JPH1160887A

JPH1160887A - ガスアシスト射出成形用樹脂組成物、樹脂成形品の製造方法及び樹脂成形品

Info

Publication number: JPH1160887A
Application number: JP22874197A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Aiba; 光弘相場; Haruhiko Ae; 晴彦阿江
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】エチレン−プロピレンブロック共重合体を用
いて耐衝撃性、剛性、成形性、軽量性を維持しつつ、光
沢ムラなどの外観不良を解消し塗装などの二次表面処理
の必要性がなく、生産性にすぐれたガスアシスト射出成
形用樹脂組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）ＭＦＩが１〜６０ｇ／１０分のエチ
レン−プロピレンブロック共重合体９０〜５０重量％、
（Ｂ）密度９５０kg／m³以上の高密度ポリエチレン１０
〜５０重量％からなり、（Ａ）成分の溶融粘度ηPPと
（Ｂ）成分の溶融粘度ηPEの関係が０．５＜（ηPE／ηPP）＜２．５〔ここで、溶融粘度は、温度：２２０℃、剪断速度：
１．２２×１０³ sec^-1での測定値をいう〕であるガス
アシスト射出成形用樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスアシスト射出成形
用樹脂組成物、該組成物をガスアシスト射出成形する成
形品の製造方法および成形品に関する。詳しくは剛性、
衝撃強度を維持するとともに、成形品外観にすぐれ、自
動車部品、家電部品、電気部品、住宅設備部材等におい
て光沢ムラの低減等の要求に応えることができるガスア
シスト射出成形用樹脂組成物、該組成物をガスアシスト
射出成形する成形品の製造方法および成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エチレン−プロピレンブロック共
重合体は、自動車部品、家電部品、電気部品等の成形品
に射出成形方法を採用して製造されている。しかしなが
ら、一般の射出成形では肉厚の異なる成形品、特にリブ
付き成形品、厚肉部を有する成形品ではリブ部、厚肉部
にヒケが発生し一体成形ができないと言う問題点があっ
た。これを解決する射出成形方法として、ガスアシスト
射出成形方法が採用されてきている。ガスアシスト射出
成形方法は、金型キャビティに溶融樹脂を射出した後、
溶融樹脂内に射出ノズル、ランナー、金型キャビティか
ら窒素などの加圧ガスを注入する成形方法である。ガス
は成形品のリブ部や厚肉部に中空部を形成し、そのガス
圧により金型キャビティ面の転写が行われ、その結果ヒ
ケ、ソリ、変形の少ない寸法精度にすぐれた成形品が得
られる。このため、一般の射出成形よりも低圧成形が可
能であること、軽量化できること、剛性が高くなるこ
と、複雑な製品設計、大型成形品へも適用可能な点など
多くのすぐれた特徴により多くの成形品分野に展開され
てきている。

【０００３】しかしながら、成形品の厚肉部の中空部、
すなわちガスチャンネル（ガスの流通路）に沿って筋状
の光沢ムラなどの外観ムラが発生する場合がある。この
外観ムラのために、外観が重要視される自動車や家電製
品への展開にあっては、塗装等の表面処理を必要とし最
終成形品としてコストアップ、生産性の低下をもたらす
ためガスアシスト成形方法の適用が制限されている。

【０００４】ガスアシスト射出成形用プロピレン系樹脂
組成物としては、（１）メモリーイフェクト（ＭＥ）と
メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．９≦ＭＥ≦１．６
且つ８≦ＭＦＲ≦６０であり、結晶化開始温度Ｔｃ
（℃）が１０８≦Ｔｃ≦１２３であるポリプロピレン系
重合体組成物（特開平８−５３５８７号公報）が提案さ
れている。しかし、これは、ヒケ、ソリの改善を目的と
するもので光沢ムラなどの外観の改善まではなされてい
ない。次に、（２）エチレン−プロピレンブロック共重
合体に無機フイラーと特定の粘度のエラストマーからな
るポリプロピレン樹脂組成物（特開平８−２８３４９３
号公報）が提案されている。しかしながら、これはガス
チャンネルの流動長さ方向の光沢ムラは低減できるよう
であるが、成形品全体としての光沢ムラの解消には問題
を残しており、さらに、かなりの量の無機フイラーとエ
ラストマーの添加が必須であり、軽量化、剛性の点など
で十分ではない。また、（３）としてエチレン−プロピ
レンブロック共重合体にエラストマー、タルク、特定の
繊維状マグネシウムオキシサルフェート、有機結晶化促
進剤からなる樹脂組成物（特開平８−１３４３２１号公
報）も提案されている。しかしながら、これは、ガスチ
ャンネル部の周辺部へのガス漏れ込みによる膨れ現象の
解消を目的としたものであり、また軽量化、剛性の点で
も十分なものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、エチレン−プロピレンブロック共重合体のも
つ特徴である、軽量、剛性、ガスアシスト成形性を維持
しつつ、光沢ムラなどの外観ムラを解消し塗装などの二
次表面処理の必要性がなく、生産性にすぐれたガスアシ
スト成形用の樹脂組成物、該組成物をガスアシスト射出
成形する成形品の製造方法および成形品を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ガスアシ
スト射出成形品において、ガスチャンネルに沿って発生
する筋状の光沢ムラが少ないポリプロピレン系樹脂組成
物について鋭意研究を重ねた結果、エチレン−プロピレ
ンブロック共重合体に特定の高密度ポリエチレンを配合
し、且つそれぞれの溶融粘度の関係が特定範囲にある場
合にすぐれた外観の成形品が得られることを見いだし
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。

【０００７】すなわち、本発明は、（１）（Ａ）ＭＦＩ
が１〜６０ｇ／１０分のエチレン−プロピレンブロック
共重合体９０〜５０重量％、（Ｂ）密度９５０kg／m³以
上の高密度ポリエチレン１０〜５０重量％からなり、
（Ａ）成分の溶融粘度ηPPと（Ｂ）成分の溶融粘度ηPE
の関係が、０．５＜（ηPE／ηPP）＜２．５〔ここで、溶融粘度は、温度：２２０℃、剪断速度：
１．２２×１０³ sec^-1での測定値をいう〕であること
を特徴とするガスアシスト射出成形用樹脂組成物。
（２）上記（１）の樹脂組成物をガスアシスト射出成形
することを特徴とする成形品の製造方法、及び（３）上
記（２）の製造方法により得られる成形品を提供するも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において、（Ａ）エチレン
−プロピレンブロック共重合体としては、ＭＦＩ（メル
トフローインデックス）が１〜６０ｇ／１０分の通常の
エチレン−プロピレンブロック共重合体が用いられる。
ＭＦＩは、成形性、耐衝撃性などの点から好ましくは３
〜５０ｇ／１０分、より好ましくは５〜４０ｇ／１０分
である。ＭＦＩが１ｇ／１０分未満では、樹脂組成物の
流動性が低下してガス注入圧力を高くする必要がある場
合があったり、大型成形品の成形が困難になる場合があ
る。また、６０ｇ／１０分を越えると耐衝撃性低下やガ
スチャンネルからのガス漏れが発生する場合がある。な
お、（Ａ）成分のエチレン−プロピレンブロック共重合
体のＭＦＩは、ＪＩＳ−Ｋ７２１０（２３０℃、２．１
６ｋｇ荷重）での測定値である。

【０００９】また、（Ａ）成分のエチレン−プロピレン
ブロック共重合体のエチレン含有量としては特に制限は
ないが、通常１〜３０重量％、好ましくは３〜２５重量
％である。エチレン含有量が１重量％未満では得られる
組成物からの成形品の耐衝撃性が低下し、３０重量％を
越えると同じく剛性が低下する他生産性が低下する場合
がある。（Ａ）成分のエチレン−プロピレンブロック共
重合体は、公知の塩化マグネシウム担持チタン化合物な
どの固体成分と有機アルミニウム化合物からなる立体規
則性触媒、あるいはメタロセン系の均一系触媒を用いて
多段重合法で製造されたものを一般に用いることができ
る。プロピレンブロック部分としては、アイソタクチッ
クポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン
構造のものがあり、また、５モル％以下のエチレンなど
の他のモノマー単位を含有したものであってもよい。さ
らに、ＭＦＩの異なる共重合体の複数のブレンド物、ま
たは低ＭＦＩの共重合体に有機過酸化物を添加して溶融
混練して分解改質した共重合体などであってもよい。中
でも、分子量分布の比較的狭いブロック共重合体を用い
れば（Ｂ）成分である高密度ポリエチレンの配合量を少
なくできる点で好ましい。分子量分布の狭い共重合体と
しては、メタロセン系の均一系触媒を用いて重合した共
重合体、分解改質した共重合体などをあげることがてき
る。

【００１０】本発明において、（Ｂ）密度９５０kg／m³
以上の高密度ポリエチレンとしては、エチレンの単独重
合体あるいはエチレンとプロピレン、１−ブテンなどの
α−オレフィンとの共重合体がある。高密度ポリエチレ
ンのＭＦＩ（メルトフローインデックス）としては特に
制限はないが、通常１〜５０ｇ／１０分、好ましくは３
〜４０ｇ／１０分、より好ましくは５〜３０ｇ／１０分
である。このＭＦＩは、（Ａ）成分との溶融粘度の関
係、配合割合、混練性、成形性などを考慮して適宜選択
することができる。（Ｂ）成分の密度９５０kg／m³以上
の高密度ポリエチレンのＭＦＩは、ＪＩＳ−Ｋ７２１０
（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）での測定値である。な
お、密度はＭＦＩ測定で得られたストランド状のサンプ
ルを１２０℃で１時間状態調節した試料を、ＪＩＳＫ
−７１１２のＡに従って測定した値である。

【００１１】本発明のガスアシスト射出成形用樹脂組成
物は、（Ａ）ＭＦＩが１〜６０ｇ／１０分のエチレン−
プロピレンブロック共重合体９０〜５０重量％と（Ｂ）
密度９５０kg／m³以上の高密度ポリエチレン１０〜５０
重量％からなる。ここにおいて、高密度ポリエチレン成
分が１０重量％未満では、光沢ムラなどの外観改良効果
が不十分となり、５０重量％を越えると剛性、耐熱性な
どが低下する場合がある。高密度ポリエチレンの含有量
は、好ましくは１３〜４５重量％、より好ましくは１５
〜４０重量％である。

【００１２】本発明においては、（Ａ）成分と（Ｂ）成
分の配合において、溶融粘度が特定の関係にある成分の
配合が必要である。すなわち、温度：２２０℃、剪断速
度：１．２２×１０³の条件で測定した、（Ａ）成分の
溶融粘度ηPPと（Ｂ）成分の溶融粘度ηPEとの関係が、
０．５＜（ηPE／ηPP）＜２．５、好ましくは０．６＜
（ηPE／ηPP）＜２．０を満足することを特徴とするも
のである。

【００１３】ここにおいて、溶融粘度の測定としては、
株式会社東洋精機製作所製、キャピログラフ１Ｂを用い
て、Ｌ／Ｄ＝４０mm／１mm、試験温度２２０℃、押出速
度１００mm／分の条件で測定することができる。ここに
おいて、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の溶融粘度の関係が、
範囲外となると成形品の外観改良の効果が少なくなる場
合がある。

【００１４】本発明の樹脂組成物には、必要により、成
形品の要求特性等を考慮して、光沢ムラなどの外観を低
下させない範囲で、低密度ポリエチレン、超低密度ポリ
エチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレ
ンや他の熱可塑性樹脂類、ゴム類を配合してもよい。ゴ
ム類としては、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−
プロピレン−ジエンゴム、エチレン−１−ブテンゴム、
スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴ
ム、水素添加スチレン−イソプレムゴム、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム等が挙げられる。

【００１５】さらに、本発明の樹脂組成物には、必要に
より、成形品の要求特性等を考慮して、金属粉、カーボ
ンブラック、グラファィト、タルク、マイカ、クレー、
炭酸カルシウム、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化
マグネシウム、硫酸カルシウム、ガラス繊維、チタン酸
カルシウムウイスカー、繊維状のマグネシウムオキシサ
ルフェートなどの無機充填剤を配合することもできる。
これらの無機充填剤のなかでは、タルクが適している。
これら他の熱可塑性樹脂、ゴム類や無機充填剤の配合量
は通常それぞれ独立に必須の樹脂組成物１００重量部に
対して、５０重量部以下である。また、本発明の樹脂組
成物は必要により、各種添加剤を添加することもでき
る。添加剤としては、結晶化促進剤、酸化防止剤（リン
系、フエノール系、硫黄系など）、中和剤、滑剤、分散
剤、過酸化物、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯
電防止剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、エポキシ化合
物、金属不活性化剤、顔料、染料などを挙げることがで
きる。

【００１６】本発明の樹脂組成物は、通常、上記（Ａ）
成分と（Ｂ）成分及び必要に応じて公知の付加的添加剤
を配合して、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、
バンバリーミキサー、リボンミキサー、１軸混練押出
機、２軸混練押出機などの混合または混練機にて混合あ
るいは溶融混練してペレット状の組成物とする。つい
で、このペレットを原料としてガスアシスト射出成形機
により目的とする所定の成形品を製造する。

【００１７】本発明におけるガスアシスト射出成形方法
とは、金型中のキャビティ内に射出された溶融樹脂の内
部に窒素などのガスを注入し、中空部を形成するととも
にこの圧力で樹脂を金型表面に密着させて冷却するもの
である。リブや厚肉部を持つ成形品で、ガスチャンネル
を形成する場合に特に適している。すなわち、金型キャ
ビティの空間容積よりも少ない樹脂を射出し、次いでガ
スを注入し、ガスで樹脂を展延、賦形するガスアシスト
射出成形方法に本発明は有用である。また、キャビティ
の空間容積に等しい樹脂を射出し、次いでガスを注入
し、厚肉部の溶融樹脂をキャビティ外に押し出して中空
部を形成する成形方法であってもよい。なお、ガス注入
の方法としては、射出成形機の射出ノズルあるいは、金
型のスプルー、ランナー部、金型キヤビティの壁面に設
けられたガス注入ピンから注入される方法が採用され
る。また、注入箇所は一点の場合や成形品の大きさや形
状などにより複数設けられる。ガス注入のタイミングと
しては、樹脂の射出完了と同時あるいはその前後に行わ
れる。ガス注入のタイミング、注入量、注入圧力は成形
品の大きさ、形状、特性に応じて調整・制御することに
よって最適化が図られる。

【００１８】本発明のガスアシスト射出成形用樹脂組成
物を用いて成形して得られる成形品としては、各種成形
品があり、例えば、インストルメントパネル、コンソー
ルボックス、センタークラスター、メータークラスタ
ー、ラジエターグリル、サイドプロテクター、バンパ
ー、トランクボードなどの自動車部品、エアコン、洗濯
機、冷蔵庫、掃除機、テレビ、ラジオ、ＯＡ機器、通信
機器などの家電成形部品、洗面器、便器、便座、バス、
家具などの住宅設備、各種コンテナーなどが挙げられ
る。

【００１９】次に、実施例、比較例により具体的に説明
するが、本発明はこれらに何ら制限されるものではな
い。

【００２０】

【実施例】

１．樹脂組成物の調整（Ａ）エチレン−プロピレンブロック共重合体（Ｂ−Ｐ
Ｐ）と（Ｂ）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のペレッ
トの所定量１００重量部に酸化防止剤〔チバカイギー社
製、イルガノックス１０１０：０．１重量部〕、滑剤
〔ステアリン酸カルシウム：０．０５重量部〕、さら
に、外観評価を容易にするために、カーボンブラック４
０重量％含有のポリプロピレン系マスターバッチ２重量
部を添加し、ドライブレンド後、株式会社東洋精機製作
所製の１５−３００型とラボプラストミル二軸セグメン
ト押出機（２０２５Ｗ型）を用いて、２００℃でペレッ
ト状の組成物を調整した。

【００２１】２．ガスアシスト射出成形東芝機械株式会社製の射出成形機ＩＳ２００ＣＮ〔ガス
アシスト成形装置付き〕を用いて、図１に示す長さ４２
０ｍｍ×幅９８ｍｍ×厚さ３ｍｍの平板の長さ方向の中
央部に径５ｍｍの半円状の凸状の厚肉部を持つ成形体を
下記の条件で成形して安定成形後に成形品を採取した。

【００２２】（１）成形温度：２２０℃、（２）金型温
度：４０℃、（３）樹脂充填時間：３秒、（４）ガス注
入圧力：４ＭＰａ、（５）樹脂充填完了後からガス注入
までの時間：４秒、（６）ガス注入時間：２秒、（７）
保持時間：１０秒、（８）脱圧時間：５秒３．組成物、成形品の評価（１）曲げ弾性率の測定方法はＡＳＴＭＤ−７９０に
準拠。

【００２３】（２）衝撃強度の測定方法はＡＳＴＭＤ
−２５６に準拠（試験片厚み：５ｍｍ、ノッチ付きアイ
ゾット）。（３）光沢ムラの測定方法：散乱光を測定して、その差
を求めた。・散乱光の測定：オリンパス株式会社製ＢＸ６０Ｍ型光
度計を用い、散乱光測定モードにて、１５ｍｍφ視野で
測定した。また、散乱光量は、光強度校正用の機器付属
の白色板の散乱光を１００％として求めた。

【００２４】・散乱光測定位置：図１に示す、成形品の
ゲート位置から２１０ｍｍの位置にある下記の３箇所を
３サンプル測定し、その平均値を求めた。Ａ：ガスチャンネル上中心位置の表面Ｂ：Ａ点から両側に５ｍｍの位置表面Ｃ：Ａ点から両側に２０ｍｍの位置表面・散乱光量差（ΔＬ）の定義散乱光測定点Ａ．Ｂ．Ｃについて散乱光を測定し、Ｂと
Ａ、またはＢとＣの散乱光量の差のうち、散乱光量差が
大きい方の値をΔＬとした。

【００２５】ΔＬが０．１以下であれば、外観ムラは認
められない。（４）外観の評価；目視にて成形品表面を観察した際の
外観不良の程度を評価した。 ◎：外観ムラは認められない。 ○：見る角度によっては僅かながら外観ムラが認められ
る。

【００２６】 △：外観ムラが認められる。 ×：外観ムラが明らかに認められる。

【００２７】

【実施例１〜５及び比較例１〜６】表１に示す、（Ａ）
エチレン−プロピレンブロック共重合体（Ｂ−ＰＰ）と
（Ｂ）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の所定量を前記
組成物の調整法によりペレットを得た。次いで、前記ガ
スアシスト射出成形方法により、試験片として中空部を
含む成形品（図１）を製造するとともに、物性測定のた
めの試験片を成形した。

【００２８】ついで、前記の組成物と成形品の評価方法
により評価した結果を表１に示す。なお、表１には、
（Ａ）成分、（Ｂ）成分および組成物の溶融粘度、粘度
比をあわせて示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】用いた原料樹脂は、以下の通りである。（Ａ）成分：Ｂ−ＰＰ（エチレン−プロピレンブロック
共重合体）Ｂ−ＰＰ−（１）・ＩＤＥＭＩＴＳＵＰＰＪ４５０ＨＰ〔出光石油化
学株式会社製〕（ＭＦＩ：３．５ｇ／１０分、エチレン
含有量：８．０重量％）Ｂ−ＰＰ−（２）・ＩＤＥＭＩＴＳＵＰＰＪ３０５４ＨＰ〔出光石油
化学株式会社製〕（ＭＦＩ：３２ｇ／１０分、エチレン
含有量：８．０重量％）（Ｂ）成分：ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）ＨＤＰＥ−（１）・ＩＤＥＭＩＴＳＵＨＤ１２０Ｙ〔出光石油化学株
式会社製〕（密度：９６１ｋｇ／ｍ³、ＭＦＩ：２３ｇ
／１０分）ＨＤＰＥ−（２）・ＩＤＥＭＩＴＳＵＨＤ２１０Ｊ〔出光石油化学株
式会社製〕（密度：９６８ｋｇ／ｍ³、ＭＦＩ：５．１
ｇ／１０分）ＨＤＰＥ−（３）・重量平均分子量が、１０，０００の高密度ポリエチレ
ン

【００３１】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、光沢ムラなどの
外観ムラの発生がなく、外観が要求される成形品分野に
おいて、塗装などの二次的な表面処理の必要性がなく、
生産性よく安価に成形品を製造することができる。しか
も、本質的にエラストマーや無機充填剤を必要としない
ため、耐熱性、耐衝撃性、剛性など物性バランスの良い
成形品が得られるとともに、軽量化、成形性の点にもす
ぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例、比較例に用いたガスアシスト
射出成形品を模式的に示す斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ＭＦＩが１〜６０ｇ／１０分のエチ
レン−プロピレンブロック共重合体９０〜５０重量％、
（Ｂ）密度９５０kg／m³以上の高密度ポリエチレン１０
〜５０重量％からなり、（Ａ）成分の溶融粘度ηPPと
（Ｂ）成分の溶融粘度ηPEの関係が、０．５＜（ηPE／
ηPP）＜２．５〔ここで、溶融粘度は、温度：２２０℃、剪断速度：
１．２２×１０³ sec^-1での測定値をいう〕であること
を特徴とするガスアシスト射出成形用樹脂組成物。
【請求項２】請求項１記載の樹脂組成物をガスアシスト
射出成形することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】請求項２記載の製造方法により得られる樹
脂成形品。