JPH1160801A - 無機フィラー高充填熱可塑性重合体組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無機フィラーを高濃度で含有しながら、成形
性及び物性に優れ、しかも無機フィラー高充填により、
優れた難燃性、耐熱性、耐磨耗性、寸法安定性、硬度及
びコストパフォーマンス等が実現された熱可塑性重合体
組成物を提供するにある。 【解決手段】 熱可塑性重合体１００重量部に周期律表
第２族乃至第３族金属化合物から成る無機フィラーを５
０〜２００重量部含有し、且つ加熱成形加工時に金属錯
体を形成しうる有機酸乃至酸無水物を０．１〜３０重量
部含有してなる熱可塑性重合体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機フィラー高充
填熱可塑性重合体組成物に関するもので、より詳細に
は、無機フィラーを高濃度で含有しながら、成形性及び
物性に優れ、しかも無機フィラー高充填により、優れた
難燃性、耐熱性、耐磨耗性、寸法安定性、硬度及びコス
トパフォーマンス等が実現された熱可塑性重合体組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱可塑性重合体に無機フィラー
を高充填する主たる目的は、重合体成形体のコスト低下
や種々の物理的乃至化学的性質の改良、例えば、不燃性
乃至難燃性の付与、強度乃至弾性率の向上、硬度の増
大、耐磨耗性の向上、耐熱性の向上、耐磨耗性の増大、
電気絶縁性の向上等にあり、その目的に応じて、種々の
無機フィラーが選択され、使用されている。

【０００３】即ち、プラスチック成形品は、フィルムや
各種包装材料の他に、各種建材、自動車部品、各種ケー
シング、内装材料等に広く使用されているが、これらの
用途に対しては、コスト低下或いは物性の改善の点でも
無機フィラーを高充填することが望まれている。

【０００４】例えば、オレフィン系樹脂は非常に燃えや
すい材料であり、難燃性を付与し、Ｖ−Ｏ（ＵＬ規格）
をクリアーするには、水酸化マグネシウムを樹脂１００
重量部に対して１２０重量部以上のような高充填量で配
合しなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱可塑
性重合体に無機フィラーを高充填すると、溶融時のメル
トテンションが低下して、成形そのものが困難となると
共に、成形品も当然脆くなって、物性低下も著しくな
る。

【０００６】従って、本発明の目的は、無機フィラーを
高濃度で含有しながら、成形性及び物性に優れ、しかも
無機フィラー高充填により、優れた難燃性、耐熱性、耐
磨耗性、寸法安定性、硬度及びコストパフォーマンス等
が実現された熱可塑性重合体組成物を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、熱可塑
性重合体１００重量部に周期律表第２族乃至第３族金属
化合物から成る無機フィラーを５０〜２００重量部含有
し、且つ加熱成形加工時に金属錯体を形成しうる有機酸
乃至酸無水物を０．１〜３０重量部含有してなる熱可塑
性重合体組成物が提供される。

【０００８】

【発明の実施形態】

［作用］本発明では、周期律表第２族乃至第３族金属化
合物から成る無機フィラーに、加熱成形加工時に金属錯
体を形成しうる有機酸乃至酸無水物を組み合わせ、この
組み合わせを熱可塑性重合体に配合したことが特徴であ
り、これにより、前記無機フィラーを高充填した場合に
も、成形加工時に樹脂がしまり、メルトテンションが発
生して、樹脂組成物が伸びやすくなり、成形性が向上
し、成形物の物性低下も抑制される。

【０００９】なぜ樹脂がしまるのか、そのメカニズムは
未だ不明であるが、加熱成形加工時に、上記無機フィラ
ーの周期律表第２族乃至第３族金属化合物と有機酸乃至
酸無水物との間に錯体が形成され、これが成形性の向上
に役立っているものと推定される。

【００１０】しかも、本発明の無機フィラー高充填熱可
塑性樹脂組成物においては、前記錯体が加熱成形加工時
に形成されたとしても、無機フィラーの高充填による優
れた難燃性、耐熱性、耐磨耗性、寸法安定性、硬度及び
コストパフォーマンス等がそのまま達成されるという利
点がある。

【００１１】［熱可塑性重合体］対象となる熱可塑性重
合体には、ホモ・ランダム・ブロック等のポリプロピレ
ン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチ
レン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−Ｌ
ＤＰＥ）、低分子量ポリエチレン、超高分子量ポリエチ
レン、アイオノマー、変性ポリエチレン（グラフトコポ
リマー）、塩素化ポリエチレン、架橋ポリエチレン、発
泡ポリエチレン、ＥＶＡ重合体、ＥＶＯＨ重合体、ポリ
ブテン、ポリブチレン、メチルペンテン重合体、ポリブ
タジエン、塩化ビニル、エチレンビニルアセテート（Ｅ
ＶＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Ａ
ＢＳ）、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン
（ＡＡＳ）、アクリロニトリル−ＥＰＤＭ−スチレン共
重合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル−塩素化ポリエチ
レン−スチレン共重合体（ＡＣＳ）、メチルメタクリレ
ート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ）、塩化
ビニリデン、塩素化オレフィンブタジエン重合体、ポリ
アセタール、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン
（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ウ
レタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリブチレ
ンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンエーテル
（ＰＰＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、液晶性ポリマ
ー（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエ
ーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン
（ＰＥＳ）、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフ
ィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系エラスト
マー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジエン系エ
ラストマー、塩化ビニル系エラストマー、この他のゴム
系では天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、インプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−
ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−プロピレンゴム
（ＥＰＭ）、イソブチレン−イソプロピレンゴム（ＩＩ
Ｒ）等が挙げられ、これらの２種以上の混合物又はコポ
リマーであってもよい。これらの熱可塑性重合体は、フ
レッシュな重合体であっても、回収される廃重合体であ
っても使用することが出来る。これらの熱可塑性重合体
の内でも、本発明はオレフィン系樹脂に対して特に有利
に適用することができる。

【００１２】［無機フィラー］本発明において使用する
無機フィラーは、周期律表第２族乃至第３族金属の化合
物であり、このものは、前述した有機酸乃至酸無水物
と、加熱成形加工時に錯体を形成しうるものと認められ
る。この化合物は、水酸化物、酸化物、炭酸塩、ケイ酸
塩、或いはこれらの複合体であることが好ましく、ま
た、塩基性炭酸塩のように水酸基と炭酸根を同時にもつ
ものでも、或いはマグネシウム・アルミニウム複合水酸
化物炭酸塩（ハイドロタルサイト）のように複数の金属
成分を含有するものでもよい。

【００１３】この無機フィラーの適当な例は、これに限
定されないが、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム（ギブサイト、ベーマイト、バイアーライト、ダイア
スポア）、炭酸カルシウム（重質炭酸カルシウム、軽質
炭酸カルシウム）、炭酸マグネシウム、塩基性炭酸マグ
ネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、ケイ酸カルシ
ウム、ケイ酸マグネシウム、塩基性ケイ酸マグネシウム
（タルク、合成塩基性ケイ酸マグネシウム）、ハイドロ
タルサイト、アルミノケイ酸カルシウム、アルミノケイ
酸マグネシウム等である。これらの無機フィラーは、単
独でも或いは２種以上の組み合わせでも用いることがで
きる。本発明においては、水酸化物のように水和水を有
する化合物、或いは結晶水を有する化合物が特に好適で
あり、これらの化合物では、溶融混練時の熱圧化と離脱
水の存在とが、無機フィラー中の金属成分をイオン化
し、これが金属化合物と有機酸乃至酸無水物とを錯体化
するのに役立っていると信じられる。特に、結晶水を有
する化合物は、樹脂中への分散性も非常に良好であり、
難燃性や寸法安定性に優れた成形体を与える。

【００１４】これらの無機フィラーは、不定形粒子で
も、球状、立方体状、柱状、板状等の定形粒子であって
もよく、その粒径は一般に０．１乃至１００μｍの範囲
にあることが望ましい。好適には、０．１乃至５０μｍ
である（無機フィラーの粒径が細かい程、成形性、難燃
性は良好である。しかし、寸法安定性は大きい程良
い。）

【００１５】［有機酸乃至酸無水物］上記無機フィラー
と組み合わせて用いる酸乃至酸無水物としては、具体的
にはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール
酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸
等のα・β−不飽和カルボン酸、ビシクロ［２，２，
１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸等の不飽
和カルボン酸、無水マレイン酸、無水イコタン酸、無水
シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等のα、β不
飽和カルボン酸無水物、ビシクロ［２，２，１］ヘプト
−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物等の不飽和カ
ルボン酸の無水物、マレイン酸モノメチル、フマール酸
モノメチル、イタコン酸モノメチル、シトラコン酸モノ
エチル、テトラヒドロ無水フタル酸モノメチル、ビシク
ロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボ
ン酸モノメチル等の多価カルボン酸のハーフエステル、
シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、エタン
トリカルボン酸、エタンテトラカルボン酸等の脂肪族多
価カルボン酸、グリコール酸、グリセリン酸、乳酸、ク
エン酸、酒石酸、リンゴ酸、マンデル酸、サリチル酸等
のオキシカルボン酸、等を例示することができる。これ
らの中でも、マレイン酸、クエン酸、ビシクロ［２，
２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸等の
多価カルボン酸またはこれらの無水物および無水イタコ
ン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等
のα、β不飽和カルボン酸無水物が好適である。これら
の有機酸乃至酸無水物は、単独でも或いは２種以上の組
み合わせでも用いることができる。

【００１６】［樹脂組成物］本発明では、熱可塑性重合
体１００重量部当たり、無機フィラーを５０乃至２００
重量部、特に８０乃至１２０重量部及び有機酸乃至酸無
水物を０．１乃至３０重量部、特に０．５乃至５重量部
配合する。

【００１７】無機フィラーの配合量が上記範囲よりも少
ない場合には、無機フィラーを高充填するという本発明
の目的には適さず、難燃性、耐熱性、耐磨耗性、寸法安
定性、硬度及びコストパフォーマンス等を向上させるこ
とが困難となる傾向がある。一方、無機フィラーの配合
量が上記範囲よりも多いと、有機酸乃至酸無水物を組み
合わせで用いても、やはり成形性が低下し、脆くなって
物性が低下する傾向がある。

【００１８】また、有機酸乃至酸無水物の配合量が上記
範囲よりも少ない場合には、高充填状態での熱成形加工
時における樹脂のしまりが不十分であって、メルトテン
ションの発生が不十分となり、成形性が低下し、物性の
低下も著しくなる。一方、有機酸乃至酸無水物の配合量
が上記範囲よりも多いと、遊離の有機酸乃至酸無水物の
存在による悪影響、例えばブリードアウトによる成形体
表面の曇り発生やべたつき等が発生しやすい。

【００１９】本発明の組成物には、それ自体公知の他の
配合剤、例えば、着色剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、酸
化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電
防止剤、金属セッケンやワックス等の滑剤、改質用樹脂
乃至ゴム等の少なくとも１種を、それ自体公知の処方に
従って配合できる。

【００２０】本発明の樹脂組成物は、各種配合成分を、
必要により、ブレンダー、ヘンシェルミキサー等でドラ
イブレンドした後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロ
ール、単軸押出機、二軸押出機などに供給し、溶融混練
することによって調製することができる。そして押出成
形、射出成形、ブロー成形、圧縮成形、真空成形などの
公知の成形方法によって各種製品に成形することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はかかる実施例により何等制限される
ものではない。

【００２２】（実施例１）ポリプロピレン（三井東圧化
学製：ＥＢ−Ｇ）１００重量部に水酸化マグネシウム
（協和化学：キスマー５Ａ）１２０重量部、クエン酸
（試薬）５重量部を配合し、押出成形にて成形体を作製
した。得られた結果を表１に示す。

【００２３】（実施例２）ポリプロピレン（三井東圧化
学製：ＥＢ−Ｇ）１００重量部に水酸化マグネシウム
（協和化学：キスマー５Ａ）１２０重量部、無水マレイ
ン酸（試薬）１０重量部を配合し、押出成形にて成形体
を作製した。得られた結果を表１に示す。

【００２４】（実施例３）ポリエチレン（出光石油化学
製：７５０ＬＢ）１００重量部に水酸化マグネシウム
（協和化学：キスマー５Ａ）１２０重量部、無水マレイ
ン酸（試薬）１０重量部を配合し、押出成形にて成形体
を作製した。得られた結果を表１に示す。

【００２５】（実施例４）ポリプロピレン（三井東圧化
学製：ＥＢ−Ｇ）１００重量部に炭酸カルシウム（神島
化学：カルシーズＰ）１００重量部、無水マレイン酸
（試薬）１０重量部を配合し、押出成形にて成形体を作
製した。得られた結果を表１に示す。

【００２６】（実施例５）ポリエチレン（出光石油化学
製：７５０ＬＢ）１００重量部に水酸化アルミニウム
（日本軽金属製：ＢＷ１５３ＳＴ）１２０重量部、無水
マレイン酸（試薬）１０重量部を配合し、押出成形にて
成形体を作製した。得られた結果を表１に示す。

【００２７】（比較例１）ポリプロピレン（三井東圧化
学製：ＥＢ−Ｇ）１００重量部に水酸化マグネシウム
（協和化学：キスマー５Ａ）１２０重量部を配合し、押
出成形にて成形体を作製した。得られた結果を表２に示
す。

【００２８】（比較例２）ポリエチレン（出光石油化学
製：７５０ＬＢ）１００重量部に水酸化マグネシウム
（協和化学：キスマー５Ａ）１２０重量部を配合し、押
出成形にて成形体を作製した。得られた結果を表２に示
す。

【００２９】（比較例３）ポリプロピレン（三井東圧化
学製：ＥＢ−Ｇ）１００重量部に炭酸カルシウム（神島
化学：カルシーズＰ）１００重量部を配合し、押出成形
にて成形体を作製した。得られた結果を表２に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性重合体１００
重量部に、周期律表第２族乃至第３族金属化合物から成
る無機フィラーを５０〜２００重量部及び加熱成形加工
時に金属錯体を形成しうる有機酸乃至酸無水物を０．１
〜３０重量部含有させたことにより、無機フィラーを高
濃度で含有しながら、成形性及び物性が向上し、しかも
無機フィラー高充填により、優れた難燃性、耐熱性、耐
磨耗性、寸法安定性、硬度及びコストパフォーマンス等
が実現された。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 23/00 Ｃ０８Ｌ 23/00 101/00 101/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性重合体１００重量部に周期律表
   第２族乃至第３族金属化合物から成る無機フィラーを５
   ０〜２００重量部含有し、且つ加熱成形加工時に金属錯
   体を形成しうる有機酸乃至酸無水物を０．１〜３０重量
   部含有してなる熱可塑性重合体組成物。
2. 【請求項２】 前記無機フィラーが周期律表第２族乃至
   第３族金属の水酸化物、酸化物或いは炭酸塩であること
   を特徴とする請求項１記載の組成物。
3. 【請求項３】 前記有機酸乃至酸無水物が多価カルボン
   酸乃至その無水物である請求項１または２記載の組成
   物。
4. 【請求項４】 熱可塑性重合体がオレフィン系重合体で
   ある請求項１乃至３の何れかに記載の組成物。