JP5636669B2 - 発泡成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
このような空調ダクトには、軽量性、断熱性が求められるので、一般に発泡させた樹脂の成形品が用いられる。
例えば、吸音・消音効果を持たせるために、内面を破泡させた中空成形品(例えば、特許文献1参照)、表面硬度および気泡変形率を特定したダクト(例えば、特許文献2参照)、空調ダクトの外表面に結露が発生することを防止するために、表面粗さを特定した発泡体ダクト(例えば、特許文献3参照)、多層構造とした車両用空気ダクト(例えば、特許文献4参照)が開示されている。
例えば、車両のルーフサイドの空調ダクトにおいて、側面衝突から搭乗者を保護するためのカーテンエアバッグが加圧ガスの勢いにより展開された場合、展開の際の衝撃によって、ルーフサイドの空調ダクトが飛散割れするおそれがある。
そのため、より安価な材料を用いて、軽量であり、且つ、耐衝撃性に優れる発泡成形体が成形できることが望まれている。
20≦W1≦60、10≦W2≦50、30≦W3≦50
を満たし、
前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの、230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値をM1(gf・g/10分)、前記プロピレン−エチレンブロックコポリマーの230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値をM2(gf・g/10分)、前記低密度ポリエチレンの230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値をM3(gf・g/10分)としたときに、
M1×W1/100+M2×W2/100+M3×W3/100≧17
を満たし、
前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの23℃での引張破壊伸びをE1(%)、前記プロピレン−エチレンブロックコポリマーの23℃での引張破壊伸びをE2(%)、前記低密度ポリエチレンの23℃での引張破壊伸びをE3(%)としたときに、
E1×W1/100+E2×W2/100+E3×W3/100≧200
を満たし、
前記基材樹脂における、前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの重量%W1が20≦W1<41を満たす、
ことを特徴とする。
また、耐衝撃性に優れる発泡成形品を成形することができる。
また、低密度ポリエチレンが30〜50wt%配合されているため、低コストで発泡成形品を成形できる。
実施形態として、本発明の製造方法により、車両用空調ダクト(ルーフサイドダクト)を製造する場合について説明する。
ルーフサイドダクト1は、平板上の横断ダクト3に支持されている。
横断ダクト3の一端には、空調エアを供給するためのエア供給口2が設けられており、該エア供給口から供給された空調エアは、横断ダクトの図示しない内部を流通して、ルーフサイドダクト1の中空部分に流入される。
そして、流入した空調エアは、ルーフサイドダクト1に設けられたエア排出口5から排出される。
発泡倍率が2.0倍未満であると、発泡倍率が上記範囲内にある場合と比較して、軽量化が不十分なものとなり、断熱性の効果も低く、結露が発生する虞がある。
−10℃における引張破壊伸びが40%未満であると、引張破壊伸びが上記範囲内にある場合と比較して、飛散割れが生じる場合がある。
常温時における引張弾性率が1000kg/cm2未満であると、引張弾性率が上記範囲内にある場合と比較して、ルーフサイドダクト1が変形する場合がある。
そして、カーテンエアバック7が加圧ガスにより展開された際、カーテンエアバック7の背後に配置されるルーフサイドダクト1にカーテンエアバック7の展開による衝撃が伝わることになる。
例えば、ボレアリス社製の「ダプロイ(WB130、WB135)」等を用いることができる。
例えば、日本ポリプロ株式会社製の「ニューフォーマー(FB3312)」等を用いることができる。
これらの中でも、発泡剤は、空気、炭酸ガス又は窒素ガスを用いることが好ましい。この場合、有体物の混入が防げるので、耐久性等の低下が抑制される。
(式1)
20≦W1≦60、10≦W2≦50、30≦W3≦50
(式2)
M1×W1/100+M2×W2/100+M3×W3/100≧17
(式3)
E1×W1/100+E2×W2/100+E3×W3/100≧200
そして、図3に示す押出ヘッド8のダイスリットより、押出速度700kg/時以上で円筒状のパリソン9として分割金型10同士の間に押出す。
その後、分割金型10同士を型締めしてパリソン9を挟み込んで、パリソン9内に0.05〜0.15MPaの範囲でエアを吹き込み、ルーフサイドダクト1を形成する。
PP2:ボレアリス社製、商品名「ダプロイ(WB135)」
PP3:日本ポリプロ株式会社製、商品名「ニューフォーマー(FB3312)」
LDPE:住友化学株式会社製、商品名「スミカセン(F108−1)」
また、MFRは、JIS K−7210に準じて試験温度230℃、試験荷重2.16kgにて測定を行った値である。
また、引張弾性率は、常温(23℃)で、JIS K−7113に準じて2号形試験片とし、常温(23℃)にて、引張速度50mm/分で測定した値である。
また、引張破壊伸びは、常温(23℃)で、JIS K−7113に準じて測定した値である。
PP1を60wt%、PP3を10wt%、LDPEを30wt%、混合して、基材樹脂とした。
そして、この基材樹脂に、発泡剤として超臨界状態の窒素、核剤として60wt%タルクマスターバッチ1.5重量部および着色剤として40wt%カーボンブラックマスターバッチ1.5重量部を添加して発泡させ発泡樹脂とした。これを、押出機で混練した後にマンドレルとダイ外筒の間の円筒状空間であるダイ内アキュムレーターに貯留し、リング状ピストンを用いて円筒状のパリソンとして分割金型に押出し、型締め後パリソン内に0.1MPaの圧力でエアを吹き込むことにより、ブロー成形されたサンプルを得た。
PP1を40wt%、PP3を15wt%、LDPEを45wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例3)
PP1を45wt%、PP3を20wt%、LDPEを35wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例4)
PP1を30wt%、PP3を35wt%、LDPEを35wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例5)
PP1を20wt%、PP3を30wt%、LDPEを50wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例6)
PP1を20wt%、PP3を50wt%、LDPEを30wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例7)
PP1を40wt%、PP3を10wt%、LDPEを50wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例8)
PP2を60wt%、PP3を10wt%、LDPEを30wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例9)
PP2を40wt%、PP3を15wt%、LDPEを45wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例10)
PP2を45wt%、PP3を20wt%、LDPEを35wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例11)
PP2を30wt%、PP3を35wt%、LDPEを35wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例12)
PP2を20wt%、PP3を50wt%、LDPEを30wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(実施例13)
PP2を40wt%、PP3を10wt%、LDPEを50wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例1)
PP1を20wt%、PP3を20wt%、LDPEを60wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例2)
PP1を10wt%、PP3を50wt%、LDPEを40wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例3)
PP3を60wt%、LDPEを40wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例4)
PP1を80wt%、PP3を20wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例5)
PP1を80wt%、LDPEを20wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例6)
PP1を70wt%、LDPEを30wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例7)
PP1を50wt%、LDPEを50wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例8)
PP1を50wt%、PP3を50wt%、混合して、基材樹脂とした。
(比較例9)
PP2を20wt%、PP3を20wt%、LDPEを60wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例10)
PP2を10wt%、PP3を50wt%、LDPEを40wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例11)
PP2を80wt%、PP3を20wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例12)
PP2を80wt%、LDPEを20wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例13)
PP2を70wt%、LDPEを30wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例14)
PP2を50wt%、LDPEを50wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
(比較例15)
PP2を50wt%、PP3を50wt%、混合して、基材樹脂とした。
(比較例16)
PP2を20wt%、PP3を30wt%、LDPEを50wt%、混合して、基材樹脂とした。
その後の工程は、実施例1と同様の方法によりブロー成形されたサンプルを得た。
<発泡倍率>
実施例1〜13及び比較例1〜16で用いた混合樹脂の密度を、対応する発泡成形体サンプルの壁部の見かけ密度で割ることにより、発泡倍率を算出した。
<衝撃強度>
衝撃強度は、発泡成形体のサンプルを−10℃の恒温槽に1時間以上放置した後に、該発泡成形体の平面部に、1kgの金属球を落下衝突させて、クラックが生じる際の、金属球の最低高さ(cm)を10cm間隔で測定することで、金属球の重量1kgと最低高さ(cm)の積により算出した。
また、各実施例及び比較例について、基材樹脂を構成する長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマー(PP1またはPP2)の重量%(W1)及びMT×MFRの値(M1)、プロピレン−エチレンブロックコポリマー(PP3)の重量%(W2)及びMT×MFRの値(M2)、低密度ポリエチレン(LDPE)の重量%(W3)及びMT×MFRの値(M3)を、上記式2の左辺に代入して得られる値を併せて示す。
また、各実施例及び比較例について、基材樹脂を構成する長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマー(PP1またはPP2)の重量%(W1)及び引張破壊伸び(E1)、プロピレン−エチレンブロックコポリマー(PP3)の重量%(W2)及び引張破壊伸び(E2)、低密度ポリエチレン(LDPE)の重量%(W3)及び引張破壊伸び(E3)を、上記式3の左辺に代入して得られる値を併せて示す。
このように、実施例の製造方法においては、発泡倍率を高く、且つ、耐衝撃性に優れる発泡成形品を成形することが可能である。
また、低密度ポリエチレンが30〜50wt%配合されているため、低コストで発泡成形品を成形できる。
ここで、車両用ダクトにおいては、軽量化の観点から発泡倍率が2.0倍以上のものが望まれており、また、衝撃強度は、30kg・cm以上のものが望まれている。したがって、上記実施例1〜13のサンプルは車両用ダクトに適している。
(式4)
−0.5×W3+60≦W1≦−0.5×W3+70
尚、W1≦−0.5×W3+65を満たす場合より好ましい。
また、PP2の樹脂を配合した実施例8〜13において、上記式4を満たし且つ低密度ポリエチレンが40wt%以上配合されている実施例のサンプルは、発泡倍率が2.5倍以上で、且つ、衝撃強度が75kg・cm以上である。
また、上記車両用空調ダクトは、機械的強度等の各種物性を低下させることなく車両の軽量化に貢献するものである。
1a 壁部
1b X−X’線矢視断面図
2 エア供給口
3 横断ダクト
4 車体パネル
5 エア排出口
6 内装天井材
7 カーテンエアバッグ
8 押出ヘッド
9 パリソン
10 分割金型
11 フロアダクト(車両用軽量空調ダクト)
12 閉鎖部
Claims (3)
- 長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーと、プロピレン−エチレンブロックコポリマーと、低密度ポリエチレンとを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加した溶融状態の混合樹脂を冷却しないうちに発泡ブロー成形により直接ブロー成形する発泡成形体の製造方法であって、前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーは、230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値が30gf・g/10分以上であり、前記プロピレン−エチレンブロックコポリマーは、超高分子量ポリエチレンを含み、230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値が10gf・g/10分以上、30gf・g/10分未満であり、前記基材樹脂における、前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの重量%をW1(wt%)、前記プロピレン−エチレンブロックコポリマーの重量%をW2(wt%)、前記低密度ポリエチレンの重量%をW3(wt%)としたときに、
20≦W1≦60、10≦W2≦50、30≦W3≦50
を満たし、
前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの、230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値をM1(gf・g/10分)、前記プロピレン−エチレンブロックコポリマーの230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値をM2(gf・g/10分)、前記低密度ポリエチレンの230℃におけるメルトテンションとメルトフローレイトとを乗算した値をM3(gf・g/10分)としたときに、
M1×W1/100+M2×W2/100+M3×W3/100≧17
を満たし、
前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの23℃での引張破壊伸びをE1(%)、前記プロピレン−エチレンブロックコポリマーの23℃での引張破壊伸びをE2(%)、前記低密度ポリエチレンの23℃での引張破壊伸びをE3(%)としたときに、
E1×W1/100+E2×W2/100+E3×W3/100≧200
を満たし、
前記基材樹脂における、前記長鎖分岐を有するプロピレンホモポリマーの重量%W1が20≦W1<41を満たす、
ことを特徴とする発泡成形品の製造方法。 - −0.5×W3+60≦W1≦−0.5×W3+70を満たすことを特徴とする請求項1記載の発泡成形品の製造方法。
- W3≧40を満たすことを特徴とする請求項2記載の発泡成形品の製造方法。
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