JP2004149565A - マスターバッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】無機充填剤が多量に含まれていても、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができるマスターバッチを提供する。
【解決手段】本発明のマスターバッチは、オレフィン系樹脂（例えば、エチレン・プロピレン共重合体等）と、ゴム成分（例えば、エチレン・１−オクテン共重合体等）と、無機充填剤（例えば、タルク等）と、酸変性樹脂（例えば、マレイン酸変性ポリエチレン、エチレン・アクリル酸共重合体等）とを含有し、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、酸変性樹脂が０．２〜５質量部である。更に、特定量の脂肪酸金属塩を含有させることで、無機充填剤の分散性に優れ、主材と混合した際、より均一に主材と混合可能なマスターバッチとなる。
【選択図】 なし
【解決手段】本発明のマスターバッチは、オレフィン系樹脂（例えば、エチレン・プロピレン共重合体等）と、ゴム成分（例えば、エチレン・１−オクテン共重合体等）と、無機充填剤（例えば、タルク等）と、酸変性樹脂（例えば、マレイン酸変性ポリエチレン、エチレン・アクリル酸共重合体等）とを含有し、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、酸変性樹脂が０．２〜５質量部である。更に、特定量の脂肪酸金属塩を含有させることで、無機充填剤の分散性に優れ、主材と混合した際、より均一に主材と混合可能なマスターバッチとなる。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスターバッチに関する。更に詳しくは、無機充填剤の分散性に優れたマスターバッチ、特には、無機充填剤が多量に含まれていても、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができるマスターバッチに関する。
本発明のマスターバッチは、バンパー、インストルメントパネル、天井、ドア及びサンバイザー等の自動車部品、テレビ、ＶＴＲ及び洗濯機等の家電製品の部品などの各種工業用品の製造に幅広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車部品等に使用される一般的なオレフィン系材料、特にポリプロピレン樹脂材料としては、ポリプロピレン／ゴム／タルクの三元系複合材料、いわゆるコンパウンド材料が用いられることが多い。このポリプロピレン系コンパウンド材料は、成形性、機械的強度等に優れており、経済的にも有利であることから、広く利用されている。
このようなコンパウンド材料は、パウダー状のポリプロピレンニートポリマーに必要最小限の添加剤を配合し、混練押出機を介してペレット化したものに、更に、ゴム、タルク等を配合し、再度混練押出機を介してペレット化することにより製造することができる。
【０００３】
また、上記コンパウンド材料に相当する組成物は、予め、キャリアレジンとなるポリプロピレンに、高濃度のゴム及びタルク等を配合し、混練押出機を介してペレット化したもの（マスターバッチ）と、主材（ベースレジン）となるポリプロピレンとを特定の比率で配合し、均一にドライブレンドした後、ホッパーに投入し、射出成形機内で可塑化される際に、両成分が溶融し、スクリューによる剪断力下において均一に分散され、最終的に所望の組成となるように混練する、いわゆるマスターバッチ方式により調製することもできる。
このマスターバッチ方式によりコンパウンド材料とする場合、主材を共通としたまま、マスターバッチの組成を変更するだけで、特定の機能を付加することができ、最終的に調製されるコンパウンド材料の性能を変更することができる。更には、マスターバッチ方式による調製の方が、混練加工コストが低減されるため、注目される技術となってきている。
【０００４】
このようなコンパウンド材料を調製するためのマスターバッチに関する出願としては、例えば、特定の流動性を有するエラストマー成分に、特定の粒径のタルク成分、金属石鹸成分を特定量配合したものが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。また、特定のポリプロピレン樹脂に、特定の無機フィラーと特定のポリエチレン及び／又は滑成分、場合により分散促進成分、エチレン・α−オレフィン共重合ゴム、着色成分を特定の比率で配合したものが挙げられる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２７３１９０号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
マスターバッチ方式によるコンパウンド材料の調製においては、溶融特性、分散特性において大きな差異のあるマスターバッチと主材とを均一に混合する必要がある。この混合が不十分であると、物性が安定せず、性能にばらつきが生じることがある。
しかし、このマスターバッチと主材との混合は、成形時には、通常、混練押出に使用される２軸押出機に比べて剪断力の弱い射出成形機内の単軸スクリュー等により行われているため、分散が不十分となり易い。そのため、より分散性に優れるマスターバッチが求められている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、無機充填剤の分散性に優れたマスターバッチ、特には、無機充填剤が多量に含まれていても、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができるマスターバッチを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、マスターバッチ中における無機充填剤の分散性の向上について検討した結果、特定量の酸変性樹脂を含有させることにより、無機充填剤を均一に分散させることができ、更には、高濃度の無機充填剤を含むマスターバッチと主材とを混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明のマスターバッチは、オレフィン系樹脂と、ゴム成分と、無機充填剤と、酸変性樹脂とを含有し、該オレフィン系樹脂、該ゴム成分、該無機充填剤及び該酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、該酸変性樹脂が０．２〜５質量部であることを特徴とする。
また、上記オレフィン系樹脂、上記ゴム成分、上記無機充填剤及び上記酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、該無機充填剤が４０〜７５質量部であるマスターバッチとすることができる。
更に、上記無機充填剤のアスペクト比が２以上であるマスターバッチとすることができる。
また、上記無機充填剤が、タルク及びワラストナイトのうちの少なくとも一方であるマスターバッチとすることができる。
更に、脂肪酸金属塩を含有し、該脂肪酸金属塩の含有量は、上記オレフィン系樹脂、上記ゴム成分、上記無機充填剤及び上記酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．２〜１質量部であるマスターバッチとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
上記「オレフィン系樹脂」は、特に限定されず、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン共重合体、エチレン単独重合体及びエチレン共重合体等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。なかでも、プロピレン共重合体、プロピレン単独重合体が好ましい。
プロピレン共重合体としては、例えば、プロピレンと、プロピレン以外のα−オレフィン、ビニルエステル等との二元以上の共重合体が挙げられる。この共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、ブロック共重合体であることがより好ましい。
α−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。なかでも、エチレンであることが好ましい。上記ビニルエステルとしては、酢酸ビニル等が挙げられる。
また、プロピレン共重合体におけるプロピレン単位の含有割合は特に限定されないが、５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。
なかでも、このプロピレン共重合体としては、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体が好ましく、特にプロピレン単位の含有割合が８０質量％以上、更には９０質量％以上のものが好ましい。
【００１１】
また、エチレン共重合体としては、例えば、エチレンと、エチレン以外のα−オレフィン、ビニルエステル等との二元以上の共重合体が挙げられる。尚、この共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、ブロック共重合体であることがより好ましい。
α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。上記ビニルエステルとしては、酢酸ビニル等が挙げられる。
また、エチレン共重合体におけるエチレン単位の含有割合は特に限定されないが、５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。
【００１２】
オレフィン系樹脂の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、１５〜５０質量部であることが好ましく、より好ましくは１５〜４０質量部、更に好ましくは２０〜４０質量部である。この含有量が１５〜５０質量部である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。
【００１３】
上記「ゴム成分」としては、特に限定されず、各種のゴムが挙げられる。例えば、オレフィン系ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。なかでも、オレフィン系ゴムが好ましい。
このオレフィン系ゴムとしては、例えば、エチレン・α−オレフィン共重合ゴム、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴム等が挙げられる。なかでも、エチレン・α−オレフィン共重合ゴムが好ましい。
α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。
また、スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）、ＳＢＳの水素添加物（ＳＥＢＳ）、ＳＩＳの水素添加物（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、耐候性を向上させることができるため、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳが特に好ましい。
これらのオレフィン系ゴム及びスチレン系熱可塑性エラストマーは、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、オレフィン系ゴムとスチレン系熱可塑性エラストマーとを併用することもできる。
また、これらのゴム成分には、無機充填剤との相溶性を高めるため、ＣＯ２Ｈ基、ＮＨ２基、ＯＨ基等の官能基を導入してもよい。
【００１４】
ゴム成分の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．５〜２０質量部であることが好ましく、より好ましくは１〜１５質量部、更に好ましくは３〜１５質量部である。この含有量が０．５〜２０質量部である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。
【００１５】
上記「無機充填剤」は、特に限定されず、例えば、タルク、ワラストナイト、カオリン、クレー、パイロフィライト、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、セピオライト、ゾノトライト、天然シリカ、合成シリカ、各種ガラスフィラー、ゼオライト、ケイソウ土及びハロイサイト等を用いることができる。尚、これらは、分散性を更に高めるため、各種カップリング剤や金属塩等で表面処理されたものであってもよい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。なかでも、タルク、ワラストナイトが好ましい。
また、この無機充填剤はアスペクト比が２以上（通常、２０以下）であることが好ましく、より好ましくは４以上、更に好ましくは５以上である。アスペクト比が２以上の場合、十分な補強効果を有しており、更には成形品の寸法安定性に優れるコンパウンド材料となる。
特に、無機充填剤としては、アスペクト比が２以上のタルク及びワラストナイトのうちの少なくとも一方が好ましい。更には、より優れた補強効果が得られるためアスペクト比が２以上のタルクが好ましい。
【００１６】
無機充填剤の平均粒径は、特に限定されないが、例えば、タルクを用いる場合は、１〜１５μｍであることが好ましく、より好ましくは１．５〜１０μｍ、更に好ましくは２〜８μｍである。また、ワラストナイトを用いる場合は、５〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜４５μｍ、更に好ましくは５〜４０μｍである。
【００１７】
無機充填剤の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、４０〜７５質量部であることが好ましく、より好ましくは４０〜７０質量部、更に好ましくは５０〜７０質量部である。この含有量が４０〜７５質量部である場合、有効な量の無機充填剤が均一に分散しているマスターバッチとなる。
【００１８】
上記「酸変性樹脂」は、樹脂に酸基が結合しているものであれば、特に限定されるものではない。尚、酸基以外に、ＮＨ２基、ＯＨ基、ＣＯ基、ＣＯＮＨ２基が結合していてもよい。
樹脂は、特に限定されないが、通常、極性の低い樹脂が用いられる。このような樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。なかでも、オレフィン系樹脂が好ましい。
オレフィン系樹脂としては、α−オレフィンを単独で又は２種以上用いて重合させて得られたポリオレフィン等が挙げられる。
α−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。
【００１９】
酸基としては、ＣＯ２Ｈ基、ＣＯ２ −基、酸無水物基等が挙げられる。
酸基の樹脂への導入には、これらの酸基を有する不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物等の酸基を有する不飽和化合物を用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びナジック酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水アリルコハク酸及び無水ナジック酸等が挙げられる。
具体的な導入方法としては、例えば、▲１▼樹脂製造時に、不飽和化合物を共重合する方法、▲２▼樹脂と不飽和化合物と、少量の有機過酸化物とを混合した後、溶融混練する方法、▲３▼樹脂を溶剤に溶解し、これに不飽和化合物と、少量の有機過酸化物を添加し、溶液状態でグラフト反応させる方法等が挙げられる。
【００２０】
このような酸変性樹脂としては、例えば、エチレン・アクリル酸共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、ＥＶＡ−グラフトアクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート・マレイン酸共重合体等が挙げられる。また、エチレン・（メタ）アクリル酸アイオノマー等のアイオノマー樹脂が挙げられる。
更に、市販されている酸変性樹脂としては、例えば、米国アライド・ジグナル社製、商品名「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５４０」（エチレン・アクリル酸共重合体）、「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５７５Ｐ」（マレイン酸変性ポリエチレン）、三洋化成株式会社製、商品名「ユーメックス１０１０」（マレイン酸変性ポリプロピレン）、日本油脂株式会社製、商品名「モディパーＡ６６００」（ＥＶＡ−グラフトアクリル酸共重合体）、住友化学工業株式会社製、商品名「ボンダインＡＸ８３９０」（エチレン・エチルアクリレート・マレイン酸共重合体）等が挙げられる。
これらの酸変性樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
なかでも、無機充填剤との親和性が良好であるため、エチレン・アクリル酸共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン及びＥＶＡ・グラフトアクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート・マレイン酸共重合体が好ましく用いられる。
【００２１】
また、酸変性樹脂の数平均分子量は、特に限定されないが、５００〜５００００であることが好ましく、より好ましくは５００〜１００００、更に好ましくは１０００〜１００００、特に好ましくは１０００〜５０００である。この数平均分子量が５００未満の場合、ブリードによる型汚れが起こることがある。数平均分子量が５００００を超える場合、溶融粘度が上がり、無機充填剤の分散性が低下することがある。
また、酸変性樹脂中における酸変性成分の含有割合は、特に限定されないが、０．０１〜２０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１５質量％、更に好ましくは０．１〜１０質量％である。この割合が０．０１〜２０質量％である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。
更に、酸変性樹脂の酸価は、特に限定されないが、ＪＩＳ Ｋ ００７０で規定される酸価が、１〜１００であることが好ましく、より好ましくは５〜６０、更に好ましくは１０〜６０である。この酸価が１〜１００である場合、無機充填剤との親和性に優れ、且つオレフィン系樹脂への分散性に優れるため好ましい。
【００２２】
酸変性樹脂の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．２〜５質量部であり、好ましくは０．５〜４．５質量部、より好ましくは０．５〜４質量部、更に好ましくは１〜４質量部である。この含有量が０．２質量部未満の場合、無機充填剤の分散性を向上させる効果が低いため好ましくない。一方、５質量部を超える場合、射出成形した際の脱型性が悪くなる。
【００２３】
また、本発明のマスターバッチには、脂肪酸金属塩を配合することができる。脂肪酸金属塩を配合した場合には、マスターバッチに含まれる無機充填剤の分散性をより向上させることができる。更には、主材と混合した際に、全体として無機充填剤をより均一に分散させることができる。
この脂肪酸金属塩は、特に限定されないが、例えば、ステアリン酸金属塩、ラウリン酸金属塩、ベヘン酸金属塩、モンタン酸金属塩及びヒドロキシステアリン酸金属塩等が挙げられる。この金属元素としては、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛及びアルミニウム等が挙げられる。なかでも、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム及びステアリン酸亜鉛等が好ましい。
【００２４】
脂肪酸金属塩の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量とした場合に、０．２〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．３〜１質量部、更に好ましくは０．３〜０．８質量部である。この含有量が０．２〜１質量部である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。更には、より成形性に優れるコンパウンド材料とすることができる。尚、含有量が０．２質量部未満であると、分散性を向上させる効果が少ない。一方、１質量部を超える場合、ブリードによる型汚れ性が悪化することがある。
【００２５】
更に、本発明のマスターバッチには、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の他の添加剤等を配合することができる。他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、造核剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤及び分散促進剤等が挙げられる。
特に、酸化防止剤を配合する場合、その配合量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量とした場合に、０．０１〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５質量部である。また、造核剤を配合する場合、その配合量は、０．０５〜５質量部であることが好ましく、より好ましくは０．１〜３質量部である。
更に、光安定剤を配合する場合、その配合量は、０．０１〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５質量部である。
また、紫外線吸収剤を配合する場合、その配合量は、０．０１〜０．５質量部であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．３質量部である。
【００２６】
本発明のマスターバッチの製造方法は、特に限定されないが、（１）前記のオレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂等の各成分を、所定の割合でドライブレンドし、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサ、ロールミキサ及びニーダー等の一般の混練機を用いて、混練、造粒する方法によって製造することができる。また、（２）スーパーミキサ、ヘンシェルミキサ等の高速回転型攪拌混合機で攪拌しながら混合物を得て、その後押出機で混練、造粒する、いわゆる攪拌混練造粒方法等によって製造することもできる。
尚、混練、造粒の際には、上記各成分の配合物を、同時に混練してもよいし、性能向上を図るべく各成分を分割、例えば、先ず、ゴム成分と無機充填剤の一部又は全部を混練し、その後に残り成分を混練、造粒することもできる。
【００２７】
また、本発明のマスターバッチは、主材と混合し、コンパウンド材料として用いられるものである。
この主材としては、前記オレフィン系樹脂と同様のものを用いることができ、通常、オレフィン系樹脂と、単量体の種類、単量体単位の量比などが同一又は近似のものが用いられる。
主材とマスターバッチとを用いたコンパウンド材料の調製方法は特に限定されないが、一般的には、各々を任意の割合でドライブレンドした後、射出成形法（ガス射出成形法も含む）、又は射出圧縮成形法等にて成形する際に、各々の成形機の押出機内において調製することができる。この場合、主材とマスターバッチとの混合割合（質量比）は、９０：１０〜４０：６０であることが好ましく、より好ましくは９０：１０〜５０：５０である。
【００２８】
また、前記の各成分の含有量を以下のようにすることで、マスターバッチとしてではなく、そのままコンパウンド材料として利用可能な樹脂組成物とすることができる。
オレフィン系樹脂の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、７０〜９５質量部であることが好ましく、より好ましくは８０〜９５質量部、更に好ましくは８５〜９５質量部である。
ゴム成分の含有量は、０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜６質量部、更に好ましくは１〜５質量部である。
無機充填剤の含有量は、３〜３０質量部であることが好ましく、より好ましくは３〜２５質量部、更に好ましくは３〜２０質量部である。
酸変性樹脂の含有量は、０．１５〜５質量部であり、好ましくは０．２〜４．５質量部、より好ましくは０．２〜４質量部、更に好ましくは０．２〜３．５質量部である。この含有量が０．１５質量部未満の場合、無機充填剤の分散性を向上させる効果が低いため好ましくない。一方、５質量部を超える場合、射出成形した際の脱型性が悪くなる。
【００２９】
また、この樹脂組成物には、脂肪酸金属塩を含有させることもでき、その含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量とした場合に、０．２〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．３〜１質量部、更に好ましくは０．３〜０．８質量部である。この含有量が０．２〜１質量部である場合、無機充填剤をより均一に分散させることができる。更に、コンパウンド材料としての効果を損なわない範囲で、前記の他の添加剤等を配合することもできる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
［１］使用原料
（Ａ）オレフィン系樹脂
▲１▼サンアロマー株式会社製、商品名「ＰＭＡ８０Ｘ」（エチレン・プロピレン共重合体）
▲２▼出光石油化学株式会社製、商品名「Ｊ９６６ＨＰ」（エチレン・プロピレン共重合体）
（Ｂ）ゴム成分
エチレン・１−オクテン共重合体；ダウエラストマー株式会社製、商品名「エンゲージ８２００」
（Ｃ）無機充填剤
タルク；富士タルク株式会社製、商品名「ＬＭＳ−２００」、アスペクト比：１５
（Ｄ）酸変性樹脂
▲１▼マレイン酸変性ポリエチレン；米国アライド シグナル社製、商品名「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５７５Ｐ」、酸価３２〜３６、数平均分子量３６００
▲２▼エチレン・アクリル酸共重合体；米国アライド シグナル社製、商品名「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５４０」
（Ｅ）脂肪酸金属塩
ステアリン酸マグネシウム；堺化学工業株式会社製
（Ｆ）酸化防止剤
チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、商品名「イルガノックス１０１０」
（Ｇ）造核剤
旭電化株式会社製、商品名「ＮＡ−２１」
（Ｈ）光安定剤
ヒンダードアミン系光安定剤、チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、商品名「キマソーブ１１９ＦＬ」
（Ｉ）紫外線吸収剤
チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、商品名「チヌビン３２８」
【００３１】
［２］マスターバッチの調製
実施例１〜３及び比較例１〜５
各成分を表１に示す所定の割合で、ヘンシェルミキサにて予備混合し、得られた予備混合物を株式会社日本製鋼所製のＴＥＸ４４（Ｌ／Ｄ＝４９）同方向回転２軸混練押出機にて、均一に混練し、ペレット化したマスターバッチペレットを調製した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
［３］テストピースの作成
［２］で得られた実施例１〜３及び比較例１〜５の各マスターバッチペレットと、主材［三井住友ポリオレフィン株式会社製、商品名「ＢＪ４Ｈ−１００（３）」（エチレン・プロピレン共重合体）］とを、１：２の質量比にてドライブレンドし、略均一にブレンドしたペレットを得た。この混合ペレットを日精樹脂工業株式会社製の１００ｔｏｎ射出成形機のホッパーに投入し、シート状の成形物を得て、下記の引張試験用、曲げ試験用及びアイゾット衝撃試験用のテストピースを、各試片形状を有する打抜き治具を用いて打抜き作製した。
【００３４】
［４］評価
［３］で得られた各テストピースを用いて下記の試験を行い、各性能を評価した。各々の測定結果を表２に示す。
▲１▼引張試験
ＪＩＳ Ｋ ７１１３に準拠し、二号ダンベル形状のテストピースを使用して、引張速度１０ｍｍ／分にて、引張強度及び引張伸びを測定した。
▲２▼曲げ試験
ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠し、曲げ弾性率を測定した。
▲３▼アイゾット衝撃試験
ＪＩＳ Ｋ ７１１０に準拠し、ノッチ無しで試験温度−２０℃にてアイゾット衝撃値を測定した。
尚、各試験は、１０回ずつ実施し、最大及び最小のデータを各２個ずつ削除し、残りの６個のデータにおける、最大値、最小値及び平均値を記録した。
また、射出成形時の脱型性及び型汚れ性を目視により確認し、その結果を表２に併記する。
【００３５】
【表２】
尚、表２における「＊」は、特性、性状が劣っていることを示す。
【００３６】
［５］実施例の効果
表２によれば、酸変性樹脂が含有されていない比較例１、及び酸変性樹脂の含有量が０．１質量部と少ない比較例２では、引張伸びの最大値と最小値との差がそれぞれ２８０％、２６０％と共に大きく、性能にばらつきがあった。また、引張伸びの平均値もそれぞれ３００％、３２０％と共に低かった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差がそれぞれ１９ｋＪ／ｍ２、１３ｋＪ／ｍ２と共に大きく、性能にばらつきがあった。また、アイゾット衝撃値の平均値もそれぞれ５６ｋＪ／ｍ２、５４ｋＪ／ｍ２と共に低かった。尚、引張強度、曲げ弾性率、脱型性及び型汚れ性においては共に問題なかった。
また、酸変性樹脂の含有量が６質量部と多い比較例３では、物性には問題がなかったが、樹脂の極性が上がって、金型の金属面との密着性が高まり、マスターバッチが型に粘着してしまい脱型性が不良であった。更に、金型の内面にマスターバッチが付着してしまい型汚れ性においても不良であった。
【００３７】
更に、脂肪酸金属塩が含有されており、酸変性樹脂が含有されていない比較例４では、引張伸びの最大値と最小値との差が２５０％と大きく、性能にばらつきがあった。また、引張伸びの平均値も３２０％と低かった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差が１１ｋＪ／ｍ２と大きく、性能にばらつきがあった。また、アイゾット衝撃値の平均値も５１ｋＪ／ｍ２と低かった。尚、引張強度、曲げ弾性率、脱型性及び型汚れ性においては問題なかった。
また、脂肪酸金属塩が含有されており、酸変性樹脂が含有されていない比較例５では、引張伸びの最大値と最小値との差が１２０％と大きく、性能にばらつきがあった。また、引張伸びの平均値も４１０％と若干低かった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差が１３ｋＪ／ｍ２と大きく、性能にばらつきがあった。また、アイゾット衝撃値の平均値も５２ｋＪ／ｍ２と低かった。更に、脱型性は、マスターバッチが型に粘着してしまい不良であった。また、型汚れ性は、金型の内面にマスターバッチが付着してしまい不良であった。尚、引張強度及び曲げ弾性率においては問題なかった。
【００３８】
これらに対して、実施例１〜３では、引張伸びの最大値と最小値との差が、順に３０％、４０％及び３０％と小さく、安定した性能を有していた。また、引張伸びの平均値においても、順に４９０％、４７０％及び４４０％と良好な結果であった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差が、順に３ｋＪ／ｍ２、２ｋＪ／ｍ２及び５ｋＪ／ｍ２と小さく、安定した性能を有していた。また、アイゾット衝撃値の平均値においても、順に６９ｋＪ／ｍ２、６７ｋＪ／ｍ２及び６７ｋＪ／ｍ２と良好な結果であった。更に、引張強度の最大値と最小値との差が、順に０．５ＭＰａ、１．１ＭＰａ及び０．９ＭＰａと小さく、引張強度の平均値が、順に２３．８ＭＰａ、２４．７ＭＰａ及び２４．４ＭＰａと優れていた。また、曲げ弾性率においても、順に２０２６ＭＰａ、２０１３ＭＰａ及び２０３２ＭＰａと優れていた。更に、脱型性及び型汚れ性も良好であった。
特に、実施例３では、脂肪酸金属塩を併用しているため、無機充填剤の分散性により優れたマスターバッチとなり、主材との混練を円滑に進めることが可能であった。
以上のことより、実施例１〜３の各マスターバッチは、無機充填剤の分散性に優れ、主材と混合した際に、主材と均一に混合可能であり、性能バランスに優れていることが分かった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のマスターバッチは、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、主材と均一に混合可能であるため、物性が安定しており、性能バランスに優れている。そのため、自動車部品等に使用されるコンパウンド材料に好適である。尚、インストルメントパネル、コンソールリッド、アームレスト等の自動車部品などに、このコンパウンド材料を使用した場合には、耐スクラッチ性等の傷付性が改善され、製品の商品性が向上する。
また、無機充填剤の含有量を特定の範囲とした場合には、有効な量の無機充填剤が均一に分散しているマスターバッチとなる。
更に、特定の無機充填剤を用いた場合には、より優れた補強効果を有するコンパウンド材料となる。
また、脂肪酸金属塩を含有させ、この含有量を特定の範囲とする場合には、無機充填剤の分散性により優れ、主材と混合した際、より均一に主材と混合可能なマスターバッチとなる。更には、より成形性に優れるコンパウンド材料となる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスターバッチに関する。更に詳しくは、無機充填剤の分散性に優れたマスターバッチ、特には、無機充填剤が多量に含まれていても、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができるマスターバッチに関する。
本発明のマスターバッチは、バンパー、インストルメントパネル、天井、ドア及びサンバイザー等の自動車部品、テレビ、ＶＴＲ及び洗濯機等の家電製品の部品などの各種工業用品の製造に幅広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車部品等に使用される一般的なオレフィン系材料、特にポリプロピレン樹脂材料としては、ポリプロピレン／ゴム／タルクの三元系複合材料、いわゆるコンパウンド材料が用いられることが多い。このポリプロピレン系コンパウンド材料は、成形性、機械的強度等に優れており、経済的にも有利であることから、広く利用されている。
このようなコンパウンド材料は、パウダー状のポリプロピレンニートポリマーに必要最小限の添加剤を配合し、混練押出機を介してペレット化したものに、更に、ゴム、タルク等を配合し、再度混練押出機を介してペレット化することにより製造することができる。
【０００３】
また、上記コンパウンド材料に相当する組成物は、予め、キャリアレジンとなるポリプロピレンに、高濃度のゴム及びタルク等を配合し、混練押出機を介してペレット化したもの（マスターバッチ）と、主材（ベースレジン）となるポリプロピレンとを特定の比率で配合し、均一にドライブレンドした後、ホッパーに投入し、射出成形機内で可塑化される際に、両成分が溶融し、スクリューによる剪断力下において均一に分散され、最終的に所望の組成となるように混練する、いわゆるマスターバッチ方式により調製することもできる。
このマスターバッチ方式によりコンパウンド材料とする場合、主材を共通としたまま、マスターバッチの組成を変更するだけで、特定の機能を付加することができ、最終的に調製されるコンパウンド材料の性能を変更することができる。更には、マスターバッチ方式による調製の方が、混練加工コストが低減されるため、注目される技術となってきている。
【０００４】
このようなコンパウンド材料を調製するためのマスターバッチに関する出願としては、例えば、特定の流動性を有するエラストマー成分に、特定の粒径のタルク成分、金属石鹸成分を特定量配合したものが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。また、特定のポリプロピレン樹脂に、特定の無機フィラーと特定のポリエチレン及び／又は滑成分、場合により分散促進成分、エチレン・α−オレフィン共重合ゴム、着色成分を特定の比率で配合したものが挙げられる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２７３１９０号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
マスターバッチ方式によるコンパウンド材料の調製においては、溶融特性、分散特性において大きな差異のあるマスターバッチと主材とを均一に混合する必要がある。この混合が不十分であると、物性が安定せず、性能にばらつきが生じることがある。
しかし、このマスターバッチと主材との混合は、成形時には、通常、混練押出に使用される２軸押出機に比べて剪断力の弱い射出成形機内の単軸スクリュー等により行われているため、分散が不十分となり易い。そのため、より分散性に優れるマスターバッチが求められている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、無機充填剤の分散性に優れたマスターバッチ、特には、無機充填剤が多量に含まれていても、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができるマスターバッチを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、マスターバッチ中における無機充填剤の分散性の向上について検討した結果、特定量の酸変性樹脂を含有させることにより、無機充填剤を均一に分散させることができ、更には、高濃度の無機充填剤を含むマスターバッチと主材とを混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明のマスターバッチは、オレフィン系樹脂と、ゴム成分と、無機充填剤と、酸変性樹脂とを含有し、該オレフィン系樹脂、該ゴム成分、該無機充填剤及び該酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、該酸変性樹脂が０．２〜５質量部であることを特徴とする。
また、上記オレフィン系樹脂、上記ゴム成分、上記無機充填剤及び上記酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、該無機充填剤が４０〜７５質量部であるマスターバッチとすることができる。
更に、上記無機充填剤のアスペクト比が２以上であるマスターバッチとすることができる。
また、上記無機充填剤が、タルク及びワラストナイトのうちの少なくとも一方であるマスターバッチとすることができる。
更に、脂肪酸金属塩を含有し、該脂肪酸金属塩の含有量は、上記オレフィン系樹脂、上記ゴム成分、上記無機充填剤及び上記酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．２〜１質量部であるマスターバッチとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
上記「オレフィン系樹脂」は、特に限定されず、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン共重合体、エチレン単独重合体及びエチレン共重合体等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。なかでも、プロピレン共重合体、プロピレン単独重合体が好ましい。
プロピレン共重合体としては、例えば、プロピレンと、プロピレン以外のα−オレフィン、ビニルエステル等との二元以上の共重合体が挙げられる。この共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、ブロック共重合体であることがより好ましい。
α−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。なかでも、エチレンであることが好ましい。上記ビニルエステルとしては、酢酸ビニル等が挙げられる。
また、プロピレン共重合体におけるプロピレン単位の含有割合は特に限定されないが、５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。
なかでも、このプロピレン共重合体としては、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体が好ましく、特にプロピレン単位の含有割合が８０質量％以上、更には９０質量％以上のものが好ましい。
【００１１】
また、エチレン共重合体としては、例えば、エチレンと、エチレン以外のα−オレフィン、ビニルエステル等との二元以上の共重合体が挙げられる。尚、この共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、ブロック共重合体であることがより好ましい。
α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。上記ビニルエステルとしては、酢酸ビニル等が挙げられる。
また、エチレン共重合体におけるエチレン単位の含有割合は特に限定されないが、５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。
【００１２】
オレフィン系樹脂の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、１５〜５０質量部であることが好ましく、より好ましくは１５〜４０質量部、更に好ましくは２０〜４０質量部である。この含有量が１５〜５０質量部である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。
【００１３】
上記「ゴム成分」としては、特に限定されず、各種のゴムが挙げられる。例えば、オレフィン系ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。なかでも、オレフィン系ゴムが好ましい。
このオレフィン系ゴムとしては、例えば、エチレン・α−オレフィン共重合ゴム、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴム等が挙げられる。なかでも、エチレン・α−オレフィン共重合ゴムが好ましい。
α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。
また、スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）、ＳＢＳの水素添加物（ＳＥＢＳ）、ＳＩＳの水素添加物（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、耐候性を向上させることができるため、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳが特に好ましい。
これらのオレフィン系ゴム及びスチレン系熱可塑性エラストマーは、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、オレフィン系ゴムとスチレン系熱可塑性エラストマーとを併用することもできる。
また、これらのゴム成分には、無機充填剤との相溶性を高めるため、ＣＯ２Ｈ基、ＮＨ２基、ＯＨ基等の官能基を導入してもよい。
【００１４】
ゴム成分の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．５〜２０質量部であることが好ましく、より好ましくは１〜１５質量部、更に好ましくは３〜１５質量部である。この含有量が０．５〜２０質量部である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。
【００１５】
上記「無機充填剤」は、特に限定されず、例えば、タルク、ワラストナイト、カオリン、クレー、パイロフィライト、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、セピオライト、ゾノトライト、天然シリカ、合成シリカ、各種ガラスフィラー、ゼオライト、ケイソウ土及びハロイサイト等を用いることができる。尚、これらは、分散性を更に高めるため、各種カップリング剤や金属塩等で表面処理されたものであってもよい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。なかでも、タルク、ワラストナイトが好ましい。
また、この無機充填剤はアスペクト比が２以上（通常、２０以下）であることが好ましく、より好ましくは４以上、更に好ましくは５以上である。アスペクト比が２以上の場合、十分な補強効果を有しており、更には成形品の寸法安定性に優れるコンパウンド材料となる。
特に、無機充填剤としては、アスペクト比が２以上のタルク及びワラストナイトのうちの少なくとも一方が好ましい。更には、より優れた補強効果が得られるためアスペクト比が２以上のタルクが好ましい。
【００１６】
無機充填剤の平均粒径は、特に限定されないが、例えば、タルクを用いる場合は、１〜１５μｍであることが好ましく、より好ましくは１．５〜１０μｍ、更に好ましくは２〜８μｍである。また、ワラストナイトを用いる場合は、５〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜４５μｍ、更に好ましくは５〜４０μｍである。
【００１７】
無機充填剤の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、４０〜７５質量部であることが好ましく、より好ましくは４０〜７０質量部、更に好ましくは５０〜７０質量部である。この含有量が４０〜７５質量部である場合、有効な量の無機充填剤が均一に分散しているマスターバッチとなる。
【００１８】
上記「酸変性樹脂」は、樹脂に酸基が結合しているものであれば、特に限定されるものではない。尚、酸基以外に、ＮＨ２基、ＯＨ基、ＣＯ基、ＣＯＮＨ２基が結合していてもよい。
樹脂は、特に限定されないが、通常、極性の低い樹脂が用いられる。このような樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。なかでも、オレフィン系樹脂が好ましい。
オレフィン系樹脂としては、α−オレフィンを単独で又は２種以上用いて重合させて得られたポリオレフィン等が挙げられる。
α−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン及び１−オクテン等が挙げられる。
【００１９】
酸基としては、ＣＯ２Ｈ基、ＣＯ２ −基、酸無水物基等が挙げられる。
酸基の樹脂への導入には、これらの酸基を有する不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物等の酸基を有する不飽和化合物を用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びナジック酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水アリルコハク酸及び無水ナジック酸等が挙げられる。
具体的な導入方法としては、例えば、▲１▼樹脂製造時に、不飽和化合物を共重合する方法、▲２▼樹脂と不飽和化合物と、少量の有機過酸化物とを混合した後、溶融混練する方法、▲３▼樹脂を溶剤に溶解し、これに不飽和化合物と、少量の有機過酸化物を添加し、溶液状態でグラフト反応させる方法等が挙げられる。
【００２０】
このような酸変性樹脂としては、例えば、エチレン・アクリル酸共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、ＥＶＡ−グラフトアクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート・マレイン酸共重合体等が挙げられる。また、エチレン・（メタ）アクリル酸アイオノマー等のアイオノマー樹脂が挙げられる。
更に、市販されている酸変性樹脂としては、例えば、米国アライド・ジグナル社製、商品名「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５４０」（エチレン・アクリル酸共重合体）、「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５７５Ｐ」（マレイン酸変性ポリエチレン）、三洋化成株式会社製、商品名「ユーメックス１０１０」（マレイン酸変性ポリプロピレン）、日本油脂株式会社製、商品名「モディパーＡ６６００」（ＥＶＡ−グラフトアクリル酸共重合体）、住友化学工業株式会社製、商品名「ボンダインＡＸ８３９０」（エチレン・エチルアクリレート・マレイン酸共重合体）等が挙げられる。
これらの酸変性樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
なかでも、無機充填剤との親和性が良好であるため、エチレン・アクリル酸共重合体、マレイン酸変性ポリエチレン及びＥＶＡ・グラフトアクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート・マレイン酸共重合体が好ましく用いられる。
【００２１】
また、酸変性樹脂の数平均分子量は、特に限定されないが、５００〜５００００であることが好ましく、より好ましくは５００〜１００００、更に好ましくは１０００〜１００００、特に好ましくは１０００〜５０００である。この数平均分子量が５００未満の場合、ブリードによる型汚れが起こることがある。数平均分子量が５００００を超える場合、溶融粘度が上がり、無機充填剤の分散性が低下することがある。
また、酸変性樹脂中における酸変性成分の含有割合は、特に限定されないが、０．０１〜２０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜１５質量％、更に好ましくは０．１〜１０質量％である。この割合が０．０１〜２０質量％である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。
更に、酸変性樹脂の酸価は、特に限定されないが、ＪＩＳ Ｋ ００７０で規定される酸価が、１〜１００であることが好ましく、より好ましくは５〜６０、更に好ましくは１０〜６０である。この酸価が１〜１００である場合、無機充填剤との親和性に優れ、且つオレフィン系樹脂への分散性に優れるため好ましい。
【００２２】
酸変性樹脂の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．２〜５質量部であり、好ましくは０．５〜４．５質量部、より好ましくは０．５〜４質量部、更に好ましくは１〜４質量部である。この含有量が０．２質量部未満の場合、無機充填剤の分散性を向上させる効果が低いため好ましくない。一方、５質量部を超える場合、射出成形した際の脱型性が悪くなる。
【００２３】
また、本発明のマスターバッチには、脂肪酸金属塩を配合することができる。脂肪酸金属塩を配合した場合には、マスターバッチに含まれる無機充填剤の分散性をより向上させることができる。更には、主材と混合した際に、全体として無機充填剤をより均一に分散させることができる。
この脂肪酸金属塩は、特に限定されないが、例えば、ステアリン酸金属塩、ラウリン酸金属塩、ベヘン酸金属塩、モンタン酸金属塩及びヒドロキシステアリン酸金属塩等が挙げられる。この金属元素としては、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛及びアルミニウム等が挙げられる。なかでも、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム及びステアリン酸亜鉛等が好ましい。
【００２４】
脂肪酸金属塩の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量とした場合に、０．２〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．３〜１質量部、更に好ましくは０．３〜０．８質量部である。この含有量が０．２〜１質量部である場合、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、全体として無機充填剤を均一に分散させることが可能なマスターバッチとすることができる。更には、より成形性に優れるコンパウンド材料とすることができる。尚、含有量が０．２質量部未満であると、分散性を向上させる効果が少ない。一方、１質量部を超える場合、ブリードによる型汚れ性が悪化することがある。
【００２５】
更に、本発明のマスターバッチには、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の他の添加剤等を配合することができる。他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、造核剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤及び分散促進剤等が挙げられる。
特に、酸化防止剤を配合する場合、その配合量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量とした場合に、０．０１〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５質量部である。また、造核剤を配合する場合、その配合量は、０．０５〜５質量部であることが好ましく、より好ましくは０．１〜３質量部である。
更に、光安定剤を配合する場合、その配合量は、０．０１〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．５質量部である。
また、紫外線吸収剤を配合する場合、その配合量は、０．０１〜０．５質量部であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．３質量部である。
【００２６】
本発明のマスターバッチの製造方法は、特に限定されないが、（１）前記のオレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂等の各成分を、所定の割合でドライブレンドし、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサ、ロールミキサ及びニーダー等の一般の混練機を用いて、混練、造粒する方法によって製造することができる。また、（２）スーパーミキサ、ヘンシェルミキサ等の高速回転型攪拌混合機で攪拌しながら混合物を得て、その後押出機で混練、造粒する、いわゆる攪拌混練造粒方法等によって製造することもできる。
尚、混練、造粒の際には、上記各成分の配合物を、同時に混練してもよいし、性能向上を図るべく各成分を分割、例えば、先ず、ゴム成分と無機充填剤の一部又は全部を混練し、その後に残り成分を混練、造粒することもできる。
【００２７】
また、本発明のマスターバッチは、主材と混合し、コンパウンド材料として用いられるものである。
この主材としては、前記オレフィン系樹脂と同様のものを用いることができ、通常、オレフィン系樹脂と、単量体の種類、単量体単位の量比などが同一又は近似のものが用いられる。
主材とマスターバッチとを用いたコンパウンド材料の調製方法は特に限定されないが、一般的には、各々を任意の割合でドライブレンドした後、射出成形法（ガス射出成形法も含む）、又は射出圧縮成形法等にて成形する際に、各々の成形機の押出機内において調製することができる。この場合、主材とマスターバッチとの混合割合（質量比）は、９０：１０〜４０：６０であることが好ましく、より好ましくは９０：１０〜５０：５０である。
【００２８】
また、前記の各成分の含有量を以下のようにすることで、マスターバッチとしてではなく、そのままコンパウンド材料として利用可能な樹脂組成物とすることができる。
オレフィン系樹脂の含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、７０〜９５質量部であることが好ましく、より好ましくは８０〜９５質量部、更に好ましくは８５〜９５質量部である。
ゴム成分の含有量は、０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜６質量部、更に好ましくは１〜５質量部である。
無機充填剤の含有量は、３〜３０質量部であることが好ましく、より好ましくは３〜２５質量部、更に好ましくは３〜２０質量部である。
酸変性樹脂の含有量は、０．１５〜５質量部であり、好ましくは０．２〜４．５質量部、より好ましくは０．２〜４質量部、更に好ましくは０．２〜３．５質量部である。この含有量が０．１５質量部未満の場合、無機充填剤の分散性を向上させる効果が低いため好ましくない。一方、５質量部を超える場合、射出成形した際の脱型性が悪くなる。
【００２９】
また、この樹脂組成物には、脂肪酸金属塩を含有させることもでき、その含有量は、オレフィン系樹脂、ゴム成分、無機充填剤及び酸変性樹脂の合計を１００質量とした場合に、０．２〜１質量部であることが好ましく、より好ましくは０．３〜１質量部、更に好ましくは０．３〜０．８質量部である。この含有量が０．２〜１質量部である場合、無機充填剤をより均一に分散させることができる。更に、コンパウンド材料としての効果を損なわない範囲で、前記の他の添加剤等を配合することもできる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
［１］使用原料
（Ａ）オレフィン系樹脂
▲１▼サンアロマー株式会社製、商品名「ＰＭＡ８０Ｘ」（エチレン・プロピレン共重合体）
▲２▼出光石油化学株式会社製、商品名「Ｊ９６６ＨＰ」（エチレン・プロピレン共重合体）
（Ｂ）ゴム成分
エチレン・１−オクテン共重合体；ダウエラストマー株式会社製、商品名「エンゲージ８２００」
（Ｃ）無機充填剤
タルク；富士タルク株式会社製、商品名「ＬＭＳ−２００」、アスペクト比：１５
（Ｄ）酸変性樹脂
▲１▼マレイン酸変性ポリエチレン；米国アライド シグナル社製、商品名「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５７５Ｐ」、酸価３２〜３６、数平均分子量３６００
▲２▼エチレン・アクリル酸共重合体；米国アライド シグナル社製、商品名「Ａ−Ｃポリエチレン Ａ−Ｃ５４０」
（Ｅ）脂肪酸金属塩
ステアリン酸マグネシウム；堺化学工業株式会社製
（Ｆ）酸化防止剤
チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、商品名「イルガノックス１０１０」
（Ｇ）造核剤
旭電化株式会社製、商品名「ＮＡ−２１」
（Ｈ）光安定剤
ヒンダードアミン系光安定剤、チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、商品名「キマソーブ１１９ＦＬ」
（Ｉ）紫外線吸収剤
チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、商品名「チヌビン３２８」
【００３１】
［２］マスターバッチの調製
実施例１〜３及び比較例１〜５
各成分を表１に示す所定の割合で、ヘンシェルミキサにて予備混合し、得られた予備混合物を株式会社日本製鋼所製のＴＥＸ４４（Ｌ／Ｄ＝４９）同方向回転２軸混練押出機にて、均一に混練し、ペレット化したマスターバッチペレットを調製した。
【００３２】
【表１】
［３］テストピースの作成
［２］で得られた実施例１〜３及び比較例１〜５の各マスターバッチペレットと、主材［三井住友ポリオレフィン株式会社製、商品名「ＢＪ４Ｈ−１００（３）」（エチレン・プロピレン共重合体）］とを、１：２の質量比にてドライブレンドし、略均一にブレンドしたペレットを得た。この混合ペレットを日精樹脂工業株式会社製の１００ｔｏｎ射出成形機のホッパーに投入し、シート状の成形物を得て、下記の引張試験用、曲げ試験用及びアイゾット衝撃試験用のテストピースを、各試片形状を有する打抜き治具を用いて打抜き作製した。
【００３４】
［４］評価
［３］で得られた各テストピースを用いて下記の試験を行い、各性能を評価した。各々の測定結果を表２に示す。
▲１▼引張試験
ＪＩＳ Ｋ ７１１３に準拠し、二号ダンベル形状のテストピースを使用して、引張速度１０ｍｍ／分にて、引張強度及び引張伸びを測定した。
▲２▼曲げ試験
ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠し、曲げ弾性率を測定した。
▲３▼アイゾット衝撃試験
ＪＩＳ Ｋ ７１１０に準拠し、ノッチ無しで試験温度−２０℃にてアイゾット衝撃値を測定した。
尚、各試験は、１０回ずつ実施し、最大及び最小のデータを各２個ずつ削除し、残りの６個のデータにおける、最大値、最小値及び平均値を記録した。
また、射出成形時の脱型性及び型汚れ性を目視により確認し、その結果を表２に併記する。
【００３５】
【表２】
【００３６】
［５］実施例の効果
表２によれば、酸変性樹脂が含有されていない比較例１、及び酸変性樹脂の含有量が０．１質量部と少ない比較例２では、引張伸びの最大値と最小値との差がそれぞれ２８０％、２６０％と共に大きく、性能にばらつきがあった。また、引張伸びの平均値もそれぞれ３００％、３２０％と共に低かった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差がそれぞれ１９ｋＪ／ｍ２、１３ｋＪ／ｍ２と共に大きく、性能にばらつきがあった。また、アイゾット衝撃値の平均値もそれぞれ５６ｋＪ／ｍ２、５４ｋＪ／ｍ２と共に低かった。尚、引張強度、曲げ弾性率、脱型性及び型汚れ性においては共に問題なかった。
また、酸変性樹脂の含有量が６質量部と多い比較例３では、物性には問題がなかったが、樹脂の極性が上がって、金型の金属面との密着性が高まり、マスターバッチが型に粘着してしまい脱型性が不良であった。更に、金型の内面にマスターバッチが付着してしまい型汚れ性においても不良であった。
【００３７】
更に、脂肪酸金属塩が含有されており、酸変性樹脂が含有されていない比較例４では、引張伸びの最大値と最小値との差が２５０％と大きく、性能にばらつきがあった。また、引張伸びの平均値も３２０％と低かった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差が１１ｋＪ／ｍ２と大きく、性能にばらつきがあった。また、アイゾット衝撃値の平均値も５１ｋＪ／ｍ２と低かった。尚、引張強度、曲げ弾性率、脱型性及び型汚れ性においては問題なかった。
また、脂肪酸金属塩が含有されており、酸変性樹脂が含有されていない比較例５では、引張伸びの最大値と最小値との差が１２０％と大きく、性能にばらつきがあった。また、引張伸びの平均値も４１０％と若干低かった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差が１３ｋＪ／ｍ２と大きく、性能にばらつきがあった。また、アイゾット衝撃値の平均値も５２ｋＪ／ｍ２と低かった。更に、脱型性は、マスターバッチが型に粘着してしまい不良であった。また、型汚れ性は、金型の内面にマスターバッチが付着してしまい不良であった。尚、引張強度及び曲げ弾性率においては問題なかった。
【００３８】
これらに対して、実施例１〜３では、引張伸びの最大値と最小値との差が、順に３０％、４０％及び３０％と小さく、安定した性能を有していた。また、引張伸びの平均値においても、順に４９０％、４７０％及び４４０％と良好な結果であった。更に、アイゾット衝撃値の最大値と最小値との差が、順に３ｋＪ／ｍ２、２ｋＪ／ｍ２及び５ｋＪ／ｍ２と小さく、安定した性能を有していた。また、アイゾット衝撃値の平均値においても、順に６９ｋＪ／ｍ２、６７ｋＪ／ｍ２及び６７ｋＪ／ｍ２と良好な結果であった。更に、引張強度の最大値と最小値との差が、順に０．５ＭＰａ、１．１ＭＰａ及び０．９ＭＰａと小さく、引張強度の平均値が、順に２３．８ＭＰａ、２４．７ＭＰａ及び２４．４ＭＰａと優れていた。また、曲げ弾性率においても、順に２０２６ＭＰａ、２０１３ＭＰａ及び２０３２ＭＰａと優れていた。更に、脱型性及び型汚れ性も良好であった。
特に、実施例３では、脂肪酸金属塩を併用しているため、無機充填剤の分散性により優れたマスターバッチとなり、主材との混練を円滑に進めることが可能であった。
以上のことより、実施例１〜３の各マスターバッチは、無機充填剤の分散性に優れ、主材と混合した際に、主材と均一に混合可能であり、性能バランスに優れていることが分かった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のマスターバッチは、無機充填剤の分散性に優れており、主材と混合した際に、主材と均一に混合可能であるため、物性が安定しており、性能バランスに優れている。そのため、自動車部品等に使用されるコンパウンド材料に好適である。尚、インストルメントパネル、コンソールリッド、アームレスト等の自動車部品などに、このコンパウンド材料を使用した場合には、耐スクラッチ性等の傷付性が改善され、製品の商品性が向上する。
また、無機充填剤の含有量を特定の範囲とした場合には、有効な量の無機充填剤が均一に分散しているマスターバッチとなる。
更に、特定の無機充填剤を用いた場合には、より優れた補強効果を有するコンパウンド材料となる。
また、脂肪酸金属塩を含有させ、この含有量を特定の範囲とする場合には、無機充填剤の分散性により優れ、主材と混合した際、より均一に主材と混合可能なマスターバッチとなる。更には、より成形性に優れるコンパウンド材料となる。
Claims (5)
- オレフィン系樹脂と、ゴム成分と、無機充填剤と、酸変性樹脂とを含有し、該オレフィン系樹脂、該ゴム成分、該無機充填剤及び該酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、該酸変性樹脂が０．２〜５質量部であることを特徴とするマスターバッチ。
- 上記オレフィン系樹脂、上記ゴム成分、上記無機充填剤及び上記酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、該無機充填剤が４０〜７５質量部である請求項１に記載のマスターバッチ。
- 上記無機充填剤のアスペクト比が２以上である請求項１又は２に記載のマスターバッチ。
- 上記無機充填剤が、タルク及びワラストナイトのうちの少なくとも一方である請求項３に記載のマスターバッチ。
- 更に、脂肪酸金属塩を含有し、該脂肪酸金属塩の含有量は、上記オレフィン系樹脂、上記ゴム成分、上記無機充填剤及び上記酸変性樹脂の合計を１００質量部とした場合に、０．２〜１質量部である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のマスターバッチ。
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