ポリオレフィン系樹脂組成物、並びにこれを用いてなる成形体及びその製造方法
【課題】衝撃強度及び剛性の双方が向上された成形体を提供することが可能なポリオレフィン系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むことを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物を提供する。ジヒドロキシステアリン酸金属塩としては、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛又は１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウムが好ましく用いられる。さらに、本発明は、上記ポリオレフィン系樹脂組成物を成形してなる成形体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むことを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物を提供する。ジヒドロキシステアリン酸金属塩としては、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛又は１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウムが好ましく用いられる。さらに、本発明は、上記ポリオレフィン系樹脂組成物を成形してなる成形体及びその製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃強度及び剛性に優れている成形体を提供することが可能なポリオレフィン系樹脂組成物、並びに上記ポリオレフィン系樹脂組成物を用いてなる成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン系樹脂は、軽量性、成形性及び衝撃強度などに優れていることから、自動車部品や家電部品用など様々な分野において成形体として用いられている（特許文献１）。
【０００３】
ポリプロピレン系樹脂は衝撃強度に優れている一方で剛性が低いことから、衝撃強度及び剛性の双方に優れていることが求められる用途に用いられる成形体に直接用いることができない場合があった。そこで、ポリプロピレン系樹脂にタルク、ガラス繊維、及び炭酸カルシウムなどの無機系充填剤を添加することにより、得られる成形体の剛性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無機系充填剤は、ポリプロピレン系樹脂に対するなじみ性が低く、ポリプロピレン系樹脂中で凝集し易いため、ポリプロピレン系樹脂に無機系充填剤を単に添加しただけでは、無機系充填剤が凝集することによって、得られる成形体の衝撃強度を低下させる問題があった。また、ポリプロピレン系樹脂に無機系充填剤を添加しても十分な剛性の向上も図れていない。
【０００６】
そこで、本発明は、衝撃強度及び剛性に優れている成形体を提供することが可能なポリオレフィン系樹脂組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、衝撃強度及び剛性に優れている成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むことを特徴とする。
【０００８】
［ポリオレフィン系樹脂］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、及びポリエチレン系樹脂などが挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【０００９】
ポリプロピレン系樹脂として、具体的には、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−共役ジエン共重合体、ホモポリプロピレン中にオレフィン系ゴムが分散されてなるポリプロピレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００１０】
プロピレン−α−オレフィン共重合体において、プロピレンと共重合されるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、及び１−デセンなどが挙げられる。また、プロピレン−α−オレフィン共重合体は、ブロック共重合体及びランダム共重合体の何れであってもよい。
【００１１】
プロピレン−共役ジエン共重合体における共役ジエンとしては、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ヘプタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、及び２，５−ジメチル−２，４−ヘキサジエンなどが挙げられる。プロピレン−共役ジエン共重合体は、ブロック共重合体及びランダム共重合体の何れであってもよい。
【００１２】
ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーにおけるオレフィン系ゴムとしては、室温でゴム弾性を有するものであり、モノマーの配列に規則性がなく、分子主鎖に無秩序に側鎖がついていたり、分子主鎖が無秩序に枝分かれしたりしている非結晶性（無定形）高分子が用いられる。このようなオレフィン系ゴムとして、具体的には、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、及びエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）などが挙げられる。また、非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、及びエチリデンノルボルネン等が挙げられる。
【００１３】
ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーにおいて、オレフィン系ゴムは完全に又は部分的に架橋されていてもよい。オレフィン系ゴムの架橋は、有機過酸化物やフェノール系加硫剤等の架橋剤を用いて行うことができる。
【００１４】
なかでも、ポリプロピレン系樹脂としては、得られる成形体の衝撃強度及び剛性を向上させることができることから、プロピレン−α−オレフィン共重合体が好ましく、プロピレン−エチレン共重合体がより好ましく、プロピレン−エチレンブロック共重合体が特に好ましい。
【００１５】
プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるプロピレン成分の含有量は、５５〜９９重量％が好ましく、７０〜９５重量％がより好ましい。プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるプロピレン成分の含有量が５５重量％未満であると、得られる成形体の衝撃強度を十分に向上できない虞れがある。また、プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるプロピレン成分の含有量が９９重量％を超えると、得られる成形体の衝撃強度を十分に向上できない虞れがある。
【００１６】
ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量は、１０万〜５０万が好ましく、１５万〜４０万がより好ましい。ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が１０万未満では、得られる成形体の衝撃強度及び剛性を十分に向上できない虞れがある。また、ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が５０万を超えると、ポリオレフィン系樹脂組成物の成形性を低下させて、厚みが薄い成形体を成形できない虞れがある。
【００１７】
なお、本発明において、ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量は、重量平均分子量は、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography：ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）法によりポリスチレン換算として測定された値を意味する。例えば、次の要領で測定することができる。なお、ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量の測定も同様にして行うことができる。
【００１８】
ポリプロピレン系樹脂１．５ｇに、ジブチルヒドロキシトルエン（BHT）及びオルトジクロロベンゼン（o-DCB）からなる溶液（BHT：o-DCB（重量比）＝５０：５０）１０００ミリリットルを添加して得られた混合液を溶解ろ過装置（TOSHO社製 DF-8020）により、混合液の温度を１４５℃、回転速度２５rpmとして、２時間振とうさせて、ポリプロピレン系樹脂を溶解させて測定試料を得る。得られた測定試料に基づいて、ポリプロピレン系樹脂のポリスチレン換算した重量平均分子量をＧＰＣ法によって測定することにより得ることができる。
【００１９】
そして、ポリプロピレン系樹脂におけるＧＰＣ法による重量平均分子量は、例えば、下記測定装置及び測定条件にて測定することができる。
測定装置 ＴＯＳＯＨ社製 商品名「ＨＬＣ−８１２１ＧＰＣ／ＨＴ」
測定条件 カラム：ＴＳＫｇｅｌＧＭＨＨＲ−Ｈ（２０）ＨＴ×３本
ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ−ＨＨＲ（３０）ＨＴ×１本
移動相：ｏ−ＤＣＢ １．０ｍＬ／分
サンプル濃度：１ｍｇ／ｍＬ
検出器：ブライス型屈折計
標準物質：ポリスチレン（TOSOH社製 分子量：５００〜８４２００００）
溶出条件：１４５℃
ＳＥＣ温度：１４５℃
【００２０】
ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、５〜５０ｇ／１０分が好ましく、１０〜４０ｇ／１０分がより好ましく、１０〜３０ｇ／１０分が特に好ましい。ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトが５ｇ／１０分未満であると、ポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が低下して、得られる成形体の厚みが不均一となる虞れがある。また、ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトが５０ｇ／１０分を超えるとポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が高くなり過ぎて、得られる成形体表面にパーティングラインに由来するバリが発生するなどの外観不良が発生するする虞れがある。
【００２１】
なお、本発明において、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して、２３０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定されたものをいう。
【００２２】
ポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが挙げられる。
【００２３】
また、ポリエチレン系樹脂としては、容器包装リサイクル法に準拠して回収されたプラスチックゴミから再生されたポリエチレン系樹脂、ポリエチレンフィルムの製造工程において発生するポリエチレンフィルムの切れ端などを回収して再生されたポリエチレン系樹脂を用いることもできる。
【００２４】
なかでも、ポリエチレン系樹脂としては、得られる成形体に優れた衝撃強度を付与できることから、高密度ポリエチレンが好ましい。
【００２５】
高密度ポリエチレンの密度は、０．９３ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、０．９３〜０．９９ｇ／ｃｍ3がより好ましく、０．９５〜０．９８ｇ／ｃｍ3が特に好ましい。なお、本発明において高密度ポリエチレンの密度は、ＪＩＳ Ｋ７１１２に準拠して測定されたものをいう。
【００２６】
ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量は、１０万〜６０万が好ましく、１５万〜５０万がより好ましい。ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量が１０万未満では、得られる成形体の剛性及び衝撃強度を十分に向上できない虞れがある。また、ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量が６０万を超えると、ポリオレフィン系樹脂組成物の成形性を低下させて、厚みが薄い成形体を成形できない虞れがある。
【００２７】
ポリエチレン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、３〜５０ｇ／１０分が好ましく、３〜２０ｇ／１０分がより好ましい。ポリエチレン系樹脂が３ｇ／１０分未満であると、ポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が低下して、得られる成形体の厚みが不均一となる虞れがある。また、ポリエチレン系樹脂が５０ｇ／１０分を超えるとポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が高くなり過ぎて、得られる成形体表面にパーティングラインに由来するバリが発生するなどの外観不良が発生するする虞れがある。
【００２８】
ポリオレフィン系樹脂としては、衝撃強度及び剛性に優れた成形体が得られることから、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂を用いるのが好ましく、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体及び高密度ポリエチレンを用いるのがより好ましく、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体のみを用いるのが特に好ましい。
【００２９】
また、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）と、高密度ポリエチレン（Ｂ）とを組み合わせて用いる場合、ポリオレフィン系樹脂中におけるプロピレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）と高密度ポリエチレン（Ｂ）との重量比（Ａ：Ｂ）は、１０：９０〜４０：６０が好ましく、２０：８０〜５０：５０がより好ましい。ポリプロピレン系樹脂中におけるプロピレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）の重量比が多過ぎると、得られる成形体の剛性を十分に向上できない虞れがある。また、ポリプロピレン系樹脂中における高密度ポリエチレン（Ｂ）の重量比が多過ぎると、得られる成形体の衝撃強度が低下する虞れがある。
【００３０】
［タルク］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物に用いられるタルクは、滑石と呼ばれる鉱物を微粉砕した無機粉末で、原料の滑石は含水珪酸マグネシウム［Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２］などの含水ケイ酸塩鉱物である。
【００３１】
ポリオレフィン系樹脂組成物におけるタルクの含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、１．０〜５．０重量部に限定されるが、１．０〜３．５重量部が好ましく、１．０〜３．０重量部がより好ましい。タルクの含有量が１重量部未満であると、十分に剛性が向上された成形体を得ることができない虞れがある。また、タルクの含有量が５．０重量部を超えると、得られる成形体の衝撃強度を低下させる虞れがある。
【００３２】
タルクの平均粒子径は、３〜１０μｍが好ましく、３〜８μｍがより好ましく、３〜５μｍが特に好ましい。タルクの平均粒子径が３μｍ未満であると、ポリプロピレン系樹脂の結晶化を促進させることができず、得られる成形体の剛性を十分に向上できないする虞れがある。タルクの平均粒子径が１０μｍを超えると、タルクをポリオレフィン系樹脂組成物中で均一に微分散させることができず、得られる成形体の衝撃強度を低下させる虞れがある。
【００３３】
上記平均粒子径を有するタルクは、例えば、天然に産出された鉱物をジョークラッシャー、ハンマークラッシャー、ロールクラッシャー等で粗粉砕した後、ジェットミルやスクリーンミル、ローラーミル、振動ミル等を用いて微粉砕し、その後、サイクロンエアセパレーター、ミクロセパレーター、シャープカットセパレーター等の装置で分級することで得ることが出来る。
【００３４】
なお、本発明において、タルクの平均粒子径は、レーザー回折・散乱式の粒度分析測定装置を用いて測定した値とする。例えば、タルクをその濃度が２重量％となるようにエタノール水溶液（エタノール５０重量％含有）からなる溶媒に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて１ｋｗの出力で超音波を３０分間照射して懸濁液を得、この懸濁液についてレーザー回折・散乱式の粒度分析測定装置（例えば、日機装株式会社製 マイクロトラックＭＴ３３００）によりタルクの体積粒度分布を測定し、この体積粒度分布の累積５０％の値をタルクの平均粒子径として算出することができる。
【００３５】
［ジヒドロキシステアリン酸金属塩］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物ではジヒドロキシステアリン酸金属塩を用いることにより、タルクが微分散された成形体を得ることができる。ジヒドロキシステアリン酸金属塩としては、ジヒドロキシステアリン酸亜鉛、ジヒドロキシステアリン酸マグネシウム、ジヒドロキシステアリン酸カリウム、及びジヒドロキシステアリン酸アルミニウムなどが挙げられる。これらは一種のみが用いられてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００３６】
なかでも、ジヒドロキシステアリン酸金属塩としては、タルクを特に高度に分散させることが可能なことから、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウムが好ましく、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛がより好ましい。
【００３７】
ポリオレフィン系樹脂組成物におけるジヒドロキシステアリン酸金属塩の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．１〜２．０重量部に限定されるが、０．５〜１．０重量部が好ましい。ジヒドロキシステアリン酸金属塩の含有量が０．１重量部未満であると、タルクを十分に分散できず、剛性が向上された成形体が得られない恐れがある。また、ジヒドロキシステアリン酸金属塩の含有量が２．０重量部を超えると、得られる成形体の衝撃強度を低下させる虞れがある。
【００３８】
また、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、上記の成分の他に、必要に応じて、たとえば、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤などの他の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で含んでいてもよい。
【００３９】
［成形体の製造方法］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の成形方法としては、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形、及びプレス成形などの方法が挙げられるが、様々な形状の成形体を容易に製造できることから射出成形が好ましく用いられる。
【００４０】
本発明の成形体を射出成形により製造するには、上述したポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後に金型内に射出して成形する方法が用いられる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後、金型内に射出することにより、成形体を得ることができる。
【００４１】
ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する際に、ジヒドロキシステアリン酸金属塩はペースト状となって滑性を呈することでポリオレフィン系樹脂に対するタルクのなじみ性を向上させ、タルクをポリオレフィン系樹脂組成物中に高度に且つ均一に分散させることができる。このように、タルクを高度に且つ均一に分散させることによって、タルクによる成形体の衝撃強度の低下を高く抑制することが可能となる。
【００４２】
また、ジヒドロキシステアリン酸金属塩のヒドロキシル基（−ＯＨ）は、クーロン力によって、極性が低いポリオレフィン系樹脂を引き付ける作用がある。したがって、溶融混練したポリオレフィン系樹脂組成物を冷却することにより得られる成形体中では、ポリオレフィン系樹脂間をジヒドロキシステアリン酸金属塩が擬似的に架橋した構造が形成される。このようにしてジヒドロキシステアリン酸金属塩は、ポリオレフィン系樹脂構造中に取り込まれるため、成形体の衝撃強度、及び剛性などの機械的物性を向上させることができる。
【００４３】
そして、溶融混練しているポリオレフィン系樹脂組成物中では、ジヒドロキシステアリン酸金属塩及びタルクが高度に且つ均一に分散していることから、溶融混練したポリオレフィン系樹脂組成物を冷却して成形体を得る際に、ジヒドロキシステアリン酸金属塩及びタルクによってポリオレフィン系樹脂の結晶化を促進させ、ポリオレフィン系樹脂中にジヒドロキシステアリン酸金属塩の金属成分及びタルクを起点としてポリオレフィン系樹脂を構成している高分子鎖が規則的に配列してなる結晶部分を高度に且つ均一に分散させて成長させることが可能となる。
【００４４】
したがって、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後に成形することにより得られる成形体中では、ポリプロピレン系樹脂の非晶部分からなる連続相中に高度に且つ均一に分散された島状の結晶部分が多く存在し、このようにポリプロピレン系樹脂の結晶化度が向上されていることによって、ポリオレフィン系樹脂が有している優れた衝撃強度を低下させることなく、優れた剛性が付与されている成形体を得ることが可能となる。
【００４５】
ポリオレフィン系樹脂組成物は、上述した各成分を混合することにより得られるが、タルクの分散性を向上させるために、タルクとポリオレフィン系樹脂とを含むマスターバッチを予め製造し、このマスターバッチを用いてポリオレフィン系樹脂組成物を製造するのが好ましい。
【００４６】
ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する温度は、１８０〜２２０℃が好ましく、１９０〜２２０℃がより好ましい。このような温度でポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練することによって、ジヒドロキシステアリン酸金属塩の滑性を向上させてタルクの分散性を向上させることができる。また、ポリオレフィン系樹脂組成物の溶融混練は、単軸あるいは２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーおよびミキシングロールなどの溶融混練機を用いて行えばよい。
【００４７】
溶融混練したポリオレフィン系樹脂組成物は、射出成形機の金型のキャビティ内に射出充填した後、冷却、固化させることにより、所定の形状を有する成形体に成形することができる。
【００４８】
成形体の厚みは、用途に応じて決定すればよく特に制限されないが、１．５〜５．０ｍｍが好ましく、２．０〜５．０ｍｍがより好ましい。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を用いてなる成形体は、その厚みを薄くしても、優れた衝撃強度及び剛性を維持することができ、各種用途に好適に用いることができる。
【００４９】
本発明の成形体の用途としては、例えば、自動車用部品、電気製品用部品、電子製品用部品、建材部品等が挙げられる。これらの他にも、本発明の成形体は、医療廃棄物用容器、ビン缶回収用ゴミ容器、コンテナー、パレットなどの大型の成形体としても好適に用いられる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した上で成形することにより得られる成形体は、衝撃強度及び剛性の双方に優れている。さらに、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物によれば、ジヒドロキシステアリン酸金属塩によってタルクを高度に分散できることから、タルクの使用量を少なくすることができ、衝撃強度及び剛性に優れているだけでなく、軽量性にも優れている成形体を提供することも可能となる。したがって、このような成形体は、衝撃強度、剛性、及び軽量性に優れていることが必要とされる各種用途に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００５２】
下記実施例１〜６及び比較例１〜１２で使用したプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）及び高密度ポリエチレン（Ｂ）の詳細を以下に記載する。
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）：プロピレン成分の含有量７０重量％、重量平均分子量３０万、ＭＦＲ３０ｇ／１０分、プライムポリマー社製 Ｊ８３０ＨＶ
高密度ポリエチレン（Ｂ）：密度０．９７ｇ／ｃｍ3、重量平均分子量４０万、ＭＦＲ４ｇ／１０分、日本ポリエチレン（株）社製 ＨＪ５６０
【００５３】
（実施例１）
まず、タルク（平均粒子径４μｍ、日本タルク（株）製 Ｐ−６）と、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）とを二軸押出機に供給して２１０℃で溶融混練し、ペレット化することにより、マスターバッチ（Ｉ）を作製した。なお、マスターバッチ（Ｉ）中のタルクとプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）との重量比（タルク：プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ））は７０：３０とした。
【００５４】
次に、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９９．５７重量部、マスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．５重量部を、射出成形機上に設置したホッパーに供給して混合することにより樹脂組成物を得た後、上記樹脂組成物を射出成形機のシリンダー内に供給して溶融混練し、上記樹脂組成物を溶融させた状態で射出成形機の金型内に充填し、冷却して固化させることにより成形体（厚み３ｍｍ、縦１５０ｍｍ×横３５０ｍｍの平面長方形状）を製造した。なお、射出条件は、シリンダー温度を２１０℃とし、金型温度を３０℃とし、射出速度を５０ｍｍ／秒とし、射出圧力を８０ＭＰａとし、射出時間を３秒とし、冷却時間を２秒とした。
【００５５】
（実施例２）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９８．７１重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）１．０重量部を、射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして成形体を製造した。
【００５６】
（実施例３）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４９．５７重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．５重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００５７】
（実施例４）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）１．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００５８】
（実施例５）
まず、タルク（平均粒子径１０μｍ、日本タルク（株）製 ｋ−１）と、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）とを二軸押出機に供給して２１０℃で溶融混練し、ペレット化することにより、マスターバッチ（II）を作製した。なお、マスターバッチ（II）中のタルクとプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）との重量比（タルク：プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ））は７０：３０とした。
【００５９】
そして、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（II）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）１．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６０】
（実施例６）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウム（日東化成（株）社製 ＭＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６１】
（比較例１）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）１００重量部のみを射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６２】
（比較例２）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）５０重量部、及び高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給して混合した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６３】
（比較例３）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９９．５７重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６４】
（比較例４）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９８．７１重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）４．３重量部を、射出成形機上に設置したホッパーに供給して混合した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６５】
（比較例５）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）１００重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．１重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６６】
（比較例６）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）１００重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６７】
（比較例７）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４９．５７重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６８】
（比較例８）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）４．３重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６９】
（比較例９）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）５０重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．１重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７０】
（比較例１０）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）５０重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７１】
（比較例１１）
まず、炭酸カルシウム（平均粒子径１２μｍ、白石工業（株）社製 Ｖｉｇｏｔ−１０）と、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）とを二軸押出機に供給して２２０℃で溶融混練し、ペレット化することにより、マスターバッチ（III）を作製した。なお、マスターバッチ（III）中の炭酸カルシウムとプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）との重量比（炭酸カルシウム：プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ））は５０：５０とした。
【００７２】
次に、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４７．０重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（III）６．０重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７３】
（比較例１２）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及びステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＨＪ５６０）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７４】
（評価）
上記で作製した成形体について、密度、曲げ弾性率、及びシャルピー衝撃強度を下記の要領に従って評価した。結果を表１に示す。
【００７５】
（密度）
成形体の密度の測定を、乾式自動密度計（島津製作所株式会社製 アキュピック１３３０）を使用して、下記の要領に従って行った。
【００７６】
成形体を切断することにより縦５ｍｍ×横３０ｍｍの平面長方形状の試験片を得、上記試験片の重量（Ｗ1［ｇ］）を電子天秤にて測定した。次に、乾式自動密度計の測定用セル容器内に充填圧力が１．５ＫＰａとなるまでヘリウムガスを充填することにより上記測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ0）を測定する。そして、上記測定用セル容器内に上記試験片を入れた後、再度、上記測定用セル容器内に上記測定用セル容器内部の圧力が１．５ＫＰａとなるまでヘリウムガスを充填することにより上記試験片が入っている測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ1［ｃｍ3］）を測定する。そして、上記測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ0）と、上記試験片が入っている測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ1［ｃｍ3］）との体積の差（Ｖ0−Ｖ1）を、上記試験片の体積（Ｖ2［ｃｍ3］）とみなす。そして、上記試験片の重量（Ｗ1［ｇ］）を上記試験片の体積（Ｖ2［ｃｍ3］）で除する（Ｗ1［ｇ］／Ｖ2［ｃｍ3］）ことによって、上記試験片の密度（ｇ／ｃｍ3）を求めた。
【００７７】
（曲げ弾性率）
成形体を切断することにより縦８０ｍｍ×横１０ｍｍの平面長方形状の試験片を得、この試験片の曲げ弾性率（ＭＰａ）をＪＩＳ Ｋ７１７１に準拠して測定した。そして、試験片を５個用意し、各試験片の曲げ弾性率の相加平均値を成形体の曲げ弾性率とした。
【００７８】
（シャルピー衝撃強度）
成形体を切断することにより縦８０ｍｍ×横１０ｍｍの平面長方形状の試験片を得、この試験片のシャルピー衝撃強度（ｋＪ／ｍ2）をＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠して測定した。そして、試験片を７個用意し、各試験片のシャルピー衝撃強度の相加平均値を成形体のシャルピー衝撃強度とした。
【００７９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のプロピレン系樹脂組成物によれば、衝撃強度及び剛性に優れると共に、自動車用部品、電気製品用部品、電子製品用部品、及び建材部品などの各種用途に用いることが可能な成形体を提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃強度及び剛性に優れている成形体を提供することが可能なポリオレフィン系樹脂組成物、並びに上記ポリオレフィン系樹脂組成物を用いてなる成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン系樹脂は、軽量性、成形性及び衝撃強度などに優れていることから、自動車部品や家電部品用など様々な分野において成形体として用いられている（特許文献１）。
【０００３】
ポリプロピレン系樹脂は衝撃強度に優れている一方で剛性が低いことから、衝撃強度及び剛性の双方に優れていることが求められる用途に用いられる成形体に直接用いることができない場合があった。そこで、ポリプロピレン系樹脂にタルク、ガラス繊維、及び炭酸カルシウムなどの無機系充填剤を添加することにより、得られる成形体の剛性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無機系充填剤は、ポリプロピレン系樹脂に対するなじみ性が低く、ポリプロピレン系樹脂中で凝集し易いため、ポリプロピレン系樹脂に無機系充填剤を単に添加しただけでは、無機系充填剤が凝集することによって、得られる成形体の衝撃強度を低下させる問題があった。また、ポリプロピレン系樹脂に無機系充填剤を添加しても十分な剛性の向上も図れていない。
【０００６】
そこで、本発明は、衝撃強度及び剛性に優れている成形体を提供することが可能なポリオレフィン系樹脂組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、衝撃強度及び剛性に優れている成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むことを特徴とする。
【０００８】
［ポリオレフィン系樹脂］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、及びポリエチレン系樹脂などが挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【０００９】
ポリプロピレン系樹脂として、具体的には、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−共役ジエン共重合体、ホモポリプロピレン中にオレフィン系ゴムが分散されてなるポリプロピレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００１０】
プロピレン−α−オレフィン共重合体において、プロピレンと共重合されるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、及び１−デセンなどが挙げられる。また、プロピレン−α−オレフィン共重合体は、ブロック共重合体及びランダム共重合体の何れであってもよい。
【００１１】
プロピレン−共役ジエン共重合体における共役ジエンとしては、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ヘプタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、及び２，５−ジメチル−２，４−ヘキサジエンなどが挙げられる。プロピレン−共役ジエン共重合体は、ブロック共重合体及びランダム共重合体の何れであってもよい。
【００１２】
ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーにおけるオレフィン系ゴムとしては、室温でゴム弾性を有するものであり、モノマーの配列に規則性がなく、分子主鎖に無秩序に側鎖がついていたり、分子主鎖が無秩序に枝分かれしたりしている非結晶性（無定形）高分子が用いられる。このようなオレフィン系ゴムとして、具体的には、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、及びエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）などが挙げられる。また、非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、及びエチリデンノルボルネン等が挙げられる。
【００１３】
ポリプロピレン系熱可塑性エラストマーにおいて、オレフィン系ゴムは完全に又は部分的に架橋されていてもよい。オレフィン系ゴムの架橋は、有機過酸化物やフェノール系加硫剤等の架橋剤を用いて行うことができる。
【００１４】
なかでも、ポリプロピレン系樹脂としては、得られる成形体の衝撃強度及び剛性を向上させることができることから、プロピレン−α−オレフィン共重合体が好ましく、プロピレン−エチレン共重合体がより好ましく、プロピレン−エチレンブロック共重合体が特に好ましい。
【００１５】
プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるプロピレン成分の含有量は、５５〜９９重量％が好ましく、７０〜９５重量％がより好ましい。プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるプロピレン成分の含有量が５５重量％未満であると、得られる成形体の衝撃強度を十分に向上できない虞れがある。また、プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるプロピレン成分の含有量が９９重量％を超えると、得られる成形体の衝撃強度を十分に向上できない虞れがある。
【００１６】
ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量は、１０万〜５０万が好ましく、１５万〜４０万がより好ましい。ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が１０万未満では、得られる成形体の衝撃強度及び剛性を十分に向上できない虞れがある。また、ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が５０万を超えると、ポリオレフィン系樹脂組成物の成形性を低下させて、厚みが薄い成形体を成形できない虞れがある。
【００１７】
なお、本発明において、ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量は、重量平均分子量は、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography：ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）法によりポリスチレン換算として測定された値を意味する。例えば、次の要領で測定することができる。なお、ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量の測定も同様にして行うことができる。
【００１８】
ポリプロピレン系樹脂１．５ｇに、ジブチルヒドロキシトルエン（BHT）及びオルトジクロロベンゼン（o-DCB）からなる溶液（BHT：o-DCB（重量比）＝５０：５０）１０００ミリリットルを添加して得られた混合液を溶解ろ過装置（TOSHO社製 DF-8020）により、混合液の温度を１４５℃、回転速度２５rpmとして、２時間振とうさせて、ポリプロピレン系樹脂を溶解させて測定試料を得る。得られた測定試料に基づいて、ポリプロピレン系樹脂のポリスチレン換算した重量平均分子量をＧＰＣ法によって測定することにより得ることができる。
【００１９】
そして、ポリプロピレン系樹脂におけるＧＰＣ法による重量平均分子量は、例えば、下記測定装置及び測定条件にて測定することができる。
測定装置 ＴＯＳＯＨ社製 商品名「ＨＬＣ−８１２１ＧＰＣ／ＨＴ」
測定条件 カラム：ＴＳＫｇｅｌＧＭＨＨＲ−Ｈ（２０）ＨＴ×３本
ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ−ＨＨＲ（３０）ＨＴ×１本
移動相：ｏ−ＤＣＢ １．０ｍＬ／分
サンプル濃度：１ｍｇ／ｍＬ
検出器：ブライス型屈折計
標準物質：ポリスチレン（TOSOH社製 分子量：５００〜８４２００００）
溶出条件：１４５℃
ＳＥＣ温度：１４５℃
【００２０】
ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、５〜５０ｇ／１０分が好ましく、１０〜４０ｇ／１０分がより好ましく、１０〜３０ｇ／１０分が特に好ましい。ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトが５ｇ／１０分未満であると、ポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が低下して、得られる成形体の厚みが不均一となる虞れがある。また、ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトが５０ｇ／１０分を超えるとポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が高くなり過ぎて、得られる成形体表面にパーティングラインに由来するバリが発生するなどの外観不良が発生するする虞れがある。
【００２１】
なお、本発明において、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して、２３０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定されたものをいう。
【００２２】
ポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが挙げられる。
【００２３】
また、ポリエチレン系樹脂としては、容器包装リサイクル法に準拠して回収されたプラスチックゴミから再生されたポリエチレン系樹脂、ポリエチレンフィルムの製造工程において発生するポリエチレンフィルムの切れ端などを回収して再生されたポリエチレン系樹脂を用いることもできる。
【００２４】
なかでも、ポリエチレン系樹脂としては、得られる成形体に優れた衝撃強度を付与できることから、高密度ポリエチレンが好ましい。
【００２５】
高密度ポリエチレンの密度は、０．９３ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、０．９３〜０．９９ｇ／ｃｍ3がより好ましく、０．９５〜０．９８ｇ／ｃｍ3が特に好ましい。なお、本発明において高密度ポリエチレンの密度は、ＪＩＳ Ｋ７１１２に準拠して測定されたものをいう。
【００２６】
ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量は、１０万〜６０万が好ましく、１５万〜５０万がより好ましい。ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量が１０万未満では、得られる成形体の剛性及び衝撃強度を十分に向上できない虞れがある。また、ポリエチレン系樹脂の重量平均分子量が６０万を超えると、ポリオレフィン系樹脂組成物の成形性を低下させて、厚みが薄い成形体を成形できない虞れがある。
【００２７】
ポリエチレン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、３〜５０ｇ／１０分が好ましく、３〜２０ｇ／１０分がより好ましい。ポリエチレン系樹脂が３ｇ／１０分未満であると、ポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が低下して、得られる成形体の厚みが不均一となる虞れがある。また、ポリエチレン系樹脂が５０ｇ／１０分を超えるとポリオレフィン系樹脂組成物の流動性が高くなり過ぎて、得られる成形体表面にパーティングラインに由来するバリが発生するなどの外観不良が発生するする虞れがある。
【００２８】
ポリオレフィン系樹脂としては、衝撃強度及び剛性に優れた成形体が得られることから、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂を用いるのが好ましく、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体及び高密度ポリエチレンを用いるのがより好ましく、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体のみを用いるのが特に好ましい。
【００２９】
また、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）と、高密度ポリエチレン（Ｂ）とを組み合わせて用いる場合、ポリオレフィン系樹脂中におけるプロピレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）と高密度ポリエチレン（Ｂ）との重量比（Ａ：Ｂ）は、１０：９０〜４０：６０が好ましく、２０：８０〜５０：５０がより好ましい。ポリプロピレン系樹脂中におけるプロピレン−α−オレフィン共重合体（Ａ）の重量比が多過ぎると、得られる成形体の剛性を十分に向上できない虞れがある。また、ポリプロピレン系樹脂中における高密度ポリエチレン（Ｂ）の重量比が多過ぎると、得られる成形体の衝撃強度が低下する虞れがある。
【００３０】
［タルク］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物に用いられるタルクは、滑石と呼ばれる鉱物を微粉砕した無機粉末で、原料の滑石は含水珪酸マグネシウム［Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２］などの含水ケイ酸塩鉱物である。
【００３１】
ポリオレフィン系樹脂組成物におけるタルクの含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、１．０〜５．０重量部に限定されるが、１．０〜３．５重量部が好ましく、１．０〜３．０重量部がより好ましい。タルクの含有量が１重量部未満であると、十分に剛性が向上された成形体を得ることができない虞れがある。また、タルクの含有量が５．０重量部を超えると、得られる成形体の衝撃強度を低下させる虞れがある。
【００３２】
タルクの平均粒子径は、３〜１０μｍが好ましく、３〜８μｍがより好ましく、３〜５μｍが特に好ましい。タルクの平均粒子径が３μｍ未満であると、ポリプロピレン系樹脂の結晶化を促進させることができず、得られる成形体の剛性を十分に向上できないする虞れがある。タルクの平均粒子径が１０μｍを超えると、タルクをポリオレフィン系樹脂組成物中で均一に微分散させることができず、得られる成形体の衝撃強度を低下させる虞れがある。
【００３３】
上記平均粒子径を有するタルクは、例えば、天然に産出された鉱物をジョークラッシャー、ハンマークラッシャー、ロールクラッシャー等で粗粉砕した後、ジェットミルやスクリーンミル、ローラーミル、振動ミル等を用いて微粉砕し、その後、サイクロンエアセパレーター、ミクロセパレーター、シャープカットセパレーター等の装置で分級することで得ることが出来る。
【００３４】
なお、本発明において、タルクの平均粒子径は、レーザー回折・散乱式の粒度分析測定装置を用いて測定した値とする。例えば、タルクをその濃度が２重量％となるようにエタノール水溶液（エタノール５０重量％含有）からなる溶媒に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて１ｋｗの出力で超音波を３０分間照射して懸濁液を得、この懸濁液についてレーザー回折・散乱式の粒度分析測定装置（例えば、日機装株式会社製 マイクロトラックＭＴ３３００）によりタルクの体積粒度分布を測定し、この体積粒度分布の累積５０％の値をタルクの平均粒子径として算出することができる。
【００３５】
［ジヒドロキシステアリン酸金属塩］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物ではジヒドロキシステアリン酸金属塩を用いることにより、タルクが微分散された成形体を得ることができる。ジヒドロキシステアリン酸金属塩としては、ジヒドロキシステアリン酸亜鉛、ジヒドロキシステアリン酸マグネシウム、ジヒドロキシステアリン酸カリウム、及びジヒドロキシステアリン酸アルミニウムなどが挙げられる。これらは一種のみが用いられてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００３６】
なかでも、ジヒドロキシステアリン酸金属塩としては、タルクを特に高度に分散させることが可能なことから、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウムが好ましく、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛がより好ましい。
【００３７】
ポリオレフィン系樹脂組成物におけるジヒドロキシステアリン酸金属塩の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．１〜２．０重量部に限定されるが、０．５〜１．０重量部が好ましい。ジヒドロキシステアリン酸金属塩の含有量が０．１重量部未満であると、タルクを十分に分散できず、剛性が向上された成形体が得られない恐れがある。また、ジヒドロキシステアリン酸金属塩の含有量が２．０重量部を超えると、得られる成形体の衝撃強度を低下させる虞れがある。
【００３８】
また、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、上記の成分の他に、必要に応じて、たとえば、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤などの他の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で含んでいてもよい。
【００３９】
［成形体の製造方法］
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の成形方法としては、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形、及びプレス成形などの方法が挙げられるが、様々な形状の成形体を容易に製造できることから射出成形が好ましく用いられる。
【００４０】
本発明の成形体を射出成形により製造するには、上述したポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後に金型内に射出して成形する方法が用いられる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後、金型内に射出することにより、成形体を得ることができる。
【００４１】
ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する際に、ジヒドロキシステアリン酸金属塩はペースト状となって滑性を呈することでポリオレフィン系樹脂に対するタルクのなじみ性を向上させ、タルクをポリオレフィン系樹脂組成物中に高度に且つ均一に分散させることができる。このように、タルクを高度に且つ均一に分散させることによって、タルクによる成形体の衝撃強度の低下を高く抑制することが可能となる。
【００４２】
また、ジヒドロキシステアリン酸金属塩のヒドロキシル基（−ＯＨ）は、クーロン力によって、極性が低いポリオレフィン系樹脂を引き付ける作用がある。したがって、溶融混練したポリオレフィン系樹脂組成物を冷却することにより得られる成形体中では、ポリオレフィン系樹脂間をジヒドロキシステアリン酸金属塩が擬似的に架橋した構造が形成される。このようにしてジヒドロキシステアリン酸金属塩は、ポリオレフィン系樹脂構造中に取り込まれるため、成形体の衝撃強度、及び剛性などの機械的物性を向上させることができる。
【００４３】
そして、溶融混練しているポリオレフィン系樹脂組成物中では、ジヒドロキシステアリン酸金属塩及びタルクが高度に且つ均一に分散していることから、溶融混練したポリオレフィン系樹脂組成物を冷却して成形体を得る際に、ジヒドロキシステアリン酸金属塩及びタルクによってポリオレフィン系樹脂の結晶化を促進させ、ポリオレフィン系樹脂中にジヒドロキシステアリン酸金属塩の金属成分及びタルクを起点としてポリオレフィン系樹脂を構成している高分子鎖が規則的に配列してなる結晶部分を高度に且つ均一に分散させて成長させることが可能となる。
【００４４】
したがって、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後に成形することにより得られる成形体中では、ポリプロピレン系樹脂の非晶部分からなる連続相中に高度に且つ均一に分散された島状の結晶部分が多く存在し、このようにポリプロピレン系樹脂の結晶化度が向上されていることによって、ポリオレフィン系樹脂が有している優れた衝撃強度を低下させることなく、優れた剛性が付与されている成形体を得ることが可能となる。
【００４５】
ポリオレフィン系樹脂組成物は、上述した各成分を混合することにより得られるが、タルクの分散性を向上させるために、タルクとポリオレフィン系樹脂とを含むマスターバッチを予め製造し、このマスターバッチを用いてポリオレフィン系樹脂組成物を製造するのが好ましい。
【００４６】
ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する温度は、１８０〜２２０℃が好ましく、１９０〜２２０℃がより好ましい。このような温度でポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練することによって、ジヒドロキシステアリン酸金属塩の滑性を向上させてタルクの分散性を向上させることができる。また、ポリオレフィン系樹脂組成物の溶融混練は、単軸あるいは２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーおよびミキシングロールなどの溶融混練機を用いて行えばよい。
【００４７】
溶融混練したポリオレフィン系樹脂組成物は、射出成形機の金型のキャビティ内に射出充填した後、冷却、固化させることにより、所定の形状を有する成形体に成形することができる。
【００４８】
成形体の厚みは、用途に応じて決定すればよく特に制限されないが、１．５〜５．０ｍｍが好ましく、２．０〜５．０ｍｍがより好ましい。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を用いてなる成形体は、その厚みを薄くしても、優れた衝撃強度及び剛性を維持することができ、各種用途に好適に用いることができる。
【００４９】
本発明の成形体の用途としては、例えば、自動車用部品、電気製品用部品、電子製品用部品、建材部品等が挙げられる。これらの他にも、本発明の成形体は、医療廃棄物用容器、ビン缶回収用ゴミ容器、コンテナー、パレットなどの大型の成形体としても好適に用いられる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した上で成形することにより得られる成形体は、衝撃強度及び剛性の双方に優れている。さらに、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物によれば、ジヒドロキシステアリン酸金属塩によってタルクを高度に分散できることから、タルクの使用量を少なくすることができ、衝撃強度及び剛性に優れているだけでなく、軽量性にも優れている成形体を提供することも可能となる。したがって、このような成形体は、衝撃強度、剛性、及び軽量性に優れていることが必要とされる各種用途に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００５２】
下記実施例１〜６及び比較例１〜１２で使用したプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）及び高密度ポリエチレン（Ｂ）の詳細を以下に記載する。
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）：プロピレン成分の含有量７０重量％、重量平均分子量３０万、ＭＦＲ３０ｇ／１０分、プライムポリマー社製 Ｊ８３０ＨＶ
高密度ポリエチレン（Ｂ）：密度０．９７ｇ／ｃｍ3、重量平均分子量４０万、ＭＦＲ４ｇ／１０分、日本ポリエチレン（株）社製 ＨＪ５６０
【００５３】
（実施例１）
まず、タルク（平均粒子径４μｍ、日本タルク（株）製 Ｐ−６）と、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）とを二軸押出機に供給して２１０℃で溶融混練し、ペレット化することにより、マスターバッチ（Ｉ）を作製した。なお、マスターバッチ（Ｉ）中のタルクとプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）との重量比（タルク：プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ））は７０：３０とした。
【００５４】
次に、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９９．５７重量部、マスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．５重量部を、射出成形機上に設置したホッパーに供給して混合することにより樹脂組成物を得た後、上記樹脂組成物を射出成形機のシリンダー内に供給して溶融混練し、上記樹脂組成物を溶融させた状態で射出成形機の金型内に充填し、冷却して固化させることにより成形体（厚み３ｍｍ、縦１５０ｍｍ×横３５０ｍｍの平面長方形状）を製造した。なお、射出条件は、シリンダー温度を２１０℃とし、金型温度を３０℃とし、射出速度を５０ｍｍ／秒とし、射出圧力を８０ＭＰａとし、射出時間を３秒とし、冷却時間を２秒とした。
【００５５】
（実施例２）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９８．７１重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）１．０重量部を、射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして成形体を製造した。
【００５６】
（実施例３）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４９．５７重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．５重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００５７】
（実施例４）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）１．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００５８】
（実施例５）
まず、タルク（平均粒子径１０μｍ、日本タルク（株）製 ｋ−１）と、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）とを二軸押出機に供給して２１０℃で溶融混練し、ペレット化することにより、マスターバッチ（II）を作製した。なお、マスターバッチ（II）中のタルクとプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）との重量比（タルク：プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ））は７０：３０とした。
【００５９】
そして、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（II）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）１．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６０】
（実施例６）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウム（日東化成（株）社製 ＭＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６１】
（比較例１）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）１００重量部のみを射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６２】
（比較例２）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）５０重量部、及び高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給して混合した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６３】
（比較例３）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９９．５７重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６４】
（比較例４）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）９８．７１重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）４．３重量部を、射出成形機上に設置したホッパーに供給して混合した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６５】
（比較例５）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）１００重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．１重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６６】
（比較例６）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）１００重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６７】
（比較例７）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４９．５７重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）１．４３重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６８】
（比較例８）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、及びマスターバッチ（Ｉ）４．３重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００６９】
（比較例９）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）５０重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）０．１重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７０】
（比較例１０）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）５０重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７１】
（比較例１１）
まず、炭酸カルシウム（平均粒子径１２μｍ、白石工業（株）社製 Ｖｉｇｏｔ−１０）と、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）とを二軸押出機に供給して２２０℃で溶融混練し、ペレット化することにより、マスターバッチ（III）を作製した。なお、マスターバッチ（III）中の炭酸カルシウムとプロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）との重量比（炭酸カルシウム：プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ））は５０：５０とした。
【００７２】
次に、プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４７．０重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（III）６．０重量部、及び１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＺＳ−６）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７３】
（比較例１２）
プロピレン−エチレンブロック共重合体（Ａ）４８．７１重量部、高密度ポリエチレン（Ｂ）５０重量部、マスターバッチ（Ｉ）４．３重量部、及びステアリン酸亜鉛（日東化成（株）社製 ＨＪ５６０）２．０重量部を射出成形機上に設置したホッパーに供給した以外は実施例１と同様にして、成形体を製造した。
【００７４】
（評価）
上記で作製した成形体について、密度、曲げ弾性率、及びシャルピー衝撃強度を下記の要領に従って評価した。結果を表１に示す。
【００７５】
（密度）
成形体の密度の測定を、乾式自動密度計（島津製作所株式会社製 アキュピック１３３０）を使用して、下記の要領に従って行った。
【００７６】
成形体を切断することにより縦５ｍｍ×横３０ｍｍの平面長方形状の試験片を得、上記試験片の重量（Ｗ1［ｇ］）を電子天秤にて測定した。次に、乾式自動密度計の測定用セル容器内に充填圧力が１．５ＫＰａとなるまでヘリウムガスを充填することにより上記測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ0）を測定する。そして、上記測定用セル容器内に上記試験片を入れた後、再度、上記測定用セル容器内に上記測定用セル容器内部の圧力が１．５ＫＰａとなるまでヘリウムガスを充填することにより上記試験片が入っている測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ1［ｃｍ3］）を測定する。そして、上記測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ0）と、上記試験片が入っている測定用セル容器内部の空間の体積（Ｖ1［ｃｍ3］）との体積の差（Ｖ0−Ｖ1）を、上記試験片の体積（Ｖ2［ｃｍ3］）とみなす。そして、上記試験片の重量（Ｗ1［ｇ］）を上記試験片の体積（Ｖ2［ｃｍ3］）で除する（Ｗ1［ｇ］／Ｖ2［ｃｍ3］）ことによって、上記試験片の密度（ｇ／ｃｍ3）を求めた。
【００７７】
（曲げ弾性率）
成形体を切断することにより縦８０ｍｍ×横１０ｍｍの平面長方形状の試験片を得、この試験片の曲げ弾性率（ＭＰａ）をＪＩＳ Ｋ７１７１に準拠して測定した。そして、試験片を５個用意し、各試験片の曲げ弾性率の相加平均値を成形体の曲げ弾性率とした。
【００７８】
（シャルピー衝撃強度）
成形体を切断することにより縦８０ｍｍ×横１０ｍｍの平面長方形状の試験片を得、この試験片のシャルピー衝撃強度（ｋＪ／ｍ2）をＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠して測定した。そして、試験片を７個用意し、各試験片のシャルピー衝撃強度の相加平均値を成形体のシャルピー衝撃強度とした。
【００７９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のプロピレン系樹脂組成物によれば、衝撃強度及び剛性に優れると共に、自動車用部品、電気製品用部品、電子製品用部品、及び建材部品などの各種用途に用いることが可能な成形体を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むことを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項２】
ポリオレフィン系樹脂が、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体、及び高密度ポリエチレンを含むことを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂が、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体のみからなることを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項４】
タルクの平均粒子径が、３〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項５】
ジヒドロキシステアリン酸金属塩が、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛又は１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した上で成形してなることを特徴とする成形体。
【請求項７】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後、金型内に射出して成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むことを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項２】
ポリオレフィン系樹脂が、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体、及び高密度ポリエチレンを含むことを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂が、プロピレン成分の含有量が５５〜９９重量％であるプロピレン−α−オレフィン共重合体のみからなることを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項４】
タルクの平均粒子径が、３〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項５】
ジヒドロキシステアリン酸金属塩が、１，２−ジヒドロキシステアリン酸亜鉛又は１，２−ジヒドロキシステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した上で成形してなることを特徴とする成形体。
【請求項７】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部、タルク１．０〜５．０重量部、及びジヒドロキシステアリン酸金属塩０．１〜２．０重量部を含むポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後、金型内に射出して成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−２２９３２５（Ｐ２０１２−２２９３２５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８０６７（Ｐ２０１１−９８０６７）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（３９００３３１１２）積水テクノ成型株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（３９００３３１１２）積水テクノ成型株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
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