JPH01121343A - ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ポリプロピレンおよびポリアミドをベースと
して含むガラス繊維で強化された、優れた表面状態を有
する熱可塑性樹脂組成物に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 ポリプロピレンと、ナイロン６などのポリアミドとを、
マレイン酸などの不飽和カルボン酸でグラフト変性した
ポリプロピレンを相溶化剤として溶融混練し、この混練
物にガラス繊維を添加してなるガラス繊維強化ポリプロ
ピレン・ポリアミド組成物は、従来から用いられている
。このガラス繊維強化ポリプロピレン・ポリアミド組成
物は、ガラス繊維強化ポリアミド組成物に匹敵する強度
、剛性、耐熱性を有するとともに、ガラス繊維強化ポリ
プロピレン組成物に匹敵する流動性、吸水寸法安定性、
吸水時強度・剛性保持率を有している。

このようにガラス繊維強化ポリプロピレン・ポリアミド
組成物は、優れた種々の特性を有しているが、この組成
物を射出成形して得られる成形品の表面に、フローマー
ク状の高光沢部と低光沢部とが現われ、外観が著しく劣
るという大きな問題点があった。このためガラス繊維強
化ポリプロピレン・ポリアミド組成物から得られる成形
品は、人目に触れる外観機能部品には使用できず、用途
が著しく制限されていた。

１匪０旦的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、優れた強度、剛性、耐熱性、
流動性、吸水寸法安定性、吸水時強度・剛性保持率など
を有するとともに、優れた表面状態を有する、ガラス繊
維強化熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的として
いる。

発明の概要 本発明に係るガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物は、下
記の成分（ａ）〜（ｄ）を含んでいることを特徴として
いる。

（ａ）プロピレン・エチレンブロック共重合体＝１０〜
５０重量％ エチレン含有量　５〜３０モル％ メルトフローレート　１．５ｇ／１０分以上（ｂ）ポリ
アミド：５〜７５重量％ （ｃ）ガラス繊維＝１０〜５０重Ｑ％ （ｄ）不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変
性された変性ポリプロピレン： ０．５〜５Φ量％ （ｅ）有機過酸化物：プロピレン・エチレンブロック共
重合体に対して０．０２〜 ０．５重量％ 本発明に係るガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物は、上
記成分（ａ）〜（ｄ）の各成分に加えて、（ｅ）有機過
酸化物を特定量で含んでいるので、ガラス繊維強化熱可
塑性樹脂組成物の有する優れた特性を有するとともに、
優れた表面状態をも有している。

ル里例旦体煎爺」 以下本発明に係るガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物の
各成分について具体的に説明する。

（ａ）プロピレン・エチレンブロック共重合体本発明に
係る熱可塑性樹脂組成物の一成分として用いられるプロ
ピレン・エチレンブロック共重合体（ａ）は、プロピレ
ンとエチレンとがブロック共重合体としてなる共重合体
であって、エチレン含有量は５〜３０モル％好ましくは
１５〜２５モル％であり、メルトフローレート（ＭＦＲ
：ＡＳＴＭ　　Ｄ１２３８．Ｌ）は１．５ｇ／１０分以
上好ましくは１０〜２５ｇ／１０分である。

このプロピレン・エチレンブロック共重合体のエチレン
含有量が５モル％未満であると、耐衝撃性が劣るため好
ましくなく、一方３０モル％を超えると、剛性が劣るた
め好ましくない。

このプロピレン・エチレンブロック共重合体のＶＦＲが
１．５９／１０分未満であると、溶融流動性が悪く、成
形性に劣るため好ましくなく、−方６０ｇ／１０分を超
えると、機械的強度が劣るため好ましくない。

上記特性を有するプロピレン・エチレンブロック共重合
体（ａ）のうち、 （Ｉ＞アイソタクチック指数が９０以上、好ましくは９
５以上であるポリプロピレン成分７５〜９０重量％、好
ましくは８０〜８５重量％と、（ｎ）プロピレン単位の
含有量が２０〜８０モル％、好ましくは４０〜８０モル
％であるプロピレン・エチレン共重合体成分１〜１５重
量％、好ましくは５〜１２重量％と、 （ＩＩＩ）極限粘度［η］が２．０ｄｌ／Ｉｊ以上であ
るポリエチレン成分、またはプロピレン単位の含有量が
１０モル％以下のエチレン共重合体成分５〜２５重量％
、好ましくは８〜１８重量％とからなる、エチレンとプ
ロピレンとを順次的に重合した共重合体が好ましく用い
られ、特に前記（ＩＩ＞のプロピレンエチレン共重合体
成分の代わりに、（ＩＶ）ミクロアイソタフティシティ
が０．８以上のプロピレン・エチレン共重合体成分を用
いた共重合体が好ましく用いられる。

このプロピレン・エチレンブロック共重合体（ａ）を構
成するプロピレン・エチレン共重合体成分（ＩＩ＞の量
が１重量％未満であると、耐′＠撃性に劣る場合がおる
ため好ましくなく、一方１５重最３を超えると、剛性が
低下する場合があるため好ましくない。

ミクロアイソタフティシティが０．８以上であるプロピ
レン・エチレン共重合体成分（ＩＶ）は、べたつきがな
いため好ましい。

ポリエチレン成分またはエチレン共重合体成分［［ＩＩ
の母が５正量％未満であると、耐衝撃性に劣る場合があ
るため好ましくなく、一方２５重量％を超えると、剛性
が低下する場合があるため好ましくない。極限粘度［η
］が２．０ｄｌ／ｇ以上であるポリエチレン成分または
エチレン共重合体成分［Ｉ［ＩＩは、機械的強度の改善
効果に優れているため好ましい。

本発明におけるエチレン含有口は、′３Ｃ−ＮＭＲ法に
より測定した値であり、アイソタクチック指数（ＩＩ＞
は、沸Ｗｌｌ、ｎ−へブタン不溶分を重量％で表わした
ものである。また極限粘度［η１は、デカリン溶媒、１
３５°Ｃで測定した値である。

プロピレン・エチレンブロック共重合体（ａ）は、通常
、立体規則性触媒、好ましくは担体付遷移金属成分およ
び有機アルミニウム化合物より成る触媒の存在下で、オ
レフィン類を一つの重合反応系中で手合させることによ
り得られる、いわゆる非ポリマ−ブレンド・タイプの共
重合体でおり、そ２６６１３号に詳述している。

しかしながら、本発明で用いられるプロピレン・エチレ
ンブロック共重合体（ａ）は、必ずしも一つの手合反応
系中で重合させることによりｊｑられた一種の重合体に
限らず、別々に重合された二種以上のプロピレン・エチ
レンブロック共重合体の混合物であってもよい。この場
合、混合物のエチレン含有量およびＭＦＲが前記範囲内
でなければならない。

本発明で用いられるプロピレン・エチレンブロック共重
合体は、通常、デカリン溶媒１３５°Ｃにおける極限粘
度［η］が１．４〜２．８ｄ、ｆｌ／３好ましくは１．
６〜１．９ｄＪ）／ｇの範囲にある。

このプロピレン・エチレンブロック共重合体は、組成物
中に１０〜５０重量％好ましくは２０〜４５重量％の量
で用いられる。この共重合体の量が１０重量％未満であ
ると、溶融流動性が悪く、成形性に劣るため好ましくな
く、一方５０重量％を超えると、機械的強度が劣るため
好ましくない。

（ｂ）ポリアミド ポリアミドとしては、ヘキサメチレンジアミン、デカメ
ヂレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２．２．４
−または２．４．４−トリメチルへキシリレンジアミン
、１．３−または１，４−ビス（アミノメチル）シクロ
ヘキサン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシルメタン）、
ｍ−またはｐ−キシリレンジアミンなどの脂肪族、脂環
族、芳香族などのジアミンと、アジピン酸、スペリン酸
、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタ
ル酸、イソフタル酸などの脂肪族、脂環族、芳香族など
のジカルボン酸との重縮合によって得られるポリアミド
が用いられる。また上記ポリアミドとしては、ε−アミ
ノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸などのアミノ
カルボン酸の縮合によって得られるポリアミド、ε−カ
プロラクタム、ω−ラウロラクタム等のラクタムから得
られるポリアミドあるいはこれらの成分からなる共千合
ポリアミド、これらポリアミドの混合物なども用いられ
る。具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン
６１０、ナイロン９、ナイロン１１、ナイロン１２、ナ
イロン６／６６、ナイロン６６／６１０、ナイロン６／
１１などが用いられる。これらの中では、剛性、耐熱性
の良好な点でナイロン６およびナイロン６６が好ましい
。

また分子足もとくに限定はされないが、通常相対粘度η
ｒ（ＪＩＳ　　Ｋ　　６８１０．９８％硫酸中で測定）
が１．０以上のポリアミドが用いられるが、中でも２．
０以上のものが機械的強度が優れる点で好ましい。

このようなポリアミドは、組成物中に、５〜７５重量％
好ましくは１０〜６０重最％の伝で用いられる。

このポリアミドの最が５重足％未満では、充分な機械的
強度が１？られないため好ましくなく、−方７５徂量％
を超えると吸水により強度低下および寸法変化が大きく
なるため好ましくない。

（ｃ）ガラス繊維 ガラス繊維としては、ガラスロービング、ガラスチョツ
プドストランド、ガラスミルドファイバー、ガラスパウ
ダー、ガラスステーブル、ガラスクロスなど、従来プラ
スチック補強材として知られているガラス繊維が広く用
いられうる。

このガラス繊維は、組成物中に１０〜５０重量％好まし
くは１５〜５０重間％の量で用いられる。

このガラス繊維の量が１０重間％未満であると、機械的
強度、特に耐熱強度が低下するため好ましくなく、一方
５０重ω％を超えると、溶融流動性が低下するとともに
、成形品表面の外観を損うため好ましくない。

（ｄ）変主ポリプロピレン 本発明で用いられる変性ポリプロピレンは、ポリプロピ
レンが不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変
性されており、グラフト変性量は０．０１〜１０重量％
でおることが好ましい。

グラフト変性量が０．０１重量％未満であると、（ａ）
プロピレン・エチレンブロック共重合体と（Ｂ）ポリア
ミドとの相溶性が劣り、耐熱性、機械的強度に優れた組
成物が得られないため好ましくなく、一方グラフト変性
量が１０重３％を超えると、得られる組成物の耐水性が
低下する傾向にあるため好ましくない。

ポリプロピレンをグラフト変性する際に、グラフトモノ
マーとして用いられる不飽和カルボン酸またはその誘導
体としては、アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、テ
トラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロ
トン酸、イソクロトン酸、ナジック酸■（エンドシス−
ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン−２，３−ジ
カルボン酸）などの不飽和カルボン酸、またはその誘導
体、たとえば酸ハライド、アミド、イミド、無水物、エ
ステルなどが用いられる。具体的には、塩化マレニル、
マレイミド、無水マレトン酸、無水シトラコン酸、マレ
イン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシジルマ
レエートなどが例示される。これらの中では、不飽和ジ
カルボン酸またはその酸無水物が好適であり、とくにマ
レイン酸、ナジック酸■あるいはこれらの酸無水物が好
適である。

不飽和カルボン酸またはその誘導体から選ばれるグラフ
トモノマーを前記のベースとなるオレフィン重合体にグ
ラフト共重合して変性物を製造するには、従来公知の種
々の方法を採用することができる。たとえば、このオレ
フィン重合体を溶融させグラフトモノマーを添加してグ
ラフト共重合させる方法あるいは溶媒に溶解させグラフ
トモノマーを添加してクラフト共重合させる方法がある
。いずれの場合にも、前記グラフトモノマーを効率よく
グラフト共重合させるためには、ラジカル開始剤の存在
下に反応を実施することが好ましい。

グラフト反応は通常６０〜３５０’Ｃの温度で行われる
。ラジカル開始剤の使用割合はポリプロビレ２１００３
最部に対して通常０．００１〜１重最部の範囲である。

ラジカル開始剤としては有機ペルオキシド、有機ベルエ
ステル、その他アゾ化合物が挙げられる。これらラジカ
ル開始剤の中でもジクミルペルオキシド、ジーｔｅｒｔ
−ブチルペルオキシド、２．５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３，２，５
−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ
）ヘキサン、１．４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキ
シイソプロピル）ベンゼンなどのジアルキルペルオキシ
ドが好ましい。

この変性ポリプロピレンは、組成物中に０．５〜５重最
％の量で用いられる。この変性ポリプロピレンの量が０
．５重量％未満では、プロピレン・エチレンブロック共
重合体と、ポリアミドとの相溶性が劣り、組成物の機械
的強度が低下するため好ましくなく、一方５重量％を超
えると、組成物の平均分子量が低下し、機械的強度が低
下するため好ましくない。

（ｅ）有機過酸化物 有機過酸化物としては、具体的には、過酸化ベンゾイル
、過酸化ラウロイル、過酸化ジクミル、１−３ビス（ｔ
−ブチルパーオキシイソプロビル）ベンピンなどが用い
られる。

この有機過酸化物は、組成物中のプロピレン・エチレン
ブロック共重合体に対して０．０２〜０．５重量％の最
で用いられる。

この有機過酸化物が、プロピレン・エチレンブロック共
重合体に対して０．０２重ｆｆｉ％未満では、成形品表
面の光沢が低下するため好ましくなく、一方０．５重量
％を超えると、組成物の平均分子量が低下し、機械的強
度が低下するため好ましくない。

本発明に係るガラス繊維強化ポリプロピレン・ポリアミ
ド組成物中に、上記のような有機過酸化物を配合するこ
とによって、該組成物を射出成形して得られる成形品の
表面に、７０−マーク状の高光沢部と低光沢部とが現わ
れることが防止され、外観に著しく優れた成形品を得る
ことができる。

このため、該組成物から得られる成形品を人目に触れる
外観機能部品として用いることができるようになる。

本発明に係るガラス繊維強化ポリプロピレン・ポリアミ
ド組１成物は、上記成分ｉａ）〜（ｅ）を前記型組範囲
で、たとえばヘンシェルミキサー、■−ブレンダー、リ
ボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどで混合した
俊、単軸押出機、多軸押出機、ニーダ−、バンバリーミ
キサーなどで溶融混練することにより得られる。中でも
多軸押出機、ニーダ−、バンバリーミキサ−などの混練
性能のすぐれた機材を使うことにより、各成分がより均
一に分散した高品質の造粒された組成物が得られる。

この造粒された組成物を、単軸押出機、ベント式押出機
、二本スクリュー押出機、円錐型二本スクリュー押出機
、コニーダー、プラティフィケーター、ミクストルーダ
ー、二輪コニカルスクリュー押出機、遊星ねじ押出機、
歯車型押出機、スクリューレス押出機などを用いて射出
成形あるいは回転成形すれば、成形品が得られる。

発明の効果 本発明に係るガラス繊維強化ポリプロピレン・ポリアミ
ド組成物は、上記成分（ａ）〜（ｄ）の各成分に加えて
、（ｅ）有機過酸化物を特定量で含んでいるので、ガラ
ス繊維強化ポリプロピレン・ポリアミド組成物の有する
優れた特性を有するとともに、優れた表面状態をも有し
ている。　　　　。

実施例 以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

実施例１ （ａ）プロピレン・エチレンブロック共重合体（エチレ
ン含有量２５モル％、メルトフローレート１４ｃＪ／１
０分＞３０重量部、 （ｂ）ポリアミド（ナイロン６、相対粘度２．６）４０
重量部、 （ｃ）ガラス繊維（長さ３Ｉｎｆｒ１、直径１３μｍ）
３０重ω部、 （ｄ）マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン（無水マ
レイン酸グラフトｆｌ、　３　、０型口％）１小母部、
および （ｅ）有機過酸化物（１−３ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シイソプロピル）ベンゼン） 前記（ａ）プロピレン・エチレンブロック共重合体に対
して０．０５ｆｆｌｆｆ１部を、混合し、タンブラーミ
キサーでに拝復４５％φの二４ｑｂ押出機て造粒した。

得られたベレットより試験片を射出成形し、この試験片
を用いて、下記のにつな特性を測定した。

結果を表１に示す。

また得られた試験片の表面状態を目視により観察したと
ころ、この試験片の表面は光沢むらがなく゛均一に高光
沢度を有していた。

なお各特性は下記のようにして測定した。

ＴＳ　　：ＡＳＴＭ　　Ｄ６３８ ＦＳ　　：ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０ ＦＭ　　：ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０ ＩＺ　　：ＡＳＴＭ　　Ｄ２５６ ＨＤＴ：ＡＳＴＭ　　Ｄ６４８ グロス：ＡＳＴＭ　　Ｄ５２３に準じた下記の方法によ
って測定した。

成形品表面の光沢むらは、着色成形品にａ３いて題名に
観察されるため、クロス測定に先立ら、カーホンブラッ
ク０．２５％添加着色品にて厚ざ２＃、縦１２０＃、横
１３０ｍの角板を成形した。

この角板中央部にａ３いて、縦横９　ｍｍｍ隔隔縦横そ
れぞれ１０列ずつになるように、１００の測定点を決め
、この１００の測定点について光沢度を測定した。

なお通常は、ガラス繊維強化材料のように光沢度レベル
の低い材料のクロス測定は、入射角６０’あるいはそれ
以上の角度で行なわれるが、本発明では目視による感覚
と測定値との間の対応がよく取れているという理由で入
射角２０°による測定を行なった。

測定効果の評価方法としては、１００点の測定値の平均
をもって光沢度レベルを、またその分散をもって光沢む
らを評価した。

比較例１ 実施例１において、プロピレン・エチレンブロック共重
合体の代わりに、ホモポリプロピレン重合体（メルトフ
ローレート１１　ｇ／ｌ　０分）を用い、しかも有機過
酸化物を全く配合しなかった以外は、実施例１と同様に
して、ガラス霜維強化熱可塑性樹脂組成物を調製し、こ
の組成物から試験片を製造した。次いで実施例１と同様
にして試験片の特性を測定した。

結果を表１に示づ”。

また得られた試験片の表面状態を目視により観察したと
ころ、試験片の表面にはフローマーク状の高光沢部と低
光沢部とが現われ、外観に著しく劣っていた。

比較例２ 実施例１におい−Ｃ１右機過酸化物を全く配合しなかっ
た以外は、実施例１と同様にして、ガラス繊維強化熱可
塑性樹脂組成物を調製し、この組成物から試験片を製造
した。次いで実施例１と同様にして試験片の特性を測定
した。

結果を表１に示す。

また得られた試験片の表面状態を目視により観察したと
ころ、試験片の表面には光沢むらはないが、光沢レベル
が全体的に低かった。

比較例３ 実施例１において、プロピレン・エチレンブロック共重
合体の代わりに、ホモポリプロピレン重合体（前述の比
較例１に同じ）を用いた以外は、実施例１と同様にして
、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物を調製し、この組
成物から試験片を製造した。次いで実施例１と同様にし
て試験片の特性を測定した。

結果を表１に示す。

また得られた試験片の表面状態を目視により観察したと
ころ、比較例１と同様、試験片の表面にはフローマーク
状の高光沢部と低光沢部とが現われ、外観が著しく劣っ
ていた。

去−１ 注）比較例１に対するＦ値 ちなみに、自由度１００のＦ−分布１％点は、Ｆｌｏｏ
　（０，０１＞＝１．５９である。

この表１から、本発明に係るガラス繊維強化熱可塑性樹
脂組成物は、ホモポリ１０ピレン重合体を用いて、かつ
イーＪ！過酸化物を含まない組成物（比較例１）、およ
びホモポリプロピレン重合体を用いて、かつ有機過酸化
物を含む組成物（比較例３〉と比較して、ＴＳ、ＦＳ、
ＦＭ、ＨＤＴなどの特性では遜色がなく、ＩＺ、ではむ
しろ優れた特性を有していることがわかる。

また本発明に係るガラス繊維強化ポリプロピレン・ポリ
アミド組成物は、有機過酸化物を含まない組成物（比較
例２）とほぼ同等の特性を有していることがわかる。

ざらに、実施例］の組成物は、比較例１に比べて、均一
高光沢の成形品が得られていることがわかる。

実施例１の組成物の外観改良効果は、数値としても表わ
れている。すなわら、クロス測定値の分散は最も小さく
、かつその平均値は比較例１および３とほぼ同等のもの
となっている。また、Ｆ検定の結果、比較例１に対して
実施例１のみが危険率１％で“分散（光沢むら）の有意
差有り″となっており、光沢むらの改善効果が認められ
る。

代理人　　弁理士　　銘木　俊一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）プロピレン・エチレンブロック共重合体：１０〜
   ５０重量％ エチレン含有量５〜３０モル％ メルトフローレート１．５ｇ／１０分以上 （ｂ）ポリアミド：５〜７５重量％ （ｃ）ガラス繊維：１０〜５０重量％ （ｄ）不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変
   性された変性ポリプロピレン： ０．５〜５重量％ （ｅ）有機過酸化物：プロピレン・エチレンブロック共
   重合体に対して０．０２〜０．５重量％ を含んでなることを特徴とする、ガラス繊維強化熱可塑
   性樹脂組成物。