JP2022529129A - 熱可塑性オレフィン組成物 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 （ａ）１．０ｄｇ／分未満のメルトフローレートおよび高溶融強度を有するエラストマーと共に、（ｂ）３５ｄｇ／分を超えるメルトフローレートを有するポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン組成物、上記の組成物を作製するためのプロセス、および上記の組成物から作製された物品。【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性オレフィン組成物に関し、より具体的には、本発明は、高メルトフローポリプロピレンを高溶融強度ポリオレフィンエラストマーと組み合わせることによって調製される熱可塑性オレフィン組成物に関する。

自動車の内部は、自動車ＯＥＭの差別化の重要な分野である。熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）の軟質スキンは、機器およびドアパネルなどの自動車内部の硬質表面を覆うためにしばしば使用され、ＴＰＯスキンは、革のような触感および美しさを実現しながら、革の表面を置き換えるためにしばしば使用される。審美的に、ＴＰＯスキンの表面は、典型的には、豪華な外観を提供するために低光沢特性を必要とする。機械的には、ＴＰＯスキンは、ＴＰＯスキンの下にエアバッグを配置するためのカバーとしても使用できるため、エアバッグの展開中にＴＰＯスキンが膨らむことなく簡単に裂けることが望ましい。プロセスの観点から、既知のＴＰＯスキンは、高溶融強度ポリオレフィンエラストマー（ＰＯＥ）と共に低メルトインデックスポリプロピレンを使用して押出されるとき、ＴＰＯスキンは、押出中に高い圧力およびトルクを示し、それによりスループット値が、押出装置に関する定格条件より小さい値に制限される可能性がある。したがって、コンパウンドされたＴＰＯは、良好な溶融強度を有しているはずであり、それにより、コンパウンドされたＴＰＯから作製された部品は、成形中に薄くなったり裂けたりしない。

ＴＰＯソフトスキン用途の溶融強度を高めるための従来の解決策としては、（１）熱可塑性加硫物、（２）レオロジー改変、または（３）高溶融強度ＰＯＥと低メルトフローポリプロピレンのフラクションとの組み合わせを含むコンパウンドされたＴＰＯの使用が挙げられる。熱可塑性加硫物およびレオロジー改変には、反応性押出プロセスが必要であり、それは、結果として得られるＴＰＯスキン製品のコストを大幅に増加させる可能性がある。さらに、反応性押出は、所望の改変／架橋を達成するために、フェノール類および／または過酸化物などの追加の化合物を必要とすることが多い。残留過酸化物、フェノール類、過酸化物またはフェノール類の分解から形成される低分子量種、およびその他の架橋剤は、完成ＴＰＯスキン製品において望ましくない臭気および望ましくないＶＯＣ放出を追加することがある。例えば、米国特許第６，１１４，４８６（Ａ）号は、過酸化物および／または架橋剤を用いた反応性押出を含むレオロジー改変方法を教示しており、上記特許の方法は、反応性のコンパウンディングおよび押出に関連する臭気およびコストの故に望ましくない。

一方、低メルトフローポリプロピレンと組み合わされた高溶融強度ＰＯＥからなるコンパウンドされたＴＰＯは、コンパウンドされた混合物が高溶融粘度のために、しばしば押出すのが難しい。さらに、既知のＴＰＯソフトスキンをエアバッグの展開のために使用すると、既知のＴＰＯソフトスキンに組み込まれているエラストマーまたはゴムの量に起因して、そのようなＴＰＯソフトスキンの伸びおよび引裂強度の特性が過剰になることが多いため、既知のＴＰＯソフトスキンは、好適に機能しない場合がある。したがって、そのようなＴＰＯソフトスキンの過度な伸びおよび引裂強度の特性は、ＴＰＯソフトスキンを膨らませずにエアバッグが展開することは難しい。加工を強化し、引張伸びおよび引裂強度を低減できる軟質ＴＰＯスキンを製造することが望ましいと考えられる。

一般に、エチレン／α－オレフィンコポリマーから作製されたＴＰＯソフトスキンは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８－１３（条件：２．１６キログラム［１９０℃／２．１６ｋｇ］または［２３０℃／２．１６ｋｇ］の負荷の下で、エチレン系オレフィンの場合は１９０℃、プロピレン系オレフィンの場合は２３０℃）に従って測定されたメルトインデックス（ＭＩ）と称されることもある好ましいメルトフローレート（ＭＦＲ）１０分当たり約０．０５グラム（ｇ／１０分）～５．０ｇ／１０分を有することが望ましい。

これまでは、（高溶融強度または低メルトフロー（例えば、（＜）３ＭＩ未満）のポリプロピレン（ＰＰ）と組み合わせたＥＮＧＡＧＥ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）などの高溶融強度ポリマーは、ＳＰＥ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＴＰＯ Ｇｌｏｂａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００７の白書である“Ｈｉｇｈ Ｍｅｌｔ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ ｆｏｒ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｐｒｏｆｉｌｅｓ，Ｔｈｅｒｍｏｆｏｒｍｉｎｇ，ａｎｄ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｂｌｏｗ Ｍｏｌｄｉｎｇ”に開示されているように、軟質ＴＰＯスキンを製造するための配合物として使用され、米国特許第９，９３８，３８５号には、＜２．６デシグラム／分（ｄｇ／分）のＭＦＲを有するＰＰの使用を含む例が開示されている。上記のプロセスによって作製され得られたＴＰＯスキン配合物は、過度の溶融粘度を有するため、上記の参考文献に開示されたプロセスは望ましくなく、その配合物によって作製された製品は、室温（ＲＴ；２３℃）および／または室温よりも高い温度で、高光沢、過度の引張伸びおよび／または引裂強度を有する。

他の参考文献、例えば、米国特許第８，４３１，６５１号および第６，８２８，３８４号は、（１）過度の光沢レベル、（２）過度の溶融粘度、（３）室温および／またはより高い温度での許容できない引張特性、および／または（４）ＲＴおよび／またはより高い温度での許容できない引裂特性などの望ましくない特性を有する製品をもたらす望ましくない方法を開示している。例えば、米国特許第８，４３１，６５１号は、非常に低密度のエチレンポリマー構成成分の溶融損失係数の、ポリプロピレン（ＰＰ）構成成分の溶融損失係数に対する割合が、１８０℃で毎秒０．１ラジアンの平行プレートレオメーターによって測定した場合、０．５～４の範囲にあることを開示している。例えば、第６，８２８，３８４号は、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が必要であり、使用されるＰＰのメルトフローレートは１．０未満でなければならないことを教示している。ＬＬＤＰＥは硬度を高め、ＰＰの低いメルトフローレートは高い溶融粘度をもたらすため、ＬＬＤＰＥの使用は望ましくない。

ＪＰ０５８３０９０２（Ｂ２）は、３０重量パーセント（重量％）～７０重量％のポリプロピレン樹脂、すなわち構成成分（Ａ、および３０重量％～７０重量％のエチレン－アルファ－オレフィンコポリマー、すなわち構成成分（Ｂ）を含有する熱可塑性エラストマー組成物を開示しており、そのムーニー応力緩和面積は、１２５℃において１８０～３００である。ＪＰ０５８３０９０２（Ｂ２）に記載されているプロセスでは、３０重量％～７０重量％のＰＰ範囲が広すぎて、所望のショアＡ硬度＜９５を達成することができない。ＴＰＯスキンは、９５以上のショアＡ硬度レベルでは柔らかくて手触りが柔軟に感じられないため、９５以上のショアＡ硬度の増加は望ましくない。いくつかの場合ではＰＰの濃度は＜４０重量％であること、多くの場合ではＰＰの濃度は＜３５重量％であることが、ＴＰＯスキンの望ましい硬度を達成するために必要である。さらに、ＪＰ０５８３０９０２（Ｂ２）は、部品の寸法が押出ダイに由来する異形押出部品を開示している。押出技術で知られているように、「異形押出」は、様々な構成を有する成形製品の押出のことであるが、異形押出は、シートまたはフィルム製品を含まない。機器およびドアパネルカバーのための押出シートは、所望の形態および寸法を達成するために、シートが加熱され、熱成形ツールで成形される二次操作を経る。

本発明は、例えば、（１）低下した引張特性、（２）低下した引裂特性を有しながら、（３）高溶融強度、（４）強化された加工、および（５）低光沢度を達成するＴＰＯを含む、いくつかの有益な特性を有するＴＰＯに関する。本発明によれば、増強された押出を有し、良好な溶融強度、低光沢度、＜９５のショアＡ硬度、低下した引張伸び、および低下した引裂強度を達成する配合物が調製される。

一実施形態では、本発明は、高溶融強度ＰＯＥと高メルトフローＰＰとを組み合わせることを含むプロセスを提供する。例えば、好ましい実施形態では、本発明のＴＰＯ組成物は、（ａ）＜１．０のＭＦＲを有するエラストマーと共に、（ｂ）３５ｄｇ／分を超える（＞）ＭＦＲを有するポリプロピレンを含み、そのポリプロピレンレベルは、２０重量％～４０重量％であることができる。上記の好ましい実施形態では、本発明のＴＰＯ組成物のエチレン相とＰＰ相との間の溶融損失係数の比（１８０℃、１０パーセント（％）歪み、毎秒０．１ラジアン（ｒａｄ／秒））は＞０．２５である。

別の実施形態では、エラストマースキン組成物は、例えば、（ａ）エチレン－アルファポリマー構成成分および（ｂ）ポリプロピレン構成成分を含み、（ｉ）エチレン－アルファオレフィンは、６０重量％～８０重量％で存在し、＜１．０ＭＦＲのフラクションメルトインデックスおよび１立方センチメートル当たり０．８５グラム（ｇ／ｃｃ）～０．８９ｇ／ｃｃの密度を有する高溶融強度グレードでからなり、（ｉｉ）ポリプロピレンは、４０重量％～２０重量％で存在し、＞３５ＭＦＲのメルトインデックスを有する高メルトフローグレードからなる。

なお別の実施形態では、熱成形された軟質ＴＰＯスキンは、上記のエラストマースキン組成物から製造することができ、得られたＴＰＯスキンは、（１）１．０：０．２５の＞１．５のＨｅｎｃｋｙ歪みにおける伸長粘度比、（２）ショアＡ硬度＜９５、（３）１分当たり５００ミリメートル／分（ｍｍ／分）でＡＳＴＭ Ｄ６３８－１４タイプＶに従って試験したとき、室温および９５℃で＜４００％の引張伸びを同時に示す。

さらに別の実施形態では、本発明のＴＰＯスキンを使用して、機器パネル、ドアパネル、肘掛け、およびコンソールなどの自動車内部の硬質表面を覆うことができる。

図１は、ＥＮＧＡＧＥ ７３８７と、ポリプロピレンメルトフローレートが０．５ｄｇ／分～１２０ｄｇ／分の範囲の様々なポリプロピレンとを含有する化合物に関して測定された毛細管粘度を図示している。 図２は、様々な配合物に関するＨｅｎｃｋｙ歪みに対する伸長粘度を図示している。 図３は、様々な配合物に関する伸長粘度比を示している棒グラフである。 図４は、様々な配合物に関する６０度光沢度を示している棒グラフである。

広範な実施形態では、本発明の熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）組成物は、（ａ）＜１．０のメルトフローレートおよび高溶融強度を有するエラストマーと共に、（ｂ）＞３５のメルトフローレートを有するポリプロピレンを含む。

本発明のＴＰＯ組成物を調製するために使用することができるエラストマー化合物は、当技術分野で知られている１つ以上のエラストマー化合物を含むことができる。例えば、エラストマー化合物は、１つ以上の高溶融強度ＰＯＥコンパウンドを含むことができる。本明細書における「高溶融強度」グレードのＰＯＥとは、０．１ラジアン／秒の速度および１８０℃で、動的機械分光法に従って試験したときに、＜１．０のメルトインデックスおよび＜２．５の損失係数（Ｇ”／Ｇ’と、（≦）１０％以下の歪みと、を有するエチレン－アルファオレフィンエラストマーを意味する。

例えば、エラストマー化合物としては、任意選択的に、ジエン、例えば、エチレン－ブテンコポリマーおよびエチレンプロピレンジエンモノマー、およびこれらの混合物を含有するエチレン／α－オレフィンインターポリマーを挙げることができる。本発明で有用なα－オレフィンの例としては、米国特許出願公開第２００７／０１６７５７５号の段落［００７２］～［００７８］に定義および記載されているα－オレフィンを挙げることができるが、エラストマーが高溶融強度グレードの場合に限る。

好ましい実施形態では、エラストマー化合物は、ＥＮＧＡＧＥ ７４８７、７３８７、および７２８０（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）などの市販のエラストマーを含むことができ、エラストマー化合物は、ＮＯＲＤＥＬ ４７８５、３７４５Ｐ、および３７２２Ｐ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）を含み得る。別の実施形態では、ＶＩＳＴＡＬＯＮ（商標）およびＥＸＡＣＴ（商標）（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌから入手可能）、およびＴＡＲＭＥＲ（商標）（三井化学から入手可能）も、本発明で使用され得るが、これらの製品が高溶融強度グレードで提供される場合に限る。

本発明のＴＰＯ組成物を調製するために使用されるエラストマー化合物の量は、例えば、一実施形態では６０重量％～８５重量％、別の実施形態では６５重量％～８０重量％、なお別の実施形態では７０重量％～７５重量％であることができる。エラストマーレベルが８５重量％を超える場合、そのとき得られる製品は、十分な耐熱性を有していない可能性があり、１２０℃の温度にさらされると、その材料から形成された部品は軟化または変形する可能性があり、それは、多くの機器パネルスキンのハイエンドの露出条件と考えられる。エラストマーレベルが６０重量％未満である場合、そのとき得られる製品のショアＡ硬度は高すぎる可能性があり、望ましくない硬い感触をもたらす可能性がある。

エラストマー化合物によって示されるいくつかの有利な特性の例としては、柔らかさ／触感、柔軟性、溶融強度、およびＵＶ安定剤と組み合わせた場合の並外れた長期耐久性を挙げることができる。

本発明のＴＰＯ組成物を調製するために使用することができるポリプロピレン化合物は、３５ｄｇ／分を超える（＞）ＭＦＲを有する当技術分野で知られている１つ以上のポリプロピレン化合物を含むことができる。例えば、ポリプロピレン化合物としては、ポリプロピレン構成成分、例えば、ホモポリマーポリプロピレン、インパクトコポリマーポリプロピレン、およびランダムコポリマーポリプロピレン、およびこれらの混合物などを挙げることができる。

好ましい実施形態では、ポリプロピレン化合物としては、ＴＩ４９００、ＴＩ７１００、Ｆ１０００ＨＣ、およびＣＰ１２００Ｂ（Ｂｒａｓｋｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）などの市販のポリプロピレン化合物、およびＡｄｓｔｉｆ ＨＡ８０１ＵおよびＡｄｓｔｉｆ ＥＡ５０７６（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌから入手可能）、およびこれらの混合物を挙げることができる。

本発明のＴＰＯ組成物を調製するために使用されるポリプロピレン化合物の量は、例えば、一実施形態では１５重量％～４０重量％、別の実施形態では２０重量％～３５重量％、なお別の実施形態では２５重量％～３０重量％であることができる。ポリプロピレンレベルが上記範囲を下回る場合、そのとき得られる製品は、十分な耐熱性を有していない可能性があり、１２０℃の温度にさらされると、その材料から形成された部品は軟化または変形する可能性があり、それは、多くの機器パネルスキンのハイエンドの露出条件と考えられる。ポリプロピレンレベルが上記の範囲よりも高い場合、そのとき得られる製品のショアＡ硬度は高すぎる可能性があり、望ましくない硬い感触をもたらす可能性がある。

ポリプロピレン化合物によって示されるいくつかの有利な特性の例としては、改善された高温安定性（粒子保持および寸法安定性）および光沢の低下を挙げることができる。

エラストマーおよびポリプロピレンに加えて、本発明のＴＰＯ組成物はまた、他の追加の任意選択の化合物または添加剤も含むことができ、そのような任意選択の化合物は、エラストマーまたはポリプロピレンのいずれかと一緒に組成物に添加することができる。本発明のＴＰＯ組成物を調製するために使用することができる任意選択の添加剤または薬剤は、それらの使用または機能について当技術分野で知られている１つ以上の任意選択の化合物を含むことができる。例えば、任意選択の添加剤は、充填剤（例えば、最大５０重量％）、着色剤、オイル、酸化防止剤、紫外線（ＵＶ）安定剤、引っかき傷／擦傷耐性添加剤、加工助剤、およびこれらの混合物を含むことができる。例えば、剛性、外観、柔らかさ、および加工を改変するための当技術分野で知られている他のマイナーな構成成分をＴＰＯ組成物に添加することができる。

本発明のＴＰＯ組成物を調製するために使用される任意選択の化合物の量は、例えば、一実施形態では０重量％～５０重量％、別の実施形態では０．０１重量％～４０重量％、なお別の実施形態では２重量％～３０重量％であることができる。

酸化防止剤を使用するとき、例えば、組成物に添加される酸化防止剤が少なすぎると、長期間の熱曝露および過度の加工温度に起因してポリマーの劣化が起こる場合がある。抗酸化剤の典型的なレベルは、０重量％～０．２重量％の範囲であることができる。

ＵＶ安定剤を使用するとき、例えば、組成物に添加される紫外線安定剤が少なすぎると、そのとき得られるＴＰＯスキンの色は薄くなる可能性があるか、またはスキンの物理的特性はＵＶ曝露により低下する可能性がある。紫外線安定剤の典型的なレベルは＜１重量％であることができる。

いくつかの実施形態では、オイルを使用して、スキンのショアＡ硬度を軟化／低減することができる。オイルブルーミングを防止したり、溶融強度を低下させたりするために、オイルの一般的なレベルは＜１０重量％であることができる。

例えば、着色剤が使用されるとき、着色剤レベル（通常はマスターバッチ形態）は、典型的には、０．５重量％（担体なし）～４重量％であることができる。着色剤のレベルが低すぎると、色の質が低下する可能性があり、着色剤のレベルが高すぎると、物理的特性が低下する可能性がある。

例えば、充填剤が使用されるとき、充填剤は、０重量％～３０重量％の範囲であることができる。充填剤の含有量が多すぎると、高剛性、高硬度、または熱成形性能が低下する可能性がある。使用される充填剤の含有量が少なすぎると、レーザー溶接およびスコアリングなどの二次操作のパフォーマンスが低下する可能性がある。

一般的な実施形態では、本発明の熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）組成物を作製するためのプロセスは、（ａ）＜１．０のメルトフローレートを有するエラストマーと共に、（ｂ）＞３５のメルトフローレートを有するポリプロピレンを混合する工程を含む。

好ましい一般的な実施形態では、ＴＰＯ組成物は、（ｉ）着色剤以外のすべての構成成分を乾式ブレンドする工程、次いで（ｉｉ）その乾燥混合材料を、Ｃｅｎｔｕｒｙによって製造された４２：１ ２５ミリメートル（ｍｍ）の共回転二軸スクリュー押出機に供給する工程によって、調製することができる。

上記の一般的なプロセスを使用して、シートを、長さ対直径が２４：１の１．５インチのＫｉｌｌｉｏｎ一軸式押出ライン上に押出すことができる。１２インチのコートハンガーダイを使用して、厚さ１．８ｍｍを有するシート（またはフィルム）を製造することができる。毛シボ（ｈａｉｒｃｅｌｌ ｇｒａｉｎ）を含有するトップロールを備えた３ロールスタックを使用して、約１７０ミクロン（μｍ）の深さのシボ（ｇｒａｉｎ）でフィルムをエンボス加工し、シートを冷却することができる。２重量％の濃度の一般的な黒色着色剤を、本発明の配合物に乾式ブレンドして、色を提供することができる。溶融温度および加工処理条件を、以下の表に記載する。

組成物の配合成分をコンパウンドする技術および工程ならびに押出プロセスは、当技術分野で知られているコンパウンディング装置および押出プロセスを使用して実施することができる。

ＴＰＯ組成物によって示されるいくつかの有利な特性としては、例えば、高流量ＰＰの毛細管粘度を低くすることができること（それは、より低い押出機圧力およびより高い押出速度をもたらすことができる）、また、ＴＰＯ組成物から調製された得られたシートは、より低い光沢度を示すことができること、を挙げることができる。

前述のように、本発明のＴＰＯ組成物が作製されると、そのＴＰＯ組成物は、自動車用途のためのＴＰＯスキンなどの製品または物品を作製するために使用することができる。一般的な実施形態では、ＴＰＯスキンなどのＴＰＯ物品を作製するためのプロセスは、成形または押出プロセスによって、または研削およびスラッシュ成形プロセスによってＴＰＯ組成物を加工することを含む（例えば、押出され熱成形されたスキンは、本明細書に記載されているように調製することができる）。

例えば、一実施形態では、ＴＰＯ組成物は、以下の工程および条件によって、ＴＰＯスキンに変換することができる：

工程（１）：ペレットを、二軸スクリュー押出機などの押出機で乾式ブレンドおよびコンパウンドする。典型的な溶融温度は、例えば、２００℃～２４０℃であることができる。

工程（２）：上記工程（１）からのコンパウンドされたペレット、および着色剤を、一軸スクリュー押出機に供給し、そこで、その供給材料を、運び、溶融し、混合／分散し、スリットダイを通してポンピングする。スリットダイは、スリットダイを通過して形成されるシートの厚さと幅を制御する。一実施形態では、押出機に加えて、溶融ポンプを使用して、より均一な厚さを確保するために、ダイを通して材料をポンピングすることができる。別の実施形態では、溶融ポンプおよびダイが工程（１）で使用される場合、この工程（２）における押出機は、任意選択でスキップすることができる。なお別の実施形態では、供給材料を乾式ブレンドし、一軸スクリュー押出機を使用して直接押出す場合、工程（１）における押出機は任意選択でスキップすることができ、すなわち、この実施形態では、組成物の構成成分を、一軸スクリュー押出機を使用してコンパウンドし押出すことができ（但し、一軸スクリュー押出機が十分な分散および分布を生成する場合）、上記の工程（１）で説明したように二軸スクリュー押出機を使用してコンパウンドする必要がなくなる。典型的な溶融温度は、例えば、２００℃～２４０℃であることができる。さらに別の実施形態では、この工程（２）で形成されたシートは、スクリムまたはＴＰＯフォームのいずれか上に溶融ラミネートすることができる。

工程（３）：上記の工程（２）から押出されたシートを、ロールスタックを通過させて材料を冷却し、任意の実施形態では、その材料を、所望の仕上げ／シボでエンボス加工することができる。

工程（４）：次いで、上記の工程（３）からのシートを巻いてロールにする。

工程（５）：１つの任意選択の実施形態では、シートを表面処理し、ポリウレタン（ＰＵ）ラッカー／トップコートで塗装して、シートの光沢度をさらに低減することができ、シートの引っかき傷、擦傷、摩耗、および耐薬品性を改善することができる。この工程（５）で形成されたトップコートは、通常は、例えば、約（～）１００℃～１２０℃で硬化させる。

工程（６）：次いで、コンパクトシート（スキンのみ）または二層ラミネート（フォーム上積層されたスキン）を、１７０℃～１９０℃の温度に加熱し、所望の形状に熱成形する。例えば、熱成形は、消極的な負の真空成形（シボが金型表面から生じる）を介して実行することができる。少量の熱成形を積極的に真空成形することができ、エンボス加工されたシートからジボパターンが提供され、熱成形プロセス中に保持される。

工程（７）：次いで、上記の工程（６）からの熱成形された部品を、硬質機器、またはドアパネル表面などの基材に巻き付ける。熱成形された部品は、例えば、適所に接着されるか、またはスキンフォーム基材構造を介してスキンを基材上に付着させるウレタンでバックフォームされる。

本発明のスキン構造は、１つ以上の層、すなわち、単層、二層、または多層構造から構成された構造を含むことができる。さらに、スキン構造はまた、二層ラミネート（ＴＰＯスキン－ＴＰＯ／ＰＰフォーム）、スキン－スクリム、スキン－フォームなどを含むこともできる。

スキンは、一実施形態では最大４０μｍ、別の実施形態では５μｍ～４０μｍ、なお別の実施形態では１０～４０μｍの厚さを有するトップコートでコーティングすることができる。トップコートは、有利に、例えば、（１）スキンの引っかき傷、摩耗、擦傷、および耐薬品性を高め、（２）スキンの触感を強化し、および／または（３）スキンの光沢度を低減することができる。

スキンのトップコートに使用することができる例示的な基材としては、ポリウレタン分散液（溶剤または水ベース）に基づくＳｔａｈｌからのトップコート製品を挙げることができる。

ＴＰＯ組成物は、例えば、（１）引張特性の低下、（２）引裂特性の低下、（３）高溶融強度特性、（４）加工特性の強化、（５）低光沢特性、を含むいくつかの有益な特性を示すＴＰＯスキンなどのＴＰＯ物品を提供する。例えば、２３℃でのＴＰＯスキンの引張伸びは、一実施形態では５０％～１，０００％超、別の実施形態では１００％～７５０％超、なお別の実施形態では１５０％～６００％、さらに別の実施形態では２００％～４００％であることができる。ＴＰＯスキンの引張特性は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定することができる。試験片は、指定されたジオメトリにダイカットする。試験は、２３℃の温度で押出の横方向において行うことができる。試料は、５００ｍｍ／分でのタイプＶのジオメトリを用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って試験する。

例えば、９５℃でのＴＰＯスキンの引張伸びは、一実施形態では５０％～８００％、別の実施形態では７５％～５００％、なお別の実施形態では９０％～４００％であることができる。試験片は、指定されたジオメトリにダイカットする。試験は、９５℃の温度で押出の横方向において行うことができる。試料は、５００ｍｍ／分でのタイプＶのジオメトリを用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って試験することができる。

例えば、ＴＰＯスキンの引裂強度特性は、一実施形態では１メートル当たり１０キロニュートン（ｋＮ／ｍ）～２５ｋＮ／ｍ、別の実施形態では１２．５～２５ｋＮ／ｍ、なお別の実施形態では１２．５～２５ｋＮ／ｍ、さらに別の実施形態では１５～２２．５ｋＮ／ｍであることができる。ＴＰＯスキンの引裂特性は、ＡＳＴＭＤ６２４－００によって測定することができる。試験片は、標準的なズボンのジオメトリを得るためにダイカットする。試験は、押出の機械方向で行うことができる。方法ＡＳＴＭＤ６２４は、２３℃の試験温度および５００ｍｍ／分の速度で利用される。

例えば、ＴＰＯスキンの溶融強度比特性は、一実施形態では＞１、別の実施形態では１～４、なお別の実施形態では１．２５～４、さらに別の実施形態では＞１．４～４、さらになお別の実施形態では、＞１．５～４である。ＴＰＯスキンの溶融強度特性は、伸長粘度固定治具（Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｆｉｘｔｕｒｅ、ＥＶＦ）ジオメトリおよび０．１秒^－１の制御された歪速度の回転ドラム設計を用いることによって、測定することができ、１９０℃で試験することができる。測定値は、ＥＶＦジオメトリアクセサリを備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＲＥＳ Ｃｌａｓｓｉｃ ＲＳＡＩＩＩを使用して取得される。伸長粘度比は、１．０のＨｅｎｃｋｙ歪みにおける伸長粘度を、０．２５のＨｅｎｃｋｙ歪みにおける伸長粘度で割ることによって決定される。

例えば、ＴＰＯスキンの強化された加工特性は、２１５℃での毛細管粘度が、一実施形態では１，７００パスカル秒（Ｐａ－ｓ）から５５０Ｐａ－ｓに、別の実施形態では１，６００Ｐａ－ｓから５５０Ｐａ－ｓに、なお別の実施形態では９００Ｐａ－ｓから５５０Ｐａ－ｓに低下することで観察することができる。ＴＰＯスキンの強化された加工特性は、１００秒^－１の剪断速度で、２１５℃およびＸ４００－２０ダイ（１２０°のテーパー角度を有する直径１．０１６ｍｍ×長さ２０．３２０ｍｍのダイ）で、ＡＳＴＭＤ３８３５－１６によって測定することができる。

例えば、ＴＰＯスキンの光沢特性は、一実施形態では４．３光沢度単位（ＧＵ）～１．３ＧＵ、別の実施形態では３．７ＧＵ～１．３ＧＵ、なお別の実施形態では２．９ＧＵ～１．３ＧＵ、さらに別の実施形態では２．４ＧＵ～１．３ＧＵであることができる。ＴＰＯスキンの光沢特性は、６０°光沢度によって測定することができ、そのスキンは、軟質ＴＰＯスキン（ＡＳＴＭ Ｄ ５２３に準拠）のシボ側に関して、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ ４５６１ Ｍｉｃｒｏ－Ｇｌｏｓｓ Ｍｅｔｅｒを使用して、押出方向に対する横方向（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）で測定することができる。

ＴＰＯ組成物は、様々な物品を製造するために使用することができ、その物品は、様々な用途で使用することができ、例えば、自動車のインテリア用途のためのＴＰＯソフトスキン、人工皮革シート用途、ならびに商用、オフロード、および海洋用途のためのソフトカバー、ならびに家具の表面用途のためのソフトカバーが挙げられる。

以下の実施例は、本発明をさらに詳細に説明するために提示されるが、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。すべての部および割合は、特に指示がない限り重量である。

発明例（Ｉｎｖ．Ｅｘ．）および比較例（Ｃｏｍｐ．Ｅｘ．）で使用される様々な配合成分、構成成分、または原料を、以下の表Ｉにおいて説明する。

実施例１～５および比較例Ａ～Ｃ
押出のための一般的な手順
着色剤を除いて、以下の表ＩＩに記載されている配合物は、構成成分を混合し、次いで、４２：１の２５ｍｍ共回転二軸スクリュー押出機（Ｃｅｎｔｕｒｙから入手可能）で約１４．５ｋｇ／時の速度で、その構成成分をコンパウンドすることによって、調製した。

比較例Ａ～Ｃの組成物は、軟質ＴＰＯスキンを製造するための従来の配合物であり、高溶融強度のエチレンコポリマーを、低メルトフローレートのポリプロピレンと共に利用する。発明例１～５の組成物は、＞３５ｄｇ／分のメルトフローレートを有するポリプロピレンを利用するときに、本発明の組成物にとって望ましい特性が達成されることを実証するために調製および試験する。

押出機のゾーン温度は、ゾーン１、２、および４～９でそれぞれ１４０℃、１９０℃、および２１５℃であった。２１５℃の温度でデュアル３ｍｍホールストランドダイを使用した。押出機は毎分２００回転（ＲＰＭ）で運転した。

コンパウンドされたペレットは、１．５インチ、２４：１の長さ：直径のＫｉｌｌｉｏｎ一軸スクリュー押出ラインで、シートに押出した。３０４．８ｍｍのコートハンガーダイを使用して、厚さ１．８ｍｍを有するシートを製造することができる。毛シボを含有するトップロールを備えた３ロール－スタックを使用して、約１７０μｍの深さのシボでフィルムをエンボス加工し、そのフィルムを冷却した。２％の一般的な黒色着色剤を配合物に乾式ブレンドして、色を付与した。基本的な実行条件を以下の表ＩＩＩに記載し、各配合に関する特定の溶融圧力およびＲＰＭを表ＩＶに報告した。

ポリプロピレンのメルトフローレートが増加すると、押出機での溶融圧力は低下した。これは、分別および低メルトインデックスポリプロピレンは典型的には加工剪断速度下でより高い溶融粘度を示すため、予想されることである。押出機が、配合１～配合３などの配合（“Ｆｏｒｍ．”）によって圧力またはトルクが限定される場合、高メルトフローポリプロピレンと一緒に、配合４から配合８を利用することによって、スループットを増加させることができる。

実験１－毛細管粘度
毛細管粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ－３８３５によって測定される。Ｘ４００－２００ダイ（（円錐角１２０°を有する直径１．０１６ｍｍ×長さ２０．３２０のダイ）を試験温度２１５℃で使用する。ポリマー剪断速度は、１０秒^－１～１，０００秒^－１の範囲である。

ポリプロピレンのメルトインデックスが０．５ＭＦＲ～３５ＭＦＲ～１２０ＭＦＲに増加すると、毛細管粘度が低下する。同様のメルトインデックスを有するポリプロピレンを含有する配合物は、コンパウンドされた系において同様のメルトインデックスを示す。配合１は、６８．６％の０．５ＭＦＲポリプロピレンを含有している。２のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合３は、配合１と比較した場合、１０秒^－１、１００秒^－１、および５００秒^－１の剪断速度それぞれに関して２６％、７％、および２％の溶融粘度の低下を示す。３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合４は、配合１と比較した場合、１０秒^－１、１００秒^－１、および５００秒^－１の剪断速度それぞれに関して６１％、４７％、および３３％の溶融粘度の低下を示す。１２０のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合７は、配合１と比較した場合、１０秒^－１、１００秒^－１、および５００秒^－１の剪断速度それぞれに関して８０％、６７％、および５７％の溶融粘度の低下を示す。

実験２－１９０℃での伸長粘度
伸長粘度測定は、ＥＶＦジオメトリアクセサリを備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＲＥＳ Ｃｌａｓｓｉｃ ＲＳＡＩＩＩを使用して行った。ＥＶＦジオメトリは、デュアルバレル設計で構成されている。機器変換器（上部）に接続されたバレルは、静止したままで、力を記録し、それをトルクに変換する。機器モーターに接続されたバレルは、時計回りに回転すると同時に、中央のバレルの周囲を、これまた時計回りに回転する。

提供された厚さ０．６ｍｍのシート（その厚さに圧縮成形した）から、油圧プレスと共にＣｈａｒｐｙダイを使用して、幅１０ｍｍの長方形ストリップを打ち抜いた。そのストリップを、はさみで、長さ２０ｍｍの試験片（４）に切断した。

試験環境は、ＡＲＥＳの強制対流オーブン（ＦＣＯ）を使用することによって制御した。ＦＣＯは、プラントの窒素環境を利用し、オーブンチャンバースペース内の１つの白金抵抗温度計で温度を測定する。ＥＶＦジオメトリを設置する際には、ジオメトリ全体が試験温度で確実に平衡化するように、機器を、１９０℃で約４５分間、予熱した。試料を充填したら、試験を開始し、試験片を平衡化させる時間を取るために、１２０秒の遅延を伸長粘度法に組み込んだ。遅延があっても、機器は、オーブンの空気温度が＋／－０．１０℃の範囲に収まるまでさらに待機してから試験を開始する。試料をクランプに充填した時間から、試験の予備延伸工程が開始するまで約２２０秒かかった。

ＥＶＦジオメトリ法は、予熱中の熱膨張によって引き起こされた試料で発生するたるみを修正するために、組み込み予備延伸から始めた。予備延伸の距離および速度は、オペレーターが選択した。試験の予備延伸部分の目的は、試料にわずかに張力をかけ、続いて、緩和期間（オペレーターが制御した）を設けて、試料を０グラムの力に近い張力に戻すことであった。試験の予備延伸部分が完了したら、プログラムされた伸長粘度実験を始めた。金属繊維を充填した試料の場合、ほとんどの場合、予備延伸、ならびに緩和の長さおよび時間は、それぞれデフォルト値の０．０５ｍｍおよび３０秒に設定した。緩和時間は、特定の試料がゼロフォースの開始点に戻るのに多少の時間が必要か否かに応じて変更した。

ＥＶＦジオメトリ実験は、０．１秒^－１の制御された歪速度で行った。当該歪速度を使用すると、各実験は完了するのに４０秒かかった。各試験の最後に、試料をクランプから取り出し、真ちゅう製のブラシを使用して固定具を洗浄し、オーブンを再び閉じ、１９０℃に戻した。

この伸長粘度試験は、Ｈｅｎｃｋｙ歪みの関数として粘度を測定する。熱成形用途では、歪みが増加するにつれて伸長粘度が増加することが望ましい。多くの部品は、熱成形中に最大１００％（１のＨｅｎｃｋｙ歪み）の引き抜きを経る場合がある。部品の引き抜き時に粘度が有意に増加しない場合は、高引き抜き領域において局所的に薄くなったり裂けたりする可能性がある。局所的に高レベルに歪みが生じている領域がさらに歪みを生じて、薄くなったり裂けたりするのを防止するためには、１．０：０．２５のＨｅｎｃｋｙ歪みにおける伸長粘度比が＞１．５であることが望ましい。

試験したすべての試料に関する１．０：０．２５のＨｅｎｃｋｙ歪みでの伸長粘度比は＞１．５である。その値は、ポリプロピレン部品のＭＦＲを増加させても、低下しない。この研究は、Ｈｅｎｃｋｙ歪みに対する伸長粘度の増加の傾きが同様であることを考えると、すべての部品が適切に形成されるはずであることを示している。

実験３－ショアＡ硬度
表Ｖに記載されているように、表Ｖに記載されているすべての配合試料のショアＡ硬度は＜９５である。これらの試料は、ＡＳＴＭＤ２２４０－１５に従って１０秒の遅延で試験されている。

実験４－室温における引張伸び
表Ｖに記載されているように、＜３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合試料に関する室温（２３℃および相対湿度［ＲＨ］５０％）の引張伸びは＞４００％である。＞３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有するすべての配合試料は、＜４００％の引張伸びを示す。

ＴＰＯスキンの引張特性は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定することができる。試験片は、指定されたジオメトリにダイカットする。試験は、室温の温度で押出の横方向において行うことができる。試料は、５００ｍｍ／分でのタイプＶのジオメトリを用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って試験する。

実験５－９５℃における引張伸び
表Ｖに記載されているように、０．５および２．０のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合試料の９５℃での引張伸びは＞４００％である。＞３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有するすべての配合試料は、＜４００％の引張伸びを示す。

ＴＰＯスキンの引張特性は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定することができる。試験片は、指定されたジオメトリにダイカットする。試験は、９５℃の温度で押出の横方向において行うことができる。試料は、５００ｍｍ／分でのタイプＶのジオメトリを用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って試験する。

実験６－室温での引裂強度
表Ｖに記載されているように、＜３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合試料に関する室温の引裂強度（２３℃および相対湿度５０％）は≧２０ｋＮ／ｍである。＞３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有するすべての配合試料は＜２０ｋＮ／ｍの引裂強度を示す。したがって、＞３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する配合試料は、引裂強度の低下を必要とする用途にとって望ましい可能性がある。

ＴＰＯスキンの引裂特性は、ＡＳＴＭＤ６２４によって測定することができる。試験片は、標準的なズボンのジオメトリを得るためにダイカットする。試験は、押出の機械方向で行うことができる。方法ＡＳＴＭＤ６２４は、２３℃の試験温度および５００ｍｍ／分の速度で利用される。

実験７－６０度（６０°）光沢度
６０°光沢度を、軟質ＴＰＯスキンのシボ側に関して、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ ４５６１ Ｍｉｃｒｏ－Ｇｌｏｓｓ Ｍｅｔｅｒを使用して、押出方向に対する横方向で測定した。さらに、３００ｍｍ×１００ｍｍ×０．７ｍｍのスキン外観が認められた。

図４に示すように、＞３５のＭＦＲを有するポリプロピレンを含有する軟質ＴＰＯシートの光沢レベルは低下する。これは、軟質ＴＰＯスキンの光沢レベルが＜２．０であることを多くのＯＥＭが望んでいることから望ましい。

Claims (8)

1. 熱可塑性オレフィン組成物であって、
   （ａ）毎分１．０デシグラム未満のメルトフローレートを有し、かつ２．５未満の損失係数の高溶融強度を有するエラストマーであって、前記エラストマーの濃度が、ポリプロピレンに対して、０．６～０．８のエラストマーの割合である、エラストマーと、
   （ｂ）毎分３５デシグラムを超えるメルトフローレートを有し、かつエラストマーに対して、０．２以上のポリプロピレンの割合の濃度で存在するポリプロピレンと、を含み、
   前記熱可塑性オレフィン組成物が、９５未満のショアＡ硬度と、１．０：０．２５のＨｅｎｃｋｙ歪みにおける１．５を超える伸長粘度比と、を有する化合物を提供する、熱可塑性オレフィン組成物。
2. 前記エラストマー、すなわち構成成分（ａ）が、エチレン－アルファポリマー構成成分である、請求項１に記載の組成物。
3. 前記エラストマー、すなわち構成成分（ａ）が、１立方センチメートル当たり０．８５～０．８９グラムの密度を有する、請求項１に記載の組成物。
4. 前記エラストマーが、０．１ラジアン／秒の速度および１８０℃において動的機械分光法に従って試験したときの、１．０未満のメルトインデックスおよび２．５未満の損失係数と、１０パーセント以下の歪みと、を有するエチレン－アルファオレフィンエラストマーである、請求項１に記載の組成物。
5. 前記エラストマーの溶融損失係数前記ポリプロピレンの溶融損失係数の割合が、毎秒０．１ラジアンおよび１８０℃において平行プレートレオメーターによって測定した場合に、０．２５未満である、請求項１に記載の組成物。
6. 前記ポリプロピレン、すなわち構成成分（ｂ）の濃度が、エラストマーに対して０．２～０．４のポリプロピレンの割合である、請求項１に記載の組成物。
7. （ａ）毎分１．０デシグラム未満のメルトフローレートを有するエラストマーと共に（ｂ）毎分３５デシグラムを超えるメルトフローレートを有するポリプロピレンを混合することを含む、熱可塑性オレフィン組成物を作製するためのプロセス。
8. （１）１．０：０．２５のＨｅｎｃｋｙ歪みにおける１．５超の伸長粘度比と、（２）９５未満のショアＡ硬度と、（３）毎分５００ミリメートルでＡＳＴＭ Ｄ６３８－１４タイプＶに従って試験したときの、２３℃および９５℃での４００パーセント未満の引張伸びと、を同時に示す、請求項１に記載の組成物から作製された熱可塑性オレフィンスキン物品。
   
   

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