JP3189477B2

JP3189477B2 - ポリプロピレン樹脂成形品

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Publication number: JP3189477B2
Application number: JP06607993A
Authority: JP
Inventors: 順二小泉; 順治竹内
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH06256596A; DE4406532A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，寸法安定性，射出成形
時の離型性，及び成形加工性に優れたポリプロピレン樹
脂成形品に関する。

【０００２】

【従来技術】ポリプロピレン樹脂は，曲げ強度，曲げ弾
性率等の機械的性質，及び耐薬品性に優れ，かつ安価な
熱可塑性樹脂である。そのため，例えば自動車，産業用
機械等の内装・外装品，家電部品等，多くの用途があ
る。しかし，その一方で熱による膨張，収縮が大きく，
寸法安定性に問題がある。

【０００３】かかる問題を解決するために，従来，特開
昭６１─３４０４８号，特開昭６１─２１１４５号，特
開平１─２７１４５０号，特開平２─３１１５３３号，
特開昭６３─１８６７５４号，特開昭６２─１５３３３
４号，特公平４─２６２０号等において検討されてい
る。

【０００４】しかし，上記先行文献において開示された
ポリプロピレン樹脂は，いずれも線膨張係数が５．０〜
９．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃の範囲にある。そのた
め，依然として熱による膨張，収縮が大きい。殊に，自
動車用のサイドモール，ロッカーモール，サイドガーニ
ッシュ，ドアロアモール，バンパ等のように，長細形状
の部品として用いる場合には，寸法安定性が不充分であ
る。

【０００５】そこで，発明者らは更に線膨張係数を低下
させることに着目して，種々の検討をした。そして，線
膨張係数が３．０〜３．９×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃であ
り，寸法安定性に優れたポリプロピレン樹脂成形品を発
明した（特開平４−８７４４号）。

【０００６】該ポリプロピレン樹脂成形品は，ポリプロ
ピレン／無定形エチレン─αオレフィン共重合体／繊維
状フィラー系（ＰＰ／ＥＰＲ／繊維状フィラー系）であ
る。このものは，ポリプロピレン樹脂３０〜７０重量部
とムーニー粘度７０未満のＥＰＲ３０〜７０重量部とか
らなるポリマー成分を６０〜８５％用いること，及びＥ
ＰＲのアスペクト比を５以上とし，ＥＰＲを偏平分散さ
せることにより，線膨張係数を低くしている。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら，このポリプロ
ピレン樹脂の成形品は，その表面粘着性が，通常のＰＰ
／ＥＰＲ／繊維状フィラー系のものに比べて大きい。そ
れ故，シボなしの鏡面状の成形品を射出成形する場合，
成形品が金型に貼り付いて，離型しにくくなる。このた
め，離型時に成形品が変形，破損したりすることがあ
る。

【０００８】そこで，本発明者らは，以下に示す検討を
重ねた。（１）冷却時間を長くする。（２）離型剤を金型に塗布する。（３）ＥＰＲの添加量を減らす。（４）ＥＰＲの分子量を大きくする。（５）繊維状フィラーの添加量を増やす。（６）組成，物性の異なる２種以上のＥＰＲを組み合わ
せる。

【０００９】しかし，（１）では，成形サイクルが長く
なる。（２）では，自動成形ができない。（３），
（４）では，線膨張係数が大きくなり，成形品の寸法安
定性が悪くなる。（５）では，耐衝撃性，成形加工性が
低下する。（６）については，上記各種先行文献に開示
されているが，表面粘着性と寸法安定性とを同時に改良
する方法は提案されていない。

【００１０】以上に示すように，発明者らは，低線膨張
性能及び寸法安定性を損なうことなく，かつ上記各種問
題点を解決すべく，更に，種々の検討を重ねた。本発明
はかかる従来の問題点に鑑み，寸法安定性，射出成形時
の離型性，及び成形加工性に優れたポリプロピレン樹脂
成形品を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題の解決手段】本発明は，メルトフローレート
（Ｘ）が１０〜６０ｇ／１０分で，かつ０〜８ｗｔ％の
エチレンを含有するポリプロピレン樹脂４５〜７０重量
部と，無定形エチレン−αオレフィン共重合体（以下，
ＥＯ共重合体という。）が５５〜３０重量部とからなる
ポリマー成分が６５〜９５ｗｔ％，及び無機質充填材が
５〜３５ｗｔ％よりなり，上記ＥＯ共重合体の含有量
（Ｃ）と上記無機質充填材の含有量（Ｄ）との関係は，
Ｄ＞１５５−３７× ln Ｃであるポリプロピレン樹脂成
形品であって，上記ＥＯ共重合体は，重量平均分子量４
０万〜１００万の高分子量ＥＯ共重合体３０〜６０ｗｔ
％と，重量平均分子量１５万〜３３万の低分子量ＥＯ共
重合体７０〜４０ｗｔ％とよりなり，かつ線膨張係数が
５×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下であることを特徴とする
ポリプロピレン樹脂成形品にある。

【００１２】本発明において最も注目すべきことは，ポ
リプロピレン樹脂のメルトフローレート（Ｘ）が１０〜
６０ｇ／１０分であること，ＥＯ共重合体が重量平均分
子量４０万〜１００万の高分子量ＥＯ共重合体と重量平
均分子量１５万〜３３万の低分子量ＥＯ共重合体とから
なること，及びポリプロピレン樹脂成形品の線膨張係数
は５．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下であることであ
る。

【００１３】本発明にかかるポリプロピレン樹脂成形品
は，６５〜９５ｗｔ％（以下％という。）のポリマー成
分と５〜３５％の無機質充填材とよりなる。ポリマー成
分が６５％未満の場合には，衝撃強度の低下，表面品質
悪化の問題がある。９５％を越える場合には，線膨張係
数が５．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以上になるという問
題がある。

【００１４】ポリマー成分は，４５〜７０重量部（以
下，部という。）のポリプロピレン樹脂と３０〜５５部
のＥＯ共重合体（無定形エチレン─αオレフィン共重合
体）とからなる。ポリプロピレン樹脂が４５部未満の場
合には，ＥＯ共重合体の含有量が多くなるため，離型
性，成形品外観が悪化する。７０部を越える場合には，
線膨張係数が５．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以上になる
という問題がある。

【００１５】上記ポリプロピレン樹脂は，０〜８％のエ
チレンと９２〜１００％のポリプロピレンとからなる。
エチレンの含有量（Ｙ）が８％を越える場合には，離型
性が悪化する。ポリプロピレン樹脂は，そのメルトフロ
ーレート（Ｘ）が１０〜６０ｇ／１０分である。１０ｇ
／１０分未満の場合には，ブレンド材の流動性が悪くな
るため，成形サイクルが長くなる。また，成形品外観が
悪化する。

【００１６】一方，６０ｇ／１０分を越える場合には，
ＥＯ共重合体の分散性が悪くなるため，成形品外観が悪
化する。上記メチルフローレートは，２３０℃，２．１
６ｋｇ／ｃｍ²荷重の条件下における測定値である。

【００１７】エチレン含有量（Ｙ）の好ましい範囲は
０．３〜７．０％，更に好ましくは０．５〜６．０であ
る。更に，上記メルトフローレート（Ｘ）と上記エチレ
ンの含有量（Ｙ）との間には，Ｙ≦０．０８Ｘ＋３．４
の関係があることが好ましい。この場合には，線膨張係
数と離型性のバランスが特に良好となる。

【００１８】上記ポリプロピレン樹脂としては，ホモポ
リプロピレンの他に，プロピレン─エチレンランダム共
重合体，プロピレン─エチレンブロック共重合体及びこ
れらの混合物が用いられる。また，変性ポリプロピレン
樹脂，即ちポリプロピレン樹脂を不飽和カルボン酸また
はその誘導体及び有機酸化物で変性したものを，一部ブ
レンドして用いても良い。

【００１９】上記ＥＯ共重合体は，３０〜６０％の高分
子量ＥＯ共重合体と，４０〜７０％の低分子量ＥＯ共重
合体とからなる。高分子量ＥＯ共重合体が３０％未満の
場合には，離型性の改善効果が不十分である。６０％を
越える場合には，線膨張係数が大きくなる。

【００２０】上記高分子量ＥＯ共重合体の重量平均分子
量は４０万〜１００万である。４０万未満の場合には，
低分子量ＥＯ共重合体に近似した分子量になり，離型性
の改善効果が不十分となる。一方，１００万を越える場
合には，線膨張係数が大きくなり，成形品の外観が悪化
する。

【００２１】上記低分子量ＥＯ共重合体の重量平均分子
量は１５万〜３３万である。１５万未満の場合には，結
晶化度が高くなるため好ましくない。３３万を越える場
合には，高分子量ＥＯ共重合体と近似した分子量とな
り，好ましくない。

【００２２】無定形エチレン─αオレフィン共重合体
（ＥＯ共重合体）とは，プロピレン，ブテン−１，ヘキ
セン−１，デセン−１，４−メチルブテン−１，４−メ
チルペンテン−１などのαオレフィンを共重合成分とし
たものである。そして，ここに無定形とは，実質的に結
晶領域を形成しないものをいう。また，上記無定形エチ
レン−αオレフィン共重合体の中，αオレフィンがポリ
プロピレンの場合，即ちエチレン・プロピレンラバー
（ＥＰＲ）の場合は，特に優れた低線膨張係数を発揮す
る。

【００２３】上記無機質充填材の含有量（Ｄ）は，上記
無定形エチレン−αオレフィン共重合体の含有量（Ｃ）
と，Ｄ＞１５５−３７× ln Ｃの関係（lnは自然対数）
にある。この関係は，線膨張係数を５×１０^-5ｃｍ／ｃ
ｍ／℃以下とするために必要である（図２）。

【００２４】無機質充填材としては，繊維状充填材，非
繊維状充填材，偏平形状充填材等がある。繊維状充填材
としてはチタン酸カリウイスカー，マグネシウムオキシ
サルフェートウィスカー，ホウ酸アルミニウムウィスカ
ー，炭酸カルシウムウィスカー，硫酸カルシウムウィス
カー，酸化亜鉛ウイスカー，ワラストナイト，ガラス繊
維，炭素繊維などの繊維状態にあるフィラーを用いる。

【００２５】繊維状充填材は，前記無定形エチレン−α
オレフィン共重合体と作用して，線膨張係数の低下に大
きく寄与する。上記中，特に，チタン酸カリウイスカー
は，材料物性，寸法安定性の点で優れた繊維状充填材で
ある。また，非繊維状充填材としては，偏平形状である
タルクやマイカ，粒状である炭酸カルシウムなどを用い
る。

【００２６】また，本発明においては，前記成分以外に
機械的性質，流動性等の調整を目的として，高密度ポリ
エチレン，低密度ポリエチレン等の結晶性ポリエチレ
ン，エチレン酢酸ビニル共重合体系のオレフィン系共重
合体，或いは軟化剤，酸化防止剤，紫外線吸収剤，滑
剤，帯電防止剤，核剤，顔料，難燃剤，増量剤，加工助
剤等の添加剤を混合してもよい。

【００２７】また，上記の各成分の混合は，少なくとも
ポリプロピレン樹脂が溶融する温度以上において，一軸
押出機，二軸押出機，ニーダー，ブラベンダー，バンバ
リーミキサー等の混練機を用いて，溶融混練し，組成物
とする。また，このように溶融混練した後は，通常はペ
レット化する。更に，かかる組成物は，射出成形，押出
成形，ブロー成形等により所望形状に成形する。

【００２８】本発明のポリプロピレン樹脂成形品は，前
記した自動車や船舶の外装用サイドモール，バンパーの
他，サイドガーニッシュ，その他電気部品，機械部品な
どに用いることができる。そして，特に寸法安定性が要
求され，シボなし鏡面の成形品に用いる場合，その特性
が発揮される。

【００２９】

【作用及び効果】本発明のポリプロピレン樹脂成形品
は，線膨張係数が５×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下と低
い。そのため，熱による膨張，収縮がほとんどなく，寸
法安定性にすぐれている。また，射出成形時の離型性も
良好で成形加工性にも優れている。そのため，成形品が
長尺形状であっても，金属インサート等の補強なしで，
相手部材に取り付けることができる。また，離型性に優
れているので，鏡面状の平滑な表面状態が要求される成
形品に最適である。

【００３０】ここで，本発明のポリプロピレン樹脂成形
品が前記のごとく低線膨張係数を示す理由は，次のよう
であると推定される。即ち，低分子量ＥＯ共重合体は高
分子量ＥＯ共重合体よりポリプロピレンに対する相溶性
が良い。また，溶融粘度は，高分子量ＥＯ共重合体の方
が低い。これらのことから，高分子量ＥＯ共重合体と低
分子量ＥＯ共重合体とは，独立して存在するのではな
く，低分子量ＥＯ共重合体が高分子量ＥＯ共重合体を包
み込む構成をとる。

【００３１】そのため，低分子量ＥＯ共重合体を単独で
ブレンドした時と比べて，線膨張係数の抑制効果は遜色
がない。また，高分子量ＥＯ共重合体の存在により成形
品の表面に微細な凹凸が形成されて，離型性が向上する
と考えられる。そして，ポリプロピレン樹脂成形品のス
キン部（表層部分）のみならず，コア部（内層部分）に
おいても，ＥＯ共重合体が均一に偏平分散している。

【００３２】それ故，ポリプロピレン樹脂成形品の線膨
張係数を従来に比して一段と低くすることができると思
われる。以上のごとく，本発明によれば，寸法安定性，
射出成形時の離型性，及び成形加工性に優れたポリプロ
ピレン樹脂成形品を提供することができる。

【００３３】

【実施例】以下，本発明にかかる実施例を比較例と共に
説明する。〔試料作製，測定方法〕実施例，比較例ともに，本発明
に関する試料Ｎｏ．Ｅ１５を除いて，表１に示したポリ
プロピレン樹脂（ＰＰ），及び表２に示した無定形エチ
レン−αオレフィン共重合体（ＥＯ共重合体）としての
ＥＰＲ（エチレン・プロピレンラバー）を用いた。尚，
Ｅ１５では，エチレン−ブテン共重合体を用いた。

【００３４】そして，これらの両成分とタルクとを，表
３〜７に示す配合比で混合した。混合は，タンブラー式
ブレンダーで５分間行った。次に，これらの混合物を溶
融混練し，ペレット化した。混練に当たっては，組成物
の流動性を調整するため，パラフィン系オイル等のゴム
用軟化剤を必要に応じて１〜１５重量部の範囲内で添加
した。

【００３５】次に，上記ペレットを長さＬ／直径Ｄ＝３
０ミリ異方向回転２軸押出し機のスクリューの最下流部
（末端）に供給した。そして，溶融混練した後，ポリプ
ロピレン樹脂組成物のペレットとした。上記において，
混練時の設定温度は２２０℃，押出量は７〜８ｋｇ／Ｈ
ｒ，スクリュー回転数は１００ｒｐｍであった。

【００３６】上記組成物ペレットを８時間熱風乾燥した
後，射出成形により所定形状のテストピースに作製し，
これを試料とした。テストピースの成形は，８０トン射
出成形機を用い，射出時間１０秒，樹脂温度２１０〜２
２０℃とした。

【００３７】諸物性の測定方法，評価方法及び各成分に
ついては，下記又は表の下欄に示す。・離型性成形型の表面に，シボが有る場合（粗面）と無い場合
（鏡面）について評価した。評価に当たっては，離型性
が極めて優れている場合を◎，優れている場合を○，実
用に適しない場合を△，著しく適用しない場合を×とし
た。

【００３８】・成形品外観得られたポリプロピレン樹脂成形品の外観を評価した。
評価に当たっては，外観が極めて優れている場合を◎，
優れている場合を○，外観が悪く実用に適しない場合を
△，著しく適しない場合を×とした。

【００３９】・線膨張係数ＡＳＴＭ−Ｄ６９６に従って試験した。・曲げ弾性率，曲げ強度ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に従って試験した。

【００４０】また，各例における成分は次のものを用い
た。・ポリプロピレン樹脂表１に示す７種類のエチレン含有量（重量％）のものを
用いた。

【００４１】・無定形エチレン−αオレフィン共重合体表２に示すエチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＲ）を
用いた。・無機質充填剤タルク

【００４２】表３及び図１は，低分子量ＥＰＲ（以下，
Ｌ−ＥＰＲという。）とＥＰＲ中の高分子量ＥＰＲ（以
下，Ｈ−ＥＰＲという。）との含有量を検討した評価結
果である。表４は，Ｌ−ＥＰＲとＨ−ＥＰＲとの重量平
均分子量を検討した評価結果である。

【００４３】表５は，ポリマー成分中のＥＰＲの含有量
（ＥＰＲ／（ＰＰ＋ＥＰＲ）），及びポリプロピレン樹
脂成形品中のタルクの含有量を検討した評価結果であ
る。表６は，ＰＰ中のエチレン含有量を検討した評価結
果である。

【００４４】表７は，低分子量ＥＯ共重合体中のα−オ
レフィンの検討，及びＥＰＲ（Ｃ）とタルク（Ｄ）との
含有量の関係を調査した評価結果である。図２は，表５
及び表７における，ポリマー成分中のＥＰＲ含有量
（Ｃ）及びポリプロピレン樹脂成形品中のタルクの含有
量（Ｄ）と線膨張係数との関係を示すグラフである。

【００４５】尚，表１〜表７中，（＋）は本発明の数値
範囲を越えた場合，（−）はその範囲に満たない場合を
示す。また，同表中，各組成割合の含有量は，重量部又
はｗｔ％で示す。また，表１及び表３〜表７において，
試料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは本発明にかかるＰＰを，試料
ＣＦ，ＣＧは比較例としてのＰＰを示す。

【００４６】表２〜表７において，試料ＬＨ，ＬＩ，Ｌ
Ｊ，ＬＯは本発明としてのＬ−ＥＰＲを，試料ＨＫ，Ｈ
Ｌ，ＨＭは本発明としてのＨ−ＥＰＲを，試料ＣＮは比
較例としてのＨ−ＥＰＲを示す。また，表３〜表７中，
試料Ｎｏ．Ｅ１〜Ｅ１５は本発明の実施例にかかるポリ
プロピレン樹脂成形品を，試料Ｎｏ．Ｃ１〜Ｃ１５は比
較例としてのポリプロピレン樹脂成形品を示す。

【００４７】また，同表中，各組成物の配合割合は，ポ
リプロピレン樹脂成形品中におけるｗｔ％で示す。ま
た，同表中，Ｈ／（Ｈ＋Ｌ）はＥＰＲ中のＨ−ＥＰＲの
含有量（ｗｔ％）を，ＥＰＲ／（ＰＰ＋ＥＰＲ）はポリ
マー成分中のＥＰＲの含有量（重量部）を示す。

【００４８】また，同表中，Ｄ＞１５５−３７× ln Ｃ
は，本発明にかかる，ポリマー成分中のＥＰＲの含有量
（Ｃ）とポリプロピレン樹脂成形品中のタルク（無機質
充填材）の含有量（Ｄ）との関係を示し，この関係を満
たす場合は「○」，満たさない場合は「×」とした。

【００４９】表３〜表７，図１，図２より知られるごと
く，本発明にかかる実施例Ｅ１〜Ｅ１５は，線膨張係数
が５．００×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下，曲げ強度が１
３５ｋｇ／ｃｍ²以上，曲げ弾性率が９０００ｋｇ／ｃ
ｍ²以上を示している。これに比して，比較例Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２は，離型性が好ましく
なかった。比較例Ｃ４，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１は，
成形品外観が好ましくなかった。比較例Ｃ３，Ｃ４，Ｃ
５，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５は，線膨張係
数が５．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃よりも高く，寸法安
定性に問題があった。

【００５０】図２には，表５中の実施例Ｅ８，Ｅ９，Ｅ
１０，比較例Ｃ８，Ｃ９，表７中の比較例Ｃ１３，Ｃ１
４，Ｃ１５のＥＰＲ含有量（Ｃ），タルク含有量（Ｄ）
及び熱膨張係数（図２中の括弧内の数字）が示されてい
る。線膨張係数を５．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下と
するためには，タルク含有量（Ｄ）とＥＰＲ含有量
（Ｃ）との関係がＤ＞１５５−３７× ln Ｃを満たすこ
とが必要であることが分かる。上記のごとく，本発明に
よれば，線膨張係数が低く，また曲げ強度及び曲げ弾性
率が高くて，寸法安定性，射出成形時の離型性，及び成
形加工性に優れたポリプロピレン樹脂組成物を得ること
ができる。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】

【表６】

【００５７】

【表７】

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｈ−ＥＰＲとＬ−ＥＰＲの含有量とポリプロピ
レン樹脂成形品の線膨張係数との評価結果を示すグラ
フ。

【図２】ＥＰＲとタルクとの含有量における，本発明範
囲の関係を示すグラフ。

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−271451（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−43650（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−151446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 23/00 - 23/36 C08K 3/00 - 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】メルトフローレート（Ｘ）が１０〜６０
ｇ／１０分で，かつ０〜８ｗｔ％のエチレンを含有する
ポリプロピレン樹脂４５〜７０重量部と，無定形エチレン−αオレフィン共重合体（以下，ＥＯ共
重合体という。）が５５〜３０重量部とからなるポリマ
ー成分が６５〜９５ｗｔ％，及び無機質充填材が５〜３５ｗｔ％よりなり，上記ＥＯ共重合体の含有量（Ｃ）と上記無機質充填材の
含有量（Ｄ）との関係は，Ｄ＞１５５−３７× ln Ｃで
あるポリプロピレン樹脂成形品であって，上記ＥＯ共重合体は，重量平均分子量４０万〜１００万
の高分子量ＥＯ共重合体３０〜６０ｗｔ％と，重量平均
分子量１５万〜３３万の低分子量ＥＯ共重合体７０〜４
０ｗｔ％とよりなり，かつ線膨張係数が５×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃以下である
ことを特徴とするポリプロピレン樹脂成形品。