特許 7379868 樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法および情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法および情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   C08L 23/10 20060101AFI20231108BHJP

   C08K 3/34 20060101ALI20231108BHJP

   C08K 9/04 20060101ALI20231108BHJP

   C08L 23/26 20060101ALI20231108BHJP

   C08L 51/04 20060101ALI20231108BHJP

   C08L 53/02 20060101ALI20231108BHJP

   C08L 69/00 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

C08L23/10

C08K3/34

C08K9/04

C08L23/26

C08L51/04

C08L53/02

C08L69/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019100142

(22)【出願日】2019-05-29

(65)【公開番号】P2020193284

(43)【公開日】2020-12-03

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100155620

【弁理士】

【氏名又は名称】木曽 孝

(72)【発明者】

【氏名】中島 陽

(72)【発明者】

【氏名】間簔 雅

(72)【発明者】

【氏名】中村 公亮

(72)【発明者】

【氏名】濱口 進一

【審査官】宮内 弘剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２００９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２０３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－００６２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１２０７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９８６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１９９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３１４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２６０３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｋ

Ｃ０８Ｌ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリプロピレンまたはポリカーボネートである熱可塑性樹脂と、タルクまたはガラスフレークである平均粒径が３～２０μｍの第１フィラーと、脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムまたは表面処理していないシリカである平均粒径が０．１～１．５μｍの第２フィラーと、水添スチレン系熱可塑性エラストマーまたはＭＭＡ－Ｂｕであるエラストマーとを有し、
前記第１フィラーの外周縁から２ｍｍの領域は、３０～７０体積％がエラストマーであり、５体積％以上が前記第２フィラーである構造を含む、
樹脂組成物。

【請求項2】

前記樹脂組成物中における前記第１フィラーの含有量は、１０～２５質量％であり、
前記樹脂組成物中における前記第１フィラーに対する前記第２フィラーの含有量は、５０質量％以上である、
請求項１に記載の樹脂組成物。

【請求項3】

前記第２フィラーは、脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムである、請求項１または請求項２に記載の樹脂組成物。

【請求項4】

酸変性ポリプロピレンをさらに有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。

【請求項5】

第１熱可塑性樹脂と、平均粒径が３～２０μｍの第１フィラーと、エラストマーとを溶融混練して混練物を得る工程と、
前記混練物と、第２熱可塑性樹脂と、平均粒径が０．１～１．５μｍの第２フィラーとを混合した後に、溶融混練して樹脂組成物を得る工程と、
を含む、
樹脂組成物の製造方法。

【請求項6】

前記混練物を得る工程では、前記第１熱可塑性樹脂と、前記第１フィラーと、前記エラストマーとの総量を１００質量％としたとき、前記第１熱可塑性樹脂の含有量が４０質量％以上であり、前記第１フィラーの含有量が３０質量％以上４０質量％以下であり、前記エラストマーの含有量が１０質量％以上である、請求項５に記載の樹脂組成物の製造方法。

【請求項7】

前記混練物を得る工程では、前記第１熱可塑性樹脂と、前記第１フィラーと、前記エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとを含み、
前記第１熱可塑性樹脂と、前記第１フィラーと、前記エラストマーとの総量を１００質量％としたとき、酸変性ポリプロピレンの含有量が１０質量％以下である、
請求項６に記載の樹脂組成物の製造方法。

【請求項8】

請求項１～４のいずれか一項に記載の樹脂組成物による成形品を有する、情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法および情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、家電機器、自動車、ＯＡ機器などに使用されている樹脂製品は、射出成形などにより成形されている。近年、環境負担の軽減や、材料コストの低減の観点から、樹脂製品の樹脂材料の使用量を削減することが望まれている。

【0003】

樹脂材料の使用量を削減する方法として、薄肉成形する方法が知られている。薄肉の樹脂製品は、従来の樹脂製品と比較して剛性および靱性が下がるが、従来の樹脂製品と同様の剛性および靱性が求められる。

【0004】

樹脂製品の剛性を高めるために、樹脂材料にフィラーを添加した樹脂組成物を用いて成形することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

特許文献１には、合成樹脂と、平均粒径が大きい複合フィラーと、平均粒径が小さい混合フィラーと、エラストマーとを有する樹脂組成物が記載されている。特許文献１に記載の樹脂組成物は、合成樹脂と、複合フィラーと、混合フィラーと、エラストマーとが均一となるように混合することで、剛性および靱性を維持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００２－０８０６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の樹脂組成物を用いた成形品では、複合フィラーおよび混合フィラーの添加により靱性は改善される。しかしながら、成形品に衝撃が加わった場合、混合フィラーの周囲では、クラックが発生してしまい、成形品全体として靱性の向上効率が悪いことがあった。このように、従来の技術は、剛性および靱性を両立させる観点から検討の余地が残されている。

【0008】

本発明は、剛性および靱性を両立させた樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、当該樹脂組成物の製造方法および当該樹脂組成物を用いた情報処理装置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】

【0009】

上記の課題を解決するための一手段としての樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、平均粒径が３～２０μｍの第１フィラーと、平均粒径が０．１～１．５μｍの第２フィラーと、エラストマーとを有し、前記第１フィラーの外周縁から２ｍｍの領域は、３０～７０体積％がエラストマーであり、５体積％以上が前記第２フィラーである構造を含む。

【0010】

上記の課題を解決するための一手段としての樹脂組成物の製造方法は、第１熱可塑性樹脂と、平均粒径が３～２０μｍの第１フィラーと、エラストマーとを溶融混練して混練物を得る工程と、前記混練物と、第２熱可塑性樹脂と、平均粒径が０．１～１．５μｍの第２フィラーとを混合した後に、溶融混練して樹脂組成物を得る工程と、を含む。

【0011】

上記の課題を解決するための一手段としての情報処理装置は、本発明の樹脂組成物による成形品を有する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、剛性および靱性を両立させた樹脂組成物および当該樹脂組成物を用いた情報処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態における樹脂組成物の製造方法の一例を概略的に示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における樹脂組成物の製造方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

【0015】

本発明の実施の形態に係る樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーとを有する。本発明の実施の形態に係る樹脂組成物は、酸変性ポリプロピレンをさらに有していてもよい。

【0016】

熱可塑性樹脂は、樹脂組成物のベース樹脂である。熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有すれば特に限定されない。熱可塑性樹脂の例には、ポリカーボネート、スチレン系の樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系の樹脂、ポリエチレンテレフタラートおよびポリブチレンテレフタラートが含まれる。ポリカーボネートの例には、芳香族ポリカーボネートが含まれる。スチレン系の樹脂の例には、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリスチレン（ＰＳ）および耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）が含まれる。熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系の樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。

【0017】

樹脂組成物中における熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂組成物のベース樹脂として機能する観点から、３７～６１質量％が好ましい。

【0018】

第１フィラーは、樹脂組成物の剛性を高める。第１フィラーの形状は、板状でもよいし、フレーク状でもよい。板状の第１フィラーの例には、タルク、マイカが含まれる。板状の第１フィラーは、剛性を向上させる作用が繊維状のフィラーよりも弱いが、溶融混練時に折損しないため、剛性の向上の効果が弱くならない。よって、第１フィラーの形状は、板状が好ましい。第１フィラーの平均粒径は、３～２０μｍであり、剛性の向上および靱性の低下のバランスを考慮すると、４～１０μｍが好ましい。第１フィラーの平均粒径は、例えば透過型電子顕微鏡で撮像した画像に基づいて測定できる。第１フィラーの平均粒径は、例えば無差別に選択した１０個の第１フィラーの最長な長さの平均値である。

【0019】

樹脂組成物中における第１フィラーの含有量は、１０～２５質量％が好ましく、第１フィラーの所望の効果および凝集しやすさの観点から、１７～２３質量％がより好ましい。第１フィラーの含有量が１０質量％未満の場合、樹脂組成物が所望の剛性を発揮しないおそれがある。第１フィラーの含有量が２５質量％超の場合、樹脂組成物の靱性が低下しすぎるおそれがある。

【0020】

第２フィラーは、樹脂組成物の靱性を高める。第２フィラーの形状は、球状でもよいし、楕円球状でもよい。球状の第２フィラーの例には、炭酸カルシウム、シリカ、水酸化アルミニウムが含まれる。第２フィラーは、炭酸カルシウムが好ましく、脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムがより好ましい。第２フィラーの平均粒径は、０．１～１．５μｍであり、０．１～０．８μｍが好ましい。第２フィラーの平均粒径は、例えば透過型電子顕微鏡で撮像した画像に基づいて測定できる。第２フィラーの平均粒径は、例えば無差別に選択した１０個の第２フィラーの最長な長さの平均値である。第２フィラーの形状が球状の場合、第２フィラーの平均粒径は、直径の平均値である。また、第２フィラーの形状が楕円球状の場合、第２フィラーの平均粒径は、楕円の長径の平均値である。

【0021】

脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムは、脂肪酸を含む表面処理剤によって表面処理することによって、その表面に表面処理剤の残基の層が形成される。ここで「表面処理剤の残基の層」とは、第２フィラーと化学結合した後の表面処理剤における反応性基以外の構造を言う。

【0022】

表面処理剤は、第２フィラーを表面処理する観点から、第２フィラーに対して高い反応性を示すことが好ましい。また、表面処理剤は、第２フィラーがエラストマーとよく混ざり合う観点から、エラストマーに対する相溶性が高いことが好ましい。また、表面処理剤は、凝集することを抑制する観点から、熱可塑性樹脂に対する反応性が低いことが好ましい。具体的には、表面処理剤と、熱可塑性樹脂とが反応してしまうと、後述する混練物を得る工程において、熱可塑性樹脂のポリマーと、第２フィラーの表面との間で結合が生じてしまう。これにより、樹脂組成物を得る工程において、混練物と、追加した熱可塑性樹脂とが混ざりにくくなり、凝集してしまうおそれがある。

【0023】

表面処理剤は、第２フィラーと反応するための反応性基を含む反応性基部と、その他の非反応部とを有する。表面処理剤における反応性基は、第２フィラーと反応して、第２フィラーの表面に化学的に結合できれば特に限定されない。表面処理剤における反応性基の例には、カルボキシル基、シラノール基が含まれる。

【0024】

前述したように、表面処理剤は、熱可塑性樹脂と反応しないことが好ましい。よって、表面処理剤における非反応部は、熱可塑性樹脂に対する反応性が低ければ特に限定されない。非反応部は、使用する熱可塑性樹脂に応じて適宜設定できる。表面処理剤における非反応部は、アルキル基を有することが好ましい。アルキル基の例には、炭素数が１６～１７個のアルキル基が含まれる。アルキル基は、不飽和結合を有していてもよいし、不飽和結合を有していなくてもよい。表面処理剤の例には、脂肪酸、シランカップリング剤が含まれる。脂肪酸の例には、ステアリン酸、オレイン酸が含まれる。

【0025】

樹脂組成物中における第２フィラーの含有量は、１０～１５質量％が好ましい。樹脂組成物中における第１フィラーに対する第２フィラーの含有量は、５０質量％以上が好ましい。樹脂組成物中における第１フィラーに対する第２フィラーの含有量は、１００質量％以下であることが好ましい。

【0026】

エラストマーは、熱可塑性を有するとともに常温で弾性を示す高分子化合物である。エラストマーは、一層構造でもよいし、二層構造でもよい。二層構造の例には、コア・シェル構造を含む。「コア・シェル構造」とは、中心に位置するコア部（ゴム部）と、コア部の周りに配置されたシェル部（グラフト層）とを有する構造を意味する。ゴム部を構成する重合体は、公知の重合体を適用できる。ゴム部を構成する重合体の例には、ブタジエン、イソプレン、シロキサン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの重合体が含まれる。

【0027】

シェル部（グラフト層）を構成する重合体は、アクリル系またはスチレン系の重合体が好ましい。すなわち、エラストマーの表面構造は、アクリル系またはスチレン系が好ましい。これは、エラストマーが第１フィラー、第２フィラーおよび熱可塑性樹脂と高い相溶性を有することが好ましいためである。アクリル系またはスチレン系の重合体の例にはポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、またはそれらの共重合体、スチレンおよびブタジエンの共重合体が含まれる。シェル部を構成する重合体は、スチレンおよびブタジエンの共重合体が好ましい。

【0028】

エラストマーの例には、タフテック（登録商標）Ｍシリーズ、Ｈシリーズ、Ｓシリーズ（旭化成株式会社）、および、メタブレン（登録商標）シリーズＳ－２１００、ＳＸ－００６、Ｃ－２２３Ａなど（三菱レイヨン株式会社）が含まれる。エラストマーは、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。

【0029】

樹脂組成物中におけるエラストマーの含有量は、６～１５質量％が好ましく、８～１２質量％がより好ましい。樹脂組成物中におけるエラストマーの含有量が６質量％未満の場合、靱性の効果が発揮されないおそれがある。一方、樹脂組成物中におけるエラストマーの含有量は１５質量％超の場合、剛性が低下してしまい、第１フィラーを添加することによる効果が低下するおそれがある。

【0030】

第１フィラーの外周縁から２ｍｍの領域は、３０～７０体積％がエラストマーである構造を含み、剛性と靱性の両方を効果する観点から、３０～６０体積％がエラストマーである構造を含むことが好ましい。エラストマーが多すぎる場合、第１フィラーの硬さが熱可塑性樹脂に伝わらず、剛性が低下することがある。一方、エラストマーが少なすぎる場合、衝撃時の第１フィラー周辺に集中した応力を緩和しきれず、かつ第１フィラー周辺での小さい空隙（ボイド）へのポリマー鎖の拡散も促進されず、靱性が低下することがある。

【0031】

第１フィラーの外周縁から２ｍｍの領域は、５体積％以上が第２フィラーであり、８体積％以上が第２フィラーであることが好ましい。第２フィラーが少なすぎると、衝撃時に生じる小さい空隙（ボイド）が少なすぎて衝撃を吸収しにくくなり、靱性が低下することがある。第１フィラーの外周縁から２ｍｍの領域は、３０体積％未満が第２フィラーであることが好ましく、１５体積％未満がより好ましい。第２フィラーが多すぎると、相対的に熱可塑性樹脂が減少し剛性が発揮しにくいことがある。

【0032】

このような樹脂組成物内の構造は、例えば以下の方法で特定できる。まず、樹脂組成物の成形品をミクロトームにより薄片を作製し、電子顕微鏡により１０００倍の倍率の画像を得る。そして、得られた画像における形状、大きさおよびコントラストにより、熱可塑性樹脂、フィラー（第１フィラーおよび第２フィラー）、エラストマーおよび酸変性ポリプロピレンの種類および位置を特定できる。また、得られた画像を小型汎用画像処理解析システム（ルーゼックス；株式会社ニコレ）により解析する。得られた画像を所定の閾値で二値化処理した処理画像における面積比率により、熱可塑性樹脂、フィラーおよびエラストマーの含有量を測定できる。なお、面積比率と、体積比率とは、比例するため、得られた画像の面積比率から、樹脂組成物における体積比率を推定できる。

【0033】

酸変性ポリプロピレンは、各成分の相溶化剤として機能する。樹脂組成物に酸変性ポリプロピレンを添加することにより、後述する混練物を得る工程において、第１フィラーおよびエラストマーの接着が強くなる。また、樹脂組成物を得る工程において、第１フィラーおよびエラストマーの凝集体が壊れにくくなる。結果的に、使用時の応力が凝集体の部分に集中し、当該部分が破壊されることにより、エラストマーが第１フィラーの周囲に局在しつつ、第１フィラーを熱可塑性樹脂に分散させる事ができる。

【0034】

酸変性ポリプロピレンは、例えば酸基を含有するラジカル反応性モノマーと、酸基を含有しないラジカル反応性モノマーとによってポリプロピレンが変性された変性ポリプロピレンである。

【0035】

酸変性ポリプロピレン中において、酸基を含有するラジカル反応性モノマーに由来する構成単位は０．６～５．０質量％が好ましく、酸基を含有しないラジカル反応性モノマーに由来する構成単位は０．０３～３．０質量％が好ましい。

【0036】

樹脂組成物は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、熱可塑性樹脂、第１フィラー、第２フィラーおよびエラストマー以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分の例には、着色剤、紫外線吸収剤が含まれる。これらの他の成分の樹脂組成物における含有量は、本実施の形態の効果とともに、他の成分による効果が得られる範囲において適宜に決めることができる。

【0037】

次に、樹脂組成物の製造方法について説明する。図１は、本実施の形態における樹脂組成物の製造方法の模式図である。図２は、本実施の形態における樹脂組成物の製造方法のフローチャートである。

【0038】

図１および図２に示されるように、本実施の形態に係る樹脂組成物２０の製造方法は、混練物１０を得る工程（Ｓ１１０；第１工程）と、樹脂組成物２０を得る工程（Ｓ１２０；第２工程）と、を含む。

【0039】

混練物１０を得る工程（Ｓ１１０）では、第１熱可塑性樹脂１と、平均粒径が３～２０μｍの第１フィラー２と、エラストマー３とを溶融混練して、混練物１０を得る。第１熱可塑性樹脂組成物は、前述の熱可塑性樹脂組成物を使用できる。

【0040】

混練物１０を得る工程では、第１熱可塑性樹脂１と、第１フィラー２と、エラストマー３との総量を１００質量％としたとき、第１熱可塑性樹脂１の含有量は４０質量％以上であり、第１フィラー３の含有量は３０質量％以上４０質量％以下であり、エラストマー３の含有量は１０質量％以上が好ましい。また、エラストマーの含有量は、樹脂組成物における構造のバランスを考慮すると、２５質量％以下が好ましい。

【0041】

溶融混練する方法は、特に限定されない。溶融混練する方法の例には、一軸の溶融混練機を用いる方法や、二軸の溶融混練機を用いる方法が含まれる。混練物を得る工程における溶融混練の条件は、第１熱可塑性樹脂１、第１フィラー２およびエラストマー３の種類と、これらの組成比とによって適宜設定できる。混練物１０は、公知の方法によって、公知の形態に成形される。例えば、混練物１０は、ペレダイサーによってペレットに成形されてもよいし、公知の装置でフレークに成形されてもよいし、これらの粉砕物に成形されてもよい。

【0042】

樹脂組成物２０を得る工程（Ｓ１２０；第２工程）では、混練物１０と、第２熱可塑性樹脂４と、平均粒径が０．１～１．５μｍの第２フィラー５とを混合した後に、溶融混練して樹脂組成物２０を得る。第２熱可塑性樹脂組成物は、前述の熱可塑性樹脂組成物を使用できる。第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂は、同じ種類の樹脂でもよいし、異なる種類の樹脂でもよい。

【0043】

混練物１０と、第２熱可塑性樹脂４と、第２フィラー５との混合は、これらが一様な組成物となるのに十分な程度に混合されればよい。混練物１０と、第２熱可塑性樹脂４と、第２フィラー５との混合は、材料を混合する通常の方法で行うことができる。混合は、ドライブレンドであり、例えばタンブラーを用いて行うことができる。ここで、「ドライブレンド」とは、溶剤などの媒体を使用せずに材料を直接混ぜ合わせて混合する方法を意味する。

【0044】

樹脂組成物２０を得る工程における溶融混練の条件は、樹脂材料を用いる通常の条件で行うことができる。溶融混練の条件は、混練物１０の組成、第２熱可塑性樹脂４および第２フィラー５の種類などに応じて適宜に決定できる。

【0045】

なお、混練物１０を得る工程または樹脂組成物２０を得る工程では、酸変性ポリプロピレンをさらに添加してもよい。混練物１０を得る工程において、酸変性ポリプロピレンを添加する場合には、第１熱可塑性樹脂１、第１フィラー２、エラストマー３とともに、酸変性ポリプロピレンを添加して、溶融混練すればよい。また、樹脂組成物２０を得る工程において、酸変性ポリプロピレンを添加する場合には、混練物１０と、第２熱可塑性樹脂４と、第２フィラー５とともに、酸変性ポリプロピレンを添加して、混合した後に溶融混練すればよい。酸変性ポリプロピレンは、混練物１０を得る工程で添加することが好ましい。この場合、第１熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、エラストマーとの総量を１００質量％としたとき、酸変性ポリプロピレンの含有量は１０質量％以下が好ましい。また、当該酸変性ポリプロピレンの含有量は、１質量％以上が好ましい。

【0046】

得られた樹脂組成物が剛性および靱性を高い基準で両立できる理由は、以下のように考えられる。樹脂組成物は、フィラー（第１フィラー）が添加されることにより剛性が高くなる。一方、樹脂組成物は、使用時の応力がフィラー（第１フィラー）の周辺に集中することにより生じるクラッキングによって靱性が低下する。また、樹脂組成物は、エラストマーを添加することにより靱性が高くなるが、柔らかくなるため剛性が低下する。

【0047】

このように、本実施の形態では、樹脂組成物中にフィラーおよびエラストマーを含むため、フィラーの周辺にエラストマーが配置された構造が局在する。これにより、樹脂組成物が柔らかくなることを防ぎつつ、クラッキングを抑制して靱性を高くすることができる。

【0048】

しかしながら、フィラーをエラストマーで取り囲んでしまうと、フィラーを添加することによる剛性が発現しない。フィラーからの応力を伝達する必要があるため、エラストマーの添加量には限度がある。

【0049】

本実施の形態では、平均粒径が大きい第１フィラーと、平均粒径が小さい第２フィラーとを含んでいる。平均粒径が大きい第１フィラーは、剛性を高くすることに寄与する。第１フィラーおよびエラストマーが配置された領域に第２フィラーが適量存在することで、第１フィラーの添加により生じるクラッキングを抑制する効果が増大する相乗効果が生じる。また、第２フィラーは、熱可塑性樹脂部分の剛性を落とさず靱性を高くすることができる。これによって、高い基準で、剛性および靱性を両立できる。

【0050】

第２フィラーが添加された樹脂組成物では、使用時の衝撃により、熱可塑性樹脂から第２フィラーが剥がれて小さい空隙（ボイド）が生じる。樹脂組成物は、この小さい空隙に歪みにより応力が吸収されることで、大きく変形できる。使用時の衝撃による大きな変形で第１フィラーの周辺に応力が集中し、クラッキングが生じて靱性が低下するが、エラストマーの添加による柔軟性の向上と、熱可塑性樹脂およびエラストマーの界面の延性化によって歪みを吸収する。

【0051】

本実施の形態では、第１熱可塑性樹脂、第１フィラーおよびエラストマーを溶融混練することで、第１フィラーおよびエラストマーが高濃度で接触することにより、第１フィラーの周りにエラストマーが局在し、第１フィラーは凝集状態になる。そして、この混練物と、第２熱可塑性樹脂と、第２フィラーとを混練する際、当該凝集部分に第２フィラーが衝突して凝集部分を部分的に破壊する。このとき、柔軟性がある熱可塑性樹脂の領域よりも、硬くてもろい凝集部分の方が乖離しやすい。この効果により、第１フィラーの周辺にエラストマーを局在させ、かつ第１フィラーを樹脂組成物に分散できると考えられる。

【0052】

以上のように、本実施の形態に係る樹脂組成物は、第１フィラーおよびエラストマーの凝集体が熱可塑性樹脂中に分散し、かつ当該凝集体の周囲に第２フィラーが局在している。よって、樹脂組成物の剛性および靱性を高い水準で維持できる。

【実施例】

【0053】

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。

【0054】

［実施例１］
（第１工程）
ポリプロピレン（第１熱可塑性樹脂）と、タルク（第１フィラー）と、水添スチレン系熱可塑性エラストマー（エラストマー）と、無水マレイン酸変性ポリプロピレン（酸変性ポリプロピレン）を質量比で４０：３８：１９：３となるように混合し、二軸混練機（ＨＹＰＥＲＫＴＸ－３０；株式会社神戸製鋼所）を用いてシリンダー温度２００℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍで溶融混練した。溶融混練物をペレダイサーで切断して、直径２～３ｍｍ程度、長さ３～４ｍｍ程度の円筒状のペレットとして、混練物を得た。

【0055】

第１熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンは、「Ｊ７１５Ｍ（株式会社プライムポリマー）」を使用した。第１フィラーとしてのタルクは、「ミクロエース Ｐ－３（日本タルク株式会社）」を使用した。エラストマーとしての水添スチレン系熱可塑性エラストマー（ＳＥＢＳ）は、「タフテック（登録商標） Ｈ１０５２（旭化成株式会社）」を使用した。酸変性ポリプロピレンとしての無水マレイン酸変性ポリプロピレンは、「リケイド ＭＧ－４００Ｐ（理研ビタミン株式会社）」を使用した。

【0056】

（第２工程）
得られた混練物１００質量部と、ポリプロピレン（第２熱可塑性樹脂）６９質量部と、脂肪酸表面処理された炭酸カルシウム（第２フィラー）１９質量部とをタンブラーによってドライブレンドし、これらのペレットの混合物を得た。得られたペレットの混合物を、二軸混練機を用いてシリンダー温度２００℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍで溶融混練した。樹脂組成物中における熱可塑性樹脂（第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂）と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比が５７：２０：１０：１０：３であった。

【0057】

第２熱可塑性樹脂としてのポリプロピレンは、第１工程と同様のポリプロピレンを使用した。第２フィラーとしての脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムは、「カルシーズ Ｐ（神島化学工業株式会社）」を使用した。

【0058】

［実施例２］
実施例１の第２工程において、熱可塑性樹脂（第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂）と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比が３７：３０：１５：１５：３となるように、第２熱可塑性樹脂と、第２フィラーとを混合し、溶融混練したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の樹脂組成物２を得た。

【0059】

［実施例３］
実施例１の第１工程において、第１熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比を４０：４４：１３：３に変更し、第２工程において、熱可塑性樹脂（第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂）と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比が６１：２０：１０：６：３となるように、第２熱可塑性樹脂と、第２フィラーとを混合し、溶融混練したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の樹脂組成物３を得た。

【0060】

［実施例４］
実施例１の第１工程において、第１熱可塑性樹脂としてポリカーボネートを使用し、かつ溶融混練時のシリンダー温度を２７０℃に変更し、第２工程において、第２熱可塑性樹脂としてポリカーボネートを使用し、溶融混練時のシリンダー温度を２７０℃に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の樹脂組成物４を得た。第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂としてのポリカーボネートは、いずれも「Ｃａｌｉｂｒｅ３０１－１０（住化スタイロンポリカーボネート株式会社）」を使用した。

【0061】

［実施例５］
実施例１の第１工程において、第１フィラーとしてガラスフレークを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の樹脂組成物５を得た。

【0062】

［実施例６］
実施例１の第２工程において、第２フィラーとして表面処理していないシリカを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６の樹脂組成物６を得た。第２フィラーとしてのシリカは、「ＳＯ－Ｃ２（アドマテックス株式会社）」を使用した。

【0063】

［実施例７］
実施例１の第１工程において、エラストマーとしてＭＭＡ－Ｂｕを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の樹脂組成物７を得た。エラストマーとしてのＭＭＡ－Ｂｕは、「メタブレン Ｃ－２２３Ａ（三菱ケミカル株式会社）」を使用した。

【0064】

［実施例８］
実施例１の第１工程において、酸変性ポリプロピレンを添加せず、第１熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、エラストマーとの質量比で４０：４０：２０となるように混合し、第２工程において、熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーとの質量比が６０：２０：１０：１０となるように、第２熱可塑性樹脂と、第２フィラーとを混合し、溶融混練したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例８の樹脂組成物８を得た。

【0065】

［実施例９］
実施例１の第１工程において、第１熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比を３０：４５：２２：３に変更し、第２工程において、熱可塑性樹脂（第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂）と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比が５７：２０：１０：１０：３となるように、第２熱可塑性樹脂と、第２フィラーと、酸変性ポリプロピレンとを混合し、溶融混練したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例９の樹脂組成物９を得た。

【0066】

［実施例１０］
実施例１の第１工程において、酸変性ポリプロピレンを添加せず、第１熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、エラストマーとの質量比を４０：４０：２０変更し、第２工程において、熱可塑性樹脂（第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂）と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとの質量比が５７：２０：１０：１０：３となるように、第２熱可塑性樹脂と、第２フィラーと、酸変性ポリプロピレンとを混合し、溶融混練したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１０の樹脂組成物１０を得た。

【0067】

［比較例１］
質量比が５７：２０：１０：１０：３となるように、熱可塑性樹脂と、第１フィラーと、第２フィラーと、エラストマーと、酸変性ポリプロピレンとを混合し、二軸混練機（ＨＹＰＥＲＫＴＸ－３０；株式会社神戸製鋼所）を用いてシリンダー温度２００℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍで溶融混練し、溶融混練物をペレダイサーで切断して、直径２～３ｍｍ程度、長さ３～４ｍｍ程度の円筒状のペレットとして、比較例１の樹脂組成物１１を得た。

【0068】

［比較例２］
実施例１の第１工程において、第１フィラーとして平均粒径が３０μｍのタルクを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の樹脂組成物１２を得た。

【0069】

［比較例３］
実施例１の第１工程において、第２フィラーとして０．０５μｍのシリカ（ＮＡＸ５０；ＡＥＲＯＳＩＬ社）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例３の樹脂組成物１３を得た。

【0070】

［比較例４］
比較例１において、熱可塑性樹脂としてＰＣを使用したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例４の熱可塑性樹脂１４を得た。

【0071】

第１フィラーの外周縁から２ｍｍの領域のエラストマーおよび第２フィラーの占有率は、各樹脂組成物の成形品をミクロトームにより薄片を作製し、電子顕微鏡により１０００倍の倍率の画像を得た。そして、得られた画像における形状、大きさおよびコントラストにより、熱可塑性樹脂、フィラー（第１フィラーおよび第２フィラー）、エラストマーおよび酸変性ポリプロピレンを特定した。また、得られた画像を小型汎用画像処理解析システム（ルーゼックス；株式会社ニコレ）により解析した。得られた画像を所定の閾値で二値化処理した処理画像における面積比率により、熱可塑性樹脂、フィラーおよびエラストマーの含有量（占有率）を測定した。

【0072】

樹脂組成物１～１０（実施例１～１０）、樹脂組成物１１～１４（比較例１～４）の材料と、各組成比を表１および表２に示す。

【0073】

【表1】

【0074】

【表2】

【0075】

［評価］
（剛性の評価）
樹脂組成物１～１０（実施例１～１０）および樹脂組成物１１～１４（比較例１～４）のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠して曲げ試験を実施して、曲げ強度を測定した。そして、樹脂組成物の剛性を下記の基準により評価した。「◎」、「○」および「△」を適合と判定した。
（１）熱可塑性樹脂がＰＰの場合
◎：２５００ＭＰａ以上
○：２０００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ未満
△：１５００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ未満
×：１５００ＭＰａ未満
（２）熱可塑性樹脂がＰＣの場合
◎：３０００ＭＰａ以上
○：２５００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ未満
△：２０００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ未満
×：２０００ＭＰａ未満

【0076】

（靱性の評価）
樹脂組成物１～１０（実施例１～１０）および樹脂組成物１１～１４（比較例１～４）のそれぞれについて、ＪＩＳ Ｋ ７１１０に準拠してＩｚｏｄ衝撃試験を実施して、衝撃強度を測定した。そして、樹脂組成物の靱性を下記の基準により評価した。「◎」、「○」および「△」を適合と判定した。
（１）熱可塑性樹脂がＰＰの場合
◎：２０ＫＪ／ｍ^２以上
○：１５ＫＪ／ｍ^２以上２０ＫＪ／ｍ^２ 未満
△：１０ＫＪ／ｍ^２以上１５ＫＪ／ｍ^２未満
×：１０ＫＪ／ｍ^２未満
（２）熱可塑性樹脂がＰＣの場合
◎：３０ＫＪ／ｍ^２以上
○：２０ＫＪ／ｍ^２以上３０ＫＪ／ｍ^２未満
△：１５ＫＪ／ｍ^２以上２０ 未満
×：１５ＫＪ／ｍ^２未満

【0077】

樹脂組成物１～１０（実施例１～１０）および樹脂組成物１１～１４（比較例１～４）の測定値および評価結果を表３に示す。

【0078】

【表3】

【0079】

表３に示されるように、樹脂組成物１～１０（実施例１～１０）は、剛性および靱性のいずれもが十分なことがわかる。

【0080】

これに対して、樹脂組成物１１（比較例１）および樹脂組成物１４（比較例４）は、靱性が不十分であった。これは、熱可塑性樹脂（第１熱可塑性樹脂および第２熱可塑性樹脂）、フィラー（第１フィラーおよび第２フィラー）およびエラストマーを一括して溶融混練したため、第１フィラーの表面にエラストマーが配置しなかったためと考えられる。樹脂組成物１２（比較例２）では、靱性が不十分であった。これは、第１フィラーの平均粒径が大きすぎたためと考えられる。樹脂組成物１２（比較例３）では、剛性および靱性が不十分であった。これは、第２フィラーの平均粒径が小さすぎたため、靱性低下の機能を発揮しなかったためと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明によれば、剛性および靱性を両立した樹脂組成物が得られる。よって、本発明によれば、樹脂組成物の生産性のさらなる向上と、その製造に伴う環境への負荷のさらなる低減との両立が期待される。

【符号の説明】

【0082】

１ 第１熱可塑性樹脂
２ 第１フィラー
３ エラストマー
４ 第２熱可塑性樹脂
５ 第２フィラー
１０ 混練物
２０ 樹脂組成物

【図1】

【図2】