JP2020143240A - ポリプロピレン系樹脂組成物及び自動車内装部品用成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は下記のポリプロピレン系樹脂組成物及び自動車内装部品用成形体を提供する。
[2] 組成物全体の総質量に対して、前記ポリプロピレン系重合体以外に他の重合体を40質量%まで含む、[1]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[3] 前記他の重合体がポリエチレン及びエチレンとα−オレフィンとの共重合体から選択される、[2]に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[4] さらに、組成物全体の総質量に対してハイドロタルサイト類を0.01〜5質量%含む、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[5] さらに、組成物全体の総質量に対してハイドロタルサイト類以外の無機充填剤を40質量%まで含む、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
[6] [1]〜[5]のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成形して得られる自動車内装部品用成形体。
[7] 前記自動車内装部品用成形体が、ドアトリム、グローブボックス、コラムカバー、インスツルメントパネル、パッケージトレイ、リアトレイ、ピラーガーニッシュ又はコンソールボックスである[6]に記載の自動車内装部品用成形体。
[8] 前記自動車内装部品用成形体が、ドアトリムである[6]に記載の自動車内装部品用成形体。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は樹脂の主成分(すなわち、組成物全体の総質量に対して50質量%以上の割合で)としてポリプロピレン系重合体を含む。
本発明で使用するポリプロピレン系重合体は、JIS K7210−1に準じて温度230℃、荷重2.16kgで測定したMFRが5〜150g/10分であることが好ましく、7〜120g/10分がさらに好ましい。
本発明においては上記のポリプロピレン系重合体のみを用いてもよいが、これらのポリプロピレン系重合体と共に他の重合体を用いてもよい。他の重合体としては、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ペンテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−ヘキセン共重合体、プロピレン−オクテン共重合体、ブテン−ヘキセン共重合体、ブテン−オクテン共重合体、ヘキセン−オクテン共重合体等のα−オレフィン系共重合体などが挙げられる。これらの共重合体の多くはエラストマーである。本発明に用いる他の重合体としては、容易に入手できることから、ポリエチレン及びエチレンとα−オレフィンとの共重合体が好ましい。
他の重合体の配合量は、本発明の組成物全体の総質量に対して、通常40質量%まで、好ましくは30質量%までである。
これら重合体の配合量は、本発明の組成物全体の総質量に対して、通常5質量%まで、好ましくは3質量%までである。
本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物中に分散して帯電防止の作用を有する、2種の成分(成分(A)及び成分(B))を併用する。成分(A)はグリセリン脂肪酸エステル(グリセリンと高級脂肪酸のエステル化物)であり、成分(B)はポリグリセリン脂肪酸エステル(ポリグリセリンと高級脂肪酸のエステル化物)である。成分(A)と成分(B)の配合量は、本発明の樹脂組成物の総質量に対して、合計で0.2〜1.5質量%である。下限値として好ましくは0.25質量%、さらに好ましくは0.30質量%、特に好ましくは0.35質量%であり、上限値として好ましくは1.2質量%、さらに好ましくは1.0質量%、特に好ましくは0.8質量%である。特定の帯電防止剤を所定量配合することにより、帯電防止性に優れ、かつ成形製品とした時、夏場の炎天下車内環境における使用状況においても製品内部からのブリードアウトに起因する白濁化を生じず、さらにはガラス霞性も良好な自動車内装部品を与える。
成分(A)はグリセリンの単量体で構成され、成分(B)はグリセリンの多量体(ポリグリセリン)で構成される。成分(B)を構成するポリグリセリンとしては、二量体、三量体、四量体などが挙げられるが、ポリプロピレン系重合体との親和性の観点から二量体であるジグリセリンが好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ガラス霞性をより向上させる等の目的で、ハイドロタルサイト類を含有することが好ましい。ハイドロタルサイト類を含有することにより、夏場の炎天下で成形体表面での帯電防止剤の過剰な滲み出しが抑制される効果が増すと考えられる。
[M2+ (1-x) M3+ x (OH)2 ]x+[An- x/n ・mH2 O]x- ・・・・(1)
(ただし、0<x≦0.33、0<m≦2)で表される化合物である。ここでM2+はMg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+などの2価金属であるが、中でもMg2+が好ましい。M3+はAl3+、Fe3+、Cr3+、Co3+、In3+などの3価金属であるが、中でもAl3+が好ましい。また、An-はOH- 、F- 、Cl- 、Br- 、NO3 -、CO3 2- 、SO4 2- 、Fe(CN)6 3- 、CH3 COO- 、シュウ酸イオン、サリチル酸イオンなどの1ないし3価のイオンであるが、中でもCO3 2- が好ましい。いずれもプラスに荷電した基本層[M2+ (1-x) M3+ x (OH)2 ]x+とマイナスに荷電した中間層[An- x/n ・mH2 O]x-とが積み重なる層状構造を形成している。
上記範囲の下限値以上であると、帯電防止性を損なうことなく、ガラス霞性がより一層向上した自動車内装部品を与えることができる。
上記範囲の上限値以下であると、単純な製造コスト増とはならず、産業上大量安価に製造する場合に適する。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、剛性や耐熱性を向上させる等の目的で、ハイドロタルサイト類以外の無機充填剤を含有することがある。該当する無機充填剤としては、例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、シリカ、ケイ酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、チタン酸カリウム等が挙げられる。中でも、成形性、剛性と耐衝撃性のバランス等の点からタルク、マイカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維が好ましく、特にタルクが好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物中の無機充填剤の含有量は、ポリプロピレン系樹脂組成物中、40質量%までが好ましく、35質量%までがさらに好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記のポリプロピレン系重合体、エラストマー等の他の重合体、帯電防止剤、ハイドロタルサイト類、無機充填剤の他に、本願発明の効果を著しく損なわない範囲において、使用目的に応じて合成樹脂や合成ゴムの分野で広く利用されている熱、酸素、光などに対する安定剤、塩酸吸収剤、耐候剤、結晶核剤、滑剤、難燃剤、中和剤、可塑剤、気泡防止剤、架橋剤、発泡剤、過酸化物、油展および他の有機及び無機顔料などの添加剤を添加してもよい。各添加剤の添加量は公知の量としてよい。
光による劣化防止の耐候剤としては、アミン系、トリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、ニッケル系、サリチル酸系等の各化合物が挙げられる。
結晶核剤としては、ソルビトール系、リン系、ロジン系、有機リン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩等が挙げられる。
滑剤としては、脂肪酸アミド、高級アルコール、ポリエチレンワックス等が挙げられ、
難燃剤としては、ホスフェート系、メラミン系、リン系、ハロゲン系、ノンハロゲン系化合物等が挙げられる。
可塑剤としては、フタレート系、脂肪酸系、アジペート系、トリメリテート系、エポキシ系、ポリエステル系化合物が挙げられる。
本発明の自動車内装部品用成形体は、上記のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成形することにより製造することができる。
成形温度は一般的には150〜350℃、好ましくは170〜250℃で実施される。成形温度が350℃を超えると、樹脂組成物の劣化及び成形不良の原因となり、150℃より低いと外観不良、成形不良が発生する。金型温度については、10〜60℃の範囲で行うことが好ましい。金型温度が60℃を超えると成形体の表面仕上げ度が優れ、剛性に優れた成形体が得られるものの、成形サイクルが長くなり生産性が低下する。逆に、金型温度を10℃より低温に設定すると反りや収縮などが顕著になり、満足な成形体が得られにくくなるばかりか、金型に結露が生じやすくなるために金型腐食を進行させる原因となる。冷却に関わるエネルギーコストの観点からも適さない。
[ポリプロピレン系重合体及び予備組成物]
実施例及び比較例において、ポリプロピレン系重合体及び予備組成物として下記のPP−1〜PP−12を使用した。なお、ポリプロピレン系重合体のMFRの測定は、重合体99.5質量%に酸化防止剤としてBASF社製B225を0.5質量%ドライブレンドした後にJIS K7210−1に準じて温度230℃、荷重2.16kgで行った。他の重合体として用いたα−オレフィン系共重合体のMFRの測定は、JIS K7210−1に準じて温度190℃、荷重2.16kgで行った。
得られた予重合物を、二段の重合反応器を直列に備える重合装置の一段目の重合反応器に導入してプロピレン単独重合体を製造し、二段目の重合反応器でプロピレン−エチレン共重合体を製造した。重合中は、温度と圧力を調整し、水素を分子量調整剤として用いた。さらに一段目と二段目の滞留時間分布を調整することによって、MFRが30g/10分、エチレン−プロピレン共重合体含有量19.0質量%、エチレン−プロピレン共重合体中のエチレン含有量40質量%のブロックタイプのポリプロピレン系重合体PP−2を製造した。
下記の添加剤を各例のポリプロピレン系樹脂組成物の製造時に配合した。
・グリセリンモノステアレート(理研ビタミン株式会社製、リケマールS−100)
・ジグリセリンモノステアレート(理研ビタミン株式会社製、リケマールS−71−D)
・ステアリルジエタノールアミンモノステアレート(花王株式会社製、エレクトロストリッパーTS−6B)
・ステアリルジエタノールアミン(東邦化学工業株式会社製、アンステックスSA−20)
・M2+=Mg2+、M3+=Al3+、Mn-=CO3 2- の合成品ハイドロタルサイト類(協和化学工業株式会社製、DHT−4A)
・カルシウムステアレート(淡南化学工業株式会社製)
ドアトリム等の自動車内装部品を想定したポリプロピレン系樹脂組成物として、上記PP−1〜PP−12に対し、酸化防止剤(BASF社製B225)0.2質量%と耐候剤(株式会社ADEKA製LA502XP)0.3質量%と無機顔料(キャボット社製カーボンブラックIP−1000が60質量%、石原産業株式会社製チタンホワイトCR−60が40質量%の混合物)0.5質量%の合計1.0質量%に加え、グリセリンモノステアレートと、ジグリセリンモノステアレートと、ステアリルジエタノールアミンと、ステアリルジエタノールアミンモノステアレートと、ハイドロタルサイト類と、カルシウムステアレートと、を表1に示す配合量(樹脂組成物全体で100質量%)で添加し、ドライブレンドした。得られたポリプロピレン系樹脂組成物を直径30mmの2軸押出機(株式会社日本製鋼所製TEX30α)を用いて、スクリュー回転数500rpm、シリンダー温度200℃、吐出量30kg/hrの条件で溶融混練した。押出したストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーでカットし、ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを得た。なお、表中の「−」は配合していないことを示す。
各例で製造したポリプロピレン系樹脂組成物について、JIS K7210−1に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgの条件で測定した。
ブロックタイプのポリプロピレン系重合体のエチレン−プロピレン共重合体成分のエチレン含有量は、1,2,4−トリクロロベンゼン/重水素化ベンゼンの混合溶媒に溶解した試料について、Bruker社製 AVANCE III HD 400(13C共鳴周波数100MHz)を用い、13C−NMR法で測定した。
ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを用い、ファナック株式会社製射出成形機ROBOSHOT α−100Cにより、シリンダー設定温度190℃、金型設定温度40℃の条件下で100×100×2mmの鏡面平板を5枚以上射出成形し、自動車内装部品を想定した成形体としての試験片とした。試験片は23℃±2℃、相対湿度50±5%に管理された室内で1週間保管した後、試験に供した。JIS C2139−3−2に基づき、日置電機株式会社製SM−8220(超絶縁計)及びSME−8311(平板試験用電極)を用いて各試験片の表面抵抗率を計測した。試験片5枚の測定値の平均値として表面抵抗率を算出した。結果を表に示す。
帯電防止性評価で用いた試験片と同一の操作で得た100×100×2mmの鏡面平板1枚をポリエチレン製シートに包み、50℃のオーブン中に1週間静置した後に取り出し、試験片の表面状態を目視により観察して、以下の5段階の基準で評価した。結果を表に示す。
1:白濁が極めて多い
2:白濁が多い
3:白濁を確認できる
4:白濁が少なく目立たない
5:白濁が全く見られない
ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを用い、東芝機械株式会社製射出成形機EC−160NIIにより、シリンダー設定温度230℃、金型設定温度40℃の条件化で140×300×3mmの鏡面平板を射出成形し、自動車内装部品を想定した成形体としての試験片とした。試験片を23℃±2℃、相対湿度50±5%に管理された室内で24時間以上保管した後、SAE J1756に基づき評価を実施した。すなわち、140×300×3mmの平板からφ80mmの寸法に切削した試験片3枚以上を準備し、これを温度23℃±2℃の室内に置かれたデシケータ中で24時間以上保管し除湿した。スガ試験機株式会社製ウィンドウスクリーンフォギングテスター(型式WSF−2)を用いて、槽内湿度を80℃、冷却プレートを20℃に設定、試験ビン内にφ80mmの試験片を入れ清浄な透明ガラスプレートで蓋をし、3時間後にガラスプレートを取り出し、株式会社村上色彩研究所社製光沢計(GM−26PRO)を用いて入射角60°の鏡面光沢度(%)を測定した。
ガラス霞度(%)=(試験後の鏡面光沢度)/(試験前の鏡面光沢度)×100
をガラスプレート1枚あたり4箇所計測するとともにφ80mmの試験片3枚に対して行い、平均値として算出した。
実施例2に対し、ポリプロピレン系重合体とα−オレフィン共重合体の種類と量、及びタルクの量を変更した実施例4〜12においても、実施例2と同様に、優れた帯電防止性、良好なブリード性、優れたガラス霞性が発揮された。
実施例1に対し、ポリプロピレン系重合体の種類を変更した実施例13〜14においても、実施例1と同様に、良好な帯電防止性、優れたブリード性、優れたガラス霞性が発揮された。
実施例2に対し、ハイドロタルサイト類を配合せず、カルシウムステアレートを0.05質量%の割合で配合した実施例15においては、優れた帯電防止性、良好なブリード性、良好なガラス霞性が発揮された。
実施例1に対し、グリセリンモノステアレートを0.1質量%で配合し、ジグリセリンモノステアレートを配合せず、ステアリルジエタノールアミンを0.1質量%で配合した比較例2においては、実施例1と比べて、ガラス霞性が悪化していた。
実施例1に対し、グリセリンモノステアレート及びジグリセリンモノステアレートを配合せず、ステアリルジエタノールアミンモノステアレートを0.3質量%で配合した比較例3においては、実施例1と比べて、ガラス霞性が悪化していた。
実施例1に対し、グリセリンモノステアレートを0.07質量%、ジグリセリンモノステアレートを0.03質量%で配合した比較例4においては、実施例1と比べて、帯電防止性が悪化していた。
実施例2に対し、グリセリンモノステアレートを0.12質量%、ジグリセリンモノステアレートを0.28質量%で配合した(グリセリンモノステアレートとジグリセリンモノステアレートの配合量を逆にした)比較例5においては、実施例2と比べて、帯電防止性が悪化していた。
Claims (8)
- ポリプロピレン系重合体を主成分とし、組成物全体の総質量に対して、成分(A)グリセリン脂肪酸エステル及び成分(B)ポリグリセリン脂肪酸エステルを合計で0.2〜1.5質量%含み、かつMFR(JIS K7210−1に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgで測定)5〜150g/10分であり、前記成分(A)と前記成分(B)の配合の質量比が50/50〜85/15であるポリプロピレン系樹脂組成物。
- 組成物全体の総質量に対して、前記ポリプロピレン系重合体以外に他の重合体を40質量%まで含む、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- 前記他の重合体がポリエチレン及びエチレンとα−オレフィンとの共重合体から選択される、請求項2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- さらに、組成物全体の総質量に対してハイドロタルサイト類を0.01〜5質量%含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- さらに、組成物全体の総質量に対してハイドロタルサイト類以外の無機充填剤を40質量%まで含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成形して得られる自動車内装部品用成形体。
- 前記自動車内装部品用成形体が、ドアトリム、グローブボックス、コラムカバー、インスツルメントパネル、パッケージトレイ、リアトレイ、ピラーガーニッシュ又はコンソールボックスである請求項6に記載の自動車内装部品用成形体。
- 前記自動車内装部品用成形体が、ドアトリムである請求項6に記載の自動車内装部品用成形体。
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- 2019-03-07 JP JP2019042006A patent/JP7248457B2/ja active Active
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