(57)【要約】【課題】剛性と耐衝撃性と外観とのバランスに優れる射出成形品を提供する。【解決手段】樹脂材料組成物は、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂を２５〜６５質量％（好ましくは２０〜６０質量％）、ガラスウールを０．５〜２２質量％（好ましくは１〜１０重量部）、非繊維状の無機充填材を５〜３５質量％、熱可塑性エラストマーを５〜３５質量％配合している。そして、その樹脂材料組成物を射出成形したものが、本発明の射出成形品である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂を２５〜６５質量％、ガラスウールを０．５〜２２質量％、熱可塑性エラストマーを５〜３５質量％配合した樹脂材料組成物。
【請求項２】
非繊維状の無機充填材を５〜３５質量％配合した請求項１記載の樹脂材料組成物。
【請求項３】
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の配合率は、３０〜６０質量％である請求項１又は２記載の樹脂材料組成物。
【請求項４】
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂のＭＦＲ（２３０℃，２．１６Ｎ）は、３７〜１２０ｇ／１０分である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂材料組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂材料組成物を用いた射出成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂材料組成物、及びそれを射出成形してなる射出成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の外板や内外装部品としては、車両の軽量化の観点から射出成形品（樹脂）の割合が増えている。それらの材料（樹脂材料組成物）は、マトリクス樹脂（ポリオレフィン系熱可塑性樹脂）に、各種充填材を添加することで、剛性（引張弾性率）や耐衝撃性（シャルピー衝撃値）等を向上させている。そして、そのような樹脂材料組成物を示す文献としては、次に示す特許文献１〜３等がある。
【０００３】
すなわち、特許文献１の射出成形用樹脂組成物は、マトリクス樹脂にタルクを添加することで、剛性を向上させている。さらに、タルクを添加したただけでは、剛性は向上するものの耐衝撃性が低下するとして、その耐衝撃性の低下分をガラス繊維（ウイスカ）を添加することで補っている。
【０００４】
また、特許文献２の熱可塑性樹脂組成物は、マトリクス樹脂に、タルクとガラス繊維（グラスファイバー）との両方を添加すると、剛性を耐衝撃性の低下を補いつつ向上させることができるものの、溶融粘度（ＭＦＲ）が高くなり過ぎることで成形しにくくなるとして、タルクではなく、平均粒子径が３００ｎｍ以下のナノ無機充填材と、ガラス繊維とをマトリクス樹脂に添加している。
【０００５】
また、特許文献３の複合成形材料は、マトリクス樹脂にガラス長繊維を添加すると、強度は上がるものの、ガラス長繊維は均一分散性が損なわれ易いため表面平滑性の不良（外観不良）に繋がるとして、マトリクス樹脂（ＰＰ樹脂等）に、ガラス長繊維ではなく、ガラス短繊維を添加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２７１７２２号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２８２６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８３６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、マトリクス樹脂にタルク等の無機充填材を加えると、剛性は向上するが耐衝撃性は低下する。また、マトリクス樹脂に、タルク等の無機充填材とガラス繊維との両方を添加すると、剛性を衝撃性の低下を補いつつ向上させることができるが、射出成形時の流動性が低下することで、外観不良に繋がる。
【０００８】
特に、ガラス長繊維を添加した場合には、ガラス長繊維の分散ムラによっても、表面部分に外観不良が生じるおそれがある。その一方、ガラス短繊維を添加した場合は、ガラス長繊維を添加するのに比べて外観不良にはなり難いが、補強効果（耐衝撃性の向上）は、ガラス長繊維を添加した場合ほど高くはない。
【０００９】
そこで、剛性と耐衝撃性と外観とのバランスに優れる射出成形品及びその材料（樹脂材料組成物）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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の樹脂材料組成物及び射出成形品は、次のように構成されている。すなわち、本発明の樹脂材料組成物は、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂を２５〜６５質量％（好ましくは３０〜６０質量％）、ガラスウールを０．５〜２２質量％（好ましくは１〜１０質量％）、熱可塑性エラストマーを５〜３５質量％配合している。さらに好ましくは、非繊維状の無機充填剤を５〜３５質量％配合している。そして、本発明の射出成形品は、この樹脂材料組成物を用いたものである。
【００１１】
ここで、ガラスウールを０．５質量％以上（好ましくは１質量％以上）配合するのは、それにより耐衝撃性が向上するからである。しかしながら、配合し過ぎると射出成形時の流動性が低下して成形し難くなることで外観不良に繋がるので、ガラスウールの配合率は上記の通り２２質量％以下（好ましくは１０質量％以下）に抑える必要がある。また、熱可塑性エラストマーを５質量％以上配合するのは、それにより耐衝撃性が向上するからである。しかしながら、配合し過ぎると剛性が低下するので、熱可塑性エラストマーの配合率は、上記の通り３５質量％以下に抑える必要がある。
【００１２】
そして、このように、ガラスウール及び熱可塑性エラストマーをそれぞれ一定量ずつバランス良く配合することで、ガラスウールによる流動性の低下及び熱可塑性エラストマーによる剛性の低下のどちらも顕著に発現させることなく、ガラスウールと熱可塑性エラストマーとの双方により耐衝撃性を充分に向上させることができる。
【００１３】
また、非繊維状の無機充填剤を５質量％以上配合するのが好ましいのは、それにより剛性が向上するからである。しかしながら、配合し過ぎると耐衝撃性及び射出成形時の流動性が低下するので、上記の通り３５質量％以下に抑えるのが好ましい。
【００１４】
また、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂を２５質量％以上（好ましくは３０質量％以上）配合するのは、それにより、射出成形時の流動性を確保できるからである。しかしながら、配合し過ぎると、充填材（ガラスウール、非繊維状の無機充填材、熱可塑性エラストマー等）の配合率が必然的に小さくなることで、十分な耐衝撃性や剛性を確保し難くなるので、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂の配合率は、上記の通り６５質量％以下（好ましくは６０質量％以下）に抑える必要がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、剛性と耐衝撃性と外観とのバランスに優れる射出成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ａはウェルド隆起高さの測定試験に用いる射出成形品を示す斜視図、ｂはその射出成形品から切り出した試験片を示す平面図、ｃはその試験片の表面の高さを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［１］ポリオレフィン系熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、リシクロオレフィン等を例示する。その中でも好ましくは、ポリプロピレン又はポリエチレンである。車両用等の射出成形品には、機械的性能と低価格との両方が要求されるが、これらの樹脂はその両方の要求を満たすからである。なお、本明細書で単に樹脂というときは、エラストマーを含まない。
【００１８】
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂のＭＦＲ（２３０℃，２．１６Ｎ）は、特に限定されないが、３７〜１２０ｇ／１０分であることが好ましい。３７ｇ／１０分以上だと、末端のウェルド部等にまでガラスウールが均一に拡散し易くなることで、外観平滑性を得易くなるからである。その一方で、１２０ｇ／１０分を超えると、その条件を満たす適当な樹脂が少ないことで、実施が困難になるので、それ以下であることが好ましい。
【００１９】
［２］ガラスウールの材質は、特に限定されないが、石英ガラス、強化ガラス等を例示する。
【００２０】
ガラスウールの平均繊維径は、特に限定されないが、次に示す理由で、３〜２０μｍであることが好ましい。すなわち、平均繊維径が３μｍ以上だと、補強効果（耐衝撃性の向上）が期待できる。その一方で、平均繊維径が２０μｍよりも太いと、ガラスウールどうしが絡み合い難いことで、マトリクス樹脂（ポリオレフィン系熱可塑性樹脂）内でガラスウールは独立した直線状で存在するおそれがある。そのため、その状態でさらにアスペクト比が高いと、直線状に硬く長く延びるガラスウールによって流動性が低下して外観不良に繋がるおそれがある。さらに、ガラスウールが直線状だと、ウェルド部で樹脂流動方向（ＭＤ）に配向すると共に、いわゆるスプリングバック現象にてソリも影響し、ウェルド部の外観と剛性とに悪影響がでるおそれがある。その点、平均繊維径が２０μｍ以下だと、射出成形時にガラスウールが柔軟に変形しやく、直線状になり難い（配向し難い）ことで、たとえアスペクト比が高くても外観（流動性）や剛性にさほど悪影響を及ぼさないものと期待される。
【００２１】
さらに、そのガラスウールの平均アスペクト比は、特に限定されないが、次に示す理由で、１０〜１００であることが好ましい。すなわち、平均繊維径が上記範囲内で平均アスペクト比が１０以上だと、ガラスウールどうしが相互に絡み合いやすいため、マトリクス樹脂内では、細長いガラスウールが屈曲した綿状で存在すると考えられる。そのため、射出成形時には、ガラスウールは、樹脂と分離することなく、末端の薄肉部分（ウェルド部分）にまで略均一に充填されると期待される。さらに、ガラスウールが直線状では存在しない（綿状で存在する）ことで、樹脂流動方向（ＭＤ）やその垂直方向（ＴＤ）に沿った収縮ムラのようなソリ・ヒケが抑えられると期待される。その一方で、あまりにもアスペクト比の高いガラスウールは製造が困難なので、平均アスペクト比は、上記のとおり１００以下であることが好ましい。
【００２２】
ガラスウールは、表面が未処理のものであってもよいが、各種表面処理剤によって表面処理が施されたものであってもよい。その表面処理剤としては、特に限定されないが、シラン系カップリング剤、脂肪酸、脂肪酸エステル、カルボン酸等を例示する。
【００２３】
［３］非繊維状の無機充填材は、特に限定されないが、タルク、炭酸カルシウム、カオリンクレー、マイカ等を例示する。
【００２４】
非繊維状の無機充填材は、表面が未処理のものであってもよいが、各種表面処理剤によって表面処理が施されたものであってもよい。その表面処理剤としては、特に限定されないが、シラン系カップリング剤、脂肪酸、脂肪酸エステル、カルボン酸等を例示する。
【００２５】
［４］熱可塑性エラストマーは、特に限定されないが、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、アクリル系、塩化ビニル系、フッ素系等の各種エラストマーを例示する。
【００２６】
［５］本発明の樹脂材料組成物の製造方法は、特に限定されないが、押出機、ミキサー、ロール等により、溶融及び混練して得る態様を例示する。
【００２７】
［６］本発明は、自動車の外板や内外装部品等の用途に好適である。また、自動車の用途以外でも、各種用途に使用でき、例えば、鉄道車両や各種建築物の外板や内外装部品等の用途や、電気製品の筺体や部品等の用途にも使用することができる。
【実施例】
【００２８】
次の表１に示す実施例１〜１０及び比較例１〜３の樹脂材料組成物を配合調製し、各樹脂材料組成物を用いて射出成形品を射出成形し物性を調べた。
【００２９】
【表１】
2016222808.tif 000002
【００３０】
表１において、マトリクス樹脂とガラス繊維と無機充填材と熱可塑性エラストマーの各欄の数値は、相対的な質量であり（左欄と右欄があるものは複数材料を併用したものであり、左欄が複数材料のそれぞれの質量、右欄が左欄の質量の小計である）、それらの合計は１００とは限らない。そこで、その相対的な質量を質量％に換算した数値を、配合率の欄に記した。使用した具体的材料、物性の試験方法等は、次のとおりである。
【００３１】
［マトリクス樹脂］
ポリプロピレン樹脂（Ｉ）は、ＳＫ社製の商品名「ＢＸ３９２０」（比重０．９３、曲げ弾性率１．９ＧＰａ、アイゾット衝撃強度（２３℃，ノッチ有り）６ｋＪ／ｍ２、溶融粘度（ＭＦＲ）（２３０℃，２．１６Ｎ）１００ｇ／１０分、荷重たわみ温度（ＨＤＴ）（０．４５ＭＰａ）１３５℃、ロックウェル硬度１０５、引張強度（ＴＳ）３３ＭＰａ、切断時伸び（ＥＢ）１００％未満）である。
【００３２】
ポリプロピレン樹脂（II）は、ブルージュ社製の商品名「ＢＨ９７５ＭＯ」（比重０．９１、曲げ弾性率１．５ＧＰａ、アイゾット衝撃強度（２３℃，ノッチ有り）８ｋＪ／ｍ２で、溶融粘度（ＭＦＲ）（２３０℃，２．１６Ｎ）３８ｇ／１０分、荷重たわみ温度（ＨＤＴ）（０．４５ＭＰａ）９６℃、ロックウェル硬度８６、引張強度（ＴＳ）２５ＭＰａ、切断時伸び（ＥＢ）４％）である。
【００３３】
ポリプロピレン樹脂（III）は、日本ポリプロ株式会社製の商品名「ノバテックＰＰ ＢＣ１０ＢＨ」（比重０．９０、曲げ弾性率１．６ＧＰａ、アイゾット衝撃強度（２３℃，ノッチ有り）３．５ｋＪ／ｍ２、溶融粘度（ＭＦＲ）（２３０℃，２．１６Ｎ）１１９ｇ／１０分、荷重たわみ温度（ＨＤＴ）（０．４５ＭＰａ）１０８℃、ロックウェル硬度１０５、引張強度（ＴＳ）３２．５ＭＰａ、切断時伸び（ＥＢ）が６％）である。
【００３４】
ポリプロピレン樹脂（IＶ）及びガラスファイバーは、ダイセルポリマー株式会社製のガラス強化樹脂（商品名「ＰＰ−ＧＦ−５０−０２」）に含まれているポリプロピレン樹脂及びガラスファイバーである。すなわち、このガラス強化樹脂は、ポリプロピレン樹脂（IＶ）にガラスファイバーを添加したものであり、それに更に無機充填材及び熱可塑性エラストマーを添加することで、表１の比較例２の配合に調整している。
【００３５】
ポリエチレン樹脂は、ＳＣＧケミカルズ社製の商品名「Ｈ６００７ＪＵ」（比重０．９６、曲げ弾性率１．４ＧＰａ、アイゾット衝撃強度（２３℃，ノッチ有り）３．５ｋＪ／ｍ２、溶融粘度（ＭＦＲ）（１９０℃，２.１６Ｎ）７．５ｇ／１０分、荷重たわみ温度（ＨＤＴ）（０．４５ＭＰａ）７５℃、硬度（ＳｈｏｒｅＤ）６８、引張強度（ＴＳ）３１ＭＰａ、切断時伸び（ＥＢ）６５０％よりも大）である。
【００３６】
［ガラス繊維］
ガラスウールは、ナノダックス社製の試作品（商品名なし）（平均繊維径４μｍ、平均アスペクト比１００）である。
【００３７】
［無機充填材］
タルク（Ｉ）は、林化成株式会社製の商品名「ＧＨ７」である。また、タルク（II）は、イミファビ社製の商品名「ＮＴＴ０５」である。また、炭酸カルシウムは、白石工業株式会社製の商品名「ビゴットー１５」である。
【００３８】
［熱可塑性エラストマー］
エラストマー（Ｉ）は、三井化学株式会社製の商品名「タフマーＤＦ６１０」（比重０．８６、溶融粘度（ＭＦＲ）（２３０℃，２．１６Ｎ）２．２ｇ／１０分、溶融粘度（ＭＦＲ）（１９０℃，２．１６Ｎ）１．２ｇ／１０分、硬度（ショアＡ）５７、引張強度（ＴＳ）３ＭＰａよりも大、切断時伸び（ＥＢ）１０００％よりも大）である。
【００３９】
エラストマー（II）は、ダウエラストマー社製の商品名「エンゲージ８８４２」（比重０．８６、溶融粘度（ＭＦＲ）（１９０℃，２．１６Ｎ）１．０ｇ／１０分、硬度（ショアＡ）５４、引張強度（ＴＳ）３ＭＰａ、切断時伸び（ＥＢ）１２００％）である。
【００４０】
エラストマー（III）は、株式会社クラレ製の商品名「セプトン２０６３」（比重０．８８、溶融粘度（ＭＦＲ）（２３０℃，２．１６Ｎ）７．０ｇ／１０分、硬度（ショアＡ）３６、引張強度（ＴＳ）１０．８ＭＰａ、切断時伸び（ＥＢ）１２００％）である。
【００４１】
［物性の試験方法］
引張弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ７１６１に準拠して引張試験を行うことで測定した。試験片形状は１Ａ型とし、引張速度は１ｍｍ／分とし、標線間距離は５０ｍｍとした。また、シャルピー衝撃値は、ＪＩＳ  Ｋ７１１１に準拠してシャルピー衝撃試験（２３℃，ノッチ有）を行うことで測定した。ノッチはタイプＡとした。
【００４２】
ウェルド隆起高さは、次のようにして測定した。すなわち、樹脂材料組成物を、２箇所のゲート（中心間ピッチ３００ｍｍ）から金型内に流し込む（樹脂温度１７５〜２００℃，金型温度８０℃，補圧２０ＭＰａ）ことで、図１ａに示す長さ６００ｍｍ、幅１４６ｍｍ、厚さ２ｍｍの板状の射出成形品を射出成形する。次に、その板状の射出成形品の中央部から、図１ａに示すように、ウェルドを含む試験片を切り落とす。具体的には、その試験片は、長さ３０ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片であり、図１ｂに示すように、幅方向に延びるウェルドが試験片の長さ方向の中央にくるように切り落とす。次に、レーザー顕微鏡にて、ウェルド及びその付近の試験片の表面の高さを、試験片の長さ方向に２０ｍｍ程度の範囲内で測定する。これにより、例えば、図１ｃに示すようなグラフが得られる。このグラフにおけるベースラインとウェルド頂点との高低差をウェルド隆起高さとした。上記のレーザー顕微鏡は、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の商品名「ＶＫ−Ｘ１００」である。
【００４３】
ウェルド目視は、ウェルド部分及びその付近の目視での外観の良し悪しを示しており、良好であれば「○」とし、良好でなければ「×」とした。
【００４４】
［物性］
表１のとおり、比較例１〜３の射出成形品は、引張弾性率、シャルピー衝撃値及びウェルド隆起高さ（目視）のいずれかが良好でなかったのに対し、実施例１〜１０の射出成形品は、引張弾性率２．０〜３．３ＧＰａ、シャルピー衝撃値７〜３０ＫＪ／ｍ２、ウェルド隆起高さ５〜１０ｍｍ（目視良好）と、いずれも良好でありバランスに優れることが確認された。
【００４５】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【図１】
2016222808.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月9日(2016.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
このように、マトリクス樹脂にタルク等の無機充填材を加えると、剛性は向上するが耐衝撃性は低下する。また、マトリクス樹脂に、タルク等の無機充填材とガラス繊維との両方を添加すると、剛性を耐衝撃性の低下を補いつつ向上させることができるが、射出成形時の流動性が低下することで、外観不良に繋がる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［１］ポリオレフィン系熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリシクロオレフィン等を例示する。その中でも好ましくは、ポリプロピレン又はポリエチレンである。車両用等の射出成形品には、機械的性能と低価格との両方が要求されるが、これらの樹脂はその両方の要求を満たすからである。なお、本明細書で単に樹脂というときは、エラストマーを含まない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ウェルド隆起高さは、次のようにして測定した。すなわち、樹脂材料組成物を、２箇所のゲート（中心間ピッチ３００ｍｍ）から金型内に流し込む（樹脂温度１７５〜２００℃，金型温度８０℃，保圧２０ＭＰａ）ことで、図１ａに示す長さ６００ｍｍ、幅１４６ｍｍ、厚さ２ｍｍの板状の射出成形品を射出成形する。次に、その板状の射出成形品の中央部から、図１ａに示すように、ウェルドを含む試験片を切り落とす。具体的には、その試験片は、長さ３０ｍｍ、幅１０ｍｍの試験片であり、図１ｂに示すように、幅方向に延びるウェルドが試験片の長さ方向の中央にくるように切り落とす。次に、レーザー顕微鏡にて、ウェルド及びその付近の試験片の表面の高さを、試験片の長さ方向に２０ｍｍ程度の範囲内で測定する。これにより、例えば、図１ｃに示すようなグラフが得られる。このグラフにおけるベースラインとウェルド頂点との高低差をウェルド隆起高さとした。上記のレーザー顕微鏡は、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の商品名「ＶＫ−Ｘ１００」である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
［物性］
表１のとおり、比較例１〜３の射出成形品は、引張弾性率、シャルピー衝撃値及びウェルド隆起高さ（目視）のいずれかが良好でなかったのに対し、実施例１〜１０の射出成形品は、引張弾性率２．０〜３．３ＧＰａ、シャルピー衝撃値７〜３０ＫＪ／ｍ２、ウェルド隆起高さ５〜１０μｍ（目視良好）と、いずれも良好でありバランスに優れることが確認された。