JP2020104631A - 自動車用アンダーカバー - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の走行中における帯電が効果的に抑制され、その結果、自動車に対して優れた操縦安定性を付与し得る自動車用アンダーカバーを提供すること。【解決手段】高分子型帯電防止剤、タルク、オレフィン系ゴム及びポリプロピレン樹脂を含み、高分子型帯電防止剤の含有割合が７．５〜１５重量％、タルクの含有割合が１０〜２０重量％、オレフィン系ゴムの含有割合が１５〜２５重量％である樹脂組成物の成形体からなり、ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、高分子型帯電剤を主成分とする島部とから構成される海島構造を有するように、自動車用アンダーカバーを構成した。【選択図】なし

Description

本発明は、自動車の車体の下面に配設される自動車用アンダーカバーに関するものである。

従来より、エンジンやフロア部品等を保護すると共に、走行中の車体の下面を流れる空気の乱れや流速の低下を抑制すること等を目的として、自動車の車体の下面には、一般的にアンダーカバーが配設されている。

また、走行中の自動車の車体は、様々な電子部品が搭載されていることや、タイヤと路面との間の摩擦（タイヤ摩擦）、更には、車体と走行風との摩擦等に起因して、車体表面が正に帯電する（正の電荷を帯びる）ことが知られており、その一方で空気も、正の電荷を帯びていることが知られている。正の電荷を帯びている走行中の車体が、同様に正の電荷を帯びている空気（走行風）と接触すると、静電気による斥力（反発力）が発生し、かかる斥力によって車体の外表面から走行風が剥離し、その結果、自動車の操縦安定性を悪化させる恐れがある。

走行中の自動車の車体が帯電することを抑制するための技術としては、特許文献１（国際公開第２０１５／０６４１９５号）において、走行時に車体の周囲に流れる正に帯電した空気流が、帯電した車体の表面に沿った流れから、表面から離れた流れに変化し始める剥離形状の箇所のうちの少なくとも何れか一つの特定部位の正の電位を、かかる正の電位に応じて負の空気イオンを生じさせる自己放電により中和除電して低下させる自己放電式除電器を車両に備えることが提案されており（同特許文献の請求項１等）、また、その自己放電式除電器は帯電抑制材によって構成され（同特許文献の請求項６等）、かかる帯電抑制材は自己放電を生じさせる鋭利もしくは尖った角部を有する導電性金属の被膜によって構成されること（同特許文献の請求項７等）が、提案されている。更に、同特許文献の図１５及び図１６には、自己放電器が貼り付けられたアンダーカバーが明示されている。

しかしながら、特許文献１に開示の技術にあっては、そこに開示の自己放電器を、アンダーカバー等の自動車の車体を構成する部材に取り付ける（乃至は貼り付ける）工程が必要とされるため、車体の製造コストを上昇させるという問題がある。また、同特許文献に開示の自己放電器を、アンダーカバーの下面（路面に対向する面）に取り付けると、走行中に跳ね上がった泥等の汚れが自己放電器表面に付着し、その結果、自己放電器が所望とする放電機能（帯電防止機能）を発揮し得ない恐れがある。

国際公開第２０１５／０６４１９５号

ここにおいて、本発明はかかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、自動車の走行中における帯電が効果的に抑制され、その結果、自動車に対して優れた操縦安定性を付与し得る自動車用アンダーカバーを提供することにある。

そして、本発明は、かかる課題を解決するために、高分子型帯電防止剤、タルク、オレフィン系ゴム及びポリプロピレン樹脂を含み、高分子型帯電防止剤の含有割合が７．５〜１５重量％、タルクの含有割合が１０〜２０重量％、オレフィン系ゴムの含有割合が１５〜２５重量％である樹脂組成物を用いた成形体からなり、前記ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、前記高分子型帯電防止剤を主成分とする島部とから構成される海島構造を有する、ことを特徴とする自動車用アンダーカバーを、その要旨とするものである。

このように、本発明に従う自動車用アンダーカバーは、ポリプロピレン樹脂を主成分とし、高分子型帯電防止剤、タルク及びオレフィン系ゴムを各々、所定割合にて含有する樹脂組成物を用いた成形体にて構成されており、また、ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、高分子型帯電防止剤を主成分とする島部とから構成される海島構造を有するものである。このような構成を有していることにより、本発明の自動車用アンダーカバーは、自動車用アンダーカバーとして要求される種々の機械的特性を発揮することに加えて、優れた制電性（帯電防止性）を発揮することとなる。従って、本発明の自動車用アンダーカバーを自動車の車体の下面に配設し、かかる自動車を走行させた場合には、走行中に車体下面に流れる走行風が車体より剥離するという現象の発生が有利に抑制され、以て、自動車の操縦安定性が優れたものとなるのである。

ところで、本発明は自動車用アンダーカバーに関するものであるところ、本願明細書及び特許請求の範囲で言うところの「自動車用アンダーカバー」とは、エンジンの保護等を目的として車体の下面に配設される各種カバー部材の総称である。従って、例えばエンジンの下面に配設されるエンジンカバーや、居住室や荷室の下面に配設される（フロント、リア）フロアカバー等の何れにあっても、本発明で言うところの自動車用アンダーカバーに含まれるのであり、それらエンジンカバー等に本発明を適用することは勿論、可能である。

そして、本発明に従う自動車用アンダーカバーは、１）高分子型帯電防止剤、タルク、オレフィン系ゴム及びポリプロピレン樹脂を含み、高分子型帯電防止剤の含有割合が７．５〜１５重量％、タルクの含有割合が１０〜２０重量％、オレフィン系ゴムの含有割合が１５〜２５重量％である樹脂組成物を用いた成形体からなり、２）ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、高分子型帯電防止剤を主成分とする島部とから構成される海島構造を有するところに、大きな技術的特徴が存しているのである。以下において、先ず、本発明の自動車用アンダーカバーを製造する際に用いられる樹脂組成物について詳述する。

本発明の自動車用アンダーカバーを製造する際に用いられる樹脂組成物は、高分子型帯電防止剤を第一の必須成分とする。高分子型帯電防止剤を必須の成分として含む樹脂組成物を用いた成形体より、本発明の自動車用アンダーカバーは構成されているところから、走行中等におけるアンダーカバーの帯電が有利に防止されることとなるのである。

ここで、本発明において用いられる高分子型帯電防止剤とは、分子内に、導電性ユニットとして親水性ユニットが導入されてなる高分子化合物であり、導入される導電性ユニット（親水性ユニット）に応じて、非イオン系高分子型帯電防止剤（ポリエーテルエステルアミド系、エチレンオキシド−エピクロルヒドリン系、ポリエーテルエステル系）、アニオン系高分子型帯電防止剤（ポリスチレンスルホン酸系）及びカチオン系高分子型帯電防止剤（四級アンモニウム塩基含有アクリレート重合体系）に分類される。本発明においては、成形体たるアンダーカバー内で、ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と高分子型帯電防止剤を主成分とする島部とからなる海島構造を形成し得る高分子型帯電防止剤であれば、従来より公知の如何なるものであっても使用することが可能である。本発明において有利に用いられる高分子型帯電防止剤としては、特開２０１３−２５３２２５号公報に開示の帯電防止剤等を例示することが出来る。

また、そのような高分子型帯電防止剤は、本発明において、樹脂組成物中の含有割合が７．５〜１５重量％となるような量的割合にて使用される。樹脂組成物における高分子型帯電防止剤の含有割合を７．５重量％未満とすると、最終的に得られる自動車用アンダーカバーが十分な帯電防止効果を発揮せず、本発明の効果を有利に享受することが出来ない恐れがある。その一方、高分子型帯電防止剤を、樹脂組成物中に１５重量％を超える量的割合において含有せしめても、帯電防止効果の格段の向上は認められないため、費用対効果の観点より得策ではない。

本発明に係る自動車用アンダーカバーを製造する際に用いられる樹脂組成物は、タルク（滑石）を第二の必須成分とする。タルクは、後述するオレフィン系ゴムと共に、自動車用アンダーカバーとして要求される種々の機械的特性を発現させるために含有せしめられるものである。本発明において、樹脂組成物におけるタルクの含有割合は、１０〜２０重量％とされる。タルクの含有割合が１０重量％未満の樹脂組成物を用いた自動車用アンダーカバーは、アンダーカバーとして要求される引張弾性率を充足しない恐れがあり、その一方、タルクの含有割合が２０重量％を超える樹脂組成物を用いて自動車用アンダーカバーを形成すると、重量が重くなり過ぎ、自動車の燃費の悪化を招来する恐れがある。

ここで、本発明においては、従来より各種樹脂製品の製造の際に使用されているタルクであれば、本発明の目的を阻害しない限り、如何なるものであっても使用することが可能である。また、樹脂製品においてタルクの含有割合を小さくする（タルクの使用量を少なくする）と、樹脂製品の剛性が低下することが一般的に知られているが、本発明の自動車用アンダーカバーにあっては、従来より公知の帯電防止剤の中でも特に高分子型帯電防止剤が選択され、使用されているところから、タルクの含有割合が比較的小さい場合でも、アンダーカバーとして要求される剛性を十分に発揮する（例えば、高いシャルピー衝撃値を示す）ものとなる。従って、本発明の自動車用アンダーカバーは、タルクの含有割合を小さくすることで、従来品より軽量化を図ることが可能である。

本発明に従う自動車用アンダーカバーを製造する際に用いられる樹脂組成物は、オレフィン系ゴムを第三の必須成分とする。オレフィン系ゴムは、上述したように、タルクと共に、自動車用アンダーカバーとして要求される種々の機械的特性を発現させるために含有せしめられるものである。本発明において、樹脂組成物におけるオレフィン系ゴムの含有割合は、１５〜２５重量％とされる。オレフィン系ゴムの含有割合が１５重量％未満の樹脂組成物を用いた自動車用アンダーカバーは、十分な耐衝撃性を発揮し得ない恐れがある。その一方で、オレフィン系ゴムの含有割合が２５重量％を超える樹脂組成物を用いて自動車用アンダーカバーを形成すると、引張弾性率が小さくなり過ぎる恐れがある。

なお、オレフィン系ゴムとしては、一般的に、エチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）といったエチレン−プロピレン系ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ポリイソブチレンゴム、ポリイソブチルエーテルゴム、ポリシクロペンテンゴム、ブチルゴム等が挙げられるが、本発明においては、これら公知のオレフィン系ゴムの中から一種若しくは二種以上のものが適宜に選択されて、使用することが可能である。これらの中でも、本発明においてはエチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）が有利に用いられる。

上述した高分子型帯電防止剤、タルク及びオレフィン系ゴムが、ベース樹脂となるポリプロピレン樹脂に対して、各々が所定割合となるような量において配合されることにより、樹脂組成物が調製されるのである。

なお、本発明においては、上記した樹脂組成物に対して、本発明の目的を阻害しない限り、必要に応じて更に公知の各種添加剤を配合することも可能である。かかる添加剤としては、顔料を例示することが出来る。その配合量は、顔料の種類に応じて適宜に決定されることとなる。

本発明に従う自動車用アンダーカバーは、上述してきた所定の樹脂組成物を用いた成形体より構成されていると共に、ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、高分子型帯電防止剤を主成分とする島部よりなる海島構造を有するという点においても、特徴的なものである。即ち、樹脂成形品に制電性（帯電防止性）を付与するために、高分子型帯電防止剤を配合した成形材料（樹脂材料）を用いて樹脂成形品を製造する場合、樹脂成形品が十分な制電性（帯電防止性）を発揮するためには、一般的に、樹脂成形品の内部において高分子型帯電防止剤を層状乃至は筋状の状態にて存在せしめるようにすることが好ましいと考えられている。しかしながら、本願発明者が知得したところによれば、高分子型帯電防止剤を層状乃至は筋状の状態にて含有する樹脂成形品を自動車用アンダーカバーとして使用すると、かかるアンダーカバーに外力が加えられた場合、高分子型帯電防止剤よりなる層状部（筋状部）が割れの起点となる恐れがある。かかる状況の下、本願発明者が鋭意、研究を進めたところ、高分子型帯電防止剤を含む所定の樹脂組成物を用いた成形体にて構成され、且つ、所定の海島構造を有するよう自動車用アンダーカバーにあっては、自動車用アンダーカバーとして要求される種々の機械的特性を充足しつつ、優れた制電性（帯電防止性）をも発揮することを見出し、本発明を完成するに至ったのである。なお、本発明で言う「海島構造」とは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による内部観察において、ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、高分子型帯電防止剤を主成分とする島部とが確認されることを意味する。

以上、本発明に従う自動車用アンダーカバーについて詳述してきたが、本発明の自動車用アンダーカバーは、従来より公知の各種製法を組み合わせることにより、製造することが可能である。

具体的には、先ず、ベース樹脂たるポリプロピレン樹脂に、高分子型帯電防止剤、タルク及びオレフィン系ゴムの各所定量を配合し、溶融、混練後にペレット化し、樹脂組成物のペレットを作製する。次いで、得られたペレット状の樹脂組成物を成形材料として用いて、公知の射出成形機にて成形することにより、目的とする自動車用アンダーカバーを製造することが出来る。

そして、このようにして得られる自動車用アンダーカバーにあっては、自動車用アンダーカバーとして要求される種々の機械的特性を発揮することは勿論のこと、優れた制電性（帯電防止性）も発揮するところから、かかる自動車用アンダーカバーを自動車の車体の下面に配設し、その状態で自動車を走行させた場合には、走行中に車体下面に流れる走行風が車体より剥離するという現象の発生が有利に抑制され、以て、自動車の操縦安定性が優れたものとなるのである。

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等が加えられ得るものであることが、理解されるべきである。

オレフィン系ゴム（エチレン−プロピレン共重合体ゴム）、タルク、高分子型帯電防止剤（商品名：ペレクトロン、三洋化成工業株式会社製）及びポリプロピレン樹脂を各々、下記表１又は表２に示される組成割合（重量％）にて含む樹脂組成物の１００重量部と、顔料を１．８重量部、準備した。

先ず、１００重量部の樹脂組成物と、１．８重量部の顔料とを混練機内にて溶融、混練した後、その混練物を押出機に投入して、ペレット状の成形材料を作製した。そして、かかるペレット状の成形材料を原料として、射出成形機により所定形状の成形体を作製した（試料１〜試料１７）。尚、射出成形の際の成形条件としては、成形材料の溶融温度：２００℃、金型温度：４０℃、平均射出速度：２００ｍｍ／ｓ、保圧時間：４０ｓとした。

以上の如くして得られた成形体より、以下に示す各試験法にて規定される形状及び大きさを呈する試験片を切り出し、それら試験片について各試験を実施した。その結果を、下記表１及び表２に示す。なお、下記表１及び表２において、「表面抵抗」欄に示されている数値は、測定された「１×１０^x （Ω）」で表される表面抵抗値における指数部（ｘ）の数値である。

−密度−
ＩＳＯ １１８３−１ Ａ法に準じて、測定した。

−引張降伏強さ、引張弾性率及び引張破断ひずみ−
ＩＳＯ ５２７−１、同５２７−２に規定される測定法に従い、測定した。

−シャルピー衝撃値−
ＩＳＯ １７９−１、同１７９−２に規定されるエッジワイズ試験法に従い、各測定温度（２３℃、−３０℃）におけるシャルピー衝撃値を測定した。

−荷重たわみ温度−
ＩＳＯ ７５−１、同７５−２、同７５−３に規定されるフラットワイズ法に従い、各荷重（１．８ＭＰａ、０．４５ＭＰａ）における荷重たわみ温度を測定した。

また、得られた各成形体の内部構造を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察したところ、本発明に従う樹脂組成物を用いてなる試料２〜４、試料７〜９及び試料１２〜１６の各成形体は、何れも、ポリプロピレン樹脂からなる海部と、高分子型帯電防止剤（ペレクトロン）を含む島部とから構成される海島構造を有するものであることが、確認された。

かかる表１及び表２の結果から明らかなように、本発明における樹脂組成物を用いた成形体であって、所定の海島構造を有するもの（試料２〜４、試料７〜９及び試料１２〜１６）にあっては、自動車用アンダーカバーとして要求される各種機械的特性を満たすと共に、制電性（帯電防止性）に優れたものであることが認められる。また、オレフィン系ゴム及び高分子型帯電防止剤の含有割合が同一で、タルク及びポリプロピレン樹脂の含有割合が異なる試料６〜１０の結果を検討すると、タルクの含有割合が比較的少ない試料（例えば、試料６）も、タルクの含有割合が比較的多い試料（例えば、試料１０）と同程度のシャルピー衝撃値を示すことが認められる。以上より、本発明に従う自動車用アンダーカバーにあっては、自動車用アンダーカバーとして要求される各種機械的特性を満たしつつ、制電性（帯電防止性）において優れ、更には従来品より軽量化を図ることが可能なものであることが、確認されるのである。

Claims (1)

1. 高分子型帯電防止剤、タルク、オレフィン系ゴム及びポリプロピレン樹脂を含み、高分子型帯電防止剤の含有割合が７．５〜１５重量％、タルクの含有割合が１０〜２０重量％、オレフィン系ゴムの含有割合が１５〜２５重量％である樹脂組成物を用いた成形体からなり、
   前記ポリプロピレン樹脂を主成分とする海部と、前記高分子型帯電防止剤を主成分とする島部とから構成される海島構造を有する、
   ことを特徴とする自動車用アンダーカバー。