JPH01319552A - ポリオレフィン樹脂組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリオレフィン樹脂組成物に関し、さらに詳し
くは、表面外観か良好で、かつ剛性、強度、耐衝撃性、
耐熱性に優れた物性を有するポリオレフィン樹脂組ｒ＆
物に関する。

［従来の技術 および発明か解決しようとする課題］ 従来、ポリオレフィン樹脂組成物は、マＩ〜リックス樹
脂としてのポリオレフィンと無機充填剤とか配合されて
なり、そのポリオレフィン樹脂組成物により製造された
成形品か汎用されている。

その無機充填剤の中ても特に炭酪カルシウムが安価な充
填剤として一般的に用いられ、オレフィンとしては特に
ポリプロピレン、ポリエチレン等□か多く使用されてい
る。

この炭酸カルシウムを配合したポリオレフィン樹脂組成
物は白色度か高く、外観か良好であるという長所を有し
ているか、剛性や強度等の機械的性質あるいは耐熱性か
低いという欠点を有している。

従ってこれらのポリオレフィン樹脂組成物の成形品は、
機械的強度の要求される工業品材料や日用品材料、特に
自動車用部材に好適に使用することができなかった。

本発明の目的は安価な繊維状炭酸カルシウムを配合する
ことにより、外観か良好て、機械的性質、耐熱性に優れ
、工業品や日用品分野の材料に使用可能なポリオレフィ
ン樹脂組成物を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明者等は従来の」二記問題点を解決する為に鋭意研
究し、特定形状を有する繊維状炭酸カルシウムを配合す
ることにより、粒子状炭酸カルシウムを充填した組成物
の性状を維持し、かつ大幅に剛性、強度、耐熱性を向上
させることのてきるポリオレフィン組成物を見い出し、
また、これに第３成分として板状形態を有する無機質充
填剤を配合することにより、反り変形を防ぐことのでき
るポリオレフィン樹脂組成物を見い出して本発明に到達
した。

すなわち、前記課題を解決するだめの本発明は、ポリオ
レフィンと繊維状炭酸カルシウムとを含有することを特
徴とするポリオレフィン樹脂組Ｔ＃Ｊ物であり（請求項
１）、また、ポリオレフィンと、繊維状炭酸カルシウム
と、板状形態を有する無機質充填剤とが配合されたこと
を特徴とするポリオレフィン樹脂組成物である（請求項
２）。

以下に本発明のポリオレフィン樹脂組成物について詳述
する。

本発明に使用することのできるポリオレフィンとしては
、ポリプロピレン、プロピレン−エチレンフロック共重
合体、プロピレンーエチレンランダム共重合体等のよう
なポリプロピレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエ
チレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン
等のようなポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−フテンー１共重合体、エチレン−ヘキセ
ン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体のよ
うなエチレン−α−オレフィン共重合体：ブロピレンー
フテン１共重合体、シクロペンタジェン等を含むエチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合体のようなプロピレン−
オレフィン共重合体：ボリンテン−１，ポリー４−メチ
ル−ペンテン−３等を挙げることかできる。これらそれ
ぞれ単独て用いてもよいし、２種以」二を適宜に組合わ
せて用いてもよい。

また、製造法の観点よりすると、チークラ−・ナツタ触
媒を使用し、２段または３段以上の多段重合法て製造さ
れて得られるポリオレフィンも使用することがてきる。

この多段重合法による例えば所謂プロピレン−エチレン
フロック共重合体の製造方法を以下に説明する。

すなわち、チークラ−・ナツタ触媒の存在下にたとえば
１段目のプロピレンモノマーの重合を行なってポリプロ
ピレンホモポリマーを得、その後、プロピレンモノマー
を除去しあるいは除去せずに、２段目以降てはエチレン
の存在下またはエチレンとプロピレンとの共存下て重合
反応を行なうことによりポリプロピレンを製造すること
かてきる。各段の反応における圧力は散気圧〜４０気圧
、温度は室温〜８０°Ｃてよい。また、重合反応形式と
しては、溶液重合、スラリー重合、気相重合またはこれ
らの併用法等を採用することができる。

このような多段重合法により得られた所謂プロピレン−
エチレンフロック共重合体は、樹脂中に千ツマー単位と
してエチレンか含まれているので、未だ明確ではないか
、樹脂中にポリエチレンか含まれているか、あるいはエ
チレンとプロピレンとの共重合体か含まれている可能性
かある。

本発明においては、前記各種のポリオレフィンの中でも
、多段重合法により製造された所謂プロピレンーエチレ
ンフロック共重合体、およびポリプロピレン等が好適で
ある。

本発明て重要なことは繊維状炭酸カルシウムを配合する
ことに特色かあり、従来の不定形、立方体、若しくは紡
錘状の炭酸カルシウムを使用しては機械的性質、耐熱性
か不充分てあったか、繊維状炭酸カルシウムを使用する
ことによりこれらの物性を顕著に改良することかてきた
のである。

前記繊維状炭酸カルシウムの形態は、繊維径５ｇｍ以下
、好ましくは３ｇｒｘ以下、特に好ましくは１ｇｍ以下
であり、アスペクト比か２０以」二、好ましくは３０以
上、特に好ましくは４０以上か望ましい。繊維径か５Ｊ
Ｌｍを超え、アスペクト比か２０未満であるとポリオレ
フィン樹脂組成物の剛性や強度等の向−Ｌか小さくなる
ことかあるし、成形品の外観か損われることかある。

また、ポリオレフィン樹脂組成物における前記ポリオレ
フィンの配合量は、ポリオレフィンと繊維状Ｒｍカルシ
ウムとの合計量に対して、通常の場合、３０〜９５重量
％てあり、好ましくは５０〜９０重量％である。ポリオ
レフィンか９５重量％を超えｍ雄状炭酸カルシウムか５
重量％未満の場合ては、剛性、強度、耐熱性等の向−Ｌ
か小さく、逆にポリオレフィンか３０重量％未満であっ
て繊維状炭酸カルシウムか７０重量％を超えると衝撃強
度か著しく低下し、また比重か大になってしまう。

請求項２に記載のポリオレフィン樹脂組Ｊ＆物は、ポリ
オレフィンと繊維状炭酩カルシウムと板状形ＩＥを有す
る無機質充填剤とを含有する組成物である。

請求項２におけるポリオレフィンの種類は前記請求項１
におけるポリオレフィンの種類と同様てあり、また請求
項２における繊維状炭酸カルシウムの性状は前記請求項
１におけるのと同様である。

板状形態を有する前記無機充填剤としては、アルミナ、
水酸化アルミニウム、カオリンクレー、酸化鉄、セリサ
イト、二硫化モリブデン、ハライド（硫酸バリウム）、
ひる石、タルク、マイカ、カラスフレーク等を挙げるこ
とかてきる。

前記各種の無機充填剤はその一種を単独で使用しても良
いし、また二種以上を併用しても良い。

前記各種の無機充填剤の中ても、タルク、マイカ、カラ
スフレーク等か好ましい。

その板状形態は、最大径と厚みとの比か５以上であるも
のか好ましい。

請求項２のポリオレフィン樹脂組成物における各成分の
配合割合として、ポリオレフィンと繊維状炭酸カルシウ
ムと板状形態を有する無機充填剤との合計に対して、通
常の場合、ポリオレフィンについては３０〜９０重量で
あり％、好ましくは４０〜８０重量てあり％、繊維状炭
酸カルシウムについては５〜５０重量であり％、好まし
くは１０〜４０重量％てあり、板状形態を有する無機充
填剤については５〜３０重量％てあり、好ましくはｉｏ
〜２０重量％である。

板状形態を有する無機充填剤か３０重量％を超えるとウ
ェル１〜外観か悪くなり、またフローマークか発生し易
くなり、かつウェルド強度や衝撃強度か大幅に低下し、
逆に５重量％未満であると反り変形の抑制の効果の小さ
いことかある。また繊維状炭酸カルシウムか５０重量％
を超えると異方性か大きくなると共に衝撃強度か低下し
、逆に５重量％未満であると強度、剛性、耐熱性の改善
効果が小さくなることかある。

また、請求項１および２のいずれにおけるポリオレフィ
ン樹脂組成物においてもは、本発明の目的を損なわない
程度てあれば各種エラストマー、各種無機充填剤、各種
添加剤の一種または二種以上を含有していても良い。

前記エラストマーとしては、例えばＥＰラバー、ＳＢラ
バー等、無機充填剤としては例えばケイ酸カルシウム、
酸化マクネシウム、不定形、立方状あるいは紡錘形の炭
酸カルシウム、石膏、カーホンフラッフ、酸化チタン、
石英粉等を所望に応して配合してもよい。また添加剤と
しては、熱安定剤、滑剤、表面処理剤、分散剤、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、耐候性剤、難燃剤及
び着色剤等を所望に応じて配合してもよい。

本発明のポリオレフィン樹脂組成物を製造するに当って
は、前記各成分を所定量配合し、予めリボンフレンター
、Ｖ型フレンダー等でフレンドし、混練機で混練して均
一に混合して粉末状又は粒状の組成物にすることがてき
る。あるいはポリオレフィンの所定量と繊維状炭酸カル
シウムの所定量とを別々に分け、混練機の押出口から遠
い位置にある材料供給口（第１材料供給口）にポリオレ
フィンを供給し、押出口から近い位置にある材料供給口
（第２材料供給口）に繊維状炭酸カルシウムを供給し、
ポリオレフィンかスクリューにより押し進められて溶融
状態になったところで、第２材料供給口から＃ｈ維状状
炭酸カルシウム導入して、ポリオレフィンと繊維状炭酸
カルシウムとを均一に混合し、粉末状または粒状組成物
にすることもてきる。その繊維状炭酸カルシウムの形状
を保ちポリオレフィン樹脂組成物の効果を発揮させるに
は後者の混線方法の方か好ましい。なお、板状形態を有
する無機質充填剤はポリオレフィンと一緒に第１材料供
給口に供給するのであるか、使用条件によっては第２材
料供給口から繊維状炭酩カルシウムと共に供給してもよ
い。

本発明の方法により得られたポリオレフィン樹脂組成物
は、射出成形法、押出し成形法、中空成形法、圧縮成形
法、積層成形法、ロール成形法、延伸加工法、及びスタ
ンプ加工法などの種々の成形法により成形品に成形する
ことかてきる。

本発明の方法により得られたポリオレフィン樹脂組成物
の成形品は、成形品にゲルか発生することなどが無く、
表面外観、ウェルト外観か良好て、機械的性質、耐熱性
に優れたものである。

［実施例］ 以ドに実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１〜８、比較例１） 第１表に示す種類と配合量とのポリプロピレンと第１表
に示す配合量の繊維状炭耐カルシウムと第１表に示すそ
の他の成分とを次のようにして混練した。なお、実施例
において使用した繊維状炭耐カルシウムＡは第３図Ａ（
倍率１，０００）の電子顕微鏡に示すように、また繊維
状炭酸カルシウムＢは第３図Ｂ（倍率３，０００）の電
子顕微鏡に示すように、明瞭にｌ雄状形態を有していた
。

第１図に示す二軸混練機（ＴＥＭ−：１５　　東芝機械
製）ｌを用いて行なった。二軸混練機１の押出口から遠
い位置にある第１材料供給「１２にはポリプロピレンと
その他の成分とを、近い位置にある第２材料供給口３に
は繊維状炭酸カルシウムを、別々の定量供給機によりそ
れぞれ供給した。

混練温度を２００°Ｃ、スクリュー回転数を５００　ｒ
、ｐ、ｍ、に設定し、第１材料供給口２に供給したポリ
プロピレンが第２材料供給口３の位置に到達したときに
は溶融状態になっており、溶融状態のポリプロピレン中
に繊維状炭酸カルシウムか添加され、スクリュウの回転
と共に混練され、矢印方向に流動し、押出口からストラ
ンド４か押出され、ストランドカット方式によりベレッ
トか製造された。

このようにして得られたベレットを用いて射出成形機に
より　１４０ｘ　１４０　Ｘ　３＋ａｍの平板を作成し
、平板の表面状態を観察し、繊維状炭酸カルシウムの分
散状態やシルバー発生の有無を調べ、その結果を第１表
に示す。

また、平板から試験片を作製し、曲げ強度（ＪＩＳ　　
Ｋ　７２０３ニ準拠）、…口ず弾性率（ＪＩＳ　　Ｋ　
７２０３に準拠）、アイソット衝撃強度（ＪＩＳ　　Ｋ
　７１１０に準拠）、熱変形温度（ＪＩＳ　　Ｋ　６８
７］に準拠）を測定した。また、反り量の測定は、第２
図Ａ及び第２図Ｂに示すように、射出成形法により厚さ
１．２■、直径１００■の円板５を作成し、その円板５
を室温２３°Ｃて４８時間放置後、円板５の両端の反り
高さｈの最大値を反り量として測定した。

これらの測定の結果を第１表に示す。

なお、比較例１においては、重質炭酸カルシウムは分散
せず、物性の測定は困難であった。

（実施例９〜１３） ポリプロピレンと板状無機質充填剤とを第２表に記載の
重量部てトライフレンドした後、前記実施例１における
のと同様の二軸混練機（ＴＥＭ−３５、東芝機械製）の
第１材料供給口に供給し、一方の繊維状炭酸カルシウム
を第２材料供給口に供給し、実施例１と同様に混練し、
ポリプロピレン樹脂組成物を得て、それから平板を作製
して物性を測定した。

その結果を第２表に示す。

（比較例２〜８） 比較例１て示したように、繊維状炭酸カルシウム以外の
形ＩＥを有する炭酸カルシウムは分散性か悪いのて、第
１表に示す種類の炭酸カルシウムを使用しく比較例２〜
４）、あるいは第１表に示す種類の炭酸カルシウムおよ
び他の成分を使用しく比較例５〜８）だ他は前記実施例
１と同様に実施した。

結果を第１図に示す。

（比較例９，１．０） ポリプロピレンと平板無ａ質充填剤とを第２表に記載の
所定量にトライフレンドした後、二軸混練機（ＴＥＭ−
３５、東芝機械製）の第１材料供給口に供給して混練し
、ポリプロピレン樹脂組成物を得て、それから平板を作
製して物性を測定した。

その結果を第２表に示す。

第１表から明らかなように、実施例１・〜８におけるポ
リプロピレンと繊維状炭酸カルシウムとを配合したポリ
プロピレン樹脂組成物は、比較例１〜８における不定形
、立方状、あるいは紡錘状炭酸カルシウムを配合したポ
リプロピレン樹脂組成物に比して、曲げ強度、曲げ弾性
率、衝撃強度か大幅に高く、熱変形温度も高く、外観も
良好で、物性か良好にバランスしている。

また第２表の実施例９〜１３におけるポリプロピレンど
繊維状炭酸カルシウムと板状無機質充填剤とを配合した
ポリプロピレン樹脂組成物は、前記の諸物性に優れてい
る他に、反り量が小さいことか明らかである。

［発明の効果］ 本発明はポリオレフィンに繊維状炭酸カルシウムか配合
されたポリオレフィン樹脂組成物、及びポリオレフィン
に繊維状炭酸カルシウムと板状形７Ｓを有する無機質充
填剤か配合されたポリオレフィン樹脂組成物であるので
、それから得られる成形品は従来の非繊維状炭酸カルシ
ウムを配合したポリオレフィン樹脂からの成形品て望め
なかった高剛性、高強度、高耐熱性のバランスのとれた
物性を有することができ、かつ白色度か高く、外観、ウ
ェルトか良好て、反り変形か小さく、しかも安価に製造
てき、優れた材料となることかてきる。従って自動車用
部材として使用可能てあり、電気・電子用分野、−・般
の工業品や日用品分野にも勿論有用に使用され得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリオレフィン樹脂組成物を得る為の二軸混練
機を示し、第２図Ａおよび第２図Ｂは反り量の測定法の
説明図を示し、第３図Ａ及び第３図Ｂはｌａｍ状炭酸カ
ルシウムを示す顕微鏡写真である図面代用写真である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオレフィンと繊維状炭酸カルシウムとを含有
   することを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物。
2. （２）ポリオレフィンと、繊維状炭酸カルシウムと、板
   状形態を有する無機質充填剤とが配合されたことを特徴
   とするポリオレフィン樹脂組成物。