JP2513459B2 - ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温から高温に至るまでの広い温度範囲で
優れた制振性能を有し、かつ、強度特性が優れているポ
リプロピレン樹脂組成物に関する。

一般に、プラスチツク材料は金属材料に比較し軽量で
あるため、近年、自動車用の各種金属部品をプラスチツ
ク製品に変えることについて研究がなされており、その
実用化も進んでいる。プラスチツク材料のうちポリプロ
ピレン樹脂は、各種の物性バランスがとれた材料であ
り、しかも比較的安価であるため自動車の内装用、外装
用の部品に大量に使用されているが、最近ではタイミン
グベルトカバー、ギヤカバー等エンジン周辺部品への適
用も活発化している。一方、近年、自動車の騒音規制の
観点から、これらプラスチツク製部品に対し、軽量化以
外に制振性・遮音性の改良に対する要望も高まつてい
る。

しかしながら、従来、タイミングベルトカバー、ギヤ
カバー等おもに約40°〜80℃程度の温度領域で使用され
るポリプロピレン樹脂製品については、プラスチツクの
粘弾性的性質にもとづく制振効果が充分に発揮できない
という問題があつた。

これは、一般に、プラスチツク材料は粘弾性的性質を
強く保有し、制振性能が期待されているものの、反面温
度依存性が大きく、制振性能が、主としてプラスチツク
材料のガラス転移にもとずく力学分散の損失正接（以下
tanδと称す）の極大温度前後において最も高く、それ
以外の実用領域内の温度では、一般に著しく制振性能が
低下することに起因している。ポリプロピレン樹脂の粘
弾性的挙動は測定法、樹脂の組成等により異なるが、一
般にポリプロピレン樹脂のガラス転移にもとづくtanδ
のピークは、通常、−30℃〜25℃前後の範囲内に現わ
れ、tanδの値はこのピーク温度を境に著しく低下し、5
0℃前後で極小となる。このようなtanδの低下が、おも
に40°〜80℃程度の温度領域で使用される製品につい
て、充分な制振効果が得られない主たる理由となつてい
る。

そこで、本発明者らは、低温から高温に至るまでの広
い温度範囲で優れた制振性能を有し、かつ、強度特性に
優れるポリプロピレン樹脂組成物を得るため鋭意検討し
た結果、粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーある
いはオレフイン系エラストマーとの混合組成物をポリプ
ロピレン樹脂にブレンドすることにより得られる新規な
ポリプロピレン樹脂組成物が、上述の物性を満足し得る
ものであることを見出した。本発明はかかる知見に基づ
いてなされたものである。

すなわち、本発明は、（ａ）クマロンインデン樹脂、
芳香族炭化水素系樹脂、ロジンエステル系樹脂およびテ
ルペン炭化水素系樹脂から選択される１種または２種以
上の粘着付与剤樹脂20〜80重量％と、スチレン系エラス
トマーあるいはオレフイン系エラストマー80〜20重量％
からなる組成物を（ｂ）ポリプロピレン樹脂に混合せし
めてなることを特徴とする新規なポリプロピレン樹脂組
成物を提供するものである。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明の新規なポリプロピレン樹脂組成物において、
ポリプロピレン樹脂に対して混合される前述の組成物に
用いられる粘着付与剤樹脂とは、一般に天然ゴム、合成
ゴム、天然−合成配合ゴム、ゴム系接着剤、ラテツクス
等に対し、その配合物表面の粘着性を増大させる目的で
配合される材料すなわち、いわゆる、粘着付与剤（Tack
ifiers）として使用し得る性質を有する樹脂材料を指す
ものであつて、通常、粘着付与剤として利用し得、また
利用されている樹脂状物質は、いずれもそれを用いるこ
とができる。そのような樹脂材料としては、クマロン・
インデン樹脂、クマロン樹脂混合物（クマロン樹脂、ナ
フテン系油、フエノール樹脂、ロジンなどの混合品）な
どのクマロン樹脂系の粘着付与剤用の樹脂材料;p−第３
ブチルフエノール・アセチレン樹脂、フエノール・ホル
ムアルデヒド樹脂、テルペン・フエノール樹脂、ポリテ
ルペン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂などのフ
エノール・テルペン系樹脂よりなる粘着付与剤用樹脂材
料；合成ポリテルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂
肪族系炭化水素樹脂、脂肪族系環状炭化水素樹脂、不飽
和炭化水素重合体、イソプレン系樹脂、水素添加炭化水
素樹脂、炭化水素系粘着化樹脂、重合型特殊ポリエステ
ル、ポリブテン、アタクチツク．ポリプロピレン、液状
ポリブタジエン、低分子量ブチルゴムなどの石油系炭化
水素樹脂よりなる粘着付与剤用樹脂材料；ロジンのペン
タエリスリトール・エステル、同グリセロール・エステ
ル、水素添加ロジン、高度水添のウツドロジン、水素添
加ロジンのメチルエステル、同トリエチレングリコール
エステル、同ペンタエリスリトールエステル、同その他
のエステル、高融点エステル系樹脂、重合ロジン、重合
ロジンのグリセロールエステル、樹脂酸亜鉛、硬化ロジ
ンなどのロジン誘導体系よりなる粘着付与剤用樹脂材
料；その他、樹脂酸とアミン−樹脂石けん混合物、合成
樹脂とフタル酸エステルの共縮合品等々、粘着付与剤用
途に使用される種々の樹脂材料を例示することができる
が、制振性能と強度物性のバランスを考慮して、クマロ
ンインデン樹脂、芳香族炭化水素系樹脂、ロジンエステ
ル系樹脂、テルペン炭化水素系樹脂から選択された粘着
付与剤樹脂が用いられる。

本発明の組成物において使用されるスチレン系エラス
トマーとは、ポリスチレンとゴムとの共重合体である。
このゴムは、ガラス転移温度が20℃以下の、例えばポリ
ブタジエン、ポリイソプレン、水素化ポリブタジエン等
の無定形高分子であつて、これらの共重合体でもよい。
代表的なスチレン系エラストマーとしては、スチレン−
ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン
−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−
スチレン共重合体などが例示されるが、本発明の組成物
においては、これらの混合物や変性体も用いることがで
きる。

オレフイン系エラストマーとしては、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のオレフイン系樹脂にエチレンプロピ
レンゴムなどのオレフイン系ゴムが含有されたオレフイ
ン系熱可塑性エラストマー、あるいはエチレン系ゴム状
共重合体などがあげられる。このエチレン系ゴム状共重
合体としては、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−
１、デセン−１、４−メチルブテン−１、４−メチルペ
ンテル−１などのα−オレフインを共重合成分としたエ
チレン−α−オレフイン共重合体、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体、エチレン、不飽和カ
ルボン酸金属塩および不飽和カルボン酸または不飽和カ
ルボン酸と不飽和カルボン酸エステルとからなる三元共
重合体または四元共重合体のいわゆるアイオノマー構造
を有するイオン性エチレン共重合体などが例示される。

これらの中ではエチレン−α−オレフイン共重合体が
好ましく、また、α−オレフインがプロピレンの場合特
に好ましい。

これらのスチレン系エラストマーあるいはオレフイン
系エラストマーは粘着付与剤樹脂との相溶性が良く、粘
着付与剤樹脂との組み合わせにより必要な温度範囲に高
いtanδの値を示すことができることが重要であり、そ
のような機能を有するスチレン系エラストマーあるいは
オレフイン系エラストマーはいずれも本発明の組成物に
おいて用いることができる。

スチレン系エラストマーがスチレン−ブタジエン−ス
チレン共重合体の場合、前述の粘着付与剤樹脂のうち、
水素添加ロジンエステル系樹脂はスチレン−ブタジエン
−スチレン共重合と相溶性が良く、良い結果を得ること
ができる。またオレフイン系エラストマーがエチレン−
α−オレフイン共重合体の場合、粘着付与剤樹脂のうち
クマロン−インデン樹脂との組み合わせが良好で、制振
性に特に優れたものが得られる。

使用する粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあ
るいはオレフイン系エラストマーとが少なくとも部分的
に相溶し、その混合物の動的粘弾性のtanδの極大ある
いはガラス転移温度が使用温度範囲にあることは重要で
あり、そのためには、使用する粘着付与剤樹脂とスチレ
ン系エラストマーあるいはオレフイン系エラストマーと
の相溶性を調整することが必要である。使用する粘着付
与剤樹脂の組合せ、使用量を制御することにより温度条
件に対し最適な状態を得ることができ、また、そのよう
な機能を有する粘着付与剤樹脂は、いずれも使用するこ
とが可能である。ポリプロピレン樹脂と粘着付与剤樹脂
が相溶しないような粘着付与剤樹脂を選定することは、
ポリプロピレン樹脂自体の結晶性を変化させないために
望ましい。

上述の粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーある
いはオレフイン系エラストマーとの組成比は、粘着付与
剤樹脂が20〜80重量％に対し、スチレン系エラストマー
あるいはオレフイン系エラストマー80〜20重量％であつ
て、この場合、粘着付与剤樹脂が20％未満では制振性改
良効果が小さく、粘着付与剤樹脂が80重量％を越えると
得られる樹脂材料が脆くなり引張破断伸びの低下をきた
す。

粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオ
レフイン系エラストマーとの組成比としては、上記の数
値範囲内において、粘着付与剤樹脂の種類、性質（軟化
温度等）やスチレン系エラストマーあるいはオレフイン
系エラストマーの種類、性質に応じて適切な組成比を決
めることができる。

上述の如き粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマー
あるいはオレフイン系エラストマーからなる組成物を混
合せしめる対象となるポリプロピレン樹脂は、熱可塑性
を有する結晶性高分子ポリプロピレンであつて、プロピ
レン単独重合体のほかに少量の共重合成分を含むプロピ
レン共重合体も使用することができる。

粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオ
レフイン系エラストマーからなる組成物（以下組成物
（Ａ）と略記する）とポリプロピレン樹脂との混合比と
しては、ポリプロピレン樹脂90〜50重量％、組成物
（Ａ）10〜50重量％が好ましい。

組成物（Ａ）が10重量％未満では、制振性の改良効果
が少なく、50重量％を越えると強度（引張強さ、引張破
断伸び）が低下し、かつ耐熱性が低下する。より好まし
い混合比は、ポリプロピレン樹脂80〜60重量％と組成物
（Ａ）20〜40重量％である。

組成物（Ａ）が20重量％未満では、40°〜60℃での制
振性の改良効果が少なく、40重量％を越えると引張強
さ、引張破断伸びの低下をきたす。

本発明に係る新規なポリプロピレン樹脂組成物を調製
する際のブレンド方法としては、通常の樹脂ブレンド装
置、例えば２軸押出機、単軸押出機、ニーダー、バンバ
リミキサー、ブラベンダーミキサー等が用いられる。こ
の際、使用する粘着付与剤樹脂、スチレン系エラストマ
ーあるいはオレフイン系エラストマー、ポリプロピレン
樹脂の軟化温度または融点以上に加熱可能なブレンド装
置を用いる。例をあげて言えば、ブレンド装置として２
軸押出機を使用する場合、２軸押出機のシリンダー、ア
ダプター、ヘツド温度は200°〜220℃程度に制御し、ペ
レツト状あるいはパウダー状の粘着付与剤樹脂、スチレ
ン系エラストマーあるいはオレフイン系エラストマー、
ポリプロピレン樹脂をあらかじめ室温で充分予備混合し
た後混練押出する方法があり、好ましくは、あらかじめ
粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレ
フイン系エラストマーを２軸押出機で混練押出した後、
その混練組成物をポリプロピレン樹脂と混練押出する２
ステージ法を用いることができる。粘着付与剤樹脂とス
チレン系エラストマーあるいはオレフイン系エラストマ
ーの混練の場合、シリカ等の増粘用充填材を用いて、取
扱いの作業性を向上させることができる。

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、通常熱可塑性
樹脂の改質として行なわれている方法を用いて変性させ
ることができる。例えば剛性を向上させるためにガラス
繊維、タルク、マイカ、炭酸カルシウムを充填したり、
耐衝撃性付与のためにエラストマーのブレンド、顔料、
加工助剤等を添加することができる。また本発明の組成
物は他の樹脂材料やゴム材料へブレンドして用いること
もできる。

以下に本発明の実施例を比較例とともに掲げる。

比較例および実施例において得られた試料の特性試験
の結果は表１〜表４に示すとおりである。比較例１（表
１〜表３）および比較例５（表４）では市販ポリマーが
そのまま用いられている。

比較例２（表２）、比較例３（表２）では190℃にチ
ヤンバー過度を制御したブラベンダーミキサーを用い、
ローター回転数を80rpmでポリプロピレン樹脂とオレフ
イン系エラストマーあるいは粘着付与剤樹脂を一度にチ
ヤンバー内に投入し、ポリプロピレン樹脂が溶融した後
ほぼ混練トルクが一定になるまで（５〜８分）混練し
た。

比較例４、実施例１〜15においてはあらかじめ粘着付
与剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレフイン
系エラストマーとをチヤンバー温度190℃、ローター回
転数80rpmブラベンダーミキサーで混練した後、その混
練組成物をポリプロピレン樹脂組成物とともに、上記と
同じ条件のブラベンダーミキサーで混練した。粘着付与
剤樹脂とスチレン系エラストマーあるいはオレフイン系
エラストマーは同時にチヤンバー内に投入し、溶融後混
練トルクがほぼ平行になるまで５〜８分混練し、その混
練組成物とポリプロピレン樹脂を同一条件で８〜10分混
練した。

実施例16〜19ではシリンダー、アダプター、ヘツドを
210℃に制御した30mmの２軸押出機を用い、粘着付与剤
樹脂、オレフイン系エラストマー、ガラス繊維、マイカ
またはタルクをあらかじめ室温で充分予備混合した後、
回転数80rpm、押出量５〜6kg/hrで混練しペレツト化し
た。

試料のテストピースの成形は動的粘弾性用試料はすべ
てプレス成形、引張試験用試料は比較例１〜４、実施例
１〜15についてはプレス成形、比較例５、実施例16〜19
については射出成形にて行なつた。

表１は、各種粘着付与剤樹脂とスチレン系エラストマ
ーあるいはオレフイン系エラストマーとの組合せ使用
を、通常のポリプロピレン（比較例１）の場合と比較し
たものであり実施例１〜８は、粘着付与剤樹脂40重量％
とスチレン系エラストマーあるいはオレフイン系エラス
トマー60重量％のブレンド組成物をポリプロピレン樹脂
に30重量％ブレンドしたものを使用した場合を示すもの
である。実施例１〜８においては比較例１より40℃〜80
℃の温度範囲にわたつて動的粘弾性のtanδの値が向上
している。特に実施例４のクマロン−インデン樹脂とオ
レフイン系エラストマーを組み合わせた系では、引張強
さと引張破断伸びのバランスに優れ、tanδの値も著し
く高い値を示している。

表２には、粘着付与剤樹脂としてクマロン−インデン
樹脂、オレフイン系エラストマーとしてエチレン−α−
オレフイン共重合体を用い、両者の割合を変量した場合
の結果が示されている。比較例２のポリプロピレン樹脂
とエチレン−α−オレフイン共重合体との２成分ブレン
ド系では、比較例１のポリプロピレン樹脂に対して40
℃、50℃でのtanδの向上が小さく、また強度物性にも
劣る。また比較例３のポリプロピレン樹脂と粘着付与剤
樹脂の２成分系では引張破断伸びが著しく小さく使用に
耐えられない。

それに対して実施例９〜11および実施例４の３成分系
ではいずれも40℃〜80℃の温度範囲でtanδが大きく向
上し、また強度物性にも優れる。これらの結果は、本発
明に係るポリプロピレン樹脂組成物においては、ポリプ
ロピレン樹脂、粘着付与剤樹脂、スチレン系エラストマ
ーあるいはオレフイン系エラストマーの３成分の存在が
不可欠の要件であることを示しており、また、この結果
によれば、粘着付与剤樹脂が20重量％未満ではtanδの
改良効果は充分でなく、かつ強度物性にも劣り、80重量
％を越えると引張破断伸びが著しく低下することが判か
る。

表３には、粘着付与剤樹脂40重量％、オレフイン系エ
ラストマー60重量％の割合の混練組成物とポリプロピレ
ン樹脂とのブレンドにおけるその混合割合の影響が示さ
れている。混練組成物10〜50重量％においては、tanδ
の改良効果がみられ、かつ、この組成物の場合は、強度
物性にも優れていることが判る。

本発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、低温から
高温に至る広い温度範囲で優れた制振性を有し、特にポ
リプロピレン樹脂の欠点である40℃〜80℃の制振性が改
良されているため、自動車のエンジンルーム内の振動が
加わる部位の製品、例えばタイミングベルトカバー、ギ
ヤカバー、エアクリーナケース等の広い用途に適用する
ことができる。これらの製品については、制振性以外に
高い剛性と耐熱性が要求されるため、ガラス繊維、マイ
カ、タルク、ウオラストナイト等の無機フイラーで補強
して用いることが好ましい。表４に無機フイラーで補強
したポリプロピレン樹脂組成物の実施例を示す。いずれ
も40℃〜80℃の温度範囲でtanδは比較例２を上回り、
無機フイラーで補強した場合も制振性能に優れることが
判る。なお、このようにして、使用する無機フイラーの
種類、使用量は本実施例の記載により限定されるもので
ない。本発明の組成物に対しては、１種類あるいは２種
類以上の無機フイラーを組合せて使用することができ
る。その使用量は通常15〜50重量％が適量である。これ
らの使用割合については製品性能や成形性の要求に応じ
てその都度最適に設計するのが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 準一郎 愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−36358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−33935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−5842（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）クマロンインデン樹脂、芳香族炭化
   水素系樹脂、ロジンエステル系樹脂およびテルペン炭化
   水素系樹脂から選択される１種または２種以上の粘着付
   与剤樹脂20〜80重量％と、スチレン系エラストマーある
   いはオレフイン系エラストマー80〜20重量％からなる組
   成物10〜50重量％を、（ｂ）ポリプロピレン樹脂90〜50
   重量％と混合せしめてなることを特徴とするポリプロピ
   レン樹脂組成物。
2. 【請求項２】前記オレフイン系エラストマーがα−メチ
   ルオレフイン共重合体である特許請求の範囲第１項記載
   のポリプロピレン樹脂組成物。