JP2007246554A

JP2007246554A - ポリプロピレン樹脂組成物およびその射出成形物

Info

Publication number: JP2007246554A
Application number: JP2006067866A
Authority: JP
Inventors: Maki Hoshikawa; 真樹星川; Heibon Chin; 平凡陳; Kazuhiko Okubo; 和彦大久保; Satoshi Yamazaki; 聡山崎
Original assignee: Prime Polymer Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】
流動性を改善しつつ、耐衝撃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】
ポリプロピレン系樹脂（Ａ）５０〜９９重量部に対して、分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）１〜５０重量部、フィラー（Ｃ）０〜４９重量部（ただし、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の合計量は１００重量部）を配合してなり、前記（Ｂ）が、次の（Ｂ１）および（Ｂ２）から選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂組成物。
（Ｂ１）エチレン、プロピレンのうち少なくとも１種類のモノマー（ｂ１）と、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリル酸から選ばれる少なくとも１種類のモノマー（ｂ２）との共重合体。
（Ｂ２）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）に由来する構成単位を５０重量％以上含むエラストマー。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリプロピレン樹脂組成物に関し、さらに詳細には流動性を改善しつつ、耐衝撃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物に関する。

ポリプロピレン系樹脂に無機フィラー、エラストマーなどを添加し、剛性や衝撃性などに優れた性能を有する材料、いわゆるＰＰコンパウンドは、自動車部品、家電部品等の工業材部品分野に広く使用されている。ポリプロピレン系コンパウンド材料の性能改善に利用されているエラストマーはエチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）やエチレン−ブテン共重合体（ＥＢＲ）で代表されるオレフィン系ゴムやスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）で代表されるスチレン系ゴムがある。これらのゴムをポリプロピレンに用いると衝撃特性が著しく改善されるが、流動性が著しく低下するために大型、薄肉成型において、使用上大幅な制約が生じることが多い。また、流動性の低下により、往々にしてウエルドラインが現れやすいなどの表面成形不良が発生するとともに、ウエルド部強度の低下により成形品の品質悪化も招く。

製品の薄肉化による製品の高性能化、および高速充填、低温での成形などの省エネルギーそして高生産性を追及するため、ユーザーから高流動化の要望が高まってきている。しかしながら、高流動性を確保しながら、耐衝撃性を改善するような要求特性を容易に満たすことができていないのが現状である。

本発明の目的は、流動性を改善しつつ、耐衝撃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物の製造方法を提供することにある。

［１］ポリプロピレン系樹脂（Ａ）５０〜９９重量部と、分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）１〜５０重量部（ただし、（Ａ）と（Ｂ）の合計量は１００重量部）とを配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物。
［２］［１］に記載のポリプロピレン系樹脂組成物１００重量部に対して、フィラー（Ｃ）０〜４９重量部を配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物。
［３］分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）が、次の（Ｂ１）および（Ｂ２）から選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とする［１］または［２］に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
（Ｂ１）エチレン、プロピレンのうち少なくとも１種類のモノマー（ｂ１）と、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリル酸から選ばれる少なくとも１種類のモノマー（ｂ２）との共重合体。
（Ｂ２）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）に由来する構成単位を５０重量％以上含むエラストマー。
［４］前記（Ｂ１）中の成分（ｂ２）から誘導される構成単位の割合が５〜５０重量％であることを特徴とする［３］に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
［５］［１］〜［４］のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成形して得られる射出成形品。

本発明によれば、流動性を改善しつつ、耐衝撃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物を得ることができる。

以下、本発明について詳細に説明する。先ずは、本発明の樹脂組成物を構成する各成分について詳説する。
ポリプロピレン系樹脂（Ａ）
本発明に係るポリプロピレン系樹脂（Ａ）とは、プロピレンの単独重合体、プロピレンとエチレンあるいはα-オレフィンとの共重合体、プロピレンとエチレンあるいはα-オレフィンとのブロック共重合体である。前述のα−オレフィンの具体例としては、１−ブテン、２−メチル−１−プロペン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、２−エチル−１−ブテン、２，３−ジメチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３，３−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、メチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ペンテン、エチル−１−ペンテン、トリメチル−１−ブテン、メチルエチル−１−ブテン、１−オクテン、メチル−１−ペンテン、エチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ヘキセン、プロピル−１−ヘプテン、メチルエチル−１−ヘプテン、トリメチル−１−ペンテン、プロピル−１−ペンテン、ジエチル−１−ブテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン等をあげることができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物中におけるポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）、分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）、フィラー（Ｃ）の合計１００重量部に対し、５０〜９９重量部、好ましくは５５〜９５重量部、さらに好ましくは６０〜９０重量部配合されている。

分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）
本発明中における分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）とは、エチレン、プロピレンのうち少なくとも１種類のモノマー（ｂ１）とアクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリル酸から選ばれる少なくとも１種類のモノマー（ｂ２）との共重合体（Ｂ１）、および熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）に由来する構成単位を５０重量％以上含むエラストマー（Ｂ２）から選ばれる少なくとも１種類である。ただしこのエラストマー（Ｂ）は、共重合体（Ｂ１）もしくはエラストマー（Ｂ２）が単独のものでも複数種類の組み合わせの混合体でもかまわない。

本発明の分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）が共重合体（Ｂ１）を含有する場合には、（Ｂ１）中における成分（ｂ２）から誘導される構成単位の割合は５〜５０重量％、好ましくは７〜４０重量％、さらに好ましくは１０〜３０重量％である。そして、本発明の分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）がエラストマー（Ｂ２）を含有する場合には、（Ｂ２）中における熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）（Ｂ３）に由来する構成単位の割合は５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは８５重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上である。（Ｂ２）中には、ポリオレフィンと混合性をよくする相溶化剤とよばれる物質を添加してもかまわない。

本発明に係るＴＰＵについて説明する。ＴＰＵは、通常ポリオール、イソシアネート化合物、及び鎖延長剤を重合させることにより得られる。ポリオールとしては、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンジオール、及びポリカーボネートジオール等が例示できる。これらポリオールは単独で用いても良いし、２種類以上混合して用いてもかまわない。ＴＰＵの製造に用いるイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を１分子中に２個以上有する芳香族系、脂肪族系、脂環族系等の化合物が使用できる。また、鎖延長剤としては、脂肪族、芳香環、複素環又は脂環式環を有したポリオールを用いる。

そして、耐衝撃性改良の目的で、後添加ゴムと呼ばれるエラストマー（Ｂ４）を添加してもかまわない。後添加ゴム（Ｂ４）としては、ＥＰＲ（エチレンプロピレンゴム）、ＰＥＲ（プロピレンエチレンゴム）、ＥＢＲ（エチレンブテンゴム）、ＥＯＲ（エチレンオクテンゴム）、ＳＥＢＳ（スチレンエチレンブテンスチレンゴム）等をあげることができる。

本発明によるポリプロピレン樹脂組成物の合計１００重量部中の分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）の量は、１〜５０重量部、好ましくは２〜４２重量部、より好ましくは５〜３５重量部である。

フィラー（Ｃ）
本発明で用いられるフィラー（Ｃ）としては、具体的には、タルク、クレー、炭酸カルシウム、マイカ、けい酸塩類、炭酸塩類、ガラス繊維などが挙げられる。これらの中では、タルク、炭酸カルシウムが好ましく、特にタルクが好ましい。タルクの平均粒径は、１〜５μｍ、好ましくは１〜３μｍの範囲内にあることが望ましい。フィラー（Ｃ）は、１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合せて使用することもできる。

軽量化、高剛性化の観点から、本発明によるポリプロピレン樹脂組成物の合計１００重量部中のフィラー（Ｃ）の量は、０〜４９重量部、好ましくは３〜３０重量部、より好ましくは５〜２５重量部である。

付加的成分
本発明の樹脂組成物中には、その目的、効果を大きく阻害しない範囲で、用途に応じて各種の添加剤、例えば、分散剤、滑剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶化促進剤（増核剤）等の改質用添加剤、顔料、染料等の着色剤、カーボンブラック、酸化チタン等、公知の添加剤を添加することができる。
組成物の調整法および成形法
本発明におけるポリプロピレン樹脂組成物の調製の方法は、溶融法、溶液法等、特に限定されないが、実用的には溶融混練方法が好ましい。溶融混練の方法としては、熱可塑性樹脂について一般に実用されている混練方法が適用できる。例えば、粉状又は粒状の各成分を、必要であれば付加的成分の項に記載の添加物等と共に、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー等により均一に混合した後、一軸又は多軸混練押出機、混練ロール、バッチ混練機、ニーダー、バンバリーミキサー等で混練することができる。

各成分の溶融混練温度（例えば、押出機ならシリンダー温度）は、通常１７０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２３０℃である。更に各成分の混練順序及び方法は、特に限定されるものではない。

本発明のポリプロピレン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、熱可塑性樹脂について一般に用いられている成形法、すなわち射出成形、押出成形、中空成形、熱成形、プレス成形などの各種成形法が適応できる。

実施例および比較例において、各種の評価に用いられた試験法を以下に示した。
（１）ＭＦＲ
ＭＦＲは、ISO1133（２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）に従って測定した。
（２）比重
比重は、ISO1183に従って測定した。
（３）引張り応力（ＹＳ）
引張り応力は、ISO527にしたがって、下記の条件で測定した
＜測定条件＞
試験片：80ｍｍ（幅）×10ｍｍ（厚さ）×40ｍｍ（長さ）
曲げ速度：30ｍｍ／分
（４）曲げ弾性率（ＦＭ）
曲げ弾性率は、ISO178に従って、下記の条件で測定した。

＜測定条件＞
試験片：80ｍｍ（幅）×10ｍｍ（厚さ）×40ｍｍ（長さ）
曲げ速度：30ｍｍ／分
曲げスパン：１００ｍｍ
（５）シャルピー衝撃強度
シャルピー衝撃強度は、ISO180に準拠して下記の条件で測定した。

＜試験条件＞
温度：２３℃
試験片：80ｍｍ（幅）×10ｍｍ（厚さ）×40ｍｍ（長さ）
ノッチは機械加工

ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）８０重量部、エチレン−エチレンアクリレート共重合物（ＥＥＡ）（Ａ７０９：三井デュポンケミカル製（ＥＡ高含有タイプＥＡ３４ｗｔ％，ＭＦＲ２５ｇ／１０ｍｉｎ））２０重量部をタンブラーにて混合後、二軸押出機にて溶融混練してペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を調製、射出成形機［品番ＩＳ１００、東芝機械（株）製］にてＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表１に示す。
＜溶融混練条件＞
二軸押出機：品番ＮＲ２−３６、ナカタニ機械（株）製
混練温度：２００℃
スクリュー回転数：２００ｒｐｍ
フィーダー回転数：５００ｒｐｍ

＜射出成形条件＞
射出成形機：品番ＩＳ１００、東芝機械（株）製
シリンダー温度：２００℃
金型温度：４０℃

ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）、エチレン−エチレンアクリレート共重合物（ＥＥＡ）（Ａ７０９：三井デュポンケミカル製）を表１のとおりに変更した以外は実施例１と同様にポリプロピレン樹脂組成物を調整、ＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表１に示す。

ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）を表１のとおり８０〜６０重量部、エチレン−エチレンアクリレート共重合物（ＥＥＡ）（Ａ７０４：三井デュポンケミカル製（高ＭＦＲタイプＥＡ２５ｗｔ％，ＭＦＲ２７５ｇ／１０ｍｉｎ））を表１のとおり２０〜４０重量部に変更した以外は実施例１と同様にポリプロピレン樹脂組成物を調整、ＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表１に示す。

ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）、エチレン−エチレンアクリレート共重合物（ＥＥＡ）（Ａ７０４：三井デュポンケミカル製（高ＭＦＲタイプＥＡ２５ｗｔ％，ＭＦＲ２７５ｇ／１０ｍｉｎ））を表１のとおりに変更した以外は実施例１と同様にポリプロピレン樹脂組成物を調整、ＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表１に示す。

ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）を表２のとおりに変更し、エチレン−エチレンアクリレート共重合物（ＥＥＡ）のかわりに熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）（三井武田ケミカル（株）製ＴＰＵ−Ａ）を表２のとおりに混合した以外は実施例１と同様にポリプロピレン樹脂組成物を調整、ＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表２に示す。ＴＰＵ−Ａの特徴については、ポリオールとして、数平均分子量２０００のポリエステルポリオール（三井武田ケミカル（株）製、商品名；タケラックＵ２００１）を、ジイソシアナートとして４，４‘−ジフェニルメランジイソシアナート（三井武田ケミカル（株）製、商品名；コスモネートＰＨ）および鎖延長剤として、１，４−ブタンジオール（三菱化学（株）製）を用いて、１７０〜１９０℃で重付加反応を行った後、常用の方法にてペレット化した固さ８５（ＳｈｏｒｅＡ）のＴＰＵである。

ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）（三井武田ケミカル（株）製ＴＰＵ−Ａ）を表２のとおりに変更した以外は実施例７と同様にポリプロピレン樹脂組成物を調整、ＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表２に示す。

〔比較例１〕
ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）のみを実施例１と同様に射出成形機にてＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表３に示す。

〔比較例２〕
ポリプロピレン（Ｊ７１５Ｍ：（株）プライムポリマー製）８０重量部、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）（EP02P：（株）ＪＳＲ製）２０重量部に変更した以外は実施例１と同様にポリプロピレン樹脂組成物を調整、ＩＳＯ試験片を成形した。成形品の物性を表３に示す。

Claims

ポリプロピレン系樹脂（Ａ）５０〜９９重量部と、分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）１〜５０重量部（ただし、（Ａ）と（Ｂ）の合計量は１００重量部）とを配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物。
請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂組成物１００重量部に対して、フィラー（Ｃ）０〜４９重量部を配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物。
分子鎖中に極性基を含むエラストマー（Ｂ）が、次の（Ｂ１）および（Ｂ２）から選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
（Ｂ１）エチレン、プロピレンのうち少なくとも１種類のモノマー（ｂ１）と、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、アクリル酸から選ばれる少なくとも１種類のモノマー（ｂ２）との共重合体。
（Ｂ２）熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）に由来する構成単位を５０重量％以上含むエラストマー。
前記（Ｂ１）中の成分（ｂ２）から誘導される構成単位の割合が５〜５０重量％であることを特徴とする請求項３に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
請求項１〜４のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物を射出成形して得られる射出成形品。