JPH03227367A

JPH03227367A - 表面処理無機粉体及び該表面処理無機粉体を填料としてなる合成樹脂組成物

Info

Publication number: JPH03227367A
Application number: JP2288690A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Maeba; 武司前場; Juichi Hojo; 壽一北条; Shoji Ebara; 昭次江原; Shiro Motoyoshi; 源吉　嗣郎
Original assignee: Maruo Calcium Co Ltd
Current assignee: Maruo Calcium Co Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-08

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、特定の組成を有する脂肪酸誘導体を無機粉体
に表面処理してなる表面処理無機粉体、及び該無機粉体
を填料とする合成樹脂組成物に関するものである。

更に詳しくは、合成樹脂、特にポリオレフィン等の複合
プラスチック成形品の成形加工時のメルトフロー性を著
しく向上させ、分散性、作業性を改良し、更には成形品
の物理的・機械的性質を改良する表面処理粉体、及び該
表面処理無機粉体を填料として含有してなる良好なメル
トフロー性及びその他の特性を有する合成樹脂組成物に
関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

合成樹脂においては、成形性、電気的特性、耐熱性、寸
法安定性、機械的強度等の機能性を付与する目的で各種
の無機粉体が填料として使用され、填料を含有する合成
樹脂は複合プラスチックとして各方面に広く使用されて
いる。しかし、この複合プラスチックは無機粉体と合成
樹脂との複合化によって、そのメルトフロー性が低下し
、大型成形品や自動車の内装部品等の複雑な形状の製品
では、複合プラスチックの成形は単体の樹脂に比べると
、かなり困難であるとされている。

近年、合成樹脂の用途の拡大に伴い、射出成形機、金型
、成形技術等の進歩によって大型で複雑形状の複合プラ
スチック成形品が数多く実用化されているものの、メル
トフロー性の点では複合プラスチックが一般にハンディ
キャップを負っている状況は基本的には変わっていない
。そのため、複合プラスチックは成形品の大型化、複雑
化あるいは三次元的成形が困難であるとされていた。

従来、複合プラスチックのメルトフロー性を向上させる
ためには、次に挙げるような改質剤が用いられている。

■チタンカップリング剤等のカップリング剤、■高級脂
肪酸（ステアリン酸、オレイン酸等）、■高級脂肪酸エ
ステル、アミド、 ■高級脂肪酸金属塩（ステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸
アルミニウム等）、 ■高級アルコール、 ■各種ワックス（低分子量ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等）、 ■極性ポリオレフィン（無水マレイン酸グラフトポリオ
レフィン、酸−ブロビレン共重合体、クロルスルホン化
ポリオレフィン等）。

これらの改質剤の用いられる態様としては、あらかじめ
無機粉体の表面に処理されて用いられる場合とポリマー
と無機粉体とを混練する工程で同時に添加される場合と
がある。上記改質剤のうち、メルトフロー性改良効果が
著しいのは、■及び■のみであり、他のものはある程度
の改良は認められているが十分とは言い難い。

ところで、■においては、メルトフロー性と共に耐衝撃
性も改良されるが、その反面、曲げモジュラスの低下、
コストの大幅アップ等の欠点がある。■においては、ス
テアリン酸等の飽和脂肪酸は合成樹脂と混練すると改質
剤が成形品表面にブリードアウトして成形品の外観を損
ない、商品価値を著しく低下させる。これは、二次加工
の塗装、印刷、メブキ等を行う上で大きな障害となるた
めである。また、オレイン酸等の不飽和脂肪酸は耐熱性
が不十分であり、高温で射出成形する場合が多い複合プ
ラスチックには不向きである。

上記のように、複合ブラスチンクのメルトフロー性を改
良するには様々な問題点があり、メルトフロー性、分散
性、作業性、その他様々な物理特性、機械的特性におい
て総て良好な、合成樹脂用填料としての無機粉体が各方
面から熱望されてきた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、かかる実情に鑑み鋭意研究の結果、無機
粉体の表面を特定の組成を有する芳香族系脂肪酸で表面
処理することにより、上記問題点が一挙に解消されるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は下記一般式％式％（但し、ｘ＋Ｙは５〜２１の整数を、αは芳香族化合物
を表わす、）で表わされる脂肪酸誘導体及びその塩から選択される少
なくとも１種を無機粉体に表面処理してなる表面処理無
機粉体、及び下記一般式ＣＨｓ＜ＣＨｔ）ｘ　ＣＨＣＣＨｔ）ｖ　Ｃ００Ｈ（但
し、Ｘ＋Ｙは５〜２１の整数を、αは芳香族化合物を表
わす。）で表わされる脂肪酸誘導体及びその塩から選択される少
なくとも１種を無機粉体に表面処理してなる表面処理無
機粉体を填料として含有してなる合成樹脂組成物をそれ
ぞれ内容とするものである。

本発明に用いる脂肪酸誘導体は、一般式％式％（但し、Ｘ＋Ｙは５〜２１の整数を、αは芳香族化合物
を表わす。）で表わされる。

上記一般式におけるＸ＋Ｙの値が５未満の場合は表面処
理無機粉体と合成樹脂との親和性が乏しくなり、２１を
越える場合は表面処理無機粉体を高配合するとブリード
アウトする傾向があり不適当である。

また一般式中のαは芳香族化合物であれば特に制限はな
いが、好ましくはＣｂＨｓ−ＣＨｘ、　ＣｈＨｓ−ＣＯ
ＯＨ。

ＣＪｓ−ＮＨｇ、　ＣＪｓ−ＣＯＣＨｓ、　ＣＪｎ（Ｃ
ｏｏ）ｌ１ｇ、　ＣＪ４（ＯＨ）（ＣＨｆｆ）等が例示
でき、更に好ましくはＣ１Ｈｓ−０）１の場合である。

これらは単独又は２種以上混合して用いられる。また、
この脂肪酸誘導体の塩はアルカリ金属、アルカリ土類金
属、Ｚｎ、　ＡＩ、　ＮＯ，の塩が好ましい、これらの
塩は単独又は２種以上混合して用いられ、更に上記脂肪
酸誘導体とも混合して用いられる。

本発明に用いられる無機粉体は、珪酸マグネシウム、炭
酸カルシウム、珪酸、無水珪酸、カオリン、雲母、ベン
トナイト、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸
マグネシウム、硫酸バリウム等、及びこれらの混合物を
指し、その粒度は００１〜５０８ｍの範囲が好ましい。

本発明において、脂肪酸誘導体の表面処理量は、好まし
くは０．１〜１０重量％、更に好ましくは０゜５〜５重
量％用いられる。０．１重量％未満ではメルトフロー性
の改良が十分でなくなり、１０重量％を越えると機械的
物性が十分でない。また表面処理方法としては、脂肪酸
誘導体又はその塩が水可溶性の場合、常法に従い無機粉
体の水懸濁液に表面処理剤を添加、攪拌し、脱水、乾燥
、粉砕すればよい。また、水不溶性の場合はヘンシェル
ミキサー、パドルミキサー等を用いて無機粉体を攪拌さ
せ乍ら該表面処理剤を性別した後、加熱攪拌し、表面被
覆させる。その後、解砕又は篩を通して粗粒子を除去し
、調製すればよい。

このようにして得られる本発明の表面処理粉体は、合成
樹脂用填料として特に存効であるが、その他製紙用顔料
及び填料、塗料の体質顔料、ゴム・シーラントの填料等
各方面の用途に使用され、良好な光沢性、分散性、親和
性、その他各種の卓越した特性を発揮する。

本発明の表面処理粉体が填料として用いられる合成樹脂
としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレ
フィンにおいて特に良好な物性を有する組成物が得られ
るが、この他にポリエステル、ポリアミド、ポリスチレ
ン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリア
クリルニトリル、ポリアクリル酸アミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等が例示できる。配合割合は一
概に規定できないが、一般に５〜３０重量％の範囲が適
当である。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらより何ら制限されるものでは
ない、尚、以下の実施例、比較例において、特に断らな
い限り、「部」は「重量部Ｊを、「％」は「重量％Ｊを
それぞれ意味する。

実施例１平均粒径１．５〜１．８μｍ、５μｍ以下の含有率９７
．１％の微粉タルク２ｋｇを容積２０！のヘンシェルミ
キサーに入れ、回転羽根を８０Ｏｒｐｍで回転させなが
ら粘稠な液体（４０°Ｃ，１０５０ｃｓｔ）のヒドロキ
シフェニルステアリン酸（αがフェノール）を３部注加
した。その後、回転数を２０００ｒｐ−にし１４０〜１
５０℃に加温して２０分攪拌した後、２００メツシユの
ＪＩＳ標準篩で凝集物を除去して表面処理タルク粉体を
得た。

実施例２実施例１の表面処理タルク粉体を２５部、耐衝撃グレー
ドのポリプロピレンを７５部配合して、ロール混練機に
より２００°Ｃで１０分間混練して樹脂組成物を得た。

この樹脂組成物を約５■３のペレット化し、ＪＩＳ　Ｋ
　７２１０に準じてＭＦＲを測定した。その結果を第１
表に示した。

また、シート状にプレス成形して粉体の分散性を目視に
より観察し、その結果を第１表に示した。

その評価基準は下記の３段階とした。

Ｏ：凝集物は全（見られない。

△：若干の凝集物が見られる。

×：所々に凝集物が見られる。

第１表より、本発明品がメルトフロー性、分散性が共に
優れていることが明らかである。

比較例１実施例１におけるヒドロキシフェニルステアリン酸の代
わりにステアリン酸を用いる以外は実施例］と同様の操
作を繰り返して表面処理タルク粉体を得た。

該表面処理タルク粉体を用い、実施例２と同様にしてＭ
ＦＲの測定及び分散性の観察をした。

比較例２実施例１におけるヒドロキシフェニルステアリン酸の代
わりにステアリルアルコールを用いる以外は実施例１と
同様の操作を繰り返して表面処理タルク粉体を得た。

比較例３実施例１におけるヒドロキシフェニルステアリン酸の代
わりにステアリン酸アミドを用いる以外は実施例１と同
様の操作を繰り返して表面処理タルク粉体を得た。

比較例４実施例１におけるヒドロキシフェニルステアリン酸の代
わりにステアリン酸メチルを用いる以外は実施例１と同
様の操作を繰り返して表面処理タルク粉体を得た。

比較例５実施例１におけるヒドロキシフェニルステアリン酸の代
わりに分子量３０００のポリエチレンワックスを用いる
以外は実施例１と同様の操作を繰り返して表面処理タル
ク粉体を得た。

比較例６実施例１の未処理タルクを用い、実施例２と同様にして
ＭＦＲの測定及び分散性の観察をした。

第表実施例３実施例１のヒドロキシフェニルステアリン酸処理タルク
粉体と比較例１のステアリン酸処理タルり粉体のブリー
ド性を観察するために、以下の方法で成形品を作成した
。

配合ＰＶＣ１００部ＤＯＰ　　　　　　　　　　　　５０部カーボンブラッ
ク　　　　　　　　　　１部処理タルク　　　　　　　
　　　　３０部成形方法ロール混線（ロール温度１６０°Ｃ，１０分間）プレス
成形（１６０°Ｃ１厚さ３閣）この成形品を６０°Ｃ１０，５％塩化カルシウム水溶液
に１時間漬けて放置した。その結果、ステアリン酸処理
である比較例１のタルク粉体を用いた成形品では表面に
白く粉が吹き出し、外観が著しく不良になったのに対し
、ヒドロキシフェニルステアリン酸処理した実施例１の
タルク粉体を用いた成形品ではブリードアウトは全く確
認できなかった。

実施例４実施例１の表面処理タルク粉体、比較例１の表面処理タ
ルク粉体、及び比較例６の未処理タルクをポリプロピレ
ンブロンクコポリマー７５部に対して２５部配合しロー
ル混練機で混練し、プレス成形して試験片を得た。その
試験片のアイゾツト衝撃及び曲げ試験を行った。その結
果を第２表に示す。

試験方法アイゾツト衝撃試験ＪＩＳ　Ｋ　７７１０に準じる。

曲げ試験ＪＩＳ　Ｋ　７２０３に準じる。

第　　　　２表第２表から、本発明品が強度物性を向上させることは明
らかである。

実施例５平均粒径２．８μｍの重質炭酸カルシウム（商品名７１
．−バー４３）　ノ２０％水懸濁液４ｋｇにヒドロキシ
フェニルステアリンｉ［ｌＮａの２０％水溶液４０ｇを
添加、攪拌し、脱水、乾燥、粉砕して表面処理炭酸カル
シウム粉体を得た。

比較例７実施例５におけるヒドロキシフェニルステアリン酸Ｎａ
０代わりにステアリン＠Ｈａを用いる以外は実施例５と
同様の操作を繰り返して表面処理炭酸カルシウム粉体を
得た。

実施例６実施例５０表面処理炭酸カルシウム粉体、比較例７の表
面処理炭酸カルシウム粉体及び実施例５、比較例７で使
用した平均粒径２．８μｍの無処理重質炭酸カルシウム
を各々２５部に対してポリプロピレンホモポリマーを７
５部配合して、混練押出機にて２３０℃で造粒し、２３
０°Ｃで射出成形して試験片を作成した。曲げ試験、ア
イゾツト衝撃試験の結果を第３表に示す。

第　　　　３　　　　表第３表から、無Ｉ！粉体が炭酸カルシウムの場合にも、
本発明品は強度物性を向上させることがわかる。

〔作用・効果〕

一般に、無機粉体、中でもタルク等の珪酸マグネシウム
系粉体は吸着力が乏しいとされており、高級脂肪酸ある
いはそのエステル等の表面処理剤は粉体表面へ吸着され
にくいとされている。しかし、高級脂肪酸に芳香族化合
物を導入することにより粉体表面との親和性が増し、表
面処理剤が粉体表面に強固に吸着される。同時に、ベン
ゼン環が立体障害となるため、成形時に表面処理剤がブ
リードアウトするのを抑制する。一般に、メルトフロー
性を改良させるには、表面処理剤の化学構造において、
合成樹脂に相溶性の良い無極性部分と、滑性効果を出す
極性部分を両方備えていなければならない、しかし、後
者の極性部分があると、粉体表面に表面処理剤が化学結
合していない限り、高温で成形すると樹脂が結晶化する
ときに表面処理剤が表面にブリードアウトする現象を完
全に抑えることは不可能である。本発明の表面処理剤は
、前記の如く無機粉体表面に強固に吸着されているため
、ブリードアウトは顕著に抑制されるのである。また、
少量のブリードアウトが起こっても、外観不良には至ら
ない、これは、本発明の表面処理剤が液体であるので成
形品表面で結晶化しないからである。また、高級脂肪酸
に比べて熱安定性が良いので、高温で成形しても表面処
理剤のガス化に伴うシルバーストリークは発生しない。

このようにして得られた表面処理粉体は成形時のメルト
フロー性を改良するのみならず、副次的に以下のような
効果をもたらす。

■衝撃性、曲げ強度等の機械的強度を増加させる。

■溶融樹脂への分散が極めて良好である。

■成形品の寸法安定性が良好になる。

■耐熱性を向上させる。

■フェノール基を導入したタイプの処理剤を使用するこ
とにより、成形品の耐老化性を向上させ■乾燥時におけ
る粉体の飛散を抑制する。

■嵩密度が大きくなるため原料の大量貯蔵が可能であり
、また輸送コストも下がる。

■粉体自体の流動性が増加するため、ホッパー内でのブ
リッジングが起こりにくい。

Claims

【特許請求の範囲】１、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｘ＋Ｙは５〜２１の整数を、αは芳香族化合物
を表わす。）で表わされる脂肪酸誘導体及びその塩から選択される少
なくとも１種を無機粉体に表面処理してなる表面処理無
機粉体。２、αがフェノールである請求項１記載の表面処理無機
粉体。３、脂肪酸誘導体の塩がアルカリ金属、アルカリ土類金
属、Ｚｎ、Ａｌ、ＮＨ＿２の塩である請求項１記載の表
面処理無機粉体。４、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｘ＋Ｙは５〜２１の整数を、αは芳香族化合物
を表わす。）で表わされる脂肪酸誘導体及びその塩から選択される少
なくとも１種を無機粉体に表面処理してなる表面処理無
機粉体を填料として含有してなる合成樹脂組成物。５、αがフェノールである請求項４記載の合成樹脂組成
物。６、脂肪酸誘導体の塩がアルカリ金属、アルカリ土類金
属、Ｚｎ、Ａｌ、ＮＨ＿２の塩である請求項４記載の合
成樹脂組成物。