JPS6030703B2 - 変性ポリプロピレン組成物 - Google Patents

変性ポリプロピレン組成物

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JPS6030703B2
JPS6030703B2 JP14252081A JP14252081A JPS6030703B2 JP S6030703 B2 JPS6030703 B2 JP S6030703B2 JP 14252081 A JP14252081 A JP 14252081A JP 14252081 A JP14252081 A JP 14252081A JP S6030703 B2 JPS6030703 B2 JP S6030703B2
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propylene
ethylene
polymer
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光美 藤山
直彦 倉本
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属との接着性の良好な変性ポリプロピレン組
成物に関する。
ポリプロピレンは無極性のため金属に対してほとんど接
着性を示さない。
従来、接着性を改良するために、■ポリプロピレンまた
は(および)金属の表面にコロナ放電処理、クロム酸処
理、火炎処理、エッジングなどの表面処理を施す方法、
■ポリオレフィンに無水マレイン酸をグラフトした変性
ポリオレフィンを用いる方法(例えば袴公昭42−10
757号、同47−4822号)、■酸変性ポリオレフ
ィンに炭火水素系合成ヱラストマーやエチレン系重合体
を配合した組成物を用いる方法(例えば袴関昭52−8
0紙4号、同56−2185科号)などが知られている
。しかしながら、これらの方法では表面処理工程を必要
としたり、また金属との接着性も充分とは言い難い。本
発明者等は金属との接着性の良好なポリプロピレンにつ
いて種々検討した結果、プロピレン−エチレンブロック
共重合体を含む変性ポリプロピレンに微粉状無機充填剤
および好ましくは更にエチレン系重合体を配合すること
により、所期の目的を達することができることを見出し
、本発明に到達した。
本発明は、プロピレンーヱチレンブロック共重合体30
〜100重量%とプロピレン系重合体70〜0重量%と
よりなる重合体組成物で、該重合体組成物は不飽和カル
ポン酸類をグラフトしたプロピレンーェチレンブロック
共重合体又はブロピレン系重合体を含んでなる変性ポリ
プロピレンAと微粉状無機充填剤Bとからなる変性ポリ
プロピレン組成物であり、該不飽和カルボン酸類は該変
性ポリプロピレン組成物中に0.005〜5重量%の範
囲となるように含有され、微粉状無機充填剤Bは該変性
ポリプロピレン10の重量%に対して2〜20の重量部
の範囲で含まれてなる変性ポリプロピレン組成物である
また本発明は、プロピレンーヱチレンブロック共重合体
30〜10の重量%とプロピレン系重合体70〜0重量
%とよりなる重合体組成物で、該重合体組成物は不飽和
カルボン酸類をグラフトしたプロピレン−エチレンブロ
ック共重合体又はプロピレン系重合体を含んでなる変性
ポリプロピレンA、微粉状無機充填剤B及びエチレン系
重合体Cとからなる変性ポリプロピレン縄成物であり、
該不飽和カルボン酸類は該変性ポリプロピレン組成物中
に0.005〜5重量%の範囲となるように含有され、
微粉状無機充填剤Bは該変性ポリプロピレン10の重量
部に対して2〜20の重量部の範囲で含有され且つエチ
レン系重合体Cは該変性ポリプロピレン10項樫部に対
して1〜10の重量部の範囲で含有されてなる変性ポリ
プロピレン組成物をも提供するものである。
尚本発明に於いてプロピレン系重合体とはプロピレン単
独重合体の他に、プロピレンを6の重量%L久上含むプ
ロピレンと他のQーオレフインとの共重合体(但し、プ
ロピレンーエチレンブ。
ツク共重合体を除く)を含む総称である。またエチレン
系重合体とはエチレンの単独重合体の他にエチレンを4
の重量%以上含むエチレンと他の重合性単量体との共重
合体を含む総称である。更にまた変性ポリプロピレンと
はブロピレンーエチレンブロック共重合体30〜10の
重量%とプロピレン系重合体70〜0重量%とよりなる
重合体組成物で、該重合体組成物を構成する重合体とし
て不飽和カルボン類をグラフト結合した上記プロピレン
ーェチレンブロック共重合体又はプロピレン系重合体を
含有したものを云う。本発明における変性ポリプロピレ
ンは任意の方法により、ポリプロピレンに不飽和カルボ
ン酸類をグラフト反応させることにより得られる。
変性ポリプロピレンの製造方法としては、例えば溶融状
態で反応させる方法(例えば特公昭43一27421号
)、溶液状態で反応させる方法(例えば特公昭44−1
5422号)、スラリー状態で反応させる方法(例えば
特公昭43−18144号)、気相状態で反応させる方
法(例えば特関昭50一774斑号)などがあるが、こ
れらの方法の中で押出機を用いる溶融鷹練法が操作上簡
便であるため好ましく用いられる。そこで、溶融鷹練法
による変性ポリプロピレンの製造方法について詳述する
。変性ポリプロピレンを製造するために用いられるポリ
プロピレンは、一般にプロピレンーエチレンブロック共
重合体であるが、・ホモポリプロピレン、プロピレンー
ェチレンランダム共重合体、プロピレンと他のQーオレ
フィンとの共重合体等のプロピレン系重合体を用いるこ
とができる。
本発明に使用されるプロピレンーェチレンブロック共重
合体は特に制限されないが、MFIが0.1〜5雌/1
0分、好ましくは0.5〜3雌ノ1比分、エチレン含量
1〜3の重量部、好しくは2〜15重量部のものである
。プロピレンーヱチレンブロック共重合体の製法は特に
制限されず、例えば三塩化チタンと有機アルミニウム化
合物を含む触媒の存在下にプロピレンを重合し次いで第
一工程で得られた触媒を含む重合体の存在下に、エチレ
ンのみ、あるいはエチレンとプロピレンの混合モノマー
をブロック共重合させる二段階重合法等がある。また、
本発明において使用される不飽和カルボン酸類としては
、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、シトラコン酸、またそれら酸無水物
、ェステル、アミド、ィミド、金属塩等であり例えば無
水マレィン酸、無水シトラコン酸、無水ィタコン酸、ア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリ
シジル、マレイン酸モノェチルェステル、マレィン酸ジ
ェチルェステル、フマル酸モノメチルェステル、フマル
酸ジメチルヱステル、ィタコン酸モノメチルェステル、
イタコン酸ジエチルエステル、アクリルアミド、メタク
リルアミド、マレィン酸モノアミド、マレィン酸ジアミ
ド、マレイン酸−Nーモノェチルアミド、マレィン酸−
N,Nージェチルアミド、マレイン酸−N−モノブチル
アミド、マレィン酸−N,N−ジブチルアミド、フマル
酸モノアミド、フマル酸ジアミド、フマル酸−N−、モ
ノェチルアミド、フマル酸−N,Nージヱチルアミド、
フマル酸−N−モノブチルアミド、フマル酸−N,N−
ジブチルアミド、マレイミド、Nーブチルマレイミド、
N−フェニルマレイミド、アクリル酸ナトリウム、メタ
クリル酸ナトリウム.、アクリル酸カリウム、メタクル
レ酸カリウム等を挙げることができる。
これらのうち、無水マレイン酸を用いるのが最も好まし
い。かかる不飽和カルポン酸類の使用量は特に制限され
ないが、良好な変性ポリプロピレンを得るためにプロピ
レンーェチレンブロック共重合体及び/又はプロピレン
系重合体10の重量部に対し至一般に0.01乃至2の
重量部、好ましくは0.1乃至5重量部添加が必要であ
る。またプロピレンーェチレンブロック共重合体及び/
又はプロピレン系重合体と不飽和カルボン酸類との反応
を促進するために有機過酸化物が用いられる。
有機過酸化物としては例えばペンゾィル/ぐ−オキサイ
ド、ラウロイル/ぐーオキサイド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ジクミルバーオキサイド、Q,Q′−ビス(
t−ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、2,
5ージメチルー2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)へ
キサン、2,5−ジメチルー2,5−ジ(t−ブチルパ
ーオキシ)へキシンー3、ジーt一プチルパーオキサイ
ド、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパ
ーオキサイドなどが挙げられる。有機過酸化物の添加量
は特に制限されない、プロピレンーヱチレンブロック共
重合体及び/又はプロピレン系重合体10の重量部に対
して通常0.005乃至5重量部、好ましくは0.01
乃至1重量部である。次に、上に示したプロピレンーェ
チレンブロック共重合体及び/又はプロピレン系重合体
、不飽和カルボン酸類、有機過酸化物をタンブラー、ヘ
ンシェルミキサー等で充分に混合し、プロピレンーェチ
レンブロック共重合体及び/又はプロピレン系重合体の
融点以上、一般には融点以上280℃以下の温度で溶融
混練してグラフト化反応を行なわせる。溶融濃練する方
法は特に制限されず、例えばスクリュー押出機、バンバ
リーミキサー・ミキシングロールなどを用いて行うこと
ができるが、操作の簡便さのためスクリュー押出機が好
ましく使用される。溶融混練の温度および時間は用いる
有機過酸化物の分解温度により変化するが、一般に16
0乃至280qoで0.3乃至30分間、好ましくは1
70乃至25ぴ0で1乃至10分間が適当である。なお
、溶融混線は不活性ガス気流中で行なってもよい。しか
して、上記のようにして製造した変性ポリプロピレンは
、前記したように不飽和カルボン酸類を所定の割合で用
いても、その未反応モノマ−の残存が避けられない。
したがって、所期の目的を得るために上記の変性ポリプ
ロピレンをさらに60qo以上、好ましくは10000
以上の温度で加熱処理することが望ましい。加熱温度が
60qo以下の場合、処理に長時間を要し、実用的でな
い。加熱温度の上限は特に制限されないが、変性ポリプ
ロピレンの融着を防止するために該変性ポリプロピレン
の葛虫点以下であることが好ましい。加熱処理手段は従
来知られている方法、例えば通気バンド型乾燥装置、材
料燈梓型乾燥装置、流動層乾燥装置、気流乾燥装置、贋
霧乾燥装置、回転乾燥装置、ドラム型乾燥装置、減圧乾
り操粥装置、赤外線乾燥装置、遠赤外線乾燥装置、マイ
クロ波乾燥装置rなどにより行うことができるが、熱風
乾燥装置が好ましく使用される。なお、減圧下で加熱処
理をえば処理効果が一段と向上する。加熱処理時間は特
に制限されないが、加熱温度が低温で、変性ポリプロピ
レンが多量の不飽和カルポン酸類の未反応モノマーを含
有する場合は長時間を要し、加熱温度が高温で未反応モ
ノマーが少し、場合は短時間でよい。
一般には未反応モノマ−量が0.1重量%以下となるよ
うに加熱処理することが好ましい。本発明は変性ポリプ
ロピレンに微粉状無機充填剤B、および好ましくは更に
エチレン系重合体Cを混合することにより、変性ポリプ
ロピレン組成物を得る。
かかる本発明において、ブロピレンーェチレンブロック
共重合体は必ずしも不飽和カルボン酸類でグラフ変性さ
れなくてもよいが、変性ポリプロピレンA中に少くとも
3蝿瞳%以上のプロピレンーェチレンブロック共重合体
成分を含むことが重要である。即ち、変性ポリプロピレ
ンAはプロピレンーエチレンブロック共重合体30〜1
0の重量%とプロピレン系重合体70〜0重量%とより
なる重合体組成物となる。該変性ポリプロピレンA中の
プロピレンーェチレンブロック共重合体成分が3の重量
%より少ない揚場合、微粉状無機充填剤を含有した変性
ポリプロピレン組成物は金属との良好な接着性が得られ
ない。本発明に使用される微粉状無機充填剤Bは特に制
限されないが、平均粒子径50ム以下のものが好ましい
微粉状無機充填剤Bの例として炭酸カルシウム、タルク
、クレー、シリカ、ケイ簾士、アルミナ、蓮鉛拳、酸化
マグネシウム、義母、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、亜硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アル
ミニウム、水酸化カルシウム、ガラス粉、アスベスト、
石コウ等が挙げられる。これらのうち、炭酸カルシウム
が好ましく用いられる。微粉状無機充填剤Bの配合量は
、変性ポリプロピレンAIOの重量部に対して2〜20
の重量部、好ましくは5〜10の重量部である。添加量
が2重量部より少ない場合には、接着性改良効果が4・
さく、200重量部を超えると接着性は逆に低下する。
なお、微粉状無機充填剤Bはプロピレン−ェチレンブo
ツク共重合体及び/又はプロピレン系重合体に不飽和カ
ルボン酸類のグラフト反応を行う際に同時に添加してお
いてもよい。本発明に使用されるエチレン系重合体Cと
は、例えば高圧法あるいは中低圧法で重合されたエチレ
ンの単独重合体、エチレンと6の重量%以下好ましくは
4の重量%以下の他の重合性単量体との共重合体、例え
ばエチレンとプロピレン、ブテンー1,3ーメチル−プ
テン−1、ヘキサンー1,3ーメチルーベンテンー1,
4ーメチル−ペンテンー1等のQーオレフインの1種も
しくは2種以上との共重合体、エチレンと酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニル等のビニルェステルとの共重合体も
しくはそのケン化物、エチレンとアクリル酸、メタクリ
ル酸、アレィン酸等の不飽和カルポン酸もしくはその誘
導体、例えば無水物、ェステル、アミド、ィミド、クロ
リド、金属塩等との共重合体、エチレンとブタジエン、
ジシクロベンタジエン、ェチリデンノルボルネン等の共
役もしくは非共役ジェン等との共重合体あるいは上記重
合体の混合物をいう。
これらの重合体は、酸化、塩素化、クロルスルホン化あ
るいはェポキシ化合物やカルボキシル基含有化合物がグ
ラフトされている等種々の変性が施されていてもよい。
これらの中で低密度ポリエチレン、エチレンープロピレ
ン共重合体、エチレンーブテンー1共重合体が好ましく
使用される。エチレン系重合体CはM円1(ASTM−
D−12総,230℃)が0.1〜5咳/10分の範囲
のものが好ましい。変性ポリプロピレン組成物における
エチレン兼重合体Cの配合量は、変性ポリプロピレンA
IOO重量部に対して1乃至100重量部、好ましくは
5乃至6の重量部である。
エチレン系重合体Cの配合量が1重量部禾満の場合には
接着性改良効果が小さく、また10の雲量部を越えると
接着性が低下するのみでなく、機械的強度が低下するた
め好ましくない。なお、エチレン系重合体Cはプロピレ
ンーェチレンブロック共重合体及び/又はプロピレン系
重合体に不飽和カルボン酸類のグラフト反応を行う際に
同時に添加しておいてもよい。変性ポリプロピレンAを
構成するプロピレン−エチレンブロック共重合体、プロ
ピレン系重合体及び微粉状無機充填剤B或いはこれらの
成分と更にエチレン系重合体Cとの混合はこれらの成分
を同時に、またはプロピレンーヱチレンブ。
ツク共重合体とプロピレン系重合体とで予め変性ポリプ
ロピレンとした後に、上記微粉状無機充填剤B必要に応
じてエチレン系重合体Cを混合すればよい。これらの混
合は、タンブラー、ヘンシヱルミキサー等を用いて行う
ことができ、スクリュー押出機、バンバリーミキサー、
ミキシングロールなどを用いて溶融濃練する。以上のよ
うにして製造された変性ポリプロピレン組成物は、0.
005〜5重量%の不飽和カルボン酸類を含有すること
が望ましい。
不飽和カルボン酸類の含有量が0.005重量%より少
ない場合は接着性改良効果が小さく5重量%を超えると
製造コストが高くなるばかりか接着性改良効果は飽和し
てくる。また変性ポリプロピレン組成物には、通常使用
する程度の耐熱安定剤、耐候安定剤、階剤、帯電防止剤
、核剤、顔料、簸燃剤、ブロッキング防止剤などを含ん
でいてもよい。以上のようにして製造した変性ポリプロ
ピレン組成物は、金属に対する接着性が良好である他、
ポリプロピレンの特徴である成形性、剛性、耐熱性が優
れている。
以下に、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。
なお、金属との接着強度は以下の方法により測定した。
T−ダィ付押出機により製膜した0.1脇厚さの変性ポ
リプロピレン組成物シートを、脱脂した2伽幅の2枚の
金属シートの間にはさみ、200午○で3分間10kg
/のの圧力をかけて圧着した後、放冷し、2枚の金属シ
ートよりはみ出した変性ポリプロピレン組成物をナイフ
できれいに切りとり、2守0,50%RHの恒温恒湿室
に24時間放置した。引張試験機のチャックに2枚の金
属シートの端部をはさみ、2仇吻/minの引張速度で
T一はくり強度を測定した。なお、金属シートの厚さは
、鉄シート0.2側、アルミニウムシート0.1側であ
る。実施例1および比較例I MFI=0.舷ノ1び分、エチレン含量2.0重量%の
プロピレンーェチレンランダム共重合体10の重量部、
無水マレィン酸2重量部、2,5ージメチル−2,5−
ジ(t−ブチルパーオキシ)へキサン0.12重量部、
ブチル化ヒドロキシトルェン0.1重量部、ステアリン
酸カルシウム0.1重量部をへンシェルミキサーで5分
間混合し、L/D=24の40欄0押出機によりねび○
で溶融混練べレタィズを行ない、次いで定温乾燥機によ
り145℃で4時間加熱処理を行ない無水マレィン酸グ
ラフトポリプロピレン(以下グラフトPPとも略記する
)を得た。
このグラフトPPには0.5重量%の無水マレィン酸が
グラフトされていた。上記グラフトPP、プロピレン系
重合体(以下非グラフトPPとも略記する)および炭酸
カルシウム(平均粒径1.2仏)を表−1に示す所定の
割合で混合(不飽和カルボン酸類の含有量は変性ポリプ
ロピレン組成物の重量%で表−1に示した)し、ベント
付CCM押出機により200℃で溶融混練して変性ポリ
プロピレン組成物を得た。
これらの変性ポリプロピレン組成物について、接着強度
の試験結果を表−1に併記した。なお、表−1において
、未変性ポリプロピレン(PP)の性状を示す。
{1}プロピレンーェチレンブロック共重合体(以下ブ
ロックPPとも略記する):MFI=1.舷/1ひげ、
エチレン含量2.り重量%■プロピレン単独重合体(以
下ホモPPとも略記する):M円1=1.舵/10分‘
3}プロピレンーェチレンランダム共重合体(以下ラン
ダムPPとも略記する):MFI=1.7g/IG片、
エチレン含量2.5重量%表−1 表−1中の修1〜3 ,7 ,9 ,10は比較 ‐l
で る。
実施例2および比較例2実施例1において、さらにエチ
レン系重合体を表−2に示す所定の割合に添加して同様
に変性ポリプロピレン組成物を得た。
これらの変性ポリプロピレン組成物について、接着強度
の試験結果を表−2に併記した。また変性ポリプロピレ
ン組成物中の不飽和カルボン酸類の含有量は表−2のM
.1が0.0斑(重量%)及び同軸.2〜M.10がそ
れぞれ0.047(重量%)であった。なお、表−2に
おけるエチレン系重合体の性状を次に示す。mエチレン
ーブテンー1共重合体: 岬1=6,蟹/1粉 エチレン含量8の重量% ‘2’エチレンープロピレン共重合体: 岬l=5,3g/1雌 エチレン含量7の重量% 【3’低密度ポリエチレン:M『1:4.雌/〆比重0
.920表−2 表−2中において、脇1〜2 ,6 ,9〜10は比較
例である。
実施例 3実施例1で用いたプロピレンーェチレンブロ
ック共重合体10の重量部、平均粒径0.3山のタルク
20重量部、無水マレィン酸0.5重量部、ベンゾィル
パーオキサィド0.箱重量部、ブチル化ヒドロキシトル
ェン0.1重量部、ステアリン酸カルシウム0.1重量
部をへンシェルミキサーで5分間混合し、ベント付CC
M押出機により200℃で溶融混綾べレタィズを行い、
定温乾燥器により14500で3時間加熱処理した。
この時の変性ポリプロピレン組成物中の無水マレィン酸
の含有量は0.1鑓重量%であった。このようにして得
られた変性ポリプロピレン組成物と鉄との接着強度は8
.7k9/2仇であった。実施例 4 実施例3において、さらに実施例1で用いたエチレンー
ブロピレン共重合体1の重量部を添加して同様に行なっ
た。
この時の変性ポリプロピレン組成物中の無水マレィン酸
の含有量は0.1り重量%であった。得られた変性ポリ
プロピレン組成物と鉄ととの接着強度は12.5kg/
2qzであった。比較例 3実施例3において無水マレ
ィン酸を添加しない以外は実施例3と同様に行なった。
得られたポリプロピレン組成物と鉄との接着強度は0で
あった。比較例 4 実施例3においてタルクを添加しない以外は、実施例3
と同様に行なった。
得られた変性ポリプロピレンと鉄との接着強度は1.1
k9/2伽であった。比較例 5 実施例4においてタルクを添加しない以外は、実施例4
と同様に行なった。
得られた変性ポリプロピレンと鉄との接着強度は4.1
k9/2肌であった。比較例 6 実施例3においてプロピレソーェチレンブロック共重合
体の代りに比較例1において使用したホモポリプロピレ
ンを用いる以外は、実施例3と同様に行なった。
得られた変性ポリプロピレン組成物と鉄との接着強度は
1.5k9/2節であった。比較例 7実施例3におい
てプロピレンーェチレンブロック共重合体の代りに比較
例1において使用したプロピレンーェチレンランダム共
重合体を用いる以外は、実施例3と同様に行なった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 プロピレン−エチレンブロツク共重合体30〜10
    0重量%とプロピレン系重合体70〜0重量%とよりな
    る重合体組成物で、該重合体組成物は不飽和カルボン酸
    類をグラフトしたプロピレン−エチレンブロツク共重合
    体又はプロピレン系重合体を含んでなる変性ポリプロピ
    レンAと微粉状無機充填剤Bとからなる変性ポリプロピ
    レン組成物であり、該不飽和カルボン酸類は該変性ポリ
    プロピレン組成物中に0.005〜5重量%の範囲とな
    るように含有され、微粉状無機充填剤Bは該変性ポリプ
    ロピレン100重量部に対して2〜200重量部の範囲
    で含まれてなる変性ポリプロピレン組成物。 2 不飽和カルボン類が無水マレイン酸である特許請求
    の範囲第1項記載の変性ポリプロピレン組成物。 3 微粉状無機充填剤が炭酸カルシウムである特許請求
    の範囲第1項記載の変性ポリプロピレン組成物。 4 プロピレン−エチレンブロツク共重合体30〜10
    0重量%とプロピレン系重合体70〜0重量%とよりな
    る重合体組成物で、該重合体組成物は不飽和カルボン酸
    類をグラフトしたプロピレン−エチレンブロツク共重合
    体又はプロピレン系重合体を含んでなる変性ポリプロピ
    レンA、微粉状無機充填剤B及びエチレン系重合体Cと
    からなる変性ポリプロピレン組成物であり、該不飽和カ
    ルボン酸類は該変性ポリプロピレン組成物中に0.00
    5〜5重量%の範囲となるように含有され、微粉状無機
    充填剤Bは該変性ポリプロピレン100重量部に対して
    2〜200重量部の範囲で含有され且つエチレン系重合
    体Cは該変性ポリプロピレン100重量部に対して1〜
    100重量部の範囲で含有されてなる変性ポリプロピレ
    ン組成物。
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