JPH0468046A - ゴム変性スチレン系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、酸化亜鉛ウィスカーとマイカを含有する熱可
塑性樹脂組成物に係るものである。

更に詳しく述べれば、スチレン系樹脂本来の易成形性、
機械的強度（特に曲げ弾性率）、耐熱性、振動特性に優
れた新規な組成のスチレン系樹脂組成物に関するもので
あり、弱電、事務機器の外装用材等に応用する材料を提
供するものである。

〈従来の技術〉 従来から熱可塑性樹脂組成物の特性を改良する方法とし
て、ガラス繊維、炭素繊維、タルクや炭カル等の粉末、
又は、マイカ等の鱗片状物質、チタン酸カリウム等のウ
ィスカー等を単独、又は２〜３種の混合して配合するこ
とが行われている。

特に機械的強度に優れた樹脂組成物を与えるものとして
は、ガラス繊維等の無機質の繊維でアスペクト比の大き
なものを使用するのが、効果的であることが知られてい
る。

しかしながら、ガラス繊維等の無機質のフィラ−を使用
すると機械的強度は向上するが、粘弾性測定により得ら
れる損失係数（η）は減少する傾向を示す。従ってその
振動特性が弱電、事務機器等のハウジングとして用いる
には好ましくなかった。

そこで、成形品の機械的強度及び振動特性の良好な樹脂
組成物の開発が要望されていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、かかる状況に鑑み、成形品の機械的強度及び
振動特性の良好な樹脂組成物を提供することを目的とす
る。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、酸化亜鉛ウィスカーとマイカをゴム変性樹脂
組成物に配合した組成物であり、以下の要件を有するこ
とを特徴とする。

即ち、ゴム変性スチレン系樹脂５０〜９８重量％、酸化
亜鉛ウィスカーとマイカの混合物５０〜２重量％からな
ることを特徴とするゴム変性スチレン系樹脂組成物であ
り、酸化亜鉛ウィスカーが、テトラポッド型結晶構造を
有すること、酸化亜鉛ウィスカーとマイカの混合物が、
酸化亜鉛５〜９５重量％、マイカ９５〜５重量％とから
なる組成を有すること、酸化亜鉛ウィスカー及び／また
はマイカが、シラン系化合物で表面処理を施されている
こと等は、本発明の好ましい実施態様である。

本発明において、ゴム変性スチレン系樹脂としては、ス
チレン系単量体と共重合し得るブタジェンゴム、クロロ
プレンゴム、イソプレンゴム等のポリジエンゴムや、ス
チレン−ブタジェンゴム等のスチレン−ジエンエラスト
マーや、スチレンブタジェン−スチレンゴム等の分子構
造中にポリジエンブロックを有するブロック共重合体エ
ラストマー等を共重合したものである。

また、スチレン系単量体と共重合し得る他の単量体、例
えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のアク
リロニトリル類、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和
カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル
等の不飽和カルボン酸エステル類、クロロプレン、ブタ
ジェン、イソプレン等のジエン［１−ブテン、１−ペン
テンのようなオレフィン類、その他無水マレイン酸のよ
うなα、β−不飽和カルボン酸又はその無水物等も同時
に共重合することができる。

さらに、この本発明のゴム変性スチレン系樹脂には、上
記各種のゴム変性スチレン系樹脂を主体として他の樹脂
を配合してなる樹脂混合物も包含されるっこのようなス
チレン系樹脂を具体的に例示すれば、ゴム強化ポリスチ
レン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、メタクリ
ル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ等が挙げられる
。

これらのスチレン系樹脂は、塊状重合法、溶液重合法、
乳化重合法、懸濁重合法、あるいは塊状−懸濁重合法等
の種々の重合法によって製造することができ、又、可塑
剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤、発泡剤、
着色剤等の通常使用される添加剤を適宜含有させること
ができる。

本発明で使用する酸化亜鉛ウィスカーは、核部と該核部
から異なる軸方向に延びた針状結晶部からなり、前記針
状結晶部の基部の径が０．７〜１４μｍであり、前記針
状結晶部の基部から先端までの長さが３〜２００μｍで
あり、特に４軸方向に延びた針状結晶部を有するテトラ
ポッド状の形状のものが好ましい。

酸化亜鉛ウィスカーは、一方にマトリックスとしてのス
チレン系樹脂に結合する基を有し、また、他方にフィラ
ーとしての酸化亜鉛ウィスカーに結合する基を有して両
者の間の結合力を向上させ、スチレン系樹脂組成物の機
械的強度、表面状態等の向上を図る目的でカップリング
剤で表面処理を行うことができる。この目的で使用し得
るカップリング剤としては、シランカップリング剤、チ
タネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリン
グ剤がある。

上記７ランカツプリング剤としては、一般に下記−能代 ％式％） 〔但し、式中Ｒ１はアミノ−アルキレン基、アミノ−ア
ルキレン−アミノ−アルキレン基、ビニル基、アクリル
オキシ基、メタアクリルオキシ基、エポキシ−シクロヘ
キシル−アルキレン基、グリンドキシーアルキレン基及
びメルカプト−アルキレン基からなる一群から選択され
た置換基であり、またＲ２はアルキル基又は水素原子で
ある。うで示されるシラン化合物であり、具体的にはＴ
−メタクリロオキシプロピルートリメトキンシラン、Ｔ
−アミノブロピルートリメトキンシラン、Ｎ−β−（ア
ミンエチル）−Ｔ−アミノープロビルトリメトキンシラ
ン、β−（３・４−エポキシンクロヘキシル）エチルー
トリメトキンシラン、Ｔ−グリシドオキシプロピル−ト
リメトキシシラン、ビニルートリエトキンシラン、ビニ
ル−トリス（２メトキシ−エトキシ）シラン、Ｔ−メル
カプトプロピル−トリメトキン７ラン等のアルコキンシ
ラン顛やこれらアルコキシシラン類ｉこ対応するヒドロ
キシシラン類を挙げることができる。

又、上記チタネート系カップリング剤としては、イソプ
ロピル−トリイソステアロイル−チタネート、インプロ
ピル−トリドデシルベンセンスルホニル−チタネート等
の公知のものを挙げることができるほか、上記アルミニ
ウム系カップリング剤としてはアセトアルコキン−アル
ミニウムージイソプロピレート等の公知のものを挙げる
ことができる。これらのカンプリング剤については、水
又は有機溶媒に溶解してこの溶液中に酸化亜鉛ウィスカ
ーを浸漬後溶媒を除去して乾燥するか、乾燥状態で室温
〜２５０℃の範囲内で酸化亜鉛ウィスカーと混合する等
の従来公知の方法で使用することができる。その使用量
：ま酸化亜鉛ウィスカー１００重量部に対して０．０１
〜１０重量部、好ましくは、０．１〜５重量部である。

又、表面処理に際して必要に応じてカルボン酸を併用す
ることもてきる。

本発明に用いられるマイカは、広く市販されているもの
であり、粒径、アスペクト比を問わない。

酸化亜鉛ウィスカーと同様ｉこ、マトリックスとの結合
力を向上させ、スチレン系樹脂組成物の機械的強度、表
面状態等の向上を図る目的でカップリンク剤で表面処理
したマイカを用いることもできる。

二の目的で使用し得るカップリンク剤としては、シラン
カンプリング剤、チタネート系カンプリング剤、アルミ
ニウム系カンプリング剤等であり、酸化亜鉛のカップリ
ング剤処理と同様にして処理される。

酸化亜鉛ウィスカーとマイカとの併用によって、酸化亜
鉛ウィスカーとマイカの混合比が一定の範囲内において
、該組成物の損失係数は、驚くべきことに酸化亜鉛ウィ
スカーとマイカを単独で用いた組成物の損失係数と混合
比から単純に比例計算した値より高くなり、マイカ単独
で用し）だ時に生じるアイシフ）衝撃強度の急激な低下
や外観不良を緩和することができる。さらに射出成形し
た場合、マイカ単独で用いると樹脂の成形流れの方向に
マイカが配向するたｔ１剛性や衝撃強度などの物性に異
方性が現れることが多いが、酸化亜鉛ウィスカーを併用
することによって物性の異方性が緩和されるという好ま
しい効果を生じる。

上記スチレン系樹脂および酸化亜鉛ウィスカーとマイカ
を含有するスチレン系樹脂組成物の調製は、上述した配
合割合の範囲内で適宜のブレンダ、ラボプラストミル、
−軸混練機および二軸混練機等を用ヒバで常法により均
一に混合することによってなされる。また、このように
して調製されたスチレン系樹脂組成物は、通常の押出成
形や射出成形等により所望の製品に成形される。

上記スチレン系樹脂組成物の調製に際して、スチレン系
樹脂に通常添加して使用される難燃剤、顔料、可塑剤、
酸化防止剤、紫外線吸収剤、その他の添加剤、補強剤と
して無機質繊維を配合する場合に使用される分散剤、無
機質繊維上熱可塑性樹脂との間の密着性を向上させる改
質材、無機充填材、その他強化用繊維等を添加してもよ
い。

更に、−層の耐衝撃性を向上させるためゴム状物質を適
宜含有させる二とができる。またゴム変件スチレン系樹
脂にゴム状物質を含有させると、損失係数を向上させる
二とができるが、剛性や耐熱性が低下するため、弱電、
事務機器等のハウジング打止しては使えなくなる。した
がって、ゴム状物質を使用する場合には、成形品に必要
とされる剛性や耐熱性を満足させる範囲まで、酸化亜鉛
ウィスカーとマイカを配合しなければならない。

ここに含有させるゴム状物質としては、ブタジェンゴム
、クロロプレンゴム、イソプレンゴム等のポリジエンゴ
ムや、スチレン−ブタジェンゴム等のスチレン−ジエン
エラストマーや、スチレン−ブタジェン−スチレンゴム
等の分子構造中にポリジエンブロックを有するブロック
共重合体エラストマー等を挙げることができるが限定さ
れるものではない。

本発明において、ゴム変性スチレン系樹脂に配合される
酸化亜鉛ウィスカーとマイカの混合物の配合割合は、使
用されるゴム変性スチレン系樹脂の種類によっても異な
るが、スチレン系樹脂５０〜９８重量％に対して酸化亜
鉛ウィスカーとマイカの混合物５０〜２重量％である。

酸化亜鉛とマイカの混合物の配合量が５０重量％を越え
ると、硬く脆くなり、樹脂組成物としての物性バランス
が悪化する。又、２重量％より少ないと、補強効果が不
十分である。

酸化亜鉛ウィスカーとマイカの混合物は、酸化亜鉛ウィ
スカー５〜９５重量％、マイカ９５〜５重量％であるこ
とが望ましい。

酸化亜鉛ウィスカーとマイカの混合物の酸化亜鉛ウィス
カーの混合割合が５重量％未満又は９５重量％を越える
と損失係数の値が各々マイカ又は酸化亜鉛ウィスカー単
独で用いた時と変わらなくなる。

以下、本発明をその実施例および比較例に基づいて具体
的に説明する。

〈実施例〉 この実施例および比較例のゴム変性スチレン系樹脂組成
物を使用して、射出成形により作成した試験片の物性は
、以下の方法により測定した、（１）　　引張強度 、ＬＩＳ　Ｋ７１１３に基づいて測定した。

（２）引張伸び率 ＪＩＳ　Ｋ７１１３に基づいて測定した。

（３）曲げ強度 ＡＳＴ！、ｌ　Ｄ７９０に基づいて測定した。

（４）曲げ弾性率 ＡＳＴＭ０７９０に基づいて測定した。

（５）アイゾツト衝撃強度 ノツチ付１　／　４　”アイゾツト衝撃強度をＪＩＳ　
Ｋ７１１０に基づいて測定した。

（６）　　ビカット軟化点 ＪＩＳ　Ｋ７２０６に基づいて測定した。

（７）荷重たわみ温度 ＪＩＳ　Ｋ７２０７に基づいて測定した。

（８）振動特性 該ゴム変性スチレン系組成物をプレス成形法にて長さ３
００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚み３ｍｍのプレートにして、
機械インピーダンス法（中央加振）による強制振動で周
波数１０００１１２、温度は室温２０℃で損失係数（η
）を測定した。

測定器は（財）小林理学研究新製　制振性測定装置を用
いた。

実施例１〜３ スチレン系樹脂として、ゴム強化ポリスチレン（住友化
学工業株式会社製　商品名ニスブライト＠ＫＳ２１００
、以下旧ＰＳという）、酸化亜鉛ウィスカーとして、針
状結晶部の基部の径が０．７〜１４μｍであり、前記針
状結晶部の基部かろ先端までの長さが３〜２００μｍで
あるテトラポッド状の形状を有する酸化亜鉛（松下アム
テック■製、パナテトラ■）及び市販されているマイカ
（カナダマイカ■製、フロゴパイト　マイカＳ−４００
）をそれぞれ重量比で旧ＰＳ／酸化亜鉛ウィスカー／マ
イカ＝８０／１０／１０、”９０／　８　／　２．６０
／２０／２０の割合で配合し、押出機で練り込んで、ゴ
ム変性スチレン系樹脂組成物を調製し、物性測定に供し
た。

実施例４〜６ 実施例１の旧ＰＳ、酸化亜鉛ウィスカー及びマイカの他
に耐衝撃性を向上させるゴム状物質として、スチレン−
ブタジェン−スチレンゴム（旭化成■製　タフプレン＠
ＡＳ以下ＳＢＳゴムとＬｌう。）を旧ＰＳ、／酸化亜鉛
つィスカー／マイカ／ＳＢＳゴム＝８７１５１５／３．
８０／　１　／１０／　９．５２／２０／２０／８にな
るように配合し、押出機で練り込んでゴム変性スチレン
系樹脂組成物を調製し、物性測定に供した。

比較例１ 酸化亜鉛ウィスカーを配合しない旧ＰＳを使用した。

比較例２〜５ ＨＩＰＳ／酸化亜鉛ウィスカー／マイカ−４６／２７／
２．１（ＩＰＳ／マイカ／ＳＢＳゴム＝５４／４０／　
６　、ｆｌＩＰｓ／ガラス繊維＝８５／１５、旧ＰＳ／
ＳＢＳゴムー９０／１０配合し、押出機で練り込んでゴ
ム変性スチレン系樹脂組成物を調製し、物性測定に供し
た。

以上の実施例１〜６、比較例１〜５の測定結果を第１表
に示す。

実施例７〜９、比較例６〜９ 実施例１の１（ＩＦ５６７重量邪、ＳＢＳゴム３重量部
に酸化亜鉛ウィスカー／マイカ比を表２に示す様に変え
て配合し、押圧機で練り込んでゴム変性スチレン系樹脂
を調製し、物性測定に供した。

実施例７〜９、比較例６〜９の測定結果を第２表に示す
。

〈発明の効果〉 テトラポッド状を示す酸化亜鉛ウィスカーとマイカを、
ゴム変性スチレン系樹脂へ配合することにより機械的強
度（特に曲げ弾性率）の向上と従来から使われている無
機成分のフィラーを配合した組成物では、達成できなか
った、粘弾性測定により得られる損失係数（η）が増大
することができた。

このような特性は、弱電、事務機器のハウシングの振動
特性を改良し、特に、音響特性を大幅に改良することが
可能であり、例えばテレビジョンのハウジング、スピー
カーボックス材料等：＝使用することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゴム変性スチレン系樹脂５０〜９８重量％、酸化
   亜鉛ウィスカーとマイカの混合物５０〜２重量％からな
   ることを特徴とするゴム変性スチレン系樹脂組成物。
2. （２）酸化亜鉛ウィスカーがテトラポッド型結晶構造を
   有する請求項１記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
3. （３）酸化亜鉛ウィスカーとマイカの混合物が、酸化亜
   鉛ウィスカー５〜９５重量％、マイカ９５〜５重量％か
   らなる請求項１又は２記載のゴム変性スチレン系樹脂組
   成物。
4. （４）酸化亜鉛ウィスカー及び／又はマイカがシラン系
   化合物で表面処理を施したものである請求項１、２又は
   ３記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。