JP6553752B2 - 繊維強化複合体 - Google Patents
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Description
(a)ポリプロピレン組成物(PPC:polypropylene composition)と、
(b)繊維(F)と、
(c)接着促進剤(AP:adhesion promotor)としての極性変性ポリプロピレンと
を含む繊維強化複合体であって、前記ポリプロピレン組成物(PPC)は、ISO1133に従って測定されたそれらのメルトフローレートMFR2(230℃)が異なる少なくとも3種の半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)、(PP3)を含み、好ましくは、
(a1)前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜60g/10minの範囲であり、
(a2)前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が40〜120g/10minの範囲であり、
(a3)前記半結晶性ポリプロピレン(PP3)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が180〜1,000g/10minの範囲であり、
ただし、半結晶性ポリプロピレン(PP1)のメルトフローレートMFR2(230℃)が半結晶性ポリプロピレン(PP2)のメルトフローレートMFR2(230℃)よりも低い、
繊維強化複合体を対象とする。
(a)繊維強化複合体に基づいて29.5〜60.0重量%のような29.0〜60.0重量%のポリプロピレン組成物(PPC)と、
(b)繊維強化複合体に基づいて39.5〜70.0重量%のような39.0〜70.0重量%の繊維(F)と、
(c)繊維強化複合体に基づいて0.5〜5.0重量%の接着促進剤(AP)としての極性変性ポリプロピレンと
を含む繊維強化複合体であって、
前記ポリプロピレン組成物(PPC)は、少なくとも3種の半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)、(PP3)を含み、
(a1)前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜60.0g/10minの範囲、好ましくは1.0〜55g/10minの範囲であり、
(a2)前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が40.0〜120g/10minの範囲、好ましくは56〜120g/10minの範囲であり、
(a3)前記半結晶性ポリプロピレン(PP3)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が180〜1,000g/10minの範囲であり、
ただし、前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)のメルトフローレートMFR2(230℃)が前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)のメルトフローレートMFR2(230℃)よりも低い、
繊維強化複合体を対象とする。
上述したように、繊維強化複合体は、ポリプロピレン組成物(PPC)、繊維(F)及び接着促進剤(AP)としての極性変性ポリプロピレンを含む。好ましい実施形態においては、ポリプロピレン組成物(PPC)、繊維(F)及び極性変性ポリプロピレン(AP)が繊維強化複合体の主要部分を構成する。すなわち、好ましい一実施形態においては、繊維強化複合体は、ポリプロピレン組成物(PPC)、繊維(F)及び極性変性ポリプロピレン(AP)を含み、ポリプロピレン組成物(PPC)及び極性変性ポリプロピレン(AP)は、繊維強化複合体における主要ポリマー成分であり、すなわち、繊維強化複合体は、繊維強化複合体の全ポリマーの総量に基づいて10重量%を超える、好ましくは5重量%を超える、ポリプロピレン組成物(PPC)及び極性変性ポリプロピレン(AP)以外のポリマーを含まない。こうした追加のポリマーは、例えば、添加剤(AD:additives)のポリマー担体であり得る。したがって、特定の一実施形態においては、繊維強化複合体は、ポリプロピレン組成物(PPC)、繊維(F)、極性変性ポリプロピレン(AP)、及びポリマー担体を含む添加剤(AD)からなる。
(a)繊維強化複合体に基づいて29.0〜60.0重量%、より好ましくは38.0〜57.0重量%、更により好ましくは45.0〜50.2重量%のような42.5〜53.5重量%のポリプロピレン組成物(PPC)と、
(b)繊維強化複合体に基づいて39.0〜70.0重量%、より好ましくは42.0〜60.0重量%、更により好ましくは48.0〜52.0重量%のような45.0〜55.0重量%の繊維(F)と、
(c)繊維強化複合体に基づいて0.5〜5.0重量%、より好ましくは1.0〜4.0重量%、更により好ましくは1.8〜2.2重量%のような1.5〜3.5重量%の接着促進剤(AP)としての極性変性ポリプロピレンと
を含む。
(a)繊維強化複合体に基づいて29.0〜60.0重量%、より好ましくは38.0〜57.0重量%、更により好ましくは45.0〜49.0重量%のような42.5〜52.5重量%のポリプロピレン組成物(PPC)と、
(b)繊維強化複合体に基づいて39.0〜70.0重量%、より好ましくは41.0〜60.0重量%、更により好ましくは48.0〜52.0重量%のような45.0〜55.0重量%の繊維(F)と、
(c)繊維強化複合体に基づいて0.5〜5.0重量%、より好ましくは1.0〜4.0重量%、更により好ましくは1.8〜2.2重量%のような1.5〜3.5重量%の接着促進剤(AP)としての極性変性ポリプロピレンと、
(d)繊維強化複合体に基づいて0.5〜8.0重量%、より好ましくは1.0〜5.0重量%、更により好ましくは1.2〜3.0重量%のような1.0〜3.5重量%の添加剤(AD)と
を含み、好ましくはそれらからなる。
(a)ISO527−2に従って測定された引張弾性率が、少なくとも11,000MPa、より好ましくは12,000〜14,500MPaの範囲のような11,000〜15,000MPaの範囲である、
及び/又は
(b)ISO527−2に従って測定された引張強さが、少なくとも125MPa、より好ましくは130〜170MPaの範囲のような125〜180MPaの範囲である。
本発明に係るポリプロピレン組成物(PPC)は、メルトフローレートMFR2(230℃)が異なる少なくとも3種の半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)、(PP3)を含まなければならない。
(i)モノカルボン酸及びポリカルボン酸の塩、例えば、安息香酸ナトリウム又はアルミニウムtert−ブチルベンゾアート、及び
(ii)ジベンジリデンソルビトール(例えば、1,3:2,4ジベンジリデンソルビトール)、及びメチルジベンジリデンソルビトール、エチルジベンジリデンソルビトール、若しくはジメチルジベンジリデンソルビトール(例えば、1,3:2,4ジ(メチルベンジリデン)ソルビトール)などのC1〜C8アルキル置換ジベンジリデンソルビトール誘導体、又は1,2,3,−トリデオキシ−4,6:5,7−ビス−O−[(4−プロピルフェニル)メチレン]−ノニトールなどの置換ノニトール誘導体、及び
(iii)リン酸のジエステルの塩、例えば、ナトリウム2,2’−メチレンビス(4,6,−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファート又はアルミニウム−ヒドロキシ−ビス[2,2’−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファート]、及び
(iv)ビニルシクロアルカンポリマー又はビニルアルカンポリマー、並びに
(v)それらの混合物
からなる群から選択される。
CH2=CH−CHR3R4
(a)半結晶性ポリプロピレン(PP2)のメルトフローレートMFR2(230℃)と半結晶性ポリプロピレン(PP1)のメルトフローレートMFR2(230℃)の比[MFR2(PP2)/MFR2(PP1)]は、1.5〜40.0の範囲、より好ましくは2.0〜30.0の範囲、更により好ましくは2.5〜25.0の範囲、更により好ましくは3.0〜10.0の範囲のような3.0〜15.0の範囲であり、
(b)半結晶性ポリプロピレン(PP3)のメルトフローレートMFR2(230℃)と半結晶性ポリプロピレン(PP2)のメルトフローレートMFR2(230℃)の比[MFR2(PP3)/MFR2(PP2)]は、1.5〜80.0の範囲、より好ましくは2.0〜50.0の範囲、更により好ましくは2.5〜30.0の範囲、更により好ましくは4.0〜20.0の範囲のような3.0〜20.0の範囲であり、
場合によっては、
(c)半結晶性ポリプロピレン(PP3)のメルトフローレートMFR2(230℃)と半結晶性ポリプロピレン(PP1)のメルトフローレートMFR2(230℃)の比[MFR2(PP3)/MFR2(PP1)]は、4.5〜500.0の範囲、より好ましくは8.0〜180.0の範囲、更により好ましくは10.0〜150.0の範囲、更により好ましくは15.0〜100.0の範囲のような12.0〜120.0の範囲である。
(a)半結晶性ポリプロピレン(PP1)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜60.0g/10minの範囲であり、より好ましくは1.0〜55.0g/10minの範囲、更により好ましくは2.0〜50.0g/10minの範囲、更により好ましくは3.0〜40.0g/10minの範囲、更により好ましくは15.0〜25.0g/10minの範囲のような8.0〜30.0g/10minの範囲であり、
(b)前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が40.0〜120g/10minの範囲、より好ましくは50.0〜100.0g/10minの範囲、更により好ましくは56.0〜95.0重量%のような55.0〜95.0g/10minの範囲、更により好ましくは60.0〜90.0g/10minの範囲、更により好ましくは65.0〜85.0g/10minの範囲のような60.0〜90.0g/10minの範囲であり、
(c)前記半結晶性ポリプロピレン(PP3)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が180〜1,000g/10minの範囲、より好ましくは200.0〜800.0g/10minの範囲、更により好ましくは250.0〜650.0g/10minの範囲、更により好ましくは300.0〜600.0g/10minの範囲、更により好ましくは400.0〜500.0g/10minの範囲のような350.0〜550.0g/10minの範囲であり、
ただし、半結晶性ポリプロピレン(PP1)のメルトフローレートMFR2(230℃)は、半結晶性ポリプロピレン(PP2)のメルトフローレートMFR2(230℃)よりも低い。
(a)半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)及び(PP3)の総計に基づく半結晶性ポリプロピレン(PP1)の量は、10〜50重量%の範囲、より好ましくは15〜46重量%の範囲、更により好ましくは19〜25重量%の範囲のような28〜30重量%の範囲であり、
(b)半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)及び(PP3)の総計に基づく半結晶性ポリプロピレン(PP2)の量は、30〜80重量%の範囲、より好ましくは35〜75重量%の範囲、更により好ましくは45〜70重量%の範囲のような40〜75重量%の範囲であり、
(c)半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)及び(PP3)の総計に基づく半結晶性ポリプロピレン(PP3)の量は、5〜45重量%の範囲、より好ましくは7〜35重量%の範囲、更により好ましくは15〜25重量%の範囲のような10〜30重量%の範囲である。
(a)ポリプロピレン組成物(PPC)の総重量に基づいて5〜40重量%、より好ましくは7〜35重量%の範囲、更により好ましくは15〜25重量%の範囲のような10〜30重量%の範囲の半結晶性プロピレンホモポリマー(H−PP1)、ここで、前記半結晶性プロピレンホモポリマー(H−PP1)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜40.0g/10minの範囲、より好ましくは10.0〜40.0g/10minの範囲、更により好ましくは15.0〜30.0g/10minの範囲、更により好ましくは18.0〜25.0g/10minの範囲である、
(b)ポリプロピレン組成物(PPC)の総重量に基づいて30〜80重量%、より好ましくは35〜75重量%の範囲、更により好ましくは45〜70重量%の範囲のような40〜75重量%の範囲の半結晶性プロピレンホモポリマー(H−PP2)、ここで、前記半結晶性プロピレンホモポリマー(H−PP2)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が40.0〜120g/10minの範囲、より好ましくは50.0〜100.0g/10minの範囲、更により好ましくは55.0〜95.0g/10minの範囲、更により好ましくは60.0〜90.0g/10minの範囲、更により好ましくは65.0〜85.0g/10minの範囲のような60.0〜90.0g/10minの範囲である、及び
(c)ポリプロピレン組成物(PPC)の総重量に基づいて10〜50重量%、より好ましくは15〜46重量%の範囲、更により好ましくは19〜25重量%の範囲のような28〜30重量%の範囲の半結晶性プロピレンホモポリマー(H−PP3)、ここで、前記半結晶性プロピレンホモポリマー(H−PP3)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が180〜1,000g/10minの範囲、より好ましくは200.0〜800.0g/10minの範囲、更により好ましくは250.0〜650.0g/10minの範囲、更により好ましくは300.0〜600.0g/10minの範囲、更により好ましくは400.0〜500.0g/10minの範囲のような350.0〜550.0g/10minの範囲である。
本繊維強化複合体の必須成分は繊維(F)である。
ポリプロピレン組成物(PPC)と繊維(F)の適合性を向上させるために、好ましくは、接着促進剤(AP)を使用する。
ポリプロピレン組成物(PPC)及びしたがって繊維強化複合体も、添加剤(AD)を含むことができる。典型的な添加剤は、酸捕捉剤、酸化防止剤、着色剤、光安定剤、熱安定剤、傷防止剤、加工助剤、潤滑剤、顔料などである。したがって、一実施形態においては、添加剤(AD)は、酸捕捉剤、酸化防止剤、着色剤、光安定剤、熱安定剤、傷防止剤、加工助剤、潤滑剤及び顔料からなる群から選択される。こうした添加剤は、市販されており、例えば、「Plastic Additives Handbook」、6版、2009年、Hans Zweifel(1141〜1190ページ)に記載されている。本発明によれば、α核剤は、添加剤(AD)とみなされず、別に考察される。
本発明は、上で定義した繊維強化組成物を含む、射出成形自動車部品のような射出成形品にも関する。本発明は、特に、少なくとも60重量%、より好ましくは少なくとも80重量%、更により好ましくは少なくとも95重量%又は少なくとも99重量%のような少なくとも90重量%の上で定義した繊維強化組成物を含む、射出成形自動車部品のような射出成形品に関する。特に好ましい実施形態においては、本発明は、上で定義した繊維強化組成物からなる、射出成形自動車部品のような射出成形品に関する。
用語及び測定法の以下の定義は、別段の記載がない限り、本発明の上記概要及び下記実施例に適用される。
定量的核磁気共鳴(NMR:nuclear−magnetic resonance)分光法を使用して、ポリプロピレンホモポリマーのアイソタクティシティ及び位置規則性を定量化する。
[mmmm]%=100*(mmmm/すべてのペンタッドの合計)
P21e=(Ie6+Ie8)/2
P12=ICH3+P12e
Ptotal=P12+P21e
[21e]mol%=100*(P21e/Ptotal)
指定射出圧:600、1000又は1400バール
ツール形状:円形螺旋形状;長さ1545mm;断面:台形2.1mm厚さ;断面積20.16mm2
プレチャンバ及びダイの温度:230℃
ゾーン2/ゾーン3/ゾーン4/ゾーン5/ゾーン6の温度:230℃/230℃/220℃/220℃/200℃
射出サイクル:保持を含む射出時間:6秒
冷却時間:10秒
スクリュー速度:50mm/s
ツール温度:40℃
測定システムの基本原理は、プレートに規定の光源(LED)を閉環境で照射し、画像をCCDカメラシステムで記録することである。照明及び/又はカメラの変化を補償するために、露出時間を濃淡基準プレート(濃淡値140に設定)によって較正する。
試料は片面から照らされ、光の上向きに反射された部分が2個の鏡を介してCCDセンサへと偏向される。幾つかのこうして作成された濃淡値画像は、平均され、平準化され、その結果、測定濃淡値分布に関して分析される。
融解温度:PP−LGFの場合255℃、PP−SGFの場合250℃
型温:PP−LGFの場合55℃、PP−SGFの場合40℃
動圧:1バール水圧
繊維直径をISO1888:2006(E)、方法B、顕微鏡倍率1000で測定する。
本発明を以下の実施例によって説明する。
Claims (15)
- (a)ポリプロピレン組成物(PPC)と、
(b)繊維(F)と、
(c)接着促進剤(AP)としての極性変性ポリプロピレンと
を含む繊維強化複合体であって、
前記ポリプロピレン組成物(PPC)は、少なくとも3種の半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)、(PP3)を含み、かつ前記ポリプロピレン組成物(PPC)は、単相であり、
(a1)前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜60.0g/10minの範囲であり、かつ半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)及び(PP3)の総計に基づく半結晶性ポリプロピレン(PP1)の量は、10〜50重量%の範囲であり、
(a2)前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が40〜120g/10minの範囲であり、かつ半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)及び(PP3)の総計に基づく半結晶性ポリプロピレン(PP2)の量は、30〜80重量%の範囲であり、
(a3)前記半結晶性ポリプロピレン(PP3)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が180〜1,000g/10minの範囲であり、かつ半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)及び(PP3)の総計に基づく半結晶性ポリプロピレン(PP3)の量は、5〜45重量%の範囲であり、
ただし、前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)のメルトフローレートMFR2(230℃)が前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)のメルトフローレートMFR2(230℃)よりも低い、
繊維強化複合体。 - (a)前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜55g/10minの範囲であり、
(b)前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が56〜120g/10minの範囲である、
請求項1に記載の繊維強化複合体。 - 前記組成物が、
(a)前記繊維強化複合体に基づいて29.0〜60.0重量%の前記ポリプロピレン組成物(PPC)と、
(b)前記繊維強化複合体に基づいて39.0〜70.0重量%の繊維(F)と、
(c)前記繊維強化複合体に基づいて0.5〜5.0重量%の接着促進剤(AP)としての前記極性変性ポリプロピレンと
を含む、請求項1又は2に記載の繊維強化複合体。 - (a)前記繊維(F)と前記ポリプロピレン組成物(PPC)の重量比[(F)/(PPC)]が0.7〜2.0の範囲であり、ただし、好ましくは、前記繊維強化複合体中の前記繊維(F)と前記ポリプロピレン組成物(PPC)の合計が前記繊維強化複合体の総重量に基づいて少なくとも80重量%である、
及び/又は
(b)前記繊維(F)と前記極性変性ポリプロピレンの重量比が10〜50の範囲である、
請求項1から3のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。 - 前記ポリプロピレン組成物(PPC)がα核化されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- (a)前記ポリプロピレン組成物(PPC)は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が25〜165g/10minの範囲である、
及び/又は
(b)前記強化複合体は、ISO1133に従って測定されたメルトフローレートMFR2(230℃)が1.0〜10g/10minの範囲である、
請求項1から5のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。 - (a)前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)と前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)及び(PP3)の合計との重量比[(PP2)/((PP1)+(PP3))]が0.4〜3.0の範囲である、
及び/又は
(b)前記半結晶性ポリプロピレン(PP3)と前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)の重量比[(PP3)/(PP1)]が0.5〜4.0の範囲である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。 - 前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)、(PP2)、(PP3)がプロピレンホモポリマー(H−PP1)、(H−PP2)、(H−PP3)である、請求項1から7のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- 前記半結晶性ポリプロピレン(PP2)及び(PP3)がプロピレンホモポリマー(H−PP2)及び(H−PP3)であり、前記半結晶性ポリプロピレン(PP1)がプロピレンコポリマー(R−PP1)である、請求項1から7のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- 前記繊維(F)が、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、炭素繊維及びグラファイト繊維からなる群から選択され、好ましくは前記繊維(F)がガラス繊維である、請求項1から9のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- 前記繊維(F)の平均直径が5.0〜20.0μmである、請求項1から10のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- 前記繊維(F)の平均長さが2〜8mmである、請求項1から11のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- 前記接着促進剤(AP)が、無水マレイン酸によって官能性を持たせたポリプロピレンである、請求項1から12のいずれか一項に記載の繊維強化複合体。
- 請求項1から13のいずれか一項に記載の繊維強化複合体を含む射出成形品。
- 自動車部品である、請求項14に記載の射出成形品。
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