JPH01311147A - ウイスカー配合熱可塑性樹脂組成物およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウィスカー配合の熱可塑性樹脂組成物およびそ
の製法に関し、特に、機械強度の向上、線膨張係数（熱
膨張率）が小さく従って温度上昇による寸法の変化が小
さいなどエンジニアリングプラスチックスとして有用な
熱可塑性樹脂組成物およびその好適な製造方法に関する
。

［従来の技術］および［その解決課題］変性ポリプロピ
レン／ポリアミド／変性エチレン・α−オレフィン共共
合合体主成分とするポリマー組成物の耐熱性を向上させ
るために、タルクやマイカやウオラストナイトやガラス
繊維などのフィラーを添加することが行われている（特
開昭６０−５３５５０号公％ｌ１． しかし、これらの場合、ｌ［強度の低下や成形品表面の
光沢の低下が生じたり、線膨張係数が効率的に減少しな
かったりする。

その為に、耐衝撃性の必要とされる分野に使用されなか
ったり、表面光沢の良さが要求される分野に使用されな
かったり、寸法精度の要求される分野への使用に難点を
包蔵したりする。

そこで、本発明は衝甲強度や表面光沢の低下が少なく、
剛性、耐熱性を向上でき、同時に線膨張係数も小さくす
ることができることを目的とする。

［、！！題を解決するための手段］ かかる目的を達成するための本発明は、ｔａｂ一部もし
くは全部が不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で変性
された変性ポリプロピレン１〜９０虫量部と （ｂ）　ポリアミド　　１〜９０巾−ｒｔｔ部とｆＣ）
一部もしくは全部が不飽和カルボン酸もしくはその誘導
体で変性された変性ゴム上記を（ａ）＋　（ｂ）ｔｏｏ
重ｎｔ部に対して１〜５０重１′ｒｉ部と （ｄｌ　平均繊維径が０．１〜１０μｍで繊維長が５〜
５０μｍのチタン酸カリウムウィスカー上記（ａ）＋　
（ｂ）＋　（Ｃ）１００重量部に対して１〜５０重壜部
とを配合してなることを特徴とするウィスカー配合熱可
塑性樹脂組成物に存する。

また、本発明は、上記において、チタン酸カリウムウィ
スカーとフィラーとを併用してなるウィスカー配合熱可
塑性樹脂組成物に係り、さらには、当該組成物の製法に
おいて、上記（ａ）と（ｂ）とを混合後に、これらを押
出機で溶融混練する際の中途で、上記（ｄ）のチタン酸
カリウムウィスカーを供給し、造粒あるいは粉砕工程を
経て、成形材料としてのウィスカー配合熱可塑性樹脂組
成物を得るその製法に存する。

本発明に使用される（ａ）変性ポリプロピレンは、酸変
性したプロピレン虫合体で、酸変性する基材としてのプ
ロピレン川合体にはプロピレンのホモ１合体やプロピレ
ンとα−オレフィンとのコポリマーを挙げることができ
る。当該α−オレフィンの例としては、エチレンやｌ−
ブテンなどを挙げることができ、当該コポリマーはブロ
ック基を合体でもランダム共重合体でもよい。

変性ポリプロピレンは上記基Ｈの一部もしくは全部を不
飽和カルボン酸またはその誘導体で変性したもので、そ
の変性率は００１〜５巾！ｊｔ（ｗｔ）％であることが
好ましい。

変性率が０．０１ｗＬ％未満では、特に樹脂成分間の相
溶性が不足で、本発明によるウィスカー配合熱可塑性樹
脂組成物の引張強度などの機械的強度が充分でない、一
方、変性率が５ｗＬ％を越えると、成形流動性や耐衝撃
性の改良効果を低下させる。

変性ポリプロピレンは、例えば、基材のポリプロピレン
　１００重量部と不飽和カルボン酸またはその誘導体　
００５〜５重量部と有機過酸化物００５〜５　！１１　
！ｉｔ部とを溶融混練することにより得ることができる
。

当該不飽和カルボン酸の例としては、マレイン酸、クロ
トン酸、エンドシスルビシクロ（２゜２．１）ヘプト−
５−エン−２，３−ジカルボン酸、フマール酸、アクリ
ル酸、イソクロトン酸を例示できる。また、その誘導体
の代表例としては、無水マレイン酸などの酸無水物を例
示することができるが、酸ハライドやアミドやイミドや
エステルなどの形溝であってもよい。

４／機過酸化物の例としては、ベンゾイルペルオキシド
、ジクロルベンゾイルオキシド、ジクミルペルオキシド
、ラウロイルペルオキシドを例示することができる。有
機過酸化物に代えて、当該酸変性に使用される各柿のラ
ジカル開始剤を用いてもよく、アゾビスイソブチロニト
リルで例示されるアゾ化合物などを用いてもよい。

本発明で用いる（ａ）変性ポリプロピレンは、全体が上
記の変性ポリプロピレンでもよいし、未変性のプロピレ
ン重合体と変性プロピレンとの混合物であってもよい、
この場合は、混合物の酸含有量が上記の範囲にあること
を要する。

本発明に使用される（ｂ）ポリアミドには、ジアミンと
ジカルボン酸との重縮合によって得られるポリアミドや
アミノカルボン酸の縮合によって得られるポリアミドや
ラクタムの開環によって得られるポリアミドを例示する
ことができる。これらは共重合体でも二種以上の混合物
であってもよい、当該（ｂ）ポリアミド（ナイロン）の
具体例としては、ナイロン６、ナイロン９．ナイロン＋
１．ナイロン１２．ナイロン６６、ナイロン６１０、ナ
イロン６１２．ナイロン４６．芳香族ナイロン等を例示
することができる。

本発明に使用される（Ｃ）変性ゴムは、変性ゴム基材を
、不飽和カルボン酸またはその誘導体で、前記変性ポリ
ブレンと同様の方法で変性することにより得ることがで
きる。

当該グラフトモノマーとして使用される不飽和カルボン
酸やその誘導体には、前記で例示したものと同様のもの
を使用することができる。また、ラジカル開始剤（有機
過酸化物）も同様に前記で例示したものを使用すること
ができる。

変性ゴム基材としては、炭素数２以上のα−オレフィン
のホモおよびコポリマーを使用することができ、該α−
オレフィンとしては、エチレン。

プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチルペ
ンテン、１−デセンなどを例示することができる。

エチレンとこれら例示したａ−オレフィンとの二元コポ
リマーの他、エチレン・ａ−オレフィン・非共役ジエン
とのタポリマーも包含することができる。当該非共役ジ
エンの例としては、１．４−へキサジエンやジシクロペ
ンタジェンや５−エチリデン−２−ノルボルネンを挙げ
ることができる。

その他、芳香族ビニルモノマーとジエンＲｔ　トから得
られるゴムも挙げられる。

当該（Ｃ）変性ゴムの具体例としては、エチレンプロピ
レンラバー（ＥＰＲ）やエチレン・ｌ−ブテンラバー（
ＥＢＲ）やＥＰＤＭと称されるエチレン・プロピレン系
に第三成分としてジシクロペンタジェンやエチリデンノ
ルボルネンなどを使用したタポリマーの仰性体あるいは
水素化したスチレン−ブタジェンブロックまたはトリブ
ロックコポリマー、アクリルゴム、ポリイソブチレン、
エピクロルヒドリンゴム、ポリアミドエラストマー、ポ
リエステルエラスロマー等を基材とする変性ゴムが挙げ
られる。

（Ｃ）変性ゴムの変性率は０．０１〜５．０ｗｔ％であ
ることが好ましい。

この変性率が０．０１ｗＬ％未満では、ポリアミドに対
する相溶性が悪くなり、本発明熱ｉ１１塑性樹脂組成物
のｌｆＩ！ｆ１強度が低下し、一方、５．０ｗＬ％を越
えるときには、当該組成物の衝撃強度の改古を低下させ
る。

本発明で用いる（Ｃ）変性ゴムは、全体が上記の変性ゴ
ムでもよいし、未変性のゴムと変性ゴムとの混合物であ
ってもよい、この場合は、混合物の酸含有９が上記の範
囲にあることを要する。

本発明に使用される（ｄ）チタン酸カリウムウィスカー
は、その平均繊維径が０．１〜＋、ｏｕｍφでその平均
繊維長が５〜５０６　ｍあることが必要である。

当該範囲のものを使用することによりチタン酸カリウム
ウィスカー配合の上記樹脂組成物の機械的強度、耐衝雫
強度、線膨張係数および表面外観の良さをバランスさせ
ることができ、上記範囲より大きいものはその強度を向
−ヒさせることができても、表面外１ｌｌ（光沢など）
や衝７強度を悪くし、一方、−Ｆ記範囲より小さいもの
では、表面外観を良くしても、線膨張係数や強度的に不
十分なものしか４７ｊられない。

本発明では、チタン酸カリウムウィスカーとフィラーと
を、上記変性ポリプロピレン／ポリアミド／変性ゴムよ
りなる系に添加してもよい。

本発明に使用される（ｅ）フィラーとしては、タルク、
クレー、ベントナイト、アタパルジャイトなどのケイ酸
塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩、
硫酸バリウムなどの硫酸塩などを挙げることができ、そ
の他、マイカやガラス繊維やカーボン繊維など当該分野
で充填剤として使用されている各種のものを使用するこ
とができる。

本発明のウィスカー配合熱可塑性樹脂組成物は、（ａ）
変性ポリプロビレ２１〜９０重量部と（ｂ）ポリアミド
１〜９０ｆｆＩｆｆｉ部とこれら（ａ）＋（ｂ）合計１
００１ｆｉ１部に対して（Ｃ）変性ゴム１〜５０重１’
ｉｔ部とこれら（ａ）＋　（ｂ）＋（ｃ）合計１００１
ｍ部に対して（ｄ）平均繊維径が０．１〜１．０μｍで
繊維長が５〜５０μ涌のチタン酸カリウムウィスカー１
〜５０　ｆｆ’ｔ−ｍ部とから成り、（ｅ）フィラーを
添加する場合、上記（ａ）＋　（ｂ）＋　（ｃ）合計１
００重量部に対して０〜５０巾ｒｉｔ部とする。

（ｎ）変性ポリプロピレンと（ｂ）ポリアミドとの配合
割合において、（ａ）変性ポリプロピレンがＩＴＪ…部
末滴ではポリプロピレンの特徴である耐水性や易成形性
などが与えられない、一方、９０重１目を越えるときに
は、耐熱性や機械強度などを改良することができない。

（Ｃ）変性ゴムの配合量が（ａ）＋　（ｂ）に対して１
重量部未満では、耐衝撃性が改良されず、５０重’ｉｔ
品を越えるときには、表面外観を劣化させる。

（ｄ）チタン酸カリウムウィスカーの配合量が１μｍ部
未満では、機械的強度や耐熱性の向に効果が不十分であ
り、また、線膨張係数低下効果が不十分となる。一方、
５０重ｆｆｉ部を越えるときには、表面外観が悪くなる
。

フィラーを併用する場合その配合量が多過ぎるときには
、成形加工性を悪化したり、衝撃強度と機械強度のバラ
ンスが悪い上、成形品表面の光沢を失わせたりす、一方
、少な過ぎてもその併用効果を奏し難い、その配合量は
０．５〜５０ｆｆＩｌｉ部が適当である。

本発明の樹脂組成物は、チタン酸カリウムウィスカーの
配合に鑑み、上記各成分を一括して混練すると当該ウィ
スカーが切断され易く１組成物の機械的強度の低下を招
来し易いので、上記（ａ）変性ポリプロピレン、（ｂ）
ポリアミド、（Ｃ）変性ゴム［および（ｅ）フィラー１
とを例えばヘンシェルミキサーやＶ−ブレンダーやリボ
ンブレンダーやタンブラーブレンダーなどで混合後、押
出機で溶融混練する際の当該押出機の途中でサイドフィ
ードの形で供給することが好ましい。

当該押出機は、スクリュー長さ（Ｌ）とスクリュー直径
（ＤＪにおいて、そのＩ−／　Ｄが２５以上（すなわち
Ｌ　：　Ｄ＝２５・１）のできるだけ艮いものを使用す
ることが好ましい。

チタン酸カリウムウィスカーは、当該押出機のスクリュ
ーの長さの３１５〜４／５で、Ｌ／Ｄ２５の押出機では
Ｌ／【）が１５〜２０の位置で供給するのが好ましい。

尚、上記では、押出様を使用して溶融混練する例を示し
たが、ニーダやパンバリミキサーなどを使用してもよい
。

組成物はペレットや粉末状の形態などの形で成形材料と
して供される。

本発明の組成物には、滑剤や帯電防止剤や難燃剤などの
各種添加剤を加えることができる。

本発明によるウィスカー配合熱可塑性樹脂組成物は、線
膨張係数が小で、従って、温度上昇によるτ１法の変化
が小さく、表面光沢が良好で、耐衝γ性にも優れ、また
、剛性、耐熱性にも優れているので、これら特性をＪｌ
ｌしたエンジニアリングプラスチックスとして自動！１
ｉ　ｔ’！１品や家電部品や工業製品やレジャー用品な
どの分野で極めて有用な１戊形材料として用いることが
できる。

［実施例１ 次に、本発明を、実施例を挙げて史に詳述する。

なお、当該実施例で用いた測定法は以下の通りである。

線膨張係数　　　　　　ＡＳＴＭ　　Ｄ６９６引張特性
（Ｔ、５Ｌｒ）　　　ＪＩＳ　　Ｋ７１１３光沢（グロ
スＮ６０’）　　ＪＩＳ　　Ｋ７１１０実施例１ ナイロン６　４０　用ｊｉ１部、プロピレン単独重合体
＋００ｊｌ１部と無水マレイン酸１．０重！ｎ部とａ−
ビスーｊｅｒｋ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベ
ンゼン００５重Ｈ１部とを溶融混合してなる変性率　０
５％の無水マレイン酸変性ポリピレン（以下ＰＰ＋ＣＭ
Ｐという）６０ｆｆｌｔ部、変性ＥＰＲ２０重９部（ナ
イロン６と変性ポリプロピレンとの合計＋００！ＩＩ量
部に対して）をトライブレンド後、１、／Ｄが２５の押
出機で、【、／Ｄが１５の位置で、チタン酸カリウムウ
ィスカー（大塚化学社製、ティスモ４ｂ、繊維径０２〜
０５μｍ。

繊維長１０〜２０μｌ１１）２０ＩｒＩｔ部を供給し、
２５０℃で造粒してベレットを製造した。このペレット
を乾燥後、２５０℃で射出成形して試験片を作製し、各
種物性を測定した。その結果を第１表に示す。

実施例２ チタン酸カリウムウィスカーを３０　ｉｌｊ　１，１部
とした以外は実施例１と同様にして試験片を作製し、測
定を行った。その結果を第１表に示す。

実施例３゜ チタン酸カリウムウィスカーを”　’ｎ　’ｄ　；１１
にし、タルクを２０市量部を添加した以外は実施例１と
同様に行った。その結果を第１表に示す。

実施例４ チタン酸カリウムウィスカーを１５ＩｒＬ！′Ｌ１部、
タルクな１５重量部とした以外は実施例１と同様に行っ
た。その結果を第１表に示す。

実施例５゜ チタン酸カリウムウィスカーを２０重量部、タルクをｌ
Ｏ重９部とした以外は実施例４と同様に行った。その結
果を第１表に示す。

実施例６ 変性Ｅ　Ｐ　Ｒを３（ｌｌｌｒｉ１部とした以外は実施
例１と同様に行った。その結果を第１表に示す。

実施例７ ナイロン６　７ｏｆｌｔ部、プロピレン・エチレンブロ
ック共重合体１ｏｏｉｆ１！ｉｔ部と無水マレイン酸ｌ
Ｏ重用部とａ−ビスーＬｅｒＬ−プチルパーオキシージ
イソブロビルベンゼン００５重量部とを溶融混合してな
る変性率　０．５ｗＬ％の無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレン３０重［シ部、変性Ｅ　Ｐ　ＲＩ　Ｏ１晴部（ナ
イロン６と変性ポリプロピレンとの合計＋００ｆｆｕｉ
［に対して）、チタン酸カリウムウィスカ−１ＯＩＴＩ
９１部とした以外は実施例１と同様にして行った。その
結果を第１表に示す。

比較例１ チタン酸カリウムウィスカーに代えてタルク２０重ｒａ
部とした以外は実施例！と同様にして行った。その結果
を第１表に示す。

比較例２ タルクを３０　巾ｌｉｔ部とした以外は比較例１と同様
にして行った。その結果を第１表に示す。

比較例３゜ チタン酸カリウムウィスカーを添加しなかった以外は実
施例７と同様にして行った。その結果を第１表に示す。

比較例４ タルクな１０重１ｉ１部添加した以外は比較例：３と同
様にして行った。その結果を第１表に示す。

比較例５ タルクに代えてマイカを＋０１１１ｊｉ１部とした以外
は比較例４と同様にして行った。その結果を第１表に示
す。

［発明の効果Ｊ 以１１本発明によれば、衝７強度および表面光沢の低下
が少なく、剛性、耐熱性が向上し、同時に線膨張係数の
低減したウィスカー配合熱可塑性樹脂組成物を得ること
ができた。

特許出願人　　東燃石油化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）一部もしくは全部が不飽和カルボン酸もしく
   はその誘導体で変性された変性ポリプロピレン１〜９０
   重量部と （ｂ）ポリアミド１〜９０重量部と （ｃ）一部もしくは全部が不飽和カルボン酸もしくはそ
   の誘導体で変性された変性ゴムを上記（ａ）＋（ｂ）１
   ００重量部に対して１〜５０重量部と （ｄ）平均繊維径が０．１〜１．０μｍで繊維長が５〜
   ５０μｍのチタン酸カリウムウィスカー上記（ａ）＋（
   ｂ）＋（ｃ）１００重量部に対して１〜５０重量部と （ｅ）フィラー上記（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）１００重量
   部に対して０〜５０重量部とを配合してなることを特徴
   とするウィスカー配合熱可塑性樹脂組成物。 ２、（ａ）一部もしくは全部が不飽和カルボン酸もしく
   はその誘導体で変性された変性ポリプロピレン１〜９０
   重量部と （ｂ）ポリアミド１〜９０重量部と （ｃ）一部もしくは全部が不飽和カルボン酸もしくはそ
   の誘導体で変性された変性ゴムを上記（ａ）＋（ｂ）１
   ００重量部に対して１〜５０重量部とを押出機で溶融混
   練する際、（ｄ）平均繊維径が０．１〜１０μｍで、繊
   維長が５〜５０μｍの、上記（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）１
   ００重量部に対して１〜５０重量部のチタン酸カリウム
   ウィスカーを押出機の中途で供給することを特徴とする
   ウィスカー配合の熱可塑性樹脂組成物の製法。 ３、押出機のスクリュー長さの３／５〜４／５の位置で
   チタン酸カリウムウィスカーを供給する特許請求の範囲
   第２項記載のウィスカー配合の熱可塑性樹脂組成物の製
   法。