JP7251256B2 - 熱可塑性エラストマー組成物、成形体及びエアバッグ収納カバー - Google Patents
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Description
しかしながら、本発明者らの詳細な検討によれば、前記特許文献1~5に記載されているような従来のエアバッグ収納カバー向けの材料では、柔軟性、低温耐衝撃性及び高温強度のすべてを満たすことが困難であった。
即ち、本発明の課題は、エアバッグ収納カバーに必要な低温耐衝撃性及び高温強度を達成しつつ、柔軟性に優れた熱可塑性エラストマー組成物を提供すること、及び該熱可塑性エラストマー組成物からなる成形体及びエアバッグ収納カバーを提供することにある。
成分(A):ポリアミド系熱可塑性エラストマー
成分(B):110~125℃に結晶融解ピークを有し、かつその結晶融解熱量が20~60J/gである、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・α-オレフィン共重合体ブロックとを含むオレフィン系ブロック共重合体
成分(C):酸変性エチレン・α-オレフィン共重合体
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、下記成分(A)、成分(B)を含有し、好ましくは更に成分(C)を含有し、且つ成分(A)100質量部に対し、好ましくは成分(B)を10~150質量部、成分(C)を0~100質量部含むことを特徴とする。
成分(A):ポリアミド系熱可塑性エラストマー
成分(B):110~125℃に結晶融解ピークを有し、かつその結晶融解熱量が20~60J/gである、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・α-オレフィン共重合体ブロックとを含むオレフィン系ブロック共重合体
成分(C):酸変性エチレン・α-オレフィン共重合体
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、従来の熱可塑性エラストマーと比較して、柔軟性、低温耐衝撃性、高温強度等に優れるという効果を奏する。
これは、本発明の熱可塑性エラストマー組成物では、成分(A)及び成分(B)により高温強度を得ると共に、成分(B)により柔軟性、低温耐衝撃性を良好なものとし、更に成分(C)による成分(A)と成分(B)との相溶化効果で、より一層高温強度と低温耐衝撃性が良好となることによる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物における成分(A)のポリアミド系熱可塑性エラストマーは、半結晶でありハードセグメントとしてのポリアミドブロックと非晶性であるソフトセグメントとしてのポリエーテルブロックとで構成される熱可塑性エラストマーである。ポリエーテルブロックとしては、ポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンポリオール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールなどを使用することができる。これらのポリエーテルポリオールは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、柔軟性、強度及び耐水性の点から、ポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンポリオールを用いることが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に用いる成分(B)は、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・α-オレフィン共重合体ブロックとを含むオレフィン系ブロック共重合体である。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物には、上記成分(A)及び成分(B)に加えて、成分(C)の酸変性エチレン・α-オレフィン共重合体を更に含有することが好ましい。
なお、成分(C)の変性エチレン・α-オレフィン共重合体に用いるエチレン・α-オレフィン共重合体におけるエチレン単位の含有量、α-オレフィン単位の含有量、及び以下に示す他の単量体単位の含有量は、それぞれ赤外分光法により求めることができる。
なお、変性に供するエチレン・α-オレフィン共重合体は1種のみであってもよく、単量体単位組成や物性等の異なるものの2種以上であってもよい。
Xm=k・S/t・ρ ・・・(1)
(式中、kは不飽和カルボン酸を含有するエチレン・α-オレフィン共重合体のメチルエステル化物のNMR定量値を元に求められた係数を表し、t(mm)はサンプルの厚さを表し、ρはサンプルの密度(g/cm3)を表す。)
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(A)の100質量部に対して、成分(B)のオレフィン系ブロック共重合体を10~150質量部、成分(C)の変性エチレン・α-オレフィン共重合体を0~100質量部含むことが好ましい。
成分(B)の含有量が上記下限以上であれば、成分(B)を含むことによる高温強度及び低温耐衝撃性の向上効果を有効に得ることができる。また、成分(B)の含有量が上記上限以下であれば、高温強度の向上効果を有効に得ることができる。成分(B)の好ましい含有量は、成分(A)の100質量部に対して10~150質量部であり、より好ましくは20~100質量部である。
更に、本発明の熱可塑性エラストマー組成物には、上記の成分以外に本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、各種目的に応じて以下の添加剤、無機フィラー、有機フィラーや成分(A)~成分(C)以外の樹脂(以下、「その他の樹脂」と称する。)等の任意成分を配合することができる。
ただし、本発明の熱可塑性エラストマー組成物がこれらのその他の樹脂を含有する場合、成分(A)~(C)を含有することによる本発明の効果を有効に得るために、成分(A)~(C)以外のその他の樹脂の含有量は、本発明の熱可塑性エラストマー組成物100質量%中に30質量%以下であることが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(A)、成分(B)又は必要に応じて成分(C)やその他の成分を通常の押出機や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、ニーダーブラベンダー等を用いて常法で混練して製造することができる。これらの製造方法の中でも、押出機、特に二軸押出機を用いることが好ましい。本発明の熱可塑性エラストマー組成物を押出機等で混練して製造する際には通常160~240℃、好ましくは180~220℃に加熱した状態で溶融混練することによって製造することができる。更に、本発明の熱可塑性エラストマー組成物に、下記の架橋剤や架橋助剤を配合して動的に熱処理することにより、部分的に架橋させてもよい。
本発明において、ISO180を参照した温度-40℃でのノッチ付きシャルピー衝撃試験の破壊形式を低温耐衝撃性の指標とする。
C:完全破壊(試験片が二つ以上の破片に破壊する)
H:ヒンジ破壊(折れ曲がり強さが低いヒンジ状の薄い表層だけが一体になって離れない試験片となった不完全破壊)
P:部分破壊(ヒンジ破壊の定義に合わない不完全破壊)
NB:非破壊
本発明の熱可塑性エラストマー組成物のシャルピー衝撃試験の破壊形式は、好ましくはH以上であり、より好ましくはP以上である。
[成分(A)]
(a-1):ポリアミド系熱可塑性エラストマー
ARKEMA社製 ペバックス 5533SP01
MFR(ISO1133):24g/10分(230℃,21.18N)
密度(ISO1183):1.01g/cm3
融点(ISO11357):159℃
曲げ弾性率(ISO178):186MPa
(b-1):オレフィン系ブロック共重合体
ダウ・ケミカル社製 XLT8677(エチレンからなる結晶性の重合体ブロックとエチレン・1-オクテン共重合体のブロックとを有するもの)
結晶融解ピーク温度:119℃
結晶融解熱量:37J/g
MFR(ASTM D1238):1.3g/10分(190℃,21.18N)
密度(ISO1133):0.87g・cm3
ガラス転移温度(DSC法):-67℃
(c-1):変性エチレン・α-オレフィン共重合体
エチレン・1-オクテン共重合体と無水マレイン酸とを、二軸押出機で溶融反応させたもの
密度(ISO1133):0.88g/cm3
MFR(ISO1183):10g/10分(190℃,21.18N)
ガラス転移温度(DSC法):-50℃
マレイン酸変性率:1.1質量%
(d-1):ポリプロピレンブロック共重合体(第1工程でプロピレン単独重合体を重合し、続いて第2工程でエチレン・プロピレン共重合体を重合して得られたもの)
プロピレン単位の含有量:91質量%
エチレン単位の含有量:9質量%
密度(ISO1133):0.90g/cm3
MFR(ISO1183):30g/10分(230℃、荷重21.18N)
曲げ弾性率(ISO178):1350MPa
融点(ISO11357):165℃
結晶融解ピーク温度:165℃
結晶融解熱量:105J/g
(e-1):エチレン・1-オクテン共重合体ゴム
ダウ・ケミカル社製 Engage(登録商標)8150
密度(ISO1133):0.86g/cm3
MFR(ISO1183):0.5g/10分(190℃,21.18N)
ガラス転移温度(DSC法):-52℃
結晶融解ピーク温度:60℃
結晶融解熱量:0J/g
1)低温耐衝撃性(シャルピー衝撃試験破壊状態)
得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて、インラインスクリュウタイプ射出成形機(東芝機械社製「IS130」)により、射出圧力50MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて、シャルピー衝撃強度測定用の試験片(厚さ4mm×幅10mm×長さ80mmの試験片)を成形した。得られた試験片について、ノッチ加工機(東洋精機社ノッチングツールA4製)により、ノッチ加工を行った。この試験片について、JIS K7111に従って、温度-40℃でシャルピー衝撃試験を行い、以下に示すシャルピー衝撃試験の破壊形式を低温耐衝撃性の指標とした。
C:完全破壊(試験片が2つ以上の破片に破壊する)
H:ヒンジ破壊(折れ曲がり強さが低いヒンジ状の薄い表層だけが一体になって離れない試験片となった不完全破壊)
P:部分破壊(ヒンジ破壊の定義に合わない不完全破壊)
NB:非破壊
得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて、インラインスクリュウタイプ射出成形機(東芝機械社製「IS130」)により、射出圧力50MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて、引張試験用の試験片(厚さ2mm×幅120mm×長さ80mmのシート)を成形した後、ISO37-1Aダンベルを打ち抜いた。この打ち抜き試験片について、ISO37-1Aを参照して、引張破壊強さ(単位:MPa)を引張速度500mm/min、85℃の雰囲気下にて測定した。引張破壊強さの値が大きいほど高温強度に優れるものと評価した。
得られた熱可塑性エラストマー組成物を用いて、インラインスクリュウタイプ射出成形機(東芝機械社製「IS130」)により、射出圧力50MPa、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて、曲げ弾性率測定用の試験片(厚さ4mm×幅10mm×長さ80mmの試験片)に成形し、この試験片について、ISO178に準拠して、スパン間64mm、曲げ速度2mm/分にて曲げ弾性率を測定した。
[実施例1]
(a-1)100質量部、(b-1)43質量部、成分(A)と(B)の合計100質量部に対して酸化防止剤(BASFジャパン社製 商品名イルガノックス(登録商標)1010)0.1質量部及び黒色顔料(カーボン濃度40質量%品)1.5質量部をヘンシェルミキサーにて1分間ブレンドし、同方向2軸押出機(神戸製鋼製「TEX30α」、L/D=45、シリンダブロック数:13)へ20kg/hの速度で投入し、180~210℃の範囲で昇温させて溶融混練を行い、熱可塑性エラストマー組成物のペレットを製造した。得られた熱可塑性エラストマー組成物のペレットについて、前記1)~3)の評価を行った。それらの評価結果を表-1に示す。
表-1に示す配合にした以外は実施例1と同様にして熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た(ただし、成分(A)~成分(E)の合計100質量部に対し、酸化防止剤を0.1質量部、黒色顔料を1.5質量部をそれぞれ配合した。これらの配合量の記載については表-1においては省略した。)。得られた熱可塑性エラストマー組成物のペレットについて、実施例1と同様に前記1)~3)の評価を行った。それらの評価結果を表-1に示す。
表-1より、本発明に該当する実施例1~4はいずれも柔軟性、低温耐衝撃性、高温強度に優れたものであることがわかる。
これに対して、比較例1は成分(B)及び成分(C)を含まないため、低温耐衝撃性が悪い。比較例2は成分(B)を用いず、代わりエチレン・1-オクテン共重合体ゴムの成分(E)を用いたため、低温耐衝撃性が悪い。比較例3は成分(A)を用いず、代わりにポリプロピレンブロック共重合体の成分(D)を用いたため、高温強度と柔軟性が不十分であることがわかる。
Claims (8)
- 下記成分(A)及び成分(B)を含有する熱可塑性エラストマー組成物。
成分(A):ポリアミド系熱可塑性エラストマー
成分(B):110~125℃に結晶融解ピークを有し、かつその結晶融解熱量が20~60J/gである、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・α-オレフィン共重合体ブロックとを含むオレフィン系ブロック共重合体 - 前記成分(B)のエチレン・α-オレフィン共重合体ブロックにおいて、α-オレフィンの炭素数が4~8である、請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(B)が、エチレンからなる重合体ブロックとエチレン・1-オクテン共重合体ブロックとを含むオレフィン系ブロック共重合体である、請求項1又は2に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 下記成分(C)を更に含有する、請求項1~3のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
成分(C):酸変性エチレン・α-オレフィン共重合体 - 前記成分(C)のα-オレフィンの炭素数が4~8である、請求項4に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記成分(A)100質量部に対し、前記成分(B)を10~150質量部、前記成分(C)を0~100質量部含む、請求項1~5のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項1~6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物を射出成形してなる成形体。
- 請求項1~6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物からなるエアバッグ収納カバー。
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