JP2009263470A - 熱可塑性エラストマー組成物 - Google Patents

熱可塑性エラストマー組成物 Download PDF

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幸介 大谷
Yasuto Ijichi
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Abstract

【課題】外観に優れるエアバッグカバーが得られるポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー組成物を提供すること。
【解決手段】プロピレン系樹脂とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴムとを含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される130℃での結晶化時間が250〜1000秒であり、好ましくは、スウェル比が1.12〜1.8であり、温度200℃およびせん断速度1216sec-1での溶融粘度が50〜200Pa・sである熱可塑性エラストマー組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性エラストマー組成物に関するものである。
自動車用エアバッグシステムのエアバッグカバーには、運転席用、助手席用等の各用途に適した剛性を有すること、ティアライン部(エアバッグ展開時にエアバッグカバーを開裂させるために設けられたエアバッグカバーの薄肉部)以外でエアバッグカバーが開裂しないように高い引張破断伸びを有すること、寒冷地での使用にも耐えるように高い低温衝撃強度を有すること、自動車の内装部品にふさわしい外観を有することなどが求められている。
このようなエアバッグカバーとしては、プロピレン系樹脂とエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴムとからなるポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー組成物からなる射出成形体が多く提案されている。例えば、特許文献1には、プロピレン−エチレンランダム共重合体とエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴムと低密度ポリエチレンとからなる熱可塑性エラストマー組成物からなる射出成形体が提案されている。特許文献2には、プロピレン−エチレン共重合体と、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体と、2種類のエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴムとからなる熱可塑性エラストマー組成物からなる射出成形体が提案されている。また、特許文献3には、多段重合で製造されたプロピレン系樹脂とエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴムとからなる熱可塑性エラストマー組成物からなる射出成形体が提案されている。
特開平8−27331号公報 特開2000−72937号公報 特開2008−45037号公報
しかしながら、上記のポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー組成物からなる射出成形体は、ティアライン部に艶むらが発生することがあり、外観において十分満足の行くものではなかった。
かかる状況の下、本発明が解決しようとする課題は、外観に優れるエアバッグカバーが得られるポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー組成物を提供することにある。
本発明は、プロピレン系樹脂とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴムとを含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される130℃での結晶化時間が250〜1000秒である熱可塑性エラストマー組成物にかかるものである。
本発明により、外観に優れるエアバッグカバーが得られるポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー組成物を提供することができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、プロピレン系樹脂とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴムとを含有するものである。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の示差走査熱量計(DSC)で測定される130℃での結晶化時間は、250〜1000秒であり、成形体の外観および射出成形時における成形体の離型性の観点から、好ましくは280〜900秒であり、より好ましくは300〜800秒である。
130℃での結晶化時間は、本願では、溶融した熱可塑性エラストマー組成物を130℃で保持した際に、熱可塑性エラストマー組成物の結晶化までに要する時間であり、該時間は、示差走査熱量計(DSC)により、下記測定条件で発熱曲線を測定し、発熱曲線のピークが観測されるまでの130℃での保持時間を求める。
<測定条件>
熱可塑性エラストマー組成物を220℃で5分間保持して融解させ、次に急速に130℃まで降温し、130℃で保持する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物のスウェル比は、1.12〜1.8であり、射出成形体の外観の観点から、好ましくは1.13〜1.7であり、より好ましく1.14〜1.6である。
スウェル比は、キャピラリー式レオメーターを用いて、溶融した熱可塑性エラストマー組成物をオリフィスから押出した際のオリフィス径に対する熱可塑性エラストマー組成物のストランド径の膨張度合いであり、該スウェル比は、温度200℃,せん断速度1216sec-1の条件で、直径1mmおよび長さ40mmのオリフィスから熱可塑性エラストマー組成物を押出し、得られたストランドの直径をオリフィスの直径で除することにより求めることができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の温度200℃およびせん断速度1216sec-1での溶融粘度は、50〜200Pa・sであり、射出成形体の外観および低温衝撃強度の観点から、好ましくは70〜180Pa・sであり、より好ましくは80〜160Pa・sである。該溶融粘度は、キャピラリー式レオメーターを用いて測定することができる。
本発明に用いられるプロピレン系樹脂は、プロピレンに基づく単量体単位(プロピレン単位)を主構造単位とする重合体である。プロピレン系樹脂は、プロピレン単位に加え、他の単量体に基づく単量体単位を有していてもよい。該他の単量体としては、エチレンおよび炭素原子数4〜20のα−オレフィンをあげることができる。該α−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、2−エチル−1−ヘキセン、2,2,4−トリメチル−1−ペンテンなどがあげられる。好ましくは、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンであり、より好ましくは、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。これらは1種以上用いられる。
プロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−1−オクテン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレン−1−オクテン共重合体を例示することができる。好ましくは、プロピレン単独重合体、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種の単量体とプロピレンとの共重合体である。これらの重合体は、単独で用いられてもよく、2種以上組み合せて用いられてもよい。
プロピレン系樹脂のプロピレン単位の含有量は、プロピレン系樹脂を100重量%として、成形体の低温衝撃強度、耐熱性および剛性の観点から、好ましくは70〜100重量%であり、より好ましくは75〜95重量%である。また、プロピレン単位の含有量を少なくすると、結晶化時間が長くなる。プロピレン単位の含有量は、赤外分光法により求めることができる。
プロピレン系樹脂のメルトフローレート(230℃,21.18N)は、成形体の外観および引張破断伸びの観点から、好ましくは10〜300g/10分であり、より好ましくは20〜200g/10分である。また、メルトフローレートを小さくすると溶融粘度が大きくなる。メルトフローレートを大きくするとスウェル比が小さくなる。該メルトフローレートは、JIS K7210に従って、温度230℃、荷重21.18Nの条件で測定される。
プロピレン系樹脂としては、下記の成分(A)と成分(B)とを含有する樹脂が好ましい。
成分(A):下記成分(イ)および(ロ)を含有し、示差走査熱量計により測定される融解温度が155℃以上であるプロピレン系重合体。
成分(イ):プロピレン単位の含有量が90〜100重量%(但し、成分(イ)を100重量%とする。)であるプロピレン系重合体
成分(ロ):エチレンに基づく単量体単位(エチレン単位)の含有量が20〜80重量%(但し、成分(ロ)を100重量%とする。)であるエチレン−α−オレフィン共重合体
成分(B):プロピレン単位の含有量が70〜97重量%、エチレン単位の含有量が30〜3重量%であり(但し、プロピレン単位の含有量とエチレン単位の含有量との合計を100重量%とする。)、メルトフローレート(230℃,21.18N)1〜100g/10分であり、示差走査熱量計により測定される融解温度が80℃〜130℃である結晶性プロピレン−エチレン共重合体。
成分(イ)のプロピレン系重合体は、プロピレン単位に加え、他の単量体に基づく単量体単位を有していてもよい。該他の単量体としては、エチレンおよび炭素原子数4〜20のα−オレフィンをあげることができる。該α−オレフィンとしては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、2−エチル−1−ヘキセン、2,2,4−トリメチル−1−ペンテンなどがあげられる。好ましくは、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンであり、より好ましくは、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。これらは1種以上用いられる。
成分(イ)のプロピレン単位の含有量は、成分(イ)を100重量%として、成形体の耐熱性および剛性の観点から、好ましくは90〜100重量%であり、より好ましくは95〜100重量%であり、さらに好ましくは98〜100重量%である。また、プロピレン単位の含有量を多くすると、結晶化時間が短くなる。プロピレン単位の含有量は、赤外分光法により求めることができる。
成分(イ)のプロピレン系重合体としては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−1−オクテン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレン−1−オクテン共重合体を例示することができる。好ましくは、プロピレン単独重合体、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種の単量体とプロピレンとの共重合体である。
成分(ロ)のエチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレン単位とα−オレフィン単位とを有する共重合体である。該α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、2−メチルプロピレン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンを例示することができる。好ましくは、炭素原子数3〜10のα−オレフィンであり、より好ましくは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。これらは1種以上用いられる。
成分(ロ)のエチレン単位の含有量は、成分(ロ)を100重量%として、20重量%以上であり、成形体の低温衝撃強度の観点から、好ましくは22重量%以上であり、より好ましくは25重量%以上である。また、エチレン単位の含有量は、80重量%以下であり、成形体の低温衝撃強度の観点から、好ましくは60重量%以下であり、より好ましくは50重量%以下である。成分(ロ)のα−オレフィン単位の含有量は、成分(ロ)を100重量%として、成形体の低温衝撃強度の観点から、好ましくは80重量%以下であり、より好ましくは78重量%以下であり、更に好ましくは75重量%以下である。また、α−オレフィン単位の含有量は、成形体の低温衝撃強度の観点から、好ましくは20重量%以上であり、より好ましくは40重量%以上であり、更に好ましくは50重量%以上である。また、エチレン単位の含有量を多くすると、スウェル比が小さくなる。エチレン単位およびα−オレフィン単位の含有量は、赤外分光法により求めることができる。
成分(ロ)のエチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−プロピレン−1−オクテン共重合体を例示することができる。好ましくは、炭素原子数3〜10のα−オレフィンとエチレンとの共重合体である。
成形体の外観および低温衝撃強度の観点から、好ましくは、成分(A)における成分(イ)の含有量は70〜90重量%、成分(ロ)の含有量は30〜10重量%であり、より好ましくは、成分(イ)の含有量は72〜88重量%、成分(ロ)の含有量は28〜12重量%であり、更に好ましくは、成分(イ)の含有量は75〜85重量%、成分(ロ)の含有量は25〜15重量%である。但し、成分(A)を100重量%とする。また、成分(イ)の含有量を多くする(成分(ロ)の含有量を少なくする)と、スウェル比が小さくなる。
成分(A)としては、トレオ形の−CHCH3−CHCH3−構造を有さないプロピレン系樹脂であることが好ましい。該トレオ形の−CHCH3−CHCH3−構造は、プロピレンの重合において、プロピレンが1,2結合している重合体鎖末端へ、重合体鎖末端のメチル基と次に重合するプロピレンのメチル基とが重合体主鎖に沿って反対の立体配置となるように、プロピレンが2,1結合することによって形成されると考えられている。
該トレオ形の−CHCH3−CHCH3−構造は、カーボン核磁気共鳴(13C−NMR)法によって測定された13C−NMRスペクトルに現れるトレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナルによって、観察することができる。該2つのメチル炭素に由来するシグナルは、学術文献「Macromolecules」,(米国),American Chemical Society,1994年,第27巻,p.7538−7543、「Macromolecules」,(米国),American Chemical Society,1999年,第32巻,p.8383−8290に記載されているとおり、15ppm付近に2本観測される。該2本のシグナルの強度比は、高磁場側ピークのピーク面積/低磁場側ピークのピーク面積として、通常、0.5〜1.5である。
成分(A)は、成形体の外観の観点から、20℃のキシレンに可溶の成分の固有粘度(135℃、テトラリン)[ηcxs]と20℃のキシレンに不溶の成分の固有粘度(135℃、テトラリン)[ηcxis]との比([ηcxs]/[ηcxis])が1.6〜8であるものが好ましく、該[ηcxs]/[ηcxis]が1.8〜7であるものがより好ましい。また、[ηcxs]/[ηcxis]が大きくすると、スウェル比が大きくなる。固有粘度は、ウベローデ型粘度計を用いて、135℃のテトラリン中で還元粘度を測定し、「高分子溶液、高分子実験学11」(1982年共立出版株式会社刊)第491頁に記載の計算方法に従って外挿法によって求められる。ここで、20℃のキシレン可溶部(CXS部)と、20℃のキシレン不溶部(CXIS部)とは、次の方法により得ることができる。成分(A)約5gを沸騰キシレン500mlに完全に溶解した後、キシレン溶液を室温まで徐冷し、20℃で4時間以上状態調整し、析出物と溶液とをロ別する。溶液から溶媒を除去して、溶液中に溶解している重合体を回収することにより、CXS部を得ることができる。
成分(A)の融解温度は、射出成形時における成形体の離型性の観点から、好ましくは155℃以上であり、より好ましくは160℃以上ある。また、該融解温度は、通常175℃以下である。融解温度は、示差走査熱量計により測定される昇温時の示差走査熱量曲線において、ピーク温度が最も大きい吸熱ピークのピーク温度である。示差走査熱量計による示差走査熱量曲線の測定は、次の条件で行い、昇温操作での示差走査熱量曲線から融解温度を求める。
<測定条件>
降温操作:220℃で融解させ、次に、220℃から−90℃まで5℃/分の降温速度で降温する。
昇温操作:降温の操作後、直ちに−90℃から200℃まで5℃/分で昇温する。
成分(A)のメルトフローレート(230℃,21.18N)は、成形体の外観および引張破断伸びの観点から、好ましくは10〜300g/10分であり、より好ましくは20〜200g/10分である。また、メルトフローレートを小さくすると溶融粘度が大きくなる。メルトフローレートを大きくするとスウェル比が小さくなる。該メルトフローレートは、JIS K7210に従って、温度230℃、荷重21.18Nの条件で測定される。
成分(A)のプロピレン系樹脂の製造方法としては、公知のオレフィン重合用触媒を用いた公知の重合方法が用いられる。例えば、チーグラー・ナッタ系触媒を用いた多段重合法をあげることができる。該多段重合法には、スラリー重合法、溶液重合法、塊状重合法、気相重合法等を用いることができ、これらを2種以上組み合わせてもよい。また、市販の該当品を用いることも可能である。
成分(B)は、プロピレン単位とエチレン単位とを有する結晶性プロピレン−エチレン共重合体である。成分(B)のプロピレン単位の含有量は70〜97重量%、エチレン単位の含有量が30〜3重量%であり、好ましくは、プロピレン単位の含有量は85〜97重量%、エチレン単位の含有量が15〜3重量%である。但し、プロピレン単位の含有量とエチレン単位の含有量との合計を100重量%とする。プロピレン単位の含有量およびエチレン単位の含有量は、赤外分光法により求めることができる。
成分(B)のプロピレン−エチレン共重合体は結晶性であり、結晶化熱量が20mJ/mg以上であることが好ましい。結晶化熱量は、熱流速型示差走査熱量計により測定される発熱ピークの面積から求めることができる。具体的には、共重合体を5℃/分の降温速度で220℃から−90℃まで降温することによって得られる示差走査熱量曲線を測定し、得られた示差走査熱量曲線とベースラインとにより囲まれる部分の面積から、結晶化熱量を求めることができる。
成分(B)としては、トレオ形の−CHCH3−CHCH3−構造を有する結晶性プロピレン−エチレン共重合体あることが好ましい。該トレオ形の−CHCH3−CHCH3−構造は、上述の通りで、13C−NMRスペクトルに現れるトレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナルによって、観察することができる。
成分(B)のメルトフローレート(230℃,21.18N)は、成形体の外観および引張破断伸びの観点から、好ましくは1〜100g/10分であり、より好ましくは10〜80g/10分であり、更に好ましくは15〜50g/10分である。また、メルトフローレートを小さくすると溶融粘度が大きくなる。メルトフローレートは、JIS K7210に従って、温度230℃、荷重21.18Nの条件で測定される。
成分(B)の結晶性プロピレン−エチレン共重合体の製造方法としては、例えば、特表2005−508416号公報に記載のヘテロアリールリガンド触媒などの非メタロセン系錯体触媒を用いた、スラリー重合法、溶液重合法、塊状重合法、気相重合法等があげられる。また、市販の該当品を用いることも可能である。
成分(A)100重量部あたり、成分(B)の含有量は、成形体の外観および低温衝撃強度、引張破断伸び、剛性の観点から、好ましくは10〜100重量部であり、より好ましくは15〜90重量部であり、更に好ましくは20〜80重量部である。また、成分(B)の含有量を少なくすると結晶化時間が短くなる。
本発明に用いられるエチレン−α−オレフィン共重合体ゴムは、エチレンに基づく単量体単位(エチレン単位)とα−オレフィンに基づく単量体単位(α−オレフィン単位)とを有する共重合体ゴムである。該α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、2−メチルプロピレン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンを例示することができる。好ましくは、炭素原子数3〜10のα−オレフィンであり、より好ましくは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。これらは1種以上用いられる。
エチレン−α−オレフィン共重合ゴムは、エチレン単位およびα−オレフィン単位に加え、非共役ジエンに基づく単量体単位(非共役ジエン単位)などの他の単量体単位を有していてもよい。該非共役ジエンとしては、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンのような鎖状非共役ジエン;シクロへキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボルネンのような環状非共役ジエンなどがあげられる。好ましくは、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジエンである。
エチレン−α−オレフィン共重合ゴムのエチレン単位の含有量は、35重量%以上であり、成形体の低温衝撃強度の観点から、好ましくは45重量%以上であり、より好ましくは55重量%以上である。また、エチレン単位の含有量は、剛性の観点から、75重量%以下であり、好ましくは73重量%以下であり、より好ましくは70重量%以下である。エチレン−α−オレフィン共重合ゴムのα−オレフィン単位の含有量は、65重量%以下であり、成形体の低温衝撃強度の観点から、好ましくは55重量%以下であり、より好ましくは45重量%以下である。また、α−オレフィン単位の含有量は、25重量%以上であり、剛性の観点から、好ましくは27重量%以上であり、より好ましくは30重量%以上である。また、エチレン単位の含有量を多くすると、結晶化時間が短くなる。但し、エチレン単位の含有量とα−オレフィン単位の含有量との合計を100重量%とする。エチレン単位の含有量およびα−オレフィン単位の含有量は、赤外分光法により求めることができる。
エチレン−α−オレフィン共重合ゴムの非共役ジエン単位の含有量は、成分(C)を100重量%として、通常0〜10重量%であり、好ましくは0〜5重量%である。非共役ジエン単位の含有量は、赤外分光法により求めることができる。
エチレン−α−オレフィン共重合ゴムとしては、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−1−ブテン共重合体ゴム、エチレン−1−ヘキセン共重合体ゴム、エチレン−1−オクテン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−1−ヘキセン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−1−オクテン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−1,4−ヘキサジエン共重合体ゴム、および、エチレン−プロピレン−5−ビニル−2−ノルボルネン共重合体ゴムを例示することができる。これらは1種で用いられてもよく、2種以上組み合わせ用いられてもよい。中でも、エチレン単位とプロピレン単位との合計を100重量%として、エチレン単位の含有量が55〜70重量%、プロピレン単位の含有量が45〜30重量%であり、当該重合体を100重量%として、5−エチリデン−2−ノルボルネン単位の含有量が0〜10重量%であるエチレン−プロピレン共重合体またはエチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体が好ましい。
エチレン−α−オレフィン共重合ゴムの125℃で測定されるムーニー粘度(ML1+4125℃)は、成形体の外観および低温衝撃強度、引張破断伸びの観点から、好ましくは30〜100であり、より好ましくは35〜80である。また、ムーニー粘度を小さくするとスウェル比が小さくなる。該ムーニー粘度は、ASTM D−1646に従い測定される。
エチレン−α−オレフィン共重合ゴムの製造方法としては、公知のオレフィン重合用触媒を用いた公知の重合方法が用いられる。例えば、チーグラー・ナッタ系触媒、メタロセン系錯体や非メタロセン系錯体などの錯体系触媒を用いた、スラリー重合法、溶液重合法、塊状重合法、気相重合法等があげられる。また、市販の該当品を用いることも可能である。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物において、エチレン−α−オレフィン共重合ゴムの含有量は、成形体の外観および低温衝撃強度、引張破断伸び、剛性の観点から、プロピレン系樹脂100重量部あたり、好ましくは25〜180重量部であり、より好ましくは40〜160重量部であり、更に好ましくは60〜125重量部である。また、エチレン−α−オレフィン共重合ゴムの含有量を多くすると結晶化時間が長くなる。エチレン−α−オレフィン共重合ゴムの含有量を少なくするとスウェル比が小さくなる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、無機フィラー(タルク、炭酸カルシウム、焼成カオリン等)、有機フィラー(繊維、木粉、セルロースパウダー等)、滑剤(シリコーンオイル、シリコーンガム等)、酸化防止剤(フェノール系、イオウ系、燐系、ラクトン系、ビタミン系等)、耐候安定剤、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、アニリド系、ベンゾフェノン系等)、熱安定剤、光安定剤(ヒンダードアミン系、ベンゾエート系等)、顔料、造核剤、吸着剤(金属酸化物(酸化亜鉛、酸化マグネシウム等)、金属塩化物(塩化鉄、塩化カルシウム等)、ハイドロタルサイト、アルミン酸塩等)等を含有してもよい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、射出成形時における成形体の離型性および成形体の表面触感の観点から、下記成分(X)を含有することが好ましい。
成分(X):炭素原子数5以上の脂肪酸、炭素原子数5以上の脂肪酸金属塩、炭素原子数5以上の脂肪酸アミド、および、炭素原子数5以上の脂肪酸エステルからなる化合物群から選ばれる少なくとも1種の化合物
成分(X)の炭素原子数5以上の脂肪酸としては、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール酸、リシノール酸を例示することができる。
成分(X)の炭素原子数5以上の脂肪酸金属塩としては、上記脂肪酸と、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ba、Pbなどの金属との塩を、具体的には、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛などを例示することができる。
成分(X)の炭素原子数5以上の脂肪酸アミドとしては、ラウリル酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ステアリルジエタノールアミドを例示することができる。なかでも、エルカ酸アミドが好ましい。
成分(X)の炭素原子数5以上の脂肪酸エステルとしては、脂肪族アルコール(ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、12ヒドロキシステアリルアルコールなど)、芳香族アルコール(ベンジルアルコール、β−フェニルエチルアルコール、フタリルアルコールなど)、多価アルコール(グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンなど)などのアルコールと、上記脂肪酸とのエステルを、具体的には、グリセリンモノオレート、グリセリンジオレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、クエン酸ジステアレートを例示することができる。
成分(X)を含有する場合、成分(X)の含有量は、プロピレン系樹脂およびオレフィン系共重合体ゴムの合計量100重量部あたり、好ましくは0.01〜1.5重量部であり、より好ましくは0.05〜1重量部である。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、プロピレン系樹脂とオレフィン系共重合体ゴムと、必要に応じて他の成分とを、公知の方法、例えば、二軸押出機、バンバリーミキサーなどにより溶融混練することにより得ることができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、公知の成形法、例えば、射出成形法、圧縮成形法等により、種々の形状の成形体に成形される。成形法としては、好ましくは射出成形法である。
射出成形において、射出時の熱可塑性エラストマー組成物の温度は、成形体の外観の観点から、好ましくは170℃〜260℃であり、より好ましくは190℃〜240℃である。
射出成形において、金型温度は、成形体の外観および離型性の観点から、好ましくは30℃〜75℃であり、より好ましくは40℃〜65℃である。
射出成形において、金型への溶融熱可塑性エラストマー組成物の充填速度(保圧切り替え前)は、成形体の外観の観点から、好ましくは10〜300g/秒であり、より好ましくは30〜200g/秒である。
射出成形において、金型に溶融熱可塑性エラストマー組成物を射出充填した後の保圧における圧力および時間は、成形体の外観の観点から、保圧中に金型内充填される溶融熱可塑性エラストマー組成物の量が少ないものであることが好ましく、成形体の重量を100重量%として、保圧中に金型内充填される溶融熱可塑性エラストマー組成物の量が10重量%以下となる圧力および時間であることがより好ましく、7重量%以下となる圧力および時間であることが更に好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を成形してなる成形体は、自動車内装材として好適に用いられ、特にエアバッグカバーに用いられる。エアバッグカバーとしては、運転席用エアバッグカバー、助手席用エアバッグカバー、サイドエアバッグカバー、ニーエアバッグカバー、カーテンエアバッグカバーがあげられる。
以下、実施例および比較例によって本発明を説明する。
[I.測定・評価]
1.メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS K7210に従って、温度230℃、荷重21.18Nの条件で測定した。
2.ムーニー粘度(ML1+4
ASTM D−1646に従って測定した。
3.エチレン単位、プロピレン単位の含有量(単位:重量%)
赤外分光法により測定を行った。
4.融解温度(単位:℃)
熱流速型示差走査熱量計(セイコーインストルメント社製DSC RDC220)により、下記測定条件で示差走査熱量曲線の測定を次の条件で行い、昇温操作での示差走査熱量曲線から融解温度を求めた。
<測定条件>
降温操作:220℃で融解させ、次に、220℃から−90℃まで5℃/分の降温速度で降温した。
昇温操作:降温の操作後、直ちに−90℃から200℃まで5℃/分で昇温した。
5.結晶化熱量(ΔH、単位:mJ/mg)
熱流速型示差走査熱量計(セイコーインストルメント社製DSC RDC220)により、下記測定条件で示差走査熱量曲線を測定し、得られら示差走査熱量曲線とベースラインとにより囲まれる部分の面積から、結晶化熱量を求めた。
<測定条件>
降温操作:220℃で融解させ、次に、220℃から−90℃まで5℃/分の降温速度で降温した。
6.トレオ形の−CHCH3−CHCH3−構造
カーボン核磁気共鳴(13C−NMR)法によって、次の測定条件により、重合体の13C−NMRスペクトルを測定し、15ppm付近のシグナルを観察した。
<測定条件>
装置:Bruker社製 ARX600
測定溶媒:1,2−ジクロロベンゼン/1,2−ジクロロベンゼン−d4の混合溶媒
(75/25)
試料濃度:200mg/3ml溶媒
測定温度:135℃
測定モード:プロトンデカップリング法
パルス幅:45度
パルス繰り返し時間:4秒
積算回数:3000回
測定基準:テトラメチルシラン
7.固有粘度([ηcxs],[ηcxis]、単位:dl/g)
ウベローデ型粘度計を用い、テトラリンを溶媒として135℃で測定した。
8.結晶化時間
示差走査熱量計(Perkin Elmer社製Diamond DSC)により、下記測定条件で発熱曲線を測定し、発熱曲線のピークが観測されるまでの130℃での保持時間を求めた。
<測定条件>
220℃で5分間保持して試料(約8mg)を融解させ、次に急速に130℃まで降温し、130℃で保持した。
9.スウェル比
キャピラリーレオメーター((株)東洋精機製作所製 キャピログラフ1C)を用い、温度200℃,せん断速度1216sec-1の条件で、直径1mmおよび長さ40mmのオリフィスから溶融した熱可塑性エラストマー組成物を押出し、得られたストランドを採取した。該ストランドの直径をオリフィスの直径で除して、スウェル比を算出した。
10.溶融粘度
キャピラリーレオメーター((株)東洋精機製作所製 キャピログラフ1C)を用い、温度200℃,せん断速度1216sec-1の条件で、直径1mmおよび長さ40mmのオリフィスから溶融した熱可塑性エラストマー組成物を押出し、熱可塑性エラストマー組成物の溶融粘度を測定した。
11.曲げ弾性率(単位:MPa)
平板状の射出成形体から切り出した厚さ2mmの試験片を用いて、JIS K7171に従い、スパン間30mm、曲げ速度1mm/分の条件下で測定した。
12.引張破断伸び(単位:%)
平板状の射出成形体から打ち抜いた3号ダンベル形状(JIS K6251)の試験片を用い、JIS K6251に従い、試験速度200mm/分の条件で測定した。
13.低温衝撃強度
平板状の射出成形体から切り出した厚さ2mmの試験片を用いて、JIS K7110に従い、温度−40℃で測定した。破壊した場合を「B」、破壊しなかった場合を「NB」と表示した。
14.射出成形体の外観
箱状の射出成形体の外観を目視観察し、フローマークの発生状態およびティアライン部の艶むらの状態を、それぞれ、次のように評価した。
「○」:良好 「×」:不良 「△」:良好と不良の間
[II.試料]
1.プロピレン系樹脂
PP−1:プロピレン単独重合/プロピレン−エチレン共重合の多段重合樹脂
(MFR=56g/10分、成分(イ)の含有量=87重量%、成分(ロ)の含有量=13重量%、成分(イ)のプロピレン単位含有量=100重量%、成分(ロ)のエチレン単位含有量=40重量%、融解温度=163.5℃、[ηcxs]/[ηcxis]=4.4、トレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナル未検出。)
PP−2:プロピレン−エチレン共重合体
(MFR=28g/10分、成分(イ)の含有量=100重量%、成分(ロ)の含有量=0重量%、成分(イ)のプロピレン単位含有量=96重量%、融解温度=141.5℃、トレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナル未検出。)
PP−3:プロピレン単独重合体
(MFR=120g/10分、成分(イ)の含有量=100重量%、成分(ロ)の含有量=0重量%、成分(イ)のプロピレン単位含有量=100重量%、融解温度=165.1℃、トレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナル未検出。)
PP−4:フィリップススミカポリプロピレンカンパニー社製 マーレックスAGN650(MFR=69g/10分)
PP−5:ダウケミカル社製 商品名 Versify DP4000
(MFR=25g/10分、エチレン単位の含有量=5.3重量%、融解温度=114.5℃、結晶化熱量(ΔH)=70mJ/mg、トレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナル検出(高磁場側ピークのピーク面積/低磁場側ピークのピーク面積=0.99)。)
PP−6:ダウケミカル社製 商品名 Versify DE4301
(MFR=25g/10分、エチレン単位の含有量=12.1重量%、融解温度=99℃、結晶化熱量(ΔH)=31mJ/mg、トレオ形−CHCH3−CHCH3−の2つのメチル炭素に由来するシグナル検出(高磁場側ピークのピーク面積/低磁場側ピークのピーク面積=0.87)。)
2.エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム
EPDM−1:エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボネン共重合体ゴム
(ムーニー粘度(ML1+4,125℃)=64、エチレン単位含有量/プロピレン単位含有量=70重量%/30重量%)
実施例1
[熱可塑性エラストマー組成物]
プロピレン系樹脂PP−1を100重量部と、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴムEPDM−1を150重量部と、エルカ酸アミド(日本精化製 商品名ニュートロンS)を0.05重量部と、酸化防止剤(住友化学株式会社製 商品名スミライザーGA80を0.1重量部とチバスペシャリティ株式会社製 商品名イルガフォス168を0.05重量部。)を0.15重量部と、黒色顔料(住化カラー株式会社製 商品名SPEC824)を1.0重量部とを配合し、バンバリーミキサーにより溶融混練して、熱可塑性エラストマー組成物を得た。熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果を表1に示す。
[物性評価用射出成形体]
熱可塑性エラストマー組成物を、射出成形機(東芝機械社製 商品名EC160NII100−EN)により、シリンダー温度220℃、金型温度50℃の条件で、大きさが縦90mm、横150mm、厚み2mmの平板状の成形体に成形した。また、シリンダー温度220℃、金型温度35℃の条件で、5mm幅のティアライン部を有する箱状の成形体に成形した。得られた成形体の評価結果を表1に示す。
実施例2
プロピレン系樹脂として、PP−1を100重量部とPP−5を28重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
実施例3
プロピレン系樹脂として、PP−1を100重量部とPP−6を28重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
実施例4
プロピレン系樹脂として、PP−1を100重量部とPP−5を56重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
比較例1
プロピレン系樹脂として、PP−2を100重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
比較例2
プロピレン系樹脂として、PP−2を100重量部とPP−5を28重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
比較例3
プロピレン系樹脂として、PP−3を100重量部とPP−5を28重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
比較例4
プロピレン系樹脂として、PP−4を100重量部とPP−5を28重量部用いた以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性エラストマー組成物の物性測定結果および得られた成形体の評価結果を表1に示す。
Figure 2009263470

Claims (3)

  1. プロピレン系樹脂とエチレン−α−オレフィン共重合体ゴムとを含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される130℃での結晶化時間が250〜1000秒である熱可塑性エラストマー組成物。
  2. スウェル比が1.12〜1.8である請求項1記載の熱可塑性エラストマー組成物。
  3. 温度200℃およびせん断速度1216sec-1での溶融粘度が50〜200Pa・sである請求項1または請求項2記載の熱可塑性エラストマー組成物。
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