JPH09255828A - ポリプロピレン系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性が良く、高い剛性及び耐熱性があり、
さらに優れた低温耐衝撃性を有する自動車バンパーや自
動車内外装部品などの素材として好適なポリプロピレン
系樹脂組成物の提供 【解決手段】 成分Ａ：ＭＦＲ５〜５０ｇ／１０分のポ
リプロピレン６０〜８０重量％、成分Ｂ：α−オレフィ
ンの含有量が１０〜８０重量％であるエチレン−α−オ
レフィン共重合体１〜２０重量％、成分Ｃ：ポリプロピ
レンオキサイド１〜２０重量％、成分Ｄ：平均粒径が
２．５μｍ以下のタルク１０〜２５重量％からなるポリ
プロピレン系樹脂組成物であって、成分Ｂ及び成分Ｃの
合計が樹脂組成物に対し１０〜２５重量％であるポリプ
ロピレン系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高い剛性、耐熱性に
加えて優れた低温耐衝撃性を有し、自動車バンパーや自
動車内外装部品などの素材として好適なポリプロピレン
系樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車は、寒冷地においても使用される
ことから、低温耐衝撃性のある材料が要求される。ま
た、車体製造時においてインラインにおける塗装工程で
は局部的に６０〜１２０℃のごとき高温に曝されること
があり、したがって耐熱性のある材料が要求される。自
動車に対する衝撃防止のためにバンパーが設けられてい
るが、従来このバンパーは鉄製のものが使用されてい
た。鉄製のバンパーは重量があり、衝撃緩和性に乏しい
ので最近では軽量化、衝撃緩和性の改善の目的でポリウ
レタン系あるいはポリプロピレン系バンパーが使用され
ている。また、内外装部品の素材としても軽量、衝撃緩
和性付与の目的で樹脂組成物が使用されている。特に最
近では、インジェクション成形ができ、安価でより軽い
ポリプロピレン樹脂組成物が主流となっている。

【０００３】これらバンパーや内外装部品用ポリプロピ
レン系樹脂組成物としては、従来プロピレン単独重合
体、プロピレンブロック共重合体、プロピレンランダム
共重合体などのポリプロピレンとエチレン−プロピレン
共重合体とのブレンド（特公昭６０−３４２０号）や、
ポリプロピレンとエチレン−プロピレン共重合体とエチ
レン−ブテン共重合体のブレンドポリマー（特開平４−
３７２６３７号）などが用いられている。またポリオレ
フィン系樹脂［エチレン−プロピレンの（共）重合体］
の低温耐衝撃性を向上させるために、プロピレンオキサ
イド−エチレンオキサイドブロック共重合体を添加する
ことも提案（特公昭６２−１５５７８号）されている。

【０００４】しかし、ポリプロピレンとエチレン−プロ
ピレン共重合体のブレンドポリマーからなる材料や、ポ
リプロピレンとエチレン−プロピレン共重合体とエチレ
ン−ブテン共重合体からなる樹脂組成物では、剛性や室
温における耐衝撃性は改良されているものの、工業材料
として要求される−３０℃程度の低温における耐衝撃性
が不十分という欠点を有していた。また、ポリプロピレ
ン系樹脂にプロピレンオキサイド−エチレンオキサイド
ブロック共重合体を配合して得られる樹脂組成物では、
これもまた十分な低温耐衝撃性が得られないという問題
もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形性が良
く、高い剛性及び耐熱性があり、さらに優れた低温耐衝
撃性を有する自動車バンパーや自動車内外装部品などの
素材として好適なポリプロピレン系樹脂組成物の開発を
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、 成分Ａ：メルトフローレート（ＪＩＳ Ｋ−７２１０、表１、条件１４：試験温 度 ２３０℃、試験荷重 ２．１６ｋｇｆ；以下ＭＦＲと略す。）５〜 ５０ｇ／１０分のポリプロピレン ６０〜８０重量％ 成分Ｂ：α−オレフィンの含有量が１０〜８０重量％であるエチレン−α−オレ フィン共重合体 １〜２０重量％ 成分Ｃ：ポリプロピレンオキサイド １〜２０重量％ 成分Ｄ：平均粒径が２．５μｍ以下のタルク １０〜２５重量％ からなるポリプロピレン系樹脂組成物であって、成分Ｂ
及び成分Ｃの合計が樹脂組成物に対し１０〜２５重量％
であるポリプロピレン系樹脂組成物、及び該ポリプロピ
レンオキサイドが、プロピレンオキサイドの単独重合体
またはコモノマー含有量が５０重量％以下のポリプロピ
レンオキサイド−エチレンオキサイド共重合体であるポ
リプロピレン系樹脂組成物を開発することにより上記の
目的を達成した。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において使用される成分Ａ
のポリプロピレンとしては、プロピレンの単独重合体、
ブロック共重合体、ランダム共重合体のいずれであって
もよく、これらの２以上を組合せて使用することもでき
る。ブロック及びランダム共重合体のコモノマーとして
は、エチレンまたはブテン−１、ペンテン−１、ヘキセ
ン−１等のプロピレン以外のα−オレフィン類が用いら
れるが、なかでもエチレンが好ましい。これらの共重合
体中のプロピレン含量は少なくとも６０重量％が好まし
く、さらに好ましくは８０重量％以上含有した共重合体
である。

【０００８】本発明において使用されるポリプロピレン
のＭＦＲは、５〜５０ｇ／１０分のものであり、１０〜
４０ｇ／１０分が特に好ましい。ＭＦＲが５ｇ／１０分
未満の場合及び５０ｇ／１０分を超える場合には、得ら
れる樹脂組成物の低温耐衝撃性が低下する。

【０００９】本発明において使用する成分Ｂのエチレン
−α−オレフィン共重合体は、エチレン及びα−オレフ
ィンをモノマーとしてランダム共重合することにより得
られるエラストマーであり、α−オレフィンの含有量は
１０〜８０重量％である。α−オレフィンの含有量が１
０重量％未満の場合、あるいは８０重量％を超える場合
には、得られる樹脂組成物の低温耐衝撃性が低下する。
この共重合体に使用するα−オレフィンとしては、プロ
ピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、ヘ
プテン−１、オクテン−１等が挙げられる。あるいはこ
れらの２種以上を組み合わせて使用しても良い。これら
の中で製造の容易性、得られる樹脂組成物の物理的性質
の観点から、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、
オクテン−１が好ましい。

【００１０】なお、エチレン−α−オレフィン共重合体
のＭＦＲは、１〜３０ｇ／１０分が好ましく、２〜２０
ｇ／１０分が特に好ましい。ＭＦＲが１ｇ／１０分未満
では得られる樹脂組成物の流動性が劣り成形性が低下す
る。またＭＦＲが３０ｇ／１０分を超える場合には得ら
れる樹脂組成物の低温耐衝撃性が低下する。

【００１１】本発明において使用される成分Ｃとしての
ポリプロピレンオキサイドとしては、プロピレンオキサ
イドの単独重合体（ホモポリプロピレンオキサイド）、
ブロック共重合体、ランダム共重合体のいずれか、ある
いはこれらの２種以上を組み合わせて使用することがで
きる。ブロック共重合体、ランダム共重合体のコモノマ
ーとしては、エチレンオキサイド、ブテン−１オキサイ
ド等のプロピレンオキサイド以外のアルキレンオキサイ
ド類、エピクロルヒドリン等をあげることができる。ま
た架橋用のコモノマーとしてアリルグリシジルエーテル
などの不飽和エポキサイド類を用いてもよい。これらの
重合体あるいは共重合体は更に硫黄、有機過酸化物など
で架橋して得たものであってもよい。これらの中で製造
の容易さ及び得られるポリプロピレン系樹脂組成物の物
理的性質の点から、ホモポリプロピレンオキサイド、あ
るいはコモノマーの含有量が５０重量％以下のポリプロ
ピレンオキサイド−エチレンオキサイド共重合体が好ま
しい。

【００１２】なお、ポリプロピレンオキサイドのＭＦＲ
は、１〜３０ｇ／１０分が好ましく、２〜２０ｇ／１０
分が特に好ましい。ＭＦＲが１ｇ／１０分未満では得ら
れる樹脂組成物の流動性が劣り成形性が低下する。また
ＭＦＲが３０ｇ／１０分を超える場合には得られる樹脂
組成物の低温耐衝撃性が低下する。

【００１３】本発明において使用する成分Ｄのタルクの
平均粒径は２．５μｍ以下であり、０．５〜２μｍが好
ましい。一般にポリプロピレン系樹脂組成物において
は、無機充填材の配合は耐衝撃性を低下させることは知
られている。しかるに本発明の樹脂組成物との組合せに
おいては、低温耐衝撃性を低下させることなく剛性と耐
熱性も著しく向上させる無機充填材料として、平均粒径
２．５μｍ以下のタルクが特に有効であることを見いだ
したものであり、さらに成形品の表面平滑性、寸法安定
性、表面硬度を高めるのに効果があった。なお、タルク
の平均粒径が２．５μｍよりも大きいと、低温耐衝撃
性、剛性、耐熱性の改善の効果も、添加しないものと比
較して向上はするがその効果は不十分なものとなる。

【００１４】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物にお
ける成分Ａの配合割合は６０〜８０重量％である。成分
Ａの配合割合が６０重量％未満では剛性と耐熱性が低下
し、８０重量％を超えると低温耐衝撃性が不充分とな
る。また、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物中に占
める成分Ｂの配合割合は１〜２０重量％である。該樹脂
組成物中に占める成分Ｂの配合割合が１重量％未満では
得られるポリプロピレン系樹脂組成物の低温耐衝撃性が
低下し、２０重量％を超えると剛性と耐熱性が低下す
る。また、本発明のポリプロピレン系樹脂組成物中に占
める成分Ｃの配合割合は１〜２０重量％である。該樹脂
組成物中に占める成分Ｃの配合割合が１重量％未満では
得られるポリプロピレン系樹脂組成物の低温耐衝撃性が
低下し、２０重量％を超えると剛性と耐熱性が低下す
る。

【００１５】なお本発明にあっては、成分Ｂ及び成分Ｃ
の合計量は、本ポリプロピレン系樹脂組成物全体に対す
る含有量が１０〜２５重量％とすることが必要である。
成分Ｂと成分Ｃの合計量のポリプロピレン系樹脂組成物
全体に対する含有量が１０重量％未満であると得られる
樹脂組成物の低温耐衝撃性が低下し、２５重量％を超え
ると剛性と耐熱性が低下する。さらに、本発明のポリプ
ロピレン系樹脂組成物における成分Ｄの配合割合は１０
〜２５重量％である。該樹脂組成物に配合する成分Ｄの
割合が１０重量％未満では得られるポリプロピレン系樹
脂組成物の剛性と耐熱性が低下し、２５重量％を超える
と低温耐衝撃性が低下する。

【００１６】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を製
造するにあたり、合成樹脂及び合成ゴムの分野において
広く利用されている熱、酸素及び光に対する安定剤、結
晶核剤、難燃剤、充填剤、着色剤、滑剤、可塑剤ならび
に帯電防止剤のごとき添加剤あるいはポリエチレン系重
合体、ポリ４−メチル−１−ペンテン重合体、ポリスチ
レン、ポリブタジエンあるいはポリイソプレンのスチレ
ングラフト重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリカ
ーボネート等の高分子重合体等を使用目的に応じ、本発
明のポリプロピレン系樹脂組成物の特性を本質的に損な
わない範囲で添加してもよい。

【００１７】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は成
分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ、成分Ｄ及び添加剤を均一に混練
させることによって目的を達成することができる。その
混練方法（混合方法）については特に制限はなく、合成
樹脂の分野において一般に行われている方法を適用すれ
ばよい。混練方法としては、一般に行われているヘンシ
ェルミキサー、タンブラー及びリボンミキサーのごとき
混合機を使用してドライブレンドする方法ならびにオー
プンロール、押出混合機、ニーダー及びバンバリーのご
とき混合機を用いて溶融させながら混合させる方法が挙
げられる。これらの方法のうち、一層均一な樹脂組成物
を得るにはあらかじめドライブレンドさせた後、その混
合物を溶融混合させることが好ましい。ドライブレンド
を併用する場合でも、溶融混合させる方法を二種以上併
用する場合でも、成形物を製造するにあたりペレタイザ
ーを使用してあらかじめペレットに製造して用いること
が特に好ましい。溶融混合させる場合でも、成形する場
合でも、使用される樹脂が溶融する温度で実施しなけれ
ばならない。しかし、高い温度で実施すると樹脂が熱分
解や劣化を起こすため、一般には１５０〜３５０℃、好
ましくは１７０〜２５０℃で実施される。

【００１８】本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、
合成樹脂の分野で一般に実施されている射出成形法、押
出成形法、圧縮成形法および中空成形法のごとき成形方
法を適用して所望の形状に成形させてもよい。また、押
出成形機を用いてシート状に成形した後、このシートを
真空成形法、圧空成形法などの二次加工方法によって所
望の形状に成形させてもよい。

【００１９】ポリプロピレン系樹脂組成物を自動車のバ
ンパー等に使用することは、該素材が安価、軽量であ
り、耐熱性も通常の要求に応えるものを有し、適当な硬
度、剛性を有し、衝撃緩和性もあるため、極めて適して
いるとされている。しかし、低温における耐衝撃性に乏
しく、この改善方法が多数提案されている。この性質の
改善のために採用された手段はゴム成分の配合、あるい
はそれに加え低温耐衝撃性の優れたポリエチレン等の樹
脂をブレンドする方法である。しかしこの手段はポリプ
ロピレン系樹脂の剛性、耐熱性を低下させるため、これ
に無機系の充填材を配合することも行われている。この
充填材の配合は剛性、耐熱性の改善に効果はあるが、耐
衝撃強度を低下させるため、未だに問題が解決されない
ことになっていた。

【００２０】本発明は、この問題をポリプロピレン６０
〜８０重量％に、α−オレフィンの含有量が１０〜８０
重量％であるエチレン−α−オレフィン共重合体１〜２
０重量％、ポリプロピレンオキサイド１〜２０重量％及
び平均粒径が２．５μｍ以下のタルク１０〜２５重量％
配合することにより、機構はまた解明されていないが剛
性、耐熱性の低下を招来することなく低温耐衝撃性を改
善したポリプロピレン系樹脂組成物を製造することに成
功したものである。この結果、本発明によって得られる
ポリプロピレン系樹脂組成物は、曲げ弾性率（ＡＳＴＭ
Ｄ−７９０）が２０，０００ｋｇｆ・ｃｍ² 以上、熱
変形温度（ＡＳＴＭ Ｄ−６４８；６６ｐｓｉの荷重下
で測定）が１３５℃以上、アイゾット衝撃強度（ＡＳＴ
Ｍ Ｄ−２５６；ー３０℃における測定）が４ｋｇｆ・
ｃｍ／ｃｍ以上の優れた物性を有する。

【００２１】

【実施例】以下、実施例、比較例によって本発明をさら
に詳しく説明する。なお、以下に示す実施例及び比較例
において、各物性は次の方法により測定した。低温耐衝
撃性評価として、アイゾット衝撃強度（ｋｇｆ・ｃｍ／
ｃｍ）をＡＳＴＭ Ｄ−２５６に準じ、−３０℃の温度
においてノッチ付きで測定した。剛性評価として、曲げ
弾性率（ｋｇｆ／ｃｍ² ）をＡＳＴＭ Ｄ−７９０に従
い、２３℃の温度において測定した。耐熱性評価とし
て、熱変形温度（ＨＤＴ）をＡＳＴＭ Ｄ−６４８に従
い、６６ｐｓｉの荷重の下で測定した。

【００２２】また、実施例及び比較例において使用した
成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ及び成分Ｄの種類及び物性は次
のとおりである。 （成分Ａ：ポリプロピレン）ポリプロピレンとしては、
ＭＦＲ３０ｇ／１０分、ホモタイプのポリプロピレン
（ＰＰ−１）、及びＭＦＲ４０ｇ／１０分、エチレン含
有量１０重量％のブロックタイプのポリプロピレン（Ｐ
Ｐ−２）を用いた。 （成分Ｂ：エチレン−α−オレフィン共重合体）エチレ
ン−α−オレフィン共重合体としてはすべてランダム共
重合体であり、表１に示すエチレン−プロピレン共重合
体（ＥＰＲ−１〜ＥＰＲ−３）、エチレン−ブテン−１
共重合体（ＥＢＲ）及びエチレン−オクテン−１共重合
体（ＥＯＲ）を用いた。

【００２３】

【表１】

【００２４】（成分Ｃ：ポリプロピレンオキサイド）ポ
リプロピレンオキサイドとしては、ホモポリプロピレン
オキサイド（ＭＦＲ３ｇ／１０分：ＰＯＲ−１）及びプ
ロピレンオキサイド９０重量％とエチレンオキサイド１
０重量％のランダム共重合体（ＭＦＲ ５ｇ／１０分：
ＰＯＲ−２）を用いた。

【００２５】（成分Ｄ：タルク）タルクとしては、平均
粒径１．３μｍのもの（Ｄ−１）、平均粒径３．２μｍ
のもの（Ｄ−２）を用いた。タルクの粒径の測定は光散
乱沈降法を用い、その中心粒度を求め平均粒径とした。

【００２６】（試験片の作製）これらの各成分を表２に
示す割合で配合し、ヘンシェルミキサーにより５分間ド
ライブレンドを行った。得られた混合物を２１０℃に設
定された同方向二軸押出機（径３０ｍｍ）を用いて混練
してペレットを製造した。このペレットを２３０℃に設
定された射出成形機を用いて射出成形を行い、測定用の
試験片を作製した。各試験片のアイゾット衝撃強度、曲
げ弾性率、熱変形温度（ＨＤＴ）の測定結果を表２に示
す。

【００２７】（実施例１、比較例１〜５）表２の実施例
１は、成分ＡとしてＰＰ−１を６５重量％、成分Ｂとし
てＥＰＲ−１を９重量％、成分ＣとしてＰＯＲ−１を９
重量％、成分ＤとしてＤ−１を１７重量％を配合して樹
脂組成物とした。実施例１により得られる樹脂組成物
は、高い剛性（曲げ弾性率が２０，０００ｋｇｆ／ｃｍ
² 以上）、高い耐熱性（ＨＤＴが１３５℃以上）に加え
て、優れた低温耐衝撃性（−３０℃におけるアイゾット
衝撃強度が４ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ以上）を有する。

【００２８】比較例１は、実施例１において成分Ｄのタ
ルクを無添加としたことのみが異なる。比較例１では得
られる樹脂組成物の低温耐衝撃性は優れているものの、
剛性及び耐熱性が低い。比較例２は、実施例１において
成分ＤのタルクＤ−２の平均粒径が、３．２μｍと本発
明の範囲外であることのみが異なる。比較例２では、実
施例１に比し、得られる樹脂組成物の低温耐衝撃性、剛
性、耐熱性が低下している。比較例３と比較例４は、従
来技術として知られるものである。比較例３は、実施例
１における成分Ｂの９重量％及び成分Ｃの９重量％に代
えて、エチレン−プロピレン共重合体ＥＰＲ−１を１８
重量％使用した点で相違する。また比較例４は成分Ｂ及
び成分Ｃに代えてエチレン−プロピレン共重合体ＥＰＲ
−１を９重量％及びエチレン−ブテン共重合体ＥＢＲを
９重量％の組合せて得られたゴム成分を使用した樹脂組
成物に関するものであり、比較例３、比較例４の樹脂組
成物は実施例１の樹脂組成物に比して低温耐衝撃性、剛
性、耐熱性がいずれも低下している。また比較例５は、
成分Ｂに代えて、プロピレン５重量％を含有するエチレ
ン−プロピレンのランダム共重合体ＥＰＲ−３を９重量
％使用している。しかし成分Ａ、成分Ｃ、成分Ｄがいず
れも本発明の規定内のものであっても性能的に劣り、得
られた樹脂組成物の低温耐衝撃性が低い。

【００２９】（実施例２〜６）実施例１に対して成分
Ａ、成分Ｂ、成分Ｃの種類及び配合量を代えた実施例２
〜実施例６についても、得られた樹脂組成物の剛性、耐
熱性が高いだけでなく、低温耐衝撃性も優れた樹脂組成
物である。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の、ポリプロピレン、エチレン−
α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンオキサイド及
び平均粒径が２．５μｍ以下のタルクを配合したポリプ
ロピレン系樹脂組成物は、インジェクション成形が可能
であり、下記の性能を有する優れた樹脂組成物である。 （１）低温耐衝撃性が優れている。 （２）剛性が高い。 （３）耐熱性が高い。 したがって本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、高
温に曝されたり、寒冷地においても使用される自動車の
バンパーや自動車内外装部品などの素材として好適であ
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 71:02） (72)発明者 茂木 義博 神奈川県川崎市川崎区夜光二丁目３−２日 本ポリオレフィン株式会社川崎研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成分Ａ：メルトフローレートが５〜５０ｇ／１０分のポリプ ロピレン ６０〜８０重量％ 成分Ｂ：α−オレフィンの含有量が１０〜８０重量％であるエチレン−α−オレ フィン共重合体 １〜２０重量％ 成分Ｃ：ポリプロピレンオキサイド １〜２０重量％ 成分Ｄ：平均粒径が２．５μｍ以下のタルク １０〜２５重量％ からなるポリプロピレン系樹脂組成物であって、成分Ｂ
   及び成分Ｃの合計が樹脂組成物に対し１０〜２５重量％
   であるポリプロピレン系樹脂組成物。
2. 【請求項２】 ポリプロピレンオキサイドが、プロピレ
   ンオキサイドの単独重合体またはコモノマー含有量が５
   ０重量％以下のポリプロピレンオキサイド−エチレンオ
   キサイド共重合体である請求項１記載のポリプロピレン
   系樹脂組成物。