JP2009096968A - 複合材料組成物及びこの成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】無機物の配合量を多くすることで高い剛性と良好な表面外観を確保できる複合材料組成物、及び、この複合材料組成物からなる成形体を提供する。
【解決手段】炭酸カルシウム等の無機化合物の微小体８０〜９５質量％とポリプロピレン樹脂等３〜２０質量％と脂肪環状炭化水素樹脂などの粘着付与剤２〜１５質量％からなる複合材料組成物。また、この複合材料組成物を成形してなる成形体である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、無機化合物と樹脂とを含む複合材料組成物及びこの複合材料組成物からなる成形体に関するものである。

従来、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなる成形体の剛性を向上させるため、タルク等の無機充填材を熱可塑性樹脂に配合する手法が取られている。しかし、一定以上の無機充填材を配合しても、成形体の剛性をそれほど向上させることが望めない上に、表面外観を低下させてしまうと考えられている。特許文献１の実施例２には、無機充填材としてタルクを２０部配合し、脂肪環状炭化水素と炭酸カルシウム等を一定量配合したオレフィン系樹脂組成物が開示されているが、ポリプロピレン樹脂が主成分量となっている。また、特許文献２には、炭酸カルシウム１７〜７５％、オレフィン樹脂１０〜６３％、粘着付与剤６〜５０％、相溶剤０〜１７％からなる紙基材塗工用のオレフィン系樹脂組成物が開示されている。
特開２０００−１５４２８１号公報 特開２００２−０３７９３４号公報

本発明は、無機化合物の配合量を多くすることで高い剛性と良好な表面外観を確保できる複合材料組成物、及びこの複合材料組成物からなる成形体を提供することを目的とする。

Ａ．複合材料組成物

本発明の複合材料組成物は、無機化合物の微小体８０〜９５質量％とオレフィン系樹脂３〜２０質量％と粘着付与剤２〜１５質量％からなる。

Ｂ．成形体

本発明の成形体は、上記の複合材料組成物からなる。

本発明における各要素の態様を以下に例示する。

１．無機化合物

無機化合物としては、特に限定はされないが、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、ワラストナイト、シリカ、クレー等の天然鉱物などが例示でき、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、及びワラストナイトのうちの少なくとも一つであることが好ましい。なお、無機化合物は、天然鉱物だけでなく、酸化チタン、溶融シリカ、ウィスカなど人工的に合成したものであってもよい。無機化合物の微小体の形状としては、特に限定はされないが、球状、柱状、針状、片状等が例示でき、最長部の長さは、特に限定はされないが、９０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。配合量としては８０〜９５質量％が好ましく、８０〜９０質量％がより好ましい。

２．粘着付与剤
粘着付与剤には天然樹脂系、合成樹脂系のものがあり、天然樹脂系粘着付与剤としてはフェノールテルペン樹脂、ロジン系樹脂、クマロン・インデン系樹脂などが例示できる。一方、合成樹脂系粘着付与剤としては石油樹脂、アルキルフェノール樹脂系が例示でき、石油樹脂としては脂肪環状炭化水素樹脂（軟化点としては６０〜１５０℃であることが好ましい。）などが挙げられる。
粘着付与剤の配合量としては２〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。

３．ポリプロピレン樹脂

メルトフローレート（測定条件 ２３０℃、２．１６ｋｇｆ（２１．１８Ｎ））は特に限定はされないが、射出成形用の複合材料組成物に用いる場合には、２０〜１５０ｇ／１０分であることが好ましく、押出成形用の複合材料組成物に用いる場合には、１〜６０ｇ／１０分であることが好ましい。配合量としては３〜２０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。また、無水マレイン酸で変性したポリプロピレン樹脂を含有してもよい。

４．ポリエチレン樹脂
メルトフローレート（測定条件 １９０℃、２．１６ｋｇｆ（２１．１８Ｎ））は、特に限定はされないが、射出成形用の複合材料組成物に用いる場合には、２０〜１５０ｇ／１０分であることが好ましく、押出成形用の複合材料組成物に用いる場合には、１〜６０ｇ／１０分であることが好ましい。配合量として５〜２０質量％が好ましい。また、無水マレイン酸で変性したポリエチレン樹脂を含有してもよい。

５．成形体

成形体としては、特に限定はされないが、次に示すものが例示できる。
すなわち自動車の内装用製品である、インストルメントパネル、ピラートリム、センターコンソール等であり、自動車の外装用製品である、バンパー、サイドモール等である。また、電子機器の筐体等である。

６．原料成分の混合方法

原料成分を混合する方法としては、特に限定はされないが、それぞれの原料成分を予め混合単位毎に計量し、それらをまとめて混合するいわゆるバッチ式で混合してもよいし、各原料成分をそれぞれ連続して計量・混合するいわゆる連続式で混合してもよい。

バッチ式の混合方法としては、特に限定はされないが、具体的には、バンバリーミキサ等に一バッチ分の各原料成分を投入して混合する方法等が例示できる。

連続式の混合方法としては、特に限定はされないが、具体的には、押出機等の成形機に各原料成分を時間毎の配合比が一定になるよう、それぞれ連続して計量供給し、成形機から放出されるまでのシリンダ内で混合する方法等が例示できる。また、効率よく混合するために、特に限定はされないが、混合中は２００〜２３０℃に加熱することが好ましい。

７．成形体の成形方法

上記複合材料組成物からなる成形体を成形する方法としては、特に限定はされないが、通常の樹脂材料等の成形に用いられる方法である、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形等が例示できる。

８．その他の添加剤

本発明の目的を損なわない範囲で、可塑剤、老化防止剤、着色剤、耐候安定剤、酸化防止剤、滑剤、分散剤、難燃剤等の添加剤を、複合材料組成物に配合することができる。

本発明によれば、無機化合物の配合量を多くすることで高い剛性と良好な表面外観を確保できる複合材料組成物、及びこの複合材料組成物からなる成形体を提供することができる。

無機化合物の微小体８０〜９５質量％とオレフィン系樹脂３〜２０質量％と粘着付与剤２〜１５質量％からなる複合材料組成物。

本発明の複合材料組成物は無機化合物である炭酸カルシウム（あるいはタルク、ワラストナイト、マイカ）の微小体とポリプロピレン樹脂（あるいはポリエチレン樹脂）、および粘着付与剤である脂肪環状炭化水素樹脂（あるいはフェノールテルペン樹脂、ロジン系樹脂）からなるものである。粘着付与剤として脂肪環状炭化水素樹脂を用いたものについては８種類の配合、粘着付与剤としてフェノールテルペン樹脂とロジン系樹脂を用いたものについては９種類の配合で検討し、また比較例は３種類の配合で検討した。

実施例及び比較例に使用した原料成分としては、炭酸カルシウムは丸尾カルシウム社の商品名「重質炭酸カルシウム」を、タルクは富士タルク工業所社の商品名「ＬＭＳ１００」を、ワラストナイトはＮＹＣＯ ＭＩＮＥＲＡＬ社の商品名「ＮＹＧＬＯＳ Ｍ１５」を、マイカは山口雲母工業所社の商品名「Ｂ−８２」を用いた。

ポリプロピレン樹脂は日本ポリプロ社の商品名「ＢＣ０６Ｃ」（２３０℃、２．１６ｋｇｆ（２１．１８Ｎ）におけるＭＦＲ：６０ｇ／１０分）を、ポリエチレン樹脂は日本ポリエチレン社の商品名「ＨＪ５９０Ｎ」（１９０℃、２．１６ｋｇｆ（２１．１８Ｎ）におけるＭＦＲ：４０ｇ／１０分）を用いた。
粘着付与剤である脂肪環状炭化水素樹脂は荒川化学工業社の商品名「アルコンＰ７０」を、フェノールテルペン樹脂はヤスハラケミカル(株)の商品名「マイティエースＧ１２５」を、ロジン系樹脂は荒川化学工業社の商品名「エステルガム１０５」を用いた。これらの配合内容を表-１、表−２に示す。尚、表中の配合量単位は質量％である。

各評価に用いる試験片は次のように成形した。
各原料を所定配合で計量後、シリンダ設定温度を２３０℃にした８０ｔ射出成形機のホッパーに投入。シリンダ内スクリューで混合後、金型温度４０℃に設定した金型に射出成形した。

（１）曲げ弾性率試験
ＩＳＯ１７８に準拠して評価した。

（２）ＩＺＯＤ衝撃強度試験

ＩＳＯ１８０に準拠して評価した。

（３）表面外観試験

上記成形条件で、厚さ２ｍｍで一辺の長さが７０ｍｍの正方形の試験片を成形し、その試験片の表面状態を肉眼で観察し評価した。外観良好なものを○、外観不良のものを×として評価した。

（４）射出成形性試験

上記条件での成形時の各試料の滞留安定性、流動性等について評価した。
滞留安定性、流動性等に問題なく成形できた場合を○、流動不足、計量不良等が生じたものを×として評価した。

以上の結果を表−１、表−２に示す。実施例は高い剛性を有すると共に、問題なく射出成形ができ、その成形品の外観は良好であった。一方、粘着付与剤が無配合の試験片は表面外観が悪い。当然の事ながらポリプロピレン樹脂の無配合のものは射出成形ができない。

無機化合物である炭酸カルシウム（あるいはタルク、ワラストナイト、マイカ）の微小体とポリプロピレン樹脂（あるいはポリエチレン樹脂）、および粘着付与剤（脂肪環状炭化水素樹脂、フェノールテルペン樹脂、ロジン系樹脂）からなる複合材料組成物を混合することにより、無機化合物の微小体の周辺を粘着付与剤を含むポリプロピレン樹脂（あるいはポリエチレン樹脂）が取り囲み、これによって高い剛性が得られるものと推測する。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

Claims (6)

1. 
   無機化合物の微小体８０〜９５質量％とオレフィン系樹脂３〜２０質量％と粘着付与剤２〜１５質量％からなる複合材料組成物。
2. 
   前記無機化合物が、炭酸カルシウム、タルク、マイカ及びワラストナイトのうちの少なくとも一つである請求項１記載の複合材料組成物。
3. 
   前記粘着付与剤が、脂肪環状炭化水素樹脂、フェノールテルペン樹脂、及びロジン系樹脂のうちの少なくとも一つである請求項１又は２記載の複合材料組成物。
4. 
   前記無機化合物の微小体の最長部の長さが、９０μｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材料組成物。
5. 
   前記オレフィン系樹脂がポリプロピレン樹脂あるいはポリエチレン樹脂である請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合材料組成物。
6. 
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の複合材料組成物からなる成形体。