JP5510306B2

JP5510306B2 - ポリプロピレン系樹脂組成物

Info

Publication number: JP5510306B2
Application number: JP2010283577A
Authority: JP
Inventors: 香代菊地; 洋明長島; 修司高橋
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-12-20
Also published as: JP2012131868A

Description

本発明は、耐衝撃性と両立した耐傷付き性を有することにより、着色樹脂成形材料として使用するに適したポリプロピレン系樹脂組成物に関する。

ポリプロピレン系樹脂組成物は、安価で成形性に優れることから、自動車の内外装部品に使用されている（例えば特許文献１）。そのなかでも意匠性を要求される部品については塗装を行うのが通常であった。しかし、部品の塗装には、工程増加によるコストアップや近年、人体あるいは環境への悪影響が懸念されている揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が発生するという問題があることから、部品を構成する樹脂材料を直接着色した無塗装部品の採用が提案されている（例えば特許文献２）。更に、自動車部品には、軽量化も要求されており、樹脂部品の軽量化のためには、薄肉化や発泡成形が採用されているが、そのためには樹脂材料自体に高い剛性や耐衝撃性が求められている。

従って、ポリプロピレン系樹脂組成物についても、高い剛性および耐衝撃性を有し、無塗装の材料着色部品を形成可能な組成物とすることが望まれるところである。また、無塗装の材料着色部品を意匠部品として使用する場合には、擦過傷等により外観が損なわれないように耐傷付き性が要求されるところであるが、ポリプロピレン樹脂は比較的柔らかく、傷付きやすい樹脂であるため耐傷付き性を改善する必要がある。例えば、塗装型樹脂部品に多く使用されてきた特許文献１に開示されるようなタルク等の無機フィラーを含むポリプロピレン樹脂組成物においてはエラストマーとタルクを配合することで耐衝撃性と剛性のバランスをとることが可能であるが、一般的にタルクの影響で傷の白化が目立つため、耐傷付き性は却って低下する。またタルク等の無機フィラーの配合は、着色組成物の透明性の低下を通じた色調の劣化および比重の増大を招く。

特開２００９−６２５２６号公報特開２０１０−１０６２０１号公報

本発明の主要な目的は、耐衝撃性と両立した耐傷付き性を有することにより、着色樹脂成形材料として使用するに適したポリプロピレン系樹脂組成物を与えることにある。

本発明者らは、上述の目的を達成するための研究開発を進める過程で、無塗装の材料着色部品を形成するためにポリプロピレン系樹脂組成物に耐傷付き性を与えるためには滑剤の配合が有効であるとの知見を得ていた。しかしながら、滑剤の配合は、エラストマーを配合して得られるポリプロピレン系樹脂組成物の耐衝撃性を、相当に低下させる難点がある。本発明者らの更なる研究によれば、それ単独の添加では、やはりポリプロピレン系樹脂組成物の耐衝撃性を低下する傾向にある有機系結晶核剤を、滑剤と併用添加すると、滑剤の単独添加による耐衝撃性の低下を抑制することが可能であることが見出された。

本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上述の知見に基づくものであり、ポリプロピレン樹脂およびスチレン系エラストマーを含む樹脂分、滑剤ならびに有機系結晶核剤を含む組成物であって、前記ポリプロピレン樹脂が組成物の５０重量％を超えて含まれ、前記樹脂分１００重量部に対して、前記スチレン系エラストマーが１０〜３５重量部、脂肪酸アミドからなる前記滑剤が０．２〜０．４重量部および有機リン酸金属塩からなる前記結晶核剤が０．１〜０．３重量部含まれることを特徴とするものである。

以下、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を、その好ましい形態について順次説明する。

（ポリプロピレン樹脂）
本発明の組成物の主成分（５０重量％超過）を占めるポリプロピレン樹脂としては、剛性の優れたホモポリプロピレン（ｈ−ＰＰ）を用いることが好ましい。エチレンープロピレンブロック共重合体（ｂ−ＰＰ）は、透明性が低いため、色によっては着色樹脂組成物の色調を阻害する場合がある。

（エラストマー）
エラストマーは、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物のシャルピー衝撃強度を向上するための主成分として加えられるものであり、ホモポリプロピレンに対する耐衝撃性改善効果を有するものが用いられるが、なかでもスチレン系エラストマーが好ましい。より具体的には、スチレンとブタジエンとの共重合体（ＳＢＲ）、水素添加スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）エラストマー、またはスチレン・イソプレン共重合体（ＳＩＳ）、が好ましく用いられる。スチレン系エラストマーとしては、スチレン含量が１０〜３０重量％、特に１５〜２０重量％のものが、得られるポリプロピレン系樹脂組成物の剛性と、耐衝撃性の調和を採る上で好ましい。

スチレン系エラストマーは、ポリプロピレン系樹脂組成物中の樹脂分（主としてポリプロピレンとの合計量）の１０〜３５重量％を占める割合で用いることが好ましい。得られるポリプロピレン系樹脂組成物の剛性と耐衝撃性の調和が得やすいからである。

（滑剤）
滑剤は、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物（により得られる成形体）の表面滑りやすさを向上することにより、擦過傷ないし引っかき傷の発生を防止するために添加されるものである。脂肪酸石鹸、金属石鹸、パラフィンワックス、炭化水素油、脂肪族アルコール、低分子量ポリエチレン、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル等が一般に用いられるが、本発明では、耐衝撃性の低下が小さく、滑剤効果が大きい脂肪酸アミド系滑剤が用いられる。例えばエルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド系滑剤が好ましく、なかでもエルカ酸アミドが最も好ましい。

滑剤は、耐傷付き性の向上効果と、耐衝撃性の低下抑制の調和の観点で，ポリプロピレンとスチレン系エラストマーを含む樹脂分１００重量部に対して、０．２〜０．４重量部添加される。０．２部未満では添加効果が乏しく、０．４部を超えて添加しても添加効果が飽和し、却って成形体表面へのブリードアウトが起こりがちである。

（有機系結晶核剤）
有機系結晶核剤は、それ自身が結晶核となることでポリプロピレン結晶を微細化し、得られるポリプロピレン系樹脂組成物の透明性や剛性を向上するために添加するものである。特に、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物においては、単独の添加では、耐衝撃性を低下する（後記比較例５〜７）にも拘らず、上記滑剤との併用により、滑剤の単独添加の際の耐衝撃性の低下効果を抑制すること（後記実施例１〜４）が特徴的である。

有機系結晶核剤としては、コハク酸、アジピン酸、安息香酸等の有機酸およびその金属塩、有機リン酸金属塩等が一般に用いられるが、本発明では、なかでも、曲げ弾性率や硬度などの機械的物性および成形性を向上する機能を有し、臭気等の発生もないナトリウム−２，２'−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフェート、ナトリウム−ビス（４−ｔ−フェニル）ホスフェート、アルミニウムジヒドロキシ−２，２’−メチレン−ビス（４，６−ジーt−ブチルフェニル）ホスフェート、アルミニウムヒドロキシ−ビス［２，２’−メチレン−ビス（４，６−ジーt−ブチルフェニル）ホスフェート］などの有機リン酸金属塩が用いられる。

有機系結晶核剤は、耐衝撃性の低下抑制の効果と、コスト面を考慮して，ポリプロピレンとスチレン系エラストマーを含む樹脂分１００重量部に対して、０．１〜０．３重量部添加する。０．１部未満では添加効果が乏しく、０．３部を超えて添加しても添加効果が飽和し、却って耐衝撃性の低下を招く。

（その他成分）
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上述したポリプロピレン、スチレン系エラストマー、滑剤および有機系結晶核剤を主たる成分とするものであるが、本発明の目的とする耐傷付き性、剛性および耐衝撃性の調和を損なわない範囲で、他の樹脂、酸化防止剤、難燃剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、分散剤、顔料、帯電防止剤、金属不活性剤等のその他の成分を、添加することが可能である。特に、無塗装の材料着色部品の成形用組成物とするためには、各種顔料や染料等の着色剤を含ませることが必要であり、この場合には、着色樹脂の退色防止のために、ヒンダートフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ヒンダートアミン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系ＵＶ吸収剤等の紫外線吸収剤ないし光安定剤を添加することも好ましい。但し、タルク等の、着色剤以外の無機フィラーの配合は、着色組成物の色調を阻害する傾向にあるので、含めないことが好ましい。

（組成物）
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、上記各成分を、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ニーダー等の混練機を用いて、混練し、造粒することにより形成できる。生産性を考慮すると、二軸混練押出機を用いることが好ましい。

以下、実施例および比較例を参照して、本発明をより具体的に説明する。以下の記載において、組成の規定に関する「比」、「％」および「部」は、いずれも重量基準とする。また、以下の記載を含めて本明細書に記載する物性値は、以下の方法による測定値に基づく。

１）耐傷付き性
耐傷付き性は、ＪＩＳＫ５６００で規定する碁盤目試験機を用い、先端角度６０°、先端曲率半径（R）0.5ｍｍのサファイア製針により、荷重３００ｇをかけてポリプロピレン系樹脂組成物の射出成形片（鏡面の平板）を引掻き、碁盤目間隔：1mm、引掻き本数11×11本の碁盤目を形成した際の、碁盤目形成前後の成形片表面の白化による明度差ΔＬ＊（Ｌ＊の増加値）を、ＪＩＳＺ８７２２に準拠する測色計で測定して評価した。この碁盤目試験での明度差ΔＬ＊が０．５以下であるときは肉眼では確認できない程度の白化に相当し、耐傷付き性が良好であると判定される。

２）耐衝撃性
シャルピー衝撃強さ（23℃）を、ＩＳＯ１７９：１９９３、タイプＡノッチＩＳＯ１７９／１ｅＡに準拠して評価した。
耐衝撃性は、滑剤・核剤未添加のポリプロピレン系樹脂組成物のシャルピー衝撃強さ（３７ｋJ／ｍ^２）を基準とし、滑剤・核剤を添加した組成物のシャルピー衝撃強さの低下率（％）で評価した。

上記特性評価に用いる射出成形片は、ポリプロピレン系樹脂組成物を二軸押出機（神戸製鋼(株)製、スクリュー径（Ｄ）３２ｍｍ、長さＬ／Ｄ比＝４４）を用いて、シリンダー温度２００℃で混練した後、成形温度２００℃で射出成形した。

（実施例１〜４および比較例１〜１０）
ポリプロピレン樹脂としてのホモポリプロピレン（曲げ弾性率２２００ＭＰａ、シャルピー衝撃強さ（２３℃）２．０ｋＪ/m^２、ＭＦＲ４０ｇ／１０分；日本ポリプロ（株）製「ＭＡ０４Ａ」）７８重量％およびスチレン系エラストマーとしての水素添加スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン（ＳＥＢＳ）共重合体（スチレン含量：１８重量％；旭化成ケミカルズ(株)製「Ｈ１０６２」）２２重量％を含む樹脂分１００重量部に対して、以下の添加剤を加えて、基本樹脂組成物を用意した：
・着色剤
アルミニウム粉（東洋アルミニウム（株）製、径１０μｍ品）１．２重量部
マイカ粉（ＢＡＳＦＪａｐａｎ社製、径４０μｍ品）０．３重量部
・紫外線吸収剤
２−［５−クロロ（２Ｈ）−ベンゾトリアゾール−２−イル］−４−メチル−６−（tert−ブチル)フェノール（チバ・ジャパン(株)製「TINUVIN 326」）０．１５重量部
・光安定剤
ビス（２，２，６，６−テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート
（チバ・ジャパン(株)製「ＴＩＮＵＶＩＮ７７０）０．３重量部。

上記基本樹脂組成物に対して、その樹脂分１００重量部あたりに、次表１に示すように滑剤としてのエルカ酸アミド（日本精化(株)製「ニュートロンＳ」）０〜０．４重量部、結晶核剤としてのナトリウム−２，２’−メチレンビス(４，６−ジ−tert-ブチルフェニル)ホスフェート（旭電化工業(株)製「ＮＡ−１１」）０〜０．５重量部を異なる割合で添加して得た、計１４のポリプロピレン系樹脂組成物について、上記の方法により、耐傷付き性および耐衝撃性を評価した。

結果をまとめて次表１に示す。

上記表１に示す結果を見ると、単独添加ではいずれも５０％を超える耐衝撃性の低下率を示す、０．１〜０．４部の滑剤（比較例２〜４）および０．１〜０．５部の結晶核剤（比較例５〜７）が、両者を併用添加した実施例１〜４では、耐衝撃性の低下率がいずれも５０％未満に低減され、且つ両者をいずれも添加しない組成物の白化の度合いを示す明度差ΔＬ＊＝１．６（比較例１）に比べて顕著に低いΔＬ＊＝０．１〜０．２で示される顕著な耐傷付き性の向上が認められる。但し、０．１〜０．４部の滑剤に加えて０．５部と過剰の結晶核剤を添加した比較例８〜１０の場合は、耐衝撃性の低下率がまた５０％を超えてその抑制効果も失われ、耐傷付き性も悪化傾向を示す。

上述したように、本発明によれば、ポリプロピレン樹脂およびスチレン系エラストマーを含むポリプロピレン系樹脂組成物に対して、それぞれを単独で添加すると耐衝撃性の顕著な低下を起す滑剤と結晶核剤とを併用添加することにより、耐衝撃性の低下が抑制され、滑剤の添加による顕著な耐傷付き性の向上と相俟って、耐傷付き性と耐衝撃性の調和の良好なポリプロピレン系樹脂組成物が提供される。従って、この組成物に着色剤を混練することで耐傷付き性と耐衝撃性を兼ね備え、発色性に優れた無塗装の材料着色用ポリプロピレン系樹脂組成物が得られる。

Claims

ポリプロピレン樹脂およびスチレン系エラストマーを含む樹脂分、滑剤ならびに有機系結晶核剤を含む組成物であって、前記ポリプロピレン樹脂が組成物の５０重量％を超えて含まれ、前記樹脂分１００重量部に対して、前記スチレン系エラストマーが１０〜３５重量部、脂肪酸アミドからなる前記滑剤が０．２〜０．４重量部および有機リン酸金属塩からなる前記結晶核剤が０．１〜０．３重量部含まれることを特徴とするポリプロピレン系樹脂組成物。
更に着色剤を含む請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。