JPS5817544B2 - 雲母粉末含有ポリオレフイン樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、雲母粉末を配合した脂肪族ポリオレフィン樹
脂に関する。

更に詳しくは、（Ａ）エポキシ基又はカルボキシル基を
含有する変性脂肪族ポリオレフィン樹脂と（Ｂ）直径２
００μ以下の雲母粉末と（ｑアミノアルキルシラン系化
合物を必須成分として含有する、極めてすぐれた弾性率
、強度等の力学的性質、耐熱性、電気物性を有する成形
用樹脂組成物に関する。

脂肪族ポリオレフィンたとえばポリプロピレン、ポリエ
チレンは安価で成形加工性のすぐれた素材として広く使
用されているが、用途によっては強度、弾性率等の力学
的性質、熱変形温度等の熱的性質の不足が使用上問題と
なることがある。

このような性能の改善にはガラス繊維の配合が極めてて
顕著な効果を発揮する力瓢該組成物より成る成形品は、
成形中におけるガラス繊維の配向の異方性に起因する成
形品の物性異方性、ソリの発現等がみとめられるほか成
形装置特にスクリュー、シリンダー、金型等の摩耗を起
すことが、問題点として指摘されている。

これらのガラス繊維配合熱可塑性樹脂の欠点を生ぜしめ
ることなくポリオレフィンの力学的性質、熱的性質を改
善するためメルク、炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム
、ワラストナイト等の無機質充填材が混合されることが
あるが、これら無機質充填材は、力学的、熱的性質の改
善効果が不満足であることが多い。

一方、熱可塑性樹脂に、雲母粉末を配合した複合体は例
えば特公昭４９−１８６１５公報により公知である。

雲母粉末配合脂肪族ポＩＪ ７．−レフイン樹脂は、旧
設の無機質充填材たとえば、タルク、炭酸カルシウム、
ワラストナイト、亜硫酸カルシウム等を配合した脂肪族
ポリオレフィン樹脂にくらべて、はるかにすぐれた力学
的性質、耐熱性を有するが、雲母を配合した脂肪族ポリ
オレフィン樹脂についての固有の問題点として成形品表
面より雲母がハク離するという問題点がある。

成形品表面からの雲母のハク離はたとえば、雲母粉末配
合脂肪族ポリオレフィン樹脂成形品表面に、粘着テープ
を圧着した後肢テープをはがして観察する場合、成形品
表面に雲母特有の光沢が発現することにより観認される
。

成形品表面からの雲母粉末のハク離は、成形品を無塗装
で使用する場合問題となるほか、塗装して使用する場合
にも、塗膜の成形品への接着性が低下し、問題となるこ
とが多い。

成形品表向からの雲母のハク離は、使用する雲母粉末の
フレーク径が大きいほど、また雲母粉末の混合率が高い
程顕著であり、従ってガラス繊維配合ポリオレフィン樹
脂の代替として使用するに足る性能を有する組成物を雲
母粉末を用いて作成するに際しては必然的に発現する問
題点であり、その解決が待たれていた。

しかるに本発明者らは、雲母配合脂肪族ポリオレフィン
樹脂成形物に発現する成形品表面からの雲母のバク離防
止について、鋭意研究を重ねた結果脂肪族ポリオレフィ
ン樹脂として、カルボキシル基又はエポキシ基を含有す
る化合物を用いて変性した変性ポリオレフィン樹脂を用
い、かつ、組成物中に雲母粉末のほかにアミノアルキル
シラン化合物を配合することにより、所期の目的を達成
し得ることを見出し本発明を完成させるに到った。

本発明において使用する雲母粉末は直径が２００μ以下
であることが必要であり重量平均アスペクト比は１０以
上であることが望ましい。

雲母粉末の重量平均アスペクト比αは雲母粉末の重量平
均直径をＤ、雲母粉末の重量平均厚さをｔとした場合下
式により計算される雲母粉末の形態を規定する数値であ
る。

使用する雲母粉末の直径が２００μ以上になると本発明
の方法によっても成形品表面からの雲母のバク離を完全
に抑えることが困難であり、また使用する雲母粉末の重
量平均アスペクト比が１０以下の場合には、雲母粉末の
混合による成形品の性能改良効果が不充分である。

雲母粉末の配合率に関しては特に制限はないが、望まし
くは１０〜６０重量％、更に望ましくは２０〜５０重量
％である。

雲母粉末混合率１０重量％以下の領域においては、雲母
粉末の混合によるポリオレフィン樹脂の物性改良効果が
顕著でなく一方雲母粉末混合率６０重量％以上の領域に
おいては、射出成形、押出成形に際して該組成物の流動
性低下に基づく成形性の悪化が問題となることが多い。

本発明において使用されるカルボキシル基又は、エポキ
シ基含有脂肪ポリオレフィン樹脂は、脂肪族ポリオレノ
−イン樹脂、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン
、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１と、
カルボキシル基又はエポキシ基を有する不飽和化合物と
の反応により得られる樹脂であり、たとえば過酸化物、
紫外線、放射線により活性化された脂肪族ポリオレフィ
ン樹脂にカルボキシル基又はエポキシ基を有する不飽和
化合物をグラフト重合することにより製造される。

前記カルボキシル基を有する不飽和化合物としては、た
とえば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸
、アクリル酸、メタクリル酸、ントラコン酸、無水シト
ラコン酸、ソルビン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸等を
あげることができる。

エポキシ基を有する不飽和化合物としては、たとえば、
グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、
アリルグリシジルメタクリレート等をあげることができ
る。

これら不飽和カルボン酸又は不飽和エポキシ化合物の混
合等に関しては特に制限はないが、一般的にはポリオレ
フィンの重量の０．０５〜３．０重量％である。

本発明において使用されるポリオレフィン樹脂は必ずし
も全量が上記の変性ポリオレフィン樹脂である必要はな
く、上記の変性ポリオレフィンと未変性のポリオレフィ
ンを混用してもよい。

本発明に用いられるアミノアルキルシラン化合物として
は、たとえばγ〜アミノ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、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
等を使用することができる。

これらのアミノアルキルシラン化合物は、水又は有機溶
媒に溶解し７、この溶液に雲母粉末を浸漬した後または
該溶液を雲母粉末に噴霧した後、乾燥することにより、
雲母粉末に付着させて、該シラン処理雲母粉末を樹脂と
混合する方法によって使用してもよ（、又樹脂と雲母粉
末を熔融混練する際に直接混合してもよい。

なお樹脂と雲母粉末の溶融混合時にアミノアルキルシラ
ン化合物を直接混合する方法をとる場合には、シラン化
合物の存在に基因する、樹脂中での雲母粉末の凝集を防
止するための適当な方法たとえば、エポキシ又はカルボ
ン酸変性脂肪族ポリオレフィン樹脂と雲母粉末を均一に
熔融混合した後、アミノアルキルシラン化合物を添加し
て、再度熔融混合をおこなう等の方法を採用することが
望ましい。

本発明の組成物より成る成形品は、成形品表面からの雲
母のバク離がないという特徴を有するほか、ウェルド強
度、および＝般的な力学的性質たとえば引張強度、弾性
率および熱的性質たとえば熱変形温度等についても、脂
肪族ポリオレフィン樹脂と雲母より成る組成物にくらべ
て格段にすぐれた性能を有し、カルボキシル基又はエポ
キシ基変性脂肪族ポリオレフィン樹脂と雲母より成る組
成物、又は脂肪族ポリオレフィン樹脂と雲母とアミノア
ルキルシラン化合物より成る組成物に比較しても、すぐ
れた性能を有する。

強度、弾性率、熱変形温度等の改良は、雲母粉未配合ポ
リオレフィン樹脂のこれらの性質をガラス繊維配合ポリ
オレフィン樹脂のレベルに近付け、代替を容易にすると
いう点で、極めて有効であり、またウェルド強度につい
ては、雲母粉未配合ポリオレフィン樹脂のウェルド強度
保持率が炭酸カルシウム等不定形の形態を有する充填材
を配合した脂肪族ポリオレフィン樹脂のウェルド強度保
持率よりは低く、タルク配合ポリオレフィン樹脂と同レ
ベルである故、その改良は製品設計を容易にするという
点で極めて有効である。

本発明の組成物はガラス繊維、メルク等各種の充填材を
併用することができる。

少量のガラス繊維の併用は、強度、アイゾツト衝撃強度
、熱変形温度等の改良に極めて有効であり、またタルク
の併用は熱変形温度の改良に有効である。

その他着色剤、消削、安定剤、帯電防止剤等公知の添加
物を加えることは何らさしつかえない。

本発明による組成物は、通常の射出成形機、押出成形機
、圧縮成形機、カレンダー成形機等に供給することによ
り、構造部品、機械部品、電機部品、シート、棒、パイ
プ等任意の形状に成形される。

以下、実施例、比較例をあげて本発明の方法を更に具体
的に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら制限す
るものではない。

実施例 １ メルトインデックス−６、５？／ １０ｍ１ｎのポリプ
ロピレンペレットを−＼ノンシェルミキサー中攪拌しな
がらポリプロピレンの重量の０．２重量％の無水マレイ
ン酸と、０．０２重量％のジクミルパーオキサイドをア
セトンに溶解して噴霧した。

該ペレットを窒素シールをほどこした４０７ｎ７Ｉｔφ
押出機に供給し、シリンダ一温度２００°Ｃで押出をお
こないマレイン酸変性ポリプロピレンペレットを得た。

該ペレットと、重量平均直径１３６μ、重量平均アスペ
クト比４７の金雲母粉末とをヘンシェルミキサーで混合
し、得られた混合物を４０ｒｎｍφ押出機に供給し、熔
融混練ペレット化した。

雲母粉末の混合率は３０重量％とした。

得られた金雲母粉末混合ポリプロピレンペレットをヘン
シェルミキサーで攪拌しながら、γ−アミノプロピルト
リメトキシシランのエタノール溶液を噴霧した後、該ペ
レットを４０ｍｍφ押出機に供給して熔融混練をおこな
い目的とするペレットを得た。

γ−アミノプロピルトリメトキシシランの混合率は金雲
母粉末混合ポリプロピレンペレットの重量のＯ，１５重
量％である。

得られたペレットはインラインスクリュータイプの射出
成形機を用いて、直径１５ ｃｍ、厚さ０．２ｃｍの円
板に成形した。

得られた円板は、２３℃、相対湿度６５％の恒温恒湿室
に４８時間放置した後成形品表面からの雲母のバク離テ
ストをおこなった。

すなわち、成形品表面に工業用粘着テープを圧着した後
、これをはがし成形品表面の外観の変化を観察し、更に
はがした粘着テープについても顕微鏡を用いて雲母の付
着の有無を観察した。

本成形品の場合は粘着テープをはがした後も成形品の外
観変化はなく、また粘着テープにも雲母の付着はなかっ
た。

比較例 １ γ−アミノプロピルトリメトキシシランを使用しないほ
かは、実施例１と全く同じ組成方法にて作成した成形品
を用いて、粘着テープ法により雲母のバク離試験をおこ
なうと、粘着テープをはがした後の成形品表面は、雲母
特有のキラキラした光沢が発現し、又粘着テープにも雲
母の付着がみとめられた。

比較例 ２ マレイン酸変性をしない通常のポリプロピレンを用いる
ほかは実施例１と全く同じ組成、方法で作成した成形品
を用いて測定した粘着テープ・・り離試験の結果は、比
較例１と同等であり、成形品からの雲母のバク離がみと
められた。

比較例 ３ ポリプロピレンペレットと実施例１で用いたのと同種の
雲母粉末と、ヘンシェルミキサーで混合後４０朋φ押出
機に供給して溶融混練をおこない雲母粉末を３０重量％
含むポリプロピレンペレットを得た。

得られた試験片は実施例１と全く同じ方法で、射出成形
をおこない、粘着テープバク離試験をおこなった。

成形品からの雲母のバク離は極めて顕著であった。

比較例 ４ 金雲母粉末を用いるかわりに、タルク、炭酸カルシウム
、ワラストナイトを用いて比較例３と全く同じ方法にて
作成した成形品について粘着テープバク離テストをおこ
なったが、成形品からのタルク、炭酸カルシウム、ワラ
ストナイトのバク離はみとめられなかった。

比較例 ５ 雲母粉末として、平均直径２３５μ、重量平均アスペク
ト比６３の金雲母粉末を使用するほかは実施例１と全く
同じ組成、方法にてペレットを作成し成形品を得が該成
形品を用いて、粘着テープバク離試験をおこなったが成
形品からの雲母のバク離は、極くわずかなからみとめら
れた。

゛比較例 ６ 雲母粉末として平均直径３８６μ、平均アスペクト比７
０の金雲母粉末を使用するほかは実施例１と全く同じ組
成、方法にてペレットを作成し、成形品を得た。

該成形品の粘着テープバク離テストをおこなったところ
雲母のバク離がみとめられた。

実施例 ２ 無水マレイン酸のかわりにグリシジルメタクリレートを
用いるほかは実施例１と全く同じ組成、方法にてペレッ
トを作成し、成形品からの雲母のバク離試験をおこなっ
たが雲母のバク離はみとめられなかった。

実施例 ３ メルトインデックス６、５９ ／ １０ｍ１ｙｔのポリ
プロピレンペレットをヘンシェルミキサー中で攪拌しな
がら、ポリプロピレンの重量の０．３重量％のアクリル
酸と０．０２重量％のジクミルパーオキサイドをアセト
ンに溶解して噴霧した。

該ペレットを窒素シールをほどこした４０ｍｍφ押出機
に供給し、シリンダ一温度２００℃で押出をおこないア
クリル酸変性ポリプロピレンペレットを得た。

一方、重量平均直径４０μ、重量平均アスペクト比３９
の金雲母粉末をヘンシェルミキサーで混合しながら、雲
母粉末重量の０．５重量％のγ−アミノプロピルトリメ
トギシシランを溶解したエタノールを噴霧した後乾燥し
てγ−アミノプロピルトリメトキシシラン処理雲母粉末
を得た。

該アクリル酸変性ポリプロピレンと、シラン処理雲母粉
末をヘンシェルミキサーで混合して、４０ｍ１φ押出機
に供給し２３０℃で熔融混練をおこない雲母粉末混合ポ
リプロピレンペレットを得た。

得られたペレットは射出成形機に供給し、実施例１と同
一の形状の成形品を得た。

粘着テープを用いたバク離試験をおこなった結果、成形
品表面からの雲母のバク離は全くみとめられなかった。

また該ペレットを用いてＪＩＳＫ−６９１１ダンベル型
試験片の中央部にウェルド部分が生成するよう成形した
射出成形品のウェルド部引張強度棒１１定した結果は２
３０ｋｇ／ｃ４であり、比較例６の組成物にくらべて、
極めてすぐれたウェルド強度を有することが確認された
。

比較例 ７ アクリル酸変性ポリプロピレンを用いる代りに通常の無
変性のポリプロピレンを用いるほかは、実施例３と全く
同じ組成、方法でペレットを作成し、射出成形品を得た
。

粘着テープ・・り離試験は、おおむね良好であったが、
極くわずかの成形品表面からの雲母粉末のバク離がみと
められた。

又実施例４と全く同じ条件で測定した成形品のウェルド
強度は１．７０ ｋｇ／ｃｒＡであり、実施例４にて得
られた成形品に（らべて低かった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １（Ａ）エポキシ基又はカルボキシル基を含有する変性
   脂肪族ポリオレフィン樹脂と（Ｂ）直径２００μ以下の
   雲母粉末と（Ｃ）アミノアルキルシラン系化合物を必須
   成分として含有することを特徴とする成形用樹脂組成物
   。