JP6594622B2 - 圧出成形用ポリオレフィン−天然繊維複合材組成物 - Google Patents
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Description
本発明の複合材組成物の構成において、基材樹脂として含まれるポリオレフィン樹脂は、ホモ−ポリエチレン及びホモ−ポリプロピレンからなる群から選択されたホモポリマー;エチレン、プロピレン、ブチレン及びオクテンからなる群から選択された共単量体が共重合されたランダム共重合体;前記ホモポリマーにエチレン−プロピレンゴムが混合されたブロック共重合体;及びポリプロピレン枝がついた高溶融張力のポリプロピレン(high melt strength PP;HMS PP)からなる群から選択された1種または2種以上が含まれることができる。前記ポリオレフィン樹脂として好ましくは、ホモ−ポリプロピレンを用いたり、またはプロピレン単量体と12モル%以下のエチレンまたはC4〜C10オレフィン系単量体が共重合されたランダム共重合体が使われることができ、この場合、剛性と耐衝撃性に優れた利点がある。前記ポリオレフィン樹脂としてより好ましくは、プロピレン単量体88〜99モル%とエチレン単量体1〜12モル%の共重合体が使われることができ、この場合、表面硬度があまり低下しないので、耐スクラッチ性を改善する効果がある。また、前記ポリオレフィン樹脂は、溶融指数が8〜150g/10分(230℃、2.16Kgf)であるものが使われることがある。前記ポリオレフィン樹脂は、溶融指数が8g/10分(230℃、2.16Kgf)未満の場合、成形加工性が低下する可能性が有り、150g/10分(230℃、2.16Kgf)を超過すると衝撃強度が低下する問題点があり得る。
本発明の複合材組成物の構成において、天然繊維としてはケナフ(kenaf)、アマ(flax)、大麻(hemp)、黄麻(jute)、アバカ(abaca)、竹(bamboo)、コイヤー(coir)、パイナップル(pineapple)、からむし(ramie)、シザル(sisal)及びヘネケン(henequen)からなる群から選択された1種または2種以上が使われることができる。
本発明の複合材組成物の構成において、熱可塑性弾性体ゴムはその構成に限定はしていないが、好ましくはエチレンと炭素数3〜10のα−オレフィン共重合体ゴムまたはスチレン−ブタジエンゴム(SBR)が使われることができる。この時、前記α−オレフィンはその構成に限定はしないが、例えばプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテンなどが使われることができる。前記熱可塑性弾性体ゴムとして、好ましくはエチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−ブテンゴム(EBR)、エチレン−オクテンゴム(EOR)、及びスチレン−ブタジエンゴム(SBR)からなる群から選択される、いずれか一つ以上を含むものが使われることができる。前記熱可塑性弾性体ゴムの中でもエチレン−オクテンゴム(EOR)を使う場合、長側鎖のオクテン基によって衝撃強度が改善される効果が最も優秀であり、相対的に低下される剛性を最大限に減らすことができて好ましく選択されることができる。また、前記熱可塑性弾性体ゴムの中でもエチレン−ブテンゴム(EBR)を使うことが好ましく、特にブテン共単量体の含量が50モル%以上で、溶融指数が0.5〜150g/10分(190℃、2.6kg・f)であり、密度が0.868〜0.885g/ccであるエチレン−ブテンゴム(EBR)が使われる場合、低温衝撃を向上する面で好ましく選択されることができる。
本発明の複合材組成物の構成において、相溶化剤として無水マレイン酸がグラフトされたポリプロピレン系相溶化剤を使う。前記相溶化剤は、ポリオレフィン樹脂と天然繊維の間の相溶性を増加させるために使われるもので、ポリオレフィンの主鎖や末端に天然繊維と反応することができる反応性基として、例えばカルボキシル基またはヒドロキシル基などを含む1種以上の変性ポリプロピレン樹脂が挙げられる。前記ポリプロピレン系相溶化剤は、ポリプロピレン樹脂に対してマレイン酸、無水マレイン酸、カルボキシル酸、ヒドロキシル基などから選択された反応基が2〜10重量%、好ましくは3〜5重量%がグラフトされた変性ポリプロピレン樹脂が使われることができる。
実施例1
ポリプロピレン樹脂、天然繊維としてケナフ及び熱可塑性弾性体ゴムとしてエチレン−ブテンゴム(EBR)を混合した混合物に、主鎖がアタクチックポリプロピレンで、直径100μmであり、無水マレイン酸が4重量%グラフトされたポリプロピレン系相溶化剤を添加して混合した。ツインスクリュー圧出器(スクリュー直径(screw diameter) 30mm、L/D 40)を利用して圧出温度160〜200℃、スクリューの回転速度400rpmの圧出条件でポリプロピレン−天然繊維複合材を製造した後、射出成形器を利用して試片を成形した。
前記実施例1と同一の方法で試片を成形するが、ポリプロピレン樹脂、天然繊維、熱可塑性弾性体ゴム及びポリプロピレン系相溶化剤の混合比を異にした。
ポリプロピレン樹脂、天然繊維、熱可塑性弾性体ゴムとしてSBRを使用したことを除いて前記実施例1と同一な方法で試片を成形した。
前記実施例1と同一な方法で試片を成形したが、ポリプロピレン系相溶化剤を使わなかった。
ポリプロピレン樹脂、天然繊維としてケナフ及び熱可塑性弾性体ゴムとしてポリウレタンゴムを混合した混合物に、主鎖がアタクチックポリプロピレンで、直径3mmであり、無水マレイン酸が4重量%グラフトされたポリプロピレン系相溶化剤を添加して混合した。そして、前記実施例1と同一な方法で試片を成形した。
前記実施例1と同一な方法で試片を成形したが、ポリプロピレン系相溶化剤として主鎖がイソタクチックポリプロピレンで、直径100μmであり、無水マレイン酸が4重量%グラフトされたポリプロピレン系相溶化剤を使用した。
前記実施例1と同一な方法で試片を成形したが、熱可塑性弾性体ゴムを使わなかった。
1)引張強度(降伏):ASTM評価法のD638によって測定した。
2)屈曲弾性率:ASTM評価法のD790によって測定した。
3)IZOD衝撃強度:ASTM評価法のD256によって23℃で測定した。
4)熱変形温度:ASTM評価法のD648によって測定した。
5)収縮率:HPC methodによって測定した。
Claims (7)
- ポリオレフィン樹脂20〜95重量%;
天然繊維3〜40重量%;
熱可塑性弾性体ゴム1〜30重量%;及び
ポリプロピレン系相溶化剤の粒子1〜10重量%;
を含み、
前記天然繊維は、ケナフ、アマ、大麻、黄麻、アバカ、竹、コイヤー、パイナップル、からむし、シザル及びヘネケンからなる群から選択された1種または2種以上のものであり
前記ポリプロピレン系相溶化剤は、主鎖がアタクチックポリプロピレンで、無水マレイン酸が2〜10重量%グラフトされたものであり、前記粒子の直径は0.5〜200μmである、ポリオレフィン−天然繊維複合材組成物。 - 前記ポリオレフィン樹脂は、ホモ−ポリエチレン及びホモ−ポリプロピレンからなる群から選択されたホモポリマー;エチレン、プロピレン、ブチレン及びオクテンからなる群から選択された共単量体が共重合されたランダム共重合体;及び前記ホモポリマーにエチレン−プロピレンゴムが混合されたブロック共重合体;からなる群から選択された1種または2種以上のものであることを特徴とする、請求項1に記載のポリオレフィン−天然繊維複合材組成物。
- 前記熱可塑性弾性体ゴムは、エチレンと炭素数3〜10のα−オレフィンを共重合した共重合体またはスチレン−ブタジエンゴム(SBR)であることを特徴とする、請求項1に記載のポリオレフィン−天然繊維複合材組成物。
- 前記熱可塑性弾性体ゴムは、エチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−ブテンゴム(EBR)、エチレン−オクテンゴム(EOR)、及びスチレン−ブタジエンゴム(SBR)からなる群から選択された1種または2種以上のものであることを特徴とする、請求項3に記載のポリオレフィン−天然繊維複合材組成物。
- 酸化防止剤、UV安定剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、熱安定剤、スリップ剤、及び帯電防止剤からなる群から1種以上選択される通常の添加剤がさらに含まれたことを特徴とする、請求項1に記載のポリオレフィン−天然繊維複合材組成物。
- 請求項1ないし請求項5の中で選択されたいずれか1項に記載の組成物をスクリューの回転速度200〜1,000rpm及び滞留時間10〜60秒の条件で溶融圧出成形する過程を含む圧出成形方法。
- 請求項1に記載の組成物を含んでなる成形品。
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