JPH03294335A - ポリプロピレン系樹脂成形品およびその製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリプロピレン系樹脂成形品に関し、さらに詳
しくは１８０℃以上で溶融成形が可能で、優れた流動性
と耐熱性および機械的特性を有するポリプロピレン系樹
脂成形品およびその製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

ポリオレフィン系重合体は成形加工性、耐薬品性などに
優れた性質を有しており、かつ軽量であることから各種
の用途の成形品に広く用いられている。しかし、ポリオ
レフィン系重合体は、剛性、耐熱性などに劣っており、
無機質充填材等の添加によって欠点を補っている。

ガラス繊維やタルクに代表される汎用の無機質充填材は
、原料を紡糸、チョップ化あるいは粉砕することによっ
て初めて充填材として利用し得るため、樹脂と混練する
前に充填材の加工という工程が必要である。また、汎用
の無機質充填材の比重はポリオレフィン系重合体の約３
倍と大きく、これを添加することによってポリオレフィ
ン系重合体の軽量であるという利点が薄れてくるため、
あまり好ましくない。

異方性溶融相を形成する重合体は、近年開発された新規
性能を有する種々の重合体の中でも、特に分子鎖の平行
な配列を特徴とする異方性を示し、優れた機械的特性や
耐熱性を有する点で注目されている。

特開昭６４−３６６３５号では、超高分子量ポリエチレ
ンと異方性溶融相を形成する重合体とのブレンド組成物
が開示されているが、単に流動性を改良し成形加工性を
向上させることに留まっており、異方性溶融相を形成す
る重合体が本来持っている優れた機械的特性や耐熱性を
ベースポリマーに付与させる目的には使用されていない
。

特開昭５６−１１５３５７号では、ポリプロピレンと異
方性溶融相を形成する重合体とのブレンド組成物につい
て開示されているが、特開昭６４３６６３５号と同様に
成形加工性を改良するためのものであり、ブレンド物の
機械的特性等を改善するものではない。

この場合の成形加工性の向上は、両ポリマーが一体とな
って溶融しているときの粘度の低下がもたらす効果であ
り、言い換えると、両ポリマーが溶融状態をとっていな
ければその効果は生じない。

しかしながら、成形加工時、両ポリマーが溶融した場合
、異方性溶融相を形成する重合体の凝集が起こり、成形
品の剛性、耐衝撃性、伸度が著しく低下し、外観不良も
伴うことが明らかになった。

また、通常のポリプロピレンは優れた流動性を有するこ
とを特徴としているので、異方性溶融相を形成する重合
体をブレンドし溶融粘度を低下させることにより、かえ
って成形が困難なる場合もあることがわかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、ポリプロ
ピレンと異方性樹脂相を形成する重合体とのブレンド組
成物を用い、ポリプロピレンの優れた成形加工性や低比
重を維持しつつ、成形品の剛性や耐熱性が改良されたポ
リプロピレン系樹脂成形品およびその製造法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は前記課題を解決すべく鋭意研究を続けた結果
、ポリプロピレンと異方性溶融相を形成する重合体とを
、例えばペレット状のまま押出機中において造粒するだ
けで、異方性溶融相を形成する重合体が繊維状の有機フ
ィラーとなっている樹脂組成物が得られ、この樹脂組成
物をポリプロピレンのみが溶融し、異方性溶融相を形成
する重合体は熔融せずに上記形態を維持する温度で成形
することによって、ポリプロピレンの耐熱性や剛性が著
しく改良された成形品が得られることを発見して本発明
を完成するに到った。

すなわち本願の第１の発明は、ポリプロピレンを５０重
量％以上と、アスペクト比が１０以下の異方性溶融相を
形成する重合体を５重量％以上含有する樹脂組成物から
なる成形品である。

本願の第２の発明は、上記樹脂組成物を溶融状態で造粒
することによって、前記アスペクト比の異方性溶融相を
形成する重合体の繊維状形態を分散させた熱可塑性樹脂
組成物を製造し、この樹脂組成物を異方性溶融相を形成
する重合体が溶融しない温度で成形することを特徴とす
るポリプロピレン系樹脂成形品の製造法である。

本発明でいうポリプロピレンとしては、結晶性プロピレ
ン単独重合体、プロピレン成分を７０重量％以上含有す
る結晶性プロピレン系共重合体、結晶性プロピレン系樹
脂を変性した変性ポリプロピレン等がある。結晶性プロ
ピレン共重合体としては、例えばプロピレンとエチレン
、ブテン−１，４−メチルペンテン−１１ヘキセン−１
、オクテン−１等との共重合体がある。該結晶性プロピ
レン系樹脂を変性した変性ポリプロピレンとして、アク
リル酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸もしく
はその誘導体で変性した変性ポリオレフィンまたはこれ
らの２種以上の混合物を例示することができる。

本発明において異方性溶融相を形成する重合体とは、そ
の重合体が溶融時に光学異方性を示す温度範囲を持ち、
しかも冷却すると光学異方性を保持したままの状態で固
化するものである。固体状態での光学異方性は、偏光顕
微鏡を用いて容易に確認することができる。より具体的
には、１０μｍ以下のフィルム、またはミクロトーム等
を使用して１０μｍ以下に切断した切断片を偏光顕微鏡
のステージ上に置き、偏光子を直交させた状態で偏光を
解消することにより、異方性溶融相を形成する重合体で
あることが確認できる。

本発明でいう異方性溶融相を形成する重合体の具体例と
しては、上記のように光学異方性を示す、芳香族−脂肪
族ポリエステル、完全芳香族ポリエステル等であって、
例えば芳香族−脂肪族ポリエステルとしてはポリエチレ
ンテレフタレートとバラヒドロキシ安息香酸との共重合
体等があり、完全芳香族系ポリエステルとしてはバラヒ
ドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトイルの
２成分系共重合体、バラヒドロキシ安息香酸と６−ヒド
ロキシ−２−ナフトエ酸またはテレフタル酸と６−ヒド
ロキシ−２−ナフトイルとの３成分系の共重合体等があ
る。また本発明の形成品は、異方性溶融相を形成する重
合体のアスペクト比が１０以上の繊維状形態を有してお
り、形成品中におけるアスペクト比は、形成品を液体窒
素中で破断した破断面を走査型電子顕微鏡で観察するこ
とにより容易に確認できる。

ポリプロピレンと異方性溶融相を形成する重合体の混合
割合は、重量で９５〜５０：５〜５０、好ましくは９０
〜７０７１０〜３０である。重合体がこの範囲の外であ
ると、成形品にアスペクト比が１０以上の重合体の繊維
状形態の分散相が得られず、本発明の効果を生じない。

本発明樹脂組成物の造粒において、得られた造粒ペレッ
トに異方性溶融相を形成する重合体が、アスペクト比１
０以上の繊維状形態の分散相を発現させるには、剪断速
度ｌＸｌ０’　５ｅｔ−’において溶融粘度比が０．５
〜１．５、好ましくは０．８〜１．２となるようなシリ
ンダー温度で造粒することが望ましい。こる造粒ベット
のアスペクト比の確認は、約５μｍの切断片を偏光顕微
鏡で観察することにより容易に行うことができる。本発
明の成形品のアスペクト比１０以上の異方性溶融相を形
成する重合体にする方法は、造粒時、異方性溶融相を形
成する重合体がアスペクト比１０以上の繊維状形態を発
現させ、成形時に二〇造粒ペレットのアスペクト比１０
以上の繊維状形態を破壊することなく成形することによ
り得られる。

より具体的には、本発明組成物の造粒において、各成分
は通常ペレットの形で供給される。あらかじめ乾燥によ
って充分に水分除去が行われたそれぞれの成分は、計量
後にブレンダーまたはミル等を用いて物理的に混合され
る。両成分の混合体を作る最も好ましい方法は溶融押出
法である。押出機は樹脂が装置内において溶融状態で充
分に混合され、固化したときにチップやペレットにする
のに適したストランド形状で押出されるような単軸押出
機が特に好ましい。

得られた樹脂組成物のペレット中に異方性溶融相を形成
する重合体の繊維状の分散相が発現していることを確認
する方法は、ペレットを押出し方向と平行に切断した、
厚さ１０ａｍ以下の切断片を偏光顕微鏡下で観察するこ
とにより容易に確認できる。また、同時に異方性溶融相
を形成する重合体が脱偏光することにより光学異方性を
示している、つまり分子鎖が１方向に配向していること
も確認できる。

本発明の形成品を得るための形成方法は、造粒で得られ
た樹脂組成物中のアスペクト比が１０以上の異方性溶融
相を形成する重合体の分散相が溶融しない温度で行うこ
とが望ましく、言い換えると異方性溶融相を形成する重
合体の流動開始温度よりも低い温度で形成することが望
ましい。具体的には、異方性溶融相を形成する重合体と
して、ポリエチレンテレフタレートとバラヒドロキシ安
息香酸との共重合体とポリプロピレンとの混合物では１
８０〜２１０″Ｃ、バラヒドロキシ安息香酸と６−ヒド
ロキシ−２−ナフトイルとの共重合体とポリプロピレン
との混合物では１８０°Ｃから２５０°Ｃの温度範囲に
おいて各種成形を行えば、造粒時に発現した異方性溶融
相を形成する重合体のアスペクト比１０以上の繊維状形
態の分散相は破壊されることなく成形品中に存在させる
ことができる。これにより、成形時の再溶融による分散
相の凝集を避けることができ、両ポリマーを溶融させて
成形した場合に起こる分散相の凝集を防ぐことができる
。

造粒ペレット中の異方性溶融相を形成する重合体のアス
ペクト比１０以上の繊維状形態の分散相の確認は、ガラ
スナイフで押出方向に平行に切り出した厚さ約５μｍの
切断片の偏光顕微鏡観察で、また成形品中に存在する異
方性溶融相を形成する重合体のアスペクト比１０以上の
繊維状形態の分散相の確認は、成形品を液体窒素の中で
破断した破断面を走査型電子顕微鏡観察で行った。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、以下に実施例、比較例に記した諸物性は次の方法
で評価した。

（１）メルトフローレート： ＪＩＳ　　　Ｋ６７５８ （２）曲げ弾性率、曲げ強度： ＪＩＳ　　Ｋ７２０３ （３）引張強度：　　　　　ＪＩＳ　　Ｋ７１１３（４
）熱変形温度：　　　　ＪＩＳ　　Ｋ７２０７（１９７
７年版） （５）ヤング率、引張降伏点強度： ＡＳＴＭ　　Ｄ８Ｂ２ また、造粒ペレット中の異方性溶融相を形成する重合体
のアスペクト比１０以上の繊維状形態の分散相の確認は
、ガラスナイフで押出し方向に平行に切り出した厚さ約
５μｍの切断片を偏光顕微鏡観察で、成形品中に存在す
る異方性溶融相を形成する重合体のアスペクト比１０以
上の繊維状形態の分散相の確認は、成形品を液体窒素中
で破断した破断面を走査型電子顕微鏡観察で確認した。

実施例１ メルトフローレート２０ｇ／１０分のプロピレン単独重
合体（２，６−ジーｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．１
重量％、ステアリン酸カルシウム０゜１重量％含有）の
ペレットを１００〜５０重量％、異方性溶融相を形成す
る重合体としてあらかじめ１００℃で６時間の乾燥を施
した芳香族−脂肪族ポリエステル（ユニチカ社製：商品
名ロッドランＬＣ−３０００）のペレットを０〜５０重
量％、第１表に記載の配合割合で計量して、それぞれヘ
ンシェルミキサー（商品名）に入れ、３分間攪拌混合し
たのち、該混合物を口径４０ＩＩＩ１１の単軸押出機を
用いて溶融混線押出しペレット化して、ペレット状の熱
可塑性樹脂組成物を得た。押出しはヘン）Ｎ圧下、スク
リュウ回転数１１００ｒｐ、およびシリンダー温度２１
０″Ｃで行った。得られたペレット中の異方性溶融相を
形成する重合体は全てアスペクト比が１０以上の繊維状
の分散相であった。このペレットを東芝ｌ５−１００射
出成形機（東芝社製）に供し、シリンダー温度１９０°
Ｃ５金型温度５０°Ｃの条件で射出成形して曲げ試験片
および引張試験片を作成し、曲げ弾性率、曲げ強度およ
び引張強度を測定した。この条件で成形した成形品中の
異方性溶融相を形成する重合体の形態は、造粒時に発現
した形態を保持していた。

また、比較のためタルク（林化成社製：商品名ＰＫタル
ク）添加樹脂組成物（比較例１）およびウオラストナイ
ト（林化成社製：ＶＭ−８）添加樹脂組成物（比較例２
）についても試験片を作成し、同様の測定を行った。そ
の結果を第１表に示す。

第１表の結果から明らかなように、Ｂ成分とし。

て芳香族−脂肪族ポリエステルを５〜５０％含有させた
組成物（成形品）は比較例のものと較べて優れた機械的
性質を示すことがわかる。

実施例２ メルトフローレート５　ｇ／ｌ　０分のポリプロピレン
単独重合体（２，６−ジーｔ−ブチル−ｐ−クレゾール
０．１重量％、ステアリン酸カルシウム０．１重量％含
有）のペレットを１００〜５０重量％、異方性溶融相を
形成する重合体としてあらかじめ１４０°Ｃで６時間の
乾燥を施した完全芳香族ポリエステル（ポリプラスチッ
クス社製、商品名ベクトラＡ−９５０）のペレットを０
〜５０重量％を第２表に記載の配合割合で計量して、実
施例１と同様にしてペレット状の熱可塑性樹脂組成物を
得た。なお、押出機のシリンダー温度は２８０℃で行っ
た。ここで得られたペレット中の異方性溶融相を形成す
る重合体は全てアスペクト比１０以上の繊維状の分散相
を発現していた。得られたペレットをシリンダー温度２
１０℃、金型温度５０℃の条件で射出成形して熱変形温
度試験片を作成し、荷重４．６ｋｇ、１Ｂ、６ｋｇにお
ける熱変形温度を測定した。この条件で成形した成形品
中の異方性溶融相を形成する重合体の分散相は、ペレッ
ト中に発現していた形態を保持していた。

また、比較例としてタルク添加樹脂組成物（比較例３）
とウオラストナイト添加樹脂組成物（比較例４）につい
ても実施例２と同一条件で試験片を作成し、同様の測定
を行った。その結果を第２表に示す。本発明の組成物は
、ポリプロピレン単独重合体１００％のものや、市販の
添加剤を混入した比較例と較べても良好な熱変形温度を
有することがわかる。

実施例３ メルトフローレート１．０　ｇ　／　１０分のプロピレ
ン単独重合体（２，６−ジーｔ−ブチル−ｐ−クレゾー
ル０．１重量％、ステアリン酸カルシウム００１重量％
含有）のペレットを１００〜５０重量％、異方性溶融相
を形成する重合体としてあらかじめ１Ｏ−０°Ｃで６時
間の乾燥を施した芳香族−脂肪族ポリエステル（ユニチ
カ社製、商品名ロッドランＬＣ−３０００）のペレット
を０〜５０重量％、第３表に記載の配合割合で計量して
、実施例１と同様にしてペレット状の熱可塑性樹脂組成
物を得た。なお、押出機のシリンダー温度は２１０°Ｃ
で行った。ここで得られたペレット中の異方性溶融相を
形成する重合体は全てアスペクト比１０以上の繊維状の
分散相を発現していた。得られたたペレットをシリンダ
ー温度２１０°Ｃ１金型温度５０°Ｃの条件で射出成形
して熱変形温度試験片を作成し、荷重４．６　ｋｇ、１
８．６ｋｇにおける熱変形温度を測定した。この条件で
成形した成形品中の異方性溶融相を形成する重合体の分
散相は、ペレット中に発現していた形態を保持していた
。

また、比較例としてタルク添加樹脂組成物（比較例５）
についても実施例３と同一条件で試験片を作成し、同様
の測定を行った。その結果を第３表に示す。

実施例４ 実施例２に記載したポリプロピレンと異方性溶融相を形
成する重合体の溶融混合物のペレットを、シリンダー温
度２１０°Ｃ１金型温度５０°Ｃで射出成形し、アイゾ
ツト（ノツチ付き）試験片、引張試験片およびウェルド
試験片を作成し、アイゾント衝撃値、引張伸度およびウ
ェルド強度を測定した。この条件で成形した成形品中の
異方性溶融相を形成する重合体の分散相は、アスペクト
比１０以上の繊維状形態であり、造粒ペレットに発現し
た形態を維持していた。

また、比較例６として上記ペレットをシリンダー温度２
９０℃、金型温度５０°Ｃで射出成形し、同様の測定を
行った。この条件で成形した成形品中の異方性溶融相を
形成する重合体の分散相の形態は、ペレットで発現した
アスペクト比１０以上の形態を完全に崩しており、新た
に層状あるいは球状の分散相を形成していた。その結果
を第４表に示す。

〔発明の効果〕

本発明の成形品は、マトリックスであるポリプロピレン
中で、アスペクト比が１０以上の繊維状形態の異方性溶
融相を形成する重合体が特定量含有するので、ポリプロ
ピレンおよび異方性溶融相を形成する重合体の各々の長
所を生かし、軽量でかつ耐熱性、耐薬品性、剛性、成形
加工性等に優れる。従って、自動車用途などの各種分野
に幅広く使用されうるものである。

本発明の成形法によれば、造粒時に発現した異方性溶融
相を形成する重合体のアスペクト比１０以上の繊維状形
態の分散相を破壊することなく成形品中に存在させるこ
とができる。これにより、成形時の再溶融による分散相
の凝集を避けることができ、両ポリマーを溶融させて成
形した場合に起こる分散相の凝集による成形品の耐衝撃
性、ウェルド強度、引張伸度等の物性の低下を防ぐこと
ができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリプロピレンを５０重量％以上とアスペクト比
   が１０以上の異方性溶融相を形成する重合体を５重量％
   以上含有するポリプロピレン系樹脂成形品。
2. （２）請求項（１）記載のポリフロプレンおよび異方性
   溶融相を形成する重合体の混合物を溶融状態で造粒する
   ことによって、異方性溶融相を形成する重合体の繊維状
   形態を分散させた熱可塑性樹脂組成物を製造し、この樹
   脂組成物を異方性溶融相を形成する重合体が溶融しない
   温度で成形することを特徴とするポリプロピレン系樹脂
   成形品の製造法。