JP3079180B2 - タルク及びこれを用いた熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

タルク及びこれを用いた熱可塑性樹脂組成物

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JP3079180B2
JP3079180B2 JP05120068A JP12006893A JP3079180B2 JP 3079180 B2 JP3079180 B2 JP 3079180B2 JP 05120068 A JP05120068 A JP 05120068A JP 12006893 A JP12006893 A JP 12006893A JP 3079180 B2 JP3079180 B2 JP 3079180B2
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talc
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリプロピレン等のポ
リオレフィンやポリアミド等の熱可塑性樹脂の強化に好
適に用いられるタルク、及びこのタルクを含む熱可塑性
樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレンやエチレン・プロピレン
コポリマーの剛性や耐熱性を改善する目的で、これらの
樹脂にタルクを配合することは広く行われてきた。しか
し、平均粒径が1μm程度と粒径の細かいタルクは、タ
ルクの平均アスペクト比が小さく、又タルクが樹脂中で
2次凝集を起こすため、このようなタルクを用いた場合
は樹脂の剛性の改善が少ない一方で、成形性や耐衝撃性
が低下するという問題があった。一方、平均粒径が7μ
m以上の粒径の大きなタルクを用いた時も、剛性は余り
改善されず耐衝撃性が低下するという問題があった。
【0003】そこで、樹脂の剛性と耐衝撃性の両方を改
善するため、タルクの平均粒子径や粒子径分布の最適化
を図ることが検討された。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のタルク
は粒度分布が広く、例えば平均粒子径(レーザー回折法
で測定)が9μm程度のタルクでは、粒子径が30μm
(レーザー回折法による)より大きなものが3重量%以
上、粒子径2. 0μ未満(レーザー回折法による)のも
のが10重量%以上含まれている。このため、このタル
クをポリプロピレン等に添加しても余り剛性は改善され
ず耐衝撃性は却って低下する。従って高剛性と高耐衝撃
性の両方が要求される自動車や家電製品向けの用途には
あまり好ましいものとはいえない。
【0005】本発明は、熱可塑性樹脂、とくにポリプロ
ピレンやエチレン・プロピレンコポリマー等のポリオレ
フィンの剛性と耐熱性の改善に効果の高いタルクを提供
することを目的とする。
【0006】本発明のタルクは、 (a) 比表面積が7〜11m2/gであり、 (b) 平均粒子径が2.0〜6.5μmであり、且つ、 (c) トップカット形が30μm未満である、 という条件を満たすタルクである。
【0007】以下、本発明のタルクについて詳しく説明
する。
【0008】本発明のタルクは、比表面積は7〜11m2
/gの範囲でなければならない。又、平均粒子径は2.
0〜6.5μ、好ましくは3.0〜6.0μの範囲であ
る必要がある。本発明において、比表面積は、タルクに
液体窒素温度(77°K)で窒素を吸着させ、その物理
吸着量からBET理論により求めた比表面積である。
又、平均粒子径はレーザー回折法より求めた値である。
比表面積がm2/g未満のタルクや平均粒子径が6.5
μより大きいタルクは、剛性の改善効果が少ない上、耐
衝撃性の著しく劣る成形品しか得られないから好ましく
ない。一方、BET比表面積が11m2/gを越えるタク
ルや平均粒子径が2.0μ未満のタクルも、ポリプロピ
レン等に添加したときに、優れた剛性改善効果が得られ
ず、又二次凝集を起こしやすいという問題がある。
【0009】トップカット径は30μ未満である必要が
ある。ここでトップカット径とは、そのタルクに含まれ
る最大の粒子の粒子径をいう。トップカット径が30μ
以上であると、粒子系の大きな粒子の割合が多くなるの
で、耐衝撃性の特に劣る成形品しか得られないから好ま
しくない。
【0010】本発明のタルクは、タルク原石をローラー
ミルやクラッシャー等の公知の粉砕機で所定の平均粒径
付近まで粉砕後、分級により粒子径30μ以上のものや
粒子の細かいものを除き、比表面積が7〜11m2/gの
範囲のものを取得する等の方法により製造できる。分級
には公知の乾式分級機を用いることができる。又、公知
の粉砕機でタルク原石を粗粉砕した後、微粉砕機で再粉
砕しつつ分級してもよい。
【0011】本発明のタルクは未処理のままで使用して
もよいが、分散性や熱可塑性樹脂との接着性を改善する
ため、各種カップリング剤、例えば有機チタネート系カ
ップリング剤、シラン系カップリング剤、脂肪酸やその
塩、脂肪酸エステル、酸無水物等で処理してから使用し
てもよい。
【0012】又、本発明は、ポリプロピレンホモポリマ
ーやエチレン・プロピレンコポリマー等のポリオレフィ
ンや、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド等の熱
可塑性樹脂に上記のタルクを添加してなる熱可塑性樹脂
組成物に関する。
【0013】本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記のタ
ルクを95〜5重量部、熱可塑性樹脂を5〜95重量部
(但し(a) と(b) の合計量を100重量部とする)の割
合で含むことが好ましい。
【0014】熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレンホ
モポリマーやエチレン・プロピレンブロックコポリマ
ー、エチレン・プロピレンランダムコポリマー等のポリ
プロピレン系樹脂、高密度ポリエチレン、ポリメチルペ
ンテン−1等、各種ポリオレフィンや、ナイロン46、
ナイロン6、ナイロン66、ナイロン69、ナイロン6
10、ナイロン11、ナイロン12等の脂肪族ポリアミ
ド、ポリp−キシレンアジピン酸アミド、ポリm−キシ
レンアジピン酸アミド、ポリp−キシレンスペリン酸ア
ミド、ポリm−キシレンスペリン酸アミド、ポリp−キ
シレンセバシン酸アミド、ポリm−キシレンセバシン酸
アミド、ポリp−キシレンピメリン酸アミド、ポリm−
キシレンピメリン酸アミド、ポリp−キシレンアゼライ
ン酸アミド、ポリm−キシレンアゼライン酸アミド等の
芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド・芳香族ポリアミ
ド共重合体、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、
耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂、ACS樹脂、AE
S樹脂、及びポリフェニレンエーテルとポリスチレンの
ポリマーアロイ等が用いられる。これらの内、特に好ま
しいものはポリプロピレンホモポリマー、エチレン・プ
ロピレンブロックコポリマー、エチレン・プロピレンラ
ンダムコポリマーである。
【0015】本発明の熱可塑性樹脂組成物には、更に、
エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジ
エン三元共重合体、非晶質エチレン・ブテン共重合体、
非晶質プロピレン・ブテン共重合体、塩素化ポリエチレ
ン、クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化スチレン
・ブタジエン・スチレン共重合体、水素化スチレン・イ
ソプレン・スチレン共重合体等の熱可塑性エラストマー
を添加してもよい。
【0016】又、繊維状マグネシウムオキシサルフェー
トウィスカーや繊維状チタン酸カリウムウィスカー、繊
維状硼酸アルミニウムウィスカー、炭酸カルシウム、シ
リカ、ガラス繊維、炭素繊維等の無機フィラーや、顔
料、老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止
剤、滑剤等を添加してもよい。
【0017】本発明の熱可塑性樹脂組成物は、例えば、
単軸押出機や同方向二軸押出機、異方向二軸押出機等、
通常獅子の混練に用いられる混練機を用いてタルクや熱
可塑性樹脂等を混練する方法により製造される。
【0018】
【発明の効果】本発明のタルクは、熱可塑性樹脂、とく
にポリプロピレンやエチレン・プロピレンコポリマー等
のポリオレフィンの剛性と耐熱性の改善に特に良い効果
が得られる。
【0019】
【実施例】本発明について以下の実施例及び比較例によ
り具体的に説明する。尚、本実施例及び比較例において
用いたポリプロピレン系樹脂、熱可塑性エラストマー
は、表1の通りである。
【0020】
【表1】
【0021】〔タルクの粉砕、分級〕図1に示すような
分級機付き竪型ローラーミルを用い、中国産タルク原石
を粉砕した。竪型ミルには、粉砕テーブル4の直径80
0mm、ブレード有効長さ450mm、ブレード有効取り付
け半径400mm、ブレード枚数24枚のものを用いた。
粉砕は、粉砕テーブル4の回転速度30回転/分、分級
機7の回転速度580回転/分、通風路12からの吹き
込み空気量64m2 /分、原石の供給量360kg/時間
の運転条件で行った。次いで分級により所定の粒子径及
び比表面積のタルクを取得した。分級には乾式分級装置
を用いた。
【0022】〔実施例1〜5、比較例1〜7〕ポリプロ
ピレン系樹脂、熱可塑性エラストマー、タルク、及び添
加剤をタンブラーで予備混合後、異方向二軸押出機を用
い210℃で混練ペレット化した用いたポリプロピレン
系樹脂、熱可塑性エラストマー、及びタルクについては
表1に示す。添加剤の処方は、以下の通りである。 BHT 0. 1phr Irganox 1010 0. 2phr ステアリン酸Mg 0. 2phr (但し、ポリプロピレン系樹脂、熱可塑性エラストマ
ー、及びタルクの合計量を100重量部とする。)ポリ
プロピレン系樹脂、熱可塑性エラストマー、及びタルク
の割合及び平均粒子径、トップカット径、比表面積につ
いては表2に示す。得られた熱可塑性樹脂組成物を射出
成形し、ASTM物性試験用テストピースを得た。テス
トピースは、 射出成形温度 210℃ 金型温度 50℃ 射出時間 15秒 冷却時間 30秒 の条件で射出成形した。このテストピースにつき、強
度、伸び、弾性率等の物性を測定した。物性の測定法を
以下に示す。 MFR ASTM D−1238 引張降伏点強度 ASTM D−638 引張破断点伸度 ASTM D−638 曲げ弾性率 ASTM D−790 熱変形温度 ASTM D−648 アイゾッド衝撃強度 ASTM D−256 用いたタルクの平均粒子径及びトップカット径について
は、マイクロトラック粒度分布計(日機装株式会社製、
Model 7995−40 DRA)を用い、レー
ザー光源前方散乱光のフラウンホーファー回折式及びハ
ロゲン光源の側方散乱光強度回折式により求めた。又、
比表面積については、液体窒素温度での窒素の吸着量を
測定し、得られた吸着量についてBET理論を適用して
求めた。液体窒素温度での窒素の吸着量は、湯浅アイオ
ニクス株式会社製モノソーブMS−12を使用して求め
た。結果を表2〜表4に示す
【0023】
【表1】
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】ポリプロピレン系樹脂、熱可塑性エラスト
マー、及びタルクの割合が等しい組成物同士を比較した
場合、本発明のタルクを用いたものの方が、曲げ弾性率
及びアイゾッド耐衝撃強度に優れていることが、表2の
結果から明らかに判る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の実施例及び比較例において用いた竪型ミ
ルの構造の概略を示す縦断面図
【符号の説明】
1・・・竪型ミル 2・・・竪型ミル本体 3・・・モーター 4・・・粉砕テーブル 6・・・ブレード 7・・・分級機 9・・・原料供給口 11・・・送風機 12・・・通風路 14・・・製品出口 16・・・製品出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 直彦 千葉県市原市五井南海岸8番2号 株式 会社カルシード内 (72)発明者 野上 武史 山口県美祢市伊佐町伊佐4611番地の1 株式会社カルシード 内 (56)参考文献 特開 平5−5051(JP,A) 特開 平4−13758(JP,A) 特開 昭57−8235(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 33/22 C08K 3/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a) 比表面積が7〜11m2/gであり、 (b) 平均粒子径が2.0〜6.5μmであり、且つ、 (c) トップカット形が30μm未満である、 タルク。
  2. 【請求項2】(a) 請求項1に記載のタルク・・・・95
    〜5重量部、 (b) 熱可塑性樹脂・・・・・・・・・5〜95重量部、 (但し(a) と(b) の合計量を100重量部とする)を含
    む熱可塑性樹脂組成物。
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