JP3689992B2

JP3689992B2 - ポリオレフィン組成物

Info

Publication number: JP3689992B2
Application number: JP22412996A
Authority: JP
Inventors: 智彦赤川; 三郎日根野谷; 康夫喜多; 宏治山崎
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1996-08-26
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2016-08-26
Also published as: JPH1060184A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオレフィン組成物に関し、さらに詳しくは自動車部品または家電部品用材料として好適に利用できるポリオレフィン組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオレフィンたとえばポリプロピレン組成物の成形品からなる自動車部品はボディーとの一体感、高級感、高意匠性などが要求され、また家電部品も高級感が要求される。このため、ポリプロピレンに顔料などを配合して着色したポリオレフィン組成物が利用されている。
【０００３】
しかし上記のようなポリオレフィン組成物を射出成形すると、成形品にはゲート延長線に沿って、他の部分よりも彩度が低くて白っぽく見える部分が生じる場合があり、この現象は「色分れ」と呼ばれる。これは射出成形時の過程において、各成分の分離、凝集が発生して、成形品の表層の一部に顔料濃度またはフィラー濃度に違いが発生する結果、この部分が他の部分に比べて色が異なって見える現象である。このほか「色すじ」と呼ばれる外観不良が発生する場合があり、これは樹脂の流動方向に沿って成形品の表面に光を当てたとき、赤または黄色っぽく虹状のすじが浮き上がって見える現象である。このような色分れや色すじが発生すると、いずれの場合も外観不良となり、外観の良好な成形品が得られない。
【０００４】
ところで従来、顔料または充填剤としてファーネス法で製造されたカーボンブラック（以下、ファーネスブラックという場合がある）が用いられている。通常のファーネス法で製造されたカーボンブラックは弱アルカリ性であるが、このような弱アルカリ性のファーネスブラックを用いた樹脂成形品を射出成形すると、上記のような色分れおよび色すじが発生し、外観良好な成形品が得られない。
【０００５】
また他の顔料として鉄黒が用いられているが、従来の鉄黒としては、粒子形状が八面体形状のものが主に使用されていた。ところが、このような八面体形状の鉄黒を用いた樹脂成形品を射出成形すると、上記の色分れ現象が生じ、外観良好な成形品が得られない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、色分れが発生せず、外観均一性に優れた外観良好な着色された成形品を得ることができるポリオレフィン組成物を提供することである。
本発明の第２の目的は、色分れおよび色すじが発生せず、外観均一性に優れた外観良好な着色された成形品を得ることができるポリオレフィン組成物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のポリオレフィン組成物である。
（１）ポリオレフィン（Ａ）および顔料（Ｂ）を含むポリオレフィン組成物であって、顔料（Ｂ）がファーネス法で製造されたｐＨ５以下のカーボンブラック（Ｂ−１）、および、形状が球状で、平均粒子径が０．０５〜０．２５μｍである黒鉄（Ｂ−２）を含むことを特徴とするポリオレフィン組成物。
（２）カーボンブラック（Ｂ−１）の配合量が、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜３．５重量部であることを特徴とする上記（１）記載のポリオレフィン組成物。
（３）鉄黒（Ｂ−２）の配合量が、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜５重量部であることを特徴とする上記（１）または（２）記載のポリオレフィン組成物。
（４）ポリオレフィン（Ａ）が結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）およびオレフィン系エラストマー（Ａ−２）からなることを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のポリオレフィン組成物。
（５）結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）がポリプロピレンであり、オレフィン系エラストマー（Ａ−２）がエチレン・α−オレフィン共重合体および／またはプロピレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする上記（４）記載のポリオレフィン組成物。
（６）フィラー（Ｃ）を含むことを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のポリオレフィン組成物。
【０００８】
本発明で用いるポリオレフィン（Ａ）としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィンの単独重合体、または２種以上のα−オレフィンからなる共重合体すなわちブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、さらには上記のα−オレフィンと、α−オレフィン以外の共重合可能な他のモノマー例えばスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルノルボルネン等との共重合体などがあげられる。
【０００９】
これらのポリオレフィン（Ａ）は、結晶性であっても非晶性であってもよく、用途に応じて結晶性、非晶性、あるいは結晶性の中でも高結晶性や低結晶性を適宜選択組合せて用いることができる。
【００１０】
例えば自動車材料用ならば、剛性、耐衝撃性等の機械物性バランス、耐薬品性、成形性、リサイクル性等の総合バランスの観点から結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）、特に結晶性ポリプロピレンが好ましく使用される。
上記ポリプロピレンとしては、ＡＳＴＭＤ１２３８（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜１５０ｇ／１０分、好ましくは３〜８０ｇ／１０分、さらに好ましくは５〜５０ｇ／１０分のものが好適である。
【００１１】
このようなポリプロピレンとしては、プロピレンの単独重合体の他、プロピレンと他のα−オレフィン例えばエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン等とのブロック共重合体、ランダム共重合体などが例示できる。
【００１２】
さらには、種々の機械物性を付与するために、上記のポリプロピレンに代表される結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）に、本発明のポリオレフィン（Ａ）の一種である他の低結晶性または非晶性のオレフィン系エラストマー（Ａ−２）をブレンドしても構わない。
【００１３】
オレフィン系エラストマー（Ａ−２）としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体等のエチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・ブテン共重合体等のプロピレン・α−オレフィン共重合体、スチレン・ブタジエンブロック共重合体およびその水素添加物等が例示でき、特にエチレン・α−オレフィン共重合体および／またはプロピレン・α−オレフィン共重合体が好ましく用いられる。
オレフィン系エラストマー（Ａ−２）の配合量は結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）１００重量部に対して１〜１００重量部とするのが好ましい。配合量が１００重量部を超えると外観不良になり易く、またコスト高となる。
【００１４】
本発明で用いるカーボンブラック（Ｂ−１）は、ｐＨ５以下、好ましくは４以下のファーネス法で製造されたカーボンブラック（ファーネスブラック）である。ｐＨが５以下のファーネスブラック（Ｂ−１）はポリオレフィン（Ａ）への分散性が良好であり、色分れが発生せず、外観均一性に優れ、外観良好な成形品が得られる。
【００１５】
通常のカーボンブラックは弱アルカリ性を示すが、本発明で用いる低ｐＨのカーボンブラック（Ｂ−１）は、例えばファーネスブラックの表面を酸化処理して−ＣＯＯＨ、−ＣＯ、−ＯＨ等の官能基を導入し、低ｐＨとなるように調製される。カーボンブラックのｐＨの測定方法は、ＪＩＳＫ６２２１−１９８２に記載の方法によって行う。
【００１６】
本発明で用いるカーボンブラック（Ｂ−１）としては、三菱カーボン社から市販されているＭＡ−１００（ｐＨ３．５のファーネスブラック、商標）、ＭＡ−２２０（ｐＨ３．０のファーネスブラック、商標）ならびにこれらの類似品が好ましく使用できる。
【００１７】
カーボンブラック（Ｂ−１）の配合量は、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜３．５重量部、好ましくは０．０２〜２重量部とするのが望ましい。カーボンブラック（Ｂ−１）の配合量が上記範囲にある場合、色分れがなく外観良好な成形品を得ることができる。
【００１８】
本発明のポリオレフィン組成物には、顔料（Ｂ）として、前記カーボンブラック（Ｂ−１）に加えて鉄黒（Ｂ−２）を併用する。
本発明で用いる鉄黒（Ｂ−２）は黒色酸化鉄であり、その粒子の形状が球状で、平均粒子径が０．０５〜０．２５μｍ、好ましくは０．１〜０．２μｍのものを使用する。また比表面積（ＢＥＴ法）は５．５〜１００ｍ²／ｇ、好ましくは６〜１５ｍ²／ｇのものが好適である。
【００１９】
粒子の形状が球状で、平均粒子径が上記範囲にある鉄黒、特に比表面積が上記範囲にある鉄黒（Ｂ−２）は多面体形または不定形等の一般的な鉄黒に比べてポリオレフィン（Ａ）への分散性が良好であるので、カーボンブラック（Ｂ−１）と併用する場合、色分れが発生しにくく、また色すじも発生せず、外観均一性に優れた外観良好な成形品を得ることができる。球状の鉄黒でも粒径が上記範囲外のものは色分れが生じる場合がある。
【００２０】
上記のような鉄黒（Ｂ−２）としては、戸田工業（株）から市販されているトダカラーＫＮ−３７０（形状＝球状、平均粒子径＝０．１７μｍ、比表面積（ＢＥＴ法）＝７．０ｍ²／ｇ、商標）、トダカラーＭＡＴ−３０５Ｓ（形状＝球状、平均粒子径＝０．１２μｍ、比表面積（ＢＥＴ法）＝１０．５ｍ²／ｇ、商標）ならびにその類似品が好ましく使用できる。
【００２１】
鉄黒（Ｂ−２）の配合量は、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜５重量部、好ましくは０．１〜３重量部とするのが望ましい。鉄黒（Ｂ−２）の配合量が上記範囲にある場合、色分れや色すじのない外観良好な成形品を得ることができる。
【００２２】
本発明のポリオレフィン組成物には前記（Ａ）、（Ｂ）成分の他に、フィラー（Ｃ）を配合することができる。
上記フィラー（Ｃ）としては、タルク、クレー、けい酸塩類、炭酸塩類、ガラス繊維粉末等の無機フィラーなどがあげられる。これらの中ではタルクが好ましく、特に平均粒子径が５ｍ以下のものが好ましい。
【００２３】
フィラー（Ｃ）の配合量は、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して１〜１５０重量部、好ましくは５〜６０重量部とするのが望ましい。フィラー（Ｃ）の配合量が上記範囲を超えると外観不良になりやすく、成形性が低下する。
【００２４】
タルク等のフィラー（Ｃ）を配合したポリオレフィン組成物においては、ｐＨ５を超えるカーボンブラックを配合した場合、フィラー（Ｃ）の周囲ではｐＨ５を超えるカーボンブラックは均一に混合し難くく、このためフィラー（Ｃ）を配合しない場合に比べてより外観不良を生じやすい。
これに対して本発明で用いられる前記カーボンブラック（Ｂ−１）および鉄黒（Ｂ−２）は、フィラー（Ｃ）の周囲でも均一に存在するので、フィラー（Ｃ）を配合した場合でも外観良好な成形品が得られる。
【００２５】
本発明のポリオレフィン組成物にはその他にも分散剤、酸化防止剤、光安定剤など、従来からポリオレフィン組成物に配合されている他の添加剤を配合することができる。さらには鉄黒（Ｂ−２）以外の他の顔料を配合してもよい。
【００２６】
具体的なものとしては、ステアリン酸マグネシウム等の分散剤；Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（チバガイギー社製、商標）、Ｉｒｇａｆｏｓ１６８（チバガイギー社製、商標）等の酸化防止剤；サノールＬＳ−７７０（ヒンダードアミン系光安定剤、三共（株）製、商標）等の光安定剤などがあげられる。酸化防止剤はフェノール系、イオウ系またはリン系のいずれのものでも配合することができる。
【００２７】
鉄黒（Ｂ−２）以外の他の顔料としては公知のものが制限なく使用でき、例えば金属の酸化物、水酸化物、硫化物、クロム酸塩、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、カーボンブラック等の無機顔料；アゾ系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、フタロシアニン系、ニトロ系、ニトロソ系、アントラキノン系、キナクリドン系、ベンジジン系、縮合多環系等の有機顔料などがあげられる。色も制限がなく、黒、黄、青、赤、緑、白などいずれものでも使用することができる。
【００２８】
本発明で配合する（Ａ）〜（Ｃ）成分の物性および配合量は、全ての成分が前記好ましい範囲にある場合が最も好ましいが、特定の成分が好ましい範囲にあり、かつ他の成分が一般的な範囲にある場合も好ましい。
【００２９】
本発明のポリオレフィン組成物は良好な外観が要求される分野に使用することができ、特に自動車内外装部品または家電部品の原料として好ましく使用することができる。本発明のポリオレフィン組成物から自動車内外装部品または家電部品等の成形品を射出成形法により成形した場合、色分れや色すじがなくて外観均一性に優れ、外観良好な射出成形品が得られる。
【００３０】
自動車部品の具体的なものとしては、インスツルメントパネル、グローボックス、コンソールボックス、ドアトリム、ピラートリム、ステアリングコラムカバー、バンパー、サイドモールなどがあげられる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のポリオレフィン組成物は、特定のカーボンブラックおよび鉄黒を特定量含有しているので、色分れおよび色すじが発生せず、外観均一性に優れた外観良好な着色された成形品を得ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１、比較例１〜２
表１に示す原料をタンブラー型ミキサーにて１０分間ドライブレンドした後、高速２軸混練機（（株）神戸製鋼所ＮＣＭタイプ）により混練してペレット化した。このようにして得たポリオレフィン組成物から成形品を成形し、色分れ、色すじの有無を判定した。結果を表１に示す。
【００３３】
比較例３〜６
表２に示す原料を用いて実施例１および比較例１，２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
表１、表２の注
＊１ＰＰ（ＥＰＢＣ）：結晶性エチレン・プロピレンブロック共重合体、エチレン含量＝５重量％、メルトフローレート（２３０℃、２．１６ｋｇ）＝３０ｇ／１０分
＊２オレフィン系エラストマー：エチレン・プロピレン共重合体、エチレン含量＝７２モル％、ムーニー粘度〔ＭＬ_1+4(100)〕＝３６
＊３ＣＢ／ＭＡ−１００：三菱カーボン社製ＭＡ−１００（商標）、ファーネスブラック
＊４ＣＢ／ＭＡ−２２０：三菱カーボン社製ＭＡ−２２０（商標）、ファーネスブラック
【００３７】
＊５ＣＢ／＃５：三菱カーボン社製＃５（商標）、ファーネスブラック
＊６ＣＢ／＃５０：三菱カーボン社製＃５０（商標）、ファーネスブラック
＊７ＣＢ／＃３０：三菱カーボン社製＃３０（商標）、ファーネスブラック
＊８鉄黒／ＫＮ−３７０：戸田工業（株）製トダカラーＫＮ−３７０（商標）、鉄黒、形状＝球状、平均粒子径＝０．１７μｍ、比表面積（ＢＥＴ法）＝７．０ｍ²／ｇ
＊９タルク：富士タルク工業（株）製Ｋ−１（商標）、平均粒子径＝１．９μｍ（レーザー回折法）
【００３８】
＊10 色分れ：
ポリオレフィン組成物を下記射出成形条件で３０ショット連続成形した。なお射出成形条件は色分れが発生しやすいように条件設定がなされている。

【００３９】
得られた３０枚の成形品表面の色分れを下記５段階の基準で目視判定（カラーマッチャー）し、平均値を求めた。なお判定は晴天下の太陽光の下で行った。
５色抜けなし
４色抜けの目立ち少ない
３色抜けあり
２色抜けが目立つ
１色抜けの発生が非常に目立つ
なお色分れは平板のゲート延長線上に発生した。この部分は周囲の正常部より彩度が低下し、白っぽく見えた。色分れが激しい材料は面積も広く、さらに青っぽくまたは赤っぽく見え、非常に目立ち易い。一方、良好な材料は領域も狭く、屋内観察では非常に目立ち難くく、太陽光の下で肉眼に映る程度であった。
【００４０】
＊11 色すじの有無：
ポリオレフィン組成物を上記色分れでの射出条件で成形し、成形品を得た。ただし、ゲートは中央１点ゲートではなく、サイド１点ゲートで成形した。
得られた成形品表面に、樹脂の流動方向に沿って色が浮んで見える色すじが発生しているかどうかを目視判定した。色すじは屋内では目立ち難く、太陽光または人工太陽光の下で目立ちやすいので、判定は太陽光で行った。

Claims

ポリオレフィン（Ａ）および顔料（Ｂ）を含むポリオレフィン組成物であって、顔料（Ｂ）がファーネス法で製造されたｐＨ５以下のカーボンブラック（Ｂ−１）、および、形状が球状で、平均粒子径が０．０５〜０．２５μｍである黒鉄（Ｂ−２）を含むことを特徴とするポリオレフィン組成物。
カーボンブラック（Ｂ−１）の配合量が、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜３．５重量部であることを特徴とする請求項１記載のポリオレフィン組成物。
鉄黒（Ｂ−２）の配合量が、ポリオレフィン（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜５重量部であることを特徴とする請求項１または２記載のポリオレフィン組成物。
ポリオレフィン（Ａ）が結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）およびオレフィン系エラストマー（Ａ−２）からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のポリオレフィン組成物。
結晶性ポリオレフィン（Ａ−１）がポリプロピレンであり、オレフィン系エラストマー（Ａ−２）がエチレン・α−オレフィン共重合体および／またはプロピレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項４記載のポリオレフィン組成物。
フィラー（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のポリオレフィン組成物。