JP3272068B2 - ポリプロピレン組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、剛性及び耐熱性等の機
械的特性に優れ、しかも、成形時の流動性が良好なポリ
プロピレン組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１３５℃テトラリン中で測定した極限粘
度が５．０ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリプロピレン
は、汎用のポリプロピレンと比較し、剛性、耐熱性、耐
衝撃性、及び表面硬度等の機械的特性に著しく優れたポ
リマーである。しかしながら、超高分子量ポリプロピレ
ンは、溶融時の粘度が著しく高く、流動性が悪いため、
通常の射出成形機や押出成形機で成形することが困難で
ある。

【０００３】従来、超高分子量ポリオレフィンの流動性
を改良する方法として、超高分子量ポリオレフィンに低
分子量ポリオレフィンを混合する方法が提案されてい
る。例えば、特開昭６３−１０６４７号公報では、１３
５℃デカリン中で測定した極限粘度が１２ｄｌ／ｇ以上
の超高分子量ポリオレフィン２０〜９５％と極限粘度
０．１〜５ｄｌ／ｇの低分子量ポリオレフィン８０〜５
％とからなる極限粘度が１０〜５０ｄｌ／ｇのポリオレ
フィン組成物が開示されている。ここに示されているポ
リオレフィン組成物の１３５℃デカリン中で測定した極
限粘度１０〜５０ｄｌ／ｇを、日本分析化学会編「高分
子分析ハンドブック」に記載されている１３５℃デカリ
ン中、及び１３５℃テトラリン中での極限粘度と重量平
均分子量の関係式を用い、ポリプロピレンの１３５℃テ
トラリン中での極限粘度に換算すると、７．３〜３７ｄ
ｌ／ｇとなる。この様に極限粘度が大きいポリプロピレ
ン組成物では、成形時に優れた流動性を得ることは困難
である。

【０００４】また、特開昭６３−１２６０６号公報に
は、１３５℃デカリン中で測定した極限粘度が１０〜４
０ｄｌ／ｇの超高分子量ポリオレフィン１５〜４０％と
極限粘度が０．１〜５ｄｌ／ｇの低分子量ポリオレフィ
ン８５〜６０％からなる極限粘度が３．５〜１５ｄｌ／
ｇのポリオレフィン組成物が開示されている。しかしな
がら、ポリプロピレン組成物の場合、超高分子量ポリプ
ロピレンの割合が５０％以下であると、流動性は改良さ
れるものの、超高分子量ポリプロピレンが本来有する優
れた機械的特性が損なわれてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、超高分子量ポリプロピレンが本来有する優れた機械
的特性を維持するか、更に向上させ、しかも、溶融時の
流動性を改良することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題について鋭意研究を重ねた結果、超高分子量ポリプロ
ピレンの優れた機械的特性を維持するか、更に向上さ
せ、しかも、流動性に優れたポリプロピレン組成物を見
い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、（ａ）１３５℃テトラリ
ン中で測定した極限粘度が５．０ｄｌ／ｇ以上の超高分
子量ポリプロピレン １００重量部 （ｂ）１３５℃テトラリン中で測定した極限粘度が０．
０３〜３．５ｄｌ／ｇの低分子量ポリプロピレン ５〜
１００重量部 を含み、１３５℃テトラリン中で測定した極限粘度が
２．０〜４．５ｄｌ／ｇであることを特徴とするポリプ
ロピレン組成物である。

【０００８】本発明のポリプロピレン組成物の一成分で
ある超高分子量ポリプロピレンは、１３５℃テトラリン
中で測定した極限粘度が５．０ｄｌ／ｇ以上のものであ
る。極限粘度が５．０ｄｌ／ｇ未満の場合は、汎用ポリ
プロピレンに比べて著しく優れた機械的特性が発現せず
好ましくない。更に優れた機械的特性を得るためには、
超高分子量ポリプロピレンの極限粘度が５．５ｄｌ／ｇ
以上のものが好ましい。超高分子量ポリプロピレンの極
限粘度の上限は特に制限されるものではないが、一般に
チーグラー型重合触媒を使用して通常の重合を行った場
合は、極限粘度が１２ｄｌ／ｇまでのものを得ることが
できる。

【０００９】本発明に用いられる超高分子量ポリプロピ
レンは、１３５℃テトラリン中で測定した極限粘度が
５．０ｄｌ／ｇ以上のものであれば、その製造方法は如
何なる方法で製造されたものでも良く、チーグラー型重
合触媒をはじめ、その改良触媒を用いる公知の方法で何
等制限なく製造することができる。例えば、触媒として
従来知られているチタン化合物と有機アルミニウム化合
物を組み合わせて使用できるし、また、必要に応じて種
々のエステル及びエーテル等の電子供与体と組み合わせ
ることもできる。重合様式は連続式及びバッチ式のいず
れでも良く、ヘプタン等の溶液中で行われる溶液重合、
プロピレン自身を溶媒とするスラリー重合、または気相
重合であっても良い。重合は通常０℃〜１００℃の温度
範囲で、プロピレン及び水素を供給して重合を行い、所
定の重合を終えた後、イソプロピルアルコール等で重合
を停止させる。このポリプロピレンの重合において、例
えば、分子量調節剤である水素の量を非常に少なくする
か、または、全く用いずに重合を行えば、本発明で用い
られる超高分子量ポリプロピレンを得ることができる。

【００１０】また、本発明に用いられる超高分子量ポリ
プロピレンはプロピレンの単独重合体、または、プロピ
レンとエチレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オク
テン、及び４−メチル−１ペンテン等のα−オレフィン
とのランダムまたはブロック共重合体であってもかまわ
ない。共重合体がランダム共重合体の場合は共重合する
α−オレフィンの量は５ｍｏｌ％以下、ブロック共重合
体の場合はα−オレフィンの量は２０ｍｏｌ％以下とす
るのが好ましい。

【００１１】本発明におけるポリプロピレン組成物のも
う一方の成分である低分子量ポリプロピレンは、１３５
℃テトラリン中で測定した極限粘度が０．０３〜３．５
ｄｌ／ｇ、更に好ましくは、０．０５〜３．０ｄｌ／ｇ
のものが使用される。極限粘度が０．０３ｄｌ／ｇ未満
の低分子量ポリプロピレンは結晶化度が低く、ポリプロ
ピレンとしての特性を示さず粘調な液体となり、超高分
子量ポリプロピレンと混合するのは困難である。また仮
に、超高分子量ポリプロピレンと混合し成形しても、超
高分子量ポリプロピレンの機械的特性を損ない、しか
も、成形品表面からブリードアウトしてしまう恐れがあ
る。一方、極限粘度が３．５ｄｌ／ｇを超える低分子量
ポリプロピレンでは、超高分子量ポリプロピレンと混合
して成形する際、流動性の改良効果が顕著でなく、流動
性を改良するため多量に混合すると、得られる成形品の
機械的特性が損なわれてしまう。

【００１２】低分子量ポリプロピレンの製造方法も、超
高分子量ポリプロピレンと同様、如何なる方法で重合さ
れたものでも良く、更に、重合して得られたポリプロピ
レンを過酸化物による分解等の公知の方法で分解して得
られる低分子量ポリプロピレンであってもかまわない。
また、超高分子量ポリプロピレンと同様、プロピレンの
単独重合体、または、プロピレンと他のα−オレフィン
との共重合体であっても良い。

【００１３】本発明に用いられるポリプロピレン組成物
は、上記の超高分子量ポリプロピレン１００重量部に対
して、低分子量ポリプロピレンを５〜１００重量部の範
囲、更に好ましくは、１０〜８０重量部の範囲で含むも
のである。しかも、本発明に用いられるポリプロピレン
組成物は１３５℃テトラリン中で測定した極限粘度が
２．０〜４．５ｄｌ／ｇ、更に好ましくは２．２〜４．
３ｄｌ／ｇの範囲にあることが特に重要である。極限粘
度が上記範囲にあるポリプロピレン組成物は、通常の射
出成形機及び押出成形機で充分成形可能な流動性を有
し、しかも驚くべきことに、超高分子量ポリプロピレン
単独より更に機械的特性の優れた成形品を得ることもで
きる。ポリプロピレン組成物の極限粘度が２．０ｄｌ／
ｇ未満であると、高い流動性を示すが、超高分子量ポリ
プロピレンが本来有する優れた機械的特性が損なわれて
しまう。一方、ポリプロピレン組成物の極限粘度が４．
５ｄｌ／ｇを超えると、優れた機械的特性を有するもの
の、流動性の改良効果が顕著に表れない。

【００１４】超高分子量ポリプロピレンと低分子量ポリ
プロピレンを混合し、本発明のポリプロピレン組成物を
得る方法は特に制限はないが、ヘンシェルミキサー等を
使用し、両成分をドライブレンドする方法、または、重
合時に多段階に両成分を製造する方法等を用いることが
できる。

【００１５】本発明のポリプロピレン組成物は、通常の
成形機を使用し、射出成形、押出成形及びプレス成形等
の成形法で、種々の形状の成形品を成形することができ
る。しかしながら、本発明のポリプロピレン組成物を一
旦溶融し成形したものは、溶融状態から結晶化する際に
分子鎖の絡み合いが起こるためか、溶融粘度は著しく大
きくなり、流動性が低下する。このため、本発明のポリ
プロピレン組成物は一旦射出成形及び押出成形等を行う
と、再度溶融して成形を行うことは困難である。したが
って、上記方法で混合して得られたポリプロピレン組成
物は溶融混練等によりペレット化することなく、射出成
形機、押出成形機やプレス成形機等の公知の成形機を用
いて直接所望の形状に成形することが好ましい。

【００１６】成形に際し、本発明のポリプロピレン組成
物に、従来用いられている熱安定剤、耐候安定剤、核
剤、フィラー、顔料及び滑剤等の添加剤を添加すること
ができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明のポリプロピレン組成物は、超高
分子量ポリプロピレンが有する優れた機械的特性を維
持、または更に向上させ、しかも、流動性に優れるもの
である。したがって、本発明のポリプロピレン組成物
は、通常の射出成形機、及び押出成形機等での成形が容
易であり、機械的強度が必要な歯車、パッキン等の機械
部品、ラジエタータンク、インナーパネル等の自動車部
品、及び各種ライニング材として用いることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例を掲げて説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例に先だって、実施例で用いた測定方法に
ついて説明する。

【００１９】（１）極限粘度 １３５℃のテトラリン中で測定した。

【００２０】（２）曲げ弾性率 新潟鉄工社製のＳＮ１５０Ｓ−Ｎ型射出成形機を使用
し、シリンダー温度２３０℃にて、１２８ｍｍ×１２．
７ｍｍ×３．１ｍｍの試験片を作成し、ＡＳＴＭ：Ｄ−
７９０に準じ曲げ弾性率を測定した。

【００２１】（３）流動長 厚さ２ｍｍ、幅１０ｍｍの流路をスパイラル状に設けた
金型を、上記の新潟鉄工社製の射出成形機に取り付け、
シリンダー温度２３０℃、射出圧力７００ｋｇ／ｃ
ｍ²、及び金型温度４０℃にて射出成形を行った。そし
て、その流動した距離を測定し、流動長とした。

【００２２】以下の実施例および比較例で使用した低分
子量ポリプロピレンは下記のものである。

【００２３】（ａ）極限粘度：１．０ｄｌ／ｇ、ホモポ
リプロピレン（徳山曹達社製、商品名”徳山ポリプロＰ
Ｎ１８０Ｇ”） （ｂ）極限粘度：２．９ｄｌ／ｇ、エチレン含量０．３
５重量％のプロピレンエチレンランダム共重合体（徳山
曹達社製、商品名”徳山ポリプロＲＢ１１０”） （ｃ）極限粘度：１．７ｄｌ／ｇ、ホモポリプロピレン
（徳山曹達社製、商品名”徳山ポリプロＹＥ１３０”） （ｄ）極限粘度：０．２４ｄｌ／ｇ、エチレン含量１．
６重量％のプロピレンエチレンランダム共重合体（三洋
化成社製、商品名”ビスコール３３０Ｐ”） （ｅ）極限粘度：０．０６ｄｌ／ｇ、エチレン含量１．
６重量％のプロピレンエチレンランダム共重合体（三洋
化成社製、商品名”ビスコール６６０Ｐ”） （ｆ）極限粘度：０．４６ｄｌ／ｇ（低分子量ポリプロ
ピレン（ａ）１００重量部に過酸化物として１，３−ビ
ス−（ｔ−ブチルパ−オキシイソプロピル）ベンゼンを
０．３重量部添加し、２２０℃で溶融混練を行って得た
低分子量ポリプロピレン） 実施例１、２ 特開平３−７７０４号公報に記載されている方法に準
じ、超高分子量ポリプロピレンの重合を行った。得られ
た超高分子量ホモポリプロピレンの１３５℃テトラリン
中で測定した極限粘度は５．６ｄｌ／ｇであった。この
超高分子量ポリプロピレンと低分子量ポリプロピレン
（ａ）をヘンシェルミキサーを使用し、表１に示す種々
の割合で混合した。得られたポリプロピレン組成物を使
用し、曲げ試験片の作成、及び流動長測定のため射出成
形を行った。得られた試験片の曲げ弾性率、及び流動長
を表１に示した。

【００２４】比較例１、２ 実施例１で使用した超高分子量ホモポリプロピレンと低
分子量ポリプロピレンをそれぞれ単独で曲げ弾性率及び
流動長を測定し、その結果を表１に示した。

【００２５】実施例３〜１１ 実施例１において、低分子量ポリプロピレン（ａ）にか
えて低分子量ポリプロピレン（ｂ）〜（ｆ）を表１に示
した量だけ使用したこと以外は実施例１と同様にして曲
げ弾性率及び流動長を測定し、その結果を表１に示し
た。

【００２６】実施例１２、１３ 実施例１と同様にして、１３５℃テトラリン中で測定し
た極限粘度が８．２ｄｌ／ｇの超高分子量ホモポリプロ
ピレンを合成した。この超高分子量ホモポリプロピレン
と低分子量ポリプロピレン（ｆ）を用いて実施例１と同
様にポリプロピレン組成物を得、曲げ弾性率及び流動長
を測定し、その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 23/10 - 23/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）１３５℃テトラリン中で測定した極
   限粘度が５．０ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリプロピレ
   ン １００重量部 （ｂ）１３５℃テトラリン中で測定した極限粘度が０．
   ０３〜３．５ｄｌ／ｇの低分子量ポリプロピレン ５〜
   １００重量部 を含み、１３５℃テトラリン中で測定した極限粘度が
   ２．０〜４．５ｄｌ／ｇであることを特徴とするポリプ
   ロピレン組成物。