JPH04311748A - ポリオレフィン系樹脂組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車，家庭電化製品
，弱電機器などの素材として、極めて適したポリオレフ
ィン系樹脂組成物に関し、詳しくは外観（ウェルド外観
，フローマーク）に優れ、物性のバランス（剛性と耐衝
撃性のバランス）が良く、かつ、成形性に優れる上に、
成形後の成形品に反り、材質の異方性が少ないポリオレ
フィン系樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決すべき課題】従来より、ポ
リオレフィン系樹脂組成物に配合する無機充填剤として
、タルクが広く用いられている。すなわち、タルクを用
いたポリオレフィン系樹脂複合材料は、成形性が良好で
あるのをはじめ、剛性と耐衝撃性のバランスが良く、し
かも材質の異方性が少なく、さらに低価格であるため、
自動車分野を中心に様々な分野で使用されている。

【０００３】しかしながら、タルクを用いたポリオレフ
ィン系樹脂複合材料は、ウエルド外観，フローマークな
どの外観性能や、タッピング特性などに劣るという欠点
がある。そのため、タルクの代わりに、キュービック状
の炭酸カルシウムやミルドファイバー，ウォラストナイ
トなどの微細な繊維状粉体を用いて、これらの問題点を
解決することが試みられているが、反りや材質の異方性
が大きく、しかも金型，スクリューの摩耗等の問題が生
じており、その解決が望まれている。

【０００４】すなわち、これらの無機充填剤の中でも、
炭酸カルシウムが安価であり、白色度が高く、外観が良
好であることより、一般的に用いられている。しかしな
がら、炭酸カルシウムを配合した樹脂組成物は、剛性，
強度等の機械的性質や、耐熱性が低いという欠点を有し
ていた。

【０００５】そこで、本願出願人は既に、繊維破断を抑
えて、繊維状フィラー特有のアスペクト比を活かし、剛
性と耐衝撃性のバランスに優れた樹脂組成物を提案して
いる（特開平１−３１９５５２号公報）。しかしながら
、この方法では、原料をサイドフィードするなど特殊な
混練法が必要であり、しかも得られる組成物も、反りや
材質の異方性が大きいという問題があった。

【０００６】この問題を解決するために、エチレンプロ
ピレンゴム，低密度ポリエチレン等の軟質樹脂成分をブ
レンドする方法が考えられるが、剛性が低下し、繊維の
高アスペクト効果が半減してしまうという問題があった
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な問題を解決するために、鋭意研究を進めた結果、原料
として高結晶ポリプロピレンを基本樹脂とし、これに必
要に応じて高密度ポリエチレンを併用したものに、特定
の繊維径と低アスペクト比を有する炭酸カルシウム繊維
を組み合わせることにより、反りや材質の異方性が小さ
く、しかも外観（ウェルド外観，フローマーク）に優れ
、物性のバランス（剛性と耐衝撃性のバランス）が良く
、かつ、成形性に優れる組成物を、通常の混練法で簡単
に製造することができることを見出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに到った。

【０００８】すなわち本発明は、（Ａ）メルトインデッ
クスが１〜１００ｇ／１０分であり、エチレン含量が０
〜１５重量％であって、かつ、ホモポリマー部のアイソ
タクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９２重量％以上であ
るプロピレン系重合体４０〜９９重量％、（Ｂ）メルト
インデックスが１ｇ／１０分以上の高密度ポリエチレン
０〜２５重量％及び（Ｃ）平均繊維径が５μｍ以下であ
り、かつ、平均アスペクト比が３〜２５の炭酸カルシウ
ム繊維１〜５０重量％からなるポリレフィン系樹脂組成
物を提供するものである。

【０００９】本発明で用いる（Ａ）プロピレン系重合体
は、メルトインデックス（ＭＩ）が１〜１００ｇ／１０
分のものであり、好ましくは５〜５０ｇ／１０分、特に
好ましくは５〜３０ｇ／１０分のものである。ここでＭ
Ｉが１ｇ／１０分未満のものであると、混練の際に繊維
破断が進みすぎ、炭酸カルシウム繊維のアスペクト比が
３以下となって、必要な剛性が得られない。一方、ＭＩ
が１００ｇ／１０分を超えたものであると耐衝撃性が不
充分となるため、好ましくない。

【００１０】また、本発明で用いる（Ａ）プロピレン系
重合体は、エチレン含量が０〜１５重量％のものであり
、好ましくは０〜１０重量％のものである。ここでエチ
レン含量が１５重量％を超えたものであると、剛性が不
充分となるため、好ましくない。

【００１１】さらに、本発明で用いる（Ａ）プロピレン
系重合体は、ホモポリマー部のアイソタクチックペンタ
ッド分率〔Ｉ〕が９２重量％以上のもの、好ましくは９
４重量％以上、特に好ましくは９５重量％以上のもので
ある。ここでホモポリマー部のアイソタクチックペンタ
ッド分率〔Ｉ〕が９２重量％未満のものであると、得ら
れる組成物の剛性が低いものとなるため、好ましくない
。

【００１２】また、該プロピレン系重合体の配合量は、
組成物全体の４０〜９９重量％、好ましくは５０〜９５
重量％、より好ましくは６０〜９０重量％である。ここ
で該プロピレン系重合体の配合量が４０重量％未満では
、成形性が低下して高比重となるため、好ましくない。 一方、該プロピレン系重合体の配合量が９９重量％を超
えると、剛性が不充分となるため、好ましくない。

【００１３】次に、本発明で用いる（Ｂ）高密度ポリエ
チレンは、ＭＩが１ｇ／１０分以上のものである。ここ
で高密度ポリエチレンのＭＩが１ｇ／１０分未満である
と、繊維破断が進みすぎ、アスペクト比が３以下になり
、成形性，フローマークが悪化するため、好ましくない
。さらに、該高密度ポリエチレンの配合量は、組成物全
体の０〜２５重量％、好ましくは０〜２０重量％、より
好ましくは０〜１５重量％である。ここで該高密度ポリ
エチレンの配合量が、２５重量％を超えると、剛性，特
に高温剛性が悪くなり、しかも成形性，フローマークが
悪くなるため好ましくない。なお、高密度ポリエチレン
を配合することにより、耐傷付白化性が向上すると共に
、耐衝撃性が向上する。

【００１４】さらに、本発明で用いる（Ｃ）炭酸カルシ
ウム繊維は、成形品としたときに成形品中に分散してい
るものであって、平均繊維径が５μｍ以下、好ましくは
３μｍ以下、特に好ましくは２μｍ以下のものである。 ここで炭酸カルシウム繊維の平均繊維径が５μｍを超え
たものであると、剛性，耐衝撃性能が得られない。

【００１５】さらに、該炭酸カルシウム繊維は、平均ア
スペクト比が３〜２５、好ましくは５〜２０、より好ま
しくは７〜１５という低アスペクト比を有するものであ
る。ここで該炭酸カルシウム繊維の平均アスペクト比が
３未満であると、剛性が得られない。一方、該炭酸カル
シウム繊維の平均アスペクト比が２５を超えるような高
アスペクト比のものであると、成形品に反りが生じると
ともに、耐衝撃性，材質の異方性が悪化し、また、サイ
ドフィード等の特殊混練が必要となり、高コストとなる
ため好ましくない。

【００１６】このような炭酸カルシウム繊維の配合量は
、組成物全体の１〜５０重量％、好ましくは５〜４０重
量％、より好ましくは７〜３０重量％である。ここで炭
酸カルシウム繊維の配合量が１重量％未満であると剛性
が得られず、一方、５０重量％を超えると、成形性，フ
ローマークが悪化するため、いずれも好ましくない。

【００１７】本発明の組成物は、基本的には上記（Ａ）
，（Ｂ），（Ｃ）の三成分からなるものであるが、必要
に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、ゴム状弾
性体，キュービック状の炭酸カルシウムやタルクなど、
或いはガラス繊維，マイカ等の他の無機充填剤を併用す
ることができる。さらに、顔料、その他の添加剤を適宜
加えることもできる。

【００１８】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を製
造するに当っては、通常の混練法を採用することができ
る。具体的には例えば、前記各成分を所定量配合し、予
めリボンブレンダー，Ｖ型ブレンダー等でブレンドした
後、二軸混練機（ＦＣＭ，ＴＥＭ）や、一軸押出機（Ｎ
ＶＣ）等の混練機を用いて、均一に混練し、粉状体或い
は粒状体の組成物を得ることができる。なお、混練温度
は特に制限はないが、通常、１９０〜２７０℃である。

【００１９】本発明の方法により得られたポリオレフィ
ン系樹脂組成物は、射出成形法，押出成形法，中空成形
法，圧縮成形法，積層成形法，ロール成形法，遠心成形
法，スタンプ加工法等の種々の成形法により、所望の形
状の成形品に成形することができる。

【００２０】

【実施例】次に本発明を実施例により詳しく説明する。

【００２１】実施例１〜１２ 強混練タイプの二軸混練機（ＦＣＭ）に第１表に示す成
分を配合し、混練温度２２０℃、スクリュー回転数９０
０ｒ．ｐ．ｍの条件で混練し、粒状体を得た。このよう
にして得られた粒状体を用いて、射出成形機により射出
成形品（試験片）を成形し、物性を評価した。

【００２２】射出成形品の一般物性（低温デュポン衝撃
強度，曲げ特性及び熱歪温度（ＨＤＴ））は、下記の如
き方法により測定，評価した。まず低温デュポン衝撃強
度については、次の試験条件で行なった。 １）荷重：２ｋｇ ２）撃芯先端サイズ：１／４インチＲ ３）受け皿内径：直径２インチ ４）評価サンプル：７５×７５×３（平板）５）データ
：破壊開始高さ×荷重 次に、曲げ特性は、ＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０に準拠して
行ない、熱歪温度（ＨＤＴ）は、ＡＳＴＭ　　Ｄ−６４
８に準拠して行なった。また、外観性能のうちのフロー
マークは、４２０×１００×３ｍｍの大きさの平板を、
射出成形機のサイドゲートより成形し、ゲートからフロ
ーマークが発生する場所までの距離（ｃｍ）を測定し、
その距離で評価した。

【００２３】さらに、外観性能のうちのウェルド外観は
、第１図に示す如き形状を有する射出成形品の皮シボ平
面に発生するウェルド部のブラックラインの識別度と、
このブラックラインを境にした左右の色ムラとを、いず
れも次の４段階で評価した。なお、第１図中において、
符号Ａはゲートであり、符号Ｂはウェルドラインであり
、符号Ｃは皮シボ平面である。また、第１図中における
数字は長さ（単位：ｍｍ）を示す。

【００２４】 ◎…識別できない（秀） 〇…ほとんど識別できない（優） △…幾分目立つ（劣） ×…かなり目立つ（不可）

【００２５】さらに、反り率は、第２図に示すように、
射出成形機のセンターゲートから成形した円盤（厚み２
．５ｍｍ，直径１５０ｍｍ）について、その標準面から
の表裏方向の最大反り幅（ａｍｍ，ｂｍｍ）を求め、次
式により求めたものである。

【００２６】 反り率（％）＝〔（ａ＋ｂ）／２〕×〔１／１５０〕

【
００２７】また、タッピング特性は、内径が３．５φの
ボスに、ＪＩＳ−Ｂ１１１５に規定されているＪＩＳナ
ベ型２種のネジを８０ｒｐｍ　でネジ込み、バカネジに
なったときに、ボス側面が破壊した場合（割れた場合）
を×とし、破壊しない場合を○とした。

【００２８】さらに、金属摩耗性は、成形機（東芝機械
社製ＩＳ−４０Ｂ，計量ストローク９０ｍｍ，射出速度
１００％）の先端に、１５０ｇの真鍮製ノズルをセット
し、２２０℃の成形温度のもと、１００ショットパージ
したときに、真鍮製ノズルの重量を計り、その重量変化
（ｍｇ）で評価した。これらの結果を第１表に示す。

【００２９】比較例１及び比較例１０ 押出機型の二軸混練機（ＴＥＭ）を使用し、炭酸カルシ
ウム繊維はサイドフィード法で供給し、かつ、第１表に
示す成分を配合したこと以外は、実施例１と同様に行な
い、物性を評価した。結果を第１表に示す。比較例１の
ように、平均アスペクト比が２５を超えた炭酸カルシウ
ム繊維を用いると、低温面耐衝撃性が急激に低下し、反
り率も大きくなることが判る。また、比較例１０のよう
に、ＨＤＰＥの代わりにＥＰＲを用いると、曲げ特性が
大巾に低下し、ウェルド外観、特に色ムラに問題がある
ことが判る。

【００３０】比較例２〜５及び比較例１１〜１２実施例
１において、第１表に示す成分を配合したこと以外は、
実施例１と同様に行ない、物性を評価した。結果を第１
表に示す。比較例２に示す如く、平均繊維径が５μｍを
超えた炭酸カルシウム繊維を用いると、実施例２と対比
すれば明らかなように、特に曲げ特性、ＨＤＴが低下す
ることが判る。また、比較例３に示す如く、プロピレン
系重合体のアイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９
２重量％未満であったり、或いは比較例４に示す如く、
プロピレン系重合体のエチレン含量が１５重量％を超え
たものであると、熱歪温度が低下するとともに、曲げ特
性が低下することが判る。さらに、比較例５に示す如く
、プロピレン系重合体のＭＩが１ｇ／１０分未満である
と、熱歪温度が低下するとともに、曲げ特性が低下し、
さらにフローマークの発生も多いことが判る。

【００３１】比較例６ 実施例１において、炭酸カルシウム繊維の代わりに、平
均粒径２μｍ，アスペクト比１のキュービック状の重質
炭酸カルシウムを用いたこと以外は、実施例１と同様に
行ない、物性を評価した。結果を第１表に示す。重質炭
酸カルシウムを用いた場合には、耐衝撃性は得られるも
のの、熱歪温度が低下するとともに、曲げ特性（剛性）
が低下することが判る。

【００３２】比較例７ 自動車内装部品として使用されている材料として、実施
例９における炭酸カルシウム繊維の代りに、タルクを配
合した高耐衝撃型インパネ用材料を用いたこと以外は実
施例９と同様にして行ない、物性を評価した。結果を第
１表に示す。この場合、ウェルド外観が著しく低下する
とともに、タッピング特性にも劣ることが判る。

【００３３】比較例８ 自動車内装部品として使用されている材料として、実施
例８における炭酸カルシウム繊維の代りに、タルクを配
合した高流動トリム用材料を用いたこと以外は実施例８
と同様にして行ない、物性を評価した。結果を第１表に
示す。この場合、ウェルド外観が著しく低下するととも
に、タッピング特性にも劣ることが判る。

【００３４】比較例９ 自動車内装部品として使用されている材料として、実施
例４における炭酸カルシウム繊維の代りに、ミルドファ
イバー（ガラス繊維粉砕品）とウォラストナイトとの混
合物（前者／後者＝１／２（重量比））を３０重量％配
合した高剛性インパネ用材料を用いたこと以外は、実施
例４と同様にして行ない、物性を評価した。結果を第１
表に示す。この場合、耐金属摩耗性が著しく低下するこ
とが判る。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】〔第１表の脚中〕＊１：ＭＩが１０ｇ／１
０分，エチレン含量が８重量％，アイソタクチックペン
タッド分率〔Ｉ〕が９５％のプロピレン系樹脂。 ＊２：ＭＩが２０ｇ／１０分，エチレン含量が０重量％
，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９５％のプ
ロピレン系樹脂。 ＊３：ＭＩが１０ｇ／１０分，エチレン含量が８重量％
，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９８％のプ
ロピレン系樹脂。 ＊４：ＭＩが１０ｇ／１０分，エチレン含量が４重量％
，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９５％のプ
ロピレン系樹脂。 ＊５：ＭＩが２０ｇ／１０分，エチレン含量が８重量％
，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９５％のプ
ロピレン系樹脂。 ＊６：ＭＩが１０ｇ／１０分，エチレン含量が８重量％
，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９１％のプ
ロピレン系樹脂。 ＊７：ＭＩが１０ｇ／１０分，エチレン含量が１７重量
％，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９５％の
プロピレン系樹脂。 ＊８：ＭＩが０．０８ｇ／１０分，エチレン含量が４重
量％，アイソタクチックペンタッド分率〔Ｉ〕が９４％
のプロピレン系樹脂。 ＊９：高密度ポリエチレン（ＭＩ５．８ｇ／１０分，密
度０．９６７ｇ／ｃｍ３　，出光石油化学株式会社製，
商品名：２１０Ｊ） ＊１０　　エチレンプロピレンゴム（ムーニー粘度２４
〔ＭＬ１＋４　（１００℃）〕，日本合成ゴム社製，商
品名：ＥＰ−０２Ｐ） ＊１１　　ミルドファイバー（ガラス繊維粉砕品）／ウ
ォラストナイト＝１／２（重量比） ＊１２　　高密度ポリエチレン（ＭＩ　　０．０４ｇ／
１０分，出光石油化学株式会社製，商品名：出光７５０
ＬＢ） ＊１３　　アイゾッド試験片の凍結破断面をＳＥＭ写真
で確認して測定した。

【００３９】

【発明の効果】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は
、成形後の成形品に反り、材質の異方性が少ないという
特色がある。しかも本発明のポリオレフィン系樹脂組成
物は、成形後の成形品の外観（ウェルド外観，フローマ
ーク）に優れたものである。さらに本発明のポリオレフ
ィン系樹脂組成物は、成形後の成形品の物性のバランス
（剛性と耐衝撃性のバランス）が良く、かつ、成形性も
優れたものである。また、本発明のポリオレフィン系樹
脂組成物は、軟質樹脂成分の添加が不要であるとともに
、特殊な混練方法は不要であって、経済的にも優れたも
のである。従って、本発明のポリオレフィン系樹脂組成
物は、自動車，家庭電化製品，弱電機器などの素材とし
て極めて有効に用いることができる。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例及び比較例において、ウエルド
外観を評価するために用いる成形品の形状を示す説明図
である。

【図２】本発明の実施例及び比較例において、反り率を
評価するために用いる成形円盤の断面を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ａ　　ゲート Ｂ　　ウエルドライン Ｃ　　皮シボ平面 ａ　　成形円盤の表方向の最大反り幅（単位：ｍｍ）ｂ
　　成形円盤の裏（反対）方向の最大反り幅（単位：ｍ
ｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（Ａ）メルトインデックスが１〜１０
   ０ｇ／１０分であり、エチレン含量が０〜１５重量％で
   あって、かつ、ホモポリマー部のアイソタクチックペン
   タッド分率〔Ｉ〕が９２重量％以上であるプロピレン系
   重合体４０〜９９重量％、（Ｂ）メルトインデックスが
   １ｇ／１０分以上の高密度ポリエチレン０〜２５重量％
   及び（Ｃ）平均繊維径が５μｍ以下であり、かつ、平均
   アスペクト比が３〜２５の炭酸カルシウム繊維１〜５０
   重量％からなるポリレフィン系樹脂組成物。