JPS631985B2

JPS631985B2 -

Info

Publication number: JPS631985B2
Application number: JP56149760A
Authority: JP
Inventors: Hironori Kawasaki; Hitoshi Inada; Minoru Kimura; Koji Nakase; Takuji Mogi
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Tokuyama Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Tokuyama Corp
Priority date: 1981-09-21
Filing date: 1981-09-21
Publication date: 1988-01-14
Also published as: JPS5852341A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高い剛性と成形時においてソリの小さ
い繊維状物含有のポリプロピレン組成物に関す
る。近年、ポリプロピレンは電気製品、建材、自動
車部品、各種の機械部品などに広く使用されてき
た。また、高い剛性を要求される用途に対しては、
ポリプロピレンに各種の充填材を含有させ、特に
高い剛性が必要な場合にはガラス繊維やカーボン
繊維等の繊維状物質を含有せしめたポリプロピレ
ンが使用される。しかしながら、かかる繊維状物質含有のポリプ
ロピレンは、最大の欠点として成形時に大きなソ
リが発生する。即ち、ポリプロピレン単独でもあ
る程度のソリを生ずるが、繊維状物質が含有され
るとソリは更に大きくなる。これは成形時に繊維
状物質が金型形状、成形条件等により、種々の方
向に配向する。このため、成形品の収縮率は繊維状物質の配向
に大きく左右され、金型に対して不均一な収縮を
示す結果、大きなソリが発生することになる。この様に繊維状物質を含有させたポリプロピレ
ンは非常に高い剛性を持つという特長がありなが
ら、大きなソリを発生させるという欠点のため、
寸法精度が必要な分野などの用途が大巾に制限さ
れている。本発明者らは、高い剛性を有しながら且つソリ
の発生が少ない繊維状物質含有のポリプロピレン
組成物を得る目的で種々検討の結果、意外にも分
子量分布と相関のあるメルトフローインデツクス
比（以下単にMFIRと略記する）が15以下のエチ
レン−プロピレンブロツクコポリマーを用いるこ
とにより所期の目的を達成したものである。即
ち、本発明におけるポリプロピレンはエチレンと
プロピレンのブロツクコポリマーである。また繊
維状物質としては特に限定されず、天然繊維、人
造繊維が使用出来る、例えば好ましくは、ガラス
繊維、カーボン繊維、ロツクウール繊維、チタン
酸繊維、石綿等の無機繊維或はポリアミド繊維、
ポリエステル繊維、アクリル繊維等の合成繊維等
があげられるが、一般にガラス繊維、カーボン繊
維が特に好ましく用いられる。本発明のポリプロピレン組成物において高い剛
性を付与するために、繊維状物質の含有量は全組
成中に一般に３〜60重量％、特に５〜50重量％が
好ましい。即ち、繊維状物質の含有量が３重量％
以下では充分な剛性が付与できず、60重量％以上
では練り込みの作業が悪く工業的でない。本発明の最大の特徴は、かかる繊維状物質を含
有したポリプロピレン組成物の成形時におけるソ
リの発生を抑制するために、MFIRが15以下、特
に14以下のエチレン−プロピレンブロツクコポリ
マーを用いることにある。したがつて、本発明の
ポリプロピレン組成物を得るために、MFIRが15
以下のエチレン−プロピレンブロツクコポリマー
を選択的に用いること、あるいはMFIRが15より
大きいエチレン−プロピレンブロツクコポリマー
を15以下に調整して用いることが必要である。ま
たMFIRが15以下のエチレン−プロピレンブロツ
クコポリマーを用いた組成物が成形時にソリを生
ずる場合には、該コポリマーのMFIRをさらに減
少させることによつてソリ抑制の効果を得ること
が出来る。なお、本発明におけるポリプロピレン
のMFIRの値は、メルトフローインデクサー（機
器）を使用して、７ｇの試料を260℃（予熱時間
５分）で、それぞれ荷重2160ｇのメルトフローイ
ンデツクス（MFI₂₁₆₀）と荷重375ｇのメルトフ
ローインデツクス（MFI₃₇₅）を測定し、これを
次式に代入して求めたものである。 MFIR＝MFI₂₁₆₀／MFI₃₇₅ かかるMFIRが15以下のエチレン−プロピレン
ブロツクコポリマーは、重合方法を選択すること
によつて得られるばかりでなく、簡単な方法とし
てはエチレン−プロピレンブロツクコポリマーを
熱分解法、せん断力による分子切断法、特に有機
過酸化物で酸化分解処理する方法によつて好まし
く得られる。特にエチレン−プロピレンブロツク
コポリマーを有機過酸化物と混合後、押出機を用
いて熔融混練することによつて得られる方法が好
ましく用いられる。使用される有機過酸化物とし
ては、例えばベンゾイルパーオキサイド、ラウロ
イルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリ
ル、ジクミルパーオキサイド、α，α′−ビス（ｔ
−ブチルパーオキシジイソプロピル）ベンゼン
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパー
オキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジ−
ｔ−ブ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。一般にMFIRが15以上のポリプロ
ピレン100重量部に対して、上記の有機過酸化物
0.001〜5.0重量部、好ましくは0.005〜3.0重量部
を添加することによつて、MFIRが15以下のエチ
レン−プロピレンブロツクコポリマーを得ること
が出来る。しかしながら、有機過酸化物の添加量
が0.001重量部より少ない場合にはエチレン−プ
ロピレンブロツクコポリマーのMFIRを15以下に
することが出来ず、また5.0重量部より多い場合
にはMIの上昇が大きいために取扱いが難しく好
ましくない。本発明において、上記したMFIRが15以下のエ
チレン−プロピレンブロツクコポリマーに繊維状
物質とともに、不飽和カルボン酸類をグラフトさ
せた変性ポリプロピレンを含有させることによ
り、高い引張り強度と曲げ強度を併せ付与したポ
リプロピレン組成物が提供される。用いられる変性ポリプロピレンとしては、プロ
ピレンホモポリマー、エチレンなどとプロピレン
のランダム及びブロツクコポリマー等の共重合体
に例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、それらの誘導体を一般に0.01〜５モル％グラ
フトしたものが好ましい。また変性プロピレンの
配合割合は、所望の引張り強度と曲げ強度を得る
ために一般に0.5〜20（重量）％、特に１〜15（重
量）％である。そのほか従来公知の安定剤、難燃
剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、あるいは
タルク、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、水
酸化マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸バ
リウム、活性白土、マイカ、ゼオライト等の各種
充填材を適宜添加しても良い。本発明のポリプロピレン組成物を得る方法は特
に限定されず、MFIRが15以下のエチレン−プロ
ピレンコポリマー、繊維状物、必要に応じては変
性ポリプロピレンとを混合することによつて得ら
れる。配合成分は同時に混合しても良く、数種を
予じめ混合し、残りを後から混合しても良い。次
いで押出機によりペレタイズする際、押出機、及
びスクリユー形状は特に限定されず、単軸押出
機、二軸押出機、ニーダー付押出機が使用され
る。またスクリユー形状としてはフルフライトタ
イプスクリユー、ダルメージタイプスクリユー、
高混練タイプスクリユー等が使用される。特に高
い引張強度、曲げ強度、曲げ強性率が要求される
時は繊維状物の切断の少ない、単軸押出機でフル
フライトタイプスクリユーを使用したものが好適
に使用される。配合成分を混合する装置として
は、タンブラー式ブレンダー、Ｖ型ブレンダー、
ヘンシエルミキサー、リボンミキサー等、一般に
用いられているものが使用される。またMFIRが
15以上のエチレン−プロピレンコポリマー、繊維
状物、必要に応じて変性ポリプロピレンと有機過
酸化物を混合後、ペレタイズすることにより目的
とするものを得ても良い。本発明のポリプロピレン組成物は高い剛性を保
持しつつ、かつ成形時のソリの発生が少ないもの
であるが、これはMFIRの小さい、すなわち分子
量分布の狭いエチレン−プロピレンブロツクコポ
リマーの収縮率の小さいことがソリの発生を小さ
くしている一つの要因ではあるが、それだけでは
説明できないほどソリの発生が著しく抑制され
る。従つて厳密にはその理由は明らかではない
が、前記収縮率の小さい点に併せて、繊維状物を
ソリの少なくなるように配向させる流動特性を持
つものと推定している。本発明を更に具体的に説明する為に、以下実施
例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。なお実施
例及び比較例で示したポリプロピレン組成物のソ
リの試験は、直径150mm、厚み２mmの円盤を下記
条件（）で射出成形し、23℃、温度50％で
48Hr放置後、第１図のように円盤の表面（図）
と裏面（図）において平面に対する左右の最大
ソリ高さa₁，a₂，a₃，a₄および正面（図）から
円径l₁，l₂をそれぞれ測定して、これらの値を下
記式（）に代入してソリの値を求めた。射出条件（）使用射出機：日銅製 130Z射出機樹脂温度： 230℃ 射出圧力： 400Kg／cm² 射出速度： 40mm／sec 金型温度： 40℃ ソリ（％）＝a₁＋a₂＋a₃＋a₄／２（l₁＋l₂）×100…
（）本実施例及び比較例においては、測定個数を
各々10個とり平均を求めたものの値を記入した。実施例１および比較例１第１表に示す2.5〜2.9（重量）％の含量でエチ
レンをブロツクしたポリプロピレン（徳山曹達社
製、以下にはブロツクPPとも略す）を用いて、
それぞれ所定の有機過酸化物と混合後、65ｍ／ｍ
押出機（樹脂温度220℃）を用いてペレタイズし、
それぞれMFIR15以下のものを得た。

【表】

【表】第１表において得られたMFIRが15以下と下記
のMFIRが15以上のエチレン−プロピレンブロツ
クPPとに、それぞれ繊維状物を添加した本発明
の実施例と比較例とを示す。第２表に示すように、各種のMFIR値を有する
エチレン−プロピレンコポリマーに、繊維状物と
してガラス繊維（日本碍子繊維株式会社製、商品
番号RES−03−TP37）、カーボン繊維（東邦ベ
スロン株式会社製、商品番号HTA−C6−Ｓ）、
ロツクウール繊維（新日本製鉄化学工業株式会社
製、エスフアイバーFF）をそれぞれ所定割合
（重量％）で添加し、タンブラー式ブレンダーで
混合した。次いで40mmベント式押出機（フルフラ
イト式スクリユー使用）を用いて熔融混練してペ
レツト化した。上記のペレツトをそれぞれ13oz射出成形機に
よつて、ASTM Ｄ−790に準じて試験片を成作
し、曲げ弾性率（Kg／cm²）を測定した。また、前
記した方法によりソリを、引張強度（Kg／cm²）と
曲げ強度（Kg／cm²）はそれぞれASTM D638、
同D790に準じて測定した。それらの結果を第２
表に示した。

【表】＊印は比較例をあらわす。
実施例２および比較例２第３表に示すように、各値のMFIR値を有する
エチレン−プロピレンコポリマーに繊維状物と、
さらにアクリル酸またはマレイン酸をグラフトし
た変性ポリプロピレンを所定の割合（重量％）で
配合して、実施例１と同様な測定を行つた。な
お、変性ポリプロピレンとして、マレイン酸変性
ポリプロピレン（エチレン−プロピレンブロツク
コポリマーに0.21モル％のマレイン酸がグラフト
化したもの）及びアクリル酸変性ポリプロピレン
（プロピレンのホモポリマーに５モル％のアクリ
ル酸がグラフト化したもの）である。それらの結
果を第３表に示す。

【表】＊印は比較例をあらわす。
比較例３（）実施例１、第２表ブロツクPPの種類
「１」に代り第１表Ａと同じ方法の処理で得ら
れた、MIが32でMFIRが14.3のエチレン−プロ
ピレンランダムコポリマーを用いた以外は実施
例１と同様な方法で実施した。その結果、曲げ
弾性率68000及びソリ7.1％であつた。（）上記（）のエチレン−プロピレンラン
ダムコポリマーに代り、実施例１と同じ処理で
得たMIが49でMFIRが14.4のプロピレンホモポ
リマーを用いた以外は実施例１と同様な方法で
実施した。その結果、曲げ弾性率68000及びソ
リ7.0％であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明においてソリを測定するため
の円盤を示す。図および図は射出成形した円
盤の表面および裏面をそれぞれ平面に対する正面
図である。a₁，a₂，a₃およびa₄は平面よりの高さ
である。また図は円盤の平面図であり、l₁は最
長の直径、l₂は最短の直径の長さを示す。

Claims

【特許請求の範囲】１メルトフローインデツクス比が15以下のエチ
レン−プロピレンブロツクコポリマーに繊維状物
を含有してなるポリプロピレン組成物。２繊維状物がガラス繊維またはカーボン繊維で
ある特許請求の範囲第１項記載の組成物。３メルトローインデツクス比が15以下のエチレ
ン−プロピレンブロツクコポリマーに繊維状物お
よび不飽和カルボン酸類をグラフトした変性ポリ
プロピレンを含有してなるポリプロピレン組成
物。４不飽和カルボン酸がマレイン酸またはアクリ
ル酸である特許請求の範囲第３項記載のポリプロ
ピレン組成物。