JPS6328462B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高剛性の大型成形品に好適なポリプロ
ピレン組成物に関し、更に詳しくは結晶性エチレ
ン−プロピレンブロツク共重合体を主成分とし、
特に剛性および耐熱変形性に優れ、衝撃強度が大
きく、軽量で外観の良好な大型成形品を提供する
ことができ、しかも大型成形品に成形するときの
成形性も良好な大型成形品用ポリプロピレン組成
物に関するものである。 従来、家電や自動車等のプラスチツク工業部品
材料としてはABS、ノリル（変性PPO）、ASG、
ポリカーボネート等が使用されている。しかしこ
れらのポリマーは衝撃強度、剛性、あるいは成形
性のいずれかに問題があり、プラスチツク工業部
品材料として充分満足のいくものではない。 一方、結晶性ポリプロピレンに無機フイラーを
配合した無機フイラー充填ポリプロピレンも近年
家電や自動車等のプラスチツク工業部品材料とし
て使用されている。しかし、この無機フイラー充
填ポリプロピレンは衝撃強度が小さく、これから
成形される成形品の密度が大きいという欠点を有
している。 このため、従来公知の無機フイラー充填ポリプ
ロピレンは耐衝撃性が特に要求されない用途には
使用することができるが、剛性とともに耐衝撃性
が同時に要求される用途には使用することができ
なかつたのである。 そこで、従来の無機フイラー充填ポリプロピレ
ンの耐衝撃性を改良するために、無機フイラー充
填ポリプロピレンに無定形エチレン−プロピレン
共重合体のようなゴムを多量配合した組成物、あ
るいは無機フイラーとして微細な無機フイラーを
配合した組成物が多数提案されている。しかし、
ゴムを多量配合して得られる組成物は、成形品の
耐衝撃性は改良されるが剛性、耐熱変形性が低下
し、またポリプロピレンと無機フイラーとゴムと
の均一混練がむつかしいため成形品の外観が悪く
実用的でない。また、微細な無機フイラーを配合
して得られる組成物は、成形品のアイゾツト衝撃
強度は改善されるが、この組成物を長さ１ｍ程度
の大型成形品に成形して家電や自動車等を組み立
ててアルミニウム製の成形物によつて実用上の衝
撃による破壊の有無を観察すると、意外にも破壊
する場合が多く実用に耐えないものであることが
わかつた。このことは、組成物の剛性が大きい場
合には、組成物を大型成形品に成形したときの耐
衝撃性を判断する基準として、試験片についての
アイゾツト衝撃強度だけでは不充分であることを
示唆するものである。 この発明者らは、大型成形品に成形したときの
実用上の衝撃に対する耐衝撃性と良好な対応を示
す衝撃強度の判定法について種々検討した結果、
後述の測定方法によつて求めた面衝撃強度（落錘
による破壊に要するエネルギーを示す落錘衝撃強
度の一種であり、HSIと略記されることもある）
が350Kg・cm以上であり、23℃のアイゾツト衝撃
強度が10Kg・cm／cm以上の場合には実用上の衝撃
によつて破壊がほとんど生じないことを見出し
た。 この発明者らは、前記の見解に基づいて、成形
品の剛性については曲げ弾性率を、耐熱変形性に
ついては熱変形温度を、耐衝撃性についてはアイ
ゾツト衝撃強度と前記の面衝撃強度とに着目し、
従来公知の無機フイラー含有ポリプロピレン組成
物の有する前述の欠点を改良し、家電や自動車等
に使用される大型成形品の材料として実用上問題
のないポリプロピレン組成物を得ることを目的と
して鋭意研究した結果、この発明における特定の
結晶性エチレン−プロピレンブロツク共重合体に
特定粒径のタルクと特定ムーニー粘度の無定形エ
チレン−プロピレン共重合体とを特定の割合で配
合することによつて前記の目的が達成されること
を見出し、この発明を完成した。 すなわち、この発明は、エチレン含有量20重量
％以下、メルトフローレイト（MFR）２〜10
ｇ／10分、常温パラ−キシレン可溶分５〜15重量
％、該常温パラ−キシレン可溶分の、エチレン含
有量25〜45重量％、固有粘度〔η〕（デカリン、
135℃）３〜５dl／ｇの結晶性エチレン−プロピ
レンブロツク共重体(a)、ムーニー粘度ML₁₊₄（100
℃）15〜100の無定形エチレン−プロピレン共重
合体(b)、および平均粒径１〜4.5ミクロンのタル
ク(c)よりなり、前記各成分(a)、(b)および(c)の合計
100重量％中に(b)が３〜６重量％、(c)が18〜30重
量％の割合で各々配合されてなる大型成形品用ポ
リプロピレン組成物に関するものである。 この発明の組成物は、密度が1.15ｇ／cm³以下、
曲げ弾性率が25000Kg／cm²以上、23℃のアイゾツ
ト衝撃強度（ノツチ付き）が10Kg・cm／cm以上、
後述の測定法による−10℃の面衝撃強度が350
Kg・cm以上、熱変形温度が120℃以上であり、長
さが１ｍ以上の大型成形品に成形してもつやがあ
つてフローマークの発生が認められず、大型成形
品に成形するときの成形性が良好であり、無機フ
イラー充填ポリプロピレン本来の剛性、耐熱変形
性などを保持したままで、耐衝撃性、成形性およ
び外観が大巾に改善され、かつ軽量化された大型
成形品に成形することができる。 この発明の大型成形品用ポリプロピレン組成物
において使用される結晶性エチレン−プロピレン
ブロツク共重合体(a)は、エチレン含有量が20重量
％以下のもので、メルトフローレイト（MFR）
が２〜10ｇ／10分のもので、常温パラ−キシレン
可溶分（無定形エチレン−プロピレン共重合体と
低分子量ポリマーとからなる）が５〜15重量％の
もので、且つ該常温パラ−キシレン可溶分のエチ
レン含有量が25〜45重量％であり、該常温パラ−
キシレン可溶分の固有粘度〔η〕（デカリン、135
℃）が３〜５dl／ｇのものである。特にこの発明
の大型成形品用ポリプロピレン組成物において好
適に使用される結晶性エチレン−プロピレンブロ
ツク共重合体は、エチレン含有量が３〜15重量％
のもので、メルトフローレイト（MFR）が３〜
10ｇ／10分のもので、常温パラ−キシレン可溶分
が７〜12重量％のもので、且つ該常温パラ−キシ
レン可溶分のエチレン含有量が30〜40重量％であ
り、該常温パラ−キシレン可溶分の固有粘度
〔η〕（デカリン、135℃）が３〜５dl／ｇのもの
である。使用される結晶性エチレン−プロピレン
ブロツク共重合体が前記の規定の範囲外のもので
あると、目的とする剛性および耐熱変形性に優
れ、衝撃強度が大きく、軽量で外観の良好な大型
成形品を提供するポリプロピレン組成物を得るこ
とができない。 この発明のポリプロピレン組成物によつて大型
成形品に成形したときに良好な物性を示す理由は
明らかではないが、この発明で使用する特定の結
晶性エチレン−プロピレンブロツク共重合体と無
定形エチレン−プロピレン共重合体とタルクとの
間に何らかの強い相互作用が生じてくるものと考
えられる。 前記結晶性エチレン−プロピレンブロツク共重
合体(a)は結晶性エチレン−プロピレンブロツク共
重合体(a)、無定形エチレン−プロピレン共重合体
(b)およびタルク(c)の合計100重量％中に好適には
65〜79重量％、特に好ましくは70〜77重量％配合
される。上記の配合量が65重量％未満あるいは79
重量％を越える場合には、成形品の剛性および耐
熱変形性が低下するかあるいは成形品の耐衝撃性
が低下する傾向がある。結晶性エチレン−プロピ
レンブロツク共重合体はその合計量が前記範囲内
であれば２種以上用いてもよい。 この発明のポリプロピレン組成物において使用
される無定形エチレン−プロピレン共重合体(b)
は、ムーニー粘度ML₁₊₄（100℃）が15〜100であ
り、好ましくはエチレン含有量が50〜90重量％の
ものである。上記のムーニー粘度ML₁₊₄（100℃）
が15未満の場合には、成形品の剛性および耐衝撃
性が低下し、100を越える場合には混練による無
定形エチレン−プロピレン共重合体の均一分散が
困難になる。 前記無定形エチレン−プロピレン共重合体(b)は
前記各成分(a)、(b)および(c)の合計100重量％中に
３〜６重量％配合される。上記の配合量が３重量
％未満の場合には成形品のアイゾツト衝撃強度と
面衝撃強度（HSI）とが小さくなり、６重量％を
越える場合には成形品の曲げ弾性率が小さくなる
とともに耐熱変形性が低下する。無定形エチレン
−プロピレン共重合体はその合計量が前記範囲内
であれば、２種以上用いてもよい。 この発明のポリプロピレン組成物において使用
されるタルクは、平均粒径が１〜4.5ミクロン、
好ましくは1.5〜3.5ミクロンのものである。ここ
でいう平均粒径とは粒度分布積分曲線にて50％点
の粒径である。上記の平均粒径が1μ未満の場合
には成形品の面衝撃強度が小さくなり、上記の平
均粒径が4.5ミクロンを越える場合には成形品の
曲げ弾性率とアイゾツト衝撃強度と面衝撃強度と
が小さくなる。 前記タルク(c)は前記各成分(a)、(b)および(c)の合
計100重量％中に18〜30重量％、好ましくは20〜
30重量％配合される。上記の配合量が18重量％未
満の場合には成形品の曲げ弾性率が小さくなると
ともに熱変形温度が低くなり、上記の配合量が30
重量％を越える場合には成形品のアイゾツト衝撃
強度と面衝撃強度とが小さくなるとともに密度が
大きくなり、また組成物の成形性が低下する。タ
ルクは未処理のまま使用してもよいが分散性を向
上させる目的で各種の有機チタネート系カツプリ
ング剤、シラン系カツプリング剤、飽和あるいは
不飽和脂肪酸、ビニル性不飽和結合を有するカル
ボン酸、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、脂肪酸
アミドなどで粒子表面を被覆処理したものを使用
してもよい。タルクはその合計量が前記範囲内で
あれば２種以上を用いてもよい。 この発明のポリプロピレン組成物は、バンバリ
ーミキサー、二軸押出機、FCM、ニーダー、２
段二軸押出機、KCK押出機などの混練機を用い
て製造することができる。通常は上記混練機で混
練してペレツト状の組成物にした後加工に供す
る。ペレツト状の組成物は、予めタルクを高濃度
マスターバツチとして混練した（ベースポリマー
には前記結晶性エチレン−プロピレンブロツク共
重合体を用いる。）ものと追加の結晶性エチレン
−プロピレンブロツク共重合体と無定形エチレン
−プロピレン共重合体とで希釈して製造してもよ
く、あるいは直接各成分を混練して製造してもよ
い。 この発明のポリプロピレン組成物によつて得ら
れる効果を損わない程度に他の樹脂、例えば高密
度ポリエチレン、他のゴム、あるいは他の無機フ
イラー、例えば炭酸カルシウム、硫酸バリウム、
マイカ、クレー、酸化チタン、ケイソウ土、ボラ
ストなどを適量この発明のポリプロピレン組成物
に配合することができる。 また、この発明のポリプロピレン組成物から成
形される成形品の諸性能を更に向上せしめるため
に、組成物の各成分の混合時に、あるいは各成分
の混合後に、あるいはポリマー成分にあらかじめ
添加しておく方法により、２，６−ジ第三ブチル
フエノール、２，６−ジ第三ブチル−４−エチル
フエノール、２，６−ジ第三ブチル−４−ｎ−ブ
チルフエノール、２，６−ジ第三ブチル−α−ジ
メチルアミノ−パラ−クレゾール、６−（４−ヒ
ドロキシ−３，５−ジ第三ブチルアニリノ）−２，
４−ビスオクチル−チオ−１，３，５−トリアジ
ン、ｎ−オクタデシル−３−（4′−ヒドロキシ−
3′，5′−ジ第三ブチルフエニル）プロピオネー
ト、２，６−ジ第三ブチル−４−メチルフエノー
ル（BHT）、トリス−（２−メチル−４−ヒドロ
キシ−５−第三ブチルフエニル）ブタン、テトラ
キス−〔メチレン３−（3′，5′−ジ第三ブチル−
4′−ヒドロキシフエニル）プロピオネート〕メタ
ン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリ
ス（３，５−ジ第三ブチル−４−ヒドロキシベン
ジル）ベンゼン、ジラウリルチオジプロピオネー
トなどの酸化防止剤；２−ヒドロキシ−４−ｎ−
オクトキシベンゾフエノン、２−ヒドロキシ−４
−オクタデシロキシベンゾフエノン、４−ドデシ
ロキシ−２−ヒドロキシベンゾフエノン、ニツケ
ル−ビス−（オルソエチル−３，５−ジ第三ブチ
ル−４−ヒドロキシベンジル）ホスホネート、２
−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフエノ
ン、２−（2′−ヒドロキシ−3′−第三ブチル−5′−
メチルフエニル）−５−クロロベンゾトリアゾー
ル、２−（2′−ヒドロキシ−3′，5′−ジ第三ブチル
−フエニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、
ビス−（２，６−ジメチル−４−ピペリジル）セ
バケートなどの紫外線吸収剤；三酸化アンチモ
ン、トリクレジルホスフエート、ハロゲン化アル
キルトリアジン、デカブロムジフエニルエーテ
ル、塩素化ポリエチレンなどの難燃剤；カーボン
ブラツク、酸化チタンなどの顔料；安息香酸マグ
ネシウムのような塗装性改良剤；プロセス油のよ
うな可塑剤；脂肪酸金属塩のような滑剤；ポリオ
キシエチレンアルキルエーテルのような帯電防止
剤などを配合することもできる。 この発明のポリプロピレン組成物からそれ自体
公知の方法、例えば射出成形法により成形して、
剛性と耐熱変形性とに優れ、衝撃強度が大きく軽
量で外観および耐久性の良好な高剛性の大型成形
品を得ることができる。 以下に実施例および比較例を示す。以下の記載
において「部」、「％」はそれぞれ「重量部」、「重
量％」を意味し、メルトフローレイト（MFR）
はASTM D1238（230℃、2.16Kg）に、密度は
ASTM D1505に、曲げ弾性率はASTM D790
に、アイゾツト衝撃強度はASTM D256に、熱
変形温度はASTM D648に、ムーニー粘度ML₁₊₄
（100℃）はJIS K6300に従つて測定した。また、
面衝撃強度（HSI）は1.6mm厚の成形品に先端直
径2.5cmのスチール製落錘を2.5ｍ／secの速度で衝
突させたときの破壊に要するエネルギーを応力と
歪との関係を示す応力−歪曲線と各軸とで囲まれ
る部分の面積によつて表示した。結晶性ポリプロ
ピレンの常温（約20℃）パラ−キシレン可溶分
は、ポリマー５ｇをパラ−キシレン500ml中に約
１％の酸化防止剤とともに加えて加熱下に完全に
溶解させた後、一昼夜常温で放置し、析出した不
溶分を遠心分離して除き可溶分溶液をアセトン中
に投入し、析出した不溶分を減圧乾燥して得た。
その可溶分のエチレン含有量はガードナー法によ
り求め、その固有粘度〔η）はデカリンを溶媒と
して135℃にて求めた。 実施例 １ エチレン含有量７％、メルトフローレイト
（MFR）３ｇ／10分、常温パラ−キシレン可溶分
9.3％、常温パラ−キシレン可溶分の、エチレン
含有量33.3％、固有粘度〔η〕4.1dl／ｇの結晶
性エチレン−プロピレンブロツク共重合体（以下
EPコポリマーＡと記す）71部と、ムーニー粘度
ML₁₊₄（100℃）65、固有粘度〔η〕2.3dl／ｇ
（デカリン、135℃、以下同じ）、エチレン含有量
約70％の無定形エチレン−プロピレン共重合体
（以下EPR−Ａと記す）４部と、平均粒径2.8μの
タルク25部と、テトラキス−〔メチレン ３−
（3′，5′−ジ第三級ブチル−4′−ヒドロキシフエニ
ル）プロピオネート〕メタン0.1部と、BH0.1部
とをタンブラーにて15分間混合後、２軸押出機に
て220℃で混練して押出し、ペレツト化した。 得られたペレツト状のポリプロピレン組成物の
メルトフローレイト（MFR）、およびこの組成物
から射出成形によつて得た試験片についての密
度、曲げ弾性率、アイゾツト衝撃強度、面衝撃強
度および熱変形温度を第１表に示す。また、この
組成物から射出成形によつて大型成形品（長さ
135cm、深さ30cmの箱状で肉厚３mm）に成形して、
成形性を判断し、また外観を観察した結果を第１
表に示す。 比較例 １ 結晶性エチレン−プロピレンブロツク共重合体
として、エチレン含有量３％、MFR3ｇ／10分、
常温パラ−キシレン可溶分4.2％、該常温パラ−
キシレン可溶分の、エチレン含有量35.0％、〔η〕
3.8dl／ｇの結晶性エチレン−プロピレンブロツ
ク共重合体（以下EPコポリマーａと記す）を用
いた他は実施例１と同様に実施した。結果をまと
めて第１表に示す。

【表】 実施例２〜３、比較例２〜３ 結晶性エチレン−プロピレンブロツク共重合体
として、EPコポリマーＡに代えて第２表に示す
種類のポリプロピレンを用いた他は実施例１と同
様に実施した。結果をまとめて第３表に示す。

【表】

【表】 実施例４〜５、比較例４ 無定形レエチレン−プロピレン共重合体とし
て、EPR−Ａに代えて第４表に示す種類のゴム
を用いた他は実施例２と同様に実施した。結果を
まとめて第５表に示す。

【表】

【表】 実施例６〜７、比較例５〜６ タルクとして第６表に示す種類のタルクを用い
た他は実施例１と同様に実施した。結果をまとめ
て第６表に示す。

【表】 実施例８〜10、比較例７〜10 各成分の配合割合を変えた他は実施例１と同様
に実施した。結果をまとめて第７表に示す。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エチレン含有量20重量％以下、メルトフロー
   レイト（MFR）２〜10ｇ／10分、常温パラ−キ
   シレン可溶分５〜15重量％、該常温パラ−キシレ
   ン可溶分の、エチレン含有量25〜45重量％、固有
   粘度〔η〕（デカリン、135℃）３〜５dl／ｇの結
   晶性エチレン−プロピレンブロツク共重合体(a)、
   ムーニー粘度ML₁₊₄（100℃）15〜100の無定形エ
   チレン−プロピレン共重合体(b)、および平均粒径
   １〜4.5ミクロンのタルク(c)よりなり、前記各成
   分(a)、(b)および(c)の合計100重量％中に(b)が３〜
   4.5重量％、(c)が18〜30重量％の割合で各々配合
   されてなる大型成形品用ポリプロピレン組成物。