JPH0670156B2 - ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ポリプロピレン樹脂組成物に関し、さらに
詳しく言うと、特定の配合割合でポリプロピレン樹脂と
繊維状強化剤とを配合し、および特定の配合割合でポリ
プロピレン樹脂と繊維状強化剤および核剤とを配合して
なると共に、剛性、衝撃強度等の機械的強度に優れ、外
観の良好な成形品に加工することのできるポリプロピレ
ン樹脂組成物に関する。

［従来技術およびその問題点］ 一般に、ポリプロピレンは優れた機械的特性、耐薬品
性、成形性、表面外観、ヒンジ特性、軽量性等の性質を
有し、工業材料分野で幅広く使用されている。

しかしながら、その用途が広まるにつれ、他の樹脂の代
替として、より高い特性ないし性質が近年要求されるに
至った。

たとえば、（１）洗濯機などの各種ハウジングには、高
いヒンジ特性を有しつつ、なお、高い流動性、大きな剛
性、高い光沢等の性質を有するポリプロピレン樹脂が要
求され、（２）バッテリーケース、掃除機等には、良好
な熱融着特性、良好な外観、高衝撃性、高剛性等の性質
を有するポリプロピレン樹脂が要求され、（３）自動車
の内装には、軽量性、良好な外観、耐傷付き白化性、高
い流動性、高い衝撃強度を維持しながら、高い剛性のポ
リプロピレン樹脂が要求されるに至ったのである。

これらの要求を満足す可く、種々の改良されたポリプロ
ピレン樹脂が提案されてはいるが、いずれにおいても、
その効果が未だ十分ではなく、ときには、特定の性質は
改良されてはいるがポリプロピレン樹脂としての他の特
性を大きく損なうなどの問題点がある。

［発明の目的］ この発明は前記事情に基いてなされたものである。

この発明者は、ポリプロピレン樹脂の特徴である高いヒ
ンジ特性、成形性、光沢性、表面外観、流動特性等を位
置しつつ、しかもより一層高い衝撃強度、より一層高い
剛性を有する樹脂の開発につき鋭意検討した。その後結
果、ポリプロピレン樹脂と微細な繊維状強化剤とを特定
の配合割合で配合し、あるいはポリプロピレン樹脂と微
細な繊維状強化剤と核剤とを特定の配合割合で配合して
なる繊維組成物は、前記問題点を解決し得ることを見出
してこの発明に到達した。

すなわち、この発明の目的は、従来のポリプロピレン樹
脂組成物よりも、より一層大きな衝撃強度、剛性、ヒン
ジ特性、流動性を有すると共に、より一層表面外観の優
れた成形品に加工することのできるポリプロピレン樹脂
組成物を提供することにある。

［前記問題点を解決するための手段］ 前記問題点を解決するためのこの発明の要旨は、ポリプ
ロピレン樹脂100重量部と、平均繊維径が0.1〜２μｍで
あると共に平均繊維長が20〜150μｍである繊維状強化
剤0.5〜５重量部とを有することを特徴とするポリプロ
ピレン樹脂組成物であり、また、ポリプロピレン樹脂10
0重量部と、平均繊維径が0.1〜２μｍであると共に平均
繊維長が20〜150μｍである繊維状強化剤0.5〜５重量部
と、核剤0.01〜３重量部とを有することを特徴とするポ
リプロピレン樹脂組成物である。

前記ポリプロピレン樹脂としては、たとえばポリプロピ
レンホモ重合体；エチレン−プロピレンブロック共重合
体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、他のモノ
マーたとえばジシクロペンタジエン等を含むエチレン−
プロピレン−ジエン共重合体等のようなエチレン−プロ
ピレン共重合体；ポリプロピレンホモ重合体と前記エチ
レン−プロピレン共重合体との混合物等が挙げられる。

また、製造法の観点よりすると、チーグラー・ナッタ触
媒を使用し、２段または３段以上の多段重合法により製
造することができる。

この多段重合法によるポリプロピレン樹脂の製造法をさ
らに説明すると、次のようである。

すなわち、チーグラー・ナッタ触媒の存在下に、たとえ
ば１段目のプロピレンモノマーの重合を行なってポリプ
ロピレンホモポリマーを得、その後、プロピレンモノマ
ーを除去し或いは除去せずに、２段目以降ではエチレン
の存在下またはエチレンとプロピレンとの共存下で重合
反応を行なうことによりポリプロピレン樹脂を製造する
ことができる。各段の反応における圧力は数気圧〜40気
圧、温度は室温〜80℃で良い。また、重合反応形式とし
ては、溶液重合、スラリー重合、気相重合またはこれら
の併用法等を採用することができる。

このような多段重合法により得られたポリプロピレン樹
脂は、モノマー単位としてエチレンが含まれているの
で、いまだ明確ではないが、樹脂中にポリエチレンが若
干含まれているか、あるいはエチレンとプロピレンとの
共重合体が若干含まれている可能性がある。

この発明では、ポリプロピレン樹脂としては、前記の多
段重合法により得たものが好ましい。この多段重合法で
得たポリプロピレン樹脂は、商業的には、たとえば「出
光ポリプロJ785H」、「出光ポリプロJ765H」、「出光ポ
リプロJ3050H」等として入手することができる。

前記繊維状強化剤としては、金属繊維を除く繊維状強化
剤であって、たとえば、酸化マグネシウム繊維、繊維状
マグネシウムオキシサルフェート、水酸化マグネシウム
繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラス繊維、ケイ酸カル
シウム繊維、炭素繊維、ロックウール、チッ化ケイ素ウ
ィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、アルミナシリカ系の
ガラス繊維であるセラミックファイバー、石膏繊維等が
挙げられる。前記各種の繊維状強化剤の中でも、チタン
酸カリウム繊維、石膏繊維、繊維状マグネシウムオキシ
サルフェート、酸化マグネシウム繊維、水酸化マグネシ
ウム繊維等が好ましい。

さらにこの発明で重要なことは、前記繊維状強化剤は、
その平均繊維径が0.1〜２μｍ、好ましくは0.2〜１μｍ
であり、かつ平均繊維径が20〜150μｍ、好ましくは30
〜100μｍであることである。

繊維状強化剤の平均繊維径が0.1μｍ未満であると、ポ
リプロピレン樹脂組成物のかさ比重が小さくなりすぎて
配合が困難になるなどの問題点を生じ、その平均繊維径
が２μｍを越えると成形品の表面外観が不良となるほ
か、ヒンジ特性、流動特性および衝撃強度の低下を生
じ、また、平均繊維径が２μｍを越え、平均繊維長が15
0μｍを越えると、ヒンジ特性が大幅に低下すると共
に、流動性、衝撃強度の低下を生じ、成形品の表面外観
が不良となり、平均繊維径0.1μｍ以上であっても平均
繊維長が150μｍを越えると、成形品の表面外観が良好
ではあるが、ヒンジ特性、流動特性、衝撃強度の低下を
生じ、剛性の向上も大きくない。

また、繊維状強化剤の代りに板状形態の強化剤を配合す
るとき、ヒンジ特性、流動特性、衝撃強度の低下が著し
く、成形品の表面荒れも激しくて、剛性の向上も大きく
なく、この発明の目的を到底達成することができない。

前記核剤としては、たとえば有機酸の金属塩、有機酸の
アミン塩、ソルビトール誘導体などが挙げられ、好まし
いのは有機酸の金属塩、ソルビトール誘導体である。

前記有機酸の金属塩としては、たとえば、安息香酸、ｐ
−（tert−ブチル）安息香酸、シクロヘキサンカルボン
酸、β−ナフトエ酸、シクロペンタンカルボン酸、コハ
ク酸、ジフェニル酢酸、グルタル酸、イソニコチン酸、
アジピン酸、セバシン酸、フタール酸、イソフタール
酸、ベンゼンスルホン酸、グルコール酸、カプロン酸、
イソカプロン酸、フェニル酢酸、桂皮酸などのナトリウ
ム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、マグネシウム塩
などが挙げられ、好ましいのはｐ−（tert−ブチル）安
息香酸のアルミニウム塩である。

前記有機酸のアミン塩としては、たとえば、安息香酸、
フタル酸、アジピン酸などから誘導されるアミンがあ
る。

前記ソルビトール誘導体としては、たとえば、1,3,2,4
−ジベンジリデンソルビトール、1,3,2,4−ジ（メトキ
シベンジリデン）ソルビトール、1,3,2,4−ジ（エトキ
シベンジリデン）ソルビトールなどが挙げられ、これら
の中でもジベンジリデンソルビトールが好ましい。

この発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、前記ポリ
プロピレン樹脂100重量部と、平均繊維径が0.1〜２μｍ
であると共に平均繊維長が20〜150μｍである繊維状強
化剤0.5〜５重量部とからなる。

繊維状強化剤の配合量が0.5重量部よりも少ないと、剛
性の改良効果がなく、５重量部を越えると、ポリプロピ
レン本来の軽量性が失われ、ヒンジ特性の低下、光沢の
低下、熱溶着性の低下等を生じる。

また、前記ポリプロピレン樹脂と前記繊維状強化剤とを
配合してなるポリプロピレン樹脂組成物の成形品よりも
剛性の大きな成形品を得ようとするときには、前記ポリ
プロピレン樹脂と前記繊維状強化剤と前記核剤とを実質
上配合してなるポリプロピレン樹脂組成物が有用であ
る。

核剤を配合したポリプロピレン樹脂組成物の場合、その
配合割合としては、ポリプロピレン樹脂100重量部に対
して、平均繊維径が0.1〜２μｍであると共に平均繊維
長が20〜150μｍである繊維状強化剤は0.5〜５重量部、
前記核剤は0.01〜３重量部、好ましくは0.03〜１重量部
である。

核剤の配合量が0.01重量部よりも少ないと、剛性向上の
効果が少なく、また核剤を３重量部を越えて配合しても
配合する量に比例する効果がない。

この発明のポリオレフィン樹脂組成物は、上記成分以外
に必要により各種の添加剤、たとえば滑剤、酸化防止
剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、離型剤、着色
剤等を添加することができるのであるが、特に滑剤を添
加配合すると、繊維状強化剤の分散性の向上を図って衝
撃強度、流動特性の改良を行なうことができる。

ここで、滑剤としては、たとえば流動パラフィン、天然
パラフィン、ワックス等の炭化水素系滑剤；ステアリン
酸、パルミチン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、ベヘニ
ン酸などの高級脂肪酸あるいはオキシ脂肪酸等の脂肪酸
系滑剤；ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ミ
リスチン酸、ベヘニン酸などの高級脂肪酸のメチル、エ
チル、プロピル、ブチルなどの低級アルキルエステルで
ある脂肪酸エステル系；脂肪族の高級あるいは低級アル
コール、ポリグリコール等のアルコール系滑剤；ステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム等の金属石ケ
ン；シリコンオイル、変性シリコン等のシリコン等が挙
げられる。これらの中でも特に高級脂肪酸の金属塩であ
る金属セッケン系、高級脂肪酸のアルキルエステル系が
好適であり、特に、ステアリン酸マグネシウム、ステア
リン酸ｎ−ブチルエステルが好ましい。

このような滑剤の配合量は、通常、ポリプロピレン樹脂
100重量部に対して、0.01〜0.5重量部である。

前記酸化防止剤としては、たとえば2,6−ジ−ｔ−ブチ
ル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、
2,6−ジ−ブチル−４−エチルフェノール、ステアリル
−β−（3,5−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニ
ル）プロピオネート、2,2−メチレンビス（４−メチル
−６−ｔ−ブチルフェノール）、2,2−メチレン−ビス
−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、4,4−
チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、
4,4−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチル
フェノール）、テトラキス［メチレン−３−（3,5−ジ
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネー
ト］メタン、1,1,3−トリス−（２−メチル−４−ヒド
ロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタンのようなフェ
ノール係化合物、フェニル−β−ナフチルアミン、N,N
−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンのようなアミン
系化合物、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、ト
リフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスフ
ァイト、ジフェニルイソデシルフォスファイトのような
リン系化合物、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミ
リスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプ
ロピオネートのような硫黄化合物等が挙げられる。

前記帯電防止剤としては、たとえばポリオキシエチレン
アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドの
ような非イオン系帯電防止剤、アルキルスルホネート、
アルキルベンゼンスルホネートのようなアニオン系帯電
防止剤、第４級アンモニウムクロライド、第４級アンモ
ニウムサルフェートのようなカチオン系帯電防止剤、ア
ルキルベタイン型、アルキルイミダゾリン型のような両
性帯電防止剤等が挙げられる。

前記紫外線吸収剤としては、たとえばフェニルサリシレ
ート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート等のサリチ
ル酸系紫外線吸収剤、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン等の
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、２−（２−ヒドロキシ
−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２
−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリア
ゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。

前記難燃剤としては、たとえばポリトリブロモスチレ
ン、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビス
フェノールＡのようなハロゲン系難燃剤、リン酸アンモ
ニウム、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフ
ェート、酸性リン酸エステル等のリン系難燃剤、酸化ス
ズ、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤が挙げられる。

前記離型剤としては、たとえば、カルナウバワックス、
パラフィンワックス、シリコーン油等が挙げられる。

前記着色剤のしては、プラスチックの着色に使用される
通常の着色剤を使用することができる。

この発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、前記ポリ
プロピレン樹脂、繊維状強化剤、要すれば核剤、さらに
要すれば各種の添加剤、特に滑剤を配合することにより
製造することができる。

配合の方法としては、特に制限は無く、たとえば全成分
を予備混合しておき、得られた予備混合物を混練する方
法、前記各成分を一度に混合ないし混練する方法、繊維
状強化剤と、要すれば核剤と、さらに要すれば滑剤と、
少量のポリプロピレン樹脂とでマスターバッチ混合物を
作っておき、このマスターバッチ混合物をポリプロピレ
ン樹脂希釈するように混合ないし混練するマスターバッ
チ法等が挙げられ、これらいずれの方法でも適宜に採用
することができる。

前記混合は、たとえば、リボンブレンダー、タンブルミ
キサー、ヘンシェルミキサー等により、前記混練は、オ
ープンロール、バンバリミキサー、単軸スクリュー押出
機、２軸スクリュー押出機、単軸往復動スクリュー混練
機等により行なうことができる。

このようにして得られるポリプロピレン樹脂組成物は、
射出成形、金型成形、押出成形等の各種の成形法により
種々の成形品に成形される。

この発明のポリプロピレン樹脂組成物は得られる成形品
の表面光沢が極めて優れたものである。さらに剛性、衝
撃強度、流動性特性等が向上したものであり、成形品の
薄肉化、軽量化が可能となる。

したがって、この発明のポリプロピレン樹脂組成物は家
電製品、OA機器、自動車材料等の素材として極めて有用
である。

［発明の効果］ この発明によると、ポリプロピレン樹脂と特定の繊維状
強化剤とを特定の配合割合で配合しているので、ポリプ
ロピレン樹脂に比較して、 （１）ポリプロピレン樹脂が有する軽量性を保持しつ
つ、 （２）流動性が向上し、 （３）より一層高い剛性および衝撃強度を有すると共
に、ポリプロピレン樹脂が有する優れたヒンジ特性およ
び表面外観を保持した成形品とすることができる。

さらに、ポリプロピレン樹脂と特定の繊維状強化剤と核
剤とを特定の割合で配合することにより、ポリプロピレ
ン樹脂と特定の繊維状強化剤とを特定の割合で配合して
なる前記ポリプロピレン樹脂組成物に比較して、 （１）より一層剛性の改善された成形品とすることので
きる、 ポリプロピレン樹脂組成物を提供することができる。

［実施例］ 次にこの発明について実施例と比較例とを示してこの発
明をさらに具体的に説明する。

（実施例１〜８、比較例１〜５） 第１表に示す種類のう各成分を、第１表に示す配合量
で、Ｖ型ブレンダーでよく混合した後、一軸押出機によ
り200℃で溶融混合してペレットを得、このペレットを
射出成形して試験片を作成した。

前記試験片を用いて次の物性測定をした。

結果を第１表に示す。

｛ヒンジ特性｝ 第１図および第２図に示す試験片１を作成し、耐折疲労
試験機でこの試験片１のクビレ部分２の屈曲を行ない
（折り曲げ角度270゜、折り曲げ速度150回／分）、この
クビレ部分２が切断する回数で評価した。

｛表面外観｝ 試験片として140mm×140mm×3mmの格子付き角板を射出
成形により作成し、この試験片を目視により判定した。

｛流動特性｝ スパイラルフロー長さで判定した。すなわち、アルキメ
デス型スパイラルフロー金型を使用し、射出温度230
℃、金型温度50℃、射出圧力800kg/cm²、射出時間８秒
の条件で射出したときのスパイラルの長さを測定したの
である。

｛落錐衝撃強度｝ JIS Ｋ 7211に準拠した。受皿は50φ、撃芯は1/4イン
チＲ、荷重は2kgである。

｛アイゾット衝撃強度｝ ASTM Ｄ 256に準拠して測定した。

｛剛性｝ 曲げ弾性率で評価した。ASTM Ｄ 790に準拠した。

（参考例１〜３） 第１表に示す種類のポリプロピレン樹脂を用いて前記実
施例と同様の試験片を作成して、その各種の物性を測定
した。

結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、ポリプロピレン樹脂そのも
のに比較して、 （１）この発明に係るポリプロピレン樹脂組成物に関し
ては、試験片のヒンジ特性、スパイラルフロー長さに優
れ、また表面外観が良好であり、 （２）落錐衝撃強度、アイゾット衝撃強度が向上し、 （３）剛性の改良効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験片を示す平面図および第２図は前記試験片
を示す正面図である。 １……試験片、２……クビレ部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−168618（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−32838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−161453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−134134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−130647（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリプロピレン樹脂100重量部と、平均繊
   維径が0.1〜２μｍであると共に平均繊維長が20〜150μ
   ｍである繊維状強化剤（ただし、金属繊維を除く）0.5
   〜５重量部とを実質上有することを特徴とするポリプロ
   ピレン樹脂組成物。
2. 【請求項２】ポリプロピレン樹脂100重量部と、平均繊
   維径が0.1〜２μｍであると共に平均繊維長が20〜150μ
   ｍである繊維状強化剤（ただし、金属繊維を除く）0.5
   〜５重量部と、核剤0.01〜３重量部とを実質上有するこ
   とを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。