JP2000230105A - スチレン系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木質感を有し、成形加工性、材料強度、低線
膨張性に優れたスチレン系樹脂組成物を提供するもので
ある。 【解決手段】 ゴム補強ポリメタクリルスチレン系樹脂
（Ａ）２０〜９５重量％、セルロース系物質（Ｂ）５〜
８０重量％、上記（Ａ）＋（Ｂ）が１００重量％に対
し、メタクリル酸メチル又はメタクリル酸メチルと共重
合可能な（メタ）アクリル酸エステルとの共重合樹脂
０．１〜１０重量部からなることを特徴とするスチレン
系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、木質感を有し、成
形加工性、材料強度、低線膨張に優れたスチレン系樹脂
組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セルロース系物質と樹脂を混合して、木
質感を持つ木材代替材料とすることは従来から行われて
いる。該樹脂としては、成形加工性、物性、コストなど
の理由から塩化ビニル樹脂が主として使用されていた。
近年環境問題から塩化ビニル樹脂の使用が避けられてお
り、塩化ビニル樹脂の代替材料の検討がなされている。
代替樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のオレフィン系樹脂や、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂
などのスチレン系樹脂があげられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、当該代替樹脂
のうち、オレフィン系樹脂は、結晶性で収縮が大きいた
め、成形加工条件が狭く、成形加工性が良くない。又、
線膨張係数が大きく、セルロース系物質含有木材代替材
料の大きな用途である住宅建材用途へ使用できない。Ａ
ＢＳ樹脂は上記樹脂に比較し、コストが高いことや成形
加工温度が若干高くなることにより、セルロース系物質
が一部劣化を生じることが有る等の欠点がある。ポリス
チレン樹脂は、セルロース系物質を配合すると材料がか
なり脆くなる欠点を有している。 又、スチレン系樹脂
は、オレフィン系樹脂に比較すると成形加工性は良いも
のの、押出成形、特に低発泡異型押出成形にて成形体を
得ようとする場合、ひけを生じる等の成形加工性の欠点
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な現状の問題点を解決するため、誠意検討した結果、ゴ
ム補強ポリメタクリルスチレン系樹脂とセルロース系物
質と（メタ）アクリル酸エステル（共）重合体を配合す
ることにより、前記問題点が解決する事を見いだし、本
発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、ゴム状弾性体を分散粒子
とし、スチレン系単量体とアクリル酸（メタクリル酸）
エステル系単量体からなる重合体を連続相とするゴム補
強ポリメタクリルスチレン系樹脂（Ａ）２０〜９５重量
％、セルロース系物質（Ｂ）５〜８０重量％、上記
（Ａ）＋（Ｂ）が１００重量％に対し、メタクリル酸メ
チル又はメタクリル酸メチルと共重合可能な（メタ）ア
クリル酸エステルとの共重合樹脂０．１〜１０重量部か
らなるスチレン系樹脂組成物等に係るものである。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
いうゴム補強ポリメタクリルスチレン系樹脂（Ａ）と
は、常温でゴム的性質を示すゴム状弾性体、例えばポリ
ブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体類、水添
（又は部分水添）ポリブタジエン類、水添（又は部分水
添）スチレン−ブタジエンブロック共重合体類、スチレ
ン−プロピレン系共重合体類、スチレン−プロピレン−
非共役ジエン三元共重合体類、ポリイソプレン、イソプ
レン−スチレン共重合体類、シリコーンゴム類等を分散
相とし、スチレン系単量体、例えばスチレン、α−メチ
ルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチ
レン等と、アクリル酸（メタクリル酸）エステル系単量
体、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エ
チルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘ
キシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等の
共重合体を連続相とする樹脂である。特に連続相を構成
するスチレン系単量体としてはスチレンが好適に用いる
事が出来る。又、アクリル酸（メタクリル酸）エステル
系単量体としては、メチルメタクリレート、メチルメタ
クリレートとブチルアクリレートの混合品、メチルメタ
クリレートとブチルメタクリレートの混合品が好適に用
いる事が出来る。メチルメタクリレートとブチルアクリ
レート又はブチルメタクリレート混合品を用いる場合、
ブチルアクリレート又はブチルメタクリレートの量は連
続相を形成する重合体の２０重量％以下が好適な使用範
囲である。２０重量％を越える場合は、耐熱性が低下
し、成形体の実用範囲が狭くなり好ましくない。

【０００７】ゴム補強ポリメタクリルスチレン樹脂
（Ａ）を得るには、従来からの公知の方法で製造するこ
とが出来る。即ち、ゴム状弾性体をスチレン系単量体、
そして／又は重合溶媒、そして／又は重合開始剤からな
る原料溶液に溶解し、ゴム状弾性体が溶解した原料溶液
を攪拌機付き反応機に供給し、１００℃〜１８０℃の温
度範囲で重合を行う。重合温度は生産性、反応機の除熱
能力、目的としているゴム補強ポリメタクリルスチレン
系樹脂の流動性等を考慮して、公知の技術を用いて設定
することが出来る。分散相を形成するゴム粒子径は公知
の技術、攪拌機の回転数を制御する事により行うことが
出来る。重合終了後、未反応単量体、重合溶媒等を除去
する為、真空下で処理し、ゴム補強ポリメタクリルスチ
レン系樹脂（Ａ）を得る。

【０００８】連続相を形成するスチレン系単量体とアク
リル酸（メタクリル酸）エステル系単量体の割合は好ま
しくは２０：８０〜８０：２０（重量比）である。より
好ましくは、３０：７０〜７０：３０である。さらに好
ましくは３０：７０〜６５：３５である。スチレン系単
量体の割合が２０未満になると流動性が著しく低下し、
成形性が悪くなり好ましくない。一方、スチレン単量体
の割合が９０を越えると（メタ）アクリル酸エステル
（共）重合体の配合効果が失われ、発泡異型押出成形品
にひけを生じ、成形加工性が低下する。ゴム補強ポリメ
タクリルスチレン系樹脂中のゴム状弾性体の量、分散相
を形成するゴム粒子の粒子径等は何ら制約はないが、ゴ
ム状弾性体の量は３〜２５重量％の範囲が好適に用いら
れる。又、分散ゴム粒子径は０．１〜３．０μｍの範囲
が好適に用いられる。

【０００９】本発明でいうセルロース系物質（Ｂ）と
は、木粉、籾殻、果実殻、とうもろこし穂芯、紙、パル
プ等、又はこれらの粉砕品が挙げられる。特に木粉が好
適に用いられる。ここで木粉とは、原料の木材としては
限定されないが、例えば、桧、松、トドマツ、カラマ
ツ、杉、栂、樅、楓、ブナ、桜などの木の粉砕品や、製
材時のおがくず等が挙げられる。セルロース系物質
（Ｂ）は粉砕品で使用することが好ましく、好ましくは
６０メッシュ以下のものが好適に用いられる。

【００１０】本発明でいう（メタ）アクリル酸エステル
（共）重合体とは、メタクリル酸メチル又はメタクリル
酸メチルと共重合可能な（メタ）アクリル酸エステルと
の（共）重合樹脂である。（メタ）アクリル酸エステル
（共）重合体の分子量は１０〜７００万のものが用いら
れ、好ましくは５０〜５００万のものが好適に用いられ
る。メタクリル酸メチルと共重合可能な（メタ）アクリ
ル酸エステルとしては、メチルメタクリレート、エチル
メタクリレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリ
レート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２
−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリ
レート等が挙げられるが、軟化温度低下の観点から、ブ
チルアクリレートが好ましい。

【００１１】本発明の組成物における各成分の配合量を
下記に示す。ゴム補強ポリメタクリルスチレン系樹脂
（Ａ）とセルロース系物質（Ｂ）の配合量は、ゴム補強
ポリメタクリルスチレン系樹脂（Ａ）２０〜９５重量
％、セルロース系物質（Ｂ）８０〜５重量％である。好
ましくは（Ａ）成分３０〜９３重量％、（Ｂ）成分７０
〜７重量％、より好ましくは（Ａ）成分４０〜９０重量
部、（Ｂ）成分６０〜１００重量％である。（Ａ）成分
が５重量％未満では材料強度、成形性が劣り、９０重量
％を越えると線膨張係数が大きくなり、木質感が得られ
なくなる。又、メタクリル酸メチル又はメタクリル酸メ
チルと共重合可能な（メタ）アクリル酸エステルとの共
重合樹脂の添加量は、０．１〜１０重量部、好ましくは
１．０〜８．０重量部である。添加量が本発明の範囲外
では成形性及び材料強度に劣る。

【００１２】更に本発明は、成形加工性をさらに改善す
るため、前記組成物にスチレン系樹脂（Ｃ）を配合した
組成物が好ましい。 本発明でいうスチレン系樹脂
（Ｃ）とは、前記スチレン系単量体の単独又は混合物か
らなるスチレン系重合体（あるいは共重合体）、前記ゴ
ム状弾性体を分散相とし、前記スチレン系単量体からな
る重合体（あるいは共重合体）を連続相とするゴム補強
スチレン系樹脂（いわゆるＨＩＰＳ樹脂）、あるいは上
記スチレン系重合体とゴム補強スチレン系樹脂との混合
物である。スチレン系樹脂（Ｃ）を得るには、ゴム状弾
性体の非存在下／存在下にゴム補強ポリメタクリルスチ
レン系樹脂と同様の方法にて製造することが出来る。ス
チレン系樹脂（Ｃ）中のゴム状弾性体の量、分散相を形
成するゴム粒子の粒子径等は何ら制約はないが、ゴム状
弾性体の量は３〜２５重量％の範囲が好適に用いられ
る。又、分散ゴム粒子径は０．１〜３．０μｍの範囲が
好適に用いられる。

【００１３】スチレン系樹脂（Ｃ）を配合した場合の、
各成分の配合量を下記に示す。ゴム補強ポリメタクリル
スチレン系樹脂（Ａ）の量は、５〜８５重量％、好まし
くは１５〜７５重量％、より好ましくは２５〜６５重量
％である。５重量％では材料強度、成形性が劣り、８５
重量％を越えると線膨張係数が大きくなり、木質感が得
られなくなる。又、セルロース系物質（Ｂ）の配合量
は、５〜８０重量％、好ましくは７〜７０重量％、より
好ましくは１０〜６０重量部である。５重量％未満では
線膨張係数が大きくなり、木質感も得られなくなる。８
０重量％を越えると、材料強度が劣る。又、スチレン系
樹脂（Ｃ）の配合量は、９０〜１０重量％、好ましくは
８０〜２０重量％、より好ましくは７０〜３０重量％で
ある。１０重量％未満では成形加工性が改善されない。
９０重量％を越えると成形性が劣り、線膨張係数が大き
くなり、木質感も得られなくなる。又、メタクリル酸メ
チル又はメタクリル酸メチルと共重合可能な（メタ）ア
クリル酸エステルとの共重合樹脂の添加量は、０．１〜
１０重量部、好ましくは１．０〜８．０重量部である。
添加量が本発明の範囲外では成形性及び材料強度に劣
る。

【００１４】本発明において、上記の要件を満足するス
チレン系樹脂組成物は、木質感があり、成形性、材料強
度、低線膨張に優れたものであるが、これに、スチレン
系熱可塑性エラストマーを０．５〜２０重量部添加する
ことによって、さらに材料強度、特に住宅建材用途で必
要とされる釘打ち等の実用強度を高めることも可能であ
る。

【００１５】本発明でいうスチレン系熱可塑性エラスト
マーとは、種類は特に限定されないが、分散性の点か
ら、スチレン−ブタジエンブロック共重合体が好適に用
いられる。又、ブタジエン成分の含有量は、３０〜８０
重量％が、強度補強効果の点から好適な使用範囲であ
る。本発明には、繊維補強材、無機充填材、帯電防止
剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤等各種安定剤、紫
外線吸収剤、分散剤、抗菌剤、核剤、可塑剤、滑剤、難
燃剤、染料、顔料、着色剤を公知の方法に従い適宜添加
して用いる事が可能である。ここで、無機充填剤とは、
例えばタルク、マイカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、
クレー、カーボンブラック、ガラスフレーク、ガラスフ
ァイバー等が挙げられる。好ましくは、タルク、炭酸カ
ルシウムである。無機充填材の配合量は、（Ａ）＋
（Ｂ）又は（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）成分１００重量部に
対して、１〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部で
ある。

【００１６】本発明のスチレン系樹脂組成物を製造する
方法は特に制約はなく公知の方法により得ることが可能
である。例えば、バンバリーミキサー、ヘンシェルミキ
サー等のミキサーを用いてドライブレンドする方法、あ
るいは、各種押出機、ミキサー、ニーダ、又はロールを
用いて各成分を混練する方法等が挙げられる。好ましい
製造方法は、押出機用いる方法である。又、各成分を混
練する場合、一括して混練することも多段添加方式で混
練することもできる。

【００１７】本発明の樹脂組成物は、射出成形、プレス
成形、シート押出成形、異型押出成形、発泡成形、ブロ
ー成形等の成型法によって成形することが出来る。本発
明の組成物は異型押出成形、発泡成形に優れ、特に低発
泡異型押出成形に優れる。本発明の樹脂組成物は、木材
代替用途を始めとした住宅建材用途に特に有効に使用で
きる。例えば、巾木、廻り縁、額縁、梁材、笠木、落と
し込み材、濡れ縁材、腰壁、造作材、敷居、手摺り、窓
やドアなどの枠材、欄間、化粧用フィルム等の住宅部
材、サッシ窓枠、カーテンレール、風呂蓋、台所廻り、
化粧板、装飾板、コンクリートの型枠材、杭、塀等が挙
げられる。又、スピーカー部材などのＯＡ・家電分野、
サニタリー分野、車両分野、雑貨、日用品分野等幅広い
分野で使用することが出来る。

【００１８】

【発明実施の形態】以下、本発明を実施例で更に詳しく
説明する。但し、本発明はこれらの実施例によって何ら
限定されるものではない。なお、実施例中の各種評価方
法は下記の通りである。 デュポン衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠し、東洋
精機（株）デュポン衝撃試験機にて、５０％破壊エネル
ギーを測定した。 線膨張係数：パーキンエルマー社 ＴＭＡ−７にて２０
℃〜４０℃の範囲の線膨張係数を測定した。 木質感：成形品外観を目視で、下記に基準に従って評価
した。

【００１９】 木質感有り：○ 木質感無し：× 成形性：５０ｍｍ異型押出機を用いて、組成物に有機系
の化学発泡剤を配合し、断面形状が幅５８．５ｍｍ、厚
み４．５ｍｍ、発泡倍率１．５〜１．７倍の成形品を成
形し、成形品寸法を下記の基準に従って評価する。

【００２０】 型再現性がよいもの ：◎ 型再現性において実用上問題がないもの ：○ ひけを生じているもの：× 次に実施例及び比較例で使用したゴム補強ポリメタクリ
ルスチレン樹脂、スチレン樹脂、セルロース系物質、無
機フィラー、スチレン系エラストマー、（メタ）アクリ
ル酸エステル重合体を示す。

【００２１】ゴム補強ポリメタクリルスチレン樹脂
（Ａ） 攪拌機を備えた反応機３基を直列に連結し、その後に二
段ベント付き二軸押出機を配置した重合装置を用いてゴ
ム補強ポリメタクリルスチレン系樹脂を連続的に製造し
た。スチレン３８．６重量部、メチルメタクリレート３
４．７重量部、ブチルアクリレート３．９重量部、ゴム
状弾性体としてＢ−Ｓタイプ（Ｂ：ブタジエンブロッ
ク、Ｓ：スチレンブロック）で、スチレン含有量が３０
重量％であるゴム状弾性体７．８重量部、エチルベンゼ
ン１５．０重量部、１，１ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）シクロヘキサン０．０１５重量部からなる原料溶液
を反応機に供給し重合を行った。重合温度、滞留時間は
１１０℃−２．５時間、１２０℃−２．５時間、１５０
℃−２．５時間である。得られたゴム強化ポリメタクリ
ルスチレン系樹脂は、連続相の組成がスチレン５０．２
重量％、メチルメタクリレート４４．８重量％、ブチル
アクリレート５．０重量％、ゴム状弾性体含有量が１
１．１重量％、分散粒子の粒子径が０．６μｍであっ
た。

【００２２】セルロース系物質（Ｂ） 楓の木粉、８０メッシュパス品を用いた。 スチレン系樹脂（Ｃ） スチレン系樹脂−１；ゴム補強スチレン系樹脂 スチレン７６．６重量部、ゴム状弾性体としてポリブタ
ジエン（日本ゼオン株式会社製、Ｎｉｐｏｌ１２２０Ｓ
Ｌ）８．４重量部、エチルベンゼン１５重量部、１，１
ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン０．０２
重量部からなる原料溶液を反応機に供給し、ゴム補強ポ
リメタクリルスチレン系樹脂と同様に操作し、スチレン
系樹脂−１を得る。得られたスチレン系樹脂−１は、ゴ
ム状弾性体含有量が１２．１重量％、分散粒子の粒子径
が１．５μｍであった。

【００２３】スチレン系樹脂−２；スチレン系樹脂重合
体（非ゴム補強） エー・アンド・エム スチレン（株）製、エー・アンド
・エム ポリスチレンＧ８１０２、ＭＦＲ＝０．９ｇ／
１０ｍｉｎ．（ＩＳＯ Ｒ１１３３、２００℃×５ｋ
ｇ）を用いた。 無機フィラー 竹原化学工業株式会社製、ＴＣタルクを用いた。

【００２４】スチレン系エラストマー 旭化成工業株式会社製、タフプレン１２５ Ｓｔ／Ｂｄ
重量比（ｗｔ％）４０／６０を用いた。 （メタ）アクリル酸エステル重合体 三菱レーヨン株式会社製、メタブレンＰ−５３０Ａ 重
量平均分子量３１０万を用いた。

【００２５】

【実施例１〜５、比較例１〜４】表１に示した配合処方
１００重量部に対し、滑剤としてステアリン酸マグネシ
ウム１．０重量部、ポリエチレンワックス２．０重量部
及びポリジメチルシロキサン０．１重量部を添加混合
し、押出機を用いて２００℃で溶融混練りしペレット化
した。得られたペレットを、射出成形機により平板を成
形し、デュポン衝撃強度、木質感及び線膨張係数評価を
行った。又、成形性は前記した方法により評価を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の方法で得られたスチレン系樹脂
組成物は、木質感があり、材料強度、低線膨張に優れ、
且つ成形性、特に発泡異型押出成形性に優れた材料であ
る。さらに、スチレン系熱可塑性エラストマーを添加す
ることにより、より高い材料強度とすることが可能であ
る。本発明のスチレン系組成物は、幅広い用途での使用
が可能であり、特に住宅設備分野の内装部材として好適
に用いることが出来る。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 1:00 33:12 25:04） Ｆターム(参考） 4J002 AB01X AH00X BC03Y BC04Y BG053 BG054 BG063 BG064 BN04Y BN16W BN16Y BN17W FD010 GC00 GL00 GL01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム状弾性体を分散粒子とし、スチレン
   系単量体とアクリル酸（メタクリル酸）エステル系単量
   体からなる重合体を連続相とするゴム補強ポリメタクリ
   ルスチレン系樹脂（Ａ）２０〜９５重量％、セルロース
   系物質（Ｂ）５〜８０重量％、上記（Ａ）＋（Ｂ）が１
   ００重量部に対し、メタクリル酸メチル又はメタクリル
   酸メチルと共重合可能な（メタ）アクリル酸エステルと
   の共重合樹脂０．１〜１０重量部からなることを特徴と
   するスチレン系樹脂組成物。
2. 【請求項２】 ゴム状弾性体を分散粒子とし、スチレン
   系単量体とアクリル酸（メタクリル酸）エステル系単量
   体からなる重合体を連続相とするゴム補強ポリメタクリ
   ルスチレン系樹脂（Ａ）５〜８５重量％、セルロース系
   物質（Ｂ）５〜８０重量％、スチレン系樹脂（Ｃ）９０
   〜１０重量％、上記（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）が１００重
   量部に対し、メタクリル酸メチル又はメタクリル酸メチ
   ルと共重合可能な（メタ）アクリル酸エステルとの共重
   合樹脂０．１〜１０重量部からなることを特徴とするス
   チレン系樹脂組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のスチレン系
   樹脂組成物１００重量部に対して、さらにスチレン系熱
   可塑性エラストマーを０．５〜２０重量部含むことを特
   徴とする、スチレン系樹脂組成物。
4. 【請求項４】 ゴム補強ポリメタクリルスチレン系樹脂
   （Ａ）のスチレン系単量体とアクリル酸（メタクリル
   酸）エステル系単量体の割合が２０：８０〜８０：２０
   である請求項１、請求項２又は請求項３記載のスチレン
   系樹脂組成物。
5. 【請求項５】 セルロース系物質が木粉である請求項
   １、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のスチレン
   系樹脂組成物。