JP3253954B2

JP3253954B2 - 樹脂製自動車バンパ

Info

Publication number: JP3253954B2
Application number: JP16687190A
Authority: JP
Inventors: 昌浩寺田; 孝杉本
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 2002-02-04
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: GB2246358B; GB9113631D0; CA2045724A1; GB2246358A; CA2045724C; US5266619A; JPH0456649A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は樹脂製自動車バンパに関するものであり、更
に特に低温域においても優れた耐衝撃性と高剛性を有
し、軽量化が図れると共に軽衝突下での耐破損性も優
れ、且つ、市場での長期使用下での形状保持性と高度な
塗膜鮮映性をあわせもつ優れたバンパに関する。

（従来の技術）樹脂製自動車バンパはスチールからの材質代替がなさ
れて以降現在に到る10数年間において、その構造様式に
基本的な変化はなく、樹脂材料の成形加工性、形状安定
性、塗装性を向上、改良することで進歩してきた。具体
的に第１表及び第４図、第５図に示す。第４図および第
５図は第１表に示すバンパを示す図で、１はバンパ、３
は樹脂組成物、４は強化部材、５は車体ステイ、６は縦
リブ、７は横リブである。

（発明が解決しようとする課題）しかしこのような様式で構成される樹脂製バンパにあ
っては、強化部材の装着が必須であったり、また重量も
重くなり、それがネックポイントになって今後の一層の
車体軽量化の要求に適応できず、その軽量化が図れな
い。更にリブによるヒケのない平滑な外表面、高度な塗
膜鮮映性、長期に亘る形状保持性能に関する車体品質の
向上に対しては従来の樹脂製バンパ構造では解決するこ
とができない問題点を有する。

本発明は車体軽量化、車体品質の向上の一環として今
や車体構成上重要な役割をなすバンパを積極的に取り上
げ、上記ネックポイントを排除し軽量化を図るため強化
部材は出来るだけ用いないことを前提として従来のバン
パの欠点を解消することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は特定の樹脂組成物を用いること、及びバンパ
構造に工夫をこらすことにより、この目的を達成したも
のである。

即ち、本発明は、（１）次の成分（ａ）〜（ｃ）（ａ）常温キシレン可溶分を３〜８重量％含み、重合
体全体のエチレン含有量が３〜８モル％でメルトフロー
レート（MFR）が20〜40g/10分のプロピレン・エチレン
ブロック共重合体（以下EPPと略称する）51〜60重量％
と、（ｂ） MFRが0.1〜2g/10分のエチレン・プロピレン系
共重合体ゴム（以下EPRと略称する）20〜30重量％と、（ｃ）平均粒径が1.0〜2.5μｍのタルク17〜25重量％
とからなり、（Ｉ）曲げ弾性率が23℃で17,000kg/cm²以上、（II）アイゾット衝撃値が−30℃で6kg−cm/cm以上で
あり、かつ、−30℃及び23℃での振子式衝撃試験におい
て破損せず、（III）線膨張係数（厚み3mm、長さ45mm、23〜80℃）
が6.5×10^-5cm/cm/℃以下、（IV） MFRが7g/10分以上の物性を有する組成物から構成され、（２）バンパの基本断面形状を浮きリブ一体構造に特
定したことを特徴とする自動車バンパに関するものであ
る。

第１図に本発明のバンパ１の断面を示す。図示の如
く、バンパは浮きリブ２を具えた上記樹脂組成物３から
成る一体構造型のものである。

次に、本発明において用いるEPPは常温キシレン可溶
分を３〜８重量％含み、重合体全体のエチレン含有量が
３〜８モル％、好ましくは４〜６モル％で、かつ、その
MFRが20〜40g/10分、好ましくは25〜35g/10分のもので
ある。これらの物性以外のEPPは本発明の効果を奏さな
い。

ここでエチレン含有量はNMR法の常法により測定され
る値であり、また常温キシレン可溶分は2gの試料を沸騰
キシレン600g中に20分間浸漬して溶解させた後、室温ま
で冷却し、G4型ガラスフィルターで濾過および乾燥して
求めた固相重量から逆算した値である。

この共重合体のエチレン含有量、常温キシレン可溶分
が上記範囲外のものは、組成物の曲げ弾性率、アイゾッ
ト衝撃が劣り本発明の組成物成分として不適当である。

また、MFRはJIS K 7210（230℃、2.16kg荷重）により
測定した値で、20g/10分未満のものは成形加工性、外観
が劣り、40g/10分超過のものはアイゾット衝撃及びバン
パ性能としての振子式衝撃試験での耐破損性が不良とな
る。

本発明において、（ａ）成分として用いられるEPP
は、先の性状範囲内であれば２種以上の樹脂の併用混合
物であっても一向に差支えなく、その際、先の性状範囲
外のプロピレン系樹脂を先のEPPの量（重量）を超えな
い範囲で用いることもできる。

また、このEPPは、本発明の効果を著しく損なわない
範囲で他の不飽和単量体（例えばブテン−１、ヘキセン
−１、オクテン−１、４−メチルペンテン−１等のα−
オレフィン；酢酸ビニルの如きビニルエステル；（メ
タ）アクリル酸（エステル）、無水マレイン酸等の不飽
和有機酸またはその誘導体等）をも含有する共重合体
（グラフト型、ランダム型、ブロック型いずれでも構わ
ない）や変性物であってもよい。更にはこれらの混合物
であってもよい。

次に本発明で用いる上記（ｂ）成分であるEPRはエチ
レン・プロピレン二元共重合体ゴム（EPM）、及びエチ
リデン・ノルボルネン（ENB）、ジシクロペンタジエン
（DCP）等の第３成分の添加されたEPDMであって、MFRが
0.1〜2g/10分が適当である。

ここで、MFRが0.1〜2g/10分（好ましくは0.2〜1g/10
分）であれば、そのEPRは互いの併用でも単一で２成分
以上の併用であってもよい。例えば、高粘度品と低粘度
品のブレンドであってもよく、その際、粘度範囲外のも
のを併用しても差し支えない。

MFRが0.1g/10分未満では成形外観が悪く2g/10分を超
えるとアイゾット衝撃が不足する。

本発明で用いる上記（ｃ）成分であるタルクは、平均
粒径が1.0〜2.5μｍのもので、好ましくは比表面積が3
5,000cm²/g以上で、粒度分布が、実質的に15μｍ以下で
あって、粒子寸法10μｍ以下が95％以上、５μｍ以下が
80％以上、１μｍ以下が５〜50％であり、平均アスペク
ト比が５以上のものである。上記の範囲に入らないもの
を用いた場合は、組成物の高温時における寸法安定性が
劣る他、剛性と低温衝撃性とのバランス、塗装性、外観
が劣り好ましくない。

ここで比表面積の測定は、常法のいわゆる空気透過法
に基づいて恒圧通気式比表面積測定装置、例えば島津製
作所製粉体比表面積測定装置SS−100型等で行なう。

また、粒度分布の測定は、液相沈降方式の光透過法に
よる積算分布値である。測定装置としては、例として島
津製作所製SA−CP型（例えばSA−CP2−20）がある。

一方、平均粒径は、粒度分布の測定装置と同じ装置で
測定した粒度の累積分布曲線における50％の点での粒径
値である。

ここで、測定に用いる分散媒は、アルコール30％程度
の水溶液を用いると、タルクの分散度を高め、測定し易
い。また、平均アスペクト比とはタルクの縦または横の
いずれかの長さと厚みの比の平均値であり、その測定は
顕微鏡にて観察測定する方法による。

また、樹脂中に分散しているフィラーの上記諸物性
は、この組成物を有機溶媒で沸点抽出する方法（例えば
キシレン中130〜140℃で10時間程浸漬溶解し、それを円
筒濾紙を通してタルクと樹脂を分離する方法）またはこ
の組成物を焼成する方法等で取り出したフィラーについ
て上記の方法で求めることができる。

平均粒径1.5μｍ以下のタルクは湿式分級で得られ易
く、同0.7μｍ以上のタルクは乾式分級で得られ易い。

このようなタルクは、例えば次のような分級方法によ
って製造される。即ち、タルク原石をチューブミル型粉
砕機、衝撃式粉砕機、ミクロンミル型粉砕機、遠心ロー
ラー型レイモンドミル等の装置で粉砕し、微粉砕を要す
る場合には更に、ミクロンミル、ジェット型粉砕機、ジ
ェット・オ・マイザー、ミクロナイザー、ジェットパル
ペライザー、撹拌摩砕ミル（タワーミル）、振動ミル、
コロイドミル等で乾式または湿式微粉砕する。

次に、これらの粉砕したタルクをサイクロン、マルチ
クロン、ミクロンセパーター、ミクロプレックス、サイ
クロンエアセパレーター、ウルトラセパレーター、ジェ
ットクロン、クラシクロン、レーキ分級機、ハイドロサ
イクロン、水力分級機、遠心分級機等の装置で、一回又
は複数回繰り返して乾式または湿式分級し、その物性を
調整する。この際、その原石は中国産、豪州産、米国産
等が好ましいが、とりわけ中国産が好ましい。また、こ
れらのタルクは各種エステル類やグリコール類、カップ
リング剤、脂肪酸やその金属塩類、界面活性剤等で表面
処理してもよく、その処理は性能向上に有効である。

以上のような（ａ）〜（ｃ）成分の配合割合は、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）成分合計量に対して、それぞ
れ（ａ）成分51〜60重量％、好ましくは53〜58重量％、
（ｂ）成分20〜30重量％、好ましくは22〜27重量％、
（ｃ）成分17〜25重量％、好ましくは18〜23重量％であ
る。

（ａ）成分が51重量％未満のものは成形性や機械的強
度が不満足であり、一方、60重量％超過のものは寸法安
定性、剛性が劣り好ましくない。また、（ｂ）成分が20重量％未満のものは塗装性や低温衝撃
性が劣り、30重量％超過のものは剛性や耐傷性が劣り、
それぞれ不適である。また、（ｃ）成分が17重量％未満
のものは高温時の寸法安定性が大幅に劣るほか剛性が不
足し、一方、25重量％超過のものは外観、塗装性、成形
加工性、低温衝撃性が劣り好ましくない。

本発明で用いる組成物は、上記各成分の外に、本発明
の効果を著しく損なわない範囲で、他の付加的成分を添
加することができる。

それらの付加的成分としては、本発明で用いる（ｃ）
成分以外の処理または無処理の無機または有機フィラ
ー、本発明で用いるEPR以外のゴムまたはラテックス成
分、本発明で用いるEPP以外の熱可塑性樹脂または熱硬
化性樹脂、その他、各種安定剤、顔料、分散剤、架橋
剤、発泡剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、塗装性改良剤
等があるが、付加的成分としての上記フィラーの添加
は、メッキ性、塗装性、接着性、光沢、成形性、タッピ
ング性、混練性、ウエルド強度、耐クリープ性、寸法安
定性、耐熱性等の向上に有効である。なお、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、微粒ガラ
ス球の添加は、これらの効果の向上が顕著である。

本発明に用いられる組成物は、一軸押出機、二軸押出
機、バンバリーミキサー、ロール、プラベンダーブラス
トグラフ、ニーダー等の通常の混練機を用いて製造する
ことができる。通常は押出機等で混練してペレット状の
コンパウンドした後、成形加工に供するが、特殊な場合
は３成分を直接各種成形機に供給し、成形機で混練しな
がら成形することもできる。また、予めフィラーやEPR
を（必要に応じて各種添加剤とともに）高濃度に混練し
てマスターバッチとし、それを別途EPP等で希釈しなが
らブレンドコンパウディングしたり、成形したりするこ
ともできる。

以上の組成を有する本発明で用いる組成物は自動車バ
ンパとして機能するために、前記の物性を有することが
必要である。即ち、（Ｉ）曲げ弾性率 JIS K 7203に準拠し23℃において測定されたものであ
る。

弾性率が不足すると軽衝突時のバンパの変形が大きく
なり車体を損傷させる。またその対策として車体とバン
パとの距離を拡大すると造形自由度がなくなり、ユーザ
ーの望むデザインができなくなる。衝突時の変形を少量
にするには組成物物性とし17,000kg/cm²以上の曲げ弾性
率が必要である。

（II）アイゾット衝撃値 JIS K 7110に準拠し−30℃にて測定されたものであ
る。衝撃値が不足すると軽衝突時にバンパが破損し車体
を損傷させたり、飛散した樹脂片で二次災害を引起すの
で、それを防止するには組成物物性として6kg−cm/cm以
上が必要である。

（III）線膨張係数 ASTM D 696−79に準拠して作製された市販の横置き型
石英管式膨張計を用いて長さ45mm、幅10mm、厚さ3mmの
試験片の長さの変化を23℃〜80℃にわたって測定し、こ
の値を平均して求められるものである。

自動車バンパは車体からの固定式金属ステイに取付け
られるため環境温度の変化による膨張収縮のズレがある
と部品の変形が生じ品質を損う。線膨張率の許容範囲は
組成物の線膨張係数が7.0×10^-5（cm/cm/℃）以下であ
る。

（IV）MFR JIS K 7210（230℃、2.16kg荷重）に準拠し、MFR値が
低いと成形性が低下し、外観が不良となり、7g/10分以
上が必要である。

本発明のバンパの浮きリブ構造は成形時に本体部と一
体に同時に形成する。リブを浮かせる理由としては、成
形外観におけるリブ形成によるヒケ現象を解消し、なお
かつ形状剛性を確保するためである。浮きリブの設置数
は特に限定はないが、バンパ衝突時の断面形状の解放を
程よく行う本数が好ましい。また、少なすぎても衝突時
の変形が容易となり車体保護性が向上しない。通常は10
本前後が好ましく、そのピッチは10〜15cm程度である。
次にその設置位置は第２図に示すように車体寄りにする
ことが衝突時のバンパの変形量が小さくなり、好まし
い。浮きリブの厚みは成形性、耐衝突性より３〜5mmが
好ましく、その車体方向の奥行長は外観面より10〜30mm
が望ましい。

本発明の自動車バンパを前記組成物から成形加工する
方法は限定されるものではないが中でも射出成形が最も
適する。

（作用および発明の効果）このようにして成分（ａ），（ｂ）および（ｃ）から
なり（Ｉ）〜（IV）の物性を有する組成物から得られた
本発明の自動車バンパは軽量であり、−30℃で時速4km/
hの振子式衝撃試験に耐える優れた衝突性能を発現しか
つ低い線膨張係数を有するため塗膜鮮映性が良好であ
り、表面外観が平滑で長期実用での形状保持性も極めて
優れたものである。

（実施例）以下に本発明を実施例および比較例により具体的に説
明する。

尚例において用いた（ａ）成分の８種のEPPの性状を
第２表に示す。また使用した（ｂ）成分のEPRを第３表
に、（ｃ）成分のタルクを第４表に示す。

実施例１〜５および比較例１〜14 第２〜４表に示す各成分を第５表に示すとおり配合
し、その配合物100重量部にさらにトリス（2,4−ジ−ｔ
−ブチルフェニル）ホスファイト0.08重量部、テトラキ
ス〔メチレン−３−（３′,5′−ジ−ｔ−ブチル−４′
−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン0.1重
量部を配合して、混合した後、FCM二軸混練機にて230℃
で混練造粒して組成物を得た。

この後、スクリューインライン射出成形機にて230℃
で試験片を形成し、その曲げ弾性率、アイゾット衝撃強
度、線膨張係数、MFR、塗膜鮮映性を評価した。尚、塗
膜鮮映性は一液型ウレタン塗料塗布焼付（120℃）後、
肉眼で良否判定をした。

又上記組成物から大型のスクリューインライン射出成
形機にて250℃で第３図a,bに示す浮きリブ構造バンパ
（基本肉厚3.5mm、浮きリブ数８個）を成形し振子式衝
撃試験機を荷重1.4TONに調整し、バンパを強化部材を使
用せず車体に組付け−30℃及び23℃で時速4km/hの衝突
速度で耐破損性を評価し（MVSS PART 581準拠）、又、
車体に組付けた状態にして＋90℃〜−40℃の熱サイクル
試験を２度繰返し行い形状保持性を評価した。

以上の組成物の物性およびバンパの性能評価結果を第
５表に併記する。これらの結果から明らかなように実施
例１〜５の組成物は良好な品質バランスを示しバンパ衝
撃性能も合格した。一方、比較例１〜14は品質バランス
が不良であったり、バンパ衝撃において破損したり、形
状保持性が不良であったりした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例のバンパの断面図、第２図は本発明の一例のバンパの浮きリブの配置を示す
ための自動車の側面図、第３図ａは実施例のバンパの平面図、第３図ｂは第３図ａのバンパを矢印の方から見た側面
図、第４図および第５図はそれぞれ従来のバンパの断面図で
ある。１……バンパ、２……浮きリブ３……樹脂組成物、４……強化部材５……車体ステイ、６……縦リブ７……横リブ

フロントページの続き (72)発明者杉本孝三重県四日市市東邦町１番地三菱油化株式会社四日市総合研究所内 (56)参考文献特開昭63−43942（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−26613（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−150343（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−291247（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−160448（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）常温キシレン可溶分を３〜８重量％
含み、重合体全体のエチレン含有量が３〜８モル％でメ
ルトフローレートが20〜40g/10分のプロピレン・エチレ
ンブロック共重合体51〜60重量％と、（ｂ）メルトフローレートが0.1〜2g/10分のエチレン・
プロピレン系共重合体ゴム20〜30重量％と、（ｃ）平均粒系が1.0〜2.5μｍのタルク17〜25重量％とからなり、（Ｉ）曲げ弾性率が23℃で17,000kg/cm²以上、（II）アイゾット衝撃値が−30℃で6kg−cm/cm以上で
あり、かつ、−30℃及び23℃での振子式衝撃試験におい
て破損せず、（III）線膨張係数（厚み3mm、長さ45mm、23〜80℃）
が6.5×10^-5（cm/cm/℃）以下（IV）メルトフローレートが7g/10分以上の物性を有する組成物より構成され、基本断面形状が浮
きリブー体の構造を有し、該リブはバンパ本体と一体化
しており、かつバンパ本体の内側空間に、車体本体から
離間されて、複数設置されていることを特徴とする樹脂
製自動車バンパ。