JPH07145280A - 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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JPH07145280A
JPH07145280A JP29361593A JP29361593A JPH07145280A JP H07145280 A JPH07145280 A JP H07145280A JP 29361593 A JP29361593 A JP 29361593A JP 29361593 A JP29361593 A JP 29361593A JP H07145280 A JPH07145280 A JP H07145280A
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JP
Japan
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component
polypropylene
resin composition
weight
present
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Pending
Application number
JP29361593A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Inoue
洋 井上
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 強度,剛性,耐熱性,成形加工性に優れ、か
つ低比重であるポリプロピレン樹脂組成物を提供する。 【構成】 (A)ポリプロピレン50〜95重量%、
(B)エチレン含有率が25〜50モル%のエチレン−
ビニルアルコール共重合体5〜50重量%からなる混合
物100重量部に対し、(C)繊維状および/または板
状充填剤を5〜50重量部加えてなる樹脂組成物におい
て、(A)成分のMFRが10〜300g/10分であ
り、上記組成物を調製する際の溶融混練条件下における
(B)成分の溶融粘度η(B)が(A)成分の溶融粘度η
(A)に対し、η(B)/η(A)≧3を満足することを特徴と
するポリプロピレン樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強度,剛性,耐熱性,
成形加工性に優れたポリプロピレン樹脂組成物に関する
ものであり、詳しくは特定のポリプロピレンに特定のエ
チレン−ビニルアルコール共重合体(以下EVOHと略
す)と繊維状および/または板状の充填剤とを配合した
ポリプロピレン樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレンは成形加工性,機械的特
性,電気的特性,耐水性,耐薬品性等に優れ、低比重で
安価であることから、各種成形品やフィルム,シート等
に広く利用されている。しかし、ポリプロピレンは耐熱
性,剛性がそれ程高くなく、新規な用途開拓を図るため
にはそれらをさらに改善することが望まれている。
【0003】これらの問題を解決するために、ポリプロ
ピレンにタルクやガラス繊維等の充填剤を添加して耐熱
性,剛性を改善しようとする試みが、従来より広く行わ
れている。しかし、このような方法によって得られた組
成物においては、耐熱性,剛性の改善効果は認められる
ものの、比重の大きな無機充填剤を多量に配合する結
果、比重が大きくなるばかりでなく、耐衝撃性が低下し
たり、溶融加工時の流動性が低下し、成形加工性に劣る
といった欠点を有していた。
【0004】また、ポリプロピレンの剛性を改善するこ
とを目的とし、ポリプロピレンに変性ポリプロピレンと
ポリビニルアルコールまたはEVOHとを配合すること
が提案されている(特開昭58−122950号公
報)。しかし、上記組成物は剛性や耐熱性の改良効果が
小さく、また、流動性が低下し、成形加工性にも劣ると
いった欠点を有していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解決した強度,剛性,耐熱性,成形加工性に
優れ、かつ低比重であるポリプロピレン樹脂組成物を提
供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、(A)ポ
リプロピレン50〜95重量%、(B)エチレン含有率
が25〜50モル%のエチレン−ビニルアルコール共重
合体5〜50重量%からなる混合物100重量部に対
し、(C)繊維状および/または板状充填剤を5〜50
重量部加えてなる樹脂組成物において、(A)のメルト
・フロー・レート(MFR,温度230℃,荷重216
0g下で測定した値)が10〜300g/10分であ
り、上記組成物を調製する際の溶融混練条件下における
(B)成分の溶融粘度η(B)が(A)成分の溶融粘度η
(A)に対し、下記式(1)を満足することを特徴とする
ポリプロピレン樹脂組成物 η(B)/η(A)≧3 (1) に関するものである。以下に本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明の組成物で(A)成分として用いら
れるポリプロピレンは、温度230℃,荷重2160g
下で測定したメルト・フロー・レート(MFR)が10
〜300g/10分であることが必要である。MFRが
10g/10分未満であると成形加工性に劣るばかりで
なく、EVOHおよび充填剤との配合における機械的特
性および耐熱性の向上効果に乏しいため好ましくない。
一方、MFRが300g/10分を越えるとポリプロピ
レン自体の機械的特性が低下してしまい、EVOHおよ
び充填剤と配合しても本発明の目的とする諸特性の改善
効果が十分に認められないものとなる。
【0008】また、本発明で用いられるポリプロピレン
は基本的にプロピレン単位からなる結晶性のポリマーで
あるが、必要に応じてその他のモノマー単位、特にエチ
レンおよび/または4〜6個の炭素原子を有する1つま
たは複数のα−オレフィンを40モル%以下の量で含む
ことができる。特に本発明においては、立体規則性ホモ
ポリプロピレン、エチレンを0.5〜30モル%含むブ
ロックプロピレンコポリマーやエチレンを0.1〜30
モル%含むランダムプロピレンコポリマーが好適に用い
られる。
【0009】この(A)成分であるポリプロピレンの配
合量は、ポリプロピレンとEVOHとの混合物全体に対
して50〜95重量%、好ましくは55〜90重量%の
範囲で選択することができる。配合割合が50重量%未
満では得られる組成物の比重が大きくなったり、流動性
が低下するため好ましくなく、また、95重量%を越え
ると目的とする諸特性の改善効果が十分ではなくなるた
め好ましくない。
【0010】次に、本発明の組成物で(B)成分として
用いられるEVOHは、エチレン−ビニルエステル共重
合体をケン化して得られるものである。ここで、ビニル
エステルとしては酢酸ビニルが代表的なものとして挙げ
られるが、その他の脂肪酸ビニルエステル(プロピオン
酸ビニル,ピバリン酸ビニル等)も使用できる。そして
本発明においては、EVOH中のエチレン含有率が25
〜50モル%であることが重要であり、27〜45モル
%のエチレンを含有するEVOHがより好適に用いられ
る。このエチレン含有率が25モル%未満では得られる
組成物の成形加工性が低下するため好ましくなく、50
モル%を越えると強度,剛性や耐熱性の改善効果が乏し
くなるため好ましくない。また、ビニルエステル成分の
ケン化度は96%以上であることが好ましく、さらに好
ましくは99%以上である。
【0011】さらに、本発明で(B)成分として用いる
EVOHとしては、本発明の組成物を調製する際の溶融
混練条件下における溶融粘度η(B)が、同条件下での
(A)成分ポリプロピレンの溶融粘度η(A)に対し、下
記式(1)を満足することが必要である。
【0012】 η(B)/η(A)≧3 (1) 即ち、(B)成分であるEVOHの溶融粘度が(A)成
分であるポリプロピレンのそれより3倍以上大きいこと
が、本発明の効果を達成する上で極めて重要である。そ
の理由は現在のところ詳細には解明されていないが、お
そらく溶融粘度の低いポリプロピレンがEVOHを効率
的に包み込み、剪断応力によりEVOHを層状または網
目状に引き伸ばすために、式(1)の条件を満足するこ
とが必要になるものと推定される。
【0013】また、本発明の組成物における(B)成分
であるEVOHの配合割合は、用いられるポリプロピレ
ンとEVOHの総量に対して5〜50重量%であり、好
ましくは10〜45重量%である。配合割合が5重量%
未満では目的とする諸物性の改善効果が十分ではなく、
一方、50重量%を越えると比重の増加や流動性の低下
が顕著になるため好ましくない。
【0014】さらに、本発明の組成物における(C)成
分としての充填剤は、繊維状および/または板状である
ことが必要である。ここで用いられる充填剤としては、
本発明の組成物を調製する際の溶融混練時の温度下かつ
剪断応力下において、溶融または可塑化しないものであ
れば有機系の充填剤であっても無機系の充填剤であって
もかまわない。ここで、繊維状または板状の充填剤とは
少なくともアスペクト比が1.5以上の繊維状または板
状の充填剤であり、アスペクト比が1.5未満の球状ま
たは粉粒状の充填剤は補強効果に劣るため本発明で用い
ることは好ましくない。また、本発明で用いられる充填
剤の平均粒径は特に制限されるわけではないが、0.0
1〜100μmであることが好ましい。
【0015】このような充填剤の具体例としては、ガラ
ス繊維,アスベスト繊維,カーボン繊維,シリカ繊維,
シリカ・アルミナ繊維,アルミナ繊維,ジルコニア繊
維,窒化ホウ素繊維,窒化ケイ素繊維,炭化ケイ素繊
維,ホウ素繊維,チタン酸カリウムウィスカー,酸化亜
鉛ウィスカー,セピオライト,ウォラストナイト,繊維
状炭酸カルシウムやステンレス,アルミニウム,チタ
ン,銅,真鍮等の金属繊維,芳香族ポリアミド繊維,芳
香族ポリイミド繊維,芳香族ポリエステル繊維等の繊維
状充填剤やタルク,マイカ,クレー,ガラスフレーク,
各種金属箔等の板状充填剤が挙げられる。
【0016】これら(C)成分である充填剤の配合割合
は、(A)成分として用いられるポリプロピレンと
(B)成分として用いられるEVOHの混合物100重
量部に対し5〜50重量部である。充填剤の配合割合が
5重量部未満では本発明の目的とする諸特性の改善効果
が十分でなく、一方、50重量部を越えると比重の増
加,流動性の低下が大きくなるため好ましくない。
【0017】本発明の組成物は上記(A),(B),
(C)成分よりなるものであり、その製造法については
特に制限はなく、各種の方法、例えば溶液ブレンド、溶
融ブレンド等の方法を用いることができるが、溶融ブレ
ンドが操作の簡便性から好ましい。混練条件は前述の式
(1)を満たしておれば特に制限はないが、180〜2
80℃の温度にて、50〜500sec-1の剪断速度下
で、30秒〜20分溶融混練することが好ましい。
【0018】また、混練順序も特に制限はなく、上記
(A),(B),(C)成分を同時に配合して混練して
も良いし、(B),(C)成分をあらかじめ混練した後
(A)成分を添加し、再度混練するといった二段階の混
練を行ってもかまわない。
【0019】なお、本発明のポリプロピレン樹脂組成物
には、さらにその目的を損なわない範囲で所望の特性を
付与するため、従来公知の添加剤、例えば潤滑剤、滑
剤、核材、染料、顔料、離型剤、酸化防止剤、熱安定
剤、耐候(光)性改良剤や(A)成分および(B)成分
以外の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、(C)成分以外の
充填剤等を配合しても良い。
【0020】本発明の組成物は、周知の射出成形機、溶
融押出成形機、圧縮成形機、吹込成形機、回転成形機等
を使用して、各種成形品、フィルム、シート、チュー
ブ、ボトル、カップ等に成形可能である。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
【0022】実施例1〜19 (A)成分として所定のポリプロピレン,(B)成分と
して所定のEVOH,(C)成分として所定の繊維状お
よび/または板状の充填剤を用い、表1に記載の割合で
あらかじめ混合し、ラボプラストミル(東洋精機(株)
製)を用いて表1および表2の条件下で溶融混練した
後、粉砕し、ペレットを得た。このペレットを小型射出
成形機(松下電器(株)製、パナジェクション)を用
い、シリンダー温度250℃,金型温度60℃にて試験
片に成形し、曲げ強度,曲げ弾性率,アイゾット衝撃強
度,熱変形温度および比重の測定を行った。また、混練
後のペレットを用い、MFRの測定を行った。結果を表
2に示す。なお、上記測定は下記方法に準拠して行っ
た。
【0023】 曲げ強度,曲げ弾性率:ASTM−D−790に準拠 アイゾット衝撃強度 :ASTM−D−256に準拠 熱変形温度(HDT):ASTM−D−648に準拠 MFR :ASTM−D−1238に準拠
し、230℃で測定 比重 :ASTM−D−792に準拠 表3および表4から明らかなように、本発明の組成物
は、曲げ強度,曲げ弾性率が大きく、HDTが高いうえ
に、MFRが大きく、成形加工性に優れ、かつ低比重で
あることがわかる。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】
【表4】
【0028】比較例1〜3 ポリプロピレン単体を実施例と同様の条件下で射出成形
し、試験片を作製して特性評価を行った。結果を表7に
示すが、実施例に比べ比重は小さいものの機械的特性、
熱的特性には劣っていることがわかる。
【0029】比較例4〜8 (A)成分として所定のポリプロピレン,(B)成分と
して所定のEVOHを用い、表5に記載の割合であらか
じめ混合した後、表5に記載の条件下で実施例と同様に
混練,射出成形を行い、試験片を作成して特性評価を行
った。結果を表7に示す。実施例に比べ比重は小さく、
流動性は同等であるが、機械的特性,熱的特性には劣っ
ていることがわかる。
【0030】比較例9〜11 (A)成分として所定のポリプロピレン,(C)成分と
してタルクを用い、表6に記載の割合であらかじめ混合
した後、表6に記載の条件下で実施例と同様に混練,射
出成形を行い、試験片を作製して特性評価を行った。結
果を表8に示すが、EVOHを添加しないと実施例に比
べ曲げ弾性率が低下することがわかる。
【0031】比較例12 (A)成分として所定のポリプロピレン,(B)成分と
して所定のEVOH,(C)成分として球状充填剤であ
る炭酸カルシウムを用い、表6に記載の割合であらかじ
め混合した後、表6に記載の条件下で実施例と同様に混
練,射出成形を行い、試験片を作製して特性評価を行っ
た。結果を表8に示すが、アスペクト比の小さい充填剤
を用いると、実施例のように繊維状および/または板状
の充填剤を用いた系に比べ、曲げ弾性率およびHDTが
低下することがわかる。
【0032】比較例13〜14 (A)成分として所定のポリプロピレン,(B)成分と
して本発明外のエチレン含有率を有するEVOHまたは
ポリビニルアルコール,(C)成分としてタルクを用
い、表6に記載の割合であらかじめ混合した後、表6に
記載の条件下で実施例と同様に混練,射出成形を行い、
試験片を作製して特性評価を行った。結果を表8に示す
が、(B)成分として本発明において規定された以外の
EVOHを用いた場合には、実施例に比べ機械的,熱的
特性および流動性に劣った組成物となり、一方(B)成
分としてポリビニルアルコールを用いた場合には、実施
例に比べ諸特性に劣っているばかりでなく、混練および
成形中にポリビニルアルコールが分解し、ガスが多量に
発生する上に悪臭もひどく、さらに得られた成形品は著
しく着色していた。
【0033】比較例15 (A)成分として本発明外のMFRを有するポリプロピ
レン,(B)成分として所定のEVOH,(C)成分と
してタルクを用い、表6に記載の割合であらかじめ混合
した後、表6に記載の条件下で実施例と同様に混練,射
出成形を行い、試験片を作製して特性評価を行った。結
果を表8に示すが、(A)成分として本発明において規
定された以外のポリプロピレンを用いた場合には、実施
例に比べ流動性に劣るばかりでなく、曲げ弾性率,HD
Tも改善効果が小さいことがわかる。
【0034】比較例16 (A)成分として所定のポリプロピレン,(B)成分と
して所定のEVOH,(C)成分としてタルクを用い、
表6に記載の割合であらかじめ混合した後、(A)成分
と(B)成分とが本発明外の溶融粘度比を取るような混
練条件下で混練を行い、実施例と同様に射出成形にて試
験片を作製して特性評価を行った。結果を表8に示す
が、実施例に比べ機械的特性および熱的特性に劣ってい
ることがわかる。
【0035】
【表5】
【0036】
【表6】
【0037】
【表7】
【0038】
【表8】
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のポリプロピレン樹脂組成物は、強度,剛性といった機
械的特性や耐熱性に優れ、成形加工性も良好で、比重も
比較的小さいため、従来ポリプロピレンが使用されてい
た用途のみならず、ポリプロピレンでは使用できないと
されてきた耐熱性や剛性を要求される用途においても、
用途開拓が図れるものと期待される。また、本発明のポ
リプロピレン樹脂組成物は、極性の大きなEVOHを含
有しているので、塗装性,印刷性等の改善にも効果を発
揮することが期待される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 29:04)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)ポリプロピレン50〜95重量%、
    (B)エチレン含有率が25〜50モル%のエチレン−
    ビニルアルコール共重合体5〜50重量%からなる混合
    物100重量部に対し、(C)繊維状および/または板
    状充填剤を5〜50重量部加えてなる樹脂組成物におい
    て、(A)成分のメルト・フロー・レート(MFR,温
    度230℃,荷重2160g下で測定した値)が10〜
    300g/10分であり、上記組成物を調製する際の溶
    融混練条件下における(B)成分の溶融粘度η(B)
    (A)成分の溶融粘度η(A)に対し、下記式(1)を満
    足することを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。 η(B)/η(A)≧3 (1)
JP29361593A 1993-11-24 1993-11-24 ポリプロピレン樹脂組成物 Pending JPH07145280A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017000577A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 サンスター株式会社 歯間清掃具
WO2023071296A1 (zh) * 2021-10-28 2023-05-04 金发科技股份有限公司 一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

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