JPH0623279B2 - ポリオレフィン系樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規なポリオレフィン系樹脂組成物、さらに詳
しくは、剛性と耐衝撃性とのバランスに優れるととも
に、良好な外観を有し、特に自動車バンパー用材料など
として好適なポリオレフィン系樹脂組成物に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、自動車のバンパー用材料として、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレンラバー及びタルクを配合して
成る剛性の優れた樹脂組成物が多く用いられている。

他方、最近、バンパーの大型化や金属サポートを用いな
いでコストダウンを図る傾向があることから、良好な耐
衝撃性を保持するとともに、さらに高い剛性を有する材
料が要求されている。このような要求に対しては、前記
樹脂組成物において、タルクなどの無機フィラーを増加
することが考えられる。

しかしながら、タルクなどの無機フィラーを増加する方
法においては、成形品の表面にシルバーストリークが発
生しやすくなるため、成形前のペレットの乾燥が必要と
なり、かつ成形品はウエルド部外観が悪化したり、フロ
ーマークやボイドが発生しやすくなるなど、外観不良を
招くおそれがある上、耐衝撃性を損なうことなく、剛性
を十分に高めることができない、などの欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような事情のもとで、剛性と耐衝撃性と
のバランスに優れるとともに、良好な外観を有し、特に
自動車バンパー用材料などとして好適なポリオレフィン
系樹脂組成物を提供することを目的としてなされたもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の好ましい性質を有するポリオレフ
ィン系樹脂組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、
結晶性プロピレン−エチレン共重合体と特定性状の無機
繊維又は表面改質無機繊維とスチレン系エラストマーと
を、それぞれ所定の割合で含有して成る組成物により、
その目的を達成しうることを見い出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）メルトインデックス８ｇ／
１０分以上の結晶性プロピレン−エチレン共重合体４０
〜９０重量％と、（Ｂ）平均繊維径0.1〜1.0μｍ、平均
繊維長５〜１００μｍ及び吸油量３５０ml／１００ｇ以
上の無機繊維、又はこの無機繊維１００重量部当たり0.
1〜５重量部のシリコーン系オイルで表面処理した表面
改質無機繊維５〜３０重量％と、（Ｃ）スチレン系エラ
ストマー５〜３０重量％とを、これらの合計量が１００
重量％になるように含有して成るポリオレフィン系樹脂
組成物を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明組成物においては、（Ａ）成分としてメルトイン
デックス（ＭＩ）が８ｇ／１０分以上、好ましくは１０
〜４０ｇ／１０分の結晶性プロピレン−エチレン共重合
体が用いられる。該ＭＩが８ｇ／１０分未満では組成物
の流動性が低く、成形品にフローマークが発生したり、
そのウエルド部外観が低下したりする上、可塑化時間が
長くなる傾向がみられる。

この結晶性プロピレン−エチレン共重合体としては、通
常エチレン単位の含有量が少ないエチレンプロピレンラ
ンダム共重合体から成る共重合部又はプロピレン単独重
合体から成るホモ重合部と、エチレン単位の含有量が比
較的多いエチレンプロピレンランダム共重合体から成る
共重合部とから構成された、いわゆる結晶性プロピレン
ブロック共重合体として市販されているものが用いられ
る。また、このプロピレン−エチレン共重合体は前記ホ
モ重合部又は共重合部がブテン−１などのα−オレフィ
ン単位を適当な割合で含有するものであってもよい。こ
の結晶性プロピレン−エチレン共重合体は１種用いても
よいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明組成物においては、（Ｂ）成分の無機繊維とし
て、平均繊維径0.1〜1.0μｍ、平均繊維長５〜１００μ
ｍ及び吸油量３５０ml／１００ｇ以上の無機繊維が用い
られる。該無機繊維の平均繊維径が0.1μｍ未満では嵩
比重が小さすぎて均一に分散しにくい。また、平均繊維
径が1.0μｍより大きく、かつ平均繊維長が５μｍ未満
では剛性の改良効果が十分でない上、耐衝撃性が低下す
るおそれがあるし、平均繊維径が1.0μｍより大きく、
かつ平均繊維長１００μｍを超えると外観が悪化する傾
向がみられる。さらに、吸油量が３５０ml／１００ｇ未
満では繊維の解繊が不十分で凝集体が生じ、成形品にゲ
ルが発生するおそれがある。なお吸油量とは、無機繊維
１００ｇと練り合わせて一定の稠度の糊状体をつくるに
要する油の量をいい、無機繊維の性状を示すものであ
る。

本発明組成物においては、場合により、該（Ｂ）成分と
して、前記無機繊維をシリコーン系オイルで表面改質し
たものを用いることができる。シリコーン系オイルで該
無機繊維を表面改質することにより、著しく分散性能が
向上し、外観がより良好で、かつ高い剛性の成形品を得
ることができる。この表面改質に用いられるシリコーン
系オイルの使用量は、該無機繊維１００重量部当たり、
0.1〜５重量部、好ましくは0.5〜３重量部の範囲で選ば
れる。この量が0.1重量部未満では無機繊維の分散改良
効果が低くて、凝集体が発生しやすく、かつ流動性の改
良効果が十分に発揮されないし、５重量部を超えると、
その量の割には分散改良効果の向上は認められず、むし
ろ成形品の耐熱性及び剛性が低下する傾向がみられる。

また、該（Ｂ）成分の無機繊維は、ハンドリングの点か
ら、平均粒子径0.1〜５mmの造粒物が好適である。この
平均粒子径が0.1mm未満では、ハンドリングの改良効果
が十分に発揮されないし、５mmを超えると分散性が低下
する傾向がみられる。

該無機繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、ボ
ロン繊維、マグネシウムオキシサルフェート繊維、水酸
化マグネシウム繊維などの無機質繊維、ステンレス、黄
銅、アルミニウム、ニッケルなどを素材とする金属繊維
や金属ウイスカー、チタン酸カリウムや炭化ケイ素など
を素材とするセラミックスウイスカーなどが挙げられる
が、これらの中で特にマグネシウムオキシサルフェート
繊維及び水酸化マグネシウム繊維が好適である。これら
の無機繊維は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよい。

前記無機繊維をシリコーン系オイルで表面処理する場合
には、例えばまず該無機繊維を水中で攪拌して、繊維の
絡み合いである凝集体を解砕し、該絡み合いを解く。こ
こで凝集体が多い場合は、無機繊維の吸油量は少なくな
り、３５０ml／１００ｇに達しない。次にシリコーン系
オイルを攪拌中の無機繊維と水との懸濁液中に投入し、
数分ないし数時間攪拌を続ける。この際、使用するシリ
コーン系オイル及び投入速度については特に制限はない
が、水中での分散性が良好である点から水溶性のシリコ
ーン系オイルが好適である。

このようにして表面改質された無機繊維は、遠心分離な
どの公知の手段により分散されたのち、乾燥処理するこ
とにより、所望の表面改質無機繊維が得られる。

この表面改質無機繊維は、前記のように湿式法により表
面処理されたものであってもよいし、ヘンシェルミキサ
ーなどの高速混合機中において、無機繊維に該シリコー
ン系オイルを噴霧又は添加して表面処理を行う乾式法に
より得られたものであってもよい。さらに、所望に応
じ、本発明の目的を損なわない範囲で、他の表面処理剤
を該シリコーン系オイルと併用することができる。この
他の表面処理剤としては、例えばシラン系カップリング
剤、チタネート系カップリング剤、シリカ粉末、高級脂
肪酸、高級アルコール、ワックス類などが挙げられる。

本発明組成物においては、（Ｃ）成分としてスチレン系
エラストマーが用いられる。このスチレン系エラストマ
ーは、一般にハードセグメントのポリスチレンブロック
とソフトセグメントのゴムブロックとを有し、ポリスチ
レンブロックが物理架橋（ドメイン）を形成して橋かけ
点となり、ゴムブロックがゴム弾性を与える作用を有し
ている。該ソフトセグメントとしては、ポリブタジエン
（Ｂ）、ポリイソブチレン（Ｉ）、ポリオレフィン（エ
チレン・ブチレン：ＥＢ、エチレン・プロピレン：Ｅ
Ｐ）などが知られており、ハードセグメントのポリスチ
レン（Ｓ）ブロックとの配列の様式によって、直鎖状
（リニアタイプ）及び放射状（ラジアルタイプ）とに大
別される。このようなスチレン系エラストマーとして
は、例えばＳ−Ｂ−Ｓ、Ｓ−Ｉ−Ｓ、Ｓ−ＥＢ−Ｓ、Ｓ
−ＥＰ、Ｓ−Ｂなどがあり、本発明においてはいずれの
ものも用いることができる。また、これらのスチレン系
エラストマーは１種用いてもよいし、２種以上を組み合
わせて用いてもよい。

本発明組成物においては、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び
（Ｃ）成分の合計重量に基づき、（Ａ）成分のプロピレ
ン−エチレン共重合体が４０〜９０重量％、（Ｂ）成分
の無機繊維が５〜３０重量％及び（Ｃ）成分のスチレン
系エラストマーが５〜３０重量％になるように、各成分
を配合することが必要である。

該無機繊維の配合量が５重量％未満では剛性が不十分で
あるし、３０重量％を超えると外観が悪化するととも
に、耐衝撃性が低下する傾向がみられる。また、スチレ
ン系エラストマーの配合量が５重量％未満では耐衝撃性
に劣るし、３０重量％を超えると剛性が低下する傾向が
みられる。

本発明組成物には、所望に応じ、本発明の目的を損なわ
ない範囲で、他の粉末状、粒状、板状などの無機系充填
剤や、有機系充填剤を配合することができる。該無機系
充填剤としては、例えばシリカ、ケイ藻土、バリウムフ
ェライト、酸化ベリリウム、軽石、軽石バルーンなどの
酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩
基性炭酸マグネシウムなどの水酸化物、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイトなど
の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモ
ニウム、亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩又は亜硫酸塩、
タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラスバルー
ン、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイ
ト、ベントナイトなどのケイ酸塩、カーボンブラック、
グラファイト、炭素中空球などの炭素類や、硫化モリブ
テン、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸カルシ
ウム、ホウ酸ナトリウムなどの粉末状、粒状、板状の無
機質充填剤、金属元素、金属化合物、合金などの粉末状
や粒状の金属充填剤、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコ
ニア、窒化アルミニウム、炭化チタンなどの粉末状や粒
状のセラミックス充填剤などが挙げられる。

一方、有機系充填剤としては、例えばモミ殻などの殻繊
維、木粉、木綿、ジュート、紙細片、セロハン片、芳香
族ポリアミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ポ
リエステル繊維、ポリプロピレン繊維、熱硬化性樹脂粉
末などを挙げることができる。

本発明組成物においては、マトリックス樹脂と充填剤と
のなじみ性を向上させる目的で、所望により、変性ポリ
オレフィンなどの科学変性剤を配合することができる。
さらに、本発明組成物には、所望に応じ、樹脂組成物に
通常用いられている各種添加剤、例えば滑剤、着色剤、
安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難然
剤、可塑剤などを配合することができる。

なお、本発明組成物においては、本発明の目的を損なわ
ない範囲内で、他の熱可塑性樹脂又はゴムを配合しても
よい。

本発明組成物は、所定量の（Ａ）成分のプロピレン−エ
チレン共重合体、（Ｂ）成分の無機繊維、（Ｃ）成分の
スチレン系エラストマー及び所望に応じて用いられる各
種添加成分を混合して、混練機で混練することにより調
製してもよいし、あるいはあらかじめプロピレン−エチ
レン共重合体、スチレン系エラストマー及び所望に応じ
て用いられる添加成分を混練機に定量供給して混練を行
い、樹脂が溶融した部分に、該無機繊維を定量サイドフ
ィードして混練することにより調製してもよいが、後者
の方法により調製するのが有利である。

混練機については特に制限はなく、例えば単軸押出機、
多軸押出機などのスクリュー押出機、エラスチック押出
機、ハイドロダイナミック押出機、ラム式連続押出機、
ロール式押出機、ギア式押出機などの非スクリュー押出
機などを挙げることができるが、これらの中でスクリュ
ー押出機、特に二軸押出機が好ましい。混練は、用いる
プロピレン−エチレン共重合体の溶融温度又は軟化点以
上の温度において行われる。

このようにして調製された本発明のポリオレフィン系樹
脂組成物は、射出成形法、押出成形法、中空成形法、圧
縮成形法、積層成形法、ロール加工法、延伸加工法、ス
タンプ加工法などの種々の成形法により、所望の成形品
に成形される。

［実施例］ 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。

なお、組成物の各物性は次のようにして求めた。

(1)アイゾット衝撃強度（−３０℃、ノッチ付） ＪＩＳ Ｋ−７１１０に準拠して求めた。

(2)曲げ弾性率 ＪＩＳ Ｋ−７２０３に準拠して求めた。

(3)外観 第１図、第２図及び第３図に示すバンパー型を用い、型
締力２６００Ｔｏｎの射出成形機（ＵＢＥ ＭＡＸ２６
２５）を用いて、バンパーを成形し、その外観を評価し
た。

(イ)シルバーストリーク ゲート近傍に発生するシルバーストリークに関し、目視
で判定した。

(ロ)フローマーク 目視で判定した。

(ハ)ウエルド部外観 目視で判定した。

(ニ)ボイド外観 目視で判定した。

また、実施例及び比較例において用いた材料の特性を第
１表に示す。

なお無機繊維の吸油量は、ＪＩＳ Ｋ−５１０１に準じ
て行った。

すなわち、１０５〜１１０℃で２時間乾燥した試料２〜
５ｇをガラス板（約２００×２００×５mm）に採り、精
油アマニ油（酸価４以下）をビュレットから少量ずつ試
料の中央に滴下し、そのつどヘラで練り合わせる。滴下
練り合わせの操作を繰返し、全体が始めて１本の棒状に
まとまったときを終点とし、要した精製アマニ油の量を
求め、つぎの式によって吸油量を算出する。

実施例１〜３、比較例１〜４ 第２表に示す組成の樹脂組成物から成るペレットを作成
し、これを用い、射出成形機にてテストピース及びバン
パーを成形し、テストピースについては曲げ特性及び低
温（−３０℃）のアイゾット衝撃強度を求め、バンパー
については外観を評価した。その結果を第２表に示す。

なお、ペレットの作成は、二軸混練機［ＴＥＭ−３５、
東芝機械（株）製］を用い、充填剤として無機繊維を使
用する場合には、無機繊維以外の成分をドライブレンド
したのち、ホッパーに供給し、かつ無機繊維のみをサイ
ドフィードして、シリンダ−温度２２０℃で混練し、ペ
レットを作成した。また、無機繊維を用いない場合は、
サイドフィードしなかったこと以外は、前記と同様にし
てペレットを作成した。

実施例４〜７、比較例５〜８ 実施例１〜３と同様にして、第３表に示す組成の樹脂組
成物から成るペレットを作成し、さらにテストピース及
びバンパーを成形して、物性を評価した。その結果を第
３表に示す。

第２表から分かるように、比較例１〜４では、弾性率が
20,000kg／cm²以上で、かつアイゾット衝撃強度（ノッ
チ付、−３０℃）が７kg・cm／cm以上のものが得られ
ず、また、曲げ弾性率及びアイゾット衝撃強度を高めよ
うとして、タルクを多量に充填すると、シルバーストリ
ークが発生するため乾燥が必要となる。さらに、タルク
は板状フィラーであるため、フローマークやボイドが発
生し、ウエルド部外観も悪い。

これに対し、実施例１〜３では、従来のフィラー量で剛
性が極めて高く、乾燥が不要で、かつ外観の良好なもの
が得られる。

さらに、第３表から分かるように、比較例７及び８で
は、繊維状マグネシウムオキシサルフェートを用いて
も、繊維の解繊度が低く、毛玉が多い（吸油量が３５０
ml／１００ｇ未満）ので、ゲルが発生し、かつ衝撃強度
も低い。また、比較例５及び６では本発明の範囲外の繊
維状強化材を用いているため、剛性、耐衝撃性が低く、
かつ外観も悪い。

［発明の効果］ 本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、結晶性プロピ
レン−エチレン共重合体に、無機繊維及びスチレン系エ
ラストマーを配合したものであって、剛性及び耐衝撃性
のバランスに優れるとともに、良好な外観を有する成形
品を与えることができ、特に自動車用バンパー材料など
として好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、本発明の実施例及び比較
例において、バンパー成形に用いた型のそれぞれ前面斜
視図、側面図及び裏面斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−115048（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−24815（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−15526（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭64−11219（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）メルトインデックス８ｇ／１０分以
   上の結晶性プロピレン−エチレン共重合体40〜90重量％
   と、（Ｂ）平均繊維径0.1〜1.0μｍ、平均繊維長５〜１
   ００μｍ及び吸油量３５０ml／１００ｇ以上の無機繊維
   ５〜30重量％と、（Ｃ）スチレン系エラストマー５〜30
   重量％とを、これらの合計量が１００重量％になるよう
   に含有して成るポリオレフィン系樹脂組成物。
2. 【請求項２】（Ａ）メルトインデックス８ｇ／１０分以
   上の結晶性プロピレン−エチレン共重合体40〜90重量％
   と、（Ｂ）平均繊維径0.1〜1.0μｍ、平均繊維長５〜１
   ００μｍ及び吸油量３５０ml／１００ｇ以上の無機繊維
   を、その１００重量部当たり0.1〜５重量部のシリコー
   ン系オイルで表面処理した表面改質無機繊維５〜３０重
   量％と、（Ｃ）スチレン系エラストマー５〜３０重量％
   とを、これらの合計量が１００重量％になるように含有
   して成るポリオレフィン系樹脂組成物。
3. 【請求項３】無機繊維が水酸化マグネシウム繊維及び／
   又はマグネシウムサルフェート繊維である請求項１又は
   ２記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
4. 【請求項４】無機繊維が平均粒子径0.1〜５mmに造粒し
   たものである請求項１、２又は３記載のポリオレフィン
   系樹脂組成物。