JPH0144251B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は、繊維状充填材である繊維状マグネ
シウムオキシサルフエートと非繊維状充填材であ
る炭酸カルシウムとで強化され、自動車、弱電等
の技術分野で好適に使用することのできるポリプ
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］ 無機質充填材で強化したポリプロピレン樹脂組
成物は、たとえば自動車、弱電等の工業材料分野
を中心に重要な素材として幅広く使用されてい
る。ポリプロピレン樹脂に無機質充填剤を配合す
ると、ポリプロピレン樹脂組成物の機械的物性等
を改善することができるからである。 一般に自動車関係の技術分野で要求されるポリ
プロピレン樹脂組成物の機械的物性値と、弱電関
係の技術分野で要求されるポリプロピレン樹脂組
成物の機械的物性値とは、当然のことながら相違
する。 いずれの分野においても、たとえば剛性を改善
するために、ポリプロピレン樹脂に配合する無機
質充填剤の配合量を増加させると、剛性の改善を
図ることができるが、衝撃強度が低下すると言う
傾向がある。 また、前記自動車関係および弱電関係のいずれ
の分野においても、要求される剛性、衝撃強度を
維持しながら、成形時の加熱によつても表面外観
が損なわれずに美麗であり、ソリ等の変形のない
素材が要求されている。 しかしながら、従来、たとえば、ガラス繊維を
中心とした繊維状充填材で強化したポリプロピレ
ン樹脂組成物は、剛性の大幅な改良が見られるも
のの、衝撃強度の低下を招いたり、成形品の表面
外観の悪化、ソリ、変形等を生じる欠点がある。
また、タルク等の非繊維系充填材で強化したポリ
プロピレン樹脂組成物は、前記欠点はないもの
の、強度、耐熱剛性等の向上が小さい等の問題が
ある。 この発明は前記事情に基づいてなされたもので
ある。 すなわち、この発明の目的は、 (1) 無機質充填剤を配合してなる従来のポリプロ
ピレン樹脂組成物に比べて、無機質充填材の配
合量が同じであるならば、剛性および／または
衝撃強度が優れており、 (2) 無機質充填剤を配合してなる従来のポリプロ
ピレン樹脂組成物に比べて、衝撃強度が同等で
あるならば、剛性が大きく、 (3) 無機質充填剤を配合してなる従来のポリプロ
ピレン樹脂組成物に比べて、剛性が同等である
ならば、衝撃強度が大きく、 (4) 前記(1)〜(3)を達成しつつ、しかも成形品の表
面外観が美麗であり、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
脂組成物を提供することにある。 この発明者は、前記目的を達成するために鋭意
研究したところ、特定の平均繊維径およびアスペ
クト比を有する繊維状マグネシウムオキシサルフ
エートと特定の平均粒子径を有する炭酸カルシウ
ムとをそれぞれ特定の配合割合でポリプロピレン
樹脂に配合すると、前記(1)〜(4)を内容とするこの
発明の目的を達成することができることを見出し
てこの発明に到達した。 ［前記問題点を解決するための手段］ 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42〜92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、平均粒子径が0.1〜0.8μである炭酸
カルシウム５〜40重量％とを含むことを特徴とす
るポリプロピレン樹脂組成物である。 この発明におけるポリプロピレン樹脂は、一般
に成形材料等の用途に使用されるものであれば良
く、特に制限は無い。したがつて、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
重合体たとえば所謂プロピレン―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お
よびプロピレン―エチレンランダム共重合体が好
ましい。また、前記ポリプロピレン樹脂は、その
メルトインデツクス（MI）が２〜30ｇ／10分で
あるのが好ましく、３〜20ｇ／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
した成形品の剛性の向上が小さい。 この発明における炭酸カルシウムは、平均粒子
径が0.1〜0.8μであり、好ましくは0.15〜0.7μであ
ることが重要である。この炭酸カルシウムの平均
粒子径が0.1μ未満であると、炭酸カルシウムの分
散性が不良となる。また、平均粒子径が0.8μ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。この発明
に使用する炭酸カルシウムは、前記条件を満足す
る限り特に制限は無い。 この発明で重要なのは、ポリプロピレン樹脂組
成物が、前記ポリプロピレン樹脂を40〜92重量
％、好ましくは50〜85重量％、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％、好ま
しくは５〜30重量％、および前記炭酸カルシウム
を５〜40重量％、好ましくは10〜30重量％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、40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。 前記炭酸カルシウムの配合量が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
の衝撃強度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、前記炭酸カルシウ
ムの配合量が40重量％を越えると、成形品の衝撃
強度が低下すると共にポリプロピレン樹脂組成物
の比重が大きくなつて取扱いや成形に不利とな
る。 この発明のポリプロピレン樹脂組成物を高温で
成形する際に、その成形品の表面外観を良好に維
持するためには、ポリプロピレン樹脂組成物中に
酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含有物をさ
らに配合するのが好ましい。 前記酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含有
物の配合量は、前記ポリプロピレン樹脂組成物と
前記繊維状マグネシウムオキシサルフエートと前
記炭酸カルシウムとの合計100重量部に対して、
通常、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜５重量部
である。0.1〜10重量部の範囲内で酸化カルシウ
ムまたは酸化カルシウム含有物を配合すると、高
温でポリプロピレン樹脂組成物を成形しても、得
られる成形品の表面にはシルバーストリークが発
生せず、外観の良好性が損なわれることはない。
前記配合量が10重量％を越えると、ポリプロピレ
ン樹脂組成物の衝撃強度が低下することがある。 また、配合する酸化カルシウムまたは酸化カル
シウム含有物は、その平均粒子径が30μ以下であ
り、特に１〜0.1μであるのが好ましい。その平均
粒子径が30μを越えるとポリプロピレン樹脂組成
物の成形品の表面外観が悪くなると共に衝撃強度
の低下を生じることがある。 前記条件を満足する限り酸化カルシウムとして
は特に制限はなく、また酸化カルシウム含有物と
しては、酸化カルシウムを主成分とするもので、
酸化カルシウムをアルミニウム―マグネシウム―
シリカ系触媒で反応焼成した無機セラミツク結晶
複合体が好ましい。この無機セラミツク結晶複合
体は、たとえば商品名「エアロツク」（株式会社
鈴裕化学製）として入手可能である。 この発明においては、前記ポリプロピレン樹
脂、前記繊維状マグネシウムオキシサルフエート
および前記炭酸カルシウムの混合物に、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外
に、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種または二種を配合すると機
械的強度が向上し、ポリエチレンおよびエラスト
マーのいずれか一種または二種を配合すると、ポ
リプロピレン樹脂組成物の成形品の衝撃強度を向
上させることができる。 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。 シラン系カツプリング剤および変性ポリオレフ
インの配合量としては、前記ポリプロピレン樹脂
組成物、前記繊維状マグネシウムオキシサルフエ
ートおよび炭酸カルシウムの合計100重量部に対
して、通常、0.1〜５重量部で良い。配合量が0.1
重量部よりも少ないと、機械的強度の向上が見ら
れないことがあり、また、配合量が５重量部より
も多いと、前記と同様に機械的強度の向上が達成
されず、かえつてコスト面での不利が生じる。 ポリエチレンおよびエラストマーの配合量とし
ては、前記ポリプロピレン樹脂組成物、前記繊維
状マグネシウムオキシサルフエートおよび炭酸カ
ルシウムの合計100重量部に対して、通常、５〜
10重量部で良い。配合量が５重量部よりも少ない
と、衝撃強度の向上が見られないことがあり、ま
た、配合量が10重量部よりも多いと、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、表面外観等を阻害させない
値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
ポリプロピレン樹脂、前記繊維状マグネシウムオ
キシサルフエート、前記炭酸カルシウム、要すれ
ば酸化カルシウムまたは酸化カルシウム含有物、
前記シラン系カツプリング剤、変性ポリオレフイ
ン、エラストマーおよび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。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。 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
械的特性たとえば衝撃強度、剛性を有すると共に
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］ この発明によると、 (1) 無機質充填剤を配合してなる従来のポリプロ
ピレン樹脂組成物に比べて、無機質充填材の配
合量が同じであるならば、剛性および／または
衝撃強度が優れており、 (2) 無機質充填剤を配合してなる従来のポリプロ
ピレン樹脂組成物に比べて、衝撃強度が同等で
あるならば、剛性が大きく、 (3) 無機質充填剤を配合してなる従来のポリプロ
ピレン樹脂組成物に比べて、剛性が同等である
ならば、衝撃強度が大きく、 (4) 前記(1)〜(3)を達成しつつ、しかも成形品の表
面外観が美麗であるポリプロピレン樹脂組成物
を提供することができる。 このポリプロピレン樹脂組成物は、前記(1)〜(4)
の性質により、自動車関係の技術分野あるいは弱
電関係の技術分野の要求特性に応じて、従来品よ
りも剛性および／または衝撃強度の大きな、しか
も外観の美麗な成形品に加工することができる。 さらに、このポリプロピレン樹脂組成物に酸化
カルシウムまたは酸化カルシウム含有物を配合す
ると、高温で成形しても成形品の表面にはシルバ
ーストリークが発生せず、表面外観の良好性を維
持することができる。 このポリプロピレン樹脂組成物のこのような特
性は、ポリプロピレン樹脂と特定の繊維状マグネ
シウムオキシサルフエートと特定の炭酸カルシウ
ムとを限定された配合割合で配合することにより
初めて達成されるものである。 ［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１〜６ 比較例１〜６） 第１表〜第７表に示す種類および配合量のエチ
レン―プロピレンブロツク共重合体と、第１表〜
第７表に示す種類および配合量の繊維状充填剤
と、第１表〜第７表に示す平均粒子径を有すると
共に第１表〜第７表に示す配合量の無機質充填剤
とを、Ｖ型ブレンダーでよく混合した後、二軸混
練押出機で200℃で溶融混合してペレツトを得た。 このペレツトを200℃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〜第７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。 （実施例７，８ 比較例７） 前記実施例２で得たペレツトと、酸化カルシウ
ムのマスターペレツトとを第９表に示す配合量で
配合し、第９表に示す種々の加熱温度で射出成形
して試験片を作成し、その表面外観を目視で観察
して評価した。 結果を第９表に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 ｛考察｝ 第１表において、比較例１，２と実施例２，
５，６とを比較する。 比較例１および比較例２に示すように充填剤を
30重量％も配合すると、衝撃強度が著しく低下す
るのであるが、実施例１では、比較例１，２にお
けるのと同様の配合量で充填剤を配合しているに
もかかわらず、剛性（曲げ弾性率で評価）が比較
例とほぼ同様の値を維持しつつ、衝撃強度が著し
く大きくなつている。実施例６においては、比較
例におけるのとほぼ同様の衝撃強度を維持しつ
つ、剛性が著しく大きくなつている。実施例５に
おいては、比較例１，２に比べて、剛性および衝
撃強度ともに大きくなつている。 第２表において、実施例１および比較例３とを
比較する。いずれにおいても、充填剤の配合量は
20重量％である。 実施例１は、比較例３に比べて、剛性および衝
撃強度ともに大きなポリプロピレン樹脂組成物が
得られている。 第３表〜第５表のいずれにおいても、比較例と
同程度の剛性を有する本発明のポリプロピレン樹
脂組成物は、比較例よりも大きな衝撃強度を有す
る。 第６表に示すように、同一配合組成であるにも
かかわらず、炭酸カルシウムの粒径が本発明の範
囲内にあるポリプロピレン樹脂組成物は、剛性が
比較例と同程度であるにもかかわらず、衝撃強度
が大幅に向上している。 第７表に示すように、無機質充填剤の粒径が本
発明の範囲内にあつても、組み合わせる繊維状充
填剤が本発明の範囲内にあるものは、剛性および
衝撃強度が大幅に向上する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリプロピレン樹脂42〜92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、平均粒子径が0.1〜0.8μである
   炭酸カルシウム５〜40重量％とを含むことを特徴
   とするポリプロピレン樹脂組成物。