JPS6411217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 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
キシサルフエ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、機械的強度、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エ
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バ
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
樹脂組成物、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0.1〜2μ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エート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
を含むことを第１の特徴とするものであり、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エート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
レフインとの共重合体たとえばプロピレン―エチ
レンブロツク共重合体、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。前記
各種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―エチレンブロツク
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
ルフエートは、その平均繊維径が0.1〜2μであり、
好ましくは0.5〜1μ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0.1μ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エートの分散が
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2μ
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30μ以下、
特に１〜0.1μであるのが好ましい。前記平均粒子
径が30μ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衝
撃強度が低下する。 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―Mg―Al系触媒で反応、焼成した無機
セラミツ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
入手可能である。 この第１の発明で重要なことの一つは、このポ
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エートを３
〜40重量％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エートの
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繊維
状マグネシウムオキシサルフエートと前記酸化カ
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
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エート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0.3μ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
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
繊維状マグネシウムオキシサルフエートとの合計
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
サルフエ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エート
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ものであるが、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ツプリング剤および／また
は変性ポリオレフインを配合するのが好ましい。 前記シラン系カツプリング剤および変性ポリオ
レフインのいずれか一方だけを配合しても良い
し、または両方を配合しても良い。 前記シラン系カツ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
シシラン、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―（アミノエチル）―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―アミノプロピルメチルジエトキシシラン等
が挙げられる。 前記シラン系カツ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エートとの合計100重量部に
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ツプリング剤の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インとしては、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インの中でも、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イ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
シサルフエートとの合計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。 この発明のポリプロピレン樹脂組成物による成
形品の衝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―ブタジエン―スチレンゴム（Ｓ―Ｅ
―Ｂ―Ｓ）、スチレン―ブタジエン―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―Ｓ）、スチレン―ブタジエン
ゴム（Ｓ―Ｂ）等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
ンゴム等のオレフイン系エラストマーが好まし
く、スチレン―ブタジエンゴム、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
フエ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。 この発明のポリプロピレン樹脂組成物は、前記
ポリプロピレン、前記繊維状マグネシウムオキシ
サルフエート、前記タルク、要すれば前記シラン
系カツプリング剤、変性ポリオレフイン、エラス
トマー、各種の添加剤を所定配合割合でもつて配
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ツチを製造し、
次いでポリプロピレンと繊維状マグネシウムオキ
シサルフエートとの組成物と前記マスターバツチ
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、バンバ
リミキサー、Ｖ型ブレンダー、単軸スクリユー押
出機、二軸スクリユー押出機、コニーダ押出機、
多軸スクリユー押出機等により行うことができ
る。ただし、マスターバツチの製造においては水
冷を避けた方法を用いてペレツト化する必要が有
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
縮成形、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
フエ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、シラン系カツプリング剤および／また
は変性ポリオレフインを配合すると、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ピレン―エチレンブ
ロツク共重合体（EPと略する。）（MI＝６ｇ／10
分、エチレン含有量：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繊維状充填材と、第１表
に示す配合量の変性ポリオレフイン（無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレン、酸付加量；５重量％）、
シラン系カツプリング剤（γ―アミノプロピルト
リエトキシシラン）、およびエラストマーをＶ型
ブレンダーでよく混合した後、一軸押出機で溶融
混合してペレツトを得た。 このペレツトに第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。 ｛落錐衝撃強度｝ JIS K7211に準拠して測定した。撃芯半径１／
４インチ、落錐受台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
140×140×３mm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２mm、直径150mm、セン
ターゲート径５mm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（mm）、ｈ（mm）を計測し、次式に従つて
ソリ率を求めた。 ソリ率＝Ｈ×ｈ／２×150×100 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。

【表】 ｛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。

【表】 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
ロツク共重合体（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
ロツク共重合体（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（MI＝６ｇ／10分）を用
いた外は前記実施例１、２、５と同様に実施し
た。 この結果を第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、
変性ポリオレフイン、シラン系カツプリング剤を
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。

【表】 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―エチレンブロツク共重合体と第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、曲げ強度が大きくなる。

【表】

【表】 実施例９、10、比較例10 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、繊維状マグネシウム
オキシサルフエート、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、繊維状マグネシウムオキシサルフエート、
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、繊維状
マグネシウムオキシサルフエ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。

【表】 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エー
トと、第４表に示す配合量のタルク（平均粒子
径；0.8μ）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イン
（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
系カツプリング剤（γ―アミノプロピリトリメト
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
ウムオキシサルフエートの代りにガラス繊維を使
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。

【表】

【表】 ※；エアロツクを使用

【表】 註 ※；ガラス繊維を使用

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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エート
   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エート
   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。