JP3256995B2 - 自動車用ポリプロピレン複合材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用ポリプロピレ
ン複合材に関する。詳しくは曇り防止性および成形加工
性が優れた自動車用ポリプロピレン複合材、さらには上
記の特性に加えて、ほこり付着防止性および熱酸化安定
性が改良された自動車用ポリプロピレン複合材に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車メーターケースはコストダウンを
主目的にＡＢＳ樹脂からポリプロピレン複合材に材料変
更がなされている。自動車メーターケースなどの自動車
用成形加工品にポリプロピレン複合材を使用した場合、
従来から多くの問題を生じていた。例えば、ポリプロピ
レン複合材に必須の添加剤であるとして常用されている
酸化防止剤、中和剤、金属不活性化剤および分散剤はそ
の揮発成分によりメーターパネルの曇り発生の原因とな
る。特に中和剤、分散剤として使用される高級脂肪酸塩
やワックスは曇りの原因となりやすく、メーター表示を
判別しづらくする欠点があった。一方、分散剤を使用し
ないポリプロピレン複合材は顔料の分散性が悪化すると
ともに、成形時の離型性が悪く、成形加工性に劣るもの
となる。

【０００３】また、ポリプロピレンおよびその複合材は
優れた電気絶縁性を有している反面、成形時に静電気が
帯電しやすく、種々の障害の原因となることが知られて
おり、例えば、周知のように成形物は静電気帯電により
ほこりに極めて汚染されやすく、稲妻模様の汚れが強固
に付着することで商品価値が著しく低下する。自動車メ
ーターケースの場合、付着したほこりは光量不足をきた
しメーター表示を判別しづらくする。

【０００４】また、無機フィラーを含有するポリプロピ
レン複合材はフィラー未配合のものに比べて熱酸化安定
性が著しく低下する欠点があった。これは添加している
熱酸化安定剤が無機フィラーにより不活性化されるため
と考えられる。一方、ロール汚れを防ぐため、減量開始
温度１５０℃以上の添加剤を使用したシート（特開昭６
２−１３２９３７号公報）や、熱安定性をもたせるため
特定の安定剤を含有させた容器（特開平１−３０１７３
９号公報）が知られている。さらにアルキルベンゼンス
ルホン酸ソーダーとワックスを用いた合成樹脂用帯電防
止剤が知られている（特開昭６２−３６４６６号公報お
よび特開平１−５４０６８号公報）。

【０００５】また複合材料において離型性を改良する方
法としてポリプロピレンにフィラーを配合して離型性を
改良する技術（特願平２−２５１１７５号明細書）があ
るが、離型性に関して更なる改良が要求されている。従
来、かかるポリプロピレン複合材の成形加工性の改良
や、ほこり付着性、曇り性および熱老化性の防止のため
多くの研究がなされているが、従来公知の添加剤の組合
せで十分に満足のいくものは知られていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の自動車用ポリプロピレン複合材の欠点である成形加工
性を改良するとともに、ほこり付着防止性、曇り防止性
および熱酸化安定性に優れた自動車用ポリプロピレン複
合材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、無機フィラー
含有自動車用ポリプロピレン複合材において、結晶性ポ
リプロピレン１００重量部に対し、減量開始温度が１５
０℃以上の酸化防止剤、金属不活性化剤とハイドロタル
サイトを各０．０１〜１０重量部、炭素数８〜２８の脂
肪酸で表面処理した金属炭酸塩を０．０１〜１５重量
部、およびアニオン系界面活性剤を０．０１〜１重量部
添加することを特徴とする。

【０００８】本発明で用いるポリプロピレンとは、プロ
ピレンの単独重合体、またはプロピレンとエチレン、ブ
テンー１、ヘキセンー１、４ーメチルーペンテンー１な
どのαーオレフィンとのランダムもしくはブロック共重
合体の結晶性ポリマーをいう。

【０００９】本発明に用いられる特定の酸化防止剤は、
減量開始温度が１５０℃以上のフェノール系、イオウ
系、リン系などの化合物を単独または併用したものであ
る。これらの具体的化合物例としては、テトラキス〔メ
チレン−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフ
ェニル）プロピオネート〕メタン、１，３，５−トリメ
チル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−
４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、３，９−ビス
〔１，１−ジ−ｔ−ブチル−２−｛β−（３−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピニル
オキシ｝エチル〕−２，４，８，１０−テトラオキシサ
スピロ〔５，５〕ウンデカン、トリス（２，４−ジ−ｔ
−ブチルフェニル）フォスファイト、ビス（２，６−ジ
−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスルト
ール−ジ−フォスファイト、ジ（２，４−ジ−ｔ−ブチ
ルフェニル）ペンタエリスルトール−ジ−フォスファイ
ト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）
４，４−ビフェニレン−ジ−フォスフォナイト等があげ
られる。減量開始温度が１５０℃に達しない酸化防止剤
を用いた自動車用ポリプロピレン複合材は、自動車に装
着した後曇りの原因となる。

【００１０】本発明に用いられる金属不活性化剤とは、
減量開始温度が１５０℃以上の、金属接触、金属インサ
ート、金属粉練り込みなどによる樹脂劣化を防ぐための
添加剤であり、その具体例としては２，２′−オキサミ
ドビス〔エチル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−
ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、３−（Ｎ−サ
リシノイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール等があ
げられる。金属不活性化剤のなかで、減量開始温度が１
５０℃未満のものを使用した場合、成形加工品の曇りの
原因となる。

【００１１】本発明に用いられるハイドロタルサイト
は、ポリマー中の酸性成分を中和させる中和剤であり、
ハイドロタルサイト類微粉末があげられる。ここでいう
ハイドロタルサイト類とは、マグネシウム、アルミニウ
ムの含水塩基性炭酸塩であって、天然物、合成品のいず
れでもよい。なお、中和剤として、高級脂肪酸金属塩な
どを使用した場合、成形加工品の曇りの原因となる。

【００１２】これらの酸化防止剤、中和剤、および金属
不活性化剤の添加量は、ポリプロピレン１００重量部に
対して各０．０１〜２重量部、好ましくは各０．１〜１
重量部である。０．０１重量部未満の配合では十分な効
果が得られず、２重量部を越えて使用しても効果が上が
らず経済的にも不利になること以外に、場合によっては
添加剤のブリードまたは物性の低下等が起こることがあ
る。

【００１３】なお、本発明における減量開始温度とは、
試料を加熱した時、その重量が１ｗｔ％減少した時の温
度を示し、本明細書においては、セイコー電子工業株式
会社製ＴＧ／ＤＴＡ３００型熱天秤にて昇温速度１０℃
／min 、空気流通量１００ml／min で測定した時の値を
示す。本発明に用いられる炭素数８〜２８の脂肪酸で表
面処理した金属炭酸塩の脂肪酸としては、飽和脂肪酸で
はラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン
酸、モンタン酸等が、不飽和脂肪酸ではオレイン酸、エ
ルカ酸等があげられる。金属炭酸塩の金属はＭｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ等があげられる。脂肪酸の表面処
理量は、離型効果および曇り性の面から金属炭酸塩１０
０重量部に対して０．０１〜１０重量部、好ましくは
０．１〜５重量部である。この脂肪酸で表面処理した金
属炭酸塩は、生成物乾燥時に同時に表面処理した市販し
たものを用いることができる。

【００１４】この脂肪酸で表面処理した金属炭酸塩の添
加量はポリプロピレン１００重量部に対して０．０１〜
１５重量部、好ましくは１〜１５重量部である。０．０
１重量部未満の配合では成形時の離型性が悪く成形加工
性に劣り、一方、１５重量部を越えて使用しても効果が
上がらず経済的にも不利になること以外に、場合によっ
てはブリードまたは物性の低下等が起こることがある。

【００１５】本発明に用いられるアニオン系活性剤とし
ては、炭素数８〜２２のアルキルスルホネート、アルキ
ル基の炭素数が８〜２２のアルキルベンゼンスルホネー
ト等があげられる。添加量はポリプロピレン１００重量
部に対して各０．０１〜１重量部、好ましくは各０．１
〜０．８重量部である。０．０１重量部未満の配合では
ほこり付着防止性や熱酸化安定性に充分な効果が得られ
ず、１．０重量部を越えて使用しても効果が上がらず経
済的にも不利になること以外に、場合によってはブリー
ドあるいは物性の低下等が起こることがある。なお、他
の帯電防止剤の中で、非イオン系帯電防止剤であるグリ
セリン系やアミン系を使用した場合、ブリードして曇り
性の原因となる。

【００１６】本発明の自動車用ポリプロピレン複合材に
は無機フィラーが添加されているが、その添加量はポリ
プロピレン１００重量部に対して１〜１００重量部が好
ましく、１０〜９０重量部がより好ましい。１００重量
部を越えると、成形物を製造する際、成形性が乏しく、
例えば成形物を製造したとしても成形物の外観が不良と
なる。一方、１重量部未満では、得られる成形物の剛
性、寸法安定性、耐熱性等の機械的性質も向上させるこ
とができない。無機フィラーの具体例としては、タル
ク、マイカ、クレー、ウォラストナイト、炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、二酸化
珪素、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、硫
化亜鉛、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニ
ウム、ガラス繊維、チタン酸カリウム、炭素繊維、カー
ボンブラック、グラファイト、金属繊維などがあげられ
る。中でもタルクが好適に用いられ、これらは単独ある
いは混合して使用することができる。なお、中和剤とし
て用いられる前述のハイドロタルサイト、および脂肪酸
で表面処理した金属炭酸塩は除外される。

【００１７】また、本発明においては、その特性を害さ
ない限り、他の添加剤、例えば安定剤、顔料、造核剤、
滑剤等を添加することができる。本発明の複合材は、一
軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、
ブラベンダー、ニーダー等の通常の混練機を用い、加熱
溶融状態で混練することによって得られる。

【００１８】本発明のポリプロピレン複合材は、後述の
実施例に示すように離型性など成形加工性に優れ、該ポ
リプロピレン複合材より得られた自動車用成形加工品
（メーターケース等）は極めて優れたほこり付着防止
性、曇り防止性および熱酸化安定性を有している。

【００１９】

【実施例】以下実施例および比較例によって本発明を具
体的に説明するが、本発明はそれによって限定されるも
のではない。なお、実施例および比較例における離型
性、ほこり付着性、曇り性および熱酸化安定性の試験方
法は次の通りである。 （離型性）縦１１０mm×横２３０mm×高さ１２０mm×厚
さ２mmの箱型成形品を射出成形し、離型をエア圧２．０
kg／cm² で行なった。 （ほこり付着性）試験片寸法１５０mm×１５０mm×２mm
のプレートを成形後１時間経過した後、灰付着テストに
供した。 （曇り性試験法）内径３５mm×長さ３５０mmのガラス製
テストチューブに試験片寸法５０mm×２５mm×２mmの成
形品３枚を入れ、開口部にガラスプレートを装着したの
ち、東洋精機株式会社製テストチューブ老化試験機中で
１４０℃で７２時間処理を行なった。取り出したテスト
チューブを１０分間放冷した後にガラスプレートを取り
外し曇り部を目視テストに供した。 （熱酸化安定性）ＪＩＳ Ｋ−７２１２〔熱可塑性プラ
スチックの熱老化試験法（オーブン法）通則〕に準じて
評価を行なった。東洋精機株式会社製ギヤーオーブンを
使用し１５０℃で測定した。そして試験片（厚み１mmの
プレート）が完全劣化するまで、言い換えれば抗張力が
零になるまでの時間（ＧＯライフ）を測定した。 実施例１ 結晶性ポリプロピレン重合体（メルトフローレート：
６．０ｇ／１０分）の粉末１００重量部に対し、酸化防
止剤として減量開始温度２１７℃のテトラキス〔メチレ
ン−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニ
ル）プロピオネート〕メタンを０．１重量部、同じく酸
化防止剤として減量開始温度１５９℃のテトラキス
（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）４，４−ビフェニ
レン−ジ−フォスフォナイトを０．１重量部、ハイドロ
タルサイトを０．０５重量部、金属不活性化剤として減
量開始温度１６８℃の３−（Ｎ−サリシノイル）アミノ
−１，２，４−トリアゾールを０．１０重量部、無機フ
ィラーとしてのタルク６０重量部、３％ステアリン酸で
表面処理した炭酸カルシウム（白石工業製、商品名スタ
ービゴット１５Ａ）５重量部およびアニオン系界面活性
剤としてアルキルスルホン酸ソーダ０．６重量部を混合
したのち、２５０℃で押出機によりペレット化を行なっ
た。このペレットを樹脂温度２５０℃、金型温度５０℃
で箱型成形品および厚さ２mmのプレートに射出成形し
た。

【００２０】箱型成形品の成形時に離型性をテストし、
得られたプレートでほこり付着性および曇り性について
テストし、結果を表１に示した。 実施例２および３ 表１に示した３％ステアリン酸で表面処理した炭酸カル
シウムの添加量をそれぞれ８および１２％と変化させる
以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。 比較例１〜２ 表１に示した配合処方とした以外は実施例１と同様に行
った。結果を表１に示す。 比較例３ 表１に示したアニオン系活性剤を除いた以外は実施例２
と同様に行った。結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】 （処方成分） Ａ： ステアリン酸表面処理した炭酸カルシウム Ｂ： オレイン酸表面処理した水酸化カルシウム Ｃ： ステアリン酸表面処理した水酸化マグネシウム Ｅ： アルキルスルホン酸ソーダ（アニオン系界面活
性剤） タルク： ミクロンホワイト５０００Ｓ（林化成製、商
品名） （判定） ○： 良好 △： やや不良 ×： 不良

【００２２】上表に示したように、酸化防止剤、金属不
活性化剤に加えて３％ステアリン酸で表面処理した炭酸
カルシウム５〜１２重量部およびアニオン系界面活性剤
０．６重量部を添加した無機フィラー含有ポリプロピレ
ン複合材は、離型性、曇り性、ほこり付着性および熱酸
化安定性に優れていることがわかる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のポリプロピレン複合材は成形加
工性に優れるとともに、該ポリプロピレン複合材より得
られた自動車用成形品は極めて優れたほこり付着防止
性、曇り防止性および熱酸化安定性を有している。本発
明の複合材は、特に自動車用メーターケースの材料とし
て好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 23/00 - 23/36 C08K 3/00 - 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機フィラー含有自動車用ポリプロピレ
   ン複合材において、結晶性ポリプロピレン１００重量部
   に対し、減量開始温度が１５０℃以上の酸化防止剤、金
   属不活性化剤とハイドロタルサイトを各０．０１〜１０
   重量部、炭素数８〜２８の脂肪酸で表面処理した金属炭
   酸塩を０．０１〜１５重量部、およびアニオン系界面活
   性剤を０．０１〜１重量部添加することを特徴とする自
   動車用ポリプロピレン複合材。