JPS6172040A - ポリオレフイン樹脂組成物 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、繊維状充填材で、あるいは繊維状充填材と
非繊維状充填材とで強化され、自動車、電気分野等で好
適に使用することのできるポリオレフィン樹脂組成物に
関する。

［従来の技術およびその問題点］ 無機質充填材で強化したポリオレフィンは、たとえば自
動車、弱電等の工業材料分野を中心に重要な素材として
巾広く使用されている。これらの分野では、大きな機械
的強度を有すると共に表面外観が美麗であり、しかも変
形を生じさせない素材が要求されている。

しかしながら、従来、前記分野の要求に答えるためにポ
リオレフィン樹脂の改良工夫が種々試みられているが、
前記分野で要求される全ての性質を満足するものは未だ
ないのが現状である。たとえば、カラス繊維を中心とし
た繊維状充填材で強化したポリオレフィン樹脂は、ある
種の強度、剛性の大幅な改良が見られるものの、衝撃強
度の低下を招いたり、成形品の表面外観の悪化、ソリ、
変形等を生じる欠点がある。また、炭酸カルシウム、タ
ルク等の非繊維系充填材で強化したポリオレフィン樹脂
は、前記欠点はないものの、強度、耐熱剛性等の向上が
小さい等の問題がある。

［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
材としてのポリオレフィン樹脂組成物の開発につき鋭意
研究したところ、特定のプロピレン−エチレン共重合体
とポリエチレンとに特定の繊維状充填材を配合し、ある
いは特定の繊維状充填材と特定の非ｍ雄状充填材とをそ
れぞれ特定の配合割合で配合すると１機械的強度が大き
く、表面外観が良好で、変形が無く、寸法安定性の良い
成形品に成形可能なポリオレフィ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、機械的強度としてたとえ
ば衝撃強度、耐熱剛性が大きく、表面外観が良好で、ソ
リ、変形等の著しく小さな成形品を与えるポリオレフィ
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第１のこの発明の概要は、エ
チレン含有量が７〜３０重量％でメタノール沈澱物が８
〜４Ｑｉ量％であるプロピレン−エチレン共重合体４０
〜９４重量％と、ポリエチレン３〜２０重量％と、平均
繊維径が０．１〜２牌であると共にアスペクト比が２０
〜６０である繊維状充填材３〜４０重量％とを含むこと
を特徴とするものであり、第２のこの発明の概要は、エ
チレン含有量が７〜３Ｍ、ｆｔ％でメタノール沈澱物が
８〜４０重量％であるプロピレン−エチレン共重合体４
０〜９４重量％と、ポリエチレン３〜２０重量％と、平
均繊維径が０．１〜２用であると共にアスペクト比が２
０〜６０である繊維状充填材（Ａ）３〜４０重量％と、
前記プロピレン−エチレン共重合体、ポリエチレンおよ
び繊維状充填材の合計１００重量部に対して、平均粒子
径が０．３〜３ルであるタルク（Ｂ）５〜５０重量部と
を含み、前記繊維状充填材と前記タルクとの配合重量比
（’Ａ）／（Ｂ）が１／９〜２／１であることを特徴と
するものである。

この発明におけるプロピレン−エチレン共重合体は、少
なくともプロピレンとエチレンとを共重合して得られた
コポリマーであって、一般に成形材料等の用途に使用さ
れるものである。したがって、この発明におけるプロピ
レン−エチレン共重合体として、たとえばプロピレン−
エチレンプロ、り共重合体、プロピレン−エチレンラン
ダム共重合体、他の七ツマ−たとえばジシクロペンタジ
ェンキラ含むプロピレンー二チレンージエン共重合体等
が挙げられる。これら各種のポリマーの中でモ、特にプ
ロピレン−エチレンブロック共重合体が好ましい。

この発明で重要なことは、前記プロピレン−エチレン共
重合体は、エチレンを４〜３０重量％、好ましくは７〜
２０重量％で含むことである。

エチレン含有量が４重量％未満であると、ポリエチレン
を配合してもポリオレフィン樹脂組成物による成形品の
衝撃強度の向上が認められず、また、エチレンの含有量
が３０重量％を越えると、前記成形品の高温剛性および
剛性が低下する。

また、この発明では、前記プロピレン−エチレン共重合
体は、常温でのメタノール沈澱物が５〜４０重量であり
、好ましくは８〜３０重量％であることが重要である。

メタノール沈澱物が５重量％未満であると、ポリエチレ
ンを配合してもポリオレフィン樹脂組成物による成形品
の衝撃強度の向上が小さく、４０重量％を越えると、前
記成形品の剛性の低下が著しい。

この発明におけるプロピレン−エチレン共重合体は°、
前記条件を満足していれば良いのであるが、さらにａう
と、このプロピレン−エチレン共重合体は、そのＭＩ　
（メルトフローインデックス）が２〜３０ｇ／１０分で
あるのが好ましく、特に３〜２０ｇ／１０分であるのが
好ましい。けだし１Ｍ■が２ｇ／１０分未満であると、
ポリオレフィン樹脂組成物の流動性に問題を生じ成形加
工に不都合を生じるばかりか成形品にフローマークの生
じることがあり、また、３０ｇ／１０分を越えると、成
形品の衝撃強度の低下を招くことがあり、２〜３０ｇ７
１０分の範囲内ではこのようなことがないからである。

この発明におけるポリエチレンは、そのＭＩが０．１〜
２０ｇ／１０分、特ニ０．５〜Ｌｏｇ／１０分であるの
が好ましく、またその密度が０．９００〜０、９６５　
ｇ／ｃｃ、特に０．９４０〜０．９８０ｇ／ｃｃである
のが好ましい。

ポリエチレンのＭＩが０．１　ｇ／１０分未満であると
、流動性が低くて配合に困難を生じることがあり、また
ＭＩが２０ｇ／１０分を越えるとポリオレフィン樹脂組
成物による成形品の衝撃強度の向上が小さく、高温剛性
の低下が生じることがある。

また、ポリエチレンの密度が０．９００　ｇ／ｃｃ未満
であると、ポリオレフィン樹脂組成物による成形品の剛
性が失われ、また密度が０．９６５３／ｃｃを越えると
前記成形品の衝撃強度が低下することがある。

この発明における繊維状充填材は、その平均繊維径が０
．１〜２ルであり、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。

前記平均繊維径が０．１ル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充填材の分散が悪く
なる。前記平均繊維径が２ルを越えると共に前記アスペ
クト比が６０を越える場合、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。

また、前記平均Ｆａ維径が２斗を越えると共に前記アス
ペクト比が２０未満である場合、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。

この発明における繊維状充填材は、前記条件を満たす限
りどのようなものでも良く、たとえば繊維状マグネシウ
ムオキシサルフェート、チタン酸カリウム繊維、ガラス
繊維、ケイ醜カルシウム繊維、アルミナシリカ系のガラ
ス繊維であるセラミックファイバー、炭素！ａ維、ロッ
クウール、チッ化ケイ素ボイスカー等が挙げられる。前
記各種の）ｌａｍａ充填材の中でも、繊維状マグネシウ
ムオキシサルフェート、チタン酸カリウム繊維、ガラス
繊維、ケイ醜カルシウムｍ維等が好ましい。

このＩＪで重要なことの一つは、ポリオレフィン樹脂組
成物が、前記プロピレン−エチレン共重合体を４０〜９
４重量％で、好ましくは５０〜８５重量％で、前記ポリ
エチレンを３〜２０重量％で、好ましくは５〜２０重量
％で、前記ｔａｍａ充填材を３〜４０ｆｉ量％で、好ま
しくは１０〜３０ｉ量％で、含むことである。

前記ポリエチレンの配合量が３重量％未満であると、ポ
リオレフィン樹脂組成物による成形品の衝撃強度の向上
が少なく、前記配合量が２０３ｉ量％を越えると前記成
形品の高温剛性の低下が著しくなる。

前記ｔａ維状状充填材配合量が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、４０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。

この発明では、前記プロピレン−エチレン共重合体と前
記ポリエチレンと前記繊維状充填材とを特定の割合で配
合することにより、ポリオレフィン樹脂組成物は、その
成形品の機械的特性たとえば耐熱剛性等を向上させ、ま
たその表面外観を良好にすると共にソリ等の変形を小さ
くすることができるのであるが、成形品の剛性等をさら
に向上させると共にソリ等の変形をさらに抑制するため
には、この第２の発明が有効である。

第２の発明のポリオレフィン樹脂組成物は、エチレン含
有量が７〜３０重量％でメタノール沈澱物が８〜４０重
景％であるプロピレン−エチレン共重合体４０〜９４重
量％と、ポリエチレン３〜２０ｉ量％と、平均繊維径が
０．１〜２ＪＬであると共にアスペクト比が２０〜６０
である繊維状充填材３〜４０重量％との外にタルクを含
む。

前記タルクは、平均粒子径が０．３〜３ルであり、好ま
しくは０．５〜１ル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用未満であると、タルクの分散
性が不良となる。また、平均粒子径が３用を越えると、
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。

この発明に使用するタルクは、前記条件を満足する限り
特に制限は無い。

前記タルクの配合量は、前記配合組成の前記プロピレン
−エチレン共重合体、ポリエチレンおよび繊維状充填材
の合計１００重量部に対して、５〜５０重量部であるの
が重要であり、特に１０〜４５重量部であるのが好まし
い、タルクの配合量が５０重量部を越えると、成形品の
衝撃強度の低下、流動性の低下、フローマークの発生等
が生じる。

また、第２の発明に係るポリオレフィン樹脂組成物では
、前記繊維状充填材（Ａ）と前記タルク（Ｂ）との配合
重量比（Ａ）／（Ｂ）が、ｌ／Ｓ−２／１であることが
重要である。配合重量比（Ａ）／（Ｂ）が２／１を越え
ると成形品にソリ等の変形を生じる。

この発明のポリオレフィン樹脂組成物は、前記プロピレ
ン−エチレン共重合体と前記ポリエチレンと前記繊維状
充填剤とを前記特定の割合で配合し、あるいは、前記プ
ロピレン−エチレン共重合体と前記ポリエチレンと前記
ａｍ状充填剤と前記タルクとを前記特定の割合で配合す
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、変形等がなくなるのであるが
、このポリオレフィ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は、このポリオレフィン樹脂組
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。

前記シラン系カップリング剤としては、たとえばビニル
トリエトキシシラン、ビニルトリメトキンンラン、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
シエトキシシラノ）、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
。

γ−メタクロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β
−（アミンエチル）−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−７ミノプロビ
ルメチルジエ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
リオレフィン樹脂と前記ポリエチレンと前記！ａ維状状
充填剤の合計１００ｉ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００１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１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、プレイ、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、前記ポリオ
レフィン樹脂と前記ポリエチレンと前記繊維状充填剤と
の合計１００重量部に対して。

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。

この発明のポリオレフィン樹脂組成物は、前記各成分の
外に必要に応じて酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、
帯電防止剤、滑剤、離型剤、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、このポリオレフィ
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、またソリや変形等を生じさせない程度である
ことは言うまでもない。

この発明のポリオレフィン樹脂組成物は、前記プロピレ
ン−エチレン共重合体、前記ポリエチレン、前記繊維状
充填剤、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、各種の添加剤を所定割合で
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。混練操作は、たとえ
ばオープンロール、パンバリミキサー、■型プレンダー
、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、コニ
ーダー押出機、多軸スクリュー押出機等により行うこと
ができる。

かくして得られるポリオレフィン樹脂組成物は、たとえ
ば射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、真空成形
、圧空成形、８１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態が
きわめて良好であり、ソリや変形がきわめて小さいので
、このポリオレフィン樹脂組成物は、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オレフィン樹脂組成物は、その成形
品の機械的強度たとえば衝撃強度、耐熱強度を著しく向
上させ、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、このポリオレフィン樹脂
組成物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、成形品の機械的特性をさら
に向上させることができる。

このポリオレフィン樹脂組成物のこのような特性は、プ
ロピレン−エチレン共重合体とポリエチレンと特定のＷ
＆維状状充填剤を、あるいは前記各成分と特定のタルク
とを、限定された割合で配合することにより初めて達成
されるものである。

［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１〜３） 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＝７８／１０分、エチ
レン含有量：１０重量％、常温メタノール沈澱物＝１８
重量％）と、第１表に示す配合量のポリエチレン（ＰＥ
と略する）　　（′１！：度：０、９４　ｇ／ｃｃ、　
Ｍ　Ｉ　＝　６　ｇ／１０分）と、第１表に示す平均繊
維径、アスペクト比を有すると共に第１表に示す種類、
配合量の繊維状充填材とを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。

このペレットを２００℃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。

（落流衝撃強度） ＪＩＳ　　Ｋ７２１１に準拠して測定した。撃芯半径１
ハインチ、落流受台５０φ （曲げ弾性率） ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０に準拠して測定した。

（表面外観） 成形温度２００℃、金型温度５０℃で射出成形した１４
０Ｘ１４０Ｘ３厖鳳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２＋ｓｍ、直径１５０ｍｍ、セン
ターゲート径５腸鳳の円板を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（１層）、ｈ（＋＋＋鳳）を計測し、次式に従ってソ
リ率を求めた。

Ｘｈ ソリ率＝Ｔ口］ＴＸ　１００ 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。

第１表に示す配合量のプロピレン−エチレン共重合体と
、第１表に示す配合量のポリエチレンと、第１表に示す
平均繊維径、アスペクト比を有すると共に第１表に示す
種類および配合量の繊維状充填材とを用いた外は前記実
施例１〜３と同様にして試験片を得、前記実施例１〜３
と同様に各種の物性測定をした。

その結果を第１表に示す。

（比較例５） 第１表に示す配合量のプロピレン−エチレン共重合体（
エチレン含有量＝２重量％、常温メタノール沈澱物＝４
重量％、Ｍ　Ｉ　＝　１０ｇ／１０分）と、第１表に示
す配合量のポリエチレンと、第１表に示す平均ｍ維径、
アスペクト比を有すると共に第１表に示す種類および配
合量の繊維状充填材とを用いた外は前記実施例１〜３と
同様にして試験片を得、前記実施例１〜３と同様に各種
の物性測定をした。

その結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、平均ｍ維径が０．１〜２ル
の範囲内にあると共にアスペクト比が２０〜６０の範囲
内にある繊維状充填材を配合したポリオレフィン樹脂組
成物の試験片は、曲げ弾性率、アイゾツト衝撃強度、′
Ｘ錐衝撃強度が大きくて表面外観が良好でソリを生じな
い。

（以下、余白） （実施例４〜６．比較例６〜１０） 第２表に示す配合量のプロピレンーエチンン共重合体と
、第２表に示す配合量のポリエチレンと、第１表に示す
平均Ｉａ維径、アスペクト比を有すると共に第２表に示
すａ類および配合量のｍ！Ｉ状充填材と、第２表に示す
平均粒子径と配合量のタルクとを用いた外は前記実施例
１〜３と同様に実施した。

その結果を第２表に示す。

（実施例７、比較例１１） 第２表に示す配合量のプロピレン−エチレン共重合体（
エチレン含有量２８重量％、常温メタノール沈澱物：１
５重量％、ＭＩ＝９ｇ／１０分）と、第２表に示す配合
量のポリエチレンと、第２表に示す平均繊維径、アスペ
クト比を有すると共に第２表に示す種類および配合量の
繊維状充填材と、第２表に示す平均粒子径および配合量
のタルクとを用いた外は前記実施例１〜３と同様に実施
した。

その結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、非繊維状充填材であるタル
クを所定量配合したポリオレフィン樹脂あ酸物による成
形品は、機械的特性が良好で表面が平滑でソリ等の変形
もない。

（以下、余白） （実施例１２） 第３表に示す配合量のプロピレン−エチレン共重合体と
、第３表に示す配合量のポリエチレンと、第１表に示す
平均繊維径、アスペクト比を有すると共に第３表に示す
種類および配合量の繊維状充填材と、第３表に示す平均
粒子径と配合量のタルクと、第３表に示す配合量の無水
マレイン酸変性ポリプロピレン（酸付加量＝５重量％）
と、第３表に示す配合量のγ−７ミノプロビルトリエト
キシシラン（シラン系カップリング剤）とを用いた外は
前記実施例７と同様に実施した。

その結果を第３表に示す。

（実施例１３） 第３表に示す配合量のプロピレン−エチレン共重合体と
、第３表に示す配合量のポリエチレンと、第３表に示す
平均繊維径、アスペクト比を有すると共に第３表に示す
種類および配合量の繊維状充填材と、第３表に示す平均
粒子径および配合量のタルクと、第３表に示す配合量の
無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ａ付加量：５重量
％）と、第３表に示す配合量のγ−グリシドキシプロビ
ルトリメトキシシランとを用いた外は前記実施例１〜３
と同様に実施した。

その結果を第３表に示す。

第３表からも明らかなように、変性ポリオレフィンおよ
びシラン系カップリング剤を配合したポリオレフィン樹
脂組成物は、これを配合しないものよりも衝撃強度の向
上が認められる。

（以下、余白）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン含有量が７〜３０重量％でメタノール沈
   澱物が８〜４０重量％であるプロピレン−エチレン共重
   合体４０〜９４重量％と、ポリエチレン３〜２０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である繊維状充填材３〜４０重量％とを
   含むことを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物。
2. （２）エチレン含有量が７〜３０重量％でメタノール沈
   澱物が８〜４０重量％であるプロピレン−エチレン共重
   合体４０〜９４重量％と、ポリエチレン３〜２０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である繊維状充填材（Ａ）３〜４０重量
   ％と、前記プロピレン−エチレン共重合体、ポリエチレ
   ンおよび繊維状充填材の合計１００重量部に対して、平
   均粒子径が０．３〜３μであるタルク（Ｂ）５〜５０重
   量部とを含み、前記繊維状充填材と前記タルクとの配合
   重量比（Ａ）／（Ｂ）が１／９〜２／１であることを特
   徴とするポリオレフィン樹脂組成物。