JPH08151485A

JPH08151485A - ポリプロピレン系樹脂組成物

Info

Publication number: JPH08151485A
Application number: JP29472094A
Authority: JP
Inventors: Hisao Ikeda; 尚夫池田; Seiichi Enomoto; 聖一榎本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】少ないガラス繊維配合量で、剛性及び耐熱寸
法安定性に優れたポリプロピレン系樹脂組成物を得る。【構成】ポリプロピレン樹脂に、ガラス短繊維５〜１
５重量％と植物繊維系微粉体のビール粉４０〜２０重量
％、あるいはガラス短繊維５〜１５重量％と微粉体に対
して５〜１０重量％のガラス繊維を含有した発泡ポリウ
レタン硬化物の微粉体４０〜２０重量％とを含有させた
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリプロピレン系樹脂
組成物に関するものであり、特に剛性及び耐熱寸法安定
性に優れたポリプロピレン系樹脂組成物に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン樹脂に強化物質を配合し
て、剛性、機械的強度、耐熱性、成形収縮率、寸法安定
性などの各種の性質を改良する技術は、従来より良く知
られている。このような目的で用いられる強化物質とし
て、タルク、マイカなどの小片板状あるいはフレーク
状、あるいはガラス繊維、アスベストなどのような繊維
状物質が知られている。これらの板状物質や繊維状物質
は、２次元的または１次元的に高い補強効果を示すた
め、ポリプロピレン用の補強用材料として広く用いられ
ている。中でも、ガラス繊維等の繊維状物質が比較的多
く用いられており、通常５〜５０重量％程度の配合で、
機械的物性、耐熱剛性、耐熱寸法安定性等の効果が得ら
れている（特開昭６３−８１１４７号公報）。

【０００３】このようなガラス繊維等の繊維状物質は、
通常２０〜３０重量％程度含有させることによりバラン
スのとれた物性が得られることが知られており、それ以
上の量充填しても大きな効果が得られず、物性のバラン
スが崩れ、成形性が悪くなり、外観不良になり易い。

【０００４】ガラス繊維を充填した場合の問題点として
は、ガラス繊維の配向性やガラス繊維と樹脂の収縮差に
起因して発生する成形品の反り変形等があり、このよう
な問題により幅広い用途への応用が制限されていた。こ
のような問題を解決するため、特開平５−１１８４号公
報では、ポリプロピレン樹脂にガラス短繊維とともに、
籾殻を充填する方法が提案されている。また、ガラス繊
維とともに、タルク、マイカ等の鱗片状の無機物質を充
填する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】成形品の反り変形等
は、上述のような籾殻や、タルクまたはマイカ等の鱗片
状充填剤の配合により改善されるが、剛性、特に曲げ強
度に関し、使用用途によっては不十分な場合があった。
また剛性を高めるため、多量にガラス繊維を配合する
と、上述のように成形性が悪くなり外観不良になるとと
にも、ガラス繊維が高価なものであることからコストア
ップを生じるという問題も生じた。

【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、少ないガラス繊維配合量で、剛性、特に曲げ
強度を向上させることができ、かつ線膨張係数が低く、
耐熱寸法安定性に優れたポリプロピレン系樹脂組成物を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
ポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂
にガラス短繊維５〜１５重量％と、植物繊維系微粉体の
ビール粉４０〜２０重量％とを含有させたとを特徴とし
ている。

【０００８】請求項２に記載の発明のポリプロピレン系
樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂にガラス短繊維５
〜１５重量％と、微粉体全体に対して５〜１０重量％の
ガラス繊維を含有した発泡ポリウレタン硬化物の微粉体
４０〜２０重量％とを含有させたことを特徴としてい
る。

【０００９】以下、上記各発明において用いられる構成
成分について説明する。なお、請求項１に記載の発明及
び請求項２に記載の発明に対し共通の構成成分について
は、本発明の構成成分として説明する。

【００１０】本発明に用いられるポリプロピレンは、一
般的な成形材料等の用途に用いられる結晶性ポリプロピ
レンであり、特に制限されるものではない。従って、例
えば結晶性ポリプロピレン単独重合体の他に、プロピレ
ンと他のα−オレフィンとの結晶性の共重合体（特に結
晶性のプロピレン・エチレンブロック共重合体もしくは
ランダム共重合体）などの任意の結晶性のプロピレン系
共重合体を用いることができる。

【００１１】これらのうちで最も好ましいものは、剛性
と耐衝撃性とのバランス等の実用性能において優れてい
る結晶性プロピレン・エチレンブロック共重合体であ
る。このような結晶性プロピレン・エチレンブロック共
重合体では、エチレン成分含有量が３〜２０重量％で、
メルトフローインデックスが１〜１５ｇ／１０分の範囲
のものが好ましい。さらに好ましくは、密度０．８９〜
０．９１の粉体のポリプロピレン系樹脂である。

【００１２】本発明において用いるガラス短繊維として
は、チョップドストランドで一般に直径１０〜１５μｍ
のガラス単繊維をシラン系カップリング剤で処理した
後、６００〜２０００本好ましくは１０００本程度集束
したストランドを均一に引き揃えて束にしたものを３〜
５０ｍｍに切断したものが好ましい。平均繊維長として
は、３〜６ｍｍのものが好ましい。

【００１３】また、本発明で用いられるガラス短繊維
は、上述のようにシラン系カップリング剤で処理されて
いることが好ましく、シランカップリング剤としては、
アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、メタク
リロイルオキシシランなどのシランカップリング剤が好
ましい。

【００１４】請求項１に記載において用いられるビール
粉は、植物系繊維の一種であり、ビール粕を乾燥・粉砕
したものである。ビール粕は、ビールの原料である大麦
の穀皮であり、蛋白質含有のセルロース系繊維とも言う
ことができ、主に配合飼料用に用いられてきたものであ
る。

【００１５】ビール粉としては、１００〜２００メッシ
ュパスの微粉体が好ましい。２００メッシュパスより大
きなメッシュパスの場合には、粒径が小さくなりすぎ、
十分な曲げ強度等を得ることや、線膨張率の低減の効果
が得られない場合がある。また１００メッシュパスより
小さなメッシュパスの場合には、粒径が大きくなり、表
面性や成形性などが悪くなる傾向にある。従って、１０
０メッシュ〜２００メッシュパスの微粉体を用いること
が好ましい。

【００１６】請求項１に記載の発明においてビール粉の
添加量は、４０〜２０重量％である、添加量が２０重量
％未満となると、線膨張率の低減の効果が少なくなる。
また添加量が４０重量％を超えると線膨張率の低減の効
果が添加量増加に比してあまり得られなくなるととも
に、例えば衝撃強度等の他の物性に対し悪影響を生じる
可能性がある。

【００１７】ビール粉は、ビール粕が通常多量の水分を
含んでいるため乾燥させた後に用いることが好ましい。
通常、好ましくは、１２０℃×５〜８時間オーブン内で
乾燥させた後に用いる。

【００１８】ビール粕は、公知の粉砕機で粉砕すること
ができ、例えばターボミル等の粉砕機で粉砕することが
できる。ビール粉（ビール粕）の乾燥は、粉砕の前工程
あるいは後工程のどちらで行ってもよい。

【００１９】請求項２に記載の発明において用いる発泡
ポリウレタン硬化物の微粉体には、微粉体全体に対して
５〜１０重量％のガラス繊維が含有される。ここで用い
られるガラス繊維は特に限定されるものではないが、マ
ット状繊維やガラスロービングがより好ましく用いられ
る。

【００２０】ガラス繊維の含有率は、ポリウレタン樹脂
に対して５〜１０重量％である。ガラス繊維含有率がこ
れより少なくなると繊維による補強効果が十分でなく、
ガラス繊維含有率がこれより多くなるとポリウレタン樹
脂との接触面積が少なくなり、ポリプロピレン系樹脂組
成物の強度が低下する傾向にある。

【００２１】ポリウレタンは、ポリエーテル、ポリエス
テル等のポリオール類とジイソシアネートに代表される
ポリイソシアネート類とを反応して得られ、主鎖が多数
のウレタン結合によって結ばれている。

【００２２】上記原料を用い、例えば水またはフロン等
の発泡剤により発泡させ硬化させたものが発泡ポリウレ
タン硬化物となる。発泡の倍率は３〜１０倍程度発泡さ
せたものが好ましい。発泡の倍率がこれより大きくなる
と、繊維の接触面積が小さくなり、強度低下を生じるお
それがある。また発泡倍率がこれより少ないと発泡によ
り形成される気泡内にポリプロピレン系樹脂が浸透せ
ず、物理的な密着が低くなり、物性の低下を生じるおそ
れがある。

【００２３】ガラス繊維を含有した発泡ポリウレタン硬
化物微粉体は、例えばＳ−ＲＩＭ（Structure Reaction
Injection Molding）成形法により成形することができ
る。このＳ−ＲＩＭ成形法によれば、マット状繊維を金
型内に配置し、金型内にポリウレタンの原料液となる２
種類の液を射出注入し、金型内で発泡硬化させる。ま
た、ガラスロービングにポリウレタンの原料液の２液を
混合したポリウレタン樹脂を含浸させ、金型内に引き込
み発泡硬化させ連続長尺体を製造する方法により作製し
てもよい。以上のようにして得られたガラス繊維含有発
泡ポリウレタン樹脂の成形体を、粉砕機もしくは切削機
で粉砕することにより微粉体とする。

【００２４】発泡ポリウレタン硬化物微粉体の粒子径
は、５〜５００μｍであることが好ましい。粒子径が小
さすぎると、含有しているガラス繊維の長さが短くな
り、十分な曲げ強度等や、線膨張率低減の効果が得られ
ない傾向にある。また粒子径が大きすぎると、表面性や
成形性が悪くなる傾向にある。

【００２５】請求項２に記載の発明では、発泡ポリウレ
タン硬化物の微粉体を、４０〜２０重量％添加する。添
加量が２０重量％未満では、線膨張率の低減の効果が十
分でなく、添加量が４０重量％を超えると線膨張率の低
減の効果があまり得られなくなり、例えば衝撃強度など
他の物性に対し悪影響を生じる可能性がある。

【００２６】また、本発明においては、不飽和有機酸ま
たはその誘導体で変性した重合体をポリプロピレン系樹
脂に配合してもよい。このようなオレフィン重合体とし
ては、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸等の不飽和有機酸、その無水物、エステル、アミ
ン、アミド、金属塩等をエチレン、プロピレン、ブテン
−１、ヘプテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテ
ン−１、オクテン−１等のα−オレフィンと共重合また
はポリ−αオレフィン（ポリオレフィン）とグラスト共
重合としたものが挙げられる。中でも、グラフト変性ポ
リオレフィンあるいはエチレン−不飽和有機酸共重合体
が好ましく、特に無水マレイン酸、アクリル酸をグラフ
ト変性したポリオレフィン、エチレン−アクリル酸共重
合体が好ましい。このようなオレフィン重合体の含有率
は、０．５〜１０重量％が好ましい。

【００２７】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物にお
いては、その他の任意成分を配合することができる。例
えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、腐食防止剤、顔料、
染料、安定剤、滑剤、帯電防止剤、離型剤、発泡剤、核
剤、難燃剤、可塑剤、他のフィラー、他の熱可塑性樹
脂、ゴム、などを、本発明の効果を阻害しない範囲で添
加することができる。

【００２８】本発明における配合成分の混合は、特に制
限されるものではなく、公知の混合方法及び混合装置を
採用して行うことができる。例えば、各成分をタンブラ
ー、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサーなどの低速
混合機でドライブレンドすることにより混合することが
できる。また、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物
は、以上のような方法で混合された混合物を、例えば、
押出機、ロールミル、シートカッターなどで混練し、加
熱プレス、射出成形、押出成形等により成形することが
できる。また、各配合成分を直接成形機に供給して成形
体とすることもできる。

【００２９】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物によ
り得られる成形品は、例えば、自動車部品、家電部品等
に用いることができる。

【００３０】

【作用】請求項１に記載の発明では、ガラス短繊維５〜
１５重量％とビール粉４０〜２０重量％とを含有させる
ことにより、少ないガラス繊維配合量で、剛性、特に曲
げ強度に優れ、かつ耐熱寸法安定性に優れたポリプロピ
レン系樹脂組成物とすることができる。

【００３１】請求項２に記載の発明では、ガラス短繊維
５〜１５重量％と、所定量のガラス繊維を含有した発泡
ポリウレタン硬化物微粉体４０〜２０重量％とを含有す
ることにより、少ないガラス繊維配合量で、剛性、特に
曲げ強度に優れ、かつ耐熱寸法安定成形品に優れたポリ
プロピレン系樹脂組成物とすることができる。

【００３２】

【実施例】実施例１〜４及び比較例１〜３表１に示す割合で、ポリプロピレン樹脂（エチレン−プ
ロピレンコポリマー、商品グレード名「ＭＳ６３０」、
２３０℃におけるＭＩ＝３．５、徳山曹達社製）に、ガ
ラス短繊維（チョップドストランド、Ｅファイバー、繊
維径１３μｍ、繊維長３ｍｍ、日本電気ガラス社製）及
びビール粉（ビール原料である大麦の穀皮を１２０℃で
６時間乾燥後、ターボミルにより粉砕した）１００メッ
シュパス、２００メッシュパスのそれぞれをタンブラー
で混合した。この混合物を、１９０℃に昇温したロール
ミルで混練し、その後直ちに１９０℃に昇温したプレス
機で、１６０×１６０×３ｍｍのプレスシートを作製し
た。得られたシートの厚さは３．２ｍｍであった。得ら
れたシートから試験片を作製し、曲げ強度、曲げ弾性
率、線膨張係数、及び熱変形温度を以下の方法により測
定した。

【００３３】・曲げ強度及び曲げ弾性率：ＪＩＳＫ−
７２０３に準拠して測定した。・線膨張係数：試験温度範囲０〜８０℃において、ＪＩ
ＳＫ−７１９７に準拠して測定した。・熱変形温度：荷重１８．６ｋｇ／ｃｍ²でＪＩＳＫ
−７２０７に準拠して測定した。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から明らかなように、請求項１に記載
の発明に従いビール粉を含有させた実施例１〜実施例４
の樹脂組成物は、いずれも曲げ強度及び曲げ弾性率が大
きく、優れた剛性を示すことがわかる。また小さな線膨
張係数及び高い熱変形温度を示しており、優れた耐熱寸
法安定性を示すことがわかる。特に、実施例３及び比較
例２を比較すると、実施例３は比較例２と同程度もしく
はそれ以上の物性を示しているが、ガラス繊維配合量は
少なく、より安価に製造できることがわかる。従って、
請求項１に記載の発明に従えば、ガラス繊維配合量を少
なくし、より安価に製造することができる。

【００３６】実施例５〜８及び比較例４〜６上記実施例１〜４と同じポリプロピレン樹脂及びガラス
短繊維を用い、表２に示す配合割合で各成分をタンブラ
ーで混合し、実施例１〜４と同様にして得られた混合物
を混練し、プレス成形してシートを作製し、得られたシ
ートから試験片を作製した。

【００３７】発泡ポリウレタン硬化物微粉体としては、
ガラスロービングにポリオールとポリイソシアネートの
２液を混合した樹脂液を含浸させ、金型内に引き込み、
水を発泡材として加熱発泡硬化させ、ガラス繊維を１０
重量％含有し、発泡倍率４倍に発泡した長尺体を得、こ
れを粉砕機により粉砕し、粒径５０μｍと３００μｍの
硬化物微粉体としたものを用いた。

【００３８】実施例１〜４と同様にしてその物性を評価
し、表２に併せて示した。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２から明らかなように、請求項２に記載
の発明に従う実施例５〜８は、いずれも曲げ弾性率が高
く、かつ線膨張係数が小さく、高い熱変形温度を示して
いる。従って、優れた剛性を示すとともに、優れた耐熱
寸法安定性を示していることがわかる。実施例８及び比
較例６を比較すると、実施例８はガラス繊維含有量が比
較例６より少ないにもかかわらず、ほぼ同程度の曲げ弾
性率を示している。従って、請求項２に記載の発明によ
れば、少ないガラス繊維配合量で優れた剛性及び耐熱寸
法安定性を有するポリプロピレン系樹脂組成物をより安
価に製造できることがわかる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、所定量のガ
ラス短繊維と所定量のビール粉を含有させることによ
り、少ないガラス繊維配合量で、優れた剛性及び耐熱寸
法安定性を有するポリプロピレン系樹脂組成物とするこ
とができる。

【００４２】請求項２に記載の発明に従えば、所定量の
ガラス短繊維と、所定量の、ガラス繊維含有発泡ポリウ
レタン硬化物微粉体を含有することにより、少ないガラ
ス繊維配合量で、優れた剛性及び耐熱寸法安定性を有す
るポリプロピレン系樹脂組成物とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 75:04）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン系樹脂にガラス短繊維５
〜１５重量％と、植物繊維系微粉体のビール粉４０〜２
０重量％とを含有させたことを特徴とするポリプロピレ
ン系樹脂組成物。
【請求項２】ポリプロピレン系樹脂にガラス短繊維５
〜１５重量％と、微粉体全体に対して５〜１０重量％の
ガラス繊維を含有した発泡ポリウレタン硬化物の微粉体
４０〜２０重量％とを含有させたことを特徴とするポリ
プロピレン系樹脂組成物。