JP2002097337A

JP2002097337A - ポリプロピレン系樹脂組成物

Info

Publication number: JP2002097337A
Application number: JP2000284966A
Authority: JP
Inventors: Yukito Zanka; 幸仁残華; Takeyori Maikuma; 剛自毎熊; Hiroki Kawai; 浩樹河合
Original assignee: Japan Polychem Corp
Current assignee: Japan Polychem Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-04-02
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: JP4535590B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】下記（Ａ）及び（Ｂ）成分より構成されて
成り、成形性及び低温衝撃強度に優れ、線膨張係数が１
３×１０^-5／℃以下であることを特徴とするポリプロピ
レン系樹脂組成物。（Ａ）成分：メルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分の結晶性プロピレン重合体部分５０〜７４重量％と、エチレン含有量が２０〜８０重量％であるプロピレン・エチレンランダム重合体部分２６〜５０重量％とから成り、メルトフローレートが１６〜４００ｇ／１０分のプロピレン・エチレンブロック共重合体７０〜９９．９重量％（Ｂ）成分：無機充填剤０．１〜３０重量％【効果】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、射出
成形時の成形加工性が良好で、曲げ弾性率、低温耐衝撃
性、線膨張特性等の物性に優れる。従って、バンパー、
ロッカーモール、サイドモール、オーバーフェンダーを
はじめとする自動車外装部品に好適な組成物を提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動性に優れた高
重合ゴム含量のプロピレン・エチレンブロック共重合
体、及び無機充填剤により構成されるポリプロピレン系
樹脂組成物に関する。詳しくは本発明は、射出成形時の
成形加工性が良好で、曲げ弾性率、低温耐衝撃性、線膨
張特性にも優れる、自動車外装部品等の射出成形品に好
適なポリプロピレン系樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン樹脂に、エチレン・プロ
ピレン共重合体ゴム、エチレン・ブテン共重合体ゴム等
のエチレン系熱可塑性エラストマー成分と、タルク等の
無機充填剤を配合したポリプロピレン系樹脂組成物を自
動車用部品に使用することは、従来から、広く知られて
いる。そして、ポリプロピレン樹脂や各種ゴム成分、無
機充填剤を種々検討することによって、成形性、機械物
性、外観などを向上させることが提案されている。しか
しながら、これらの材料は高価なエチレン・α−オレフ
ィン共重合ゴムを多量に追添せねばならず、コスト面、
製造面において改善が望まれている。

【０００３】一方、これらの欠点を克服する材料とし
て、特開平７−８２４３４、特開平７−１５７６０７、
特開平１１−８０４９３等に、共重合ゴム成分が多いブ
ロックＰＰを用いた成分が提案されているが、これらの
材料は、成形性に乏しく、自動車バンパー等の大型部品
を成形する際、流動不足で成形出来なかったり、ゲート
を多数設定せねばならず、更に改善が要求されているの
が現状である。更にこれら大型部品は、熱による収縮、
膨張の度合いが大きいため、寸法の精度を向上するため
には、より線膨張係数の小さな材料が求められており、
これら全てを満足するには、未だ課題が多いのが現状で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な欠
点を解決しつつ、射出成形時の成形加工性が良好で、曲
げ弾性率、低温耐衝撃性、線膨張特性にも優れる、バン
パー、ロッカーモール、サイドモール、オーバーフェン
ダーをはじめとする自動車外装部品に好適な組成物を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の構造と
流動性を有する重合ゴム含量が高いプロピレン・エチレ
ンブロック共重合体、及び、無機充填剤を特定の比率で
配合することにより、射出成形時の成形加工性が良好
で、曲げ弾性率、低温耐衝撃性、線膨張特性にも優れる
組成物が得られることを見出し本発明を完成するに至っ
た。

【０００６】すなわち、本発明のポリプロピレン系樹脂
組成物は、下記（Ａ）及び（Ｂ）成分より構成されて成
り、成形性及び低温衝撃強度に優れ、線膨張係数が１３
×１０^-5／℃以下であることを特徴とするポリプロピレ
ン系樹脂組成物である。（Ａ）成分：メルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分の結晶性プロピレン重合体部分５０〜７４重量％と、エチレン含有量が２０〜８０重量％であるプロピレン・エチレンランダム重合体部分２６〜５０重量％とから成り、メルトフローレートが１６〜４００ｇ／１０分のプロピレン・エチレンブロック共重合体７０〜９９．9 重量％（Ｂ）成分：無機充填剤０．１〜３０重量％

【０００７】

【発明実施の形態】［１］構成成分（Ａ）プロピレン・エチレンブロック共重合体−−−−
−（Ａ）成分プロピレン・エチレンブロック共重合体の物性本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を構成するプロピ
レン・エチレンブロック共重合体は、メルトフローレー
ト（ＭＦＲ：２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が１６〜４
００g／１０分、好ましくは２０〜１００g／１０分、特
に好ましくは、２１〜５０g／１０分のものが用いられ
る。プロピレン・エチレンブロック共重合体のＭＦＲが
前記範囲未満であると、流動性が不足し、バンパー等の
大型部品を成形する際に大きな成形内圧がかかるので、
大きな型締め力のある成形機を必要とし、生産性に悪影
響を及ぼす。

【０００８】上記ＭＦＲは、重合条件を調整したり、或
いは重合後得られたポリマーにジアシルパーオキサイ
ド、ジアルキルパーオキサイド等の有機過酸化物を加え
て調整することができる。該プロピレン・エチレンブロ
ック共重合体の結晶性プロピレン重合体部分のＭＦＲ
は、７０〜５００g／１０分、好ましくは８０〜３００g
／１０分、特に好ましくは、９０〜２３０g／１０分で
ある。

【０００９】上記プロピレン・エチレンブロック共重合
体のプロピレン単独重合体部分のＭＦＲが前記範囲未満
であると成形性が不十分となり好ましくない。また、上
記プロピレン・エチレンブロック共重合体の、ランダム
重合体部分のエチレン含有量は、２０〜８０重量％、好
ましくは、３０〜７５重量.％である。エチレン含量が
上記未満もしくは上記範囲を超えるのものは低温ＩＺＯ
Ｄ衝撃強度及び線膨張係数が劣る傾向があり好ましくな
い。なお、プロピレン・エチレンブロック共重合体中の
エチレン含有量は、赤外線吸収スペクトルから算出する
ことができる。

【００１０】プロピレン・エチレンブロック共重合体の
製造上記プロピレン・エチレンブロック共重合体の製造に
は、高立体規則性触媒を用いた多段重合法が用いられ
る。そして前段反応で、プロピレンを主体とする結晶性
プロピレン重合体部分が製造され、引き続く後段反応に
おいて、プロピレン・エチレンランダム重合体部分が製
造される。

【００１１】上記触媒の好ましい具体例として、四塩化
チタンを有機アルミニウム化合物で還元し、更に各種の
電子供与体及び電子受容体で処理して得られた三塩化チ
タン組成物と有機アルミニウム化合物及び芳香族カルボ
ン酸エステルを組み合わせた触媒（特開昭５６―１００
８０６号、特開昭５６−１２０７１２号、特開昭５８−
１０４９０７号等）、及び、ハロゲン化マグネシウムに
四塩化チタンと各種の電子供与体を接触させた担持型触
媒（特開昭５７−６３３１０号、同６３−４３９１５
号、同６３−８３１１６号等）を例示することができ
る。

【００１２】重合方法としては、上記触媒の存在下、気
相流動床法、溶液法、スラリー法等の製造プロセスを適
用して、プロピレンとエチレンとを用いて多段重合する
ことにより得られる。後段反応において新たに電子供与
体化合物を添加することにより、粘着、閉塞のトラブル
を回避し、重合の操作性を改良することができる。前段
反応で製造されるプロピレンを主体とする結晶性プロピ
レン重合体部分は、プロピレンの単独重合体、又は少量
のエチレンを含有する結晶性プロピレン重合体である。
かかる結晶性プロピレン重合体部分の結晶性は、アイソ
タクチック指数（沸騰ｎ−ヘプタン抽出による不溶分）
として、通常９０％以上、好ましくは９５〜１００％で
ある。結晶性が小さいとプロピレン・エチレンブロック
共重合体の機械的強度、特に曲げ弾性率に劣るものとな
る。

【００１３】結晶性プロピレン重合体部分は、プロピレ
ン・エチレンブロック共重合体の全量に対して、５０〜
７４重量％、好ましくは５５〜７０重量％となるよう
に、他方、プロピレン・エチレンランダム重合体部分は
２６〜５０重量％、好ましくは３０〜４５重量％となる
ように、モノマー供給量など重合条件が調節される。こ
のように、本発明のプロピレン・エチレンブロック共重
合体は、通常のブロック共重合体に比べて、プロピレン
・エチレンランダム重合体部分、すなわちゴム成分が多
いことを特徴の一つとしている。

【００１４】結晶性プロピレン重合体部分は、オルトジ
クロルベンゼンによる抽出において、１００℃以下で溶
出しないが、プロピレン・エチレンランダム重合体部分
は容易に溶出する。従って、製造後の重合体に対して
は、上記したオルトジクロルベンゼンによる抽出分析に
よりプロピレン・エチレンブロック共重合体の組成を判
定することができる。本発明のプロピレン・エチレンブ
ロック共重合体は、プロピレン・エチレンランダム重合
体部分（いわゆるゴム成分）の量が多いので、とりわけ
気相流動床法にて重合することが好ましい。

【００１５】（Ｂ）無機充填剤／フィラー成分−−−−（Ｂ）成分本発明の無機フィラー成分は、曲げ弾性率を向上させ、
線膨張係数を低下させる為に使用する。フィラーの組
成、形状等は特に限定されない。使用可能なフィラーと
して具体的には、タルク、マイカ等の板状フィラー、短
繊維ガラス繊維、長繊維ガラス繊維、炭素繊維、アラミ
ド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維等の繊維状フィラ
ー、チタン酸カリウム、マグネシウムオキシサルフェー
ト、窒化珪素、ホウ酸アルミニウム、塩基性硫酸マグネ
シウム、酸化亜鉛、ワラストナイト、炭酸カルシウム等
の針状（ウイスカー）フィラーが挙げられる。その中で
も、物性・コスト面のバランスより、タルクや各種のガ
ラス繊維が好ましく、特にタルクが好ましい。

【００１６】充填剤として最も好ましいタルクについ
て、以下説明すると、その平均粒径は、１０μｍ以下、
好ましくは０．５〜８μｍであるものが用いられる。上
記範囲内のものは曲げ弾性率の向上に顕著な効果を発揮
する。平均粒径は、レーザー回折法（例えば堀場製作所
製ＬＡ９２０Ｗ）や、液層沈降方式光透過法（例えば、
島津製作所製ＣＰ型等）によって測定した粒度累積分布
曲線から読みとった累積量５０重量％の粒径値より求め
ることができる。

【００１７】これら好ましい粒径を有するタルクは、天
然に産出されたものを機械的に微粉砕化し、更に精密に
分級することによって得られる。また、一度粗分級した
ものを更に分級することもできる。機械的に粉砕する方
法としては、ジョークラシャ−、ハンマークラシャ−、
ロールクラシャー、スクリーンミル、ジェット粉砕機、
コロイドミル、ローラーミル、振動ミル等の粉砕機を用
いる方法があげられる。

【００１８】これらの粉砕されたタルクは、サイクロ
ン、サイクロンエアセパレーター、ミクロセパレータ
ー、サイクロンエアセパレーター、シャープカットセパ
レター、等の装置で１回又は繰り返し湿式又は乾式分級
する。特に、特定の粒径に粉砕した後シャープカットセ
パレターにて分級操作を行うことが好ましい。

【００１９】無機充填剤は、未処理品をそのまま使用し
てもよいが、重合体との接着性或いは分散性を向上させ
る目的で、各種の有機チタネート系カップリング剤、有
機シランカップリング剤、不飽和カルボン酸、又はその
無水物をグラフトした変性ポリオレフィン、脂肪酸、脂
肪酸金属塩、脂肪酸エステル等によって表面処理したも
のを用いてもよい。かかる表面処理した市販品も市場で
入手可能である。

【００２０】（Ｃ）付加的成分（任意成分）本発明のポリプロピレン系樹脂組成物中には、上記
（Ａ）〜（Ｂ）の必須成分以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（任意成分）を添加
することができる。

【００２１】この様な付加的成分（任意成分）として代
表的なものは、エラストマー成分である。例えば、エチ
レン・プロピレン共重合エラストマー（エチレンプロピ
レンゴムＥＰＲ）、エチレン・ブテン共重合エラストマ
ー（ＥＢＲ）、エチレン・ヘキセン共重合エラストマー
（ＥＨＲ）、エチレン・オクテン共重合エラストマー
（ＥＯＲ）等のエチレン・α−オレフィン共重合体エラ
ストマー；エチレン・プロピレン・エチリデンノルボル
ネン共重合体、エチレン・プロピレン・ブタジエン共重
合体、エチレン・プロピレン・イソプレン共重合体等の
エチレン・α−オレフィン・ジエン三元共重合体エラス
トマー（ＥＰＤＭ）；スチレン・ブタジエン・スチレン
トリブロック体、スチレン・イソプレン・スチレントリ
ブロック体、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロ
ック体の水素添加物（ＳＥＢＳ）、スチレン・イソプレ
ン・スチレントリブロック体の水素添加物（ＳＥＰＳ）
等のスチレン系エラストマーなどが使用できる。なお、
上記したスチレン・ブタジエン・スチレントリブロッ
ク体の水素添加物は、ポリマー主鎖をモノマー単位でみ
ると、スチレン−エチレン−ブテン−スチレンとなるの
で、通常、ＳＥＢＳと略称されるものである。

【００２２】その他の付加的成分として、フェノール系
及びリン系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系、ベンゾ
フェノン系、ベンゾエート系、ベンゾトリアゾール系の
耐候劣化防止剤、有機アルミニウム合物、有機リン化合
物等の造核剤、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸
亜鉛等の金属石鹸分散剤、オレイン酸アミド、ステアリ
ン酸アミド等の滑剤、キナクリドン、ペリレン、フタロ
シアニン、酸化チタン、カーボンブラック等の着色物質
を使用することができる。

【００２３】［２］ポリプロピレン樹脂組成物の製造方
法本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記（Ａ）成
分：プロピレン・エチレンブロック共重合体）と（Ｂ）
成分：無機充填剤を配合混練することによって製造され
る。プロピレン・エチレンブロック共重合体の配合量
は、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物中に７０〜９
９．９重量％、好ましくは７０〜９６重量％、特に好ま
しくは７５〜９０重量％含有させることが重要である。
該配合量が上記未満であると低温衝撃特性が劣り、逆に
上記範囲を超える場合は線膨張係数が劣る。

【００２４】無機充填剤の配合量は、本発明の熱可塑性
樹脂組成物中に０．１〜３０重量％、好ましくは４〜３
０重量％、特に好ましくは１０〜２５重量％含有させる
ことが重要である。配合量が０．１重量％未満では曲げ
弾性率が不足し、３０重量％を超える場合は脆化温度が
悪化し、成形性も低下する。本発明のポリプロピレン系
樹脂組成物は、上記構成成分を通常の、押出機、バンバ
リーミキサー、ロール、ブラベンダープラストグラフ、
ニーダー等を用いて、設定温度１８０〜２５０℃にて混
練することにより製造されるが、これらの中でも押出
機、特に二軸押出機を用いて製造することが好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の成形加工法は、
特に限定されるものではなく、例えば、射出成形法、押
出成形法等を用いることができる。特に本発明の樹脂組
成物は大型射出成形法に適用した場合、その効果が大き
い。

【００２５】［３］熱可塑性樹脂組成物の物性及び用途上記方法によって製造される本発明のポリプロピレン系
樹脂組成物は、射出成形時の加工性が良好で、流動性、
曲げ弾性率、低温衝撃特性、線膨張係数の優れた、下記
の物性を有する。（ａ）メルトフローレート：ＭＦＲ１６〜５０ｇ／１０
分、特に２０〜４０ｇ／１０分（ｂ）曲げ弾性率：７５０ＭＰa以上、特に８００ＭＰa
以上（ｃ）低温ＩＺＯＤ衝撃強度：−３０℃における衝撃強
度が４．５ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ以上、特に５．５ｋｇ・ｃ
ｍ／ｃｍ以上（ｄ）線膨張係数：１３×１０^-5／℃以下、特に１０×
１０^-5／℃以下、

【００２６】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、上記の性能を発
現できる素材であることから、種々の成形品に成形する
ことができる。成形加工法としては、特に限定されるも
のではなく、例えば、射出成形法、押出成形法等を用い
ることができる。特に大型射出成形法に適用した場合、
奏される効果が大きい。好ましい適用成形品として、た
とえば、バンパー、ロッカーモール、サイドモール、オ
ーバーフェンダーをはじめとする自動車外装部品をあげ
ることができる。

【００２７】

【実施例】次に実施例によって、本発明を更に詳細に説
明するが本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例
に限定されるものではない。以下の実施例、比較例にお
いて、物性等の測定は下記によった。（１）メルトフローレートＭＦＲ：ＪＩＳＫ−７２１０
に準拠し、２．１６ｋｇ荷重にて２３０℃の温度
で測定した。（２）曲げ弾性率：ＪＩＳＫ―７２０３に準拠し、２３
℃において曲げ速度２ｍｍ／分で測定した。

【００２８】（３）低温ＩＺＯＤ衝撃強度：ＪＩＳＫ―
７１１０に準拠し、−３０℃において評価した。（４）線膨張係数：ＪＩＳＫ−６７１４に準拠し、予め
１００℃にて３０分アニール処理した１０ｍｍ×
４ｍｍ×２ｍｍの試験片を２℃／分の条件で昇温加熱
し、２３〜８０℃における、長さ方向の平均膨張
率を測定した。また、以下の実施例、比較例において使
用したプロピレン・エチレンブロック共重合体の組成、
物性を表−１にまとめた。

【００２９】実施例１〜６表−１に示すプロピレン・エチレンブロック共重合体
に、無機充填剤として平均粒径７．１μｍのタルク１
（富士タルク社製、商品名ＭＴ−７）を、表−２に示す
割合で配合し、更に、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（チバガイギー社製ＩＲＧＡＮ
ＯＸ１０１０）０．１重量部、ステアリン酸カルシウム
０．３重量部を配合して、川田製作所製スーパーミキサ
ーで５分間混合した後、神戸製鋼社製二軸混練機（２Ｆ
ＣＭ）にて２１０℃の設定温度で混練造粒することによ
りポリプロピレン系樹脂組成物を得た。その後、型締め
圧１００トンの射出成形機にて成形温度２１０℃で物性
測定用試験片を作成し、上記各種測定法に従って測定を
行った。評価結果を表−２に示す。尚、タルクの平均粒
径は、レーザー回折法によって測定した粒度累積分布曲
線から読みとった累積量５０重量％の粒径値を意味す
る。

【００３０】比較例１〜６表−１に示すプロピレン・エチレンブロック共重合体
に、無機充填剤として平均粒径７．１μｍのタルク１
（富士タルク社製、商品名ＭＴ−７）を配合し、以下実
施例１と同様にして組成物の物性評価を行った。評価結
果を表−３に示す。本発明の物性値を有するプロピレン
・エチレンブロック共重合体であっても、充填剤の配合
がないと曲げ弾性率に劣り、かつ線膨張係数が大きく実
用に耐えない。一方、充填剤の配合が多すぎる低温ＩＺ
ＯＤ衝撃強度に劣る。また、本発明の物性値を有さない
プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ−５〜Ａ−
８）を使用した場合は、充填剤を配合しても良好な物性
値を有するプロピレン樹脂組成物は得られない、

【００３１】

【表１】表−１

【００３２】

【表２】表−２

【００３３】

【表３】表−３

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J002 BP021 CL062 DA016 DE106 DE146 DE186 DE236 DG046 DJ006 DJ046 DJ056 DK006 DL006 FA016 FA042 FA046 FD016 FD050 FD070 FD090 FD170 FD200 GN00 4J026 HA04 HB03 HB04 HE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ａ）及び（Ｂ）成分より構成されて
成り、成形性及び低温衝撃強度に優れ、線膨張係数が１
３×１０^-5／℃以下であることを特徴とするポリプロピ
レン系樹脂組成物。（Ａ）成分：メルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分の結晶性プロピレン重合体部分５０〜７４重量％と、エチレン含有量が２０〜８０重量％であるプロピレン・エチレンランダム重合体部分２６〜５０重量％とから成り、メルトフローレートが１６〜４００ｇ／１０分のプロピレン・エチレンブロック共重合体７０〜９９．９重量％（Ｂ）成分：無機充填剤０．１〜３０重量％
【請求項２】無機充填剤がタルクである請求項１に記載
のポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項３】メルトフローレートが１６〜５０ｇ／１０
分、曲げ弾性率が７００ＭＰa以上、−３０℃における
衝撃強度が４．５ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ以上である請求項１
または２に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。