JPH02279745A - 強化ポリプロピレン樹脂組成物 - 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、低温から高温に至るまで広い温度範囲におい
て優れた制振性能を有し、かつ機械的強度、耐熱性に優
れた強化ポリプロピレン樹脂組成物に関する。

（従来技術〕 近年、自動車に関しては、燃費向上という社会的要請に
応えて、その構成部品を金属からプラスチックに変える
ことにつき研究が活発になされており、その実用化も進
んでいる。

プラスチック材料のうちポリプロピレン樹脂は。

各種の物性バランスがとれた材料であり、かつ比較的安
価であるため自動車の内装用、外装用の部品に大量に使
用されている。そして、特にタルク。

ガラス繊維、炭酸カルシウム等のフィラー及びこれらの
混合物を、ポリプロピレン樹脂に充填した強化ポリプロ
ピレン樹脂は９強度、耐熱性に優れていることから、タ
イミングベルトカバー、ギヤカバー、ファンシェラウド
、エアクリーナーケースなど使用条件が比較的高温雰囲
気下であるエンジンルーム内の各種部品へ積極的に通用
されている。

一方、最近では自動車に対して軽量化の他に騒音の低減
が求められており、その中でも特にエンジン騒音の低減
が強く望まれている。騒音の対策法としては制振、遮音
、防振、吸音等があり、エンジン騒音が固体伝搬音の寄
与が大きいか、或いは空気透過音の寄与が大きいかによ
って対策法が異なる。特に、タイミングベルトの外側を
覆うタイミングベルトカバー、ギヤカバー等のエンジン
周辺部品では、車種、エンジン形式によっても異なるが
、−船釣に固体伝搬音の寄与に基づく騒音が主であるこ
とが多い、そこで、材料置換によって騒音低減を図るた
めには材料の制振性能を向上させることが必要である。

従来、制振性能を向上させたポリプロピレン樹脂として
は、特開昭６２−４３４４３号公報に記載された発明が
ある。このものは、クマロン・インデン樹脂等の粘着性
付与剤樹脂、熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン樹
脂を混合したものである。

〔解決しようとする課題〕 しかしながら、上記公開公報に記載された強化ポリプロ
ピレン樹脂も、４０〜１００℃という比較的高温度にお
いて使用されるエンジン周辺部品に適用する際には、そ
の機械的強度、耐熱性及び制振性能は未だ不十分である
。

そして、一般に、樹脂材料は金属材料に比べて分子構造
が不規則でありまた鎖間の結合力が弱いため、著しい粘
弾性的性質を示し制振性能を保有する。しかし９反面温
度依存性が大きく、制振性能が主として樹脂材料のガラ
ス転移に基づく力学分散の損失係数の極大温度前後にお
いて最も高くそれ以外の実用領域内の温度では、一般に
著しく制振性能が低下する。

ポリプロピレン樹脂の粘弾性的挙動は測定法。

樹脂の組成等により異なるが、一般のポリプロピレン樹
脂におけるガラス転移に基づく損失係数のピークは９通
常、−３０℃〜２５°Ｃ前後の範囲に現れる。そして、
損失係数の値はこのピーク温度を境に著しく低下し、５
０℃前後で極小となる。

この特性はフィラーを充填した強化ポリプロピレン樹脂
についても同様に現れ、損失係数の絶対値はフィラーの
充填により測定温度範囲全域に渡って更に低下する。そ
のため、主として４０℃〜１００℃程度の温度領域で使
用される製品については、充分な制振性能が得られない
。

本発明は、上記問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結果なさ
れたもので、低温から高温に至るまでの広い温度範囲で
優れた制振性能を有し、かつ常用４０°Ｃ〜１００℃の
温度雰囲気下で使用するのに十分な機械的強度２．耐熱
性を有する強化ポリプロピレン樹脂を提供しようとする
ものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、下記の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）からなる樹
脂成分と、（Ｄ）と（Ｅ）とからなる強化ポリプロピレ
ン樹脂組成物にある。

（Ａ）メルトフローインデックス５〜５０の結晶性ポリ
プロピレン樹脂３５〜９０重量部と。

（Ｂ）ポリエチレン樹脂５〜６０重量部と。

（Ｃ）芳香族炭化水素樹脂５〜３０重量部とを混合して
なる樹脂成分（合計１００重・置部）が５０〜８０重量
％。

（Ｄ）タルクが１５〜４５重量％。

（Ｅ）ガラス繊維が１〜４０重量％。

を構成成分とし。

かつタルクとガラス繊維の合計値が５０重量％以下であ
ることを特徴とする強化ポリプロピレン樹脂組成物。

本発明においては、メルトフローインデックスが５〜５
０の結晶性ポリプロピレン樹脂を用いる。

この結晶性ポリプロピレン樹脂としては、いわゆるポリ
プロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とがある。前
者のポリプロピレン樹脂としてはホモポリプロピレンの
他にプロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレ
ン−エチレンブロック共重合体及びこれらの混合物が用
いられる。また。

後者の変性ポリプロピレン樹脂は、ポリプロピレン樹脂
と、不飽和カルボン酸またはその誘導体とを、有機過酸
化物の存在下で変性したものである。

しかして、結晶性ポリプロピレン樹脂としては。

このポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とを
混合して用いることが好ましい、このＷＡ５変性ポリプ
ロピレン樹脂は、＃Ａ脂成分中に１〜２０％（重量比以
下同じ）含まれることが好ましい。

また、上記のメルトフローインデックスに関しては、こ
れが５未満の場合には成形加工性及び成形品の外観が悪
くなり、５０を越える場合は耐衝撃性の低下が著しくな
る。

結晶性ポリプロピレン樹脂は、樹脂成分中に３５〜９０
重量部（樹脂成分の合計１００！量部）。

強化ポリプロピレン樹脂組成物全体中においては１７゜
５〜７２％配合する。この配合量は９次に述べるポリエ
チレン樹脂、芳香族炭化水素樹脂。

タルク、ガラス繊維の最適配合量から決定される。

次に、ポリエチレン樹脂は樹脂成分中に５〜６０重量部
含有させる。また、ポリエチレン樹脂は強化ポリプロピ
レン樹脂組成物中には、２．５〜４８％含有させる。該
ポリエチレン樹脂は、高密度、低密度、線状低密度など
の複数の種類を併用することもできる（実施例参照）。

また、芳香族炭化水素樹脂とは１次式で示される石油樹
脂であり、横腹成分中に５〜３０重量部会置部せる。ま
た、該芳香族炭化水素樹脂は９強化ポリプロピレン樹脂
ｍ組成物中には、２．５〜２４％含有させる。

（上式において、Ｒ，Ｒ，は、Ｈ又はＣＨ，を示す、ｎ
は重合度を示す、） また、該芳香族炭化水素樹脂は２通常、軟化点が８０℃
〜１７０℃を示す重合度のものが用いられる。

次に、結晶性ポリプロピレンｍ脂と、ポリエチレン樹脂
と芳香族炭化水素樹脂との組成比は、結晶性ポリプロピ
レン樹脂３５〜９０重量部、ポリエチレン樹脂５〜６０
重量部、芳香族炭化水素樹脂５〜３０重量部である。こ
こに、１Ｍ脂成分としての上記王者の合計量は１００重
量部である。上記結晶性ポリプロピレン樹脂が、３５重
量部未満では強度、耐熱性が低下し、９０重量部を越え
ると制振性能が低下する。また、ポリエチレン樹脂が５
重量部未満では制振性能が低下し、６０重量部を越える
と強度が低下する。また、上記芳香族炭化水素樹脂が５
重量部未満では制振性能の改良効果が少なく、３０重量
部を越えると強度、耐熱性が低下する。

更に、より好ましい混合比は、結晶性ポリプロピレン樹
脂６０〜８５重量部と、ポリエチレン樹脂５〜３０重量
部と残部芳香族炭化水素樹脂である。

本発明は、上記成分に更にタルクとガラス繊維とを特定
量配合することにより、制振性能を維持しつつ１機械的
強度、耐熱性を向上させたものである。

上記タルクとは、ＩＩ造式が３Ｍｇ０・４Ｓ１０２　・
Ｈ８０で示される板状のフィラーである。該タルクは１
機械的強度、耐熱性、及び加工性の点から平均粒径が１
〜２０μｍのものを用いることが好ましいｅ　２　Ｑ　
ｕｍを越えるとタルクの分散性が不充分となり、十分な
補強効果が得られず。

方１μｍ未溝では嵩高となり、結晶性ポリプロピレン樹
脂との混合性が低下する。更に１好ましくは１〜１５ｐ
ｍのものを用いる。更に、特に高強度、高剛性が要求さ
れる場合は１．　５〜５μｍのものを用いることが好ま
しい、ここでいう平均粒径とは、遠心沈降式粒度分布測
定装置を用いて測定した粒度分布曲線において、積算フ
ルイ下の５０％交差線上の粒径（Ｄ５０）を以て定義さ
れた値である。

上記ガラス繊維としては、ポリプロピレン樹脂組成物の
補強剤として用いられているものであれば良く、長ｔａ
維タイプ（ガラスロービング）から短４４ｉｌ維タイプ
（チ嘗ツブトストランド、ミルドファイバー）のものま
で任意の形状のものが適用可能である。また、この中チ
リツブトストランドが最も好ましく、特に表面がシラン
カップリング剤で処理された。長さ３〜６簡のものがよ
り好ましい、また、シランカップリング剤で表面処理さ
れたチ四ツブトストランドを用いる場合には、前記結晶
性ポリプロピレン樹脂として変性ポリプロピレン樹脂１
〜２０％（強化ポリプロピレン樹脂組成物中の含有量）
を用いると機械的強度、耐熱性が向上する。

タルクとガラス繊維は、全組成物（強化ポリプロピレン
樹脂組成物）中に、タルク１５〜４５％。

ガラス繊維１〜４０％で、かつタルクとガラス繊維との
合計量は５０％以下である。タルクが１５％未満、及び
ガラスｍｔｍが１％未満では十分な機械的強度、耐熱性
を得ることができない、またタルクのみでガラス繊維を
混合しない場合、タルクの混合比を増やすことによ・り
剛性は向上するが。

機械的強度、耐熱性は１００℃の環境下で常用するに十
分なレベルに達しない、一方タルクが４５％を越えるか
、あるいはガラス繊維が４０％を越えた場合、又はタル
クとガラス１ａｓｉとの合計量が５０％を越えると９機
械的強度、耐熱性は十分なレベルにあるが、制振性能の
低下あるいは製品の外観品質の低下を招くため好ましく
ない。

即ち、１５〜４５％のタルクと１〜４０％のガラス繊維
を１両者の混合量が５０％以下となるように混合するこ
とにより、制振性能に優れ、かつ機械的強度、耐熱性に
優れた強化ポリプロピレン樹脂組成物を得ることができ
る。

なお、上記ガラス繊維を混合するに当たっては。

該ガラスｍｍと前記結晶性ポリプロピレン樹脂とを混合
して粒体状にしたガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂を
用いることもできる。この場合は。

前記成分中ガラス繊維を除く成分を予め混合しておき、
成形品を成形する際に該ガラス繊維強化ポリプロピレン
樹脂を添加する。このガラス繊維強化ポリプロピレン樹
脂の添加は他成分のみからなるペレットを予め作ってお
き、これに添加混合することもできる。

なお１本発明においては、ポリプロピレン組成物中に、
エチレン−αオレフィン共重合体を添加し、耐衝撃性を
向上させることもできる（実施例参照）。

次に、上記組成物は、−軸押出機、二軸押出機。

ニーダ−、グラベンダー。バンバリーミキサー等の通常
の混練機を用いて製造することができる。

通常は、各配合成分を所定の割合にてタンブラ−式ブレ
ングー。ヘンシェルミキサー、リボンミキサー等により
混合し、その後押出機等で混練してペレット状のコンパ
ウンドとなし、その後タイミングベルトカバー、ギヤカ
バー等の所望する成形品の形状に加工する。

また、この混練に当たっては、予めポリエチレン樹脂と
芳香族炭化水素樹脂を押出機で溶融混練し、その混ｗｌ
＆Ｉ！成物と結晶性ポリプロピレン樹脂。

タルク、ガラス繊維を混線押出する２ステージ法を用い
ることもできる。また、タルク、ガラス繊維の一部また
は全量を、押出機のシリンダーの中間において途中供給
してもよい。

また１本発明においては、前記成分以外に酸化防止剤、
紫外線吸収剤、滑剤、帯、電防止剤、核剤。

顔料、難燃剤、増量剤、加工助剤等の添加剤を混合して
もよい。

（作用及び効果） 本発明は、前記組成により強化ポリプロピレン樹脂組成
物を構成している。

そのため１本発明の強化ポリプロピレン樹脂組成物は、
従来問題とされていた比較的高温度（４０〜１００℃）
における制振性能に関して、高い性能（損失係数的０．
２５以上）を発揮する。また、かかる温度下においても
曲げ弾性率的３５゜０００　ｋｇ／ｃ（以上１曲げ強度
的ＴＯＯｋｇ／Ｃｄ以上。

熱変形温度約１２０°Ｃ以上という優れた性能を有する
。

したがって２本発明の強化ポリプロピレン樹脂組成物は
、自動車のエンジンルーム内の部品、内装品、外装品、
その他電気１機械部品に使用することができる。また、
特に自動車のエンジンルーム内において振動騒音が発生
する部品１例えばタイミングベルトカバー、ギヤカバー
、エアクリーナーケース等に好適である。

以上のごとく９本発明によれば、制振性能１機械的強度
及び耐熱性に優れた強化ポリプロピレン樹脂組成物を提
供することができる。

〔実施例］ 以下１本発明にかかる実施例及び比較例につき説明する
。

諸物性の測定は、以下の方法により行った。また、各側
における成分の配合割合、試験片の測定結果は各表に示
した。

上記配合割合は９強化ポリプロピレン樹脂組成物中にお
ける各重量％で示す。なお９本発明の強化ポリプロピレ
ン樹脂組成物中における各成分の重量％範囲は、結晶性
ポリプロピレン樹脂１７゜５〜７２％　ポリエチレン樹
脂２．５〜４８％。

芳香族炭化水素樹脂２．５〜２４％、タルク１５〜４５
％１ガラス繊維１〜４０％である。

Ｏ曲げ弾性率１曲げ強度 ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０に従ってＶ、験を行った。

Ｏ熱変形温度 ＡＳＴＭ　　０６４Ｂに従い、１８．６ｋｇ／　ｃ４荷
重にて試験を行った。

Ｏ損失係数 縦、横がともに１５０ｍ、厚さ３■の正方形の平板を射
出成形にて作製し、室温から１００°Ｃまで昇温可能な
恒温槽中で平板の中心部を０．１Ｇで加振させ、伝達関
数を測定した。

そして、１次共振点から半値幅法にて損失正接ηを計算
した。

また、実施例、比較例に掲げる試験片の作製は所定割合
に混合した混合物を長さＬ／直径Ｄり２７閣、３０Ｍの
異方向回転２軸押出機で溶融混練しペレットとした。つ
いで、このベレットを８０℃、３時間乾燥した後、５ｏ
ｚ射出成形機にて成形し、試験片を作製した。

「実施例１〜１１」 次に、各実施例、比較例につき、第１表ないし第３表を
用いて説明する。

まず、各実施例２比較例において結晶性ポリプロピレン
樹脂としては、ハイボールＪ−８００（ホモポリマー）
とＦＲＰＰ−Ｅ−７０００（ガラス繊維３０％入りＰＰ
）の混合物（いずれも三井石油化学工業■製）を用いた
。但し、比較例６は、上記ハイボールＪ−ＢｏｏとＰＰ
Ｃ６０−４（ガラス繊維６０％入りＰＰ、ポリプラスチ
ック■製）との混合物である。

また、ポリエチレンＡはハイゼックス１３００Ｊ（高密
度ポリエチレン）、ポリエチレンＢはネオゼックス３５
１０Ｆ（中密度ポリエチレン）、ポリエチレンＣはミラ
ソン６７（低密度ポリエチレン）。

ポリエチレンＤはウルトゼックス２５１０ＱＪ　（線状
低密度ポリエチレン）、ポリエチレンＥはハイゼックス
５２００３　（高密度ポリエチレン）で、いずれも三井
石油化学工業■製のものを用いた。

また、芳香族炭化水素樹脂としての芳香族石油樹脂は５
日石ネオポリマー１２０（日本石油化学■製〕を用いた
。タルクは、ＬＭＲｌｏｏ　（富士タルク■製）を用い
た。ガラス繊維は上記のごとく結晶性ポリプロピレン樹
脂中に混合されている。

また、実施例１０は、２種類のポリエチレン樹脂を併用
した例を示している。また、実施例１１は。

本強化組成物の衝撃性を向上させるため、エチレン−α
オレフィン共重合体（タフマーＡ４０８５゜三井石油化
学工業株製）を添加した例を示している。

第１表〜第３表より次のことが分る。

即ち、まず第１表において１実施例１〜３と比較例１．
２とを比較すると両者は共にタルク、ガラス繊維を同量
用いているが、比較例１はポリエチレン樹脂及び芳香族
炭化水素樹脂を含有していないため損失係数が０．０２
程度と低い。また、比較例２は芳香族炭化水素樹脂を含
有しているため１員失係数は高いが、ポリエチレン樹脂
を含有していないため。

熱変形温度が。１１２°Ｃと低い。また、比較例３はガ
ラス繊維を含有していないため１曲げ強度、熱変形温度
ともに極めて低い。

これに対し８本発明の実施例１〜３は損失係数が０．０
２５以上、熱変形温度１２０°Ｃ以上５曲げ強度７００
ｋｇ／ｃｄ以上１曲げ弾性率３５０００以上という条件
を全て満足している。

次に、第２表においては、比較例６はタルクを含有して
いないため２低温域での損失係数が０．０３未満である
。また、実施例４〜７と比較例４，５とはタルク及びガ
ラス繊維を同量含有しているが、比較例４は芳香族炭化
水素樹脂が少量のため、また比較例５は芳香族炭化水素
樹脂を含有していないためともに低温域での損失係数が
０．０２５未満である。

また、実施例４〜１は、ポリエチレン樹脂の種類及び量
を変えたり、結晶性ポリプロピレン樹脂の量を変えたり
しているが、いずれも前記本発明の効果を満足している
。

また、第３表に示す実施例８〜ｌＯは１本発明の範囲に
おいて各成分量を種々に変化させているがいずれも優れ
た損失係数、熱変形温度等を有する。

また、実施例１１はエチレン−αオレフィン共重合体を
添加したものであるが、実施例１と同様に優れた性能を
示している。また、該実施例１１は、アイゾツト衝撃強
度（ノツチ付）が６．２ｋｇ・１／４であった。なお、
実施例１１のエチレン−αオレフィン共重合体に代えて
ポリエチレンＡを含有する実施例１０は、上記衝撃強度
が４．４　ｋｇ−ＣＩ／ＣＩであった・ （以下余白） ■事件の表示 平成　１年特許願第９９２３１、 発明の名称 強化ポリプロピレン樹脂組成物 ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４代 理　　　人 ６、補正の内容 ［ｌ〕　「特許請求の範囲」の欄を別紙のように補正す
る。

〔２〕明細書の記載を次のように補正する。

（１）第５頁第８行〜第９行に「常用４０・・・するの
に」とあるを削除する。

（２）第５真下から第５行に「メルトフロー５０の」と
あるを削除する。

（３）第６頁第８行〜第１０行に「本発明においては、
メルトフロー・・・用いる。この」とあるを、「本発明
において、」とする。

（４）第６頁下から第７行に「重合体」とあるを「重合
体（エチレン含量２０重量％以下）」とする。

（５）第６真下から第６行に「重合体及び」とあるを、
「重合体（エチレン含１２０重量％以下）及び」とする
。

（７）第７頁第４行に「上記の」とあるを、　「結晶性
ポリプロピレンの」とする。

（８）第７頁第４行〜第５行に［に関しては、コとある
を「は５〜５０が好ましく、」とする。

（９）第８真下から第６行に「軟化点」とあるを「環球
法測定による軟化点」とする。

００）第８真下から第５行に「重合度の」とあるを、削
除する。

（１１）第１１頁第１行に「６１１Ｉ１１」とあるを２
「６鵬、直径５〜１５μｍ」とする。

Ｇ２）　　第１６頁第１４行に「１１」とあるを。

ｒｌｌ及び比較例１〜６」とする。

０３）　　第１６真下から第２行に「ポリマー」とある
を、ｆポリマー、メルトフローインデックス２２」とす
る。

（＋４１　　第１６頁最下行にｒＰＰＪとあるを、「ホ
モＰＰ、とする。

００　　第１７頁第３行にｒＰＰ」とあるを、「ホモＰ
Ｐｊとする。

００　　第１７真下から第７行に「日本」とあるを。

「軟化点１２０″Ｃ１日本」とする。

０η　第１７真下から第６行に「富士」とあるを「平均
粒径１．８μｍ、富士」とする。

〔別　紙〕

「補正した特許請求の範囲」 ２、特許請求の範囲 （Ａ）登益二ポリプロピレン樹脂３５〜９０重量部と２ （Ｂ）ポリエチレン樹脂５〜６０重１部と（Ｃ）芳香族
炭化水素樹脂５〜３０重量部とを混合してなる樹脂成分
（合計１００重量部）が５０〜８０重量％。

（Ｄ）タルクが１５〜４５重量％ （Ｅ）ガラス繊維が１〜４０重量％ を構成成分とし かつタルクとガラス繊維の合計量が５０重そ％以下であ
ることを特徴とする強化ポリプロピ１／ン樹脂組成物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）メルトフローインデックス５〜５０の結晶性ポリ
   プロピレン樹脂３５〜９０重量部と、 （Ｂ）ポリエチレン樹脂５〜６０重量部と、 （Ｃ）芳香族炭化水素樹脂５〜３０重量部 とを混合してなる樹脂成分（合計１００重量部）が５０
   〜８０重量％、 （Ｄ）タルクが１５〜４５重量％、 （Ｅ）ガラス繊維が１〜４０重量％、 を構成成分とし、 かつタルクとガラス繊維の合計量が５０重量％以下であ
   ることを特徴とする強化ポリプロピレン樹脂組成物。