JPH0455449A - 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、無機系充填剤を含み剛性、耐熱性にすぐれ、
特にウェルド強度保持率が高く自動車や電気部品の分野
における工業材料として好適なポリプロピレン樹脂組成
物に関する。

［従来の技術］ 従来、ポリプロピレン樹脂組成物の剛性や機械的物性を
向上させるためには、無機系の充填剤を配合することが
有効であることが知られている。

特に充填剤にマイカを含むポリプロピレン系樹脂は成形
品の剛性が高く、寸法安定性に優れている。

しかしこの成形品は引張強度やウェルド強度が低いとい
う欠点がある。このためこの点を改良したポリプロピレ
ン樹脂組成物としては、特公昭６０−３３３７号公報に
マイカとタルクを含む耐熱性の樹脂組成物の開示がある
。また特公昭６４−９３３９号公報には、ポリプロピレ
ン樹脂４０〜９０重量％とマイカ５〜３０重量％に平均
粒径０゜０５〜０．８μの炭酸カルシウムまたは平均粒
径０．１〜０．９μの硫酸バリウム５〜４０重量％を含
むポリプロピレン樹脂組成物の開示がある。

さらに特公昭５６−１４９４５２号公報にはポリプロピ
レン樹脂にマイカを配合した場合のマイカの分散性を高
めるために、アクリル酸グラノトボリプロビレンまたは
無水マレイン酸クラフトポリプロピレンを配合した樹脂
組成物が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ このようにマイカが充填されたポリプロピレン樹脂組成
物は、伯の無機充填剤たとえばガラス繊維、タルク、炭
酸カルシウムなどを充填したポリプロピレン樹脂組成物
に比べ剛性がはるかぐ高く自動車部品などの用途に適し
ているが、ウェルド引張り強度が低いという問題点を有
する。

そのため従来では成形品にウェルド部を作らないように
金型設計をおこなったりしていたが、成形品の大型化、
複雑化などによりウェルド部の発生を避けることは困難
となっている。

しかし上記の組成物ではウェルド強度保持率が充分でな
いので、他の添加剤や変性ポリプロピレン樹脂、ゴム質
などを添加することが必要となり、材料費や加工費が上
昇するのでこのましくない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、特に成形
品のウェルド強度保持率を高めたポリプロピレン樹脂組
成物とすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピレン
系樹脂と、充填剤としてマイカと、燃焼灰とを含むポリ
プロピレン樹脂組成物でおって、該燃焼灰は重量平均粒
径が１〜２０μｍであり、燃焼灰とマイカとの重量比が
８未満であることを特徴とする。

本発明の特徴は、ポリプロピレン系樹脂に充填剤として
マイカと特定の燃焼灰を所定の組成比で配合することに
より、ポリプロピレン樹脂成形品の機械的物性、特に曲
げ弾性率を高めウェルド強度保持率の低下を防ぐことに
ある。

本発明において使用されるマイカとしては、白マイカ、
金マイカなどいずれも利用できる。このマイカは、添加
により形成した成形品の外観を良くするために重量平均
粒径が２５０μ以下のものであることが好ましい。なお
、マイカはポリプロピレン樹脂との相溶性を良くするた
めにその表面を公知のシランカップリング剤で処理され
たものを用いてもよい。

ここで用いる燃焼灰は、流動床ボイラー、微粉炭ボイラ
ーで可燃物を燃焼した際に発生する灰である。この燃焼
灰の灰分粗或は、使用した可燃物により左右されるが、
灰形状の安定性の点から石炭を１０重量％以上含む可燃
物を燃焼した際に排出される灰であることが好ましい。

この燃焼灰の粒径は、重量平均で１〜２０μｍの範囲の
ものが用いられる。またこの重量平均粒径が２０μｍを
超えると、ポリプロピレン系樹脂中での充填剤の分散性
が悪くなり成形品の物性が低下することとなり好ましく
ない。

この充填剤は、ポリプロピレン系樹脂に対して少なくと
もマイカが０．１重量％以上配合される。

そして充填剤中での燃焼灰とマイカとの割合は、重量比
率で、０く燃焼灰／マイカく８の範囲である。

この充填剤は、燃焼灰とマイカとの比率が８未満である
ことが必要である。この比率が燃焼灰／マイカ〉８を超
えると曲げ弾性率は高まるが、ウェルド強度保持率の向
上が認められず好ましくない。

また充填剤の量は、ポリプロピレン系樹脂に対して６０
重量％以下であることが、組成物の流動性を高めウェル
ド強度を改善するばかりでなく曲げ弾性率も向上させる
ことができるので好ましい。

なお、充填剤は上記のマイカと燃焼灰の他に通常用いら
れているタルク、炭酸カルシウム、ガラス粉末、さらに
はガラス繊維を配合しても良い。

ざらに一部は燃焼灰の代替として用いても良い。

ポリプロピレン系樹脂とし・では、通常用いられている
ホモポリマー、コポリマー、ブロックポリマーなどのポ
リプロピレン樹脂が利用できる。またエチレン成分含量
が３０％以下のエチレンプロピレン共重合体も利用でき
る。ざらにＥＰＤＭ、ＥＰＲなどのゴム成分や不飽和カ
ルボン酸をグラフト重合した変性ポリプロピレン樹脂を
添加しても良い。

この充填剤をポリプロピレン系樹脂に配合するには、Ｖ
型混合機、Ｗ型混合機、円筒型混合機、ヘンシェルミキ
サーなどの混合機で所定時間混合し、さらに押出機など
で混練して押出すか、樹脂を押出機などで混練しながら
ベントより充填剤などを供給して混練する方法などが適
用できる。このとき可塑剤、安定剤、滑剤、着色剤など
の添加剤も同時に添加配合することができる。

本発明の樹脂組成物は、曲げ弾性率が向上するとともに
他の機械的物性の衝撃強度や剛性も向上し、さらに熱変
形温度も従来のマイカ添加ポリプロピレン樹脂組成物よ
りも向上している。

［作用］ このポリプロピレン樹脂組成物は、充填剤にマイカと燃
焼灰とが特定の比率で含まれている。通常樹脂組成物に
マイカを含むと、成形品のウェルド強度が低下する。し
かし本発明の組成物では理由は解明されていないがウェ
ルド強度保持率が向上するとともに、曲げ弾性率も向上
する。さらに一般の機械的物性の衝撃強度や剛性も向上
し熱変形温度も高まり耐熱性が向上する。これは燃焼灰
がポリプロピレン系樹脂とマイカとの両者に対して親和
性を有し、両者の間でバインダーの働きをしてウェルド
強度の低下などの機械的性質の低下を防止しているもの
と推測される。

［実施例コ 以下、実施例により具体的に説明する。

（実施例Ｎ００１〜３） ポリプロピレン系樹脂としては、住友化学■製ＡＷ−５
６４（エチレンプロピレンブロック共重合体）を用い、
マイカは白石工業■製　ＨＡＲマイカを用いた。燃焼灰
は、流動床ボイラーで石炭を８００℃で燃焼した時に発
生したもので、粒径が重量平均で５μｍのものを用いた
。

このポリプロピレン樹脂組成物は第１表に示す様に、マ
イカを５重量％に対し燃焼灰を１０重量％（燃焼灰／マ
イカの比率２）、２０重量％（燃焼灰／マイカの比率４
）、３０重量％（燃焼灰／マイカの比率６）残部がポリ
プロピレン系樹脂（総重量１００％とする）の組成であ
る。

この組成物を押出機で混練しながら押出して成形材料と
し、この成形材料を用いて射出成形により曲げ弾性率測
定およびウェルド強度測定用の試験片を作製した。

なお、曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０に準拠し
て行った。

ウェルド強度保持率は、ＡＳＴＭ　　Ｄ−６３８に準拠
し１号ダンベル試験片の略中夫に引張り方向に直角のウ
ェルドを形成したものと、同じ形状でウェルドを形成し
ない試験片の引張り強度を測定し以下の式により算出し
た。

ウェルド強度保持率（％）＝（ウェルドを形成した試験
片の引張り強度）／（ウェルドのない試験片の引張り強
度）Ｘ１００ 結果を第１表に示した。

（実施例Ｎｏ、４〜７） 上記の実施例Ｎ００１〜３においてマイカの量を２０重
量％とし、燃焼灰の量を１０重量％（燃焼灰／マイカの
比率０．５＞、２０重量％（燃焼灰／マイカの比率１）
、３０重」％（燃焼灰／マイカの比率１．５＞、４０重
量％（燃焼灰／マイカの比率２）としてウェルド強度保
持率と曲げ弾性率を測定した。結果を第１表に示した。

（実施例Ｎｏ、８） この例では燃焼灰を微粉炭ボイラーで１４００℃で石炭
を燃焼した際に排出された灰分て、重量平均粒径が５μ
ｍのものを用いた以外は実施例Ｎ＊　微粉炭ボイラーで
排出されたもの ０．５と同じでおる。

（比較例Ｎ００１〜６） Ｎｏ、　１は燃焼灰を含まず実施例のマイカを５重量％
を加えたポリプロピレン系樹脂かなる組成物でおる。Ｎ
Ｏ，，２はＮｏ、１に実施例の燃焼灰を４０重量％添加
したもので燃焼灰／マイカの比率が８の組成物である・
。Ｎ００３はＮ０９１のマイカの蟻を２０重量％に、Ｎ
ｏ、４はマイカの量を４０重量％に増量したものである
。Ｎｏ、５は実施例Ｎｏ、５の燃焼灰の替わりにタルク
（林化成■製　ＪＲ−２＞を２０重量％、Ｎ００６は実
施例Ｎｏ、５の燃焼灰の替わりに炭酸カルシウム（同和
力ルフフイニ■製　ＫＳ−５００＞を２０重量％添加し
たものである。実施例と同様に曲げ弾性率とウェルド強
度保持率を測定した。結果を第１表に示した。

（評価結果） 比較例Ｎｏ、１．３．４で示す様にマイカの配合量が増
えると曲げ弾性率は高まるが、ウェルド強度保持率は著
しく低下している。しかし実施例Ｎｏ、１〜３に示す様
にマイカ量を５重量％とじて燃焼灰の量が増すと曲げ弾
性率は同様に高まるが、通常低下するウェルド強度保持
率の低下はほとんど認められない。

実施例Ｎｏ、４〜７はマイカの量を２０重量％と多くし
たことで、曲げ弾性率は一段と大きくなっているが、ウ
ェルド強度保持率は絶対値は小さくなるがマイカを増し
た場合よりは向上している。

すなわち比較例Ｎｏ、３の燃焼灰を含まない場合と比較
して燃焼灰の量を増すことにより実施例Ｎｏ、５、Ｎｏ
、６ではウェルド強度保持率が逆に向上している。実施
例Ｎ００７では充填剤の配合量が上限に近いためウェル
ド強度保持率がやや低くなっているが比較例Ｎｏ、３よ
りは向上している。実施例Ｎｏ、８は、燃焼灰を替えて
微粉炭ボイラーで排出した燃焼灰を用いたが、実施例＼
０゜５と曲げ弾性率、ウェルド強度保持率とも略同じで
燃焼灰の種類には左右されていない。

一方比較例Ｎｏ、５の燃焼灰の替わりにタルク、比較例
Ｎ０１６の燃焼灰の替わりに炭酸カルシウムを用いた場
合は、曲げ弾性率は添加しない場合より高くなるが、ウ
ェルド強度保持率はほとんど向上せずタルクのみの比較
例Ｎｏ、３の場合と同じである。

比較例Ｎｏ、２の燃焼灰とマイカの比率か８の場合は、
曲げ弾性率は向上しているが、ウェルド強度保持率の向
上は燃焼灰を添加しない比較例Ｎｏ、１の場合より低く
なり目的とする効果が得られていない。

したがって、マイカと燃焼灰を特定比率で配合すること
によりポリプロピレン樹脂組成物の成形品の曲げ弾性率
が向上するとともに、ウェルド強度保持率も向上するこ
とができる。

［効果］ 本発明のポリプロピレン樹脂組成物では、マイカと燃焼
灰とが特定の比率で配合されている。そのためこの組成
物ではマイカを充填した場合の欠陥を燃焼灰が補うので
、従来の充填剤にマイカを用いた場合に比べてウェルド
強度の低下が少ない。

したがって、このポリプロピレン樹脂組成物は、耐熱性
や剛性などの機械的強度が高くなり、ウェルドを有する
形状の成形品に適用することができる。このため安価な
工業材料として自動車部品、構造部品への適用範囲を広
げることができる。

特許出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリプロピレン系樹脂と、充填剤としてマイカと
   、燃焼灰とを含むポリプロピレン樹脂組成物であって、
   該燃焼灰は重量平均粒径が１〜２０μｍであり、該燃焼
   灰と該マイカとの重量比（燃焼灰／マイカ）が８未満で
   あることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。