JPH1199531A

JPH1199531A - 自動車バンパー用芯材

Info

Publication number: JPH1199531A
Application number: JP9264083A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mogami; 健二最上; Takeshi Obayashi; 毅御林; Yasumitsu Munakata; 康充宗像
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】低密度で、耐熱性、耐薬品性、圧縮強度、エ
ネルギー吸収性能、成形時の融着性、成形体の寸法精度
が良好であり、かつバンパー表皮材との接着性、融着性
にもすぐれる自動車バンパー用芯材をうること。【解決手段】（Ａ）エチレン含量が０．１〜８重量％
のエチレン−プロピレンランダム共重合体１００重量部
および（Ｂ）親水性ポリマー０．０５〜２０重量部を含
有する樹脂組成物を基材樹脂とする予備発泡粒子の型内
成形体からなり、密度が０．０３〜０．１８ｇ／ｃｍ³
であることを特徴とする自動車バンパー用芯材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車バンパーを
製造するにあたって使用されるバンパー用芯材を製造
し、使用する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、自動車の軽量化に伴い、金属製バンパーに代わって
合成樹脂製のバンパーが開発され、その一つとして合成
樹脂発泡体の芯材と、該芯材を被包する非発泡合成樹脂
の表皮材からなるバンパーが使用されるようになった。

【０００３】このバンパーにおける芯材は自動車バンパ
ーとしての性能を左右する重要な部材であり、単に軽い
というだけでは不充分であり、バンパー用芯材として要
求されるほかの性質、すなわちエネルギー吸収性能にす
ぐれることをも満足するものでなければならなかった。
そこで、従来前記芯材として油圧式ショックアブソー
バー、ポリウレタン樹脂発泡体、ポリスチレンまた
はポリエチレン樹脂発泡体（特開昭５７−４０１３６号
公報）が知られている。

【０００４】しかしながら、は合成樹脂発泡体に比べ
て重量が重く、かつ衝撃エネルギーを吸収するためには
長いストロークを必要とし、これが車体前部の自由なデ
ザインを制限する。は空気中の水分などにより加水分
解による経時劣化が起こり、自動車バンパーとしてのエ
ネルギー吸収性能および寸法回復率が低下するという品
質維持上の欠点があり、低下しないようにするには密度
の高い発泡体（０．１〜０．３ｇ／ｃｍ³）にしなけれ
ばならず、結果的に軽量化に逆行する。は加水分解な
どの劣化がなく、軽量化できるが、耐薬品性（耐ガソリ
ン性）および耐熱性（炎天下にされされても変形しない
耐熱性、９０℃での耐熱性）が不足し、自動車バンパー
用芯材として満足しうるものではない。

【０００５】これらを改善したものとして、特開昭５８
−２２１７４５号公報で密度０．０１５〜０．０４５ｇ
／ｃｍ³、５０％圧縮時の圧縮強度１ｋｇ／ｃｍ²以上の
ポリプロピレン系樹脂発泡体からなるバンパー用芯材が
提案されているが、短いストローク、すなわち低歪で衝
撃エネルギーを吸収するには不充分であり、また発泡成
形体の寸法バラツキが大きいといった問題があった。

【０００６】特開昭６０−１８９６６０号公報および特
開昭６１−４６７４４号公報では、前記エネルギー吸収
性能が改善されたポリオレフィン系樹脂発泡体からなる
バンパー用芯材が提案されているが、バンパー表皮材と
の接着性、融着性が製造条件によってばらつき、生産性
に問題を有していた。

【０００７】また、これらポリオレフィン系樹脂発泡体
からなるバンパー用芯材の成形用原料となる予備発泡粒
子は、従来、揮発性有機発泡剤または炭酸ガスを含有す
るポリオレフィン系樹脂粒子を水系分散媒に分散させ、
容器内の圧力を発泡剤の蒸気圧以上またはそれ以上の圧
力に保持しながら樹脂の軟化温度以上の温度に加熱した
後、加圧容器内より低圧雰囲気中に放出して発泡させる
ことによってえられる（特開昭５２−７７１７４号公報
および特開昭５９−１１１８２３号公報参照）。このば
あい、揮発性有機発泡剤としては、たとえば、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、トリクロロフルオロメタン、ジ
クロロジフルオロメタンなどが知られている。

【０００８】しかしながら、これら揮発性発泡剤は、プ
ロパン、ブタンなどについては毒性や可燃性など安全性
に問題があり、フロンなどについてはオゾン層破壊とい
った環境面の問題があり、また、炭酸ガスは地球温暖化
促進の原因となる、いわゆる温室効果ガスとして知られ
ており、いずれも好ましくない。さらに、揮発性発泡剤
の使用は発泡倍率のコントロールが困難であり、揮発性
発泡剤そのものが高価であるためコスト高になるという
欠点があることも知られている。

【０００９】このように、従来から使用されてきたバン
パー用芯材は本来要求される特性を充分満足していると
はいい難く、また成形用原料となる予備発泡粒子の製法
にも問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
技術の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の
エチレン−プロピレンランダム共重合体および親水性ポ
リマーを含有する樹脂組成物を用いることによって、従
来の揮発性発泡剤や炭酸ガスを使用せずとも、低密度で
耐熱性、耐薬品性、圧縮強度、エネルギー吸収性能、成
形時の融着性、成形体の寸法精度が良好なだけでなく、
バンパー表皮材との接着性、融着性にもすぐれるバンパ
ー芯材がえられることを見出した。

【００１１】すなわち、本発明は、（Ａ）エチレン含量
が０．１〜８重量％のエチレン−プロピレンランダム共
重合体１００重量部および（Ｂ）親水性ポリマー０．０
５〜２０重量部を含有する樹脂組成物を基材樹脂とする
予備発泡粒子の型内成形体からなり、密度が０．０３〜
０．１８ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする自動車バン
パー用芯材（請求項１）、親水性ポリマーがエチレン系
アイオノマーである請求項１記載の自動車バンパー用芯
材（請求項２）、予備発泡粒子が、前記基材樹脂からの
樹脂粒子を密閉容器内で水系分散媒に分散させ、前記樹
脂粒子の軟化温度以上の温度に加熱し、含水樹脂粒子と
したのち、チッ素、空気またはこれらを主体とする無機
ガスを密閉容器内に導入して密閉容器内の圧力を８〜７
５ｋｇ／ｃｍ²Ｇとし、この圧力を保持しつつ前記密閉
容器の内圧よりも低圧の雰囲気中に放出させて前記含水
樹脂粒子を発泡させてえられたものである請求項１また
は２記載の自動車バンパー用芯材（請求項３）、および
型内成形体が、該成形体表層部に直径が中心部の平均気
泡径の１／３以下であり、かつ０．５〜５０μｍの微細
気泡が１ｍｍ²あたり３００個以上存在するものである
請求項１、２または３記載の自動車バンパー用芯材（請
求項４）に関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明においては、エチレン−プ
ロピレンランダム共重合体（Ａ）１００部（重量部、以
下同様）および親水性ポリマー（Ｂ）０．０５〜２０部
を含有する基材樹脂組成物（以下、基材樹脂組成物とも
いう）からなる樹脂粒子が、予備発泡粒子の製造のため
に使用される。

【００１３】本発明においてはエチレン−プロピレンラ
ンダム共重合体を使用するため、えられる成形体のエネ
ルギー吸収性能が大幅に向上するという効果がえられ
る。

【００１４】前記エチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）のエチレン含量は０．１〜８重量％、好ましく
は１〜５重量％である。エチレン含量が０．１重量％未
満では、融点が高くなるため予備発泡粒子の製造および
成形時の融着性が悪くなり、また成形体のエネルギー吸
収性能が不充分となる。エチレン含量が８重量％をこえ
ると、成形体の圧縮強度、耐熱性が悪くなり、またエネ
ルギー吸収性能が不充分となる。

【００１５】前記エチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）のプロピレン含量は、９２〜９９．９重量％、
好ましくは９５〜９９重量％である。プロピレン含量が
９２重量％未満では、成形体の圧縮強度、耐熱性が悪く
なり、またエネルギー吸収性能が不充分となり、９９．
９重量％をこえると、融点が高くなるため予備発泡粒子
の製造および成形時の融着性が悪くなり、またエネルギ
ー吸収性能が不充分となる。

【００１６】前記エチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）のＭＩとしては、２３０℃において０．５〜３
０ｇ／１０分、さらには２〜２０ｇ／１０分のものが好
ましく、また、曲げ弾性率としては５０００〜２０００
０ｋｇｆ／ｃｍ²、融点としては１３０〜１６５℃のも
のが好ましい。

【００１７】前記ＭＩが０．５ｇ／１０分未満のばあ
い、溶融粘度が高すぎて発泡が困難になり、３０ｇ／１
０分をこえるばあい発泡時に破泡しやすくなり、エネル
ギー吸収性能が不充分となる傾向にある。

【００１８】前記曲げ弾性率が５０００ｋｇｆ／ｃｍ²
未満のばあい、圧縮強度や耐熱性が不充分となり、２０
０００ｋｇｆ／ｃｍ²をこえるばあい、エネルギー吸収
性能、成形時の融着性が不充分となる傾向にある。

【００１９】前記融点が１３０℃未満のばあい、耐熱性
が不充分となり、１６５℃をこえるばあい、成形時の融
着性が不充分となる傾向にある。

【００２０】前記エチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）は、本発明の効果を損なわない範囲でほかのモ
ノマーを共重合していてもよく、エチレン−プロピレン
−ブテンランダム三元共重合体、エチレン−プロピレン
−ブテン−４−メチルペンテンランダム四元共重合体な
どがあげられる。これらのエチレン−プロピレンランダ
ム共重合体は無架橋の状態で用いてもよいが、パーオキ
サイドや放射線などにより架橋させて用いてもよい。

【００２１】共重合するほかのモノマーの量は、エチレ
ンおよびプロピレンの合計に対して０〜７重量％、好ま
しくは０〜４重量％である。

【００２２】前記エチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）は、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応
じてほかのポリオレフィン系樹脂をブレンドしたもので
あってもよい。これらブレンド可能なポリオレフィン系
樹脂としては、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン
ブロック共重合体、エチレン−プロピレンゴム、高圧法
低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合
体、エチレン−アクリル酸共重合体などがあげられる。
これらは単独をブレンドしてもよく、２種以上をブレン
ドしてもよい。

【００２３】本発明に用いるエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体（Ａ）におけるエチレンとプロピレンとの
重量比は、１：９９９〜１：１２、好ましくは１：９９
〜１：１９である。

【００２４】前記親水性ポリマー（Ｂ）は、エチレン−
プロピレンランダム共重合体（Ａ）に発泡剤としての水
を含浸させるために使用される成分である。

【００２５】前記親水性ポリマー（Ｂ）は、それ自身が
水を含浸しやすいポリマーで、かつエチレン−プロピレ
ン共重合体（Ａ）中での分散性が良好であり、分子内に
カルボキシル基、水酸基、アミノ基、アミド基、エステ
ル基、ポリオキシエチレン基などの親水性基を含有す
る。親水性のちがいなどにより、吸湿性ポリマー、吸水
性ポリマーおよび水溶性ポリマーに分類される。

【００２６】前記吸湿性ポリマーとは、ＡＳＴＭＤ５
７０に準拠して測定された吸水率が０．５％以上で上限
が１０％のポリマーをいう。

【００２７】前記吸湿性ポリマーの代表例としては、た
とえばカルボキシル基含有ポリマー、ポリアミド、熱可
塑性ポリエステル系エラストマー、セルロース誘導体な
どがあげられる。

【００２８】前記カルボキシル基含有ポリマーの具体例
としては、たとえばエチレン−アクリル酸−無水マレイ
ン酸三元共重合体（吸水率０．５〜０．７％）、エチレ
ン−（メタ）アクリル酸共重合体（エチレン単位７０〜
９７％、さらには８０〜９５％と（メタ）アクリル酸単
位３〜３０％、さらには５〜２０％）のカルボキシル基
の１０〜１００％、さらには３０〜１００％をナトリウ
ムイオン、カリウムイオンなどのアルカリ金属イオンを
はじめ、亜鉛イオンなどの遷移金属イオンなどの金属イ
オンで塩にし、分子間をイオン架橋させたエチレン系ア
イオノマー（吸水率０．７〜１．４％）、エチレン−
（メタ）アクリル酸共重合体（吸水率０．５〜０．７
％）などがあげられる。これらのポリマーは、単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００２９】前記ポリアミドの具体例としては、たとえ
ばナイロン−６（吸水率１．３〜１．９％）、ナイロン
−６，６（吸水率１．１〜１．５％）、共重合ナイロン
（イーエムエス−ヘミー社（ＥＭＳ−ＣＨＥＭＩＥＡ
Ｇ）製のグリルテックス（商品名）など）（吸水率１．
５〜３％）などがあげられる。これらのポリアミドは、
単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３０】前記熱可塑性ポリエステル系エラストマー
の具体例としては、たとえばポリブチレンテレフタレー
トとポリテトラメチレングリコールとのブロック共重合
体（吸水率０．５〜０．７％）などがあげられる。これ
らの熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３１】前記セルロース誘導体の具体例としては、
たとえば酢酸セルロース（吸水率１．０〜７．０％）、
プロピオン酸セルロース（吸水率１．７〜２．８％）な
どがあげられる。これらのセルロース誘導体は、単独で
用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３２】前記吸湿性ポリマーのうちでは、エチレン
−プロピレンランダム共重合体中での分散性にすぐれ、
比較的少量で高含水率（１〜５０％程度の含水率）の含
水樹脂組成物がえられるため、前記エチレン系アイオノ
マーが好ましく、とりわけ、前記エチレン−（メタ）ア
クリル酸共重合体のカルボキシル基の３０〜１００％を
ナトリウムイオン、カリウムイオンなどのアルカリ金属
イオンで塩にし、イオン架橋させたエチレン系アイオノ
マーが好ましい。

【００３３】前記吸水性ポリマーとは、水に溶けること
なく、自重の数倍から数百倍の水を吸収し、圧力がかか
っても脱水されがたいポリマーをいう。

【００３４】前記吸水性ポリマーの代表例としては、た
とえば架橋ポリアクリル酸塩系重合体、澱粉−アクリル
酸グラフト共重合体、架橋ポリビニルアルコール系重合
体、架橋ポリエチレンオキサイド系重合体、イソブチレ
ン−マレイン酸系共重合体などがあげられる。これらの
ポリマーは、単独で用いてもよく、２種以上を併用して
もよい。

【００３５】前記架橋ポリアクリル酸塩系重合体の具体
例としては、たとえば（株）日本触媒製のアクアリック
（商品名）、三菱化学（株）製のダイヤウェット（商品
名）などで代表される架橋ポリアクリル酸ナトリウム系
重合体などがあげられる。これらの重合体は、単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３６】前記架橋ポリビニルアルコール系重合体の
具体例としては、たとえば日本合成化学工業（株）製の
アクアリザーブＧＰ（商品名）などで代表される架橋ポ
リビニルアルコール系重合体があげられる。かかる重合
体は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよ
い。

【００３７】前記架橋ポリエチレンオキサイド系重合体
の具体例としては、たとえば住友精化（株）製のアクア
コーク（商品名）などで代表される架橋ポリエチレンオ
キサイド系重合体があげられる。かかる重合体は、単独
で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３８】前記イソブチレン−マレイン酸系共重合体
の具体例としては、たとえば（株）クラレ製のＫＩゲル
（商品名）などで代表されるイソブチレン−マレイン酸
系共重合体があげられる。かかる共重合体は、単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３９】前記吸水性ポリマーのうちでは、エチレン
−プロピレンランダム共重合体中での分散性および高含
水率の点から架橋ポリエチレンオキサイド系重合体が好
ましい。

【００４０】前記水溶性ポリマーとは、常温ないし高温
状態で水に溶解するポリマーをいう。

【００４１】前記水溶性ポリマーの代表例としては、た
とえばポリ（メタ）アクリル酸系重合体、ポリ（メタ）
アクリル酸塩系重合体、ポリビニルアルコール系重合
体、ポリエチレンオキサイド系重合体、水溶性セルロー
ス誘導体などがあげられる。これらのポリマーは、単独
で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００４２】前記ポリ（メタ）アクリル酸系重合体の具
体例としては、たとえばポリアクリル酸、アクリル酸−
アクリル酸エチル共重合体、ポリメタクリル酸２−ヒド
ロキシエチルなどがあげられる。これらの重合体は、単
独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００４３】前記ポリ（メタ）アクリル酸塩系重合体の
具体例としては、たとえばポリアクリル酸ナトリウム、
ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウ
ム、ポリメタクリル酸カリウムなどがあげられる。これ
らの重合体は、単独で用いてもよく、２種以上を併用し
てもよい。

【００４４】前記ポリビニルアルコール系重合体の具体
例としては、たとえばポリビニルアルコール、ビニルア
ルコール−酢酸ビニル共重合体などがあげられる。これ
らの重合体は、単独で用いてもよく、２種以上を併用し
てもよい。

【００４５】前記ポリエチレンオキサイド系重合体の具
体例としては、たとえば分子量数万〜数百万のポリエチ
レンオキサイドなどがあげられる。かかる重合体は、単
独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００４６】前記水溶性セルロース誘導体の具体例とし
ては、たとえばカルボキシメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロースなどがあげられる。これらの重合体
は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００４７】前記水溶性ポリマーのうちでは、エチレン
−プロピレンランダム共重合体中での分散性および高含
水率の点からポリビニルアルコール系重合体が好まし
い。

【００４８】前記親水性ポリマー（Ｂ）の使用量は、前
記親水性ポリマーの種類によって異なるが、通常、所定
の低密度（０．０３〜０．１８ｇ／ｃｍ³）の発泡成形
体をうるためにはエチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）１００部に対して０．０５部以上、なかんづく
０．５部以上にするのが好ましい。また、予備発泡粒子
の製造時の生産安定性や発泡特性を良好にし、予備発泡
粒子からえられる成形体にすぐれた機械的強度や耐熱性
を付与するとともに、吸水時の寸法変化を小さくする点
から、エチレン−プロピレンランダム共重合体（Ａ）１
００部に対して２０部以下、なかんづく１０部以下にす
るのが好ましい。

【００４９】なお、前記基材樹脂組成物には、充填剤を
含有せしめるのが、気泡が均一で、低密度の予備発泡粒
子をうることができるという点から好ましい。

【００５０】前記充填剤の平均粒子径は、気泡が均一で
低密度の予備発泡粒子をうることができ、また該予備発
泡粒子から機械的強度や柔軟性などにすぐれた成形体を
うることができる点から、５０μｍ以下、なかんづく１
０μｍ以下であるのが好ましく、二次凝集や取扱作業性
の点から０．１μｍ以上、なかんづく０．５μｍ以上で
あるのが好ましい。

【００５１】前記充填剤には、無機充填剤と有機充填剤
とがある。

【００５２】前記無機充填剤の具体例としては、たとえ
ばタルク、炭酸カルシウム、水酸化カルシウムなどがあ
げられる。これらの無機充填剤は、単独で用いてもよ
く、また２種以上を併用してもよい。これらのなかで
は、気泡が均一で低密度の予備発泡粒子がえられる点か
らタルクが好ましい。

【００５３】前記有機充填剤は、前記エチレン−プロピ
レンランダム共重合体（Ａ）の軟化温度以上の温度で固
体状のものであればよく、とくに限定がない。前記有機
充填剤の具体例としては、たとえばフッ素樹脂粉末、シ
リコーン樹脂粉末、熱可塑性ポリエステル樹脂粉末など
があげられる。これらの有機充填剤は、単独で用いても
よく、また２種以上を併用してもよい。

【００５４】前記充填剤の使用量は、低密度の予備発泡
粒子をうるためには、エチレン−プロピレンランダム共
重合体（Ａ）１００部に対して０．０１部以上、なかん
づく０．１部以上にするのが好ましく、また予備発泡粒
子を成形する際に、すぐれた融着性を発現させ、該予備
発泡粒子から機械的強度や柔軟性などにすぐれた成形体
をうるためには、エチレン−プロピレンランダム共重合
体（Ａ）１００部に対して１０部以下、なかんづく５部
以下にするのが好ましい。

【００５５】さらに前記基材樹脂組成物には、顔料、熱
安定剤、光安定剤、染料、滑剤、可塑剤、帯電防止剤な
どを本発明の目的を損なわない範囲で含むことができ
る。

【００５６】本発明では、前記エチレン−プロピレンラ
ンダム共重合体（Ａ）および親水性ポリマー（Ｂ）、必
要により使用される充填剤を含有した基材樹脂組成物
を、通常、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロ
ールなどを用いて溶融混練し、ついで円柱状、楕円柱
状、球状、立方体状、直方体状など予備発泡に利用しや
すい所望の粒子形状に成形することによって樹脂粒子が
製造される。

【００５７】前記樹脂粒子を製造する際の条件、樹脂粒
子の大きさなどにもとくに限定はないが、たとえば押出
機中で前記基材樹脂の軟化温度以上の条件で溶融混練し
て０．５〜１０ｍｇ／粒、好ましくは１〜５ｍｇ／粒程
度の粒子を製造するのが一般的である。

【００５８】このようにして製造された前記基材樹脂組
成物からなる樹脂粒子を密閉容器内で水系分散媒に撹拌
などの操作により分散させ、前記樹脂粒子を前記樹脂粒
子の軟化温度以上の温度に加熱して含水樹脂粒子とす
る。

【００５９】前記樹脂粒子を分散させる水系分散媒は、
前記基材樹脂組成物を溶解させない溶媒であればよく、
通常水または水とエチレングリコール、グリセリン、メ
タノール、エタノールなどのうちの１種またはそれらの
２種以上との混合物が例示されるが、環境面、経済性な
どから水が好ましい。

【００６０】前記水系分散媒には、必要であれば分散剤
および界面活性剤が水系分散媒１００部に対してそれぞ
れ０．１〜１０部および０．００１〜０．１部程度添加
されている。前記分散剤の具体例としては、たとえば第
三リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性
炭酸亜鉛、炭酸カルシウムなどがあげられ、前記界面活
性剤の具体例としては、たとえばドデシルベンゼンスル
ホン酸ソーダ、ｎ−パラフィンスルホン酸ソーダ、α−
オレフィンスルホン酸ソーダなどがあげられる。

【００６１】前記水系分散媒に分散させる樹脂粒子の量
としては、水系分散媒１００部に対して３〜１００部、
さらには１０〜５０部が好ましい。樹脂粒子の量が３部
未満になると生産性が低下し、製造コストが高くなり、
経済的でなく、１００部をこえると加熱中に容器内で樹
脂粒子同士が融着する傾向が生じる。

【００６２】前記樹脂粒子の分散液を加熱する温度は、
使用する樹脂粒子の軟化温度以上の温度、通常は融点−
１０℃〜融点＋５０℃であるが、融点〜融点＋２０℃が
好ましく、融点＋５℃〜融点＋１５℃がさらに好まし
い。たとえば融点１４５℃のエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体のばあい、１４５〜１６５℃、さらには１
５０〜１６０℃が好ましく、１４５℃未満では発泡しに
くくなり、１６５℃をこえるとえられる発泡体の圧縮強
度、耐熱性が充分でなく、容器内で樹脂粒子が融着しや
すくなる。なお、本発明でいう融点はＤＳＣによって１
０℃／分で測定したときの融解ピークの頂点の温度をい
う。

【００６３】前記含水樹脂粒子の、基材樹脂組成物の融
点における水蒸気圧下での含水率は、１〜５０％、さら
には１．５〜３０％であることが好ましい。含水率の調
整は予備発泡させる際の温度、加熱時間によって行なう
ことができる。前記含水率が１％未満のばあい、えられ
る型内成形体の密度を０．１８％以下にするのが困難と
なる。好ましい含水率は３％以上である。また、５０％
をこえると、樹脂粒子の水系分散媒に対する分散性が低
下し、予備発泡粒子製造時に密閉容器内で樹脂粒子が塊
状になり、均一に予備発泡させることができなくなる。
好ましい含水率は３０％以下である。

【００６４】なお、前記基材樹脂組成物の融点は、ＤＳ
Ｃによって１０℃／分の昇温速度で測定したときの融解
ピークの頂点の温度である。

【００６５】前記基材樹脂組成物の融点における水蒸気
圧下での含水率は、以下のようにして求められる。すな
わち、３００ｃｃ耐圧アンプル中に前記基材樹脂組成物
からなる粒子５０ｇ、水１５０ｇ、分散剤としてパウダ
ー状塩基性第三リン酸カルシウム０．２ｇ、ｎ−パラフ
ィンスルホン酸ソーダ０．００３ｇを入れ、密閉したの
ち、前記基材樹脂組成物の融点に設定した油浴中で３時
間加熱処理する。さらに室温まで冷却後、耐圧アンプル
から取り出し、充分水洗して分散剤を除去したのち、え
られた含水樹脂粒子の表面の付着水分を除去してその重
量（Ｘ）を求める。ついでこの含水樹脂粒子を、基材樹
脂組成物の融点よりも２０℃高い温度に設定されたオー
ブン中で３時間乾燥させ、デシケータ中で室温まで冷却
させたのちその重量（Ｙ）を求める。前記含水率は、こ
れら重量（Ｘ）および（Ｙ）から、式（Ｉ）：

【００６６】

【数１】

【００６７】にしたがって求めた値をいう。樹脂粒子中
に充填剤などを含むばあい、樹脂粒子の重量から充填剤
の重量を引いた値を樹脂粒子の重量として計算した値で
ある。

【００６８】前記樹脂粒子の分散液を加熱して含水樹脂
粒子としたのちに、チッ素、空気またはこれらを主体と
する無機ガスを密閉容器内に導入して密閉容器内の圧力
を８〜７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇとし、この圧力を保持しつつ
前記密閉容器の内圧よりも低圧の雰囲気中に放出させて
前記含水樹脂粒子を発泡させることにより、予備発泡粒
子が製造される。

【００６９】前記チッ素、空気またはこれらを主体とす
る無機ガスとは、チッ素および（または）空気を主体
（通常、５０容量％以上、さらには７０容量％以上）と
し、アルゴン、ヘリウム、キセノン、水蒸気、酸素、水
素、オゾンなどを少量（５０容量％以下、さらには３０
容量％以下）含む無機ガスが使用できるが、なかでも経
済性、生産性、安全性、環境適合性などの点からチッ
素、空気が好ましい。

【００７０】前記チッ素、空気またはこれらを主体とす
る無機ガスによる保持圧力は、８〜７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ
が好ましく、１０〜７０ｋｇ／ｃｍ²Ｇがより好まし
い。保持圧力が８ｋｇ／ｃｍ²Ｇ未満では成形体の密度
が０．１８ｇ／ｃｍ³をこえ、軽量性、エネルギー吸収
性能が劣る。７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇをこえると気泡が微細
化しすぎ、独立気泡率が低下してエネルギー吸収性能が
低下し、成形体の寸法バラツキが大きくなる。

【００７１】前記保持圧力に到達後、含水樹脂粒子を水
系分散媒とともに低圧雰囲気中に放出するまでの時間に
はとくに限定はないが、生産性向上の点からできるだけ
速いことが好ましい。

【００７２】前記低圧雰囲気とは、通常大気圧をいう。

【００７３】また、放出中の容器内圧力は、前記密閉容
器内から低圧雰囲気中への含水樹脂粒子の放出を容易に
するために、前記保持圧力を保持することが好ましい。
具体的には、密閉容器内に前記チッ素、空気またはこれ
らを主体とする無機ガスを供給して密閉容器内の圧力を
前記保持圧力に保持しつつ放出するとよい。

【００７４】かくしてえられる予備発泡粒子は、嵩密度
０．０３〜０．１８ｇ／ｃｍ³、さらには０．０４５〜
０．１３ｇ／ｃｍ³、みかけ発泡倍率５〜４５倍、さら
には７〜３０倍、独立気泡率８０％以上、さらには８５
〜１００％および平均気泡径５０〜４００μｍ、さらに
は１００〜３００μｍを有するものである。

【００７５】前記嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ³未満のば
あい、えられる成形体の圧縮強度、エネルギー吸収性能
が不充分となり、０．１８ｇ／ｃｍ³をこえるばあい、
えられる成形体の軽量化が不充分となる。前記みかけ発
泡倍率が５倍未満のばあい、軽量化のメリットがえられ
ず、型内成形性も困難となり、また４５倍をこえるばあ
い、えられる成形体の圧縮強度、エネルギー吸収性能が
不充分となる。また、前記独立気泡率が８０％未満のば
あい、エネルギー吸収性能が低下し、成形体の寸法バラ
ツキも大きくなる。また、前記平均気泡径が５０μｍ未
満のばあい、成形体の寸法バラツキが大きくなり、４０
０μｍをこえるばあい、圧縮強度、エネルギー吸収性能
が低下する。

【００７６】こうして製造された予備発泡粒子は、必要
に応じて表面に付着した水を除去するために３０〜９０
℃で１〜９６時間乾燥され、バンパー用芯材の成形に供
される。

【００７７】バンパー用芯材は、前記予備発泡粒子を従
来公知の種々の型内成形法により成形することにより製
造される。

【００７８】型内成形の条件としては、自動車バンパー
芯材用金型内で予備発泡粒子が二次発泡、融着するよう
な条件で行なう限り、とくに限定はない。前記型内成形
法としては、たとえば、予備発泡粒子を耐圧容器中で加
熱加圧下、一定時間処理することによって空気含浸を行
なったのちに成形用金型に充填し、蒸気加熱することに
より型内発泡成形して金型どおりの成形体を製造する方
法（特公昭５９−４３４９２号公報参照）などがあげら
れる。

【００７９】えられる成形体の融着率は、成形体表面に
１ｃｍ深さの切れ目を入れ、この切れ目に沿って割った
ときの破断面を観察し、粒子の全個数に対する破壊粒子
の割合として求める。本発明における融着率は７０％以
上、好ましくは８０％以上である。

【００８０】こうしてえられる本発明のバンパー用芯材
の密度は０．０３〜０．１８ｇ／ｃｍ³、好ましくは
０．０４５〜０．１３ｇ／ｃｍ³である。前記密度が
０．０３ｇ／ｃｍ³未満では充分な圧縮強度、エネルギ
ー吸収性能がえられにくく、０．１８ｇ／ｃｍ³をこえ
ると軽量化のメリットがえられない。

【００８１】なお、前記密度は型内成形法でえられた成
形体を、８０℃の熱風式乾燥機中で２４時間乾燥したも
のの重量を成形体寸法で除して求めた値をいう。

【００８２】こうしてえられたバンパー用芯材成形体に
おいて、独立気泡率は、７５〜１００％、さらには８０
〜１００％を有するものである。平均気泡径は表層部で
好ましくは０．５〜５０μｍ、より好ましくは２〜４０
μｍであり、中心部で好ましくは５０〜５００μｍ、よ
り好ましくは１００〜４００μｍである。

【００８３】なお、成形体における表層部とは、表面か
ら５０μｍまでの厚さの部分をいい、中心部とはこの表
層部を除いた部分をいう。

【００８４】本発明のバンパー用芯材は、好ましくは、
成形体表層部に、直径が中心部の平均気泡径の１／３以
下であり、かつ０．５〜５０μｍ、さらには２〜４０μ
ｍの微細気泡（以下、微細気泡という）が１ｍｍ²あた
り３００個以上、さらには５００個以上、上限としては
１００万個以下有するものである。

【００８５】前記表層部の微細気泡の直径が０．５μｍ
未満のばあい、気泡と成形体表面の凸凹との区別がなく
なり、表皮材との接着性が不充分となり、５０μｍをこ
えると成形体表面が平滑化する傾向になり、やはり表皮
材との接着性が不充分となる。

【００８６】また、表層部の微細気泡の直径が中心部の
平均気泡径の１／３をこえるばあい、成形時の融着率、
二次発泡力と表皮材との接着性のバランスが悪くなる。
下限は１／５００、さらには１／２００である。

【００８７】また、１ｍｍ²あたりの微細気泡の数が３
００個未満のばあい、表層微細気泡の分布が疎となり、
やはり発泡成形体の粒子界面が平滑化するためか、表皮
材との接着性が不充分となる。

【００８８】平均気泡径および気泡数の求め方はつぎの
とおりである。

【００８９】成形体の表層部から、成形体を構成する発
泡粒子５個を任意に選び、光学顕微鏡を用いて拡大写真
（×１０００倍）をそれぞれ２枚撮影した。えられた１
０枚の写真上にそれぞれ一辺１００μｍに相当する大き
さの正方形を描き、その中に含まれる気泡の数および各
気泡の断面積を求め、この断面積からこれを円と仮定し
た際に面積同等となるような相当径を求めて、これを表
層部の気泡径とし、平均気泡径を求めた。また前記一辺
１００μｍに相当する正方形の中に含まれる直径が０．
５〜５０μｍの微細気泡数を測定し、１０枚の写真にお
ける合計を求め、これを１０倍したものを１ｍｍ²あた
りの微細気泡数とした。

【００９０】また中心部の平均気泡径とは、成形体中心
部の成形体を構成する発泡粒子１０個について、気泡膜
が破壊されないように充分注意して切断したそれぞれの
切断面の拡大顕微鏡写真において、表層部を除く部分に
長さ１ｍｍに相当する線分を引き、該線分が通る気泡数
を測定し、以後はＡＳＴＭ・Ｄ３５７６に準拠して気泡
径を測定して求めた平均気泡径のことである。

【００９１】本発明のバンパー用芯材は、圧縮強度が好
ましくは２〜１６ｋｇ／ｃｍ²、さらには４〜１３ｋｇ
／ｃｍ²であり、エネルギー吸収率が好ましくは７０〜
１００％、さらには８０〜１００％であり、耐熱性（１
００℃×１００ｈｒ後の加熱寸法変化率）が０〜５％、
さらには０〜２％であり、耐薬品性（ガソリン中、８０
℃×２４ｈｒ後の外観変化）が良好である。

【００９２】なお、前記圧縮強度はＮＤＳＺ０５０
４に準拠して求めた５０％圧縮歪における成形体の圧縮
強度（ｋｇ／ｃｍ²）の値をいう。前記エネルギー吸収
率は、成形体から切り出したＬ１００ｍｍ×Ｗ１００ｍ
ｍ×Ｔ４０ｍｍの試片を２３℃、５０ｍｍ／分の速度で
厚さ方向に圧縮し、図３に示すような圧縮強度−ひずみ
曲線をえたのち、この圧縮強度−ひずみ曲線からえられ
た各面積ＡおよびＢを次式に代入して求められる値をい
う。

【００９３】

【数２】

【００９４】図１は本発明の芯材からなるバンパーを自
動車に装着した状態の外観図、図２は同上Ａ−Ａ線断面
図であり、バンパー１はポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリウレタンなどの表皮材１ａで芯材１ｂを被覆し
て構成されている。該芯材と該表皮材とは接着、融着な
どの手段により接合一体化されていることがバンパー全
体のエネルギー吸収性能向上の面から好ましい。バンパ
ーの製造方法としては、あらかじめ該芯材と該表皮材を
別々に製造し、ついで該芯材に該表皮材を接着剤などで
接合被覆する方法、または該芯材と該表皮材との間に加
熱により融着性を有する熱溶融型接着剤などを介在させ
て一体成形する方法がある。

【００９５】本発明のバンパー用芯材は、その表層部
に、直径が中心部の平均気泡径の１／３以下であり、か
つ０．５〜５０μｍの微細気泡が１ｍｍ²あたり３００
個以上存在する成形体であるので、いずれのバンパー製
造方法においても、該表皮材との接着性、融着性にすぐ
れている。

【００９６】以上のように、本発明の自動車バンパー用
芯材として、請求項１に記載の自動車バンパー用芯材を
用いることにより、従来使用されてきた揮発性発泡剤を
使用せずとも、低密度ですぐれたエネルギー吸収性能、
寸法精度を有し、しかも表皮材との接着バラツキが小さ
い芯材がえられるという効果がえられる。

【００９７】前記請求項１における親水性ポリマーをエ
チレン系アイオノマーにした請求項２記載の自動車バン
パー用芯材にすると、さらに低密度の成形体がえられる
という効果がえられる。

【００９８】前記請求項１または２における予備発泡粒
子を、基材樹脂からの樹脂粒子を密閉容器内で水系分散
媒に分散させ、前記樹脂粒子の軟化温度以上の温度に加
熱し、含水樹脂粒子としたのち、チッ素、空気またはこ
れらを主体とする無機ガスを密閉容器内に導入して密閉
容器内圧力を８〜７５ｋｇ／ｃｍ²Ｇとし、この圧力を
保持しつつ前記密閉容器の内圧よりも低圧の雰囲気中に
放出させて前記含水樹脂粒子を発泡させてえられたもの
にした請求項３記載の自動車バンパー用芯材にすると、
さらに低密度の成形体がえられるという効果がえられ
る。

【００９９】前記請求項１、２または３における型内成
形体を、該成形体表層部に直径が中心部の平均気泡径の
１／３以下であり、かつ０．５〜５０μｍの微細気泡が
１ｍｍ²あたり３００個以上存在するものにした請求項
４記載の自動車バンパー用芯材にすると、さらに表皮材
との接着バラツキが小さくなるという効果がえられる。

【０１００】

【実施例】つぎに本発明を実施例および比較例に基づい
て説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定される
ものではない。

【０１０１】実施例１〜８および比較例１〜４表１に示すエチレン含量のエチレン−プロピレンランダ
ム共重合体１００部に表１に示す量の親水性ポリマー
（実施例１〜７および比較例２〜４：エチレン−メタク
リル酸共重合体（エチレン単位８５％、メタクリル酸単
位１５％）のカルボキシル基をナトリウムイオンで塩に
して分子間を架橋させたエチレン系アイオノマー（イオ
ン化度５９％、吸水率１．４％）（親水性ポリマー
Ａ）、実施例８：架橋ポリエチレンオキサイド系重合体
（住友精化（株）製、商品名「アクアコークＴ」）（親
水性ポリマーＢ））および充填剤（タルク、平均粒子径
９．５μｍ）１部を混合してえられた樹脂組成物から、
ペレット（樹脂粒子、２ｍｇ／粒）を製造した（このペ
レットの融点はエチレン−プロピレンランダム共重合体
の融点と同じであった）。

【０１０２】このペレットの含水率を前記方法にしたが
って求めた。結果を表１に示す。

【０１０３】つぎに、このペレット１００部、分散剤と
してパウダー状塩基性第三リン酸カルシウム０．５部お
よびｎ−パラフィンスルホン酸ソーダ０．００６部を水
３００部とともに密閉容器内に仕込み、内容物を約９０
分間かけて表１に示す温度まで加熱し、さらに同温度で
１５分間保持し、含水樹脂粒子をえた。

【０１０４】そののち、空気を密閉容器内に導入して密
閉容器内の圧力を表１に示す保持圧力まで上げ、ただち
に、この圧力を保持しつつ密閉容器のバルブを開いて水
分散物（含水樹脂粒子および水系分散媒）を大気圧下に
放出して予備発泡を行ない、予備発泡粒子をえた。

【０１０５】こうしてえられた予備発泡粒子に空気によ
り耐圧容器中で６０℃、７ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、３時間処理
して２気圧の内圧を付与したのち、この予備発泡粒子を
金型に充填し、３〜４ｋｇ／ｃｍ²Ｇの水蒸気にて１３
５〜１４５℃に加熱し、発泡させて、Ｌ２９０ｍｍ×Ｗ
２７０ｍｍ×Ｔ４０ｍｍの成形体をえた。

【０１０６】前記成形体の種々の特性を、下記の方法で
測定した。結果を表１に示す。なお、実施例において成
形体表層部の気泡は直径が５３μｍを超えるものはなか
った。

【０１０７】（成形体の密度）えられた成形体を８０℃
の熱風式乾燥器中で２４時間乾燥したものの重量を成形
体寸法で除して求めた。

【０１０８】（成形体中心部の平均気泡径）成形体中心
部の成形体を構成する発泡粒子１０個について、気泡膜
が破壊されないように充分注意して切断したそれぞれの
切断面の拡大顕微鏡写真（×１００倍）において、表層
部を除く部分に長さ１ｍｍに相当する線分を引き、該線
分が通る気泡数を測定し、以後はＡＳＴＭ・Ｄ３５７６
に準拠して気泡径を測定し、平均気泡径を求めた。

【０１０９】（成形体表層部の平均気泡径）成形体表層
部（表面から５０μｍの深さ）の成形体を構成する発泡
粒子任意の５個について、光学顕微鏡を用いて成形体の
面方向および厚み方向から拡大写真（×１０００倍）を
それぞれ１枚撮影した。えられた１０枚の写真上にそれ
ぞれ一辺１００μｍに相当する大きさの正方形を描き、
その中に含まれる気泡の数および各気泡の断面積を求
め、この断面積からこれを円と仮定した際に面積同等と
なるような相当径を求めて気泡径とし、平均気泡径を求
めた。

【０１１０】（成形体表層部における、直径が中心部の
平均気泡径の１／３以下であり、かつ０．５〜５０μｍ
の微細気泡の１ｍｍ²あたりの数）前記一辺１００μｍに相当する正方形の中に含まれる直
径が０．５〜５０μｍの微細気泡数をそれぞれ測定し、
１０枚の写真における合計を求め、これを１０倍したも
のを１ｍｍ²あたりの微細気泡数とした。

【０１１１】（エネルギー吸収性能）前記成形体からＬ
１００ｍｍ×Ｗ１００ｍｍ×Ｔ４０ｍｍの３個の試片を
切り出し、試片を２３℃、５０ｍｍ／分の速度で厚さ方
向に圧縮し、図３に示す圧縮強度−ひずみ曲線をえた。
この圧縮強度−ひずみ曲線からえられた各面積Ａおよび
Ｂを次式に代入してエネルギー吸収率Ｅを３個の平均値
として求めた。

【０１１２】

【数３】

【０１１３】◎：Ｅ＝７９％をこえる ○：Ｅ＝７０〜７９％ △：Ｅ＝６０〜６９％ ×：Ｅ＝６０％未満（寸法バラツキ）前記成形体１００個について、縦、
横、厚み方向の寸法（Ｌ、Ｗ、Ｔ）をそれぞれ測定し、
次式にしたがってそれらのバラツキＲ_L、Ｒ_W、Ｒ_Tを求
めた。

【０１１４】

【数４】

【０１１５】えられたＲ_L、Ｒ_W、Ｒ_Tの平均値をＲとし
た。

【０１１６】◎：Ｒ＝０．８％未満 ○：Ｒ＝０．８〜１．０％ △：Ｒ＝１．１〜２．０％ ×：Ｒ＝２．０％をこえる（表皮材接着バラツキ）前記Ｌ２９０ｍｍ×Ｗ２７０ｍ
ｍ×Ｔ４０ｍｍ成形体の製造の際、金型内に前記予備発
泡粒子を充填する前にキャビティ内にエチレン−プロピ
レン−ブテンランダム共重合体系熱溶融型接着剤層（融
点１３２℃、ＭＩ５．５ｇ／１０分、厚み０．２ｍ
ｍ）を保有するポリプロピレン／エチレン−プロピレン
ゴムブレンド系表皮材（融点１６２℃、ＭＩ１．２ｇ
／１０分、厚み１．８ｍｍ）を、該熱溶融型接着剤層が
キャビティ内部に向けて位置付けして保持させ、そのの
ち同様に成形した（各１０個）。

【０１１７】えられた１０個の表皮材付き成形体からそ
れぞれＬ２９０ｍｍ×Ｗ２５ｍｍ×Ｔ４０ｍｍの試片を
切り出し、該表皮材の一部を予め剥離して該表皮材と該
芯材との１８０°剥離強度（最大荷重）Ｔを測定し、次
式からそれらのバラツキＲ_Tを求めた。

【０１１８】

【数５】

【０１１９】◎：Ｒ_T＝１１％未満 ○：Ｒ_T＝１１〜１５％ △：Ｒ_T＝１６〜３０％ ×：Ｒ_T＝３０％をこえる

【０１２０】

【表１】

【０１２１】

【発明の効果】本発明の自動車バンパー用芯材は、予備
発泡粒子製造の際に従来使用されてきた揮発性発泡剤、
炭酸ガスを使用していないにもかかわらず、低密度で、
すぐれたエネルギー吸収性能、寸法精度を有し、しかも
表皮材との接着バラツキが小さいという特徴を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の芯材からなるバンパーを自動車に装着
した状態の外観図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】芯材の圧縮強度−ひずみ曲線である。

【符号の説明】

１バンパー１ａ表皮材１ｂ芯材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 23:00 105:04 Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｃ０８Ｌ 23:16 23:26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エチレン含量が０．１〜８重量％
のエチレン−プロピレンランダム共重合体１００重量部
および（Ｂ）親水性ポリマー０．０５〜２０重量部を含
有する樹脂組成物を基材樹脂とする予備発泡粒子の型内
成形体からなり、密度が０．０３〜０．１８ｇ／ｃｍ³
であることを特徴とする自動車バンパー用芯材。
【請求項２】親水性ポリマーがエチレン系アイオノマ
ーである請求項１記載の自動車バンパー用芯材。
【請求項３】予備発泡粒子が、前記基材樹脂からの樹
脂粒子を密閉容器内で水系分散媒に分散させ、前記樹脂
粒子の軟化温度以上の温度に加熱し、含水樹脂粒子とし
たのち、チッ素、空気またはこれらを主体とする無機ガ
スを密閉容器内に導入して密閉容器内の圧力を８〜７５
ｋｇ／ｃｍ²Ｇとし、この圧力を保持しつつ前記密閉容
器の内圧よりも低圧の雰囲気中に放出させて前記含水樹
脂粒子を発泡させてえられたものである請求項１または
２記載の自動車バンパー用芯材。
【請求項４】型内成形体が、該成形体表層部に直径が
中心部の平均気泡径の１／３以下であり、かつ０．５〜
５０μｍの微細気泡が１ｍｍ²あたり３００個以上存在
するものである請求項１、２または３記載の自動車バン
パー用芯材。