JP2010053332A - ポリプロピレン樹脂組成物、およびその成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(A)〜(C)成分合計100重量部に対し、(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)を0.1〜20重量部配合して得られ、(A)〜(D)成分の合計量に対し(メタ)アクリル酸金属塩由来の構成単位を0.001〜2重量%含有するポリプロピレン樹脂組成物。
(A)ポリプロピレン樹脂30〜100重量部
(B)熱可塑性エラストマー0〜30重量部
(C)無機フィラー0〜40重量部
(ただし、(A)、(B)、(C)の合計は100重量部)
【選択図】なし
Description
(1)下記(A)〜(C)成分の合計100重量部に対し、(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)を0.1〜20重量部配合して得られ、(A)〜(D)成分の合計量に対し(メタ)アクリル酸金属塩由来の構成単位を0.001〜2重量%含有することを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。
(A)ポリプロピレン樹脂30〜100重量部
(B)熱可塑性エラストマー0〜30重量部
(C)無機フィラー0〜40重量部
(ただし、(A)、(B)、(C)の合計は100重量部)
(7)射出成形品、圧縮成形品、射出圧縮成形品および押出成形品からなる群から選ばれた成形品であって、上記(1)〜(6)のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物から構成されていることを特徴とするプロピレン樹脂組成物の成形体。
ポリプロピレン樹脂(A)
本発明で使用するポリプロピレン樹脂(A)は、プロピレンの単独重合体またはプロピレンを主体とする共重合体、またはこれらの混合物であれば特に限定されない。ポリプロピレン樹脂(A)のメルトフローレート(MFR、ASTM D1238,230℃、2.16kg荷重)は0.5〜300g/10分、好ましくは1〜100g/10分であるのが望ましい。ポリプロピレン樹脂(A)としては、プロピレン単独重合体、またはプロピレンと、例えば15モル%以下のエチレン、および/またはプロピレン以外のα−オレフィンとからなるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体、およびこれらの混合物などが挙げられる。
本発明で使用する熱可塑性エラストマー(B)は、ポリプロピレン樹脂組成物の耐衝撃性を改良するため必要に応じて添加される。本発明で使用する熱可塑性エラストマー(B)としては、エチレン・α−オレフィン共重合体および/またはスチレン系ブロック共重合体であれば、その種類は特に限定されないが、好ましい態様として次の重合体を挙げることができる。
本発明で使用する無機フィラー(C)は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の剛性を向上させるため必要に応じて添加する。本発明で使用する無機フィラー(C)としては、公知の無機フィラーが制限なく使用できるが、具体的にはタルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス繊維、炭素繊維、硫酸マグネシウム繊維、ワラストナイトなどが挙げられ、タルク、ガラス繊維、炭素繊維が好ましい。無機フィラー(C)は1種単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明で使用する(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の耐傷付き性と機械物性を向上させるため添加する。ポリプロピレン樹脂は結晶性樹脂であるが、結晶成分とともに非晶成分も存在する。ポリプロピレン樹脂の非晶部は、結晶部と比べて弾性率が低く、かつ硬度も低い。そのため、ポリプロピレン樹脂にある荷重下で傷をつけた場合、非晶部が傷の起点となりやすい。該変性ポリプロピレン樹脂(D)は、傷の起点となる非晶部を強化するため添加する。
本発明で使用される(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)は、必要に応じて、(メタ)アクリル酸の金属塩とは異なる不飽和カルボン酸、および/またはその誘導体(E)を、該変性ポリプロピレン樹脂(D)の製造時に用いることができる。(メタ)アクリル酸の金属塩とは異なる不飽和カルボン酸、および/またはその誘導体(E)は、該変性ポリプロピレン樹脂(D)に含有する(メタ)アクリル酸金属塩の金属部分と相互作用させるため添加される。(メタ)アクリル酸の金属塩とは異なる不飽和カルボン酸、および/またはその誘導体(E)を、該変性ポリプロピレン樹脂(D)中へ導入することにより、より強固なイオン結合が形成されるため、耐傷付き性と機械物性の改良効果が向上すると推察している。本発明で使用する(メタ)アクリル酸の金属塩とは異なる不飽和カルボン酸、および/またはその誘導体(E)とは、不飽和カルボン酸、その無水物またはそれらの誘導体であり、1分子内にエチレン性不飽和結合とカルボキシル基、酸無水物基または誘導体基とを有する化合物であれば制限なく使用できる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、必要に応じて脂肪酸金属塩(F)を添加してもよい。脂肪酸金属塩(F)は、(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)中に含有する未中和のカルボン酸を、さらにイオン結合させるために添加する。未中和のカルボン酸をイオン結合させることにより、該変性ポリプロピレン中のイオン結合が強固になり、耐傷付き性改良効果がさらに向上すると推察している。脂肪酸金属塩(F)としては、下記に示す構造の脂肪酸金属塩であれば、制限なく使用することできる。
脂肪酸金属塩の具体例として、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、プロピオン酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸亜鉛、オクタン酸ナトリウム、オクタン酸カリウム、オクタン酸マグネシウム、オクタン酸亜鉛、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ベヘン酸ナトリウム、ベヘン酸カリウム、ベヘン酸マグネシウム、ベヘン酸亜鉛等が挙げられる。これらの中でもプロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸亜鉛、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛が好ましい。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピレン樹脂(A)30〜100重量部、好ましくは55〜100重量部、熱可塑性エラストマー(B)0〜30重量部、好ましくは0〜20重量部および無機フィラー(C)0〜40重量部、好ましくは0〜25重量部(ただし、成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計は100重量部である。)に対して、変性ポリプロピレン樹脂(D)を0.1〜20重量部、好ましくは1〜10重量部配合して得られるものである。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の成形体は、射出成形品、圧縮成形品、射出圧縮成形品および押出成形品からなる群から選ばれた成形品であって、本発明のポリプロピレン樹脂組成物から、公知の成形法によって得られるものである。また、Tダイ成形機のような押出成形機により成形されるフィルムやシートは、単層であってもよく、本発明のポリプロピレン樹脂組成物から形成された層を有する多層構造であってもよい。このような特性を有する本発明のポリプロピレン樹脂組成物の成形体の用途としては、自動車、電気製品、電子製品用部品等の工業部品分野;フィルム、シート等の包装分野;その他容器分野、繊維分野などの分野において幅広く使用することができる。
以下の、製造例、参考例、実施例および比較例において、変性ポリプロピレン樹脂のグラフト量、ポリプロピレン樹脂組成物の各性状は以下のようにして測定した。
(*6)シャルピー衝撃強度:JIS K7111に準拠し、10mm(幅)×4mm(厚み)×80mm(長さ)の試験片にノッチ加工して、23℃の温度条件で測定した。
(製造例1)
ポリプロピレン樹脂((株)プライムポリマー製、135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]=3.4dl/gのポリプロピレンホモポリマー、商標;H−100M)100重量部に、メタクリル酸亜鉛(浅田化学(株)製、商標;R−20S)2.5重量部、t−ブチルパーオキシベンゾエート(日本油脂(株)製、商標;パーブチルZ)0.5重量部をヘンシェルミキサーで均一に混合した後、同方向二軸混練機(テクノベル(株)製、商標:KZW31−30HG)にて210℃で加熱混練し、変性ポリプロピレン樹脂(D−1)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表1に示す。
(メタ)アクリル酸の金属塩とは異なる不飽和カルボン酸、および/またはその誘導体として、無水マレイン酸(和光純薬(株)製、試薬)1重量部をさらに添加した以外は、製造例1と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(D−2)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表1に示す。
メタクリル酸亜鉛を10重量部に変更した以外は、製造例1と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(D−3)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表1に示す。
メタクリル酸亜鉛を5重量部に変更し、無水マレイン酸を5重量部さらに添加し、t−ブチルパーオキシベンゾエートの代わりに、2,5−ジメチル−2,5−ビスt−ブチルパーオキシヘキサンをシリカをバインダーとした40%マスターバッチ(日本油脂(株)製、商標;パーヘキサ25B−40)2.5重量部添加した以外は、製造例1と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(D−4)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表1に示す。
ポリプロピレン樹脂((株)プライムポリマー製、MFR=0.5g/10minのポリプロピレンホモポリマー、商標;H−100M)100重量部に、無水マレイン酸(和光純薬(株)製、試薬)1重量部、t−ブチルパーオキシベンゾエート(日本油脂(株)製、商標;パーブチルZ)0.5重量部に変更し、製造例1と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(d−1)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表1に示す。
エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー(三井・デュポンポリケミカル(株)、MFR=1g/10min、商標;ハイミラン1554)を(d−2)とした。
(A)成分としてJ105((株)プライムポリマー製、MFR=12g/10minのポリプロピレンホモポリマー)(A−1)100重量部、(D)成分として(D−1)5重量部をタンブラーで均一に混合した後、同方向二軸混練機(テクノベル(株)製、商標:KZW31−30HG)にて200℃で加熱混練し、ポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られたポリプロピレン樹脂組成物を射出成形機(東芝機械(株)製、商標:EC40NII)にて、加熱温度220℃、冷却温度40℃の条件で射出成形し、厚み1/4インチ、および1/8インチの試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表2に示す。
(D)成分を(D−2)に変更した以外は、実施例1と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表2に示す。
(A−1)をそのまま使用し、実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表2に示す。
(A)成分をJ717Q((株)プライムポリマー製、MFR=30g/10minのプロピレン−エチレンブロックコポリマー)(A−2)100重量部に、(D)成分を(D−2)2.5重量部に変更した以外は、実施例1と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表3に示す。
(D)成分を(D−2)5重量部に変更した以外は、実施例3と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表3に示す。
(A−2)をそのまま使用し、実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表3に示す。
(A)成分を(A−1)90重量部、(C)成分としてタルク(浅田製粉(株)製、レーザー回折法で求めた平均粒子径約4μm、商標;JM−209)(C−1)10重量部、(D)成分を(D−1)5重量部に変更した以外は、実施例1と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分を(D−3)5重量部に変更した以外は、実施例5と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分を(D−2)5重量部に変更した以外は、実施例5と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分を(D−4)10重量部に変更し、更に(F)成分としてステアリン酸マグネシウム(日本油脂(株)製、商標;マグネシウムステアレート)1重量部添加した以外は、実施例6と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分を添加しなかった以外は、実施例5と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分を添加せずに、(F)成分としてステアリン酸マグネシウム1重量部添加した以外は、実施例5と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分の代わりに無水マレイン酸がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(d−1)5重量部を用いた以外は、実施例5と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(D)成分の代わりにエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー(d−2)5重量部を用いた以外は、実施例5と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表4に示す。
(A)成分としてX810L((株)プライムポリマー製、MFR=30g/10minのエチレンプロピレンブロックコポリマー)(A−3)77重量部、(B)成分としてエチレン−ブテン共重合体(三井化学(株)製、商標;A0550)3重量部、(C)成分として(C−1)20重量部、(D)成分として(D−2)5重量部を添加した以外は、実施例1と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表5に示す。
(D)成分を添加しなかった以外は、実施例9と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表5に示す。
(D)成分の代わりに無水マレイン酸がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(d−1)5重量部添加した以外は、実施例9と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例1と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表5に示す。
(製造例5)
ポリプロピレン樹脂((株)プライムポリマー製、135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]=9dl/gのポリプロピレンホモポリマー、商標;F131P)(A−4)100重量部に、メタクリル酸亜鉛(浅田化学(株)製、商標;R−20S)1.5重量部、無水マレイン酸(和光純薬(株)製、試薬)3重量部、t−ブチルパーオキシベンゾエート(日本油脂(株)製、商標;パーブチルZ)2重量部をヘンシェルミキサーで均一に混合した後、同方向二軸混練機(テクノベル(株)製、商標;KZW31−30HG)にて210℃で加熱混練し、変性ポリプロピレン樹脂(D−5)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表6に示す。
ポリプロピレン樹脂を135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]=2.0dl/gのポリプロピレンホモポリマー((株)プライムポリマー製、商標;CJ700P)(A−5)に変更し、メタクリル酸亜鉛を2.5重量部、無水マレイン酸を1重量部、t−ブチルパーオキシベンゾエートを0.5重量部にそれぞれ変更した以外は、製造例5と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(D−6)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表6に示す。
ポリプロピレン樹脂を135℃デカリン中で測定される固有粘度[η]=2.0dl/gのポリプロピレンホモポリマー((株)プライムポリマー製、商標;CJ700P)(A−5)に変更し、メタクリル酸亜鉛を1重量部、無水マレイン酸を2重量部、t−ブチルパーオキシベンゾエートを0.5重量部にそれぞれ変更した以外は、製造例5と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(D−7)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表6に示す。
メタクリル酸亜鉛を使用せず、t−ブチルパーオキシベンゾエート(日本油脂(株)製、商標;パーブチルZ)を1重量部に変更した以外は製造例5と同じ方法で変性ポリプロピレン樹脂(d−3)を得た。得られた、変性ポリプロピレン樹脂の性状を表6に示す。
無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三洋化成工業(株)製、無水マレイン酸のグラフト量4.4wt%、MFRが大きすぎて測定不能、商標;ユーメックス1010)を(d−4)とした
(A)成分としてJ707G((株)プライムポリマー製、MFR=30g/10minのエチレンプロピレンブロックコポリマー)(A−6)80重量部、(D)成分として(D−5)0.5重量部、(C)成分としてグラスファイバー(日本電気硝子(株)製ガラスチョップドストランド、径13μm、商標;ECS−03T−480/PL)(C−2)20重量部をタンブラーで均一に混合した後、単軸押出機(東洋精機(株)製、商標:10M100/D2025)にて210℃で加熱混練し、ポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られたポリプロピレン樹脂組成物を射出成形機(東芝機械(株)製、商標:EC40NII)にて、加熱温度220℃、冷却温度40℃の条件で射出成形し、10mm(幅)×4mm(厚さ)×80mmの試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分を(D−6)1重量部に変更した以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分を(D−7)1重量部に変更した以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分を添加しなかった以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分の代わりに無水マレイン酸がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(d−3)0.5重量部に変更した以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分の代わりに無水マレイン酸がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(d−4)0.5重量部に変更した以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分の代わりにエチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー(d−2)1重量部に変更した以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
(D)成分の代わりにエチレン−メタクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマー(d−2)2重量部に変更した以外は、実施例10と同じ方法でポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物について実施例10と同様にして試験片を作製し、その性状を測定した。結果を表7に示す。
Claims (7)
- 下記(A)〜(C)成分の合計100重量部に対し、(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)を0.1〜20重量部配合して得られ、(A)〜(D)成分の合計量に対し(メタ)アクリル酸金属塩由来の構成単位を0.001〜2重量%含有することを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。
(A)ポリプロピレン樹脂 30〜100重量部
(B)熱可塑性エラストマー 0〜30重量部
(C)無機フィラー 0〜40重量部
(ただし、(A)、(B)、(C)の合計は100重量部) - 前記(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)の(メタ)アクリル酸金属塩が、(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウム、(メタ)アクリル酸マグネシウムおよび(メタ)アクリル酸亜鉛からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 前記熱可塑性エラストマー(B)が、エチレン・α−オレフィン共重合体およびスチレン系ブロック共重合体からなる群から選ばれた少なくとも1種の重合体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樹脂組成物。
- 前記無機フィラー(C)が、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス繊維、炭素繊維、硫酸マグネシウム繊維およびワラストナイトからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル酸金属塩がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂(D)が、さらに(メタ)アクリル酸の金属塩とは異なる不飽和カルボン酸、および/またはその誘導体(E)を0.1〜3重量%含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 前記組成物が、さらに脂肪酸金属塩(F)を0.1〜2重量部含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物。
- 射出成形品、圧縮成形品、射出圧縮成形品および押出成形品からなる群から選ばれた成形品であって、請求項1〜6のいずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物から構成されていることを特徴とするプロピレン樹脂組成物の成形体。
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