(57)【要約】  【課題】ポリプロピレン、スチレン系エラストマー、線状低密度ポリエチレン及び炭化水素系プロセス油のブレンドを含有するスラッシュ成形に適した熱可塑性ポリオレフィン組成物を提供すること。  【解決手段】場合によって採用されてもよい成分は、エチレン共重合体エラストマー、高分子表面改質剤等の高分子添加剤、粉末流れ添加剤、安定剤及び/または着色顔料を含む。該組成物は、加工中は低溶融粘度を、そして成形品に対しては改良された表面品質を発揮する。典型的な組成物は、約20乃至50重量％のポリプロピレンまたはその共重合体、約20乃至60重量％のスチレン系エラストマー、約5乃至50重量％の線状低密度ポリエチレン及び約2乃至25重量％の炭化水素系プロセス油を含む。スラッシュ成形に適した組成物のゼロずり粘度は180乃至260℃の加工温度にわたって約300乃至900Pa.sの範囲にある。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
100重量部を基準として、
約20乃至50重量％のポリプロピレンまたはその共重合体、
約20乃至60重量％のスチレン系エラストマー及び
約5乃至50重量％の線状低密度ポリエチレン
のブレンドを含有し、180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至900Pa.sのゼロずり粘度を有するスラッシュ成形加工に適した熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２】
約40重量％までのエチレン共重合体を更に含む、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３】
約5重量％までの高分子表面改質剤を更に含む、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４】
約10重量％までの粉末流れ添加剤を更に含む、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項５】
該粉末流れ添加剤が無機微粒子、水和したシリケート、タルク及びモンモリロライト粘土の1種またはその組合せである、請求項4の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項６】
更に約1重量％乃至約4重量％の熱安定剤または光安定剤またはその組み合わせを含む、請求項１の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項７】
該ポリプロピレンがプロピレン-オレフィン共重合体であって、該プロピレン-オレフィン共重合体の全重量に対して15重量％までのオレフィンを含有するプロピレン-オレフィン共重合体である、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項８】
該ポリプロピレンの230℃で2.16ｋｇのおもりで測定したメルトフローインデックスが約40乃至約1,200g/10分の範囲にある、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項９】
該スチレン系エラストマーが該スチレン系エラストマー全重量に対して50重量％未満の分子状スチレン含量を有する飽和脂肪族炭化水素―スチレン共重合体を含有する、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１０】
該ポリプロピレンまたはその共重合体が約25乃至35重量％の量で存在する、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１１】
該スチレン系エラストマーが約25乃至45重量％の量で存在する、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１２】
該線状低密度ポリエチレンが約10乃至35重量％の量で存在する、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１３】
該組成物が加工温度215℃で約400乃至700Pa.sのゼロずり粘度を有する、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１４】
該組成物が加工温度215℃で約450乃至600Pa.sのゼロずり粘度を有する、請求項1の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１５】
100重量部を基準として、
約20乃至50重量％のポリプロピレンまたはその共重合体、
約20乃至60重量％のスチレン系エラストマー及び
約2乃至25重量％の炭化水素系プロセス油
のブレンドを含有し、180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至900Pa.sのゼロずり粘度を有するスラッシュ成形加工に適した熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１６】
約40重量％までのエチレン共重合体を更に含む、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１７】
約5重量％までの高分子表面改質剤を更に含む、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１８】
約10重量％までの粉末流れ添加剤を更に含む、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項１９】
該粉末流れ添加剤が無機微粒子、水和したシリケート、タルク及びモンモリロライト粘土の1種またはその組合せである、請求項18の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２０】
約1重量％乃至約4重量％の熱安定剤または光安定剤またはその組合せを更に含む、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２１】
該ポリプロピレンがプロピレン-オレフィン共重合体であって、該プロピレン-オレフィン共重合体の全重量に対して15重量％までのオレフィンを含むプロピレン-オレフィン共重合体である、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２２】
該ポリプロピレンの230℃で2.16ｋｇのおもりで測定したメルトフローインデックスが約40乃至約1,200g/10分の範囲にある、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２３】
該スチレン系エラストマーが該スチレン系エラストマー全重量に対して50重量％以下の分子状スチレン含量を有する飽和脂肪族炭化水素―スチレン共重合体を含有する、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２４】
該ポリプロピレンまたはその共重合体が約25乃至35重量％の量で存在する、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２５】
該スチレン系エラストマーが約25乃至45重量％の量で存在する、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２６】
該炭化水素系プロセス油が約5乃至１5重量％の量で存在する、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２７】
該組成物が加工温度215℃で約400乃至700Pa.sのゼロずり粘度を有する、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２８】
該組成物が加工温度215℃で約450乃至600Pa.sのゼロずり粘度を有する、請求項15の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項２９】
100重量部を基準として、
約20乃至50重量％のポリプロピレンまたはその共重合体、
約20乃至60重量％のスチレン系エラストマー、
約5乃至50重量％の線状低密度ポリエチレン及び
約2乃至25重量％の炭化水素系プロセス油
のブレンドを含有し、180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至900Pa.sの溶融粘度を有するスラッシュ成形加工に適した熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３０】
約40重量％までのエチレン共重合体を更に含む、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３１】
約5重量％までの高分子表面改質剤を更に含む、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３２】
約10重量％までの粉末流れ添加剤を更に含む、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３３】
該粉末流れ添加剤が無機微粒子、水和したシリケート、タルク及びモンモリロライト粘土の1種またはその組合せである、請求項32の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３４】
約1重量％乃至約4重量％の熱安定剤または光安定剤またはその組合せを更に含む、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３５】
該ポリプロピレンがプロピレン-オレフィン共重合体であって、該プロピレン-オレフィン共重合体の全重量に対して15重量％までのオレフィンを含むプロピレン-オレフィン共重合体である、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３６】
該ポリプロピレンの230℃で2.16ｋｇのおもりで測定したメルトフローインデックスが約40乃至約1,200g/10分の範囲にある、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３７】
該スチレン系エラストマーが該スチレン系エラストマー全重量に対して50重量％未満の分子状スチレン含量を有し、残りが飽和脂肪族炭化水素重合体または共重合体である炭化水素-スチレン共重合体である、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３８】
該ポリプロピレンまたはその共重合体が約25乃至35重量％の量で存在する、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項３９】
該スチレン系エラストマーが約25乃至45重量％の量で存在する、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４０】
該線状低密度ポリエチレンが約10乃至35重量％の量で存在する、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４１】
該炭化水素系プロセス油が約5乃至15重量％の量で存在する、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４２】
該組成物が加工温度215℃で約400乃至700Pa.sのゼロずり粘度を有する、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４３】
該組成物が加工温度215℃で約450乃至600Pa.sのゼロずり粘度を有する、請求項29の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４４】
100重量部を基準として、
約25乃至35重量％のポリプロピレンまたはその共重合体、
約25乃至45重量％のスチレン系エラストマー、
約10乃至35重量％の線状低密度ポリエチレン、
約5乃至15重量％の炭化水素系プロセス油、
約40重量％までのエチレン共重合体、
約5重量％までの高分子表面改質剤、
約10重量％までの粉末流れ添加剤、
約4重量％までの熱安定剤または光安定剤またはその組合せ及び
約2重量％までの着色顔料
のブレンドから実質的になり、180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至900Pa.sのゼロずり粘度と加工温度215℃で約400乃至600Pa.sのゼロずり粘度を有するスラッシュ成形加工に適した熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４５】
該エチレン共重合体が約15乃至25重量％の量で存在する、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４６】
該高分子表面改質剤が約0.3乃至2重量％の量で存在する、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４７】
該粉末流れ添加剤が約3乃至7重量％の量で存在する、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４８】
該粉末流れ添加剤が無機微粒子、水和したシリケート、タルク及びモンモリロライト粘土の1種またはその組合せである、請求項47の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項４９】
該安定剤が約1重量％乃至約4重量％の量で存在する、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項５０】
該着色顔料が約1重量％乃至約2重量％の量で存在する、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項５１】
該ポリプロピレンがプロピレン-オレフィン共重合体であって、該プロピレン-オレフィン共重合体の全重量に対して15重量％までのオレフィンを含むプロピレン-オレフィン共重合体である、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項５２】
該ポリプロピレンの230℃で2.16ｋｇのおもりで測定したメルトフローインデックスが約40乃至約1,200g/10分の範囲にある、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項５３】
該スチレン系エラストマーが該スチレン系エラストマー全重量に対して50重量％以下の分子状スチレン含量を有する飽和脂肪族炭化水素-スチレン共重合体を含有する、請求項44の熱可塑性ポリオレフィン組成物。
【請求項５４】
請求項1の組成物から製造された成形品。
【請求項５５】
請求項15の組成物から製造された成形品。
【請求項５６】
請求項29の組成物から製造された成形品。
【請求項５７】
請求項44の組成物から製造された成形品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は一般的に軟質シート用途のための熱可塑性ポリオレフィン組成物に関し、より詳しくは、スラッシュ成形用の熱可塑性ポリオレフィン組成物に関する。
【０００２】
発明の背景
熱可塑性ポリオレフィン組成物は多くの製品を製作するためのポリ塩化ビニル系の表皮材料の代替材料として積極的に追及されている。自動車分野において、熱可塑性ポリオレフィン組成物は計器盤表皮、ドアパネル、エアーバッグカバー、シートカバーを含む内装用被覆等の製品の作製のために使われてきた。
【０００３】
これらの製品の多くは、輪郭及び幾何学的技術的グレイン等の複雑な表面特性を有する表面外観及び絵柄を有する。しかし、現行の熱可塑性ポリオレフィン組成物でスラッシュ成形加工に望ましい材料物性の釣合いを達成することは困難である。現行の熱可塑性ポリオレフィン組成は、スラッシュ成形工程で融合表皮を形成するためにしばしば非常に高い温度で長時間加工される。このような典型的な熱可塑性ポリオレフィン組成の材料組成物は加工中に分解し、今度は材料強度等の材料物性や該組成物の均一融合を改変することとなる。結果として、これらの熱可塑性ポリオレフィン組成物を用いて製造した物品は許容されない表面外観及び機械的物性を持つこととなる。材料物性低下なしにスラッシュ成形のための適用性を達成するために、その成形工程中に非常に低い溶融粘度を有する熱可塑性ポリオレフィン組成物が望まれる。本明細書において、任意の温度における溶融粘度はゼロずり粘度により定義されるような低剪断速度で測定された溶融粘度をいう。スラッシュ成形に用いられ熱可塑性ポリオレフィン組成物の溶融粘度は、平行板流動計により加えられた実質的に低い(ゼロに近い)ずり速度で測定されるとき、180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたって300Pa.s乃至900Pa.sの範囲にあるべきである。該溶融粘度は、該加工温度範囲の上端またはその近辺の加工温度では、該溶融粘度の範囲の下端またはその近辺に、例えば300乃至400Pa.sになるであろう。逆に、該溶融粘度は、該加工温度範囲の下端またはその近辺の加工温度では、該溶融粘度の範囲の上端またはその近辺に、例えば800乃至900Pa.sになるであろう。典型的な熱可塑性ポリオレフィン組成物は215℃の成形温度で約400乃至700Pa.sのゼロずり粘度を持つべきである。
【０００４】
スラッシュ成形に用いられる望ましい低溶融粘度を有する熱可塑性ポリオレフィン組成物を提供するひとつの試みが本発明と同一の発明者による出願番号10/234,552の同一の権利者の係属中の出願中に記載されている。しかし、低溶融粘度、表面品質、低温延性及び触感を更に改良することが望まれていた。
【０００５】
このように、当分野においてはスラッシュ成形に用いられる成形温度において低粘度の熱可塑性ポリオレフィン組成物が必要である。更に、スラッシュ成形加工中に均一な溶融解性等の改良された材料特性や改良されたエアーバッグ展開性能に対する低温延性を有する熱可塑性組成物が必要である。また更に、該組成物をスラッシュ成形工程中に良好な機械的流れ性を有する好ましい粉末(75μm乃至400μmの範囲の平均粒度)及び/またはマイクロペレット(300μm乃至900μmの範囲の平均粒度)へ変換する必要がある。更に当分野において、触感及び外観等の改良された表面特性を有する自動車および非自動車用品の製造に用いられる組成物の製造方法が必要である。
【０００６】
発明の概要
本明細書において記載されるのは、熱可塑性ポリオレフィン組成物、該組成物の製造方法および該組成物から製造された製品である。一態様において、約20重量％乃至約50重量％のポリプロピレン、約20重量％乃至約60重量％の炭化水素―スチレン共重合体エラストマー等のスチレン系エラストマー、約5重量％乃至約50重量％の線状低密度ポリエチレン(LLDPE)および約2重量％乃至約25重量％の炭化水素系プロセス油のブレンドを含有する熱可塑性ポリオレフィン組成物が開示される。代わりの態様において、該LLDPEと該プロセス油の双方というよりはむしろその一方の成分のみを該組成物に含める。その開示された重量％値はそうでないと記載されない限り全組成物の重量に基づく。本発明の組成物は有利には180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至900Pa.sのゼロずり粘度を有する。典型的な態様において、該組成物は215℃の加工温度で約400乃至700Pa.sの、例えば約450乃至600Pa.sのゼロずり粘度を有する。
【０００７】
代わりの態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約40重量％までのエチレン共重合体エラストマーを含有する。別の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は約5重量％までの高分子表面改質剤等の高分子添加剤を含有する。高分子表面改質剤は引掻き及び表面摩擦抵抗（scratch and mar resistance）等の特定の物性を達成し、表面摩擦を減少させて引掻き抵抗を高めることにより溶融流れを改良するために用いられる。別の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は約10重量％までの無機微粒子等の粉末流れ添加剤を含有する。好ましい粉末流れ添加剤としてはタルク及びモンモリロライト粘土等の水和したシリケート等が挙げられる。更に別の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は約4重量％までの、例えば約１重量％乃至約4重量％の熱及び/または光安定剤を含有する。別の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は約2重量％までの、例えば約１重量％乃至約2重量％の着色顔料を含有する。該安定剤及び着色顔料は望ましい色強度を付与し、長期耐久性を該組成物及び成形品へ与えるために有効な量で存在する。
【０００８】
別の態様において、本組成物を用いて製造した成形製品が提供される。
図面の簡単な説明
本発明を実施例により添付図面に引き当てて説明する。
【０００９】
図１は本発明に従って熱可塑性ポリオレフィン組成物を配合して粉末を形成する方法の模式図であり、図２は本発明に従って熱可塑性ポリオレフィン組成物を直列(in-line)配合してマイクロペレット等の粒子を形成する方法の模式図である。
【００１０】
詳細な説明
本明細書において、熱可塑性ポリオレフィン組成物とその製造方法が記載される。本発明はまた該組成物から製造された製品に関する。スラッシュ成形における使用に適した組成物を得るためには、物性の釣合いが要求され、それが本発明を介して達成される。一態様において、約20重量％乃至約50重量％のポリプロピレン、約20重量％乃至約60重量％のスチレン系エラストマーと、約5重量％乃至約50重量％の線状低密度ポリエチレン及び約2重量％乃至約25重量％の炭化水素系プロセス油の一方または双方とのブレンドを含有する熱可塑性ポリオレフィン組成物が開示される。スラッシュ成形における使用のための該熱可塑性ポリオレフィン組成物の溶融粘度は平行板レオメーターに加えられる場合のようなゼロずり時に測定されるとき、180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至約900Pa.sの範囲にあるべきである。典型的な態様において、該溶融粘度は215℃の加工温度で約400乃至700Pa.sにある。更に典型的な態様において、該溶融粘度は215℃で約450乃至600 Pa.sにある。例えば2.16 kgのおもりを用いて230℃で測定されたメルトフローインデックス(MFI)が約10 g/10分を超えるメルトフローインデックスを有する高メルトフローインデックス(ASTM D1238により測定される)材料が一般的には本組成物のために選択され、そして有利には、40 g/10分を超える、また有利には60 g/10分を超えるMFIを有する１種以上の化合物が低溶融粘度を得るために本組成物に対して選択される。また、重合体類はブレンド相溶性及び/または混和性(相互溶解性)のために選択されて望ましい低溶融粘度と改良された流れ特性を有する組成物を提供する。
【００１１】
そうでないと示されない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いられた成分、分子量等の物性及び反応条件等の量を表す全ての数字は、全ての場合において用語“約”で修正されるものと理解されるべきである。従って、そうでないと示されない限り、以下の明細書及び添付特許請求の範囲で示された数的パラメーターは本発明で得ようとして求めた好ましい物性によって変化し得る近似値である。少なくとも、そして特許請求の範囲へ均等論の適用を制限する試みではなく、各数的パラメーターは有効桁数に照らして、また通常のまるめ法を適用して解釈されるべきである。
【００１２】
本発明の広い範囲を示す数値範囲及びパラメーターが近似値であるにもかかわらず、具体的な実施例で示された数値はできる限り正確に報告されている。しかし、どの数値にもそれぞれの試験測定で見られる標準偏差から必然的に結果するある種の誤差が内在する。
【００１３】
本発明の代わりの態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約40重量％までのエチレン共重合体エラストマーを含有する。別の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約5重量％までの高分子表面改質剤等の高分子添加剤を含有する。追加の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約10重量％までの無機微粒子等の粉末流れ添加剤を含有する。好ましい粉末流れ添加剤としてはタルク及びモンモリロライト粘土等の水和したシリケート等が挙げられる。追加の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約4重量％までの、例えば約１重量％乃至約4重量％の熱安定剤または光安定剤またはその任意の組合せを含む。別の態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約2重量％までの、例えば約１重量％乃至約2重量％の着色顔料を含有する。場合によって、光安定剤、紫外線吸収剤及び他の薬品を製品の使用期間中太陽露光で色保持を高めるために効果的な量で配合することができる。
【００１４】
より具体的には、本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は約20重量％乃至約50重量％の、例えば約25重量％乃至約35重量％のポリプロピレンを含有する。ポリプロピレンの量及び種類は望ましい低溶融粘度、良好な延性及び良好な耐熱性を該組成物へ与えるように選ばれる。好ましいポリプロピレンは結晶性ポリプロピレンを含むがそれに限定されず、該単独重合体に加えて、例えばエチレン、ブテン、オクテン等の他のオレフィン単量体をマイナー量、通常共重合体の総重量に対して約15重量％以下の量で含む共重合体も意図されている。好ましいポリプロピレン重合体類は230℃で2.16ｋgのおもりを用いて測定したメルトフローインデックスで約40乃至約1,200g/10分の範囲にあるメルトフローインデックスを有する。典型的な態様において、該ポリプロピレンは約60乃至1,200 g/10分のメルトフローインデックスを有する。この特定範囲未満のメルトフローインデックスを有するポリプロピレンを選ぶと、結果として組成物をスラッシュ成形に不適当となる許容されない高粘度にすることに寄与する。
【００１５】
本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約20重量％乃至約60重量％、例えば約25重量％乃至約45重量％のスチレン系エラストマーを、通常該スチレン系エラストマーの全重量に対して50重量％以下の分子状スチレン含量を有し、残りが飽和脂肪族炭化水素重合体または共重合体でできているランダムまたはブロック共重合体の形で含有する。該スチレン系エラストマーは該組成物の延性及び柔らかな触感に寄与する。
【００１６】
本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約5重量％乃至約50重量％の線状低密度ポリエチレン(LLDPE)を、例えば約10重量％乃至約35重量％含有することができる。該LLDPEはエチレンと半分以下の量のヘキセンまたはオクテン等のエチレン-α-オレフィンの共重合体である。好ましいLLDPE重合体類は230℃で2.16ｋｇのおもりを用いて測定したメルトフローインデックスが約40乃至約200g/10分の範囲にあるメルトフローインデックスを有する。該LLDPEの高メルトフローレートは本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物に望ましいより低い粘度を与える。更に、LLDPEは改良された機械的耐久性と該材料の柔らかな触質性の制御に寄与する。
【００１７】
本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約2重量％乃至約25重量％の液体炭化水素系プロセス油を、例えば約5重量％乃至約15重量％含有する。該プロセス油は主としてパラフィン系及びナフテン系の成分である。好ましいプロセス油類は(ASTM D2502による動粘度から計算された) 平均分子量が約500乃至約1,000の範囲を有する。該プロセス油の分子量は通常の使用条件での組成物からの移行を避けるように選ばれるべきである。該プロセス油は本発明の組成物中で望ましい低粘度を展開するのを助ける。更に、該プロセス油は低温度延性及び材料の柔らかな触質性の改良に寄与する。
【００１８】
このように、本発明の熱可塑性組成物はポリプロピレンとスチレン系エラストマーとの混合物をLLDPEまたは炭化水素系プロセス油、またはその組合せを組合せて含む。該LLDPE及び/またはプロセス油は、例えば該混合物の粘度をスラッシュ成形に適した範囲に属するように変更するために用いることができる。また、高いメルトフローインッデクスを有するLLDPEを添加すると、そして/または該プロセス油を添加すると、望むならば、より低いメルトフローインッデクスのポリプロピレンを用いることができる。このように、これらの成分の種類及び量は極限の好物性を該組成物及びそれから得られる成形品に与えるように選択及び変更することができる。
【００１９】
本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約40重量％まで、例えば約15重量％乃至約25重量％のエチレン系ゴム等のエチレン共重合体エラストマーを含有することができる。エチレン共重合体また良好な延性と柔らかな触感に寄与するであろう。好ましいエチレン共重合体エラストマー類としてはエチレン-プロピレン、エチレン-ブテン、エチレン-オクテン、エチレン-ペンテン、エチレン-ヘキセン共重合体類と前記エチレン共重合体エラストマー類の少なくとも一種を含有し、約-60℃以下にガラス転移温度を有する組合せ等が挙げられるがそれらに限定されない。他の好ましいエチレン共重合体エラストマー類はエチレン-プロピレン-非共役ジエン共重合体(EPDM)を含む。該非共役ジエン類は約6乃至約22の炭素原子を含み、少なくともひとつの容易に重合する二重結合を有する。該エチレン-プロピレン共重合体エラストマーは該EPDMの総重量に対して約60重量％乃至約80重量％の、通常は約65重量％乃至約75重量％のエチレンを含む。非共役ジエンの量は一般的には該EPDMの総重量に対して約1重量％乃至約7重量％の、通常は約2重量％乃至約5重量％である。好ましくは、エチレン-プロピレン-共重合体エラストマーはEPDM共重合体である。好ましいEPDM共重合体類としてはエチレン-プロピレン-1,4-ヘキサジエン、エチレン-プロピレン-ジシクロペンタジエン、エチレン-プロピレン-ノルボルネン、エチレン-プロピレン-メチレン-2-ノルボルネン及びエチレン-プロピレン-1,4-ヘキサジエン/ノルボルナジエン共重合体等が挙げられるがそれらに限定されない。
【００２０】
本発明の熱可塑性組成物は更に任意に約5重量％までの、例えば約0.3重量％乃至約2重量％の高分子添加剤を含有することができる。好ましい高分子添加剤はオレイン酸アミド及びエルカ酸アミド等の脂肪酸アミド類及びシロキサン等の引掻き抵抗を改良するための高分子表面改質剤を含む。典型的な態様において、該熱可塑性ポリオレフィン組成物は約5重量％までの、例えば約0.3重量％乃至約2重量％の高分子表面改質剤を含有することができる。高分子表面改質剤の使用は、引掻き及び表面磨耗抵抗の改良が望まれる場合、好ましい。
【００２１】
追加の態様において、本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に約10重量％までの、例えば約3重量％乃至約7重量％の無機微粒子等の粉末流れ添加剤を含有することができる。好ましい粉末流れ添加剤はタルク及びモンモリロライト粘土等の水和したシリケートを含む。該シリケートの粒度範囲は約1乃至約40μm、例えば約1乃至約20μmの範囲にあるべきである。
【００２２】
本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物はまた場合によって熱安定剤、光安定剤等の１種以上の安定剤または前記安定剤の少なくとも１種を含有する組合せを約4重量％までの量で含有することができる。熱安定剤としてはフェノール類、ヒドロキシアミン類、フォスフェート等と前記熱安定剤の少なくとも１種を含有する組合せ等が挙げられる。光安定剤としては(数平均分子量が約1,000 AMUより低い)低分子量のヒンダードアミン類、(数平均分子量が約1,000 AMUより大きい)高分子量のヒンダードアミン類等と前記光安定剤の少なくとも１種を含む組合せ等が挙げられる。熱安定性、紫外波長放射線への暴露時の安定性、長期耐久性及び加工性等の種々の物性を該組成物へ付与すことが必要な場合、場合によって当分野で知られている種々の添加剤を用いることができる。安定剤の正確な量は用いられた反応や最終製品の望ましい特性により容易に経験的に決定され、そして約1重量％乃至約4重量％、例えば約1重量％乃至約3重量％の範囲にある。
【００２３】
表1は本明細書で検討した熱可塑性組成物及び実施例での使用に適した成分類の一覧表を提供する。表1に列挙した成分類は例示の目的のために与えられたもので本発明を限定しない。
【００２４】
【表１】
2006131912.tif 000002
【００２５】
本発明の熱可塑性ポリオレフィン組成物は更に場合によって着色顔料または着色顔料の組合せを約2重量％までの量で含有することができる。好ましい着色顔料類は当業者に知られており、着色顔料の正確な量は約1重量％乃至約2重量％までの可能な量で以って配合物及び最終製品の好ましい着色特性に基づいて容易に経験的に決定される。
【００２６】
本発明の典型的な態様において、スラッシュ成形に適した熱可塑性ポリオレフィン組成物が提供され、該組成物は約25乃至35重量％のポリプロピレンまたはその共重合体、約25乃至45重量％のスチレン系エラストマー、約10乃至35重量％のLLDPE、約5乃至15重量％の炭化水素系プロセス油、約40重量％までのエチレン共重合体、約5重量％までの高分子表面改質剤、約10重量％までの粉末流れ添加剤、約4重量％までの１種以上の安定剤及び約2重量％までの着色顔料のブレンドから実質的になる。この典型的な組成物に対して、ゼロずり粘度は180℃乃至260℃の加工温度範囲にわたり約300乃至900Pa.sの範囲にあり、また該ゼロずり粘度は215℃の加工温度で450乃至600Pa.sの範囲にある。更に典型的な態様において、該エチレン共重合体は15乃至25重量％の量で存在する。別の典型的な態様において、１種以上の安定剤が約1乃至約4重量％の量で添加される。更に別の典型的な態様において、該粉末流れ添加剤が約3乃至7重量％の量で添加される。別の典型的な態様において、該高分子表面改質剤が約0.3乃至2重量％の量で存在する。
【００２７】
該熱可塑性ポリオレフィン組成物は、例えば、バンバリー型ミキサー等の密閉式（internal）ミキサーを用いて、或いは成分の良好な分散混合のための高せん断を提供するために選択されたスクリュー部材を有する二軸スクリュー押出機を用いて高せん断条件下で成分類を溶融混合することにより製造する。得られた組成物は、更にペレット、マイクロペレット、粉末または他の好ましい形態のより小さな粒子へ加工することができる。該組成物のより小さな粒子は均一な表皮形成を達成するためのスラッシュ成形に特に有用である。
【００２８】
一態様において、図1に示すように、本発明の組成物の製造に適した方法は、該熱可塑性ポリオレフィン成分12を溶融混合14して該熱可塑性ポリオレフィン成分12のペレット16を形成することを含む。溶融混合14は二軸スクリュー押出機またはバンバリー型ミキサー等の密閉式ミキサーを用いることにより達成されることができる。次いで該ペレット16は極低温（cryogenic）粉砕18に付され(極低温で粉砕され)、平均粒径が約75乃至約500μmの粉末を創り出す。極低温粉砕18は非均一粒子を作るせん断/衝撃方法である。代わりの態様において、本明細書において示されていないが、その方法は二軸スクリュー押出機等の押出し機を用いて該成分を溶融混合し、更に得られたペレット16を一軸スクリュー押出機等の押出し機を用いて加工してマイクロペレット16を創り出すことを含む。
【００２９】
別の態様において、図2に示すように、本発明の組成物の製造に適した方法は、該二軸押出機24からの高い背圧を小形ビーズダイプレートへ達成するための手段として別の加工工程を不要とするギヤーポンプ26を用いて該組成物のマイクロペレット29を形成することを含有する。この方法20において、成分22は、溶融圧を増すためのギヤーポンプ26付きの二軸スクリュー押出機24等の押出し機を用い、直列(in-line)押出しにより溶融配合される。次いで、得られた組成物はマイクロペレット製造機27中で該組成物のマイクロペレット29が形成される。該組成物のマイクロペレット29は遠心乾燥機等の乾燥機28中で処理される。
【００３０】
該組成物のマイクロペレット29は通常約350乃至約900μmの範囲で測定される極低温粉砕粉末19粒子より大きい球形粒子となる。スラッシュ成形は、該極低温粉砕粉末19、該組成物のマイクロペレット29またはその両者の組合せのいずれかを用いてそれからの製品の形成を達成する。該成形品の表面品質は粒径及び分布を最適化することにより改良される。
【００３１】
スラッシュ成形法は、該粉末及19及び/またはマイクロペレット29が回転サイクル中に形成用具中で良好な機械的流れを有するときに成功する。この機械的流れ物性は底部にオリフィスを持つ特定の体積のカップを空にする時間を測定することにより量化される。この改良された流れは無機微粒子等の好ましい粉末流れ添加物の添加により達成される。好ましい粉末流れ添加物としてはタルク及び/またはモンモリロライト粘土等の水和したシリケート等が挙げられる。該粉末流れ添加物は熱可塑性ポリオレフィン組成物の総重量に対して約10重量％まで、例えば約3重量％乃至約7重量％とすることができる。該シリケートの粒度範囲は約1乃至約40μm、例えば約1乃至約20μmの範囲にあるべきである。該粉末流れ添加剤は溶融配合中に、或いは該粉末及19及び/またはマイクロペレット29と該粉末流れ添加剤との極低温または機械的混合中に二次的工程として添加することができる。
【００３２】
実施例
以下の実施例は本発明を例示するものである。これらの実施例は例示のために与えられたもので本発明を限定しない。これらの実施例において、全ての部及び百分率はそうでないと特定されない限り組成物の全重量に基づく重量によるものである。
【００３３】
実施例1  (比較)
組成物Aは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュウー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。該組成物は、全組成物の重量％において、約40重量％のポリプロピレン重合体と約60重量％のスチレン共重合体エラストマーとからなる。
【００３４】
この組成物A は215℃で1,800 Pa.s (18,000ポイズ) の実測ゼロずり粘度を有したがこの値は好ましいスラッシュ成形組成物としては高過ぎると考えられる。本実施例で選択された特定のポリプロピレンは低すぎるメルトフローインデックス(230℃及び2.16 kgで35 g/10分)を有し、この高溶融粘度に寄与した。好ましい表皮材料は形成されなかった。
【００３５】
実施例2  (比較)
組成物Bは図2に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機24を用いる溶融混合により製造され、そしてマイクロペレット29へ変換された。組成物Bは、全組成物の重量％において、約60重量％のポリプロピレン重合体と約40重量％のスチレン系共重合体エラストマーを含有する。
【００３６】
該組成物B は215℃で400 Pa.s(4,000ポイズ)の実測ゼロずり粘度を有した。該マイクロペレット29は“カップ番号5”において27秒の実測流動を有した。スラッシュ成形表皮は、不完全な表面グレインパターン、許容されないピンホール及び不完全に融合した粗い背面に特徴付けられる低表面品質を有した。本実施例において、該低表面品質は高ポリプロピレン含量とマイクロペレット29の大きな粒度に帰せられる。しかし、選択されたポリプロピレンは230℃及び2.16 kgで100 g/10分のメルトフローインデックスを有し、この値は約60乃至約1,200 g/10分の望ましい範囲あり、それによって組成物を低溶融粘度にすることができた。
【００３７】
実施例3  (比較)
組成物Cは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換され、そしてまた図2に示すスキームを用いてマイクロペレットへ変換された。本組成物Cは、全組成物の重量％において、約60重量％のポリプロピレン重合体と約40重量％のスチレン系共重合体エラストマーを含有する。
【００３８】
組成物Cは215℃で400 Pa.s(4,000ポイズ)の実測ゼロずり粘度を有した。該マイクロペレット29は“カップ番号5”において27秒の実測流動を有した。マイクロペレット29のみから作製されたスラッシュ成形表皮は、不完全な表面グレインパターン、許容されないピンホール及び不完全に融合した粗い背面に特徴付けられる低表面品質を有した。組成中に約20重量％乃至約80重量％の範囲のマイクロペレット29と粉体19を組合せた混合物は改良された表面品質と減少したピンホールを有する表面を創り出した。このように、より小さい粒子を用いると表面品質を改良することができる。しかし、組成物の耐久性はまだ満足できるものではなく、それは高プロピレン含量により起きるようである。
【００３９】
実施例4  (比較)
組成物Dは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成物Dは、全組成物の重量％において、約40重量％のポリプロピレン、約30重量％のエチレン共重合体エラストマー及び約30重量％のスチレン共重合体エラストマーを含有する。
【００４０】
この組成物へまた約2重量％の高分子表面改質剤と安定剤と着色剤からなる約4重量％の色濃縮物を添加した。最終組成物D は215℃で743 Pa.s(7,430ポイズ)の実測ゼロずり粘度を有した。スラッシュ成形表皮は許容されないピンホールに特徴付けられる低表面品質を有した。このゼロずり粘度は215℃の加工温度に対して400乃至700 Pa.sの前記の典型的な範囲を超え、これが組成物の耐久性及び結果的に表面品質に否定的に影響する。
【００４１】
未塗装スラッシュ成形物試料に対するフォード五指試験を用い、1 mm 先端で2乃至7 Nの適用荷重のとき、表皮は引掻き抵抗評価1を有していた。この評価は不可視の引掻ききずに対応する。
【００４２】
実施例5  (比較)
組成物Eは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成物Eは、全組成物の重量％において、約30重量％のポリプロピレン、約40重量％のエチレン共重合体エラストマー及び約30重量％のスチレン共重合体エラストマーを含有する。
【００４３】
この組成物へまた約2重量％の高分子表面改質剤と安定剤と着色剤からなる約4重量％の色濃縮物を添加した。該粉末19へ約4重量％の水和したシリケートを添加した。得られた粉末は“カップ番号5”において6秒の実測流動を有した。
【００４４】
最終組成物Eは215℃で650 Pa.s(6,500ポイズ)の実測ゼロずり粘度を有した。スラッシュ成形表皮の表面品質は最小の表面ピンホールを有するもので良好であることが分った。
未塗装スラッシュ成形物試料に対するフォード五指試験を用い、1 mm 先端で2乃至7 Nの適用荷重のとき、該表皮は引掻き抵抗評価1乃至2を有した。この評価は非可視または僅かな引掻ききずに相当する。組成物Eは他の実施例に対して有意に改良した物性を表したが、表面品質及び該組成物の粘度において改良がまだ必要であった。
【００４５】
実施例6  (比較)
組成物Fは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成物Fは、全組成物の重量％において、約40重量％のポリプロピレン重合体と約60重量％のスチレン共重合体エラストマーからなる。このように、組成物Fは実施例Aと同じ量の成分を用いている。しかし、組成物Fにおけるポリプロピレンは230℃及び2.16 kgで 45 g/10分のメルトフローインデックスを有した。
【００４６】
組成物Fは215℃で1,480 Pa.sの実測ゼロずり粘度を有したが、この値は組成物Aよりも低いがスラッシュ成形組成物用としてはまだ高いと考えられる。更に、組成物Fは-32℃のガラス転移温度を有した。
【００４７】
実施例7
組成物Gは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成物Gは、全組成物の重量％において、組成物Fで用いられたのと同じ成分、すなわち、約40重量％のポリプロピレン重合体(45 g/10分のMFI)と約60重量％のスチレン共重合体エラストマーからなる。組成物Gは更に樹脂100部につき10部のプロセス油を含んでいた。
【００４８】
組成物Gは215℃で405 Pa.sの実測ゼロずり粘度を有し、この値はスラッシュ成形組成物用として適していると考えられる。このように、該組成物の粘度は本発明によるプロセス油の添加により有意に変えることができる。更に、組成物Gは-34℃のより低いガラス転移温度を有した。
【００４９】
実施例8  (比較)
組成物Hは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成物Hは、全組成物の重量％において、約30重量％のポリプロピレン重合体と約70重量％のスチレン共重合体エラストマーからなる。
【００５０】
組成物Hは215℃で1,190 Pa.sの実測ゼロずり粘度を有したが、この値はスラッシュ成形組成物用としては高いと考えられる。
実施例9
組成物Iは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成物Iは、全組成物の重量％において、約30重量％のポリプロピレン重合体、約30重量％のLLDPE及び約40重量％のスチレン共重合体エラストマーからなる。具体的には、組成物Hで使用したのと同じ成分を組成物Iで使用したが該スチレン共重合体エラストマーの30％を該30％LLDPEで置き換えられていた。
【００５１】
組成物Iは215℃で750 Pa.sの実測ゼロずり粘度を有し、この値はスラッシュ成形組成物用として適していると考えられる。このように該組成物の粘度は該スチレンエラストマー及びポリプロピレンの一方または双方の一部をLLDPEで置換することにより有意に変えることができる。
【００５２】
実施例10
組成物Jは図1に示すスキームを用いて二軸スクリュー押出機を用いる溶融混合14により製造され、そして極低温微粉砕18により粉末19へ変換された。組成Jは、全組成物の重量％において、約30重量％のポリプロピレン重合体、約50重量％のスチレン共重合体エラストマー及び20重量％のLLDPEからなる。組成物Jは更に樹脂100部につき7.5部のプロセス油を含んでいた。
【００５３】
組成物Jは215℃で550 Pa.sの実測ゼロずり粘度を有し、この値はスラッシュ成形組成物用として適していると考えられる。更に、組成物Jは-33℃のガラス転移温度を有し、この値は自動車内装表皮用途に適していると考えられる。組成物Jから作製したスラッシュ成形表皮の表面品質は最小の表面ピンホールを有し、良好であることが分った。
【００５４】
未塗装スラッシュ成形物試料に対するフォード五指試験を用い、1 mm 先端で2乃至7 Nの適用荷重のとき、組成物Jから形成した表皮は1の引掻き抵抗評価を有し、この値は非可視の引掻ききずに相当する。このように、該LLDPE及びプロセス油を該ポリプロピレン重合体及びスチレン共重合体エラストマーの混合物へ添加すると、スラッシュ成形用の典型的な値の溶融粘度が達成されると共に良好な引掻き及び表面摩擦抵抗も達成される。言い換えると、本発明の組成物はこれまで熱可塑性ポリオレフィン組成物で達成困難であったスラッシュ成形工程に必要な材料物性の釣合い、すなわち、低ゼロゼずり粘度、良好な表面外観、良好な成形品の取出し用生強度、ピンホールを最小にする均一な融解及びエアーバッグ展開用の低温度での良好な延性の釣合いを達成する。
【００５５】
本発明の組成物を形成するとき、ポリプロピレン、スチレン系エラストマー、LLDPE、エチレン共重合体エラストマー及びプロセス油の種類及び量は溶融組成物及び得られる表皮材料の物性の釣合いを達成するように選択される。本明細書における教示に従って、当業者はスラッシュ成形に適した溶融粘度を有する組成物及び実質的に表面ピンホールがなく、1乃至2の、有利には1の引掻き抵抗評価を有する成形表皮を達成することができる。
【００５６】
本組成物、方法及びそれから製作された物品の態様は、計器盤表皮、ドアパネル、エアーバッグカバー、天井張り及びシートカバーを含む内部用被覆のごとき車両への応用に関連して主に記載されているが、多くの自動車及び非自動車用途に利用することができる。
【００５７】
本発明はその一以上の態様の記載により例示され、そしてその態様はかなり詳細に記載されているがそれらは添付請求の範囲をそのような詳細へ制限または決して限定する意図はない。追加の諸利点及び諸変更は当業者にとって容易に明らかであろう。従って、本発明はそのより広い諸側面においてこの特定の詳細、示され記載されている代表的な装置、方法及び例示的な実施例に限定されない。従って、このような詳細から一般的な発明の概念の範囲または精神から離れないで逸脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は本発明に従って熱可塑性ポリオレフィン組成物を配合して粉末を形成する方法の模式図である。
【図２】図２は本発明に従って熱可塑性ポリオレフィン組成物を直列(in-line)配合してマイクロペレット等の粒子を形成する方法の模式図である。
【図１】
2006131912.tif 000003
【図２】
2006131912.tif 000004