JP5124663B2 - マスターバッチペレット及びプロピレン樹脂組成物成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
従って、本発明の目的は、剛性を高いレベルで保持しつつ、0℃以下のような低温下においても高いアイゾット衝撃強度や面衝撃強度を示すプロピレン樹脂組成物成形体の製造を可能とする方法を提供することにある。
(A)オレフィン重合体、
(B)繊維状塩基性硫酸マグネシウム、
(C)エラストマー、
(D)炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、炭素原子数が16以上の一価アルコール、多価アルコール及び脂肪酸のマグネシウムもしくはマグネシウムよりもイオン化傾向が低い金属の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の滑剤、
(E)脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪族リン酸エステル及びカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の繊維状塩基性硫酸マグネシウムの表面処理剤の各成分を、
(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに、(A)が1〜45質量部の範囲の量、(B)が35〜80質量部の範囲の量、(C)が5〜45質量部の範囲の量、(D)が0.01〜10.0質量部の範囲の量、(E)が0.01〜15.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに、(D)が0.02〜15.0質量部の範囲の量で、かつ(E)が0.02〜20.0質量部の範囲の量にて含むマスターバッチペレットにある。
(1)(A)が、プロピレン重合体、エチレン重合体及びエチレン−プロピレン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種のオレフィン重合体である。
(2)(B)が、平均繊維太さが0.1〜1.0μmの範囲にあって、平均アスペクト比が5〜50の範囲にある繊維状塩基性硫酸マグネシウムである。
(3)(C)が、エチレン−ブテン系エラストマー、エチレン−オクテン系エラストマー及びスチレン系エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも一種のエラストマーである。
(4)(D)を(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに0.1〜5.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに0.2〜5.0質量部の範囲の量にて含む。
(5)(E)を(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに0.03〜10.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに0.06〜15.0質量部の範囲の量にて含む。
下記成分を含む繊維状塩基性硫酸マグネシウム含有マスターバッチペレットを用意する工程;
(A)オレフィン重合体、
(B)繊維状塩基性硫酸マグネシウム、
(C)エラストマー、
(D)炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、炭素原子数が16以上の一価アルコール、多価アルコール及び脂肪酸のマグネシウムもしくはマグネシウムよりもイオン化傾向が低い金属の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の滑剤、
(E)脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪族リン酸エステル及びカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の繊維状塩基性硫酸マグネシウムの表面処理剤;
繊維状塩基性硫酸マグネシウム含有マスターバッチペレット100質量部に対して、プロピレン重合体を含む希釈樹脂ペレットを100〜2000質量部の範囲となる量にて混合し、溶融混練した後、成形する工程。
オレフィン重合体は、ASTM−D1238(温度230℃、荷重2.16kg)に準拠した方法により測定されるメルトフローレート(MFR)が3〜300g/10分の範囲にあることが好ましい。オレフィン重合体の例としては、エチレン重合体、プロピレン重合体及びエチレン−プロピレン共重合体を挙げることができる。プロピレン重合体の例としては、本質的に結晶性のプロピレン単独重合体、及びプロピレン単位成分が50モル%以上である本質的に結晶性のプロピレン及びα−オレフィン単量体との共重合体を挙げることができる。これらの重合体はそれぞれを単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
繊維状塩基性硫酸マグネシウムは、平均繊維太さが0.1〜1.0μmの範囲にあって、平均アスペクト比(平均繊維長/平均繊維太さ)が5以上、特に5〜50の範囲にあることが好ましい。ここで繊維状塩基性硫酸マグネシウムの平均繊維長及び平均繊維太さは、走査型電子顕微鏡(SEM)による拡大画像から測定した繊維長及び繊維太さの平均値を意味する。繊維状塩基性硫酸マグネシウムは、複数の繊維状粒子の集合体もしくは結合体であってもよい。
エラストマーの例としては、エチレン−α−オレフィン共重合系エラストマー、及びスチレン系エラストマーを挙げることができる。エラストマーは、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
滑剤は、繊維状塩基性硫酸マグネシウムに親和性を示さないことが好ましい。従って、滑剤は、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、炭素原子数16以上の一価アルコール、多価アルコール及び脂肪酸のマグネシウムもしくはマグネシウムよりもイオン化傾向が低い金属の塩の中から選択して使用する。これらの滑剤は、それぞれを単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの滑剤の中で好ましいのは、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、及び脂肪酸の金属塩であり、特に好ましいのは脂肪酸の金属塩である。
表面処理剤は繊維状塩基性硫酸マグネシウムに反応性を有していてもよい。表面処理剤は、脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪族リン酸エステル及びカップリング剤の中から選択して使用する。これらの表面処理剤は、それぞれを単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの表面処理剤の中で好ましいのは、脂肪酸、脂肪族リン酸エステル及びカップリング剤である。なお、表面処理剤はマグネシウムよりもイオン化傾向の高い金属(例、リチウム、カリウム、ナトリウム、カルシウム)と塩を形成していてもよい。
(1)マスターバッチペレットの製造
プロピレン重合体[MFR(温度230℃、荷重2.16kg):49.4g/10分]を10質量部、繊維状塩基性硫酸マグネシウム(平均繊維長:15μm、平均繊維太さ:0.5μm)を70質量部、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマー(SEPS)[MFR(温度230℃、荷重2.16kg):5.0g/10分]を20質量部、ステアリン酸マグネシウムを1.47質量部、ステアリン酸を0.14質量部の割合にてタンブラーに投入してドライブレンドした。得られた混合物を、二軸混練機に投入し、200℃の温度で溶融混練した後、直径3mmのストランド状に押出し、長さ3mmとなるように切断してマスターバッチペレットを製造した。
プロピレン重合体[MFR(温度230℃、荷重2.16kg):50.0g/10分]を62質量部、エチレン−1−ブテン共重合エラストマー(EBR)[MFR(温度190℃、荷重2.16kg):5.0g/10分]を30質量部、タルク(平均粒子径:4.7μm)を8質量部、ステアリン酸カルシウムを0.1質量部の割合にてタンブラーに投入してドライブレンドした。得られた混合物を、二軸混練機に投入し、200℃の温度で溶融混練した後、直径3mmのストランド状に押出し、長さ3mmとなるように切断して希釈樹脂ペレットを製造した。
上記(1)で得られたマスターバッチペレット7.4質量部と、上記(2)で得られた希釈樹脂ペレット92.6質量部とを混合した後、射出成形機に投入し、200℃の温度で射出成形して、プロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、ステアリン酸の配合量を0.70質量部(実施例2)、2.10質量部(実施例3)に変えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、ステアリン酸の代わりにオレイン酸を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、ステアリン酸の代わりに脂肪族リン酸エステル(アデカスタブAX−71、(株)ADEKA社製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、ステアリン酸の代わりにチタネート系カップリング剤(KR44、味の素ファインテクノ(株)製)を0.07質量部(実施例6)、0.70質量部(実施例7)、3.00質量部(実施例8)、7.00質量部(実施例9)加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、ステアリン酸の代わりにチタネート系カップリング剤(KRTTS、味の素ファインテクノ(株)製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマーの代わりにエチレン−1−ブテン共重合エラストマー(EBR)[MFR(温度190℃、荷重2.16kg):5.0g/10分]を20質量部加え、さらにステアリン酸の代わりにチタネート系カップリング剤(KR44、味の素ファインテクノ(株)製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマーの代わりにエチレン−1−ブテン共重合エラストマー(EBR)[MFR(温度190℃、荷重2.16kg):5.0g/10分]を20質量部加え、さらにステアリン酸の代わりにチタネート系カップリング剤(KRTTS、味の素ファインテクノ(株)製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマーの代わりにエチレン−1−オクテン共重合エラストマー(EOR)[MFR(温度190℃、荷重2.16kg):5.0g/10分]を20質量部加え、さらにステアリン酸の代わりにチタネート系カップリング剤(KR44、味の素ファインテクノ(株)製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマーの代わりにエチレン−1−オクテン共重合エラストマー(EOR)[MFR(温度190℃、荷重2.16kg):5.0g/10分]を20質量部加え、さらにステアリン酸の代わりにチタネート系カップリング剤(KRTTS、味の素ファインテクノ(株)製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、ステアリン酸の代わりにシラン系カップリング剤(A−1100、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製)を0.70質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1の(1)マスターバッチペレットの製造において、プロピレン重合体の配合量を30質量部とし、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマーとステアリン酸とを加えなかったこと以外は、実施例1と同様にしてプロピレン樹脂組成物成形体のテストピースを製造した。
実施例1〜15及び比較例1にて製造したプロピレン樹脂組成物成形体テストピースのアイゾット衝撃強度、デュポン衝撃強度及び曲げ弾性率を次の方法により測定した。その結果を、マスターバッチペレットの配合比と共に下記の表1に示す。
ASTM−D256に規定された方法に従って測定した。測定温度は−30℃とした。
テストピースのサイズは、縦80mm×横80mm×厚さ3mmとした。テストピースを−30℃の温度の環境下に5時間静置した後、デュポン衝撃強度測定装置(撃ち型の半径:6.35±0.03mm、錘重の重さ:6kg、錘重の最大落下高さ:90cm)を用いて測定した。
測定には5個のテストピースを用いた。クラックが発生するまで、錘重の落下位置を徐々に高くしていき、5個のテストピースがクラックの発生なしとなる高さのうち最も高い落下位置(cm)と錘重の重さ(6kg)とを掛けた値をデュポン衝撃強度(kgf・cm)とした。
なお、錘重の落下位置を90cmとしてもクラックが生じないテストピースは、デュポン衝撃強度を540kgf・cm以上とした。
ASTM−D790に規定された方法に従って測定した。
────────────────────────────────────────
マスターバッチペレットの配合比 アイゾット デュポン
───────────────── 衝撃強度 衝撃強度 曲げ弾性率
(A) (B) (C) (D) (E) (J/m) (kgf・cm) (MPa)
────────────────────────────────────────
実施例1 10 70 20 1.47 0.14 85.4 540以上 2165
実施例2 10 70 20 1.47 0.70 94.6 540以上 2197
実施例3 10 70 20 1.47 2.10 82.7 540以上 2255
実施例4 10 70 20 1.47 0.70 84.9 540以上 2192
実施例5 10 70 20 1.47 0.70 91.1 540以上 2270
実施例6 10 70 20 1.47 0.07 93.3 540以上 2129
実施例7 10 70 20 1.47 0.70 94.6 540以上 2376
実施例8 10 70 20 1.47 3.00 85.6 540以上 2179
実施例9 10 70 20 1.47 7.00 85.0 540以上 2186
実施例10 10 70 20 1.47 0.70 84.7 540以上 2140
実施例11 10 70 20 1.47 0.70 77.2 540以上 2330
実施例12 10 70 20 1.47 0.70 76.5 540以上 2284
実施例13 10 70 20 1.47 0.70 78.9 540以上 2263
実施例14 10 70 20 1.47 0.70 82.5 540以上 2105
実施例15 10 70 20 1.47 0.70 85.4 540以上 2165
────────────────────────────────────────
比較例1 30 70 0 1.47 0 68.1 300 2311
────────────────────────────────────────
(A):プロピレン重合体
(B):繊維状塩基性硫酸マグネシウム
(C):エラストマー(実施例1〜10及び15:スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合エラストマー、実施例11〜12:エチレン−1−ブテン共重合エラストマー、実施例13〜14:エチレン−1−オクテン共重合エラストマー)
(D):滑剤(ステアリン酸マグネシウム)
(E):表面処理剤(実施例1〜3:ステアリン酸、実施例4:オレイン酸、実施例5:脂肪族リン酸エステル、実施例6〜14:チタネート系カップリング剤、実施例15:シラン系カップリング剤)
Claims (11)
- (A)オレフィン重合体、
(B)繊維状塩基性硫酸マグネシウム、
(C)エラストマー、
(D)炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、炭素原子数が16以上の一価アルコール、多価アルコール及び脂肪酸のマグネシウムもしくはマグネシウムよりもイオン化傾向が低い金属の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の滑剤、
(E)脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪族リン酸エステル及びカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の繊維状塩基性硫酸マグネシウムの表面処理剤の各成分を、
(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに、(A)が1〜45質量部の範囲の量、(B)が35〜80質量部の範囲の量、(C)が5〜45質量部の範囲の量、(D)が0.01〜10.0質量部の範囲の量、(E)が0.01〜15.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに、(D)が0.02〜15.0質量部の範囲の量で、かつ(E)が0.02〜20.0質量部の範囲の量にて含むマスターバッチペレット。 - (A)が、プロピレン重合体、エチレン重合体及びエチレン−プロピレン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種のオレフィン重合体である請求項1に記載のマスターバッチペレット。
- (B)が、平均繊維太さが0.1〜1.0μmの範囲にあって、平均アスペクト比が5〜50の範囲にある繊維状塩基性硫酸マグネシウムである請求項1に記載のマスターバッチペレット。
- (C)が、エチレン−ブテン系エラストマー、エチレン−オクテン系エラストマー及びスチレン系エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも一種のエラストマーである請求項1に記載のマスターバッチペレット。
- (D)を(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに0.1〜5.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに0.2〜5.0質量部の範囲の量にて含む請求項1に記載のマスターバッチペレット。
- (E)を(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに0.03〜10.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに0.06〜15.0質量部の範囲の量にて含む請求項1に記載のマスターバッチペレット。
- 下記の工程からなる繊維状塩基性硫酸マグネシウム含有プロピレン樹脂組成物成形体の製造方法:
下記成分を含む繊維状塩基性硫酸マグネシウム含有マスターバッチペレットを用意する工程;
(A)オレフィン重合体、
(B)繊維状塩基性硫酸マグネシウム、
(C)エラストマー、
(D)炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、炭素原子数が16以上の一価アルコール、多価アルコール及び脂肪酸のマグネシウムもしくはマグネシウムよりもイオン化傾向が低い金属の塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の滑剤、
(E)脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪族リン酸エステル及びカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも一種の繊維状塩基性硫酸マグネシウムの表面処理剤;
繊維状塩基性硫酸マグネシウム含有マスターバッチペレット100質量部に対して、プロピレン重合体を含む希釈樹脂ペレットを100〜2000質量部の範囲となる量にて混合し、溶融混練した後、成形する工程。 - 繊維状塩基性硫酸マグネシウム含有マスターバッチペレットが、(A)、(B)及び(C)の合計量を100質量部としたときに、(A)が1〜45質量部の範囲の量、(B)が35〜80質量部の範囲の量、(C)が5〜45質量部の範囲の量、(D)が0.01〜10.0質量部の範囲の量、(E)が0.01〜15.0質量部の範囲の量で、かつ(B)の量を100質量部としたときに、(D)が0.02〜15.0質量部の範囲の量で、かつ(E)が0.02〜20.0質量部の範囲の量にて含む請求項7に記載の方法。
- (A)が、プロピレン重合体、エチレン重合体及びエチレン−プロピレン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種のオレフィン重合体である請求項7に記載の方法。
- (B)が、平均繊維太さが0.1〜1.0μmの範囲にあって、平均アスペクト比が5〜50の範囲にある繊維状塩基性硫酸マグネシウムである請求項7に記載の方法。
- (C)が、エチレン−ブテン系エラストマー、エチレン−オクテン系エラストマー及びスチレン系エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも一種のエラストマーである請求項7に記載の方法。
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