JP2017115051A - 低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
<1>下記の成分(A)41〜59重量% と、下記の成分(B)20〜30重量%と、下記の成分( C )21〜29重量%とを含有することを特徴とする低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物(但し、成分(A)と、成分(B)と、成分(C)との合計を100重量%とする)。
成分(A):以下の条件(A−1)を満足するプロピレン系重合体。
条件(A−1) : 成分(A)全体のメルトフローレート(230 ℃ 、2.16kg荷重) が50〜120g/10分である。
成分(B):以下の条件(B−1)〜(B−4)を満足するエチレン‐ブテン共重合体。
条件(B−1):成分(B)は、以下の条件(B−2)を満足するエチレン−ブテン共重合体(B1)55〜85重量%と、以下の条件(B−3)を満足するエチレン−ブテン共重合体(B2)15〜45重量%とからなる(但し、成分(B)における、エチレン−ブテン共重合体(B1)と、エチレン−ブテン共重合体(B2)との合計を100重量%とする)。
条件(B−2):エチレン−ブテン共重合体(B1)のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重)が2〜10g/10分である。
条件(B−3):エチレン−ブテン共重合体(B2)のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重) が30〜70g/10分である。
条件(B−4):成分(B1)及び成分(B2)の密度が、各々0.860〜0.875g/cm3である。
成分(C): 以下の条件(C−1)〜(C−2) を満足するタルク。
条件(C−1):レーザー回折法により測定した平均粒径が6〜8μmである。
条件(C−2):アスペクト比が12〜14である。
を提供するものである。
<2>成分(A)がプロピレン単独重合体部分とプロピレン−α−オレフィン共重合体部分とからなるプロピレン−α−オレフィンブロック共重合体であり、更に以下の条件(A−2)〜(A−3)を満足する上記<1>に記載の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物。
条件(A−2):成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分のプロピレン含量が55〜65重量% である(但し、成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分における、プロピレン含量とα−オレフィン含量との合計を100重量%とする)。
条件(A−3):成分(A)全体に対するプロピレン−α−オレフィン共重合体部分の割合が5〜12重量% である(但し、成分(A)における、プロピレン単独重合体部分とプロピレン−α−オレフィン共重合体部分との合計を100重量%とする);及び
<3>成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分が、プロピレン−エチレン共重合体である上記<2>に記載の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物
を提供するものである。
1 . 成分(A):プロピレン系重合体
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物(以下、「ポリプロピレン系樹脂組成物」ともいう。)に用いられる成分(A)のプロピレン系重合体は、以下の条件(A−1)を満足するものである。
条件(A−1) : 成分(A)全体のメルトフローレート( 230 ℃ 、2.16 k g 荷重) が50〜120g/10分である。
となる。
成分(A)のプロピレン系重合体全体のメルトフローレート(以下、MFRと記すことがある。)は、50〜120g/10分、好ましくは60〜110g/10分である。MFRが50g/10分未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物の成形加工性(流動性)が低下し、一方、120g/10分を超えると衝撃性が低下する。ここで、MFRは、JIS K7210に準拠し、230℃、2.16kg荷重で測定する値であり、以下、本明細書中MFRは、特別に断りが無い限りいずれも同様の方法で測定される値とする。
成分(A)の上記プロピレン−α−オレフィン共重合体部分のプロピレン含量は、好ましくは55〜65重量%である(但し、成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分における、プロピレン含量とα−オレフィン含量との合計を100重量%とする)。プロピレン含量が55重量%未満であると、衝撃強度が低下するおそれがある。一方、プロピレン含量が65重量%を超えると、同じく衝撃強度が低下するおそれがある。なお、プロピレン−α−オレフィン共重合体部分のプロピレン含量は、プロピレン−α−オレフィン共重合体部分の重合時のα−オレフィンとプロピレンの組成比の制御により、調整することができる。
成分(A)全体に対するプロピレン−α−オレフィン共重合体部分の割合は、好ましくは5〜12重量%である(但し、成分(A)における、プロピレン単独重合体部分とプロピレン−α−オレフィン共重合体部分との合計を100重量%とする)。これらの範囲を外れると機械物性のバランスが低下する。
本発明に用いられる成分(B)のエチレン−ブテン共重合体は、エチレンとブテンとのランダム共重合体であり、ゴム的な性質を有する重合体(エラストマー)であり、以下の条件(B−1)〜(B−4)を満たすように性質の異なる2種類のエラストマーを併用することを特徴とする
成分(B)は、以下に示す条件(B−2)を満足するエチレン−ブテン共重合体(B1)55〜85重量%と、以下に示す条件(B−3)を満足するエチレン−ブテン共重合体(B2)15〜45重量%とからなる(但し、成分(B)における、エチレン−ブテン共重合体(B1)と、エチレン−ブテン共重合体(B2)との合計を100重量%とする)。好ましくは、B1とB1の含有量は、B1が60〜85重量%、B2が15〜40重量%の範囲内である。
エチレン−ブテン共重合体(B1)のメルトフローレート(230℃ 、2.16kg荷重)は、2〜10g /10分である。一方、エチレン−ブテン共重合体(B2)のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重) が30〜70g /10分であり、好ましくは40〜70g/10分である。
成分(B)のエチレン−ブテン共重合体は、成分(B1)及び成分(B2)の密度が各々0.860〜0.875g/cm3である。密度が0.860g/cm3未満であると、剛性が低下するおそれがある。一方、密度が0.875g/cm3を超えると、寸法安定性および機械物性バランスが悪化するおそれがある。成分(B1)及び成分B2の密度を共にこのような範囲とすることにより、上記の懸念が払拭される。
本発明に用いられる成分(B)の製造法は、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法により重合することができ、例えば、メタロセン系触媒、バナジウム系触媒やチーグラー系触媒などを用いて重合することができる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物における成分(B)の含有量は、20〜30重量%である(但し、成分(A)、(B)、(C)の合計を100重量%とする)。成分(B)の含有量が、20重量%未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物およびその成形体の衝撃強度が低下するおそれがあり、一方、30重量部を超えると、剛性が低下するおそれがある。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物に用いられる成分(C)は、以下の条件(C−1)〜(C−2)を満足するタルクである。
(C−1):レーザー回折法により測定した平均粒径が6〜8μmである。
(C−2):アスペクト比が12〜14である。
成分(C)のタルク形状については、レーザー回折法により測定した平均粒径が6〜8μm、かつアスペクト比が12〜14であれば、他に特に制限はなく、粒状、板状、棒状、繊維状、ウィスカー状など、いずれの形状のものも使用することができる。特に、ポリマー用フィラーとして市販されているものが好ましく使用できる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物における成分(C)の含有量は、樹脂組成物全体を基準として、21〜29重量%である(但し、成分(A)、(B)、(C)の合計を100重量%とする)。なお、成分(C)は、二種以上のタルクを併用してもよい。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物においては、上記成分(A)、成分(B)、成分(C)以外に、さらに必要に応じ、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、たとえば所期の効果をさらに向上させたり、他の性能・効果を付与するため、任意添加成分を配合することができる。任意添加成分の添加量としては、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計を100重量部として、0.2〜2.0重量部である。
1.特性
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物は、上記成分(A)、成分(B)、成分(C)、さらに必要に応じ、上記任意添加成分を上記配合割合で配合したものであって、下記の特性または条件(1)〜(5)を満たすことが好ましい。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物は、メルトフローレート(230℃、2.16kg荷重、MFRともいう。)が50〜120g/10分であることが好ましい。MFRが50g/10minを下回ると成形性能が低下し、120g/10分を超えると衝撃性が低下する。また、本明細書において、MFRは、上記のとおり、JIS−K7210準拠して、230℃、2.16kg荷重で測定した値である。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物は、線膨張係数が3.0×10−5〜5.0×10−5/℃ 以下であることが好ましい。該線膨張係数が5×10−5/℃より大きいと、ポリプロピレン系樹脂組成物およびその成形体の寸法安定性が十分であるとは言えない。また、本明細書において、線膨張係数は、JIS−K7197に準拠して、23〜80℃ の温度範囲にて測定した値である。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率(23℃)が 1500Mpa以上であることが好ましい。該曲げ弾性率が1500MPa未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物およびその成形体の剛性が十分であるとは言えない。また、本明細書において、曲げ弾性率はJIS−K7171に準拠して、23℃にて測定した値である。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物は、シャルピー衝撃強度(23℃)が20kJ/m2 以上であることが好ましい。上限について特に制限はないが、通常100kJ/m2である。該シャルピー衝撃強度が20kJ/m2未満であると、ポリプロピレン系樹脂組成物およびその成形体の機械的物性が十分であるとは言えない。また、本明細書において、シャルピー衝撃強度はJIS−K7111に準拠して、ノッチ加工(ノッチ半径0.25mm)後に、23 ℃ にて測定した値である。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物は、ウェルド隆起特性に優れる事を特徴とし、実施例に記載の具体的方法にて判定した。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記成分(A) 、成分(B) 、成分(C) 、
さらに必要に応じ、任意成分を前記配合割合で配合して、単軸押出機、二軸押出機、バン
バリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダ−プラストグラフ、ニーダー等通常の混練
機を用いて混練・造粒することによって製造される。
ましく、通常は二軸押出機が用いられる。この混練・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、また性能向上を図るべく各成分を分割、例えば先ず成分(A) と成分(C)の一部または全部を混練し、その後に残りの成分を混練・造粒することも
できる。また、成分(C)の折損等を避ける等のため、押出機シリンダーの中間部等に設けたフィード口(サイドフィード口)等から、それを溶融樹脂部分にフィードして、混練・造粒することもできる。
本発明の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物を用いた成形体又は部品は、高度な寸法安定性(低線膨張性)と高い機械物性バランス(高剛性、衝撃強度)を満足しつつ、樹脂の対抗合流で生じる突き合せウェルドの隆起を低減しており、塗装外観品質が高いので、その用途としては、自動車外板部品が最も好ましい。例えば、本発明の自動車外装部品用ポリプロピレン系樹脂組成物を用いて、バックドア、フェンダー、ボンネット、バンパー、サイドモール等の自動車外板部品への適用が可能である。
<多目的試験片作製条件>
射出成形機:東芝EC75SX
金型:AXXICON社ISO AIM型(多目的試験片成形用)
成形温度:200℃、
金型温度:40℃
射出圧力:40MPa。
JIS K7210に準拠し、230℃、2.16kg荷重で測定した(単位はg/10分)。
JIS−K7197に準拠して、23〜80℃ の温度範囲にて測定。
試験片は、前記多目的試験片(t4mm)の中央部からH10mm×W10mmの角柱状に切削加工したものを用いた。ここで、線膨張係数が小さいほど、寸法安定性が優れているといえる。
JIS−K7171に準拠して、23℃雰囲気下で測定。
試験片は、前記多目的試験片(t4mm)の中央部からL80mm×W10mmの短冊状に切削加工したものを用いた。
JIS−K7111に準拠して、23℃雰囲気下で測定。
試験片は、前記多目的試験片(t4mm)の中央部からL80mm×W10mmの短冊状に切削加工し、更に短冊試験片の中央部に。ノッチ加工(ノッチ半径0.25mm)したものを用いた。
成形機:住友SE220ton射出成形機
金 型:長尺平板(L350mm×W100mm×t3mm)
ゲート:短側面の両側に設置。
ウェルド作製:下記成形条件で試験片の中央に突き当てのウェルドを作製した。
成形温度:220℃
金型温度:40℃
射出圧力:80MPa
保圧力 :60Mpa
射出速度:30mm/sec
ウェルド隆起判定:上記で作製した試験片の表面に塗装処理を施し、ウェルド部の隆起を目視判定した。
○:ウェルド隆起は小さく、目立ちも良好であり、実用可能レベル。
△:ウェルド隆起が目立ち、実用困難レベル。
×:ウェルド隆起が大きく目立ち、実用不可レベル。
実施例、比較例において原材料として以下のものを使用した。
(1)成分(A):ポリプロピレン系樹脂
(A)−1:プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体
MFR 85g/10分
プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体部分の割合:10重量%
プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体部分のプロピレン含量:40重量%
(B1)−1:三井化学社製、エチレン・ブテン共重合体
商品名:A4050S
MFR:6.7g/10分(230℃、2.16kg荷重)
密 度:0.864g/cm3
(B2)−1:三井化学社製、エチレン・ブテン共重合体
商品名:A35070S
MFR:60g/10分(230℃、2.16kg荷重)
密 度:0.870g/cm3
(C)−1:顕微鏡等により拡大した画像から、アスペクト比の大きいタルクを10個選択し、平均したアスペクト比が13であり、平均粒径が7μmであるタルク
(C)−2:顕微鏡等により拡大した画像から、アスペクト比の大きいタルクを10個選択し、平均したアスペクト比が18であり、平均粒径が9μmであるタルク
なお、平均粒径は、レーザー回折散乱方式粒度分布計等によって求めた粒度分布におけ
る積算値50%での粒径であり、測定装置として、堀場製作所LA−920型を使用した。
上記成分(A)〜成分(C)を表に示す割合で配合し、スーパーミキサーを用いドライブレンドした後、ホッパーより原料を供給し、神戸製鋼所製のKCM2軸押出機を用い溶融混練し得られたペレットを前述の射出成形機で各種試験片を作製し、評価を行った。
結果を表1に示す。
表1に示されるように、本発明の必須構成要件における各規定を満たす、実施例1に示す組成を持ったポリプロピレン系樹脂組成物及びそれを射出成形して得られた部品は、高度な寸法安定性(低線膨張性)と高い機械物性バランス(高剛性、衝撃強度)を満足しつつ、樹脂の対抗合流で生じる突き合せウェルドの隆起を低減しており、塗装外観品質が高いので、バックドア、フェンダー、ボンネット、バンパー、サイドモール等の自動車外板部品への適する性能を有していることが確認された。
有意性が実証され、さらに本発明の従来技術に対する優位性も明らかである。
Claims (3)
- 下記の成分(A)41〜59重量% と、下記の成分(B)20〜30重量%と、下記の成分( C )21〜29重量%とを含有することを特徴とする低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物(但し、成分(A)と、成分(B)と、成分(C)との合計を100重量%とする)。
成分(A):以下の条件(A−1)を満足するプロピレン系重合体。
条件(A−1) : 成分(A)全体のメルトフローレート(230℃ 、2.16kg荷重)が50〜120g/10分である。
成分(B):以下の条件(B−1)〜(B−4)を満足するエチレン‐ブテン共重合体。
条件(B−1):成分(B)は、以下の条件(B−2)を満足するエチレン−ブテン共重合体(B1)55〜85重量%と、以下の条件(B−3)を満足するエチレン−ブテン共重合体(B2)15〜45重量%とからなる(但し、成分(B)における、エチレン−ブテン共重合体(B1)と、エチレン−ブテン共重合体(B2)との合計を100重量%とする)。
条件(B−2):エチレン−ブテン共重合体(B1)のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重)が2〜10g/10分である。
条件(B−3):エチレン−ブテン共重合体(B2)のメルトフローレート(230℃、2.16kg荷重)が30〜70g/10分である。
条件(B−4):成分(B1)及び成分(B2)の密度が、各々0.860〜0.875g/cm3である。
成分(C): 以下の条件(C−1)〜(C−2) を満足するタルク。
条件(C−1):レーザー回折法により測定した平均粒径が6〜8μmである。
条件(C−2):アスペクト比が12〜14である。 - 成分(A)がプロピレン単独重合体部分とプロピレン−α−オレフィン共重合体部分とからなるプロピレン−α−オレフィンブロック共重合体であり、更に以下の条件(A−2)〜(A−3)を満足する請求項1に記載の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物。
条件(A−2):成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分のプロピレン含量が55〜65重量% である(但し、成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分における、プロピレン含量とα−オレフィン含量との合計を100重量%とする)。
条件(A−3):成分(A)全体に対するプロピレン−α−オレフィン共重合体部分の割合が5〜12重量% である(但し、成分(A)における、プロピレン単独重合体部分とプロピレン−α−オレフィン共重合体部分との合計を100重量%とする)。 - 成分(A)のプロピレン−α−オレフィン共重合体部分が、プロピレン−エチレン共重合体である請求項2に記載の低線膨張性ポリプロピレン系樹脂組成物。
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