JP2016155344A - ポリオレフィン樹脂発泡体を用いてなる積層体及び、自動車内装材 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インストルメントパネル、ドア、全席シートなどに好適で有り、柔軟性および、柔らかさを感じる触感に優れ、低温から高温領域までの範囲で、エアバックの容易な開裂を促進させることを目的とする。
また、エアバック開裂時には、表皮材や発泡体の一部位が飛散する問題や、表皮層と発泡体層が剥離する外観不良を生じさせないと言う問題を解決することを目的とする。
本発明の発泡体は、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)が、ポリオレフィン系樹脂100質量%中に、ポリプロピレン系樹脂(B)を30〜60質量%、ポリエチレン系樹脂(C)1〜20質量%、熱可塑性エラストマー系樹脂(D)を30質量%以上含むことである。
本発明の発泡体を含む積層体の好ましい態様によれば、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)との積層体であり、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)は、差走査熱量計(DSC)による吸熱ピークが100〜130℃の領域および、145℃以上に存在し、
前記表皮材(E)は、示差走査熱量計(DSC)による吸熱ピークが95〜110℃の領域および、130〜160℃の領域に少なくとも一つを有することである。
本発明のポリオレフィン系樹脂発泡体(A)を含む積層体の好ましい態様は、自動車内装材用途である。
また、エアバック開裂時には、表皮材や発泡体の一部位が飛散する問題や、表皮層と発泡体層が剥離する外観不良を生じさせず、特に低温領域でその特徴が発揮される。
ポリプロピレン系樹脂(B)は、ポリプロピレン系樹脂(B)100質量%中のエチレン含有率が5〜15質量%、融点が135〜160℃、MFR(230℃)が0.5〜5.0のランダムポリプロピレンまたは、ポリプロピレン系樹脂(B)100質量%中のエチレン含有率が1〜5質量%、融点が150〜170℃、MFR(230℃)が1.0〜7.0のブロックポリプロピレンが、特に好ましく用いられる。
また、表皮材(E)がブロック共重合体エラストマー(a)を含有している場合、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)を加熱して積層する熱融着方法などが挙げられる。
本発明の積層体を自動車内装材として使用する場合、積層体と樹脂基材とを接着させる接着剤には特に制限はない。ポリオレフィン樹脂発泡体(A)側にたとえば、大日本インキ化学工業(株)製の「パンデックスT−5265」、バイエル(株)製「デスモコール♯500」などを接着剤としても用いることができる。
本発明の積層体からなる自動車内装材は、表皮材(E)、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)、樹脂基材の3層以上を有する。
本発明の積層体は自動車内装材のエアバック機能を有する樹脂基材に積層された場合、エアバックの開裂を促進させるために表皮材(E)の外観が悪化しない範囲で孔あけ加工機やレーザー加工機を使用して孔を有することが出来る。樹脂基材及びポリオレフィン系樹脂発泡体(A)中の孔はエアバックがより開裂しやすくするために樹脂基材側から表皮材(E)側に向かう方向にあけることが好ましい。
表皮材(E)を構成する熱可塑製樹脂を押出機や加圧式ニーダー等の溶融混練機器を用いて溶融混練し、T型口金もしくは、カレンダーロールにてシート状に成形して所定の厚さにコントロールする。得られた所定厚さのシートを空冷もしくは、水冷却して表皮材(E)が得られる。
ポリオレフィン樹脂のMFRとは、JIS K7210(改正1999/10/20)「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレート (MFR) およびメルトボリュームフローレイト (MVR) の試験方法」に準じて、MFR(190℃)は190℃の温度で、MFR(230℃)は230℃の温度で測定した。具体的には、上記規格の附属書B(参考)「熱可塑性プラスチック材料の規格と指定とその試験条件」に基づきオレフィンブロックコポリマー(A)およびポリエチレン系樹脂(C)は、温度190℃、荷重2.16kgf、ポリプロピレン樹脂(B)は温度230℃、荷重2.16kgfの条件でメルトマスフローレート計(株式会社東洋精機製作所製メルトインデックサ型式F−B01)を使用し、手動切り取り法を採用し、ダイから10分間にでてきた樹脂の重量を測定した。
ポリオレフィン系樹脂の密度は、JIS K7112(改正1999/05/20)「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」に準じて測定した。
本発明においてポリオレフィン樹脂の融点とは、示差走査熱量分析で得られた縦軸に熱量(mW)、横軸に温度を採ったDSC曲線の吸熱ピークから得られる最大の温度であり、示差走査熱量計(DSC:セイコー電子工業株式会社製RDC220−ロボットDSC)を用いて各サンプルを2mg準備し、窒素環境下において測定した。測定条件は、サンプルを200℃の温度まで昇温し溶融させた後、10℃/分の速度で−50℃の温度まで冷却させ、それから10℃/分の速度で昇温して、単位質量当たりの吸熱ピークを測定し、融解温度とした。
発泡体の厚さは、ISO1923(改正1981/09/01)「発泡プラスチック及びゴム一線寸法の測定方法」に従って測定を行った値である。
発泡体のみかけ密度は、JIS K6767(改正1999/10/20)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に準じて測定した値である。
発泡体を約0.5mm四方に切断し、約100mgを0.1mgの単位で秤量する。130℃の温度のテトラリン200mlに3時間浸漬した後、100メッシュのステンレス製金網で自然濾過し、金網上の不溶解分を1時間120℃下で熱風オーブンにて乾燥する。次いで、シリカゲルを入れたデシケータ内で10分間冷却し、この不溶解分の質量を精密に秤量し、次の式に従って発泡体のゲル分率を百分率で算出する。
・ゲル分率(%)={不溶解分の質量(mg)/秤量した発泡体の質量(mg)}×100。
発泡体の25%圧縮硬さは、JIS K6767(1999年)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定した値である。具体的には、発泡体を50mm×50mmに切断し、厚さが20mm以上30mm以下になるように重ね、初期厚さを測定する。平面板にサンプルを置き、初期厚さの25%まで10mm/分の速度で圧縮して停止し、20秒後の荷重を測定し、下記式により25%圧縮硬さ(kPa)を計算した。
・25%圧縮硬さ(kPa)=25%圧縮し20秒後の荷重(N)/25(cm2)/10。
以下のテスト条件において、積層体100mm×100mmを表皮材(E)側から圧縮したときのストローク長を以下の通り5段階で評価を行った。
〔テスト条件〕
装置:カトーテック株式会社製ハンディー圧縮試験機 「KES-G5」
測定環境:23℃
測定条件:1kg圧縮したときのストローク長(mm)
圧縮速度:1.5mm/sec
5:1.31mm以上
4:1.01〜1.30mm
3:0.71〜1.00mm
2:0.41〜0.70mm
1:0.40mm以下。
MD方向とTD方向の両方向に切削した積層体の試験片サンプルを、10分間、−35℃の環境に置き、その後、試験速度500mm/minにて、JIS K6767(1999)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に準じて引張試験を行い、引張強度の最大値と破壊に至ったときの引張伸びの値とした。
装置:テンシロンUCT−500(オリエンテックコーポレーション)
引張速度:500mm/min
得られた引張強度と引張伸びの数値は、2回測定した値から求めた平均値である。
MD方向とTD方向の両方向において、150mm×25mmに切削した積層体の試験片サンプルを、引張速度が200(mm/min)、剥離角度180(°)、剥離距離80(mm)の条件で、JIS Z 0237(2009)に準拠した剥離試験を行ったときの、最大剥離強度の値を求めた。測定温度は23℃、湿度は50%RHである。
装置:テンシロンUCT−500(オリエンテックコーポレーション)
引張速度:200mm/min
得られた剥離強度は、剥離距離80mm内の最大剥離強度値であり、2回測定した値から求めた平均値である。
以下のテスト条件において、積層体100mm×100mmをポリオレフィン系樹脂発泡体(A)側から衝撃エネルギーを与えて貫通した後の外観について、破壊形態や、表皮材(E)とポリオレフィン系樹脂発泡体(A)の剥離状態、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)の飛散状態を目視で評価した。その状態を、以下の通り5段階で評価を行った。
〔テスト条件〕
装置:島津製作所製サーボパルサ
測定環境:−35℃
積層体サンプルは、上記測定環境で10分間保管した後に測定した。
衝撃錘形態:直径10mmの半球上形態のステンレス製
自由落下距離:0.1m
加重:4.8kgf
〔評価基準〕
5:ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)が剥離せず、両者ともひび割れやポリオレフィン系樹脂発泡体(A)の飛散もなく、衝撃錘と同じ大きさの穴が開いた外観である。
4:ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)が剥離せず、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)には衝撃錘と同じ大きさの穴から外側に微小なひびが確認され、1mm以下のポリオレフィン系樹脂発泡体(A)1〜5個の飛散が確認された外観である。
3:ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)が剥離せず、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)には衝撃錘よりもやや大きく穴が開いた外観、またはその穴から外側にひびが確認され、1mm以上のポリオレフィン系樹脂発泡体(A)が1〜5個確認された外観である。
2:貫通した穴の周辺では、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)が剥離した箇所が確認された外観である。ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)には衝撃錘と同じ大きさか、大きく穴が開きポリオレフィン系樹脂発泡体(A)の飛散が確認された外観である。
1:2〜5のいずれにも該当しない場合。
実施例1で使用した積層体を用いて、「(10)積層体の高速面衝撃後の外観」の「テスト条件」に記した条件の高速面衝撃試験を実施したときの最大破壊強度に至るまでの距離を以下の通り5段階で評価を行った。
5:5mm以下
4:6〜10mm
3:11〜15mm
2:16〜20mm
1:20mm以上。
実施例1で使用した積層体を用いて、積層体を上部から垂直に指で押した際の感覚を以下の通り5段階で評価を行った。
〔評価基準〕
5:積層体厚さの半分以上が沈み込み、積層体からの反発性を感じる。
4:積層体厚さの1/3分が沈み込み、積層体からの反発性を感じる。
3:積層体に沈み込みがあるが、積層体からの反発性を感じない。
2:積層体に沈み込みはあるが、硬さを感じる。
1:積層体に沈み込みがなく、硬さを感じる。
ポリプロピレン系樹脂(B):プライムポリマ製“プライムポリプロ“(登録商標)J452HAP、密度:900kg/m3、MFR(230℃)=3.5g/10分、融点=163℃
ポリエチレン系樹脂(C):日本ポリエチレン製“ノバテック”(登録商標)LL UJ960、密度:935kg/m3、MFR(190℃)=5g/10分、融点=126℃
熱可塑性エラストマー系樹脂(D):三井化学製“タフマー”(登録商標)PN−3560、密度866kg/m3、MFR(230℃)=6.0g/10分、融点=160℃
熱可塑性エラストマー系樹脂(D):プライムポリマ製“プライムTPO”(登録商標)M142E、密度900kg/m3、MFR(230℃)=10.0g/10分、融点=153℃
発泡剤:アゾジカルボンアミド永和化成工業製“ビニホールAC#R”(登録商標)
架橋助剤:和光純薬工業製55%ジビニルベンゼン
酸化防止剤:BASF社製“IRGANOX”(登録商標)1010。
実施例1〜10と比較例1〜7で作成した発泡体は、次のとおりである。
表1に示す比率でヘンシェルミキサーを用いて混合し、押出機を用いて170℃の温度で溶融押出し、Tダイを用いて厚さ:1.5mmのポリオレフィン系樹脂シートを作製した。このようにして得られたポリオレフィン系樹脂シートに、加速電圧800kV、60kGyの電子線を片面から照射して架橋シートを得た後、この架橋シートを220℃の温度の塩浴上に浮かべ、上方から赤外線ヒータで加熱し発泡させた。その発泡体を60℃の温度の水で冷却し、発泡体表面を水洗して乾燥させ、厚さが1.5〜3.0mm、みかけ密度が50〜100kg/m3、ゲル分率が35〜45%のポリオレフィン系樹脂発泡体(A)の長尺ロールを得た。
表皮材(E)は、示差走査熱量計で95℃と138℃に吸熱ピークを有するブロック共重合体エラストマー(a)(ポリオレフィン系ソフトセグメント:パーオキサイドにより部分架橋したエチレン−プロピレンランダム共重合体。ポリオレフィン系ハードセグメント:エチレン重合体。)からなる樹脂を使用し、押出機にて溶融混練させ、T型口金から厚さ0.5mmのシートを得た。
ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)は、発泡時にラジエーションヒータ側で加熱した面を146℃に加熱して、ロール間隙を、表皮材(E)の厚さとポリオレフィン系樹脂発泡体(A)の厚さの和よりも−1.0mmでニップしながら、この加熱面側と表皮材(E)とを熱融着して積層体とした。この積層体の評価結果を表1に示す。
Claims (4)
- ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮体(E)との積層体であって、ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)が、該ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)を構成するポリオレフィン系樹脂100質量%中に、ポリプロピレン系樹脂(B)を30〜60%質量%、ポリエチレン系樹脂(C)1〜20質量%、熱可塑性エラストマー系樹脂(D)を30質量%以上含むことを特徴とする積層体。
- −35℃の温度環境下で前記表皮材(E)と前記ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)からなる積層体が界面剥離もしくは材破剥離したときの引張り伸びが30%以上であることを特徴する請求項1に記載の積層体。
- ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)と表皮材(E)との積層体であり、
ポリオレフィン系樹脂発泡体(A)は、示差走査熱量計(DSC)による吸熱ピークが100〜130℃および、145℃以上に存在し、
前記表皮材(E)は、示差走査熱量計(DSC)による吸熱ピークが95〜110℃および、130〜160℃の領域に少なくとも一つの示差走査熱量計(DSC)による吸熱ピークを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の積層体。 - 自動車内装材用途に用いることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
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