(57)【要約】【課題】安価にポリプロピレン系樹脂成形体を得ることができ、更にポリプロピレン系樹脂成形体の長期機械的物性を高めることができるポリプロピレン系樹脂材料を提供する。【解決手段】本発明に係るポリプロピレン系樹脂材料は、ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを重量比で１：２〜１：２０で含有する。上記ポリプロピレン系樹脂組成物は、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲にある有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを重量比で１：２〜１：２０で含有し、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含む、ポリプロピレン系樹脂材料。
【請求項２】
前記無機フィラーが、シリカ又は層状ケイ酸塩である、請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂材料。
【請求項３】
ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練し、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、前記混練物と前記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように配合し、溶融混練し、成形することにより得られる、ポリプロピレン系樹脂成形体。
【請求項４】
前記無機フィラーが、シリカ又は層状ケイ酸塩である、請求項３に記載のポリプロピレン系樹脂成形体。
【請求項５】
ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練する工程と、
前記ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、前記混練物と前記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように配合し、溶融混練し、成形する工程とを備える、ポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
前記無機フィラーが、シリカ又は層状ケイ酸塩である、請求項５に記載のポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂を含むポリプロピレン系樹脂材料に関し、より詳細には、優れた長期機械的物性を有するポリプロピレン系樹脂成形体を得ることができるポリプロピレン系樹脂材料に関する。また、本発明は、該ポリプロピレン系樹脂材料を用いたポリプロピレン系樹脂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、比較的安価であり、かつ成形性、耐熱性、耐溶剤性、機械的特性及び外観等に優れている。このため、ポリプロピレン系樹脂は、各種の成形品に加工されており、多くの分野で使用されている。ポリプロピレン系樹脂は耐衝撃性及び耐熱性にも優れていることから、近年、自動車材料及び家電部品や、給湯管及び給水管等の管分野での使用が増大している。
【０００３】
給湯管及び給水管等に使用されるポリプロピレン系樹脂は、割れに対する耐性として、伸び性能と耐熱性とが良好であることに加え、長期機械的物性が良好である必要がある。上記ポリプロピレン系樹脂を用いた成形体に関しては、これまでに下記の特許文献１などの数多くの先行技術が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ポリプロピレン系樹脂を用いた成形体に関しては、既に技術的に十分に成熟しているので、ポリプロピレン系樹脂単体や無機フィラーの添加のみで、高い伸び性能や高い耐熱性を維持しつつ、長期機械的物性を現在以上に向上させることは非常に困難である。
【０００６】
また、これまでにポリオレフィンにフィラー及び過酸化物を添加し、各種の性能を向上させる先行技術は存在する。しかし、長期機械的物性を効率よく向上させて、かつ安価に、ポリプロピレン系樹脂を用いた成形体を得ることは非常に困難である。
【０００７】
本発明の目的は、安価にポリプロピレン系樹脂成形体を得ることができ、更にポリプロピレン系樹脂成形体の長期機械的物性を高めることができるポリプロピレン系樹脂材料を提供することである。
【０００８】
また、本発明の目的は、安価であり、かつ長期機械的物性が高いポリプロプレン系樹脂成形体及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の広い局面によれば、ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを重量比で１：２〜１：２０で含有し、上記ポリプロピレン系樹脂組成物が、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含む、ポリプロピレン系樹脂材料が提供される。
【００１０】
本発明の広い局面によれば、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練し、該ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように配合し、溶融混練し、成形することにより得られる、ポリプロピレン系樹脂成形体が提供される。
【００１１】
本発明の広い局面によれば、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練する工程と、該ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように配合し、溶融混練し、成形する工程とを備える、ポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂材料、本発明に係るポリプロピレン系樹脂成形体、及び本発明に係るポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法では、上記無機フィラーは、シリカ又は層状ケイ酸塩であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂材料は、ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを重量比で１：２〜１：２０で含有し、上記ポリプロピレン系樹脂組成物が、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むので、安価にポリプロピレン系樹脂成形体を得ることができ、更にポリプロピレン系樹脂成形体の長期機械的物性を高めることができる。
【００１４】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂成形体は、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練し、該ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように配合し、溶融混練し、成形することにより得られるので、安価であり、かつ長期機械的物性が高い。
【００１５】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法は、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練する工程と、該ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように配合し、溶融混練し、成形する工程とを備えるので、安価であり、かつ長期機械的物性が高いポリプロピレン系樹脂成形体を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１７】
（ポリプロピレン系樹脂材料）
本発明に係るポリプロピレン系樹脂材料は、ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを重量比（混練物の重量：ポリオレフィン樹脂の重量）で１：２〜１：２０で含有する。上記ポリプロピレン系樹脂組成物は、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と、１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と、無機フィラー０．３〜４０重量部とを含む。
【００１８】
［ランダムポリプロピレン樹脂］
本発明では、ランダムポリプロピレン樹脂が用いられる。該ランダムポリプロピレン樹脂は、例えば、プロピレンと、少量のプロピレン以外のα−オレフィン等とを共重合させて得られるコポリマーである。上記ランダムポリプロピレン樹脂は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１９】
上記ランダムポリプロピレン樹脂は、プロピレン５０重量％以上、１００重量％未満と、プロピレン以外のα−オレフィン０重量％を超え、５０重量％以下とを共重合させて得られることが好ましい。プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとの合計１００重量％中、プロピレンの使用量はより好ましくは８０重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上、特に好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９９．９重量％以下、更に好ましくは９９．５重量％以下、特に好ましくは９９重量％以下である。プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとの合計１００重量％中、α−オレフィンの使用量は、より好ましくは０．１重量％以上、更に好ましくは０．５重量％以上、特に好ましくは１重量％以上、より好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１０重量％以下、特に好ましくは５重量％以下である。
【００２０】
［有機過酸化物］
上記ポリプロピレン系樹脂組成物に含まれている上記有機過酸化物（以下、有機過酸化物Ｘと記載することがある）の１分半減期温度は１４０〜２２０℃の範囲内である。上記「１分半減期温度」とは、有機過酸化物Ｘの半減期が１分となる分解温度を示す。
【００２１】
上記ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部に対して、上記有機過酸化物Ｘは０．２〜３．０重量部の範囲内で含まれる。有機過酸化物Ｘの含有量が少なすぎると、クリープ性能向上の効果が充分に高められないことがある。有機過酸化物Ｘの含有量が多すぎると、ランダムポリプロピレン樹脂の架橋が進行し過ぎて、成形が困難になる。
【００２２】
１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物Ｘとしては、特に限定されないが、ジアシルパーオキサイド化合物、ジアルキルパーオキサイド化合物、パーオキシケタール化合物、アルキルパーエステル化合物及びパーカーボネート化合物等が挙げられる。
【００２３】
上記有機過酸化物Ｘとしては、具体的には、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ［４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル］プロパン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）バレラート、ジ−（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、及び３，６，９−トリエチル−３，６，９−トリメチル−１，４，７−トリパーオキソナン等が挙げられる。上記有機過酸化物Ｘは、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
上記有機過酸化物Ｘは、ジアルキルパーオキサイド化合物、ジアシルパーオキサイド化合物、パーカーボネート化合物又はアルキルパーエステル化合物であることが好ましく、ジアルキルパーオキサイド化合物又はパーカーボネート化合物であることがより好ましく、ジアルキルパーオキサイド化合物であることが更に好ましい。
【００２５】
［無機フィラー］
上記ポリプロピレン系樹脂組成物は、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部に対して、無機フィラーを０．３〜４０重量部含む。ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部に対して、無機フィラーの含有量は、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上である。無機フィラーの含有量が少なすぎると、クリープ性能等の物性が十分に向上しないことがある。無機フィラーの含有量が多すぎると、ランダムポリプロピレン樹脂の本来の伸び性能を損なうことがあり、成形性も損なう。
【００２６】
上記無機フィラーは特に限定されないが、例えば、シリカ、層状ケイ酸塩、炭酸カルシウム、黒鉛、タルク、モンモリロナイト及びカーボンブラック等が挙げられる。上記無機フィラーは、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。成形体の長期機械的物性をより一層良好にする観点からは、上記無機フィラーは、シリカ又は層状ケイ酸塩であることが好ましい。
【００２７】
さらに、無機フィラーの表面は、化学処理されていてもよい。該化学処理に用いる化学処理剤としては、例えば、コーティングによる改質では脂肪酸、ワックス、非イオン系界面活性剤及びゴムなどがあり、合成反応による改質では、シラン系、チタネート系又はリン酸系のカップリング剤などがある。
【００２８】
上記無機フィラーの形状は特に限定されない。無機フィラーの平均粒径は好ましくは０．５μｍ以上、好ましくは９００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。また、上記無機フィラーに関しては、フィラー種によって粒子の凝集状態も異なるが、通常は一次粒子が凝集し二次粒子、三次粒子として存在する。上記無機フィラーの平均粒径は、粉体として存在している状態での粒子の平均粒径を指す。
【００２９】
［ポリオレフィン樹脂］
上記ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とが配合される。上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂とは、重量比で１：２〜１：２０で用いられる。上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂とを特定の上記重量比で用いることで、成形体の長期機械的物性が高くなる。
【００３０】
上記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体及びポリプロピレン等が挙げられる。上記ポリオレフィン樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００３１】
（ポリプロピレン系樹脂成形体及びポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法）
本発明に係るポリプロピレン系樹脂成形体は、上記ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練し、上記ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように添加し、溶融混練し、成形することにより得られる。
【００３２】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法は、ランダムポリプロピレン樹脂１００重量部と１分半減期温度が１４０〜２２０℃の範囲内である有機過酸化物０．２〜３．０重量部と無機フィラー０．３〜４０重量部とを含むポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練する工程と、上記ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物とポリオレフィン樹脂とを、上記混練物と上記ポリオレフィン樹脂との重量比が１：２〜１：２０となるように添加し、溶融混練し、成形する工程とを備える。
【００３３】
上記ポリプロピレン系樹脂成形体は、特定の上記ポリプロピレン系樹脂組成物を予め溶融混練した後に、該混練物に上記ポリオレフィン樹脂を特定の割合で添加し、更に溶融混練した後、冷却し、成形することにより得られる。
【００３４】
ポリプロピレン系樹脂成形体を製造する際には、上記ポリプロピレン系樹脂組成物を上記ランダムポリプロピレン樹脂の融点以上、該融点＋１５０℃以下の温度で混練し、上記有機過酸化物Ｘを分解させるとともに上記無機フィラーを分散させることが好ましい。混練温度が上記ランダムポリプロピレン樹脂の融点未満であると、上記ランダムポリプロピレン樹脂が溶融しないため、成形性が損なわれることがある。上記混練温度が上記ランダムポリプロピレン樹脂の融点＋１５０℃を超えると、上記ランダムポリプロピレン樹脂が分解したり、変色したりすることがある。上記ランダムポリプロピレン樹脂の融点とは、示差走査型熱量分析（ＤＳＣ）により測定された吸収熱曲線のピークにおける温度を示す。
【００３５】
上記温度で混練した後、上記有機過酸化物Ｘが分解され、かつ上記無機フィラーが分散されたポリプロピレン系樹脂組成物の混練物には、上記ポリオレフィン樹脂が添加された後、溶融混練を行い、成形が行われる。この混練時の温度は、上記ポリオレフィン樹脂の融点以上、該融点＋１５０℃以下の温度で混練することが好ましい。
【００３６】
本発明では、溶融混練していないポリプロピレン系樹脂組成物に上記ポリオレフィン樹脂を添加するのではなく、ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融混練した後の混練物に上記ポリオレフィン樹脂を添加するので、成形体の長期機械的物性が高くなる。
【００３７】
また、本発明では、上記無機フィラーを表面処理しなくても、ポリプロピレン系樹脂成形体の長期機械的物性を高めることができる。但し、上記無機フィラーは表面処理されていてもよい。
【００３８】
以下、実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
ランダムポリプロピレン樹脂（融点１４０℃）１００重量部と、有機過酸化物である２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３（日油社製「パーヘキシン２５Ｂ」、１分半減期温度１９４．３℃）１．３重量部と、シリカ（無機フィラー、東ソー・シリカ社製「ＳＳ−５０」、平均粒径４．７μｍ）３０重量部とを配合し、ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。
【００４０】
次に、ロール混練機を用いて、１９０℃でポリプロピレン系樹脂組成物を３分間溶融混練し、有機過酸化物を分解させるとともにシリカを分散させ、混練物を得た。
【００４１】
次に、ラボプラストミル（東洋精機製作所社製）を用いて、ポリプロピレン樹脂１００重量部と得られた混練物１０重量部（混練物の重量：ポリオレフィン樹脂の重量＝１：１０）とを１９０℃で６分間溶融混練し、配合物を得た。２１０℃に温調されたプレス成形機を用いて、得られた配合物を厚さ４ｍｍのスペーサーとともに圧力４．９ＭＰａで３分間加圧することにより、厚さ４ｍｍのポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４２】
（実施例２）
混練物の添加量を１０重量部から２０重量部（混練物の重量：ポリオレフィン樹脂の重量＝１：５）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４３】
（実施例３）
無機フィラーの添加量を３０重量部から２重量部に変更したこと、並びに混練物の配合量を１０重量部から８重量部（混練物の重量：ポリオレフィン樹脂の重量＝１：１２．５）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４４】
（実施例４）
無機フィラーの種類を層状ケイ酸塩（コープケミカル社製「ＭＥ１００」）に変更したこと、並びに無機フィラーの添加量を３０重量部から２重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４５】
（比較例１）
ポリプロピレン樹脂の種類をランダムポリプロピレン樹脂からブロック重合体であるポリプロピレンに変更したこと、並びに無機フィラーの添加量を３０重量部から２重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４６】
（比較例２）
有機過酸化物の添加量を、１．３重量部から０．１重量部に変更したこと、並びに無機フィラーの添加量を３０重量部から２重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４７】
（比較例３）
無機フィラーの添加量を３０重量部から２重量部に変更したこと、並び混練物の添加量を１０重量部から４重量部（混練物の重量：ポリオレフィン樹脂の重量＝１：２５）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリプロピレン系樹脂成形体を得た。
【００４８】
（評価）
全ノッチ付クリープ試験：
ＩＳＯ  ＤＩＳ  １６７７０に従って、全ノッチ付クリープ試験（ｆｕｌｌ  ｎｏｔｃｈ  ｃｒｅｅｐ  ｔｅｓｔ：ＦＮＣＴ）により、長期機械的物性を評価した。試料として４ｍｍ×１１ｍｍの大きさの断面を有し、かつ周囲にカミソリ刃にてノッチが付けられた検体を用意した。温度６０℃の上水中で、９．６ＭＰａに相当する引張応力を検体に与え、検体が破断するまでの時間を計測した。
【００４９】
結果を下記の表１に示す。
【００５０】
【表１】
2013119554.tif 000002