JPS58213043A - ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗装性がすぐれ、高剛性、高耐衝撃性であり目
、つ高成形流動性を有するポリプロピレン樹脂組成物に
関する。

現在ポリプロピレン樹脂は、軽比重、高剛性であり目、
つ耐熱性、耐薬品性が優れているために汎く使用されて
いるが、当初は特に低温下の耐衝撃性が劣っており低温
での使用には不適であった。

このためエチレンとプロピレンとの共重合による耐衝撃
グレードが開発され上布されているが、最近では要求さ
れる性能が次第に高度になり、耐衝撃グレード並みの耐
衝撃性では満足できない場合が多く出てきた。例えば自
動車用バンパー、バンパースカート、トリム等の分野で
は、高剛性、高耐熱性、易塗装性と同時に高耐衝撃性と
いった相性が更に要求されている。

そこでポリプロピレン樹脂の耐衝撃性、塗装性を改良す
るために、ポリプロピレン樹脂に玉子しンープロピレン
共重合体ゴム等の耐衝撃性改質材を添加する手法が用い
られている。しかしながらこのような耐衝撃性改質材を
添加した樹脂組成物は、耐衝撃性および塗装性は向−ヒ
するがその反面剛性、耐熱性および成形流動性が低下す
るという欠点を有している。

またポリプロピレン樹脂の剛性向上な図るために無機光
てん材を添加する方法が汎く用いられている。この方法
では無機光てん材の添加割合が増すにしたがい剛性が向
上し且つ耐熱性も改良されるが、その反面耐衝撃性は著
るしく低下することが知られている。例えば、工業材料
Ｖｏｌ　、２０、屋７．２９頁（１９７２）には、ポリ
プロピレンへのタルクの添加量が増すにしたがい剛性お
よび熱変形温噌は向−ヒするが、アイゾツト衝撃強さが
低下することが示されている。またシラスチック■０１
゜１７、ｊ６１２．２７頁（１９６６）には、ポリプロ
ビスペストを添加した場合にも、同様にアイゾツト衝撃
強さが低下することが示されている。而してこれらの方
法において使用されている無機光てん材は極（一般的な
もので粒径などには全く注意が払われていない。

本発明者らはポリプロピレン樹脂の剛性を向上しかつ塗
装性および耐衝撃性を改良するために、無機光てん材と
エチレン−プロピレン共重合体ゴム（以下ＥＰＭと略記
する）−１：たはエチレン−プロピレン−ジエン三元共
重合体ゴム（以下ＥＰＤＭと略記する）のような耐衝撃
性改質材とを同時に用いる方法について種々試みたが、
一般に用いられている粒径５μｍ〜１．５０μｍの無機
光てん材では、先に示した例と同様に、無機光てん材の
添加量が増大するにしたがい耐衝撃性は低下し、剛性と
耐衝撃性とを同時に向上させることは出来なかった。

本発明者らは更に塗装性が優れ、高剛性、高耐衝撃性で
あり且つ減成形流動性をあわせもつポリプロピレン樹脂
組成物を得ることを目的として鋭意検討した結果、特定
の結晶性エチレン−プロピ　　２レンブロック共重合体
、ＥＰＭ　、　ＥＰＤＭ　、および特定された粒径を有
する°無機光てん材を特定の割合で配合することにより
、塗装性、剛性および耐衝撃性が著しく向上し、かつ成
形流動性も良好となるという驚くべき事実を県出し本発
明に到達した。

すなわち、本発明は（ａ）エチレン含有量１１〜３０重
量％、ポリプロピレン成分の沸騰ｎ−へブタン不溶分７
５重量％以上、テトラリン１３５°Ｇ溶液中の固有粘度
１．２〜２．０、メルトフローインデックス８以上の結
晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体８０〜６０
重量％、（ｂ）プロピレン含有量が２０−５０重量％で
１００°Ｃでのムーニー粘度が２０〜１００であるＥＰ
Ｍ５〜３５重量％、（Ｃ）プロピレン含有量が２０〜５
０重量％で］００℃でのムーニー粘度が２０〜１１０で
かつ第３成分であるジエンがエチリデンノルボルネン、
ジシクロペンタジェン、■、４−へキサジエンのいずれ
かであルエチレンープロピレンージエン三元共重合体コ
ム５〜３５重量％、および（ｄ）粒径３μｍ以下の無機
光てん材を前記（ａ）　、　（ｂ）および（Ｃ）の合計
量１００重量部に対し２〜５重量部を添加して成る高剛
性、高耐衝撃性および高成形流動性を有しかつ塗装性（
初期密着性、耐温水性、耐湿性）の優れたポリプロピレ
ン樹脂組成物に関するものである。

この発明のポリプロピレン樹脂組成物は、曲げ弾性率９
０００’Ｃ９／′ｃＪ以−ヒ、−４０℃でのアイゾツト
衝撃強度が１０に９−ｃｒＩｌ、／ｃＩｒＬ以上、メル
トフローインデックス６９／１Ｏ−ｉ−以上であり、後
述する塗装性に関する初期密着性および耐温水性試験に
優れた成績を示すものである。

本発明において用いられる結晶性エチレン−プロピレン
ブロック共重合体は、エチレン含有量１１〜３０重量％
、ポリプロピレン成分の沸騰ｎ−へブタン不溶分７５重
量％以上、テトラリン１３５°Ｃ溶液の固有粘度１．２
０〜２．０のものでかつメルトフローインデックスが８
以上のものである。上記のエチレン含有量が１１重量％
未滴の場合には得られる成形品の塗装性、特に初期密着
性が低下し、３０重量％を越える場合は成形品の曲げ弾
性率が９０００に９／ｒ’より小さくなり、上記のポリ
プロピレン成分の沸騰ｎ−ヘプタン不溶分が７５重量％
未満の場合には成形品の曲げ弾性率が９０００ｋｇ／ｃ
Ｊより小さくなり、−上記のテトラリン１３５℃溶液の
固有活字が１゜２０未満の場合には成形品の一４０℃で
のアイゾツト衝撃強度が１０に９・ｃｆｒＬＡ−ｆＩＬ
より小さくなり、２．０す越える場合には得られるポリ
プロピレン組成物のメルトフローインデックスが６９／
１Ｏ−ｉ−より小さくなり、上記のメルトフローインデ
ックスが８未満の場合には同じく得られるポリプロピレ
ン組成物のメルトインデックスが６９／１０ｍＬｎより
小さくなり、いずれの場合にも得られるポリプロピレン
組成物の剛性、耐衝撃性、成形流動性は低く好ましくな
い。

本発明において用いられるＥＰＭは、プロピレン含量が
２０〜５０重量％で１００℃でのムーニー粘度が２０〜
１００であるものに限定され、またＥＰＤＭもプロピレ
ン含量が２０〜５０重量％で１００’Ｃでのムーニー粘
度が２０〜１１０で且つ第３成分であるジエンがエチリ
デンノルボルネン、ジシクロペンタジェン、１．４−へ
キサジエンのいずれかであるものに限られる。この限定
は、使用するＥＰＭおよびＥＰＤＭのガラス転移温度（
以下Ｔｆ１と略記する）が低いことがポリプロピレン系
樹脂の耐衝撃性改良に有効であり、また使用するＥＰＭ
およびＥＰＤＭの分子量に最適な範囲が存在することに
よる。

ＥＰＭおよびＥＰＤＭのＴｇは、プロピレン濃度が１５
〜４０モル％の領域で極小になることが知られており、
これはプロピレン２０〜５０重量％の範囲に相当する。

またゴムを添加することにより樹脂゛の耐衝撃性向上を
図る場合、ゴムの分散粒径には最適値が存在することが
知られているが、ポリプロピレン樹脂とＥＰＭおよびま
たはＥＰＤＭとの系においても最適値が存在する。ＥＰ
ＭおよびＥＰｒ）Ｍの分子量が小さすぎると分散粒径が
最適値より小さくなり、またＥＰＭおよびＥＰＤＭの分
子量が大きすぎると分散粒径が最適値より大きくなりそ
れぞれ好ましくない。この量適値となるＥＰＭおよび　
　　　　ＥＰＤＭの分子量は、分子量と相関のあるムー
ニー粘度で表わすと１００℃においてＥＰＭでは２０〜
】００、ＥＰＤＭでは２０〜１．１０の範囲である。

本発明においては配合作業の容易さから粒状のＥＰＭ、
およびＥＩ９の使用が好ましい。粒状のＥＰＭとしては
、例えば三片石油化学工業（株）の商品名タフマーＰ０
１８０、同ＰＯ２８０，同ＰＯ４８０、同ＰＯ６８０、
日本イーピーラバー（株）の商品名ＥＰＯ２Ｐ、　ＥＰ
Ｏ７Ｐがあげられ、同じく粒状のＥＰＤＭとしては日本
イーピーラバー（株）の商品名ＥＰ５７Ｐがあげられる
。

本発明においては、ＥＰＭとＥＰＤＭとを併せて使用す
ることにより塗装性、耐衝撃性および成形性をともに向
上させることができ、ＥＰＭおよびＥＰＤＭの添加割合
は両者とも５〜３５重量％の範囲であり、かつ両者を合
わせた添加割合は通常２０〜４０重量％の範囲である。

ＥＰＭおよびＥＰＤＭの両者を合せた添加割合が２０重
量％未滴のときは耐衝撃性、塗装性改良効果が小さく、
成形品の−４０℃アイゾツト強度が１０に９・〜偽より
小さくなり好ましくない。また４０重量％を越えると得
られるポリプロピレン組成物の成形流動性および剛性が
低下し好ましくない。さらにＥＰＭの添加割合が５重量
％未満の場合は塗装性改良効果が小さく、またＥＰＤＭ
の添加割合が５重量％未満の場合には耐衝撃性改良効果
が小さくなり、成形品の一４０℃でのアイゾツト衝撃強
度は１０ｋｇ−ＣｍＡ７ｒＬより小さくなり好ましくな
い。

本発明において用いる無機充てん材とは粉末状の無機充
てん材であり、例えば酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ア
ルミニウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケ
イ酸マグネシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、
硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、ガ
ラス、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、ビルツナ
イト等があげられるが、特に炭酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、ケイ酸カルシウム、タルクの使用が好ましい。

さらに本発明においては用いる無機充てん材の粒子径は
３μｍ以下であることが必須であり、特に２μｍ以下で
あることが好ましい。粒径が３μｍを超える無機充てん
材を用いた場合は得られるポリプロピレン樹脂組成物の
耐衝撃性が低下する。

無機充てん材の粒径については一般に慣用されているも
のとして、定方向径、定方向面積等分径、等面積径およ
び３１６Ａ＜−＋径などの定義方法があり、化学工業便
覧などに見られるような各種の測定法により測定されて
いる。本発明における粒径は光透過法により求められる
等面積径であり、測定は°　例えばセイシン企業社製の
光透過式粒度分布測定機、型式名ＳＫＣ２０００などを
使用し、粒度積算分布の５０％時の粒径（一般にはＤ５
０と称されている）として求められた値を用いることが
出来る。

なお市場一般に用（・られている無機充てん材の粒径は
５μｍ〜１５０μｍのものが大部分であるので、本発明
においては、例えば特殊な超微粉砕機であるジェット・
オー・ライザー０２０２型などを用いることにより粒径
３μｍ以下の無機充てん材を調製して用いることが必要
である。

本発明における粒径３μｍ以下の無機充てん材の添加割
合は、結晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体と
ＥＰＭおよびＥＰＤＭより成る樹脂成分１００重量部に
対し２〜５重量部の範囲である。無機充てん材の添加Ｎ
Ｆ２合が２重量部未満のときは剛性向上効果が小さく好
ましくない。また無機充てん材の添加割合が１５重量部
位までは添加とともに剛性、耐衝撃性はともに向上する
が、塗装性が低下しまた成形時に樹脂の予備乾燥が必要
となるためそれ以下の添加割合に抑える必要がある。つ
まり無機充てん材の添加割合が５重量部を越えて添加し
た場合得られるポリプロピレン樹脂は無機充てん材の吸
湿による成形品表面のシルバーストリーク等を発生する
ために予備乾燥を行なう必要がある。また無機充てん材
が５重量部を越えて添加した場合塗装性のうち初期密着
性は向上するが、樹脂中の無機充てん材が吸湿し樹脂層
と塗装膜との間にふくれを生じるため耐温水性、耐湿性
は逆に低下してしまい好ましくない。

本発明のポリプロピレン組成物に使用される各成分の混
合は、当業界において一般に用いられる単軸押出機、Ｆ
ＣＭ、ＣＩＭ等の２軸押用機を用いてｌ　１− 実施される。この組成物を製造する場合にポリプロピレ
ン樹脂に一般に用いられる酸化防止剤、紫外線吸収剤、
金属劣化防止剤、滑剤、帯電防止剤、発泡剤等を配合す
ることもできる。

このようにして得られた本発明のポリプロピレン樹脂組
成物は、剛性、耐衝撃性、成形流動性が優れているため
自動車用バンパー、バンパースカート、トリム、二輪車
用フェンダ等への適用も可能となり、射出成形法、押出
成形法および圧縮成形法等の成形法により成形し得る。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

以下の記載においてメルトフローインデックスはＡＳＴ
Ｍ　Ｄ−１２３８Ｋ、曲げ弾性ｆ４　ＡＳＴＭ　Ｄ−７
９０に、アイゾツト衝撃強度はＡＳＴＭ　Ｄ−２５６に
従って測定した。

実施例１ エチレン含有率２６．０重量％、ポリプロピレン成分の
沸騰ｎ−へブタン不溶分８０．６重量％、テトラリン１
３５℃溶液の固有粘度１．７、メルトフローインデック
ス２０の結晶性エチレン−プロビレ−１２＝ ンブロック共重合体（以下ＰＰ−Ａと略記する）６５重
量％、ＥＰＭとしてプロピレン含量２７重量％、１００
°Ｃでのムーニー粘度が２１である三井石油化学工業株
式会社製の商品名タフマーＰＯ２８０２５重量％、ＥＰ
ＤＭとしてプロピレン含量２８重量％、１００℃でのム
ーニー粘度が８５、第３成分がエチリデンノルボルネン
である日本イービーラバー社の商品名ＥＰ５７Ｐを１０
重量％、無機充てん材として粒径１．３μｍおよび１．
８μｍのタルクを表−■に示した割合にて配合し、ヘン
シェルミキサーで混合後押出機にてベレット化した。得
られたベレットを射出成形機を用いて試験片を成形し曲
げ弾性率、およびアイゾツト衝撃強度を測定した。

また塗装性については以下の方法により評価した。

射出成形機を用いて得られた試験片に２液型のアクリル
−塩素化ポリプロピレン系の下塗り塗料を膜厚１０μｍ
となるように塗装し、さらに２液型のアクリル−ウレタ
ン系の上塗り塗料を膜厚２５μｍとなるように塗装し、
９０°Ｃで３０分間乾燥した後、室温に２４時間放置し
て塗装性試験片を得た。

この試験片の塗膜にカッターによりタテＩｍｍ、ヨ：７
１ｍｍの基盤目を１００個刻み、セロハンテープを粘着
させた後急激にセロテープを引きはがし残った塗膜の基
盤目の割合をパーセンテージで求め、これにより初期密
着性を評価した。さらに塗装性試験片を４０℃の温水中
に２４０時間浸漬した後に塗膜面の状態観察および基盤
目剥離により耐温水性を評価した。

また上記で得られたペレットを温度３０°Ｃ１湿度９０
％の雰囲気中で１週間放置した後、射出成′　× 形機により１．６０ｍｍＸ　８０ｍｍ　ｌ）Ｑ　２　ｍ
ｍ厚の平板を成形し、成形物の表面状態を観察した。得
られたポリプロピレン樹脂のメルトフローインデックス
、試験片の曲げ弾性率およびアイゾツト衝撃強度測定値
、塗装性の評価結果および成形品の面状態を表−１に示
した。

実施例２〜３ 実施例１においてＰＰ−Ａにかえてエチレン含有量１６
．１重量％、ポリプロピレン成分の沸騰ｎ−ヘプタン不
溶分８６．４重量％、ケト２９フ１３５溶液ノ固有粘度
１。４、メルトインデックスフロー４７の結晶性エチレ
ン−プロピレン共重合体（以下ＰＰ−Ｂと略記する）、
またはエチレン含有量１１、６重量％、ポリプロピレン
成分の沸騰ｎ−へブタン不溶分７７、１重量％、テトラ
リン１３５℃溶液の固有粘度１。３、メルトフローイン
デックス７０の結晶性エチレン−プロピレン共重合体（
以下ＰＰ−Ｃと略記する）を用いた他は実施例１と同様
に試験し得られた結果を表−１に示した。

比較例１〜２ 実施例１においてＰＰ−Ａにかえてエチレン含有量６．
８重量％、ポリプロピレン成分の沸騰ｎ−へブタン不溶
分９３．８重量％、テトラリン１３５℃溶液の固有粘度
２．１メルトフローインデツクス４の結晶性エチレン−
プロピレンブロック共重合体（以下ＰＰ−Ｄと略記する
）、またはエチレン含有量５、６重量％、ポリプロピレ
ン成分の沸騰ｎ−へブタン不溶分９４．０重量％、テト
ラ９フ１３５ノ固有粘度１．９、メルトフローインデッ
クス８の結晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体
（１５− 以下ＰＰ−Ｅと略記する）を用いた他は実施例１と同様
に試験し得られた結果を表−１に示した。

実施例４〜９ エチレン含有量１２．０重量％、ポリプロピレン成分の
沸騰ｎ−へブタン不溶分８８．０重量％、テトラリン１
３５℃溶液の固有粘度１．５、メルトフローインデック
ス２０の結晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体
（以下ＰＰ−Ｆと略記する）６５重量％、ＥＰＭとして
前出のタフマーＰＯ２８０ａ２５重量％、ＥＰｒ）Ｍと
して前出のＥＰ５７Ｐを１０重量％、無機充てん材とし
て粒径１．８μｍのタルク、粒径１、２μｍの硫酸バリ
ウム、粒径１．９μｍの炭酸カルシウムおよび粒径１．
０μｍのケイ酸カルシウムをそれぞれ表−２に示した割
合で配合し実施例１と同様に試験し得られた結果を表−
２に示した。

比較例３ 無機充てん材を添加しなかった他は実施例４と同様に試
験し得られた結果を表−２に示した。

比較例４〜７ 粒径１。８μｍのタルクの添加量を１、７、　１５、１
　６− ２０重量部とした他は実施例４と同様に試験し得られた
結果を表−２に示した。

比較例８〜１０ 粒径１．８μｍのタルクにかえて粒径１．２μｍの硫酸
バリウム、粒径１．９μｍの炭酸カルシウムおよび粒径
１．０μｍのケイ酸カルシウムをそれぞれ表−２に示ｌ
〜だ割合で配合した他は実施例４と同様に試験し得られ
た結果を表−２に示した。

実施例１０および比較例１１〜１５ 結晶性エチレン−プロピレンブロック共重合体としてＰ
Ｐ−Ｆ，ＥＰＭとしてタフマーＰＯ２８０　（前出）、
ＥＰＤＭとしてＥＰ５７Ｐ　（前出）、粒径１．９μｍ
の炭酸カルシウムをそれぞれ表−３に示した割合で配合
した他は実施例４と同様に試験し得られた結果を表−３
に示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）エチレン含有量１１〜３０重量％、ポリプロピレ
   ン成分の沸騰ローへブタン不溶分７５重量％以上、テト
   ラリン溶液（１３５℃）の固有粘度１．２〜２．０、メ
   ルトフローインデックス８以上の結晶性エチレン−プロ
   ピレンブロック共重合体８０〜６０重量％、 （ｂ）プロピレン含有量が２０〜５０重量％で１００℃
   でのムーニー粘度が２０〜１００であるエチレン歿プロ
   ピレン共重合体ゴム５〜３５重量％、（Ｃ）プロピレン
   含有量が２０〜５０重量％で１０００Ｃでのムーニー粘
   度が２０〜１１０でかつ第３成分であるジエンがエチリ
   デンノルボルネン、ジシクロペンタジェン、１．４−へ
   キサジエンのいずれかであるエチレン−プロピレン−ジ
   エン三元共重合体ゴム５〜３５重量％、および（ｄ）粒
   径３μｍ以下の無機光てん材を前記（ａ）　、（ｂ）お
   よび（Ｃ）の合計量１００重量部に対し２〜５重量部を
   添加して成ることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成
   物。