JP5807400B2 - Polypropylene resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、剛性と耐衝撃性を両立しながら、耐スクラッチ性に優れたポリプロピレン系樹脂組成物およびその成形体からなる自動車内装用部品に関する。 The present invention relates to a polypropylene resin composition excellent in scratch resistance while achieving both rigidity and impact resistance and an automotive interior part comprising a molded product thereof.
自動車内装用のポリプロピレン樹脂は、インストルメントパネル、グローブボックス、ドアトリム、ピラートリム、コンソールボックスなど多種多様な用途で使用されており、そのほとんどが塗装なしで用いられている。中でも、人の手や靴などが触れるドアトリムや他自動車部品などと接触する可能性が高いピラートリムは、使用環境下で引掻き傷、すり傷、擦れ傷が発生し、車室内の美観を損なうことがある。 Polypropylene resins for automobile interiors are used in a wide variety of applications such as instrument panels, glove boxes, door trims, pillar trims, and console boxes, most of which are used without painting. Above all, door trims that are touched by human hands and shoes, and pillar trims that are highly likely to come into contact with other automobile parts may cause scratches, scratches, or scratches in the usage environment, which may impair the aesthetics of the passenger compartment. is there.
一般的に自動車内装用のポリプロプレン樹脂組成物は、剛性、耐熱性に優れ、且つ、安価な材料価格を達成するために、無機フィラーなどを含有する。しかし、無機フィラーは傷に対して白化しやすいため、樹脂組成物の耐スクラッチ特性に不利に作用する。例えば特許文献１にはアルミノシロキサンマスターバッチを用いて、屈曲弾性率の低下を防ぎながらも耐スクラッチ特性を選択的に改善したポリプロピレン樹脂組成物が開示されている。しかしながら、タルクに代表される無機充填剤を含有したポリプロプレン樹脂組成物であるため、白化が発生しやすく引掻き傷に対する恒久的な対策とは考えにくい。
In general, a polypropylene resin composition for automobile interiors contains an inorganic filler or the like in order to achieve excellent material rigidity and heat resistance and an inexpensive material price. However, since the inorganic filler tends to whiten against scratches, it adversely affects the scratch resistance of the resin composition. For example,
他方、石油をはじめとする化石資源の枯渇が懸念されており、また、自動車には、CO2削減や省エネルギー化のために燃費向上などの環境性能向上だけでなく、製品に使用される素材そのものに環境負荷を低減する環境性能が求められている。したがって、自動車用部品の製造に、植物由来のバイオマスプラスチックが利用できれば、望ましいことはいうまでもない。例えば、特許文献２では、ポリ乳酸をはじめとする植物由来樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系エラストマーを含有する樹脂組成物が開示され、適度な弾力性、良好な耐スクラッチ特性、自然な艶を持った天然比較に近い外観と触感を持った表皮材が形成されるとされている。しかし、この樹脂組成物は、表皮材形成用とは言うものの、発泡樹脂層とポリウレタン樹脂製の表皮層との間にサンドイッチされる中間樹脂層を形成するものであり、人の手や靴などが触れる表皮層としての使用は予定していない。事実、エラストマー成分の含有により、一般的に樹脂組成物の硬度が低下するため、表皮層として用いる際の耐スクラッチ特性は考慮されていないと考えられる。
On the other hand, there are concerns about the depletion of fossil resources such as oil, and automobiles not only improve environmental performance such as fuel efficiency to reduce CO 2 and save energy, but also the materials themselves used in products. Therefore, environmental performance that reduces the environmental load is demanded. Therefore, it goes without saying that it would be desirable if plant-derived biomass plastic could be used in the production of automotive parts. For example,
樹脂組成物およびその成形体の耐スクラッチ特性を向上させる手段としては、（ｉ）樹脂組成物の表面硬度を増加させる、（ii）滑剤等を添加して表面特性を変化させる、（iii）成形体の表面形状（例えば、シボ形状を施す）など、が知られている（非特許文献１）。（ｉ）の手段の適用として、ポリプロピレンに、より硬質のポリ乳酸を配合したポリマーブレンドが考えられる。しかし、ポリ乳酸はこれまで自動車に使用されている樹脂と比較して、耐衝撃性が劣るという課題を有している。よって、自動車内装部品のドアトリム、ピラートリムに挙げられるように、側面衝突時に成形品が脆性的に破壊しないほどの耐衝撃性を有するには、ポリ乳酸とポリプロピレン樹脂のポリマーブレンドでは到底達成できない。 Means for improving the scratch resistance of the resin composition and its molded body include (i) increasing the surface hardness of the resin composition, (ii) adding a lubricant or the like to change the surface characteristics, (iii) molding The surface shape of the body (for example, applying a wrinkle shape) is known (Non-Patent Document 1). As an application of the means (i), a polymer blend in which harder polylactic acid is blended with polypropylene can be considered. However, polylactic acid has a problem that its impact resistance is inferior as compared to resins used in automobiles. Therefore, as mentioned in the door trim and pillar trim of automobile interior parts, a polymer blend of polylactic acid and polypropylene resin cannot be achieved at all in order to have an impact resistance that does not cause the molded article to be brittlely destroyed at the time of a side collision.
本発明の主要な目的は、剛性と耐衝撃性を両立しながら、耐スクラッチ性に優れたポリ乳酸含有ポリプロピレン系樹脂組成物およびその成形体からなる自動車内装用部品を与えることにある。 A main object of the present invention is to provide a polylactic acid-containing polypropylene resin composition excellent in scratch resistance while achieving both rigidity and impact resistance, and an automotive interior part comprising the molded product thereof.
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上述の目的を達成するものであり、より詳しくは、ポリプロピレン４０〜６０重量％、ポリ乳酸１５〜４０重量％およびスチレン系エラストマー１５〜３５重量％を含む樹脂分１００重量部に対して、脂肪酸アミド０．１〜１．０重量部を含み且つ無機フィラーを含まず、後記［００２８］〜［００３１］に記載する条件でテストピースを作成し測定した場合、耐スクラッチ特性評価において明度値変化（ΔL＊）が３未満であり、曲げ弾性率が１２００ＭＰａ以上且つシャルピー衝撃強さが１５ｋJ／ｍ ２ 以上であることを特徴とするものである。
また、本発明の自動車内装用部品は、上記ポリプロピレン系樹脂組成物の射出成形体から成ることを特徴とするものである。
The polypropylene resin composition of the present invention achieves the above-mentioned object, and more specifically, a resin containing 40 to 60% by weight of polypropylene, 15 to 40% by weight of polylactic acid, and 15 to 35% by weight of styrene elastomer. When 100 parts by weight per minute contains 0.1 to 1.0 parts by weight of fatty acid amide and no inorganic filler, and a test piece is prepared and measured under the conditions described in [0028] to [0031] below, In the scratch resistance evaluation, the lightness value change (ΔL * ) is less than 3, the flexural modulus is 1200 MPa or more, and the Charpy impact strength is 15 kJ / m 2 or more.
Moreover, the automotive interior part of the present invention is characterized by comprising an injection-molded product of the above polypropylene resin composition.
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレンに、より硬度の高いポリ乳酸の特定量を配合し、得られるポリプロピレン−ポリ乳酸ブレンドの耐衝撃性および耐スクラッチ性の不足を、特定量のスチレン系エラストマーおよび脂肪酸アミドの配合によりそれぞれ改善することが、上述の目的の達成のために極めて有効であるとの知見に基づく。より詳しくは、以下のような要因が総合的に寄与していると考えられる。（イ）ポリプロピレンに配合されたポリ乳酸は、ポリプロピレンよりも親水性に優れるため、選択的に表面配向し、耐スクラッチ特性が向上するだけではなく、樹脂組成物の剛性の向上にも寄与する。（ロ）得られたポリプロピレン−ポリ乳酸ブレンドの耐衝撃性の不足は特定量のスチレン系エラストマーの配合により解決される。（ハ）更に添加された滑剤成分としての脂肪族アミドは、ポリプロピレンに比べてポリ乳酸に近い溶解度パラメータを持つため、脂肪酸アミドがポリ乳酸に引き寄せられる形でより樹脂成形体の表面に偏在しやすくなり、耐スクラッチ特性の向上に絶大な効果を発揮する（後記実施例、比較例参照）。このようにして総合的に改善された剛性、耐衝撃性および耐スクラッチ性は、上述のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成型することにより得られる本発明の自動車内装用部品の性能向上に寄与する。 The polypropylene resin composition of the present invention contains a specific amount of polylactic acid having a higher hardness in polypropylene, and the resulting polypropylene-polylactic acid blend has a shortage of impact resistance and scratch resistance. It is based on the knowledge that each improvement by blending the elastomer and the fatty acid amide is extremely effective for achieving the above-mentioned object. More specifically, the following factors are considered to contribute comprehensively. (A) Since polylactic acid blended in polypropylene is more hydrophilic than polypropylene, it is selectively surface-oriented and not only improves scratch resistance but also contributes to improved rigidity of the resin composition. (B) The lack of impact resistance of the obtained polypropylene-polylactic acid blend can be solved by blending a specific amount of styrenic elastomer. (C) Since the added aliphatic amide as a lubricant component has a solubility parameter close to that of polylactic acid compared to polypropylene, the fatty acid amide is more likely to be unevenly distributed on the surface of the resin molding in a form that is attracted to polylactic acid. Thus, it has a great effect on improving scratch resistance (see Examples and Comparative Examples below). Thus, the comprehensively improved rigidity, impact resistance and scratch resistance contribute to the performance improvement of the automotive interior part of the present invention obtained by injection molding the above-described polypropylene resin composition.
また、ポリ乳酸は植物資源から発酵により得られる乳酸を原料としており、現在では商業プラントで量産され、最も利用しやすいバイオマスプラスチックであることから、本発明のポリ乳酸の有効利用によるポリプロピレン使用量の低減は、環境負荷ならびに石油資源の使用量の低減につながり、この面でもきわめて有用と解される。 Polylactic acid is made from lactic acid obtained by fermentation from plant resources, and is currently mass-produced in commercial plants and is the most easily used biomass plastic. The reduction leads to a reduction in the environmental load and the use of petroleum resources, and it is understood that this is also very useful in this respect.
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン、ポリ乳酸およびスチレン系エラストマーを主たる樹脂成分とし、これに脂肪酸アミドを配合することにより得られるものである。 The polypropylene resin composition of the present invention is obtained by using polypropylene, polylactic acid, and a styrene elastomer as main resin components and blending a fatty acid amide therein.
（ポリプロピレン）
本発明の樹脂組成物の主たる成分であるポリプロピレンとしては、共重合体に比べて剛性および表面硬度に優れたホモポリプロピレン（プロピレン単独重合体）が好ましく、特に曲げ弾性率（ＩＳＯ１７８：１９９３）が２０００ＭＰａ以上のものが好ましく用いられる。曲げ弾性率が２０００ＭＰａ未満であると、ポリ乳酸を含んだポリプロピレン樹脂組成物の曲げ弾性率が低下する傾向にあり、また耐スクラッチ性にも影響を与える。２３０℃、２．１６ｋｇｆで測定したメルトフロー値（ＭＦＲ）（ＪＩＳ Ｋ７２１０）は２０ｇ／１０分以上が好ましく、より好ましくは３０ｇ／１０分以上のものが用いられる。
(polypropylene)
The polypropylene that is the main component of the resin composition of the present invention is preferably a homopolypropylene (propylene homopolymer) that is superior in rigidity and surface hardness compared to a copolymer, and particularly has a flexural modulus (ISO 178: 1993) of 2000 MPa. The above are preferably used. If the flexural modulus is less than 2000 MPa, the flexural modulus of the polypropylene resin composition containing polylactic acid tends to decrease, and the scratch resistance is also affected. The melt flow value (MFR) (JIS K7210) measured at 230 ° C. and 2.16 kgf is preferably 20 g / 10 min or more, more preferably 30 g / 10 min or more.
（ポリ乳酸）
ポリ乳酸は、Ｄ-乳酸ユニット（Ｄ体）が５モル％未満、特に、２モル％以下、のものが好ましい。Ｄ-乳酸ユニットが５モル％以上であると、樹脂組成物の表面硬度、曲げ弾性率が低下する傾向にある。曲げ弾性率が、３５００ＭＰａ以上のものが好ましい。ＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ７２１０、１９０℃、２．１６ｋｇｆ）が、２０ｇ／１０分以上、特に３０ｇ／１０分以上のものが好ましい。好ましい市販品の例としては、NatureWorks社製「3001D」（射出成形用グレード）、海正生物材料社製「REVODE 110」などがある。
(Polylactic acid)
The polylactic acid preferably has a D-lactic acid unit (D form) of less than 5 mol%, particularly 2 mol% or less. When the D-lactic acid unit is 5 mol% or more, the surface hardness and the flexural modulus of the resin composition tend to decrease. A thing with a bending elastic modulus of 3500 Mpa or more is preferable. MFR (JIS K7210, 190 ° C., 2.16 kgf) is preferably 20 g / 10 min or more, particularly preferably 30 g / 10 min or more. Examples of preferred commercial products include “3001D” (grade for injection molding) manufactured by NatureWorks, and “REVODE 110” manufactured by Kaisho Biomaterials.
（スチレン系エラストマー）
スチレン系エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン共重合体およびスチレン−イソプレン共重合体の水素添加物が用いられる。その中でも、ブタジエンあるいはイソプレンに起因する二重結合の水素添加度が９０モル％以上、特に９５モル％以上であり、スチレン・エチレン・ブテン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）およびスチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）と通称されるものが、例えば自動車使用環境下での耐候（光）性能に優れるために好ましい。
(Styrene elastomer)
As the styrene-based elastomer, hydrogenated products of styrene-butadiene copolymer and styrene-isoprene copolymer are used. Among them, the degree of hydrogenation of double bonds derived from butadiene or isoprene is 90 mol% or more, particularly 95 mol% or more, and styrene / ethylene / butene / styrene block copolymer (SEBS) and styrene / ethylene / propylene. What is commonly referred to as a styrene block copolymer (SEPS) is preferable because, for example, it has excellent weather resistance (light) performance in an automobile use environment.
水素添加スチレン系エラストマーは、それ自体でポリプロピレンとポリ乳酸との間の親和性を改良する効果を有する。化学的な変性処理をしたものを用いることもできるが、耐スクラッチ性に悪影響を与える傾向があるので未変性のものが好ましい。スチレン含有量（より詳しくは、重合したブロック共重合体エラストマー中のポリスチレンセグメンの含有量）は、小なるほどエラストマー性が強く、大になるほどエラストマー性を失う。本発明では、スチレン含有量が、１４〜２１重量％、特に１５〜１８重量％のものを用いることは好ましい。スチレン含有量が２１重量％を超えると、得られる樹脂組成物の衝撃値が低下する傾向を示し、スチレン含有量が１４重量％を下回ると樹脂組成物の剛性が低下する傾向となる。 The hydrogenated styrenic elastomer itself has the effect of improving the affinity between polypropylene and polylactic acid. Chemically modified ones can also be used, but unmodified ones are preferred because they tend to adversely affect scratch resistance. The smaller the styrene content (more specifically, the content of polystyrene segment in the polymerized block copolymer elastomer), the stronger the elastomeric properties, and the greater the amount, the more the elastomeric properties are lost. In the present invention, it is preferable to use those having a styrene content of 14 to 21% by weight, particularly 15 to 18% by weight. When the styrene content exceeds 21% by weight, the impact value of the resulting resin composition tends to decrease, and when the styrene content is less than 14% by weight, the rigidity of the resin composition tends to decrease.
水素添加スチレン系エラストマーは、分子量判定の目安となるメルトフロー値（ＭＦＲ：ＪＩＳ Ｋ７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が、２〜１０ｇ／１０分、好ましくは４〜６ｇ／１０分のものが好ましく用いられる。上記のメルトフロー値範囲内において、スチレン系エラストマーのポリプロピレンマトリクス中への分散粒子径が、剛性（曲げ弾性率）と耐衝撃性の両立に寄与するに最適なサイズ、約０．３〜３μｍとなる。 The hydrogenated styrene-based elastomer preferably has a melt flow value (MFR: JIS K7210, 230 ° C., 2.16 kgf) that is a standard for molecular weight determination of 2 to 10 g / 10 minutes, preferably 4 to 6 g / 10 minutes. Used. Within the above melt flow value range, the dispersed particle size of the styrenic elastomer in the polypropylene matrix is an optimum size that contributes to both rigidity (flexural modulus) and impact resistance, about 0.3 to 3 μm. Become.
（樹脂組成）
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物における主たる樹脂三成分、すなわち：ポリプロピレン、ポリ乳酸およびスチレン系エラストマー、の間で維持されるべき組成は以下の通りである。
(Resin composition)
The composition to be maintained between the three main resin components in the polypropylene resin composition of the present invention, namely: polypropylene, polylactic acid and styrene elastomer, is as follows.
ポリプロピレンは、上記三成分のうち４０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％、を占める量で用いられる。４０重量％未満であると樹脂組成物においてポリプロピレンがマトリックス相とならず、成形性および耐久性の面で低下する傾向が見られる。一方、６０重量％を越えるとポリ乳酸やスチレン系エラストマーの含有量が低下し、樹脂組成物の剛性、耐衝撃性の両立が困難となる。 Polypropylene is used in an amount occupying 40 to 60% by weight, preferably 45 to 55% by weight, of the above three components. If it is less than 40% by weight, polypropylene does not become a matrix phase in the resin composition, and a tendency to decrease in moldability and durability is observed. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, the content of polylactic acid and styrene-based elastomer decreases, making it difficult to achieve both the rigidity and impact resistance of the resin composition.
ポリ乳酸は１５〜４０重量％、好ましくは２０〜３５重量％である。１５重量％未満であると樹脂組成物の剛性が低下し、４０重量％を越えると成形加工性が低下する。 Polylactic acid is 15 to 40% by weight, preferably 20 to 35% by weight. If it is less than 15% by weight, the rigidity of the resin composition is lowered, and if it exceeds 40% by weight, molding processability is lowered.
スチレン系エラストマーの含有量は、含まれるスチレン含有量の値により変化するエラストマー性の強弱により変化するが、１５〜３５重量％、好ましくは１８〜３３重量％の範囲とする。1５重量％未満であると樹脂組成物の耐衝撃性が低下し、３５重量％を越えると剛性が低下する。 The content of the styrene-based elastomer varies depending on the strength of the elastomer that varies depending on the value of the styrene content contained, but is 15 to 35% by weight, preferably 18 to 33% by weight. If it is less than 15% by weight, the impact resistance of the resin composition is lowered, and if it exceeds 35% by weight, the rigidity is lowered.
（脂肪酸アミド）
本発明に用いる脂肪酸アミドとしては、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等、ポリプロピレン系樹脂用滑剤として用いられる脂肪酸アミドがいずれも好適に用いられるが、なかでも揮発性が低く、高温加工が可能なため、表面硬度および耐衝撃性の低下が少ないエルカ酸アミドが最も好ましい。上記樹脂成分１００重量部に対して、これら脂肪酸アミドを０．１〜１．０重量部、好ましくは０．２〜０．７重量部、配合することにより、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物が得られる。０．１重量部未満では添加効果が乏しく、１．０重量％を超えて添加すると耐衝撃性の低下が無視できなくなる。
(Fatty acid amide)
As the fatty acid amide used in the present invention, any fatty acid amide used as a lubricant for polypropylene resins, such as erucic acid amide, stearic acid amide, and oleic acid amide, is preferably used. Therefore, erucic acid amide is most preferable because it has a small decrease in surface hardness and impact resistance. By blending 0.1 to 1.0 part by weight, preferably 0.2 to 0.7 part by weight of these fatty acid amides with respect to 100 parts by weight of the resin component, the polypropylene resin composition of the present invention can be obtained. can get. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the effect of addition is poor, and if the amount exceeds 1.0% by weight, a drop in impact resistance cannot be ignored.
（その他成分）
内装品の用途によっては、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に、上記３樹脂成分のそれぞれの下限量を維持する範囲での他の樹脂、有機結晶核剤、脂肪酸石鹸、パラフィンワックス、脂肪酸エステル等の脂肪酸アミド以外の滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、着色剤（顔料、金属粉等）、発泡剤、難燃剤等の添加物が、本発明の目的を損なわない範囲で含まれていても良い。
(Other ingredients)
Depending on the use of the interior product, other resin, organic crystal nucleating agent, fatty acid soap, paraffin wax, fatty acid ester, etc. within the range in which the lower limit amounts of the above three resin components are maintained in the polypropylene resin composition of the present invention. Additives such as lubricants, antioxidants, antistatic agents, stabilizers, UV absorbers, colorants (pigments, metal powders, etc.), foaming agents, flame retardants, etc. other than the fatty acid amides of the present invention do not impair the purpose of the present invention. It may be included in the range.
（組成物）
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記各成分を、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ニーダー等の混練機を用いて、例えば１８０〜２３０℃の温度で混練し、造粒（ペレット化）することにより形成できる。生産性を考慮すると、二軸混練押出機を用い、滞留時間を１０分間以下とすることが好ましい。
(Composition)
The polypropylene resin composition of the present invention kneads the above components at a temperature of, for example, 180 to 230 ° C. using a kneader such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a Banbury mixer, a roll mixer, a kneader, and the like. It can be formed by granulating (pelletizing). In consideration of productivity, it is preferable to use a twin-screw kneading extruder and set the residence time to 10 minutes or less.
（自動車用内装部品の製造）
上記で得られた本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を、所望の部品成形に適した形状のキャビティを有する金型を備えた射出成形機により、型締め圧１００〜２０００トン、成形温度１８０〜２００℃の条件で、射出成型することにより、本発明の自動車用内装部品が得られる。
(Manufacture of automotive interior parts)
The polypropylene resin composition of the present invention obtained above is subjected to a mold clamping pressure of 100 to 2000 tons and a molding temperature of 180 to 200 by an injection molding machine having a mold having a cavity having a shape suitable for desired part molding. The automobile interior part of the present invention is obtained by injection molding under the condition of ° C.
以下、実施例および比較例を参照して、本発明をより具体的に説明する。以下の記載において、組成の規定に関する「比」、「％」および「部」は、特に断らない限りいずれも重量基準とする。また、以下の記載を含めて本明細書に記載する物性値は、以下の方法による測定値に基づく。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the following description, “ratio”, “%” and “part” relating to the composition are all based on weight unless otherwise specified. Moreover, the physical property values described in this specification including the following description are based on the measured values by the following methods.
１）テストピースの成形
二軸押出機（神戸製鋼（株）製、スクリュー径Ｄ：３２ｍｍ、スクリュー長Ｌ／Ｄ＝４４）を用いて、２００℃、滞留時間２０分で溶融混練してペレット化した後、型締め圧１３０トンの射出成形機を用いて、成形温度２００℃の条件で、各種テストピース（耐スクラッチ特性評価用、曲げ弾性率測定用、シャルピー衝撃強さ測定用、ロックウェル硬さ測定用）を成形した。
1) Molding of test piece Using a twin screw extruder (Kobe Steel Co., Ltd., screw diameter D: 32 mm, screw length L / D = 44), it is melt-kneaded at 200 ° C. and a residence time of 20 minutes for pelletization. Then, using an injection molding machine with a clamping pressure of 130 tons, various test pieces (for scratch resistance evaluation, bending elastic modulus measurement, Charpy impact strength measurement, Rockwell hardness, at a molding temperature of 200 ° C.) For measurement).
２）測定試験
＜耐スクラッチ性＞
自動車用内装部品を想定した耐スクラッチ特性の評価手法として、使用環境下で発生する可能性が高い引掻き傷を取り上げた。図１の概要図が示すような形態となる株式会社安田精機製作所製の自動クロスカット試験機「Ｎｏ.５５１−ＡＵＴＯ」を使用し、図２に示すサファイア製の引掻き針を装着した。そして、図３に示すような碁盤目間隔1ｍｍ、引掻き本数11×11本の碁盤目状の引掻き傷を発生させた。発生させた引掻き傷は試験前後の明度値L＊を測定し、その明度値の差として得られる変化量ΔL＊を求めた。ΔL＊が大きいほど耐スクラッチ特性が劣り、使用環境下で傷が発生し車室内の美観を著しく損なうと判定される。明度値の測定には、コニカミノルタ製の分光測色計ＣＭ-２６００ｄを使用した。従来の自動車内装用ポリプロピレン樹脂の明度値変化量ΔL＊は７以上となる。本発明の組成物によれば、目視にて著しい傷が発生しない明度値変化（ΔL＊）３未満、更には自動車使用環境下でユーザーが傷を不快に感じないと思われる１．０未満、が容易に達成可能である。
2) Measurement test <Scratch resistance>
As an evaluation method for scratch resistance, assuming interior parts for automobiles, scratches that are highly likely to occur in the usage environment were taken up. An automatic crosscut tester “No. 551-AUTO” manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd., having a configuration as shown in the schematic diagram of FIG. 1, was used, and a sapphire scratch needle shown in FIG. 2 was attached. Then, a grid-like scratch having a grid interval of 1 mm and a number of scratches of 11 × 11 as shown in FIG. 3 was generated. For the scratches generated, the brightness value L * before and after the test was measured, and the change ΔL * obtained as the difference between the brightness values was determined. As ΔL * is larger, scratch resistance is inferior, and it is determined that scratches occur in the usage environment and the aesthetic appearance of the passenger compartment is significantly impaired. For the measurement of the brightness value, a spectrocolorimeter CM-2600d manufactured by Konica Minolta was used. The lightness value variation ΔL * of the conventional polypropylene resin for automobile interior is 7 or more. According to the composition of the present invention, the lightness value change (ΔL * ) is less than 3 that does not cause significant scratches by visual observation, and less than 1.0 that the user does not feel the scratches uncomfortable under an automobile usage environment. Is easily achievable.
＜曲げ弾性率＞
曲げ弾性率は、ＩＳＯ１７８（ＪＩＳ Ｋ７１７１「プラスチック−曲げ特性の求め方-」）に準拠し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍｔのテストピースを使用し、雰囲気温度２３℃の環境下において曲げ速度２ｍｍ／分で測定した。曲げ弾性率は、自動車内装用ポリプロピレン系樹脂で平面部分の面積が大きい部品に適用されるものと同等の耐凹み性を保持する１５００ＭＰａ以上が好ましいが、平面部分の面積が小さいもので耐スクラッチ性を要求する内装品用途には、１０００ＭＰａ以上でも充分使用可能である。
<Bending elastic modulus>
The flexural modulus is in conformity with ISO 178 (JIS K7171 “Plastics-Determination of bending characteristics-”), using a test piece of 80 mm × 10 mm × 4 mmt at an ambient temperature of 23 ° C. at a bending speed of 2 mm / min. It was measured. The flexural modulus is preferably 1500 MPa or more, which retains the same dent resistance as that applied to parts having a large plane area with a polypropylene resin for automobile interiors, but has a small plane area and scratch resistance. Can be sufficiently used for interior products that require a pressure of 1000 MPa or more.
＜シャルピー衝撃強さ＞
シャルピー衝撃強さはＪＩＳ Ｋ７１１１−２「プラスチック−シャルピー衝撃特性の求め方-」に準拠し、タイプＡノッチ（ＩＳＯ １７９／１ｅＡ）を設けた８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍｔのテストピースを使用して、雰囲気温度２３℃の環境下において評価した。シャルピー衝撃強さは、耐衝撃試験において、脆性破壊を起さないために１５ｋＪ／ｍ２以上であることが好ましい。
<Charpy impact strength>
Charpy impact strength conforms to JIS K7111-2 "Plastics-How to determine Charpy impact properties-", using 80mm x 10mm x 4mmt test piece with type A notch (ISO 179 / 1eA), atmosphere Evaluation was performed under an environment of a temperature of 23 ° C. The Charpy impact strength is preferably 15 kJ / m 2 or more so as not to cause brittle fracture in the impact resistance test.
＜ロックウェル硬さ＞
樹脂組成物の表面硬度は、JIS G 0202に準拠してロックウェル硬さ試験法で評価した。試験は1/2インチ鋼球を使用し、60kgfの荷重を掛けるRスケールで測定した。前述したように、樹脂成形体の表面硬度が高いほど、一般的に耐スクラッチ特性には有利に作用する。
<Rockwell hardness>
The surface hardness of the resin composition was evaluated by the Rockwell hardness test method in accordance with JIS G 0202. The test was performed on an R scale using a 1/2 inch steel ball and applying a load of 60 kgf. As described above, the higher the surface hardness of the resin molded body, the more generally acts on the scratch resistance.
（実施例１）
基本樹脂組成として、ポリプロピレン（プライムポリプロ『J137M』（（株）プライムポリマー製； 結晶核剤を約０．１％の割合で含むホモポリプロピレン；ＭＦＲ＝３０ｇ／１０分、曲げ弾性率＝２３００ＭＰａ、シャルピー衝撃強さ（２３℃）＝１．０ｋＪ／ｍ２）５０重量部、ポリ乳酸（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、射出成形用グレード『３００１D』；ＭＦＲ＝３０ｇ／１０分、曲げ弾性率＝３５００ＭＰａ、シャルピー衝撃強さ（２３℃）＝２．０ｋＪ／ｍ２）３０重量部およびスチレン系エラストマーとしてスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン（ＳＥＰＳ）共重合体（（株）クラレ製「セプトン２００４」；ＭＦＲ＝５ｇ／１０分、破断強度＝１６ＭＰａ）を含む基本組成物（比較例）を用意した。
(Example 1)
As a basic resin composition, polypropylene (Prime Polypro “J137M” (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd .; homopolypropylene containing a crystal nucleating agent in a proportion of about 0.1%); MFR = 30 g / 10 min, flexural modulus = 2300 MPa, Charpy Impact strength (23 ° C.) = 1.0 kJ / m 2 ) 50 parts by weight, polylactic acid (manufactured by NatureWorks, injection molding grade “3001D”; MFR = 30 g / 10 min, flexural modulus = 3500 MPa, Charpy impact strength (23 ° C.) = 2.0 kJ / m 2 ) and 30 parts by weight of a styrene elastomer, styrene / ethylene / propylene / styrene (SEPS) copolymer (“Septon 2004” manufactured by Kuraray Co., Ltd.); MFR = 5 g / 10 And a basic composition (comparative example) containing a breaking strength of 16 MPa.
次いで上記基本組成物に滑剤：脂肪酸アミドとしてエルカ酸アミド（日本精化製「ニュートロンS」）を０．２重量部、０．５重量部あるいは１．０重量部を加えて３種の組成物（いずれも実施例）を調製した。 Next, 0.2 parts by weight, 0.5 parts by weight or 1.0 parts by weight of erucic acid amide (Nippon Seika "Netron S") as a lubricant: fatty acid amide is added to the above basic composition to form three types A product (both examples) was prepared.
（実施例２）
上記実施例１において、組成をポリプロピレン５０重量部、ポリ乳酸２５重量部およびスチレン系エラストマー２５重量部に変更した基本組成物（比較例）を用意し、さらにこれに実施例１の滑剤：脂肪酸アミド０．５重量部を加えた組成物（実施例）を調製した。
(Example 2)
In Example 1 above, a basic composition (comparative example) in which the composition was changed to 50 parts by weight of polypropylene, 25 parts by weight of polylactic acid and 25 parts by weight of styrene-based elastomer was prepared. Further, the lubricant of Example 1: fatty acid amide A composition (Example) to which 0.5 part by weight was added was prepared.
（実施例３）
上記実施例１において、組成をポリプロピレン５０重量部、ポリ乳酸２０重量部およびスチレン系エラストマー３０重量部に変更した基本組成物（比較例）を用意し、さらにこれに実施例１の滑剤：脂肪酸アミド０．５重量部を加えた組成物（実施例）を調製した。
(Example 3)
In Example 1 above, a basic composition (comparative example) was prepared in which the composition was changed to 50 parts by weight of polypropylene, 20 parts by weight of polylactic acid, and 30 parts by weight of styrene-based elastomer, and further the lubricant of Example 1: fatty acid amide A composition (Example) to which 0.5 part by weight was added was prepared.
（比較例１）
上記実施例１において、組成をポリプロピレン８０重量部およびスチレン系エラストマー２０重量部のみを含み、ポリ乳酸を除いた基本組成物（比較例）を用意し、さらにこれに実施例１の滑剤：脂肪酸アミド０．２重量部、０．５重量部あるいは１．０重量部を加えて３種の組成物（いずれも比較例）を調製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1 above, a basic composition (comparative example) containing only 80 parts by weight of polypropylene and 20 parts by weight of styrene elastomer and excluding polylactic acid was prepared, and the lubricant of Example 1: fatty acid amide 0.2 parts by weight, 0.5 parts by weight or 1.0 part by weight was added to prepare three types of compositions (all of which are comparative examples).
（組成物の評価）
上記実施例１〜３および比較例１で得られた各基本組成物に、滑剤：脂肪酸アミドをそれぞれ０．５重量部加えた組成物について、それぞれ曲げ弾性率、シャルピー衝撃値、およびロックウェル硬度を測定し、また全組成物について、碁盤目試験によるスクラッチ試験前後の明度変化を測定した。結果をまとめて表１に示す。更に実施例１および比較例１の組成物における、滑剤：脂肪酸アミド量の変化による耐スクラッチ性（ΔＬ＊）の変化を図４に、また実施例１〜３および比較例１の滑剤：脂肪酸アミドをそれぞれ０．５重量部加えた組成物と滑剤なしの組成物における耐スクラッチ性（ΔＬ＊）の変化を図５に、それぞれ示す。
(Evaluation of composition)
About each composition obtained by adding 0.5 parts by weight of a lubricant: fatty acid amide to each of the basic compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, bending modulus, Charpy impact value, and Rockwell hardness, respectively. The brightness change before and after the scratch test by the cross cut test was measured for all the compositions. The results are summarized in Table 1. Furthermore, the change of the scratch resistance (ΔL *) due to the change of the amount of the lubricant: fatty acid amide in the compositions of Example 1 and Comparative Example 1 is shown in FIG. 4, and the lubricant of Examples 1-3 and Comparative Example 1: fatty acid amide FIG. 5 shows the changes in scratch resistance (ΔL *) of the composition containing 0.5 parts by weight of each of the above and the composition without a lubricant.
表１ならびに図４に示すように、樹脂組成物にポリ乳酸樹脂を含有することで、樹脂組成物の明度値変化ΔL＊が低下し、耐スクラッチ特性が向上する結果となった。また、脂肪酸アミドの含有量を増加するに伴い、樹脂組成物の明度値変化ΔL＊が顕著に低下する傾向を示した。特に、脂肪酸アミド（D）の含有量が0.5重量％において、明度値変化ΔL＊は0.5未満となり、目視では傷がほとんど確認できない状態となった。また脂肪酸アミドの添加量が1.0重量部となると、明度値変化ΔL＊は若干上昇し、耐スクラッチ特性が悪化した。本現象は、ロックウェル硬さ試験から示唆されるように、脂肪酸アミドの添加量が増加すると、樹脂組成物の表面硬度が低下するのが影響していると考えられるが、ポリ乳酸添加系では脂肪酸アミドがよりよく表面近傍に保持されるために、ポリ乳酸非添加系に比べ脂肪酸アミド量の増大に伴う悪影響は極めて効果的に抑制されていることが示唆される。したがって、本発明の組成物において、脂肪酸アミドの添加量は、０．２〜０．７重量部が最も好ましいが、０．１〜１．０重量部の範囲でも充分効果が発揮できている。また表１および図５は、ポリ乳酸添加量が変化する場合にも、脂肪酸アミドの添加による耐スクラッチ性の向上（ΔL＊の低下）効果が顕著に認められることを示す。 As shown in Table 1 and FIG. 4, when the resin composition contains a polylactic acid resin, the lightness value change ΔL * of the resin composition was reduced, resulting in improved scratch resistance. Further, as the fatty acid amide content was increased, the lightness value change ΔL * of the resin composition tended to decrease significantly. In particular, when the content of fatty acid amide (D) was 0.5% by weight, the lightness value change ΔL * was less than 0.5, and almost no flaws could be visually confirmed. When the amount of fatty acid amide added was 1.0 part by weight, the lightness value change ΔL * slightly increased and the scratch resistance was deteriorated. As suggested by the Rockwell hardness test, this phenomenon is thought to be affected by a decrease in the surface hardness of the resin composition as the amount of fatty acid amide added increases. Since the fatty acid amide is better retained in the vicinity of the surface, it is suggested that the adverse effect associated with the increase in the amount of fatty acid amide is extremely effectively suppressed as compared to the system without polylactic acid. Accordingly, in the composition of the present invention, the addition amount of the fatty acid amide is most preferably 0.2 to 0.7 parts by weight, but the effect is sufficiently exhibited even in the range of 0.1 to 1.0 parts by weight. Table 1 and FIG. 5 also show that the effect of improving the scratch resistance (decreasing ΔL * ) by adding the fatty acid amide is noticeable even when the polylactic acid addition amount is changed.
本発明によれば、従来の自動車用ポリプロピレン樹脂組成物と比較して、耐スクラッチ特性に優れ、且つ、剛性と耐衝撃性のバランスに優れるため、従来の自動車用内装樹脂部品に適用でき、特に、ドアトリム、ピラートリムに好適なポリ乳酸含有ポリプロピレン系樹脂組成物及びその射出成形による自動車内装用部品が提供される。また、上記の部品例と併せて、コンソールボックス、無塗装仕様のバンパなどについても従来のポリプロピレン樹脂組成物からの代替が可能となる。また、構成成分が市販品であり、特殊な化学変性処理を施していない成分でも効果が発揮されるため、一般的にコスト面が懸念されるバイオマスプラスチックにおいて安価な材料費で実現できる。よって、従来のバイオマスプラスチックよりもより汎用性が高い。本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、自動車内外装部品や二輪部品だけではなく、家電、AV機器、OA機器、化粧品、生活用品、事務用品など幅広い応用が期待される。 According to the present invention, compared with a conventional polypropylene resin composition for automobiles, since it has excellent scratch resistance and excellent balance between rigidity and impact resistance, it can be applied to conventional automotive interior resin parts, especially A polylactic acid-containing polypropylene resin composition suitable for door trims and pillar trims and automotive interior parts by injection molding thereof are provided. In addition to the above-described parts examples, a conventional polypropylene resin composition can be substituted for a console box, an unpainted bumper, and the like. Moreover, since the component is a commercial product and the effect is exhibited even with a component that has not been subjected to a special chemical modification treatment, it can be realized at a low material cost for biomass plastics that are generally concerned about cost. Therefore, it is more versatile than conventional biomass plastics. The polypropylene resin composition of the present invention is expected to have a wide range of applications such as home appliances, AV equipment, OA equipment, cosmetics, daily necessities, office supplies as well as automobile interior and exterior parts and motorcycle parts.
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