JP2019127530A - エアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物及びエアバッグ収納カバー - Google Patents
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Description
例えば、エアバッグ装置展開時の強い衝撃を吸収するために、最近では切断強度の高いアラミド繊維などから作られた強度補強用ファブリックを使用した熱可塑性エラストマー組成物のインサート成形で、得られるエアバッグ収納カバーの切断強度は飛躍的に向上し、展開時の安全性はより一層高められている。
この場合、熱可塑性エラストマー組成物とファブリックを構成する繊維との接着強度を十分に高め、展開時の強い衝撃によっても熱可塑性エラストマー組成物とファブリックとが剥離することを確実に防止することが重要である。
成分(A):プロピレン単位含有量が85〜100質量%であるプロピレン系重合体
成分(B):エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)と、スチレン・共役ジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物(B−2)とのいずれか一方又は双方
成分(C):変性ポリオレフィン
このため、本発明のエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物の射出成形体として、低温から高温までの幅広い温度領域で展開性能に優れると共に、強度補強用ファブリックとの一体成形性にも優れたエアバッグ収納カバーを提供することができる。
本発明のエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物(以下、「本発明の熱可塑性エラストマー組成物」と称す場合がある。)は、下記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含む熱可塑性エラストマーであって、成分(A)100質量部に対し、成分(B)を10〜160質量部、成分(C)を1〜15質量部含有することを特徴とする。
成分(A):プロピレン単位含有量が85〜100質量%であるプロピレン系重合体
成分(B):エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)と、スチレン・共役ジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物(B−2)とのいずれか一方又は双方
成分(C):変性ポリオレフィン
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(A)として、プロピレン単位含有量が85〜100質量%のプロピレン系重合体を含む。なお、ここで、プロピレン単位含有量とは、プロピレン系重合体を構成する全構造単位のうち、プロピレンに由来してプロピレン系重合体に導入された構造単位の含有量をいう。後述の「α−オレフィン単位」、「エチレン単位」についても同様である。
本発明の熱可塑性エラストマーが、このような成分(A)を含むことにより、射出成形性、押出成形性が向上し、得られる成形体の強度、剛性、外観等を良好なものとすることができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に含まれる成分(B)は、以下の成分(B−1)及び/又は成分(B−2)からなる。
成分(B−1):エチレン・α−オレフィン共重合体
成分(B−2):スチレン・共役ジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物
成分(B−1)は、エチレン・α−オレフィン共重合体であることにより、低温耐衝撃性の向上に寄与する。
このエチレン・α−オレフィン共重合体ブロックは、エチレン単位及び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)等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等が挙げられる。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。
これらの中でも、成分(B−1)は、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン−1−オクテン共重合体のブロックとを含むオレフィン系ブロック共重合体であることが最も好ましい。
成分(B−2)はスチレン・共役ジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物であり、材料の引張破断強度と伸び率に寄与する。
また、耐候性の観点から、成分(B−2)としてはスチレン・共役ジエンブロック共重合体の水素添加物が好ましく、またその水素添加率は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
機器:東ソー株式会社製「HLC−8220 GPC(R)」
カラム:東ソー株式会社製「TSKgel Super HM−M(6.0mm I.D×15cm×2+G)」
検出器:示差屈折率検出器(RI/内蔵)
溶媒:クロロホルム
温度:40℃
流速:0.25mL/分
注入量:0.1質量%×20μL
較正試料:単分散ポリスチレン
較正法:ポリスチレン換算
較正曲線近似式:3次式(双曲線)
排除限界設定時間:12分
成分(C)の変性ポリオレフィンとしては、酸変性ポリオレフィン及び/又はヒドロキシ変性ポリオレフィンが挙げられ、本発明の熱可塑性エラストマー組成物において、アラミド繊維等から作られたファブリックへの接着強度向上に寄与する。
成分(C)としては、酸変性ポリオレフィンの1種又は2種以上を用いてもよく、ヒドロキシ変性ポリオレフィンの1種又は2種以上を用いてもよく、酸変性ポリオレフィンの1種又は2種以上とヒドロキシ変性ポリオレフィンの1種又は2種以上とを併用してもよい。
酸変性ポリオレフィンとしては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。
酸変性ポリオレフィンは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体(EPDMなど)、エチレン・芳香族モノビニル化合物・共役ジエン共重合ゴムなどのポリオレフィンを、例えば、マレイン酸又は無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸及び/又はその無水物等の不飽和カルボン酸誘導体を用いてグラフト共重合して変性したものである。このグラフト共重合は、例えば上記ポリオレフィンを適当な溶媒中において、ベンゾイルパーオキシドなどのラジカル発生剤を用いて、不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体と反応させることにより行われる。不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体は、ポリオレフィン用モノマーとのランダムもしくはブロック共重合によりポリマー鎖中に導入することもできる。
本発明における効果の大きさなどの点から、好ましい酸変性ポリオレフィンとしては、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
ヒドロキシ変性ポリオレフィンは、ヒドロキシル基を含有する変性ポリオレフィンである。
変性ポリオレフィンは、ヒドロキシル基を適当な部位に有していればよく、例えば、主鎖の末端や側鎖のいずれの箇所に有していてもよい。
成分(C)のメルトフローレート(測定温度180℃、測定荷重21.18N)は、限定されないが、通常0.1g/10分以上、好ましくは0.5g/10分以上、より好ましくは1.0g/10分以上であり、また、通常1000g/10分以下、好ましくは800g/10分以下、より好ましくは700g/10分以下、さらに好ましくは600g/10分以下である。成分(C)のメルトフローレートは、JIS K7210に従って、測定温度180℃、測定荷重21.18Nの条件で測定される。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の原料の配合割合について以下に説明する。なお、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は成分(A)〜成分(C)を必須成分として含むものであるが、以下に説明する各成分の配合割合は仕込み量を意味するものである。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物には、上記の成分以外に本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、各種目的に応じて以下の添加剤、充填材(無機フィラー、有機フィラー)や成分(A)〜成分(C)以外の樹脂(以下、「その他の樹脂」と称する)等の任意成分を配合することができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(A)、成分(B)、成分(C)、及び必要に応じて用いられるその他の任意成分を動的熱処理して製造される。
2.6<NQ/R3<22.6 (1)
3.0<NQ/R3<20.0 (2)
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ISO 1133に準拠した測定温度230℃、測定荷重21.18Nでのメルトフローレート(MFR)が0.1〜150g/10分であることが好ましい。MFRが0.1g/10分より小さいと流動性に乏しく射出成形や押出成形に不適となり、また、150g/10分より大きいと射出成形時にバリ、フローマークのような成形品の外観不良等の原因となり、また押出成形時に成形品が著しく変形する可能性がある。流動性の観点からは、MFRはより好ましくは0.5g/10分以上である。一方、成形時にバリやフローマーク、ヒケ等を抑える観点からは、MFRはより好ましくは100g/10分以下であり、更に好ましくは50g/10分以下であり、特に好ましくは30g/10分以下である。
なお、本発明の熱可塑性エラストマーのMFRは流動性の高い成分である成分(A)を多くすると高くなる傾向にあり、また、流動性の低い成分(B)を多くするほど低くなる傾向にある。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、必要に応じて公知の方法により成形して各種の成形体として使用することができる。成形法としては、熱可塑性エラストマーに通常用いられている成形法、例えば、射出成形法、押出成形法、中空成形法、圧縮成形法等が挙げられる。また、その後に積層成形、熱成形等の二次加工を行なってもよい。本発明の熱可塑性エラストマー組成物は単体で成形体としてもよく、他の材料と組み合わせ、積層体等としてもよい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を用いて、一般に、通常の射出成形法、又は、必要に応じて、ガスインジェクション成形法、射出圧縮成形法、ショートショット発泡成形法等の各種成形法を用いて成形体とすることによりエアバッグ収納カバーとして用いることができる。特に、エアバッグ収納カバーを射出成形する際の成形条件は以下の通りである。
<成分(A)>
プロピレン系重合体(日本ポリプロ社製 ノバテック(登録商標)PP BC03B、エチレン・プロピレンブロック共重合体、プロピレン単位含有量:91質量%、MFR(ISO 1133(230℃、21.18N)):30g/10分)
(B−1):オレフィン系共重合体(ダウ・ケミカル社製 Engage(登録商標)EG8150、エチレン・1−オクテン共重合体、エチレン単位含有量:63質量%、ガラス転移温度:−52℃、MFR(ISO 1133(190℃、21.18N)):0.5g/10分、密度:0.86g/cm3、ムーニ―粘度ML1+4(121℃):33)
(B−2):スチレン・ブタジエンブロック共重合体の水素添加物(クレイトンポリマーズ社製 クレイトン(登録商標)G1651HU、重量平均分子量(Mw):264,000、スチレン含量:33質量%、共役ジエン成分の1,2−ミクロ構造:30モル%、水素添加率:99%以上)
(C−1):以下の方法で製造した酸変性ポリプロピレン(溶液変性)
クロロベンゼン6Lに、プロピレン単独重合体(密度:0.90g/cm3、MFR(ISO 1133(230℃、21.18N)):0.6g/10分)のパウダー5kg、無水マレイン酸500gを130℃で溶解させた。次いで、この溶液にジクミルペルオキシドのクロロベンゼン溶液(200g/400L)を加えた。さらに130℃で8時間反応を続け、次いで40℃まで冷却し、樹脂を析出させた。析出させた樹脂をろ過し、さらにアセトンで繰り返し洗浄し、90℃で減圧乾燥してグラフト率2.5質量%の酸変性ポリプロピレンを得た。
得られた酸変性ポリプロピレンの密度は0.89g/cm3、MFR(JIS K7210(180℃、21.18N))は500g/10分であった。
テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(チバスペシャリティケミカルズ社製 イルガノックス(登録商標)1010)
<流動性:MFR>
得られた熱可塑性エラストマー組成物について、ISO 1133に準拠して測定温度230℃、測定荷重21.18Nでの条件で測定した。流動性の観点からMFRは0.5g/10分以上のものが好ましい。
得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて、インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE−180」)により、射出圧力70MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて、アイゾット衝撃強度測定用の試験片(ノッチ無し厚さ4mm×幅10mm×長さ80mmの試験片)に成形し、その後ノッチングマシンでノッチを入れ、試験片を作成した。得られた試験片について、ISO 180に従って、温度−40℃、−45℃におけるアイゾット衝撃強度(単位:kJ/m2)を測定した。このアイゾット衝撃試験における同温度評価したアイゾット衝撃強度の値が高ければ、低温耐衝撃性が優れる。評価温度が違う場合、評価温度が低く、かつ評価結果が良ければ、低温耐衝撃性能が優れる。また破壊状態は、部分破壊、ヒンジ破壊、完全破壊の順番で低温衝撃性能が悪いものとなる。各表記の意味は下記の通りである。
HB:ヒンジ破壊:折れ曲がり剛さがなくなったヒンジ状の薄い表層だけが、一体になって離れない試験片となった不完全破壊。部分破壊より低温衝撃性が悪い。
P:部分破壊:ヒンジ破壊の定義に合わない、不完全破壊。ヒンジ破壊よりも低温衝撃性に優れる。
C:完全破壊:試験片が2つ以上の破片に破壊するもの。低温衝撃性能が最も悪い。
なお、表−1中、「80(P)」とはアイゾット衝撃強度が80kJ/m2で部分破壊であることを表す。
また、「88(P)2/4」とは4本サンプルを評価し、2本のアイゾット衝撃強度が88kJ/m2で部分破壊であることを表す。
得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて、インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE−180」)により、射出圧力70MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて、引張試験用の試験片(厚さ2mm×幅120mm×長さ80mmのシート)を成形した後、ISO 37に準拠(Type−1A号ダンベル)して打ち抜いた。この打ち抜き試験片について、ISO 37に従って、引張速度500mm/分で、切断時引張応力(単位:MPa)と切断時引張伸び率(単位:%)を23℃の雰囲気下にて測定した。
得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて、インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE−180」)により、射出圧力70MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて、曲げ弾性率測定用の試験片(厚さ4mm×幅10mm×長さ80mmの試験片)を成形し、この試験片について、ISO 178に準拠して、スパン間64mm、曲げ速度2mm/分にて曲げ弾性率(単位:MPa)を測定した。曲げ弾性率は200〜400MPaの範囲が好ましい。
アラミド繊維製ファブリック(厚さ0.5mm)を金型内にインサートしてあらかじめ両面テープで固定し、インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE−180」)により、得られた熱可塑性エラストマー組成物を、射出圧力60MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて射出して、100mm×100mm×3mmのシートを成形した。
得られたファブリックインサート成形品から25mm幅で、ファブリックとの接着長さ50mmの試験片を切り出し、SHIMAZU製のAUTOGRAPH 2000により、23℃試験環境の中引張速度100mm/minで引張テストを実施し、ファブリックと樹脂材の最大接着強度(単位:Kgf)を測定した。
表−1に示す配合組成で各成分をヘンシェルミキサーにて1分間ブレンドした。同方向二軸押出機(東芝機械社製「TEM−26SS」、L/D=48.5、シリンダブロック数:12)へ25kg/hの速度で混合原料を投入し、160〜210℃の範囲で昇温させ溶融混練を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを製造した。得られた熱可塑性エラストマー組成物のペレットについて、前述の評価を行った。それらの評価結果を表−1に示す。
比較例1と比較例3は低温衝撃性能が優れているが、成分(C)を含まないことにより、ファブリックとの接着強度が非常に低くなっている。
比較例2と比較例4は成分(C)の配合量が多いにもかかわらず、ファブリックとの接着強度は実施例2及び実施例4により大きく向上できておらず、低温耐衝撃性能が大幅に低下していることから、成分(C)の配合量が多過ぎるのは好ましくないことが分かる。
Claims (5)
- 下記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含むエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物であって、成分(A)100質量部に対し、成分(B)を10〜160質量部、成分(C)を1〜15質量部含有する、エアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物。
成分(A):プロピレン単位含有量が85〜100質量%であるプロピレン系重合体
成分(B):エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)と、スチレン・共役ジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物(B−2)とのいずれか一方又は双方
成分(C):変性ポリオレフィン - 前記成分(A)のメルトフローレート(測定温度230℃、測定荷重21.18N)が1〜150g/10分である、請求項1に記載のエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(B−1)のエチレン・α−オレフィン共重合体におけるα−オレフィンの炭素数が3〜8である、請求項1又は2に記載のエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(B−2)のスチレン・共役ジェンブロック共重合体及び/又はその水素添加物の重量平均分子量(Mw)が50,000〜500,000である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のエアバッグ収納カバー用熱可塑性エラストマー組成物からなるエアバッグ収納カバー。
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