JP4628749B2 - ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットからなる車両前部構造体および車両エンジンルーム内に配されるタンク - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の一は、
下記のポリプロピレン樹脂(成分(A))と、重量平均繊維長が2〜20mmであるガラス繊維(成分(B))と、重金属不活性化剤(成分(C))とを含有し、成分(B)の重量に対する成分(A)の重量の比(成分(A)/成分(B))が70/30〜30/70であり、成分(A)と成分(B)の合計重量に対する成分(C)の重量の比(成分(C)/[成分(A)+成分(B)])が0.15/100〜5/100であるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットに係るものである。
成分(A):エチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体と、プロピレンとを共重合して得られるプロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))10〜100重量%と、プロピレン単独重合体(成分(A−II))0〜90重量%を含有し(但し、成分(A)の全重量を100重量%とする)、135℃テトラリン中での成分(A)の極限粘度が1.15〜1.5dl/g以下であり、成分(A)に含有されるエチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体に由来する構造単位の含有量が0.7〜3重量%であるポリプロピレン樹脂(但し、成分(A)に含有される単量体に由来する構造単位の合計重量を100重量%とする。)
下記の樹脂混合物(成分(1))と、重量平均繊維長が2〜20mmであるガラス繊維(成分(B))と、重金属不活性化剤(成分(C))とを含有し、成分(1)100重量部に対して、成分(B)が40〜240重量部であり、成分(1)と成分(B)の合計重量に対する成分(C)の重量の比(成分(C)/[成分(1)+成分(B)])が0.15/100〜5/100であるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットに係るものである。
成分(1):下記のポリプロピレン樹脂(成分(A))と変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))とを含有し、成分(A)の重量に対する成分(D)の重量の比(成分(D)/成分(A))が0.1/99.9〜20/80であり、135℃テトラリン中での成分(1)の極限粘度が1.15〜1.5dl/gである樹脂混合物
成分(A):エチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体と、プロピレンとを共重合して得られるプロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))10〜100重量%と、プロピレン単独重合体(成分(A−II))0〜90重量%を含有し(但し、成分(A)の全重量を100重量%とする)、135℃テトラリン中での成分(A)の極限粘度が1.15〜1.5dl/g以下であり、成分(A)に含有されるエチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体に由来する構造単位の含有量が0.7〜3重量%であるポリプロピレン樹脂(但し、成分(A)に含有される単量体に由来する構造単位の合計重量を100重量%とする。)
さらに、本発明は、上記の車両前部構造体用ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットを溶融混練し、金型に供給し、固化させて得られた車両前部構造体または車両エンジンルーム内に配されるタンクに係るものである。
ポリプロピレン樹脂(成分(A))が、プロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))とプロピレン単独重合体(成分(A−II))とを含有する場合、成分(A−I)の含有量は、10重量%以上100重量%未満(すなわち、成分(A−II)の含有量は、0重量%を超え90重量%以下)であり、好ましくは、成分(A−I)が20重量%以上100重量%未満(すなわち、成分(A−II)の含有量は、0重量%を超え80重量%以下)であり、より好ましくは、成分(A−I)が25重量%以上100重量%未満(すなわち、成分(A−II)の含有量は、0重量%を超え75重量%以下)である。ただし、成分(A)の全重量を100重量%とする。
プロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))に用いられるα−オレフィンは、炭素数4〜20のα−オレフィンであり、例えば、1−ブテン、2−メチル−1−プロペン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、2−エチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−1−ブテン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、1−ヘプテン、メチル−1−ヘキセン、ジメチル−1−ペンテン、エチル−1−ペンテン、トリメチル−1−ブテン、メチルエチル−1−ブテン、1−オクテン、メチル−1−ペンテン、エチル−1−ヘキセン、ジメチル−1−ヘキセン、プロピル−1−ヘプテン、メチルエチル−1−ヘプテン、トリメチル−1−ペンテン、プロピル−1−ペンテン、ジエチル−1−ブテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン等が挙げられる。好ましくは、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンである。
なお、ポリプロピレン樹脂(成分(A))の極限粘度の測定方法は、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットから、キシレンを還流させながら抽出した樹脂を、135℃、テトラリン中にて、ウベローデ型粘度計を用いて測定する方法である。
(1)オレフィンの単独重合体に、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))
(2)少なくとも二種のオレフィンの共重合体に、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂、
(3)オレフィンを単独重合した後に少なくとも2種のオレフィンを共重合して得られるブロック共重合体に、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂、または、
(4)少なくとも1種のオレフィンと、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体を共重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂である。
前記の変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))は、単独で用いても良く、少なくとも2種を併用しても良い。
また、不飽和カルボン酸の誘導体としては、前記の不飽和カルボン酸の酸無水物、エステル化合物、アミド化合物、イミド化合物、金属塩等が挙げられ、その具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸モノアミド、マレイミド、N−ブチルマレイミド、メタクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
また、クエン酸やリンゴ酸のように、ポリプロピレンにグラフトする工程で脱水して不飽和カルボン酸を生じるものを用いてもよい。
不飽和カルボン酸および/またはその誘導体として、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸のグリシジルエステル、無水マレイン酸である。
(5)エチレンおよび/またはプロピレンに由来する単位をポリマーの主な構成単位とするポリオレフィン樹脂に、無水マレイン酸をグラフト重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂、または、
(6)エチレンおよび/またはプロピレンを主な成分とするオレフィンと、メタクリル酸グリシジルエステルまたは無水マレイン酸とを共重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂である。
(4)少なくとも1種のオレフィンと、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体とを、ランダム共重合またはブロック共重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂である場合、
不飽和カルボン酸および/またはその誘導体に由来する単位の含有量として、好ましくは3〜10重量%である。
(1)オレフィンの単独重合体に、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂である場合、
(2)少なくとも二種のオレフィンの共重合体に、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂である場合、または、
(3)オレフィンを単独重合した後に少なくとも2種のオレフィンを共重合して得られるブロック共重合体に、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリオレフィン樹脂である場合、
不飽和カルボン酸および/またはその誘導体に由来する単位の含有量として、好ましくは0.1〜10重量%である。
成分(B)の重量に対する成分(A)の重量の比(成分(A)/成分(B))は70/30〜30/70であり、好ましくは67/33〜33/67であり、さらに好ましくは65/35〜35/65である。成分(B)の量が過少であると、剛性や衝撃強度等の機械的強度の十分な補強効果が得られないことがあり、成分(B)の量が過多であると、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂の製造および成形が困難になることがある。
樹脂混合物(成分(1))に含有される成分(A)の重量に対する成分(D)の重量の比(成分(D)/成分(A))は0.1/99.9〜20/80であり、好ましくは85/15〜99.5/0.5であり、さらに好ましくは90/10〜99/1である。成分(D)の重量が過少であると、剛性や衝撃強度等の機械的強度への十分な補強効果が得られないことがあり、成分(D)の重量が過多であると、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂の製造および成形が困難になることがある。
なお、樹脂混合物(成分(1))の極限粘度の測定方法は、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットから、キシレンを還流させながら抽出した樹脂を、135℃、テトラリン中にて、ウベローデ型粘度計を用いて測定する方法である。
(1)樹脂のエマルジョン、サスペンジョンあるいは溶液を入れた含浸液の中に繊維束を通し、樹脂を含浸させる方法、
(2)樹脂の粉末を繊維束に吹き付けたのち、または、粉末を入れた槽の中に繊維束を通し繊維に樹脂を付着させたのち、樹脂を溶融して含浸させる方法、
(3)クロスヘッドの中に繊維束を通しながら、押出機等からクロスヘッドに樹脂を供給し含浸させる方法
等が挙げられ、好ましくは、上記(3)のクロスヘッドを用いる方法であり、より好ましくは、特開平3−272830号公報等に記載されているクロスヘッドを用いる方法である。
実施例および比較例における評価用サンプルの製造方法について以下に示す。
(1)ガラス繊維ペレットの製造方法
特開平3−121146号公報に記載されている方法により製造した。なお、含浸温度は270℃、引取速度は10m/分であり、用いたガラス繊維の繊維径は16μmであった。
下記の日本製鋼所製成形機を用いて、下記の条件で、上記(1)で得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形して、評価用サンプル(150mm×150mm、3mm厚の平板)を製造した。なお、原料配合時に、ガラス繊維強化ペレット100重量部に対して、顔料マスターバッチ(カーボンブラック濃度14重量%)を1重量部添加し、黒色に着色した。
日本製鋼所製成形機
型締力 :150t
スクリュー :長繊維深溝スクリュー
スクリュー径 :46mm
スクリューL/D:20.3
成形条件
シリンダー温度:250℃
金型温度 :50℃
背圧 :0MPa
上記(2)で得られた評価用サンプルを、0℃以下の低温、さらに100℃以上の高温での処理を1サイクルとして1000サイクル以下でこれを繰り返して行った。用いた装置は、タバイエスペック(株)製冷熱衝撃強度試験機(型式:TSR−103W)であった。
(1)極限粘度([η]、単位:dl/g)
得られたペレット1.0gにキシレン100mlを加え、135℃で還流し、ポリプロピレン樹脂をキシレン中に抽出した。抽出したポリプロピレン樹脂のキシレン溶液をメタノール1000mlに攪拌しながら滴下し、ポリプロピレン樹脂を再沈殿させて回収した。回収したサンプルを、135℃、テトラリン中にて、ウベローデ型粘度計を用いて測定した。
成形体中を亀裂が貫通している場合、エア漏れが発生するので、単位面積あたりのエア漏れ速度より、成形品中を貫通している亀裂の量を評価した。
冷熱サイクルにより状態調整した評価用サンプル(150×150mm、3mm厚平板)の片側の面に下記条件で加圧し、評価用サンプルの反対面側にでてくる気体の量が0.1cc(大気圧・室温条件下)になるまでの時間(h)を測定した。得られた時間(h)より、単位面積あたりのエア漏れ速度(cc/cm2/h)を算出した。
[測定条件]
加圧面積:12.57cm2(4cmφ)
加圧圧力:0.5kgkf/cm2
ガス種:空気
[算出式]
単位面積あたりのエア漏れ速度(cc/cm2/h)
=0.1/(12.57×[測定時間(h)])
特開平3−121146号公報に記載されている方法により、表1に記載した組成で、ガラス繊維含有量40重量%、ペレット長9mmのペレットを作成した。得られたペレットの極限粘度[η]測定の結果を表1に示した。用いたポリプロピレン樹脂(A−1)は、MFR=20g/10分、エチレン含有量=2.0重量%であり、用いた変性ポリオレフィン樹脂(D−1)は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂(MFR=60、無水マレイン酸グラフト量=0.6重量%)である。[成分(A)+成分(B)+成分(D)]100重量部に対して、配合した添加剤を表1に示した。なお、MFRはA.S.T.M. D1238に準拠し、温度230℃、荷重21.18Nで測定した値である。
なお、用いた無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、特開2002−308947公報に記載された方法によって作成した。
さらに得られたペレットを射出成形して得たサンプルを、冷熱サイクルにより状態調整した後、測定したサンプルの単位面積あたりのエア漏れ速度を表1に示した。
ポリプロピレン樹脂(成分(A))のエチレン含量を変更した以外は、実施例1と同様にしてサンプルの製造及び比較を行い、結果を表1に示した。
ポリプロピレン樹脂(成分(A))のエチレン含量を変更した以外は、実施例1と同様にしてサンプルの製造及び比較を行い、結果を表1に示した。
A−2:プロピレン系ランダム共重合体(MFR=20g/10分、エチレン含有量=1.0重量%)
A−3:プロピレン系ランダム共重合体(MFR=25g/10分、エチレン含有量=0.5重量%)
C−1:旭電化工業(株)製アデカスタブCDA−1M[主成分の化学名:3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール]
D−1:無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂(MFR=60、マレイン酸グラフト量=0.6重量%)
E−2:ジミリスチルチオジプロピオネート
E−3:ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート
E−4:ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト]
E−5:2,4−ジ−t−ブチルフェニル 3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート
E−6:グリセリンモノステレート
E−7:ステアリン酸カルシウム
Claims (3)
- 下記のポリプロピレン樹脂(成分(A))と、重量平均繊維長が2〜20mmであるガラス繊維(成分(B))と、重金属不活性化剤(成分(C))とを含有し、成分(B)の重量に対する成分(A)の重量の比(成分(A)/成分(B))が70/30〜30/70であり、成分(A)と成分(B)の合計重量に対する成分(C)の重量の比(成分(C)/[成分(A)+成分(B)])が0.15/100〜5/100であるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットを溶融混練し、金型に供給し、固化させて得られた車両前部構造体または車両エンジンルーム内に配されるタンク。
成分(A):
エチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体と、プロピレンとを共重合して得られるプロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))10〜100重量%と、
プロピレン単独重合体(成分(A−II))0〜90重量%とを含有し(但し、成分(A)の全重量を100重量%とする)、
135℃テトラリン中での成分(A)の極限粘度が1.15〜1.5dl/g以下であり、成分(A)に含有されるエチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体に由来する構造単位の含有量が0.7〜3重量%であるポリプロピレン樹脂(但し、成分(A)に含有される単量体に由来する構造単位の合計重量を100重量%とする。) - 成分(A)が、不飽和カルボン酸またはその誘導体によって、成分(A)の一部またはすべてが変性された変性ポリプロピレン樹脂である請求項1記載の車両前部構造体または車両エンジンルーム内に配されるタンク。
- 下記の樹脂混合物(成分(1))と、重量平均繊維長が2〜20mmであるガラス繊維(成分(B))と、重金属不活性化剤(成分(C))とを含有し、成分(1)100重量部に対して、成分(B)が40〜240重量部であり、成分(1)と成分(B)の合計重量に対する成分(C)の重量の比(成分(C)/[成分(1)+成分(B)])が0.15/100〜5/100であるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットを溶融混練し、金型に供給し、固化させて得られた車両前部構造体または車両エンジンルーム内に配されるタンク。
成分(1):下記のポリプロピレン樹脂(成分(A))と変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))とを含有し、成分(A)の重量に対する成分(D)の重量の比(成分(D)/成分(A))が0.1/99.9〜20/80であり、135℃テトラリン中での成分(1)の極限粘度が1.15〜1.5dl/gである樹脂混合物
成分(A):
エチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体と、プロピレンとを共重合して得られるプロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))10〜100重量%と、
プロピレン単独重合体(成分(A−II))0〜90重量%とを含有し(但し、成分(A)の全重量を100重量%とする)、
135℃テトラリン中での成分(A)の極限粘度が1.15〜1.5dl/g以下であり、成分(A)に含有されるエチレンおよびα−オレフィンからなる群から選ばれた少なくとも1種の単量体に由来する構造単位の含有量が0.7〜3重量%であるポリプロピレン樹脂(但し、成分(A)に含有される単量体に由来する構造単位の合計重量を100重量%とする。)
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