JPH0841257A - ポリプロピレン樹脂組成物とその製造方法 - Google Patents

ポリプロピレン樹脂組成物とその製造方法

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JPH0841257A
JPH0841257A JP18221694A JP18221694A JPH0841257A JP H0841257 A JPH0841257 A JP H0841257A JP 18221694 A JP18221694 A JP 18221694A JP 18221694 A JP18221694 A JP 18221694A JP H0841257 A JPH0841257 A JP H0841257A
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polypropylene resin
weight
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average fiber
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Masatoshi Kumagai
誠敏 熊谷
Yukio Yokote
幸夫 横手
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 実用強度のバランスが優れたポリプロピレン
組成物の提供。 【構成】 ポリプロピレン系樹脂(A)100重量部、
平均繊維径が0.1〜1.0μm、平均繊維長が1〜3
0μmである繊維状マグネシウムオキシサルフェ−ト
(B)3〜40重量部および成分(B)以外の無機質充
填材(C)3〜40重量部含むことを特徴とするポリプ
ロピレン樹脂組成物。 【効果】 このポリプロピレン樹脂組成物は、特に剛性
と実用衝撃のバランスが良好で、自動車内装部品、特に
インストルメントパネルの用途に利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリプロピレン樹脂組
成物に関する。さらに詳しくは、特に剛性と実用衝撃
(デュポン衝撃強度、高速面衝撃特性、ボス割れ、以下
これら3項目を総称して、実用衝撃と称する)のバラン
スが良好で、機械的特性、耐熱性も良く、傷つき性に優
れたポリプロピレン樹脂組成物に関する。本発明の組成
物は、特に自動車用部品に利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】無機質充填材で強化したポリプロピレン
樹脂組成物は、例えば自動車、弱電等の工業材料分野を
中心に重要な素材として幅広く使用されている。ポリプ
ロピレン樹脂に無機質充填材を配合すると、ポリプロピ
レン樹脂組成物の機械的物性等を改善することが期待で
きるからである。しかしながら、例えば剛性を改善する
ために、ポリプロピレン樹脂に配合する無機質充填材の
配合量を増加させると、剛性の改善は図ることができる
が、実用衝撃が低下するという傾向がある。
【0003】また、自動車関係および弱電関係のいずれ
の分野においても、要求される剛性、実用衝撃を維持し
ながら、成形時の加熱によっても表面外観が損なわれず
に美麗であり、ソリ・ヒネリ等の変形のない素材が要求
されている。しかしながら、例えば、ガラス繊維のよう
な繊維状充填材で強化したポリプロピレン樹脂組成物
は、剛性の大幅な改良が見られるものの、実用衝撃の低
下を招いたり、成形品の表面の悪化、ソリ、ヒネリ等の
変形等を生じる欠点がある。また、タルク等の非繊維系
充填材で強化したポリプロピレン樹脂組成物は、実用衝
撃、耐熱剛性等の向上が小さい等の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の無機質充填材を配合してなるポリプロピレン樹脂組成
物に比べて、無機質充填材の配合量が同じであるならば
剛性や実用衝撃、が優れており、実用衝撃が同等である
ならば剛性が大きく、剛性が同等であるならば実用衝撃
が大きいポリプロピレン樹脂組成物の製造方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は前記の様な性能を有
し、しかも成形品の表面外観が美麗であり、例えば、自
動車、電気等の分野に好適な素材としてのポリプロピレ
ン樹脂組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成する為に鋭意研究したところ、特定の平均繊維径、
及びアスペクト比を有する繊維状マグネシウムオキシサ
ルフェ−トを特定の割合でポリプロピレン樹脂に配合し
てなる組成物によって上記目的を達成することができる
ことを見出し、この発明に到達した。
【0006】即ち、本発明は、ポリプロピレン系樹脂
(A)100重量部、平均繊維径が0.1〜1.0μ
m、平均繊維長が1〜30μmである繊維状マグネシウ
ムオキシサルフェ−ト(B)3〜40重量部および成分
(B)以外の無機質充填材(C)3〜40重量部含むこ
とを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物、およびメル
トフロ−インデックス(230℃、2.16kg荷重)
が2〜35g/10分のポリプロピレン樹脂(A’)1
00重量部、平均繊維径が0.1〜2.0μm、平均繊
維長が1〜50μmである繊維状マグネシウムオキシサ
ルフェ−ト(B’)3〜40重量部および成分(B’)
以外の無機質充填材(C)3〜40重量部を溶融混練す
ることを特徴とする上述のポリプロピレン樹脂組成物の
製造方法である。以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂
(A’)としては、メルトフロ−インデックス(230
℃、2.16kg荷重、以下MIと訳す)が2〜35g
/10分、好ましくは、6〜25g/10分のものが好
ましい。MIが2g/10分未満であると、流動性が低
くて配合に困難を生じることがあり、またMIが35g
/10分を越えると製品として得られる成形品としての
十分な実用衝撃が得られず、剛性の低下も生じることが
ある。ポリプロピレン樹脂の種類としては、プロピレン
単独重合体、プロピレンとα−オレフィンとの共重合
体、例えばプロピレン−エチレンブロック共重合体、プ
ロピレン−エチレンランダム共重合体、さらに本発明の
目的から外れない限り、三元共重合体、不飽和有機酸ま
たはその誘導体を添加してグラフト法により変性した結
晶性エチレン−プロピレンブロック共重合等を使用する
ことができる。好ましくは、プロピレン−エチレンブロ
ック共重合体で、剛性と実用衝撃のバランスが優れる。
【0008】ポリプロピレン系樹脂がプロピレン単独重
合体の場合はプロピレン単独重合体100重量部に対
し、密度0.92g/cm3以上のポリエチレン樹脂1
〜2 0重量部、好ましくは3〜10重量部をさらに配
合することが好ましい。ポリエチレン樹脂が20重量部
を越えると、この製品の成形品としての剛性が低下す
る。ポリエチレン樹脂は、そのMI(メルトフロ−イン
デックス、190℃、2.16Kg荷重)が0.1〜1
5g/10分、特に0.3〜2.0g/10分のものが
好ましく、また、その密度が、0.92〜0.965g
/cm3であるのが 好ましい。ポリエチレン樹脂のMI
が0.1g/10分未満であると、流動性が低くて配合
に困難を生じることがあり、またMIが15g/10分
を越えるとインストルメントパネルの成形品としての十
分な実用衝撃が得られず、剛性の低下も生じることがあ
る。また、ポリエチレン樹脂の密度が0.92g/cm
3未満 であると、製品の成形品としての十分な剛性が得
られず、また密度が0.965g/cm3を越えると実
用衝撃が低下することがある。
【0009】プロピレン−エチレンブロック共重合体の
共重合部やポリエチレン樹脂の重要な役割は実用衝撃の
向上および光沢の低減である。本発明を自動車内装材、
特にインストルメントパネルの場合、外観が重要視され
る。外観とは、フロ−マ−ク、ウエルド等が一般的であ
るが、ここでは全体の見た目、すなわち高級感が要求さ
れる。具体的に高級感とは、しっとり感、しなやか感、
ソフト感等であり、特に低光沢であることが全体の見た
目に重みが増し、高級感がある。
【0010】本発明で配合される成分(B’)は、混練
により樹脂中に分散され(B)となる。繊維状マグネシ
ウムオキシサルフェ−トの粒状凝集体(B’)は、凝集
体を構成する繊維の平均繊維径が0.1〜2.0μm、
平均繊維長が1〜50μmであることが重要である。前
記平均繊維径が0.1μmよりも小さくなると、嵩比重
が小さくなりすぎて他の成分との配合が困難となり、た
とえ配合できたとしてもこの繊維状マグネシウムオキシ
サルフェ−トの分散が悪くなるとともに、連続式の溶融
混練機等に供給する場合、材料供給口でブリッチ(閉
塞)が発生する。前記平均繊維径が2.0μmをこえる
とともに、前記平均繊維長が50μmをこえる場合、こ
の製品の成形品としての表面外観が不良となる。また、
前記平均繊維径2.0μmをこえるとともに、平均繊維
長が1μm未満である場合、この製品の成形品としての
剛性が向上しない。
【0011】成分(B’)の形態は繊維状マグネシウム
オキシサルフェ−トが粒状に凝集した形態であることが
重要である。凝集体はその長さが約1〜10mm、好ま
しくは約3〜5mm、径が約1〜4mm、好ましくは約
2mmの形態である。従来の繊維状マグネシウムオキシ
サルフェ−トは、粉状であり、溶融混練後の繊維の分散
が良く、成形品としての実用衝撃は優れるが、混錬によ
り繊維が折れてアスペクト比が小さくなり、剛性が不足
する。また、生産性にも大きく影響し、見かけの嵩比重
が小さいために、材料供給口でブリッチ(閉塞)が発生
し、押出量が不足し、商業的に成立しない。本発明にお
いては、粒状の凝集体を使用することにより、見かけの
嵩比重を向上させ、押出量を上げ、生産性を向上させる
ことができる。
【0012】繊維状マグネシウムオキシサルフェ−ト粒
状凝集体は、例えば以下のようにして製造される。水酸
化マグネシウムおよび硫酸マグネシウムをスラリ−状で
水に分散させた後、圧力容器中100〜200℃で水熱
反応を行い、反応後水洗、約100メッシュの金網で濾
過し、脱水する。この脱水ケ−キを造粒機で押出し、乾
燥させて、造粒形態の繊維状マグネシウムオキシサルフ
ェ−トを製造する。
【0013】繊維状マグネシウムオキシサルフェ−ト粒
状凝集体の配合量は3〜40重量部である。3重量部未
満であると、この製品の成形品としての剛性が向上せ
ず、また40重量部をこえると、ポリプロピレン樹脂組
成物としての製造が困難となり、たとえ製造できたとし
てもこの製品の成形品としての実用衝撃が低下する。
【0014】本発明における成分(B’)以外の無機充
填材(C)は、一般に成形材料等の用途に使用されるも
のであれば良く、特に制限はない。したがって、金属
粉、カ−ボンブラック、グラファイト、炭酸カルシウ
ム、炭素繊維、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化
鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化アンチ
モン、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライ
ト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バ
リウム、タルク、クレ−、マイカ、ケイ酸カルシウム、
チタン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、窒化アル
ミニウム、炭化珪素等が挙げられ、特に炭酸カルシウ
ム、タルクが剛性と実用衝撃・外観のバランスから好ま
しい。
【0015】無機充填材(C)の配合量は3〜40重量
部である。3重量部未満であると、この製品の成形品と
しての実用衝撃が向上しないばかりか成形品としてのソ
リ、ヒネリを抑制する効果がでない。また、40重量部
をこえると、成形品の実用衝撃が低下するとともにポリ
プロピレン樹脂組成物の比重が大きくなって取扱いや成
形に不利となる。繊維状マグネシウムオキシサルフェ−
ト(B’)の粒状凝集体と前記無機充填材(C)の配合
重量比(B’)/(C)は1/3から3/1であること
が好ましく、この範囲外では成形品にソリ、ヒネレ等の
変形が生じ、外観が低下し、剛性と実用衝撃のバランス
も低下することがある。
【0016】本発明においては、繊維状マグネシウムオ
キシサルフェ−トの粒状凝集体(B’)または成分
(B)以外の無機充填材(C)の分散剤として、ポリプ
ロピレン系樹脂(A)100重量部に対して0.1〜
3.0重量部、好ましくは、0.2〜1.5重量部のス
テアリン酸塩、またはシラン化合物を配合することが好
ましい。特に、繊維状マグネシウムオキシサルフェ−ト
は、粒状凝集体であるため、繊維長を維持しながら分散
(解繊)させなければならないので、分散剤の添加が好
ましい。これら分散剤の配合量が0.1重量部未満では
効果が発現せず、配合量が3.0重量部を越えると、実
用衝撃は向上するが、剛性は低下してしまい、価格面か
らも3.0重量部を越える配合は不利になる。ステアリ
ン酸塩とシラン化合物の配合は何れか一方でもよく、両
者を併用してもよい。ステアリン酸塩としては、種々の
金属塩であり、具体的には、ステアリン酸カルシウム、
ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛などが挙
げられる。
【0017】シラン化合物としては、たとえばビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリクロロシラン、ビニルジクロロエチルシラン、ビニ
ルクロロジエチルシラン、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−メタク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エトキシ
シラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノピロピ
ルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【0018】本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、成
分(A’)、成分(B’)、成分(C)、および必要に
応じて前記分散剤に、減成剤として有機過酸化物を添加
して、二軸押出機等を用いて溶融混練しても良い。有機
過酸化物の量は成分(A’)100重量部に対して0.
005〜2.0重量部、好ましくは、0.03〜1.0
重量部である。このような減成処理により、物性面でポ
リプロピレン樹脂組成物の成形品としての十分な引張破
断伸び、実用衝撃が得られ、成形および外観において
は、十分な流動性が得られ、フロ−マ−ク等出にくい。
また、成形品としての光沢が低下し、全体の見た目に重
みが増し、高級感が得られる。
【0019】有機過酸化物としては、具体的には、ジク
ミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシ
ド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチ
ルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−
ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン−3、
1,3−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピ
ル)ベンゼン、1,1−ビス(tert−ブチルペルオ
キシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−
ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルペルオキシ)
バレレ−ト、ベンゾイルペルオキシド、p−クロロベン
ゾイルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペル
オキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエ−ト、
tert−ブチルペルベンゾエ−ト、tert−ブチル
ペルオキシイソプロピルカ−ボネ−ト、ジアセチルペル
オキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチル
クミルペルオキシドなどを挙げることができる。これら
の内では、臭気性、スコ−チ安定性の点で2,5−ジメ
チル−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘ
キサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−
ブチルペルオキシ)ヘキサン−3、1,3−ビス(te
rt−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンが好ま
しい。
【0020】溶融混練は、サイドフィ−ド付き多ベント
二軸押出機等で混練することが好ましい。特に繊維状マ
グネシウムオキシサルフェ−トの粒状凝集体である成分
(B’)はサイドフィ−ドにより、アスペクト比を低下
させることなく、解繊(分散)させることができる。得
られるポリプロピレン樹脂組成物での繊維状マグネシウ
ムオキシサルフェ−トの平均繊維径は0.1〜1.0
μ、繊維長は1〜30μである。またMIは、減成剤を
使用した場合は3〜50g/cm2、使用しない場合は
1〜30g/cm2となる。
【0021】なお、本発明のポリプロピレン樹脂組成物
は成形品の性能を更に向上せしめるために、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、滑剤(高級脂
肪酸のグリセリンエステル等、たとえばグリセリンモノ
ステアレ−ト)、顔料などを配合することもできる。
【0022】
【実施例】本発明をさらに詳細に説明するために以下に
実施例を述べるが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、使用材料は次のとおりである。なお、M
Iはメルトフローインデックス、IIはアイソタクティ
シティインデックス、〔η〕は極限粘度である。ポリプロピレン樹脂(A’) J3H :三井東圧化学製プロピレンホモポリ
マ−(MI;12g/10分、〔η〕;1.45、I
I;96% J3H(SOL):三井東圧化学製 プロピレンホモポ
リマ−(MI;12g/10分、〔η〕;1.5、I
I;97% STFL :三井東圧化学製 プロピレンホモポ
リマ−(MI;8g/10分、II;99.5% BX :三井東圧化学製 エチレン・プロピ
レンブロックコポリマ−(MI;24g/10分、I
I;92%、共重合フラクション;18% BJS(3) :三井東圧化学製 エチレン・プロピ
レンブロックコポリマ−、MI;24g/10分、I
I;92%、共重合フラクション:18%
【0023】ポリエチレン樹脂 E809M :日本石油化学製 MI;0.9g/
10分、密度:0.95g/cm3 J40 :日本石油化学製 MI;5.0g/
10分、密度;0.921g/cm3 EP−57P :日本合成ゴム製 MI;0.4g/
10分、密度;0.866g/cm3、プロピレン含
量;28wt%
【0024】硫酸マグネシウムオキシサルフェ−ト (B’) モスハイジ :宇部興産製炭酸カルシウム (C) ACE25 :同和カルシウム(株)製タルク (C) TM−30 :富士タルク(株)製ステアリン酸塩 ステアリン酸亜鉛シラン化合物 A−174 :γ−メタクロキシプロピルトリメト
キシシラン 日本ユニカ−製有機過酸化物 RPZ101 :2,5−ジメチル−2,5−ジ−
(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン−3(吉富製
薬製)
【0025】実施例1〜12および比較例1〜7 下記第1〜5表に示す各成分の配合に、さらに老化防止
剤を0.2重量部配合し、サイドフィ−ド付き多ベント
二軸押出機にて、押出温度210℃、スクリュー回転数
220rpmで混練造粒した。この際、繊維状マグネシ
ウムオキシサルフェ−ト粒状凝集体、またはタルクの
み、サイドフィ−ダ−で添加した。混練造粒後、射出成
形機にて評価用試験片を成形し、以下の試験法にて評価
した。その結果を第1〜5表に示す。
【0026】(1)メルトフロ−インデックス:AST
M−D1238、g/10min (2)引張降伏強さ、破断伸び:ASTM−D638、
kg/cm2、% (3)曲げ弾性率、曲げ強さ:ASTM−D790、k
g/cm2 (4)高速面衝撃特性:樹脂組成物を240mm×80
mm×2mm(厚さ)の射出成形シ−トを作成し、RH
EOMETRICS(米)製の高速衝撃試験機(Rhe
ometrics High Rate Impact
Tester:RIT8000)で試験した。特徴
は、水平方向に一定速度で衝撃を加える横型衝撃試験機
である。単位はジュール。 (5)デュポン衝撃強さ:JIS−K6718 撃芯1
2.7mmφ、受け48mmφ、評価用試験片は(4)
と同じ。単位は、kg・cm/φ1/2inch (6)ロックウエル硬度(Rスケ−ル):ASTM−D
785 (7)加熱変形温度:ASTM−D648、荷重18.
5kg、℃ (8)光沢(入射角60°):ASTM D523、% (9)外観:試験片の表面を目視観察した。 ○:シルバ−およびフロ−マ−クの発生が認められず、
繊維状マグネシウムオキシサルフェ−ト粒状凝集体等の
無機充填材も見えない。 △:シルバ−およびフロ−マ−クの発生が多少認めら
れ、繊維状マグネシウムオキシサルフェ−ト粒状凝集体
等の無機充填材も少し見える。 ×:シルバ−およびフロ−マ−クの発生が認められ、繊
維状マグネシウムオキシサルフェ−ト粒状凝集体等の無
機充填材も見える。 (10)ボス割れ:ボス形状 外径/8mm、内径/
2.4mm、高さ/15mm、セルフタップネジ JI
S1種、径/5mm、高さ/15mm、締め付け時の雰
囲気温度23℃の条件において、ボス割れテストを8回
行った。割れた回数を下記に示す。 ○:全く割れない/0回 △:割れる場合もある/1〜5回 ×:割れる/6〜8回
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【表5】
【0032】
【発明の効果】本発明の自動車内装材用ポリプロピレン
樹脂組成物は、以上説明したように、特定のポリプロピ
レン樹脂に、特定の繊維状マグネシウムオキシサルフェ
−ト粒状凝集体、繊維状マグネシウムオキシサルフェ−
ト以外の無機充填材を配合し、溶融混合することにより
得られ、本発明の組成物より作られた成形品は、剛性と
実用衝撃(デュポン、高速面衝撃特性、インストルメン
トパネル取り付け時のボス割れ)のバランスが良好で、
機械的特性、耐熱性も良く、外観(低光沢等)、傷つき
性に優れ、しかも成形性の優れたポリプロピレン樹脂組
成物であり、用途として、自動車内装部品、特にインス
トルメントパネルに好適に使用できるものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリプロピレン系樹脂(A)100重量
    部、平均繊維径が0.1〜1.0μm、平均繊維長が1
    〜30μmである繊維状マグネシウムオキシサルフェ−
    ト(B)3〜40重量部および成分(B)以外の無機質
    充填材(C)3〜40重量部含む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】 メルトフロ−インデックス(230℃、
    2.16kg荷重)が2〜35g/10分のポリプロピ
    レン樹脂(A’)100重量部、平均繊維径が0.1〜
    2.0μm、平均繊維長が1〜50μmである繊維状マ
    グネシウムオキシサルフェ−トの粒状凝集体(B’)3
    〜40重量部および成分(B’)以外の無機質充填材
    (C)3〜40重量部を溶融混練することを特徴とする
    請求項1のポリプロピレン樹脂組成物の製造方法。
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