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技術 ポリプロピレン樹脂組成物

出願人 日油株式会社
発明者 持舘和臣田村亨
出願日 2017年7月24日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2017-142386
公開日 2018年2月8日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2018-021192
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物
主要キーワード 疑似ピーク クロマトグラム図 連続式押出機 引っかき傷 混練造粒 界面強度 展開溶剤 材料破壊
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

解決手段

ポリプロピレン樹脂組成物が成分(A)、成分(B)および成分(C)を含有し、成分(A)の含有量と成分(B)の含有量との合計を100質量部としたとき、成分(A)の含有量が70〜90質量部であり、成分(B)の含有量が10〜30質量部であり、成分(C)の含有量が1〜5質量部である。 (A)ポリプロピレン: (B)平均粒子径が1μm〜8μmであるタルク: (C)ポリエチレングリコールであって、ゲル浸透クロマトグラフィーによって示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムにおいて屈折率強度最大点での分子量が2,000〜4,000であり、溶出開始点から屈折率強度最大点に対応する溶出時間までのピーク面積をS1とし、屈折率強度最大点に対応する溶出時間から溶出終了点までのピーク面積をS2としたとき、S2/S1が1.3〜2.0である。

概要

背景

従来、自動車インストルメントパネルドアトリム等の内装部品材質としては、ポリ塩化ビニルが主流であった。しかし、成形性、軽量性リサイクル性経済性に優れる等の点から、タルクを配合したポリプロピレン複合材への代替が進んでいる。しかし、このポリプロピレン複合材は、タルクを起点とした材料破壊が起きやすく、ポリ塩化ビニルと比較して、耐傷付き性耐衝撃性が劣るといった欠点がある。

タルクを配合したポリプロピレン複合材に付いた傷は、傷表面にタルクを起点とした材料破壊による微細凹凸ができたことで、光の散乱が起き、傷が白く目立つ問題を抱えている。このような問題を解決するために、様々な手法が提案されている。たとえば特許文献1においては、タルクを配合したポリプロピレン系複合材に脂肪酸アミドを添加することによって、耐傷付き性を向上させた組成物が提案されている。しかし、脂肪酸アミドはポリプロピレンに対して比較的相容しやすいため、成形品の表面に移行しにくく、耐傷付き性の改良効果が不十分である。

概要

耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れるポリプロピレン樹脂組成物を提供する。ポリプロピレン樹脂組成物が成分(A)、成分(B)および成分(C)を含有し、成分(A)の含有量と成分(B)の含有量との合計を100質量部としたとき、成分(A)の含有量が70〜90質量部であり、成分(B)の含有量が10〜30質量部であり、成分(C)の含有量が1〜5質量部である。 (A)ポリプロピレン: (B)平均粒子径が1μm〜8μmであるタルク: (C)ポリエチレングリコールであって、ゲル浸透クロマトグラフィーによって示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムにおいて屈折率強度最大点での分子量が2,000〜4,000であり、溶出開始点から屈折率強度最大点に対応する溶出時間までのピーク面積をS1とし、屈折率強度最大点に対応する溶出時間から溶出終了点までのピーク面積をS2としたとき、S2/S1が1.3〜2.0である。

目的

本発明は、耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れた成形品を製造しうるポリプロピレン樹脂組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

下記成分(A)、成分(B)および成分(C)を含有し、前記成分(A)の含有量と前記成分(B)の含有量との合計を100質量部としたとき、前記成分(A)の含有量が70〜90質量部であり、前記成分(B)の含有量が10〜30質量部であり、前記成分(C)の含有量が1〜5質量部であることを特徴とする、ポリプロピレン樹脂組成物。 (A)ポリプロピレン(B)平均粒子径が1μm〜8μmであるタルク(C)ポリエチレングリコールであって、ゲル浸透クロマトグラフィーによって示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムにおいて屈折率強度最大点での分子量が2,000〜4,000であり、溶出開始点から前記屈折率強度最大点に対応する溶出時間までのピーク面積をS1とし、前記屈折率強度最大点に対応する前記溶出時間から溶出終了点までのピーク面積をS2としたとき、S2/S1が1.3〜2.0である。

技術分野

0001

本発明は、耐傷付き性剛性耐衝撃性に優れた成形品を製造しうるポリプロピレン樹脂組成物に関する。

背景技術

0002

従来、自動車インストルメントパネルドアトリム等の内装部品材質としては、ポリ塩化ビニルが主流であった。しかし、成形性、軽量性リサイクル性経済性に優れる等の点から、タルクを配合したポリプロピレン複合材への代替が進んでいる。しかし、このポリプロピレン複合材は、タルクを起点とした材料破壊が起きやすく、ポリ塩化ビニルと比較して、耐傷付き性、耐衝撃性が劣るといった欠点がある。

0003

タルクを配合したポリプロピレン複合材に付いた傷は、傷表面にタルクを起点とした材料破壊による微細凹凸ができたことで、光の散乱が起き、傷が白く目立つ問題を抱えている。このような問題を解決するために、様々な手法が提案されている。たとえば特許文献1においては、タルクを配合したポリプロピレン系複合材に脂肪酸アミドを添加することによって、耐傷付き性を向上させた組成物が提案されている。しかし、脂肪酸アミドはポリプロピレンに対して比較的相容しやすいため、成形品の表面に移行しにくく、耐傷付き性の改良効果が不十分である。

先行技術

0004

特開2010−43252号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れた成形品を製造しうるポリプロピレン樹脂組成物を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、下記成分(A)、成分(B)および成分(C)を含有し、成分(A)の含有量と成分(B)の含有量との合計を100質量部としたとき、成分(A)の含有量が70〜90質量部であり、成分(B)の含有量が10〜30質量部であり、成分(C)の含有量が1〜5質量部であることを特徴とする。

(A)ポリプロピレン
(B)平均粒子径が1μm〜8μmであるタルク
(C)ポリエチレングリコールであって、ゲル浸透クロマトグラフィーによって示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムにおいて屈折率強度最大点での分子量が2,000〜4,000であり、溶出開始点から屈折率強度最大点に対応する溶出時間までのピーク面積をS1とし、屈折率強度最大点に対応する溶出時間から溶出終了点までのピーク面積をS2としたとき、S2/S1が1.3〜2.0である。

発明の効果

0007

本発明は、タルクを配合したポリプロピレンに、特定のポリエチレングリコールを配合することで、成形品表面の滑性と、ポリプロピレンとタルクとの界面強度を向上し、耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れた成形品を製造しうるポリプロピレン樹脂組成物を提供することができる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、本発明にて定義されるピーク面積S1、S2を説明するためのモデルクロマトグラム図である。

0009

以下、本発明について詳細に説明する。
<(A)ポリプロピレン>
本発明で用いられる(A)ポリプロピレンとしては、プロピレンを単独で重合したホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンを共重合したランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレンを重合し、引き続きホモポリプロピレンの存在下にプロピレンとエチレンを共重合したブロックポリプロピレンが挙げられる。この中でも耐衝撃性と剛性の観点から、ブロックポリプロピレンが特に好ましい。

0010

ブロックポリプロピレンとしては例えば、プライムポリマー製J708UG、J830HV、J715M、サンアロマー製PMA60Z、PMB60A、日本ポリプロ製BC02N、BC03GS等が挙げられる。

0011

<(B)タルク>
本発明に用いるタルクは、レーザー回折法で測定される平均粒子径が1μm〜8μmの範囲とする。平均粒子径が8μmより大きいと、耐傷付き性が悪化する。平均粒子径が1μmより小さいと、タルク同士の凝集力が大きく、ポリプロピレン中での分散不良を起こすため、耐傷付き性や剛性が悪化する。

0012

<(C)ポリエチレングリコール>
本発明に用いるポリエチレングリコールは、ゲル浸透クロマトグラフィーによって示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムにおいて屈折率強度最大点での分子量が2,000〜4,000である。ピーク面積比S2/S1が1.3〜2.0であっても、ポリエチレングリコールの分子量が2,000より小さいと、耐傷付き性が低下する。また、ピーク面積比S2/S1が1.3〜2.0であっても、分子量が4,000より大きいと、剛性が低下する傾向にある。こうした観点からは、ポリエチレングリコールの分子量は、2,500以上であることが更に好ましく、また3,500以下であることが更に好ましい。

0013

本発明で用いるポリエチレングリコールは、更に、溶出開始点から屈折率強度最大点に対応する溶出時間までのピーク面積をS1とし、屈折率強度最大点に対応する溶出時間から溶出終了点までのピーク面積をS2としたとき、S2/S1が1.3〜2.0である。

0014

ポリエチレングリコールの分子量が2,000〜4,000であっても、ピーク面積比S2/S1が2.0よりも大きいと、耐傷付き性が低下する。この観点からは、S2/S1は、1.8以下であることが更に好ましく、1.6以下であることが特に好ましい。また、ピーク面積比S2/S1が1.3よりも小さいと、製造が困難となり、かつ剛性、耐衝撃性が低下する。

0015

以下、この要件について更に説明する。
ピーク面積比(S2/S1)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)において、示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムによって規定される。このクロマトグラムとは、屈折率強度と溶出時間との関係を表すグラフである。

0016

ここで、図1は、ポリエチレングリコールのゲル浸透クロマトグラフィーにより得られるクロマトグラムのモデル図であり、横軸は溶出時間を、縦軸は示差屈折率計を用いて得られた屈折率強度を示す。

0017

ゲル浸透クロマトグラフ試料溶液注入して展開すると、最も分子量の高い分子から溶出が始まり、屈折率強度の増加に伴い、溶出曲線が上昇していく。その後、屈折率強度最大点Kを過ぎると、溶出曲線は下降していく。

0018

ポリエチレングリコールは、ゲル浸透クロマトグラフィーにおいて、クロマトグラムの屈折率極大点は通常は一つであり、単系のピークとなる。この際、ゲル浸透クロマトグラフィーに使用した展開溶媒などに起因するピークや、使用したカラムや装置に起因するベースライン揺らぎによる疑似ピークは除く。

0019

ここで、溶出開始点Oから屈折率強度最大点Kに対応する溶出時間Cまでのピーク面積をS1とする。なお、溶出時間Cは、屈折率強度最大点KからベースラインBへと引いた垂線Pと、ベースラインBとの交点にある。そして、溶出時間Cから溶出終了点Eまでのピーク面積をS2とする。ピーク面積S1は相対的に高分子量側の成分の量に対応し、ピーク面積S2は相対的に低分子量側の成分の量に対応する。そして、S2/S1が1.3〜2.0であるということは、低分子量側の成分が高分子量側の成分より、ある程度多いことを意味しており、この分子量バランスが、ポリプロピレン樹脂組成物の耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に寄与している。

0020

本発明において、前記ピーク面積比(S2/S1)を求めるためのゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)は、GPCシステムとしてTOSOHHLC−8320GPCを用い、カラムとしてTOSOH TSKgel Super Multipore HZ−Mを2本とTOSOH TSKgel Super H−RCを1本連続装着する。そして、カラム温度を40℃とし、基準物質ポリスチレンとし、展開溶剤としてテトラヒドロフランを用いる。展開溶剤は、1ml/分の流速で流し、サンプル濃度0.1重量%のサンプル溶液0.1mlを注入し、EcoSEC−Work Station GPC計算プログラムを用いて、屈折率強度と溶出時間で表されるクロマトグラムを得る。

0021

(各成分の比率
本発明では、成分(A)の含有量と成分(B)の含有量との合計を100質量部としたとき、成分(A)の含有量が70〜90質量部であり、成分(B)の含有量が10〜30質量部である。成分(B)(タルク)の含有量が30質量部を超えると、樹脂組成物の耐傷付き性と耐衝撃性とが低下する。また、成分(B)の含有量が10質量部未満であると、樹脂組成物の剛性と耐衝撃性とが低下する。

0022

(A)ポリプロピレンの含有量と(B)タルクの含有量との合計を100質量部としたとき、(C)ポリエチレングリコールの含有量は1〜5質量部とする。これによって、ポリプロピレン樹脂組成物の耐傷付き性、剛性、耐衝撃性が向上する。この観点からは、(C)ポリエチレングリコールの含有量は、2質量部以上とすることが更に好ましく、また、4質量部以下とすることが更に好ましい。

0023

<その他の添加剤
本発明のポリプロピレン樹脂組成物には、効果を阻害しない範囲で、ゴム可塑剤軟化剤酸化防止剤加工助剤難燃剤紫外線吸収剤着色剤等のその他の添加剤を添加することができる。

0024

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、(A)ポリプロピレンと、(B)タルクと、(C)ポリエチレングリコールとを溶融混練することにより製造することができ、混練温度は、180〜260℃、好ましくは200〜240℃で行えばよい。

0025

(A)ポリプロピレンと、(B)タルクと、(C)ポリエチレングリコールとの混練には、一軸押出機二軸押出機二軸ローター型押出機等の連続式押出機を使用することができる。得られたポリプロピレン樹脂組成物は、押出成形法射出成形法ブロー成形法圧縮成形法等、公知の成形方法により所定形状に成形加工することができる。

0026

本発明のポリプロピレン樹脂組成物は、耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れる。そのため、自動車のインストルメントパネルやドアトリム等の内装部品の材質として利用することができる。

0027

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
<ポリプロピレン樹脂組成物>
各成分を表1、表2に示す各組成でドライブレンドし、二軸押出機にて230℃の設定温度混練造粒することにより、ポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られたポリプロピレン樹脂組成物を射出成形機にてシリンダ温度230℃、金型温度30℃の設定で射出成形し、耐傷付き性、剛性、耐衝撃性を評価した。
なお、表1及び2中の、(C)ポリエチレングリコールの「分子量」とは、ゲル浸透クロマトグラフィーによって示差屈折率計を用いて得られたクロマトグラムにおいて屈折率強度最大点での重量平均分子量である。

0028

各性能の評価方法は次の通りである。
<耐傷付き性>
試験片(80mm×55mm×t2mm)に、ERICHSEN製スクラッチテスター430Pにて、荷重5N、ピン形状1mmφ、引っかき速度1,000mm/minの条件で、2mm間隔で縦横20本ずつ碁盤目状に引っかき傷を付けた。日本電色工業製SQ−2000にて、光源C視野10°、測定面φ30mmの条件で、試験片の傷付き前後の明度指数Lをそれぞれ測定し、その差(ΔL)を算出した。このLは、JIS Z 8781−4に規定されているL*a*b*色空間の値である。

0029

<剛性>
JIS K 7203に準拠し、23℃において曲げ速度2mm/minにて曲げ弾性率を測定した。

0030

<耐衝撃性>
JIS K 7110に準拠し、23℃においてノッチ付き試験片のアイゾット衝撃強度を測定した。

0031

0032

0033

表1の結果から明らかなように、実施例1〜10は、いずれも耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れていた。

0034

一方、比較例1〜9は、これらの性能バランスが不十分であった。
具体的には、比較例1は、タルクが過剰なため、耐傷付き性と耐衝撃性に劣っていた。比較例2は、タルクが過少なため、剛性と耐衝撃性に劣っていた。比較例3は、タルクの平均粒子径が過小なため、全ての性能が劣っていた。比較例4は、タルクの平均粒子径が過大なため、耐傷付き性に劣っていた。

0035

比較例5は、ポリエチレングリコールの分子量が過小なため、耐傷付き性に劣っていた。比較例6は、ポリエチレングリコールの分子量が過大なため、剛性に劣っていた。
比較例7は、ポリエチレングリコールのゲル浸透クロマトグラフィーにおけるピーク面積比S2/S1が過大なため、耐傷付き性に劣っていた。比較例8は、ポリエチレングリコールの配合量が過少なため、耐傷付き性と耐衝撃性に劣っていた。比較例9は、ポリエチレングリコールの配合量が過剰なため、全ての性能が劣っていた。

0036

以下、本発明のポリプロピレン樹脂組成物の好適な配合例について説明する。配合例1〜3において、ポリプロピレンとしてはプライムポリマー製J708UGを使用し、タルクとしては平均粒子径3μmのタルクを使用し、ポリエチレングリコールとしては、分子量3,500、S2/S1が1.3であるポリエチレングリコールを使用した。

0037

<配合例1>
ポリプロピレン80質量部
タルク20質量部
ポリエチレングリコール3質量部
エチレン−プロピレンゴム10質量部
ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオナート
0.1質量部
トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニルホスファイト
0.1質量部

0038

<配合例2>
ポリプロピレン70質量部
タルク30質量部
ポリエチレングリコール3質量部
2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−tert−ブチル−4−メチルフェノール
0.1質量部
テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルフタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート
0.1質量部

0039

<配合例3>
ポリプロピレン80質量部
タルク20質量部
ポリエチレングリコール3質量部
カーボンブラック1質量部
2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.1質量部
カルシウムステアレート0.1質量部
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート0.2質量部

実施例

0040

配合例1〜3で得られたポリプロピレン樹脂組成物は、いずれも耐傷付き性、剛性、耐衝撃性に優れていた。

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