JPH03208744A - 再加工処理可能のバンパーシステム - Google Patents

再加工処理可能のバンパーシステム

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JPH03208744A
JPH03208744A JP2292191A JP29219190A JPH03208744A JP H03208744 A JPH03208744 A JP H03208744A JP 2292191 A JP2292191 A JP 2292191A JP 29219190 A JP29219190 A JP 29219190A JP H03208744 A JPH03208744 A JP H03208744A
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weight
bumper
lacquer
bumper system
ethylene
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JP2292191A
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English (en)
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Erhard Seiler
エールハルツ、ザイラー
Klaus-Dieter Dr Ruempler
クラウス―ディーター、リュムプラー
Norbert Jung
ノルベルト、ユング
Udo Haardt
ウド、ハールト
Rainer Henning
ライナー、ヘニング
Juergen Hamprecht
ユルゲン、ハムブレヒト
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BASF SE
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） バンパーシステムの構成部分すなわち支持体、発泡体芯
及び被包は重量を節減し、従ってまた燃料消費量を低減
するためますますプラスチックで作られている。上記諸
部分にはさまざまなプラスチックが適していることが判
明している。実地においてはバンパー支持体用としては
とりわけガラス繊維強化ポリエステル樹脂（　ＳＭＣ　
）が用いられ、エネルギー吸収性発泡体芯用には発泡ポ
リウレタン（　ＰＵＲ一発泡体）が優先され、耐衝撃性
プラスチソク被包にはポリカーポネート／ポリプチレン
テレフタラートー混合物（　ＰＣ／ＰＢＴ　）　、ポリ
プロピレン／エチレンープロピレンゴムーｉ合物（ＰＰ
／ＥＰＤＭ　）及びポリウレタン（　ＰＵＲ−ＲＩＭ　
）が使用される。
しばらく前から自動車の大形プラスチノク製部品の材料
としての再使用問題が重要視されている。
それは自動車廃品処分の際にかなりの割合の混合され、
従って有効な再加工処理がまず不可能なプラスチック廃
品が残り、放棄堆積しなくてはならないし、一方金属屑
は大幅に再使用できるがらである。
多くの試みがなされて、単一原料を基質とするプラスチ
ック部品は原則的には材料として再使用可能であること
を示した。しかしたとえばＰＣ／ＰＢＴ−被包、ＰＵＲ
一発泡体芯及びＳＭＣ一支持体からなるバンパーでは再
使用の際に相互に極めて妨げとなる部分の分離を行なう
ことは極めて負担が大きく金がかかる。加えて分離がう
まくいった後にもラッカーを施こした被包は、細かく磨
砕してかつよく均質化する押出機により処理する場合で
も硬質のラッカー残分のために再製品の機械的及び視覚
的諸特性が極端に劣る。
米国特許第４７４９６１３号には繊維強化熱可塑性プラ
スチック製バンパー支持体であって強化用繊維として単
一方向に配向されたフィラメント製の成層品及び不織布
マントが用いられるものが記述してある。望ましい熱可
塑性プラスチックはポリプロピレンである。このバンパ
ー支持体はポリウレタン発泡体及びポリウレタン被包と
組合せることができる。
欧州特許公開第９７５０４号には自動車バンパー用の芯
材料として密度１５乃至４　５　ｆ−／ｌの発泡ポリプ
ロピレンが推奨されている。バンパー被包に適した材料
としてポリウレタン、ポリプロピレン及びポリエチレン
があげてある。
欧州特許公開第１７４４８３号は芯材料として密度４７
乃至１８０Ｖｌの発泡エチレン／プロピレンフポリマー
を推奨する。被包用材料としてはポリウレタン又はプロ
ビレンーコポリマーをあげている。
本発明の課題は、再加工処理可能でありかつその際にー
ラッカーが施こしてあるときも一許容可能の機械的諸特
性を備えた成形体が得られる全プラスチック製バンパー
システムを開発することであった。
（発明の構成） この課題は本発明によるバンパーシステムにより解れサ
れる。これはガラス繊維強化ポリプロピレン製バンパー
支持体Ａ１発泡ポリプロピレン製エネルギー吸収性発泡
体芯Ｂ及びゴム改質ポリプロピレン製の変形可能の靭性
被包Ｃであって場合によってはラッカー塗装してあって
もよいものかラナル。このバンパーシステムは廃車から
容易に取外しでき、そのとき全く再加工処理可能であり
、機械的に破砕し押出し顆粒化する。その場合射出成形
した試験片について測定した機械的数値が、バンパーシ
ステムに０．０５乃至４重量係のラッカーが施こしてあ
ったときでも、なお十分に高いことが示された。このこ
とは、ラッカー粒子がその切欠け効果のため靭性を著し
く低下させると予期すべきであった限りにおいて意外で
あった。実際にこの効果は、バンパー支持体としてガラ
ス繊維のない熱可塑性プラスチックが用いられるときに
観察されるが、意外なことにガラス繊維強化ポリプロピ
レンを用いるときには観察されない。
本システムの個々の構成部分については下記のとおり述
べることができる。
Ａ．ハンパー支持体はシステムの７０乃至３０重量係を
占める。これは少なくとも部分的には単一方向に配向さ
れた連続繊維（フィラメント）を用いたガラス繊維強化
プロピレンボリマーであってガラス繊維含有量がＡに対
して少なくとも３０重量％、望ましくは４０乃至７０重
量係であるものからなる。プロピレンボリマーとしては
ホモホリマーが優先される。しかしまた１０重Ｍ％まで
コモノマーたとえばエチレンを重合して又は２０重量の
までエチレン／プロピレン−ゴムを混合して含んでいる
こともできる。分子量Ｍｗが１０００００乃至３０００
０００分子量分布の狭いアイソタクチノクポリプロピレ
ンが優先される。ガラス繊維付着改良のためポリプロピ
レンに１乃至２０重量係のカルボキシル基クラフトポリ
プロピレン又はＥＰＤＭゴム又は活性のシランたとえば
ビニルー、メタクリルー又はアミノーシランを有機ベル
オキシドと組合せて添加することができる。ガラス繊維
成分は単一方向に配向したフィラメントも不織布マット
も含んでおりこれらを望ましくは交番の層に配置し互い
に縫合しておく。フィラメント対不織布マノトの重量比
は望ましくは８０　：　２０乃至４ｏ：６０である。対
応の望ましい半製品は欧州特許公開第３２３５７１号に
記載してある。バンパー支持体は板状半製品から熱プレ
スにより製作する。支持体の厚さは一般に３乃至２５１
１１である。
Ｂ．発泡体芯はバンパーシステム重量の２乃至１５％を
占める。これは密度３ｏ乃至１５０　Ｆ！−７１３　，
望ましくは５０乃至１２０ｆ／ｌの発泡グロピレンポリ
マーからなる。プロピレンポリマーはホモボリマーであ
ってもよく、エチレン又はブテン又は双方の混合物を２
乃至１０重量係含んでいるランダムーコボリマーが優先
される。発泡体芯は型内での発泡体粒子のプレス及び溶
接によって作られる。
Ｃ．バンパー被包はシステムの混合物の２８乃至７３％
を占める。これはＣに対して２５乃至６５重量係のエチ
レン／プロピレン−ゴムをもって耐衝撃性に改質したプ
ロピレンポリマーかラナル。
グロピレ／ポリマーとしてはここでもまたホモポリマー
が望ましい。負荷がかかった場合バンパー被包に目に見
えるほどの白化が生じないようにするには比較的高いゴ
ム含有量が不可欠であることが判明した。ＥＰゴム３５
重量％、とくに４０重量％の最小含有量が望ましい。望
ましい製法ではまず気相からプロピレンをホモ重合させ
、次にエチレンープロピレン、場合によってはジェンの
混合物を添加し、さきに生成させたポリプロピレンの存
在において重合させる（いわゆる１反応器混合“）。こ
の種の方法は西独特許公開第３８２７５６５号に記載し
てある。ゴム含有のプロビレンボリマーはラッカー付着
改良のため乃至剛性、熱間形状安定性、収縮などの諸特
性改質のため３０重量係までの充填剤たとえばタルク、
白皇、カオリン、ガラス短繊維を含むことができる。
場合によってはここでもまたＡの場合同様充填剤とグロ
ピレンポリマーとの付着性改良のため乃至靭性向上のた
め適宜な付着媒介剤を添加することができる。軟質可撓
性のバンパー被包の厚さは望ましくは１．５乃至６−で
ある。
Ｄ．バンパーに塗装をする限り、ラッカーの重量は０．
０５乃至４％、望ましくは０．１乃至２％を占める。原
則としてあらゆる自動車用ラッカーが、望ましくは可撓
性のアクリラートー又はポリウレタンーラッカーが用い
られる。これらは通常の顔料を含んでいてもよい。
構成部分Ａ，Ｂ及びＣは通常の固定技法たとえばポリプ
ロピレンの軟化点を超える温度における溶接又はねじと
め又は挾みっけによって相互固定することができる。ラ
ッカーは常法に従ってバンパー被包上に塗布する。この
バンパーシステムは負荷耐性について最高の要求を満た
す；たとえば８　ｋｍ／３１までの速度での衝突にも損
傷なしに耐える。
上記の判定基準を顧慮して個々の部分の材料を正しく選
択すると、再加工処理可能のシステムが得られる。再加
工処理の際には、まずバンパーを機械的に破砕し、たと
えば始めには剪断一又は衝撃破砕機により粗く、次にハ
ンマー又はロータ破砕機により細かく砕く。砕いた粒度
約５乃至１０簡の品を市販のよく剪断する押出機内で溶
融、均質化し、引続いて顆粒化する。顆粒を射出成形し
て成形体とすることができ、これらは一原料が正しく選
ばれた限り一下記の諸特性を示す：ガラス繊維含有量 少なくとも １０重量の 降伏点ＣＤＩＮ　５３ ４５５） ２０Ｎ／ＩＯ＋＋２ ラノカー粒子は３００μｍより小さいのが望まし〜）。
これらの諸特性を備えた材料は多様にたとえ（ｆ二成分
射出成形において成形体剛性向上のため、エンジンルー
ムーカプセル化用ニ、フイルムー又は絨彪ばりの扉被覆
又はトランクルーム内張製作用に、ケーブル配管、通風
管ならびに前照灯又（ま尾灯用ハウジングの製作用に再
使用できる。
実施例Ｉ Ａ．ガラスマット強化ポリプロヒ゜レンの平らな半製品
、分子量分布の狭い（いわゆる制御レオロジー生成物）
　、ＭＦＩ　（　２３０℃／２．１６　ｋＰ）　＝　７
　０　ｆｔ／１ｏ′ｍｉｎの高度にアイソタクチノクな
（アイソタクチノク部分〉９７％）ポリプロピレン５５
重ｉｔ％、ガラス繊維配置が不規則なガラスマノト（複
数）２０Ｍ量係及び方向の揃えてあるガラスフィラメン
ト２５重Ｍ％からなり個々のガラス繊維層は互いに固定
してあるもの。赤外線で約２５０℃に加熱しバンパー支
持体型内でホノトブレスにより成形して、支持体内の方
向の揃えてあるガラス繊維が水平に配置され、それで支
持体の曲げ剛性及び強度が著しく向上するようにする。
Ｂ．成形したポリプロピレン発泡体芯製作のために、エ
チレン２．２重量係を統計的に組みこんで含んでいる、
ＭＦＩ　（　２３０／２．１６　）が８Ｐ／１０順であ
る、直径１．　５１１１１１の顆粒の形のポリプロピレ
ンランダムコポリマーを脂肪族炭化水素を用いて密度３
　０　Ｖｌに発泡させる。発泡体小球は次に型内に置き
、圧密し水蒸気をもって溶接して、密度８０Ｖｌの成形
発泡体芯が得られるようにする。
Ｃ．ＥＰゴム改質したポリプロピレンからバンパー被包
を作るには下記のとおり作業する：撹拌式反応器２基か
らなる段階装置内・気相において、下記特徴を備えたＥ
Ｐ−ゴム改質したポリプロピレンを作る： エチレン含有量　　　　　　　　　２８％エチレン／プ
ロピレン−ゴム含有ｉｔ　　　　　　４９　重量係ＭＦ
Ｉ　（　２３０／２．１６　）　＝　　　　　　　　　
　ＩＯＶ１０ｍ＋＋＋狭い分子量分布（ＣＲ生戒物） 生成物は仕上押出機でポリマーに対して０．　５重量係
のＵＣＣ−Ｓｉｌａｎ＠　Ｕｃａｒｓｉｌ　Ｐ　Ｃ　２
Ａ　３重■部及びＵＣＣ　　Ｓｉｌａｎ■Ｕｃａｒｓｉ
ｌ　ＰＣ　ＩＢ　１重量部の混合物の添加により改質す
る。
得られた製品は下記の諸特性−を示す：降伏点　　　　
　　　１２　Ｎ／ｗ２（ＤＩＮ　５３　４５５）引張弾
性率　　　　　４５０　Ｎ／ａ２（ＤＩＮ　５３　４５
７）−４０℃における耐衝撃値　　破壊なし　　　（Ｄ
ＩＮ　５３　４５３）−４０℃におけるアイゾノト 切欠耐衝撃値　　　　４０　ｋＪ〜　｛ＩＳＯ　１８０
／４Ａ）この製品を用いて型締力１５００　ｔの大形射
出成形機によりバンパー被包金型内でバンパー被包を作
る（材料温度２５０℃、型温度３０℃、サイクル時間３
．５分間） Ｄ．バンパー彼包を下記のとおりラッカー塗装する： 炎をあてて前処理 塩素化ポリオレフィンＣ　ＢＡＳＦ　Ｌａｃｋｅ社のＧ
ＣＯＬ−　７１０９＋顔料冫基質の厚さ２５μｍの付着
性下塗塗布８０℃において１５分間乾燥 ポリウレタン基質の上塗ラッカー（　ＢＡＳＦ−Ｌａｃ
ｋｅ社の金属光沢基層ラッカーＦＷ　９　５＋顔料、Ｂ
ＡＳＦＬａｃｋｅ社のクリアラッカー２Ｋ−ＰＵＲ　−
ＧＫ　０１−０１０２＋顔料）厚さ４０μｍの払布 上記４部分から構成されたバンパーシステムは重量割合
で支持体４６重ｆ！ｋ％、発泡体芯８重量％、被包４５
重量％、ラッカーｌ重ｉ１％を含んでいる。
完或品のバンパーシステムを＠撃破砕機で約５乃至１０
錦の大きさの片に破砕する。静電気荷電とくに発泡体粒
子のものの防止のため水（全！ｆｆｉに対して約１％冫
を破砕礪内へ吹きこむ。
接続してある風篩において、後に調合押出（至）におけ
る均等な定量送入を可能にするため著しく軽い発泡体粒
子を分離する。
常圧一及び真空脱気器各１基を装備した在来の二軸押出
機（　Ｗｅｒｎｅｒ　＋　Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ社のＺ
ＳＫ５３）において一万の細かく破砕したバンパー支持
体及び彼包と他方の細かく破砕した発泡体芯とのバンパ
ーシステム内にあるときと同じ混合比率（９２：８）の
混合物を定量装入し、溶融させ、よく捏ねて均質化しプ
ラスチック棒の形に押出す。処理量は８　０　ｋｙ／ｈ
である。
得られた顆粒から射出成形して試験片を作り、下記の諸
特性を測定する： ＭＦＩ　（２３０／２４６）　　　　　　　１５Ｖ１（
１＋ｍガラス組維信有量　　　　　２０．６ｍ置％引張
弾性率　　　　　　　３１００　　Ｎ／ｍｔ’降伏点　
　　　　　　　　　３０Ｎ／ａＩＮ２−４０℃における
耐衝奪値　　　　１３．５　ｋＪ／臀室温での切欠耐衝
ｇＩＮ値（Ｕ切欠）　　　　９．２ｋＪＮ熱間形状安定
性　　　　　　１４５　　℃ラッカー粒子平均粒度ｄ，
　　　　　（２５０　　ｔｔｍ央施例２ 実施例１と同様に作業する。ただし被包にラッカー塗装
を行なわない。
再生品について下記の数値が測定される：ＭＦＩ　　　
　　　　　　　　　　　　１７　５’／１０ｍｍガラス
繊維含有量　　　　　　　　２０．４重量係降伏点　　
　　　　　　　　　　３５Ｎ／鱈２引張弾性率　　　　
　　　　　　３０００Ｎ／／ＩＩＩＩ２−４０℃におけ
る耐衝撃値　　　　　　　１５　　ｋＪ／留室温での切
欠耐衝撃値（Ｕ切欠）　　　　　　　１０．５　ｋＪ／
ｎＸ熱間形状安定性　　　　　　　　１４５　　℃実施
例３ 実施例１と同様に作業する。ただし下記の点が異ナって
いる：バンパーシステムの重量組成は支持体３０重Ｍ％
、発泡体芯１０重量％、被包５７重量％、ラッカー１％
である。
得られた再生品は下記の諸特性を示す：ＭＦＩ　　　　
　　　　　　　　　　　８．５Ｖ１０Ｍガラス繊維含有
量　　　　　　　　１４．２重量％引張弾性率　　　　
　　　　　　２１０　０　　Ｎ／ｍ２降伏点　　　　　
　　　　　　　２ｌＮ／ｗＩ２−４０℃における耐衝撃
値　　　　　　　１１．５ｋυ貸常温での切欠耐衝撃値
（Ｕ切欠）　　　　　　　９．０　ｋＪ／ｍ’熱間形状
安定性　　　　　　　　１３０　　℃ラッカー粒子平均
粒度ｄＩ，：ｌ＜２５０　　μｍ実施例４ 実施例１と同様に作業する。ただし下記の点が異なる：
完全なバンパーシステムを約１０ｆｆｌの大きさの片に
破砕した後にサイクロン分離装置で風篩にかける。この
際に部分Ａ，Ｂ及びＣはそれらの著しい密度差（密度は
Ａで約１．２、Ｂで約Ｏ．ＯＳ、Ｃで約０．　９　Ｆｔ
ｋｒＩＬ３）に基いて９０係を超える純度で分離される
。破砕の際に付加的に現われる１．５期未満の微細部分
（全体の約１乃至３％）は主にガラス繊維からなり、サ
イクロンのフィルタで除去する。
（実施例１のものと同様の構造の）押出機の人口では部
分Ｂ及びＣをその都度個別に定量装入装置（差動定量装
入秤）を経て送入し溶融させる。
部分Ａ及び微粉塵は市販の定量装入一閉塞装置を経て、
押出機作業工程の約３０％でＢ十Ｃの溶融物中に送入し
、その際にポリマ一部分は溶融する。さらに押出機内通
過中にすべての成分がよく混合される。
再生品について下記の数値を測定する：ＭＦＩ　（　２
３０／２．１６　）　　　　　　　　　１４　Ｖ１０ｍ
＋ａガラス繊維含有量　　　　　　　２１．２重量％引
張弾性率　　　　　　　　　３９００　　Ｎ／１１１１
２降伏点　　　　　　　　　　　　４９　　Ｎ／１１１
１２−４０℃における耐衝撃値　　　　　　　２１　　
ｋＪ／ＷＩ室温での切欠耐衝撃値（Ｕ切欠）　　　　　
　　１２．２　ｋ．ｒＡＩ熱間形状安定性（ＨＤＴ　Ｉ
ＳＯ　７５）　　　　１４８　　℃ラッカー粒子平均粒
度’ｓｏ　　　　＜２５０　　ｐｍ
【図面の簡単な説明】
単一の図は本発明によるバンパーシステムを横断面にお
いて図解的に示す。 １・・・バンパー支持体、２・・・発泡体芯、３・・・
バンパー被包

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）下記のバンパー支持体Ａ、エネルギー吸収性発泡
    体芯Ｂ及び変形可能な靭性のバンパー被包Ｃからなり、
    場合によってはラッカーＤが塗布してあってもよいポリ
    プロピレン基質の再加工処理可能のバンパーシステムに
    おいて、 Ａ、少なくとも部分的には単一方向に配向している連続
    繊維を含有するガラス繊維強化プロピレンポリマーであ
    ってガラス繊維含有量がＡに対して少なくとも３０重量
    ％であるもの７０乃至３０重量％ Ｂ、密度３０乃至１５０ｇ／ｌの発泡プロピレンポリマ
    ー２乃至１５重量％ Ｃ、プロピレンポリマーであってＣに対して２５乃至６
    ５重量％のエチレン／プロピレン−ゴムを含んでいるも
    の２８乃至７３重量％、ならびに場合によっては Ｄ、通常の自動車用ラッカー０．０５乃至４重量％から
    なることを特徴とするバンパーシステム。
  2. （２）構成部分Ｃは予め形成されたポリプロピレンの存
    在下におけるエチレンとプロピレンとの重合により作ら
    れたエチレン／プロピレン−ゴムであることを特徴とす
    る請求項１記載のバンパーシステム。
  3. （３）破砕し、押出し及び顆粒化の後に射出成形法によ
    って製作した試験片が下記の諸特性を示すことを特徴と
    する請求項１記載のバンパーシステム： ガラス繊維含有量　少なくとも　１０重量％引張弾性率
    　″　２０００Ｎ／ｍｍ＾２ （ＤＩＮ　５３　４５５） 降伏点（ＤＩＮ　５３　４５５）　″　２０Ｎ／ｍｍ＾
    ２−４０℃における耐衝撃値　″　１０ｋＪ／ｍ＾２（
    ＤＩＮ　５３　４５３） 室温での切欠耐衝撃値　″　５ｋＪ／ｍ＾２（ＤＩＮ　
    ５３　４５３） 熱間形状安定性　″　１２５℃ （ＩＳＯ　７５　Ｂ） ラッカー粒子の平均粒度ｄ＿５＿０　″　＜５００μｍ
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