JP2004291858A

JP2004291858A - 車両の荷台用押出し成形発泡ボード

Info

Publication number: JP2004291858A
Application number: JP2003088329A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Uruji; 宇留治　　泰
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】表面性状と低温衝撃性に優れた車両の荷台用押出し成形発泡ボードを提供する。
【解決手段】高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボード１０であって、改質樹脂として低密度ポリエチレンを３０ｗｔ％、アイオノマーを１０ｗｔ％含んでいる。長鎖分岐構造を有する低密度ポリエチレンとアイオノマーが添加されていることによるストレインハードニング効果によって、押出し成形時の延伸下で生じる破泡が抑制され、発泡ボードの表面が平滑化して表面性状が良くなる。この発泡ボードは高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂としているため低温衝撃性に優れ、例えばトラックの荷台を構成する煽り板や前立て板に用いることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばトラック等の煽り板や前立て板等に用いる車両の荷台用押出し成形発泡ボードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製発泡ボードとして、従来より、ポリプロピレン製の押出し成形ボードが知られている。この種の発泡ボードは、ボードの外周に形成されたシェル層と、シェル層の内側にシェル層と一体に形成された発泡部とからなる。
【０００３】
このような合成樹脂製発泡ボードを製造する場合、例えばポリプロピレン材料と発泡剤とを押出し成形機に供給し、溶融した材料を押出し成形機のノズルから型内に押出すことにより、シェル層を形成するとともに材料を発泡させて前記発泡部を形成している。ポリプロピレン製の発泡ボードは常温での耐衝撃性に優れている。
【０００４】
しかしポリプロピレン製の荷台用発泡ボードは、低温（例えば−３０℃以下）でポリプロピレンが脆化するため、低温での耐衝撃性が低いものであった。このためポリプロピレン製の発泡ボードは、トラックの前立て板（荷台の最前部に立設され車幅方向に延びる板）のように、低温での耐突き抜け特性や耐衝撃性が要求される箇所に使用することができなかった。
【０００５】
一方、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた発泡ボードや、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を混合してなる材料を、吹込み成形によって製造する瓶の材料に用いることが提案されている。（例えば下記特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】
特表２００２−５００５８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のみからなる高分子材料を押出し成形することによって発泡ボードを製造した場合、ボードの表面性状が悪くなるという問題がある。
【０００８】
ＨＤＰＥのような直鎖状構造の結晶性高分子は、結晶化温度付近で溶融粘度が大きく変化することが知られており、このため成形に適した溶融粘度の温度範囲が狭く、発泡成形が難しいばかりか、発泡時に局部的に破泡することがあるなど、気泡の大きさが不安定になりやすい。その結果、ボード表面に大きな凹凸が生じるなど、表面性状がよくないという問題がある。
【０００９】
一方、前記特許文献１に記載されている材料では、低密度ポリエチレンの含有比率が大きく低温衝撃性に劣るため、瓶に用いることはできても、トラック等の車両の前立て板などの荷台構成部材としては不適当である。
【００１０】
従ってこの発明の目的は、表面性状が良好でしかも低温衝撃特性に優れた車両の荷台用押出し成形発泡ボードを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の観点に基く本発明は、請求項１に記載したように、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボードであって、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を１０〜３３ｗｔ％含み、残部が高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）からなる車両の押出し成形発泡ボードである。
【００１２】
図６に示すように、ＬＤＰＥ含有率が３３ｗｔ％以下であれば、低温衝撃性に関し、従来の荷台用アピトン合板（ａｐｉｔｏｎｇｐｌｙｗｏｏｄ）と同等以上の強度を得ることができる。なお、ＬＤＰＥは−２０℃以下で脆化を生じるため、特に寒冷地で使用される車両のように低温での耐衝撃性を重視する場合には、ＬＤＰＥの含有量を２５ｗｔ％以下にすることが望ましい。ＬＤＰＥの含有量が１０ｗｔ％よりも小さいと、実質的にストレインハードニングの効果が薄れてしまい、延伸に伴って破泡する傾向が強くなるため、ボード表面の凹凸が大きくなってしまう。このため、ＬＤＰＥの含有量は１０ｗｔ％以上であることが望まれる。
【００１３】
第２の観点に基く本発明は、請求項２に記載したように、高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボードであって、低密度ポリエチレンを５〜５０ｗｔ％、長鎖分岐構造の高分子材料を５〜２０ｗｔ％含み、残部が高密度ポリエチレンからなる車両の押出し成形発泡ボードである。ここで長鎖分岐構造の高分子材料の一例はアイオノマー（ポリエチレンメタクリレート金属イオン架橋体）である。長鎖分岐構造の高分子の合計含有量が１０ｗｔ％よりも小さいと、実質的にストレインハードニングの効果が薄れてしまい、破泡しやすくなる。
【００１４】
図７に示すようにＬＤＰＥ含有率が３３ｗｔ％以上となっても、アイオノマーが添加されていれば低温衝撃特性を大きくすることができる。ただし低温衝撃性を重視する場合には、ＬＤＰＥの含有量を５０ｗｔ％以下にすることが望ましい。アイオノマー等の長鎖分岐構造の改質樹脂の含有量が２０ｗｔ％を越えると、材料コストが高くなり、かつ、押出し成形時の伸長粘度が大きくなり過ぎるため、添加量は２０ｗｔ％までとする。
【００１５】
本発明において、ＨＤＰＥと相溶しかつ長鎖分岐構造を有し、押出し成形時の溶融粘度の上昇とストレインハードニング効果により発泡時の破泡を抑制することのできる高分子としては、前述のＬＤＰＥとアイオノマー以外に、ＥＶＡ樹脂（ポリエチレンビニルアセテート）、ＥＥＡ樹脂（ポリエチレンエチルアセテート）、ＥＭＡＡ樹脂（ポリエチレンメタクリレート）、ＨＮＳ−ＰＰ（長鎖分岐をもつポリプロピレン）等が上げられる。
【００１６】
第３の観点に基く本発明は、請求項４に記載したように、高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボードであって、アイオノマーを１０〜２０ｗｔ％含み、残部が高密度ポリエチレンからなる車両の押出し成形発泡ボードである。
【００１７】
これらの発明によれば、発泡ボードを押出し成形する際に、高密度ポリエチレンに添加された長鎖分岐構造の高分子材料のストレインハードニング効果によって局部的な破泡が抑制され、ボードの表面が平滑化して表面性状が良くなる。この発泡ボードは低温衝撃性に優れ、例えばトラックの煽り板や前立て板に用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示す発泡ボード１０は、トラック等の輸送用車両１１（図２に示す）の煽り板１２あるいは前立て板１３等に使用できるもので、各発泡ボード１０は、断面が長方形となるよう発泡成形されている。すなわちこの発泡ボード１０は、平面部１５ａ，１５ｂと側面部１５ｃ，１５ｄのそれぞれの表面を構成するスキン層１６と、スキン層１６の内側に形成された内部発泡層１７を含んでいる。内部発泡層１７に多数の独立気泡１８が形成されている。
【００１９】
この発泡ボード１０の材料は、マトリックス樹脂としての高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥと称す）に、改質樹脂として、長鎖分岐構造の高分子材料の一例である低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥと称す）を３０ｗｔ％、アイオノマーを１０ｗｔ％添加したものである。ＨＤＰＥの含有率は６０ｗｔ％である。ＬＤＰＥとアイオノマーは、いずれもＨＤＰＥに対して相溶性の高い樹脂である。
【００２０】
内部発泡層１７の発泡倍率は、１〜４倍、より好ましくは１．５倍〜３倍程度が適している。この程度の発泡倍率であればアピトン合板（ａｐｉｔｏｎｇｐｌｙｗｏｏｄ）よりも比重が小さく、軽量な発泡ボード１０を提供することができる。
【００２１】
この発泡ボード１０は図３に示す押出し成形機２０によって製造することができる。この押出し成形機２０は、型２１と、ノズル２２と、材料供給部２３と、押出し機構２４などを備えている。型２１は、成形すべき発泡ボード１０の断面形状に応じたキャビティ２５を有している。
【００２２】
ノズル２２から押出された材料が型２１の内部で発泡し、気泡１８を形成するとともに、型２１に応じた形状に成形される。この押出し成形の延伸時に、長鎖分岐構造のＬＤＰＥおよびアイオノマーのストレインハードニング効果が発揮される。図４は長鎖分岐構造の高分子Ｍを模式的に示している。
【００２３】
前記ストレインハードニング効果により、気泡１８が成長する際に、気泡１８の壁（セル）を構成する樹脂が延伸することによって分子どうしの絡み合いが強くなり、粘度が急激に上昇すること（ストレインハードニング効果）により、破泡が抑制される。このため発泡倍率が高くても、内部発泡層１７がスキン層１６付近まで均一に発泡することから、発泡ボード１０の表面の凹凸が小さく、肌目が細かく、平滑で表面性状の良好な発泡ボード１０を得ることができる。
【００２４】
図５は、ＨＤＰＥにＬＤＰＥを添加した材料と、ＨＤＰＥのみからなる材料をそれぞれ延伸させたときの溶融粘度の変化を示している。試験は伸長粘度測定法に準拠し、１４０℃のシリコン油中にサンプル片を浸漬し、このサンプル片をクランプ装置によって水平方向に一定速度で引っ張ったときの伸長粘度を測定したものである。
【００２５】
図５の横軸は伸長時間、縦軸は粘度を示している。図５中の実線ＡはＨＤＰＥにＬＤＰＥを添加した材料の測定結果を示している。破線ＢはＨＤＰＥのみからなる材料の測定結果を示している。ＨＤＰＥのみからなる材料は、線状の結晶性高分子のみを含有しているため、溶融状態で延伸すると分子どうしの絡み合いが容易に解けて切断してしまい、ストレインハードニングは得られない。
【００２６】
これに対し、ＨＤＰＥにＬＤＰＥを３０ｗｔ％添加した材料（破線Ａ）は、溶融状態で延伸する際に分子どうしの絡み合いが維持され、延伸するほど溶融粘度が急激に上昇するストレインハードニングを生じている。
【００２７】
−３０℃前後の低温衝撃性に関し、ＨＤＰＥはＬＤＰＥの３倍以上の耐衝撃性（シャルビー衝撃値）を得ることができる。本実施形態の発泡ボード１０はＨＤＰＥをマトリックス樹脂として用いるため、低温時の耐衝撃性を高めることができる。
【００２８】
このためこの実施形態の発泡ボード１０は、寒冷地域等で使用される可能性のあるトラックの荷台の煽り板や前立て板にも使用することが可能である。しかもマトリックス樹脂である高密度ポリエチレンは、ボトルコンテナ（例えば瓶ビール等の保管，輸送等に用いるケース）の廃材をリサイクル利用することが可能である。
【００２９】
前記実施形態をはじめとして、下記配合割合の材料を用いて発泡ボードを押出し成形する試験を行なったところ、発泡ボードの表面性状と低温衝撃性に関し、従来のアピトン合板と同等以上の結果が得られた。
【００３０】
（１）ＨＤＰＥ：７０ｗｔ％ＬＤＰＥ：２０ｗｔ％アイオノマー：１０ｗｔ％
（２）ＨＤＰＥ：８０ｗｔ％ＬＤＰＥ：２０ｗｔ％
（３）ＨＤＰＥ：７０ｗｔ％ＬＤＰＥ：３０ｗｔ％
（４）ＨＤＰＥ：９０ｗｔ％アイオノマー：２０ｗｔ％
（５）ＨＤＰＥ：８０ｗｔ％アイオノマー：１０ｗｔ％
（６）ＨＤＰＥ：８０ｗｔ％ＥＭＡＡ：２０ｗｔ％
（７）ＨＤＰＥ：８０ｗｔ％ＥＥＡ：２０ｗｔ％
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、表面性状が良好でしかも低温での耐衝撃性に優れた車両の荷台用押出し成形発泡ボードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の荷台用押出し成形発泡ボードの一部の斜視図。
【図２】図１に示された押出し成形発泡ボードからなる煽り板等を備えた車両の斜視図。
【図３】図１に示された押出し成形発泡ボードを製造する押出し成形機を模式的に示す断面図。
【図４】長鎖分岐構造の高分子を模式的に示す図。
【図５】ＨＤＰＥにＬＤＰＥを添加した材料とＨＤＰＥのみからなる材料をそれぞれ延伸させたときの溶融粘度の変化を示す図。
【図６】ＨＤＰＥにＬＤＰＥを添加した材料からなる発泡ボードのＬＤＰＥ混合率と落錘衝撃強度との関係を示す図。
【図７】ＨＤＰＥにアイオノマーが５ｗｔ％添加されている材料からなる発泡ボードのＬＤＰＥ混合率と落錘衝撃強度との関係を示す図。
【符号の説明】
１０…押出し成形発泡ボード
１１…車両
１２…煽り板
１３…前立て板
１６…スキン層
１７…内部発泡層
１８…気泡

Claims

高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボードであって、低密度ポリエチレンを１０〜３３ｗｔ％含み、残部が高密度ポリエチレンであることを特徴とする車両の荷台用押出し成形発泡ボード。
高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボードであって、低密度ポリエチレンを５〜５０ｗｔ％、長鎖分岐構造の高分子材料を５〜２０ｗｔ％含み、残部が高密度ポリエチレンであることを特徴とする車両の荷台用押出し成形発泡ボード。
前記長鎖分岐構造の高分子材料がアイオノマーであることを特徴とする請求項２記載の車両の荷台用押出し成形発泡ボード。
高密度ポリエチレンをマトリックス樹脂とする押出し成形発泡ボードであって、アイオノマーを１０〜２０ｗｔ％含み、残部が高密度ポリエチレンであることを特徴とする車両の荷台用押出し成形発泡ボード。