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

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 Download PDF

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Description

本発明は、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットおよびそれから得られ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に関するものであり、さらに詳しくは、冷熱サイクル環境下で亀裂が発生しない成形体が得られるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットおよびそれから得られ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に関するものである。
ポリプロピレン樹脂は、成形性や耐薬品性に優れ、比重も小さいため、汎用樹脂として広く利用されており、ポリプロピレン樹脂の剛性や衝撃強度等の機械的強度を向上させるために、フィラーやガラス繊維を配合することが知られている。
例えば、特開平3−121146号公報には、長繊維で強化され機械的強度等が向上した成形用ポリオレフィン樹脂組成物として、ポリオレフィンと変性オレフィン系重合体からなる樹脂成分と強化用繊維を含有してなり、該繊維が実質上その全てが少なくとも2mm以上の長さを有し且つ互いにほぼ平行な状態で配列している長繊維強化成形用ポリオレフィン樹脂組成物が記載されている。
特開平3−121146号公報
しかし、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は、温度の上下の変化が大きい環境下において、長期間使用されることから、車両前部構造体に亀裂が発生し、車両前部構造体の機械的強度が低下することや、車両エンジンルーム内に配されるタンクに亀裂が発生し、車両エンジンルーム内に配されるタンクから気体または液体の漏れが発生することがあり、改良が強く望まれていた。
かかる状況の下、本発明の目的は、冷熱サイクル環境下で亀裂が発生しない成形体が得られるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットおよびそれから得られ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を提供することにある。
本発明者等は、鋭意検討の結果、本発明が、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
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。)
また、本発明の一は、
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。
本発明によれば、冷熱サイクル環境下で亀裂が発生しない成形体が得られるガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂ペレットおよびそれから得られ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を得ることができる。
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂(成分(A))は、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))を含有するポリプロピレン樹脂である。また、プロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))としては、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やMFRが異なる少なくとも2種のプロピレン系ランダム共重合体を併用してもよい。
また、ポリプロピレン樹脂(成分(A))は、前記の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))とを含有するポリプロピレン樹脂であってもよい。
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))として、具体的には、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィンランダム共重合体等が挙げられる。
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。
ポリプロピレン樹脂(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は、0.7〜3重量%であり、機械的強度および冷熱サイクル環境下での機械的強度の低下を抑制するという観点から、好ましくは0.7〜2.5重量%であり、より好ましくは0.8〜2.3重量%である。ただし、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。
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))のみを含有する場合、プロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))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%であり、機械的強度および冷熱サイクル環境下での機械的強度の低下を抑制するという観点から、好ましくは0.7〜2.5重量%であり、より好ましくは0.8〜2.3重量%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)としては、通常、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0.1〜5重量%であるプロピレン系ランダム共重合体が用いられる。
また、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%になるように、好ましくは、機械的強度の観点から、0.7〜2.5重量%になるように、より好ましくは0.8〜2.3重量%になるように、ポリプロピレン樹脂(成分(A))に含有される成分(A−I)と成分(A−II)の含有量を調整すれば良い。
ポリプロピレン樹脂(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は、“新版 高分子分析ハンドブック”(日本化学会、高分子分析研究懇談会編 紀伊国屋書店(1995))に記載されているIR法またはNMR法を用いて測定する。
ポリプロピレン樹脂(成分(A))の135℃ テトラリン中の極限粘度は1.15〜1.5dl/gである。1.15dl/g未満では、衝撃強度や疲労特性等の機械強度が低下することがあり、1.5dl/gを超えた場合、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂の成形が困難になることがある。
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。
ポリプロピレン樹脂(成分(A))は、衝撃強度や剛性等の機械的強度の観点から、不飽和カルボン酸またはその誘導体によって、その一部または全てが、変性されたポリプロピレン樹脂を含有していても良い。なお、上記の不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、後述する変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))に用いられる不飽和カルボン酸またはその誘導体と同様のものが挙げられる。
ポリプロピレン樹脂(成分(A))、プロピレン系ランダム共重合体(成分(A−I))またはプロピレン単独重合体(成分(A−II))の製造方法としては、“新ポリマー製造プロセス”(佐伯康治編集、工業調査会(1994))、特開平4−323207号公報、特開昭61−287917号公報等に例示されている溶液重合法、スラリー重合法、バルク重合法、気相重合法等の方法が挙げられる。また、これらの方法を組み合わせたせ製造方法も挙げられる。
成分(A)、成分(A−I)または成分(A−II)の製造に用いられる触媒としては、公知の種々の触媒が挙げられ、好ましくは、チタン原子、マグネシウム原子及びハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られるマルチサイト触媒や、メタロセン錯体等を用いて得られるシングルサイト触媒が挙げられる。
本発明で用いられるガラス繊維(成分(B))は、重量平均繊維長が2〜20mmであるガラス繊維であり、重量平均繊維長として、好ましくは、射出成形へ適用の容易さの観点から、3〜15mmである。
ガラス繊維を収束するために収束剤を用いても良く、収束剤としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂,ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、澱粉、植物油等が挙げられる。さらに変性ポリオレフィン樹脂、表面処理剤、パラフィンワックス等の潤滑剤を配合しても良い。
また、ガラス繊維(成分(B))を、樹脂との濡れ性や接着性などを良好なものとするために、表面処理剤で予め処理しても良い。表面処理剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、クロム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、ボラン系カップリング剤などが挙げられる。これらの中で好ましくは、シラン系カップリング剤またはチタネート系カップリング剤であり、より好ましくはシラン系カップリング剤である。
シラン系カップリング剤としては、例えば、トリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらの中でも好ましくは、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン類である。
ガラス繊維(成分(B))を、上記の表面処理剤で処理する方法としては、従来から慣用されている方法、例えば、水溶液法、有機溶媒法、スプレー法等が挙げられる。
本発明で用いられる重金属不活性化剤(成分(C))としては、公知の金属不活性化剤が挙げられ、例えば、高分子添加剤の新展開(第76〜85頁(日刊工業新聞社))、特開平8−302331号公報に記載されているベンゾトリアゾール誘導体、−CO−NH−で表される基を1つ以上有する化合物類(例えば、シュウ酸誘導体、サリチル酸誘導体、ヒドラジド誘導体、ヒドロキシ安息香酸アニリド誘導体)、硫黄含有ホスファイト類等が挙げられる。これらの重金属不活性化剤を単独で用いても良く、少なくとも2種を併用しても良い。
好ましくは、−CO−NH−で表される基を1つ以上有する化合物類(例えば、シュウ酸誘導体、サリチル酸誘導体、ヒドラジド誘導体)、硫黄含有ホスファイト類から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
より好ましくは、ベンゾトリアゾール、2,4,6−トリアミノ−1,3,5−トリアジン、3,9−ビス[2−(3,5−ジアミノ−2,4,6−トリアザフェニル)エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、エチレンジアミン−テトラアセチックアシッドまたはエチレンジアミン−テトラアセチックアシッドのアルカリ金属塩(Li,Na,K)塩、N,N’−ジサリチリデン−エチレンジアミン、N,N’−ジサリチリデン−1,2−プロピレンジアミン、N,N’’−ジサリチリデン−N’−メチル−ジプロピレントリアミン、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、デカメチレンジカルボキシリックアシッド−ビス(N’−サリチロイルヒドラジド)、ニッケル−ビス(1−フェニル−3−メチル−4−デカノイル−5−ピラゾレート)、2−エトキシ−2’−エチルオキサニリド、5−t−ブチル−2−エトキシ−2’−エチルオキサニリド、N,N−ジエチル−N’,N’−ジフェニルオキサミド、N,N’−ジエチル−N,N’−ジフェニルオキサミド、オキサリックアシッド−ビス(ベンジリデンヒドラジド)、チオジプロピオニックアシッド−ビス(ベンジリデンヒドラジド)、イソフタリックアシッド−ビス(2−フェノキシプロピオニルヒドラジド)、ビス(サリシロイルヒドラジン)、N−サリシリデン−N’−サリシロイルヒドラゾン、2’,3−ビス[[3−[3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド、
トリス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチル)フェニル−5−メチル]−フェニルホスファイト、ビス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−5−メチルフェニル]−ペンタエリスリトール−ジフォスファイト、テトラキス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−5−メチルフェニル]−1,6−ヘキサメチレン−ビス(N−ヒドロキシエチル−N−メチルセミカルバジド)−ジフォスファイト、テトラキス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−5−メチルフェニル]−1,10−デカメチレン−ジ−カルボキシリックアシッド−ジ−ヒドロキシエチルカルボニルヒドラジド−ジフォスファイト、テトラキス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−5−メチルフェニル]−1,10−デカメチレン−ジ−カルボキシリックアシッド−ジ−サリシロイルヒドラジド−ジフォスファイト、テトラキス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−5−メチルフェニル]−ジ(ヒドロキシエチルカルボニル)ヒドラジド−ジフォスファイト、テトラキス[2−t−ブチル−4−チオ(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−5−メチルフェニル]−N,N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド−ジフォスファイト、2,2’−オキサミドビス[エチル3−(3,5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]である。
本発明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には、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))とを含有する樹脂混合物(成分(1))を用いても良く、変性ポリオレフィン樹脂(成分(D)は、
(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。
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))の製造方法としては、例えば、“実用 ポリマーアロイ設計”(井出文雄著、工業調査会(1996年発行))、Prog. Polym. Sci.,24,81−142(1999)、特開2002−308947号公報等に記載されている方法が挙げられ、溶液法、バルク法、溶融混練法のいずれの方法を用いてもよい。また、これらの方法を組み合わせた製造方法を用いてもよい。
変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))の製造に用いられる不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
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。
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))として、好ましくは、
(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。
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))の構造単位である不飽和カルボン酸および/またはその誘導体に由来する構造単位の含有量としては、衝撃強度、疲労特性、剛性等の機械的強度の観点から、好ましくは0.1〜10重量%である。
変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))が、
(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。
変性ポリオレフィン樹脂(成分(D))が、
(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。
本発明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が、成分(A)と成分(B)と成分(C)を含有する場合、
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。
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)])は、0.15/100〜5/100であり、好ましくは0.17/100〜2/100、より好ましくは0.20/100〜1/100である。成分(C)の量が過少であると、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の金属接触環境下での耐久性が低下することがあり、成分(C)の量が過多であると、成形時に金型汚染等のトラブルが発生することがある。
本発明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が、本発明において、成分(A)と成分(B)と成分(C)と成分(D)を含有する樹脂混合物(成分(1))である場合、
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。
また、成分(1)100重量部に対して、成分(B)が40〜240重量部であり、好ましくは、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造及び成形のしやすさの観点から、50〜190重量部である。
そして、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であり、好ましくは0.17/100〜2/100であり、より好ましくは0.20/100〜1/100である。成分(C)の量が過少であると、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の金属接触環境下での耐久性が低下することがあり、成分(C)の量が過多であると、成形時に金型汚染等のトラブルが発生することがある。
樹脂混合物(成分(1))の135℃ テトラリン中の極限粘度は1.15〜1.5dl/gである。1.15dl/g未満では、衝撃強度や疲労特性等の機械強度が低下することがあり、1.5dl/gを超えた場合、ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂の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。
本発明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には、必要に応じて、他のポリプロピレン樹脂、造核剤や結晶化促進剤を配合しても良い。また、必要に応じて、一般にポリプロピレン樹脂に添加される公知の物質、例えば、中和剤、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、気泡防止剤、難燃剤、難燃助剤、分散剤、帯電防止剤、滑剤、シリカ、染料や顔料等の着色剤、可塑剤等をさらに添加しても良い。
本発明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の長さは2〜20mmであり、ガラス繊維(成分(B))がペレットと同じ長さで互いに平行に配列している。特に、成形加工操作が容易な射出成形に適用し、射出成形性を損なうことなく優れた強度を保持した成形品を得るためには、ペレットの長さとして、好ましくは2〜15mmであり、より好ましくは3〜15mmである。
本発明のペレットにおいて、ガラス繊維(成分(B))がペレットと同じ長さであるということは、特開2002−5924号公報に記載されている方法によって測定されたペレットに含有されたガラス繊維(成分(B))の重量平均繊維長が、ペレット長の90〜110%であることをいう。
本発明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の製造方法としては、プルトルージョン成形法が挙げられる。プルトルージョン成形法は、基本的には連続した繊維束を引きながら樹脂を含浸させる方法であり、例えば、
(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。
また、上記のプルトルージョン成形法において、樹脂の含浸操作は1段で行なってもよく、2段以上に分けて行ってもよい。また、プルトルージョン成形法によって製造されたペレットと溶融混練法によって製造されたペレットをブレンドしても構わない。
本発明の車両前部構造体は、車両の前部に組み込まれるものであり、一般に、ラジエータ用ファンを収納する部品であるシュラウドまたはシュラウド固定部を有しており、例えば、フロントエンドパネル、バルクヘッドおよびフロントエンドキャリアが挙げられ、それらのいずれかであることが好ましい。また、本発明の車両エンジンルーム内に配されるタンクは、リザーブタンク、ウオシャータンクが挙げられる。
本発明の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の成形方法としては、公知の成形法が挙げられ、好ましくは、ガラス繊維強化樹脂用に設計された深溝のスクリューを用いて溶融混練し成形する方法であり、これによって高度に機械的強度を保持した車両前部構造体を得ることができる。
以下、実施例および比較例により本発明を説明する。
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。
(2)評価用サンプルの製造方法
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
(3)冷熱サイクルによる評価用サンプルの状態調整
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。
実施例および比較例における評価方法を以下に示した。
(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。
(2)冷熱サイクル後の単位面積あたりのエア漏れ速度(cc/cm2/h)
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)])
実施例1
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。
実施例2
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。
比較例1
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。
Figure 0004628749
A−1: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=2.0重量%)
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%)
B−1:ガラス繊維(繊維径16μm)
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−1:3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−(β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)
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)

  1. 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。)
  2. 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
  3. 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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