(57)【要約】【課題】タルクの分散状態の均一性が優れる成形用樹脂材料を提供する。【解決手段】成形用樹脂材料は、５０〜９０質量％のタルクとプロピレン成分を主体とするポリマーとを含む主成分に、その主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部のフッ素系ポリマーが混合されてなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０〜９０質量％のタルクとプロピレン成分を主体とするポリマーとを含む主成分に、該主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部のフッ素系ポリマー成分が混合されてなることを特徴とする成形用樹脂材料。
【請求項２】
請求項１に記載された成形用樹脂材料において、
上記タルクが上記主成分に５５〜８５質量％含まれていることを特徴とする成形用樹脂材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された成形用樹脂材料を用いて成形されたことを特徴とする樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形用樹脂材料及びそれを用いて成形された樹脂成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の樹脂製バンパやインストルメントパネル基材などを構成する成形用樹脂材料として、比較的安価であって諸物性のバランスがよいことからポリプロピレン（以下、「ＰＰ」と称する）を主成分とするものが広く使用されている。また、かかるＰＰを主成分とする成形用樹脂材料には、成形品の剛性や耐熱性を高めることを目的としてタルクが混合されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、メルトフローレートが１００〜１０００ｇ／１０分で且つアイソタクティックペンタッド分率が９８％以上であるＰＰ４０〜８５質量％と、エチレンとα−オレフィンとの共重合体５０〜１０質量％と、タルク３〜２５質量％と、からなり、全体のメルトフローレートが２５ｇ／１０分以上であり、且つ、タルクの分散パラメータが４．５以下であるＰＰ系樹脂組成物が開示されており、かかるＰＰ系樹脂組成物によれば、補強効果の高いタルクを含有しているにもかかわらず、非常に流動性に優れることから、射出成形、シート成形用材料として優れている、との内容が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２４８５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、成形用樹脂材料にタルクが混合されていても、その分散状態が均一なものでなければ、タルクを混合することによる物性向上効果を十分に得ることはできない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タルクの分散状態の均一性が優れる成形用樹脂材料及びそれを用いて成形された樹脂成形品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、成形用樹脂材料に多量のタルクと共に少量のフッ素系ポリマーを含有させたものである。
【０００８】
具体的には、本発明は、５０質量％以上９０質量％以下のタルクとプロピレン成分を主体とするポリマーとを含む主成分に、該主成分１００質量部に対して０．０１質量部以上５質量部以下のフッ素系ポリマー成分が混合されてなることを特徴とする成形用樹脂材料である。
【０００９】
上記の構成によれば、成形用樹脂材料の主成分に５０〜９０質量％もの多量のタルクが含まれており、また、主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部の少量のフッ素系ポリマー成分もが含まれているので、後述の実施例で示すように、タルクの分散状態の均一性が優れたものとなる。
【００１０】
ここで、タルクとは、ケイ酸マグネシウム系の層状鉱物である。本発明の成形用樹脂材料では、タルクが主成分において５０〜９０質量％含まれることが必要である。これは、主成分においてタルクが５０質量％よりも少ないとタルクの分散状態の均一性が劣るものとなる一方、９０質量％よりも多いとマトリクスとなる樹脂成分が少ないために塊状とならず、成形用樹脂材料として成立しえないからである。かかる理由より、タルクが主成分において５５〜８５質量％含まれることがより好ましい。
【００１１】
プロピレン成分を主体とするポリマーには、ホモＰＰ、ＰＰ成分を含むブロック共重合体（例えば、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体）、プロピレン成分を含むランダム共重合体等の他、これらの混合物も含まれる。
【００１２】
フッ素系ポリマー成分には、モノフッ化ポリエチレン、ジフッ化ポリエチレン、トリフッ化ポリエチレン、テトラフッ化ポリエチレン（ポリテトラフルオロエチレン：ＰＴＦＥ、以下、適宜「ＰＴＦＥ」と称する）の他、これらの混合物やこれらの変性物（例えば、マレイン化変性物、アクリル化変性物）も含まれる。本発明の成形用樹脂材料では、フッ素系ポリマー成分が主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部含まれることが必要である。これは、主成分１００質量部に対して含めるフッ素系ポリマー成分の量が０．０１質量部よりも少なくても、また、５質量部よりも多くても、タルクの分散状態の均一性が劣るものとなるからである。かかる理由より、フッ素系ポリマー成分が主成分１００質量部に対して０．０５〜１質量部含まれることがより好ましい。
【００１３】
成形用樹脂材料の主成分には、成形用樹脂材料作製の際の混練成形性を良好なものとしてタルクの分散性をより高めるという観点からゴム要素が含まれていてもよく、かかるゴム要素として、例えば、スチレンエチレンブタジエンゴム（ＳＥＢＳ）などのポリスチレン系エラストマー、エチレンプロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ、以下、適宜「ＥＰＲ」と称する）、エチレンブタジエンゴム（ＥＢＲ）等のポリオレフィン系エラストマーを挙げることができる。
【００１４】
そして、このような成形用樹脂材料を用いて樹脂成形品を成形すると、樹脂成形品においてもタルクの分散状態の均一性が優れることとなるので、高い曲げ剛性とアイゾット衝撃値とを有するものを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の実施形態に係る成形用樹脂材料は、ＰＰ樹脂系の主成分に、その主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部（好ましくは０．０５〜１質量部）のフッ素系ポリマー成分が混合されてなるペレット状のものである。
【００１７】
主成分は、プロピレン成分を主体とするポリマーとゴム要素とをマトリクスとし、これに成分内含有量が５０〜９０質量％（好ましくは５５〜８５質量％）のタルクを含ませたものである。
【００１８】
プロピレン成分を主体とするポリマーは、例えば、ホモＰＰ、ＰＰ成分を含むブロック共重合体（例えば、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体）、プロピレン成分を含むランダム共重合体等や、これらの混合物である。
【００１９】
ゴム要素は、例えば、スチレンエチレンブタジエンゴム（ＳＥＢＳ）などのポリスチレン系エラストマー、エチレンプロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンブタジエンゴム（ＥＢＲ）等のポリオレフィン系エラストマーである。ゴム要素は、成形用樹脂材料作製の際の混練成形性を良好なものとしてタルクの分散性をより高めることを目的として含有させるものであるが、プロピレン成分を主体とするポリマーにゴム要素が含まれるような場合（例えば、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体におけるポリエチレン部分）には独立して含有されていなくてもよい。つまり、プロピレン成分を主体とするポリマーのみでマトリクスを構成してもよい。ゴム要素の主成分における含有量は２〜４０質量％である。
【００２０】
タルクは、ケイ酸マグネシウム系の層状鉱物であり、これによって樹脂の補強効果が高められる。
【００２１】
フッ素系ポリマー成分は、例えば、モノフッ化ポリエチレン、ジフッ化ポリエチレン、トリフッ化ポリエチレン、テトラフッ化ポリエチレン（ポリテトラフルオロエチレン：ＰＴＦＥ）の他、これらの混合物やこれらの変性物（例えば、マレイン化変性物、アクリル変性物）である。
【００２２】
この成形用樹脂材料は、主成分を構成する諸要素及びフッ素系ポリマー成分のそれぞれ所定量をロール式混練機、バンバリー型混練機、ニーダー式混練機、１軸又は２軸押出機などの混練機に投入し、加熱して樹脂成分を溶融させると共に剪断を加えて混練した後、ペレット状に形成することにより製造される。なお、このとき、タルクなどの無機フィラーをポリマーに混練する場合に一般的に使用されるステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛などの金属石鹸類、ステアリン酸グリセライドのような界面活性剤を同時に使用してもよい。
【００２３】
このようにタルク高濃度の成形用樹脂材料は、通常、タルク用マスターバッチとして用いられ、樹脂成形品を成形する際には、プロピレン成分を主体とするポリマーを含有するペレット状の希釈材が混ぜられて成形に供される。希釈材は、例えば、ホモＰＰ、ＰＰ成分を含むブロック共重合体（例えば、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体）、プロピレン成分を含むランダム共重合体等や、これらの混合物である。なお、希釈材はタルクを含んだものであってもよく、それによってタルク含有量を操作して樹脂成形品の収縮率の調整を図ることができる。
【００２４】
この成形用樹脂材料及び希釈材は、例えば、計量装置などを用いて射出成形機や押出成形機のホッパーに投入され、シリンダ内で加熱されて樹脂成分が溶融すると共にスクリューによって剪断を受けて混練され、成形用金型のキャビティに射出されて冷却されることにより所定形状の樹脂成形品に成形される。このようにして成形される樹脂成形品としては、例えば、自動車のバンパやインストルメントパネル基材等を挙げることができる。なお、もちろん、これらに用いられる成形機はスクリュー形状やミキシングノズルなどにより混練能力を高めたものほど好ましい。
【００２５】
以上の構成の成形用樹脂材料によれば、成形用樹脂材料の主成分に５０〜９０質量％もの多量のタルクが含まれており、また、主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部の少量のフッ素系ポリマー成分もが含まれているので、タルクの分散状態の均一性が優れたものとなる。従って、これを用いて成形された樹脂成形品もまた、タルクの分散状態の均一性が優れたものとなるので、高い曲げ剛性とアイゾット衝撃値とを示すものとなる。
【００２６】
【実施例】
（試験評価用樹脂材料）
以下の各例に係る試験評価用の樹脂材料を調製した。なお、それぞれの構成は表１にも示す。
【００２７】
＜例１＞
タルク５０質量％、ホモＰＰ４５質量％及びＥＰＲ５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して１質量部のフッ素系ポリマー成分としてのアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備した。
【００２８】
次いで、準備したタルク、ホモＰＰ、ＥＰＲ及びアクリル変性されたＰＴＦＥをシリンダ直径３０ｍｍの２軸押出機（日本製鋼所社製）に投入して樹脂成分を溶融させつつ混練し、押し出されたストランドを水冷した後に所定長さにカットすることによりペレット状の成形用樹脂材料を得た。
【００２９】
この成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝４０／６０の割合で混合した樹脂材料を例１とした。
【００３０】
＜例２＞
タルク６０質量％、ホモＰＰ１５質量％及びＥＰＲ２５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して０．５質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備したこと、及び、成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝３０／７０の割合で混合したことを除いて例１と同様にして調製した樹脂材料を例２とした。
【００３１】
＜例３＞
タルク８０質量％、ホモＰＰ５質量％及びＥＰＲ１５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して２質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備したこと、及び、成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝２５／７５の割合で混合したことを除いて例１と同様にして調製した樹脂材料を例３とした。
【００３２】
＜例４＞
タルク９０質量％、ホモＰＰ５質量％及びＥＰＲ５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して２質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備したこと、及び、成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝２０／８０の割合で混合したことを除いて例１と同様にして調製した樹脂材料を例４とした。
【００３３】
＜例５＞
タルク４０質量％、ホモＰＰ５０質量％及びＥＰＲ１０質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して２質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備したこと、及び、成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝５０／５０の割合で混合したことを除いて例１と同様にして調製した樹脂材料を例５とした。
【００３４】
＜例６＞
タルク８０質量％、ホモＰＰ１５質量％及びＥＰＲ５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して６質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備したこと、及び、成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝２５／７５の割合で混合したことを除いて例１と同様にして調製した樹脂材料を例６とした。
【００３５】
＜例７＞
タルク８０質量％、ホモＰＰ１５質量％及びＥＰＲ５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して０．００５質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備したこと、及び、成形用樹脂材料とホモＰＰのペレット状の希釈材とを、成形用樹脂材料／希釈材＝２５／７５の割合で混合したことを除いて例１と同様にして調製した樹脂材料を例７とした。
【００３６】
＜参考例＞
タルク９５質量％及びホモＰＰ５質量％の組成の主成分と、主成分１００質量部に対して２質量部のアクリル変性されたＰＴＦＥと、からなる成形用樹脂材料が構成されるように、それぞれの成分要素を所定量ずつ準備した。
【００３７】
次いで、準備したタルク、ホモＰＰ及びアクリル変性されたＰＴＦＥをシリンダ直径３０ｍｍの２軸押出機（日本製鋼所社製）に投入して樹脂成分を溶融させつつ混練して押し出し成形したが、樹脂成分が少ないためにストランドの形態とならず、成形用樹脂材料を得ることができなかった。
【００３８】
【表１】
2004107600.tif 000002
【００３９】
（試験評価方法）
以上の例１〜７に係る樹脂材料のそれぞれを用いて樹脂成形品を射出成形し、以下の各試験評価を行った。なお、射出成形には、７５トン射出成形機（日本製鋼所社製）を用いた。
【００４０】
＜曲げ弾性率＞
例１〜７の樹脂材料のそれぞれにより成形された板状の試験片を用い、ＪＩＳ
Ｋ７１７１に準じて曲げ試験を実施した。
【００４１】
そして、得られた試験チャートから曲げ弾性率を求めた。
【００４２】
＜アイゾット衝撃値＞
例１〜７の樹脂材料のそれぞれにより成形された切り欠き部付きアイゾット試験用の試験片を用い、ＪＩＳ　Ｋ７１１０に準じてアイゾット衝撃試験を実施した。
【００４３】
そして、ハンマの回転軸周りのモーメントと、ハンマの持ち上げ角度と、試験片破壊後のハンマの振り上がり角度と、衝撃試験時のエネルギー損失とから、試験片を破壊するのに要した吸収エネルギーを算出し、さらに、その吸収エネルギーと、試験片の切り欠き部の幅と、試験片の切り欠き部付近の厚さと、試験片の切り欠き深さとからアイゾット衝撃値を算出して求めた。
【００４４】
＜タルク分散性＞
例１〜７の樹脂材料のそれぞれにより射出成形した板状樹脂成形品について軟Ｘ線透過写真を撮影し、その写真に基づいて以下の評価を行った。つまり、タルクの局在に起因した濃淡が全く認められないものを「◎」、かかる濃淡がわずかに観察されるものを「○」、かかる濃淡が流れ模様状に認められるものを「△」、タルクの局在に起因した濃淡が明確に現れているものを「×」とした。
【００４５】
＜成形性＞
例１〜７の樹脂材料のそれぞれにより樹脂成形品を射出成形した際の成形挙動について以下の評価を行った。つまり、従来からの一般的な成形条件での成形が可能なものを「◎」、成形時に若干背圧をかけて混練性を高める必要があるが成形サイクルは一般的なものと同じものを「○」、成形時に背圧をかけて混練性を高めなければ成形できず且つ成形サイクルは一般的なものよりも長いものを「△」とした。
【００４６】
＜経済性＞
ＰＴＦＥは高価であることから、樹脂成形品におけるその含有量および成形用樹脂材料よりも安価な希釈材のホモＰＰの含有量より、経済的であるものから「◎」、「○」及び「△」の順に相対評価した。
【００４７】
（試験評価結果）
試験評価結果を表１にまとめた。
【００４８】
表１によれば、例１〜４は、例５〜７に比べて、樹脂成形品の曲げ剛性が高く、アイゾット衝撃値が大きく、タルク分散性及び成形性のいずれの特性についても優れるということが分かる。これは、タルク分散性の試験評価結果からも分かるように、例１〜４ではタルクの分散状態の均一性が例５〜７よりも優れ、いずれの部位もほぼ同一の特性を示すためであると考えられる。また、かかる優れたタルクの分散状態は、成形用樹脂材料に混合したＰＴＦＥの作用によるものであると考えられる。
【００４９】
例３及び４と例５とを比較してみると、成形用樹脂材料に含まれるＰＴＦＥの含有量が同一であるにも関わらず、タルクの含有量の多い例３及び４の方がその含有量の相対的に少ない例５よりも曲げ剛性等の諸特性が優れている。従って、成形用樹脂材料のタルクの含有量を多くすることによって諸特性の優れた樹脂成形品を得ることができると考えられる。例１ではタルクの含有量が主成分の５０質量％であることから、成形用樹脂材料において、タルクの含有量を主成分の５０質量％以上とすればよいと考えられる。一方、例４と参考例とを比較してみると、成形用樹脂材料のタルクの含有量を主成分の９０質量％とした例４では、諸特性の優れた樹脂成形品を得ることができたのに対し、タルクの含有量を主成分の９５質量％とした参考例では、ペレットが形成できず成形用樹脂材料として成立しなかった。従って、成形用樹脂材料のタルクの含有量の上限として主成分の９０質量％以下とすることが必要であると考えられる。
【００５０】
例３と例６とを比較してみると、成形用樹脂材料に含まれるタルクの含有量が同一であるにも関わらず、ＰＴＦＥの含有量の相対的に少ない例３の方がその含有量の相対的に多い例６よりも樹脂成形品の曲げ剛性等の諸特性が優れている。一方、例３と例７とを比較してみると、成形用樹脂材料に含まれるタルクの含有量が同一であるにも関わらず、ＰＴＦＥの含有量の相対的に多い例３の方がその含有量の相対的に少ない例７よりも曲げ剛性等の諸特性が優れている。従って、ＰＴＦＥの含有量は多すぎても、また、少なすぎても諸特性の優れた樹脂成形品を得ることができない。例１〜４及びその他実験の結果より、ＰＴＦＥの含有量を主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部が適切であると推測される。
【００５１】
以上より、タルクの分散状態の均一性が優れていると共にその他の諸特性も優れる樹脂成形品を成形するには、マスタバッチとして用いる成形用樹脂材料として、主成分の５０〜９０質量％のタルクを含有し且つ主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部のＰＴＦＥを含有したものを用いればよい。
【００５２】
例１〜４を比較すると、ＰＴＦＥの含有量は異なるものの、例２及び３の方が例１及び４よりも樹脂成形品の曲げ剛性等の諸特性が優れている。これは、例２及び３の方が例１及び４よりもタルクの分散状態の均一性が優れているためであると考えられる。その要因として、例２及び３の方がタルクの含有量が適正化されたということと、ＥＰＲの含有量が多くなったために混練成形性が良好となってタルクの分散性が高められたということと、が挙げられる。前者の観点からは、タルクの含有量を主成分の５５〜８５質量％とすることがより好ましいものと考えられる。
【００５３】
経済性について、希釈材の割合が少ない例５及びＰＴＦＥの含有量が多い例６は相対的に高価であるのに対し、例１〜４は、希釈材の割合が多く且つＰＴＦＥの含有量が例６ほども多くないので相対的に安価である。つまり、例１から４は、曲げ剛性等の諸特性が優れるのに加え、経済的な面においてもその他のものより優れているといえる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の成形用樹脂材料によれば、成形用樹脂材料の主成分に５０〜９０質量％もの多量のタルクが含まれており、また、主成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部の少量のフッ素系ポリマーもが含まれているので、タルクの分散状態の均一性が優れたものとなる。従って、これを用いて成形された樹脂成形品もまたタルクの分散状態の均一性が優れたものとなるので、高い曲げ剛性とアイゾット衝撃値とを示す樹脂成形品を得ることができる。