JP2000248123A - ポリオレフィン系樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 含有する充填材の機能を有すると共に、成形
加工性に優れ、成形体の外観が美麗であり、且つ寸法安
定性も良好なポリオレフィン系樹脂組成物及びポリオレ
フィン系樹脂成形体を提供する。 【解決手段】 ポリオレフィン系樹脂成分と、無機及び
／又は有機充填材とを含む樹脂組成物であって、当該ポ
リオレフィン系樹脂成分中に、メタロセン触媒を用いて
重合されたポリオレフィン系樹脂が３０〜９７重量％含
まれることを特徴とする樹脂組成物並びにこの組成物か
ら得られる成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン系
樹脂組成物及びその樹脂組成物を用いた成形体に関する
ものである。更に詳しくは、充填材を含有するポリオレ
フィン系樹脂組成物であって、充填材の機能を有すると
共に、成形加工性等の物性に優れたポリオレフィン系樹
脂組成物及び成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリオレフィン系樹脂は、そ
の優れた機械的、化学的特性に加え、安価であるという
点から、日用雑貨、包装用資材、農業用資材、自動車部
品、建材、電子・電機部品、医療用品等の幅広い用途に
利用されている。一方で、これらのポリオレフィン系樹
脂においても、近年その用途分野が広がるにつれ、市場
からは更に安価で且つ高機能なものが要求されるように
なってきている。従って、それらの要求に応えるべく、
様々な手法で改良がなされている。

【０００３】例えば、耐衝撃性、剛性等の向上を目的と
して、従来型のチーグラー触媒を用いて重合されたポリ
オレフィン系樹脂組成物に無機充填材を含有させる手法
があるが、この場合組成物の流動性が著しく低下するた
めに、無機充填材の添加量が制限され、従って目的とす
る性能が十分に得られない。また、近年、メタロセン触
媒を用いて重合されたポリオレフィン系樹脂に無機充填
材を含有させる手法が提案されている。しかしながら、
メタロセン触媒を用いて重合されたポリオレフィン系樹
脂に無機充填材を含有させた場合、押出し時の加熱によ
る着色や劣化等の問題が生じやすいという不都合が生じ
る。また、メタロセン触媒を用いて重合されたポリオレ
フィン系樹脂は、従来型のチーグラー触媒を用いて重合
されたポリオレフィン系樹脂に比べて高価であるため
に、多量に添加することにより材料コストの上昇を招
き、経済性の点からの問題もあるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に鑑み、充填材を多量に添加することができ、従っ
て充填材の機能を十分に発揮させることが可能であると
共に、押出成形、発泡形成、射出成形等による成形加工
性に優れ、これら成形法によって製造される成形体の外
観が美麗であり、且つ寸法安定性も良好なポリオレフィ
ン系樹脂組成物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下の如
き、充填材を含有するポリオレフィン系樹脂組成物によ
って上記の問題を解決することができることを見出し、
本発明の完成に至った。

【０００６】すなわち、本発明におけるポリオレフィン
系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂成分と充填材と
を含む樹脂組成物であって、当該ポリオレフィン系樹脂
成分中に、メタロセン触媒を用いて重合されたポリオレ
フィン系樹脂が３０〜９７重量％含まれることを特徴と
する樹脂組成物である。このような配合率にて、メタロ
セン触媒を用いて重合されたポリオレフィン系樹脂成分
を含有する樹脂組成物は、成形加工性に優れ、成形後に
得られる成形体の外観が美麗であり、且つ寸法安定性も
良好となる。

【０００７】前記充填材の含有量は、前記樹脂成分１０
０重量部に対して５〜３００重量部であることが好まし
い。このような量の充填材を添加することで、成形体の
加工性等に悪影響を及ぼすことなく、充填材による機能
を付与することができる。

【０００８】前記樹脂組成物の溶融粘度η（２００℃、
剪断速度０．１〜１０ｓ^-1での定常流粘度測定値）にお
いて、以下の式： η＝Ａ（１＋ｂγⁿ）^-1 ［式中、ηは溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を、Ａ及びｎは材料
定数を、γは剪断速度（ｓ^-1）を表す］に従うニュート
ン粘性パラメータｂは、１．５以下であることが好まし
い。係る流動性を有する樹脂組成物は、充填材を含有し
ていても成形性に優れ、しかも成形後に得られる成形体
の外観も美麗であり、寸法安定性も良好である。

【０００９】更に本発明は、如上のポリオレフィン系樹
脂組成物を、押出成形、発泡成形又は射出成形等にて成
形することにより得られる成形体を企図する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳説する。

【００１１】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、
前記の通りポリオレフィン系樹脂成分と、充填材（Ｃ）
とを含む樹脂組成物であって、当該ポリオレフィン系樹
脂成分中に、メタロセン触媒を用いて重合されたポリオ
レフィン系樹脂（以下、メタロセン樹脂（Ｂ）と称す
る）が３０〜９７重量％含まれることを特徴としてい
る。尚、上記ポリオレフィン樹脂成分中、メタロセン樹
脂（Ｂ）以外のポリオレフィン系樹脂を、以下ポリオレ
フィン樹脂（Ａ）と称する。

【００１２】ポリオレフィン樹脂（Ａ）としては、種々
の密度を有する、ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂等
が挙げられる。これらの樹脂は、例えば従来のチーグラ
ー法等によってエチレン、プロピレン等のα−オレフィ
ンより重合されたものであってよい。

【００１３】メタロセン樹脂（Ｂ）は、例えば、チタノ
セン、バナジノセン、クロモセン、マンガノセン、フェ
ロセン、コバルトセン、ニッケロセン、ルテノセン等の
メタロセンによって、エチレン、プロピレン等のα−オ
レフィンより重合されたものであればよく、その密度、
平均分子量等は特段に限定されるものではない。

【００１４】上記ポリオレフィン樹脂（Ａ）とメタロセ
ン樹脂（Ｂ）とを含有する、本発明の樹脂組成物に含ま
れるポリオレフィン系樹脂成分の総重量のうち、メタロ
セン樹脂（Ｂ）の含有率は、３０〜９７重量％、好まし
くは５０〜９７重量％、より好ましくは６０〜９７重量
％であるとよい。メタロセン樹脂（Ｂ）の含有率が３０
重量％未満の場合には、樹脂組成物の成形性に劣り、そ
の結果成形体の外観が劣ることとなってしまうので添加
可能な充填材（Ｃ）の量も制限される。このような樹脂
組成物における特性の劣化は、樹脂組成物のニュートン
粘性パラメータｂ（後述）が高くなってしまうことに依
るところが大きいと考えられる。また、メタロセン樹脂
（Ｂ）の含有率が９７重量％を越える場合、成形時の加
熱による着色や劣化等の問題が生じやすいという不都合
が生じうる。

【００１５】樹脂組成物に配合される充填材（Ｃ）は、
無機充填材、有機充填材またはこれらの組合せであって
よく、例えば、剛性／耐衝撃性改良剤（タルク、シリカ
等）、難燃剤（酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、
水酸化マグネシウム、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、
ドーソナイト等）、紫外線防護剤（酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化鉄等）、ガス吸着（消臭、鮮度保持）剤（活性
炭、木炭等）、導電剤（カーボン等）、抗菌剤（銀、
銅、亜鉛、ゼオライト等）等が挙げられる。これらの充
填材は、単独または２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。樹脂組成物の流動性を向上させるという観点から
は、これらの充填材の平均粒径は、成るべく小さくする
とよく、例えば、１０μｍ以下、好ましくは２μｍ以下
に調整したものを用いるとよい。

【００１６】前記ポリオレフィン樹脂（Ａ）及びメタロ
セン樹脂（Ｂ）を含むポリオレフィン系樹脂成分１００
重量部に対して、充填材（Ｃ）は５〜３００重量部、好
ましくは５〜２００重量部、更に好ましくは５〜１００
重量部が配合される。充填材（Ｃ）が５重量部未満しか
配合されなければ、例えポリオレフィン系樹脂成分にメ
タロセン樹脂（Ｂ）が含まれていなくとも樹脂組成物の
成形性に問題はないが、充填材（Ｃ）により付与される
機能を期待し難い。そして充填材（Ｃ）が３００重量部
以上配合されると、混練時に樹脂の焼き付きが発生した
り、成形体の外観が劣ることになってしまう。

【００１７】従って、本発明の好ましい実施態様におい
て、ポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン樹
脂（Ａ）３〜７０重量％及びメタロセン樹脂（Ｂ）３０
〜９７重量％からなる樹脂成分１００重量部と、充填材
（Ｃ）５〜３００重量部を含むことが望ましく、好まし
くはポリオレフィン樹脂（Ａ）３〜５０重量％及びメタ
ロセン樹脂（Ｂ）５０〜９７重量％からなる樹脂成分１
００重量部と、充填材（Ｃ）５〜２００重量部を含み、
更に好ましくはポリオレフィン樹脂（Ａ）３〜４０重量
％及びメタロセン樹脂（Ｂ）６０〜９７重量％からなる
樹脂成分１００重量部と、充填材（Ｃ）５〜１００重量
部を含むものであるとよい。

【００１８】一般にポリマーの溶融物は、定常流粘度測
定において、高剪断速度領域で剪断速度の上昇に伴い粘
度が低下する、いわゆる非ニュートン性を有する。この
非ニュートン性の度合いは樹脂の種類によって異なって
いる。ポリマー樹脂組成物の溶融粘度ηから、以下の
式： η＝Ａ（１＋ｂγⁿ）^-1 ［式中、ηは溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を、Ａ及びｎは材料
定数を、γは剪断速度（ｓ^-1）を表す］に従って、ニュ
ートン粘性パラメータｂを求めることができる（図１を
参照のこと）。剪断速度に依存することのない、すなわ
ちニュートン性の強い樹脂は、上記式におけるニュート
ン粘性の度合いを表すパラメータｂの値が０のものであ
る。一方、剪断速度の上昇に伴って粘度が低下してしま
う非ニュートン性の強い樹脂ほど、ニュートン粘性パラ
メータｂが大きくなる。

【００１９】このニュートン粘性パラメータｂは、樹脂
の成形加工性や、成形後の製品の外観を示す指標とな
る。本発明において、このパラメータはポリオレフィン
系樹脂成分中に含まれるメタロセン樹脂（Ｂ）の配合量
に左右されることが明らかとなっており、この成分を上
記の如き量で配合することによって組成物の流動性が改
善されることが認められた。そして、係るパラメータｂ
が１．５以下、好ましくは１．３以下、更に好ましくは
０．９以下の組成物の場合には、本発明の目的に合致す
る優れた成形性が呈され、その成形体は外観が美麗であ
ることが見出されている。パラメータｂが１．５を越え
る場合には、成形性に劣り、この結果成形体の外観も優
れないものとなってしまう。

【００２０】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物には
更に、本発明による効果が阻害されない程度の量で、必
要に応じて適宜、各種の安定剤、滑剤、可塑剤、顔料、
酸化防止剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤等を添加
することができる。上記安定剤としては、分散剤、カッ
プリング剤、表面処理剤等が挙げられる。

【００２１】ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法は
特に限定されるものでなく、通常の加熱溶融の後、例え
ば従来より知られている一軸押出機、二軸押出機、ロー
ル混練機、ブラベンダー等を用いる混練法によって混練
するとよい。

【００２２】また、如上のポリオレフィン系樹脂組成物
から成形体を製造するためには、従来より採用されてい
る種々の方法に従うとよく、この組成物が適度な流動性
を有し、成形時の加熱による着色や劣化等の問題も起こ
らないので、通常の押出成形、発泡成形又は射出成形等
を自在に駆使して成形することができる。これにより、
良好な成形性をもって、美麗なる外観を有し寸法安定性
にも優れ、しかも配合された充填材に基づく機能を充分
に発揮できる成形体が得られる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例に従って更に詳細に説
明するが、これら実施例によって本発明が限定的に解釈
されるべきではないことは勿論である。

【００２４】［実施例１〜５及び比較例１〜６］以下の
ポリオレフィン樹脂（Ａ）、メタロセン樹脂（Ｂ）及び
無機充填材（Ｃ）を用い、表１に示す配合割合でそれぞ
れ混合して、押出機（プラスチック工学研究所社製、商
品名「GT-25-A」）を用いて押出混練し、ペレット化し
た。得られたペレットを２００℃で熱プレスすることに
より各試験片を作製した。

【００２５】＜配合成分＞ （Ａ）低密度ポリエチレン樹脂：住友化学社製、商品名
「G109」（密度＝０．９２３ｇ／ｃｍ³、溶融流れ速度
（ＭＦＲ）＝０．３０ｇ／１０min） （Ｂ）メタロセン系線状低密度ポリエチレン樹脂：宇部
興産社製、商品名「UMERIT 1520F」（密度＝０．９１３
ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０min） （Ｃ）タルク（１）：竹原化学社製、商品名「PSタル
ク」（平均粒径：１１μｍ、表面処理なし）；またはタ
ルク（２）竹原化学社製、商品名「ハイミクロンHE5C」
（平均粒径：２．５μｍ、表面処理なし）これらのペレ
ット又は試験片につき、下記に示す方法によって物性を
測定した。

【００２６】（Ｉ）定常流粘度 下記条件の下、回転型レオメータを用い、上記の各試験
片を２枚の円形平板にはさみ、角周波数（ω）を変化さ
せた場合の動的弾性率（Ｇ’）と損失弾性率（Ｇ”）を
計測し、Cox-Merz則により次式から定常流粘度η（γ）
を算出した（高分子刊行会、日本レオロジー学会編、化
学者のためのレオロジー、６４頁（１９９３））。 η（γ）＝｛（Ｇ’／ω）²＋（Ｇ”／ω）²｝^1/2｜ω₌
γ 尚、定常流粘度測定で得られる粘度と、動的粘弾性測定
から得られる粘度の数値がほぼ一致することを、事前に
確認している。

【００２７】＜測定条件＞ 測定温度：２００℃ 角周波数：０．１〜１０ｓ^-1 ひずみ：５％ 測定機器：レオロジー社製、商品名「MR-500」。

【００２８】（II）ニュートン粘性パラメータ（ｂ） （Ｉ）の測定により得られる粘度曲線を、次式に従って
Curve-Fittingすることによって求められる式中のｂ
を、ニュートン粘性の度合いを表すパラメータとして定
義した（図１参照）。 η＝Ａ（１＋ｂγⁿ）^-1 ［式中、Ａ及びｎの材料定数はそれぞれ、ゼロ剪断粘度
及びべき指数、γは剪断速度（ｓ^-1）を表す］。

【００２９】（III）押出成形体の外観 上記の各ペレットを、押出機（プラスチック工学研究所
社製、商品名「GT-25-A」）を用いて２２０℃にてＴダ
イ押出を行い、幅１５０ｍｍ、厚み０．８ｍｍのシート
を作成し、得られた成形体の外観を目視にて観察し、以
下の基準にて評価した。 ＜評価基準＞ ○：厚みが均一で表面が平滑であり、表面光沢も良い。 △：厚みは均一であるが、表面光沢が少し劣る。 ×：厚みが不均一で、表面光沢も劣る。

【００３０】（IV） 引張破壊伸び 上記の各試験片の引張破壊伸びを、JIS K 7113に準じて
引張試験機（オリエンテック社製、商品名「UCT-5T」）
を用いて測定した。

【００３１】以上の結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１の結果より、メタロセン樹脂（Ｂ）を
樹脂成分中３０重量％以上配合した樹脂組成物（実施例
１〜５）によれば、樹脂成分１００重量部に対して２０
０重量部の充填材（Ｃ）を添加しても、ニュートン粘性
のパラメータは低く保たれ、従って加工成形性に優れ、
しかも成形体の外観も美麗であり寸法安定性も良好であ
ることが明らかである。一方メタロセン樹脂（Ｂ）の配
合量を１０重量％にまで抑えると（比較例１〜６）これ
らの特性は許容範囲を下回り、特に無機充填材を多量に
加えた場合にはペレット化もできない（比較例３及び
６）ことが判った。

【００３４】

【発明の効果】以上、本発明によって、充填材を多量に
添加することができ、従って充填材の機能を十分に発揮
させることが可能なポリオレフィン系樹脂組成物を提供
することができる。そして、この組成物を成形加熱する
際に焼き付きや劣化が起こることもなく、押出成形、発
泡形成、射出成形等による成形加工性に優れている。こ
れらの成形法によって製造される成形体は、充填材に基
づく機能を有しつつも外観は美麗であり、且つ寸法安定
性も良好であるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】剪断速度−剪断粘度曲線におけるニュートン粘
性の相関を示すグラフである。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 BB03W BB03X BB12W BB12X DA016 DA076 DA106 DE076 DE116 DE126 DE136 DE146 DE246 DE286 DJ006 DJ016 DJ046 FD016

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂成分と充填材とを
   含む樹脂組成物であって、該ポリオレフィン系樹脂成分
   中に、メタロセン触媒を用いて重合されたポリオレフィ
   ン系樹脂が３０〜９７重量％含まれることを特徴とする
   樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記充填材の含有量が、前記樹脂成分１
   ００重量部に対して５〜３００重量部である請求項１記
   載の樹脂組成物。
3. 【請求項３】 前記樹脂組成物の溶融粘度η（２００
   ℃、剪断速度０．１〜１０ｓ^-1での定常流粘度測定値）
   において、以下の式： η＝Ａ（１＋ｂγⁿ）^-1 ［式中、ηは溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を、Ａ及びｎは材料
   定数を、γは剪断速度（ｓ^-1）を表す］に従うニュート
   ン粘性パラメータｂが、１．５以下である請求項１また
   は２記載の樹脂組成物。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の樹脂組
   成物を成形することによって製造される成形体。