JP3347892B2 - 着色された複合材料成形体の製造方法 - Google Patents

着色された複合材料成形体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィン系樹脂
組成物を用いた着色された複合材料成形体の製造方法に
関するものであり、更に詳しくは、高度な品質外観を有
し、生産性及びリサイクル性に優れ、日用雑貨、家電、
自動車外装部品等に用いることができる着色された複合
材料成形体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、金属が用いられていた日用雑貨、
家電、自動車等の分野ではデザイン選択性や加工性の良
さ並びに比重が金属の数分の一である等の理由から、近
年では製品の一部ないしは全部を樹脂化したものが多
い。こうした製品の多くは意匠性の観点から高品位の外
観が要求されるために着色される場合も少なくない。製
品の着色の方法としては、成形に用いる樹脂そのものに
着色剤を溶融混練する方法があり、又、自動車用バンパ
等の特に意匠性が要求されるものについては一般に成形
品に塗装を施す方法が多用されている。ところが、例え
ば、ポリプロピレンにタルクとエチレン・プロピレン共
重合ゴムを溶融混練せしめた樹脂組成物により剛性、衝
撃性等の機械的性能を向上させる際に成形品表面の外観
(光沢、鮮映性)が低下し、着色剤の樹脂への溶融混練
では高品質外観が得られないという問題がある。一方、
成形品に塗装を施す場合でも、設備費や運転費にかかる
費用は大きく、工程の合理化、ひいては塗装の省略化が
望まれている。また、環境問題の観点から注視される樹
脂製品のリサイクル問題について、塗装を施したもの
は、塗料成分(塗膜)が再生材料の機械的性能を著しく
低下させることが解明されており、これを解消する技術
も完全には確立されていないのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上述した
機械的性能向上のために無機充填剤等を配合した複合材
料による成形品の表面光沢、鮮映性の低下の問題を解消
し、かつ生産性、リサイクル性に優れた着色された複合
材料による成形体の製造方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
[発明の概要]本発明者等は、上記目的を達成するため
に、鋭意研究を重ねた結果、無機充填剤等を配合した複
合材料を基材層とし、特定の組成の樹脂組成物を表面層
として多層射出成形により積層せしめることにより上記
目的を達成することができることを見い出して本発明を
完成するに至った。すなわち、本発明の着色された複合
材料成形体の製造方法は、下記の樹脂組成物(A)から
なる成形体基材層と、樹脂組成物(B)からなる成形体
表面層とを多層射出成形により積層せしめることを特徴
とするものである。樹脂組成物(A): ポリオレフィン系樹脂 100重量部 無機充填剤 5〜50重量部 ポリオレフィン系ゴム又はスチレン系ゴム 0〜40重量部 着色剤 1〜5重量部 とを配合した樹脂組成物樹脂組成物(B): MFRが10〜100g/10分、光沢度が70%以上のポリオレフィン系樹 脂 100重量部 樹脂組成物(A)の着色剤と同色系の着色剤 0.1〜3重量部 とを配合した樹脂組成物(但し、着色剤の配合量は樹脂
組成物(A)における配合量を下回るものとする。)
【0005】[発明の具体的説明] [I] 原材料 (1) 樹脂組成物(A) 本発明の着色された複合材料成形体の製造方法において
成形体基材層と成形体表面層とからなる成形体の中の成
形体基材層を構成する素材としては、以下に示す(a) 〜
(d) の各成分を原材料として用いた樹脂組成物(A)が
使用される。 (a) ポリオレフィン系樹脂 ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエ
チレン、中・高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の
単独重合体、或いは、エチレンと、プロピレン、ブテン
−1、ヘキセン−1等との共重合体、プロピレンと、エ
チレン、ブテン−1等との共重合体等を挙げることがで
きる。
【0006】(b) 無機充填剤 無機充填剤としては、例えば、酸化カルシウム、酸化マ
グネシウム、シリカ、酸化チタン、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、塩基性炭
酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タル
ク、クレー、珪藻土、ゼオライト、マイカ、ガラス繊維
等を挙げることができる。無機充填剤の配合量は上記ポ
リオレフィン系樹脂100重量部に対して5〜50重量
部、好ましくは10〜40重量部の範囲内である。樹脂
組成物(A)中に含まれる無機充填剤の配合量が上記範
囲未満の場合は成形体表面層の収縮応力により成形体基
材層として著しい変形を生じる。また、上記範囲を超過
する場合は剛性が向上して変形量は減少するが、衝撃強
度が著しく低下する。
【0007】(c) ポリオレフィン系ゴム又はスチレン系
ゴム ポリオレフィン系ゴムとしては、例えば、エチレン・プ
ロピレン共重合体、エチレン・ブテン−1共重合体、エ
チレン・プロピレン・ジエン共重合体等を挙げることが
できる。スチレン系ゴムとしては、例えば、スチレン・
ブタジエン・スチレンブロック共重合体、スチレン・ブ
タジエン・スチレンブロック共重合体の水素添加物、ス
チレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、スチ
レン・イソプレン・スチレンブロック共重合体の水素添
加物等を挙げることができる。ポリオレフィン系ゴム又
はスチレン系ゴムの配合量は上記ポリオレフィン系樹脂
100重量部に対して0〜40重量部、好ましくは5〜
30重量部の範囲内である。樹脂組成物(A)中には、
耐衝撃性改良のためにポリオレフィン系ゴム又はスチレ
ン系ゴムを配合することが好ましいが、上記範囲を超過
する場合は剛性が低下するため成形体表面層の収縮応力
により成形体基材層として著しい変形を生じる。
【0008】(d) 着色剤 着色剤としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、
スレン系、染色レーキ、キナクリドン系、ジオキサジン
系、イソインドリノン系等の有機顔料、或いは、金属酸
化物系、クロム酸モリブデン酸系、硫化物セレン化物
系、フェロシアン化物系、珪酸アルミニウム系等の無機
顔料、或いは、染料等を挙げることができる。 着色剤
の配合量は上記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対
して1〜5重量部、好ましくは1〜3重量部の範囲内で
ある。樹脂組成物(A)中に含まれる着色剤の配合量が
上記範囲未満の場合は成形体基材層固有の色が表面に現
れて成形体としての外観が顕著に悪化する。また、上記
範囲を超過する場合は内部霞度が低下し成形体として鮮
映性が損なわれて外観が悪くなる。
【0009】(2) 樹脂組成物(B) 本発明の着色された複合材料成形体の製造方法において
成形体基材層と成形体表面層とからなる成形体の中の成
形体表面層を構成する素材としては、以下に示す(a) 〜
(b) の各成分を原材料として用いた樹脂組成物(B)が
使用される。 (a) ポリオレフィン系樹脂 ポリオレフィン系樹脂としては、上記樹脂組成物(A)
のポリオレフィン系樹脂の中から適宜選択して使用され
るが、JIS−K7210に基づき230℃で測定した
MFR(メルトフローレート)が10〜100g/10
分、好ましくは30〜100g/10分、かつJIS−
Z8741に基づく光沢度が70%以上、好ましくは8
0%以上のものとする必要がある。上記樹脂組成物
(B)中のポリオレフィン系樹脂のMFRが上記範囲未
満であると成形時に樹脂が十分に充填できずショートシ
ョットになる。また、上記範囲超過の場合はバリが発生
し易くなり、更に成形体の衝撃強度が低下する。また、
上記ポリオレフィン系樹脂の光沢度が上記範囲未満であ
ると成形体表面の光沢が損なわれ、外観が顕著に悪化す
る。
【0010】(b) 着色剤 着色剤としては、樹脂組成物(A)の着色剤と同色系の
着色剤であり、該同色系の着色剤の配合量は上記ポリオ
レフィン系樹脂100重量部に対して0.1〜3重量
部、好ましくは0.1〜1重量部である。上記同色系の
着色剤における「同色」とは、JIS−Z8730「色
差表示方法」に規定されるL表色系による色
差△Eabが25以内のもの、好ましくは10以内の
ものをいう。該同色系の着色剤の配合量は、成形体基材
層における樹脂組成物(A)の着色剤の配合量を下回る
量的範囲内で使用される。樹脂組成物(B)中に含まれ
る着色剤の配合量が上記範囲未満の場合は成形体に十分
な着色ができず、ポリオレフィン系樹脂特有の白濁色が
成形体表面に現れて外観が顕著に悪化する。また、上記
範囲を超過する場合は成形体表面層としての内部霞度が
低下し、成形体の鮮映性が損なわれて外観が悪くなる。
更に、樹脂組成物(B)中に含まれる着色剤の配合量が
樹脂組成物(A)に含有される着色剤の配合量よりも多
い場合も成形体の外観が悪くなる。
【0011】[II] 着色された複合材料成形体の製造 (1) 樹脂組成物の調製 上記樹脂組成物(A)及び樹脂組成物(B)の調製は、
上記各種原材料成分を上記配合割合で配合し、一軸押出
機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベ
ンダープラストグラフ、ニーダー等の通常の混練機を用
いて混練・造粒することによって製造することができ
る。この場合、各種原材料成分の分散を良好にすること
ができる混練・造粒方法を選択することが好ましく、通
常は二軸押出機を用いて混練・造粒が行なわれている。
【0012】(2) 成 形 上記樹脂組成物(A)及び樹脂組成物(B)を用いてな
る本発明の着色された複合材料成形体の製造方法は、樹
脂組成物(A)からなる成形体基材層と、樹脂組成物
(B)からなる成形体表面層とを公知の多層射出成形に
より積層せしめるものであり、具体的には、成形体基材
層を射出成形した後、該成形体基材層上に成形体表面層
を多層射出成形により積層せしめる方法、又は、成形体
表面層を射出成形した後、該成形体表面層上に成形体基
材層を多層射出成形により積層せしめる方法がある。こ
のいずれの方法も成形体表面層の成形温度は200〜2
60℃、特に220〜240℃とすることが好ましい。
上記温度範囲未満の温度では充填不良の虞があり、仮に
充填されたとしても、内部歪みが大きくなることから変
形が大きくなる。また、上記温度範囲を超える温度では
ポリオレフィン系樹脂自体が劣化を起こす虞があること
は既に周知のことである。また、成形体表面層の肉厚は
1〜2mmとするのが望ましく、成形体表面層の肉厚が
上記範囲未満であると樹脂が十分に充填できずショート
ショットになる傾向がある。また、上記範囲超過の場合
は高品質の外観を得難く、かつ成形体基材層が有する機
械的性能を製品に反映させることができず、更に変形が
大きくなる傾向がある。
【0013】[III] 複合材料成形体 本発明の着色された複合材料成形体の製造方法によって
製造される複合材料成形体は、前記樹脂組成物(A)を
射出成形することにより得られる成形体基材層と前記樹
脂組成物(B)を射出成形することにより得られる成形
体表面層とからなる多層構造の成形体である。また、こ
の成形体の層構成は、成形体基材層/成形体表面層の二
層構造に限らず、成形体表面層/成形体基材層/成形体
表面層の三層構造や、成形体基材層を芯層としてその周
りを成形体表面層によって被覆した構造とすることもで
きる。本発明の着色された複合材料成形体の製造方法に
よって得られる複合材料成形体は、機械的性能の向上の
ために無機充填剤を配合した複合材料による成形品の光
沢、鮮映性等の表面外観の低下の問題を解消し、高品位
の外観と優れた機械的性能を有すると共に、従来、製品
要求性能から塗装が不可欠であった製品についても塗装
の省略が可能となりリサイクル性に優れており、日用雑
貨品や家電部品のみならず、例えば、自動車バンパ等の
車両用外装部品等の製造にも有用である。
【0014】
【実施例】本発明を更に詳細に説明するため、以下に実
施例及び比較例を示し、具体的に説明する。ここでの試
験方法及び評価は、以下に示す通りである。 [I] 評価方法及び評価 (1) 試験方法 以下に示す各種評価は図1に示す箱型試験片(内寸は、
縦340mm、横185mm、深さ70mm)を用いて
行なった。なお、試験片の成形は高橋精器製KS−2C
−680型二色射出成形機を用いて行なった。
【0015】(2) 評 価光 沢 上記成形体試験片を用いて、JIS−Z8741に準拠
して測定した。測定角は60度とした。外 観 上記成形体試験片の表面外観を目視にて観察し、下記の
基準で判定した。 ◎:極めて良好 ○:良好 △:不良 ×:極めて不良変 形 上記成形体試験片を用いて、図2(a)及び図2(b)
に示す変形量(B−A)を成形後48時間にて測定し
た。なお、図2(a)及び図2(b)は、試験片を反ゲ
ート側から見た平面図であり、図2(a)は変形無き状
態のものの測定箇所を表わし、図2(b)は成形体表面
層の収縮応力により変形した状態のものの測定箇所を表
わす。流動性 上記成形体試験片を用いて、図3に示す成形体表面層の
ゲートからの最長の流動距離Cを測定した。面衝撃強度 図4に示す成形体試験片のD部を切削して得た80mm
×80mmのシートにて、成形後48時間にて高速衝撃
試験を行ない面衝撃強度を測定した。なお、試験機は島
津製作所製「サーボパルサーEHF−2H20L」を用
い、撃芯径5/8インチ(先端形状は半球)、試験速度
2.2m/秒、試験温度−30℃にて測定した。
【0016】[II] 実験例 実施例1〜5及び比較例1〜11 実施例1〜5及び比較例1〜10は、各々溶融混練して
得られた成形体基材層用及び成形体表面層用の樹脂組成
物(A)及び樹脂組成物(B)のペレットを、各々高橋
精器製KS−2C−680型二色射出成形機に供給し
て、図1に示す積層成形体試験片を成形し、上記各種評
価方法により評価を行なった。また、比較例11は溶融
混練して得られた成形体基材層用の樹脂組成物(A)の
ペレットを、高橋精器製KS−2C−680型二色射出
成形機に供給して、成形体基材層単層の成形体試験片を
成形し、上記各種評価方法により評価を行なった。な
お、樹脂組成物(A)及び樹脂組成物(B)としては、
ポリオレフィン系樹脂としてエチレン・プロピレンブロ
ック共重合体(以下、単に「EPP」と略記する。)
を、無機フィラーとしてタルクを、ゴムにはエチレン・
プロピレン共重合体ゴム(以下、単に「EPR」と略記
する。)を、顔料にはキナクリドン系赤色有機顔料を用
いた。以上の評価結果を表1〜表3に示す。なお、表中
における「部」は「重量部」を表わす。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】本発明の着色された複合材料成形体の製
造方法によって得られる着色された複合材料成形体は、
機械的性能の向上のために無機充填剤等を配合した複合
材料による成形品の光沢、鮮映性等の表面外観の低下の
問題を解消し、従来、製品要求性能から塗装が不可欠で
あった製品について塗装の省略を可能とした。従って、
生産工程の合理化等の著しい生産性の改善を行なうこと
ができる。得られる製品は高品位の外観と優れた機械的
性能を有すると共に、リサイクル性に優れており、日用
雑貨品、家電部品のみならず、例えば自動車バンパ等の
車両用外装部品等の製造においても有用な方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明実施例において用いた評価測定
用に成形された成形体試験片の箱の底面側から見た斜視
図を表わす。
【図2】図2(a)及び図2(b)は、図1の評価測定
用に成形された成形体試験片における変形量の測定箇所
を表わす箱の上面側から見た平面図である。
【図3】図3は、図1の評価測定用に成形された成形体
試験片の成形品表面層のゲートからの流動距離を測定し
て、流動性を測定するための斜視図である。
【図4】図4は、図1の評価測定用に成形された成形体
試験片の一部を切削して、面衝撃強度を測定するための
切削部位を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 成形体試験片 2 成形体基材層(樹脂組成物(A)) 3 成形体表面層(樹脂組成物(B)) A 変形なしの距離 B 変形時の距離 C 流動距離 D 測定用切削部位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 村 優 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株 式会社内 (72)発明者 山 内 計 彦 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株 式会社内 (56)参考文献 特開 平6−71829(JP,A) 特開 昭55−154159(JP,A) 特開 昭59−199227(JP,A) 特開 昭62−167048(JP,A) 特開 平4−191044(JP,A) 実開 平4−83752(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/24 B29C 45/46 - 45/63 B32B 27/00 - 27/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の樹脂組成物(A)からなる成形体基
    材層と、樹脂組成物(B)からなる成形体表面層とを多
    層射出成形により積層せしめることを特徴とする、着色
    された複合材料成形体の製造方法。樹脂組成物(A): ポリオレフィン系樹脂 100重量部 無機充填剤 5〜50重量部 ポリオレフィン系ゴム又はスチレン系ゴム 0〜40重量部 着色剤 1〜5重量部 とを配合した樹脂組成物樹脂組成物(B): MFRが10〜100g/10分、光沢度が70%以上のポリオレフィン系樹 脂 100重量部 樹脂組成物(A)の着色剤と同色系の着色剤 0.1〜3重量部 とを配合した樹脂組成物(但し、着色剤の配合量は樹脂
    組成物(A)における配合量を下回るものとする。)
  2. 【請求項2】成形体基材層を射出成形した後、該成形体
    基材層上に成形体表面層を多層射出成形により積層せし
    める請求項1に記載の着色された複合材料成形体の製造
    方法。
  3. 【請求項3】成形体表面層を射出成形した後、該成形体
    表面層上に成形体基材層を多層射出成形により積層せし
    める請求項1に記載の着色された複合材料成形体の製造
    方法。
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