JP2014037149A - 発泡ブロー成形品 - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量であり、且つ耐衝撃強度に優れる発泡ブロー成形品を提供する。
【解決手段】本発明は、例えば、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるための車両用軽量空調ダクト1に用いられる発泡ブロー成形品である。この発泡成形品は、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、を含む混合樹脂をブロー成形して得られるものであり、前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が10〜25wt%であり、230℃におけるMFRが3.5〜7.0g/10分である。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両用軽量空調ダクト等に用いられる発泡ブロー成形品に関する。
エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるための車両用の空調ダクトが知られている。
このような空調ダクトには、軽量性、断熱性が求められるので、一般に発泡させた樹脂の成形品が用いられる。
ところで、このような空調ダクトは、発泡状態を調整することにより各種の機能性を向上させることが可能である。
例えば、吸音・消音効果を持たせるために、内面を破泡させた中空成形品(例えば、特許文献1参照)、表面硬度及び気泡変形率を特定したダクト(例えば、特許文献2参照)、空調ダクトの外表面に結露が発生することを防止するために、表面粗さを特定した発泡体ダクト(例えば、特許文献3参照)、多層構造とした車両用空気ダクト(例えば、特許文献4参照)が開示されている。
特公平08−25230号公報 特許第3997334号公報 特開2005−241157号公報 特開2006−205831号公報
しかしながら、上記特許文献1〜4に記載の空調ダクトを含めた従来の空調ダクトは、アイゾット衝撃強度等の耐衝撃強度が不十分である。
例えば、車両のルーフサイドの空調ダクトにおいて、側面衝突から搭乗者を保護するためのカーテンエアバッグが加圧ガスの勢いにより展開された場合、展開の際の衝撃によって、ルーフサイドの空調ダクトが飛散割れするおそれがある。
一方、燃費の向上及び原料の低減を目的として空調ダクトの軽量化も望まれている。なお、軽量性、断熱性を向上させるため、空調ダクトの発泡倍率を高くすると、耐衝撃強度が低下することになる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量であり、かつ耐衝撃強度に優れる発泡ブロー成形品を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の発泡ブロー成形品は、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、を含む混合樹脂をブロー成形して得られ、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が10〜25wt%であり、230℃におけるMFRが3.5〜7.0g/10分であることを特徴とする。
本発明の発泡ブロー成形品は、所定の混合樹脂をブロー成形して得られるので、軽量であり、高発泡のものとすることができ、かつ、所定のスチレン含有量の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合することで、衝撃が加わった場合であっても飛散割れを抑制することができる。
また、前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとして、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体を用いることで、より耐衝撃強度に優れたものとなる。
図1の(a)は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクト(発泡成形品)をルーフサイドダクトして用いた場合を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X’線矢視断面図である。 図2は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトをルーフサイドダクトして用いた場合の断面図である。 図3は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトをブロー成形する際の態様を示す断面図である。 図4は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトを空調用フロアダクトとして用いた場合を示す斜視図である。 図5は、混合した水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量と、混合樹脂のアイゾット衝撃強度との関係を示す図である。 図6は、混合した水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量と、混合樹脂のアイゾット衝撃強度との関係を示す図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
[第1実施形態]
第1実施形態として、本発明の発泡成形体が、車両用軽量空調ダクトである場合について説明する。特に、当該車両用軽量空調ダクトがルーフサイドダクトである場合について説明する。
なお、本発明は、車両用軽量空調ダクトに限らず、例えば、ドアパネル、インストルメントパネル、車両用デッキボードなどの自動車用内装部品、住宅用内装壁材、電子機器のハウジング、車両用以外の気体や液体を供給するダクトなど、他の発泡成形体に適用することができる。
図1の(a)は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトをルーフサイドダクトして用いた場合を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X’線矢視断面図である。
図1の(a)及び(b)に示すように、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクト(以下「ルーフサイドダクト」という。)1は、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるためのものである。
係るルーフサイドダクト1は、中空多角柱状の形状を有しており、ブロー成形により一体成形されたものである。なお、ブロー成形については後述する。
ルーフサイドダクト1は、平板上の横断ダクト3に支持されている。
横断ダクト3の一端には、空調エアを供給するためのエア供給口2が設けられており、該エア供給口から供給された空調エアは、横断ダクトの図示しない内部を流通して、ルーフサイドダクト1の中空部分に流入される。
そして、流入した空調エアは、ルーフサイドダクト1に設けられたエア排出口5から排出される。
上記ルーフサイドダクト1は、壁部1aの平均肉厚が3.5mm以下となっている。このように、ルーフサイドダクト1の壁部1aの厚さを薄くすることにより、ルーフサイドダクト1内を流通する空調エアの流路を広く設定することができる。
また、壁部1aの厚み方向における気泡セルの平均気泡径は300μm未満であることが好ましい。この場合、機械的強度がより高まるという利点がある。なお、平均気泡径は、100μm未満であることが更に好ましい。
ルーフサイドダクト1は、−20℃におけるアイゾット衝撃強度が10J/m以上であり、20〜45J/mであることが好ましい。ここで、アイゾット衝撃強度とは、JIS K−7110(ノッチ付き)に準じて測定した値である。
ルーフサイドダクト1は、発泡倍率が2.0倍以上の独立気泡構造を有する。ここで、発泡倍率とは、発泡ブロー成形に用いた熱可塑性樹脂の密度を発泡ブロー成形品の壁部1aの見かけ密度で割った値である。また、独立気泡構造とは、複数の気泡セルを有する構造であり、少なくとも独立気泡率が70%以上のものを意味する。
発泡倍率が2.0倍未満であると、発泡倍率が上記範囲内にある場合と比較して、軽量化が不十分なものとなり、断熱性の効果も低く、結露が発生する虞がある。
ルーフサイドダクト1は、−10℃における引張破壊伸びが40%以上であることが好ましく、100%以上であることがより好ましい。ここで、引張破壊伸びとは、JIS K−7113に準じて測定した値である。
−10℃における引張破壊伸びが40%未満であると、引張り破壊伸びが上記範囲内にある場合と比較して、飛散割れが生じる場合がある。
ルーフサイドダクト1は、常温時における引張弾性率が1000kg/cm2以上であることが好ましく、1100〜1500kg/cm2であることがより好ましい。ここで、引張弾性率とは、JIS K−7113に準じて測定した値である。
常温時における引張弾性率が1000kg/cm2未満であると、引張弾性率が上記範囲内にある場合と比較して、ルーフサイドダクト1が変形する場合がある。
図2は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトをルーフサイドダクトして用いた場合の断面図である。
図2に示すように、ルーフサイドダクト1は、車両の内装天井材6と車体パネル4との間に、カーテンエアバッグ7と並べて配置される。
そして、カーテンエアバック7が加圧ガスにより展開された際、カーテンエアバック7の背後に配置されるルーフサイドダクト1にカーテンエアバック7の展開による衝撃が伝わることになる。
本実施形態に係るルーフサイドダクト1は、所定のスチレン含有量を有する水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合した材料により形成されているので、例えば、低温時にカーテンエアバッグの展開等による衝撃が加わった場合であっても飛散割れを抑制することができる。よって、上記車両用軽量空調ダクトは、軽量であり、機械的強度、耐低温衝撃強度に優れるものである。
本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトは、所定の混合樹脂をブロー成形して得られる。
係る混合樹脂には、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、が含まれる。
発泡用ポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されないが、分子内にエチレン単位又はプロピレン単位を有するポリオレフィン系樹脂であればよい。例えば、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレンブロック共重合体等が挙げられる。
これらの中でも、ポリプロピレン樹脂が長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体を有するものであることが好ましく、これに加え、エチレン−プロピレンブロック共重合体であることがより好ましい。
この場合、溶融張力が高くなり、より高い発泡倍率が得られる。
なお、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、0.9以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数g’は、V1/V2で表され、V1が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、V2が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数を示す。
発泡用ポリプロピレン系樹脂は、230℃におけるメルトテンションが30〜350mNの範囲内のポリプロピレンを用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されないが、分子内に水素が添加されたスチレン単位を有する樹脂であればよい。例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体等の水添スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体等が挙げられる。すなわち、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体及び水添スチレン−ブタジエンゴムからなる群より選ばれる少なくとも1つであると、確実に耐衝撃強度が向上する。
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が15wt%以上、25wt%以下であることがより好ましい。
スチレン含有量が15wt%未満、又は、25wt%を超えると、スチレン含有量が上記範囲内にある場合と比較して、耐衝撃強度が低下する傾向にある。
また、スチレン含有量が15〜25wt%の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いる場合において、当該水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体であることがより好ましい。この場合、耐衝撃強度が顕著に向上する。
水素添加スチレン系エラストマーは、230℃におけるメルトフローレイト(MFR)が10g/10分以下であることが好ましく、1〜10g/10分であることがより好ましく、1〜5g/10分であることが更に好ましい。ここで、MFRとは、JIS K−7210に準じて測定した値である。
MFRが1.0g/10分未満であると、MFRが上記範囲内にある場合と比較して、低温時の耐衝撃性が得られない場合がある。
混合樹脂における上記発泡用ポリプロピレン系樹脂と、水素添加スチレン系エラストマーとの配合割合は、混合樹脂の全量に対して、水素添加スチレン系エラストマーが5〜40wt%であることが好ましく、15〜30wt%であることがより好ましい。なお、発泡用ポリプロピレン系樹脂が、45〜95wt%であることが好ましく、60〜95wt%であることがより好ましい。
このような配合割合とすることにより、軽量を維持しつつ、高発泡のものとすることができ、かつ耐衝撃性を改善するとともに車両用軽量空調ダクトとしての剛性も維持することができる。
上述した混合樹脂には、第3成分として、ポリオレフィン系重合体が含まれていてもよい。
係るポリオレフィン系重合体としては、エチレン系重合体が挙げられ、具体的には低密度のエチレン−α−オレフィン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン系エラストマー又はプロピレン系エラストマー等が挙げられる。
また、これらの重合は、低温時の耐衝撃性の観点から、メタロセン系触媒を用いることが好ましい。
上記エチレン−α−オレフィンは、エチレンと、炭素原子数3〜20のα−オレフィンとを共重合して得られるものが好ましい。なお、炭素原子数3〜20のα−オレフィンは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
より具体的には、上記エチレン−α−オレフィンは、エチレンと、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、4−メチル−1−ペンテン又は4−メチル−1−ヘキセンとを共重合して得られるものがより好ましく、エチレンと、1−ブテン、1−ヘキセン又は1−オクテンとを共重合して得られるものが更に好ましい。
エチレン−α−オレフィン共重合体中のエチレンに基づく単量体単位の含有量は、エチレン−α−オレフィン共重合体に対して、50〜99wt%の範囲であることが好ましい。また、α−オレフィンに基づく単量体単位の含有量は、エチレン−α−オレフィン共重合体に対して、1〜50wt%の範囲であることが好ましい。
上記ポリオレフィン系重合体は、低温時の耐衝撃性の観点から、密度0.91g/cm3以下のものが好適に用いられる。
上記ポリオレフィン系重合体は、混合樹脂に対して、20wt%以下の範囲で配合される。この場合、発泡用ポリプロピレン系樹脂が60〜95wt%、水素添加スチレン系エラストマーが5〜40wt%、ポリオレフィン系重合体が0〜20wt%となる。
上記混合樹脂は、ブロー成形される前に、発泡剤を用いて発泡される。
係る発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
これらの中でも、発泡剤は、空気、炭酸ガス又は窒素ガスを用いることが好ましい。この場合、有体物の混入が防げるので、耐久性等の低下が抑制される。
また、発泡方法としては、超臨界流体を用いることが好ましい。すなわち、炭酸ガス又は窒素ガスを超臨界状態とし、混合樹脂を発泡させることが好ましい。この場合、均一かつ確実に気泡することができる。
なお、超臨界流体が窒素ガスの場合、条件は、臨界温度−149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上とすればよく、超臨界流体が炭酸ガスの場合、条件は、臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすればよい。
こうして、発泡処理された混合樹脂(以下「発泡混合樹脂」という。)は、公知の方法により、ブロー成形される。
図3は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトをブロー成形する際の態様を示す断面図である。
まず、発泡混合樹脂を押出機(図示せず)で混練した後、ダイ内アキュムレーター(図示せず)に貯留し、続いて、所定の樹脂量が貯留された後にリング状ピストン(図示せず)を水平方向に対して垂直に押し下げる。
そして、図3に示す押出ヘッド8のダイスリットより、押出速度700kg/時以上で円筒状のパリソン9として分割金型10同士の間に押し出す。
その後、分割金型10同士を型締めしてパリソン9を挟み込んで、パリソン9内に0.05〜0.15MPaの範囲でエアを吹き込み、ルーフサイドダクト1を形成する。
なお、上述のようにブロー成形により発泡成形体を成形する場合に限らず、押し出されたパリソンを金型に吸い付けて所定の形状の成形品を成形するバキューム成形を用いてもよい。また、エアの吹き込みや、吸引を行わず、押し出されたパリソンを金型で挟み込んで成形するコンプレッション成形を用いて、発泡成形品を成形してもよい。
[第2実施形態]
第2実施形態として、本発明の車両用軽量空調ダクトがフロア内に配置される空調ダクトである場合について説明する。
図4は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトを空調用フロアダクトに用いた場合を示す斜視図である。
図4に示すように、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクト(以下「フロアダクト」という。)11は、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるためのものである。
フロアダクト11は、三次元方向に屈曲していること以外は、上述したルーフサイドダクト1と同様である。すなわち、フロアダクト11は、中空多角柱状の形状を有しており、ブロー成形により一体成形されたものである。なお、フロアダクト11は、ブロー成形後の後加工によりフロアダクト11の一端及び他端の閉鎖部12を切除し、開口状態として用いられる。
フロアダクト11において、空調エアはフロアダクト11の内部を流通して、開口された部分から排出される。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
まず、準備した発泡用ポリプロピレン系樹脂、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー、及び、第3成分であるポリオレフィン系重合体は以下の通りである。また、これらの樹脂の230℃におけるMFR値及びスチレン含有量を表1に示す。なお、メルトフローレイト(MFR値)は、JIS K−7210に準じて試験温度230℃、試験荷重2.16kgにて測定を行った値である。
(発泡用ポリプロピレン系樹脂)
PP1:
長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体(サンアロマー株式会社製、商品名:PF814、230℃におけるメルトテンション200mN)
PP2:
結晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体(日本ポリプロ株式会社製、商品名:ノバテックPP EC9)
PP3:
プロピレン単独重合体(ボレアリス社製、商品名:Daploy WB130)
PP4:
プロピレン単独重合体(ボレアリス社製、商品名:Daploy WB135)
PP5:
結晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体(日本ポリプロ株式会社製、商品名:ニューフォーマー FB3312)
(水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー)
TPE1:
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名:タフテックH1062)
TPE2:
スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(株式会社クラレ製、商品名:セプトンS2063)
TPE3:
水添スチレン−ブタジエンゴム(JSR株式会社製、商品名:ダイナロンP1320P)
TPE4:
スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(株式会社クラレ製、商品名:セプトンS2007)
TPE5:
スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(株式会社クラレ製、商品名:セプトンS2004)
TPE6:
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名:タフテックH1221)
TPE7:
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名:タフテックH1053)
(ポリオレフィン系重合体)
PE1:
メタロセン系触媒により重合された直鎖状超低密度ポリエチレンであるエチレン−ヘキセン−1共重合体(住友化学株式会社製、エクセレンCX2001、密度0.898g/cm3)
PE2:
エチレン−ブテン−1共重合体(三井化学株式会社製、タフマーA4090、密度0.893g/cm3)
Figure 2014037149
(実施例1)
PP1を70wt%、PP2を10wt%、TPE1を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
そして、この混合樹脂に、発泡剤として超臨界状態の窒素、核剤として60wt%タルクマスターバッチ1.5重量部および着色剤として40wt%カーボンブラックマスターバッチ1.5重量部を添加して発泡させ発泡樹脂とした。これを、押出機で混練した後にマンドレルとダイ外筒の間の円筒状空間であるダイ内アキュムレーターに貯留し、リング状ピストンを用いて円筒状のパリソンとして分割金型に押出し、型締め後パリソン内に0.1MPaの圧力でエアを吹き込むことにより、ブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例2)
PP1を60wt%、PP2を10wt%、TPE1を30wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例3)
PP1を70wt%、TPE1を20wt%、PE1を10wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例4)
PP3を70wt%、PP5を10wt%、TPE1を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例5)
PP1を45wt%、PP2を10wt%、TPE1を45wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例1)
PP1を70wt%、PP2を30wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例2)
PP1を70wt%、PP2を10wt%、PE1を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例3)
PP1を70wt%、PP2を10wt%、PE2を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例4)
PP1を70wt%、PP2を10wt%、TPE2を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例5)
PP1を70wt%、PP2を10wt%、TPE3を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例6)
PP1を70wt%、PP2を10wt%、TPE4を20wt%、混合し、混合樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
実施例1〜5及び比較例1〜6で得られたサンプルの物性を以下のように評価した。
1.引張破壊伸び
サンプルの壁部を切り出し、−10℃で保管後に、JIS K−7113に準じて2号形試験片とし、引張速度50mm/分で測定した。
2.引張弾性率
サンプルの壁部を切り出し、常温(23℃)で、JIS K−7113に準じて2号形試験片とし、引張速度50mm/分で測定した。
3.発泡倍率
実施例1〜5及び比較例1〜6で用いた混合樹脂の密度を、対応するサンプルの壁部の見かけ密度で割ることにより、発泡倍率を算出した。
4.アイゾット衝撃強度
サンプルの壁部を切り出し、−20℃で保管後に、80×10(長さmm×幅mm)の試験片として切り出し、厚さが4mmとなるように切り出した試験片を重ねてこれを用いてJIS K−7110(ノッチ付き)に準じて測定した。
得られた結果を表2に示す。
表2に示す「スチレン含有量(wt%)」の欄は混合する水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量を示している。なお、比較例1〜3のサンプルについては水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合していない。
Figure 2014037149
実施例1〜5のサンプルは、低温時の引張破壊伸び及びアイゾット衝撃強度を顕著に向上させることができた。特に、実施例1〜4のサンプルは、常温時の引張弾性率を低下させることがない。
また、実施例1を基準として水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量を10wt%増やしたもの(実施例2)に比べ、エチレン系重合体を10wt%添加したもの(実施例3)の方が低温時の引張破壊伸度を飛躍的に向上させることがわかった。これは、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは低温時の耐衝撃性を向上させることに貢献するものの、添加量が高くなると発泡時における成形性を阻害して発泡倍率の低下及び部分的な薄肉、気泡セルのばらつきなどが生じるためと考えられる。
また、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量を発泡状態に影響が出ない範囲に抑え、第3成分として低密度のエチレン系重合体を併用させた実施例3は、発泡状態を低下させることなく顕著な低温時の耐衝撃性の向上が認められることがわかった。
比較例1のサンプルのように、スチレン系熱可塑性エラストマーを添加しない場合、低温時の引張破壊伸び及びアイゾット衝撃強度が低く、添加量が過剰になると常温での引張弾性率が極端に低下した。また、発泡倍率の低下及び部分的な薄肉による成形時のピンホールが発生して成形不良も発生していた。
比較例2及び3のサンプルのように、スチレン系熱可塑性エラストマーの代わりにオレフィン系熱可塑性エラストマー(エチレン−α−オレフィン共重合体)を用いた場合、所望の低温耐衝撃性の改善が図られなかった。
比較例4〜6のサンプルのように、添加するスチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量が15wt%未満、又は、25wt%を超える場合、実施例1〜5のサンプルに比べて、アイゾット衝撃強度の向上が小さい。
◆スチレン含有量の検討結果
図5及び図6は、混合した水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量と、混合樹脂のアイゾット衝撃強度との関係を示す図である。
ここで、図5には、以下の(1)及び(2)に示すサンプルについて、アイゾット衝撃試験を行って得たデータがプロットされている。なお、図5には、比較のため、以下の(3)に示す水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合しないサンプルについて、アイゾット衝撃試験を行って得たデータも示している。また、アイゾット衝撃試験により得られた結果を表3に示す。
(1)スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(以下、SEBSという)を混合したサンプル3種類(サンプルB1〜B3)
PP3を70wt%、PP5を10wt%、SEBS(TPE6、TPE1、TPE7)を20wt%、混合した混合樹脂を用いて成形されたサンプル。
なお、SEBSとして、TPE6(スチレン含有量12wt%)を用いたものをサンプルB1、TPE1(スチレン含有量18wt%)を用いたものをサンプルB2、TPE7(スチレン含有量29wt%)を用いたものをサンプルB3とした。
(2)スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(以下、SEPSという)を混合したサンプル3種類(サンプルP1〜P3)
PP3を70wt%、PP5を10wt%、SEPS(TPE2、TPE5、TPE4)を20wt%、混合した混合樹脂を用いて成形されたサンプル。
なお、SEPSとして、TPE2(スチレン含有量13wt%)を用いたものをサンプルP1、TPE5(スチレン含有量18wt%)を用いたものをサンプルP2、TPE4(スチレン含有量30wt%)を用いたものをサンプルP3とした。
(3)水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合しないサンプル1種類(サンプルN1)
PP3を70wt%、PP5を30wt%、混合した混合樹脂を用いて成形されたサンプル。
また、図6には、以下の(4)及び(5)に示すサンプルについて、アイゾット衝撃試験を行って得たデータがプロットされている。なお、図6には、比較のため、以下の(6)に示す水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合しないサンプルについて、アイゾット衝撃試験を行って得たデータも示している。また、アイゾット衝撃試験により得られた結果を表3に示す。
(4)SEBSを混合したサンプル3種類(サンプルB4〜B6)
PP3を30wt%、PP5を55wt%、SEBS(TPE6、TPE1、TPE7)を15wt%、混合した混合樹脂を用いて成形されたサンプル。
なお、SEBSとして、TPE6(スチレン含有量12wt%)を用いたものをサンプルB4、TPE1(スチレン含有量18wt%)を用いたものをサンプルB5、TPE7(スチレン含有量29wt%)を用いたものをサンプルB6とした。
(5)SEPSを混合したサンプル3種類(サンプルP4〜P6)
PP3を30wt%、PP5を55wt%、SEPS(TPE2、TPE5、TPE4)を15wt%、混合した混合樹脂を用いて成形されたサンプル。
なお、SEPSとして、TPE2(スチレン含有量13wt%)を用いたものをサンプルP4、TPE5(スチレン含有量18wt%)を用いたものをサンプルP5、TPE4(スチレン含有量30wt%)を用いたものをサンプルP6とした。
(6)水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合しないサンプル1種類(サンプルN2)
PP3を30wt%、PP5を70wt%、混合した混合樹脂を用いて成形されたサンプル。
アイゾット衝撃試験のサンプルB1〜B6、P1〜P6、N1、N2は、以下に示す方法で作製した。
原料をブレンドし、押出機にて、発泡させずにシート状に押し出す。当該シートをプレスジグで25秒間冷却して固化する。固化して得られたシート(厚さ約4mm)から、80×10(長さ×幅mm)の試験片を切り出し、長手方向(80mmの方向)の中間位置に2mm深さのノッチを入れ、アイゾット衝撃試験片とする。
アイゾット衝撃試験は以下に示す方法で行った。
上記アイゾット試験片を−20℃の恒温槽で15時間放置し、常温下に取り出し直後、アイゾット衝撃試験機により、衝撃強度を測定した。
Figure 2014037149
図5及び図6に示すように、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしてのSEBS又はSEPSを混合したサンプルB1〜B6、P1〜P6はいずれも、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合しないサンプルN1、N2に比べてアイゾット衝撃強度が増加している。
特に、スチレン含有量が15〜25%の範囲内のSEBS又はSEPSを混合したサンプルB2、B5、P2、P5のアイゾット衝撃強度は顕著に増加している。
また、SEBSを混合する場合と、SEPSを混合する場合を比較すると、同程度のスチレン含有量のものを混合する場合であれば、SEPSを混合する場合の方が、SEBSを混合する場合に比べて、アイゾット衝撃強度の増加量が大きいことがわかる。
なお、発泡させずに成形した混合樹脂のアイゾット衝撃強度が高いほど、発泡させて成形した発泡成形品のアイゾット衝撃強度が高くなることが、本願発明者の研究により明らかになっている。そのため、スチレン含有量が15〜25wt%の範囲内である水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合した混合樹脂に発泡剤を添加して発泡させた発泡樹脂を成形して得られる発泡成形品は、上記範囲外のスチレン含有量を有する水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合した発泡成形品に比べ、アイゾット衝撃強度が高くなる。特に、17〜19wt%のスチレン含有量の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合することが、低温での耐衝撃性向上の観点から好ましい。
ここで、スチレン含有量が15〜25%の範囲内の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合する場合においては、発泡用ポリプロピレン系樹脂に水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混ぜて得られる樹脂のメルトテンションが30〜350mNの範囲内で、かつ、メルトフローレイトが1〜10g/10分の範囲内であることが、成形性を低下させずに低温時の耐衝撃性を向上させる観点から望ましい。
本発明に係る発泡ブロー成形品は、車両用空調ダクト、特に、カーテンエアバッグ等に隣接して配置される耐衝撃性が要求される薄肉・軽量なルーフサイドダクト等として好適に利用できる。
また、上記車両用空調ダクトは、機械的強度等の各種物性を低下させることなく車両の軽量化に貢献するものである。
1 ルーフサイドダクト(車両用軽量空調ダクト)
1a 壁部
1b X−X’線矢視断面図
2 エア供給口
3 横断ダクト
4 車体パネル
5 エア排出口
6 内装天井材
7 カーテンエアバッグ
8 押出ヘッド
9 パリソン
10 分割金型
11 フロアダクト(車両用軽量空調ダクト)
12 閉鎖部

Claims (4)

  1. 発泡用ポリプロピレン系樹脂と、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、を含む混合樹脂をブロー成形して得られ、
    前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン含有量が10〜25wt%であり、230℃におけるMFRが3.5〜7.0g/10分であることを特徴とする発泡ブロー成形品。
  2. 前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体であることを特徴とする請求項1記載の発泡ブロー成形品。
  3. 前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量が15〜25wt%であることを特徴とする請求項1又は2記載の発泡ブロー成形品。
  4. 前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量が17〜19wt%であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の発泡ブロー成形品。
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