JP5666824B2 - ポリプロピレン組成物とその製造方法 - Google Patents
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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Description
その他、所望の色に着色できること、さらには狭い閉鎖空間となる自動車の内装用材料としての用途から、臭いがしないことも重要な要件となる。
前記(D)セルロース繊維が、αセルロース含有率が80質量%以上で、かつ平均繊維長が1〜100μm、平均繊維径が1〜50μmのものである、成形体製造用のポリプロピレン組成物を提供する。
ヘンシェルミキサー又は非噛合異方向回転混練機を使用して各成分を混練する工程を含んでおり、
前記混練工程において、原料として用いるポリプロピレンのL値(明度指数値)を基準として、前記L値の低下が30%以内になるように熱履歴を調整する、ポリプロピレン組成物の製造方法を提供する。
本発明で用いる(A)成分のポリプロピレンは、ホモポリマーのほか、プロピレンと他の単量体との共重合体でもよい。プロピレンと他の単量体との共重合体にするときは、プロピレン以外の単位体の使用量(原料基準)が50質量%未満であることが好ましい。共重合可能な他の単量体としては、エチレンのような他のオレフィン、(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。
好ましいものとしては、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、エチレン−ブテン−1ゴム、エチレン−ブテン−1−非共役ジエンゴム、エチレン−オクテンゴム等のエチレン−αオレフィン共重合体ゴム;ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンブロック共重合ゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、部分水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、部分水添スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、ポリウレタンゴム、スチレングラフト−エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、スチレン−グラフト−エチレン−プロピレンゴム、スチレン/アクリロニトリル−グラフト−エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、スチレン/アクリロニトリル−グラフト−エチレン−プロピレンゴム等、あるいはこれらの混合物が用いられる。また、他の酸もしくはアミン、エポキシ等をふくむ官能性単量体により変性した変性ゴムを用いてもよい。
(A)成分のポリプロピレンは、好ましくは50〜95質量%、より好ましくは50〜90質量%、さらに好ましくは55〜85質量%であり、
(B)成分のゴム含有ポリマーは、好ましくは4.5〜40質量%、より好ましくは9〜35質量%、さらに好ましくは13〜25質量%であり、
(C)成分の相溶化剤は、好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは1〜10質量%、さらに好ましくは2〜8質量%である。
平均繊維長が1〜100μm、好ましくは1〜50μm、より好ましくは2〜50μmであり、
平均繊維径が1〜50μm、好ましくは1〜40μm、より好ましくは2〜30μmである。
このため、伸びと曲げ弾性率の2つを指標として、(D)成分を選択することができる。
(I)実施例に記載の測定法により求められるL値(明度指数値)(但し、着色成分を含まない組成物のL値)が40以上
(II)実施例に記載の測定法により求められる曲げ弾性率が1300MPa以上
(III)実施例に記載の測定法により求められる引張伸びが10%以上
(I)実施例に記載の測定法により求められるL値(明度指数値)(但し、着色成分を含まない組成物のL値)が70以上
(II)実施例に記載の測定法により求められる曲げ弾性率が1400MPa以上
(III)実施例に記載の測定法により求められる引張伸びが15%以上
本発明の組成物は、公知の二軸混練押出機を用いて、上記した各成分を混練押出して、さらに二軸混練押出機に接続された公知のペレタイザーにてペレットにする方法を適用することができる。
このため、L値を大きくして(色を薄くして)、着色し易くしたり、臭いを抑制したりする観点からは、混練手段として二軸押出機のみを用いる方法に代えて、ヘンシェルミキサー又は非噛合異方向回転混練機を用いて混練する方法を適用することが好ましい。
ここで、「熱の総量(熱履歴)」とは、加熱温度と加熱時間から導き出されるものであり、加熱温度が高く、加熱時間が長いほど、熱の総量が大きくなる。
具体的には、原料として用いる(A)成分のポリプロピレンのL値(明度指数値)を基準として、前記L値の低下が30%以内、好ましくは25%以内、より好ましくは20%以内になるように熱の総量を調整する。L値の低下が小さいときは、混練時に加えられた熱の総量が小さく、L値の低下が大きいときは、混練時に加えられた熱の総量が大きいことを意味する。
上記のヘンシェルミキサー又は非噛合異方向回転混練機を用いて混練する方法により熱履歴を調整することで、L値の低下を抑えた組成物(着色成分を含まない)を得た後、さらに着色成分を常温にて混合して(即ち、加熱することなく混合して)、着色成分を含む組成物を得る。
この製造方法を適用すれば、予め着色成分を含まない組成物のL値(色の濃淡)が分かっているので、着色成分を混合して、所望の色にすることが容易になる。
上記のヘンシェルミキサー又は非噛合異方向回転混練機を用いて混練する方法により、予め着色成分を含まない原料成分((A)〜(D)成分)を用いて混練した場合において、原料として用いる(A)成分のポリプロピレンのL値(明度指数値)を基準として、前記L値の低下が30%以内(好ましくは25%以内、より好ましくは20%以内)になる熱履歴条件を求めておき、着色成分を含む原料成分を前記熱履歴条件にて混練する。
(A)成分のポリプロピレン単独からなる分散媒、
(A)成分のポリプロピレンと(B)成分のゴム含有ポリマーとの混合物からなる分散媒、
(A)成分のポリプロピレン、(B)成分のゴム含有ポリマー及び(C)成分の相溶化剤の混合物からなる分散媒、から選ぶことができる。
平均繊維長は、日機装株式会社マイクロトラック 粒度分布計9200SRAを使用し測定した。
平均繊維径は株式会社キーエンス デジタルマイクロスコープVHX−200を使用し測定した。
(2)L値
測定装置:分光光度計 COLOR−7X(倉敷紡績株式会社製)
計算色差式 : CIE 1976Lab(反射率)
測定光源 D-65(10)
測定サンプルは、3段厚み(1mm、2mm、3mm)のカラープレート(全寸50mm×90mm、3mm厚み部:50mm×45mm、2mm厚み部:50mm×22.5mm、1mm厚み部:50mm×22.5mm)を用い、3mm部分を用い測定した。
なお、表1に示すL値の変化率は、実施例1〜4、比較例3〜6は、比較例2のL値を基準とするもので、実施例5〜10は、比較例1のL値を基準とするものである。
ISO527−1に準拠して測定した。
ISO527−1に準拠して測定した。
ISO178に準拠して測定した。
ISO178に準拠して測定した。
ISO179/1eAに準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
A:東洋精機(株)製のデュポン落錘試験機1/2Rを用いて、1.5kgの錘を50cmの高さから試験片に落としたとき、割れて破片が飛び散らなかったものを○、割れて破片が飛び散ったものを×とした。
B:同じ試験機を用いて、2kgの錘を50cmの高さから試験片に落としたとき、割れて破片が飛び散らなかったものを○、割れて破片が飛び散ったものを×とした。
自動車用内装材として用い、真夏の日中で放置したときを想定した場合の臭いの程度を評価した。
約4Lの蓋付き容器内に射出成形により作製した表面積約25cm2、厚さ2mmのサンプルを入れ、蓋を閉じて密閉した。この約4Lの容器は、自動車の車内を模擬したものである。
そして、その容器を80℃の温度雰囲気中で1時間放置し、その直後に容器の蓋を開放して、内部の臭いを評価した。
臭いの評価については、主に悪臭防止法等を参考にした。
下記の基準で専門のパネラー5名(5-2法をもとに選定)により、3段階で評価して平均点を求めた。基準の臭いとして市販の基準臭液(イソ吉草酸、基準濃度10-5(無臭の流動パラフィンに対する重量比)を用いた。
1点:無臭であるか、基準臭と比べると臭いが弱いもの
2点:基準臭と同程度の臭いであるもの
3点:基準臭と比べると臭いが強いもの
表1に示す成分を二軸押出機(TEX−30、日本製鋼所製)のみを用いて混練したものをペレタイザーに供給して、組成物のペレットを得た。二軸押出機による混練条件は、シリンダー温度180℃、スクリュー回転数260rpm、フィード量20kg/hであった。
表1に示す成分をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製、ヒーター付き)のみを用いて混練したものをペレタイザーに供給して、組成物のペレットを得た。
表1に示す成分をニーダー(DS10−30、(株)モリヤマ製)のみを用いて混練したものをFR造粒機に供給して、組成物のペレットを得た。ニーダーによる混練条件は、140℃で混練、FR造粒機,165℃,20rpmであった。
表1に示す成分をHTM型二軸混練押出機(HTM−38型,(株)シーティーイー社製)のみを用いて混練したものをペレタイザーに供給して、組成物のペレットを得た。HTM型二軸混練押出機による混練条件は、シリンダー温度180℃、スクリュー回転数220rpm、フィード量10kg/hであった。
そして、実施例1〜3と実施例4〜10との対比から、混練手段としてヘンシェルミキサー、ニーダー、HTM型押出機を用いた例(実施例4〜10)の方が、二軸押出機を用いた例(実施例1〜3)よりもL値が高く、L値の低下も小さく、さらに臭いも弱かった。
PP1:ブロックPP MFR:17g/10min シャルピー10KJ/m2のもの
PP2:ブロックPP MFR:30g/10min シャルピー7KJ/m2のもの
(B)成分
ゴム含有ポリマー1:アミン変性SEBS、MP10, 旭化成(株)製
ゴム含有ポリマー2:エチレン・プロピレンゴム,P−0680,三井化学(株)製
(C)成分
相溶化剤:酸変性ポリプロピレン,ユーメックス1001,三洋化成工業(株)社製
(D)成分
セルロース繊維1:W−06MG(αセルロース95質量%、平均繊維長6μm,平均繊維径9μm),日本製紙ケミカル(株)製
セルロース繊維2:W−300G(αセルロース95質量%、平均繊維長28μm,平均繊維径20μm),日本製紙ケミカル(株)製
セルロース繊維3:W−100GK(αセルロース95質量%,平均繊維長37μm,平均繊維径20μm)、日本製紙ケミカル(株)製
(その他)
比較用セルロース繊維:NDPT,αセルロース 90質量%,平均繊維長1.8mm、平均繊維径30μm、日本製紙ケミカル(株)製
Claims (9)
- (A)ポリプロピレン50〜90質量%、(B)ゴム含有ポリマー4.5〜40質量%及び(C)相溶化剤0.5〜10質量%を含有し、さらに(A)〜(C)成分の合計量100質量部に対して(D)セルロース繊維を5〜45質量部含有する成形体製造用のポリプロピレン組成物であって、
前記(D)セルロース繊維が、αセルロース含有率が80質量%以上で、かつ平均繊維長が1〜100μm、平均繊維径が1〜50μmのものである、成形体製造用のポリプロピレン組成物。 - さらに着色成分を含む、請求項1記載のポリプロピレン組成物。
- (D)成分のセルロース繊維が、平均繊維長が1〜50μm、平均繊維径が1〜40μmのもので、(A)〜(C)成分の合計量100質量部に対して5〜45質量部含有されているものであり、
下記要件を満たす請求項1又は2記載のポリプロピレン組成物。
(I)実施例に記載の測定法により求められるL値(明度指数値)(但し、着色成分を含まない組成物のL値)が40以上
(II)実施例に記載の測定法により求められる曲げ弾性率が1300MPa以上
(III)実施例に記載の測定法により求められる引張伸びが10%以上 - (D)成分のセルロース繊維が、平均繊維長が20〜50μm、平均繊維径が1〜30μmのもので、(A)〜(C)成分の合計量100質量部に対して5〜45質量部含有されているものであり、
下記要件を満たす請求項1又は2記載のポリプロピレン組成物。
(I)実施例に記載の測定法により求められるL値(明度指数値)(但し、着色成分を含まない組成物のL値)が70以上
(II)実施例に記載の測定法により求められる曲げ弾性率が1400MPa以上
(III)実施例に記載の測定法により求められる引張伸びが15%以上 - 請求項1記載のポリプロピレン組成物の製造方法であって、
ヘンシェルミキサー又は非噛合異方向回転混練機を使用して各成分を混練する工程を含んでおり、
前記混練工程において、原料として用いるポリプロピレンのL値(明度指数値)を基準として、前記L値の低下が30%以内になるように熱履歴を調整する、ポリプロピレン組成物の製造方法。 - 請求項2記載のポリプロピレン組成物の製造方法であって、請求項5に記載の製造方法により組成物を製造した後、さらに前記組成物と着色成分を混合する、ポリプロピレン組成物の製造方法。
- 請求項2記載のポリプロピレン組成物の製造方法であって、
ヘンシェルミキサー又は非噛合異方向回転混練機を使用して各成分を混練する工程を含んでおり、
前記混練工程において、着色成分を含まない原料成分を用いて混練した場合において、原料として用いる(A)成分のポリプロピレンのL値(明度指数値)を基準として、前記L値の低下が30%以内になる熱履歴条件を求めておき、着色成分を含む原料成分を前記熱履歴条件にて混練する、ポリプロピレン組成物の製造方法。 - 請求項5〜7のいずれか1項記載の非噛合異方向回転混練機が、ニーダー、バンバリーミキサー又は非噛合異方向二軸押出機であるポリプロピレン組成物の製造方法。
- 請求項5〜8のいずれか1項記載のポリプロピレン組成物の製造方法であって、
(D)成分のセルロース繊維が分散媒に分散されたマスターバッチとして配合されるものであり、
前記マスターバッチの分散媒が、(A)成分のポリプロピレン単独、(A)成分のポリプロピレンと(B)成分のゴム含有ポリマーとの混合物、(A)成分のポリプロピレン、(B)成分のゴム含有ポリマー及び(C)成分の相溶化剤の混合物から選ばれるものである、ポリプロピレン組成物の製造方法。
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