JP2021123601A - 熱可塑性エラストマー組成物 - Google Patents
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- Air Bags (AREA)
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Abstract
Description
また、特許文献2においては、プロピレン系樹脂、特定のエチレン・α−オレフィンブロック共重合体を特定量含む熱可塑性エラストマー組成物からなるものが開示されている。
特許文献3においては、低温耐衝撃性、高温強度、離型性、射出成形性等に優れた熱可塑性エラストマー組成物として、共重合体成分の異なる2種類の特定のプロピレン系重合体、特定のエチレン・α−オレフィン共重合体、スチレン・共役ジエンブロック共重合体を特定量で含む熱可塑性エラストマー組成物が開示されている。
特許文献4においては、プロピレン系重合体、特定のエチレン・α−オレフィン系ブロック共重合体、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を有機過酸化物の存在下で動的熱処理してなる熱可塑性エラストマー組成物からなるものが開示されている。
成分(A):エチレン単位の含有率が0〜50質量%未満の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
成分(C):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(A):エチレン単位の含有率が0〜50質量%未満のプロピレン系重合体
成分(B):成分(B):エチレン・α−オレフィン共重合体
成分(d):有機過酸化物
成分(e):架橋助剤
本発明の熱可塑性エラストマー組成物よりなるエアバッグ収納カバーによれば、その著しく優れた高温強度により、高温環境下におけるエアバッグ展開時に生じるエアバッグ収納カバーの変形や、エアバッグ収納カバーの留め具固定部の破損等、高温での材料強度の低下に由来する問題を抑止することができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、少なくとも下記成分(A)及び成分(B)を含む熱可塑性エラストマー組成物であって、ISO 37−1Aを参照して引張速度500mm/min、85℃雰囲気下にて測定した引張破壊強さが7MPa以上の熱可塑性エラストマー組成物である。
成分(A):エチレン単位の含有率が0〜50質量%未満の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
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ISO 37−1Aを参照して引張速度500mm/min、85℃雰囲気下にて測定した引張破壊強さが7MPa以上の値を有する。上記条件で測定した引張破壊強さが7MPa以上であると、高温でのエアバッグ展開時に生じるエアバッグ収納カバーの変形や、エアバッグ収納カバーの留め具固定部の破損等、高温での材料強度の低下に由来する問題を抑止できる十分な高温強度が得られる。本発明の熱可塑性エラストマー組成物の引張破壊強さは、様々な形状のエアバッグ収納カバーに適合させるため、8MPa以上であることが好ましく、9MPa以上であることがより好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物において、成分(A)は、エチレン単位の含有率が0〜50質量%未満、即ち、エチレン単位を含まないか、或いはエチレン単位含有率が50質量%未満のプロピレン系重合体である。組成の異なるプロピレン系重合体を2種以上混合して成分(A)を構成する場合であっても、成分(A)全体としてエチレン単位の含有率がこの数値範囲内であればよい。このプロピレン系重合体は、特に、エチレン単位の含有率が5質量%以上50質量%未満であるものが好ましく、以下に示すプロピレン単位の好適含有率から、エチレン単位の含有率は5〜40質量%であることがより好ましく、5〜30質量%であることが更に好ましい。エチレン単位の含有率が5質量%以上であれば低温耐衝撃性が良好となる傾向がある。
これらのα−オレフィン単位は、成分(A)中に1種のみが含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。
好ましくは、プロピレン単独重合体、エチレン及び炭素数4〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも1種の単量体とプロピレンとの共重合体、第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でプロピレン・エチレン共重合体を重合して得られるプロピレン系ブロック共重合体である。これらの中でも特に、成分(A)としては、低温耐衝撃性及び高温強度の観点から、第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でプロピレン・エチレン共重合体を重合して得られるプロピレン系ブロック共重合体であることが好ましい。
成分(A)は、メルトフローレート(230℃、荷重21.18N)が0.1〜200g/10分の範囲内であればこれらを複数用いても良い。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物おいて、成分(B)は、エチレン・α−オレフィン共重合体である。エチレン・α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンは限定されないが、具体的には、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセンが挙げられる。これらのα−オレフィン単位は、成分(B)中に1種のみが含まれていてもよく、2種以上が含まれていてもよい。これらの中でも、α−オレフィンとしては炭素数が4〜8であるものが好ましく、1−オクテンがより好ましい。
また、エチレンからなる重合体ブロックが、成分(d)の有機過酸化物の存在下で動的架橋されることにより光沢度が低くなり、外観も改善されるものと考えられる。
これらの中でも、成分(B)は、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・1−オクテン共重合体ブロックとを含むエチレン・α−オレフィンブロック共重合体であることが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(C)としてスチレン・共役ジエンブロック共重合体及び/又はその水素添加物を含んでもよい。
機器:東ソー株式会社製「HLC−8220GPC(R)」
カラム:東ソー株式会社製「TSKgelSuperHM−M(6.0mmI.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重量%×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
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法において、成分(d)の有機過酸化物は動的熱処理において架橋剤として作用する。この動的熱処理により、本発明の熱可塑性エラストマー組成物よりなるエアバッグ収納カバー等の成形品の耐熱性、外観、離型性が特に良好となる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法において、前記成分(d)と共に成分(e)の架橋助剤の存在下で動的熱処理を行うことが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成形性を向上させる観点から成分(F)として炭化水素系ゴム用軟化剤を含有することが好ましい。
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。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じてその他の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、好ましくは、成分(A)と成分(B)、必要に応じて用いられる成分(C)、成分(F)及びその他の成分等を所定量含有する組成物を成分(d)と成分(e)の存在下で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の温度−40℃と−45℃のアイゾット衝撃強さが50kJ/m2以上であることで、低温耐衝撃性を良好に制御でき、エアバッグ収納カバーの成形材料として好適に用いることができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物のアイゾット衝撃強さは、60kJ/m2以上であることがより好ましく、70kJ/m2以上であることが更に好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を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本発明のエアバッグ収納カバーを製造することができる。特に、本発明のエアバッグ収納カバーは射出成形により製造することが好ましく、射出成形を行う際の成形条件は以下の通りである。
エアバッグ収納カバーを射出成形する際の成形温度は一般に150〜300℃であり、好ましくは160〜280℃である。射出圧力は通常、5〜100MPaであり、好ましくは10〜80MPaである。また、金型温度は通常0〜80℃であり、好ましくは20〜60℃である。
本発明のエアバッグ収納カバーは、運転席用エアバッグ収納カバー、助手席用エアバッグ収納カバー、歩行者用エアバッグ収納カバー、ニー・エアバッグ収納カバー、サイド・エアバッグ収納カバー、カーテン・エアバッグ収納カバー等のいずれにも好適に用いることができる。
[成分(A)]
A−1:
プロピレン系ブロック共重合体(第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でプロピレン・エチレン共重合体を重合して得られたもの)
MFR(JIS K7210(1999年)):20g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレン系ブロック共重合体中、エチレン単位含有率:2.5質量%
(プロピレン単独重合体の含有率:79質量%、プロピレン・エチレン共重合体の含有率:21質量%、プロピレン・エチレン共重合体におけるエチレン単位含有率:12質量%)
A−2:
プロピレン系ブロック共重合体(第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でプロピレン・エチレン共重合体を重合して得られたもの)
MFR(JIS K7210(1999年)):35g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレン系ブロック共重合体中、エチレン単位含有率:0.4質量%
(プロピレン単独重合体の含有率:91質量%、プロピレン・エチレン共重合体の含有率:9質量%、プロピレン・エチレン共重合体におけるエチレン単位含有率:4質量%)
A−3:
プロピレン系ブロック共重合体(第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でプロピレン・エチレン共重合体を重合して得られたもの)
MFR(JIS K7210(1999年)):9g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレンブロック系共重合体中、エチレン単位含有率:1.2質量%
(プロピレン単独重合体の含有率:85質量%、プロピレン・エチレン共重合体の含有率:15質量%、プロピレン・エチレン共重合体におけるエチレン単位含有率:8.1質量%)
A−4:
プロピレン系ブロック共重合体(第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でエチレン・プロピレン共重合体を重合して得られたもの)
LyondellBasell社製ADFLEX(登録商標)Q300F
MFR(ISO 1133):0.65g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf)、カタログ値)
プロピレン・エチレンブロック共重合体中、エチレン単位含有率:34.8質量%
(プロピレン単独重合体の含有率:40質量%、エチレン・プロピレン共重合体の含有率:60質量%、エチレン・プロピレン共重合体におけるエチレン単位含有率:58質量%)
A−5:
プロピレンブロック共重合体(第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でプロピレン・エチレン共重合体を重合して得られたもの)
LyondellBasell社製HIFAX(登録商標)X1956A
MFR(ISO 1133):1.1g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf)、カタログ値)
プロピレン・エチレンブロック共重合体中、エチレン単位含有率:9.9質量%
(プロピレン単独重合体の含有率:71質量%、プロピレン・エチレン共重合体の含有率:29質量%、プロピレン・エチレン共重合体におけるエチレン単位含有率:34質量%)
B−1:
エチレン・1−オクテンブロック共重合体(エチレンからなる重合体ブロックとオクテンを含むブロックを有する共重合体。前記オクテンを含むブロックはエチレン・1−オクテン共重合体のブロックである。)
ダウ・ケミカル社製Engage(登録商標)XLT8677
結晶融解ピーク温度:119℃
結晶融解熱量:37J/g
MFR(JIS K7210(1999年)):0.5g/10分(測定条件:190℃、荷重21.18N(2.16kgf))(カタログ値)
ガラス転移温度(DSC法):−67℃
密度(ISO 1183−A法(測定温度:23℃)):0.870g/cm3
エチレン・1−オクテンランダム共重合体
SK社製Solumer(登録商標)8605L
結晶融解ピーク温度:110〜125℃にピークなし
結晶融解熱量:0
MFR(ASTM D1238):0.6g/10分(測定条件:190℃、荷重21.18N(2.16kgf))(カタログ値)
密度(ISO 1183−A法(測定温度:23℃)):0.863g/cm3
C−1:
スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体
LCY社製Globalprene(登録商標)3411
重量平均分子量(Mw):240,000
スチレン単位の含有率:30質量%(カタログ値)
共役ジエン単位の含有率:70質量%(カタログ値)
共役ジエン成分の1,2−ミクロ構造:30モル%
d−1:
化薬アクゾ株式会社製カヤヘキサAD40C(2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン40質量%と炭酸カルシウム60質量%の混合物)
e−1:
和光純薬工業社製ジビニルベンゼン(ジビニルベンゼン55質量%とエチルビニルベンゼン45質量%の混合物)
F−1:
パラフィン系オイル
出光興産製ダイアナ(登録商標)プロセスオイルPW90
40℃の動粘度:95.54cSt
流動点:−15℃
引火点:272℃
1) 高温強度(引張破壊試験)
インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友電装社製「SE180」)により、射出圧力100MPa、射出速度27mm/s、シリンダー設定温度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、JIS K6251(1993年)準拠(JIS−3号ダンベル)で打ち抜いた。この打ち抜き試験片について、島津製作所製オートグラフ精密万能試験機「AG−X」により、ISO 37−1Aを参照して、引張破壊強さ(単位:MPa)を引っ張り速度500mm/min、85℃の雰囲気下にて測定した。引張破壊強さの値が大きいほど高温強度に優れるものと評価した。
インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友電装社製「SE180」)により、射出圧力100MPa、射出速度27mm/s、シリンダー設定温度220℃、金型温度40℃にて、アイゾット衝撃強さ用の試験片として、厚さ4mm×幅10mm×長さ80mmに成形した。その後、ダンベルにノッチを入れ(ノッチの寸法と評価方法はISO 180(2000年)に準拠)、温度−40℃と−45℃のそれぞれで測定した。アイゾット衝撃強さの値が大きいものほど、低温衝撃性に優れるものと評価される。
インラインスクリュウタイプ射出成形機(住友電装社製「SE180」)により、射出圧力100MPa、射出速度27mm/s、シリンダー設定温度220℃、金型温度40℃にて、ISO 3167(2002年)準拠の多目的評価用試験片A(長さ180mmのダンベル)を成形し、ダンベルの末端を切り落として曲げ弾性率測定用試験片(厚さ4mm×幅10mm×長さ80mm)を作成した。島津製作所製オートグラフ精密万能試験機「AG−X」により、ISO 178(2010年)従って、2mm/minの速度で曲げ弾性率を測定した。エアバッグ収納カバーとして使用するためには曲げ弾性率は100〜600MPaであることが好ましい。
表1に示す配合とし、更に、(A−1)〜(A−5)、(B−1)〜(B−2)、(C−1)、(F−1)の合計100質量部に対して酸化防止剤(BASFジャパン社製商品名イルガノックス(登録商標)1010)0.075質量部、酸化防止剤(BASFジャパン社製商品名イルガフォス(登録商標)168)0.075質量部、耐候助剤(BASFジャパン社製商品名チヌビン(登録商標)XT855FF)0.2質量部及び黒色顔料(カーボン濃度40質量%品)1.5質量部をヘンシェルミキサーにて1分間ブレンドし、同方向2軸押出機(神戸製鋼製「TEX30α」、L/D=45、シリンダブロック数:13)へ20kg/hrの速度で投入し、180〜210℃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、前記1)〜3)の評価を行った。評価結果を表−1に示す。
表−1,2に示す配合にした以外は実施例1と同様にして熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。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、実施例1と同様に評価した。評価結果を表−1,2に示す。
表−1,2より、本発明に該当する実施例1−6は高温強度に著しく優れたものであることがわかる。また、低温衝撃性においても成分(d),(e)を用いておらず動的架橋処理を実施していない比較例1,4〜6や、成分(d)のみ、或いは成分(d),(e)を用いてもその配合量が少なく、十分な動的架橋処理を行っていない比較例2,3と比較して、向上していることがわかる。
Claims (12)
- 少なくとも下記成分(A)及び成分(B)を含む熱可塑性エラストマー組成物であって、ISO 37−1Aを参照して引張速度500mm/min、85℃雰囲気下にて測定した引張破壊強さが7MPa以上である熱可塑性エラストマー組成物。
成分(A):エチレン単位の含有率が0〜50質量%未満の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 - 前記成分(B)のα−オレフィンの炭素数が4〜8である、請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(B)が、エチレン・α−オレフィンランダム共重合体及び/又はエチレン・α−オレフィンブロック共重合体である、請求項1又は2に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(B)がエチレン・α−オレフィンブロック共重合体であって、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・α−オレフィン共重合体ブロックとを含むエチレン・α−オレフィンブロック共重合体である、請求項3に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記エチレン・α−オレフィンブロック共重合体が110〜125℃に結晶融解ピークを有し、かつその結晶融解熱量が20〜60J/gである、請求項3又は4に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記α−オレフィンがオクテンである、請求項2〜5のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(A)のメルトフローレート(230℃、荷重21.18N)が0.1〜200g/10分である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 更に下記成分(C)を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
成分(C):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 - 前記成分(C)の重量平均分子量(Mw)が50,000〜500,000である、請求項8に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 下記成分(A)、成分(B)、成分(d)及び成分(e)を含む混合物を動的熱処理する工程を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
成分(A):エチレン単位の含有率が0〜50質量%未満のプロピレン系重合体
成分(B):成分(B):エチレン・α−オレフィン共重合体
成分(d):有機過酸化物
成分(e):架橋助剤 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含む射出成形品。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含むエアバッグ収納カバー。
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