JP2011519391A

JP2011519391A - スラッシュ成形可能なオレフィン組成物

Info

Publication number: JP2011519391A
Application number: JP2011507494A
Authority: JP
Inventors: ドラゴ，ポール，ジョセフ; ハンフリー，ウィリアム，マクヒュー
Original assignee: インターナショナルオートモーティブコンポーネンツグループノースアメリカ，インク．
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2011-07-07
Also published as: KR20110005895A; WO2009134504A8; CN102015875A; CA2722863A1; WO2009134504A1; MX2010011733A; EP2285895A1; US20090273116A1

Abstract

スラッシュ成形可能な組成物は低密度ポリエチレン樹脂と、プロピレン−エチレン共重合体と、オレフィンブロック共重合体と、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物と、選択的に顔料とを含む。スラッシュ成形可能な組成物からインストルメントパネルの皮革部を形成する方法が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車内部で用いられるインストルメントパネルの皮革部を生成するのに有用な樹脂に関する。

現在、３の製造プロセスが車両用インストルメントパネルの製造分野を支配する。主流のプロセスはスラッシュ成形、真空成形、及びウレタンスプレーである。各々のプロセスは適度に都合良く作用するが、付随する問題がある。

真空成形されたインストルメントパネルは硬質の「風合い（ｈａｎｄ）」を有し、−３０℃のエアバッグ展開中に−３０℃できれいに（破砕又は破片なしに）行われない。更に長期の風化によってこれらの生成物を脆性になるのを示した。ウレタンスプレー（固有の光安定性を有する脂肪族、及びコーティングが耐候性について要求する場合の芳香族）は、わずかしか所望されない「風合い」を有しない。ウレタンスプレーは老化及び風化後の特性保存を呈するが、これらの材料も更に−３０℃のシームレスエアバッグ展開時に破砕及び破片を呈する。スラッシュ成形はＰＶＣ及びＴＰＵのエラストマーを利用できる。特定の変性したＰＶＣはインストルメントパネル用の許容可能な塗装されない「風合い」を有するが、同一の材料は−３０℃のシームレスエアバッグ展開時に同一の破砕及び破片の問題を呈する傾向にある。

分解された炭化水素源から得られる単量体（例えば、エチレン、プロピレン、ブタン等）は、多数の高分子樹脂を形成するのに用いられる。例えば、これらの単量体はＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、及びＰＰ樹脂を生成するのに数十年間用いられてきた。しかしながら、このような樹脂は一般的にはスラッシュ成形用途で用いられていない。

従って、許容可能で審美的な触感特性を有する一方、低温のエアバッグ展開時に固有の機能を呈する車両用インストルメントパネルを形成するための新規の材料に対するニーズが存在する。

本発明は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物を少なくとも１の実施形態において提供することにより、１以上の従来技術の問題を解決する。スラッシュ成形可能な組成物は低密度ポリエチレン樹脂と、プロピレン−エチレン共重合体と、オレフィンブロック共重合体と、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物と、選択的に顔料とを含む。

別の実施形態においては、インストルメントパネルの皮革部を形成する方法が提供される。この実施形態の方法は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物を成形ツールに導入するステップを具える。一般的にはこれらの組成物は粉末形態である。ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物は、成形ツールの少なくとも一部分の上に層を形成すべく十分な温度に加熱される。余剰の粉末は成形ツールから流され、必要に応じて加熱し続けられる。インストルメントパネルの皮革部は、成形ツールから脱離される。

図１Ａ及び１Ｂは、インストルメントパネルの皮革部を形成するためのある実施形態を示す、絵によるフローチャートである。図２は、支持構造のインストルメントパネルの皮革部への適用を示す絵によるフローチャートである。

引用は本発明の現行の好適な組成物、実施形態、及び方法に対し詳細になされ、現行で発明者に既知の発明を実行する最良の形態を構成する。図面は必ずしもスケール調整を要しない。しかしながら、開示された実施形態は、様々かつ代替的な形態で具体化されうる本発明の単なる例示であることは理解されよう。従って、本明細書中で開示された特有の詳細な説明は限定と解釈すべきではなく、単なる本発明の任意の態様に対する代表的な論拠及び／又は当該技術分野の当業者に教示して、本発明を多様に行うための代表的な論拠として解釈すべきである。

実施例を除き、あるいは特に明確に示されない限り、材料の量あるいは反応及び／又は使用の条件を示す、この記載中の総ての数量は、本発明の最も広範な範囲を示す場合に、単語「約（ａｂｏｕｔ）」によって修飾されると理解すべきである。述べられた数量の限定内での実行が一般的には好適である。

本発明は、当然ながら特定の成分及び／又は条件が変更されうるように、以下に記載の特定の実施形態及び方法に限定されないことは、更に理解されるべきである。更に、本明細書中に用いた用語は、本発明の特定の実施形態を記載する目的にのみ用いられ、決して限定することを意図しない。

明細書及び添付の特許請求の範囲に用いられるように、単数形「ａ（ある）」、「ａｎ（ある）」及び「ｔｈｅ（その）」は、文脈がそうではないことを明確に示さない限り、複数の指示対象を含むことは、更に留意されなければならない。例えば、単数形の成分に対する引用は、複数の成分を含むことを意図する。

本出願にわたって刊行物が引用されており、これらの刊行物の開示は全体として、本発明が属する技術の状況を更に完全に記載するために、本出願中に引用によってここに組み込まれる。

本発明のある実施形態においては、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物が提供される。この実施形態の組成物は、約０．９５ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する低密度ポリエチレン樹脂を含む。ある精製においては、低密度ポリエチレン樹脂は約０．９３ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する。別の精製においては、低密度ポリエチレン樹脂は、約０．９０ｇ／ｃｍ^３ないし約０．９５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。密度はＡＳＴＭＤ４８８３によって決定される。更に別の精製においては、ポリエチレン樹脂は１０分につき約１００ｇないし１０分につき約２５０ｇのメルトフローインデックス（１９０℃、２．１１６Ｋｇ）を有する。これらのメルトフローインデックスはＡＳＴＭＤ１２３８によって決定される。好適なポリオレフィンは限定しないが、ＥＣ８１２を含み、テキサス州ロングビューにあるＷｅｓｔｌａｋｅＣｈｅｍｉｃａｌ社で市販されている。ＥＣ８１２は特に、非常に高いメルトフローインデックス（１０分につき２００ｇ、１９０℃／２．１１６Ｋｇ（ＡＳＴＭＤ１２３８））と、ＡＳＴＭＤ４８８３で０．９０９の密度と、−２８℃未満の脆化温度とを有する。本実施形態のある変形物においては、ポリエチレン樹脂は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の総重量の約６０％ないし約９９％の量で存在する。本実施形態の別の変形物においては、ポリエチレン樹脂は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の総重量の約７０％ないし約９０％の量で存在する。本実施形態の別の変形物においては、ポリエチレン樹脂は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の総重量の約７５％ないし約８０％の量で存在する。

ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物は更に、プロピレン−エチレン共重合体を含む。本実施形態で用いられるプロピレン−エチレン共重合は、多数の物理的特徴によって特徴づけられる。ある精製においては、プロピレン−エチレン共重合体は、約２０％未満の全結晶化度を有する。別の精製においては、プロピレン−エチレン共重合体は、約１５００ｐｓｉないし約２５００ｐｓｉの曲げ率（１％セカント）と、約４０ないし約８０のショアＡ硬度（ＩＳＯ８９８ＡＳＴＭＤ２２４０）とを有する。有用なプロピレン−エチレン共重合体の例は限定しないが、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ社で市販されるＶｅｒｓｉｆｙ（登録商標）の系列又はエラストマーを含む。Ｖｅｒｓｉｆｙ（登録商標）２４００は特に有用であると見い出される。Ｖｅｒｓｉｆｙ（登録商標）２４００は、狭小な分子量分布及び広範な結晶化度分布と、１０分につき２ｇのメルトフローレート（ＡＳＴＭＤ１２３８で２３０℃／２．１６Ｋｇ）と、−３３℃のガラス転移温度と、７％の全結晶化度と、６８のショアＡ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）とを有する。一般的には、プロピレン−エチレン共重合体は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約１ないし２５重量パーセントの量で存在する。別の精製においては、プロピレン−エチレン共重合体は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約５ないし２０重量パーセントの量で存在する。更に別の精製においては、プロピレン−エチレン共重合体は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約２０重量パーセントの量で存在する。

本発明のある変形物においては、ポリオレフィン組成物は更に、熱可塑性加硫物を含む。このような熱可塑性加硫物は熱可塑性エラストマーである。一般的にはこのような熱可塑性加硫物は含水性ではない。このような熱可塑性加硫物の好適な例は限定しないが、オハイオ州アクロンにあるＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社で市販されているＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ８２１１−５５Ｂ１００を含む。この材料は−４４℃の脆化温度（ＡＳＴＭＤ７４６）と、５８のショアＡ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）と、１．０４の密度とを有する。一般的には、熱可塑性加硫物は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約１ないし２５重量パーセントの量で存在する。別の精製においては、熱可塑性加硫物は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約５ないし２０重量パーセントの量で存在する。更に別の精製においては、熱可塑性加硫物は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約２０重量パーセントの量で存在する。

別の変形物においては、ポリオレフィン系組成物は更に、交互に硬質及び軟質のセグメントのブロックを有するオレフィンブロック共重合体を含む。有用なオレフィンブロック共重合体の例は、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社（ミシガン州ミッドランド）でのＩｎｆｕｓｅＤ９０００．００であり、交互に硬質及び軟質のセグメントのブロックを有する高性能のオレフィンブロック共重合体として記載される。これらのオレフィンブロック共重合体の融解及び結晶化の温度は最大５０℃を超え、それによって更に高い耐熱性と、更に早い硬化時間が得られる。ＩｎｆｕｓｅＤ９０００．００はＡＳＴＭＤ１２３８で０．５ｇ／分（１９０℃／２．１６Ｋｇ）の既報告のメルトフローインデックスと、０．８７７の密度と、ＡＳＴＭＤ２２４０で７５のショアＡ硬度とを有する。一般的にはオレフィンブロック共重合体は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約１ないし２５重量パーセントの量で存在する。別の精製においては、オレフィンブロック共重合体は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約５ないし２０重量パーセントの量で存在する。更に別の精製においては、オレフィンブロック共重合体は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約２０重量パーセントの量で存在する。

本実施形態の更に別の変形物においては、ポリオレフィン系組成物は更に、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物を含む。このようなオレフィン／シリコン油の組合せの好適な例は限定しないが、ミシガン州フリントにあるＡｍｅｒｉｃａｎＣｏｍｍｏｄｉｔｉｅｓＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社のＰＲＩ３１１６を含む。３４のショアＡの透明な、シリコン油を有する熱可塑性オレフィンがＡＳＴＭＤ７９２で０．８９１４の密度を有すると記載される。一般的には、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約１ないし２５重量パーセントの量で存在する。別の精製においては、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約５ないし２０重量パーセントの量で存在する。更に別の精製においては、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約２０重量パーセントの量で存在する。

本発明の更に別の変形物においては、ポリオレフィン組成物は少なくとも１の顔料を含む。顔料の好適な例は限定しないが、最終エラストマーの２重量パーセントの顔料固形物で、最終エラストマーの０．５０重量パーセント及び０．１２重量パーセントを提供するのに十分な、Ｉｒｇａｎｏｘ１１３５（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社）及びＩｒｇａｎｏｘ５０５７（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社）を含む色彩濃縮物であるＣｌａｒｉａｎｔ２Ｎ４ＡＭｅｄｉｕｍＤａｒｋを含む。ある精製においては、顔料は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物の約０．２ないし約１０重量パーセントの量で存在する。

図１Ａ及び１Ｂによると、インストルメントパネルの皮革部を形成するためのスラッシュ成形方法を示す、絵によるフローチャートが提供される。この実施形態の方法は、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物１０を成形ツール１２に導入するステップを具える。少なくとも成形ツール１２の一部分は、ステンレス鋼又はニッケルといった金属で生成される。ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物１０は上で説明した組成物を含む。

次のステップｂ）においては、ポリオレフィン系のスラッシュ成形可能な組成物１０は、少なくとも成形ツール１２の一部分の上に層１４を形成すべく十分な温度に加熱される。一精製においては、ウレタン系樹脂組成物１０は、約１７０℃ないし２５０℃の温度に加熱される。ステップｃ）においては、粉末が成形ツール１２から外に流される。鋳型は更に、総ての粉末が融解されるように必要に応じて加熱される。最終的には、インストルメントパネルの皮革部２０はステップｅ）で成形ツール１２から除去される。一般的には、インストルメントパネルの皮革部２０は約０．５ｍｍないし約２ｍｍの厚さを有する。

図２によって、バッキングのインストルメントパネルの皮革部２０への適用を示すフローチャートが提供される。ステップｆ）においては、構造部品２２はインストルメントパネルの皮革部２０に適用される。このような構造部品は当該技術分野の当業者に基地の任意の方法によって適用される。一精製においては、構造部品２２は約２ｍｍないし約２０ｍｍの厚さを有する。いくつかの変形物においては、ＤｏｗＳｐｅｃｆｌｅｘＮＭ８１５といった発泡樹脂が利用される。一変形物においては、皮革部２２は所定の形状を提供する鋳型内に配置してもよく、ウレタンバッキングがインストルメントパネルの皮革部２０の裏面にわたって噴霧される。別の変形物においては、構造部品２２はインストルメントパネルの皮革部２０上に成形できる。このような状況においては、熱可塑性樹脂を用いてもよい。

本発明の実施形態が例示及び記載されてきたが、これらの実施形態は本発明の総ての可能な形態を例示及び記載することを意図しない。むしろ、本明細書中で用いられる言葉は限定するものではなく説明の言葉であり、様々な変形が本発明の精神及び範囲から離れることなくなされうることが理解されよう。

Claims

スラッシュ成形用途のポリオレフィン系組成物であって、当該ポリオレフィン系組成物が低密度ポリエチレン樹脂と、プロピレン−エチレン共重合体とを含むことを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物が、オレフィンブロック共重合体を更に含むことを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記オレフィンブロック共重合体が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約１ないし約２５％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物が、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物を更に含むことを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約１ないし約２５％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物が、顔料を更に含むことを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約６０ないし約９９％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物、低密度ポリエチレン樹脂が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約７０ないし約９０％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記プロピレン−エチレン共重合体が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約１ないし約２５％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記低密度ポリエチレン樹脂が、０．９５ｇ／ｍｌ未満の密度を有することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
スラッシュ成形用途のポリオレフィン系組成物であって、当該ポリオレフィン系組成物が低密度ポリエチレン樹脂と、プロピレン−エチレン共重合体と、オレフィンブロック共重合体と、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物とを含むことを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記オレフィンブロック共重合体が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約１ないし約２５％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約１ないし約２５％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約６０ないし約９９％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物、低密度ポリエチレン樹脂が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約７０ないし約９０％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記プロピレン−エチレン共重合体が、前記ポリオレフィン系組成物の総重量の約１ないし約２５％の量で存在することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
請求項１１に記載のポリオレフィン系組成物において、前記低密度ポリエチレン樹脂が、０．９５ｇ／ｍｌ未満の密度を有することを特徴とするポリオレフィン系組成物。
インストルメントパネルの皮革部を形成する方法であって、当該方法が、
ａ）低密度ポリエチレン樹脂とプロピレン−エチレン共重合体とを含むポリオレフィン系組成物を導入するステップと；
ｂ）成形ツールの少なくとも一部分の上に層を形成すべく十分な温度まで前記ポリオレフィン系組成物を加熱するステップと；
ｃ）前記成形ツールから粉末を外に流すステップと；
ｄ）選択的に総ての前記粉末が融解するように前記成形ツールを加熱し続けるステップと；
ｅ）前記インストルメントパネルの皮革部を前記成形ツールから脱離するステップと；
を具えることを特徴とする方法。
請求項１７に記載の方法が、
ｆ）前記インストルメントパネルの皮革部を構造部品に適用するステップを更に具えることを特徴とする方法。
請求項１７に記載の方法において、前記ポリオレフィン系組成物がオレフィンブロック共重合体と、熱可塑性オレフィンとシリコン油との化合物とを更に含むことを特徴とする方法。