JPS6243443A - 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、低温から高温に至るまでの広い温度範囲で優
れた制振性能を有し、かつ、強度特性が優れているポリ
プロピレン樹脂組成物に関する。

一般に、プラスチック材料は金属材料に比較し軽量であ
るため、近年、自動車用の各種金属部品をプラスチック
製品に変えることについて研究がなされており、その実
用化も進んでいる。

プラスチック材料のうちポリプロピレン樹脂は、各種の
物性バランスがとれた材料であり、しかも比較的安価で
あるため自動車の内装用、外装用の部品に大量に使用さ
れているが、最近ではタイミングベルトカバー、ギヤカ
バー等エンジン周辺部品への適用も活発化している。一
方、近年、自動車の騒音規制の観点から、これらプラス
チック製部品に対し、軽量化以外に制振性遮音性の改良
に対する要望も高まっている。

しかしながら、従来、タイミングベルトカバー、ギヤカ
バー等おもに約４０°〜８０℃程度の温度領域で使用さ
れるポリプロピレン樹脂製品については、プラスチック
の粘弾性的性質にもとづく制振効果が充分に発揮できな
いという問題があった。

これは、一般に、プラスチック材料は粘弾性的性質を強
く保有し、制振性能が期待されているものの、反面温度
依存性が大きく、制振性能が、主としてプラスチック材
料のガラス転移にもとすく力学分散の損失正接（以下ｔ
ａｎδと称−ｒ）の極大温度前後において最も高く、そ
れ以外の実用領域内の温度では、一般に著しく割振性能
が低下することに起因している。ポリプロピレン樹脂の
粘弾性的挙動は測定法、樹脂の組成等により異なるが、
一般にポリプロピレン樹脂のガラス転移にもとづ（ｔａ
ｎδのピークは、通常、−３０℃〜５℃前後の範囲内に
表われ、ｔａｎδの値はこのピーク温度を境に著しく低
下し、５０’Ｃ前後で極小となる。このようなｔａｎδ
の低下が、おもに４０’〜ＳＯ℃程度の温度領域で使用
される製品について、充分な制振効果が得られない主た
る理由となっている。

そこで、本発明者らは、低温から高温に至るまでの広い
温度範囲で優れた制振性能を有し、かつ、強度特性に優
れるポリプロピレン樹脂組成物？得るため鋭意検討した
結果、粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるい
はオレフィン系エラストマーとの混合組成物ヲポリプロ
ピレン樹脂にブレンド°することにより得られる新規な
ポリプロピレン樹脂組成物が、上述の物性を満足し得る
ものであることを見出した。本発明はかかる知見に基づ
いてなされたものである。

すなわち、本発明は、粘着付与剤樹脂２０〜８０重量％
と、スチレン系エラストマーあるいはオレフィン系エラ
ストマー８０〜２０重量係からなる組成物全ポリプロピ
レン樹脂に混合せしめてなることを特徴とする新規なポ
リプロピレン樹脂組成物を提供するものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明の新規なポリプロピレン樹脂組成物において、ポ
リプロピレン樹脂に対して混合される前述の組成物に用
いられる粘着付与剤樹脂とは、一般に天然ゴム、合成ゴ
ム、天然−合成配合ゴム、ゴム系接着剤、ラテックス等
に対し、その配合物表面の粘着性を増大させる目的で配
合される材料すなわち、いわゆる、粘着付与剤（Ｔａｃ
ｋｘｆｌｅｒｓ　）として使用し得る性質を有する樹脂
材料を指すものであって、通常、粘着付与剤として利用
し得、また利用されている樹脂状物質は、いずれもそれ
を用いることができる。

そのような樹脂材料としては、クマロン・インデン樹脂
、クマロン樹脂混合物（クマロン樹脂、ナフテン系油、
フェノール樹脂、ロジンナトの混合品）などのクマロン
樹脂系の粘着付与剤用’ｖ　ｍ　脂材料；ｐ−第３ブチ
ルフェノール・アセチレン樹脂、フェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂、テルペン・フェノール樹脂、ｚリテルベ
ン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂などのフェノ
ール・チルイン系樹脂よりなる粘着付与剤用樹脂材料；
合成ポリチル啄ン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂肪族
系炭化水素樹脂、脂肪族系環状炭化水素樹脂、不飽和炭
化水素重合体、インプレン系樹脂、水素添加炭化水素樹
脂、炭化水素系粘着化樹脂、重合型特殊ポリエステル、
ポリブテン、アタクチック６．＋？リプロピレン、液状
ポリブタノエン、低分子量ブチルゴムなどの石油系炭化
水素樹脂よりなる粘着付与剤用樹脂材料：ロジンの波フ
タエリスリトール。エステル、同グリセロール・エステ
ル、水素添加ロジン、高度水添のウッドロジン、水素添
加口ノンのメチルエステル、同トリエチレノクＩＪ　：
Ｉ−ルエステル、同波ンタエリスリトールエステル、同
その他のエステル、高融点エステル系樹脂、重合ロジン
、重合ロジンのグリセロールエステル、樹脂酸亜鉛、硬
化ロジンなどのロジン誘導体系よりなる粘着付与剤用樹
脂材料；その他、樹脂酸とアミン−樹脂石けん混合物、
合成樹脂とフタル酸エステルの共縮合品等々、粘着付与
剤用途に使用される種々の樹脂材料を例示することがで
きる。

本発明の組成物において使用されるスチレン系エラスト
マーとは、ポリスチレンとゴムとの共重合体である。こ
のゴムは、ガラス転移＠度が２０℃以下の、例えばポリ
ブタジェン、ポリイソプレン、水素化ポリブタジェン等
の無定形高分子であって、これらの共重合体でもよい。

代表的なスチレン系エラストマーとしては、スチレン−
ブタジェン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン
−スチレン共、！合体、スチレン−エチレン−ブチレン
−スチレン共１１体ｅどが例示されるが、本発明の組成
物においては、これらの混合物や変性体も用いることが
できる。

オレフィン系エラストマーとしては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のオレフィン系樹脂にエチレンプロピレ
ンゴムなどのオレフィン系ゴムが含有すれたオレフィン
系熱可塑性エラストマー、あるいはエチレン系ゴム状共
重合体などがあげられる。このエチレン系ゴム状共重合
体としては、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、
デセン−１，４−メチルブテン−１，４−メチル波ンテ
ルー１などのα−オレフィンを共重合成分としたエチレ
ン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、エチレン、不飽和カルボ
ン酸金属塩および不飽和カルボン酸または不飽和カルボ
ン酸と不飽和カルボン酸エステルとからなる三元共重合
体または四元共重合体のいわゆるアイオノマー構造を有
するイオン性エチレン共重合体などが例示される。

これらの中ではエチレン−α−オレフィン共重合体が好
ましく、また、α−オレフィンがプロピレンの場合特に
好ましい。

これらのスチレン系エラストマーあるいはオレフィン系
エラストマーは粘着付与剤樹脂との相溶性が良く、粘着
付与剤樹脂との組み合わせにより必要な温度範囲に高い
ｔａｎδの値を示すことができることが重要であり、そ
のような機能を有するスチレン系エラストマーあるいは
オレフィン系エラストマーはいずれも本発明の組成物に
おいて用いることができる。

スチレン系エラストマーがスチレン−ブタジェン−スチ
レン共重合体の場合、前述の粘着付与剤樹脂のうち、水
素添加ロジンエステル系樹脂はスチレン−ブタジェン−
スチレン共重合と相溶性が良く、良い結果を得ることが
できる。

またオレフィン系エラストマーがエチレン−α−オレフ
ィン共重合体の場合、粘着付与剤樹脂のうちクマロン−
インデン樹脂との組み合わせが良好で、制振性に特に優
れたものが得られる。

使用する粘着は与剤樹脂とスチレン系エラストマーある
いはオレフィン系エラストマートカ少なくとも部分的に
相溶し、その混合物の動的粘弾囲のｔａｎδの極大ある
いはガラス転移温度が使用温度範囲にあることは重要で
あり、そのためには、使用する粘着付与剤樹脂とスチレ
ン系エラストマーあるいはオレフィン系エラストマーと
の相溶性を調整することが必要である。使用する粘着付
与剤樹脂の組合せ、使用量を制御することにより温度条
件に対し最適な状態を得ることができ、また、そのよう
な機能を有する粘着付与剤樹脂は、いずれも使用するこ
とが可能である。ポリプロピレン樹脂と粘着付与剤樹脂
が相溶しないような粘着付与剤樹脂全選定することは、
ポリプロピレン樹脂自体の結晶性を変化させないために
望ましい。

上述の粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるい
はオレフィン系エラストマーとの組成比は、粘着付与剤
樹脂が２０〜８０重量係に対し、スチレン系エラストマ
ーあるいはオレフィン系エラストマー閏〜加重量％であ
って、この場合、粘着付与剤樹脂が２０％未満では割振
性改良効果が小さく、粘着付与剤樹脂が（資）重量％を
越えると得られる樹脂材料が脆くなり引張破断伸びの低
下をきたす。

粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレ
フィン系エラストマーとの組成比としては、上記の数値
範囲内において、粘着付与剤樹脂の種類、性質（軟化温
度等）やスチレン系エラストマーあるいはオレフィン系
エラストマーの種類、性質に応じて適切な組成比２決め
ることができる。

上述の如き粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあ
るいはオレフィン系エラストマーからなる組成物全混合
せしめる対象となるポリプロピレノ樹脂は、熱可塑性を
有する結晶性高分子ポリプロピレンであって、プロピレ
ン単独重合体のほかに少量の共重合成分を含むプロピレ
ン共重合体も使用することができる。

粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレ
フィン系エラストマーからなる組成物（以下組成物（Ａ
）と略記する）とポリプロピレン樹脂との混合比として
は、ポリプロピレン樹脂９０〜５０重量％、組成物（Ａ
）　１０〜５０重ｔチが好ましい。

組成物（４）がｌＯＭ量チ未満では、側根性の改良効果
が少なく、関重量％を越えると強度（引張強さ、引張破
断伸び）が低下し、かつ耐熱性が低下する。より好まし
い混合比は、ポリプロピレン樹脂８０〜６０重量％と組
成物（Ａ）２０〜４０重８％である。

組成物（ト）が加重量％未満では、４０°〜（イ）℃で
の制振性の改良効果が少なり、４０重量％’に越えると
引張強さ、引張破断伸びの低下をきたす。

本発明に係る新規なポリプロピレン樹脂組成物を調製す
る際のブレンド方法としては、通常の樹脂ブレンド装置
、例えば２軸押比機、単・軸押出機、ニーダ−１／９ン
パリミキサー、ブラベンダーミキサー等が用いられる。

この際、使用する粘着付与剤樹脂、スチレン系エラスト
マーあるいはオレフィン系エラストマー、ポリプロピレ
ン樹脂の軟化温度または融点以上に加執可能なブレンド
装置を用いる。例をあげて言えば、ブレンド装置として
２軸押比機を使用する場合、２軸押比機の７リンダー、
アダプター、ヘノｒ温度は２０σ〜２２０℃程度に制御
し、はレット状あるいは・Ｑウダー状の粘着付与剤樹脂
、スチレン系エラストマーあるいはオレフィン系エラス
トマー、ポリプロピレン樹脂をあらかじめ室温で充分予
備混合した後混練押出する方法があり、好ましくは、あ
らかじめ粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーある
いはオレフィン系エラストマー全２軸押出機で混練押出
した後、その混練組成物全ポリプロピレン樹脂と混練押
出する２ステージ法を用いることができる。粘着付与剤
樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレフィン系エ
ラストマーの混線の場合、シリカ等の増粘用充填材を用
いて、取扱いの作業性を向上させることができる。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、通常熱可塑性樹
脂の改質として行なわれている方法を用いて変性させる
ことができる。例えば剛性を向上させるためにガラス繊
維、メルク、マイカ、炭酸カルシウムを充填したり、耐
衝撃性付与のためにエラストマーのブレンド、顔料、加
工助剤等を添加することができる。また本発明の組成物
は、他の樹脂材料やゴム材料へブレンドして用いること
もできる。

以下に本発明の実施例を比較例とともに掲げる。

比較例および実施例において得られた試料の特性試験の
結果は表１〜表４に示すとおりである。比較例１（表１
〜表３）および比較例５（表４）では市販ポリマーがそ
のまま用いられている。

比較例２（表２）、比較例３（表２）では１９０°ＣＦ
Ｃチャンバー過度を制御したブラベンダーミキサーを用
い、ローター回転数を３Ｑ　ｒｐｍでポリプロピレン樹
脂とオレフィン系エラストマーあるいは粘着付与剤樹脂
を一度にチャンバー内に投入し、ポリプロピレン樹脂が
溶融した後はぼ混線トルクが一定になるまで（５〜８分
）混練した。

比較例４、実施例１〜１５においてはあらかじめ粘着付
与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレフィン
系エラストマーとをチャンバ一温度１９０℃、ローター
回転数８Ｑｒｐｍのブラベンダーミキサーで混練した後
、その混線組成物をポリプロピレン樹脂組成物とともに
、上記と同じ条件のブラベンダーミキサーで混練した。

粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレ
フィン系エラストマーは同時にチャンバー内に投入し、
溶融径混線トルクがほぼ平行になるまで５〜８分混練し
、その混線組成物とポリプロピレン樹脂を同一条件で８
〜１０分混練した。

実施例１６〜１９ではシリンダー、アダプター、ヘッド
を２１０°Ｃに制御した３０朋の２軸抽出機を用い、粘
着付与剤樹脂、オレフィン系エラストマー、ガラス轍維
、マイカまたはタルクをあらかじめ室温で充分予備混合
した後、回転数３Ｑｒｐｍ、押出量５〜５に９／ｈｒで
混練し啄レット化した。

試料のテストピースの成形は動的粘弾性用試料はすべて
プレス成形、引張試験用試料は比較例１〜４、実施例１
〜１５についてはプレス成形、比較例５、実施例１６〜
１９については射出成形にて行なった。

表１は、各種粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマー
あるいはオレフィン系エラストマーとの組合せ使用を、
通常のポリプロピレン（比較例１）の場合と比較したも
のであり実施例１〜８は、粘着付与剤樹脂４０重量係と
スチレン系エラストマーあるいはオレフィン系エンスト
マー６０重量係のブレンド組成物をポリプロピレン１指
：て３０重量係ブレンドしたものを使用した場合を示す
ものである。実施例１へ・８においては比較例１より＝
１０　’Ｃ〜８０°Ｃの温度範囲にわたって動的粘弾性
のｔａｎδの値が向上している。特に実施例４のクマロ
ン−インデン樹脂とオレフィン系エラストマーを組み合
わせた系では、引張強さと引張破断伸びのバランスに優
れ、ｔａｎδの値も著しく高い値を示している。

表２には、粘着付与剤樹脂としてクマロン−インデン樹
脂、オレフィン系エラストマートシてエチレン−α−オ
レフィン共重合体１’ｌい、両者の割合を変量した場合
の結果が示されている。比較例２のポリプロピレン樹脂
とエチレン−α−オレフィン共重合体との２成分ブレン
ド系では、比較例１のポリプロピレン樹脂に対して４０
℃、５０’Ｃでのｔａｎδの向上が小さく、また強度物
性にも劣る。また比較例３の、ｔ？　ＩＪプロピレン樹
脂と粘着付与剤樹脂の２成分系では引張破断伸びが著し
く小さく使用に耐えられない。

それに対して実施例９〜１１および実施例４の３成分系
ではいずれも４０　’Ｃ〜８０°Ｃの温度範囲でｔａｎ
δが大きく向上し、また強度物性にも優れる。

これらの結果は、本発明に係るポリプロピレン樹脂組成
物においては１．ｄ　＋）プロピレン樹脂、粘着付与剤
樹脂、スチレン系エラストマーあるいはオレフィン系エ
ラストマーの３成分の存在が不可欠の要件であることを
示しており、また、この結果によれば、粘着付与剤樹脂
が加重量係未満ではｔａｎδの改良効果は充分でなく、
かつ強奪物陣にも劣り、８０重量係を越えると引張破断
伸びが著しく低下することが判かる。

表３には、粘着付与剤樹脂４０重量係、オレフィン系エ
ラストマー（イ）重量係の割合の混練組成物とポリプロ
ピレン樹脂とのブレンドにおけるその混合割合の影響が
示されている。混練組成物１０〜５０重量％においては
、ｔａｎδの改良効果がみられ、かつ、この組成物の場
合は、強度物性にも優れていることが判る。

本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、低温から高
温に至る広い温度範囲で優れた制振性を有し、特にポリ
プロピレン樹脂の欠点である４０°Ｃ〜８０℃の制振性
が改良されているため、自動車のエンジンルーム内の振
動が加わる部位の製品、例えばタイミングベルトカバー
、ギヤカバー、エアクリーナケース等の広い用途に適用
することができる。これらの製品については、制振性以
外に高い剛性と耐熱性が要求されるため、ガラスＩｉ雄
、マイカ、タルク、ウオラストナイト等の無機フィラー
で補強して用いることが好ましい。表４に無機フィラー
で補強したポリプロピレン樹脂組成物の実施例を示す。

いずれも４０°Ｃ〜８０℃の温度範囲でｔａｎδは比較
例２を上回り、無機フィラーで補強した場合も制振性能
に優れることが判る。なお、このようにして、使用する
無機フィラーの種類、使用量は本実施例の記載により限
定されるものでない。本発明の組成物に対しては、１種
類あるいは２種類以上の無機フィラーを組合せて使用す
ることができる。その使用量は通常１５〜５０重量％が
適量である。これらの使用割合については製品性能や成
形性の要求に応じてその都度最適に設計する蒼Ｉ　　　
Ｊ８３０　ＨＫ　（宇部興産）養２　　タフゾレシＡ（
旭化成） 、Ｘ−３ラバロン５Ｅ６４００　（三菱油化）養４　　
サーモラン５２６（三菱油化）餐５　　タフマーＭＡ８
５１０（三井石油化学工業）矢６　　クマロンＧ９０：
クマロンーインデン樹脂（８鉄化学）斧７　　　ｄ　ト
ロジン１３０：芳香族系炭化水素樹脂（三井石油化学工
業） ＋８　　スーパーエステルＡ１２５：ロジンエステル（
荒馬化学工業） 蒼９　　エステルガムＨＰ：水素添加ロジンエステル（
荒馬化学工業） 蒼ｌＯピコライトＡ１１５：チル滅ン炭化水素樹脂（Ｈ
ｅｒｅ　ｕｌｅ　ｓ　）蒼１１．餐１２　　クロスヘッ
ドスピード５０朋／ｍｉｎ　２３”℃雰囲気中 斧１３　　　老木製作所製　粘弾性ス啄りトロメーター
周波数２０Ｈｚ、　　静歪１．０チ、動歪０．１チ註片
番号は、以下、表２〜４において同じ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）粘着付与剤樹脂２０〜８０重量％と、スチレン系エ
   ラストマーあるいはオレフィン系エラストマー８０〜２
   ０重量％からなる組成物１０〜５０重量％を、ポリプロ
   ピレン樹脂９０〜５０重量％と混合せしめてなることを
   特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。 ２）前記オレフィン系エラストマーがα−メチルオレフ
   ィン共重合体である特許請求の範囲第１項記載のポリプ
   ロピレン樹脂組成物。 ３）前記粘着付与剤樹脂がクマロン・インデン樹脂であ
   る特許請求の範囲第１項記載のポリプロピレン樹脂組成
   物。