JPH0621207B2

JPH0621207B2 - ポリオレフィン樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0621207B2
Application number: JP2017766A
Authority: JP
Inventors: 学野村; 薫和田
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH03223356A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は新規なポリオレフィン樹脂組成物、さらに詳し
くは、反り変形が少なく、かつ耐衝撃性と剛性とのバラ
ンスに優れる上、ウェルド部強度の高い成形品を与える
ことができ、家電部品、自動車部品、ＯＡ機器部品など
の材料として好適なポリオレフィン樹脂組成物に関する
ものである。

［従来の技術］従来、ポリプロピレンはその高い結晶性により優れた剛
性、耐熱性を有し、かつ引張強度が高い上に、樹脂の構
造に基づく好ましい電気的性質や化学的安定性をもつ成
形の容易な成形材料として、種々の分野において幅広く
用いられている。

しかしながら、該ポリプロピレンはその結晶性に起因し
て寸法安定性に劣るという欠点を有するとともに、近年
機械部品、構造材料、高温に曝されるような用途におい
ては、さらに高い剛性や耐熱性が要求されるようになっ
てきた。

そこで、このようなポリプロピレンの剛性、寸法安定
性、耐熱性を向上させるために、従来ガラス繊維を配合
することが試みられている。しかしながら、このガラス
繊維強化ポリプロピレンは剛性や耐熱性はかなり向上す
るものの、耐衝撃性に劣り、かつ反り変形が生じやすい
という欠点を有し、用途が制限されるのを免れない。

したがって、このような問題を解決するために、これま
で種々の方法が試みられている。例えばポリオレフィン
系樹脂にガラス繊維とマイカとを配合することが古くか
ら試みられており、また、結晶性ポリオレフィン系樹脂
に、ガラス繊維及びＸ線回折で結晶が認められない無定
型ゴム状弾性体を組み合わせる方法（特公昭５９−２２
９４号公報）、結晶性ポリプロピレンに集束剤付着ガラ
ス繊維、変性ポリプロピレン、非晶性エチレン−α−オ
レフィン共重合体及び無機充填剤を組み合わせる方法
（特開昭５９−２２６０４１号公報）などが提案されて
いる。

しかしながら、これらの方法においては、成形時の反り
変形はある程度改良されるものの、耐衝撃性が不十分で
あったり、あるいは逆に機械的強度が弾性率が低下した
り、特にウエルド部強度が大幅に低下しやすいなどの欠
点があった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、このような事情のもとで、反り変形が少な
く、かつ耐衝撃性と剛性とのバランスに優れる上、ウエ
ルド部強度の高い成形品を与えうる、結晶性ポリプロピ
レンをマトリックス樹脂とするポリオレフィン樹脂組成
物を提供することを目的としてなれたものである。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、前記の好ましい性質を有するポリオレフ
ィン樹脂組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、結
晶性プロピレン重合体に、特定の低結晶性エチレン−プ
ロピレンランダム共重合体、ガラス繊維、カルボン酸変
性ポリプロピレン及び場合に用いられる特定の無機フィ
ラーを、それぞれ所定の割合で配合することにより、そ
の目的を達成しうることを見い出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）プロピレン単独重合体及び
プロピレン−エチレンブロック共重合体の中から選ばれ
た少なくとも１種の結晶性プロピレン重合体４０〜８５
重量％、（Ｂ）プロピレン単位の含有量５０モル％以
上、プロピレン単位三連鎖の分布が１０モル％以上及び
結晶化度１０〜３０％の低結晶性エチレン−プロピレン
ランダム共重合体５〜２５重量％及び（Ｃ）ガラス繊維
１０〜４０重量％から成る混合物と、その１００重量部
当たり、（Ｄ）カルボン酸変性ポリプロピレン０．５〜
５重量部及び場合により用いられる（Ｅ）タルク、マイ
カ及びガラスフレークの中から選ばれた少なくとも１種
の無機フィラー５〜４０重量部とを含有することを特徴
とするポリオレフィン樹脂組成物を提供するものであ
る。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明組成物においては、（Ａ）成分として結晶性プロ
ピレン重合体が用いられる。この結晶性プロピレン重合
体としては、結晶性を有するプロピレン単独重合体及び
プロピレン−エチレンブロック共重合体が挙げられる
が、これらの中で特に後者のプロピレン−エチレンブロ
ック共重合体が好適である。該プロピレン−エチレンブ
ロック共重合体としては、通常エチレン単位の含有量が
少ないエチレンプロピレンランダム共重合体からなる共
重合部又はプロピレン単独重合体から成るホモ重合部
と、エチレン単位の含有量が比較的多いエチレンプロピ
レンランダム共重合体から成る共重合部とから構成され
た、いわゆる結晶性プロピレンブロック共重合体として
市販されているものが用いられる。また、このプロピレ
ン−エチレンブロック共重合体は、前記ホモ重合部又は
共重合部がブテン−１などのα−オレフィン単位を適当
な割合で含有するものであってもよい。

本発明においては、該（Ａ）成分の結晶性プロピレン重
合体としては、メルトインデックス（ＭＩ）が１０ｇ／
１０分以上、特に１８ｇ／１０分以上のものが好まし
く、このＭＩが１０ｇ／１０分未満では成形性に劣り、
反り変形が生じたり、ウエルド部強度が低下するおそれ
がある。この結晶性プロピレン重合体は１種用いてもよ
いし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明組成物においては、（Ｂ）成分としてプロピレン
単位の含有量が５０モル％以上、好ましくは５０〜８０
モル％であり、かつＮＭＲによる連鎖分布の測定で、プ
ロピレン単位の三連鎖、すなわちｐｐｐの含有量１０モ
ル％以上、好ましくは１５モル％以上であって、Ｘ線回
折で明らかに結晶が認められ、その結晶化度が１０〜３
０％の範囲にある低結晶性エチレン−プロピレンランダ
ム共重合体が用いられる。該プロピレン単位の含有量が
５０モル％未満で、かつＮＭＲ測定による連鎖分布で、
ｐｐｐ含有量が１０モル％未満のものは、一般的にＸ線
回折で結晶が認められず、耐衝撃性改良効果が不十分で
ある上、ウエルド部強度の低下が著しくなる。

本発明組成物において、（Ｃ）成分として用いられるガ
ラス繊維としては、含アルカリガラス、低アルカリガラ
ス、無アルカリガラスのいずれであってもよく、また、
その形態については特に制限はなく、例えばロービン
グ、チョップドストランド、ミルドファイバーなど、い
ずれのものも用いることができる。

また、本発明においては該ガラス繊維として、予め表面
処理剤で処理した平均繊維径３〜１５μｍのガラス繊維
を適当な収束剤で処理して１００〜１０００本程度に集
束し、得られたストランドを平均長さ１〜６mm程度にカ
ットしたチョップドストランドを用いるのが有利であ
る。該平均繊維径が３μｍ未満では繊維が破断しやす
く、強度及び耐衝撃性が低下するおそれがあるし、１５
μｍを超えると強度や剛性が低下する傾向がみられる。

前記表面処理剤としては、例えばシラン系、チタネート
系、アルミニウム系、クロム系、ジルコニウム系、ボラ
ン系カップリング剤などが挙げられるが、これらの中で
シラン系カップリング剤及びチタネート系カップリング
剤が好ましく、特にシラン系カップリング剤が好適であ
る。

このシラン系カップリング剤としては、例えばトリエト
キシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シ
ラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、β
−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）
−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメ
トキシシランなどが挙げられる。これらの中でもγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランが好適
である。

該ガラス繊維を前記表面処理剤で処理する方法について
は特に制限はなく、従来慣用されている方法、例えば水
溶液法、有機溶媒法、スプレー法など、任意の方法を用
いることができる。

また、該収束剤としては、例えばウレタン系、アクリル
系、ブタジエン系、エポキシ系などがあり、いずれも用
いることができるが、これらの中でウレタン系が好まし
い。このウレタン系収束剤は、通常ジイソシアネート化
合物と多価アルコールとの重付加反応により得られるポ
リイソシアネートを５０重量％以上の割合で含有するも
のであって、油変性型、湿気硬化型、ブロック型などの
１液タイプ、及び触媒硬化型、ポリオール硬化型などの
２液タイプがあるが、いずれも用いることができる。

前記収束剤を用いてガラス繊維を収束処理する方法につ
いては特に制限はなく、従来慣用されている方法、例え
ば浸漬塗り、ローラ塗り、吹き付け塗り、流し塗り、ス
プレー塗りなど、任意の方法を用いることができる。

本発明組成物における前記（Ａ）成分の結晶性プロピレ
ン重合体、（Ｂ）成分の低結晶性エチレン−プロピレン
ランダム共重合体及び（Ｃ）成分のガラス繊維の配合割
合については、該（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成
分の合計重量に基き、（Ａ）成分が４０〜８５重量％、
好ましくは４５〜７０重量％、（Ｂ）成分が５〜２５重
量％、好ましくは１０〜２０重量％、及び（Ｃ）成分が
１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％になる
ような割合で、各成分が用いられる。前記（Ｂ）成分の
低結晶性エチレン−プロピレンランダム共重合体の配合
量が５重量％未満では反り変形が大きく、かつ耐衝撃性
が不十分であるし、２５重量％を超えると強度や剛性が
著しく低下する傾向がみられる。また（Ｃ）成分のガラ
ス繊維の配合量が１０重量％未満では強度や剛性が不十
分であるし、４０重量％を超えると外観が著しく損なわ
れる傾向がみられる。

本発明組成物においては、（Ｄ）成分としてカルボン酸
変性ポリプロピレンが用いられる。

ここで、変性に用いられるカルボン酸としては、不飽和
カルボン酸及びその誘導体が挙げられ、該不飽和カルボ
ン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコ
ン酸、ソルビン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸などが挙
げられ、またその誘導体としては、酸無水物、エステ
ル、アミド、イミド、金属塩などがあり、例えば無水マ
レイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、アクリ
ル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸ブチル、マレイン酸モノエチルエステル、ア
クリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイミド、Ｎ
−ブチルマレイミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリ
ル酸ナトリウムなどを挙げることができ、特に無水マレ
イン酸が好ましい。

これらの不飽和カルボン酸がその誘導体は、前記ポリプ
ロピレンを変性する場合、１種用いてもよいし、２種以
上を組み合わせて用いてもよく、また変性方法について
は特に制限はなく、公知の種々の方法を用いることがで
きる。例えばポリプロピレンを適当な有機溶媒に溶解
し、不飽和カルボン酸がその誘導体及びラジカル発生剤
を添加して攪拌、加熱する方法、あるいは前記各成分を
押出機に供給してグラフト共重合を行う方法などを用い
ることができる。

この変性ポリプロピレンとしては、前記不飽和カルボン
酸がその誘導体の付加量が０．１〜８重量％の範囲にあ
るものが好ましく、特に無水マレイン酸変性ポリプロピ
レンが好適である。

本発明組成物においては、前記（Ｄ）成分のカルボン酸
変性ポリプロピレンは１種用いてもよいし、２種以上を
組み合わせて用いてもよく、またその配合量は、前記
（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の合計量１００
重量部当たり、０．５〜５重量部、好ましくは０．５〜
３重量部の範囲で選ばれる。この量が０．５重量部未満
では強度の改良効果が十分に発揮されないし、５重量部
を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、む
しろ耐衝撃性が低下する傾向がみられる。

本発明組成物においては、さらに反り変形を少なくし、
かつ強度や剛性を高める目的で、場合によりタルク、マ
イカ及びガラスフレークの中から選ばれた少なくとも１
種の無機フィラーを配合してもよい。この場合、該無機
フィラーの配合量は、前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び
（Ｃ）成分の合計量１００重量部当たり、５〜４０重量
部の範囲で選ばれる。この量が５重量部未満では無機フ
ィラーを配合する効果が十分に発揮されないし、４０重
量部を超えると成形性が悪くる傾向がみられる。

本発明においては、前記無機フィラーは、所望に応じ公
知の表面処理剤により表面処理して用いることができ
る。この表面処理剤として、例えばステアリン酸、パル
ミチン酸などの飽和高級脂肪酸又はその誘導体、オレイ
ン酸などの不飽和高級脂肪酸又はその誘導体、シラン系
カップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコ
ーンオイル、高級アルコールなどが挙げられ、これらは
１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いても
よい。

これらの表面処理剤を用いて、前記無機フィラーを表面
処理する方法については特に制限はなく、例えばヘンシ
ェルミキサー内で、該無機フィラーに表面処理剤を吹き
付け、混合攪拌して処理してもよいし、無機フィラーの
製造段階で同時に処理してもよい。

本発明組成物においては、所望に応じ、本発明の目的を
損なわない範囲で、前記ガラス繊維以外の繊維状強化
剤、前記のタルク、マイカ、ガラスフレーク以外の無機
系充填剤や有機系充填剤、他の熱可塑性樹脂、滑剤、着
色剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、難燃剤、可塑剤などを添加することができる。

本発明組成物は、所定量の（Ａ）成分、（Ｂ）成分、
（Ｃ）成分、（Ｄ）成分及び場合により用いられる
（Ｅ）成分や各種添加成分を混合して、混練機で混練す
ることにより調製してもよいし、繊維状充填剤以外の成
分を混練機に定量供給して混練を行い、樹脂が溶触した
部分に、該繊維状充填剤を定量サイドフィードして混練
することにより調製してもよいが、後者の方法により調
製するのが有利である。

混練機については特に制限はなく、例えば単軸押出機、
多軸押出機などのスクリュー押出機、エラスチック押出
機、ハイドロダイナミック押出機、ラム式連続押出機、
ロール式押出機、ギア式押出機などの非スクリュー押出
機などを挙げることができるが、これらの中でスクリュ
ー押出機、特に二軸押出機が好ましい。混練は、用いる
樹脂の溶融温度又は軟化点以上の温度において行われ
る。

このようにして調製された本発明のポリオレフィン樹脂
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、ロール加工法、延伸加工法、スタ
ンプ加工法などの種々の成形法により、所望の成形品に
成形される。

［実施例］次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。

なお、組成物の各物性は次のようにして求めた。

（１）一般物性ペレットを射出成形してテストピースを作成し、２３℃
で４８時間の状態調整後、試験に供し、引張強度、曲げ
弾性率、アイゾッド衝撃強度（ノッチ付）を、それぞれ
ＪＩＳＫ−７１１３、ＪＩＳＫ−７２０３、ＪＩＳ
Ｋ−７１１０に準拠して求めた。

（２）反り率射出成形により、直径１５０mm、厚さ２．５mmの円板を
成形し、２３℃で４８時間状態調整後、第１図に示すよ
うにｄ_１及びｄ_２を求め、次式により、反り率を算出し
た。

（３）ウエルド部強度（イ）第２図に示す厚さ３mmの試験片を射出成形にて成
形し、そのウエルド部Ｗに、５３５ｇの球を落として、
衝撃テストを実施し、ウエルド部の強度を評価した。衝
撃強度は破壊が起こる落球の高さ（cm）で示した。

（ロ）第２図において、Ｂ部を切り出し、曲げ強度を測
定した。

また、樹脂組成物に用いる材料として、次に示すものを
使用した。

・ポリプロピレンＡ−１ＭＩ３０、エチレン単位含有量５モル％の結晶性プロピ
レン−エチレンブロック共重合体・ポリプロピレンＡ−２ＭＩ２０、プロピレン単独重合体・エラストマーＢ−１プロピレン単位含有量６５モル％、ＰＰＰ連鎖分布２１
モル％、Ｘ線回折による結晶化度１８％のエチレン−プ
ロピレンランダム共重合体・エラストマーＢ−２プロピレン単位含有量２５モル％、ＰＰＰ連鎖分布０．
０モル％のＥＰＲ（Ｘ線回折では結晶化は認められな
い）・エラストマーＢ−３プロピレン単位含有量３５モル％、ＰＰＰ連鎖分布６モ
ル％のＥＰＲ（Ｘ線回折では結晶化は認められない）・ガラス繊維平均繊維径１０μｍ、平均長さ３mm、アミノシランカッ
プリング剤による表面処理を施したチョップドストラン
ド・無水マレイン酸変性ホモポリプロピレン酸付加量５ｗｔ％・マイカ２００Ｋ−１［商品名、クラレ（株）製］・タルクＭＭＲ［商品名、浅田製粉（株）製］・ガラスフレークＣＣＦ４８［商品名、日本板硝子（株）製］実施例１〜６、比較例１〜６，第１表に示す組成の樹脂組成物から成るペレットを作成
したのち、このペレットを用いて射出成形により各試験
片を成形して、物性を求めた。その結果を第１表に示
す。

なお、ペレットは次ようにして作成した。すなわち、二
軸押出機［ＴＥＭ−３５、東芝機械（株）製］を用い、
ガラス繊維以外の各成分をドライブレンド後、定量供給
機でホッパー部へ定量供給するとともに、樹脂が溶融し
た後のサイドフィードロにガラス繊維を定量供給機で定
量供給し、混練温度２００℃、回転数３００ｒｐｍの条
件で混練して樹脂組成物を調製したのち、ペレット化し
た。

［発明の効果］本発明のポリオレフィン樹脂組成物は、結晶性プロピレ
ン重合体に、低結晶性エチレン−プロピレンランダム共
重合体、ガラス繊維、カルボン酸変性ポリプロピレン及
び場合により用いられる特定の無機フィラーを配合した
ものであって、耐衝撃性と剛性とのバランスに優れる
上、ウェルド部強度の高い成形品を与えることができ、
例えば家電部品、自動車部品、ＯＡ機器部品などの材料
として好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂組成物の反り率を求めるための説明図、第
２図は該組成物のウェルド部強度を測定するために作成
された試験片の平面図であり、第２図においてＷはウェ
ルド部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 53/00 ＬＬＶ 7142−4ＪＬＬＹ 7142−4Ｊ //(Ｃ０８Ｌ 23/12 23:16 23:26 51:06） (Ｃ０８Ｋ 13/04 3:34 7:14 7:20） (Ｃ０８Ｌ 53/00 23:16 23:26 51:06）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）プロピレン単独重合体及びプロピレ
ン−エチレンブロック共重合体の中から選ばれた少なく
とも１種の結晶性プロピレン重合体４０〜８５重量％、
（Ｂ）プロピレン単位の含有量５０モル％以上、プロピ
レン単位三連鎖の分布が１０モル％以上及び結晶化度１
０〜３０％の低結晶性エチレン−プロピレンランダム共
重合体５〜２５重量％及び（Ｃ）ガラス繊維１０〜４０
重量％から成る組成物と、その１００重量部当たり、
（Ｄ）カルボン酸変性ポリプロピレン０．５〜５重量部
とを含有することを特徴とするポリオレフィン樹脂組成
物。
【請求項２】（Ａ）プロピレン単独重合体及びプロピレ
ン−エチレンブロック共重合体の中から選ばれた少なく
とも１種の結晶性プロピレン重合体４０〜８５重量％、
（Ｂ）プロピレン単位の含有量５０モル％以上、プロピ
レン単位三連鎖の分布が１０モル％以上及び結晶化度１
０〜３０％の低結晶性エチレン−プロピレンランダム共
重合体５〜２５重量％及び（Ｃ）ガラス繊維１０〜４０
重量％から成る混合物と、その１００重量部当たり、
（Ｄ）カルボン酸変性ポリプロピレン０．５〜５重量部
及び（Ｅ）タルク、マイカ及びガラスフレークの中から
選ばれた少なくとも１種の無機フィラー５〜４０重量部
とを含有することを特徴とするポリオレフィン樹脂組成
物。