JPH038664B2

JPH038664B2 -

Info

Publication number: JPH038664B2
Application number: JP889586A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Shingu; Koichi Matsumoto
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1991-02-06
Also published as: JPS62167342A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、機械的強度に優れ、かつ優れた伝熱
性を有するポリプロピレン樹脂組成物に関する。〔従来技術とその問題点〕ポリプロピレン樹脂をガラス繊維やタルク、炭
酸カルシウム等の無機充填剤で充填強化した樹脂
はその優れた機械的強度や耐熱性から工業部品用
材料として広範囲な用途に使用されている。しか
しながら、近年材料に対する性能要求は高度化か
つ多様化し、従来の複合強化樹脂では対応できな
い分野は多い。たとえば、発熱により温度が上昇
する機械部品用としての使用は、発熱量が多く、
部品の温度がポリプロピレン樹脂の融点付近にな
るため、たとえ複合強化したポリプロピレン樹脂
でも使用は不可能であつた。これは、ポリプロピ
レン樹脂自体又は充填強化したポリプロピレン樹
脂自体伝熱性が劣り、かつ放熱性が小さいことに
より、熱が蓄積され、樹脂の温度上昇が加速され
るためである。又、ポリプロピレン樹脂とグラフ
アイト、あるいはポリプロピレン樹脂とガラス繊
維など無機充填剤からなる公知の組成物では、伝
熱性と機械的強度を同時に満足するには不十分で
あつた。更に、伝熱性を良くすることを目的とし
た材料として、金属粉末や金属繊維を配合したポ
リプロピレン樹脂が考えられるが、これらは伝熱
性は良くなるものの機械的強度や熱変形温度が満
足できるものでなく、又金属を配合することによ
り比重が増加し、樹脂化することで機械部品を軽
量化するというような目的には合致しない材料で
あつた。この様に、本発明者らは、軽量で機械的強度、
熱変形温度に優れ、さらに伝熱性（放熱性）が良
い発熱部分の部品材料を供することに着目し、鋭
意検討した結果本発明を完成したのである。〔問題点を解決するための手段、効果〕本発明は、プロピレン樹脂（組成物中の容量％
をZvol％とする）とグラフアイト（組成物中の
容量％をXvol％とする）と無機充填剤（組成物
中の容量％をYvol％とする）との配合割合が下
記の(1)〜(6)式を同時に満足する範囲内にあること
を特徴とする強化ポリプロピレン樹脂組成物を提
供する。Ｘ＋1.08Y≦43.2 (1) Ｘ−0.08Y≧4.5 (2) −Ｘ＋18Y≧69.2 (3) Ｘ＝4.8〜36.8 (4) Ｙ＝4.1〜33.4 (5) Ｚ＝57.3〜91.1 (6) ここで成分Ｘ，Ｙ，Ｚの容量％は常法にり測定
した密度（成分ＺはJIS K7112D法により求め、
また成分Ｘ，Ｙは、JIS K5101の第17項により比
重を求め、これを密度に換算する。）の逆数をそ
れぞれの配合重量に乗じた数値を用いて算出す
る。本発明で用いるポリプロピレン樹脂は、プロピ
レンの単独重合体またはプロピレンとエチレン、
ブテン１などの他のαオレフインとの共重合体で
あり、これらは単独又はブレンドして使用され
る。又、好ましくは沸騰ｎ−ヘプタン抽出残分
（Isotactic Index＝以下IIと称す。）が80％以上、
ASTM D1238で測定したメルトフローレートが
0.4〜100ｇ／10minの重合体が用いられる。また、本発明で用いるグラフアイトは、人造及
び天然品のいづれでもよく、又形状もリン片状、
塊状、土状のいずれを用いても良い。さらに粒径
は平均粒子径100μ以下であれば良いが、好まし
くは80μ以下のものが良い。さらに、本発明で用いる無機充填剤は公知のも
のが用い得る。例えばSiの酸化物、Ca、Mg、
Baの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、もし
くは硅酸塩、Alの酸化物、水酸化物もしくは硅
酸塩およびこれらを組成の一部として含有する化
合物の水和物、もしくは複塩、鉱物及び炭素系充
填剤があげられる。さらに具体的にはガラス繊
維、炭酸カルシユウム、タルク、硫酸バリウム、
硅酸カルシユウム、クレー、炭酸マグネシユウ
ム、アルミナ、シリカ、硫酸カルシユウム、ホワ
イトカーボン、水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシユウム、塩基性炭酸マグネシユウム、アスベ
スト、ゼオライト、硅そう土、水酸化カルシユウ
ム、マイカ、酸化マグネシユウム、軽石、ドロマ
イト、ドーソナイト及びカーボン繊維などであ
り、これらは人造、天然を問わない。又、形状は
繊維状あるいは微粉状のいずれでも良いが、例え
ばガラス繊維、カーボン繊維などの繊維状のもの
は、長繊維及び短繊維状のいずれでも用いられる
が、その繊維径は平均値が20μ以下のものが望ま
しい。又、微粉状のものは、平均粒子径が100μ
以下、好ましくは40μ以下であることが望まし
い。こゝに云う平均粒子径は、通常粉体の粒子径
の測定に用いられる、沈降法によつて測定する。
例えば、島津製作所製CP型を用いて液相沈降法
により測定する。本発明の無機充填剤は１種又は２種以上の混合
物として用いても良い。又、本発明で用いるグラフアイト、無機充填剤
は、ポリプロピレン樹脂と公知の方法でカツプリ
ングするか、あるいは親和性を改良し、物性を高
めるための公知の処理方法、例えば、シラン系カ
ツプリング剤、チタン系カツプリング剤、高級脂
肪酸、脂肪酸金属塩、脂肪酸及び有機酸エステル
及びアミド、有機酸、樹脂酸等の処理剤で化学的
あるいは物理的な表面処理を施すことが望まし
い。又、カツプリングあるいは親和性を高めるた
め公知の助剤を併用することができる。配合割合の関係については、まず(1)式の範囲外
であれば、成形時の流動性が悪く成形加工性が損
なわれるとともに、強度、特に衝撃強度が損なわ
れる。(2)式の範囲外であれば、本発明の主たる目
的である伝熱性（放熱性）の向上効果が十分でな
い。(3)式の範囲外であれば、耐熱変形が十分でな
い。好ましくは、(1)、(2)、(3)式および下記(4)式と
(5)式を同時に満足する組成範囲であり、成形性、
伝熱性（放熱性）、強度及び耐熱変形性のバラン
スのとれた組成物が得られる。Ｘ−1.45Y≦9.28 (4) Ｘ−0.78Y≧−10.4 (5) 本発明の材料は、本発明の目的を損なわないか
ぎり、顔料着色剤、安定剤、滑剤、帯電防止剤、
架橋剤、難燃剤その他の添加剤を含んでも良い。本発明の材料は軽量で、機械的強度、熱変形温
度、伝熱性（放熱性）に優れ、その伝熱性（放熱
性）の向上により、発熱を伴う機械部品用材料と
して用いられる。例えば、モーター部品、自動車
エンジンルーム内の部品等に用いられ、発熱部を
囲うハウジング用部品や、発熱部に接触して使用
される部品や、更に、ここに応力がかかるような
部品用材料として適している。〔実施例〕以下実施例により説明する。実施例又は比較例中で伝熱性（放熱性）のパラ
メーターとして用いる内壁温度について説明す
る。ポリプロピレン樹脂（ホモポリマー、II96.9％
MFI4.0ｇ／10min）、グラフアイト（東海カーボ
ン(株)製平均粒子径42μ）及び無機充填剤（例え
ば、旭フアイバーグラス(株)製繊維9μ）の所定量
の配合組成物を押出機で混練押出して、成形可能
な均一なポリプロピレン樹脂組成物のペレツトを
得た。これを射出成形機により深さ60mm、内径120mm
×80mm、厚み２mmのボツクス状成形品を成形し
た。23℃の恒温室内で、この成形品の開口部
（120mm×80mm）を下にして耐火レンガの上に置
き、60wの熱量を発するヒーターを内蔵して発熱
させた。あらかじめ成形品の内壁面に貼りつけた
熱電対により温度を測定し、平衡に達した温度を
内壁温度とした。又、引張温度、アイゾツト衝撃強度、曲げ弾性
率、熱変形温度はそれぞれ、ASTM Ｄ−638、
ASTM Ｄ−256、ASTM Ｄ−790、ASTM Ｄ
−648の測定法に従つた。実施例１ポリプロピレン樹脂（ホモポリマーII96.9％、
MFI4.0）にグラフアイト（東海カーボン(株)平均
粒子径42μ）25.2vol％とガラス繊維（旭フアイバ
ーグラス(株)繊維径9μ）11.4vol％を配合した組成
物について、内壁温度、引張強度、アイゾツト衝
撃強度、曲げ弾性率、熱変形温度を測定した。結
果を第１表に示す。実施例２実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト19.1vol％とガラス繊維17.2vol
％を配合した組成物について、実施例１と同様の
評価を行つた。結果を第１表に示す。実施例３実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト10.6vol％とガラス繊維9.6vol％
を配合した組成物について、実施例１と同様の評
価を行つた。結果を第１表に示す。実施例４実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト5.0vol％とガラス繊維5.0vol％
を配合した組成物について、実施例１と同様の評
価を行つた。結果を第１表に示す。比較例１実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト28.1vol％とガラス繊維19.1vol
％を配合した組成物について、実施例１と同様の
評価を行つた。結果を第１表に示す。比較例２実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にガラス繊維13.4vol％を配合した組成物つい
て、実施例１と同様の評価を行つた。結果を第１
表に示す。比較例３実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト14.6vol％を配合した組成物つ
いて、実施例１と同様の評価を行つた。結果を第
１表に示す。実施例５実施例１で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト22.5vol％とガラス繊維7.5vol％
を配合した組成物について、実施例１と同様の評
価を行つた。結果を第１表に示す。実施例６ポリプロピレン樹脂（エチレン含量8.5重量％
II89.5％、MFI8.5ｇ／10min）にグラフアイト
（実施例１と同じ）19.1vol％とガラス繊維（実施
例１と同じ）17.2vol％を配合した組成物ついて、
実施例１と同様の評価を行つた。結果を第２表に
示す。実施例７実施例６で使用したと同様のポリプロピレン樹
脂にグラフアイト10.6vol％とガラス繊維9.6vol％
を配合した組成物について実施例１と同様の評価
を行つた。結果を第２表に示す。実施例８ポリプロピレン樹脂（実施例１に同じ）にグラ
フアイト（実施例１に同じ）10.7vol％とアクリ
ル酸１重量％で表面処理した炭酸カルシユウム
（平均粒子径2μ）8.9vol％を配合した組成物つい
て、実施例１と同様の評価を行つた。結果を第２
表に示す。実施例９実施例６と同様のポリプロピレン樹脂にグラフ
アイト10.7vol％とタルク（平均粒子径6μ）8.9vol
％を配合した組成物について実施例１と同様の評
価を行つた。結果を第３表に示す。実施例 10 実施例６と同様のポリプロピレン樹脂にグラフ
アイト10.7vol％とマイカ（平均粒子径10μ）を配
合した組成物について実施例１と同様の評価を行
つた。結果を第３表に示す。比較例４実施例７と同様のポリプロピレン樹脂にタルク
17.4vol％を配合した組成物について実施例１と
同様の評価を行つた。結果を第３表に示す。比較例５実施例６と同様のポリプロピレン樹脂に、炭酸
カルシユウム（平均粒子径2μ）25vol％を配合し
た組成物について実施例１と同様の評価を行つ
た。結果を第３表に示す。

【表】

【表】＊１〜＊５第１表記載の方法に同じ

【表】＊１〜５第１表に同じ

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の組成物中のグラフアイトＸ
と無機充填剤Ｙとの配合割合を特定した図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１ポリプロピレン樹脂とグラフアイトと無機充
填剤からなる組成物であつてこれらの成分の配合
割合が下記の(1)〜(6)式を同時に満足することを特
徴とするポリプロピレン樹脂組成物。Ｘ＋1.08Y≦43.2 (1) Ｘ−0.08Y≧4.5 (2) −Ｘ＋18Y≧69.2 (3) Ｘ＝4.8〜36.8 (4) Ｙ＝4.1〜33.4 (5) Ｚ＝57.3〜91.1 (6) ただし、Ｘ：組成物中のグラフアイトの容量％の値Ｙ：組成物中の無機充填剤の容量％の値Ｚ：組成物中のポリプロピレン樹脂の容量％の
値