JP3545011B2 - 装飾表面を有する成形品製造用のポリプロピレン成形用組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、成形品の表面が独特の装飾効果を呈し及び特に自動車の内装に使用される成形品を製造するための成形用組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ａ、Ｂ及びＣピラーのカバーのような自動車の内装トリムは、現在では通常、射出成形による熱可塑性樹脂から製造される。近年、好ましい材料は強化され、且つバルク着色されたポリプロピレンである。視覚的理由から、これらの成形品には表面構造が施されている。これらの構造物は、射出成形において、対応する型彫りによって得られる。その結果、構造的であり、且つ着色されており、しかし均質な表面の外観を呈する成形品となる。
【０００３】
外観及び快適さに関して増しつつある要求に応じるために、トリムを着色したり又はトリムをフィルム若しくは繊維材料でラミネートすることができる。ラミネートは、それぞれの場合で接着剤によってなされる。支持体材料の性質によっては、火炎処理やコロナ放電のような成形品の前処理が、優れた接着を達成するために必要である。これらの個々の方法は、比較的高いコストがかかる。更にこれに関連する不都合には、望ましくない曇り作用がある。
【０００４】
曇りは、自動車の窓特にフロントガラス上に（蒸発性）揮発性内部装備品が結露することによって生じる。曇りの度合いは、様々な要因に依存し、そして支配的な温度条件に依存する。接着剤はしばしば比較的高い割合で揮発性物質を含むので、接着剤ラミネート成形品は実質的に通常重大な曇りを助長する可能性を有している。。
【０００５】
更に、設計の自由度に関して、接着剤ラミネート成形品においても不都合が生じ得る。ラミネート操作の間において布帛及びフィルムの変形能が制限されているので、支持体部材の幾何学な設計に関して、ラミネートを考慮しなければならないかもしれない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それ故に、本発明の目的は、射出成形する場合に、繊維様の外観を有する成形品を与える材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明によれば、装飾効果を有する成形品を製造するためのプロピレン成形用組成物であって、プロピレンのポリマー及び該成形用組成物を基準として、繊維長０．５〜１８ｍｍの炭素繊維を０．３〜３重量％を含むものが提供される。
【０００８】
もしガラス繊維又はタルク及び／又はエラストマーのような強化剤によって付加的に変性されるのが望まれるならば、着色ポリプロピレン（ＰＰ）に異なった色の繊維を付与することが原理的には可能である。熱的及び機械的に強い抵抗をもつ繊維、例えば熱可塑性ポリエステル、ポリアミド又はポリアクリロニトリルを約０．５〜３％の量のポリプロピレンと混合することができ、更に押出機の中でポリプロピレンと均質に混合し得る。そのようにして製造され、且つ粒状の表面模様が施された試験シートは、繊維のような外観を有する。しかしながら幾何学的に要求される長い流路を有するような広面積成形品を製造するための努力も、不十分ではありながら続けて行われていた。その理由はポリエステル、ポリアミド又はポリアクリロニトリル繊維の耐熱性及び機械的抵抗性が不十分であることによる。ポリプロピレンの射出成形には約２３０〜２７０℃の加工温度が必要であり、そして、均質化の間のスクリュー射出成形機内に生じる原料の剪断作用、及び高温のチャンネルと狭いゲートを通して材料が流れることに起因して、繊維は極めて大きな熱損傷を受ける。更に高い加工温度と相俟って、これらの剪断力は場合によっては、繊維の幾何学構造を崩壊する。
【０００９】
ウール又はコットンのような有機繊維は、剪断に関して、より一層抵抗性のある事が判明した。しかしながら、熱的負荷の結果として、通常の加工温度においても射出成形機の中での短い滞留時間の後でさえ、変色が生じ、その結果、製造停止中に褐色化が起こり、且つ部分的な分解が生じる。
【００１０】
上記の目的は炭素繊維の使用によって達成され得る事が判明した。
【００１１】
ポリマーを強化するための炭素繊維の使用法は、それ自体公知である。通常切断した炭素繊維の１０〜２０％を、ポリマーの機械的性質（曲げ強さ他）を大きく改良するためにポリマーに添加する。
【００１２】
従って、本発明は、装飾効果を有する成形品の製造のためのポリプロピレン成形用組成物に関するものである。該成形用組成物は、プロピレンのポリマー、及び該成形用組成物を基準として、０．５〜１８ｍｍの繊維長の炭素繊維を０．３〜３重量％含んでいる。
【００１３】
本発明によれば、成形用組成物のためのベース材料は、
ａ）アイソタクチックポリプロピレン又はエチレンを１５重量％まで、好ましくは１０重量％まで含むプロピレンのコポリマーの、９５〜５０重量％、好ましくは９５〜７０重量％、
ｂ）ポリプロピレンと相容性のあるゴム様のコポリマーの、５〜５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、及び
ｃ）強化用充填剤の、１０〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％、
から成る。
【００１４】
ＤＩＮ５３ ７３５に従って測定したメルトフローインデックスＭＦＩ２３０／５が１〜９５ｇ／１０ｍｉｎであるプロピレンのホモポリマー又はコポリマーが好ましい。
【００１５】
適切なゴム様のコポリマーは、特に、イ）３０〜７０重量％のエチレン及び７０〜３０重量％のプロピレンから成るアモルファスコポリマー、ロ）エチレン、プロピレン及び５重量％までのジエン（好ましくはエチリデンノルボルネン又は１，４−ヘキサジエン）から成るターポリマー、ハ）エチレン及び１０〜４５重量％のビニルアセテートから成るコポリマー、又はニ）スチレン及びブタジエンのブロックコポリマー若しくはスチレン及びイソプレンのブロックコポリマー（分子の両端にはポリスチレンブロックがある）である。
【００１６】
本発明において使用される強化用充填剤は、好ましくはタルク、チョーク、ガラス繊維又はガラスビーズである。
【００１７】
本発明において使用される装飾材料は、０．５〜１８ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍの長さを有する炭素繊維である。添加される量は成形用組成物の総量を基準として、０．５〜３％、好ましくは１〜２％である。
【００１８】
本発明による成形用組成物は、更に加工を簡単にし、且つ物理的性質を改良するための通常の添加剤を含んでいてもよい。そのような添加剤の例は、光安定剤及び熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、並びに着色顔料及び防炎加工剤である。はじめの群は成形用組成物中に、ポリマー（充填剤を加えて）の量を基準に計算して、一般に０．０１〜５重量％存在する。充填剤、着色顔料及び防炎加工剤は、要求に対応する量で用いられる。
【００１９】
本発明による成形用組成物の加工条件は、ポリプロピレンの加工において、通常使用される条件と同じである。コンパウンドがノズルから離れて直ぐ後に測定された加工温度は、成形品の寸法や複雑さに依存するが、２４０〜２８０℃の範囲である。金型温度は、一般に４０〜７０℃である。
【００２０】
加工するのが困難な特に広大な面積の成形品を製造する場合、これらの製品に色又は特性の損傷が生じないようにするために、特に高い加工温度が選択されてもよい。
【００２１】
淡色、好ましくは白色、灰色、青色又は茶色であるポリマーを使用する場合、最適な効果が得られる。この効果は、成形品の表面処理によっても影響を受け得る。
【００２２】
適切な加工方法は、例えば射出成形、押出成形及び押出吸込成形である。
【００２３】
以下の実施例によって本発明を更に詳しく説明する。
【００２４】
【実施例１】
長さ１２２０ｍｍ、幅７６ｍｍ及び壁の厚み２．３ｍｍを有すヨーロッパの中間サイズの車におけるＡピラーのトリムを、射出成形によって製造した。射出は、中央の３ポイントゲートにわたって行った。ゲートの直径は１．５ｍｍ、その間隔は１２ｍｍであった。長い流路ではあるが、２キャビテイ金型に十分に充填するために、２７０〜２７５℃の溶融温度を使用しなければならなかった。型締力１３００ｋＮである射出成形機を使用した。スクリューの直径は９０ｍｍであった。バレルの設定温度は（供給ホッパーから順に）２４０、２６０、２８０、２８０、２９４℃であった。全サイクル時間は６０秒であった。
【００２５】
使用した材料は、２０％のタルクを含むＰＰコポリマーであった。ベースカラーは淡灰色であった。ＭＦＩ ２３０／５は、５５ｇ／１０分であった。長さ６ｍｍ、直径２２マイクロメートルの炭素繊維２％を、該コポリマーと混合した。隣接する布帛ラミネートヘッドライナーに細目構造を施したピラートリムに、所望された視覚的な色合せをすることが、完全に達成された。比較的高い溶融温度が必要にもかかわらず、要求された製造信頼性が達成された。製造停止の間でさえ、繊維の添加によって引き起こされる色ずれ又は特性の変化は、生じなかった。
【００２６】
【参考例１】
ラウドスピーカーグリルが組み込まれた自動車用ドアポケットの製造のために、１５％の短いガラス繊維で以て補強し、淡青色のベース着色剤を有し、且つ炭素繊維を１重量％添加したＰＰコポリマーを使用した。炭素繊維の繊維の長さは３ｍｍ、直径６はマイクロメートルであった。グリルの線条細工模様ために、及びその結果として射出成形の条件（薄ウェブ、長い流路、数多くのウェルドライン）が困難なために、２６５℃を超える材料温度が必要であった。必要とされている優れた衝撃強さに対する損傷は、完成品において生じなかった。加工温度や加工時間が変動してさえも、繊維の添加によっては色の変化は起こらなかった。
【００２７】
【実施例２】
コーヒー濾過器のハウジングの製造のために、１０％のタルクを含み、炭素繊維１％を含み、且つ淡茶色のベース着色剤を有するＰＰホモポリマーを使用した。炭素繊維の繊維の長さは１ｍｍであり、直径８はマイクロメートルであった。ハウジングは、フィルムヒンジを介して中心部分と連結しているベース及び蓋と共に、一片として製造された。これらのフィルムヒンジは、射出の観点からは、重大な障壁となり、これを克服するのは極めて困難である。それ故にＭＦＩ２３０／５が８５ｇ／１０分であるポリプロピレンを選択し、そして材料温度を２６５℃に選択した。これによって金型に最適に充填することができた。比較的高い材料温度及びフィルムヒンジの狭いポイントで生じる剪断にもかかわらず、色変化又は材料損傷は生じなかった。
【００２８】
【参考例２】
商業用車の内部のためのハンドレールを、押出吸込成形機（スクリュー直径４５ｍｍ）で製造した。使用した材料は、ＭＦＩ２３０／５が０．５ｇ／１０分であり、炭素繊維を０．５重量％含み、且つ白色のベース着色剤を有する高分子量ＰＰコポリマーであった。炭素繊維の繊維の長さは１８ｍｍであり、直径１２はマイクロメートルであった。材料温度は２２０℃であった。加工の結果、繊維は長さ方向（すなわち溶融押出方向）に配向した。この配向によって、微細表面構造と共に透明な装飾効果が得られた。

Claims (5)

1. 装飾効果を有する成形品を製造するためのポリプロピレン成形用組成物であって、プロピレンポリマー； 繊維長０．５〜１８ｍｍの炭素繊維を０．３〜３重量％；及び１０〜５０重量％のタルク（いずれも、該成形用組成物の重量を基準として）を含む成形用組成物。
2. 前記プロピレンポリマーが、
   ａ）アイソタクチックポリプロピレン、又は１５重量％までのエチレンを含むプロピレンコポリマーの９５〜５０重量％、；及び
   ｂ）ポリプロピレンと相容性であるゴム様のコポリマーの５〜５０重量％から成る、請求項１に記載の成形用組成物。
3. 前記プロピレンポリマーが、
   ａ）アイソタクチックポリプロピレン、又は１５重量％までのエチレン含むプロピレンコポリマーの７０〜９０重量％、；及び
   ｂ）ポリプロピレンと相容性であるゴム様のコポリマーの１０〜３０重量％から成るプロピレンポリマーを含む、請求項２に記載の成形用組成物。
4. 前記タルクの量が１０〜４０重量％である、請求項１に記載の成形用組成物。
5. プロピレンポリマーが、淡色のベース着色剤で着色される、請求項１に記載の成形用組成物。