JP3500432B2 - ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents

ポリプロピレン樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリプロピレン樹
脂組成物、特に耐熱性、耐衝撃性、耐スクラッチ性を高
めることにより従来から用いられてきた自動車のポリプ
ロピレン内装材に代えることができ、生産性を向上さ
せ、中古材料を再生使用することができることで製造コ
ストを下げることができるポリプロピレン樹脂組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、これまで使用されてきたABS/
PC樹脂、ABS樹脂、PPF樹脂など比較的値段の高
いエンジニアリング樹脂を、安価な汎用樹脂で置き換え
ようとする検討が盛んに行われている。
【0003】凡用樹脂の一つであるポリプロピレン樹脂
は、分子構造上バランスがとれており、安価で、剛性が
高く、ヒンジ効果もあることから上記のエンジニアリン
グ樹脂に代える提案がなされている。しかしながら、ポ
リプロピレン樹脂は耐熱性および耐スクラッチ性には劣
っているため、自動車の内装材としたとき熱変形やスク
ラッチ傷を受け易く、また外部からの衝撃で割れ易いと
いった欠点があった。さらに、280℃以上の温度で射
出成形すると熱分解により分子量の減少が激しく、物性
が大きく劣化するといった問題があった。このため、こ
れまでのプロピレン樹脂を自動車の内装材に適用するに
は、例えば、自動車の内装材は、それぞれの部品に要求
される品質や物性を満たすべく非常に多くの品種を持っ
ているので品種毎に射出機内の樹脂を入換えするなど生
産性が悪く、コスト高になるという問題があった。ま
た、従来の樹脂はリサイクルに際しても品種別に行うの
で分類作業を含めて再生費用が高くなり、再生樹脂の物
性が良くないといったことで再生材料の商業的価値は低
かった。
【0004】最近、トヨタ自動車(株)では、内装材用
として数多くあったポリプロピレン樹脂の品種を単一の
品種にできるポリプロピレン樹脂を開発した。これは品
種別の仕分けが不要であるということで評価が高く、製
造コストを下げ、再生樹脂の物性を向上させ、商業的価
値を高めた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐衝
撃性、耐熱性、耐スクラッチ性、耐クラック性を高めて
自動車のフィラーやトリム部品に適用でき,かつ自動車
内装材に適用される材料を統合することによって、生産
性の向上、コスト低減、リサイクルする際の再生材料の
物性を向上することができるポリプロピレン樹脂組成物
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項1の発明はポリプロピレン樹脂組成物であり、 13
C NMRによって測定されたペンタッド分率(%mm
mm)が97%以上であり、かつメルトインデックスが
0.5〜12g/10min.である高結晶性ポリプロ
ピレン系樹脂50〜90重量%、メルトインデックスが
15〜50g/10min.である低分子量ポリプロピ
レン系樹脂7〜50重量%、無機充填材0.1〜3重量
%、滑剤0.1〜0.5重量%からなり全体を100重
量%とした成分で構成されていることを特徴としてい
る。
【0007】請求項2の発明は請求項1記載のポリプロ
ピレン樹脂組成物であり、高結晶性ポリプロピレン系樹
脂は、ポリプロピレンホモポリマー、エチレン−プロピ
レンコポリマーから選ばれることを特徴としている。
【0008】請求項3の発明は請求項2記載のポリプロ
ピレン樹脂組成物であり、エチレン−プロピレンコポリ
マーは、エチレン含量が3〜10重量%であることを特
徴としている。
【0009】請求項4の発明は請求項1記載のポリプロ
ピレン樹脂組成物であり、低分子量ポリプロピレン系樹
脂は、プロピレンホモポリマー、エチレン−プロピレン
コポリマー、およびこれらの混合物から選ばれることを
特徴としている。
【0010】請求項5の発明は請求項1記載のポリプロ
ピレン樹脂組成物であり、無機充填材は、タルク、ケイ
灰石、およびこれらの混合物から選ばれ、かつ平均粒径
が1〜4μmであることを特徴としている。
【0011】請求項6の発明は請求項1記載のポリプロ
ピレン樹脂組成物であり、滑剤は、脂肪酸、脂肪酸アミ
ド、脂肪酸モノエステル、これらを40〜90重量%含
むグリセリンモノステアレート、およびこれらの混合物
から選ばれることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、高結晶性
ポリプロピレン系樹脂、低分子量ポリプロピレン系樹
脂、無機充填材、および滑剤からなっている。
【0013】本発明に使用される高結晶性ポリプロピレ
系樹脂は、プロピレンホモポリマー、エチレン−プロ
ピレンブロックコポリマーあるいはこれらの混合物であ
り、13C核磁気共鳴分光器(NMR)によって測定さ
れたペンタッド分率(%mmmm)が97%以上で、メ
ルトインデックスは0.5〜12g/10min.、好
ましくは1〜12g/10min.のものである。この
成分は、高い結晶化度によって本発明のポリプロピレン
樹脂組成物に耐久性と耐スクラッチ性を与える。尚、高
結晶性エチレン−プロピレンコポリマーでは、エチレン
成分が10重量%以下、好ましくは3〜10重量%含有
されたものが選ばれる。
【0014】高結晶性ポリプロピレン系樹脂の配合量
は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物中に50〜90
重量%、好ましくは70〜80重量%である。50重量
%未満では、耐スクラッチ性や曲げ弾性率が悪くなり、
90重量%より多いと、耐衝撃性や耐スクラッチ性が悪
くなり好ましくない。
【0015】低分子量ポリプロピレン系樹脂は、前記高
結晶性ポリプロピレン系樹脂の低温における衝撃強度を
補完するために加えられる。低分子量ポリプロピレン系
樹脂は、プロピレンホモポリマー、エチレン−プロピレ
ンコポリマーあるいはこれらの混合物であり、メルトイ
ンデックスは15〜50g/10minである。
【0016】メルトインデックスは、溶融流動性の尺度
であり、メルトインデックスの大きなものほど溶融粘度
が小さく、分子量は一般に低い。低分子量ポリプロピレ
ン系樹脂は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の成形
時における流動性を向上させ、また低温時における衝撃
強度を補完するためであり、前記高結晶性ポリプロピレ
系樹脂のメルトインデックスより高いメルトインデッ
クスをもつ材料が選ばれる。
【0017】低分子量ポリプロピレン系樹脂の配合量
は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物中に7〜50重
量%、好ましくは20〜30重量%である。7重量%未
満では、流動性向上への寄与が小さく、50重量%より
多いと、衝撃強度の向上が不充分であり、耐スクラッチ
性も悪くなる。
【0018】無機充填材は、本発明のポリプロピレン樹
脂組成物の耐スクラッチ性と剛性を向上させ、かつ本発
明のポリプロピレン樹脂組成物の低コストに役立つ。
無機充填材は、タルク、ケイ灰石などであり、これらを
単独あるいは混合して使用する。無機充填材の形状は、
粒径が小さく、かつ球形に近いものが、粒子表面の張力
を増大させて剛性の向上が大きく好ましい。平均粒径
は、好ましくは1〜4μm、さらに好ましくは2〜3μ
mである。粒径が1μm未満であれば通常の配合方法で
は均一な分散が得難いことがあり、4μmを超えると粒
子を中心に亀裂が生ずる恐れがある。
【0019】無機充填材の配合量は、本発明のポリプロ
ピレン樹脂組成物中に0.1〜3重量%、好ましくは1
〜2重量%である。0.1重量%未満であると、無機充
填材の配合効果が充分でなく、3重量%を超えると、亀
裂が生じ易くなり好ましくない。
【0020】滑剤は、本発明のポリプロピレン樹脂組成
物の流動性と耐スクラッチ性を向上させるもので、脂肪
酸、脂肪酸アミド、脂肪酸モノエステル、これらを40
〜90重量%含むグリセリンモノステアレート、および
これらの混合物から選ばれる。滑剤の配合量は、本発明
のポリプロピレン樹脂組成物中0.1〜0.5重量%、
好ましくは0.3〜0.4重量%である。0.1重量%
未満では流動性向上の効果が充分でなく、0.5重量%
を超えてもそれ以上の耐スクラッチ性の向上が小さい。
【0021】本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、さ
らに必要に応じて弾性体を2重量%以内で加えることが
できる。ここで用いられる弾性体は、エチレン−プロピ
レン弾性体(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエン
系弾性体(EPDM)、メタロセン触媒から製造したポ
リエチレン弾性体、あるいはこれらの混合物である。
【0022】また、本発明のポリプロピレン樹脂組成物
において、前記組成物以外に、酸化防止剤、紫外線安定
剤、熱安定剤、その他加工助剤を添加することがある
が、本発明はこれらの添加剤を加えることにはなんら制
限を加えるものではない。
【0023】本発明のポリプロピレン樹脂組成物による
成形物の製造方法は特に限定されるものではないが、代
表的には、高結晶性ポリプロピレン系樹脂、低分子量ポ
リプロピレン系樹脂、無機充填材、滑剤、および必要に
よりその他添加剤を所定割合で混合/混練してペレット
化し、射出成形することにより達成できる。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するものの、本発明が実施例によって限定されるのでは
ない。
【0025】〔試料の調製〕 高結晶性ポリプロピレン系樹脂、低分子量のポリプロピ
レン系樹脂、無機充填材および滑剤を表1の比で混合
し、180〜230℃の温度条件の下で二軸スクリュ押
出機(twin−screw extruder)で溶
融混合/混練してペレットを製造し、次いでこれを射出
機を用いて成形し、物性測定のための試料とした。
【0026】
【表1】
【0027】[試験方法] 各試料を次の方法に基づいて測定した。 メルトインデックス(g/10min):ASTM D
−1238(230℃、2.16kg)に基づいて測定
した。 比重(g/ml):ASTM D−791に基づいて測
定した。 引張り強度(kg/cm):ASTM D―638
(試験片厚さ:3mm、23℃)に基づいて測定した。 曲げ弾性率(kg/cm):ASTM D−79(試
験片厚さ:6mm、23℃)に基づいて測定した。 衝撃強度(NOTCHED IZOD,kg・cm/c
m):ASTM D−256(試験片厚さ:6mm、2
3℃)に基づいて測定した。 熱変形温度(℃):ASTM D−648(4.6kg
load、試験片厚さ:6mm)に基づいて測定し
た。 鉛筆硬度:JIS K−0202に基づいて測定した。
【0028】〔試験結果〕 得られた結果を表2に示す。
【表2】 表2から分かるように、本発明のポリプロピレン樹脂組
成物は、耐熱性、耐衝撃性、および耐スクラッチ性に優
れているため、自動車内装品材料に使用することがで
き、材料の単一統合化ができる。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるポリプ
ロピレン樹脂組成物は、従来のエンジニアリング樹脂と
同等な物性をもち、既存のポリプロピレン樹脂に比べて
耐熱性、耐衝撃性および耐スクラッチ性に優れているの
で、自動車のフィラーやトリム部位などの成形品、その
他周辺部品に適用できる。これにより、これまで部品毎
に異なる樹脂を用いていたことで数多くあった樹脂の品
種を、本発明の組成物によって製造されたポリプロピレ
ン樹脂に単一統合することができ、射出機における樹脂
入換え作業や樹脂管理作業など作業の合理化、コスト低
減、品種間の色の違いの解消、再生材料の物性向上など
多くの利点が期待できる。
フロントページの続き (72)発明者 金 秀 烈 大韓民国 忠清南道 ソサン市 デサン −ウプ 現代石油化学株式会社内 (72)発明者 申 東 明 大韓民国 忠清南道 ソサン市 デサン −ウプ 現代石油化学株式会社内 (56)参考文献 特開2002−3692(JP,A) 特開 平8−311271(JP,A) 特開 平8−208912(JP,A) 特開 平9−143338(JP,A) 特開 平3−31348(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 23/00 - 23/36 C08K 3/00 - 3/40 C08K 5/00 - 5/59

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 13 C NMRによって測定されたペン
    タッド分率(%mmmm)が97%以上であり、かつメ
    ルトインデックスが0.5〜12g/10min.であ
    高結晶性ポリプロピレン系樹脂50〜90重量%、
    ルトインデックスが15〜50g/10min.である
    低分子量ポリプロピレン系樹脂7〜50重量%、無機充
    填材0.1〜3重量%、滑剤0.1〜0.5重量%から
    なり全体を100重量%とした成分で構成されているこ
    とを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 高結晶性ポリプロピレン系樹脂は、ポリ
    プロピレンホモポリマー、エチレン−プロピレンコポリ
    マーから選ばれることを特徴とする請求項1記載のポリ
    プロピレン樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 エチレン−プロピレンコポリマーは、エ
    チレン含量が3〜10重量%であることを特徴とする請
    求項2記載のポリプロピレン樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 低分子量ポリプロピレン系樹脂は、プロ
    ピレンホモポリマー、エチレン−プロピレンコポリマ
    ー、およびこれらの混合物から選ばれることを特徴とす
    る請求項1記載のポリプロピレン樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 無機充填材は、タルク、ケイ灰石、およ
    びこれらの混合物から選ばれ、かつ平均粒径が1〜4μ
    mであることを特徴とする請求項1記載のポリプロピレ
    ン樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 滑剤は、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸
    モノエステル、これらを40〜90重量%含むグリセリ
    ンモノステアレート、およびこれらの混合物から選ばれ
    ることを特徴とする請求項1記載のポリプロピレン樹脂
    組成物。
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