JP4632844B2 - 改質ポリプロピレン樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents
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本発明は、改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、柔軟かつ弾力性があって薄肉軽量の成形品を射出成形するに際して、易流動性となって射出成形をし易くすることのできる改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法に関する。
射出成形法により薄肉軽量化製品を作るために基材樹脂に要求される特性としては、高流動性を有し、しかも高剛性で耐衝撃強度に優れていることがあげられる。従来、このような要求に応えるため、種々の改良が行われ、種々のポリオレフィン樹脂組成物が開発されている。例えば、ポリオレフィン樹脂に有機過酸化物を添加して加熱処理することにより、流動性の向上したポリオレフィン樹脂組成物が得られている。しかし、このようにして得られたポリオレフィン樹脂は、剛性および耐衝撃強度が低いという問題点がある。
また、特許文献１あるいは特許文献２には、結晶性エチレン・プロピレンブロック共重合体にエチレン・プロピレン共重合ゴム、無機充填剤および有機過酸化物を配合し、１７０〜２８０℃で加熱処理することにより、高流動性を有し、しかも剛性および低温耐衝撃性に優れたポリプロピレン樹脂組成物が得られることが記載されている。
特開昭６０−４２４４８号公報
特開昭６１−２３３０４７号公報
しかし、上記の特許文献１や特許文献２に記載されているポリプロピレン樹脂組成物は、上記のようにして処理することにより、結晶性エチレン・プロピレンブロック共重合体の分解が起こり流動性は増加するが、剛性および耐衝撃性の程度は不十分であるという問題点がある。
また、低分子量または易流動性のポリプロピレンは、従来、高分子量の比較し得る材料よりも硬質であって、柔軟性が低く、かつ弾性または伸長性が低いものであることが分かっている。
本発明は、上記問題点を解決するため、改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、柔軟かつ弾力性があって薄肉軽量の成形品を射出成形するに際して、易流動性となって射出成形をし易くすることのできる改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法の提供を目的とする。
以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物」
であり、このような改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造する方法として採った手段が、請求項５に係る発明、すなわち、
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練することを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法」
である。
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物」
であり、このような改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造する方法として採った手段が、請求項５に係る発明、すなわち、
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練することを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法」
である。
本発明で使用するポリプロピレン（Ａ）の種類は、格別限定されないが、プロピレンホモポリマーまたはエチレン含有量が２０モル％までのプロピレン・エチレンブロック共重合体を用いると優れた剛性が得られるので好ましい。
また、この請求項１の改質ポリプロピレン樹脂組成物については、請求項２に係る発明のように、
「ポリプロピレン（Ａ）がプロピレン・エチレンブロック共重合体またはホモポリプロピレン、有機過酸化物（Ｂ）が１分間半減期温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものであること」
とするとよい。この場合には、この請求項２に記載の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃性が優れている。
「ポリプロピレン（Ａ）がプロピレン・エチレンブロック共重合体またはホモポリプロピレン、有機過酸化物（Ｂ）が１分間半減期温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものであること」
とするとよい。この場合には、この請求項２に記載の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃性が優れている。
本発明で使用する有機過酸化物（Ｂ）としては、半減期を１分にする分解温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものが望ましく、具体的には１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジグミルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｎ−ブチル４，４-ジー（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジーｔ−ヘキシルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシドなどを使用すると、流動性の改善が顕著であるので好ましい。
上記有機過酸化物（Ｂ）について、半減期を１分にする分解温度が１７０℃未満のものでは、有機過酸化物（Ｂ）が樹脂中に充分に分散される前に分解し、反応効率が悪く、１９０℃を超えると通常の押出機では反応が完結せず、次の成形加工時に分解が生じ、トラブルの原因となる。
このため、この有機過酸化物（Ｂ）が樹脂中に充分に分散して分解するとともに、押出機中で反応を完結させるには、１７０〜１９０℃の範囲にあるのが好ましいのである。
この請求項１に係る改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造するにあたっては、上記請求項５に記載の発明のように、前記のような（Ａ）及び（Ｂ）成分、そして必要により配合される他の成分を含む材料を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物（Ｂ）の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであることで溶融混練する。
スクリュウの温度が２００℃未満の場合は樹脂の溶融が不十分となり、２５０℃を越えると有機過酸化物（Ｂ）が樹脂中に充分に分散される前に分解し、反応効率が悪く、ポリプロピレン（Ａ）の改質が不十分になる。
次に、押出機の樹脂温度の平均温度における有機過酸化物（Ｂ）の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすことが必要である。ｔP が１０×ｔ1/2未満では押出機中で反応が充分に完結せず、次の成形加工時に分解が生じ、分子量が低下するなど、トラブルが生じるおそれがある。
さらに、混練時の機械的エネルギーは、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷの範囲である。機械的エネルギーが0.１５ｋＷ未満では混練が不充分となり、所望の物性を有する組成物が得られず、また0.４５ｋＷを超えると消費エネルギーの大きさの割には物性の向上効果は認められず、むしろ経済的に不利となる。
上記温度条件により、このような不具合を回避して高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃強度に優れた改質ポリプロピレン樹脂組成物が得られるが、上記好ましい温度条件で溶融混練することにより、より安定してより改質効果の大きい改質ポリプロピレン樹脂組成物が得られる
上記のように、ポリプロピレン（Ａ）を、有機過酸化物（Ｂ）の存在下に加熱処理して改質を行うことにより、耐衝撃強度の低下を伴わないでポリプロピレン樹脂組成物の流動性および剛性を向上させることができ、これにより高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃強度に優れた本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物が得られる。
上記のように、ポリプロピレン（Ａ）を、有機過酸化物（Ｂ）の存在下に加熱処理して改質を行うことにより、耐衝撃強度の低下を伴わないでポリプロピレン樹脂組成物の流動性および剛性を向上させることができ、これにより高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃強度に優れた本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物が得られる。
以上のようにして、本発明に係る改質ポリプロピレン樹脂組成物は、（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷである条件下で溶融混練した結果、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内のものとなったのである。本発明におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８（２３０℃、荷重２１６０ｇ）により測定した値である。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、本発明と同様のＭＦＲを有する従来のポリプロピレン樹脂組成物と比較して、アイゾット衝撃強度の低下が殆どないことが顕著な特徴であり、しかもこの利点がポリプロピレンを主成分（major component）とする組成物で達成されたことに重大な技術的意義がある。
換言すれば、従来、低分子量または易流動性のポリプロピレンは、高分子量の比較し得る材料よりも、より硬質であってそして柔軟性が低く、かつ弾性または伸長性が低いものであったのであるが、本発明による改質ポリプロピレン樹脂組成物が低分子量及び低粘性でありながら、弾性が高く、更に衝撃強さの高い生成物が得られるという事実は特に驚くべきことである。
過酸化物ラジカルは鎖の切断をひき起こし得るため、より短いポリマー鎖を生成し、ポリマーのメルトフローインデックスの増加という結果をもたらす。このような改質はまた、同様の最終メルトフローインデックスを有する非分解ポリマーと対比して、衝撃強さ及び曲げ弾性率の低下をひき起こす。しかしながら、その条件を調節することによって過酸化物によって改質されるポリプロピレンの衝撃強さ及び剛性について低下を伴わないことが達成しうることが見出された。具体的には、過酸化物の不活性化速度を低減することにより、望まれる最終メルトフロー特性を達成しながら、高い衝撃強さ及び剛性値を有するポリプロピレンが得られる。
ポリマー改質の際に過酸化物の分解速度を低下させれば発生ラジカル同士の停止反応（不活性化）速度が低下する。これはスクリュー後段温度をスクリュー前段温度より低温に設定し、ポリマーフラフが高粘度を維持する期間を長くすることで達成される。すなわち押出し時にポリマー粘度を高水準に維持することにより、過酸化物の不活性化速度を低減することが出来、改質した同一ポリマーに、衝撃強さの低下を伴わない結果をもたらす。
一般に、オレフィン系エラストマーにおけるメルトフローレートとアイゾット衝撃強度とは、メルトフローレートが小さくなる程アイゾット衝撃強度が大きくなる関係にあり、一定の原料樹脂に関しては、メルトフローレートの絶対値とアイゾット衝撃強度とは勾配が負の直線関係となる。このような関係にあるエラストマーの耐衝撃強度を向上させようとすると、エラストマーのメルトフローレートを小さい値にせざるをえず、エラストマーの流動性および加工性が低下し、耐衝撃強度と溶融流動性とを両立させることは困難である。
しかし、本発明によれば、耐衝撃強度とメルトフローレートとの関係を、従来のエラストマーのそれとは全く異ったレベル、すなわち同一メルトフローレートで比較して、耐衝撃強度をほぼ同レベルにすることができ、これにより高い耐衝撃強度と優れた溶融流動性とを両立させることができる。また、弾性率や伸び等の機械的特性も保持させることができる。しかも、安価にかつ容易に入手し得るポリプロピレンを主に使用し、高価なオレフィン系共重合ゴムを使用しないで済むので、エラストマーの製造コストを低減させ得るという利点がある。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物は高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃強度に優れているので、薄肉軽量化が要求される用途、特に射出成形法を採用した成形材として好適に利用できる。つまり、本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物を射出して成形された製品は、剛性と耐熱衝撃性とのバランス、耐加熱変形性および硬度に優れる。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物は高流動性を有するため射出成形型の細部にまで充填することができ、こうして得られる射出成形品はリブやボス等の細かな凹凸、格子状構造等複雑且つ薄肉部分でも剛性および耐衝撃強度に優れている。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物からなる射出成形体の用途としては、例えば、自動車用部品、電気製品・電子製品用部品、建材部品等が挙げられ、好ましくは電気製品・電子製品用部品であり、より好ましくはＯＡ機器屋内外用部材である。
ＯＡ機器部品とは、複写機、ファックス、複合機、プリンター等の事務機器、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、ＦＤ、ＨＤＤ、ＭＤドライブ等のコンピュター周辺機器に用いられる部品を言う。具体例の一つとして、コンピュター周辺機器の配線の床下収納用ユニット部品がある。
本成形品は、細いリブが櫛状に続いた形状をしており、寸法に合わせて自由に裁断できるように一定巾ごとにＶ字上にスリットが入っている。従って、剛性と適度の衝撃強さを兼ね備えた高流動性の樹脂組成物を必要とする代表的用途といえる。
上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、
（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物」
であり、これを製造する方法に関する請求項６に係る発明の採った手段は、
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練することを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法」
である。
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、
（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物」
であり、これを製造する方法に関する請求項６に係る発明の採った手段は、
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練することを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法」
である。
すなわち、この請求項３の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、上記請求項１のそれと以下の点以外は実質的に同様である。その異なる点は、この請求項３の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、材料中に無機フィラー（Ｃ）を添加することである。
また、この請求項３の改質ポリプロピレン樹脂組成物については、請求項４に係る発明のように、
「ポリプロピレン（Ａ）がプロピレン・エチレンブロック共重合体またはホモポリプロピレン、無機フィラー（Ｃ）がタルク、及び有機過酸化物（Ｂ）が１分間半減期温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものであること」
とすることもできる。
「ポリプロピレン（Ａ）がプロピレン・エチレンブロック共重合体またはホモポリプロピレン、無機フィラー（Ｃ）がタルク、及び有機過酸化物（Ｂ）が１分間半減期温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものであること」
とすることもできる。
本発明で使用する無機フィラー（Ｃ）としては、タルク、シリカ、マイカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ガラスビーズ、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、ワラスナイト、ケイ酸カルシウム繊維、炭素繊維、マグネシウムオキシサルフェート繊維、チタン酸カリウム繊維、酸化チタン、亜硫酸カルシウム、ホワイトカーボン、クレイ、硫酸カルシウムなどがあげられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、２種以上を適宜組み合わせて用いても良い。
上記無機フィラー（Ｃ）の中ではタルクを使用すると、剛性および耐衝撃強度が高くなるので好ましい。特に、平均粒子径０．１〜３．０μｍ、好ましくは０．５〜２．５μｍのタルクが剛性および耐衝撃強度の向上に対する寄与が顕著であるので望ましい。
本発明で使用する有機過酸化物（Ｂ）としては、半減期を１分にする分解温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものが望ましく、具体的には１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジグミルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｎ−ブチル４，４-ジー（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジーｔ−ヘキシルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシドなどを使用すると、流動性の改善が顕著であるので好ましい。
本発明で使用する有機過酸化物（Ｂ）としては、半減期を１分にする分解温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものが望ましく、具体的には１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジグミルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｎ−ブチル４，４-ジー（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジーｔ−ヘキシルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシドなどを使用すると、流動性の改善が顕著であるので好ましい。
本発明で使用する原料組成物における各成分の割合は、ポリプロピレン（Ａ）が５０〜１００重量部、好ましくは７０〜８５重量部、無機フィラー（Ｃ）が０〜５０重量部、好ましくは１５〜３０重量部である。そしてこれら（Ａ）、（Ｃ）成分の合計１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）が０．０１〜０．２重量部、好ましくは０．０２〜０．１５重量部である。
（Ａ）〜（Ｃ）の各成分はいずれも好ましい範囲の配合量で用いた場合、樹脂組成物の改質効果が最も大きく、得られた改質ポリプロピレン組成物の流動性、剛性および耐衝撃強度が大きく改善する。すなわち本発明で使用する原料組成物では、ポリプロピレン（Ａ）が７０〜８５重量部、無機フィラー（Ｃ）が１５〜３０重量部の合計１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を０．０２〜０．１５重量部配合することが特に好ましい。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物には、上記（Ａ）〜（Ｂ）の必須成分の他に、着色剤、耐熱安定剤、耐候安定剤などの他の成分が含有されていても差支えない。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、上記のような各成分を含む組成物を加熱処理して得られるものであって、ＭＦＲが１０〜１００ｇ／１０分、好ましくは１５〜５０ｇ／１０分のものである。あるいは（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー０〜５０重量部とからなる改質前ポリプロピレン樹脂組成物の２３０℃におけるメルトフローレートが０．１〜５ｇ／１０分、好ましくは０．５〜３ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする、上記のような各成分を含む組成物を加熱処理して得られる改質ポリプロピレン樹脂組成物である。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、上記のような各成分を含む組成物を加熱処理して得られるものであって、ＭＦＲが１０〜１００ｇ／１０分、好ましくは１５〜５０ｇ／１０分のものである。あるいは（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー０〜５０重量部とからなる改質前ポリプロピレン樹脂組成物の２３０℃におけるメルトフローレートが０．１〜５ｇ／１０分、好ましくは０．５〜３ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする、上記のような各成分を含む組成物を加熱処理して得られる改質ポリプロピレン樹脂組成物である。
本発明の製造方法では、前記のような（Ａ）〜（Ｃ）成分および必要により配合される他の成分を含むポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物（Ｂ）の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練する。
以上、詳述した通り、請求項１及び請求項５に係る発明においては、
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあること」
及び、
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練すること」
にその特徴があり、これにより、柔軟でかつ弾力性があり、しかも易流動性である改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法を提供することができるのである。
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあること」
及び、
「（Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練すること」
にその特徴があり、これにより、柔軟でかつ弾力性があり、しかも易流動性である改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法を提供することができるのである。
また、請求項３及び請求項６に係る発明においては、
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、
（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあること」
及び、
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練すること」
にその特徴があり、これにより、柔軟でかつ弾力性があり、しかも易流動性である改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法を提供することができるのである。
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、
（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあること」
及び、
「（Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練すること」
にその特徴があり、これにより、柔軟でかつ弾力性があり、しかも易流動性である改質ポリプロピレン樹脂組成物、及びその製造方法を提供することができるのである。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物は、特定の組成物からなるポリプロピレン樹脂組成物が加熱処理されたものであって、特定のメルトフローレート値を有しているので、高流動性を有し、しかも剛性および耐衝撃強度に優れており、成形品の薄肉軽量化が可能になる。
本発明の製造方法は、特定のポリプロピレン樹脂組成物に特定の有機過酸化物（Ｂ）を配合し、押出機により特定の温度条件で溶融混練しているので、特定のメルトフローレート値を有し、高流動性で、しかも剛性および耐衝撃強度に優れた上記改質ポリプロピレン樹脂組成物を容易に効率よく製造することができる。
本発明の改質ポリプロピレン樹脂組成物を射出した成形品は、上記改質ポリプロピレン樹脂組成物からなるので、薄肉軽量化が可能で、剛性および耐衝撃強度も優れている。
次に、以上のように構成した各請求項に係る発明を、最良の形態に従って説明すると、次の通りである。
ポリプロピレンとしてはホモポリプロピレン（ＭＦＲ＝３ｇ／１０分）８０重量部、および無機フィラーとしてはタルク２０重量部を混合して使用した。また有機過酸化物（Ｂ）としては１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを使用し、次のようにして改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造した。
上記ホモポリプロピレン、および無機フィラーの合計１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を表１に示す配合量で配合してドライブレンドした後、押出機（東芝製、シリンダー径＝５３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５で、スクリュー回転数＝２５０ｒｐｍ、混練時の機械的エネルギー＝０．２５ｋＷｈ／ｋｇ、押出量＝４５ｋｇ／Ｈｒ）を用いて、シリンダー設定温度を前段（２箇所 ２４０℃、２３５℃）、後段（３箇所 ２３０℃、２３０℃、２３０℃）とし、溶融混練を行いペレットを得た。
この平均温度２３３℃における有機酸化物の半減期ｔ1/2は約０．４秒である。押出機の平均滞留時間は、顔料ペレット添加による直接測定の結果、約３３秒であり、必要滞留時間４秒よりも充分に大きい。
このペレットから試験片を作成し、評価を行った。結果を表１に示す。なお評価方法は次の通りである。
１）ＭＦＲ：ＡＳＴＭ Ｄ １２３８（温度２３０℃、荷重２１６０ｇ）で測定した。
２）引張伸び：ＡＳＴＭ Ｄ−６３８に準拠。
３）曲げ弾性率：ＡＳＴＭ Ｄ−７９０に準拠。
４）アイゾット衝撃強度（ノッチ付き）：ＡＳＴＭ Ｄ−６２８に準拠。
実施例１〜３と同様のポリプロピレン樹脂組成物を使用し、次のようにして改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造した。
上記ホモポリプロピレン、および無機フィラーの合計１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を表２に示す配合量で配合してドライブレンドした後、押出機（東芝製、シリンダー径＝５３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５で、スクリュー回転数＝２５０ｒｐｍ、混練時の機械的エネルギー＝０．２５ｋＷｈ／ｋｇ、押出量＝４５ｋｇ／Ｈｒ）を用いて、シリンダー設定温度を前段（２箇所 ２３０℃、２２０℃）、後段（３箇所 ２２０℃、２１０℃、２１０℃）とし、溶融混練を行いペレットを得た。
この平均温度２２０℃における有機酸化物の半減期ｔ1/2は約１．１秒である。押出機の平均滞留時間は、顔料ペレット添加による直接測定の結果、約３０秒であり、必要滞留時間１１秒よりも充分に大きい。
このペレットから試験片を作成し、評価を行った。結果を表２に示す。
実施例１〜３と同様のポリプロピレン樹脂組成物を使用し、次のようにして改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造した。
上記ホモポリプロピレン、および無機フィラーの合計１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を表３に示す配合量で配合してドライブレンドした後、押出機（東芝製、シリンダー径＝５３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５で、スクリュー回転数＝２５０ｒｐｍ、混練時の機械的エネルギー＝０．２５ｋＷｈ／ｋｇ、押出量＝４５ｋｇ／Ｈｒ）を用いて、シリンダー設定温度を前段（２箇所 ２４０℃、２３５℃）、後段（３箇所 ２５０℃、２５０℃、２５０℃）とし、溶融混練を行いペレットを得た。
この平均温度における有機酸化物の半減期ｔ1/2は約０．１５秒である。押出機の平均滞留時間は、顔料ペレット添加による直接測定の結果、約２５秒であり、必要滞留時間１．５秒よりも充分に大きいが後段の温度が前段の温度より高く設定されている。
このペレットから試験片を作成し、評価を行った。結果を表３に示す。
このペレットから試験片を作成し、評価を行った。結果を表３に示す。
実施例１〜３と同様のポリプロピレン樹脂組成物を使用し、次のようにして改質ポリプロピレン樹脂組成物を製造した。
上記ホモポリプロピレン、および無機フィラーの合計１００重量部に対して、有機過酸化物（Ｂ）を表４に示す配合量で配合してドライブレンドした後、押出機（東芝製、シリンダー径＝５３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５で、スクリュー回転数＝２５０ｒｐｍ、比エネルギー＝０．１６〜０．２５ｋＷｈ／ｋｇ、押出量＝４５ｋｇ／Ｈｒ）を用いて、シリンダー設定温度を前段（２箇所 １７５℃、２００℃）、後段（３箇所 ２１０℃、２２０℃、２２０℃）とし、溶融混練を行いペレットを得た。
この平均温度における有機酸化物の半減期ｔ1/2は約３．８秒である。押出機の平均滞留時間は、顔料ペレット添加による直接測定の結果、約３５秒であり、必要滞留時間３８秒より短い。しかも後段の温度が前段の温度より高く設定されている。
このペレットから試験片を作成し、評価を行った。結果を表４に示す。
また、この成形品１０は、纏めておくべき複数のフローリング材の数に応じて、スリット１３の部分で折り曲げれば、簡単に必要段数の緩衝材として折り取ることができるものとなっているのである。
従って、本発明に係る改質ポリプロピレン樹脂組成物を使用したこの成形品１０は、剛性と適度の衝撃強さを兼ね備えた高流動性の樹脂組成物を必要とする代表的用途のものとなっている。
１０ 成形品
１１ リブ
１２ 基板
１３ スリット
１１ リブ
１２ 基板
１３ スリット
Claims (6)
- （Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物。 - ポリプロピレン（Ａ）がプロピレン・エチレンブロック共重合体またはホモポリプロピレン、有機過酸化物（Ｂ）が１分間半減期温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものであることを特徴とする請求項１に記載の改質ポリプロピレン樹脂組成物。
- （Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、
（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、
（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を
配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練された改質ポリプロピレン樹脂組成物であって、
混練条件が、
（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、
（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、
及び
（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練して得られる、２３０℃におけるメルトフローレートが１０〜１００ｇ／１０分の範囲内にあることを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物。 - ポリプロピレン（Ａ）がプロピレン・エチレンブロック共重合体またはホモポリプロピレン、無機フィラー（Ｃ）がタルク、及び有機過酸化物（Ｂ）が１分間半減期温度が１７０〜１９０℃の範囲にあるようなものであることを特徴とする請求項３に記載の改質ポリプロピレン樹脂組成物。
- （Ａ）ポリプロピレン１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練することを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
- （Ａ）ポリプロピレン５０〜１００重量部と、（Ｃ）無機フィラー５〜５０重量部との合計１００重量部に対して、（Ｂ）有機過酸化物０．０１〜０．２重量部を配合したポリプロピレン樹脂組成物を、押出機を用いて、混練条件が（イ）スクリュウ温度が２００〜２５０℃で、かつ後段温度が前段温度より低温であること、（ロ）押出機樹脂温度の平均温度における有機過酸化物の半減期をｔ1/2とし、押出機の平均滞留時間をｔP とした場合、式ｔP ≧１０×ｔ1/2の関係を満たすこと、及び（ハ）混練時の機械的エネルギーが、樹脂１ｋｇに対して0.１５〜0.４５ｋＷであること、で溶融混練することを特徴とする改質ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
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