JPH0455450A - 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、無機系の充填剤を含有するポリプロピレン樹
脂組成物に関する。

［従来の技術］ 一般にポリプロピレン樹脂は、剛性、寸法安定性、耐熱
性、硬度などを向上させたり、増量による製品コストの
低減化、廃棄処理の際に易焼却性付与などのために無機
質充填剤を添加して用いることがおこなわれている。そ
して無機質充填剤を含むポリプロピレン樹脂の成形品は
、耐熱性や剛性が高まるため工業材料部品として広く使
用されている。これら無機質充填剤としては、炭酸カル
シウム、タルク、クレー、マイカ、ワラストナイトなど
が使用されている。

しかしながら、ポリプロピレン樹脂に無機質充填剤を添
加した場合、上記の改良がおこなわれる反面、耐衝撃性
や伸びの低下を招き、この点が無機質充填剤を添加する
際の問題点であった。

この問題点の解消のために種々の改良が提案されている
。たとえば、無機質充填剤と樹脂との親和性を高めるた
めにアリールアミンなどの不飽和アミンの単独重合体ま
たはそのアミンの酸塩化物を添加したり（特開昭６３−
１５２６６５号公報）、衝撃強度の低下を防ぐため樹脂
成分にゴム成分を添加したり、エチレンなどの軟質成分
を共重合した共重合体を配合する方法く特開昭５１−１
０７３４４号、特開昭５１−４７９４６号、特開昭５３
−６４２５７号〉などが提案されている。その他、経済
性の点で充填剤としてＪＩＳ　　Ａ６２０１に規定され
るような微粉炭燃焼ボイラーで発生するフライアッシュ
を熱可塑性樹脂に添加する試みがなされている。たとえ
ば、特開昭６１−７２０５９号公報には微粉炭燃焼方式
で形成されるフライアッシュを重量比として最大含有率
７０％で熱可塑性樹脂に混合した樹脂組成物の開示かあ
る。そしてこの組成物が耐熱性となることを利用して建
材などへの適用が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、熱可塑性樹脂に無機質充填剤を添加すると、
熱変形温度は無添加のものより高くなるが衝撃強度が低
下する。そこで耐衝撃性を高める方法として、上記の樹
脂にゴム成分を混合したり共重合した場合には、樹脂層
が軟質化し硬度が高まらず耐熱性が向上しないという問
題がある。また特定の分散剤を加えたり、表面処理をお
こなった充填剤を添加するなどの手段で樹脂と充填剤と
の親和性を高める場合には、原料コストが高価であるう
えにいずれも工数が増大しコストが上昇する。

また、主として廃棄されているフライアッシュを充填剤
として樹脂に添加するのは経済性の点からは好ましい。

しかし、フライアッシュは１６００℃付近の燃焼温度で
形成されるので未燃燐分か少なく球状の灰となる。この
燃焼灰は、焼成されて表面が平滑の小粒径の球状となっ
ているので充填剤として樹脂への混練が容易ではあるが
、従来の無機質充填剤と同様で耐衝撃性の改善は認めら
れない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、従来の無
機質充填剤の場合と異なり、耐衝撃性などの物性の低下
を抑制した充填剤を含むポリプロピレン樹脂組成物を提
供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、充填剤とからなるポリプロピレン樹脂組成物
であって、該充填剤は重量平均粒径が１〜２０ｕｍ１比
表面積が１０Ｘ１０１７／９以上の燃焼灰と薄片状無機
質材料とよりなり、該薄片状無機質材料と該燃焼灰との
重量比が７５／２５以下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配合される充
填剤に薄片状無機質材料と燃焼灰の混合物を用い、その
組成割合を特定することによりポリプロピレン樹脂成形
品の耐衝撃性を向上させることにある。

燃焼灰と薄片状無機質材料との特定組成割合の混合物と
、それと同量の前記の燃焼灰または薄片状無機質材料を
それぞれ単独に配合した場合のポリプロピレン樹脂組成
物の衝撃強度を比較すると、混合物の場合が著しく向上
している。その理由は充分解明されていないが、樹脂中
に分散された薄片状無機質材料と燃焼灰とが相乗効果を
示すことによるものと考えられる。

この薄片状無機材料は充填剤混合物中で７５重量％以下
の範囲で用いられる。薄片状無機材料が混合物中で７５
重量％を超えると相乗効果による成形品の衝撃強度の向
上が認められなくなり好ましくない。

薄片状無機材料としては、タルク、クレー、マイカ、ワ
ラストナイト、バーミキュライトなどの薄片状の形状を
有するものが利用できる。さらにこの薄片状無機材料の
形状は、アスペクト比が５以上のものであることがより
好ましい。

この薄片状無機材料は、樹脂に配合されて通常剛性など
を向上させるが、衝撃強度は燃焼灰に比較して特に向上
させるものではない。しかし燃焼灰と混合することによ
り燃焼灰のみを配合した場合より衝撃強度が高まる。

この燃焼灰は、重量平均粒径が１〜２０μｍの範囲のも
のが用いられる。平均粒径が１μｍ未満であると樹脂に
添加されても物性の向上が得られず好ましくない。また
平均粒径が２０μｍを超えると樹脂中での分散性が悪く
なり物性を低下させることとなり好ましくない。

燃焼灰は比表面積が１　Ｑｘ　１０”　ｃａｒ／９以上
のものが利用できる。比表面積が１０ｘ　１０’　ｃｔ
Ａ／９未満であると、燃焼灰が好ましいポーラス構造を
もたず成形品の物性低下が抑制できず好ましくない。

充填剤の量はポリプロピレン系樹脂に対して５０重量％
以下の範囲であることがポリプロピレン樹脂組成物の物
性を保持するために好ましい。

ポリプロピレン系樹脂としては、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とのポリ
プロピレン樹脂が利用できる。またエチレン成分含有量
が３０％以下のエチレンプロピレン共重合体も利用でき
る。

この充填剤がポリプロピレン系樹脂に配合された成形体
中では、燃焼灰のポーラス構造の表面で樹脂と絡みあい
密着した接触面を形成する。一方、薄片状無機材料は、
樹脂の剛性を高めることで燃焼灰と相乗効果を発揮して
衝撃強度を高めているものと推測される。

この充填剤をポリプロピレン樹脂に配合するには、Ｖ型
混合機、Ｗ型混合機、円筒型混合機やヘンシェルミキサ
ーなどの混合機で所定時間混合し、ざらに混合後押出し
機などの混練機で混練するか、樹脂を押出し機で混練し
ながら押出し機にベントより充填剤などを供給して混練
する方法が適用できる。この時可塑剤、安定剤、滑剤、
着色剤その他の添加剤を同時に添加することもできる。

この燃焼灰は、少なくとも石炭を１０重量％含む可燃物
を８００°Ｃ付近の温度で燃焼させた際に発生するもの
である。可燃物としては、たとえば廃棄物などであるが
、石炭単体であってもよい。

この可燃物は、たとえば、流動床ボイラーで８００℃付
近で燃焼されるので、未燃燐分が多く存在し燃焼温度が
低いため灰分が焼成されることが少なく形状が一定とな
らず、異形形状でポーラス構造をもちその粒径が比較的
大きな燃焼灰を形成する。

この燃焼灰の成分としては、酸化珪素とアルミナを主成
分とし少量の酸化鉄、酸化チタン、アルカリ金属および
アルカリ土類金属の酸化物などが含まれている。この酸
化珪素とアルミナは、硬度の高いセラミックス質であり
樹脂に配合されて樹脂の硬度を高め耐熱性を向上させる
ことができる。

［作用コ 本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピレン
系樹脂に充填剤として特定の燃焼灰と薄片状無機材料が
特定の割合で配合されている。この充填剤を特定の割合
で混合したものを用いることにより充填剤が相乗効果を
発揮し、その理由は解明されていないが、それぞれを単
独に配合した場合よりもポリプロピレン樹脂組成物の耐
衝撃性が向上する。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

ポリプロピレン樹脂は住友化学工業■製　ＡＷ−５６４
を、薄片状無機材料にはタルク（林化成■製　ＪＲ−２
＞を、燃焼灰は流動床ボイラーによる石炭と廃棄物とを
８００℃付近の温度で燃焼した際に発生したものを用い
た。この燃焼灰は平均粒径が１〜２０μｍで比表面積が
１０Ｘ１０”ｃｔｉ／’ｊ以上でポーラス構造を有して
いる。

ポリプロピレン樹脂、燃焼灰、薄片状無機材料を第１表
に示す割合で円筒型混合機を用いて混合し、３０φの２
軸押出し機にて混練して成形材料を形成した。この成形
材料を用いアイゾツト試験用の試験片を射出成形により
作製した。なお、この試験片の厚みは１／８インチでノ
ツチ無しておる。

この試験片を用いてＡＳＴＭ　　Ｄ−２５６に基づきア
イゾツト衝撃試験機により衝撃強度を測定した。結果を
第１表に示す。

実施例Ｎｏ、１〜４はポリプロピレン樹脂を６０重量％
とし、充填剤の混合割合を変えたものである。Ｎｏ、５
はポリプロピレン樹脂を８０重量％とし、充填剤の混合
割合を５０１５０、Ｎ０９６はポリプロピレン樹脂を７
０重量％とじ、充填剤の混合割合を５０１５０とした場
合である。

比較例のＮ０９１〜３はポリプロピレン樹脂に薄片状無
機材料のタルクのみを配合した場合で、その配合量を変
化させた場合である。比較例のＮＯ，４〜８はポリプロ
ピレン樹脂に燃焼灰のみを配合した場合でその配合量を
変化させた場合である。

ポリプロピレン樹脂への充填剤の配合量が同じ場合につ
いて実施例と比較例とを比較すると、実施例の混合充填
剤を用いた場合の方が衝撃強度は高くなっている。

比較として実施例と同じ配合割合で燃焼灰の変りにフラ
イアッシュを用いた混合充填剤を含むポリプロピレン樹
脂組成物の衝撃強度を調べた。結果を第１図のグラフの
破線に示す。また、実施例の結果を第１図の実線で示す
。

充填剤の総量が２０重量％で薄片状無機材料とフライア
ッシュとの重量比が５０１５０の場合を、これに相当す
る実施例Ｎｏ、５と比較すると衝撃強度が約２０　Ｋｇ
ｃｒｎ／　ｃｒｎ実施例では高くなっている。

また充填剤の総量が４０重量％で薄片状無機材料とフラ
イアッシュの重量比を実施例のＮ０９１〜４に相当する
量にした場合は破線上の強度を示す。

一方、実施例では実線で示すように衝撃強度が著しく向
上している。

したがって、この混合充填剤によりポリプロピレン樹脂
組成物の衝撃強度が高まる。

［効果］ 本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、充填剤に特定の
燃焼灰と薄片状無機材料が特定の割合で配合されている
。この充填剤は、両者をそれぞれ単独に用いた場合より
も成形品の耐衝撃性か向上している。この現象はフライ
アッシュと薄片状無機材料とを混合した充填剤の場合に
は認められない。したがって、理由は解明されていない
が薄片状無機材料と燃焼灰との両者が相乗効果を示し衝
撃強度が向上したものと推測される。したかって混合物
充填剤により従来の充填剤の場合より衝撃強度を高めた
ポリプロピレン樹脂成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合充填剤の組成比と衝撃強度との関係を示す
グラフである。 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 特許出願人　　小島プレス工業株式会社特許出願人　　
株式会社サンライト 代理人　　　弁理士　　大川　宏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリプロピレン系樹脂と、充填剤とからなるポリ
   プロピレン樹脂組成物であつて、該充填剤は重量平均粒
   径が１〜２０μｍ、比表面積が１０×１０＾３ｃｍ＾２
   ／ｇ以上の燃焼灰と薄片状無機質材料とよりなり、該薄
   片状無機質材料と該燃焼灰との重量比が７５／２５以下
   であることを特徴とする耐衝撃性に優れたポリプロピレ
   ン樹脂組成物。