JP3500432B2 - ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
ン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。
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
ン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。
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化に役立つ。
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。
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化に役立つ。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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/cm2):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/cm2):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。
−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/cm2):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/cm2):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。
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。
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)
- 【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
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
とを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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