(57)【要約】【課題】  高剛性で且つ耐衝撃性に優れ、しかも、塗装密着性にも優れるバンパーを製造する方法を提供する。【解決手段】  バンパーの製造方法は、マスターバッチと希釈樹脂とを混合した成形用樹脂材料を射出成形機内で混練した後、射出成形方法によりバンパーを成形するものである。マスターバッチは、タルクとゴムとを含有すると共に、そのタルクの含有量が５０〜９０質量％であり、且つ、その該タルクの含有量のゴムの含有量に対する比が３〜１５である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターバッチと希釈樹脂とを混合した成形用樹脂材料を射出成形機内で混練した後、射出成形方法によりバンパーを成形するバンパーの製造方法であって、
上記マスターバッチは、タルクとゴムとを含有すると共に、該タルクの含有量が５０〜９０質量％であり、且つ、該タルクの含有量の該ゴムの含有量に対する比が３〜１５であることを特徴とするバンパーの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたバンパーの製造方法において、
上記希釈樹脂は、プロピレン成分を含有するポリマーであることを特徴とするバンパーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンパーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の樹脂製バンパーを構成する成形用樹脂材料として、比較的安価であって諸物性のバランスがよいことからポリプロピレン（以下、「ＰＰ」と称する）を主成分とするものが広く使用されている。また、かかるＰＰを主成分とする成形用樹脂材料には、バンパーの剛性や耐熱性を高めることを目的としてタルクが混合されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、メルトフローレートが１００〜１０００ｇ／１０分で且つアイソタクティックペンタッド分率が９８％以上であるＰＰ４０〜８５質量％と、エチレンとα−オレフィンとの共重合体５０〜１０質量％と、タルク３〜２５質量％と、からなり、全体のメルトフローレートが２５ｇ／１０分以上であり、且つ、タルクの分散パラメータが４．５以下であるＰＰ系樹脂組成物が開示されている。そして、これによれば、補強効果の高いタルクを含有しているにもかかわらず、非常に流動性に優れることから、射出成形、シート成形用材料として優れていると記載されている。
【特許文献１】特開平９−１２４８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＰにタルクを混合させた成形用樹脂材料によれば高剛性のバンパーを成形することができるものの、ＰＰとタルクとの界面で剥離が生じやすいために耐衝撃性、特に寒冷地における低温環境下の耐衝撃性に劣るため、高剛性で且つ耐衝撃性に優れた両特性を満足するバンパーが得られないという問題がある。また、タルクのＰＰへの分散状態が均一となり難いために塗装密着性が低いという問題もある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高剛性で且つ耐衝撃性に優れ、しかも、塗装密着性にも優れるバンパーを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タルクを高濃度に含有すると共にゴムをも含有するマスターバッチと希釈樹脂とを混合した成形用樹脂材料を射出成形機内で混練した後、該射出成形機でバンパーを成形するようにしたものである。
【０００７】
具体的には、本発明は、マスターバッチと希釈樹脂とを混合した成形用樹脂材料を射出成形機内で混練した後、射出成形方法によりバンパーを成形するバンパーの製造方法であって、
上記マスターバッチは、タルクとゴムとを含有すると共に、該タルクの含有量が５０質量％以上９０質量％以下であり、且つ、該タルクの含有量の該ゴムの含有量に対する比が３以上１５以下であることを特徴とする。
【０００８】
上記のようにすれば、マスターバッチにタルクが高濃度に含有されていると共にゴムも適量含有されており、そして、このマスターバッチと希釈樹脂とを混合した成形用樹脂材料を射出成形機内で混練するので、混練性をよくするゴムの作用によりタルクの分散性が良好となり、また、衝撃吸収性能を有するゴムがタルクの周りに分散した状態が得られる。そのため、これを射出成形することにより、タルクの分散性が良好であることから高剛性で、しかも、タルクの周りにゴムが分散していることからタルクと樹脂との間の界面剥離が抑制されると共に寒冷地における低温環境下でも耐衝撃性に優れるバンパーを得ることができる。
【０００９】
また、塗料に対する密着性の低いタルクが凝集して含まれていると、塗装密着性の低いバンパーが得られてしまうが、上記の構成によれば、タルクの分散性が良好であるので、得られるバンパーは塗装密着性の優れたものとなる。
【００１０】
ここで、マスターバッチのタルクの含有量が５０質量％未満であると、成形用樹脂材料に占めるマスターバッチの割合が多くなり、また、加工コストのかかるマスターバッチが高価であるため、バンパーの製造コストが高くなってしまう。一方、タルクの含有量が９０質量％より多くなると、タルクの量が多過ぎるためにペレット等の形態のマスタバッチが得られない。
【００１１】
また、タルクの含有量のゴムの含有量に対する比が３未満であると、射出成形後のバンパーにおいて、タルクの分散性が良好でなく、高剛性及び優れた耐衝撃性を得ることができない。一方、その比が１５より大きくなると、混練性をよくするゴムが少ないために、マスターバッチにおいて、タルクの分散性が良好でなく、射出成形後のバンパーで高剛性及び優れた耐衝撃性を得ることができない。
【００１２】
本発明において、希釈樹脂は、バンパーの骨格を構成するものであり、例えば、プロピレン成分を含有するポリマーである、ホモＰＰ、ＰＰ成分を含むブロック共重合体（例えば、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体）、プロピレン成分を含むランダム共重合体等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タルクを高濃度に含有すると共にゴムをも含有するマスターバッチと希釈樹脂とを混合して射出成形機内で混練し、バンパーを射出成形するので、高剛性で且つ耐衝撃性に優れ、しかも、塗装密着性にも優れるバンパーを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係るバンパーの製造方法を詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態でバンパーの製造に用いられる成形用樹脂材料は、ペレット状のマスターバッチとペレット状の希釈樹脂とを混合したものである。
【００１６】
マスターバッチは、タルクとゴムとを含有しており、タルクの含有量が５０〜９０質量％で、そのタルクの含有量のゴムの含有量に対する比が３〜１５（好ましくは５〜１０）である。また、マスターバッチは、タルク及びゴムの他にＰＰ等の樹脂を含有していてもよい。樹脂が含まれていることにより希釈樹脂との馴染みがよくなり、両者の混練性が向上することとなる。
【００１７】
マスターバッチは、タルク及びゴム等のそれぞれ所定量をロール式混練機、バンバリー型混練機、ニーダー式混練機、１軸又は２軸押出機などの混練機に投入し、加熱して軟化させると共に剪断を加えて混練した後、ペレット状に成形することにより製造することができる。なお、このとき、タルクなどの無機フィラーをポリマーに混練する場合に一般的に使用されるステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛などの金属石鹸類、ステアリン酸グリセライドのような界面活性剤、フッ素系高分子化合物を同時に使用してもよい。
【００１８】
タルクは、ケイ酸マグネシウム系の層状鉱物である。
【００１９】
ゴムは、例えば、スチレンエチレンブタジエンゴム（ＳＥＢＳ）などのポリスチレン系エラストマー、エチレンプロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンブタジエンゴム（ＥＢＲ）などのポリオレフィン系エラストマー等である。
【００２０】
希釈樹脂は、例えば、プロピレン成分を含有するポリマーであり、ホモＰＰ、ＰＰ成分を含むブロック共重合体（例えば、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体）、プロピレン成分を含むランダム共重合体等、或いは、これらの混合物である。なお、希釈樹脂はタルクを含んだものであってもよく、それによってタルク含有量を操作して成形されるバンパーの収縮率の調整を図ることができる。希釈樹脂の混合量は、成形用樹脂材料全体に占めるタルク含有量が所定量（例えば、１０〜２５質量％）となる量である。
【００２１】
また、成形用樹脂材料には、全体に占めるゴム含有量が所定量（例えば、２０〜３０質量％）となるように、適宜、希釈ゴムを混合してもよい。ここで、成形用樹脂材料全体に占めるゴム含有量は、マスターバッチに含まれるゴムの含有量と希釈樹脂に含まれるゴム成分の含有量との和である。希釈ゴムは、例えば、スチレンエチレンブタジエンゴム（ＳＥＢＳ）などのポリスチレン系エラストマー、エチレンプロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンブタジエンゴム（ＥＢＲ）などのポリオレフィン系エラストマー等である。
【００２２】
そして、以上のマスターバッチ及び希釈樹脂からなる成形用樹脂材料を射出成形機に投入し、この射出成形機内で混練した後、射出成形することによりバンパーを成形することができる。詳細には、例えば、計量装置などを用いてマスターバッチ及び希釈樹脂からなる成形用樹脂材料を射出成形機のホッパーに投入し、この射出成形機のシリンダ内で２００〜２３０℃に加熱して樹脂成分を溶融させると共にスクリューによって剪断を与えて混練し、その所定量をバンパー成形用金型のキャビティに射出して冷却することにより、所定形状のバンパーを成形することができる。なお、これらに用いられる射出成形機は、スクリュー形状やミキシングノズルなどにより混練能力を高めたものほど好ましい。
【００２３】
上記のバンパーの製造方法によれば、マスターバッチにタルクが高濃度に含有されていると共にゴムも適量含有されており、そして、このマスターバッチと希釈樹脂とを混合した成形用樹脂材料を射出成形機内で混練するので、混練性をよくするゴムの作用によりタルクの分散性が良好となり、また、衝撃吸収性能を有するゴムがタルクの周りに分散した状態が得られる。そのため、これを射出成形することにより、タルクの分散性が良好であることから高剛性で、しかも、タルクの周りにゴムが分散していることからタルクと樹脂との間の界面剥離が抑制されると共に寒冷地における低温環境下でも耐衝撃性に優れるバンパーを得ることができる。
【００２４】
また、塗料に対する密着性の低いタルクが凝集して含まれていると、塗装密着性の低いバンパーが得られてしまうが、上記の構成によれば、タルクの分散性が良好であるので、得られるバンパーは塗装密着性の優れたものとなる。
【実施例】
【００２５】
（試験評価用バンパー）
以下の各例に係る試験評価用バンパーの成形を試みた。例１〜３が本発明例であり、例４〜８が比較例である。なお、それぞれの構成は表１にも示す。
【００２６】
＜例１＞
タルク５０質量％、ＥＰＲ１５質量％及びホモＰＰ３５質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備した。
【００２７】
次いで、準備したタルク、ＥＰＲ及びホモＰＰをシリンダ直径６０ｍｍの２軸押出機（日本製鋼所社製）に投入して樹脂成分を溶融させつつ混練し、押し出されたストランドを水冷した後に所定長さにカットすることによりペレット状のマスターバッチを得た。
【００２８】
このマスターバッチと、タルク含有量が２０質量％で且つゴム含有量（ＥＰＲ＋後述のエチレンプロピレンブロック共重合体のエチレン成分）が２４質量％となるように、エチレンプロピレンブロック共重合体からなるペレット状の希釈樹脂及びＥＰＲからなるペレット状の希釈ゴムとを混合した成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例１とした。
【００２９】
＜例２＞
タルク８０質量％、ＥＰＲ１０質量％及びホモＰＰ１０質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備したことを除いて例１と同様にして調製した成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例２とした。
【００３０】
＜例３＞
タルク９０質量％、ＥＰＲ６質量％及びホモＰＰ４質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備したことを除いて例１と同様にして調製した成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例３とした。
【００３１】
＜例４＞
タルク４５質量％、ＥＰＲ１７質量％及びホモＰＰ３８質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備したことを除いて例１と同様にして調製した成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例４とした。
【００３２】
＜例５＞
タルク８０質量％、ＥＰＲ４質量％及びホモＰＰ１６質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備したことを除いて例１と同様にして調製した成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例５とした。
【００３３】
＜例６＞
タルク６０質量％及びＥＰＲ４０質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備したことを除いて例１と同様にして調製した成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例６とした。
【００３４】
＜例７＞
タルク含有量が２０質量％で且つゴム含有量（ＥＰＲ＋後述のエチレンプロピレンブロック共重合体のエチレン成分）が２４質量％となるように、タルク、ＥＰＲ及びエチレンプロピレンブロック共重合体のそれぞれの成分を所定量ずつ準備した。
【００３５】
次いで、準備したタルク、ＥＰＲ及びエチレンプロピレンブロック共重合体をシリンダ直径６０ｍｍの２軸押出機（日本製鋼所社製）に投入して樹脂成分を溶融させつつ混練し、押し出されたストランドを水冷した後に所定長さにカットすることにより得られたペレット状の成形用樹脂材料を用いて３０００トン射出成形機で射出成形したバンパーを例７とした。
【００３６】
＜例８＞
タルク９６質量％及びＥＰＲ４質量％の組成のマスターバッチが構成されるようにそれぞれの成分を所定量ずつ準備したが成形用樹脂材料をペレット状に成形することはできなかった。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
（試験評価方法）
以上の例１〜７に係るバンパーを用いて、以下の各試験評価を行った。
【００３９】
＜耐衝撃性＞
例１〜７の各バンパーについて、自動車のバンパー取付部分を切り取ったカットボディにバンパーと共にラジエーターグリルやヘッドランプなど実車で使用している部品を取り付けてそれを−３０℃の低温室に設置し、落下距離を徐々に長くしながら繰り返し５ｋｇの重錘をバンパー上に落下させ、バンパーが破壊したときの高さを記録した。
【００４０】
＜剛性＞
例１〜７の各バンパーについて、自動車のバンパー取付部分を切り取ったカットボディにバンパーと共にラジエーターグリルやヘッドランプなど実車で使用している部品を取り付けてそれを室温下に設置し、先端にセンサーを装備したゲージにて４９Ｎの荷重を負荷してバンパーのへこみ量を測定した。
【００４１】
＜塗装密着性＞
例１〜７の各バンパーについて塗装を施し、その塗膜に２ｍｍ間隔で碁盤目状の切れ目を入れ、その上に接着テープを貼付して剥がし、剥離する塗膜の枚数を数えた。そして、剥離したものが１００枚中０のものを「○」、１０枚以下のものを「△」、１１枚以上のものを「×」とした。
【００４２】
＜タルク分散性＞
例１〜７の各バンパーについて軟Ｘ線透過写真を撮影し、その写真に基づいて以下の評価を行った。つまり、タルクの局在に起因した濃淡が全く認められないもの乃至かかる濃淡がわずかに観察されるものを「○」、かかる濃淡が流れ模様状に認められるものを「△」、タルクの局在に起因した濃淡が明確に現れているものを「×」とした。
【００４３】
＜成形性＞
例１〜７の各バンパーを射出成形した際の成形挙動について以下の評価を行った。つまり、従来からの一般的な成形条件での成形が可能なもの乃至成形時に若干背圧をかけて混練性を高める必要があるが成形サイクルは一般的なものと同じものを「○」、成形時に背圧をかけて混練性を高めなければ成形できず且つ成形サイクルは一般的なものよりも長いものを「△」とした。
【００４４】
＜経済性＞
複合体であるマスターバッチは高価であることから、バンパーにおけるその含有量および成形用樹脂材料よりも安価な希釈樹脂のホモＰＰの含有量より、例１〜７の各バンパーについて、経済的であるものを「○」及びそうでないものを「△」と評価した。
【００４５】
（試験評価結果）
試験評価結果を表１にまとめた。
【００４６】
表１によれば、本発明例である例１〜３では、耐衝撃性が７０ｃｍ以上であるのに対し、比較例である例４〜７では、耐衝撃性が５０ｃｍ以下であり、前者の方が後者よりも耐衝撃性に優れるということが分かる。また、本発明例である例１〜３では、剛性が２ｍｍ以下であるのに対し、比較例である例４〜７では、剛性が２〜４ｍｍであり、前者の方が後者よりも剛性が高いということが分かる。さらに、本発明例である例１〜３では、いずれも塗装密着性が優れるのに対し、比較例である例４〜７では、塗装密着性の劣るものが含まれているのが分かる。
【００４７】
これらの結果は、タルク分散性の結果との相関が伺われる。つまり、例１〜３の場合、マスターバッチに混練性をよくするＥＰＲがタルク含有量に対して適量含まれているので、タルクの分散性が良好で、また、衝撃吸収性能を有するＥＰＲがタルクの周りに分散した状態が得られ、これを射出成形することにより、低温環境下でも耐衝撃性に優れ、高剛性で、且つ、塗装密着性に優れるバンパーになったものと考えられる。これに対し、例４〜６の場合、マスターバッチにＥＰＲが含まれているものの、タルク含有量とＥＰＲ含有量とのバランスがよくないために、良好なタルクの分散性及び良好なタルクの周りへのＥＰＲの分散が得られず、その結果、耐衝撃性、剛性、塗装密着性が例１〜３よりも劣ることとなったものと考えられる。また、例７の場合、マスターバッチを用いずに各成分を混合して直接混練しても、良好なタルクの分散性及び良好なタルクの周りへのＥＰＲの分散が得られず、その結果、耐衝撃性、剛性、塗装密着性が例１〜３よりも劣ることとなったものと考えられる。
【００４８】
以上の結果より、タルク含有量とＥＰＲ含有量とのバランスとして、タルク含有量／ＥＰＲ含有量が少なくとも３〜１５の範囲においては、低温環境下でも耐衝撃性に優れ、高剛性で、且つ、塗装密着性に優れるバンパーが得られると考えられる。
【００４９】
例３と例８とを比較すると、タルク含有量が９０質量％の場合にはマスターバッチを成形することができているのに対し、タルク含有量が９６質量％の場合にはマスターバッチを成形することができていないことから、マスターバッチのタルク含有量を少なくとも９０質量％以下とすればよいということが分かる。
【００５０】
例４は経済的でないとの評価になっているが、これは、加工コストのかかるマスターバッチの割合が多いためである。例１のマスターバッチのタルクの含有量が５０質量％であることから、マスターバッチのタルクの含有量を少なくとも５０質量％以上とすれば経済的なものになると言える。
【００５１】
例７も経済的でないとの評価となっているが、これは、成形用樹脂材料全体を２軸押出機でペレット状に成形するため、加工コストが高くなるからである。
【００５２】
例１〜７のいずれも、成形性については同等の結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明したように、本発明は、自動車のバンパーの製造方法について有用である。