JPH04368844A - サンドイッチ長尺成形品 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，取付見栄え品質，寸法
安定性等に優れた，自動車用サイドモールのごとき，サ
ンドイッチ長尺成形品，特にその構成材料に関する。

【０００２】

【従来技術】自動車，船舶等の外装に用いるサイドモー
ルは，取付見栄え品質及び使用時の寸法安定性に優れ，
耐傷付性，製品組付性にも優れていることが要求される
。上記の取付見栄え品質が優れているとは，自動車のド
ア等にサイドモールが互いに隙間なく貼着できること，
或いは貼着されたサイドモール同志の間が所定間隙にあ
ることなどをいう。また，寸法安定性に優れているとは
，使用時において，例えば冬期と夏期，昼間と夜間など
の温度変化によって，サイドモールが大きく伸縮しない
ことをいう。

【０００３】また，耐傷付性に優れているとは，サイド
モールが取付時，或いは使用時にその表面に傷が付き難
いことをいう。更に，製品組付性が良いとは，例えば自
動車の組立ラインにおいて，自動車に対してサイドモー
ルを容易に組付けできることをいう。例えば，サイドモ
ールが反りを生じている場合には，これを相手材の表面
形状に合わせて，強制的に押さえて貼着しなければなら
ず，製品組付性が悪い。また，サイドモールが柔軟すぎ
ても，硬すぎても貼着が困難で，製品組付性が悪い。と
ころで，従来，サイドモール等の長尺成形品としては，
例えばポリプロピレン樹脂等が用いられている（特開昭
６３−９５２５２号公報，特開昭６１−２３３０４８号
公報）。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記４種の要
求を満足する長尺成形品はない。特に，近年においては
，取付見栄え品質と寸法安定性の要求が強くなっている
。そこで，その対策として，素材の線膨張係数を下げる
ことが考えられる。そして，そのための手段として，従
来ポリプロピレン樹脂等の素材中にガラス繊維等の繊維
状フィラーをブレンドさせることが提案されている（特
開昭６１−３４０４７号公報，特公平１−２２２９９号
公報）。

【０００５】しかし，このように繊維状フィラーをブレ
ンドした場合には，長尺成形品に反り，捩り等の外観不
良が発生する。そのため，上記の取付見栄え品質，製品
組付性が悪化する。一方，耐傷付性を満足する材料とし
て，反発弾性に優れた熱可塑性エラストマーを用いるこ
とが考えられる。しかし，熱可塑性エラストマーは線膨
張係数が大きく，上記取付見栄え品質及び寸法安定性が
満足されない。また，長尺成形品全体が柔軟になり過ぎ
るため，製品組付性が悪化する。本発明はかかる従来の
問題点に鑑み，特に取付見栄え品質及び寸法安定性に優
れ，耐傷付性，製品組付性にも優れたサンドイッチ長尺
成形品を得ようとするものである。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は，スキン層と，該スキン層
によって被覆されたコア層とよりなるサンドイッチ状の
長尺成形品であって，上記スキン層は熱可塑性エラスト
マーよりなり，また，上記コア層はマトリクス相として
のポリプロピレン樹脂３０〜７０重量％と，エチレン─
αオレフィン共重合体又はスチレン系熱可塑性エラスト
マーのいずれかよりなる分散相７０〜３０重量％とから
なり，かつ，スキン層に対するコア層の曲げ弾性率の比
が３．０以上であることを特徴とするサンドイッチ長尺
成形品にある。

【０００７】本発明の長尺成形品は，内側に形成された
コア層とその表面を包むように被覆したスキン層とより
なる，サンドイッチ構造を有している。本発明において
，上記スキン層は熱可塑性エラストマーにより形成する
。熱可塑性エラストマーとは，分子中にゴム弾性を有す
る柔軟性成分（ソフトセグメント）と，塑性変形を防止
するための分子拘束成分（ハードセグメント）から構成
されている高分子材料である。

【０００８】本発明のスキン層に適用可能な熱可塑性エ
ラストマーとしては，例えば次のものがある。 （１）　　ハードセグメントがポリスチレンで，一方ソ
フトセグメントがポリブタジエン，ポリイソプレン，水
素添加ポリブタジエン，水素添加ポリイソプレン等から
構成されているスチレン系熱可塑性エラストマー。また
，このものは，補足的にポリプロピレン樹脂，油等を添
加してあっても良い。 （２）　　ハードセグメントがポリプロピンまたはポリ
エチレンで，一方ソフトセグメントがエチレン・プロピ
レンゴム（ＥＰＲ）またはエチレン・プロピレン・ジエ
ンターポリマー（ＥＰＤＭ）から構成されるオレフィン
系熱可塑性エラストマー。また，上記のＥＰＲ，ＥＰＤ
Ｍは，部分的或いは完全に架橋されていてもよい。

【０００９】（３）　　ハードセグメントがポリウレタ
ンで，一方ソフトセグメントがポリエステルまたはポリ
エーテルから構成されるウレタン系熱可塑性エラストマ
ー。 （４）　　ハードセグメントがポリエステルで，一方ソ
フトセグメントがポリエーテルまたはポリエステルから
構成されるポリエステル系熱可塑性エラストマー。 （５）　　ハードセグメントがポリアミドで，一方ソフ
トセグメントがポリエーテルまたはポリエステルから構
成されるポリアミド系熱可塑性エラストマー。 （６）　　ハードセグメントが結晶ＰＶＣ（ポリ塩化ビ
ニル）で，一方ソフトセグメントが非結晶ＰＶＣから構
成される塩化ビニル系熱可塑性エラストマー。 （７）　　その他の熱可塑性エラストマーとしては，塩
素化ポリエチレン，アイオノマー，シンジオタクチック
１．２ポリブタジエン等がある。

【００１０】次に，上記熱可塑性エラストマーの線膨張
係数は，一般に１０〜２０×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃の
範囲にある。一方，上記コア層は，マトリクス相として
のポリプロピレン樹脂と，分散相としてのエチレン─α
オレフィン共重合体又はスチレン系熱可塑性エラストマ
ーよりなる。即ち，コア層は，ポリプロピレン樹脂のマ
トリクス相の中に，上記分散相が島状に分散している，
海島構造を呈している。そして，この海島構造により，
優れた低線膨張係数を得ることができる。

【００１１】また，上記分散相は，そのアスペクト比が
５以上のひも状を呈している場合には，線膨張係数が更
に小さくなり，寸法安定性に関して良い結果を得ること
ができる。ここにアスペクト比とは，上記分散相におけ
る，直径に対する長さの寸法比をいう。また，コア層は
，上記のごとく，マトリクス相３０〜７０重量％と分散
相７０〜３０重量％とより構成する。分散相が３０重量
％未満又は７０重量％を越えると，コア層の線膨張係数
が高くなる。

【００１２】上記ポリプロピレン樹脂としては，ホモポ
リプロピレンの他に，プロピレン−エチレンランダム共
重合体，プロピレン−エチレンブロック共重合体及びこ
れらの混合物が用いられる。これらの共重量体又は混合
物中におけるエチレン量は，０〜１５％であることが好
ましい。１５％を越えると剛性が低下するおそれがある
。

【００１３】また，上記ポリプロピレン樹脂は，スキン
層の熱可塑性エラストマーの種類に応じて，ポリプロピ
レン樹脂の一部をカルボン酸，無水カルボン酸，水酸基
等の官能基で変性したポリオレフィン系樹脂に置き換え
ても良い。これにより，コア層とスキン層との接着性を
向上させることができる。特に，スキン層がポリエステ
ルエラストマー，ポリアミドエラストマー，ポリウレタ
ンエラストマー等極性ポリマーの場合には有効である。

【００１４】次に，エチレン−αオレフィン共重合体と
は，エチレンと，プロピレン，ブテン−１，ヘキセン−
１，デセン−１，４−メチルブテン−１，４−メチルペ
ンテン−１などのαオレフィンとを共重合成分としたも
のである。また，上記エチレン─αオレフィン共重合体
の中，αオレフィンとしてプロピレンを用いた場合，即
ちエチレン・プロピレンラバー（ＥＰＲ）の場合は，特
に低い線膨張係数を発揮する。

【００１５】また，該エチレン─αオレフィン共重合体
は，ムーニー粘度ＭＬ１＋４　（１００℃）が７０未満
のものを用いることが好ましい。７０以上においては成
形品の線膨張係数が高くなるからである。また，該ムー
ニー粘度ＭＬ１＋４　（１００℃）は，好ましくは６５
未満，更に好ましくは６０未満のものを用いる。

【００１６】次に，スチレン系熱可塑性エラストマーと
しては，例えば，スチレン・エチレン−ブチレン・スチ
レンブロック共重合体（ＳＥＢＳ），スチレン・ブタジ
エン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ），スチレン
・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ），
スチレン・エチレン・プロピレン共重合体（ＳＥＰ）な
どがある。これらは，ポリスチレンがハードセグメント
を構成し，一方ポリブタジエン，ポリイソプレン，水素
添加ポリブタジエン，水素添加ポリイソプレン等がソフ
トセグメントを構成している。

【００１７】また，コア層の曲げ弾性率は，製品組付性
の関係から，２０００ｋｇ／ｃｍ２　〜１００００ｋｇ
／ｃｍ２　であることが好ましい。更に好ましくは，３
０００〜８０００ｋｇ／ｃｍ２　である。かかる曲げ弾
性率は，例えば後述のフィラーの種類，添加量を調整す
ることにより達成することもできる。次に，コア層にお
いては，線膨張係数を低下させ，またコア層及び長尺成
形品全体の硬度，剛性を調整するため，コア層１００重
量％（マトリクス相と分散相との合計量）に対して，フ
ィラーを１〜４０重量％添加することが望ましい。４０
重量％を越えると硬度，剛性が高くなりすぎるため，好
ましくない。

【００１８】かかるフィラーとしては，炭酸カルシウム
，タルク，クレー，マイカ，シリカ，硫酸バリウム等の
非繊維状フィラーがある。また，繊維の直径が３μｍ以
下の繊維状フィラーがある。また，繊維状フィラーとし
てはチタン酸カリウイスカ，マグネシウムオキシサルフ
ェートウィスカ，酸化亜鉛ウイスカ，ワラストナイト，
ガラス繊維，炭素繊維などの繊維状態にあるフィラーを
用いる。繊維状フィラーは，上記分散相と作用して，線
膨張率の低下に大きく寄与する。上記中，特に，チタン
酸カリウイスカなど，繊維直径が１μｍ以下のウィスカ
は，材料物性，寸法安定性の点で好ましい。

【００１９】また，上記組成から成るコア層は，１０×
１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃以下の線膨張係数を有し，分散
相のアスペクト比の調整，フィラーの種類及びその量の
調整により，３×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃付近まで低下
させることができる。次に，スキン層に対するコア層の
曲げ弾性率の比は，３．０以上とする必要がある。３．
０未満では，コア材の低線膨張化特性が有効に発揮され
ず，本発明の目的を達成しない。

【００２０】また，上記コア層及びスキン層における線
膨張係数は，コア層よりもスキン層の方が大きい。しか
し，上記のごとく，スキン層に対するコア層の曲げ弾性
率の比を３．０以上とすることにより，コア層の低線膨
張化の特性が優位に発揮される。そのため，長尺成形品
全体の線膨張係数は，スキン層とコア層の相乗効果によ
り低下する（作用及び効果の項参照）。

【００２１】即ち，スキン層のみ，コア層のみの各線膨
張係数から得られる相加効果（加成則）より計算される
線膨張係数の値よりも，更に小さな線膨張係数となる。 それ故，長尺成形品全体の取付見栄え品質，寸法安定性
が向上する。また，長尺成形品のサンドイッチ構造に関
して，コア層の充填率は１０〜９０％とすることが好ま
しい。１０％未満ではコア層が少なく，長尺成形品全体
が柔軟となりすぎ，また全体の線膨張係数が大きくなる
おそれがある。一方，９０％を越えると，コア層が厚く
なり柔軟性が少なくなるおそれがある。上記コア層の充
填率とは，長尺成形品の長手方向に直交する方向の断面
において，その断面積中に占めるコア層の重量％をいう
。

【００２２】また，本発明においては，スキン層，コア
層ともに前記成分以外に酸化防止剤，紫外線吸収剤，滑
剤，帯電防止剤，核剤，顔料，難燃剤，増量剤，加工助
剤等の添加剤を混合してもよい。また，上記の各成分の
混合は，一軸押出機，二軸押出機，ニーダー，ブラベン
ダー，バンバリーミキサー等の混練機を用いて，溶融混
練する。また，このように溶融混練した後は，通常はペ
レット化する。更に，かかる組成物は，サンドイッチ射
出成形，二層押出成形などにより，サンドイッチ状の所
望長尺成形品に成形する。ここに，本発明を適用しうる
長尺成形品としては，自動車用の外装品，内装品などが
ある。上記外装品としては，各種モール，バンパ，スポ
イラー，ロッカパネルなどがある。また，上記内装品と
しては，ピラー，ガーニッシュなどがある。

【００２３】

【作用及び効果】本発明のサンドイッチ長尺成形品は，
線膨張係数が２〜８×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃と低い。 そのため，使用時においても温度変化に伴う伸縮が小さ
く，寸法安定性に優れている。また，寸法安定性に優れ
ているため，サイドモールを自動車ドア等に貼着する場
合にも，隣接するサイドモールとの間の隙間を小さくし
ておくことができ，取付見栄え品質に優れている。

【００２４】また，長尺成形品の表面は，柔軟性を有す
る熱可塑性エラストマーよりなるスキン層によって被覆
されている。そのため，耐傷付性に優れている。更に，
表面は上記のごとく比較的柔軟性が大きいスキン層によ
り構成され，内部は曲げ弾性率が高く，機械的強度の高
いコア層により構成されている。そのため，長尺成形品
は全体として適度な柔軟性と硬さを有しており，反りを
生ずることもない。それ故，取付相手材の表面形状に沿
って，容易に取付けることができ，製品組付性にも優れ
ている。

【００２５】また，上記のごとく，長尺成形品が全体と
して，低い線膨張係数を示す理由は明確ではないが，ス
キン層及びコア層の各線膨張係数と，両者の曲げ弾性率
の比率とにその要因がある。即ち，後述の実施例からも
知られるごとく，熱可塑性エラストマーからなるスキン
層は，その線膨張係数が一般に１０〜２０×１０−５ｃ
ｍ／ｃｍ・℃である。一方，上記組成のコア層は，ポリ
プロピレン樹脂のマトリクス相中にエチレン─αオレフ
ィン共重合体又はスチレン系熱可塑性エラストマーの分
散相が島状に分散している。そして，これらの分散相が
マトリクス相の線膨張係数を低下させることに大きく貢
献している。そのため，コア層は１０×１０−５ｃｍ／
ｃｍ・℃以下という低い線膨張係数を有している。

【００２６】また，通常サンドイッチ成形品における全
体の線膨張係数は，スキン層及びコア層の両者の線膨張
係数に基づく加成則値である。ここに加成則値（ＣＴ）
は，下式で，計算される値である。ＣＴ＝ａ×ＣＳ＋ｂ
×ＣＣ上式において，ａはスキン層の充填率（重量％）
，ＣＳはスキン層の線膨張係数，ｂはコア層の充填率（
重量％），ＣＣはコア層の線膨張係数を示す。また，上
記スキン層又はコア層の充填率とは，長尺成形品の長手
方向に直交する断面において，その断面積中に占めるス
キン層又はコア層の重量比（％）をいう。

【００２７】しかしながら，本発明のサンドイッチ長尺
成形品においては，上記加成則値によって算出される線
膨張係数の４０〜６０％という低い線膨張係数を示す。 そして，かかる低い線膨張係数が得られるのは，スキン
層に対するコア層の曲げ弾性率比が３．０以上の場合で
ある。このように，本発明の長尺成形品は，スキン層と
コア層の各材料及び上記曲げ弾性率比によって，低い線
膨張係数が達成できるのである。以上のごとく，本発明
によれば，取付見栄え品質及び寸法安定性に優れ，耐傷
付性，製品組付性にも優れたサンドイッチ長尺成形品を
得ることができる。

【００２８】

【実施例】実施例１〜８以下に，本発明にかかる実施例
を比較例と共に説明する。サンドイッチ長尺成形品とし
て，自動車用サイドモールをサンドイッチ成形し，その
線膨張係数，耐傷付性等につきテストした。即ち，図１
及び図２に示すごとく，上記サイドモール１は，スキン
層１２と，該スキン層１２によって被覆されたコア層１
１とよりなるサンドイッチ長尺成形品である。また，該
サイドモール１は長さＱが１１０ｃｍ，高さＲが５ｍｍ
，底部幅Ｐが３ｃｍで，上部は円弧状をなしている。 また，該サイドモール１の成形時におけるフィルムゲー
ト１５の幅Ｇは，約４．５ｃｍである。

【００２９】上記サンドイッチ状サイドモール１は，サ
ンドイッチ射出成形法により成形した。即ち，成形型の
キャビティ内にまず軟化状態のスキン層材料を射出し，
次いで該スキン層材料の中へ軟化状態のコア層材料を射
出し，全体を冷却することにより成形した。上記成形に
用いたスキン層材料，コア層材料，成形されたモールの
特性につき，表２，表３に示した。両表において，スキ
ン層及びコア層材料の欄の材料名（スキンＡ〜Ｆ，コア
Ｌ〜Ｐ）は，各実施例又は比較例で用いた，後述の材料
を示す。また，同表には両材料の曲げ弾性率，線膨張係
数，スキン層材料に対するコア層材料の曲げ弾性率比も
示した。

【００３０】また，同表には，得られたサイドモールに
おけるコア層の充填率，加成則計算による線膨張係数Ｗ
，各サイドモールについて実測した実測線膨張係数Ｙ，
両者の差（Ｗ−Ｙ），サイドモールの耐傷付性，ソリ，
製品組付性について示した。また，耐傷付性，ソリ，製
品組付性については，良を○印，不可を×印，その中間
を△印で示した。

【００３１】次に，上記のスキン層材料（スキンＡ〜Ｆ
）は次のようである。 （１）　　スキンＡ；オレフィン系熱可塑性エラストマ
ーミラストマー９５９０Ｂ〔三井石油化学（株）製〕（
２）　　スキンＢ；オレフィン系熱可塑性エラストマー
ミラストマー９０７０Ｂ〔三井石油化学（株）製〕（３
）　　スキンＣ；ポリエステル系熱可塑性エラストマー ぺルプレンＳ−６００１〔東洋紡績（株）〕

【００３２
】（４）　　スキンＤ；ポリエステル系熱可塑性エラス
トマー ペルプレンＳ−１００１〔東洋紡績（株）〕（５）　　
スキンＥ；スチレン系熱可塑性エラストマーラバロンＳ
Ｊ９４００Ｂ〔三菱油化（株）製〕（６）　　スキンＦ
；ウレタン系熱可塑性エラストマーパンデックスＴ−１
１９０〔大日本インキ化学工業（株）製〕

【００３３】次に，上記のコア層材料（コアＫ〜Ｐ）は
，表１に示した。同表には，マトリクス相，分散相，フ
ィラーの各成分比，及び分散相のアスペクト比を示した
。また，各成分割合は，重量部で示した。そのため，マ
トリクス相と分散相との合計値は１００重量部である。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１において，マトリクス相に用いたポリ
プロピレン樹脂を次に示す。 （１）　　ブロックＰＰ（ポリプロピレン樹脂）；ＢＣ
−０３Ｆ〔三菱油化（株）製〕 （２）　　ブロックＰＰ；ＢＣ−０５Ｃ〔日本合成ゴム
（株）製〕また，変形ポリオレフィン系樹脂を次に示す
。 （１）　　無水マレイン酸変性ＰＰ；ＱＥ−０５０〔三
井石油化学（株）製〕 （２）　　ポリオレフィン系ポリオール；ポリテールＨ
〔三菱化成（株）製〕

【００３６】また，分散相の成分を次に示す。 （１）　　エチレン─αオレフィン共重合体；ＥＰ９１
１Ｐ〔日本合成ゴム（株）製〕 （２）　　ＳＥＢＳ（スチレン系熱可塑性エラストマー
成分として）；クレイトンＧ１６５７〔シェル化学（株
）製〕また，フィラー成分を次に示す。 （１）　　チタン酸カリウムウィスカー；ティスモＤ〔
大塚化学（株）製〕 （２）　　タルク；ＬＭＲ＃１００〔富士タルク（株）
製〕 （３）　　ガラス繊維；ＣＳ０３ＭＡ４８６Ａ〔旭ファ
イバーグラス（株）製〕

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】表２及び表３より知られるごとく，本発明
にかかる実施例１〜８は，サイドモールの実測線膨張係
数が３．２〜６．９×１０−５ｃｍ／ｃｍ・℃と低い値
を示している。これに対して，比較例Ｃ１〜Ｃ４は，ス
キン層に対するコア層の曲げ弾性率比が１．６又は１．
１と低いため，６．８〜１０．１×１０−５ｃｍ／ｃｍ
・℃と高い線膨張係数を示している。また，比較例Ｃ５
は，上記曲げ弾性率比が５であるが，コア層材料が分散
相を含んでいない（表１のコアＯ）。そのため，線膨張
係数は低いが，ソリ，製品組付性が悪い（表中の×印）
。

【００４０】また，比較例Ｃ６は，スキン層は用いずコ
ア層のみのサイドモールである。このサイドモールは耐
傷付性，製品組付性が良くない。また，上記両表には，
線膨張係数に関して，加成則値Ｗ，実測値Ｙ及び両者の
差（Ｗ−Ｙ）を併示した。なお，加成則値の計算方法は
，前記した。同表より知られるごとく，加成則値Ｗは，
実施例及び比較例ともに７．７〜１１．６×１０−５ｃ
ｍ／ｃｍ・℃（分散相のない比較例Ｃ５，スキン層のな
い比較例Ｃ６は除く）である。しかし，本発明にかかる
実施例１〜８は，上記のごとく実測値Ｙが低い。また，
Ｗ−Ｙの値も３．８〜６．４と大きい。

【００４１】以上のごとく，本発明によれば，全体とし
て線膨張係数が低く，取付見栄え品質，寸法安定性に優
れた，サンドイッチ長尺成形品を得ることができる。ま
た，耐傷付性，製品組付性に優れ，ソリのないサンドイ
ッチ長尺成形品を得ることができる。

【００４２】次に，上記実施例１〜３，比較例Ｃ１〜Ｃ
３について，コア層の充填率と線膨張係数との関係を，
図３にグラフで示した。また，同図には，コア層のみ（
充填率１００％）の比較例Ｃ６と，スキン層のみによる
サイドモールの比較例Ｃ７も併示した。ここに比較例Ｃ
７は，実施例と同じスキン層材料のみを用いたものであ
る。

【００４３】図３より知られるごとく，比較例Ｃ１〜Ｃ
３の線膨張係数は，比較例Ｃ６（コア層充填率１００％
）と，比較例Ｃ７（コア層充填率０％，スキン層のみ）
を結ぶ直線上の値よりも少し低い値を示している。 これに比して，本発明にかかる実施例１〜３の線膨張係
数は，同じ充填率の比較例Ｃ１〜Ｃ３に比して，かなり
低い値を示している。これは，本発明では前記曲げ弾性
率の比を３．０以上としているためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において製造したサイドモールの説明図
。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】実施例におけるコア層の充填率と線膨張係数と
の関係線図。

【符号の説明】

１．．．サイドモール， １１．．．コア層， １２．．．スキン層，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スキン層と，該スキン層によって被覆
   されたコア層とよりなるサンドイッチ状の長尺成形品で
   あって，上記スキン層は熱可塑性エラストマーよりなり
   ，また，上記コア層はマトリクス相としてのポリプロピ
   レン樹脂３０〜７０重量％と，エチレン─αオレフィン
   共重合体又はスチレン系熱可塑性エラストマーのいずれ
   かよりなる分散相７０〜３０重量％とからなり，かつ，
   スキン層に対するコア層の曲げ弾性率の比が３．０以上
   であることを特徴とするサンドイッチ長尺成形品。