JPH04120145A - ブロー成形用樹脂組成物 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は新規なブロー成形バンパービーム用樹脂組成物
、さらに詳しくは、剛性、耐衝撃性、ピンチオフ強度な
どの機械特性、寸法精度、耐ドローダウン性や深絞り性
などの成形加工性、リサイクル性及びコストパーフォー
マンスに優れた低比重のブロー成形バンパービーム用樹
脂組成物に関するものである。

従来の技術 従来、自動車用バンパービームは金属で製作されていた
が、近年軽量化、防錆性及び賦形性付与を目的としてプ
ラスチック製に移行しつつある。

プラスチック製バンパービームとしては、例えば（１）
ガラス繊維マント含有ポリプロピレンをシート成形して
成るものや、（２）高密度ポリエチレン、（３）ポリプ
ロピレン、（４）ゼノイ（Ｘｅｎｏｙ）（ＧＥ社製、商
品名、ポリブチレンテレフタレート／ポリカーボネート
系アロイ）などのエンジニアリング樹脂をブロー成形し
て成るものなどが知られている。

しかしながら、前記（１）のガラス繊維マット含有ポリ
プロピレンをシート成形したもの及び（４）のエンジニ
アリング樹脂をブロー成形したものは高比重でかつコス
ト高になるのを免れない。特に（４）のエンジニアリン
グ樹脂をブロー成形したものは、耐薬品性を欠く上に、
リサイクルしたものは耐ドローダウン性及び深絞り性が
大幅に低下するという欠点を有し、工業的に使用するに
は不適当である。また、（２）の高密度ポリエチレン及
び（３）のポリプロピレンをブロー成形して成るものは
コストは低いが、寸法精度やペンデュラム試験時の耐変
形性が不十分であり、必ずしも満足することができない
。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来のバンパービーム用プラスチ
ック成形材料が有する欠点を克服し、剛性、耐衝撃性、
ピンチオフ強度などの機械特性、寸法精度、耐ドローダ
ウン性や深絞り性などの成形加工性、リサイクル性及び
コストパーフォーマンスに優れた低比重のバンパービー
ム用プラスチックブロー成形材料を提供することを目的
としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、バンパービーム用プラスチックブロー成
形材料を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のポリ
プロピレン系樹脂又はそれと高密度ポリエチレンとの混
合物に対し、タルクを所定の割合で含有させて成る樹脂
組成物が、非常に優れた性能のバンパービームを与える
ことを見い出し、この知見に基づき本発明を完成するに
至った。

すなわち、本発明は、（ａ）（イ）メルトインデックス
１．０ｙｌ　１０分以下及びアイソタクチックペンタ７
１分率９３％以上のプロピレン単独重合体、及び （ロ）メルトインデックス１．０ｙｌ１０分以下、エチ
レン単位含有量１５重量％以下及びプロピレンホモ重合
部のアイソタクチックペンタッド分率９３％以上のプロ
ピレン−エチレン共重合体の中から選ばれた少なくとも
１種のポリプロピレン系樹脂７０〜９９重量％と、 （ｂ）　　平均粒子径１０μｍ以下及び平均アスペクト
比３〜２０のタルク１〜３０重量％とから成るブロー成
形バンパービーム用樹脂組成物及びその（ａ）成分の一
部を（ａ′）メルトインデックス０．１９／１０分以下
で、かつ Ａ　＝Ｚ　ｓ。／　Ｚ　＋　。

（式中のＺＩＤ及びＺ５０は、測定温度１５０°Ｃ１歪
速度帆０５ｓｅｃ−’の一定歪速度伸長粘度のそれぞれ
１０ｓｅｃ及び５Ｑｓｅｃにおける値である）で定義さ
れるパラメータＡが２〜２０の範囲にある高密度ポリエ
チレンの全量当り３０重量％を超えない量で置き換えて
成るブロー成形バンパービーム用樹脂組成物を提供する
ものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明組成物においては、（Ａ）成分のポリプロピレン
系樹脂として、プロピレンの単独重合体やプロピレン−
エチレン共重合体が用いられる。このポリプロピレン系
樹脂のメルトインデックスは１、０ｇ／　Ｉ　０分以下
、好ましくは０．０ｇ／　ｌ　０分以下、より好ましく
は０．６ｙｌ　ｌ　０分以下、特に好ましくま０．０ｇ
／　１０分以下であることが必要であり、該メルトイン
デックスが１．０９／　ｌ　０分を超えると耐ドローダ
ウン性及び深絞り性などの成形加工性が低下する。

また、前記プロピレン単独重合体のアイソタクチックペ
ンタッド分率及びプロピレン−エチレン共重合体のプロ
ピレンホモ重合部のアイソタクチックペンタッド分率は
９３％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９
７％以上であることが必要である。該アイソタクチック
ペンタッド分率が９３％未満では剛性が不十分であり、
かつペンデュラム試験時での変形量が大きく、本発明の
目的が十分に達せられない。本発明でいうアイソタクチ
ックペンタッド分率とは、エイ、ツアンベリ（Ａ、　Ｚ
ａｍｂｅｌｌｉ）らによって、　［マクロモレキュール
ズ（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）　Ｊ第８巻、第９
２５ページ（１９７３年）に発表された方法に従い、１
３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるポリプロピレン分子鎖中
のペンタッド単位でのアイソタクチック分率、すなわち
、プロピレンモノマー単位が５個連続してメン結合した
プロピレンモノマー単位の分率のことである。

ｔ；だし、ピークの帰属に関しては、　「マクロモレキ
ュールズ（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）　Ｊ第８巻
、第６８７ページ（１９７５年）に記載の前記文献の訂
正板に基づいて行った。具体的には、＋３Ｃ−ＮＭＲス
ペクトルのメチル炭素領域の全吸収ピーク中のｍｍｍｍ
ピークの強度分率をもってアイソタクチックペンタッド
単位を測定する。本発明におけるアイソタクチックペン
タッド分率の値は結晶性ポリマーそのままの値であって
、抽出、分別などの処理を施した後のポリマーについて
の値ではない。

さらに、該プロピレン−エチレン共重合体におけるコチ
レン単位の含有量は１５重量％以下、好ましくは１０重
量％以下、より好ましくは５重量％以下であることが必
要である。この含有量が１５重量％を超えると剛性が低
下するとともに、ペンデュラム試験時における変形量が
大きくなる傾向がみられる。

本発明組成物においては、前記（ａ）成分のポリプロピ
レン系樹脂として、該（イ）成分のプロピレン単独重合
体を用いてもよいし、該（ロ）成分のプロピレン−エチ
レン共重合体を用いてもよく、またこれらの混合物を用
いてもよい。

本発明組成物において、場合により（ａ）成分の一部と
して用いられる（ａ′）成分の高密度ポリエチレンは、
メルトインデックスが０．１ｇ／１０分以下、好ましく
は帆０７ｙｌ　ｌ　０分以下、より好ましくは０．００
ｇ／１０分以下であることが必要である。このメルトイ
ンデックスが０．１ｇ／　１０分を超えると耐ドローダ
ウン性や深絞り性などの成形加工性が低下する傾向がみ
もれる。

さらに、該（ａ′）成分の高密度ポリエチレンは、Ａ＝
Ｚ、。／Ｚ、。

（式中のＺｌ。及びＺ、。は、測定温度１５０℃、歪速
度０．０５ｓｅｃ−’の一定歪速度伸長粘度のそれぞれ
１０ｓｅｃ及び５　Ｑ　ｓｅｃにおける値である）で定
義されるパラメータＡが２〜２０、好ましくは３〜ＩＯ
１より好ましくは４〜８の範囲にあることが必要である
。このＡの値が２未満では耐ドローダウン性や深絞り性
などの成形加工性が不十分であるし、２０を超えると押
出し特性が低下する。

本発明組成物において（ｂ）成分として用いられるタル
クは、平均粒子径が１０ｐｍ以下、好ましくは５μｍ以
下、より好ましくは２μｍ以下で、かつ平均アスペクト
比が３〜２０、好ましくは７〜２０、より好ましくはｌ
Ｏ〜２０の範囲にあることが必要である。該平均粒子径
が１０μｍを超えると深絞り性、剛性、耐衝撃性及びピ
ンチオフ強度が不十分となる傾向がみられ、平均アスペ
クト比が３未満では剛性に劣り、かつペンデュラム試験
時での変形量が大きく、本発明の目的が十分に達せられ
ない。

本発明組成物における（ａ）成分の含有量は７０〜９９
重量％、好ましくは７５〜９５重量％、より好ましくは
８０〜９０重量％であり、所望に応じその一部を、組成
物全量に基づき、３０重量％を超えない量、好ましくは
３〜２５重量％、特に好ましくは５〜２０重量％の量の
（ａ′）成分で置き換えることができる。また、（ｂ）
成分の含有量は１〜３０重量％、好ましくは５〜２５重
量％、特に好ましくは１０〜２０重量％の範囲にあるこ
とが必要である。（ａ′）成分を含有させると深絞り性
をさらに向上させることができるが、この量が組成物の
全量に基づき３０重量％を超えるとピンチオフ強度、高
温剛性及び寸法精度が低下する。

また、（ｂ）成分の含有量が１重量％未満では剛性及び
寸法精度に劣る上、ペンデュラム試験時における変形量
が大きく、本発明の目的が十分に達せられないし、３０
重量％を超えるとピンチオフ強度、深絞り性、衝撃強度
が低下する。

本発明組成物には、所要の物性がそこなわれない範囲に
おいて、所望に応じ本発明に使用されている樹脂以外の
熱可塑性樹脂、例えば無水マレイン酸変性ポリオレフィ
ン、アクリル酸変性ポリオレフィンなどやタルク以外の
無機充てん剤、例えば炭酸カルシウム、マイカ、ガラス
繊維などや、各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸
収剤、熱安定剤、滑剤、難燃剤、着色剤などを含有させ
てもよい。

本発明組成物は、例えば（ａ）成分、（ａ′）成分、（
ｂ）成分及び所望に応じて用いられる無機充てん剤や各
種添加剤を、−軸混練機、二軸混練機、多軸混練機、バ
ンバリーミキサ−などを用いて溶融混練することにより
調製することができる。この際、溶融混線条件について
は特に制限はないが、バンバリーミキサ−以外の混練機
を用いる場合、使用樹脂が高粘度タイプのため、混練時
でのせん断発熱により樹脂の劣化が起こり、耐ドローダ
ウン性が低下しやすいので、樹脂温度をできるだけ抑制
した条件設定（最高温度２５０°Ｃ）が望ましく、その
ためには混練温度を１９０〜２３０℃（設定温度）程度
にし、かつシリンダー内の樹脂圧をできるだけ抑制する
のが有利である。

このようにして得られた樹脂組成物を、公知の方法に従
いブロー成形することにより、所望のバンパービームを
作製することができる。

発明の効果 本発明のブロー成形バンパービーム用樹脂組成物は特定
のポリプロピレン系樹脂又はそれと高密度ポリエチレン
の混合物とタルクとから成るものであって、ブロー成形
により剛性、耐衝撃性、ピンチオフ強度などの機械特性
や寸法精度に優れた低比重のバンパービームを与えるこ
とができ、かつ耐ドローダウン性や深絞り性などの成形
加工性、リサイクル性及びコストパーフォーマンスに優
れるなどの特徴を有している。

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

なお、樹脂組成物については、−膜物性として比重及び
曲げ弾性率を、ブロー特性として耐ドローダウン性、ピ
ンチオフ強度及び深絞り性を求め、さらにペンデュラム
試験により、材料破壊状態、ピンチオフ部の破壊状態及
び最大変形量を求めることにより、評価した。

ブロー特性の評価方法及びペンデュラム試験方法を次に
示す。

ブロー特性の評価 ダイ径３７＋＊＋ｉ、コア径３３ｍｍのダイスを用い、
シリンダー温度２３０℃、金型温度４０℃、パリソン重
量３４０ｇの条件でブロー成形を行った。

（１）耐ドローダウン性 射出直後のパリソン長さと１５秒後のパリソン長さのド
ローダウン比を次式により算出し、耐ドローダウン性を
求めた（第１図参照） ドローダウン比＝Ｌ、／Ｌ Ｌ：１５秒後のパリソン長さ Ｌｏ：射出直後のパリソン長さ 評価条件 パリソン重量　　　　　：３４ｈ 射出直後のパリソン長さ：　４０ｃｒａ樹脂温度　　　
　　　　：　２３０”Ｃ！±５℃（２）ピンチオフ強度 １２０　Ｘ　］　２０　Ｘ　２００ｍｍのＩｆｆｆｆ角
ピン形し、角ビン底部に生じるピンチオフ部を中央にし
た曲げ試験片（長さ３　ｃｍ、幅２ｃｍ）を切削により
作成しく第２図参照）、その強度を第３図に示すような
オートグラフ３点曲げ試験を行い、次式により求めた。

オートグラフ測定条件 曲げスピード：　５ｍＷｌ／ｍｉｎ スパン　　　＝４０１ フルスケール＝ｌＯ〜５０Ｊ２１？ （３）深絞り性 ピンチオフ強度評価に使用した角ビンのセンタ一部の肉
厚に対するコーナ一部（５Ｒ）の肉厚の比を次式により
算出し、深絞り性を求めた（第４図参照）。

深絞り性（％）−Ｔ　’（＋ｘ＋ｍ）／　Ｔ（ｍｍ）Ｘ
　１００ペンデユラム試験 次の成形条件によりバンパービームを成形した。

なお、成形の際の金型長は２　、０００＋ｉｎ、日付は
製品６−８　ｋｇ、バリ９−１２ｋｇ、パリソン長は２
．１００ｍ＋ｍ。

製品長は］　、　６００ｍｍである。

成形条件 成形機　　　　　　：　９０ｍｍ”中空成形機スクリュ
ー　　　　　：　９０ｍｍ’ ダイ　　　　　　　　　：　３００＋ｉ＋ｍ”マキュー
ムレーター＝２５Ｑ 型締圧力　　　　　：　６０ＴＯＮ スクリユ一回転数　：　４Ｑｒｐｍ モーター負荷　　　：　１１５Ａ 温度条件 シリンダー　　Ｎｏ　Ｉ　：　２３０°ＣＮｏ　２　：
　２１０℃ Ｎｏ　３　：　１９０°Ｃ Ｎｏ　４　：　１９０℃ クロスヘツド　Ｎｏｔ：１９０℃ Ｎｏ　２　：　１９０℃ Ｎｏ　３　：　１９０℃ ダイス　　　　Ｎｏｌ：１９０℃ Ｎｏ　２　：　１９０℃ 成形サイクル　　　：　３３０ｓｅｃ 金型温度　　　　　：２８℃ 樹脂温度　　　　　＝２２５℃ バンパービーム〔表皮（フェーシア）なし〕を車体（１
２６０ｋｇ）に取付け、ペンデュラム試験機により、変
形量及び破壊状態を求めた。第５図にペンデュラム試験
の説明図を、第６図に、バンパービームの断面形状を示
す。

（４）変形量 ペンデュラム試験にて、次に示す評価条件でバンパービ
ームの上部後面変位量（第５図△Ｄ）を求めた。

評価条件 打撃スピード：　２．５ｍ１ｌｅ／　ｈｒ車体重量　　
：　１，２６０ｋｇ 打撃位置　　：センター打ち 試験温度　　；常温 製品重量　　：６〜８Ｊ１ｇ ペンデュラム重量：　１２８０に９ （５）材料破壊 第７図に示すようなインサートボルト部の破壊やクラン
ク発生状態を目視観察した。

（６）ピンチオフ部破壊 第８図に示すようなピンチオフ部の破れ状態を目視観察
した。

また、樹脂組成物の原料成分として用いたポリプロピレ
ン系樹脂、高密度ポリエチレン及びタルクの性状を、そ
れぞれ第１表、第２表及び第３表に示す。

第 表 〔■〕ニアイソタクチックペンタッド分率第 表 （注） Ａ　＝　Ｚ　ｓｏ／　Ｚ　ｒｏ　（Ｚ　５ｏＳＺ１０：
前出） 第 表 実施例１〜３ 比較例１１ 第４表に示す種類のポリプロピレン系樹脂と、タルクと
を、 それぞれ第４表に示す割合で混合し、 混練機を用いて約２３０°Ｃで溶融混練し、ペレット化
することにより各種の樹脂組成物を調製した。

このようにして得た樹脂組成物について、−穀物性、ブ
ロー特性を求め、かつペンデュラム試験を行った。その
結果を第４表に示す。

実施例４〜１１、比較例３〜１５ 第５表に示す種類と量の各成分を、混練機を用いて約２
３０°Ｃで溶融混練し、ペレット化して樹脂組成物を調
製した。

このものについて、−膜物性及びブロー特性を求めると
ともに、ペンデュラム試験を行い、その性能を評価した
。結果を第５表に示す。

なお、実施例７におけるポリプロピレンブレンド物のＭ
ｌは０．７ｇｌ　ｌ　０分、エチレン単位含量は２．５
ｖｔ％、（Ｉ）は９６％である。

また、比較例１２においては、樹脂としてＸｅｎｏｙ１
４０２Ｂ　（ＧＥ社製、商品名、ポリブチレンテレフタ
レート／ポリカーボネート系アロイ）を用い、比較例１
３においては、樹脂としてＸｅｎｏｙ　１４０２Ｂのリ
サイクル品を用いた。さらに、実施例１１では実施例４
のリサイクル品を用いた。

リサイクル品の使用については、パリソンの約［３Ｑｗ
ｔ％発生するパリをクラッシャーに掛はペレット化した
のち、このペレットのみをブロー成形機に供給した。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐ドローダウン性を求めるための説明図、第２
図はピンチオフ強度を求めるための試験片切削か所を示
す角ビンの斜視図、第３図はピンチオフ強度を求めるた
めの３点曲げ試験の説明図、第４図は深絞り性を求める
ための角ビンのセンタ一部肉厚とコーナ部肉厚を示す説
明図、第５図はペンデュラム試験を突流するために、車
体にバンパービームを取付けた場合の立面図（ａ）及び
平面図（ｂ）、第６図は車体に取付けられたバンパービ
ームの正面図（ａ）及び断面図（ｂ）、第７図はペンデ
ュラム試験におけるバンパービームの材料破壊状態を示
す斜視図、第８図はペンデュラム試験におけるバンパー
ビームのピンチオフ部の破壊状態を示す斜視図である。 図中符号１はパリソン、２はピンチオフ部、３は角ビン
における試験片切削か所、４は切削試験片、５はバンパ
ービーム、６は車体、７はペンデュラム試験機、８はイ
ンパクトリッジ、９はインサトボトル、ＩＯはクラック
発生部、１１は破壊発生部、１２はピンチオフ部の破れ
を示し、Ｔはセンタ一部肉厚、Ｔ′はコーナ一部肉厚、
△Ｄは上部後面変位量、しわは射出直後のパリソンの長
さ、Ｌは１５秒後のパリソンの長さである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（ａ）（イ）メルトインデックス１．０ｇ／１０分
   以下及びアイソタクチックペンタッド分率９３％以上の
   プロピレン単独重合体、及び （ロ）メルトインデックス１．０ｇ／１０分以下、エチ
   レン単位含有量１５重量％以下及びプロピレンホモ重合
   部のアイソタクチックペンタッド分率９３％以上のプロ
   ピレン−エチレン共重合体の中から選ばれた少なくとも
   １種のポリプロピレン系樹脂７０〜９９重量％と、 （ｂ）平均粒子径１０μｍ以下及び平均アスペクト比３
   〜２０のタルク１〜３０重量％とから成るブロー成形バ
   ンパービーム用樹脂組成物。 ２　請求項１記載の組成物における（ａ）成分の一部を
   （ａ′）メルトインデックス０．１ｇ／１０分以下で、
   かつ Ａ＝Ｚ＿５＿０／Ｚ＿１＿０ （式中のＺ＿１＿０及びＺ＿５＿０は、測定温度１５０
   ℃、歪速度０．０５ｓｅｃ＾−＾１の一定歪速度伸長粘
   度のそれぞれ１０ｓｅｃ及び５０ｓｅｃにおける値であ
   る）で定義されるパラメータＡが２〜２０の範囲にある
   高密度ポリエチレンの全量当り３０重量％を超えない量
   で置き換えて成るブロー成形バンパービーム用樹脂組成
   物。