JPH1036598A

JPH1036598A - ゾノトライト強化ポリプロピレン組成物

Info

Publication number: JPH1036598A
Application number: JP19100696A
Authority: JP
Inventors: Hideho Tanaka; 秀穂田中; Kunio Watanabe; 邦夫渡辺; Toshitaka Uchimura; 寿孝内村; Akira Masuda; 彰増田; Kaoru Takasaki; 薫高崎
Original assignee: Ube Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: Ube Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、剛性、機械的強度および耐熱性
と、耐衝撃性との物性バランスがとれ、自動車、電気・
電子、精密機械などの分野の材料として好適に使用でき
る、繊維状ゾノトライトと変性ポリプロピレンとからな
るゾノトライト強化ポリプロピレン組成物を提供するも
のである。【解決手段】本発明は、（Ａ）変性量が結晶性ポリプ
ロピレン１００重量部に対して、０．０１〜０．５重量
部である、不飽和カルボン酸で変性されたポリプロピレ
ンおよび（Ｂ）窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が２１ｍ
²／ｇ以上であり、その表面が繊維状ゾノトライト１０
０重量部に対し０．１〜３重量部のアミノシランカップ
リング剤で処理された繊維状ゾノトライトからなること
を特徴とするゾノトライト強化ポリプロピレン組成物に
関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維状ゾノトライ
トで補強されたポリプロピレン組成物に関するものであ
る。本組成物を用いて得られる成形品は、剛性、機械的
強度、耐熱性および耐衝撃性のバランスに優れ、さら
に、該成形品の外観も良好であり、自動車、電気・電
子、精密機械などの分野の材料として好適に使用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレンの剛性、強度、耐熱性、
寸法安定性、成形収縮率などを改良する目的で、繊維状
ゾノトライトをその中に配合することが既に知られてい
る（特開平７−２１６１３３号公報など参照）。さら
に、その配合効果を一層高めるために、繊維状ゾノトラ
イトの表面をシランカップリング剤で処理し、しかも、
ポリプロピレンとして変性ポリプロピレンを使用する方
法があることも、前記公開特許公報に開示されている。
しかし、上記方法は、例えば未変性ポリプロピレンと非
イオン系界面活性剤処理された繊維状ゾノトライトとか
らなる組成物と比べると、確かに強度や耐熱性などが著
しく向上するが、反面、耐衝撃性の低下を招く。

【０００３】ところで、無機フィラーを配合したポリプ
ロピレン組成物において、強度や耐熱性などと耐衝撃性
とのバランスのとれた物性を得る方法として、無機フィ
ラー表面をアミノシランカップリング剤で処理し、一
方、ポリプロピレンとしてアクリル酸や無水マレイン酸
などで変性された変性ポリプロピレンを用いる技術がタ
ルク（A.M.Adur & S.R.Flynn，SPE ANTEC ，508('87)な
ど参照）、マイカ（A.M.Adur,R.C.Constable & J.A.Hum
enik，SPE ANTEC ，1474('88) など参照）およびガラス
繊維（R.C.Constable,J.A.Humenik & A.M.Adur，SPE AN
TEC ，1389('89）、R.C.Constable & A.M.Adur，SPE AN
TEC ，1892('91）およびJ.Denault et al,SPE ANTEC ，
788('92)など参照）などの無機フィラーについて知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の無機フ
ィラーを配合したポリプロピレン組成物においては、変
性剤であるアクリル酸や無水マレイン酸の変性量がかな
り多い場合（例えば、ポリプロピレンの量に対し０．６
〜１．２重量％程度）でないと、特に組成物の衝撃強度
の改良が期待できないことも前記の文献の中で明らかと
なっている。したがって、本発明の目的は、従来技術で
は解決されなかった剛性、機械的強度、耐熱性などと耐
衝撃性とのバランスがとれた、繊維状ゾノトライトと変
性ポリプロピレンとからなるゾノトライト強化ポリプロ
ピレン組成物を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の性状
を有するポリプロピレンと繊維状ゾノトライトとを使用
することによってそれが達成され得ることを見つけ、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、極めて
少量の不飽和カルボン酸によって変性されたポリプロピ
レンと、特定の比表面積を持ち、かつ特定量のアミノシ
ランカップリング剤で表面処理された繊維状ゾノトライ
トとからなるゾノトライト強化ポリプロピレン組成物に
関するものである。

【０００６】さらに詳しく言えば、本発明における第１
の発明は、（Ａ）変性量が結晶性ポリプロピレン１００
重量部に対し０．０１〜０．５重量部である、不飽和カ
ルボン酸で変性されたポリプロピレン、および、（Ｂ）
窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が２１ｍ²／ｇ以上であ
り、その表面が、繊維状ゾノトライト１００重量部当た
り０．１〜３重量部のアミノシランカップリング剤で処
理された繊維状ゾノトライトからなることを特徴とする
ゾノトライト強化ポリプロピレン組成物を提供すること
によって達成できるのである。

【０００７】本発明における第２の発明は、繊維状ゾノ
トライト（Ｂ）が、０．１μｍ≦Ｄ＜０．５μｍ、１μ
ｍ≦Ｌ＜５μｍおよび１０≦Ｌ／Ｄ＜２０（ただし、Ｄ
およびＬは、それぞれ、繊維状ゾノトライト（Ｂ）の平
均繊維径および平均繊維長を示す）を同時に満足するこ
とを特徴とする上記第１の発明に係わるゾノトライト強
化ポリプロピレン組成物を提供することによって達成で
きる。また、本発明における第３の発明は、不飽和カル
ボン酸が無水マレイン酸であることを特徴とする上記第
１または第２の発明に係わるゾノトライト強化ポリプロ
ピレン組成物を、そして、本発明における第４の発明
は、アミノシランカップリング剤がγ−アミノプロピル
トリエトキシシランであることを特徴とする上記第１、
第２または第３の発明に係わるゾノトライト強化ポリプ
ロピレン組成物を、それぞれ、提供することによって達
成できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳しく説明す
る。本発明に述べる繊維状ゾノトライト（Ｂ）とは、ゾ
ノトライト（示性式：Ｃａ₆Ｓｉ₆Ｏ₁₇（ＯＨ）₂、化
学式：６ＣａＯ・６ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏ）の針状結晶物質
をいう。本発明では、その比表面積の値が非常に重要で
あり、２１ｍ²／ｇ以上、好ましくは３０ｍ²／ｇ以上
（ただし、窒素吸着によるＢＥＴ法での測定値である）
でなければならない。この値が３０ｍ²／ｇより小さい
繊維状ゾノトライトでは、不飽和カルボン酸で変性され
たポリプロピレン（Ａ）との濡れ性が悪くなる傾向が見
られ、特に２１ｍ²／ｇより小さい比表面積を有する繊
維状ゾノトライトでは、その傾向が著しいため、前述し
た本発明の目的を達成できない。

【０００９】さらに、本発明において、繊維状ゾノトラ
イト（Ｂ）の繊維の形状としては、特に平均繊維長
（Ｌ）が１μｍ≦Ｌ＜５μｍ、平均繊維径（Ｄ）が０．
１μｍ≦Ｄ＜０．５μｍ、そしてアスペクト比（Ｌ／
Ｄ）が１０≦Ｌ／Ｄ＜２０の条件を同時に満足するもの
が好適に使用できる。Ｄが０．１μｍ未満のものやＬが
５μｍ以上のものでは、繊維状ゾノトライト（Ｂ）を、
不飽和カルボン酸で変性されたポリプロピレン（Ａ）と
混合・混練する際に、前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）が
折れる恐れがあるし、Ｄが０．５μｍ以上のものやＬが
１μｍ未満のものでは、得られるゾノトライト強化ポリ
プロピレン組成物の、前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）に
よる機械的強度の向上効果が十分ではないことがある。
また、Ｌ／Ｄが１０未満の場合には、得られるゾノトラ
イト強化ポリプロピレン組成物において、十分な機械的
強度を得ることができないことがあるし、Ｌ／Ｄが２０
以上の場合には、繊維状ゾノトライト（Ｂ）の嵩比重が
小さくなりすぎ、ゾノトライト強化ポリプロピレン組成
物製造時などに混練が困難になることがある。

【００１０】上述したような特定の性状を有する本発明
の繊維状ゾノトライト（Ｂ）は、以下に詳述するよう
に、例えば、特開平６−１２８４１２号公報に記載され
た製造法、すなわち、石灰質原料と珪酸質原料とを特定
の割合で配合し、水熱合成反応させることにより製造さ
れる。石灰質原料としては、生石灰、消石灰、カーバイ
ド滓などがあり、酸化マグネシウムなどの不純物の少な
いものが好ましい。また、珪酸質原料としては、珪石、
珪砂および石英の粉砕品、珪酸、無水珪酸、シリカゲ
ル、ケイソウ土、白土およびフェロシリコンダストなど
が挙げられ、これらの珪酸質原料は、不純物が少なくか
つ平均粒径が１０μｍ以下の微粉状のものが望ましい。
これら両者の配合割合（Ｃａ／Ｓｉ比）は、理論当量よ
りも若干小さく、０．８〜０．９９とするのが好まし
い。また、混合する水の割合は、前記石灰質原料と前記
珪酸質原料の総重量の５〜４０倍、好ましくは８〜３０
倍であることが望ましい。

【００１１】そして、水熱合成反応は、例えば、上記所
定割合の石灰質原料、珪酸質原料および水をオートクレ
ーブに投入し、攪拌しながら１８０〜２４０℃で通常１
〜８時間かけて行えばよい。この場合、所定割合の石灰
質原料、珪酸質原料および水をあらかじめスラリー状に
混合した後、オートクレーブに投入してもよい。水熱合
成反応における反応温度および反応時間は重要な因子で
あり、上記範囲を外れる場合、前述したような本発明に
用いる特定の比表面積を有する繊維状ゾノトライトが得
られない。

【００１２】本発明においては、上述の製法によって得
られた繊維状ゾノトライトは、後述する不飽和カルボン
酸で変性されたポリプロピレン（Ａ）に対するその補強
効果を一層向上させるために、さらに、表面がアミノシ
ランカップリング剤によって処理される。すなわち、ア
ミノシランカップリング剤は、前記の繊維状ゾノトライ
トを、マトリックス樹脂、つまり、不飽和カルボン酸で
変性されたポリプロピレン（Ａ）と化学結合させ、その
補強効果、つまり、機械的強度をより一層高めるもので
ある。前記アミノシランカップリング剤としては、γ−
アミノ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、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロ
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
（アミノプロピル）γ−アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシ
ランおよびγ−ウレイドプロピルトリエトキシシランな
ど高分子化合物と反応する有機官能基に末端アミノ基を
有するシランカップリング剤を例示できる。これらの中
でも、γ−アミノプロピルトリエトキシシランが代表的
なものとして挙げられる。

【００１３】上記アミノシランカップリング剤の添加量
は、前記の繊維状ゾノトライト１００重量部（乾燥物基
準）に対して０．１〜３重量部、好ましくは０．５〜１
重量部であるべきである。添加量が０．１重量部未満で
は、前述の強度向上効果が十分でなく、また、添加量が
３重量部を越える場合は、添加量を増加しても前述の強
度向上効果はほとんど高まらない。なお、添加量が０．
１〜０．５重量部の範囲では、前述の強度向上効果が十
分でないことがあり、添加量が１〜３重量部の範囲で
は、前述の強度向上効果の上昇が望めなくなる傾向があ
る。

【００１４】本発明においては、前述したように、水熱
合成反応によって得られた繊維状ゾノトライトスラリー
をオートクレーブから抜き出し、アミノシランカップリ
ング剤による繊維状ゾノトライトの表面処理を行う。表
面処理方法は、特に限定しないが、例えば、繊維状ゾノ
トライトスラリーにそのまま、あるいは、適当量の水を
加えた後に、前記アミノシランカップリング剤を添加
し、適当な装置によりスラリー状態で混合・攪拌する。
引き続き、遠心脱水機あるいはフィルタープレス機など
により余剰の水分を濾過分離し、ケーキ状の繊維状ゾノ
トライトを得るのである。また、この表面処理について
は、前記の繊維状ゾノトライトスラリーを乾燥した後
に、少量の水あるいは溶媒に溶解したアミノシランカッ
プリング剤を用いて行う、いわゆる乾式処理法によって
もよい。

【００１５】次に、上述のようにしてアミノシランカッ
プリング剤を付着したケーキ状の繊維状ゾノトライトは
乾燥および熱処理され、本発明に使用される繊維状ゾノ
トライト（Ｂ）が得られる。乾燥は、熱風循環式乾燥
器、赤外線加熱式乾燥器など公知の乾燥器を用いて１０
０〜１５０℃の温度で２０〜３０時間かけて、繊維状ゾ
ノトライトの水分が１重量％以下になる程度まで行うこ
とが好ましい。また、熱処理は、前記の１００〜１５０
℃および２０〜３０時間の加熱下での水分の乾燥に続い
て行うことが好ましい。さらにまた、本発明に使用され
る繊維状ゾノトライト（Ｂ）は、後述する変性ポリプロ
ピレン（Ａ）との混合・混練を容易に行う目的で顆粒状
に造粒することもできる。この場合、前記のアミノシラ
ンカップリング剤を付着したケーキ状の繊維状ゾノトラ
イトを、造粒機によって径が１〜８ｍｍの顆粒状に成形
した後、上述の乾燥および熱処理を行えばよい。

【００１６】本発明では、ポリプロピレン（Ａ）とし
て、結晶性ポリプロピレンを不飽和カルボン酸で変性し
たポリプロピレンを使用する。ここで、結晶性ポリプロ
ピレンを不飽和カルボン酸で変性したポリプロピレンと
は、該変性によって得られる変性ポリプロピレン、もし
くは、該変性ポリプロピレンと未変性ポリプロピレンと
の混合物をいう。上記変性ポリプロピレンの製造に用い
る結晶性ポリプロピレンとしては、結晶性ホモポリプロ
ピレンの他に、プロピレンと他のα−オレフィン、例え
ば、エチレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−
１、ヘプテン−１、オクテン−１などの炭素数２〜８の
α−オレフィンとの結晶性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。中でも、特に、結晶性の
エチレン・プロピレンブロック共重合体が好適である。

【００１７】最も好適な結晶性エチレン・プロピレンブ
ロック共重合体としては、エチレン含有量が０．５〜１
０重量％、好ましくは３〜８重量％であり、ポリプロピ
レン成分の沸騰ｎ−ヘプタン不溶分が９５重量％以上、
好ましくは９７重量％以上であり、かつ、メルトフロー
インデックス（２３０℃で測定）が１〜７０ｇ／１０
分、好ましくは１〜３０ｇ／１０分程度である。上記結
晶性エチレン・プロピレンブロック共重合体の使用にお
いて、エチレン含有量が０．５重量％より少ないと、ゾ
ノトライト強化ポリプロピレン組成物の耐衝撃性が不足
し、また、１０重量％より多いと、ゾノトライト強化ポ
リプロピレン組成物の剛性や耐熱性が不十分となるので
いずれの場合も好ましくない。また、ポリプロピレン成
分の結晶性の度合いを示す沸騰ｎ−ヘプタン不溶分の量
が９５重量％未満であると、結晶性エチレン・プロピレ
ンブロック共重合体は、結晶性が低く、物性上不適当な
ものとなり好ましくない。さらに、メルトフローインデ
ックス（２３０℃で測定）が１ｇ／１０分より小さい
と、ゾノトライト強化ポリプロピレン組成物の成形性が
低下し、実用上好ましくない。一方、その値が７０ｇ／
１０分より大きいと、ゾノトライト強化ポリプロピレン
組成物は、物性が劣り、実用上に耐えないものとなり好
ましくない。なお、上述したような好ましくない現象の
発生を確実に防止するためには、前記結晶性エチレン・
プロピレンブロック共重合体の、エチレン含有量、ポリ
プロピレン成分の沸騰ｎ−ヘプタン不溶分の量およびメ
ルトフローインデックス（２３０℃で測定）は、それぞ
れ、上述の好ましい範囲のものであるべきである。

【００１８】本発明における不飽和カルボン酸で変性さ
れた変性ポリプロピレンについては、公知のものを使用
でき、また、その製造方法についても既に公知である
（例えば、特公昭５１−１０２６５号公報など参照）。

【００１９】上記不飽和カルボン酸を例示すれば、アク
リル酸、メタクリル酸、メチルメタクリル酸、クロトン
酸、イソクロトン酸、フラン酸、ペンテン酸、アンゲリ
カ酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、
イタコン酸、シトラコン酸、エンドシス−ビシクロ
〔２，２，１〕ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボン
酸（商品名：ナジック酸）、クエン酸、アコニット酸な
どのα、β−不飽和カルボン酸、および、無水マレイン
酸、無水イタコン酸、無水グルタコン酸、無水シトラコ
ン酸、エンドシス−ビシクロ〔２，２，１〕ヘプト−５
−エン−２，３−ジカルボン酸無水物（商品名：無水ナ
ジック酸）、無水アコニット酸などの不飽和カルボン酸
無水物などが挙げられる。これらの中でも、無水マレイ
ン酸が最も代表的である。

【００２０】上記不飽和カルボン酸の使用量は、前記結
晶性ポリプロピレン１００重量部に対し、０．１〜５重
量部であることが好ましい。使用量が前記結晶性ポリプ
ロピレン１００重量部に対し、０．１重量部未満である
場合、変性効果が十分ではなく、また、５重量部を越え
る場合、変性効率（すなわち、不飽和カルボン酸の反応
率）の低下に伴い、未反応モノマーが増加するので、い
ずれの場合も好ましくない。

【００２１】また、前記結晶性ポリプロピレンの前記不
飽和カルボン酸による変性反応の開始剤には、有機過酸
化物が最も一般的に用いられる。代表例を挙げれば、ｔ
−ブチルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５
−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキ
シン−３、ベンゾイルパーオキシド、ジクロルベンゾイ
ルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、２，５−ジメ
チル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキシン−３、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、
メチルエチルケトンパーオキサイドなどである。前記反
応開始剤の添加量は、前記結晶性ポリプロピレン１００
重量部に対し、０．０５〜１重量部であることが望まし
い。添加量が前記結晶性ポリプロピレン１００重量部に
対し０．０５重量部未満では、変性効率が十分期待でき
ないので好ましくない。また、１重量部を越えると、前
記結晶性ポリプロピレンの劣化や着色が著しくなり好ま
しくない。

【００２２】本発明の変性ポリプロピレンは、前記結晶
性ポリプロピレン、前記不飽和カルボン酸および前記反
応開始剤の三者を前記の所定割合で混合し、押出機やバ
ンバリーミキサーなどを用いて、１８０〜２５０℃の温
度で１〜２０分程度溶融混練する方法、あるいは、反応
容器中で前記所定量の結晶性ポリプロピレンをトルエン
やキシレンなどに加熱溶解させた後、前記の不飽和カル
ボン酸と反応開始剤とをそれぞれ所定割合で添加し、攪
拌下で反応させる方法などによって製造することができ
る。特に前者の方法が簡便であり、工業的プロセスとし
て適している。このようにして得られる変性ポリプロピ
レンは、モノマー変性率（すなわち、不飽和カルボン酸
の反応率）が前記結晶性ポリプロピレン１００重量部に
対し、０．０５〜５重量部、メルトフローインデックス
（２３０℃で測定）が１〜１００ｇ／１０分程度のもの
である。

【００２３】本発明では、前述したように、ポリプロピ
レン（Ａ）として、上述のようにして得られる変性ポリ
プロピレンを単独で使用できるが、未変性ポリプロピレ
ンとの混合物として用いても差しつかえない。この場
合、未変性ポリプロピレンとしては、前述の変性ポリプ
ロピレンの製造に用いる結晶性ポリプロピレンと同様の
ものを使用することができる。

【００２４】ところで、本発明の最重要構成要件は、ポ
リプロピレン（Ａ）全体に対する上記不飽和カルボン酸
の変性量である。本発明においては、この値が前記結晶
性ポリプロピレン１００重量部に対し０．０１〜０．５
重量部、好ましくは０．０１〜０．３重量部であること
が必要である。すなわち、この値は、ポリプロピレン
（Ａ）として前記変性ポリプロピレンを単独で使用する
場合、該変性ポリプロピレンを構成する結晶性ポリプロ
ピレン１００重量部に対し０．０１〜０．５重量部、好
ましくは０．０１〜０．３重量部であることが必要であ
り、また、ポリプロピレン（Ａ）として前記変性ポリプ
ロピレンと未変性ポリプロピレンとの混合物を使用する
場合、該変性ポリプロピレンと未変性ポリプロピレンの
合計１００重量部に対し０．０１〜０．５重量部、好ま
しくは０．０１〜０．３重量部であることが必要である
のである。この値が０．０１重量部未満では、ゾノトラ
イト強化ポリプロピレン組成物から得られる成形品の剛
性、機械的強度、耐熱性などが低く、本発明の効果が十
分現れない。しかし、この値が０．５重量部より多くな
ると、かえって、ゾノトライト強化ポリプロピレン組成
物から得られる成形品の耐衝撃性が低下し、好ましくな
い。したがって、上記不飽和カルボン酸の変性量は、上
記範囲にあることが不可決である。なお、上述の好まし
くない現象の発生を確実に抑えるためには、不飽和カル
ボン酸の変性量は上記の好ましい範囲内にすべきであ
る。このように不飽和カルボン酸の変性量が従来知られ
ているものよりも非常に少ないことが本発明の特長であ
る。

【００２５】さらに、本発明の効果が阻害されない範囲
で、前記ポリプロピレン（Ａ）と前記繊維状ゾノトライ
ト（Ｂ）とからなるゾノトライト強化ポリプロピレン組
成物の特性改善や製造改善のために、通常樹脂に配合さ
れる各種副資材、すなわち、熱安定剤、光安定剤、酸化
防止剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、離型剤、耐衝撃性改
良剤、可塑剤、架橋剤、発泡剤、難燃剤、難燃助剤、顔
料、染料、香料などの添加剤や改質剤の他、充填剤や補
強材などを添加することもできる。上記充填剤や補強材
としては、例えば、有機質としての木粉、パルプ、およ
び無機質としての鉄、銅、金、銀、アルミニウムなどの
ウィスカー、フレーク、繊維または粉末状の金属、カー
ボンブラック、グラファイト、炭素繊維、活性炭、中空
球などの炭素材料、シリカ、アルミナ、シリカ・アルミ
ナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、マグネシア、カル
シア、チタン酸カリウム、各種フェライト類および塩基
性硫酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム他の複合
酸化物類を含む酸化物、タルク、クレー、マイカ、アス
ベスト、岩綿および珪酸亜鉛などの珪酸塩、各種金属の
水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ホウ
珪酸塩、アルミノ珪酸塩、チタン酸塩、塩基性硫酸塩、
塩基性炭酸塩およびその他の塩基性塩など、ガラス繊
維、ガラス中空球、ガラスフレークなどのガラス材料、
炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ムライト、コ
ージェライトなどのセラミックス、フライアッシュやミ
クロシリカなどの廃棄物などが挙げられる。

【００２６】ところで、本発明において、前記ポリプロ
ピレン（Ａ）および前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）から
なるゾノトライト強化ポリプロピレン組成物中における
前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）の含有量は、５〜６５重
量％、好ましくは１０〜５０重量％であることが好まし
い。前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）の含有量が５重量％
よりも少ないと、得られるゾノトライト強化ポリプロピ
レン組成物の機械的強度、耐熱性、成形収縮率などが向
上しないので好ましくない。また、６５重量％より多い
と、得られるゾノトライト強化ポリプロピレン組成物の
溶融流動性が低下し、成形が困難になるし、また、ゾノ
トライト強化ポリプロピレン組成物から得られる成形品
の外観が悪化するので好ましくない。なお、前記繊維状
ゾノトライト（Ｂ）の含有量が５重量％以上１０重量％
未満である場合や５０重量％を越え６５重量％未満であ
る場合は、それぞれ、前述の好ましくない現象が発生す
ることがある。

【００２７】前記ポリプロピレン（Ａ）および前記繊維
状ゾノトライト（Ｂ）からなるゾノトライト強化ポリプ
ロピレン組成物は、公知の方法で製造される。すなわ
ち、一般的には、上述の所定量の前記ポリプロピレン
（Ａ）および前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）が、混練機
を用いて溶融混練され、本発明のゾノトライト強化ポリ
プロピレン組成物とされるのである。この際、溶融混練
温度は、１７０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０
℃であることが望ましい。溶融混練温度が１７０℃より
も低いと、混練機内において、ポリプロピレンの溶融粘
度が高くなりすぎるとともに、ポリプロピレンの融点以
下の温度となる部分が生じ、製造中にポリプロピレンが
固化するなどして、混練不良を起こす可能性がある。ま
た、溶融混練温度が２５０℃より高いと、ポリプロピレ
ンの熱分解や熱劣化が起こり、得られるゾノトライト強
化ポリプロピレン組成物の着色や物性低下をもたらすの
で好ましくない。なお、溶融混練温度に係るこれらの好
ましくない現象の発生を確実に防止するためには、溶融
混練温度は上述の好ましい範囲内の温度にすべきであ
る。

【００２８】前記混練機としては、例えば、一軸押出機
や二軸押出機などの押出機、二軸連続ミキサー、バンバ
リーミキサー、スーパーミキサー、ミキシングロール、
ニーダー、ブラベンダープラストグラフなどを挙げるこ
とができ、ゾノトライト強化ポリプロピレン組成物は、
一般にペレット状として得るのが通常である。前記混練
機としては、上記の中でも押出機が好ましく、二軸押出
機が特に好ましい。

【００２９】さらに、前記ポリプロピレン（Ａ）および
前記繊維状ゾノトライト（Ｂ）の溶融混練の際のこれら
成分の添加、混合順序については、任意に選択すること
ができる。例えば、溶融混練に先立ち、ヘンシェルミキ
サー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどを
用いて、繊維状ゾノトライト（Ｂ）をポリプロピレン
（Ａ）と予備混合した後、この混合物を押出機のホッパ
ーに供給してもよく、また、押出機のホッパーにはポリ
プロピレン（Ａ）のみを供給し、繊維状ゾノトライト
（Ｂ）を押出機の途中から供給してもよい。なお、前記
ゾノトライト強化ポリプロピレン組成物を製造するにあ
たって、押出機のホッパーあるいは押出機の途中から、
必要に応じて同時に前述の各種副資材を添加することも
できる。

【００３０】そして、このようにして得られた本発明の
ゾノトライト強化ポリプロピレン組成物は、射出成形、
押出成形、圧縮成形、中空成形などの公知の種々の成形
法により所望の形状に成形される。

【００３１】

【実施例】以下に、実施例および比較例を挙げて本発明
をより具体的に説明するが、本発明は、その要旨を越え
ない限り、これら実施例および比較例によって何ら限定
を受けるものではない。

【００３２】以下の実施例および比較例において述べる
変性ポリプロピレン、および、ゾノトライト強化ポリプ
ロピレン組成物から得られる成形品の物性評価は、下記
の方法に従って行った。（１）変性ポリプロピレンの無水マレイン酸反応率の定
量所定量の試料（変性ポリプロピレン）をｐ−キシレンに
溶解後、アセトン中で再沈させて濾過乾燥し、再度、ｐ
−キシレンに溶解させた。次に、加熱溶解状態のままＫ
ＯＨを加え、チモールブルーを指示薬として、ＨＣｌに
て滴定を行うことによって求めた。

【００３３】（２）成形品のメルトフローインデックスメルトインデクサーを使用し、ＡＳＴＭＤ１２３８に
従って、２３０℃で測定した。

【００３４】（３）成形品の曲げ特性（株）オリエンテック製テンシロンＵＴＭ−５Ｔを使用
して測定した。所望のゾノトライト強化ポリプロピレン
組成物を成形後、２３℃、相対湿度５０％（以下「５０
％ＲＨ」と略記）で４８時間状態調節をした。そして、
曲げ特性（曲げ強度および曲げ弾性率）の測定を、ＡＳ
ＴＭＤ７９０に従い、２３℃、５０％ＲＨにおいて行
った。

【００３５】（４）成形品の引張特性所望のゾノトライト強化ポリプロピレン組成物を成形
後、前記第（３）項と同様の状態調節をした。続いて、
引張特性（引張強度および引張弾性率）を、前記第
（３）項と同じ装置を使用し、ＡＳＴＭＤ６３８に従
い、２３℃、５０％ＲＨにおいて測定した。

【００３６】（５）成形品の荷重たわみ温度（株）東洋精機製荷重たわみ試験機を使用して測定し
た。前記第（３）項と同様の状態調節をした試験片を用
いて、ＡＳＴＭＤ６４８に従い、応力０．４５ＭＰａ
の下での値を求めた。

【００３７】（６）成形品のアイゾット衝撃強度（株）東洋精機製アイゾット衝撃試験機を使用して測定
した。そして、前記第（３）項と同様の状態調節をした
試験片を用いて、ＡＳＴＭＤ２５６に従い、前記第
（３）項と同様の温度および湿度条件においてノッチ付
アイゾット衝撃強度を求めた。

【００３８】参考例１（繊維状ゾノトライトの製造）石灰質原料として生石灰（カルシード（株）製品、Ｃａ
Ｏ純度：９８％）４３０ｇ、珪酸質原料として農業用珪
石粉（ジャパンゼネラル（株）製品、ブレーン比表面
積：７，０００ｃｍ²／ｇ、ＳｉＯ₂純度：９７％）４
７０ｇ、および水道水１８リットルを内容積３０リット
ルのＳＵＳ３１６製攪拌機付オートクレーブに投入し
た。そして、攪拌機の回転数８０ｒｐｍで攪拌しなが
ら、保持温度２２０℃まで２℃／分の割合で昇温し、保
持温度２２０℃で５時間保持して水熱合成反応を行った
後、攪拌しながら１０時間以上かけて放冷して繊維状ゾ
ノトライトスラリーを得た。なお、このスラリーのＸ線
回折を測定したところ、ゾノトライトのみが同定され
た。

【００３９】続いて、この繊維状ゾノトライトスラリー
９２０ｇ（固形分基準）に水道水約１８リットルおよび
アミノシランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、日本ユニカー（株）製品、商品名：Ａ
１１００）９ｇ（繊維状ゾノトライト固形分１００重量
部に対して１重量部）を加え、ホモジナイザーで分散し
ながら表面処理した。このスラリーをヌッチェにて脱水
してケーキ状にした後、約１００℃で乾燥し、さらに１
２０℃で２０分間熱処理を行うことにより、表面処理し
た繊維状ゾノトライトを得た。この繊維状ゾノトライト
について、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積の測定ならび
に走査型電子顕微鏡写真による平均繊維長および平均繊
維径の測定を行ったところ、それぞれ、３９ｍ²／ｇ、
３μｍおよび０．２μｍ（したがって、アスペクト比：
１５）であった。

【００４０】実施例１ポリプロピレン樹脂（宇部興産（株）製、商品名：ＵＢ
ＥポリプロＢ１０１Ｈ、以下「ＰＰ」と略記）１００
重量部に対し、無水マレイン酸０．２重量部とｔ−ブチ
ルパーオキシベンゾエート０．２重量部を加え、φ３０
ｍｍの単軸押出機を用いて２３０℃で混練し、変性ＰＰ
を得た。この変性ＰＰは、無水マレイン酸反応率が０．
１８重量％、メルトフローインデックスが３５ｇ／１０
分であった。

【００４１】そこで、シリンダー径：φ３０ｍｍの同方
向回転二軸スクリュー押出機（池貝鉄工（株）製、型
式：ＰＣＭ３０）を使用して、２３０℃（ただし、ノズ
ル部の温度とし、以下において同じ）において、上記変
性ＰＰ２４重量部、結晶性エチレン・プロピレンブロッ
ク共重合体（宇部興産（株）製、商品名：ＵＢＥポリプ
ロＪ７０９ＨＫ）５６重量部および参考例１で得られ
た繊維状ゾノトライト２０重量部を溶融混練し、前記変
性ＰＰおよび前記結晶性エチレン・プロピレンブロック
共重合体の合計１００重量部に対する無水マレイン酸変
性量が０．０４３重量部であるゾノトライト強化ポリプ
ロピレン組成物のペレットを作製した。ただし、この
際、スクリューフィーダーを用いて前記押出機の第１ベ
ント口より前記繊維状ゾノトライトを供給し、そして前
記押出機の第２ベント口から脱気操作を行った。次に、
射出成形機（日本製鋼所（株）製、型式：Ｎ１００）を
使用して、シリンダー温度（ただし、ノズルヘッド部の
温度とし、以下において同じ）２３０℃および金型温度
８０℃において上記ペレットを射出成形し、物性試験片
を作製した。得られた材料の物性試験の結果を表１に示
す。

【００４２】実施例２〜５および比較例１および２変性ＰＰおよび結晶性エチレン・プロピレンブロック共
重合体の配合割合を、それぞれ、２４重量部および５６
重量部に変えて表１に示すようにしたこと以外は、実施
例１と全く同様の操作を行ってゾノトライト強化ポリプ
ロピレン組成物の物性試験片を作製した。得られた材料
の物性試験の結果を、それぞれ、表１に示す。比較例１
および２の場合、得られた材料、すなわち、ゾノトライ
ト強化ポリプロピレン組成物の成形品の荷重たわみ温度
は、それぞれ、１４１℃および１４０℃であり、耐熱性
に劣るものであった。

【００４３】実施例６無水マレイン酸量を０．２重量部に変えて０．６重量部
にしたこと以外は、実施例１と全く同様な方法により、
変性ＰＰ（無水マレイン酸反応率：０．５５重量％、メ
ルトフローインデックス：３０ｇ／１０分）を得た。そ
こで、変性ＰＰ（無水マレイン酸反応率：０．１８重量
％、メルトフローインデックス：３５ｇ／１０分）５６
重量部に代えて、上記変性ＰＰ（無水マレイン酸反応
率：０．５５重量％、メルトフローインデックス：３０
ｇ／１０分）５６重量部を用いたこと以外は、実施例４
と全く同様の操作を行ってゾノトライト強化ポリプロピ
レン組成物の物性試験片を作製した。得られた材料の物
性試験の結果を表１に示す。

【００４４】比較例３変性ＰＰ（無水マレイン酸反応率：０．５５重量％、メ
ルトフローインデックス：３０ｇ／１０分）の配合割合
を５６重量部に変えて８０重量部にしたこと、および、
結晶性エチレン・プロピレンブロック共重合体の配合割
合を２４重量部に変えて０重量部にしたこと、すなわ
ち、結晶性エチレン・プロピレンブロック共重合体を配
合しなかったこと以外は、実施例６と全く同様の操作を
行ってゾノトライト強化ポリプロピレン組成物の物性試
験片を作製した。得られた材料の物性試験の結果を表１
に示す。得られた材料、すなわち、ゾノトライト強化ポ
リプロピレン組成物の成形品のアイゾット衝撃強度は３
０Ｊ／ｍであり、耐衝撃性に劣るものであった。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【発明の効果】以上述べた実施例および比較例からも明
らかなように、本発明によって提供されるゾノトライト
強化ポリプロピレン組成物は、従来公知の繊維状ゾノト
ライトとポリプロピレンとからなる組成物と比較して、
剛性、機械的強度および耐熱性と、耐衝撃性との物性バ
ランスがとれたものとなっている。したがって、自動
車、電気・電子、精密機械などの分野の材料として使用
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増田彰山口県宇部市大字小串1985番地宇部化学工業株式会社内 (72)発明者高崎薫山口県宇部市大字小串1985番地宇部化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）変性量が結晶性ポリプロピレン１
００重量部に対し０．０１〜０．５重量部である、不飽
和カルボン酸で変性されたポリプロピレン、および、（Ｂ）（１）窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が２１ｍ²
／ｇ以上であり、（２）その表面が、繊維状ゾノトライ
ト１００重量部当たり０．１〜３重量部のアミノシラン
カップリング剤で処理された繊維状ゾノトライトからな
ることを特徴とするゾノトライト強化ポリプロピレン組
成物。
【請求項２】繊維状ゾノトライト（Ｂ）が、（１）
０．１μｍ≦Ｄ＜０．５μｍ、（２）１μｍ≦Ｌ＜５μ
ｍおよび（３）１０≦Ｌ／Ｄ＜２０（ただし、Ｄおよび
Ｌは、それぞれ、繊維状ゾノトライト（Ｂ）の平均繊維
径および平均繊維長を示す）を同時に満足することを特
徴とする請求項１に記載のゾノトライト強化ポリプロピ
レン組成物。
【請求項３】不飽和カルボン酸が無水マレイン酸であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載のゾノトラ
イト強化ポリプロピレン組成物。
【請求項４】アミノシランカップリング剤がγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシランであることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゾノトライト強化
ポリプロピレン組成物。