JP2018024750A - 樹脂組成物、及びこれから得られる成形体 - Google Patents
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Description
[1]JIS K7210に準拠し、230℃ 試験荷重2.16kgfで測定したメルトフローレート(MFR)が0.01〜100g/10分の範囲にあるプロピレン系重合体(A)と、プロピレン系ワックス(B)と、無機充填材(C)と、を含有し、前記プロピレン系重合体(A)および前記無機充填材(C)の含有量の合計を100質量部としたときに、前記プロピレン系重合体(A)を1〜70質量部、前記無機充填材(C)を30〜99質量部、前記プロピレン系ワックス(B)を0.1〜50質量部含み、前記プロピレン系ワックス(B)が、下記(i)および(ii)を満たす、樹脂組成物。
(i)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が300〜20000の範囲にある
(ii)酸価が1〜100mgKOH/gの範囲にある
[3]前記プロピレン系重合体(A)がプロピレン・エチレンブロック共重合体である、[1]または[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記無機充填材(C)がタルクである、[1]〜[3]に記載の樹脂組成物。
[5]前記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物から得られる、成形体。
本発明の樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)と、プロピレン系ワックス(B)と、無機充填材(C)とを含有する。ここで、プロピレン系重合体(A)は、特定のMFRを満たす比較的高分子量の重合体であり、プロピレン系ワックス(B)は比較的低分子量の重合体である点で、これらは異なる。
以下、各成分および各要件について説明する。
本発明の樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)は1種のみ含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
ここで、樹脂組成物から得られる成形体に耐傷付き性や機械強度等が要求される場合、曲げ弾性率は好ましくは500〜7000MPaであり、より好ましくは700〜5000MPaであり、特に好ましくは900〜3000MPaであり、さらに好ましくは1000〜2000MPaである。曲げ弾性率が上記範囲であると、樹脂組成物の加工性が優れるだけでなく、成形体の耐傷付き性、耐熱性、および機械強度のバランスが優れる。
プロピレン系ワックス(B)は、下記要件(i)および(ii)を満たす。さらに、要件(iii)または(iv)のうち、いずれか一方を少なくとも満たすことが好ましい。
(ii)酸価が1〜100mgKOH/gの範囲にある
(iii)JISK 2207に従って測定した軟化点が70〜170℃の範囲にある
(iv)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)が7.0以下である
の分散性が良好になる。
以下、未変性プロピレン系ワックス(B’)及びその製造方法について先に説明し、その後、これらを変性したプロピレン系ワックス(B)について説明する。
未変性プロピレン系ワックス(B’)は、立体特異性触媒の存在下、プロピレンと必要に応じて他の単量体とを共重合させて得られる重合体とすることができる。未変性プロピレン系ワックス(B’)は、プロピレンの単独重合体であってもよく、プロピレンを主体とする共重合体であってもよい。また、未変性プロピレン系ワックス(B’)は、高分子量のポリプロピレンを熱分解して得られるものであってもよい。また、未変性プロピレン系ワックス(B’)を含む組成物から、溶媒に対する溶解度の差で未変性プロピレン系ワックス(B’)のみを分別(溶媒分別)したり、沸点の差で分取(分子蒸留)したりしたものであってもよい。
本発明の樹脂組成物が含むプロピレン系ワックス(B)は、上述の未変性プロピレン系ワックス(B’)の酸変性物(例えば、不飽和カルボン酸誘導体モノマーによる変性物や空気酸化物)である。
無機充填材(C)としては、特に限定されることなく公知の無機充填材を用いることができるが、たとえば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、ハイドロタルサイト、ワラストナイト、ゾノトライト、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸カルシウム、クレー、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスフレーク、炭素繊維、カーボンブラック、グラファイト、石膏、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム等のチタン酸塩、酸化鉄、アルミナ、さらには亜鉛、銅、鉄、アルミニウム、マグネシウム、ケイ素、チタン等の金属粉末、あるいは金属繊維等が挙げられる。さらに、軽石粉、軽石バルン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、チタン酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、アスベスト、モンモリロナイト、ベントナイト、硫化モリブデン等が挙げられる。これらは単独でまたは混合して用いることができる。中でもタルク、マイカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等が好ましく、特にタルクが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、他の樹脂を、本発明の目的を損なわない範囲でさらに含んでいても良い。他の樹脂の含有量には特に制限されないが、プロピレン系重合体(A)100質量部に対して、0.1〜30質量部程度であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、無機充填材以外の充填材、すなわち有機物からなる充填材(以下、「有機充填材」とも称する)を含んでいてもよい。有機充填材の例には、リグニン、スターチ、木粉、木質繊維、竹、綿花、セルロース、ナノセルロース系繊維などの天然繊維、及びその含有製品等が含まれる。
本発明の樹脂組成物は、充填材以外の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、ポリオレフィンの分野において公知の添加剤が挙げられる。添加剤の例には、核剤、アンチブロッキング剤、顔料、染料、滑剤、発泡剤、可塑剤、離型剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、界面活性剤、帯電防止剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、スリップ防止剤、発泡剤、結晶化助剤、防曇剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、衝撃改良剤、架橋剤、共架橋剤、架橋助剤、粘着剤、軟化剤、加工助剤等が含まれる。
本発明の樹脂組成物は、任意の種々の方法を利用して、ドライブレンド、あるいは溶融ブレンドして製造することができる。具体的な方法としては、例えば、プロピレン系重合体(A)、プロピレン系ワックス(B)、無機充填材(C)および他の任意成分を、同時にまたは任意の順序で、タンブラー、V型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、単軸或いは二軸の押出機などでブレンドする方法とすることができる。あるいは、プロピレン系重合体(A)、プロピレン系ワックス(B)、無機充填材(C)および他の任意成分を、一度、任意の溶媒に分散、あるいは溶解させた後に、自然乾燥や加熱強制乾燥等、適宜乾燥させることにより、ブレンドしてもよい。
本発明の成形体は、上記樹脂組成物を従来公知の方法、例えば射出成形、コーティング、押出成形、圧縮成形等により、所望の形状に成形することにより製造することができる。成形体の形状は、特に限定されず、例えばフィルム状、板状、角柱状、円柱状等である。本発明の成形体は、従来公知のプロピレン系樹脂と同様の用途に用いることができる。具体的には、自動車部品や家電部品等に使用することができる。
プロピレン系重合体(A)として、プロピレン・エチレンブロック共重合体(株式会社プライムポリマー製ブロックポリプロピレン、商品名:プライムポリプロJ707G(JIS K2170に準拠して、230℃、試験荷重2.16kgfで測定したメルトフローレート:30g/10分)を用いた。
プロピレン系ワックスとして、表1に示す組成を有するW1およびW2を使用した。なお、W1は、未変性プロピレン系ワックス(プロピレン・エチレン共重合体)の無水マレイン酸変性物(本発明のプロピレン系ワックス(B)に相当)であり、W2は未変性のプロピレン系ワックス(プロピレン・エチレン共重合体)である。これらの物性等を表1に示す。また、これらの組成および各物性値の測定方法は、以下の通りである。
エチレン由来の構成単位、及びプロピレン由来の構成単位の含有割合は、13C−NMRスペクトルの解析により求めた。なお、表1においてC3はプロピレン、C2はエチレンを意味する。
数平均分子量Mn、および分子量分布(Mw/Mn)は、GPC測定から求めた。測定は以下の条件で行った。また、数平均分子量Mn、および重量平均分子量Mwは、市販の単分散標準ポリスチレンを用いて検量線を作成して求めた。
装置:ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC2000型(Waters社製)
溶剤:o−ジクロロベンゼン
カラム:TSKgel GMH6−HT×2、TSKgel GMH6−HTLカラム×2(何れも東ソー社製)
流速:1.0ml/分
試料:0.15mg/mL o−ジクロロベンゼン溶液
温度:140℃
JIS K2207に従って測定した。
JIS K7112の密度勾配管法で測定した。
JIS K5902に従って測定した。
無機充填材(C)として、タルク(浅田製粉社製、商品名:JM−209P(平均粒径(D50)3.9±0.4μm))を使用した。
[樹脂組成物の作製]
プロピレン系重合体(A)、無機充填材(C)、プロピレン系ワックス、およびステアリン酸カルシウムを、表2に示す配合量で混合した。当該混合物を、東洋精機社製ラボプラストミル(2軸バッチ式溶融混繊装置)を用い、設定温度210℃で、樹脂仕込み量50g(装置バッチ容積=60cm3)、50rpm、10分間の条件で溶融混練し、樹脂組成物を得た。なお、プロピレン系重合体(A)および無機充填材(C)の合計100質量部に対する、プロピレン系ワックスの量、およびステアリン酸カルシウムの量を表2に示す。また、当該樹脂組成物のMFRは、以下の方法で測定した。
得られた樹脂組成物のMFRをJIS K7210に従い、230℃、2.16kgfの条件で測定した。
樹脂組成物の溶融混練時の加工性を以下のように評価した。得られた樹脂組成物から成形体を作製し、引張強度や引張伸び、引張弾性率、アイゾッド衝撃強度、および表面外観を確認した。結果を表2に示す。
東洋精機社製ラボプラストミル(2軸バッチ式溶融混繊装置)を用い、設定温度210℃で、樹脂仕込み量50g(装置バッチ容積=60cm3)、50rpm、10分間の条件で溶融混練した。混練開始時のトルク値をトルク最大値とし、10分間後のトルク値をトルク定常値と定義した。トルク定常値をもとに加工性を、以下の基準で判断した。
○:トルク定常値が4N・m以下
△:トルク定常値が4N・m以上、4.5N・m以下
×:トルク定常値が4.5N・m以上
得られた樹脂組成物を、予熱210℃で5分間、加圧200℃で2分間、冷却20℃で4分間の条件でプレス成形し、厚さ2mmのシート状の成形体を得た。
得られた試験片について、以下の評価を行った。
ダンベル試験片(全長50mm、つかみ部の幅10mm、平行部の幅5mm、厚さ2mm)を作製し、チャック間距離30mm、試験速度50mm/分の条件で引張強度、引張伸び、引張弾性率を測定した。
ASTM D256−10に基づき、室温におけるアイゾット衝撃試験を行った。ノッチは機械加工とし、試験片は63.5mm(長さ)×12.7mm(幅)×2mm(厚さ)、ノッチ高さ10.16mmとした。
表面外観は作製したプレスシートの表面を目視で確認し、無機充填材(タルク)の凝集物と推定される表面の荒れを、以下の基準で判断した。
○:表面の荒れがない
△:一部、表面の荒れがある
×:表面の荒れがある
Claims (5)
- JIS K7210に準拠し、230℃ 試験荷重2.16kgfで測定したメルトフローレート(MFR)が0.01〜100g/10分の範囲にあるプロピレン系重合体(A)と、プロピレン系ワックス(B)と、無機充填材(C)と、を含有し、
前記プロピレン系重合体(A)および前記無機充填材(C)の含有量の合計を100質量部としたときに、前記プロピレン系重合体(A)を1〜70質量部、前記無機充填材(C)を30〜99質量部、前記プロピレン系ワックス(B)を0.1〜50質量部含み、
前記プロピレン系ワックス(B)が、下記(i)および(ii)を満たす、
樹脂組成物。
(i)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が300〜20000の範囲にある
(ii)酸価が1〜100mgKOH/gの範囲にある - 前記プロピレン系ワックス(B)が、プロピレン単独重合体、ならびにプロピレンと、エチレンおよび炭素原子数4〜12のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体の不飽和カルボン酸誘導体モノマー変性物または空気酸化物である、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記プロピレン系重合体(A)がプロピレン・エチレンブロック共重合体である、
請求項1または2に記載の樹脂組成物。 - 前記無機充填材(C)がタルクである、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物から得られる、
成形体。
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