繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物
【課題】成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、ペレット、および、その成形体を提供する。
【解決手段】ポリプロピレン樹脂２０〜９５重量％と、ガラスモノフィラメントと収束剤からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍ、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維８０〜５重量％とを含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、ペレット、および、その成形体。
また、ポリプロピレン樹脂９９．９〜６０重量％と、変性ポリオレフィン樹脂０．１〜４０重量％とを含有する樹脂混合物と、前記の樹脂混合物１００重量部に対して、ガラスモノフィラメントと収束剤からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍ、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維５〜４００重量部を含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、ペレット、および、その成形体。
【解決手段】ポリプロピレン樹脂２０〜９５重量％と、ガラスモノフィラメントと収束剤からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍ、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維８０〜５重量％とを含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、ペレット、および、その成形体。
また、ポリプロピレン樹脂９９．９〜６０重量％と、変性ポリオレフィン樹脂０．１〜４０重量％とを含有する樹脂混合物と、前記の樹脂混合物１００重量部に対して、ガラスモノフィラメントと収束剤からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍ、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維５〜４００重量部を含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、ペレット、および、その成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなる成形体に関するものである。さらに詳細には、成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなり、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポリプロピレン樹脂の剛性や衝撃強度等の機械的強度を向上させる手段として、フィラーやガラス繊維等を配合することが知られている。
例えば、“界面制御と複合材料設計”（井出文雄著、シグマ出版（１９９５年発行））の第６章には、ガラス繊維を用いて、機械的強度が強化されたポリプロピレン樹脂組成物が記載されている。
【０００３】
また、特開平３−１２１１４６号公報には、機械的強度等の向上した成形用ポリオレフィン樹脂組成物として、ポリオレフィンと変性オレフィン系重合体からなる樹脂成分と、強化用繊維を含有してなり、該繊維は樹脂中において、少なくとも２ｍｍ以上の長さを有する繊維強化成形用ポリオレフィン樹脂組成物が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１２１１４６号公報
【非特許文献１】界面制御と複合材料設計（井出文雄著、シグマ出版（１９９５年発行））第６章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の刊行物（“界面制御と複合材料設計”）または特許公報（特開平３−１２１１４６号公報）に記載されている繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、または、その樹脂組成物から得られるペレットからなる成形体の表面の白斑点については、さらなる削減が望まれていた。
かかる状況の下、本発明の目的は、成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなり、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、かかる実状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明が、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））２０〜９５重量％と、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））８０〜５重量％とを含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物（ただし、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の全量を１００重量％とする）に係るものである。
【０００７】
また、本発明は、
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））９９．９〜６０重量％と、変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））０．１〜４０重量％とを含有する樹脂混合物（Ｄ）と（ただし、樹脂混合物（Ｄ）の全量を１００重量％とする）、前記の樹脂混合物（Ｄ）１００重量部に対して、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））５〜４００重量部を含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物に係るものである。
【０００８】
そして、本発明は、上記の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットに係るものであり、さらに、本発明は、上記の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物からなる成形体、または、そのペレットからなる成形体に係るものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなり、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレンを単独重合した後にエチレンとプロピレンを共重合して得られるプロピレンブロック共重合体等が挙げられる。
【００１１】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））は、衝撃強度および剛性等の機械的強度の観点から、それぞれの一部または全てが不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されていても良い。なお、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））の変性に用いられる不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、後述する変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））に用いられる不飽和カルボン酸またはその誘導体と同様のものが挙げられる。
【００１２】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））の製造方法としては、溶液重合法、スラリー重合法、バルク重合法、気相重合法等によって製造する方法が挙げられる。また、これらの重合法を単独で用いる方法であっても良く、少なくとも２種を組み合わせた方法であっても良い。
そして、ポリプロピレン（成分（Ａ））の製造方法としては、例えば、“新ポリマー製造プロセス”（佐伯康治編集、工業調査会（１９９４年発行））、特開平４−３２３２０７号公報、特開昭６１−２８７９１７号公報等に記載されている重合法が挙げられる。
【００１３】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））の製造に用いられる触媒としては、マルチサイト触媒やシングルサイト触媒が挙げられる。マルチサイト触媒として、好ましくは、チタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られる触媒が挙げられ、また、シングルサイト触媒として、好ましくは、メタロセン錯体が挙げられる。
【００１４】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、成形体中におけるガラス繊維（成分（Ｂ））の分散性の低下、成形体の外観不良や衝撃強度の低下を防止するという観点から、好ましくは１〜５００ｇ／１０分であり、より好ましくは５〜３００ｇ／１０分であり、さらに好ましくは１０〜２００ｇ／１０分であり、一層好ましくは５０〜１５０ｇ／１０分である。なお、ＭＦＲは、Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．Ｄ１２３８に従い、２３０℃、２１．２Ｎ荷重で測定した値である。
【００１５】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））がプロピレン単独重合体の場合、アイソタクチックペンタッド分率は、好ましくは０．９５〜１．０であり、より好ましくは０．９６〜１．０であり、さらに好ましくは０．９７〜１．０である。アイソタクチックペンタッド分率とは、Ａ．ＺａｍｂｅｌｌｉらによってＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，第６巻，第９２５頁（１９７３年）に発表されている方法、すなわち13Ｃ−ＮＭＲを使用して測定されるプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖、換言すればプロピレンモノマー単位が５個連続してメソ結合した連鎖の中心にあるプロピレンモノマー単位の分率である。ただし、ＮＭＲ吸収ピークの帰属に関しては、その後発刊されたＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，第８巻，第６８７頁（１９７５年）に基づいて行うものである。
【００１６】
また、本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））がプロピレンを単独重合した後にエチレンとプロピレンを共重合して得られるプロピレンブロック共重合体の場合、前記プロピレン単独重合体部のアイソタクチックペンタッド分率は、好ましくは０．９５〜１．０、より好ましくは０．９６〜１．０であり、さらに好ましくは０．９７〜１．０である。
【００１７】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長は、２〜１００ｍｍである。ガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長として、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造及び成形のしやすさの観点から、好ましくは３〜５０ｍｍであり、より好ましくは３〜３０ｍｍである。なお、ガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物中における長さであり、特開２００２−５９２４号公報に記載されている方法によって、測定することができる。
【００１８】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））の強熱減量は、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、得られる成形体外観や製造のしやすさの観点から、０．５〜１．５重量％であり、好ましくは０．５〜１．４重量％であり、より好ましくは０．６〜１．４重量％であり、さらに好ましくは０．７〜１．４重量％である（ただし、ガラス繊維（成分（Ｂ））の全量を１００重量％とする）。なお、ガラス繊維（成分（Ｂ））の強熱減量は、ＪＩＳ−Ｒ３４２０に基づく強熱減量法によって、測定することができる。
【００１９】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））の番手（１，０００ｍ当りの重量）は、製造のしやすさの観点から、好ましくは２００〜５０００ｇ／ｋｍであり、より好ましくは５００〜４０００ｇ／ｋｍであり、さらに好ましくは１０００〜３０００ｇ／ｋｍである。
【００２０】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））は、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなる成分である。
本発明で用いられるガラスモノフィラメント（Ｂ−I）としては、Ｅガラス（Electrical glass）、Ｃガラス（Chemical glass）、Ａガラス（Alkali glass）、Ｓガラス（High strength glass）および耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸してフィラメント状にしたものが挙げられる。本発明で用いられるガラスモノフィラメント（Ｂ−I）は、補強効果の観点から、好ましくはＥガラスを溶融紡糸してフィラメント状にしたものが挙げられる。
【００２１】
本発明で用いられる収束剤（Ｂ−II）としては、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、澱粉、植物油等が挙げられる。さらに、酸変性ポリオレフィン樹脂、表面処理剤、パラフィンワックス等の潤滑剤を配合してもよい。
【００２２】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））とポリプロピレン樹脂との濡れ性や接着性等を改良するために、収束剤（Ｂ−II）に表面処理剤を配合しても良い。この表面処理剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、クロム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、ボラン系カップリング剤等が挙げられ、好ましくはシラン系カップリング剤またはチタネート系カップリング剤であり、より好ましくはシラン系カップリング剤である。
【００２３】
前記のシラン系カップリング剤としては、例えば、トリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、好ましくはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類である。
【００２４】
本発明に用いられる収束剤（Ｂ−II）の加熱減量開始温度は、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物から得られる成形体の外観や繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の製造のしやすさの観点から、好ましくは１８０〜３００℃、より好ましくは１９０〜２７０℃、特に好ましくは２００〜２５０℃、最も好ましくは２２０〜２５０℃である。収束剤（Ｂ−II）の加熱減量開始温度は、空気雰囲気下、昇温速度１０℃／分で、室温から６００℃まで測定したＴＧ測定により算出する。ＴＧ曲線からの加熱減量開始温度の算出方法は、ＪＩＳ Ｋ７１２０−１９８７記載のＴＧ曲線の読み方に記載された方法によって行う。
【００２５】
本発明で用いられるガラスモノフィラメント（Ｂ−I）を、前記の収束剤（Ｂ−II）で処理する方法としては、従来から慣用されている方法、例えば、水溶液法、有機溶媒法、スプレー法等が挙げられる。
【００２６】
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））は、
（１）本発明で用いられる成分（Ａ）（ポリプロピレン樹脂）とは異なるオレフィンの単独重合体、少なくと二種のオレフィンの共重合体、または、オレフィンを単独重合した後に少なくとも２種のオレフィンの共重合部をブロック的に重合して得られるブロック共重合体に、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体をグラフト重合したもの、
（２）少なくとも１種のオレフィンと、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体を共重合したもの
である。
【００２７】
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））の製造方法としては、例えば、“実用 ポリマーアロイ設計”（井出文雄著、工業調査会（１９９６））、Ｐｒｏｇ． Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．，２４，８１−１４２（１９９９）、特開２００２−３０８９４７号公報等に例示されている方法を用いることができ、溶液法、バルク法、溶融混練法のいずれの方法を用いてもよい。また、これらの方法を組み合わせて製造してもよい。
【００２８】
変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））に用いられる不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としては、前記の不飽和カルボン酸の酸無水物、エステル化合物、アミド化合物、イミド化合物、金属塩等が挙げられ、その具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸モノアミド、マレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、メタクリル酸ナトリウム等が挙げられる。また、クエン酸やリンゴ酸のように、ポリプロピレンにグラフトする工程で脱水して不飽和カルボン酸を生じるものを用いてもよい。
不飽和カルボン酸および／またはその誘導体として、好ましくはアクリル酸のグリシジルエステル、メタクリル酸のグリシジルエステル、無水マレイン酸である。
【００２９】
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））として、好ましくは、
（１）エチレンおよび／またはプロピレンに由来する単位をポリマーの主な構成単位とするポリオレフィン樹脂に、無水マレイン酸をグラフト重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂、
（２）エチレンおよび／またはプロピレンを主な成分とするオレフィンと、メタクリル酸グリシジルエステルまたは無水マレイン酸とを共重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂
である。
【００３０】
また、本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））として、好ましくは、衝撃強度、疲労特性、剛性等の機械的強度の観点から、ポリマーの構成単位として、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体に由来する単位を０．１〜１０重量％含有する変性ポリオレフィン樹脂である（ただし、変性ポリオレフィン樹脂の全量を１００重量％とする）。さらに、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体を用いて、ランダム共重合あるいはブロック共重合によって得られる変性ポリオレフィン樹脂の場合には、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体に由来する単位の含有量は３〜１０重量％が好ましく、グラフト重合によって得られる変性ポリオレフィン樹脂の場合には、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体に由来する単位の含有量は０．１〜１０重量％が好ましい。
【００３１】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物が、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））とガラス繊維（成分（Ｂ））を含有する場合、成分（Ａ）と成分（Ｂ）のそれぞれの含有量は、成分（Ａ）が２０〜９５重量％であり、成分（Ｂ）が８０〜５重量％である。ただし、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の全量を１００重量％とする。剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造および成形のしやすさの観点から、好ましくは、成分（Ａ）が３０〜９０重量％であり、成分（Ｂ）が７０〜１０重量％であり、より好ましくは、成分（Ａ）が４０〜９０重量％であり、成分（Ｂ）が６０〜１０重量％であり、さらに好ましくは、成分（Ａ）が５０〜９０重量％であり、成分（Ｂ）が５０〜１０重量％である。
【００３２】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物が、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））とガラス繊維（成分（Ｂ））と変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））を含有する場合、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））と変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））とを含有する樹脂混合物（Ｄ）に含有される成分（Ａ）と成分（Ｃ）のそれぞれの含有量は、成分（Ａ）が９９．９〜６０重量％であり、成分（Ｃ）が０．１〜４０重量％である。ただし、樹脂混合物（Ｄ）の全量を１００重量％とする。好ましくは、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、疲労特性の観点から、成分（Ａ）が９９．５〜７０重量％であり、成分（Ｃ）が０．５〜３０重量％であり、より好ましくは、成分（Ａ）が９９〜８０重量％であり、成分（Ｃ）が１〜２０重量％である。
【００３３】
そして、本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物に含有されるガラス繊維（成分（Ｂ））の含有量は、前記樹脂混合物（Ｄ）１００重量部に対して、５〜４００重量部であり、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造及び成形のしやすさの観点から、好ましくは、１０〜３００重量部であり、より好ましくは、１０〜２００重量部であり、さらに好ましくは１０〜１００重量部である。
【００３４】
また、本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物には、必要に応じて、一般にポリプロピレン樹脂に添加される公知の物質、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤等の安定剤、気泡防止剤、難燃剤、難燃助剤、分散剤、帯電防止剤、滑剤、シリカ等のアンチブロッキング剤、染料や顔料等の着色剤、可塑剤、造核剤や結晶化促進剤等を配合しても良い。
また、ガラスフレーク、マイカ、ガラス粉、ガラスビーズ、タルク、クレー、アルミナ、カーボンブラック、ウォルスナイト等の板状、粉粒状の無機化合物や、ウィスカー等を配合してもよい。
【００３５】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法としては、プルトルージョン成形法が用いられる。プルトルージョン成形法は、基本的には連続した繊維束を引きながら樹脂を含浸させる方法であり、例えば、
（１）樹脂のエマルジョン、サスペンジョンあるいは溶液を入れた含浸液の中に繊維束を通し、樹脂を含浸させる方法、
（２）樹脂の粉末を繊維束に吹き付けたのち、または、粉末を入れた槽の中に繊維束を通し繊維に樹脂を付着させたのち、樹脂を溶融して含浸させる方法、
（３）クロスヘッドの中に繊維束を通しながら、押出機等からクロスヘッドに樹脂を供給し含浸させる方法
等が挙げられ、好ましくは、上記（３）のクロスヘッドを用いる方法であり、より好ましくは、特開平３−２７２８３０号公報等に記載されているクロスヘッドを用いる方法である。
【００３６】
また、上記のプルトルージョン成形法において、樹脂の含浸操作は１段で行なってもよく、２段以上に分けて行ってもよい。また、プルトルージョン成形法によって製造されたペレットと溶融混練法によって製造されたペレットをブレンドしても構わない。
【００３７】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の形状としては、例えば、ストランド状、シート状、平板状、ストランドを適当な長さに裁断したペレット状等の形状が挙げられ、好ましくは、成形加工操作が容易な射出成形へ適用するという観点から、長さ２〜５０ｍｍのペレット状であり、より好ましくは２〜３０ｍｍであり、さらに好ましくは３〜１５ｍｍである。
【００３８】
本発明のペレットは、本発明の組成物から得られるペレットであり、射出成形に適用した場合、射出成形性が損なわれることなく、優れた強度が保持された成形体を得るという観点から、プルトルージョン法で製造され、ペレットの長さが２〜５０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２〜３０ｍｍであり、さらに好ましくは３〜１５ｍｍである。
【００３９】
本発明の成形体とは、本発明の組成物またはそのペレットから得られる成形体である。成形方法としては、射出成形法、射出圧縮成形法、ガスアシスト成形法等が挙げられる
【００４０】
本発明の成形体は、機械的強度、耐久性および良好な外観が必要とされるフェンダー、オーバーフェンダー、グリルガード、カウルルーバー、ホイールキャップ、サイドプロテクター、サイドモール、サイドロアスカート、フロントグリル、サイドステップ、ルーフレール、リアスポイラー、バンパー等の外装部品や、耐熱剛性の要求されるインパネロア、トリム等の内装部品や、バンパービーム、クーリングファン、ファンシュラウド、ランプハウジング、カーヒーターケース、ヒューズボックス、エアクリーナーケース等のエンジン内の部品等の自動車用プラスチック部品に使用することができる。
【００４１】
また、電動工具、カメラ、ビデオカメラ、電子レンジ、電気釜、ポット、掃除機、パーソナルコンピューター、複写機、プリンター、ＦＤＤ、ＣＲＴの機械ハウジング等の各種電気製品の部品、ポンプケーシング等の各種機械の部品、タンク、パイプ、建築用型枠等の構造物等の部品に使用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例および比較例によって、本発明を説明する。実施例または比較例で用いた評価用サンプルの製造方法を以下に示した。
（１）ガラス繊維強化ペレットの製造方法
特開平３−１２１１４６号公報に記載されている方法によって、ガラス繊維強化ペレットを製造した。なお、含浸温度は２７０℃、引取速度は１３ｍ／分で行った。
【００４３】
（２）評価用サンプルの製造方法
下記の日本製鋼所製成形機を用いて、下記の条件で、上記（１）で得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形して、評価用サンプルを製造した。
なお、白斑指数測定用サンプルとしては、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、３ｍｍ厚の平板を成形し、評価した。なお、原料配合時に、ガラス繊維強化ペレット１００重量部に対して、顔料マスターバッチ（カーボンブラック濃度１４重量％）を１重量部添加し、黒色に着色した。
日本製鋼所製成形機
型締力 ：１５０ｔ
スクリュー ：長繊維用深溝スクリュー
スクリュー径 ：４６ｍｍ
スクリューＬ／Ｄ：２０．３
成形条件
シリンダー温度：２５０℃
金型温度 ：５０℃
背圧 ：０ＭＰａ
【００４４】
実施例および比較例における評価方法を以下に示した。
（１）曲げ弾性率（単位：ＭＰａ）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ Ｄ７９０に従って、下記条件で測定した。
測定温度 ：２３℃
サンプル厚み：３．２ｍｍ
スパン ：５０ｍｍ
引張速度 ：２ｍｍ／分
【００４５】
（２）曲げ強度（単位：ＭＰａ）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ Ｄ７９０に従って、下記条件で測定した。
測定温度 ：２３℃
サンプル厚み：３．２ｍｍ
スパン ：５０ｍｍ
引張速度 ：２ｍｍ／分
【００４６】
（３）ＩＺＯＤ衝撃強度（単位：ＫＪ／ｍ2）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ Ｄ２５６に従って、下記条件で測定した。
測定温度 ：２３℃
サンプル厚み：３．２ｍｍ［Ｖノッチあり］
【００４７】
（４）白斑指数
ＥＰＳＯＮ社製スキャナーＧＴ−９６００を用い、階調２５６段階、解像度５０ｄｐｉ，露出２０、ガンマ５０、ハイライト６１、シャドウ６０、しきい値１１０の条件で、上記（２）で得られた平板１０枚の画像をコンピューターに取り込んだ（解析面積２１８６ｃｍ2）。取り込んだ画像を旭エンジニアリング社製高精細画像解析ソフト（ＩＰ−１０００ＰＣ）の粒子解析機能を用い、白斑点の面積を算出した。白斑指数は、比較例２の白斑点の面積を１００としたときの各サンプルの面積の割合を指数化した。
【００４８】
（５）残存重量平均繊維長
特開２００２−５９２４号公報に記載されている方法によって、白斑指数測定用に成形した平板を用い、重量平均繊維長を測定した。
【００４９】
比較例１
特開平３−１２１１４６号公報に記載されている方法によって、表１に記載した組成で、ガラス繊維の含有量が４０重量％であり、ペレット長が９ｍｍのガラス繊維強化ペレットを作成した。用いたポリプロピレン樹脂は、プロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝８０ｇ／１０分）であり、用いたガラス繊維は、平均繊維径１７μｍ、強熱減量０．３６ｗｔ％、加熱減量開始温度２１９℃、番手２３１０ｇ／ｋｍであり、用いた変性ポリオレフィン樹脂は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝６０ｇ／１０分、無水マレイン酸グラフト量＝０．６重量％）であった。さらに得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形した。得られたサンプルの曲げ弾性率、曲げ強度、ＩＺＯＤ衝撃強度、白斑指数、残存重量平均繊維長を表１に示した。なお、用いた無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、特開２００２−３０８９４７公報に記載された方法によって作成した。
【００５０】
実施例１
比較例１において用いたガラス繊維を、強熱減量１．２ｗｔ％、加熱減量開始温度２３２℃に変更した以外は、比較例１と同様にして評価した。なお、用いたガラス繊維の収束剤は、変更しなかった。
【００５１】
比較例２
特開平３−１２１１４６号公報に記載されている方法によって、表１に記載した組成で、ガラス繊維の含有量が４０重量％であり、ペレット長が９ｍｍのガラス繊維強化ペレットを作成した。用いたポリプロピレン樹脂は、プロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝８０ｇ／１０分）であり、用いたガラス繊維は、平均繊維径１７μｍ、強熱減量０．３５ｗｔ％、加熱減量開始温度２２５℃、番手２３１０ｇ／ｋｍであり、用いた変性ポリオレフィン樹脂は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝６０ｇ／１０分、無水マレイン酸グラフト量＝０．６重量％）であった。さらに得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形した。得られたサンプルの曲げ弾性率、曲げ強度、ＩＺＯＤ衝撃強度、白斑指数、残存重量平均繊維長を表１に示した。なお、用いた無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、特開２００２−３０８９４７公報に記載された方法によって作成した。
【００５２】
実施例２
比較例２において用いたガラス繊維を、強熱減量０．７０ｗｔ％、加熱減量開始温度２３３℃に変更した以外は、比較例２と同様にして評価した。なお、用いたガラス繊維の収束剤は、変更しなかった。
【００５３】
【表１】
Ａ−１：プロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝８０ｇ／１０分）
Ｂ−１：ガラス繊維(強熱減量１．２ｗｔ％、加熱減量開始温度２３２℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ) 収束剤は、Ｂ−３と同じ。
Ｂ−２：ガラス繊維(強熱減量０．７０ｗｔ％、加熱減量開始温度２３３℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ) 収束剤は、Ｂ−４と同じ。
Ｂ−３：ガラス繊維(強熱減量０．３６ｗｔ％、加熱減量開始温度２１９℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ)
Ｂ−４：ガラス繊維(強熱減量０．３５ｗｔ％、加熱減量開始温度２２５℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ)
Ｃ−１：無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝６０ｇ／１０分、マレイン酸グラフト量＝０．６重量％）
【００５４】
本発明の要件を満足する実施例１および２は、機械的強度の低下が少なく、成形体表面の白斑点が削減されていることが分かる。
これに対して、本発明の要件であるガラス繊維（成分（Ｂ））の強熱減量を満足しない比較例１および２は、成形体表面の白斑点の削減が不充分なものであることが分かる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなる成形体に関するものである。さらに詳細には、成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなり、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポリプロピレン樹脂の剛性や衝撃強度等の機械的強度を向上させる手段として、フィラーやガラス繊維等を配合することが知られている。
例えば、“界面制御と複合材料設計”（井出文雄著、シグマ出版（１９９５年発行））の第６章には、ガラス繊維を用いて、機械的強度が強化されたポリプロピレン樹脂組成物が記載されている。
【０００３】
また、特開平３−１２１１４６号公報には、機械的強度等の向上した成形用ポリオレフィン樹脂組成物として、ポリオレフィンと変性オレフィン系重合体からなる樹脂成分と、強化用繊維を含有してなり、該繊維は樹脂中において、少なくとも２ｍｍ以上の長さを有する繊維強化成形用ポリオレフィン樹脂組成物が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１２１１４６号公報
【非特許文献１】界面制御と複合材料設計（井出文雄著、シグマ出版（１９９５年発行））第６章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の刊行物（“界面制御と複合材料設計”）または特許公報（特開平３−１２１１４６号公報）に記載されている繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物、または、その樹脂組成物から得られるペレットからなる成形体の表面の白斑点については、さらなる削減が望まれていた。
かかる状況の下、本発明の目的は、成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなり、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、かかる実状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明が、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））２０〜９５重量％と、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））８０〜５重量％とを含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物（ただし、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の全量を１００重量％とする）に係るものである。
【０００７】
また、本発明は、
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））９９．９〜６０重量％と、変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））０．１〜４０重量％とを含有する樹脂混合物（Ｄ）と（ただし、樹脂混合物（Ｄ）の全量を１００重量％とする）、前記の樹脂混合物（Ｄ）１００重量部に対して、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））５〜４００重量部を含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物に係るものである。
【０００８】
そして、本発明は、上記の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットに係るものであり、さらに、本発明は、上記の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物からなる成形体、または、そのペレットからなる成形体に係るものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形体にした場合に、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体が得られる繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物とそのペレット、および、前記樹脂組成物またはペレットからなり、機械的強度の低下が少なく、表面の白斑点が削減された成形体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレンを単独重合した後にエチレンとプロピレンを共重合して得られるプロピレンブロック共重合体等が挙げられる。
【００１１】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））は、衝撃強度および剛性等の機械的強度の観点から、それぞれの一部または全てが不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されていても良い。なお、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））の変性に用いられる不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、後述する変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））に用いられる不飽和カルボン酸またはその誘導体と同様のものが挙げられる。
【００１２】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））の製造方法としては、溶液重合法、スラリー重合法、バルク重合法、気相重合法等によって製造する方法が挙げられる。また、これらの重合法を単独で用いる方法であっても良く、少なくとも２種を組み合わせた方法であっても良い。
そして、ポリプロピレン（成分（Ａ））の製造方法としては、例えば、“新ポリマー製造プロセス”（佐伯康治編集、工業調査会（１９９４年発行））、特開平４−３２３２０７号公報、特開昭６１−２８７９１７号公報等に記載されている重合法が挙げられる。
【００１３】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））の製造に用いられる触媒としては、マルチサイト触媒やシングルサイト触媒が挙げられる。マルチサイト触媒として、好ましくは、チタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られる触媒が挙げられ、また、シングルサイト触媒として、好ましくは、メタロセン錯体が挙げられる。
【００１４】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、成形体中におけるガラス繊維（成分（Ｂ））の分散性の低下、成形体の外観不良や衝撃強度の低下を防止するという観点から、好ましくは１〜５００ｇ／１０分であり、より好ましくは５〜３００ｇ／１０分であり、さらに好ましくは１０〜２００ｇ／１０分であり、一層好ましくは５０〜１５０ｇ／１０分である。なお、ＭＦＲは、Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ．Ｄ１２３８に従い、２３０℃、２１．２Ｎ荷重で測定した値である。
【００１５】
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））がプロピレン単独重合体の場合、アイソタクチックペンタッド分率は、好ましくは０．９５〜１．０であり、より好ましくは０．９６〜１．０であり、さらに好ましくは０．９７〜１．０である。アイソタクチックペンタッド分率とは、Ａ．ＺａｍｂｅｌｌｉらによってＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，第６巻，第９２５頁（１９７３年）に発表されている方法、すなわち13Ｃ−ＮＭＲを使用して測定されるプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖、換言すればプロピレンモノマー単位が５個連続してメソ結合した連鎖の中心にあるプロピレンモノマー単位の分率である。ただし、ＮＭＲ吸収ピークの帰属に関しては、その後発刊されたＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，第８巻，第６８７頁（１９７５年）に基づいて行うものである。
【００１６】
また、本発明で用いられるポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））がプロピレンを単独重合した後にエチレンとプロピレンを共重合して得られるプロピレンブロック共重合体の場合、前記プロピレン単独重合体部のアイソタクチックペンタッド分率は、好ましくは０．９５〜１．０、より好ましくは０．９６〜１．０であり、さらに好ましくは０．９７〜１．０である。
【００１７】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長は、２〜１００ｍｍである。ガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長として、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造及び成形のしやすさの観点から、好ましくは３〜５０ｍｍであり、より好ましくは３〜３０ｍｍである。なお、ガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長は、本発明のポリプロピレン樹脂組成物中における長さであり、特開２００２−５９２４号公報に記載されている方法によって、測定することができる。
【００１８】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））の強熱減量は、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、得られる成形体外観や製造のしやすさの観点から、０．５〜１．５重量％であり、好ましくは０．５〜１．４重量％であり、より好ましくは０．６〜１．４重量％であり、さらに好ましくは０．７〜１．４重量％である（ただし、ガラス繊維（成分（Ｂ））の全量を１００重量％とする）。なお、ガラス繊維（成分（Ｂ））の強熱減量は、ＪＩＳ−Ｒ３４２０に基づく強熱減量法によって、測定することができる。
【００１９】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））の番手（１，０００ｍ当りの重量）は、製造のしやすさの観点から、好ましくは２００〜５０００ｇ／ｋｍであり、より好ましくは５００〜４０００ｇ／ｋｍであり、さらに好ましくは１０００〜３０００ｇ／ｋｍである。
【００２０】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））は、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなる成分である。
本発明で用いられるガラスモノフィラメント（Ｂ−I）としては、Ｅガラス（Electrical glass）、Ｃガラス（Chemical glass）、Ａガラス（Alkali glass）、Ｓガラス（High strength glass）および耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸してフィラメント状にしたものが挙げられる。本発明で用いられるガラスモノフィラメント（Ｂ−I）は、補強効果の観点から、好ましくはＥガラスを溶融紡糸してフィラメント状にしたものが挙げられる。
【００２１】
本発明で用いられる収束剤（Ｂ−II）としては、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、澱粉、植物油等が挙げられる。さらに、酸変性ポリオレフィン樹脂、表面処理剤、パラフィンワックス等の潤滑剤を配合してもよい。
【００２２】
本発明で用いられるガラス繊維（成分（Ｂ））とポリプロピレン樹脂との濡れ性や接着性等を改良するために、収束剤（Ｂ−II）に表面処理剤を配合しても良い。この表面処理剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、クロム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、ボラン系カップリング剤等が挙げられ、好ましくはシラン系カップリング剤またはチタネート系カップリング剤であり、より好ましくはシラン系カップリング剤である。
【００２３】
前記のシラン系カップリング剤としては、例えば、トリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、好ましくはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類である。
【００２４】
本発明に用いられる収束剤（Ｂ−II）の加熱減量開始温度は、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物から得られる成形体の外観や繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の製造のしやすさの観点から、好ましくは１８０〜３００℃、より好ましくは１９０〜２７０℃、特に好ましくは２００〜２５０℃、最も好ましくは２２０〜２５０℃である。収束剤（Ｂ−II）の加熱減量開始温度は、空気雰囲気下、昇温速度１０℃／分で、室温から６００℃まで測定したＴＧ測定により算出する。ＴＧ曲線からの加熱減量開始温度の算出方法は、ＪＩＳ Ｋ７１２０−１９８７記載のＴＧ曲線の読み方に記載された方法によって行う。
【００２５】
本発明で用いられるガラスモノフィラメント（Ｂ−I）を、前記の収束剤（Ｂ−II）で処理する方法としては、従来から慣用されている方法、例えば、水溶液法、有機溶媒法、スプレー法等が挙げられる。
【００２６】
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））は、
（１）本発明で用いられる成分（Ａ）（ポリプロピレン樹脂）とは異なるオレフィンの単独重合体、少なくと二種のオレフィンの共重合体、または、オレフィンを単独重合した後に少なくとも２種のオレフィンの共重合部をブロック的に重合して得られるブロック共重合体に、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体をグラフト重合したもの、
（２）少なくとも１種のオレフィンと、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体を共重合したもの
である。
【００２７】
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））の製造方法としては、例えば、“実用 ポリマーアロイ設計”（井出文雄著、工業調査会（１９９６））、Ｐｒｏｇ． Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．，２４，８１−１４２（１９９９）、特開２００２−３０８９４７号公報等に例示されている方法を用いることができ、溶液法、バルク法、溶融混練法のいずれの方法を用いてもよい。また、これらの方法を組み合わせて製造してもよい。
【００２８】
変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））に用いられる不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としては、前記の不飽和カルボン酸の酸無水物、エステル化合物、アミド化合物、イミド化合物、金属塩等が挙げられ、その具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸モノアミド、マレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、メタクリル酸ナトリウム等が挙げられる。また、クエン酸やリンゴ酸のように、ポリプロピレンにグラフトする工程で脱水して不飽和カルボン酸を生じるものを用いてもよい。
不飽和カルボン酸および／またはその誘導体として、好ましくはアクリル酸のグリシジルエステル、メタクリル酸のグリシジルエステル、無水マレイン酸である。
【００２９】
本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））として、好ましくは、
（１）エチレンおよび／またはプロピレンに由来する単位をポリマーの主な構成単位とするポリオレフィン樹脂に、無水マレイン酸をグラフト重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂、
（２）エチレンおよび／またはプロピレンを主な成分とするオレフィンと、メタクリル酸グリシジルエステルまたは無水マレイン酸とを共重合することによって得られる変性ポリオレフィン樹脂
である。
【００３０】
また、本発明で用いられる変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））として、好ましくは、衝撃強度、疲労特性、剛性等の機械的強度の観点から、ポリマーの構成単位として、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体に由来する単位を０．１〜１０重量％含有する変性ポリオレフィン樹脂である（ただし、変性ポリオレフィン樹脂の全量を１００重量％とする）。さらに、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体を用いて、ランダム共重合あるいはブロック共重合によって得られる変性ポリオレフィン樹脂の場合には、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体に由来する単位の含有量は３〜１０重量％が好ましく、グラフト重合によって得られる変性ポリオレフィン樹脂の場合には、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体に由来する単位の含有量は０．１〜１０重量％が好ましい。
【００３１】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物が、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））とガラス繊維（成分（Ｂ））を含有する場合、成分（Ａ）と成分（Ｂ）のそれぞれの含有量は、成分（Ａ）が２０〜９５重量％であり、成分（Ｂ）が８０〜５重量％である。ただし、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の全量を１００重量％とする。剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造および成形のしやすさの観点から、好ましくは、成分（Ａ）が３０〜９０重量％であり、成分（Ｂ）が７０〜１０重量％であり、より好ましくは、成分（Ａ）が４０〜９０重量％であり、成分（Ｂ）が６０〜１０重量％であり、さらに好ましくは、成分（Ａ）が５０〜９０重量％であり、成分（Ｂ）が５０〜１０重量％である。
【００３２】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物が、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））とガラス繊維（成分（Ｂ））と変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））を含有する場合、ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））と変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））とを含有する樹脂混合物（Ｄ）に含有される成分（Ａ）と成分（Ｃ）のそれぞれの含有量は、成分（Ａ）が９９．９〜６０重量％であり、成分（Ｃ）が０．１〜４０重量％である。ただし、樹脂混合物（Ｄ）の全量を１００重量％とする。好ましくは、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、疲労特性の観点から、成分（Ａ）が９９．５〜７０重量％であり、成分（Ｃ）が０．５〜３０重量％であり、より好ましくは、成分（Ａ）が９９〜８０重量％であり、成分（Ｃ）が１〜２０重量％である。
【００３３】
そして、本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物に含有されるガラス繊維（成分（Ｂ））の含有量は、前記樹脂混合物（Ｄ）１００重量部に対して、５〜４００重量部であり、剛性や衝撃強度等の機械的強度の向上や、製造及び成形のしやすさの観点から、好ましくは、１０〜３００重量部であり、より好ましくは、１０〜２００重量部であり、さらに好ましくは１０〜１００重量部である。
【００３４】
また、本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物には、必要に応じて、一般にポリプロピレン樹脂に添加される公知の物質、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤等の安定剤、気泡防止剤、難燃剤、難燃助剤、分散剤、帯電防止剤、滑剤、シリカ等のアンチブロッキング剤、染料や顔料等の着色剤、可塑剤、造核剤や結晶化促進剤等を配合しても良い。
また、ガラスフレーク、マイカ、ガラス粉、ガラスビーズ、タルク、クレー、アルミナ、カーボンブラック、ウォルスナイト等の板状、粉粒状の無機化合物や、ウィスカー等を配合してもよい。
【００３５】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の製造方法としては、プルトルージョン成形法が用いられる。プルトルージョン成形法は、基本的には連続した繊維束を引きながら樹脂を含浸させる方法であり、例えば、
（１）樹脂のエマルジョン、サスペンジョンあるいは溶液を入れた含浸液の中に繊維束を通し、樹脂を含浸させる方法、
（２）樹脂の粉末を繊維束に吹き付けたのち、または、粉末を入れた槽の中に繊維束を通し繊維に樹脂を付着させたのち、樹脂を溶融して含浸させる方法、
（３）クロスヘッドの中に繊維束を通しながら、押出機等からクロスヘッドに樹脂を供給し含浸させる方法
等が挙げられ、好ましくは、上記（３）のクロスヘッドを用いる方法であり、より好ましくは、特開平３−２７２８３０号公報等に記載されているクロスヘッドを用いる方法である。
【００３６】
また、上記のプルトルージョン成形法において、樹脂の含浸操作は１段で行なってもよく、２段以上に分けて行ってもよい。また、プルトルージョン成形法によって製造されたペレットと溶融混練法によって製造されたペレットをブレンドしても構わない。
【００３７】
本発明の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の形状としては、例えば、ストランド状、シート状、平板状、ストランドを適当な長さに裁断したペレット状等の形状が挙げられ、好ましくは、成形加工操作が容易な射出成形へ適用するという観点から、長さ２〜５０ｍｍのペレット状であり、より好ましくは２〜３０ｍｍであり、さらに好ましくは３〜１５ｍｍである。
【００３８】
本発明のペレットは、本発明の組成物から得られるペレットであり、射出成形に適用した場合、射出成形性が損なわれることなく、優れた強度が保持された成形体を得るという観点から、プルトルージョン法で製造され、ペレットの長さが２〜５０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２〜３０ｍｍであり、さらに好ましくは３〜１５ｍｍである。
【００３９】
本発明の成形体とは、本発明の組成物またはそのペレットから得られる成形体である。成形方法としては、射出成形法、射出圧縮成形法、ガスアシスト成形法等が挙げられる
【００４０】
本発明の成形体は、機械的強度、耐久性および良好な外観が必要とされるフェンダー、オーバーフェンダー、グリルガード、カウルルーバー、ホイールキャップ、サイドプロテクター、サイドモール、サイドロアスカート、フロントグリル、サイドステップ、ルーフレール、リアスポイラー、バンパー等の外装部品や、耐熱剛性の要求されるインパネロア、トリム等の内装部品や、バンパービーム、クーリングファン、ファンシュラウド、ランプハウジング、カーヒーターケース、ヒューズボックス、エアクリーナーケース等のエンジン内の部品等の自動車用プラスチック部品に使用することができる。
【００４１】
また、電動工具、カメラ、ビデオカメラ、電子レンジ、電気釜、ポット、掃除機、パーソナルコンピューター、複写機、プリンター、ＦＤＤ、ＣＲＴの機械ハウジング等の各種電気製品の部品、ポンプケーシング等の各種機械の部品、タンク、パイプ、建築用型枠等の構造物等の部品に使用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例および比較例によって、本発明を説明する。実施例または比較例で用いた評価用サンプルの製造方法を以下に示した。
（１）ガラス繊維強化ペレットの製造方法
特開平３−１２１１４６号公報に記載されている方法によって、ガラス繊維強化ペレットを製造した。なお、含浸温度は２７０℃、引取速度は１３ｍ／分で行った。
【００４３】
（２）評価用サンプルの製造方法
下記の日本製鋼所製成形機を用いて、下記の条件で、上記（１）で得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形して、評価用サンプルを製造した。
なお、白斑指数測定用サンプルとしては、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、３ｍｍ厚の平板を成形し、評価した。なお、原料配合時に、ガラス繊維強化ペレット１００重量部に対して、顔料マスターバッチ（カーボンブラック濃度１４重量％）を１重量部添加し、黒色に着色した。
日本製鋼所製成形機
型締力 ：１５０ｔ
スクリュー ：長繊維用深溝スクリュー
スクリュー径 ：４６ｍｍ
スクリューＬ／Ｄ：２０．３
成形条件
シリンダー温度：２５０℃
金型温度 ：５０℃
背圧 ：０ＭＰａ
【００４４】
実施例および比較例における評価方法を以下に示した。
（１）曲げ弾性率（単位：ＭＰａ）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ Ｄ７９０に従って、下記条件で測定した。
測定温度 ：２３℃
サンプル厚み：３．２ｍｍ
スパン ：５０ｍｍ
引張速度 ：２ｍｍ／分
【００４５】
（２）曲げ強度（単位：ＭＰａ）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ Ｄ７９０に従って、下記条件で測定した。
測定温度 ：２３℃
サンプル厚み：３．２ｍｍ
スパン ：５０ｍｍ
引張速度 ：２ｍｍ／分
【００４６】
（３）ＩＺＯＤ衝撃強度（単位：ＫＪ／ｍ2）
Ａ．Ｓ．Ｔ．Ｍ Ｄ２５６に従って、下記条件で測定した。
測定温度 ：２３℃
サンプル厚み：３．２ｍｍ［Ｖノッチあり］
【００４７】
（４）白斑指数
ＥＰＳＯＮ社製スキャナーＧＴ−９６００を用い、階調２５６段階、解像度５０ｄｐｉ，露出２０、ガンマ５０、ハイライト６１、シャドウ６０、しきい値１１０の条件で、上記（２）で得られた平板１０枚の画像をコンピューターに取り込んだ（解析面積２１８６ｃｍ2）。取り込んだ画像を旭エンジニアリング社製高精細画像解析ソフト（ＩＰ−１０００ＰＣ）の粒子解析機能を用い、白斑点の面積を算出した。白斑指数は、比較例２の白斑点の面積を１００としたときの各サンプルの面積の割合を指数化した。
【００４８】
（５）残存重量平均繊維長
特開２００２−５９２４号公報に記載されている方法によって、白斑指数測定用に成形した平板を用い、重量平均繊維長を測定した。
【００４９】
比較例１
特開平３−１２１１４６号公報に記載されている方法によって、表１に記載した組成で、ガラス繊維の含有量が４０重量％であり、ペレット長が９ｍｍのガラス繊維強化ペレットを作成した。用いたポリプロピレン樹脂は、プロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝８０ｇ／１０分）であり、用いたガラス繊維は、平均繊維径１７μｍ、強熱減量０．３６ｗｔ％、加熱減量開始温度２１９℃、番手２３１０ｇ／ｋｍであり、用いた変性ポリオレフィン樹脂は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝６０ｇ／１０分、無水マレイン酸グラフト量＝０．６重量％）であった。さらに得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形した。得られたサンプルの曲げ弾性率、曲げ強度、ＩＺＯＤ衝撃強度、白斑指数、残存重量平均繊維長を表１に示した。なお、用いた無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、特開２００２−３０８９４７公報に記載された方法によって作成した。
【００５０】
実施例１
比較例１において用いたガラス繊維を、強熱減量１．２ｗｔ％、加熱減量開始温度２３２℃に変更した以外は、比較例１と同様にして評価した。なお、用いたガラス繊維の収束剤は、変更しなかった。
【００５１】
比較例２
特開平３−１２１１４６号公報に記載されている方法によって、表１に記載した組成で、ガラス繊維の含有量が４０重量％であり、ペレット長が９ｍｍのガラス繊維強化ペレットを作成した。用いたポリプロピレン樹脂は、プロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝８０ｇ／１０分）であり、用いたガラス繊維は、平均繊維径１７μｍ、強熱減量０．３５ｗｔ％、加熱減量開始温度２２５℃、番手２３１０ｇ／ｋｍであり、用いた変性ポリオレフィン樹脂は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝６０ｇ／１０分、無水マレイン酸グラフト量＝０．６重量％）であった。さらに得られたガラス繊維強化ペレットを射出成形した。得られたサンプルの曲げ弾性率、曲げ強度、ＩＺＯＤ衝撃強度、白斑指数、残存重量平均繊維長を表１に示した。なお、用いた無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、特開２００２−３０８９４７公報に記載された方法によって作成した。
【００５２】
実施例２
比較例２において用いたガラス繊維を、強熱減量０．７０ｗｔ％、加熱減量開始温度２３３℃に変更した以外は、比較例２と同様にして評価した。なお、用いたガラス繊維の収束剤は、変更しなかった。
【００５３】
【表１】
Ａ−１：プロピレン単独重合体（ＭＦＲ＝８０ｇ／１０分）
Ｂ−１：ガラス繊維(強熱減量１．２ｗｔ％、加熱減量開始温度２３２℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ) 収束剤は、Ｂ−３と同じ。
Ｂ−２：ガラス繊維(強熱減量０．７０ｗｔ％、加熱減量開始温度２３３℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ) 収束剤は、Ｂ−４と同じ。
Ｂ−３：ガラス繊維(強熱減量０．３６ｗｔ％、加熱減量開始温度２１９℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ)
Ｂ−４：ガラス繊維(強熱減量０．３５ｗｔ％、加熱減量開始温度２２５℃、平均繊維径１７μｍ、番手２３１０ｇ／ｋｍ)
Ｃ−１：無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ＭＦＲ＝６０ｇ／１０分、マレイン酸グラフト量＝０．６重量％）
【００５４】
本発明の要件を満足する実施例１および２は、機械的強度の低下が少なく、成形体表面の白斑点が削減されていることが分かる。
これに対して、本発明の要件であるガラス繊維（成分（Ｂ））の強熱減量を満足しない比較例１および２は、成形体表面の白斑点の削減が不充分なものであることが分かる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））２０〜９５重量％と、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））８０〜５重量％とを含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物（ただし、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の全量を１００重量％とする）。
【請求項２】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））９９．９〜６０重量％と、変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））０．１〜４０重量％とを含有する樹脂混合物（Ｄ）と（ただし、樹脂混合物（Ｄ）の全量を１００重量％とする）、前記の樹脂混合物（Ｄ）１００重量部に対して、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））５〜４００重量部を含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項３】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））が、不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリプロピレン樹脂である請求項１または２に記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットであって、前記のペレット中において、ガラス繊維（成分（Ｂ））が互いに平行な状態で配列している繊維強化ポリプロピレン樹脂樹脂組成物ペレット。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物または請求項４記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物ペレットからなる成形体であって、前記の成形体中において、ガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長が１〜２０ｍｍである成形体。
【請求項１】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））２０〜９５重量％と、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））８０〜５重量％とを含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物（ただし、繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物の全量を１００重量％とする）。
【請求項２】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））９９．９〜６０重量％と、変性ポリオレフィン樹脂（成分（Ｃ））０．１〜４０重量％とを含有する樹脂混合物（Ｄ）と（ただし、樹脂混合物（Ｄ）の全量を１００重量％とする）、前記の樹脂混合物（Ｄ）１００重量部に対して、ガラスモノフィラメント（Ｂ−I）と収束剤（Ｂ−II）からなり、重量平均繊維長が２〜１００ｍｍであり、強熱減量が０．５〜１．５重量％であるガラス繊維（成分（Ｂ））５〜４００重量部を含有する繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項３】
ポリプロピレン樹脂（成分（Ａ））が、不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリプロピレン樹脂である請求項１または２に記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットであって、前記のペレット中において、ガラス繊維（成分（Ｂ））が互いに平行な状態で配列している繊維強化ポリプロピレン樹脂樹脂組成物ペレット。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物または請求項４記載の繊維強化ポリプロピレン樹脂組成物ペレットからなる成形体であって、前記の成形体中において、ガラス繊維（成分（Ｂ））の重量平均繊維長が１〜２０ｍｍである成形体。
【公開番号】特開２００６−１９３７３６（Ｐ２００６−１９３７３６Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６１４９２（Ｐ２００５−３６１４９２）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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