JPH0647641B2 - ポリオレフィン樹脂組成物 - Google Patents

ポリオレフィン樹脂組成物

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JPH0647641B2
JPH0647641B2 JP64000434A JP43489A JPH0647641B2 JP H0647641 B2 JPH0647641 B2 JP H0647641B2 JP 64000434 A JP64000434 A JP 64000434A JP 43489 A JP43489 A JP 43489A JP H0647641 B2 JPH0647641 B2 JP H0647641B2
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修一 山神
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリオレフィン樹脂組成物に関し、詳しくはガ
ラス繊維の破損を抑え、タルクの均一分散を簡便な混練
方法で可能とし、しかも機械的強度、特に曲げ弾性率な
どを向上させたポリオレフィン樹脂組成物に関する。
従来より、ポリプロピレン樹脂などの機械的強度および
そりなどを改良するために、ガラス繊維とタルクを配合
することが知られている。しかしながら、タルクが微細
であるため、混練機に供給する際にブリッジ現象を起こ
したり、またガラス繊維の破損を防ぐような低剪断で混
練すると、タルクが分散不良となり、一方高剪断で混練
すると、タルクの分散は良くなるが、ガラス繊維が破損
し、十分な強度を発揮できないなどの問題があった。こ
の問題を解決するために、ポリプロピレン樹脂とタルク
を高剪断で混練してタルクを分散させた後、ガラスの破
損を防止するためガラス繊維を低剪断で混練する二段階
の混練が行なわれている。しかし、この二段階混練では
二度の熱作用を受けるため、樹脂の熱劣化が生じたりす
るほか、この方法は経済的にも好ましいものではない。
そこで本発明者らは一段階混練でタルクの分散が均一で
機械的強度の向上したポリオレフィン樹脂を開発すべく
研究した結果、ポリプロピレン樹脂に特定の処理を施し
たタルク、ガラス繊維および変性ポリオレフィンを配合
することにより、目的とする樹脂組成物が得られること
を見い出し、これに基づいて本発明を完成した。
すなわち本発明は、 (A)(a)ポリプロピレン樹脂(以
下、(a)成分という。)40〜92重量%,(b)ガラス繊維
(以下、(b)成分という。)3〜40重量%および(c)平均
粒子径 0.5〜10μのタルクをメルトインデックスが3〜
100g/10分のポリエチレンで被覆した顆粒状タルク
(以下、(c)成分という。)5〜50重量%よりなる樹脂
組成物(以下、 (A)成分という。)100 重量部および
(B) 不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポ
リオレフィン(以下、(B) 成分という。) 0.1〜10重量
部を配合してなるポリオレフィン樹脂組成物を提供する
ものである。
ここで、(A) 成分は(a),(b),(c) 3成分からなるが(A)
成分であるポリプロピレン樹脂は本発明の樹脂組成物の
ベースとなるものであり、種々のポリプロピレン樹脂を
用いることができる。具体的にはプロピレンホモポリマ
ー,プロピレン−エチレンブロックコポリマー,プロピ
レン−エチレンランダムコポリマー,プロピレン−ブテ
ン−1ブロックコポリマー,プロピレン−ブテン−1ラ
ンダムコポリマーおよびこれらの混合物などが挙げられ
る。ポリプロピレン樹脂の物性に関して特に制限はない
が、メルトインデックス(MI)が3〜50g/10分のもの
が好ましい。
(a) 成分の配合量は(A) 成分全体の40〜92重量%であ
り、好ましくは50〜87重量%である。(a) 成分の配合量
が40重量%未満であると、流動性や成形性が悪くなり、
また、92重量%を超えると、改質効果が不十分となる。
次に、(b) 成分のガラス繊維としては繊維長1〜10mmの
チョップドストランドであって、無アルカリガラスが好
ましく用いられる。特にシラン系化合物を用いて表面処
理したものが好適である。ここでシラン系化合物として
はビニルエトキシシラン,ビニルトリクロロシラン,ビ
ニルトリス−(β−メトキシエトキシシラン),γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン,γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン,γ−メトクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン,N−β−(アミノエチル)−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン,N−ビス−(β
−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプロピル−トリエト
キシシランなどが挙げられ、特にアミノシラン系化合物
が最適である。表面処理は通常、上記シラン系化合物と
ガラス繊維を接触処理すれば良い。接触処理においては
触媒を使用しなくても良いが、好ましくは低級アルコー
ルと水の混合溶媒を用いて行なう。
(b) 成分の配合量は(A) 成分主体の3〜40重量%であ
り、好ましくは5〜30重量%である。(b) 成分の配合量
が3重量%未満であると、成形品に対するガラス繊維の
補強効果が小さく、また40重量%を超えると、成形時の
流動性や成形性に問題が生じ、好ましくない。
本発明は(c) 成分として平均粒子径0.5 〜10μのタルク
をメルトインデックス(MI)が3〜 100g/10分のポ
リエチレンで被覆した顆粒状タルクに使用することに特
色があり、このタルクの使用によってガラス繊維の破損
を防ぐような低剪断混練によっても樹脂組成物中にタル
クを均一に分散することができ、機械的強度の向上とそ
りの改善を図ることができるのである。(c) 成分に用い
られるタルクは平均粒子径0.5 〜10μ、好ましくは0.5
〜3μ、より好ましくは0.5 〜1.5 μのものである。平
均粒子径が10μを超えると、衝撃強度が低下し、外観不
良になると共に剛性の改良効果も不十分となる。
また、ここで用いるポリエチレンとしては、MIが3〜
100g/10分のものであれば特に制限はなく、高密度ポ
リエチレン,低密度ポリエチレン,直鎖状低密度ポリエ
チレンなどが使用できる。特にMI5〜50g/10分の高密
度ポリエチレン又は低密度ポリエチレンが好ましい。
顆粒状タルクを製造する方法は、まず所定量のタルクと
ポリエチレンおよび必要により後記するような分散剤,
カップリング剤などを加え、撹拌槽などで撹拌して流動
状態とする。さらに剪断、混合し、その際に発生する撹
拌熱により混合物は180 〜210 ℃程度の温度となるの
で、これによりポリエチレンを微細化、溶融させた後、
0〜15℃の冷却槽に移送して顆粒状タルクを得る。この
顆粒状タルクは平均粒子径が50μ〜3mmであり、5mm以
上の粗大粒子の割合は5重量%以下である。平均粒子径
が3mmを超えるものを使用すると、分散不良となり、ま
た50μ未満のものを用いると、混練時にポリマーとの分
級が生じるため好ましくない。
顆粒状タルクの組成については、用いるタルクの平均粒
子径によって異なるが、一般的には次のような割合とな
るように定めればよい。まず、タルクの平均粒子径が0.
5 μ以上3μ未満であるときは、タルク60〜85重量%、
好ましくは65〜80重量%、ポリエチレン40〜15重量%、
好ましくは35〜20重量%である。タルクの平均粒子径が
3μ以上10μ未満であるときは、タルク65〜90重量%、
好ましくは70〜85重量%、ポリエチレン35〜10重量%、
好ましくは30〜15重量%である。ポリエチレンの配合量
が上記範囲を超えると、顆粒状タルクは粗大な塊とな
り、また上記範囲に満たないと、造粒することができな
い。
前述の分散剤としては、たとえばアルカリ金属の脂肪酸
塩(ステアリン酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウ
ムなど)等があり、ポリエチレンとタルクの合計量100
重量部に対して0.1 〜5重量部程度添加すればよい。さ
らに、タルクの親和性を向上させるために用いるカップ
リング剤としては、前述したガラス繊維の表面処理に用
いるシラン系化合物がある。このカップリング剤はポリ
エチレンとタルクの合計量100 重量部に対して0.3 〜10
重量部添加すればよい。
(c) 成分の配合量は(A) 成分全体の5〜50重量%であ
り、8〜50重量%が好ましい。(c) 成分の配合量が5重
量%未満であると、成形品のそりの抑制効果および剛性
の改良効果が小さい。一方、50重量%を超えると、成形
品の衝撃強度の低下を招来するほか、成形時の流動特性
が悪くなり好ましくない。
(A) 成分は上記各成分を配合、混練することによって得
られる。
本発明の組成物は上記(A) 成分に(B) 成分を配合してな
るものであり、(A) 成分100 重量部あたり(B) 成分0.1
〜10重量部、好ましくは0.5 〜6重量部を配合すればよ
い。
ここで(B) 成分として用いる不飽和カルボン酸またはそ
の誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂とは不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体によって変性されたポリオレ
フィン樹脂あるいは該変性ポリオレフィン樹脂と未変性
ポリオレフィン樹脂との混合物を意味し、ポリオレフィ
ン樹脂としてはプロピレンホモポリマー,プロピレンと
エチレンなどの他の共重合成分とのブロックコポリマ
ー,ランダムコポリマーなどのポリプロピレン系樹脂が
好ましい。また、不飽和カルボン酸としてはアクリル
酸,メタアクリル酸,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ある。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,メタアクリル酸メチ
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,メタアクリル酸ナトリウムなどを挙げる
ことができる。これらの中ではアクリル酸,無水マレイ
ン酸などが好適である。
これらの不飽和カルボン酸またはその誘導体によってポ
リオレフィンを変性するには、その方法は特に制限され
ず、公知の種々の方法を用いて行なうことができる。例
えばポリオレフィンと無水マレイン酸等を溶媒の存在下
あるいは不存在下でラジカル開始剤を添加し、加熱する
ことにより行なう。反応に際しては、スチレンなどの他
のビニルモノマーあるいは液状ゴム,熱可塑性ゴムなど
のゴム類を共存させることもできる。本発明に用いる変
性ポリオレフィンとしては酸付加量が0.5 〜10重量%の
ものが好ましい。
前述したように、(B) 成分の配合量は(A) 成分100 重量
部あたり0.1 〜10重量部とすべきであり、(B) 成分の配
合量をこの範囲内とすることにより成形品の曲げ強度,
アイゾッド衝撃強度および熱変形温度を向上させること
ができる。
本発明の樹脂組成分は原則的には上記各成分からなる
が、必要により酸化防止剤,紫外線吸収剤,帯電防止剤
などを配合することができる。各成分を配合、混練する
ことによって目的とする樹脂組成分を得ることができ
る。配合や混練に際して特別な条件はなく、既知の手法
を適用すればよい。
本発明の樹脂組成物はいずれもタルクの分散が均一であ
り、しかも混練を一段の低剪断で行なうことが可能であ
る。そのため、ガラス繊維の破損が少なく、かつ各成分
は熱劣化を受けず、機械的強度、とりわけ曲げ弾性率な
どが改善されたものが得られる。特に、(c) 成分として
カップリング剤で処理した顆粒状タルクを用いた場合、
該タルクとポリプロピレン樹脂の結合が向上し、機械的
強度が一段とすぐれたものが得られる。
したがって、本発明の樹脂組成物は自動車,弱電分野の
部品の製造に有用であり、たとえばカーヒーター,カー
クーラーのケース;エアークリーナーのケース;冷蔵
庫,掃除機等の外枠などの製造に好適に用いられる。
次に、本発明を実施例により詳しく説明する。
製造例(顆粒状タルクの製造) 高密度ポリエチレン(M17g/10分)25重量部,平均粒
子径1.5 μのタルク75重量部およびγ−アミノプロピル
トリエトキシシラン1重量部を撹拌混合し、撹拌熱によ
り溶融させた後、常温の槽へ投入して平均粒子径500 μ
で5mm以上の粗大粒子が0.5 重量%である顆粒状タルク
を得た。
実施例1〜4 プロピレン−エチレンブロック共重合体(MI8g/10
分,エチレン含有量5.8 重量%),γ−アミノプロピル
トリエトキシシランでカップリング処理した長さ3mmの
ガラス繊維,上記製造例で製造した顆粒状タルクおよび
変性ポリオレフィンを各々第1表に示す所定量ずつ配合
してドライブレンド後、フルフライトスクリューを入れ
た40mmφベント付き押出機にて230 ℃の温度で混練し、
試験片を得た。この試験片の物性の測定結果を第1表に
示す。
比較例1 実施例4において、変性ポリオレフィンを用いなかった
こと以外は、実施例4と同様にして試験片を得た。この
試験片の物性の測定結果を第1表に示す。
比較例2 実施例1において、顆粒状タルクの代わりに市販のタル
ク(平均粒子径1.5 μ)を用いたこと,変性ポリオレフ
ィンを用いなかったことおよび各成分の配合量を第1表
に示す所定量としたこと以外は実施例1と同様にして試
験片を得たが、タルクの分散が不良であった。この試験
片についての測定結果を第1表に示す。
比較例3および4 プロピレン−エチレンブロック共重合体(実施例1に同
じ),ガラス繊維(実施例1に同じ)およびタルク(比
較例2に同じ)を第1表に示す所定量配合し、二軸混練
機を用い、230 ℃で高剪断にて混練し、試験片を得た。
そのため、ガラス繊維が破損し、試験片の曲げ強度,ア
イゾッド衝撃強度および熱変形温度が低下した。測定結
果を第1表に示す。
比較例5および6 プロピレン−エチレンブロック共重合体(実施例1に同
じ),ガラス繊維(実施例1に同じ)およびタルク(比
較例2に同じ)を第1表に示す所定量配合し、二段ダル
メージ付スクリューを入れた40mmφのベント付押出機を
用い、230 ℃で高剪断で混練し、試験片を得た。この場
合もガラス繊維が破損し、試験片の曲げ強度,アイゾッ
ド衝撃強度および熱変形温度が低下した。物性の測定結
果を第1表に示す。
比較例7 比較例2において、さらに変性ポリオレフィンを第1表
に示す所定量配合いたこと以外は、比較例2と同様にし
て試験片を得た。測定結果を第1表に示す。
比較例8 プロピレン−エチレンブロック共重合体(実施例1に同
じ)70重量%およびタルク(実施例2に同じ)20重量%
を配合し、230 ℃で高剪断で混練し、ついで得られた組
成物にガラス繊維(実施例1に同じ)10重量%および変
性ポリオレフィン0.1 重量部を加え、フルフライトスク
リューを入れた40mmφのベント付押出機で230 ℃で混練
し、試験片を得た。得られた試験片は2度の混練のた
め、熱劣化により黄変したものであった。測定結果を第
1表に示す。
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 LLY 7142−4J //(C08L 23/10 23:26 51:06) (C08K 13/06 7:14 9:04 3:34)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)(a)ポリプロピレン樹脂40〜92重量%,
    (b)ガラス繊維3〜40重量%および(c)平均粒子径 0.5〜
    10μのタルクをメルトインデックスが3〜 100g/10分
    のポリエチレンで被覆した顆粒状タルク5〜50重量%よ
    りなる樹脂組成物100 重量部および(B) 不飽和カルボン
    酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン 0.1〜
    10重量部を配合してなるポリオレフィン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】(A) 樹脂組成物中の(c)平均粒子径 0.5〜1
    0μのタルクをメルトインデックスが3〜 100g/10分
    のポリエチレンで被覆した顆粒状タルクの平均粒子径が
    50〜3000μである特許請求の範囲第1項記載の組成物。
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