JP2012149247A - ポリプロピレン樹脂組成物、およびその製造方法、ならびにそれを成形してなる成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】引張強度が高く、脆性破壊しにくいポリプロピレン樹脂組成物およびその製造方法を提供する。
【解決手段】共重合ポリプロピレン樹脂１００質量部と、ビニロン繊維５〜１００質量部を含有し、引張強度が３５ＭＰａ以上であるポリプロピレン樹脂組成物、および以下の工程からなるポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。工程（ｉ）：ビニロン繊維の表面に、酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆する工程。工程（ｉｉ）：工程（i）で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合する工程。
【選択図】図１

Description

本発明は、脆性破壊しにくいポリプロピレン樹脂組成物に関するものである。

ポリプロピレン樹脂の機械的特性を向上させる手法として、有機繊維を含有させることは一般的におこなわれている。

例えば、特許文献１には、有機繊維であるビニロン繊維をポリプロピレン樹脂に含有させることが開示されている。また、特許文献２には、接着助剤として被覆したビニロン繊維をポリプロピレン樹脂に含有させることが開示されており、接着助剤の具体例として、オレフィンモノマーとカルボキシル基又は無水カルボン酸基を有するビニル系モノマーからなるブロック共重合体が開示されている。しかしながら、これらのポリプロピレン樹脂組成物は、衝撃強度は高いものの、引張強度が十分ではなく、脆性破壊しやすい傾向があった。脆性破壊とは、ガラスが割れる時のように、ほとんど塑性変形をともなわないで生じる破壊のことである。成形品にこのような破壊が生じると、その破壊部位が鋭利な形状となるため、人体と接触する用途には適しておらず、用途展開が制約される一因となっていた。

特開２００８−１５０４１４号公報 特開２００７−１６０７６０号公報

本発明は、引張強度が高く、脆性破壊しにくいポリプロピレン樹脂組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、かかる従来技術を鑑み、酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維を用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
（１）共重合ポリプロピレン樹脂１００質量部と、ビニロン繊維５〜１００質量部を含有し、引張強度が３５ＭＰａ以上であるポリプロピレン樹脂組成物。
（２）以下の工程からなる請求項１記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
工程（ｉ）：ビニロン繊維の表面に、酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆する工程。
工程（ｉｉ）：工程（i）で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合する工程。
（３）酸変性ポリオレフィン樹脂が、酸成分が共重合されたポリオレフィンであって、酸成分とオレフィン成分がランダム共重合している（２）記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
（４）工程（ｉ）において、酸変性ポリオレフィン樹脂の水性分散体を用いて、ビニロン繊維の表面に酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆することを特徴とする（２）または（３）記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
（５）工程（ｉｉ）において、工程（ｉ）で得られた表面が被覆されたビニロン繊維を構成繊維とするビニロン繊維束を、溶融状態にある共重合ポリプロピレン樹脂内を通過させることにより、ビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合することを特徴とする（２）〜（４）いずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
（６）溶融状態にある共重合ポリプロピレン樹脂内を通過させることにより、ビニロン繊維束を開繊させながら、共重合ポリオレフィン樹脂を含浸させる（５）記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
（７）酸変性ポリオレフィン樹脂が無水マレイン酸とアクリル酸エチルを共重合したポリエチレンである（２）〜（６）いずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
（８）（１）記載のポリプロピレン樹脂組成物を成形してなる成形体。
（９）自動車部品、自転車部品、家電部品、または産業資材の用途に用いる（８）記載の成形体。

本発明によれば、引張強度が高く、脆性破壊しにくいポリプロピレン樹脂組成物を提供することができる。このポリプロピレン樹脂組成物からなる成形体は、自動車部品、自転車部品、家電部品、産業資材等の用途に好適に用いることができる。

本発明のポリオレフィン樹脂組成物の製造に用いる含浸装置の例を示す概略図である。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、共重合ポリプロピレン樹脂とビニロン繊維を含有する。
本発明における共重合ポリプロピレン樹脂とは、プロピレン以外の成分が３質量％以上共重合されたプロピレン樹脂である。プロピレン以外の成分としては、エチレン、イソブチレン、１−ブテン、２−ブテン、ペンテン、ヘキセン、マレイン酸等が挙げられる。プロピレン以外の成分の共重合量は、融点の低下を抑制しながら、衝撃強度を向上させることができるので、５〜２０質量％が好ましく、５〜１０質量％がより好ましい。

共重合ポリプロピレン樹脂の２３０℃、２１６０ｇ荷重下におけるメルトフローレートは、５〜４０ｇ／１０分であることが好ましく、８〜３０ｇ／１０分であることがより好ましく、１０〜２０ｇ／１０分であることがさらに好ましい。

ビニロン繊維は、公知のものを用いることができる。ビニロン繊維の引張強度は１１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、１４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましい。

ビニロン繊維は、共重合ポリプロピレン樹脂と溶融混練する時に剪断力を受けると、切断されて短くなる。そのため、樹脂組成物中のビニロン繊維の平均繊維長は、溶融混練前のビニロン繊維の平均繊維長よりも短くなる。樹脂組成物中のビニロン繊維の平均繊維長は２００μｍ〜１５ｍｍとすることが好ましく、５〜１５ｍｍとすることがより好ましい。ビニロン繊維の平均繊維径は３〜２００μｍとすることが好ましく、５〜３０μｍとすることがより好ましい。樹脂組成物中のビニロン繊維の平均繊維長が２００μｍ〜１５ｍｍ、平均繊維径が３〜２００μｍの範囲であれば、樹脂組成物に適度な耐衝撃性を付与することができる。

ビニロン繊維の含有量は、共重合ポリプロピレン樹脂１００質量部に対し、５〜１００質量部であることが必要で、８〜８０質量部であることが好ましく、１０〜６０質量部であることがさらに好ましい。ビニロン繊維の含有量が５質量部未満であると、樹脂組成物の耐衝撃性が低下するので好ましくない。ビニロン繊維の含有量が１００質量部を超えると、ビニロン繊維を均一に樹脂組成物に含有させることができなくなるので好ましくない。

ビニロン繊維の製造方法としては、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。第１の方法としては、ポリビニルアルコールをジメチルスルホキシド等の有機溶媒に溶解した紡糸原液を、ノズルからメタノール中に紡糸する方法である。メタノール中に紡糸した際、紡糸原液中のポリビニルアルコールは瞬時にゲル状態となり、紡糸原液に用いた有機溶媒はゲル全体から均一に抜けていく。その後、紡糸された繊維は、湿熱延伸、洗浄、乾熱延伸の工程に付される。湿熱延伸時の延伸倍率は５倍以上、乾熱延伸時の延伸倍率は４倍以上、総延伸倍率は２０倍以上とすることが好ましい。第２の方法としては、ポリビニルアルコール水溶液１００質量部にほう酸を０．５〜５質量部加えた紡糸原液を、水酸化ナトリウムを溶解した凝固浴中へ紡糸する方法である。紡糸した繊維は、さらに中和、湿熱延伸、水洗、乾燥、乾熱延伸の工程に付される。湿熱工程時の延伸倍率は５倍以上、乾熱延伸時の延伸倍率は４倍以上、総延伸倍率は２０倍以上とすることが好ましい。

ポリビニルアルコールの平均重合度は、特に限定されないが、１５００〜３０００であることが好ましく、１７００〜２５００であることがより好ましい。ポリビニルアルコールの平均重合度を１５００〜３０００の範囲とすることで、紡糸原液の溶液粘度を適切な値とすることができ、生産性よくビニロン繊維を作製することができる。

ビニロン繊維は、酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されていることが好ましい。このようにすることにより、共重合ポリプロピレン樹脂中でのビニロン繊維の分散性が向上すると推定され、結果として、樹脂組成物の引張強度が向上する。

酸変性ポリオレフィン樹脂は、酸成分が共重合されたポリオレフィンである。

酸変性ポリオレフィン樹脂のオレフィン成分は、１種であっても、２種以上であってもよい。オレフィン成分としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、２−ブテン、ペンテン、ヘキセン等が挙げられる。

酸成分としては、不飽和カルボン酸およびその無水物が挙げられ、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。酸成分の共重合量は、酸変性ポリオレフィン樹脂に対して、０．５〜１５質量％とすることが好ましく、１〜１０質量％とすることがより好ましく、１〜５質量％とすることがさらに好ましい。酸成分の共重合量を０．５〜１５質量％の範囲とすることで、後述する酸変性ポリオレフィン樹脂を水性分散体とする工程において、容易に樹脂を水に分散させることができる。

酸変性ポリオレフィン樹脂には、エステル化合物を共重合することが好ましい。エステル化合物としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル等が挙げられる。エステル化合物の共重合量は、酸変性ポリオレフィン樹脂に対して、３０質量％以下とすることが好ましく、１０〜２５質量％とすることがより好ましい。エステル化合物の共重合量を３０質量％以下とすることで、共重合ポリプロピレン樹脂とビニロン繊維の相溶性を向上させ、樹脂組成物の引張強度を向上させることができる。

酸変性ポリオレフィン樹脂は、オレフィン成分と酸成分のモノマーがランダム共重合したものであることが好ましい。このような酸変性ポリオレフィン樹脂は、共重合ポリプロピレン樹脂とビニロン繊維の相溶性が高いので、樹脂組成物の引張強度を向上させることができる。

酸変性ポリオレフィン樹脂の１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートは、０．０１〜１００００ｇ／１０分であることが好ましく、０．１〜５０００ｇ／１０分であることがより好ましく、０．１〜１０００ｇ／１０分であることがさらに好ましく、０．５〜５００ｇ／１０分であることが最も好ましい。メルトフローレートを０．０１〜１００００ｇ／１０分の範囲とすることで、ビニロン繊維の表面に、酸変性ポリオレフィン樹脂を均一に被覆することができる。

次に、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法は、以下の工程から構成される。
工程（ｉ）：ビニロン繊維の表面に、酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆する工程。
工程（ｉｉ）：工程（i）で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合する工程。

工程（ｉ）では、ビニロン繊維の表面に、酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆して、酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維を得る。以下、酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維を、「処理済ビニロン繊維」と略称する場合があり、処理済ビニロン繊維から構成される繊維束を、「処理済ビニロン繊維束」と略称する場合がある。

酸変性ポリオレフィン樹脂は、１本ごとにビニロン繊維の表面に被覆してもよく、まとめてビニロン繊維の表面に被覆してもよい。大量に処理できることから、後者の方が好ましい。後者の場合、ビニロン繊維束を開繊させながらおこなうことが好ましい。

酸変性ポリオレフィン樹脂をビニロン繊維の表面に被覆する方法としては、溶融した酸変性ポリオレフィン樹脂にビニロン繊維を通過させる方法、酸変性ポリオレフィン樹脂を含む表面処理液にビニロン繊維を浸漬させ乾燥させる方法（ディップ法）、前記表面処理液をビニロン繊維に噴霧して乾燥させる方法（スプレー法）等が挙げられる。中でも、ディップ法が、汎用性が高く好ましい。

酸変性ポリオレフィン樹脂の表面処理液としては、有機溶剤溶液、水性分散体が挙げられる。有機溶剤溶液を用いると、有機溶剤の種類によっては、ビニロン繊維が溶解する場合がある。そのため、水性分散体を用いることが好ましい。

ディップ法において、酸変性ポリオレフィン樹脂の水性分散体を用いる場合、その固形分濃度は、２．０〜１５質量％とすることが好ましく、２．５〜７質量％とすることがより好ましい。水性分散体の固形分濃度を２〜１５質量％の範囲とすることで、酸変性ポリオレフィン樹脂をビニロン繊維の表面に均一に被覆させることができる。

ディップ法において、乾燥させる温度は、１１０〜１４０℃とすることが好ましく、１２０〜１３０℃とすることがより好ましい。また、乾燥時間は、３０〜９０分とすることが好ましく、４５〜７５分とすることがより好ましい。

酸変性ポリオレフィン樹脂によるビニロン繊維の被覆量は、ビニロン繊維１００質量部に対して、２．０〜１５質量部とすることが好ましく、２．５〜７．０質量部とすることがより好ましい。被覆量を２．０〜１５質量部の範囲とすることで、樹脂組成物の引張強度を向上させることができる。なお、被覆量の測定方法は後述の実施例において説明する。

酸変性ポリオレフィン樹脂は、例えば、塩基性化合物とともに、水性媒体中で加熱攪拌することにより、水性分散体とすることができる。水性分散体を作製する際、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等の界面活性剤類は、使用しないことが好ましい。

水性分散体を製造する際に用いる塩基性化合物は、揮発性の塩基性化合物が好ましい。中でも、アンモニアまたは沸点が２５０℃以下である有機アミン化合物がより好ましい。沸点が２５０℃を超えると乾燥によって有機アミン化合物を飛散させることが困難となり、樹脂組成物中に有機アミン化合物が残存する場合がある。

有機アミン化合物としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、３−エトキシプロピルアミン、３−ジエチルアミノプロピルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、プロピルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、３−メトキシプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン等が挙げられる。

水性分散体には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の樹脂の水性分散体、シランカップリング剤、潤滑剤、帯電防止剤等を混合してもよい。他の樹脂としては、酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。

工程（ｉｉ）では、処理済ビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合し、樹脂組成物を得る。この時、以下に説明するチョップドストランド法またはロングファイバー法を用いることが好ましい。

チョップドストランド法とは、処理済ビニロン繊維を所定長に裁断しチョップドストランドとし、それらを共重合ポリプロピレン樹脂と溶融混練する方法である。

チョップドストランドの長さは３〜１５ｍｍとすることが好ましく、４〜１０ｍｍとすることがより好ましい。チョップドストランドの長さを３〜１５ｍｍの範囲とすることで、溶融混練時の取り扱い性を損なうことなく、樹脂組成物中のビニロン繊維の平均繊維長を２００μｍ〜１５ｍｍとすることができる。

チョップドストランドを共重合ポリプロピレン樹脂と溶融混練する方法としては、押出機を用いて溶融混練する方法等が挙げられる。溶融混練温度は、１７０〜２３０℃とすることが好ましい。

得られる樹脂組成物は、ストランド状に押し出し、冷却したのち、ストランドカッター等によりペレット状とすることができる。

ロングファイバー法とは、処理済ビニロン繊維束を溶融状態にある共重合ポリプロピレン樹脂内を通過させて、ビニロン繊維束を開繊させながら該共重合ポリプロピレン樹脂を含浸させ、次いで冷却し裁断する方法である。

共重合ポリプロピレン樹脂と処理済ビニロン繊維束の比率は、処理済ビニロン繊維束の引き取り速度と共重合ポリプロピレン樹脂の吐出量で調整することができる。ビニロン繊維束は、一定速度で引きながら溶融した共重合ポリプロピレン樹脂を通過させることが好ましい。一定速度で引き取ると、共重合ポリプロピレン樹脂とビニロン繊維の比率を制御しやすい。

処理済ビニロン繊維束は、ビニロン繊維束を開繊させながら、通過させることが好ましい。このような方法としては特に限定されないが、溶融した共重合ポリプロピレン樹脂を、引き抜き方向とは平行でない部分を有する非直線構造を通過させることが好ましい。非直線構造としては、例えば、蛇行構造、螺旋構造、ジグザグ構造、階段構造が挙げられ、中でも、蛇行構造が好ましい。非直線構造を通過させることによって、ビニロン繊維束を開繊させながら、さらに、ビニロン繊維束にしごきを与え、ビニロン繊維束中に含有する空気の排出を促進させ、溶融した共重合ポリプロピレン樹脂を効率よく含浸させることができる。

共重合ポリプロピレン樹脂の溶融温度は、２００〜２３０℃であることが好ましい。溶融温度をこの範囲とすることで、適度な溶融粘度とすることができる。溶融温度が２３０℃を超えると、ビニロン繊維の融点である２４０℃に近づくため、樹脂組成物ペレットの製造中に、ビニロン繊維が溶融または切断され、処理済ビニロン繊維束を含浸ダイに通過させることができなくなる場合がある。

処理済ビニロン繊維束の繊維本数は、２００〜１００００本とすることが好ましく、２７５〜６０００本とすることがより好ましく、３５０〜２０００本とすることがさらに好ましい。処理済ビニロン繊維束の繊維本数を２００〜１００００本とすることで、取り扱い性を低下させずに、衝撃強度を向上させることができる。

ロングファイバー法においては、共重合ポリプロピレン樹脂と処理済ビニロン繊維とを含有する樹脂組成物をストランド状に押出した後、冷却、裁断の工程を経て、ペレット状とする。裁断機としては、ストランドカッター、ロータリーカッター、スライドカット式カッターが好ましく、ロータリーカッター、スライドカット式カッターがより好ましい。ロータリーカッター、スライドカット式カッターを用いて裁断することで共重合ポリプロピレン樹脂が処理済ビニロン繊維束から剥がれ落ちることを防止できる。

ロングファイバー法においては、前記のような製造プロセスに由来して、処理済ビニロン繊維の長さが、樹脂組成物ペレットの長さの９０〜１１０％になる。すなわち、裁断後のペレットの長さとペレット中の処理済ビニロン繊維の平均繊維長は、ほぼ同じとなる。また、製造プロセスに由来して、処理済ビニロン繊維の長さ方向と、ペレットの長さ方向とが実質的に平行となる。ペレットの長さは、３ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましく、１０〜３０ｍｍとすることがより好ましい。

ロングファイバー法に用いる含浸装置の例を図１に示す。含浸装置は、芯鞘タイプの含浸ダイ３、およびアウトダイ５（非直線構造を有する貫通部）が接合部品６により連結されているものである。処理済ビニロン繊維束１が、含浸ダイ３内の空洞部８を通って、繊維束導入口４に導入される。それと同時に、溶融樹脂導入口２（取付部品７により溶融押出混練機の吐出側と連結されている。）から吐出される溶融状態の共重合ポリプロピレン樹脂を流入させて、処理済ビニロン繊維束１を共重合ポリプロピレン樹脂に接触させる。そして、アウトダイ５（非直線構造を有する貫通部）に通すことにより、処理済ビニロン繊維束１を、移動中心軸に対し徐々に偏心させ蛇行させ、ストランド状の共重合ポリプロピレン樹脂と処理済ビニロン繊維とを含有する樹脂組成物を作製することができる。

本発明の樹脂組成物の引張強度は、３５ＭＰａ以上とすることが必要で、４０ＭＰａ以上とすることが好ましい。引張強度を３５ＭＰａ以上とすることで、脆性破壊しにくい成形体とすることができる。引張強度を３５ＭＰａ以上とするためには、本発明の製造方法のように、酸変性ポリオレフィン樹脂によって、ビニロン繊維の表面を被覆した後、共重合ポリプロピレン樹脂と混合すればよい。この方法によれば、ビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂の分散性が向上し、従来は達成できなかった引張強度が得られる。

樹脂組成物の曲げ強度は、４０ＭＰａ以上とすることが好ましく、荷重たわみ温度は、１００℃以上とすることが好ましい。曲げ強度が４０ＭＰａ以上、荷重たわみ温度が１００℃であれば、通常の用途で十分に使用することができる。

また、比重は１．１以下とすることが好ましい。比重が１．１以下であれば、十分に軽量といえる。

本発明の樹脂組成物には、特性を損なわない範囲において、他の熱可塑性樹脂、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤等を添加してもよい。これらは、通常、溶融混練時または成形時に添加する。

本発明の樹脂組成物は、射出成形、圧縮成形、押出成形、トランスファー成形等公知の成形方法により、各種成形体に加工することができる。

本発明の樹脂組成物からなる成形体は、引張強度が高く、低比重であるため、自動車部品、自転車部品、家電部品、産業資材等の用途に好適に使用できる。自動車部品としては、バンパー、フロントフェンダー、リアフェンダー、ダッシュボード、ベースプレート、スイッチ類、サンバイザー、ラジエーター、コンソールボックス、キャニスタ等が挙げられる。自転車部品としては、ブレーキ類、レバー類、ライトカバー、ホイールカバー、サドルカバー、スタンド、かご、チャイルドシート、ヘルメット等が挙げられる。家電部品としては、リモコンの筐体、スイッチ類、携帯電話の筐体が挙げられる。産業資材としては、上下水道、ガス等の配管材料、ジオテキスタイル等の土壌補強材料、鉄道の枕木部分の補強材料、タンク等が挙げられる。また、本発明の樹脂組成物からなる成形体は、脆性破壊しにくいことから、破壊部位が鋭利な形状とはなりにくい。こうした特性を利用して、人体と接触する用途への使用も期待できる。

次に実施例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

１．測定方法
（１）ビニロン繊維の引張強度、引張弾性率
ＪＩＳ Ｌ−１０１３に従い、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度５０ｃｍ／分で測定した。

（２）酸変性ポリオレフィン樹脂の水性分散体の固形分濃度
酸変性ポリオレフィン樹脂の水性分散体の質量と、この水性分散体を１５０℃で２時間乾燥した後の残存物の質量から、水性分散体の固形分濃度を求めた。

（３）酸変性ポリオレフィン樹脂によるビニロン繊維の被覆量
ビニロン繊維束を長さ１００ｍｍに切り出し、ビニロン繊維１本あたりの質量を５回測定し、その平均値をＷ_１ｇとした。一方、酸変性ポリオレフィン樹脂が表面に付着したビニロン繊維を熱風乾燥機中１３０℃で２４時間乾燥し、そのビニロン繊維１本あたりの質量を５回測定し、その平均値をＷ_２ｇとした。被覆量（質量％）は次式で求めた。
被覆量（質量％）＝（Ｗ_２−Ｗ_１）／Ｗ_１×１００

（４）ポリプロピレン樹脂組成物の引張強度、引張降伏伸度
ポリプロピレン樹脂組成物を十分に乾燥した後、射出成形機（東芝機械社製：ＥＣ−１００型）を用いて射出成形をおこない、縦８ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み４ｍｍの成形片を作製した。シリンダ温度は１９０℃、金型温度は４０℃、射出時間は３０秒、冷却時間は４０秒であった。
得られた成形片を用いて、ＩＳＯ５２７に従って測定した。
また、応力−ひずみ曲線から、破壊の状態を以下の基準で評価した。
脆性破壊：降伏点に達するまでに破壊したもの、または、降伏点に達すると同時に破壊したもの。
靭性破壊：降伏点に達してから破壊したもの。

（５）曲げ強度
（４）で作製した成形片を用いて、ＩＳＯ１７８に従って測定した。

（６）シャルピー衝撃強度
（４）で作製した成形片にノッチを付けたものを用いて、ＩＳＯ１７９に従って測定した。

（７）荷重たわみ温度
（４）で作製した成形片を用いて、ＩＳＯ７５に従って荷重０．４５ＭＰａ下で測定した。

（８）比重
電子比重計（京都電子工業社製）を用いて、温度２０℃で測定した。

（９）成形片中のビニロン繊維の平均繊維長
長さ方向に切断した成形片を、試薬染料ネオカルミン中にて８０℃×１０分間ボイル処理し、ビニロン繊維を染色した。切断面に露出したビニロン繊維の長さを、マイクロスコープを用いて１００点測定し、平均の長さを求めた。

（１０）融点
示差走査熱量測定装置（パーキンエルマー社製、ＤＳＣ７）を用いて、窒素気流中、２０℃から昇温速度２０℃／分で、２８０℃まで昇温し、昇温時の融解温度のピークを融点とした。

２．使用材料
＜共重合ポリプロピレン樹脂＞
（１）プロピレン・エチレンブロック共重合体（Ａ−１）
プライムポリマー社製、Ｊ７６２ＨＰ、融点１６５℃、エチレン含有量＝１０質量％、メルトフローレート＝１２ｇ／１０分
（２）プロピレン・エチレンランダム共重合体（Ａ−２）
日本ポリプロ社製、ノバテックＢＣ０６Ｃ、融点１４０℃、エチレン含有量＝５質量％、メルトフローレート＝６０ｇ／１０分

＜ビニロン繊維束＞
重合度２５００のポリビニルアルコールの１２質量％の水溶液１００質量部にほう酸を３質量部加えた紡糸原液を、ノズルから１０〜２５℃のアルカリ性凝固浴に紡糸した。中和した後、５倍に湿式延伸し、水洗、乾燥し、２３０℃で５倍に乾熱延伸し（総延伸倍率２５倍）、所定の本数を束ねながら捲き取り、ビニロン繊維束（Ｂ−１）を得た。

ビニロン繊維束の製造条件を表１に示すように変更した以外は、ビニロン繊維束（Ｂ−１）を作製した時と同様の操作をおこなって、ビニロン繊維束（Ｂ−２）〜（Ｂ−４）を得た。

表１に、ビニロン繊維束の製造条件およびその特性値を示す。

＜表面処理液＞
（１）酸変性ポリオレフィン樹脂水性分散体（Ｃ−１）
ヒーター付の密閉できる耐圧ガラス容器（内容量１Ｌ）に、無水マレイン酸とアクリル酸エチルとエチレンがランダム共重合されている酸変性ポリオレフィン（アルケマ社製ボンダイン、無水マレイン酸２．５質量％、アクリル酸エチル１５質量％）６０ｇ、イソプロパノール６０ｇ、トリエチルアミン４．５ｇおよび蒸留水１７５．５ｇを投入し、３００ｒｐｍで１０分間攪拌した。続いて、加熱し、系内温度が１４０〜１４５℃に到達してからさらに２０分間攪拌した。その後、攪拌しながら室温まで水冷し、３００メッシュのステンレス製フィルター（線径０．０３５ｍｍ、平織）を用いて加圧ろ過し（０．２ＭＰａ）、固形分濃度２５質量％の水性分散体を得た。その後、固形分濃度が１０質量％となるように水で希釈したものを（Ｃ−１）とした。

（２）エポキシ樹脂系水性分散体（Ｃ−２）
ＤＩＣ社製ディックファインＥＮ−０２７０、固形分濃度２０質量％
固形分濃度が１０質量％となるように水で希釈したものを（Ｃ−２）とした。

（３）ポリビニルアルコール水溶液（Ｃ−３）
日本酢ビ・ポバール社製ＪＬ０５ＥＹ
固形分濃度１０質量％となるように水に溶解したものを（Ｃ−３）とした。

（４）ポリウレタン水性分散体（Ｃ−４）
日華化学社製ネオステッカー７００、固形分濃度３７質量％
固形分濃度が１０質量％となるように水で希釈したものを（Ｃ−４）とした。

（５）酸変性ポリオレフィン樹脂水性分散体（Ｃ−５）
ヒーター付の密閉できる耐圧ガラス容器（内容量１Ｌ）に、無水マレイン酸とアクリル酸エチルとエチレンがランダム共重合されている酸変性ポリオレフィン（アルケマ社製ボンダイン、無水マレイン酸２．５質量％、アクリル酸エチル４．５質量％）６０ｇ、イソプロパノール６０ｇ、トリエチルアミン４．５ｇおよび蒸留水１７５．５ｇを投入し、３００ｒｐｍで１０分間攪拌した。続いて、加熱し、系内温度が１４０〜１４５℃に到達してからさらに２０分間攪拌した。その後、攪拌しながら室温まで水冷し、３００メッシュのステンレス製フィルター（線径０．０３５ｍｍ、平織）を用いて加圧ろ過し（０．２ＭＰａ）、固形分濃度２５質量％の水性分散体を得た。その後、固形分濃度が１０質量％となるように水で希釈したものを（Ｃ−５）とした。

＜処理済ビニロン繊維束＞
ビニロン繊維束（Ｂ−１）を、開繊させながら、水性分散体（Ｃ−１）に通過させた。その後、１３０℃で乾燥させ、再び束ねながら巻き取り、処理済ビニロン繊維束（Ｄ−１）を得た。（Ｂ−１）１００質量部に対する酸変性ポリオレフィン樹脂の被覆量は、３．８質量部であった。

ビニロン繊維束、表面処理液および被覆量を表２に示すように変更する以外は、処理済ビニロン繊維束（Ｄ−１）を作製した時と同様の操作をおこなって、処理済ビニロン繊維束（Ｄ−２）〜（Ｄ−１０）を得た。

表２に、用いたビニロン繊維束と表面処理液およびその被覆量を示す。

実施例１
二軸押出機（池貝製作所製：ＰＣＭ−３０）の先端に、図１の含浸ダイ（アウトダイ５に蛇行構造を有する。）を取り付け、長繊維樹脂含浸装置とした。共重合ポリプロピレン（Ａ−１）を長繊維樹脂含浸装置の主ホッパーに供給し、２３０℃で溶融した。含浸ダイに貫通させてあった処理済ビニロン繊維束（Ｄ−１）と、溶融した（Ａー１）とを含浸ダイ内で接触させた。１００質量部の（Ａ−１）に対して、（Ｄ−１）が１１質量部になるように調整し、押出し、２個の回転するロールの間を通して引き取った。その後、ロータリーカッターで裁断し、ペレット長が１０ｍｍである共重合ポリプロピレン樹脂組成物を得た。

実施例２〜５、８〜１１、比較例１、２、４〜７
原料配合比および被覆量を表３、４のように変更する以外は、実施例１と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を得た。

実施例６
処理済ビニロン繊維束（Ｄ−１）を３ｍｍの長さに裁断したチョップドストランドを、共重合ポリプロピレン樹脂（Ａ−１）とドライブレンドした。その後、それらを二軸押出機（東芝機械社製：ＴＥＭ２６ＳＳ）に供給し、押出温度２３０℃で押し出し、ストランドカッターを用いて、共重合ポリプロピレン樹脂組成物を得た。

実施例７
処理済ビニロン繊維束（Ｄ−１）を７ｍｍの長さに裁断する以外は、実施例６と同様の操作をおこなって共重合ポリプロピレン樹脂組成物を得た。

比較例３
共重合ポリプロピレン樹脂（Ａ−１）を長繊維樹脂含浸装置の主ホッパーに供給し、２３０℃で溶融した。含浸ダイに貫通させてあった処理済ビニロン繊維束（Ｄ−１）を、溶融した（Ａ―１）に通過させ、共重合ポリプロピレン樹脂１００質量部に対してビニロン繊維が１１０質量部になるように調整し、ダイスから押し出した。得られたストランドは、ビニロン繊維の表面に共重合ポリプロピレン樹脂が塊状に付着しており、ペレット化できなかった。

比較例８
原料配合比を表４のように変更する以外は、実施例７と同様の操作をおこなって共重合ポリプロピレン樹脂組成物を得た。

表３、４に、原料配合比、被覆量、ビニロン繊維の引張強度および共重合ポリプロピレン樹脂組成物の特性値を示す。

実施例１〜１１は、ビニロン繊維の表面に、酸成分とオレフィン成分のモノマーがランダム共重合されている酸変性ポリオレフィン樹脂が被覆されており、共重合ポリプロピレン樹脂とビニロン繊維の配合比が適切であったため、成形体の引張強度が高く、脆性破壊しにくいポリプロピレン樹脂組成物であった。また、引張伸度を測定した成形片の破壊状態はすべて靭性破壊であった。

比較例１、２は、ビニロン繊維を使用しなかったか、ビニロン繊維の含有量が少なかったため、引張強度が低いものであった。
比較例３では、ビニロン繊維の含有量が多くペレット化できなかったため、評価しなかった。
比較例４〜６は、酸変性ポリオレフィン樹脂ではない樹脂によってビニロン繊維を被覆していたため、引張強度が低かった。
比較例７、８では、ビニロン繊維を酸変性ポリオレフィン樹脂で被覆せずに用いたため、引張強度が低かった。

１ 処理済ビニロン繊維束
２ 溶融樹脂流入口
３ 含浸ダイ
４ 繊維束導入口
５ アウトダイ（蛇行貫通部）
６ 接合部品
７ 取付部分
８ 空洞部
９ 溶融樹脂の流れ

Claims (9)

1. 共重合ポリプロピレン樹脂１００質量部と、ビニロン繊維５〜１００質量部を含有し、引張強度が３５ＭＰａ以上であるポリプロピレン樹脂組成物。
2. 以下の工程からなる請求項１記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
   工程（ｉ）：ビニロン繊維の表面に、酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆する工程。
   工程（ｉｉ）：工程（i）で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂によって表面が被覆されたビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合する工程。
3. 酸変性ポリオレフィン樹脂が、酸成分が共重合されたポリオレフィンであって、酸成分とオレフィン成分がランダム共重合している請求項２記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
4. 工程（ｉ）において、酸変性ポリオレフィン樹脂の水性分散体を用いて、ビニロン繊維の表面に酸変性ポリオレフィン樹脂を被覆することを特徴とする請求項２または３記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
5. 工程（ｉｉ）において、工程（ｉ）で得られた表面が被覆されたビニロン繊維を構成繊維とするビニロン繊維束を、溶融状態にある共重合ポリプロピレン樹脂内を通過させることにより、ビニロン繊維と共重合ポリプロピレン樹脂を混合することを特徴とする請求項２〜４いずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
6. 溶融状態にある共重合ポリプロピレン樹脂内を通過させることにより、ビニロン繊維束を開繊させながら、共重合ポリオレフィン樹脂を含浸させる請求項５記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
7. 酸変性ポリオレフィン樹脂が無水マレイン酸とアクリル酸エチルを共重合したポリエチレンである請求項２〜６いずれかに記載のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
8. 請求項１記載のポリプロピレン樹脂組成物を成形してなる成形体。
9. 自動車部品、自転車部品、家電部品、または産業資材の用途に用いる請求項８記載の成形体。