JPS59152940A - ポリプロピレン系樹脂組成物 - 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】 本発明はポリプロピレン系樹脂組成物に関する。

熱可塑性樹脂は金属に比し大型化が容易で、しかも軽量
であるなどのすぐれた性質を有しているため、近年機械
部品、構造材料等として広く用いられている。

しかしながら、熱可塑性樹脂は引張り強さ、衝撃強さ、
硬さなどの機械的強度が金属に比し劣るほか、耐熱性２
寸法安定性等にも問題があるため、熱可塑性樹脂に鉄、
鉛、銅などの金属粉末を配合した樹脂組成物が提案され
ている。

この場合、金属粉末の配合量が少ないときは問題はない
が、金属粉末の配合量が多くなった場合、特に５０重量
％以上となった場合には■成形品の衝撃強さが劣る。■
成形時、金属粉末による成形機、混線機の摩耗損傷が激
しい。■成形性が悪化し、射出成形においてもゲート径
を犬としダイレクトゲートとしないと成形が困難であり
、小さな部品成形に限定される。■成形機、混練機内で
金属粉末が凝集、焼結し、ペレットおよび成形品の生産
性が極めて悪い。■成形品の連続生産時、成形品の重量
差および密度差が大きい等の問題点があシ、実用に耐え
得るものではなかった。

本発明者らは上記従来の問題点を解消すべく鋭意研究を
重ねた。その結果、樹脂としてポリプロピレン系樹脂を
用い、金属粉末として亜鉛粉末等を用い、これに変性ポ
リオレフィンを配合することによって亜鉛粉末等を多量
に配合し得ることを見出し、本発明を完成するに到った
。

すなわち本発明は（Ｎポリプロピレン系樹脂、（Ｂ）亜
鉛粉末および／または亜鉛で表面被覆しだ金属粉末もし
くは金属化合物粉末ならびに（Ｃ）変性ポリオレフィン
から々るポリプロピレン系樹脂組成物を提供するもので
ある。

本発明においてはまず原料成分（Ｎとしてポリプロピレ
ン系樹脂を用いる。ここでポリプロピレン系樹脂として
はプロピレンホモポリマーのほか、他の共重合成分との
ブロックコポリマー、ランダムコポリマーを挙げること
ができる。また、ポリプロピレンについても任意のもの
を使用でき、たとえばアタクチックポリマー、シンジオ
タクチックポリマー、アイソタクチックポリマーなどが
好適に用いられる。

次に本発明においては（Ｂ）成１分として、亜鉛粉末お
よび／または亜鉛で表面被覆した金属粉末もしくは金属
化合物粉末を用いる。

ここで亜鉛で表面被覆される金属粉末もしくは金属化合
物粉末としては、鉄、酸化鉄、銅、酸化鉛などの粉末が
挙げられる。このような金属粉末もしくは金属化合物粉
末を亜鉛で表面被覆する方法としては特に制限は々いが
、例えば（１）金属粉末もしくは金属化合物粉末に溶融
亜鉛を噴射塗着させる方法や（２）溶融亜鉛中に金属粉
末もしくは金属化合物粉末を投入し攪拌する方法が挙げ
られる。

なお、表面被覆する亜鉛の厚さは０．５〜３μの範囲が
好適である。また、粉末の粒径は通常１〜１５μ、好ま
しくは４〜６μである。

さらに、本発明においては（Ｃ）成分として変性ポリオ
レフィンを用いる。ここで変性ポリオレフィンとしては
ポリオレフィンを液状ゴムおよび／まだは不飽和カルボ
ン酸（無水物を含む）あるいはその誘導体で化学変性し
たものが好適に用いられる。ここで液状ゴムとしては、
末端ヒドロキシル化ポリブタジェンが好適である。この
化学変性ポリオレフィンを製造するにあたっては、ポリ
プロ　３　− ピレン等のポリオレフィン□、液状ゴムおよび不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体をキシレン、トルエン、ヘプ
タン、モノクロルベンゼン等ノ溶媒中で、ベンゾイルパ
ーオキサイド等のラジカル発生剤を用いて反応させれば
よい。この化学変性ポリオレフィンの製法の詳細に関し
ては特開昭５４−１２４０４９号公報に開示されている
。この化学変性ポリオレフィンを用いることにより、ポ
リプロピレン系樹脂と亜鉛粉末等との相溶性の向上を図
ることができ、しかも得られる成形品の衝撃強度の増大
を図ることができ、る。

本発明における上記（Ａ）　、　（Ｂ）および（Ｃ）成
分の配合割合は（Ａ）成分５〜５０重量部、好ましくは
１０〜２５重量部、（Ｂ）成分９５〜５０重量部、好ま
しくは９０〜７５重量部であり、（Ａ）　、　（Ｂ）両
成分の合計量１００重量部に対し、（Ｃ）成分１〜５重
量部、好ましくは２〜４重量部である。

なお、本発明においては必要に応じて適宜、滑剤、帯電
防止剤２着色剤、難燃剤、酸化防止剤。

紫外線吸収剤、可塑剤などの各種添加剤を加える　４− ことができる。ここで滑剤としては流動パラフィン、天
然パラフィン、ワックスなどの炭化水素系滑剤、高級脂
肪酸、オキシ脂肪酸などの脂肪酸系滑剤、脂肪酸の低級
アルコールエステルなどのエステル系滑剤、脂肪族アル
コール、ポリグリコールナトのアルコール系滑剤、ステ
アリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウムなどの金属
石けん、シリコンオイル、変性シリコンなどのシリコン
等が挙げられる。帯電防止剤としては各種の界面活性剤
が用いられる。また、着色剤としては難溶性アゾ染料、
赤色着色剤、カドミウムイエロー、クロームイエロー、
チタン白などが挙げられ、難燃剤としては無機系の酸化
アンチモン、酸化ジルコンなどや有機系のリン酸エステ
ル、トリクレジルホスフェートなどが挙げられる。酸化
防止剤としてはフェノール系のものが用いられ、紫外線
吸収剤としてはトリアゾール系、サリチル酸系、アクリ
ロニトリル系のものが用いられる。さらに可塑剤として
はフタル酸ジエステル、ブタノールジエステル、リン酸
エステルなどが挙げられる。

本発明では上述の原料酸１分の配合物を用い、これをま
ず１００〜２５０℃の温度にて高速ミキサーで５〜２０
分間混練する。この際の高速ミキサーの回転数は通常は
２００〜１０００　ｒ、ｐ、ｍ、であり、好捷しくは４
００〜９００　ｒ、ｐ、ｍ、である。ここで回転数が２
０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、未満ではゲル化が不充分で混練がで
きないこともあり、また回転数が１００　Ｏｒ、ｐ、ｍ
、を超えると原料温度が異常に上昇し、原料の劣化を起
す場合もある。

上記混線後、さらに８０〜１１０℃の温度にて低速ミキ
サーで混練する。この混線工程においては、比較的低温
下で混線が進行するため混練物は徐々に冷却されて細か
な塊状のものとなる。ここで低速ミキサーの回転数は特
に制限はないが、通常は１００．〜２０　Ｏｒ、ｐ、ｍ
、である。

このように二段の混線工程を経て得られだ混練物を、−
軸押出機を用いて通常は１９０〜２４０℃にて混練押出
しする。この工程は単々る押出し操作だけでなく、押出
しと共に充分な混線をも行なうことが肝要である。

このように混線を三段階に分けて充分に行なうわけであ
るが、混練すべき配合物中の（Ｂ）成分の割合が多いた
め、混線に際して通常の樹脂配合物に比べて用いる混線
機あるいは押出機はプラスチック用のものでもよいが、
よシ好ましくは窯業の分野で用いられるものである。

このように原料成分の配合物を充分に混練することによ
り本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を得ることがで
きる。

このようにして得られた本発明のポリプロピレン系樹脂
組成物を射出成形、押出成形、プレス成形等の成形手段
により適宜形状に成形して各種成形品を製造することが
できる。本発明のポリプロピレン系樹脂組成物において
は、各原料成分の配合量を適宜変更することによシ各種
用途の成形品、例えばスピーカーボックス、電磁波遮蔽
材、遮音用ハウジング（音響室）村などの他、ビデオデ
ツキ、レコードプレーヤー、テープレコーダー等に用い
られているフライホイールなどを製造することが可能で
ある。特に本発明のポリプロピレン系　７− 樹脂組成物は比較的多量の、金属粉末を配合して機械的
強度の高いものを得られるだめ、フライホイールの製造
に適している。なおこの場合、各成分の配合量は（Ａ）
成分を１０〜２０重量部、（Ｂ）成分を９０〜８０重量
部および（Ｃ）成分を２重量部とすることが好ましい。

第１図に本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を用いて
成形したフライホイールの一態様を示す。

本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は上記（Ａ）。

（Ｂ）　、　（Ｃ）成分を配合してなるものであるため
、成形品の衝撃強度にすぐれるとともに、成形時に金属
粉末による成形機、混線機の摩耗損傷が少ない。

しかも、成形性がよく、大型成形品を成形することが可
能である。さらに、本発明のポリプロピレン系樹脂組成
物はペレット生産時に成形機、混線機内で金属粉末が凝
集、焼結することがなくペレットの成形性および生産性
が高いのみならず、成形品の連続生産時、均一な重量お
よび密度の成形品を得ることができる。

したがって、本発明のポリプロピレン系樹脂組　８− 放物は各種機械部品、構造材料等の素材として有効に用
いることができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

製造例 変性ポリオレフィンの製造 攪拌翼と還流装置を備えた内容積５℃の三ロセパラブル
フラスコにポリプロピレン（メルトインデックス（Ｍｌ
）８　ｆ／１０分、密度０．９１　？　７ｃｍ３゜商品
名：Ｊ７００Ｇ、出光石油化学■製）１００重量部に対
して末端ヒドロキシル化１，４−ポリブタジェン（数平
均分子量３０００　、商品名：Ｐｏ１ｙ　ｂｄ　Ｒ４５
ＨＴ　、　ＡＲＣＯＣｈｅｍ、　Ｄｉｖ、製）５重量部
。

無水マレイン酸２０重量部、ジクミルパーオキサイド１
．７２重量部およびキシレン６００重量部を装入し、油
浴にて投げ込みヒーターを用いて加熱し、攪拌下で１２
０℃、１時間反応させ、その後１４０℃で３時間反応を
継続した。反応終了後、冷却し、大過剰のアセトン中に
沈澱させ、吸引濾過、さらに乾燥（７０℃にて５０時間
）して白色の粉末を得た。続いてこの粉末をソックスレ
ー抽吊装置に入れ、アセトンに゛よって１６時間抽出し
て、未反応のポリブタジェンおよび無水マレイン酸を除
去して本発明の（Ｃ）成分である変性ポリオレフィンを
得た。

実施例１〜１４および比較例１〜８ 第１表に示しだ配合物を、１８０℃に加熱した高速ミキ
サーに供給して１５分間攪拌混合し、配合物が伝熱およ
び攪拌熱により２００℃まで昇温しゲル化させ充分に混
練した。この混練後、２０℃の低速ミキサーで配合物を
１１０℃に冷却し、微細な塊状となるまで攪拌した。次
いで得られだ混練物を一軸押出機（口径５０瑞のベント
型押出機、ナカタΣ機械製、ＮＶＣ−５０）により樹脂
温度２４０℃で押出し、３φＸ５ｍのペレットを製造し
た。このペレットの生産性ならびにこのペレットを成形
して得られた成形品の評価結果を第１表に示す。なお、
評価は下記の方法によシ行なった。

評価方法 １、　ペレットの生・産性 一軸押出機で樹脂温度２４０℃の条件下で押出した時の
ストランドの状態を評価した。

２、成形性 ９０　Ｘ　］、　５０　Ｘ　７０端、肉厚５能のピンゲ
ート（１陥φ）の箱形状の成形品を、射出成形機（東芝
機械製、ｌＳ−１２５）を用いてシリンダ一温度２２０
〜２５０℃、金型温度７５〜８０℃、射出圧力６０１＋
１　／　ｃｍ２．射出時間２０秒の標準条件で射出成形
した時の形再現性および射出圧力で評価した。

○・・・良好 △・・・一部にヒケが発生し、まだ標準条件より射出圧
力が高い ×・・・成形品の一部が欠け、また射出圧力が１２０　
Ｈ／ｃｍ２（ゲージ圧）以上である　１１− ことが必要　・ ３、成形品の密度差 上記２の成形品を連続的に２０シヨツト成形し、成形品
の密度のバラツキを測定した。なお、成形条件は上記２
と同一である。

４、滞留性 射出成形機（東芝機械製、　ＩＳ　−１２５）内でシリ
ンダ一温度を２５０℃にセットし、配合物を滞留させ、
その分解；固化状態を評価した。

５、摩耗量 一軸押出機（ナカタニ機械製、ＮＶＣ−５０）を用いて
樹脂温度２４０℃で延べ２００時間押出成形を行ない、
窒化鋼処理したスクリュー（ヤマの径５０．１門φ、タ
ニの径４５．ｈｉ）　１２− の摩耗量を測定した。

６、　メルトインデックス ２３０℃、２．１６＃荷重での流れ値 ７、　アイゾツト衝撃強度 ＡＳＴＭ　Ｄ−２５６に準拠 ８、　引張り強さ ＡＳＴＭ　Ｄ−６３８に準拠 ＊１　ポリプロピレン（出光石油化学■製、商品名：Ｊ
−２０００Ｇ　、ＭＩ　＝１９　） ＊２金属粉未 実施例１〜５は亜鉛粉末（堺化学製１粒径４〜５μ、比
重７．１　）　（以下、亜鉛粉末はすべて堺化学製、比
重７．１である。）、実施例６は亜鉛で表面被覆した鉄
の粉末（同和鉄粉製。

粒径５〜７μ、比重７．２）、実施例７は亜鉛で表面被
覆した酸化鉄の粉末（同和鉄粉製。

粒径６〜１０μ、比重７．１）、実施例８は亜鉛で表面
被覆した銅の粉末（同和鉄粉製２粒径６〜１０μ、比重
７，４）、実施例９は亜鉛粉末（粒径１〜３μ）、実施
例１０は亜鉛粉末（粒径１０〜１５μ）、実施例１１お
よび１２は亜鉛粉末（粒径４〜５μ）、実施例】３は亜
鉛粉末（粒径４〜５μ）および亜鉛で表面被覆した鉄の
粉末（上記と同じ）、実施例１４は亜鉛粉末（粒径４〜
５μ）、比較例１は鉄粉（同和鉄粉製２粒径１０〜１５
μ。

比重７．８　）　、・比較例２は銅粉（同和鉄粉製。

粒径５〜７μ、比重８．９）、比較例３は酸化鉛粉末（
同和鉄粉槽５枝径１５〜２０μ、比重９．４）、比較例
４は酸化鉄粉末（同和鉄粉製２粒径３〜５μ、比重５．
１）、比較例５は亜鉛粉末（粒径４〜５μ）、比較例６
は亜鉛粉末（粒径２０〜３０μ）、比較例７および８は
亜鉛粉末（粒径４〜５μ）をそれぞれ使用した。

＊３変性ポリオレフィン 上記製造例で得られたものを使用した。

＊４酸化防止剤（チバガイギー社製、イルガノックス１
０１０　）を使用した。

＊５　アミノシラン（日本ユニカ製、／１１１００）を
使用した。

＊６射出圧力は］、　２０１ｃ’ｉ　／　ｃｍ２であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を用いて
成形したフライホイールの一態様を示す斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　（Ａ）ポリプロピレン系樹脂、（Ｂ）亜鉛粉末
   および／または亜鉛で表面被覆した金属粉末もしくは金
   属化合物粉末ならびに（Ｃ）変性ポリオレフィンからな
   るポリプロピレン系樹脂組成物。 ２、　　（Ａ）ポリプロピレン系樹脂５〜５０重量部、
   （Ｂ）亜鉛粉末および／または亜鉛で表面被覆した金属
   粉末もしくは金属化合物粉末９５〜５０重量部の合計量
   １００重量部に対し、（Ｃ）変性ポリオレフィン１〜５
   重量部を配合してなる特許請求の範囲第１項記載のポリ
   プロピレン系樹脂組成物。