JPH06287391A - 向上した表面外観を有する耐候性硬質押出し異形材およびその製造法 - Google Patents
向上した表面外観を有する耐候性硬質押出し異形材およびその製造法Info
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Abstract
エチレンの配合物並びに滑らかな表面特性を有する押出
し異形材の製造法を提供する。 【構成】 配合物は、62〜72%塩素を含有する10
0重量部のCPVCおよび25〜45%塩素を含有する
10〜30重量部、好ましくは15〜25重量部の塩素
化ポリエチレンを含む。好ましい態様は、CPVCの塩
素含有率、CPEの実(real) 重量平均分子量(Mw )
および重量平均分子量の数平均分子量の比によって定義
される多分散(Mw /Mn )並びに押出し剪断速度の特
定の組み合わせによって更に特定される。
Description
クロリド(CPVC)および塩素化ポリエチレン(CP
E)の配合物、並びにこの配合物から押出しされた硬質
異形材を製造すること、および滑らかな梨地の外観を示
させることに関する。
ビニルクロリドおよび塩素化ポリエチレンの組み合わせ
は、当業界、例えば、軟質ワイヤーおよびケーブルクラ
ッディングにおいて確立されている。PVCおよび塩素
化ポリエチレンの配合物は、耐衝撃性改良特性および溶
融加工の容易さの両方に貢献すると認識される。塩素化
ポリエチレンは、PVCとともに靴底の耐衝撃改良剤と
して用いられるときには特に有効ではなく、それ故、少
なくとも約10lb−ft./インチノッチにまでノッ
チ付きアイゾッド衝撃強度を向上するために必要な量
は、引張または曲げ弾性率として測定される剛性のかな
りの損失となるであろう。
トコポリマーが提供されている。1962年にLudwig B
eer は米国特許第3,268,623 号において、ビニルクロリ
ドモノマーにCPEを溶解し、2種の樹脂の機械的配合
に比較して向上した組み合わせを生じるように懸濁重合
することによって特性の向上が得られることを示唆し
た。
erらは、PVC、CPEおよびフルオロポリマーの組み
合わせを開示した。そこで、PVCと混合する前に、フ
ルオロポリマーおよびCPEを先ず混合するならば、1
0倍少ない量のフルオロポリマー(PTFE)が、三成
分混合に比較して、押出しトルクにおける同じ大きさの
減少を与えるということを教示した。
て、「100重量部のPVCあたり」(phr)19重
量部のCPEを添加するとき、室温のノッチ付きアイゾ
ット衝撃強度は24ft.−lb/インチノッチに向上
することを開示した。Hankeyは5部のCPE、5部のゴ
ム状ジエン型ポリマー耐衝撃改良剤および90部のPV
Cの組み合わせにおいて、室温ノッチ付きアイゾット衝
撃強度は匹敵するが、剛性は同程度には犠牲にしない一
方、このレベルのCPE(19重量部)で、PVCの曲
げ弾性が400,000psiから270,000ps
iに低められることを示した。示された試料は混練さ
れ、圧縮成形された。押出し特性については教示されて
いない。
において、押出しされたPVCの塩素化高圧ポリエチレ
ンとの配合物はある場合において、粗さ、即ち、粗い押
出し特性を示すことを開示した。微細の珪酸およびシロ
キサン油の存在下で塩素化されたCPEを用いることに
よってこの問題を解決することを提案した。記載された
CPEは特定の粘度およびメチルシクロヘキサンスエル
を特徴とする高分子量であった。膨潤数(swell numbe
r) は「スルー」塩素化、即ち、全ての鎖が塩素化され
たことを示した。
において、耐候性配合物の透明性を向上するためのPV
Cおよび2種のCPEの組み合わせを示した。10%を
越えるメチルシクロヘキサン(MCH)スウェルととも
にCPEを混入することによって減じた透明性になるこ
とを彼らは記載した。FreyおよびKlugは、70のK値を
有するCPEおよびPVCの組み合わせは困難であり、
粗い押出物になることを記載した。PVC(K=55〜
65)および2種のCPE(1種は低いMCHスウェル
を有し、両方とも37〜42%の塩素を含む)の組み合
わせを提案した。
F.Goodrich Co.のJenning およびKlinerは米国特許第3,
299,182 号において、使用レベルが2〜10phrであ
る少量の均質に塩素化された低圧高密度ポリエチレンを
含むCPVCの衝撃特性の改善および加工性の改善の組
み合わせを開示した。加工助剤、可塑剤および耐衝撃性
改良剤は、好ましく避けられた。実施例は、1.57g
/ccの密度を有し、約66%の塩素含有量であるCP
VC100部当たり5〜100部で混合された種々の塩
素化ポリエチレンを基礎とするポリマーを説明した。C
PEおよびCPVCは、加熱撓み温度(HDT)および
アイゾット衝撃強度を決定するためにセメントから沈澱
し、乾燥させられ、混練され、プレスされた。塩素含有
率30〜40%のCPEは好ましく、約35%の塩素含
有率を有する殆どの種類のベースポリエチレンを用いて
衝撃強度が最大化した。高メルトインデックスを有する
エチレンおよびブテンのコポリマーについてはこの傾向
に例外が起こった。約30〜32%塩素化された好まし
いチーグラー型ポリエチレンは、常に、これより高い塩
素含有率のポリエチレンより高い衝撃強度を付与した。
押出し速度および押出物の外観は7phrCPEで最良
であり、一方、10phr以上で耐薬品性およびHDT
は悪化したことが言及された。
は、米国特許第3,453,347 号において、CPVC/CP
E配合物の向上した溶融流量および加工安定性は0.2
5〜2.5phrのゴム状非晶質ポリアルキレンモノエ
ポキシドの添加によって得られうることを開示した。'3
47号特許の一つの態様は5〜10phrCPEについて
HDTおよび耐衝撃性組み合わせを得ることである。非
晶質ゴム状エポキシドの1〜2phrのオーダーである
少量の有効な量は、より高い溶融流量を与えた。実施例
は混練および圧縮成形によって製造され、一方、溶融流
量は小さな押出しレオメーターによって測定された。最
善の溶融流量/HDT/衝撃強度のバランスは7.75
phrの使用レベルのCPEで観測された。
いて、立体規則CPVCのより高い結晶化度および再結
晶化するための冷却溶融(cooling melt) の傾向のため
に、CPEおよび立体規則CPVEの配合物から成形さ
れた製品は、アタクティックCPVCとの配合物よりも
脆いことを教示した。CPEおよびCPVCの配合物の
混練され、プレスドシート(ここで、CPVCは55〜
85%シンジオタクティックPVCから誘導された)
は、靱性、非再結晶化傾向を示し、アタクティックCP
VCとの配合物よりも高い対応するビッカー軟化温度を
有することを発見た。
号において、向上した熱成形特性を有するカレンダー加
工シートのための高分子量および低分子量塩素化ポリエ
チレンのCPVCとの組み合わせの使用を開示した。We
arのもう一つの目的は減少した煤煙排出の配合物のため
のPVC/アクリレートを基礎とする衝撃改良剤の使用
であった。66%塩素を有するCPVCは15phrの
CPE(36%Clおよび1,000,000を越える
m.w)および7.5phrのCPE(22%Clおよ
び100,000より低いm.w)と組み合わされた。
この配合物はバンバリー/ミルで可塑化され、それから
カレンダースタック中にフィードされ、均質な0.01
0〜0.017インチ(0.25〜0.43mm)シー
トを製造した。
CVC/CPE配合物の押出し特性を系統立てて研究し
た出版報告書は見受けられない。PVCおよびCPEの
配合物はポスト塩素化PVCおよびCPEの配合物より
も一貫した溶融特性を示す。1〜5phrの低いレベル
で、CPEは低剪断押出し条件下で向上した衝撃強度お
よび加工性を付与するが、より高い剪断条件での10p
hrを越えるCPEを含む押し出し物の挙動は異なる。
PVCでの相違はCPVC配合物に外挿できない。良好
な加工性はより低い粘度、トルクおよびおよび仕事投入
量(work input) 、それ故、加工安定性を提供するが、
このことは、塩素化レベルまたはCPEおよびCPVC
の分子量を変化させた種々の条件で観測される押出し性
の変化を考慮しない。
高い密度、より高いTg、溶剤および化学的攻撃に対す
る向上した耐性を示し、より劣化を受けやすく、より高
い溶融粘度および脆性をともなう、より高い押出し温度
を必要とし、これらの特性は異なる塩素含有率のCPV
Cで変化する。ホモ−PVCの加熱撓み温度は約75℃
であり、一方、塩素化PVCでは80〜180℃であっ
て、塩素含有率に比例する。同様に、PVCのビッカー
軟化点は塩素化PVCよりも少なくとも30℃低い。C
PVCの塩素含有率とともに加工温度が増加するにつれ
て、CPEとの配合物形態も変化する。
含有率のCPVCはCPEとともに、高い塩素相対含有
率のCPVCと異なって挙動することを観測され、この
ことは、一部には温度ともに形態が変化するためであ
る。ホモ−PVCは与えられる分子量で特徴的な粘度範
囲を有しながら、その構造は均一であり、次の構造、
方、塩素化PVCは3つの構造の組み合わせであり、1
つはPVC(I)の繰り返し単位と同じであり、他の2
つの繰り返し単位の型は、
率は塩素含有率とともに変化し、より高い塩素含有率で
は、構造IIおよびIIIの比率がより高く、構造Iの
比率が低い。非ポスト塩素化および塩素化PVCにおい
て、塩素含有率と構造I、IIおよびIIIの比率の相
関を下記の表に示す。
化PVCは、非ポスト塩素化PVCと同じく構造Iを約
80%、構造IIを約17%、および構造IIIを約1
%含み、一方、72%塩素含有率では、塩素化PVC
は、構造Iを約5%、構造IIを約65%を越えて、お
よび構造IIIを約35%を越えて含む。このように、
PVCおよびCPEの配合物で得られる特性のCPVC
およびCPEの配合物への単純な外挿はできない。
チレンは示差走査熱量法を用いて評価され、この配合物
に2つの明確な相が存在することが確認された。
を含む非混和性二相配合物は、いずれのポリマーのガラ
ス転移温度のシフトも、存在する錫安定剤の可塑化効果
を越えては存在しないことが明らかである。
微鏡観測によって、離散した分散CPE領域が存在し、
それは1ミクロン以下のサイズを有することが確認され
る。変化させた分子量および塩素レベルにともなって、
CPVC/CPEの配合物に観測される押出し性の有意
な差異がある。押出物の変化する品質は いかなる一般
理論によっても説明できない。特定の配合物は或る範囲
の剪断速度、例えば、100〜500sec- 1 で良好
に押出しされるが、押出し速度を増加すると、押出しは
溶融破壊を経験して粗い表面外観を与えることも確認さ
れた。
エチレンは10phrより低い少量のCPVCと組み合
わされうることを従来技術は認識する。従来技術は、よ
り低いHDTの損失を伴う衝撃強度を得るためにはコア
ー/シェル衝撃改良剤を含むPVCおよび少量の塩素化
ポリエチレンの組み合わせをも教示する。
Eとともに用いるCPVCの最大衝撃強度の改善を認識
し、CPEが約7phrで存在するときに良好な外観お
よび押出し速度が得られることを認識する。
て、CPEとの組み合わせのCPVCの押出し加工ウィ
ンドー(processing window)はかなり変化する。CPV
Cの塩素含有率を増加するときに、分子量の異なる、種
々の異なった塩素化ポリエチレンを用いると、粗い押出
しがより頻繁に起こる。
重量%の塩素を含むCPVCを用いることが望ましい
が、CPEとの限定された加工ウィンドーは、種々の加
工剪断条件で滑らかな押出し物を得るのに問題を生じ
る。HankeyによってPVCのために提案されたように、
従来のコアー/シェル衝撃改良剤を含むことは表面の滑
らかさの向上を達成しなかった。また、従来のコアー/
シェル衝撃改良剤のみを含むCPVCから製造される押
出し異形材の外観は、望ましくない光沢および触質特性
を示すことが観測された。
サー、ガスケット、艶付ビード、ウィンドーリニール
(window lineals) 、トラックライト(track lights)の
ような外観製品の硬質異形材のためのCPVCを含むC
PEの使用の開示は殆どない。商業用途に用いられる設
計は、異形材のためにしばしば複雑な断面形状を要求さ
れ、ダイおよび異形材の界面での局所剪断力は、部品形
状に関して広く変化しうる。比較的に高剪断速度下で押
出機中で形成された種々の形状を有するこのような硬質
異形材は、形状および/または波打ちの溶融破壊損失に
対して、より敏感であることを示す。
な押出し物表面および触質特性を得ることが望ましい。
あらゆる複雑な断面形状を有する押出し異形材の寸法安
定性および低いダイスウェル%を維持しながら高押出し
速度を達成することも望ましい。
CPVC/CPE配合物の系統的な研究において、押出
品は種々の加工条件で得られる。非ニュートン棒状造形
押出し物の見掛け粘度のためにニュートン流体のレオロ
ジー式は、形状に関係なく押出し物の瞬間剪断速度を計
算するのに用いられた。各条件での表面特性は視覚で等
級付けし、比較された。ロッド形状ダイに用いられる一
般式は、 SD =9.8x10- 3 Q/pr3 およびp=2.9X
10- 5 SD VL/r (SD =0.35xQ/pr3 およびp=2.9X10
- 5 SD VL/r)であり、ここで、SD は剪断速度、
s- 1 (s- 1 )であり、Qは流速、lb./hr(g
/hr)であり、pは溶融密度、g/cc(g/cc)
であり、rは半径、インチ(mm)であり、Pは圧力、
psi(MPa)であり、Lはランドの長さ、インチ
(mm)であり、Vは粘度、ポアズである。
7mm)のロッドダイを装備した小押出機を用いた研究
において、優れた外観および低いダイスウェルを示す特
定の条件下で押出しされたCPVCおよびCPEの特定
の組み合わせが発見された。
な表面特性を有する、ウィンドースペーサー、艶付ビー
ド、ウィンドーリニール(window lineals) およびトラ
ックライトのような外観部品の硬質異形材のための特定
の配合物を提供することである。この目的は、一般には
約100sec- 1 〜4,000sec- 1 である特定
の範囲の剪断速度における押出し配合法によって達成さ
れ、この配合物は、約0.4〜約1.6、好ましくは約
0.5〜約1.2、最も好ましくは約0.7〜約1.0
の前駆体PVCのI.V.を有するCPVCであって、
約10〜約30phrの一塩素化ポリエチレンとの組み
合わせで62〜72%、好ましくは65%より大きく7
1%までの塩素含有率のCPVCを100重量部含む。
出し異形材を製造する方法であって、この配合物は、6
2〜72%、好ましくは65%より大きく71%までの
塩素を含むCPVCを100重量部、および25〜45
%の塩素を含む塩素化ポリエチレンを10〜30重量部
含み、配合物の押出しは存在する特定のCPVCおよび
CPEによって特定の範囲の剪断速度である。本発明の
好ましい態様は、更に特定の組み合わせによって決ま
り、ここで、CPVCの塩素含有率、CPE実(real)
重量平均分子量(Mw )、重量平均分子量の数平均分子
量の比によって定義される多分散(Mw /Mn )および
剪断範囲は、次の態様(a)〜(n)のようである。
00〜125,000の実(real)平均分子量および5
〜7の多分散を有する塩素化ポリエチレンを含む。
(b)のより好ましい態様は、175,000〜19
5,000の実(real) 平均分子量および5〜6の多分
散を有する塩素化ポリエチレンを含む。(c)のより好
ましい態様は、310,000〜325,000の実
(real) 平均分子量および10〜13の多分散を有する
塩素化ポリエチレンを含む。(d)のより好ましい態様
は、190,000〜205,000の実(real) 平均
分子量および9〜10の多分散を有する塩素化ポリエチ
レンを含む。
CPE配合物は、ASTM法D747である、Cantilev
er Beam の方法によるプラスティックの剛性試験(Test
forStiffness of Plastics)、ASTM法D790であ
る、プラスティックおよび電気絶縁材料の曲げ特性試験
(Test for Flexural Properties of Plastics and Elec
trical Insulating Materials)、またはASTM法D8
82である、薄層プラスティックシートの引張特性試験
(Test for Tensile Properties of Thin Plastic Sheet
ing)に従って試験されて、23℃および相対湿度50%
において700MPa(100,000psi)より高
い、好ましくは、1,400MPaより高い曲げまたは
引張弾性率のいずれかを有する組成物として定義され
る。
成分として塩素化ポリエチレンを含むあらゆる形状に押
出しされる。ポリビニルクロリド、ポリビニルフロリ
ド、ポリビニリデンクロリド、およびポリビニリデンフ
ロリドのホモポリマーおよびコポリマーからなる群より
選ばれる1種以上の他のハロポリマーを、存在するXC
PVCの重量より低い少量で好ましく含みうる。上記に
列挙したこれらのハロポリマーは、Chemical Week Buye
r's Guide,1990年10月第147巻No18、New
Yorkに記載された販売元から市販されている。更に、他
のホモポリマー材料は次の米国特許に詳細に記載されて
いる。ポリビニリデンフロリドは米国特許第4,585,701
号に、ポリビニルクロリドは米国特許第5,036,121 号
に、塩素化ポリエチレンは米国特許第3,299,182 号およ
び第4,749,751 号に、ポリビニリデンクロリドは米国特
許第4,362,834 号に記載されている。
Goodrich Co.、Nippon Carbide Industries, Co. Ltd.
およびTokuyama Sekisui Industries Co. Ltd.を含む種
々の販売を含む世界中に市販されている。
好ましくは懸濁重合されたPVCのポスト塩素化によっ
て製造される。懸濁重合技術は当業界で確立されてお
り、Marcel Decker, Inc. により出版のEncyclopedia o
f PVC ,pp-76〜85(1976)に示されており、ここでは更に
詳細に議論される必要はない。
ー、または50重量%より低い1種以上の共重合性コモ
ノマーを含むコポリマーを塩素化することによって得ら
れる。ビニルクロリドのための適切なコモノマーは、ア
クリルおよびメタクリル酸、アクリルおよびメタクリル
酸エステルを含み、ここで、エステル部分は1〜12個
の炭素原子を含み、例えば、メチル−、エチル−、ブチ
ル−、エチルヘキシルアクリレート等、メチル−、エチ
ル−、ブチルメタクリレート等;アクリルおよびメタク
リル酸ヒドロキシアルキルエステル、例えば、ヒドロキ
シメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート等;アクリルおよ
びメタクリル酸グリシジルエステル、例えば、グリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート等;α−、
β−不飽和ジカルボン酸およびその無水物、例えば、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸、およびこれらの酸無
水物等;アクリルアミドおよびメタクリルアミド;アク
リロニトリルおよびメタクリロニトリル;マレイミド、
例えば、N−シクロヘキシルマレイミド;オレフィン、
例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ヘキセ
ン等、ビニリデンハリド、例えば、ビニリデンクロリ
ド;ビニルエステル、例えば、ビニルアセテート;ビニ
ルエーテル、例えば、メチルビニルエーテル、アリルグ
リシジルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等;架橋
用モノマー、例えば、ジアリルフタレート、エチレング
リコールジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミ
ド、トラクリリルトリアジン(tracrylyl triazine) 、
ジビニルエーテル、アリルシラン等;および上記のコモ
ノマーのいずれかを含む混合物を含む。
ビニルクロリドのI.V.によって測定される分子量は
約0.4〜約1.6、好ましくは0.5〜1.2、最も
好ましくは約0.7〜1.0のI.V.の範囲である。
内部粘度はポリマーの分子量の代表的な測定法であり、
ASTM手続きNo.D−1243−66に従って得ら
れる。分子量の選択は、異形材の形状および複雑さによ
ってなされ、加工条件および物理特性のバランスが望ま
れる。もし分子量が低すぎるならば、不充分な溶融強度
になり、および高温押出し物の寸法安定性が悩まされる
であろう。もし分子量が高すぎるならば、配合物は望ま
しい条件での加工性がないであろう。約0.85〜0.
95のPVC前駆体のI.V.を用いて、種々の条件お
よび断面形状で、優れた結果が得られる。
く、約74重量%までの塩素を有する塩素化ベースポリ
マーを得るために、PVCの塩素化は当業界および文献
に知られるあらゆる従来の方法で行われうるが、本発明
の実施において、65%より高く、74%までの塩素含
有率が好ましく、より好ましくは67%〜約71%の塩
素含有率である。
塩素化法による。この方法に関する注意事項があり、好
ましい塩素化モードは前駆体PVCの比較的濃厚な水性
懸濁液を用いる。最も好ましい方法は、平均密度から約
20%より高く外れることがない密度を有するCPVC
樹脂になり、平均表面積から約30%より高く外れるこ
とがない表面積がより好ましい。懸濁液中約15〜約3
5重量%の固体の濃度は好ましい。一般に、特定の範囲
より高い懸濁液の濃度はより不均質な塩素化生成物にな
り、一方、15%より低い濃度は均質生成物を生じる
が、経済的でない。PVCベースポリマーの「水性懸濁
液」とは、水中に懸濁するベースポリマーの巨大粒体の
スラリー状混合物を意味する。この方法は特にバッチ法
に関する。
除去することが望ましい。このことはいかなる便利な方
法によっても行われ、攪拌によって援護されうる。必要
とされうる加熱は、好ましくは反応器の圧力が約25p
sigに達し、そこで懸濁液がCl2 によって飽和され
るまで液体Cl2 シリンダーからCl2 が懸濁液中にス
パージされた後に行われる。この圧力は幾分高いことが
望ましく、10psigから100psigより高くま
での圧力は用いられうるが、最適な結果を得るためには
約35psig〜約100psigの範囲であることが
望ましい。反応器にチャージされるCl2 の量はCl2
シリンダーの重量損失によって決定される。反応器は好
ましくは約60℃〜約75℃の範囲の「浸透(soak) 」
温度まで上昇させ、この浸透(soak) 温度において懸濁
液に約1〜約45分間の浸透時間攪拌を続ける。過剰な
圧力は塩素化生成物の安定性が悪化するまで巨大粒体の
孔質に悪影響を与える。
ことが望ましく、さもなければベースポリマーからの塩
素化ベースポリマーへの望ましい変換は起こらない。塩
素化は反応器内の圧力および温度に依存する速度で進行
し、より高い温度および圧力によってより高い速度にな
る。約100℃の最終温度で平均化するまで反応熱によ
って温度が「上昇する(ramped) 」ように、浸漬(soa
k) 温度、樹脂量および光照射レベルを調整することが
最も好ましい。塩素化が望ましい程度に進行した後に、
懸濁液を好ましくは冷却しないが、遠心分離されるよう
にあけて、塩素化ポリマーから水相を除去する。その
後、好ましくはアルカリ金属水酸化物水溶液によって中
和することによってHClを生成物から除去する。それ
から、この生成物を、全て従来の方法によって、塩素化
ポリマーから残留アルカリがなくなるように水によって
洗浄して乾燥するが、操作が行われる温度は約60℃〜
約100℃の範囲であってよく、この温度は従来用いら
れた方法よりも高い。
約1.13〜1.4、好ましくは約1.16の比重、約
0〜約25%、好ましくは0〜10%の残存結晶化度、
および約25〜約45%、好ましくは35〜44%の塩
素含有率を有する。塩素化は均質または低度に不均質の
いずれであってもよい。押出し物の表面の外観は、ゲル
パーミエーションクロマトグラフィーによって測定され
るCPEの分子量および多分散、並びに下記に示す押出
し条件に依存した。CPEのための塩素化法は水性懸濁
液、溶液または気相法を含み、懸濁塩素化法が好まし
い。CPEはCPEはDow Chemical Inc. から市販され
ている。存在するCPEの量は約10〜30phrの範
囲であり、好ましくは約12〜約25phrであり、更
に好ましいのは15〜25phrのレベルである。本発
明の範囲のCPVCおよびCPEの特定の組み合わせを
下記に説明する。
が、好ましくはないほうがよい。これらは、アクリルニ
トリルブタジエンスチレンターポリマー(ABS)、メ
タクリレート、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレ
ン(MABS)ポリマーおよびメタクリレートブタジエ
ンスチレンポリマー(MBS)を含む。他の衝撃改良剤
はPlastics Compounding、11月/12月、1983
年:Mary C.McMurrer による"Updated:Impact Modifier
s for Rigid PVC"に開示されている。種々の商業グレー
ドのMBS はParaloid(商標) KM-653、Rohm and Haas か
らのBTA-733 、またはKanegafuchi Inc.B-56およびB-22
を含み、市販のポリアクリレート衝撃改良剤はRohm and
Haas からのKM(商標)-323B およびKM(商標)-330を
含み、ABSグレードはGE Plastics,Inc から市販されて
おり、例えば、Blendex(商標)336である。
有機化合物、例えば、ジブチル錫−S−S’−ビ−(イ
ソオクチルメルカプトアセテート)、ジブチル錫ジラウ
レート、ジブチル錫ジ−2−エチルヘキシルチオゴリコ
レート、ジメチル錫ジ−イソオクチル−チオグリコレー
ト等から選択されうる。錫化合物は、一般に1〜5ph
r、好ましくは約2.0〜4.0phrで用いられる。
第二の安定剤、例えば、燐酸の金属塩、ポリオールまた
はエポキシ化油は含まれうる。塩の特定の例は、水溶性
アルカリ金属燐酸塩、燐酸水素二ナトリウム、オルト燐
酸塩、例えば、前記のアルカリ金属のモノ−、ジ−、ト
リ−オルトホスフェート、アルキル金属ポリ燐酸塩、−
テトラポリ燐酸塩および−メタ燐酸塩等を含む。最も好
ましい第二の安定剤は燐酸水素二ナトリウムであり、C
PVC樹脂を処理することによって用いられる。糖アル
コールのようなポリオール、エポキシ化大豆油のような
エポキシドは用いられうる。第二の安定剤の典型的なレ
ベルは、100重量部のハロポリマー当たり、約0.1
重量部〜約7.0重量部(phr)である。更に、市販
の酸化防止剤、例えば、フェノール類、BHT、BH
A、種々のヒンダードフェノール類および種々の禁止
剤、例えば、置換ベンゾフェノンは用いられてよい。
用いられてよく、Lonza Corp. の商標Glycolube で市販
されている。代表的な潤滑剤は種々の炭化水素、例え
ば、パラフィン、パラフィン油、低分子量ポリエチレ
ン、酸化ポリエチレン、ステアリン酸、カルシウムステ
アレートのような脂肪酸およびその塩、セチル、ステア
リルまたはオクタデシルアルコールのような脂肪アルコ
ール、オレイン酸のカルシウムもしくは亜鉛塩のような
金属石鹸、ステアルアミド、エチレン−ビス−ステアル
アミドのような有機酸の脂肪酸アミド、ブチル−ステア
レートのような好ましい脂肪酸エステルおよび部分的な
エステル、グリセロールモノステアレート、ヘキサグリ
セロールジステアレートのようなポリオールエステル、
並びに、ステアリルエステルのような脂肪酸エステルワ
ックスである。最も好ましい潤滑剤は酸化ポリエチレン
である。Henkel Co.はLoxiolの商標名で種々の好ましい
脂肪酸エステル配合物を製造している。内部潤滑剤およ
び外部潤滑剤の組み合わせも用いられうる。本発明のハ
ロポリマー化合物の潤滑は複雑な技術である。数種の潤
滑剤が数えきれないバリエーションで混合されうるの
で、一般に、潤滑剤の総量は約2〜10phr、好まし
くは2〜約6phrに変化しうる。特定の個々の潤滑剤
配合物の最適化は本発明の範囲ではなく、当業者の好む
ように達成されうる。
系加工助剤、例えば、Paraloid K-120ND、K-120N、K-17
5 のようなParaloidの商標名でRohm and Haas からの加
工助剤によって溶融強度を増加するように達成されう
る。
灰石、マイカ、バライト、炭酸カルシウムおよびタルク
並びに沈降シリカ、シリカゲル、金属シリケート、熱分
解法シリカもしくはヒュームドシリカ等を含むシリカを
含む。これらは、一般式、:SiO2 ,Mn (Si
O3 )x を有する。nおよびxの値はSiO3 イオンに
会合した金属の酸化状態によって変化しうる。nおよび
xの値は一般には約1〜約4の整数である。
O2 )およびカーボンブラックであり、市販されてい
る。好ましいTiO2 の種類はコート化または非コート
化ルチル型二酸化チタン粉末である。代表的な商業グレ
ードはE.I.DuPont De Nemoursand Co. Inc.からのTi-Pu
re(商標)R-100である。もし用いられるならば、TiO
2 のような顔料は1〜25phr、より通常には3〜1
5phr、最も通常には3〜約8phrの範囲の量で存
在する。任意の着色顔料は用いられうる。
って成分を均一に混合し、均一な配合物に溶融するあら
ゆる強力法のように直接的であり、次いでシート化し、
ペレットまたは直方体にスリッティングまたは押出しす
る。ポリビニルクロリドベースの配合物に比較したCP
VCの加工取扱の相違は、主として温度および粘度の相
違に関連し、過度の仕事および剪断焼け(shear burnin
gs) を避けるように注意しなければならない。配合物の
製造において、成分はバンバリーによって組み合わされ
て混合され、熱ロールミル上で混練される。溶融された
配合物は押出しされ、直方体状に切断される。別には、
成分は配合用二軸スクリュー押出機で混合されうる。配
合物は約175℃〜約235℃、好ましくは約200℃
〜約225℃の従来の素材温度において最終の形状に押
出しされる。本発明の配合物の溶融加工に適用できる押
出機の特性は、 −少なくとも7500psi(51.7MPa)の頭部
圧力等級(Head pressure rating) 、 −低rpmで高トルクを発生できる押出機駆動/ギアー
ボックス、 −揮発性成分、湿分および閉じ込められた空気を除去す
るためのバキュームベンティング、 −二軸スクリューには少なくとも16/1、単一スクリ
ューには一般に少なくとも20/1のバレルL/D、 −5°Fまたは好ましくは+/−2°Fの範囲内に制御
しうる温度コントローラー、 −粉末配合物のための正確な制御可能な粉末計量型スク
リュー、 を含む。ランプドバレル温度(ramped barrel temperat
ure)は、0.75インチ直径スクリューでは、ホッパー
セット近傍ゾーンで180℃、ダイ近傍ゾーンで約19
5℃が適当である。熱異形材を冷却するときに、適切な
寸法サイジングを補助するように出口末端において寸法
規制ブロックが用いられうる。熱損失を改善するように
空気流は用いられてよく、より高い精度のためには真空
水サイジング装置が用いられうる。寸法ブロックおよび
空気または水サイジングを用いるように選択する程度
は、特定の製造設定で製造された特定の異形材の形状の
寸法精度、あらゆる異形材製品の意図された製品の容積
および異なる異形材の数に依存する。これらの考慮は開
示の範囲を越える。
ように製造された。成分はバンバリー/ミルで混合さ
れ、0.046インチ(1.17mm)のロッドダイを
装備したブラベンダー押出機で押し出しされた。押出し
条件を5〜50rpmの種々のrpmで制御した。実剪
断速度を、数量押出し容積速度を用いて各実施例で計算
した。一連の各rpmに対する計算された剪断速度は次
のようであった。
C樹脂のうちの1種を含んだ。樹脂NO. 樹脂塩素含有率、% 樹脂I.V. 重量 1 63.1 0.92 100 2 65.2 0.92 100 3 68.3 0.92 100 4 70.3 0.92 100
計およびキャピラリー粘度計を装備したウォータース1
50CVゲルパーミエーションクロマトグラフによって
測定された。約0.03mgの試料を250ppmのB
HTで安定化された10mlのトリクロロベンゼンに溶
解した。試料をGelman Acrodisc CR PTFE0.45μm フィ
ルターを通して濾過した。試料を130℃に加熱し、次
の条件で測定する前に少なくとも90分間保持した。 カラムセット:PLgel 10μm 、1 ガードカラム+3ベッド
カラム+100Åカラム 移動相:1.0ml/min 温度:135℃ 試料サイズ:200μl @ ca.0.3% 強度:64x8
度(℃)で保持した。ゾーン1 ゾーン2 ゾーン3 ダイ 180 185 190 195
出し物の実直径およびダイ直径を比較することによって
測定された。次の結果を(押出し物直径−ダイ直径)/
ダイ直径x100として報告する。 % ダイスウェル ────────────RPM───────────────実施例 5 10 15 20 25 30 40 50 1−A 41 35 30 39 43 46 48 50 1−B 39 41 41 43 46 46 43 43 1−C 57 48 48 48 52 50 52 50 1−D 61 54 50 55 74 57 54 *測定不能 1−E 52 48 50 55 40 57 59 *測定不能 1−F 50 43 46 44 96 49 50 50 1−G 70 59 54 55 97 59 61 *測定不能 1−H 33 33 33 33 77 39 39 39 1−I 35 37 37 33 99 37 35 33 * 不規則すぎて測定不可能− つぶつぶのフロー(Lumpy
flow) 実施例1−Aは望ましい減じたレベルのスウェルを示
す。
PMで行われた上記のダイスウェル測定から、分子量並
びに異なる塩素含有率のCPE樹脂によってダイスウェ
ルの程度は広く変化することが分かる。しかし、最良の
表面の滑らかさを示す実施例ではダイスウェルは比較的
小さいことが観測される。次に実剪断速度を計算した。
能、^は若干螺旋である。
l No.600で次の条件にて評価した。 混合ボール温度(℃) 210 RPM 35 試料重量 65グラム 試験前に10rpmで3分間のロードおよびヒートソー
ク
を示し、各配合物が比較されうる。一般的な傾向は、ト
ルクがCPVC塩素含有率および衝撃改良剤の平均分子
量に直接的に比例することを示す。CPE−Aは最も低
いトルクを示した一方、MBS衝撃改良剤は最も高いト
ルクを示した。
形ダイを装備した上記の単一スクリュー押出機によって
押出しされた。各実施例は6つのカテゴリーを用いて確
立された外観の基準と比較した。また図1〜6に標準を
例示した。図はロッドの15倍拡大で撮影された光学顕
微鏡写真であり、それらの各外観の分類カテゴリーを表
した。カテゴリーは下記の通りである。 滑らかなロッド 1.非常に滑らかな/絹の感触のロッドであり、組織は
見えない。 2.若干の組織が見える滑らかな感触。 3.幾分組織が見える滑らかな感触。 粗いロッド 1.幾分組織が感触でき、見える。 2.粗い手触りで、多くの見える組織がある。 3.非常に粗い感触であり、極端に粗野な組織が見え
る。 好ましい態様において、燐酸塩によって前処理されたC
PVC樹脂を用いる。次の配合物は加工安定性を向上す
るためのこの種の樹脂の使用による有意な改善を例示す
る。
VC含有配合物の押出し外観等級を表し、表Cは塩素レ
ベル65.2%の配合物から製造された押出し物の外観
を表し、表Dは塩素レベル68.3%の配合物から製造
された押出し物の外観を表し、表Eは塩素レベル70.
3%のCPVCの配合物から製造された押出し物の外観
を表す。好ましい態様は67〜72%塩素を含むCPV
Cによって製造され、最も好ましいCPVCは67〜7
0%の塩素を含む。最も好ましい塩素化ポリエチレン
は、上記のNO.Aに関しては35〜37%の塩素を含
み、90,000〜130,000、より好ましくは9
0,000〜130,000、最も好ましくは120,
000の実重量平均分子量を有し、5〜7の多分散を有
する。
面に代わる写真であって、0.046インチ(1.17
mm)押出しロッド部分の15倍拡大での光学顕微鏡写
真であり、非常に滑らかな表面外観を表す。
面に代わる写真であって、0.046インチ(1.17
mm)押出しロッド部分の15倍拡大での光学顕微鏡写
真であり、滑らかな表面外観を表す。
面に代わる写真であって、0.046インチ(1.17
mm)押出しロッド部分の15倍拡大での光学顕微鏡写
真であり、中程度に(半、semi-)滑らかな表面外観を表
す。
面に代わる写真であって、0.046インチ(1.17
mm)押出しロッド部分の15倍拡大での光学顕微鏡写
真であり、若干粗い表面外観を表す。
面に代わる写真であって、0.046インチ(1.17
mm)押出しロッド部分の15倍拡大での光学顕微鏡写
真であり、粗い表面外観を表す。
面に代わる写真であって、0.046インチ(1.17
mm)押出しロッド部分の15倍拡大での光学顕微鏡写
真であり、非常に粗い表面外観を表す。
Claims (10)
- 【請求項1】 塩素化ポリビニルクロリド配合物から製
造される押出し異形材であって、前記の配合物は62〜
72%塩素を含む100重量部の塩素化ポリビニルクロ
リド、および10〜30重量部の塩素化ポリエチレンを
含み、前記の配合物は次のいずれか、(a)62〜64
%塩素を含む前記の塩素化ポリビニルクロリド、90,
000〜130,000の実(real) 平均分子量および
4〜8の多分散を有する前記の塩素化ポリエチレン(前
記の配合物(a)は100S- 1 〜600S- 1 の剪断
範囲で押出しされる)、(b)64.1〜66%塩素を
含む前記の塩素化ポリビニルクロリド、90,000〜
130,000の実(real) 平均分子量および4〜8の
多分散を有する前記の塩素化ポリエチレン(前記の配合
物(b)は350S- 1 〜4,000S-1 の剪断範囲
で押出しされる)、(c)64.1〜66%塩素を含む
前記の塩素化ポリビニルクロリド、38〜44%塩素の
塩素含有率、170,000〜220,000の実(re
al) 平均分子量および4〜8の多分散を有する前記の塩
素化ポリエチレン(前記の配合物(c)は400S- 1
〜500S- 1 の剪断範囲で押出しされる)、(d)6
4.1〜66%塩素を含む前記の塩素化ポリビニルクロ
リド、33〜37%塩素の塩素含有率、170,000
〜210,000の実(real) 平均分子量および8〜1
1の多分散を有する前記の塩素化ポリエチレン(前記の
配合物(d)は350S- 1 〜550S- 1 の剪断範囲
で押出しされる)、(e)66.1〜69%塩素を含む
前記の塩素化ポリビニルクロリド、90,000〜13
0,000の実(real) 平均分子量および4〜8の多分
散を有する前記の塩素化ポリエチレン(前記の配合物
(e)は300S- 1 〜600S- 1 の剪断範囲で押出
しされる)、(f)66.1〜69%塩素を含む前記の
塩素化ポリビニルクロリド、150,000〜200,
000の実(real) 平均分子量および3〜8の多分散を
有する前記の塩素化ポリエチレン(前記の配合物(f)
は400S- 1 〜1,300S- 1 の剪断範囲で押出し
される)、(g)66.1〜69%塩素を含む前記の塩
素化ポリビニルクロリド、290,000〜330,0
00の実(real) 平均分子量および8〜14の多分散を
有する前記の塩素化ポリエチレン(前記の配合物(g)
は500S- 1 〜650S-1 の剪断範囲で押出しされ
る)、(h)66.1〜69%塩素を含む前記の塩素化
ポリビニルクロリド、38〜44%の塩素の含有率、1
70,000〜220,000の実(real) 平均分子量
および6〜11の多分散を有する前記の塩素化ポリエチ
レン(前記の配合物(h)は400S- 1 〜1,800
S- 1 の剪断範囲で押出しされる)、(i)69.1〜
72%塩素を含む前記の塩素化ポリビニルクロリド、9
0,000〜130,000の実(real) 平均分子量お
よび4〜8の多分散を有する前記の塩素化ポリエチレン
(前記の配合物(i)は350S- 1 〜3,500S
-1 の剪断範囲で押出しされる)、(j)69.1〜7
2%塩素を含む前記の塩素化ポリビニルクロリド、15
0,000〜200,000の実(real) 平均分子量お
よび3〜8の多分散を有する前記の塩素化ポリエチレン
(前記の配合物(j)は300S- 1 〜1,000S
- 1 の剪断範囲で押出しされる)、(k)69.1〜7
2%塩素を含む前記の塩素化ポリビニルクロリド、29
0,000〜330,000の実(real) 平均分子量お
よび8〜14の多分散を有する前記の塩素化ポリエチレ
ン(前記の配合物(k)は350S- 1 〜500S-1
の剪断範囲で押出しされる)、(l)69.1〜72%
塩素を含む前記の塩素化ポリビニルクロリド、38〜4
4%の塩素の含有率、170,000〜220,000
の実(real) 平均分子量および6〜9の多分散を有する
前記の塩素化ポリエチレン(前記の配合物(l)は50
0S- 1 〜3,500S- 1 の剪断範囲で押出しされ
る)、または、(m)69.1〜72%塩素を含む前記
の塩素化ポリビニルクロリド、170,000〜21
0,000の実(real) 平均分子量および8〜11の多
分散を有する前記の塩素化ポリエチレン(前記の配合物
(m)は400S- 1 〜2,300S- 1 の剪断範囲で
押出しされる)、を含む押出し異形材。 - 【請求項2】 前記の塩素化ポリエチレンが115,0
00〜125,000の実(real) 平均分子量、5〜7
の多分散および32%〜38%の塩素含有率を有する、
配合物(a)から製造される請求項1に記載の押出し異
形材。 - 【請求項3】 前記の塩素化ポリエチレンが175,0
00〜195,000の実(real) 平均分子量、5〜6
の多分散および32%〜38%の塩素含有率を有する、
配合物(b)から製造される請求項1に記載の押出し異
形材。 - 【請求項4】 前記の塩素化ポリエチレンが310,0
00〜325,000の実(real) 平均分子量、10〜
13の多分散および32%〜38%の塩素含有率を有す
る、配合物(c)から製造される請求項1に記載の押出
し異形材。 - 【請求項5】 前記の塩素化ポリエチレンが190,0
00〜205,000の実(real) 平均分子量、9〜1
0の多分散および32%〜38%の塩素含有率を有す
る、配合物(d)から製造される請求項1に記載の押出
し異形材。 - 【請求項6】 前記の塩素化ポリビニルクロリドが65
%より大きく、72%以下の塩素含有率を有する請求項
1に記載の押出し異形材。 - 【請求項7】 塩素化ポリエチレンが、100重量部の
塩素化ポリビニルクロリドに対して15〜25重量部で
存在する請求項1に記載の押出し異形材。 - 【請求項8】 ウィンドースペーサー、艶付ビード、ウ
ィンドーリニール(window lineals) 、トラックライト
(a track for light) の形状の請求項1に記載の押出し
異形材。 - 【請求項9】 良好な表面外観を有する押出し異形材を
製造する方法であって、前記の押出し異形材は、100
重量部の約62〜約72%塩素を含む塩素化ポリビニル
クロリドおよび10〜30部の塩素化ポリエチレンを含
み、前記の方法は、 (I) (II) (III) (IV) (a)62〜64% 90〜130 4〜8 100〜600 (b)62〜64% 150〜200 3〜8 100〜500 (c)64.1〜66% 90〜130 4〜8 100〜4,000 (d)64.1〜66% 170〜220 6〜9 100〜500 (e)64.1〜66% 170〜210 8〜11 100〜550 (f)66.1〜69% 90〜130 4〜8 100〜4,000 (g)66.1〜69% 150〜200 3〜8 100〜1,300 (h)66.1〜69% 290〜330 8〜14 100〜650 (i)66.1〜69% 170〜220 6〜11 100〜1,800 (j)69.1〜72% 90〜130 4〜8 100〜3,500 (k)69.1〜72% 150〜200 3〜8 100〜1,000 (l)69.1〜72% 290〜330 8〜14 100〜500 (m)69.1〜72% 170〜220 6〜9 100〜3,500 または、 (n)69.1〜72% 170〜210 8〜11 100〜2,300 によって特定され、ここで、異形材および押出し条件は
(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、
(g)、(h)、(i)、(j)、(k)、(l)、
(m)または(n)で特定され、ここで、欄(I)はC
PVCの塩素含有率を特定し、欄(II)は塩素化ポリ
エチレンの実(real) 分子量(x103 )を特定し、欄
(III)は塩素化ポリエチレンの多分散を特定し、欄
(IV)は押出しの間のsec- 1 における剪断範囲を
特定する方法。 - 【請求項10】 前記の異形材および押出し条件が、 (I) (II) (III) (IV) (a)62〜64% 90〜130 4〜8 300〜600 (b)62〜64% 150〜200 3〜8 400〜500 (c)64.1〜66% 90〜130 4〜8 350〜4,000 (d)64.1〜66% 170〜220 6〜9 400〜500 (e)64.1〜66% 170〜210 8〜11 350〜550 (f)66.1〜69% 90〜130 4〜8 400〜4,000 (g)66.1〜69% 150〜200 3〜8 400〜1,300 (h)66.1〜69% 290〜330 8〜14 500〜650 (i)66.1〜69% 170〜220 6〜11 400〜1,800 (j)69.1〜72% 90〜130 4〜8 350〜3,500 (k)69.1〜72% 150〜200 3〜8 300〜1,000 (l)69.1〜72% 290〜330 8〜14 350〜500 (m)69.1〜72% 170〜220 6〜9 500〜3,500 または、 (n)69.1〜72% 170〜210 8〜11 400〜2,300 によって特定される請求項9に記載の方法。
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