JP7424138B2 - 熱可塑性エラストマー組成物及びエアバッグ収納カバー - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1に記載されている熱可塑性エラストマー組成物について、85℃雰囲気下の引張降伏強度を測定したところ、後掲の比較例2~4に示すように引張降伏強度が不足しており、特許文献1に記載の熱可塑性エラストマー組成物は、この点で改良の余地があった。
以下の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は下記成分(A)~(D)を含有する熱可塑性エラストマー組成物である。
成分(A):プロピレン単位の含有率が90~100質量%であるプロピレン系重合体成分(a1)と、エチレン単位の含有率が30~70質量%であるエチレン・プロピレン共重合体成分(a2)からなり、成分(a1)と成分(a2)の合計に対して、成分(a1)を80質量%を超え100質量%以下含有するプロピレン系重合体
成分(B):プロピレン単位の含有率が90~100質量%であるプロピレン系重合体成分(b1)とエチレン単位の含有率が30~70質量%であるエチレン・プロピレン共重合体成分(b2)からなり、成分(b1)と成分(b2)の合計に対して、成分(b1)を30~80質量%含有するプロピレン系重合体
成分(C):エチレンからなる重合体ブロック(c1)とエチレン・α-オレフィン共重合体ブロック(c2)とを含むオレフィン系ブロック共重合体
成分(D):スチレン・共役ジエンブロック共重合体
成分(A)において、プロピレン系重合体成分(a1)は剛性、耐熱性に寄与する。
成分(A)において、プロピレン系重合体成分(a2)は耐衝撃性及び成分(C)との分散性に寄与する。
ただし、成分(a2)として好適な物性を得るために成分(a2)はプロピレン単位を成分(a2)全体に対して5質量%以上含むことが好ましく、特に成分(a2)はエチレン単位を30~70質量%、プロピレン単位を30~70質量%含むことが好ましい。
成分(A)中の成分(a1)の含有率が上記下限以上であることで、剛性や強度を所望の範囲に維持できる。成分(A)は成分(a2)を含まなくてもよい(この場合、成分(A)は成分(a1)のみからなる。)が、成分(a2)を含むことで耐衝撃性や成分(C)との分散性が良好となり、好ましい。
成分(B)において、プロピレン系重合体成分(b1)は剛性、耐熱性に寄与する。
成分(D)のスチレン・共役ジエンブロック共重合体における好適な共役ジエンはブタジエン、イソプレン又はこれらの混合物である。成分(D)のスチレン・共役ジエンブロック共重合体としては、例えば、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(以下、単に「S-B-S」と略記することがある。)を挙げることができる。
機器:東ソー株式会社製「HLC-8220GPC(R)」
カラム:東ソー株式会社製「TSKgelSuperHM-M(6.0mmI.D×15cm×2+G)」
検出器:示差屈折率検出器(RI/内蔵)
溶媒:クロロホルム
温度:40℃
流速:0.25mL/分
注入量:0.1質量%×20μL
較正試料:単分散ポリスチレン
較正法:ポリスチレン換算
較正曲線近似式:3次式(双曲線)
排除限界設定時間:12分
本発明の熱可塑性エラストマー組成物において、成分(B)の含有量は、得られる成形体の高温強度、剛性の観点から、成分(A)100質量部に対して通常1質量部以上であり、好ましくは10質量部以上であり、より好ましくは20質量部以上である。また、成分(B)の含有量は、得られる成形体の低温耐衝撃性の観点から、成分(A)100質量部に対して通常98質量部以下であり、好ましくは90質量部以下であり、より好ましくは80質量部以下である。
ここで、成分(C)の含有割合>成分(B)の含有割合の条件を満たせば、成分(C)の含有割合と成分(B)の含有割合との差には特に制限はないが、得られる成形体の低温衝撃性の観点から、成分(C)の含有割合と成分(B)の含有割合との差は、成分(A)100質量部に対する含有割合として、1質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。一方、この差を過度に大きくするには、各成分の含有割合の好適範囲を満たすことが難しくなるため、成分(C)の含有割合と成分(B)の含有割合との差は、成分(A)100質量部に対する含有割合として、98質量部以下であることが好ましく、90質量部以下であることがより好ましい。
また、成分(C)の含有割合>成分(D)の含有割合についても、この条件を満たせば、成分(C)の含有割合と成分(D)の含有割合との差には特に制限はないが、得られる成形体の剛性、耐熱老化特性の観点から、成分(C)の含有割合と成分(D)の含有割合との差は、成分(A)100質量部に対する含有割合として、1質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。一方、この差を過度に大きくするには、各成分の含有割合の好適範囲を満たすことが難しくなるため、成分(C)の含有割合と成分(D)の含有割合との差は、成分(A)100質量部に対する含有割合として、98質量部以下であることが好ましく、90質量部以下であることがより好ましい。
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)~(D)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。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(A)~(D)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、ISO37を参照し、ISO37-1Aダンベルを使用し、引張速度500mm/min、85℃雰囲気下にて測定した引張降伏強度を、高温強度の指標とする。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物について、ISO37を参照し、ISO37-1Aダンベルを使用し、引張速度500mm/min、85℃雰囲気下にて測定した引張降伏強度は、5MPa以上であることが好ましく、5.5MPa以上であることがより好ましい。このようにして測定された85℃での引張降伏強度が、上記下限以上であることで、高温強度に優れ、高温環境下でのエアバッグ収納カバーの形状安定性を維持できる。この引張降伏強度の上限は特に限定されないが、通常10MPa以下である。
なお、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は従来のエアバッグ収納カバー用途の熱可塑性エラストマー組成物に比べ、低温耐衝撃性を維持したまま高温強度に優れる点に特長がある。このため、本発明においては高温強度を高めることが特に重要である。
この引張降伏強度の測定方法の詳細は、後掲の実施例の項に記載される通りである。
本発明において、ISO179(2010年)に従って測定された-45℃におけるノッチ付きシャルピー衝撃強度を、低温耐衝撃性の指標とする。このノッチ付きシャルピー衝撃強度の測定方法の詳細は、後掲の実施例の項に記載される通りである。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物について測定された-45℃におけるノッチ付きシャルピー衝撃強度は、40kJ/m2以上であることが好ましく、50kJ/m2以上であることがより好ましく、60kJ/m2以上であることが更に好ましく、70kJ/m2以上であることが特に好ましい。一方、本発明の熱可塑性エラストマー組成物のノッチ付きシャルピー衝撃強度の上限は特に制限されないが、通常150kJ/m2以下である。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を通常の射出成形法又は、必要に応じて、ガスインジェクション成形法、射出圧縮成形法、ショートショット発泡成形法等の各種成形法を用いて成形体とすることができ、本発明のエアバッグ収納カバーを製造することができる。特に、本発明のエアバッグ収納カバーは射出成形により製造することが好ましく、射出成形を行う際の成形条件は以下の通りである。
エアバッグ収納カバーを射出成形する際の成形温度は一般に150~300℃であり、好ましくは160~280℃である。射出圧力は通常、5~100MPaであり、好ましくは10~80MPaである。また、金型温度は通常0~80℃であり、好ましくは20~60℃である。
本発明のエアバッグ収納カバーは、運転席用エアバッグ収納カバー、助手席用エアバッグ収納カバー、歩行者用エアバッグ収納カバー、ニー・エアバッグ収納カバー、サイド・エアバッグ収納カバー、カーテン・エアバッグ収納カバー等のいずれにも好適に用いることができる。
[成分(A)]
(A-1):プロピレン系ブロック共重合体(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)
MFR(ISO1133):65g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレン系重合体成分(a1)の含有率:92質量%
成分(a1)のプロピレン単位の含有率:100質量%
エチレン・プロピレン共重合体成分(a2)の含有率:8質量%
成分(a2)のエチレン単位の含有率:43質量%
成分(a2)のプロピレン単位の含有率:57質量%
(A-2):プロピレン系ブロック共重合体(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)
MFR(ISO1133):15g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレン系重合体成分(a1)の含有率:91質量%
成分(a1)のプロピレン単位の含有率:100質量%
エチレン・プロピレン共重合体成分(a2)の含有率:9質量%
成分(a2)のエチレン単位の含有率:46質量%
成分(a2)のプロピレン単位の含有率:54質量%
(B-1):LyondellBasell社製HifaxX(登録商標)1956A(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)
MFR(ISO1133):1.1g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレン系重合体成分(b1)の含有率:70質量%
成分(b1)のプロピレン単位の含有率:100質量%
エチレン・プロピレン共重合体成分(b2)の含有率:30質量%、
成分(b2)のエチレン単位の含有率:65質量%
成分(b2)のプロピレン単位の含有率:35質量%
(B-2):LyondellBasell社製Adflex(登録商標)Q300F(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)
MFR(ISO1133):0.65g/10分(測定条件:230℃、荷重21.18N(2.16kgf))
プロピレン系重合体成分(b1)の含有率:39質量%、
成分(b1)のプロピレン単位の含有率:100質量%
エチレン・プロピレン共重合体成分(b2)の含有率:61質量%、
成分(b2)のエチレン単位の含有率:58質量%
成分(b2)のプロピレン単位の含有率:42質量%
(C-1):ダウ・ケミカル社製Engage(登録商標)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
ガラス転移温度(DSC法):-67℃
MFR(ASTMD1238):0.5g/10分(測定条件:190℃、荷重21.18N(2.16kgf))(カタログ値)
密度:0.872g/cm3(ISO1183-A法(測定温度:23℃))
(D-1):LCY社製Globalprene(商標登録)3411(スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体)
スチレン単位含有率:30質量%(カタログ値)
共役ジエン単位含有率:70質量%(カタログ値)
重量平均分子量(Mw):240,000
密度(ASTMD792):0.94g/cm3(カタログ値)
1) 高温強度(引張降伏強度)
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(住友電装社製「SE180」)により、射出圧力100MPa、射出速度27mm/s、シリンダー設定温度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(2017年)準拠(ISO37-1Aダンベル)で打ち抜いた。この打ち抜き試験片について、島津製作所製オートグラフ精密万能試験機AG-Xにより、ISO37を参照し、ISO37-1Aダンベルを使用し、引張降伏強度(単位:MPa)を引っ張り速度500mm/min、85℃の雰囲気下にて測定した。引張降伏強度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(住友電装社製「SE180」)により、射出圧力100MPa、射出速度27mm/s、シリンダー設定温度220℃、金型温度40℃にて、シャルピー衝撃強度測定用の試験片として、厚さ4mm×幅10mm×長さ80mmに成形した。その後、ダンベルにノッチを入れ(ノッチの寸法と評価方法はISO179(2010年)に準拠)、温度-45℃で測定した。シャルピー衝撃強度の値が大きいものほど、低温耐衝撃性に優れるものと評価される。
[実施例1]
(A-1)100質量部、(B-1)23質量部、(C-1)93質量部、(D-1)11質量部、(A-1)、(B-1)、(C-1)、(D-1)の合計100質量部に対して酸化防止剤0.2質量部(内訳(BASFジャパン社製商品名イルガノックス(登録商標)1010)0.1質量部と(BASFジャパン社製商品名イルガフォス(登録商標)168)0.1質量部)、耐候助剤(BASFジャパン社製商品名チヌビン(登録商標)XT855FF)0.2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/hrの速度で投入し、180~210℃の範囲で昇温させ、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)~2)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、酸化防止剤、耐候助剤及び黒色顔料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と同様に評価した。評価結果を表-1に示す。
表-1に示すとおり、本発明の熱可塑性エラストマー組成物に該当する実施例1~3は85℃の引張降伏強度の値が5MPa以上であり、高温強度に優れることがわかる。また、-45℃でのシャルピー衝撃強度も40kJ/m2以上であり、低温耐衝撃性に優れることがわかる。これらのことから実施例1~3は高温強度と低温耐衝撃性に優れることがわかる。
比較例2、3は成分(C-1)を99質量部を超えて配合した例であり、高温強度が劣る。
比較例4は成分(C-1)の含有割合が成分(B)の含有割合を下回る例であり、高温強度が劣る。
Claims (6)
- 下記成分(A)~(D)を、成分(A)100質量部に対して、成分(B)を1~98質量部、成分(C)を11~99質量部、成分(D)を1~98質量部の割合で含み、かつ、成分(C)の含有割合が成分(B)の含有割合より多く、成分(C)の含有割合が成分(D)の含有割合よりも多い熱可塑性エラストマー組成物であって、
ISO37を参照し、ISO37-1Aダンベルを使用し、引張速度500mm/min、85℃雰囲気下にて測定した引張降伏強度が5MPa以上である熱可塑性エラストマー組成物。
成分(A):プロピレン単位の含有率が90~100質量%であるプロピレン系重合体成分(a1)と、エチレン単位の含有率が30~70質量%であるエチレン・プロピレン共重合体成分(a2)からなり、成分(a1)と成分(a2)の合計に対して、成分(a1)を80質量%を超え100質量%以下含有するプロピレン系重合体
成分(B):プロピレン単位の含有率が90~100質量%であるプロピレン系重合体成分(b1)とエチレン単位の含有率が30~70質量%であるエチレン・プロピレン共重合体成分(b2)からなり、成分(b1)と成分(b2)の合計に対して、成分(b1)を30~80質量%含有するプロピレン系重合体
成分(C):エチレンからなる重合体ブロック(c1)とエチレン・α-オレフィン共重合体ブロック(c2)とを含むオレフィン系ブロック共重合体
成分(D):スチレン・共役ジエンブロック共重合体 - 前記成分(C)の含有割合が、前記成分(B)の含有割合と前記成分(D)の含有割合の合計よりも少ない、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(C)は110~125℃に結晶溶融ピークを有し、かつその結晶融解熱量が20~60J/g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。
- ISO1133に従って、測定温度230℃、測定荷重21.18Nの条件で測定される前記成分(A)のメルトフローレートが20~150g/10分である、請求項1~3のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物よりなる成形体。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物よりなるエアバッグ収納カバー。
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