JP2000212350A - プロピレン重合体組成物 - Google Patents

プロピレン重合体組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型製品を圧空乃至真空成形によって製造し
ても、成形むらは発生せず、硬質でかつ衝撃強度の高い
成形品を容易に得ることが可能な新規なプロピレン重合
体組成物を提供することにある。 【解決手段】 エチレン・不飽和カルボン酸共重合体ア
イオノマーを3〜30重量%配合したプロピレン重合体
組成物であって、195℃における貯蔵弾性率E’
195の値が10MPa以上で、かつ175℃における
貯蔵弾性率E’175と195℃における貯蔵弾性率
E’195の比E’175/E’195が3.5以下で
あることを特徴とするプロピレン重合体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大型の圧空成形又
は真空成形(以下、圧空真空成形と略称する)に好適な
プロピレン重合体組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、廃棄物処理問題から、自動車や家
庭電化製品を始めとして種々の工業製品において、従来
使用されてきた材料をリサイクル可能な材料に置き換え
る試みがなされるようになってきている。
【0003】このような材料転換においては、時として
成形上の問題が生じることがある。例えば、自動車や家
庭電化製品においては、従来は硬質で衝撃強度の高いA
BS樹脂が多用されてきたが、よりリサイクル性に優
れ、しかも安価であるプロピレン重合体への代替えが検
討されている。
【0004】この場合、圧空成形や真空成形で製造され
ている冷蔵庫の箱などの大型製品において、このような
材料転換を行おうとすると、一般のプロピレン重合体
は、溶融粘度の温度依存性が大きく、高温になると急激
に粘度低下を起こすので、大型圧空乃至真空成形には向
かないとされてきた。
【0005】このような欠点を改善するため、プロピレ
ン重合体として超高分子量のものを使用する試みがなさ
れているが、プロピレン重合体自体の製造において、生
産性が悪く、安価に入手できないという欠点がある。加
えて、シート原反の成形性が悪く、その製造時にモータ
ー負荷がかかるという問題もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
プロピレン重合体の優れた特性を保持しつつ、またその
リサイクル性を損なわずに、圧空真空成形性を改善すべ
く検討を行った。その結果、エチレン・不飽和カルボン
酸共重合体アイオノマーを配合した特定の動的粘弾性特
性を有する組成物がこのような諸条件を満足しているこ
とを見いだすに至り、本発明に到達した。
【0007】したがって、本発明の目的は、大型製品を
圧空乃至真空成形によって製造しても、成形むらは発生
せず、硬質でかつ衝撃強度の高い成形品を容易に得るこ
とが可能な新規なプロピレン重合体組成物を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、エチレン・不
飽和カルボン酸共重合体アイオノマーを3〜30重量%
配合したプロピレン重合体組成物であって、195℃に
おける貯蔵弾性率E’ 195の値が10MPa以上で、
かつ175℃における貯蔵弾性率E’175と195℃
における貯蔵弾性率E’195の比E’175/E’
195が3.5以下であることを特徴とするプロピレン
重合体組成物に関する。本発明においては、エチレン・
不飽和カルボン酸共重合体アイオノマーが、不飽和カル
ボン酸含有量(Y)が5乃至25重量%、特に7乃至1
8重量%で、酸の中和度(X)が60乃至95%、特に
70乃至90重量%で、金属種がアルカリ金属または亜
鉛で、共単量体の含有量が15重量%以下で、且つ不飽
和カルボン酸含有量(Y)と酸の中和度(X)との関係
が下記式(1) Y≧0.11X−16.06X+583.83 ‥(1) を満足するアイオノマーであることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明では、プロピレン系重合体
に対して、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオ
ノマーを、195℃における貯蔵弾性率E’195の値
が10MPa以上で、かつ175℃における貯蔵弾性率
E’175と195℃における貯蔵弾性率E’195
比E’175/E’195が3.5以下であるように組
み合わせることが特徴である。
【0010】貯蔵弾性率はレオロジー的特性であり、貯
蔵弾性率と対比されるものとしては、損失弾性率があ
る。これらのレオロジー的特性の内、貯蔵弾性率は、一
定の温度における重合体組成物の凝集力に関係するもの
であり、一方損失弾性率は上記温度における重合体組成
物の粘性に関係するものであり、これらの比である正接
損失はこれらのバランスを表わしている。
【0011】既に指摘したとおり、プロピレン系重合体
では、相対的に低い温度では貯蔵弾性率が大きく、高い
温度では貯蔵弾性率が小さく、しかも温度上昇による貯
蔵弾性率の低下の程度が著しく大きいという特性を有し
ている。本発明では、プロピレン系重合体組成物の19
5℃における貯蔵弾性率E’ 95の値が10MPa以
上で、かつ175℃における貯蔵弾性率E’175と1
95℃における貯蔵弾性率E’195の比E’175
E’195が3.5以下であるように規制することによ
り、大型製品を圧空乃至真空成形によって製造しても、
成形むらが発生せず、硬質でかつ衝撃強度の高い成形品
を容易に得ることが可能となる。
【0012】本発明の対象とするプロピレン重合体は、
プロピレンの単一重合体のみならず、プロピレンと少量
の他のオレフィン、例えばエチレン、1−ブテン、1−
ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、
4−メチル−1−ペンテンなどの1種又は2種以上との
共重合体であってもよい。このような共重合体にあって
は、ランダム共重合体のみならずいわゆるブロック共重
合体であってもよい。またこのような重合体に、少量の
炭化水素共重合ゴム、例えばエチレン・プロピレン共重
合ゴムを配合したものであってもよい。
【0013】このようなプロピレン重合体としてはま
た、所望の粘弾性特性を有する組成物を容易に得るため
には、230℃、2160g荷重におけるメルトフロー
レートが0.1〜3.0、とくに0.3〜1.0の間に
あることが望ましい。また195℃における貯蔵弾性率
E’195の値が10MPa以上で、かつ175℃にお
ける貯蔵弾性率E’175と195℃における貯蔵弾性
率E’195の比E’ 75/E’195が5以下のも
のを選択することが望ましい。
【0014】本発明のプロピレン重合体組成物には、エ
チレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマーが配合
される。
【0015】本発明で用いられるアイオノマーのベース
ポリマーとなるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
は、不飽和カルボン酸含有量が好ましくは5〜25重量
%、とくに好ましくは7〜18重量%の共重合体であ
り、エチレンと不飽和カルボン酸の二元共重合体のみな
らず、任意に他の単量体が共重合された多元共重合体で
あってもよい。ここに不飽和カルボン酸含量が小さすぎ
ると、圧空真空成形性の改良効果が小さく、またその含
量が多くなりすぎるとプロピレン重合体への分散性が悪
くなり、耐衝撃性低下のような悪影響を及ぼすようにな
る。
【0016】ここに不飽和カルボン酸としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、
マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチルなどを例
示することができる。とくに好ましいのは、アクリル酸
又はメタクリル酸である。
【0017】上記任意に共重合されていてもよい他の単
量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのよう
なビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、
アクリル酸nブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリ
ル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸
ジメチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸
エステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などを例示すること
ができる。これらの他の単量体は、例えば0〜30重量
%、好ましくは0〜20重量%の範囲で共重合されてい
てもよいが、一般にこのような他の単量体含量が多くな
ると、得られる組成物の弾性率が低くなりすぎる傾向に
あるため、このような単量体を含まないものか、或いは
含んでいたとしてもわずかな量、例えば15重量%以下
の量で共重合されているものを用いるのが好ましい。
【0018】アイオノマーとしては、使用するポリプロ
ピレンの溶融特性を改善するものであって、上記共重合
体のカルボキシル基の60〜95%、好ましくは70〜
90%を、金属イオンで中和されたものを使用すること
ができる。中和度があまりに低すぎるものを使用する
と、圧空真空成形性の改良効果が小さく、また中和度が
高くなり過ぎると、プロピレン重合体に均一に分散混合
させることが難しくなる。ここに金属イオンとしては、
リチウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金
属、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのよう
なアルカリ土類金属、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、
クロム、鉛などの典型及び遷移金属などであり、とくに
アルカリ金属あるいは亜鉛、最も好適には亜鉛を用いる
のが好ましい。
【0019】アイオノマーとしては、成形加工性、成形
品の物性等を考慮すると、190℃、2160g荷重に
おけるメルトフローレートが、0.1〜10g/10
分、とくに0.1〜5g/10分のものを使用するのが
好ましい。
【0020】本発明のプロピレン重合体組成物には、上
記アイオノマーが3〜30重量%、好ましくは5〜20
重量%の範囲で配合されている。そしてプロピレン重合
体組成物の195℃における貯蔵弾性率E’195の値
が10MPa以上、好ましくは15MPa以上で、かつ
175℃における貯蔵弾性率E’175と195℃にお
ける貯蔵弾性率E’195の比E’175/E’195
が3.5以下、好ましくは1.0〜3.0の範囲となる
ように、それぞれの原料及び配合割合を選択するのがよ
い。
【0021】用いるエチレン・不飽和カルボン酸共重合
体アイオノマーは、特に限定されないが、後述する例に
示すとおり、不飽和カルボン酸含有量(Y)が5乃至2
5重量%、特に7乃至18重量%で、酸の中和度(X)
が60乃至95%、特に70乃至90重量%で、金属種
がアルカリ金属または亜鉛で、共単量体の含有量が15
重量%以下で、且つ不飽和カルボン酸含有量(Y)と酸
の中和度(X)との関係が下記式(1) Y≧0.11X−16.06X+583.83 ‥(1) を満足するアイオノマーであることが、前記レオロジー
的特性を達成する上で好ましい。
【0022】アイオノマーの配合量が前記範囲より少な
いと、成形性の改良効果が小さく、またその配合量が多
くなりすぎると、組成物の弾性率が低下するので好まし
くない。また上記粘弾性特性を満足しない場合には、組
成物の圧空真空成形が充分とはいえず、とくに大型成形
の場合に問題となる。
【0023】本発明のプロピレン重合体組成物には、必
要に応じ種々の添加剤を配合することができる。このよ
うな添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外
線吸収剤、光安定剤、染料、顔料、難燃剤、滑剤、ブロ
ッキング防止剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤など
を挙げることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明のプロピレン重合体組成物は、モ
ーター負荷を低い水準に保ちつつシート成形ができるの
みならず、溶融状態における弾性率が高く、また弾性率
の温度依存性が小さいので、圧空真空成形性が優れてい
る。同様にインフレーションフィルム等の成形において
も均質な成形品を得ることができる。このような成形品
はプロピレン重合体が本来有する優れた特性、例えば高
剛性で耐衝撃性が優れている外、アイオノマーが配合さ
れているところから、表面光沢に優れ、また低温耐衝撃
性に優れた成形品を得やすいという利点もある。
【0025】本発明のプロピレン重合体組成物は、また
他の成形方法によって種々の形状の製品に成形すること
も可能である。
【0026】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
これら実施例に何ら限定されるものではない。
【0027】実施例1〜5、比較例1〜7 ポリプロピレン(A)と表1に示すエチレン・メタクリ
ル酸共重合体アイオノマー(B)を、表1に示す割合
で、30mmφ二軸押出機で、設定温度260℃、スク
リュー回転数120rpmの条件で溶融混練し、ペレッ
ト化した。次いでこのペレットを65mmφ単軸押出機
にTダイをつけ、押出温度230℃で、厚み2mm、幅
600mmのシートを成形し、評価を行った。
【0028】〔動的粘弾性試験〕上記ペレットを用い、
加熱温度200℃にて圧縮成形し、1mm厚のプレスシ
ートを作成した。このシートから幅6mm、長さ30m
mの試験片を切り出した。測定には、レオロジ製DVE
レオスペシーV4を使用し、次の条件で貯蔵弾性率を測
定し、175℃と195℃のそれを読み取った(それぞ
れE’175、E’195とする。) チャック間距離:20mm 歪み :5μm 周波数 :10Hz(正弦波) 測定温度 :50〜200℃ 昇温速度 :3℃/分
【0029】〔圧空成形性〕Tダイにより成形したシー
トを、500mm×500mmに切り出し、(株)浅野
研究所製の研究用圧空真空成形機にセットして、下記条
件で圧空成形した。 ヒーター温度 :400℃ 成形直前のシート温度 :190℃ キャビティ形状 :底面の直径400mm、深さ400mm プラグ形状 :底面の直径390mm、長さ450mm 得られた成形品の延伸むらの有無を目視で観察し、5段
階評価〔1(不良)〜5(良)〕を行った。これらの結
果を、表1に併記する。
【0030】〔 表 1 〕 配合割合(重量比) アイオノマー組成 PP アイオノマー MAA BA イオン種 中和度 (重量%) (重量%) (%) 実施例1 90 10 20 0 Zn 80 2 90 10 15 0 Zn 80 3 90 10 10 0 Zn 68 4 90 10 10 10 Zn 70 5 85 15 10 0 Zn 73 比較例1 100 0 2 90 10 20 0 Zn 40 3 90 10 8 19 Zn 70 4 90 10 9 0 Zn 18 5 90 10 20 0 Zn 60 6 90 10 15 0 Zn 58 7 90 10 10 0 Mg 80
【0031】 〔表 1 (つづき)〕 貯 蔵 弾 性 率 (MPa) E’175 E’195 E’175/E’195 圧空成形性 実施例1 66 20 3.0 5 2 64 21 3.0 5 3 50 19 2.6 5 4 45 13 3.5 4 5 46 18 2.6 5 比較例1 63 15 4.2 2 2 57 11 5.2 2 3 41 8 5.1 1 4 45 8 5.6 1 5 56 15 3.7 3 6 47 13 3.6 3 7 57 13 4.4 3 PP :ホモポリプロピレン(メルトフローレート0.6g /10分) MAA:メタクリル酸 BA :アクリル酸イソブチル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン・不飽和カルボン酸共重合体ア
    イオノマーを3〜30重量%配合したプロピレン重合体
    組成物であって、195℃における貯蔵弾性率E’
    195の値が10MPa以上で、かつ175℃における
    貯蔵弾性率E’ 75と195℃における貯蔵弾性率
    E’195の比E’175/E’195が3.5以下で
    あることを特徴とするプロピレン重合体組成物。
  2. 【請求項2】 エチレン・不飽和カルボン酸共重合体ア
    イオノマーが、不飽和カルボン酸含有量(Y)が5乃至
    25重量%で、酸の中和度(X)が60乃至95%で、
    金属種がアルカリ金属または亜鉛で、共単量体の含有量
    が15重量%以下で、且つ不飽和カルボン酸含有量
    (Y)と酸の中和度(X)との関係が下記式(1) Y≧0.11X−16.06X+583.83 ‥(1) を満足するアイオノマーであることを特徴とする請求項
    1に記載のプロピレン重合体組成物。
  3. 【請求項3】 圧空成形又は真空成形に用いられる請求
    項1記載のプロピレン重合体組成物。
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JP2010132927A (ja) * 2007-12-07 2010-06-17 Du Pont Mitsui Polychem Co Ltd カリウムアイオノマーからなる高分子型帯電防止剤
JP2010222455A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Mitsui Chemicals Inc ポリオレフィン系樹脂組成物

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