／１０分以上のものを用
いるのが好ましい。一方、アイオノマーの粉砕特性や成
形品物性を考慮するとメルトフローレートが１００ｇ／
１０分以下、とくに５０ｇ／１０分以下のものを用いる
のがよい。

【００１３】本発明においては、前記アイオノマーにポ
リオキシエチレングリコール系化合物、すなわちポリオ
キシエチレングリコール、そのエーテル、そのエステル
等が用いられる。ポリオキシエチレングリコールのエー
テルとしては、アルキルエーテル、フェニルエーテル、
アルキルフェニルエーテルなど、またエステルとして
は、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレイト、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレートなどを例示でき
る。これらの中では、ポリオキシエチレングリコールの
使用が最も効果的である。ポリオキシエチレングリコー
ル系化合物としては、常温で液状のものから固体状のも
のまで広く使用でき、例えば平均分子量２００〜５０，
０００のものが使用できるが、アイオノマーとの混和性
を考慮すると分子量４００〜２０，０００程度のものを
用いるのが好ましい。

【００１４】ポリオキシエチレングリコール系化合物の
好適配合量は、アイオノマーの種類によっても異なる
が、あまり多量に配合するとべたつきや物性低下の原因
となるので、一般にはアイオノマー１００重量部当り、
１〜２０重量部、好ましくは２〜１５重量部程度であ
る。

【００１５】アイオノマーとポリオキシエチレングリコ
ール系化合物とからなる粉末を製造するには、常法によ
りこれらを溶融ブレンドしペレットを製造する。次いで
これを機械的に粉砕すればよい。アイオノマーは融点が
高くないため、粉砕に際し高温にならないようにする必
要があり、例えば冷凍粉砕は最も好ましい方法である。
なお、上記各成分のブレンドに際し、酸化防止剤、耐候
安定剤、紫外線吸収剤、顔料等の各種添加剤を配合する
ことができる。本発明の組成物は、かかる粉砕において
はアイオノマー単味の粉砕に比較して、同等又はそれ以
上の効率で行うことができ、ポリオキシエチレングリコ
ール系化合物配合による欠点はとくに見出せない。

【００１６】かくして得られる配合物は、造膜性、成形
物物性を考慮すると、メルトフローレートが１〜１００
ｇ／１０分、とくに３〜５０ｇ／１０分となるように調
節することが望ましい。また粉末粒子径としては成形
性、成形品表面外観等を考慮すると、１〜５００μｍ、
とくに１〜３５０μｍの範囲にすることが望ましい。

【００１７】

【実施例】次に実施例及び比較例を示す。なお実施例、
比較例において使用した原料樹脂および配合剤ならびに
実施した試験方法等は以下のとおりである。

【００１８】１．使用原料 （１）共重合体Ａ：エチレン−メタクリル酸共重合体
（メタクリル酸含量１５重量％、ＭＦＲ６０ｄｇ／ｍｉ
ｎ）

【００１９】（２）共重合体Ｂ：エチレン−メタクリル
酸−アクリル酸イソブチル３元共重合体（メタクリル酸
含量８重量％、アクリル酸イソブチル含量２０重量％、
ＭＦＲ２５ｄｇ／ｍｉｎ）

【００２０】（３）ケン化物：エチレン−アクリル酸エ
チル共重合体（アクリル酸エチル含量２５重量％、ＮＦ
Ｒ２７５ｄｇ／ｍｉｎ）のナトリウムによる２０モル％
ケン化物

【００２１】（４）ポリオキシエチレングリコール及び
その誘導体： (a) ＰＥＧ＃６００，＃１０００，＃６０００，＃１０
０００，＃２００００（数字は平均分子量を示す） 関
東化学（株）製試薬 (b) ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸（Ｈ
ＬＢ１６．７）花王（株）製 (c) ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミチン酸
（ＨＬＢ１５．６）花王（株）製

【００２２】（５）シリコーン離型剤： (a) ＢＹ２７−００２（５０重量％シリコーン超高分子
量体（粘度１００万ｃｓ以上２５℃）／低密度ポリエチ
レンマスターバッチ） (b) トレフィルＦ２０１（高分子量ジメチルシリコーン
オイル３００００ｃｓ） (c) トレフィルＦ２０２（高分子量ジメチルシリコーン
オイル６００００ｃｓ） いずれも東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製

【００２３】（６）スリップ剤： (a) エルカ酸アミド 日本精化（株）製 (b) Ｎ，Ｎ′−メチレンビスステアリン酸アミド 日本
化成（株）製 (c) グリセリンモノラウリン酸 関東化学（株）製試薬

【００２４】２．試験方法 （１）樹脂組成物ペレットの製造 ３０ｎｍφ２軸押出機（池貝鉄工（株）製ＰＣＭ３０）
を使用し、樹脂と添加剤を樹脂温２１０℃、押出量４．
０ｋｇ／ｈｒで押出しペレット化した。

【００２５】（２）樹脂粉末の製造 アトマイザー粉砕機を用い、液体窒素を使用してペレッ
ト状の樹脂を脆化温度以下に冷却し（−１５０℃程
度）、粉砕した。

【００２６】（３）造膜性及び離型性の試験法 予備的な試験はペレット状のもので行い、造膜性、離型
性が共に良好なものについてはさらに粉末状のものにつ
いても行った。ペレット状のものの評価は、２３０℃の
ホットプレス上にシボ模様転写用金型に置き、ペレット
状の試験片１０ｇを載せ、５分間放置後、直ちに氷冷し
た。得られるシート状物の表面平滑性及びシボ転写性に
より造膜性を、また手で金型からシート状物を剥がすこ
とにより離形性を判定した。また粉末状のものの評価
は、シボ模様転写用金型を予め２５０℃に加熱し、その
上に粉末を載せ２分間保ち溶融付着させる。その後、金
型を傾斜して未溶融の粉末を除去した後、金型を水冷す
る。造膜された成形品は同様に評価する。

【００２７】造膜性の判定 ◎ 表面が平滑でシボ転写良好 ○ 表面に若干凹凸が見られ、シボ転写が若干不充分 × 表面の凹凸が激しく、シボ転写も不良

【００２８】離型性の判定 ◎ 手で容易に剥れる ○ 剥すのに若干の力を要する × 剥離しない

【００２９】（４）耐スクラッチ性試験 成形品表面を爪で引っかき、傷つき状態を観察した。

【００３０】（５）メルトフローレートの測定 メルトインデクサー（東洋精機製作所製）により、１９
０℃、２１６０ｇ荷重にて測定した。

【００３１】［ペレット状試料からの離型性及び造膜性
テスト］実施例１〜８ アイオノマーおよびポリオキシエチレン
グリコール系化合物を表１に示す組成で配合し、得られ
たアイオノマー組成物のペレットから、離型性及び造膜
性のテストを行った。結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】 (*)ＰＯＥ：ポリオキシエチレングリコール系化合物 # 600 等はすべてポリオキシエチレングリコール（数字
は平均分子量） POESML：ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸 POESMP：ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミチン
酸

【００３２】比較例１〜１２ ポリオキシエチレングリコール系化合物を配合しないア
イオノマー、あるいはこれにシリコーン離型剤、スリッ
プ剤等を配合した組成物のペレットから離型性及び造膜
性のテストを行った。結果を表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】表１および表２の結果から明らかなよう
に、ポリオキシエチレングリコール系化合物を配合した
アイオノマー組成物はいずれも離型性、造膜性ともに良
好であり、シリコーン離型剤やスリップ剤配合処方より
も優れていることがわかる。

【００３３】［粉砕テストおよび粉末からの成形品の物
性評価］実施例３および比較例３の組成物につき冷凍粉
砕を行った。得られた粉末の粒径および粒径分布は表３
のとおりであった。

【００３４】

【表３】 但し IO ：アイオノマー POEG：ポリオキシエチレングリコール

【００３５】実施例３のポリオキシエチレングリコール
系化合物を配合したアイオノマー組成物は充分粒径の小
さい粉末に粉砕することができ、添加物による支障は全
くなかった。

【００３６】また、かくして得られた粉末から造膜性及
び離型性の試験を行ない、更に得られた成形品について
耐スクラッチ性、耐熱変形性を評価した。その結果実施
例３の組成物は全て造膜性、離型性ともに良好であり、
成形品のべたつきもなかった。

【００３７】耐スクラッチ性は、実施例３及び１６のも
のは同等であった。すなわちポリオキシエチレングリコ
ール系化合物の配合による他の物性への影響は認められ
なかった。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、スラッシュ成形、回転
成形などの粉末成形において、造膜性、離形性に優れた
アイオノマー組成物粉末が提供できる。本発明ではまた
柔軟性に富み、耐スクラッチ性に優れた成形品を製造す
ることのできるアイオノマー組成物粉末が提供できる。
かかる特長を生かし本発明の粉末は、例えば自動車内装
材の表皮、例えばインパネセーフティパッド、ブラグド
ア、コンソールの表皮などの成形に利用できる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和カルボン酸重合単位の少なくとも
   ５モル％以上が金属イオンにより中和されているエチレ
   ン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー１００重
   量部とポリオキシエチレングリコール系化合物１〜２０
   重量部とからなり、メルトフローレートが１〜１００ｇ
   ／１０分（１９０℃，２１６０ｇ荷重）、平均粒子径が
   １〜５００μｍである粉末成形用樹脂組成物粉末。