JP6630696B2

JP6630696B2 - 車両用帯電防止組成物、車両、及び車両の製造方法

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Publication number: JP6630696B2
Application number: JP2017050304A
Authority: JP
Inventors: 裕史鈴木; 正紀平木; 哲也乙川; あゆみ渡辺
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: US10428227B2; US20180265715A1; DE102018105987A1; DE102018105987B4; JP2018154665A; CN108624155A

Description

本発明は、車両用帯電防止組成物、車両、及び車両の製造方法に関する。

自動車などの車両は、走行することにより正に帯電する。また、一般的に、空気は正の電荷を帯びているため、正に帯電した車両と空気流との間に斥力が発生する。この斥力によって車両の外表面近傍から空気流が剥離することで、意図した空力特性が得られず、走行性能又は操縦安定性などが低下する可能性がある。
特許文献１には、導電性アルミテープを車両に貼り付けることで、この導電性被膜の自己放電を利用して前述の斥力を低下させ、車両の外表面近傍からの空気流の剥離を抑制できることが記載されている。

国際公開第２０１５／０６４１９５号

しかしながら、特許文献１に記載された導電性アルミテープは、自動車に施工する材料としては高価であるという問題、施工ラインに離型紙などの廃棄物が発生してしまうという問題、貼り付けに施工者の技量が必要になるという問題、施工に時間がかかるという問題、施工形状に限界があるという問題など、種々の問題があった。
本発明は上記の問題を解決するものである。
すなわち、本発明の課題は、従来の技術と比較して、安価であり、離型紙などの廃棄物が発生せず、施工者による施工品質のバラツキが少なく、施工時間が短く、施工形状の自由度が高い、車両用の帯電防止技術として用いることができる、車両用帯電防止組成物、車両用帯電防止組成物からなる膜を有する車両、及び車両の製造方法を提供することにある。

〔１〕
ニッケル粉末と酸変性ポリオレフィン樹脂とを含有する車両用帯電防止組成物であって、前記ニッケル粉末を顔料体積率(vol.％)で２．５〜１５vol.％含有する車両用帯電防止組成物。
〔２〕
〔１〕に記載の車両用帯電防止組成物からなる膜を有する車両。
〔３〕
ホットメルト法又は塗布法を用いて前記車両用帯電防止組成物からなる膜を形成する〔２〕に記載の車両の製造方法。
本発明は、上記〔１〕〜〔３〕に係る発明であるが、以下、それ以外の事項についても参考のため記載している。
＜１＞
ニッケル粉末とポリオレフィン樹脂とを含有する車両用帯電防止組成物であって、前記ニッケル粉末を顔料体積率(vol.％)で２．５〜１５vol.％含有する車両用帯電防止組成物。
＜２＞
＜１＞に記載の車両用帯電防止組成物からなる膜を有する車両。
＜３＞
ホットメルト法又は塗布法を用いて前記車両用帯電防止組成物からなる膜を形成する＜２＞に記載の車両の製造方法。

本発明によれば、従来の技術と比較して、安価であり、離型紙などの廃棄物が発生せず、施工者による施工品質のバラツキが少なく、施工時間が短く、施工形状の自由度が高い、車両用の帯電防止技術として用いることができる、車両用帯電防止組成物、車両用帯電防止組成物からなる膜を有する車両、及び車両の製造方法を提供することができる。

車両用帯電防止組成物からなる膜の形状の例を示す模式図。車両用帯電防止組成物からなる膜の形状の例を示す模式図。車両用帯電防止組成物からなる膜の形状の例を示す模式図。

［車両用帯電防止組成物］
本発明の車両用帯電防止組成物は、ニッケル粉末と樹脂とを含有する。

（ニッケル粉末）
ニッケル粉末は、導電性、コストパフォーマンス、酸化耐性、取扱い性などの観点から好ましい。
ニッケル粉末の形状としては、特に限定されないが、フィラメント状、スパイク状、フレーク状、球状、棒状、針状、角状、樹枝状、片状、粒状、不規則形状、涙滴状などが挙げられる。より高い帯電防止性を得る観点からフィラメント状のニッケル粉末であることが好ましい。
本発明の車両用帯電防止組成物は、ニッケル粉末に加えて他の導電性材料を使用してもよい。
他の導電性材料としては、特に限定されないが、銀粉末、銀コート金属粉末、銅粉末、アルミニウム粉末などの金属粉末、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ、リンドープ酸化スズ、スズドープ酸化インジウムなどの金属酸化物、導電性カーボンなどが挙げられる。
本発明の車両用帯電防止組成物中のニッケル粉末の含有量は、顔料体積率で２．５〜１５vol.％であり、３．０〜１５vol.％であることが好ましく、３．５〜１０．０vol.％であることがより好ましく、コストパフォーマンスから４．０〜５．０vol.％であることが更に好ましく、４．０〜４．５vol.％であることが特に好ましく、４．５vol.％であることが最も好ましい。
本発明の車両用帯電防止組成物中のニッケル粉末の含有量が、顔料体積率で４．５vol.％以下であると、固体表面抵抗値が１０^４Ω以上になり、自動車における電気制御系への影響を考慮する必要がなく好ましい。
なお、本発明において、顔料体積率は、ＪＩＳＫ５５００（２０００年）に規定されるものである。

（樹脂）
本発明の車両用帯電防止組成物はポリオレフィン樹脂を含有する。
ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されないが、車両用帯電防止組成物が施工される車両の部品（鋼板、プラスチック、ガラスなど）に適したものであることが好ましい。たとえば、自動車のバンパー等のプラスチック部品に車両用帯電防止組成物を施工する場合には、そのプラスチック部品（被着体）に接着できる樹脂を用いることが好ましい。特に、被着体が難接着性であるポリプロピレンの場合は、ポリプロピレンへの接着性の観点から、樹脂は酸変性ポリオレフィン又は塩素化ポリオレフィンであることが好ましい。

ポリオレフィン樹脂として、酸変性ポリオレフィンを用いる場合は、ホットメルト施工方法により車両用帯電防止組成物を車両に施工することで、帯電防止性を有する膜を形成することができる。すなわち、車両用帯電防止組成物をホットメルト組成物（ホットメルト施工方法により被着体に膜を形成することができる組成物）として用いることができる。ホットメルト組成物は溶剤を含有しないことが好ましい。ホットメルト組成物として用いられる場合の車両用帯電防止組成物の形態は特に限定されないが、スティック状、ビーズ状、ピロー状、ブロック状、ペレット状又はシート状などが挙げられる。
好ましい酸変性ポリオレフィンの選定条件としては、たとえば、下記（１）〜（４）が挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンは１種のみでも、２種以上を混合しても良い。
（１）ポリプロピレンに接着可能なこと
（２）砂埃などが膜表面に付着しない程度のタック性を有すること
（砂埃などが膜表面に付着すると帯電防止効果が低下してしまうため）
（たとえば、ＪＩＳ−Ｚ０２３７（２００９年）に準拠した３０°傾斜式ボールタック試験にて１／３２インチのボールが付着しないレベルなどが挙げられる。）
（３）１６０℃で酸化劣化しない熱安定性を有すること
（４）ホットメルトガンで吐出可能な程度の粘度を有すること
酸変性ポリオレフィンとしては、特に限定されないが、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマ−、ポリブテンポリマ−などのポリオレフィン樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、メタアクリル酸エステル、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸、無水ハイミック酸などで変性した化合物などが挙げられる。

ポリオレフィン樹脂として、塩素化ポリオレフィンを用いる場合は、塩素化ポリオレフィンを適当な溶媒（有機溶剤又は水）に溶解又は分散させることができるため、溶媒を含有する車両用帯電防止組成物を塗料（有機溶剤系塗料又は水系塗料）として用いることができる。この場合、塗布法を用いて車両用帯電防止組成物からなる膜を形成することができる。
塩素化ポリオレフィンとしては、特に限定されないが、結晶性ポリプロピレン、非晶質ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合物、エチレン−プロピレン−ジエン共重合物、エチレン−プロピレン−α−オレフィン共重合物、プロピレン−α−オレフィン共重合物などのポリオレフィン樹脂を塩素化反応したものが挙げられる。さらに、塩素化ポリオレフィンはα，β−不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体が導入されている酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂であってもよく、α，β−不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、メタアクリル酸エステル、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸、無水ハイミック酸などが挙げられる。また、溶媒は用いる樹脂により適宜選択することができるが、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサンなどの脂肪族系炭化水素、メチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、水などが挙げられる。

ホットメルト施工方法は、溶媒を用いないで、常温で乾燥できるため、簡便な施工方法であるため、ホットメルト施工方法を用いることができるという理由から、車両用帯電防止組成物中の樹脂として酸変性ポリオレフィンを用いることが好ましい。

本発明の車両用帯電防止組成物中のポリオレフィン樹脂の含有量は、８５．０〜９７．０vol.％であることが好ましく、９４．３〜９５．４vol.％であることがより好ましい。

（その他の成分）
本発明の車両用帯電防止組成物は、上記した以外のその他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、たとえば、沈降防止剤が挙げられ、沈降防止剤としてはシリカ粉末やその他のチクソ性原料が挙げられる。

［車両］
本発明は、上記の車両用帯電防止組成物からなる膜を有する車両にも関する。
前述のように、車両用帯電防止組成物をホットメルト施工方法や塗布法などにより車両の一部の部品に付与し、膜を形成することができる。この車両用帯電防止組成物からなる膜は帯電防止性能を示すものである。
膜の形状は、特に限定されないが、角部（エッジ部）を有する形状であることが好ましい。これは、車両に帯電した正の電荷が、膜のエッジ部に集中し、平面形状に比べ、コロナ放電が生じやすいエッジ部から帯電した正の電荷が放出されることで、車両の外表面と空気流の間にはたらく斥力を低下させ、車両の外表面近傍からの空気流の剥離を抑制できるためである。帯電防止性を高めるために、膜はより多くのエッジ部を有することが好ましい。施工された膜の例を施工形状図１〜３に示す。図１〜３において、本発明の車両用帯電防止組成物からなる膜は符号１（斜線部分）で示され、その角部（エッジ部）はＡで示される。図１は膜の平面図を模式的に示したものであり、図１よりも図２はエッジ部が多く、図２よりも図３はさらにエッジ部が多い。
膜のサイズは特に限定されないが、たとえば、長さ０．５〜４０ｃｍ、幅０．５〜１０ｃｍなどが挙げられる。
膜の厚みは特に限定されないが、たとえば、１０〜３００μｍなどが挙げられる。

車両において、車両用帯電防止組成物からなる膜を施工する位置は特に限定されない。たとえば、自動車に施工する場合は、特許文献１（国際公開第２０１５／０６４１９５号）に記載されているいずれもの部品に施工してもよく、施工する部品としては、たとえば、バンパー（バンパカバー）、ドアミラー、ヘッドランプ、ドアノブ、テールランプ、アンテナフィン、樹脂製サイドドア、樹脂性パックドア、ステアリングコラムカバー、窓ガラス、吸気装置、排気装置などが挙げられ、空気流による帯電量が大きい樹脂製部品が好ましく、特にバンパーが好ましい。なお、車両用帯電防止組成物からなる膜を施工する位置はこれらの部品の外側表面でもよいし、内側表面でもよい。

［車両の製造方法］
本発明は、ホットメルト施工方法又は塗布法を用いて車両用帯電防止組成物からなる膜を形成する車両の製造方法にも関する。

ホットメルト施工方法としては、特に限定されずに公知の方法を用いることができるが、たとえば、スティック状、ビーズ状、ピロー状、ブロック状、ペレット状、又はシート状の車両用帯電防止組成物を、ホットメルトガン（グルーガンなど）を用いて、車両用帯電防止組成物を加熱により溶融した状態で吐出し、車両に付着させ、常温で放置することで、冷やして固める方法が挙げられる。加熱温度としては用いる樹脂により適宜選択することができるが、たとえば、８０〜２００℃が挙げられる。

塗布法としては、特に限定されずに公知の方法を用いることができるが、たとえば、スプレー塗布、ハケ塗り、バー塗布、ローラー塗布などが挙げられる。塗布法を用いる場合、車両用帯電防止組成物は溶媒を含有してなる塗布液であることが好ましい。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。言うまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［車両用帯電防止組成物の調製］
下記表１に示す原料を下記表１に示す配合比率で混ぜ、車両用帯電防止組成物を調製した。

原料について以下に示す。
・ニッケル粉末：フィラメント状ニッケル粉末
・ポリオレフィン樹脂：酸変性ポリオレフィン樹脂
・沈降防止剤：シリカ粉末

（ホットメルト施工方法による膜の形成）
車両用帯電防止組成物ａ１〜ａ７を、ホットメルトガン、グルーガン、オーブンヒーターなどを用い、１６０℃で加熱することで、溶融した組成物を基材に吐出し、その後、常温で放置することで冷やして固め、膜を形成した。

（貼付け法による施工）
導電性アルミテープ（３Ｍジャパン株式会社製ＡＬ−５０ＢＴ）を、離型紙から剥がし、基材上に貼付けた。

（固体表面抵抗値の測定）
固体表面抵抗値測定器（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製デジタルマルチメータＲ６８７１Ｅ）を用いて測定した。

（残存帯電率の測定）
表２〜４に示す車両用帯電防止組成物を用いて４×４ｃｍのポリプロピレン製の基材に３×３ｃｍ材料を施工し、膜を形成した。膜の形状は、施工形状図１に示される平面形状、施工形状図２〜３に示される格子形状とし、膜の厚さは１００μｍとした。
帯電電荷減衰度測定器（シシド静電気株式会社製スタチックオネストメータＨ−０１１０−Ｓ４）を用いて、ＪＩＳＬ１０９４（１９９７年）の帯電性試験方法に準拠した方法で測定した。
印加電圧は８ｋＶで測定した。下記式により残存帯電率を求めた。残存帯電率の値が小さい方が電荷を放出する効果が高く、帯電防止性に優れる。
残存帯電率（％）＝１００×（印加停止から２分後の電圧）／（印加停止直後の電圧）

（実車走行安定性官能評価）
上記ポリプロピレン製の基材の代わりに、自動車の運転席又は助手席の窓ガラスに上記と同様にして車両用帯電防止組成物の膜を形成又は導電性アルミテープを５×５ｃｍの面積で貼付けた。トヨタ自動車株式会社東富士研究所テストコースにて、それぞれの自動車をプロテストドライバーが運転し、走行安定性能の官能評価を行った。
また、従来技術である図２の形状（格子形状）に施工した導電性アルミテープ（比較例１）の走行安定性能を官能評価指数１００として、評価の目安とした。
◎：図２の形状（格子形状）に施工した導電性アルミテープを上回る走行安定性能（官能評価指数＞１００）
○：図２の形状（格子形状）に施工した導電性アルミテープと同等性能（官能評価指数＝１００）
△：図２の形状（格子形状）に施工した導電性アルミテープを下回る走行安定性能（官能評価指数＜１００）

結果を表２〜４に示す。

表２に示した結果より、本発明の実施例１は従来技術の比較例１より優れた帯電防止性能及び実車走行安定性能を示すことが確認された。

表３に示した結果より、実施例２と実施例３の比較から、ニッケル粉末の顔料体積率を増加させることで、帯電防止性能及び実車走行安定性能が向上することが確認された。
さらに、形状図１（平面形状）においても、本発明の実施例２、３は従来技術の比較例２より優れた帯電防止性能及び実車走行安定性能を示すことが確認された。

表４に示した結果より、エッジの多い施工形状にすることで走行安定性能が向上することが確認された。

１本発明の車両用帯電防止組成物からなる膜又は従来技術である導電性アルミテープ（斜線で示した部分）
Ａ角部（エッジ部）

Claims

ニッケル粉末と酸変性ポリオレフィン樹脂とを含有する車両用帯電防止組成物であって、前記ニッケル粉末を顔料体積率(vol.％)で２．５〜１５vol.％含有する車両用帯電防止組成物。
請求項１に記載の車両用帯電防止組成物からなる膜を有する車両。
ホットメルト施工方法又は塗布法を用いて前記車両用帯電防止組成物からなる膜を形成する請求項２に記載の車両の製造方法。