発泡成形品およびその製造方法
【課題】耐衝撃性を十分に有しながらも、発泡倍率をより高めることができ、高度な軽量性、断熱性を実現する。
【解決手段】基材樹脂として、ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂と、を混合し、ポリプロピレン系樹脂としては、長鎖分岐構造を有するものを用い、配合比率を重量比で基材樹脂の６０〜８０％とする。スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体としては、スチレン含有量が１５〜４０％のものを用い、配合比率を重量比で基材樹脂の１５〜３５％とする。ポリエチレン系樹脂としては、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下のものを用い、配合比率を重量比で基材樹脂の５〜２５％とする。
【解決手段】基材樹脂として、ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂と、を混合し、ポリプロピレン系樹脂としては、長鎖分岐構造を有するものを用い、配合比率を重量比で基材樹脂の６０〜８０％とする。スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体としては、スチレン含有量が１５〜４０％のものを用い、配合比率を重量比で基材樹脂の１５〜３５％とする。ポリエチレン系樹脂としては、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下のものを用い、配合比率を重量比で基材樹脂の５〜２５％とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用の空調ダクトなどに用いられる発泡成形品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載のエアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるための車両用の空調ダクトが知られている。
このような車両用の空調ダクトには、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。
【０００３】
こうした発泡成形品について、本出願人による技術では、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン含有量が１５〜２５ｗｔ％である水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、を含む混合樹脂により、軽量かつ耐衝撃性に優れる発泡成形品を成形しようとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、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より、安価な材料で軽量かつ耐衝撃性に優れる発泡成形品を成形しようとしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５１１８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば上述した車両用の空調ダクトなどでは、燃費の向上及び原料の低減を目的として、上述した特許文献１、２よりもさらに高度な軽量性、断熱性が求められている。
【０００７】
また、車両のルーフサイドの空調ダクトでは、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すぐ近くに配置される。このため、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であっても、空調ダクトが飛散割れしないようにする必要がある。このため、軽量性、断熱性を向上させるために発泡倍率を高くする場合であっても、耐衝撃強度も十分に確保する必要がある。
なお、空調ダクトの耐衝撃性が不足している場合、エアバッグ側に飛散防止テープを貼ることで飛散割れ対策を行う必要があり、コスト高につながる問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性を十分に有しながらも、発泡倍率をより高めることができ、高度な軽量性、断熱性を実現できる発泡成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明に係る発泡成形品は、ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂と、を基材樹脂として含む混合樹脂を成形して得られた発泡成形品であって、
ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で基材樹脂の６０〜８０％であり、
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で基材樹脂の１５〜３５％であり、
ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る発泡成形品の製造方法は、ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加して発泡成形する発泡成形品の製造方法であって、
ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で基材樹脂の６０〜８０％であり、
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で基材樹脂の１５〜３５％であり、
ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、耐衝撃性を十分に有しながらも、発泡倍率をより高めることができ、高度な軽量性、断熱性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクト（発泡成形品）をルーフサイドダクトして用いた場合を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
【図２】図１に記載のルーフサイドダクトを車両に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】図１に記載のルーフサイドダクトをブロー成形する際の態様を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトを空調用フロアダクトとして用いた場合を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る発泡成形品およびその製造方法を車両用空調ダクトに適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
なお、本発明は、車両用空調ダクトに限らず、例えば、ドアパネル、インストルメントパネル、車両用デッキボードなどの自動車用内装部品、住宅用内装壁材、電子機器のハウジング、車両用以外の気体や液体を供給するダクトなど、他の発泡成形品にも適用することができる。
【００１４】
以下の説明では、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１５】
〔第１の実施形態〕
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、本発明の実施形態としての車両用空調ダクトがルーフサイドダクトである場合について示すものである。
【００１６】
図１の（ａ）は、本実施形態としてのルーフサイドダクトを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態のルーフサイドダクト１は、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるためのものである。
【００１７】
かかるルーフサイドダクト１は、中空多角柱状の形状を有しており、ブロー成形により一体成形されたものである。なお、ブロー成形については後述する。
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。
【００１８】
上記ルーフサイドダクト１は、壁部１ａの平均肉厚が３．５ｍｍ以下となっている。このように、ルーフサイドダクト１の壁部１ａの厚さを薄くすることにより、ルーフサイドダクト１内を流通する空調エアの流路を広く設定することができる。
また、壁部１ａの厚み方向における気泡セルの平均気泡径は３００μｍ未満であることが好ましい。この場合、機械的強度がより高まるという利点がある。なお、平均気泡径は、１００μｍ未満であることが更に好ましい。
【００１９】
ルーフサイドダクト１は、発泡倍率が３．０倍以上の独立気泡構造を有する。ここで、発泡倍率とは、発泡ブロー成形に用いた熱可塑性樹脂の密度を発泡ブロー成形品の壁部１ａの見かけ密度で割った値である。また、独立気泡構造とは、複数の気泡セル有する構造であり、少なくとも独立気泡率が７０％以上のものを意味する。
【００２０】
発泡倍率が３．０倍以上であることにより、発泡倍率が３．０倍未満である場合と比較して、さらに軽量化することができると共に、断熱性をより高めることができる。このため、ダクト内に冷房の空気を流通させた場合であっても、結露が発生する可能性をほとんどなくすことができる。
【００２１】
図２に示すように、ルーフサイドダクト１は、車両の内装天井材６と車体パネル４との間に、カーテンエアバッグ７と並べて配置される。
このため、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の背後に配置されてい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。
【００２２】
このため、ルーフサイドダクト１は、カーテンエアバッグ７が加圧ガスにより展開された際にも、展開による衝撃で飛散割れを発生させることのない耐衝撃性を有することが求められる。仮に、カーテンエアバッグ７の展開での衝撃により飛散割れが発生する可能性がある場合、カーテンエアバッグ７に飛散防止テープを貼る必要が生じてしまい、コストアップの要因となってしまう。
【００２３】
このため、ルーフサイドダクト１は、−１０℃における引張破壊伸びが４０％以上であることが好ましく、１００％以上であることがより好ましい。ここで、引張破壊伸びとは、ＪＩＳ Ｋ−７１１３に準じて測定した値である。
−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４０％以上である場合と比較して、カーテンエアバッグ７が加圧ガスにより展開された際に、展開による衝撃で飛散割れが発生しやすくなる。
【００２４】
また、本実施形態に係るルーフサイドダクト１は、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加して発泡ブロー成形することにより得られる。
【００２５】
発泡用ポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体を含むものであることが好ましい。
長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数を示す。
【００２６】
また、発泡用ポリプロピレン系樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３〜３５ｃＮの範囲内のポリプロピレンを用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
【００２７】
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体としては、スチレン含有量が１５〜４０％のものが好ましい。
また、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以下であることが好ましく、１〜１０ｇ／１０分であることがより好ましく、１〜５ｇ／１０分であることが更に好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１．０ｇ／１０分未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、
低温時の耐衝撃性が得られない場合がある。
【００２８】
ポリエチレン系樹脂としては、長鎖分岐構造を有するものであることが好ましい。また、低温時の耐衝撃性の観点から、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下のものが好適に用いられる。
特に、ポリエチレン系樹脂は、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3以下のものであることがより好ましい。また、メルトテンション（ＭＴ）とＭＦＲについて、ＭＴ×ＭＦＲが３０（ｃＮ・ｇ／１０分）以上であることがより好ましい。また、ポリエチレン系樹脂中に、末端に長鎖分岐構造を持つ直鎖状ポリエチレンを含むものであると、低密度で、かつ、ＭＴ×ＭＦＲの値が高くなるため、より好ましい。
【００２９】
ここで、ＭＴは、メルトテンションテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示すものである。
【００３０】
基材樹脂における上記の発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂との重量配合比率は、基材樹脂の全量に対して、発泡用ポリプロピレン系樹脂が６０〜８０ｗｔ％、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体が１５〜３５ｗｔ％、ポリエチレン系樹脂が５〜２５ｗｔ％とする。すなわち、上記の発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とのそれぞれについて、上記配合比率の範囲内となるように配合することとする。
【００３１】
各材料の重量配合比率が全て上記範囲内となるよう調整することにより、耐衝撃性を維持しながらも、高発泡のものとすることができ、車両用軽量空調ダクトとしての軽量性、断熱性を高度に実現することができる。
【００３２】
また、上記基材樹脂は、ブロー成形される前に、発泡剤を用いて発泡される。
こうした発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
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。
【００３３】
また、発泡方法としては、超臨界流体を用いることが好ましい。すなわち、炭酸ガス又は窒素ガスを超臨界状態とし、混合樹脂を発泡させることが好ましい。この場合、均一且つ確実に気泡することができる。
なお、超臨界流体が窒素ガスの場合、条件は、臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすればよく、超臨界流体が炭酸ガスの場合、条件は、臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすればよい。
【００３４】
こうして、発泡処理された基材樹脂を公知の方法でブロー成形することにより、本実施形態としてのルーフサイドダクトを成形する。
図３は、本実施形態としてのルーフサイドダクトをブロー成形する際の態様を示す断面図である。
【００３５】
まず、押出機内で、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所定の割合で混練して、基材樹脂を作製する。
【００３６】
このとき、基材樹脂における配合比率は、基材樹脂の全量に対する重量比として、発泡用ポリプロピレン系樹脂が６０〜８０ｗｔ％、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体が１５〜３５ｗｔ％、ポリエチレン系樹脂が５〜２５ｗｔ％とする。これらそれぞれの重量配合比率は、発泡用ポリプロピレン系樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリエチレン系樹脂の全てについて、上記範囲内となるように調整され、決定される。
【００３７】
こうした基材樹脂に発泡剤を添加し押出機内で混合した後、ダイ内アキュムレーター（図示せず）に貯留し、続いて、所定の樹脂量が貯留された後にリング状ピストン（図示せず）を水平方向に対して垂直に押し下げる。
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。
【００３８】
なお、上述のようにブロー成形により発泡成形品を成形する場合に限らず、押し出されたパリソンを金型に吸い付けて所定の形状の成形品を成形するバキューム成形を用いてもよい。また、エアの吹き込みや、吸引を行わず、押し出されたパリソンを金型で挟み込んで成形するコンプレッション成形を用いて、発泡成形品を成形してもよい。
【００３９】
以上のように、本実施形態としてのルーフサイドダクト１は、上述のような発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に発泡剤を添加して形成されているので、軽量でありながら、例えば、低温時にカーテンエアバッグの展開等による衝撃が加わった場合であっても、飛散防止テープを必要とせず、飛散割れを起こすことのない耐衝撃性を備えるものとなっている。
【００４０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２実施形態は、本発明の車両用軽量空調ダクトがフロア内に配置される空調ダクト（以下、フロアダクト）である場合について示すものである。
【００４１】
図４は、第２の実施形態としてのフロアダクトを示す斜視図である。
図４に示すように、本実施形態としてのフロアダクト１１は、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるためのものである。
【００４２】
フロアダクト１１は、三次元方向に屈曲していること以外は、上述したルーフサイドダクト１と同様である。すなわち、フロアダクト１１は、中空多角柱状の形状を有しており、ブロー成形により一体成形されたものである。なお、フロアダクト１１は、ブロー成形後の後加工によりフロアダクト１１の一端および他端の閉鎖部１２を切除し、開口状態として用いられる。
【００４３】
フロアダクト１１において、空調エアはフロアダクト１１の内部を流通して、開口された部分から排出される。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４５】
まず、実施例及び比較例として用いた、発泡用ポリプロピレン系樹脂、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー、およびポリエチレン系樹脂は以下の通りである。
【００４６】
＜発泡用ポリプロピレン系樹脂＞
ＰＰ１：プロピレン単独重合体（ポレアリス社（Ｂｏｒｅａｌｉｓ ＡＧ）製、商品名「Ｄａｐｌｏｙ ＷＢ１４０」）
ＰＰ２：ブロックポリプロピレン（住友化学株式会社製、商品名「ノーブレンＡＨ５６１」）
【００４７】
＜水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー＞
ＴＰＥ１：スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「タフテックＨ１０５３」）
ＴＰＥ２：スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「タフテックＨ１０６２」）
【００４８】
＜ポリエチレン系樹脂＞
ＰＥ１：低圧スラリー法によるハイメルトストレングス・ポリエチレン（東ソー株式会社製、商品名「ＴＯＳＯＨ−ＨＭＳ ＪＫ１７」
ＰＥ２：メタロセン系触媒により重合された直鎖状低密度ポリエチレン（住友化学工業株式会社製、商品名「エクセレンＣＢ５００５」）
ＰＥ３：直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（住友化学工業株式会社製、商品名「エクセレンＦＸ２０１」）
【００４９】
また、これらの樹脂の、ＭＴ（メルトテンション）（ｃＮ）、ＭＦＲ（メルトフローレイト）（ｇ／１０分）、ＭＴ×ＭＦＲ（ｃＮ・ｇ／１０分）、密度（ｇ／ｃｍ3）、スチレン含有量（ｗｔ％）を表１に示す。
【００５０】
なお、発泡用ポリプロピレン系樹脂および水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーについて、ＭＴは、メルトテンションテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示すものである。
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、密度は、常温（２３℃）で測定した値である。
【００５１】
また、ポリエチレン系樹脂について、ＭＴは、メルトテンションテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用い、余熱温度１６０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示すものである。
また、ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ−６９２２−１に準じて試験温度１９０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定を行った値である。
また、密度は、常温（２３℃）で測定した値である。
【００５２】
【表１】
【００５３】
＜実施例１＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２０ｗｔ％、ＰＥ１を１０ｗｔ％、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。
【００５４】
＜実施例２＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２５ｗｔ％、ＰＥ１を５ｗｔ％、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。
【００５５】
＜実施例３＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ１を１５ｗｔ％、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。
【００５６】
＜実施例４＞
ＰＰ１を６０ｗｔ％、ＴＰＥ１を３５ｗｔ％、ＰＥ１を５ｗｔ％、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。
【００５７】
＜実施例５＞
ＰＰ１を６０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ１を２５ｗｔ％、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。
【００５８】
＜実施例６＞
ＰＰ１を８０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ１を５ｗｔ％、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。
【００５９】
＜実施例７＞
ＰＰ１を７５ｗｔ％、ＴＰＥ２を１５ｗｔ％、ＰＥ１を１０ｗｔ％、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。
【００６０】
＜実施例８＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２５ｗｔ％、ＰＥ２を５ｗｔ％、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。
【００６１】
＜実施例９＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ２を１５ｗｔ％、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。
【００６２】
＜実施例１０＞
ＰＰ１を６０ｗｔ％、ＴＰＥ１を３５ｗｔ％、ＰＥ２を５ｗｔ％、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。
【００６３】
＜比較例１＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ２を２０ｗｔ％、ＰＥ３を１０ｗｔ％、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。
【００６４】
＜比較例２＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２０ｗｔ％、ＰＥ３を１０ｗｔ％、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。
【００６５】
＜比較例３＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＰＰ２を１０ｗｔ％、ＴＰＥ２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。
【００６６】
＜比較例４＞
ＰＰ１を８０ｗｔ％、ＴＰＥ２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。
【００６７】
＜比較例５＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ２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。
【００６８】
＜比較例６＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＰＥ１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。
【００６９】
＜比較例７＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＰＥ２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。
【００７０】
実施例１〜１０及び比較例１〜７で得られたサンプルの物性を以下のように評価した。
【００７１】
＜耐衝撃性＞
耐衝撃性は、実施例１〜１０および比較例１〜７で得られた発泡成形品のサンプルに、マイナス１０℃において、１ｋｇ球を落下させた際にひび割れが発生する高さが１２０ｃｍ以上である場合を〇として、他の場合を×とした。
＜発泡倍率＞
実施例１〜１０及び比較例１〜７で用いた混合樹脂の密度を、対応する発泡成形品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。
＜発泡性＞
上述のようにして算出された発泡倍率が３倍以上である場合を〇として、他の場合を×とした。
【００７２】
実施例１〜１０および比較例１〜７について、ＰＰ１、ＰＰ２、ＴＰＥ１、ＴＰＥ２、ＰＥ１〜ＰＥ３の基材樹脂中における配合比率と、上述のように評価した耐衝撃性、発泡性、および発泡倍率を表２に示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】
実施例１〜１０のサンプルでは、発泡用ポリプロピレン系樹脂として、長鎖分岐構造を有する高溶融張力ポリプロピレンであるＰＰ１の重量配合比率を、基材樹脂全体における６０〜８０ｗｔ％としている。
また、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体として、スチレン含有量が１５〜４０％であるＴＰＥ１またはＴＰＥ２の重量配合比率を、基材樹脂全体における１５〜３５ｗｔ％としている。
【００７５】
この実施例１〜１０の内、実施例１〜７のサンプルでは、ポリエチレン系樹脂として、長鎖分岐構造を持つポリエチレンであり、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3以下であり、かつ、ＭＴ×ＭＦＲの値が３０（ｃＮ・ｇ／１０分）以上であるＰＥ１を用い、そのＰＥ１の重量配合比率を、基材樹脂全体における５〜２５ｗｔ％としている。
【００７６】
また、実施例８〜１０のサンプルでは、ポリエチレン系樹脂として、長鎖分岐構造を有するポリエチレンであり、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であるＰＥ２を用い、そのＰＥ２の重量配合比率を、基材樹脂全体における５〜２５ｗｔ％としている。
【００７７】
こうした配合比率により、実施例１〜１０のサンプルでは、発泡倍率が３．０倍を超えており、かつ、耐衝撃性についても、マイナス１０℃で１ｋｇ球を落下させた際にひび割れが発生する高さ１２０ｃｍ以上の条件をクリアしている。
このように、実施例１〜１０のサンプルでは、エアバッグ側に飛散防止テープを貼る必要のない十分な耐衝撃性を有すると共に、発泡倍率を３．０倍以上とすることができ、高度な軽量性、断熱性を実現することができる。
【００７８】
特に、ポリエチレン系樹脂としてＰＥ１を用いている実施例１〜７の内、実施例１〜３、５〜７では、発泡倍率が３．５倍を超えている。このため、エアバッグ側に飛散防止テープを貼る必要のない十分な耐衝撃性を有すると共に、さらに高度な軽量性、断熱性を実現することができる。
【００７９】
これに対して、比較例１、２では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における７０ｗｔ％とし、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量配合比率を、基材樹脂全体における２０ｗｔ％とすると共に、ポリエチレン系樹脂としてＰＥ３を用い、このＰＥ３の重量配合比率を、基材樹脂全体における１０ｗｔ％としている。このことにより、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とする上記条件をクリアできるようにはなっているが、発泡倍率を３倍以上とすることはできていない。
【００８０】
比較例３、４では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における８０ｗｔ％とし、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量配合比率を、基材樹脂全体における２０ｗｔ％としているが、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とするための上記条件をクリアすることはできていない。
【００８１】
比較例５では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における７０ｗｔ％とし、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量配合比率を、基材樹脂全体における３０ｗｔ％として比較例３、４より増やすようにすることで、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とするための上記条件をクリアできるようにしている。しかし、表面の破泡がひどくなり、結果として発泡倍率が低下してしまい、発泡倍率を３倍以上とすることはできていない。
【００８２】
比較例６、７では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における７０ｗｔ％とし、ポリエチレン系樹脂としてのＰＥ１またはＰＥ２の重量配合比率を、基材樹脂全体における３０ｗｔ％としているが、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とするための上記条件をクリアすることはできていない。
【００８３】
以上のように、比較例１、２、３、５のサンプルは、発泡倍率が３．０倍未満であり、また、比較例３、４、６、７のサンプルは、耐衝撃性について、マイナス１０℃で１ｋｇ球を落下させた際にひび割れが発生する高さ１２０ｃｍ以上の条件をクリアすることができていない。
このように、比較例１〜７においては、発泡性と耐衝撃性との両方を向上させることができない。
【００８４】
なお、本発明は、車両用軽量空調ダクトに限らず、例えば、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の構造部材等にも用いることができる。また、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリム等の内装パネル、ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッド等の自動車の構造部材として用いると、自動車の軽量化が測れるので、燃費を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る発泡成形品は、車両用空調ダクト、特に、カーテンエアバッグ等に隣接して配置される耐衝撃性が要求される薄肉・軽量なルーフサイドダクト等として好適に利用できる。
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でき、さらに、飛散防止テープが不要でコストダウンにも貢献しうるものである。
【符号の説明】
【００８６】
１ ルーフサイドダクト（車両用軽量空調ダクト）
１ａ 壁部
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用の空調ダクトなどに用いられる発泡成形品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載のエアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるための車両用の空調ダクトが知られている。
このような車両用の空調ダクトには、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。
【０００３】
こうした発泡成形品について、本出願人による技術では、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン含有量が１５〜２５ｗｔ％である水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーと、を含む混合樹脂により、軽量かつ耐衝撃性に優れる発泡成形品を成形しようとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、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より、安価な材料で軽量かつ耐衝撃性に優れる発泡成形品を成形しようとしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５１１８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば上述した車両用の空調ダクトなどでは、燃費の向上及び原料の低減を目的として、上述した特許文献１、２よりもさらに高度な軽量性、断熱性が求められている。
【０００７】
また、車両のルーフサイドの空調ダクトでは、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すぐ近くに配置される。このため、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であっても、空調ダクトが飛散割れしないようにする必要がある。このため、軽量性、断熱性を向上させるために発泡倍率を高くする場合であっても、耐衝撃強度も十分に確保する必要がある。
なお、空調ダクトの耐衝撃性が不足している場合、エアバッグ側に飛散防止テープを貼ることで飛散割れ対策を行う必要があり、コスト高につながる問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性を十分に有しながらも、発泡倍率をより高めることができ、高度な軽量性、断熱性を実現できる発泡成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明に係る発泡成形品は、ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂と、を基材樹脂として含む混合樹脂を成形して得られた発泡成形品であって、
ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で基材樹脂の６０〜８０％であり、
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で基材樹脂の１５〜３５％であり、
ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る発泡成形品の製造方法は、ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加して発泡成形する発泡成形品の製造方法であって、
ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で基材樹脂の６０〜８０％であり、
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で基材樹脂の１５〜３５％であり、
ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、耐衝撃性を十分に有しながらも、発泡倍率をより高めることができ、高度な軽量性、断熱性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係る車両用軽量空調ダクト（発泡成形品）をルーフサイドダクトして用いた場合を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
【図２】図１に記載のルーフサイドダクトを車両に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】図１に記載のルーフサイドダクトをブロー成形する際の態様を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る車両用軽量空調ダクトを空調用フロアダクトとして用いた場合を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る発泡成形品およびその製造方法を車両用空調ダクトに適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
なお、本発明は、車両用空調ダクトに限らず、例えば、ドアパネル、インストルメントパネル、車両用デッキボードなどの自動車用内装部品、住宅用内装壁材、電子機器のハウジング、車両用以外の気体や液体を供給するダクトなど、他の発泡成形品にも適用することができる。
【００１４】
以下の説明では、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１５】
〔第１の実施形態〕
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、本発明の実施形態としての車両用空調ダクトがルーフサイドダクトである場合について示すものである。
【００１６】
図１の（ａ）は、本実施形態としてのルーフサイドダクトを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態のルーフサイドダクト１は、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるためのものである。
【００１７】
かかるルーフサイドダクト１は、中空多角柱状の形状を有しており、ブロー成形により一体成形されたものである。なお、ブロー成形については後述する。
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。
【００１８】
上記ルーフサイドダクト１は、壁部１ａの平均肉厚が３．５ｍｍ以下となっている。このように、ルーフサイドダクト１の壁部１ａの厚さを薄くすることにより、ルーフサイドダクト１内を流通する空調エアの流路を広く設定することができる。
また、壁部１ａの厚み方向における気泡セルの平均気泡径は３００μｍ未満であることが好ましい。この場合、機械的強度がより高まるという利点がある。なお、平均気泡径は、１００μｍ未満であることが更に好ましい。
【００１９】
ルーフサイドダクト１は、発泡倍率が３．０倍以上の独立気泡構造を有する。ここで、発泡倍率とは、発泡ブロー成形に用いた熱可塑性樹脂の密度を発泡ブロー成形品の壁部１ａの見かけ密度で割った値である。また、独立気泡構造とは、複数の気泡セル有する構造であり、少なくとも独立気泡率が７０％以上のものを意味する。
【００２０】
発泡倍率が３．０倍以上であることにより、発泡倍率が３．０倍未満である場合と比較して、さらに軽量化することができると共に、断熱性をより高めることができる。このため、ダクト内に冷房の空気を流通させた場合であっても、結露が発生する可能性をほとんどなくすことができる。
【００２１】
図２に示すように、ルーフサイドダクト１は、車両の内装天井材６と車体パネル４との間に、カーテンエアバッグ７と並べて配置される。
このため、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の背後に配置されてい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。
【００２２】
このため、ルーフサイドダクト１は、カーテンエアバッグ７が加圧ガスにより展開された際にも、展開による衝撃で飛散割れを発生させることのない耐衝撃性を有することが求められる。仮に、カーテンエアバッグ７の展開での衝撃により飛散割れが発生する可能性がある場合、カーテンエアバッグ７に飛散防止テープを貼る必要が生じてしまい、コストアップの要因となってしまう。
【００２３】
このため、ルーフサイドダクト１は、−１０℃における引張破壊伸びが４０％以上であることが好ましく、１００％以上であることがより好ましい。ここで、引張破壊伸びとは、ＪＩＳ Ｋ−７１１３に準じて測定した値である。
−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４０％以上である場合と比較して、カーテンエアバッグ７が加圧ガスにより展開された際に、展開による衝撃で飛散割れが発生しやすくなる。
【００２４】
また、本実施形態に係るルーフサイドダクト１は、発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加して発泡ブロー成形することにより得られる。
【００２５】
発泡用ポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体を含むものであることが好ましい。
長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数を示す。
【００２６】
また、発泡用ポリプロピレン系樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３〜３５ｃＮの範囲内のポリプロピレンを用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
【００２７】
スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体としては、スチレン含有量が１５〜４０％のものが好ましい。
また、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以下であることが好ましく、１〜１０ｇ／１０分であることがより好ましく、１〜５ｇ／１０分であることが更に好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１．０ｇ／１０分未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、
低温時の耐衝撃性が得られない場合がある。
【００２８】
ポリエチレン系樹脂としては、長鎖分岐構造を有するものであることが好ましい。また、低温時の耐衝撃性の観点から、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下のものが好適に用いられる。
特に、ポリエチレン系樹脂は、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3以下のものであることがより好ましい。また、メルトテンション（ＭＴ）とＭＦＲについて、ＭＴ×ＭＦＲが３０（ｃＮ・ｇ／１０分）以上であることがより好ましい。また、ポリエチレン系樹脂中に、末端に長鎖分岐構造を持つ直鎖状ポリエチレンを含むものであると、低密度で、かつ、ＭＴ×ＭＦＲの値が高くなるため、より好ましい。
【００２９】
ここで、ＭＴは、メルトテンションテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示すものである。
【００３０】
基材樹脂における上記の発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂との重量配合比率は、基材樹脂の全量に対して、発泡用ポリプロピレン系樹脂が６０〜８０ｗｔ％、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体が１５〜３５ｗｔ％、ポリエチレン系樹脂が５〜２５ｗｔ％とする。すなわち、上記の発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とのそれぞれについて、上記配合比率の範囲内となるように配合することとする。
【００３１】
各材料の重量配合比率が全て上記範囲内となるよう調整することにより、耐衝撃性を維持しながらも、高発泡のものとすることができ、車両用軽量空調ダクトとしての軽量性、断熱性を高度に実現することができる。
【００３２】
また、上記基材樹脂は、ブロー成形される前に、発泡剤を用いて発泡される。
こうした発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
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。
【００３３】
また、発泡方法としては、超臨界流体を用いることが好ましい。すなわち、炭酸ガス又は窒素ガスを超臨界状態とし、混合樹脂を発泡させることが好ましい。この場合、均一且つ確実に気泡することができる。
なお、超臨界流体が窒素ガスの場合、条件は、臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすればよく、超臨界流体が炭酸ガスの場合、条件は、臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすればよい。
【００３４】
こうして、発泡処理された基材樹脂を公知の方法でブロー成形することにより、本実施形態としてのルーフサイドダクトを成形する。
図３は、本実施形態としてのルーフサイドダクトをブロー成形する際の態様を示す断面図である。
【００３５】
まず、押出機内で、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所定の割合で混練して、基材樹脂を作製する。
【００３６】
このとき、基材樹脂における配合比率は、基材樹脂の全量に対する重量比として、発泡用ポリプロピレン系樹脂が６０〜８０ｗｔ％、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体が１５〜３５ｗｔ％、ポリエチレン系樹脂が５〜２５ｗｔ％とする。これらそれぞれの重量配合比率は、発泡用ポリプロピレン系樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、ポリエチレン系樹脂の全てについて、上記範囲内となるように調整され、決定される。
【００３７】
こうした基材樹脂に発泡剤を添加し押出機内で混合した後、ダイ内アキュムレーター（図示せず）に貯留し、続いて、所定の樹脂量が貯留された後にリング状ピストン（図示せず）を水平方向に対して垂直に押し下げる。
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。
【００３８】
なお、上述のようにブロー成形により発泡成形品を成形する場合に限らず、押し出されたパリソンを金型に吸い付けて所定の形状の成形品を成形するバキューム成形を用いてもよい。また、エアの吹き込みや、吸引を行わず、押し出されたパリソンを金型で挟み込んで成形するコンプレッション成形を用いて、発泡成形品を成形してもよい。
【００３９】
以上のように、本実施形態としてのルーフサイドダクト１は、上述のような発泡用ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に発泡剤を添加して形成されているので、軽量でありながら、例えば、低温時にカーテンエアバッグの展開等による衝撃が加わった場合であっても、飛散防止テープを必要とせず、飛散割れを起こすことのない耐衝撃性を備えるものとなっている。
【００４０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２実施形態は、本発明の車両用軽量空調ダクトがフロア内に配置される空調ダクト（以下、フロアダクト）である場合について示すものである。
【００４１】
図４は、第２の実施形態としてのフロアダクトを示す斜視図である。
図４に示すように、本実施形態としてのフロアダクト１１は、エアコンユニットより供給される空調エアを所望の部位へ通風させるためのものである。
【００４２】
フロアダクト１１は、三次元方向に屈曲していること以外は、上述したルーフサイドダクト１と同様である。すなわち、フロアダクト１１は、中空多角柱状の形状を有しており、ブロー成形により一体成形されたものである。なお、フロアダクト１１は、ブロー成形後の後加工によりフロアダクト１１の一端および他端の閉鎖部１２を切除し、開口状態として用いられる。
【００４３】
フロアダクト１１において、空調エアはフロアダクト１１の内部を流通して、開口された部分から排出される。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４５】
まず、実施例及び比較例として用いた、発泡用ポリプロピレン系樹脂、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー、およびポリエチレン系樹脂は以下の通りである。
【００４６】
＜発泡用ポリプロピレン系樹脂＞
ＰＰ１：プロピレン単独重合体（ポレアリス社（Ｂｏｒｅａｌｉｓ ＡＧ）製、商品名「Ｄａｐｌｏｙ ＷＢ１４０」）
ＰＰ２：ブロックポリプロピレン（住友化学株式会社製、商品名「ノーブレンＡＨ５６１」）
【００４７】
＜水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー＞
ＴＰＥ１：スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「タフテックＨ１０５３」）
ＴＰＥ２：スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「タフテックＨ１０６２」）
【００４８】
＜ポリエチレン系樹脂＞
ＰＥ１：低圧スラリー法によるハイメルトストレングス・ポリエチレン（東ソー株式会社製、商品名「ＴＯＳＯＨ−ＨＭＳ ＪＫ１７」
ＰＥ２：メタロセン系触媒により重合された直鎖状低密度ポリエチレン（住友化学工業株式会社製、商品名「エクセレンＣＢ５００５」）
ＰＥ３：直鎖状短鎖分岐ポリエチレン（住友化学工業株式会社製、商品名「エクセレンＦＸ２０１」）
【００４９】
また、これらの樹脂の、ＭＴ（メルトテンション）（ｃＮ）、ＭＦＲ（メルトフローレイト）（ｇ／１０分）、ＭＴ×ＭＦＲ（ｃＮ・ｇ／１０分）、密度（ｇ／ｃｍ3）、スチレン含有量（ｗｔ％）を表１に示す。
【００５０】
なお、発泡用ポリプロピレン系樹脂および水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーについて、ＭＴは、メルトテンションテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示すものである。
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、密度は、常温（２３℃）で測定した値である。
【００５１】
また、ポリエチレン系樹脂について、ＭＴは、メルトテンションテスター（株式会社東洋精機製作所製）を用い、余熱温度１６０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示すものである。
また、ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ−６９２２−１に準じて試験温度１９０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定を行った値である。
また、密度は、常温（２３℃）で測定した値である。
【００５２】
【表１】
【００５３】
＜実施例１＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２０ｗｔ％、ＰＥ１を１０ｗｔ％、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。
【００５４】
＜実施例２＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２５ｗｔ％、ＰＥ１を５ｗｔ％、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。
【００５５】
＜実施例３＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ１を１５ｗｔ％、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。
【００５６】
＜実施例４＞
ＰＰ１を６０ｗｔ％、ＴＰＥ１を３５ｗｔ％、ＰＥ１を５ｗｔ％、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。
【００５７】
＜実施例５＞
ＰＰ１を６０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ１を２５ｗｔ％、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。
【００５８】
＜実施例６＞
ＰＰ１を８０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ１を５ｗｔ％、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。
【００５９】
＜実施例７＞
ＰＰ１を７５ｗｔ％、ＴＰＥ２を１５ｗｔ％、ＰＥ１を１０ｗｔ％、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。
【００６０】
＜実施例８＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２５ｗｔ％、ＰＥ２を５ｗｔ％、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。
【００６１】
＜実施例９＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を１５ｗｔ％、ＰＥ２を１５ｗｔ％、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。
【００６２】
＜実施例１０＞
ＰＰ１を６０ｗｔ％、ＴＰＥ１を３５ｗｔ％、ＰＥ２を５ｗｔ％、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。
【００６３】
＜比較例１＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ２を２０ｗｔ％、ＰＥ３を１０ｗｔ％、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。
【００６４】
＜比較例２＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ１を２０ｗｔ％、ＰＥ３を１０ｗｔ％、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。
【００６５】
＜比較例３＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＰＰ２を１０ｗｔ％、ＴＰＥ２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。
【００６６】
＜比較例４＞
ＰＰ１を８０ｗｔ％、ＴＰＥ２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。
【００６７】
＜比較例５＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＴＰＥ２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。
【００６８】
＜比較例６＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＰＥ１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。
【００６９】
＜比較例７＞
ＰＰ１を７０ｗｔ％、ＰＥ２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。
【００７０】
実施例１〜１０及び比較例１〜７で得られたサンプルの物性を以下のように評価した。
【００７１】
＜耐衝撃性＞
耐衝撃性は、実施例１〜１０および比較例１〜７で得られた発泡成形品のサンプルに、マイナス１０℃において、１ｋｇ球を落下させた際にひび割れが発生する高さが１２０ｃｍ以上である場合を〇として、他の場合を×とした。
＜発泡倍率＞
実施例１〜１０及び比較例１〜７で用いた混合樹脂の密度を、対応する発泡成形品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。
＜発泡性＞
上述のようにして算出された発泡倍率が３倍以上である場合を〇として、他の場合を×とした。
【００７２】
実施例１〜１０および比較例１〜７について、ＰＰ１、ＰＰ２、ＴＰＥ１、ＴＰＥ２、ＰＥ１〜ＰＥ３の基材樹脂中における配合比率と、上述のように評価した耐衝撃性、発泡性、および発泡倍率を表２に示す。
【００７３】
【表２】
【００７４】
実施例１〜１０のサンプルでは、発泡用ポリプロピレン系樹脂として、長鎖分岐構造を有する高溶融張力ポリプロピレンであるＰＰ１の重量配合比率を、基材樹脂全体における６０〜８０ｗｔ％としている。
また、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体として、スチレン含有量が１５〜４０％であるＴＰＥ１またはＴＰＥ２の重量配合比率を、基材樹脂全体における１５〜３５ｗｔ％としている。
【００７５】
この実施例１〜１０の内、実施例１〜７のサンプルでは、ポリエチレン系樹脂として、長鎖分岐構造を持つポリエチレンであり、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3以下であり、かつ、ＭＴ×ＭＦＲの値が３０（ｃＮ・ｇ／１０分）以上であるＰＥ１を用い、そのＰＥ１の重量配合比率を、基材樹脂全体における５〜２５ｗｔ％としている。
【００７６】
また、実施例８〜１０のサンプルでは、ポリエチレン系樹脂として、長鎖分岐構造を有するポリエチレンであり、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であるＰＥ２を用い、そのＰＥ２の重量配合比率を、基材樹脂全体における５〜２５ｗｔ％としている。
【００７７】
こうした配合比率により、実施例１〜１０のサンプルでは、発泡倍率が３．０倍を超えており、かつ、耐衝撃性についても、マイナス１０℃で１ｋｇ球を落下させた際にひび割れが発生する高さ１２０ｃｍ以上の条件をクリアしている。
このように、実施例１〜１０のサンプルでは、エアバッグ側に飛散防止テープを貼る必要のない十分な耐衝撃性を有すると共に、発泡倍率を３．０倍以上とすることができ、高度な軽量性、断熱性を実現することができる。
【００７８】
特に、ポリエチレン系樹脂としてＰＥ１を用いている実施例１〜７の内、実施例１〜３、５〜７では、発泡倍率が３．５倍を超えている。このため、エアバッグ側に飛散防止テープを貼る必要のない十分な耐衝撃性を有すると共に、さらに高度な軽量性、断熱性を実現することができる。
【００７９】
これに対して、比較例１、２では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における７０ｗｔ％とし、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量配合比率を、基材樹脂全体における２０ｗｔ％とすると共に、ポリエチレン系樹脂としてＰＥ３を用い、このＰＥ３の重量配合比率を、基材樹脂全体における１０ｗｔ％としている。このことにより、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とする上記条件をクリアできるようにはなっているが、発泡倍率を３倍以上とすることはできていない。
【００８０】
比較例３、４では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における８０ｗｔ％とし、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量配合比率を、基材樹脂全体における２０ｗｔ％としているが、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とするための上記条件をクリアすることはできていない。
【００８１】
比較例５では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における７０ｗｔ％とし、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量配合比率を、基材樹脂全体における３０ｗｔ％として比較例３、４より増やすようにすることで、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とするための上記条件をクリアできるようにしている。しかし、表面の破泡がひどくなり、結果として発泡倍率が低下してしまい、発泡倍率を３倍以上とすることはできていない。
【００８２】
比較例６、７では、発泡用ポリプロピレン系樹脂の重量配合比率を、基材樹脂全体における７０ｗｔ％とし、ポリエチレン系樹脂としてのＰＥ１またはＰＥ２の重量配合比率を、基材樹脂全体における３０ｗｔ％としているが、耐衝撃性として飛散防止テープを不要とするための上記条件をクリアすることはできていない。
【００８３】
以上のように、比較例１、２、３、５のサンプルは、発泡倍率が３．０倍未満であり、また、比較例３、４、６、７のサンプルは、耐衝撃性について、マイナス１０℃で１ｋｇ球を落下させた際にひび割れが発生する高さ１２０ｃｍ以上の条件をクリアすることができていない。
このように、比較例１〜７においては、発泡性と耐衝撃性との両方を向上させることができない。
【００８４】
なお、本発明は、車両用軽量空調ダクトに限らず、例えば、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の構造部材等にも用いることができる。また、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリム等の内装パネル、ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッド等の自動車の構造部材として用いると、自動車の軽量化が測れるので、燃費を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る発泡成形品は、車両用空調ダクト、特に、カーテンエアバッグ等に隣接して配置される耐衝撃性が要求される薄肉・軽量なルーフサイドダクト等として好適に利用できる。
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でき、さらに、飛散防止テープが不要でコストダウンにも貢献しうるものである。
【符号の説明】
【００８６】
１ ルーフサイドダクト（車両用軽量空調ダクト）
１ａ 壁部
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂と、を基材樹脂として含む混合樹脂を成形して得られた発泡成形品であって、
前記ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で前記基材樹脂の６０〜８０％であり、
前記スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の１５〜３５％であり、
前記ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする発泡成形品。
【請求項２】
発泡倍率が３倍以上であることを特徴とする請求項１記載の発泡成形品。
【請求項３】
前記ポリエチレン系樹脂は、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3以下であり、かつ、メルトテンション（ＭＴ）とメルトフローレイト（ＭＦＲ）が下記式を満足することを特徴とする請求項１または２記載の発泡成形品。
ＭＴ×ＭＦＲ≧３０（ｃＮ・ｇ／１０分）
【請求項４】
ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加して発泡成形する発泡成形品の製造方法であって、
前記ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で前記基材樹脂の６０〜８０％であり、
前記スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の１５〜３５％であり、
前記ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂と、を基材樹脂として含む混合樹脂を成形して得られた発泡成形品であって、
前記ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で前記基材樹脂の６０〜８０％であり、
前記スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の１５〜３５％であり、
前記ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする発泡成形品。
【請求項２】
発泡倍率が３倍以上であることを特徴とする請求項１記載の発泡成形品。
【請求項３】
前記ポリエチレン系樹脂は、密度０．９２０ｇ／ｃｍ3以下であり、かつ、メルトテンション（ＭＴ）とメルトフローレイト（ＭＦＲ）が下記式を満足することを特徴とする請求項１または２記載の発泡成形品。
ＭＴ×ＭＦＲ≧３０（ｃＮ・ｇ／１０分）
【請求項４】
ポリプロピレン系樹脂と、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体と、ポリエチレン系樹脂とを混合した基材樹脂に、発泡剤を添加して発泡成形する発泡成形品の製造方法であって、
前記ポリプロピレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、配合比率が重量比で前記基材樹脂の６０〜８０％であり、
前記スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体は、スチレン含有量が１５〜４０％であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の１５〜３５％であり、
前記ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐構造を有し、密度０．９３０ｇ／ｃｍ3以下であり、配合比率が重量比で前記基材樹脂の５〜２５％であることを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０７９６３（Ｐ２０１３−１０７９６３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３０００（Ｐ２０１１−２５３０００）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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