JPS6172038A - 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】 ［産業上の利用分野１ この発明は、自動車、電気分野等で好適に使用すること
のできる、機械的特性に優れ、表面外観が良好で変形の
少ないポリプロピレン樹脂組成物に関する。

［従来の技術およびその問題点］ 結晶性ポリプロピレンと繊維状マグネシウムオキシサル
フェートとからなる繊維強化ポリプロピレン組成物が知
られている（特開昭５７−１０９８４６号公報）、前記
繊維強化ポリプロピレン組成物は、剛性、ｖ＆械的強度
、耐熱剛性が向上し、自動車、弱電等の分野で有用な材
料として注目されている。

しかしながら、前記繊維強化ポリプロピレン組成物は、
前記繊維状マグネシウムオキシサルフェートが結晶水を
有しているために、２００℃を越える温度下では結晶水
を放出するために、その成形品にシルバーストリークや
フローマークが発生し、外観不良となり、実際上使用で
きないのが現状である。

［問題点を解決するための手段］ この発明は前記事情に基づいてなされたものである。こ
の発明者は、たとえば自動車、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の開発につき鋭意
研究したところ、ポリプロピレンと繊維状マグネシウム
化合物との組成物に、この組成物に対して特定の割合で
、酸化カルシウムあるいは酸化カルシウム含有物を配合
すると、成形品の機械的強度を何ら損なわずにシルノー
−ストリーク、フローマーク等の外観不良のない成形品
を与えるポリプロピレン樹脂組成物が得られ、さらに、
前記組成物に、酸化カルシウムあるいは酸化カルシウム
含有物の外に特定割合のタルクを配合すると、機械的特
性がさらに向上すると共に変形のない成形品を与えるポ
リプロピレン樹脂組成物が得られることを見出してこの
発明に到達した。

すなわち、この発明の目的は、機械的特性としてたとえ
ば衝撃強度、剛性、耐熱剛性が大きく、表面外観が良好
な成形品を与えるポリプロピレン樹Ｊ１！！ｌ成物、お
よび機械的特性がさらに向上していると共に、ソリ、変
形等の著しく小さな成形品を与えるポリプロピレン樹脂
組成物を提供することにある。

前記目的を達成するためのこの発明の概要は。

ポリプロピレン樹脂６０〜９７重量％と、平均繊維径が
０．１〜２ルであると共にアスペクト比が２０〜６０で
あるｍ雄状マグネシウムオキシサルフェート３〜４０重
量％との組成物１００重量部と、酸化カルシウムまたは
酸化カルシウム含有物０．１〜ＩＯ重量部とを含むこと
を第１の特徴とするものであり、ポリプロピレン樹脂６
０〜９７重量％と、平均繊維径が０．１〜２鉢であると
共にアスペクト比が２０〜６０であるｔｌＡ維状マグネ
シウムオキシサルフェート３〜４０重量％との組成物１
００重量部と、酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含
有物０．１〜１０重量部と、平均粒子径０．３〜３ｕＬ
のタルク５〜５０重量部とを含むことを第２の特徴とす
るものである。

この発明におけるポリプロピレンは、一般に成形材料等
の用途に使用されるものであり、たとえば、プロピレン
ホモポリマー、プロピレンとαオレフィンとの共重合体
たとえばプロピレン−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等を使用することが
できる。＃記各稀のポリプロピレンのうち結晶性ポリプ
ロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンブロック
共重合体が好ましい、さらに、この発明では、前記ポリ
プロピレンは、そのＭＩが３〜５０ｇ／１０分であるの
が好ましく、５〜３０ｇ／１０分であるのが特に好まし
い。

この発明における繊維状マグネシウムオキシサルフェー
トは、その平均繊維径が０．１〜２川であり、好ましく
は０．５〜１ルであると共にアスペクト比が２０〜６０
であり、好ましくは３０〜５０であることが重要である
。前記平均ｍ維径が０．１鉢よりも小さくなると、嵩比
重が小さくなり過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
シサルフェートの分散が悪くなる。また、前記平均繊維
径が２μを越えると共に前記アスペクト比が６０を越え
ると、このポリプロピレン樹脂組成物を用いて成形した
成形品の表面外観が不良となる。前記平均繊維径が２弘
を越えると共に前記アスペクト比が２０未満であると、
このポリプロピレン樹脂組成物を用いて成形した成形品
の剛性が向上しない。

この発明における酸化カルシウムおよび酸化カルシウム
含有物は、その平均粒子径が３０用以下、特に１〜０．
１牌であるのが好ましい、前記平均粒子径が３０ルを越
えると、このポリプロピレン樹脂組成物による成形品の
表面外観が悪くなると共にＷＲＭ強度が低下する。

前記酸化カルシウム含有物は、酸化カルシウムを主成分
とするものであり、たとえば酸化カルシウムをＡｌ−Ｍ
ｇ−Ａｌ系触媒で反応、焼成した無機セラミック結晶複
合体が挙げられ、これはエアロツク［商品名、鈴裕化学
（株）社製］として商業的に入手回部である。

この第１の発明で重要なことの一つは、このボリプロピ
レン樹脂組成物が、前記ポリプロピレンを６０〜９７重
量％で、好ましくは７０〜９５重量％で、前記繊維状マ
グネシウムオキシサルフェートを３〜４Ｏｉ量％で、好
ましくは５〜３０重量％で含む組成物１００重量部と、
０．１〜１０重量部の、好ましくは０．５〜５重量部の
前記酸化カルシウムまたは前記酸化カルシウム含有物と
を含むことである。

前記繊維状マグネシウムオキシサルフェートの配合量が
３重量％未満であると、このポリプロピレン樹脂組成物
の成形品の剛性が向上せず、また、３０重量％を越える
と、このポリプロピレン樹脂組成物自体の製造が困難と
なり、たとえ製造できたとしてもこのポリプロピレン樹
脂組成物による成形品の衝撃強度が低下する。

前記酸化カルシウムまたは前記酸化カルシウム含有物の
配合量が１０重量部を越えると、成形品の衝撃強度が低
下する。

この発明では、前記ポリプロピレンと前記ｍ雄状マグネ
シウムオキシサルフェートと前記酸化カルシウムまたは
前記酸化カルシウム含有物とを前記配合割合で配合する
ことにより、大きな機械的特性を損なうことなく、シル
バーストリーク、フローマーク等のない表面外観の美麗
な成形品を与えるポリプロピレン樹脂組成物が得られる
のであるが、さらに機械的特性たとえば剛性を向上させ
ると共にソリ等の変形のない成形品を与えるポリプロピ
レン樹脂組成物とするには、この第２の発明が有効であ
る。

第２の発明のポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピ
レン樹脂６０〜９７重量％と、平均繊維径がＯ９１〜２
ルであると共にアスペクト比が２０〜６０である繊維状
マグネシウムオキシサルフェート３〜４０重量％との組
成物１００重量部と、酸化カルシウムまたは酸化カルシ
ウム含有物０．１〜ｌＯ重量部とを含む外に、タルクを
含む。

前記タルクは、平均粒子径が０．３〜３μであり、好ま
しくは０．５〜１μであることが重要である。このタル
クの平均粒子径が０．３鉢未満であると、タルクの分散
性が不良となる。また、平均粒子径が３鉢を越えると、
このポリプロピレン樹脂組成物を用いて成形した成形品
の衝撃強度が低下すると共に傷付き白化現象が目立つよ
うになる。

この第２の発明で重要なことは、前記タルクの配合量が
、前記配合組成のポリプロピレンと前記ｍ雄状マグネシ
ウムオキシサルフェートとの合計１００重量部に対して
、５〜５０重量部、好ましくは１０〜３０重量部である
ことである。

前記タルクの配合量が５重量％未満であると、このポリ
プロピレン樹脂組成物の成形品の剛性が向上しないばか
りか成形品のソリを抑制する効果がでない、また、前記
タルクの配合量が５０重量％を越えると、成形品の衝撃
強度の低下、ポリプロピレン樹脂組成物の流動性の低下
等を生じ、また、成形品にフローマークが発生したりす
る。

この発明のポリプロピレン樹脂組成物は、前記ポリプロ
ピレンと前記繊維状マグネシウムオキシサルフェートと
前記酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含有物とを前
記特定の配合割合で配合することにより、前記機械的特
性を損なわずにシルバーストリーク、フローマーク等の
ない美麗な成形品とすることができ、また、前記ポリプ
ロピレンと前記繊維状マグネシウムオキシサルフェート
と前記酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含有物とタ
ルクとを前記特定の配合割合で配合することにより機械
的特性たとえば衝撃強度、耐熱剛性等が大きく向上する
と共にその成形品の表面外観が美麗なものとなり、しか
もソリ、変形等のない成形品とすることができるのであ
るが、このポリプロピレン樹脂組成物による成形品の強
度をさらに向上させるために、このポリプロピレン樹脂
組成物中にシラン系カップリング剤および／または変性
ポリオレフィンを配合するのが好ましい。

前記シラン系カップリング剤および変性ポリオレフィン
のいずれか一方だけを配合しても良いし、また両方を配
合しても良い。

前記シラン系カフブリング剤としては、たとえばビニル
トリエトキシシラン、ビニルトリメトキジシラン、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−グリシドキシプロビルトリメ
トキシシラン、γ−７ミノプロビ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−７ミノプロビルトリエトキ
シシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロ
ピルメチルジェトキシシラン等が挙げられる。

前記シラン系カップリング剤の配合量としては、前記ポ
リプロピレン樹脂と前記繊維状マグネシウムオキシサル
フェートとの合計１００ｆｉ量部に対して、０．１〜３
重量部とするのが好ましい。

この配合量が０．１重量部未満であると、このポリプロ
ピレン樹脂組成物による成形品の強度が向上しないこと
があり、また、前記配合量が３重量部を越えると、強度
の増加が飽和に達してしまい、価格面からすると前記シ
ラン系カップリング剤の３重量部を越える配合は不利と
なる。

前記変性ポリオレフィンとしては、たとえば、不飽和カ
ルボン酸、不飽和カルボン酸の誘導体、塩素、ビニルシ
ランで変性したポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ンプロピレン共重合体が挙げられる。前記変性に使用す
る不飽和カルボン酸としては、たとえばアクリル酸、メ
タアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ク
ロトン酸、シトラコン酸、ソルビン酸、メサコン酸、ア
ンゲリカ酸等が挙げられ、前記不飽和カルボン酸の誘導
体としては、酸無水物、エステル、アミド、イミド、金
属塩等が有り、たとえば、無水マレイン酸、無水イタコ
ン酸、無水シトラコン酸、アクリル酸メチル、メタアク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
マレイン酸モノエチルエステル、アクリルアミド、マレ
イン酸モノアミド、マレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド
、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム等が
挙げられる。

前記各種の変性ポリオレフィンの中でも、無水マレイン
酸で変性したポリプロピレンが特に好ましい。

前記変性ポリオレフィンの配合量としては、前記ポリプ
ロピレンと前記繊維状マグネシウムオキシサルフェート
との合計１００ｆｉｉ部に対して、０．１〜５重量部で
あるのが好ましい、この配合量が０．１重量部未満であ
ると、このポリプロピレン樹脂組成物による成形品の強
度がさほど向上しないことがあり、前記配合量が５重量
部を越えると、配合量の増加に対応する強度の増加がな
く、５重量部を越えて多く配合すればするほど価格面で
不利となる。

この発明のポリプロピレン樹脂組成物による成形品の＃
Ｉ撃強度をさらに向上させるときには、エラストマーを
配合するのが好ましい。

前記エラストマーとしては、たとえばスチレン−エチレ
ン−ブタジェン−スチレンゴム（Ｓ−Ｅ−Ｂ−３）　、
スチレン−ブタジェン−スチレンゴム（Ｓ−Ｂ−Ｓ）、
スチレン−イソプレン−スチレンゴム（Ｓ−Ｉ−３）、
スチレン−ブタジェンゴム（Ｓ−Ｂ）＄のスチレン系エ
ラストマー、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピ
レンジエンゴム等のオレフィン系エラストマーが好まし
く、スチレン−ブタジェンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム等が特に好ましい。

前記エラストマーの配合量としては、前記ポリプロピレ
ンと前記繊維状マグネシウムオキシサルフェートと前記
タルクとの合計１００重量部に対して、３〜２０重量部
とするのが好ましい、この配合量が２０重量部を越える
と、このポリプロピレン樹脂組成物による成形品の剛性
、特に高温での剛性の低下が著しく、また成形品の表面
の硬度の低下が著しいことがある。

この発明のポリプロピレン樹脂組成物は、前記各成分の
外に必要に応じて鹸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、
帯電防止剤、滑剤、＃型剤、着色剤等の添加剤を含んで
いても良い、この添加剤の配合量は、このポリプロピレ
ン樹脂組成物による成形品の機械的特性、表面外観等を
阻害せず、またソリや変形算を生じさせない程度である
ことは言うまでもない。

この発明のポリプロピレン樹脂組成物は、前記ポリプロ
ピレン、前記ａｍ状マグネシウムオキシサルフェート、
前記タルク、要すれば前記シラン系カップリング剤、変
性ポリオレフィン、エラストマー、各種の添加剤を所定
配合割合でもって配合し、乾燥混合および溶融混合の併
用法、多段溶融混合法、単純溶融混合法等により十分に
均一に混練することにより得ることができる。

前記各成分の配合の順序には特に制限がないが、ポリプ
ロピレンと酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含有物
とのマスターバッチを製造し、次いでポリプロピレンと
繊維状マグネシウムオキシサルフェートとの組成物と前
記マスターバッチとを混合する配合法が、シルバースト
リークを防止する上で最も好都合である。

混練操作は、たとえばオープンロール、パンバリミキサ
ー、■型ブレンダー、単軸スクリュー押出機、二軸スク
リュー押出機、コニーダ押出機、多軸スクリュー押出機
等により行うことができる。ただし、マスターバッチの
製造においては水冷を避けた方法を用いてペレット化す
る必要が有る。

かくして得られるポリプロピレン樹脂組成物は、たとえ
ば射出成形、押出成形、中空成形、圧ｌｉ！成形、真空
成形、圧空成形、積層成形、ロール加工、延伸加工等の
各種の加工法により種々の成形品に成形される。得られ
る成形品は、良好な機械的特性を有すると共に表面状悪
がきわめて良好であり、ソリや変形がきわめて小さいの
で、このポリプロピレン樹脂組成物は、自動車、電気分
野等の工業材料分野の素材として非常に有用である。

［発明の効果］ この発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロ
ピレンと繊維状マグネシウムオキシサルフェートと酸化
カルシウムまたは酸化カルシウムとを特定の割合で配合
することにより、その成形品の高い機械的強度たとえば
衝撃強度、耐熱強度を損なうことなく、その表面外観を
良好にし、ソリや変形等を小さくすることができる。さ
らに、このポリプロピレン樹脂組成物は、タルクをさら
に配合すると、機械的特性たとえば剛性、耐熱剛性を著
しく向上させると共にその表面外観を良好にし、ソリや
変形等を小さくすることができる。

さらに、シラン系カップリング剤および／または変性ポ
リオレフィンを配合すると、成形品の機械的強度をさら
に向上させることができ、また。

エラストマーを配合すると成形品の衝撃強度を向上させ
ることができる。

［実施例］ 次にこの発明について実施例と比較例とを示してこの発
明をさらに具体的に説明する。

（実施例１．２．５、比較例１〜４） 第１表に示す配合量のプロビレンーエチレンブロンク共
重合体（ＥＰと略する。）（ＭＩ＝６ｇ／１０分、エチ
レン含有ｌ：９重量％、）と、第１表に示す平均繊維径
、アスペクト比を有する第１表に示す種類および配合量
のｍＩｎ状充填材と、第１表に示す配合量の変性ポリオ
レフィン（無水マレイン酸変性ポリプロピレン、酸付加
量；５重量％）、シラン系カップリング剤（γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン）、およびエラストブーを
Ｖ型ブレンダーでよく混合した後、−軸押出機で溶融混
合してペレットを得た。

このペレットに第１表に示す配合量の酸化カルシウム含
有物［エアロツク（商品名）、鈴裕化学（製）］を配合
し、２４０℃で射出成形し、試験片を作成した。

前記試験片を用いて次の物性測定をした。

結果を第１表に示す。

（アイゾツト衝撃強度） ＡＳＴＭ　　Ｄ２５６（ノツチ付き）に準拠して測定し
た。

（落流！Ｉ撃強度） ＪＩＳ　　Ｋ７２１１に準拠して測定した。撃芯半径１
／４インチ、落流受台５０φ （曲げ弾性率） ＡＳＴＭ　　０７９０に準拠して測定した。

（表面外観） 成形温度２００℃、金車温度５０℃で射出成形した１４
０Ｘ１４０Ｘ３ｍｍの平板の表面粗さを目視にて観察し
て評価した。

（ソリ率） 射出成形して得た厚さ２ＩＩＩＩ、直径１５０層膳、セ
ンターゲート径５ｍ層の円板を２３℃の室温で４８時間
放置した後、その円板の直径方向における両端の反り高
さＨ（ｍ層）　、ｈ　（ａｍ）を計測し、次式に従って
ソリ率を求めた。

Ｘｈ ソリ率”２Ｘ丁１１Ｘ　Ｉ　ＯＯ 第１表中のソリに関する記号とソリ率との関係は次の通
りである。

（シルバーストリーク、フローマーク）成形品の表面を
目視で観察して評価した。

（実施例３．４、比較例５） 第１表に示す配合量のプロピレン−エチレンブロック共
重合体（ＥＰと略する。）（ＭＩ＝３０ｇ／１０分、エ
チレン含有率：５．２重量％）を用いた外は前記実施例
１．２．５と同様に実施した。

その結果を第１表に示す。

（実施例６．７、比較例６） 第１表に示す配合量のプロピレン−エチレンブロック共
重合体（ＥＰと略する。）（ＭＩ＝１０ｇ／１０分、エ
チレン含有率：５重量％）、第１表に示す配合量のエラ
ストマー（Ｍ　Ｉ　＝　６　ｇ／１０分）を用いた外は
前記実施例１．２．５と同様に実施した。

その結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、酸化カルシウム化合物を配
合したポリプロピレン樹脂組成物は、機械的特性が損な
われずに表面状態の優れた成形品に成形することができ
る。また、エラストマー、変性ポリオレフィン、シラン
系カップリング剤を配合すると、成形品の衝撃強度を向
上させることができる。

（以下、余白） （実施例８、比較例７〜９） 実施例８については、第２表に示す配合量のタルクをさ
らに配合した外は前記実施例２と同様に実施した。

比較例７〜９については、第２表に示す配合量のプロピ
レン−エチレンブロック共重合体と第２表に示す種類、
配合量の無機質充填材と、第２表に示す配合量のタルク
および酸化カルシウム含有物を用いた外は前記比較例１
〜４と同様にした。

結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、タルクを配合すると１曲げ
強度が大きくなる。

（以下、余白） （実施例９．１０、比較Ｎｌ０） 実施例９については第３表に示す配合量のプロピレン−
エチレン共重合体、ｍ雄状マグネシウムオキシサルフェ
ート、酸化カルシウム含有物（エアロツク）、タルクを
用いた外は前記実施例１と同様にして、また実施例１０
、比較例１０については第３表に示す配合量のプロピレ
ン−エチレン共重合体、ｔａ維状マグネシウムオギシサ
ルフェート、酸化カルシウム含有物（エアロツク）、タ
ルクを用いた外は前記実施例３と同様にして、前記各成
分を配合し、第３表に示す各射出温度で成形品を成形し
て、各成形品のシルバーストリークの発生状態を観察し
た。その結果を第３表に示す。

第３表から、タルクと酸化カルシウム化合物とを配合し
たポリプロピレン樹脂組成物は、ｍ雄状マグネシウムオ
キシサルフェートの脱水反応開始温度以上の成形加工温
度で成形しても、その成形品の表面状態はきわめて良好
である。

（実施例１１〜１５） 実施例１１〜１５については、第４表に示す配合量のプ
ロピレン−エチレン共重合体と、第４表に示す配合量の
繊維状マグネシウムオキシサルフェートと、第４表に示
す配合量のタルク（平均粒子径；　０．８　ｐ）と、第
４表に示す配合量の酸化カルシウムまたは酸化カルシウ
ム含有物（エアロツク）と、第４表に示す配合量の変性
ポリオレフィン（無水マレイン酸変性ポリプロピレン、
酸付加量；５重量％）と、第４表に示す配合量のシラン
系カップリング剤（γ−アミノプロビリトリメトキシシ
ラン）と、第４表に示す種類と配合量のエラストマーと
を用いた外は前記実施例１と同様に実施した。

結果を第４表に示す。

（比較例１１〜１３） 比較例１１．１２については、酸化カルシウムを使用せ
ずに、第５表に示す配合量の各成分を用いた外は前記実
施例１１と同様にし、比較例１３については、酸化カル
シウムを使用せず、繊維状マグネシウムオキシサルフェ
ートの代りにガラスＦＪＩ　Ｍｋを使用した外は前記実
施例１１と同様にした。

結果を第５表に示す。

第５表から明らかなように、酸化カルシウムを配合しな
いポリプロピレン樹脂組成物は、２４０℃で射出成形す
ると、シルバーストリーク、表面荒れ、ソリが発生する
。

（以下、余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｉ）ポリプロピレン樹脂６０〜９７重量％と、平均繊
   維径が０．１〜２μであると共にアスペクト比が２０〜
   ６０である繊維状マグネシウムオキシサルフェート３〜
   ４０重量％との組成物１００重量部と、酸化カルシウム
   または酸化カルシウム含有物０．１〜１０重量部とを含
   むことを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。 （２）ポリプロピレン樹脂６０〜９７重量％と、平均繊
   維径が０．１〜２μであると共にアスペクト比が２０〜
   ６０である繊維状マグネシウムオキシサルフェート３〜
   ４０重量％との組成物１００重量部と、酸化カルシウム
   または酸化カルシウム含有物０．１〜１０重量部と、平
   均粒子径０．３〜３μのタルク５〜５０重量部を含むこ
   とを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。