JPH07316360A

JPH07316360A - 熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH07316360A
Application number: JP13647094A
Authority: JP
Inventors: Noritomo Ezure; 規党江連; Masaaki Isoi; 政明磯井; Tadashi Sezume; 忠司瀬詰
Original assignee: Tonen Sekiyu Kagaku KK; Tonen Chemical Corp
Current assignee: Tonen Chemical Corp
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な耐衝撃性、剛性と機械的強度、及び
低い脆化温度を有する熱可塑性樹脂組成物を提供する。【構成】 (1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分93〜20重
量％と、(2) エチレン−プロピレン共重合体エラストマ
ー樹脂成分50〜5 重量％と、(3) 表面処理を施した無機
ウィスカーとタルクとを含有する無機フィラー30〜2 重
量％とを含有する熱可塑性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は結晶性ポリプロピレン樹
脂成分と非晶質ポリオレフィン樹脂成分とを含有する熱
可塑性樹脂組成物に関し、特に種々の成形条件により得
られる成形品の物性が安定しており、曲げ弾性率、耐衝
撃性及び引張破断伸度等の機械的強度が良好で、脆化温
度が低い熱可塑性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】プロピ
レンのホモポリマーあるいは共重合体等のポリプロピレ
ンは軽量であり、かつ機械的強度、耐化学薬品性及び耐
候性等に優れているので、各種の分野に広く利用されて
いる。

【０００３】しかし、このようなポリプロピレンにおい
てはバランスのとれた物性値を達成するのが難しく、良
好な耐衝撃性と、良好な剛性及び機械的強度とを共に要
求される用途には必ずしも満足ではないという問題点が
ある。

【０００４】この剛性を上げるためにタルク、マイカ等
の無機フィラーを配合すると、剛性は向上するが耐衝撃
性が低下し、特に脆化温度が上昇して好ましくないとい
う問題がある。一方、非晶質のエチレン−プロピレン共
重合体のようなエラストマーを配合し、その量を増加さ
せると延性や耐衝撃性は向上するが、剛性が低下すると
いう問題もある。

【０００５】したがって、本発明の目的は、良好な耐衝
撃性、剛性と機械的強度、及び低い脆化温度を有する熱
可塑性樹脂組成物を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、(a) 結晶性ポリプロピレン樹脂
成分と、(b) エチレン−プロピレン共重合体エラストマ
ー樹脂成分と、(c) 表面処理を施した無機ウィスカーと
タルクとを含有する無機フィラーとを所定量配合すれ
ば、良好な耐衝撃性、剛性と機械的特性、及び低い脆化
温度を有する熱可塑性樹脂組成物が得られることを発見
し、本発明に想到した。

【０００７】すなわち、本発明の熱可塑性樹脂組成物
は、(1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分93〜20重量％
と、(2) エチレン−プロピレン共重合体エラストマー樹
脂成分50〜5 重量％と、(3) 表面処理を施した無機ウィ
スカーとタルクとを含有する無機フィラー30〜2 重量％
とを含有することを特徴とする。

【０００８】本発明を以下詳細に説明する。［１］配合成分 (1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分本発明において使用する結晶性ポリプロピレンはホモポ
リマーに限らず、プロピレン成分を50モル％以上、好ま
しくは80モル％以上含む他のα−オレフィンとのランダ
ムまたはブロック共重合体を使用することができる。プ
ロピレンに共重合するコモノマーとしてはエチレンその
他のα−オレフィンがあり、エチレンが好ましい。これ
らの結晶性ポリプロピレンについて以下詳述する。

【０００９】(a) プロピレンホモポリマー 0.5 〜400 ｇ／10分、特に５〜100 ｇ／10分のメルトフ
ローレート（MFR 、230 ℃、2.16kg荷重) を有するもの
が好ましい。

【００１０】(b) プロピレン−エチレン共重合体プロピレン−エチレン共重合体は、ブロック共重合体、
ランダム共重合体、交互共重合体のいずれでも良いが、
耐衝撃性等の点から特にプロピレン−エチレンブロック
共重合体が好ましい。

【００１１】プロピレン−エチレンブロック共重合体と
しては、単一の反応器内でプロピレンとエチレンの供給
を切り換えることにより得られるいわゆる多段重合ブロ
ック共重合体が好ましい。このプロピレン−エチレンブ
ロック共重合体は、実質的に(イ) 結晶性ホモポリプロピ
レン部分と、(ロ) プロピレン−エチレンランダム共重合
体部分と、(ハ) 場合によっては少量のポリエチレン部分
（実質的になくてもよい）とからなるものであり、それ
ぞれの部分は単独のポリマーとして存在していても、あ
るいはそれぞれが結合した状態にあってもよい。ブロッ
ク共重合体中のエチレンの含有量は、２５重量％以下で
あり、好ましくは５〜20重量％である。なお、上記各部
分は基本的にはプロピレン及び／又はエチレンとからな
るものであるが、ブテン−１、オクテン−１等の他のα
−オレフィンやジエン系モノマー等を少量含有していて
もよい。

【００１２】プロピレンホモポリマー部分の極限粘度η
_inhは0.9 〜1.2dl/g である。極限粘度が0.9dl/g 未満
では延性が不足し、また1.2dl/g を超えると組成物の流
動性が不足する。

【００１３】プロピレン−エチレンランダム共重合体部
分は、低結晶性の部分であり、エチレンの含有率が30〜
70重量％のものである。エチレンの含有率が30％未満あ
るいは70重量％を超えると、特に延性が不足する。

【００１４】(イ) 結晶性のプロピレンホモポリマー部分
及び(ロ) プロピレン−エチレンランダム共重合体部分の
含有量については、(イ) ＋(ロ) の合計を100 重量％とし
て、(イ) プロピレンホモポリマー部分が90〜96重量％、
(ロ) プロピレン−エチレンランダム共重合体部分が４〜
10重量％であるのが好ましい。上記範囲外では物性のバ
ランスが悪化する。なおエチレンホモポリマー部分はあ
っても約５重量％以下である。

【００１５】プロピレン−エチレンブロック共重合体の
メルトフローレート（ＭＦＲ、230℃、2.16kg荷重) は4
0〜120 ｇ/10 分が好ましく、特に60〜100 ｇ/10 分が
好ましい。ＭＦＲの値が40ｇ/10 分未満では得られる組
成物の成形性、特に射出成形性が低下し、また120 ｇ/1
0 分を超えると機械的強度が低下するため好ましくな
い。

【００１６】(2) エチレン−プロピレン共重合体エラス
トマー (a) エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）エチレンの含有率が50〜90モル％であり、プロピレンの
含有率が50〜10モル％であるのが好ましく、より好まし
い範囲はエチレンが70〜85モル％であり、プロピレンが
30〜15モル％である。ＥＰＲのメルトフローレート(MF
R、230 ℃、2.16kg荷重) は0.5 〜20ｇ/10 分であるの
が好ましく、より好ましくは0.5 〜10ｇ/10 分である。

【００１７】(b) エチレン−プロピレン−ジエンゴム
（ＥＰＤＭ）エチレン−プロピレン−ジエンゴム（EPDM) 中のジエン
化合物としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペ
ンタジエン、1,4-ヘキサジエン等が挙げられる。エチレ
ン−プロピレン−ジエンゴムのメルトフローレートも同
様に0.5 〜20ｇ/10 分であるのが好ましく、より好まし
くは0.5 〜10ｇ/10 分である。

【００１８】(3) 無機フィラー無機フィラーの材料としては、表面処理を施した無機ウ
ィスカーとタルクとを併用する。

【００１９】タルクは、平均粒径が0.2 〜3.0 μｍのも
のが好ましく、特に好ましくは平均粒径が0.7 〜1.8 μ
ｍである。タルクの平均粒径が3.0 μｍを超えると、曲
げ弾性率等の機械的強度や寸法安定性が低下する。ここ
でいう平均粒径とは、遠心沈降式粒度分布測定から求め
られる粒径である。

【００２０】ウィスカーは、いわゆるヒゲ状結晶と称さ
れる極めて細いセラミック単繊維の結晶であり、例えば
10〜20μｍの平均繊維長で、0.2 〜0.5 μｍの平均繊維
径を有するものが好ましい。上記ウィスカーとしては、
例えば、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニ
ウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、水酸化マ
グネシウムウィスカー等が挙げられる。これらのうちで
は一般にＫ₂Ｏ・ｎＴｉＯ₂の化学式で表されるチタン
酸カリウムウィスカー及び９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃の
化学式で表されるホウ酸アルミニウムウィスカーが特に
好ましい。

【００２１】無機フィラーのうちウィスカーは、シラン
系、チタネート系等のカップリング剤により表面処理し
て用いる。そのようなカップリング剤としては、ビニル
トリエトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエ
トキシ）−シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、γ−（β−アミノエチ
ル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルキャップト
プロピルトリメトキシシラン、β−（3,4 −エポキシ・
シクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、γ−クロロ
プロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング
剤、及びジイソステアロリルエチレンチタネート等のチ
タネートカップリング剤が挙げられる。

【００２２】ウィスカーの表面処理剤として、特に好ま
しいのはγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、β−
アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、等の
アミノ系シランカップリング剤又はγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン等のエポキシ系シランカップ
リング剤である。また、タルクについても上記のような
表面処理剤で処理したものを用いてもよい。

【００２３】このようなカップリング剤を用いて無機フ
ィラーの表面処理を行うには、乾式法によって行なう。
カップリング剤は無機フィラー100 重量部に対して0.1
〜２ら重量部（固形分重量）添加するのが好ましく、よ
り好ましくは0.5 〜１重量部である。

【００２４】無機ウィスカーとタルクの配合は、重量比
で15〜50重量％／85〜50重量％が好ましく、より好まし
くは20〜40重量％／80〜60重量％である。重量比が50重
量％／50重量％を超えると耐衝撃性が不十分であり、重
量比が15重量％／85重量％未満であると剛性及び耐熱変
形性が不十分である。

【００２５】［２］配合割合各成分の配合割合は、(1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成
分93〜20重量％と、(2) エチレン−プロピレン共重合体
エラストマー樹脂成分50〜5 重量％と、(3) 表面処理を
施した無機フィラー30〜2 重量％とし、好ましい配合割
合は、(1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分75〜45重量％
と、(2) エチレン−プロピレン共重合体エラストマー樹
脂成分50〜20重量％と、(3) 表面処理を施した無機フィ
ラー15〜5 重量％である。

【００２６】(1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分が20重
量％未満であると（(2) エチレン−プロピレン共重合体
エラストマー樹脂成分が93重量％を超えると）、得られ
る熱可塑性樹脂組成物の機械的強度が不十分であり、
(1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分が93重量％を超える
と（(2) エチレン−プロピレン共重合体エラストマー樹
脂成分が５重量％未満であると）、耐衝撃性が不十分で
ある。また、(3) 表面処理を施した無機フィラーが２重
量％未満であると剛性及び耐熱変形性が十分でなく、30
重量％を超えると延性が低下し、脆化温度が上昇する。

【００２７】［３］その他の添加剤本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記樹脂成分の他に、
例えば熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、可塑
剤、帯電防止剤、離型剤、核剤等を適宜含有することが
できる。

【００２８】［４］熱可塑性樹脂組成物の製造本発明の熱可塑性樹脂組成物は、前述の各成分を一軸押
出機、二軸押出機、バンバリミキサー、混練ロール、ブ
ラベンダー、ニーダー等の混練機又はヘンシェルミキサ
ー等の混合機を用いて、１８０〜３２０℃、好ましくは
２００〜２８０℃で溶融状態で混練することによって得
ることができる。また前記各樹脂成分と無機フィラーと
をそれぞれ混練し、それぞれのマスターバッチ同士を混
練してもよい。

【００２９】

【作用】本発明の熱可塑性樹脂組成物においては、結晶
性ポリプロピレンと非晶質ポリオレフィンとの系に、表
面処理を施した無機ウィスカーとタルクとを添加してな
るので、良好な耐衝撃性、剛性と機械的強度、及び低い
脆化温度を有する。

【００３０】

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。実施例及び比較例において、下記の原料を使用
した。

【００３１】(1) 結晶性ポリプロピレン (a) プロピレン−エチレンブロック共重合体ＢＰＰ：プロピレン−エチレンブロック共重合体（MFR
＝80g/10分（230 ℃、2.16kg荷重) 、エチレン含有量８
重量％）

【００３２】(2) エチレン−プロピレン共重合体エラス
トマーＥＰＲ：エチレン−プロピレン共重合体エラストマー
（MFR ＝0.8 g/10分（230 ℃、2.16kg荷重) ）、プロピ
レン含有量23重量％）

【００３３】(3) 無機フィラー下記無機フィラーを用いた。ウィスカーについては、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.8 重量部
をウィスカー100 重量部に添加して表面処理を行った。 (a) タルク平均粒径0・8 μｍ (b) チタン酸カリウムウィスカー平均繊維長10〜20μｍ、平均繊維径0.2 〜0.5 μｍ (c) ホウ酸アルミニウムウィスカー平均繊維長10〜20μｍ、平均繊維径0.2 〜0.5 μｍ

【００３４】実施例１〜８上記のＢＰＰ、ＥＰＲ及び無機フィラー（表面処理を施
したチタン酸カリウムウィスカーあるいはホウ酸アルミ
ニウムウィスカー、及びタルクを併用）を表１に示す割
合（重量％）で配合し、二軸押出機を用いて、200 ℃で
溶融混練した。

【００３５】得られた熱可塑性樹脂組成物から射出成形
により試験片を作製し、曲げ弾性率試験、−30℃でのア
イゾット試験（ノッチ付）、脆化温度測定、及び引張強
度試験を行った。結果を表２に示す。各試験は以下に準
拠して行った。曲げ弾性試験：JIS K7203 アイゾット試験：ASTM D256 、3.2 mm厚試験片、ノッチ
付き。脆化温度測定：ASTM D746 引張強度試験：JIS K7113 、２号試験片を用いた。

【００３６】表１無機フィラーＢＰＰＥＰＲＴｉＷ⁽¹⁾ ＡｌＷ⁽²⁾ タルク例NO. （重量％）（重量％）（重量％）（重量％）（重量％）実施例１ 68 24 3 - 5 実施例２ 68 24 2 - 6 実施例３ 68 24 - 3 5 実施例４ 69 24 - 2 5 実施例５ 58 34 3 - 5 実施例６ 58 34 2 - 6 実施例７ 54 34 4 - 8 実施例８ 54 34 3 - 9 注(1) ：チタン酸カリウムウィスカー (2) ：ホウ酸アルミニウムウィスカー

【００３７】表２アイゾット衝撃強度曲げ弾性率（−30℃）脆化温度引張強度例NO. (kgf/ cm² ) (kg・cm/cm) （℃） (kgf/ cm² ) 実施例１ 17,200 5.5 - 4 161 実施例２ 16,700 6 - 6 160 実施例３ 17,900 5 - 2 157 実施例４ 17,700 5 - 3 157 実施例５ 13,200 8.5 -28 153 実施例６ 13,800 8.5 -30 155 実施例７ 13,700 8.5 -27 149 実施例８ 13,400 9 -28 151

【００３８】比較例１〜５上記のＢＰＰ、ＥＰＲ及び無機フィラー（タルクのみを
使用）を表３に示す割合（重量％）で配合し、実施例１
と同様に二軸押出機を用いて、200 ℃で溶融混練した。

【００３９】実施例１と同様に得られた熱可塑性樹脂組
成物から射出成形により試験片を作製し、曲げ弾性率試
験、−30℃でのアイゾット試験（ノッチ付）、脆化温度
測定、及び引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

【００４０】比較例６上記のＢＰＰ、ＥＰＲ及び無機フィラー（表面処理を施
こしたチタン酸カリウムウィスカーのみ使用）を表３に
示す割合（重量％）で配合し、実施例１と同様に二軸押
出機を用いて、200 ℃で溶融混練した。

【００４１】実施例１と同様に得られた熱可塑性樹脂組
成物から射出成形により試験片を作製し、曲げ弾性率試
験、−30℃でのアイゾット試験（ノッチ付）、脆化温度
測定、及び引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

【００４２】比較例７上記のＢＰＰ、ＥＰＲ、表面処理を施さないチタン酸カ
リウムウィスカー及びタルクを表３に示す割合（重量
％）で配合し、実施例１と同様に二軸押出機を用いて、
200 ℃で溶融混練した。

【００４３】実施例１と同様に得られた熱可塑性樹脂組
成物から射出成形により試験片を作製し、曲げ弾性率試
験、−30℃でのアイゾット試験（ノッチ付）、脆化温度
測定、及び引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

【００４４】表３無機フィラーＢＰＰＥＰＲＴｉＷ⁽¹⁾ ＡｌＷ⁽²⁾ タルク例NO. （重量％）（重量％）（重量％）（重量％）（重量％）比較例１ 71 24 - - 5 比較例２ 68 24 - - 8 比較例３ 64 24 - - 12 比較例４ 58 34 - - 8 比較例５ 54 34 - - 12 比較例６ 68 24 8 - - 比較例７ 68 24 2⁽³⁾ - 6 注(1) ：チタン酸カリウムウィスカー (2) ：ホウ酸アルミニウムウィスカー (3) ：表面処理を施さず。

【００４５】表４アイゾット衝撃強度曲げ弾性率（−30℃）脆化温度引張強度例NO. (kgf/ cm² ) (kg・cm/cm) （℃） (kgf/ cm² ) 比較例１ 14,220 6.5 - 2 154 比較例２ 16,000 5 0 160 比較例３ 17,100 5 2 155 比較例４ 12,900 8 -25 149 比較例５ 13,200 7 -20 157 比較例６ 17,900 4.5 5 165 比較例７ 16,200 4.5 0 160

【００４６】表２及び表４から明らかなように、本発明
の熱可塑性樹脂組成物は、結晶性ポリプロピレン樹脂、
エチレン−プロピレン共重合体エラストマー樹脂及び表
面処理を施した無機フィラーを含有するので、優れた耐
衝撃性及び機械的特性を有するとともに、脆化温度も十
分に低い。

【００４７】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の熱可塑
性樹脂組成物は、結晶性ポリプロピレン樹脂成分と、エ
チレン−プロピレン共重合体エラストマー樹脂成分と及
び表面処理を施した無機フィラーとを特定量含有するの
で、エラストマー成分及び表面処理を施した無機フィラ
ーの分散状態が良好であるため、良好な耐衝撃性、剛性
と機械的強度、及び低い脆化温度を有する。

【００４８】このような本発明の熱可塑性樹脂組成物
は、各種工業材料、自動車の内外装品、特に自動車のバ
ンパー、各種トリム及びインストロメントパネル等に好
適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (1) 結晶性ポリプロピレン樹脂成分93〜
20重量％と、(2) エチレン−プロピレン共重合体エラス
トマー樹脂成分50〜5 重量％と、(3) 表面処理を施した
無機ウィスカーとタルクとを含有する無機フィラー30〜
2 重量％とを含有することを特徴とする熱可塑性樹脂組
成物。
【請求項２】請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物に
おいて、前記無機ウィスカーと前記タルクの合計を100
重量％としたとき、前記無機ウイィスカーが15〜50重量
％であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。