JP2019014822A

JP2019014822A - 真空成形用樹脂シート

Info

Publication number: JP2019014822A
Application number: JP2017133281A
Authority: JP
Inventors: 雅之牛田; Masayuki Ushida
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-31

Abstract

【課題】ラゲージトレイ用途として剛性と外観（艶消し）を維持したまま、真空成形加工性が良好な樹脂シートを提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂と無機フィラーとエチレン−プロピレンゴムを含む真空成形加工用の樹脂シートであって、該熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンおよびポリプロピレンを含み、該熱可塑性樹脂１００質量部に対し、該無機フィラー含有量は１０質量部以下で、該エチレン−プロピレンゴム含有量は１０質量部以下である真空成形加工用樹脂シートを提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、真空成形用の樹脂シートに関するものである。

自動車内装用として使用するラゲージトレイ等の自動車内装用トレイとして、熱可塑性の樹脂シートを真空成形して加工する製品が使用されている。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系の樹脂が多用されている。ポリオレフィン系樹脂は耐汚れ性（耐薬品性）の点で有益だからである。
ラゲージトレイ用途としては、適度な剛性と外観（艶消し）が望まれている。ラゲージトレイ用途として剛性を得るためには、ポリオレフィン系の樹脂の中でも、ポリプロピレン樹脂を主成分とすると効果的である。これは剛性および強度に優れるからである。
また、熱可塑性樹脂材料の外観（艶消し）を整えるためには、タルク、シリカ、マイカ、クレー、炭酸カルシウム等の無機フィラーを添加するのが効果的である。これは熱可塑樹脂に直接添加することで、金型や後加工を追加する必要がないためである（例えば、特許文献１、２参照）。

また、エチレンゴムを添加することでも、熱可塑性樹脂材料の外観に艶消し感を付与することができる。
以上のとおり、タルクやエチレンゴムの添加で熱可塑性樹脂材料の外観（艶消し）を整えている。

特開２０１４−２２４２０７号公報特開２００３―２０３８４号公報

しかしながら、熱可塑性樹脂、特にポリプロピレン樹脂が主成分であると、真空成形での加工性が低く、歩留りが低下してしまう課題がある。これは加熱溶融時の粘度が低く金型形状転写が不安定なためである。
ラゲージトレイ用途として剛性と外観（艶消し）を維持したまま、真空成形加工性が良好な樹脂シートを提供することが本発明の目的である。

上記課題を解決するため本発明は、［１］熱可塑性樹脂と無機フィラーとエチレン−プロピレンゴムを含む真空成形加工用の樹脂シートであって、該熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンおよびポリプロピレンを含み、該熱可塑性樹脂１００質量部に対し、該無機フィラー含有量は１０質量部以下で、該エチレン−プロピレンゴム含有量は１０質量部以下である真空成形加工用樹脂シートを提供するものである。
また、［２］前記熱可塑性樹脂の低密度ポリエチレンおよびポリプロピレンの比率が質量比で１：２〜２：１である［１］に記載の真空成形加工用樹脂シートを提供するものである。
加えて、［３］弾性率が４００〜７００ＭＰａである［１］または［２］に記載の真空成形加工用樹脂シートを提供するものである。

上記の構成により、本発明の真空成形加工用樹脂シートは、例えば、ラゲージトレイ用途として適用した場合でも、剛性と外観（艶消し）を維持したまま、真空成形加工性が良好な樹脂シートを提供できる。

本発明は、熱可塑性樹脂と無機フィラーとエチレン−プロピレンゴムを含む真空成形加工用の樹脂シートであって、この熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンおよびポリプロピレンを含み、この熱可塑性樹脂１００質量部に対し、無機フィラー含有量は１０質量部以下で、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）含有量も１０質量部以下である。
無機フィラー含有量は熱可塑性樹脂１００質量部に対し１０質量部以下である。無機フィラーを含有することで熱可塑性樹脂による真空成形加工用樹脂シートの弾性率が向上する。無機フィラーの含有効果は、含有量を増やすと弾性率がある程度の量まではリニアに向上していくが、熱可塑性樹脂１００質量部に対して無機フィラー含有量が１０質量部を超えると、生産性や外観品質が低下してしまう。
弾性率の評価は、曲げ弾性率を評価することで判断する。曲げ弾性率の評価は、作製した樹脂シート（厚み４ｍｍ）を適当な大きさ（５ｍｍ×４０ｍｍ）の試験片寸法に切り出し、曲げモードで試験片の弾性率を測定することで評価する。具体的には、動的粘弾性測定装置Ｐｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００（株式会社ユービーエム製）を用い、チャック間距離３０ｍｍ、歪み量１０μｍ、入力波形は正弦波、振動数１０Ｈｚ、加振状態はストップ加振、静的初期制動は手動制御、測定温度２５℃（室温）の設定条件で、終了時間２分間、ステップ時間０．５分（３０秒）の測定を５回行い、平均値を曲げ弾性率として扱う。

無機フィラーとしては、タルク、シリカ、マイカ、クレー、炭酸カルシウムから選択される少なくとも１種類以上が適用できるが、材料入手が容易で、安価である点からタルクを用いるのが好ましい。

エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対し１０質量部以下であるが、好ましくは０．１〜８質量部、特に好ましくは４〜６質量部である。ＥＰＲ（エチレン−プロピレンゴム）を含有すると弾性率は低下する方向に働くが、得られるシートの艶消し感が向上する。ＥＰＲの含有量を増やしていくと艶消し感が増していき、熱可塑性樹脂１００質量部に対し含有量１０質量部を超えると光沢感が無い、黒色調を呈する樹脂シートになる。
艶消し感を定量的に評価するため、グロス値をＧＬＯＳＥＣＨＥＣＫＥＲＩＧ−３２０（株式会社堀場製作所製）を用いて、評価する。

次いで、本発明の真空成形加工用樹脂シートは、熱可塑性樹脂の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）およびポリプロピレン（ＰＰ）の比率が質量比で１：２〜２：１であることが好ましい。ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）は、軟質ポリエチレンとも呼ばれ、密度比０．９１０〜０．９３０未満のポリエチレンである。分岐構造から結晶化があまり進まず、融解温度１１０℃程度（ＤＳＣ法）と低く、柔らかい性質を有している。このため、ＰＰ（ポリプロピレン）を主とした熱可塑性樹脂による樹脂シートにＬＤＰＥを含有させることで樹脂シートは柔らかくなる。
このＬＤＰＥとＰＰの比率が質量比で１：２（ＬＤＰＥの存在量３３質量％）〜２：１（ＬＤＰＥの存在量６７質量％）の範囲が、好ましく、より好ましくは２：３（ＬＤＰＥの存在量４０質量％）〜３：２（ＬＤＰＥの存在量６０質量％）、特に好ましくは１：１（ＬＤＰＥの存在量５０質量％）である。

さらに、本発明の真空成形加工用樹脂シートは、弾性率が４００〜７００ＭＰａであることが好ましい。弾性率は、成形する樹脂成形品の要求強度等で適宜選択されるが、ラゲージトレイ等の用途に適用する観点では、好ましい弾性率は４００〜７００ＭＰａ程度である。

以下、実施例を用いて、本発明をさらに詳細に説明していく。なお、この実施例で、本発明の範囲を限定するものではない。

ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）：ＰＰ（ポリプロピレン）の配合量比を１：１（ＬＤＰＥの存在量５０質量％）固定として、無機フィラーとＥＰＲの含有量の状況を説明する。

〈試料の調整〉
ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）はＦ１０１−１（住友化学株式会社製、密度０．９２ｇ／ｃｍ³）を、ＰＰ（ポリプロピレン）はＥＣ−９（日本ポリプロ株式会社製）を用い、各５０質量部（熱可塑性樹として計１００質量部）に、無機フィラーのタルク（竹原化学工業株式会社製のＭＡＸ１４７０Ｔ）およびＥＰＲ（エチレン−プロピレンゴム、三井化学株式会社製のＰ０７７５）をそれぞれ配合して各試料を用意した。各試料の配合量を表１に示す。
ＬＤＰＥ、ＰＰ、タルクおよびＥＰＲをヘンシェルミキサーに投入、混合した後、射出成形機ＰＬＡＳＴＡＲＴｉ５０Ｅ（東洋機械金属株式会社製）を用いて、成形温度２２０℃、射出圧力７５ＭＰａで、１２０ｍｍ×１２ｍｍ×４ｍｍのテストピ−スを成形した。また、同条件で９０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍのテストピ−スも成形した。
作製した各試料テストピ−スを、曲げ弾性率およびグロス値を評価する試料片とした。なお、曲げ弾性率評価用試料は厚さ４ｍｍのテストピースから４０ｍｍ×５ｍｍの大きさで切り出して試料片とした。また、グロス値は厚さ３ｍｍの作製した皮シボ付テストピ−スを、そのまま試料片とした。

〈曲げ弾性率〉
動的粘弾性測定装置Ｐｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００（株式会社ユービーエム製）を用い、作製した試料片を、チャック間距離３０ｍｍ、歪み量１０μｍ、入力波形は正弦波、振動数１０Ｈｚ、加振状態はストップ加振、静的初期制動は手動制御、測定温度２５℃（室温）の設定条件で、終了時間２分間、ステップ時間０．５分（３０秒）の測定を５回行った。５回の評価値のした算術平均値を曲げ弾性率とした。

〈グロス値〉
グロス値は、ＧＬＯＳＥＣＨＥＣＫＥＲＩＧ−３２０（株式会社堀場製作所製）を用いて評価した。こちらは３回測定し、算術平均してグロス値とした。

実施例１の評価結果を表１に示す。

無機フィラーであるタルクを含まない試料では、弾性率は４０２〜６３８ＭＰａの範囲であり、ＥＰＲ含有量が増えると弾性率が低下し、グロス値も低下する。
対し、タルクを５質量％含有した試料片では、弾性率は４６７〜７０４ＭＰａ、グロス値は４．７〜５．４％であった。
また、タルクを１０質量％含有させた試料片では、弾性率が５２０〜７５６ＭＰａで、グロス値は４．６〜５．３％であった。
加えて、タルクを１５質量％含有させた試料片では弾性率５３０ＭＰａ、グロス値４．１％であった。
この結果から、タルクは弾性率向上、ＥＰＲはグロス値低減に効果があることが分かる。

ここでは、無機フィラーのタルク含有量を熱可塑性樹脂１００質量部に対し５質量部、ＥＰＲ含有量も５質量部に固定し、熱可塑性樹脂の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）とポリプロピレン（ＰＰ）配合量の影響について示す。

〈試料の調整〉
実施例１で用いた材料と同じ材料を使用、同じ条件で樹脂テストピ−スを成形した。配合量は表２に示すとおりである。

〈評価〉
作製した樹脂テストピ−スの評価は実施例１と同様である。評価結果を表２に示す。

熱可塑性樹脂を構成するＬＤＰＥ存在量が２０質量％（配合比１：４）の試料では弾性率８８０ＭＰａと高いが、グロス値が７．２％である。
一方、ＬＤＰＥ存在量３３質量％〜６７質量％の５試料（配合比１：２、２：３、１：１、３：２、２：１）の各試料では、ＬＤＰＥ存在量が増加するにつれ弾性率は低下していくが４９０ＭＰａは確保している。また、グロス値も下がっている。
対し、ＬＤＰＥ存在量８０質量％の試料（配合比４：１）では弾性率が３９０ＭＰａと低く、グロス値は３．５％である。
この結果から、本発明の範囲であれば、例えば、ラゲージトレイに使用しても十分な弾性率が確保されていると共に、適度な艶消し感が得られる。

Claims

熱可塑性樹脂と無機フィラーとエチレン−プロピレンゴムを含む真空成形加工用の樹脂シートであって、
該熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンおよびポリプロピレンを含み、
該熱可塑性樹脂１００質量部に対し、該無機フィラー含有量は１０質量部以下で、該エチレン−プロピレンゴム含有量は１０質量部以下である真空成形加工用樹脂シート。
前記熱可塑性樹脂の低密度ポリエチレンおよびポリプロピレンの比率が質量比で１：２〜２：１である請求項１に記載の真空成形加工用樹脂シート。
弾性率が４００〜７００ＭＰａである請求項１または２に記載の真空成形加工用樹脂シート。