JPH0995587A - ゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
ゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品Info
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Abstract
かつ成形性他の物性などにも優れ、外装材、包装材、発
泡成形体に要求される性能に優れたゴム変性スチレン系
樹脂組成物及びその成形品を提供すること。 【解決手段】下記(A)成分100重量部及び(B)成
分0.1〜10重量部を含有するゴム変性スチレン系樹
脂組成物、及びこれを用いた射出成形品、押し出し成形
品及び発泡成形品。 (A):軟質成分粒子を5〜35重量%含有し、該軟質
成分粒子の平均粒子径が0.5〜2.5μmであり、該
軟質成分粒子の膨潤度が3〜30であるゴム変性スチレ
ン系樹脂 (B):溶解性パラメータ(SP)が8.45〜8.7
0であり、かつポリマー中に芳香族ビニル化合物単位を
含有しないポリマー(エチレン−不飽和カルボン酸エス
テル共重合体を除く)
Description
たゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品に関す
るものであり、更に詳しくは面衝撃強度が大幅に向上し
ていると同時に、他の物性については低下していないゴ
ム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品に関するも
のである。
は、成形時の加工性、加工製品の仕上がり寸法精度、引
っ張り及び曲げなどの機械的物性、耐熱性などの諸物性
のバランスが良いことが必要とされるが、特に外装材料
ということから衝撃強度の向上が一段と求められてい
る。かかる要求は近年ますます高水準に及んでいる。ま
た、包装材料として用いる際も高水準の衝撃強度と外観
が求められる。緩衝材として用いる場合には、具備すべ
き必須の特性の一つとして、衝撃吸収性に優れることが
あげられる。ところが、ゴム変性スチレン系樹脂組成物
は、上記のすべての要求を十分に満足するという観点に
鑑み、必ずしも十分であるとはいい難い物であった。ゴ
ム変性スチレン系樹脂の耐衝撃強度を向上させる技術と
しては、特公平3−41104号公報にあるように有機
ポリシロキサン及びエチレン−不飽和カルボン酸エステ
ル共重合体を特定量添加する方法が知られている。しか
し、有機ポリシロキサンが必須成分であり、添加の手間
と費用がかかった。
問題点を解決し、比較的少量のブレンド添加で衝撃強度
に優れ、かつ成形性他の物性などにも優れ、外装材、包
装材、発泡成形体に要求される性能に優れたゴム変性ス
チレン系樹脂組成物及びその成形品を提供することにあ
る。
題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明に到達したもの
である。すなわち、本発明のうち一の発明は、下記
(A)成分100重量部及び(B)成分0.1〜10重
量部を含有するゴム変性スチレン系樹脂組成物に係るも
のである。 (A):軟質成分粒子を5〜35重量%含有し、該軟質
成分粒子の平均粒子径が0.5〜2.5μmであり、該
軟質成分粒子の膨潤度が3〜30であるゴム変性スチレ
ン系樹脂 (B):溶解性パラメータ(SP)が8.45〜8.7
0であり、かつポリマー中に芳香族ビニル化合物単位を
含有しないポリマー(エチレン−不飽和カルボン酸エス
テル共重合体を除く) また、本発明のうち、他の発明は、上記のゴム変性スチ
レン系樹脂組成物を用いた射出成形品、押し出し成形品
又は発泡成形品に係るものである。以下、詳細に説明す
る。
チレン系樹脂は、ゴム状重合体の存在下、一種もしくは
二種以上のスチレン系単量体、又は一種もしくは二種以
上のスチレン系単量体及びこれと共重合可能な化合物と
を重合して得られるゴム変性スチレン系樹脂である。
ン系樹脂の原料であるスチレン系単量体としては、例え
ばスチレン、α−メチルスチレンなどのα−アルキル置
換スチレン、p−メチルスチレンなどの核置換アルキル
スチレンなどがあげられる。また、スチレン系単量体と
共重合可能な化合物としては、例えばアクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、メタクリル酸、メチルメタク
リレートなどのビニルモノマー、さらには無水マレイン
酸、マレイミド、核置換マレイミドなどがあげられる。
また、ゴム状重合体としては、例えばポリブタジエン、
スチレン−ブタジエン共重合体類、エチレン−プロピレ
ン−非共役ジエンの三元共重合体類等が使用されるが、
その中でもポリブタジエン及びスチレン−ブタジエン共
重合体類が好ましい。ポリブタジエンとしては、シス含
有率の高いハイシスポリブタジエン、シス含有率の低い
ローシスポリブタジエン共に用いることができる。
の軟質成分粒子の含有量は5〜35重量%である。その
含有量が5重量%未満では衝撃強度の改良が十分でな
く、35重量%より多くなると衝撃強度以外の物性、例
えば剛性、耐熱性が低下するので好ましくない。なお、
本発明において(A)ゴム変性スチレン系樹脂中の軟質
成分粒子の含有量は、次の方法により測定される。すな
わち、試料であるゴム変性スチレン系樹脂約0.5gを
秤量(重量:W1 )採取し、該試料を室温(23℃程
度)においてメチルエチルケトン/メタノール混合溶媒
(体積比10/1)50mlに溶解させる。次に、該溶
解時の不溶分を遠心分離により単離し、該不溶分を乾燥
してその重量(W2 )を測定する。ゴム変性スチレン系
樹脂中の軟質成分粒子の含有量は(W2 /W1 )×10
0(%)により求められる。また該軟質成分粒子の平均
粒子径は0.1〜2.5μmである。これが0.1μm
未満では面衝撃強度の改良が十分でなく、2.5μmよ
り大きいと光沢などの外観が低下して好ましくない。な
お、ここで平均粒子径とは次のように定義される。すな
わち、ゴム変性スチレン系樹脂の超薄切片を作成し、そ
の透過型電子顕微鏡写真を撮り、写真中の軟質成分粒子
径を測定し、下式によって計算されるものである。
系樹脂中の軟質成分粒子は、例えば、スチレン系樹脂の
みからなる単一の連続相である核部分および該核部分を
内包(occulude オクルード)するゴム状重合
体からなる殻部分により構成された単一オクルージョン
構造(コア/シェル構造またはカプセル構造ともい
う。)を有するもの、もしくはゴム状重合体からなる連
続相中に複数のスチレン系樹脂の小粒子が分散して存在
する、いわゆるサラミ構造を有するもの等が挙げられる
が、特にその構造を限定するものではない。なお、軟質
成分粒子の構造の観察は、上記の平均粒子径の測定と同
様、透過型電子顕微鏡を用いて行われる。本発明の
(A)ゴム変性スチレン系樹脂中の軟質成分粒子の膨潤
度は3〜30、好ましくは8〜20である。膨潤度が3
未満であればその樹脂を含む組成物は衝撃強度に劣り、
30より大であると剛性や外観に劣り、実用上好ましく
ない。なお、本発明の(A)ゴム変性スチレン系樹脂の
軟質成分粒子の膨潤度は次の方法により求められる。す
なわち、試料であるゴム変性スチレン系樹脂約1.0g
を50mlのトルエンに室温で溶解し、一昼夜放置す
る。得られたトルエン溶液を遠心分離機(10000r
pm×30分間)にかけ、不溶分を分離する。上澄み液
を捨て、不溶分を秤量し、その重量をaとする。次に、
該不溶分を真空乾燥機にて乾燥(70℃×3時間)し、
乾燥後の重量をbとする。膨潤度は(a−b)/bによ
り求められる。本発明において用いられる(A)ゴム変
性スチレン系樹脂の製造方法は、塊状重合法又は塊状・
懸濁二段重合法が用いられる。そして、重合反応時のゴ
ム状重合体濃度、攪拌速度、温度などを調整することに
より、本発明で必要とされる、軟質成分粒子の含有量、
該粒子の平均粒子径、膨潤度等の条件を充足するゴム変
性スチレン系樹脂を得ることができる。
ラメータ(SP)が8.45〜8.70であり、かつ芳
香族ビニル化合物単位を含有しないポリマーでエチレン
−不飽和カルボン酸エステル共重合体を除く物を(A)
ゴム変性スチレン系樹脂100重量部に対して0.1〜
10重量部含有するが、含有量が0.1重量部未満では
衝撃強度改良の効果が十分でなく、10重量部より多い
と耐熱性等の他の物性が低下し、好ましくない。なお、
本発明の組成物中の(B)成分の含有量は、組成物の超
薄切片を作成し、その透過型電子顕微鏡写真を取り、写
真中に占める(B)成分の面積割合から換算して求める
ことができる。その他に、NMRやIR等の分光器を用
いてその吸収ピークから求める方法、溶媒により分別す
る方法などを用いることができる。また、本発明の
(B)成分の溶解性パラメータ(SP)は8.45〜
8.70であり、8.45より小さいか又は8.70よ
り大きいと衝撃強度改良の効果が十分でない。なお、こ
こで溶解性パラメータとはHildebrand−Sc
atchardの理論によって分子間の引き合う力を定
義したものである。詳しい解説は高分子科学の一般的な
教科書、たとえば”ポリマーブレンド、秋本三郎ら、
(株)シーエムシー、第4刷、125〜144頁(19
91年)”等に記載されている。しかし、この溶解性パ
ラメータは粘度法や膨潤度法等の実験により求める方法
及び分子構造から計算により求める方法等があり、方法
により値が若干異なる。そこで、Smallによって提
案された分子構造から計算により求める方法をここでは
用いた。この方法及び理論は”ジャーナル・オブ・アプ
ライド・ケミストリー(Journal of App
lied Chemistry)、3巻、71〜80頁
(1953年)”に詳しく記載されている。これにより
溶解性パラメータは次式を用いて算出した。
グループのモル吸引力、Vはモル容積、ρは密度、Mは
分子量を示し、高分子の場合は繰り返し単位(つまりモ
ノマー単位)の分子量を示す。Fiの値は、上記2つの
文献に記載されているSmallの値を用いた。共重合
体のρ、ΣFi又はMについては、共重合体を構成する
モノマー単位の各単独重合体のρ、ΣFi又はMの数値
にモノマー単位のモル分率を乗じたものの和を計算して
用いた。また、本発明で用いられる(B)成分はポリマ
ー中に芳香族ビニル化合物単位を含有しないポリマーで
ある。ポリマー中に芳香族ビニル化合物単位を有するポ
リマーを用いた組成物は衝撃強度が劣る。芳香族ビニル
化合物としては、たとえばスチレン、α−メチルスチレ
ンなどのα−アルキル置換スチレン、p−メチルスチレ
ンなどの核置換アルキルスチレンなどがあげられる。ま
た、本発明で用いられる(B)成分はエチレン−不飽和
カルボン酸エステル共重合体を含有しないが、エチレン
−不飽和カルボン酸エステル共重合体の例としては、エ
チレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エ
チルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合
体等があげられる。また、本発明で用いられる(B)成
分の溶融性パラメーター(SP)が8.45〜8.70
であるポリマーとしては、不飽和カルボン酸又は酢酸ビ
ニルのうち1つ以上のビニルモノマーとエチレンとの共
重合体があげられる。その例としてはエチレン−不飽和
カルボン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−不飽和カルボン酸−酢酸ビニル3元共重合
体、エチレンと2種類以上の不飽和カルボン酸とからな
る多元共重合体等があげられる。
クリル酸、メタクリル酸があげられる。本発明で用いら
れる不飽和カルボン酸又は酢酸ビニルのうち1つ以上の
ビニルモノマーとエチレンとの共重合体の好ましい例と
してはエチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル、エチレン−
アクリル酸−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリ
ル酸−酢酸ビニル共重合体等があげられる。不飽和カル
ボン酸単位又は酢酸ビニル単位の共重合体中の比率は5
〜60重量%が好ましい。また共重合体中の上記ビニル
モノマーとエチレンの結合様式(たとえばランダム、ブ
ロック、交互)等については何等限定されない。また該
共重合体のメルトフローレート(JIS K7210に
準拠、温度190℃、荷重2.16kgfによる)は特
に限定されないが、1〜500g/10分程度が好まし
い。
得るには、各成分の所定量を、ヘンシェルミキサー、タ
ンブラーなどの混合装置でドライブレンドするか、一軸
又は二軸のスクリュー押し出し機、バンバリーミキサー
等の混練機を用い、180〜260℃の温度で十分に加
熱混練し、その後造粒すればよい。なお、必要に応じ
て、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電
防止剤、ミネラルオイル、シリコンオイルなどの添加剤
を使用することができる。これらの添加剤は、上記ドラ
イブレンド又は混練時に添加してもよいが、ゴム変性ス
チレン系樹脂を重合により合成する際に重合工程で添加
してもよい。
用いた射出成形品は、一般に使用されている射出成形機
を用いて得ることができる。
用いた押し出し成形品は、一般に使用されている押し出
し成形機を用いて得ることができる。本発明のゴム変性
スチレン系樹脂組成物を押し出し成形して押し出し成形
品とする方法としては、特に制限はないが、たとえば押
し出し機にて溶融した後、T−ダイから押し出しする方
法、押し出し機よりシート状に押し出しした後、テンタ
ー方式あるいはインフレーション方式により2軸延伸す
る方法などあげることができる。
発泡して発泡体とする方法としては、特に制限はない
が、たとえば分散型発泡剤とゴム変性スチレン系樹脂組
成物を押し出し機で溶融混練し、発泡させる方法;ゴム
変性スチレン系樹脂組成物を押し出し機で溶融させ蒸発
型発泡剤をシリンダー途中から直接圧入し、混練、発泡
させる方法;ゴム変性スチレン系樹脂組成物からなる小
ペレット又はビーズを押し出し機又は水系懸濁液中で蒸
発型発泡剤を含浸させ、その含浸ペレット又はビーズを
水蒸気で発泡させる方法;などがあげられる。
用途は、その特徴を生かした射出成形加工品分野、押し
出しシート加工品分野及び発泡成形加工品分野が適して
いる。すなわち、弱電機器、事務機器、電話機、OA機
器等の外装材や食品容器など包装材などが具体的な用途
としてあげられる。また、ガラス製品や各種の精密機器
製品に加わる外部からの衝撃を吸収し、該製品を保護す
るいわゆる緩衝材として、樹脂組成物を発泡して得られ
る発泡体を用いることができる。
が、本発明はこれら実施例により何等限定をされる物で
はない。測定及び評価方法は以下の通りである。なお、
下記以外の項目については、前記の説明の通り行った。 (1)曲げ弾性率(剛性) JIS K7203に準拠して測定した。 (2)ビカット軟化点(耐熱性) JIS K7206、B法に準拠して測定した。 (3)落錘インパクト 厚さ2mmの平板を射出成形し、東洋精機製作所の「落
錘型グラフィックインパクトテスター」を用いて、高さ
80cmより質量7.5kgの重錘を試験片平面上へ自
然落下させ、重錘下部に設けてあるストライカによって
試験片を完全破壊又は貫通させる。この際の亀裂発生に
要したエネルギー値を求めた。なお、成形機は東芝IS
−150Eを用い、金型温度40℃、サンプル形状15
0×90×2mmとした。 (4)アイゾット衝撃強度 JIS K7110に準拠して測定した。なお、試験片
厚み3mm、ノッチ付き、測定温度23℃とした。 (5)表面光沢(表面外観) 厚さ2mmの平板を射出成形し、その中央部をJIS
K7105の45度鏡面光沢度測定法の規格に準拠して
測定した。なお、成形機は東芝IS−150Eを用い、
金型温度40℃、サンプル形状150×90×2mmと
した。また、樹脂シートについても、同様に測定した。
20℃で溶融させ、混練、造粒してペレットを得た。得
られたペレットをテストピースもしくは平板に射出成形
し、評価を行った。なお、用いた(A)ゴム変性スチレ
ン系樹脂は、連続塊状重合法により、次のようにして合
成した。 A1:攪拌型重合槽に、スチレン92.5重量%、ポリ
ブタジエン4重量%及びエチルベンゼン3.5重量%か
らなる混合液を送液し、温度140℃、攪拌速度45r
pmの条件にて転化率21%まで重合させた。続いて、
得られた混合液を満液型重合槽に移送しそこで転化率7
0%まで重合させ、次いで内容物を240℃の脱気槽に
移送しそこで揮発成分を除去し、次いで得られた重合物
を溶融押し出し機及びペレタイザーに通し、ペレット状
のゴム変性スチレン系樹脂を得た。 A2:攪拌型重合槽に、スチレン88重量%、ポリブタ
ジエン7重量%、エチルベンゼン3.5重量%及びミネ
ラルオイル1.5重量%からなる混合液を送液し、温度
140℃、攪拌速度40rpmの条件にて転化率18%
まで重合させた。続いて、得られた混合液を満液型重合
槽に移送しそこで転化率70%まで重合させ、次いで内
容物を240℃の脱気槽に移送しそこで揮発成分を除去
し、次いで得られた重合物を溶融押し出し機及びペレタ
イザーに通し、ペレット状のゴム変性スチレン系樹脂を
得た。また、用いた(B)成分はそれぞれ次のとおりで
ある。 B1:エチレン−酢酸ビニル共重合体(住友化学工業
製、商品名スミテートRB−11、酢酸ビニル含量41
重量%、メルトフローレート60g/10分)、 B2:ポリプロピレン(住友化学工業製、商品名ノーブ
レンAD571(メルトフローレート0.2g/10
分)、 B3:ポリエチレン(住友化学工業製、商品名スミカセ
ンα FZ103−0(メルトフローレート0.9g/
10分)、 B4:ポリメチルメタクリレート(住友化学工業製、商
品名スミペックス−BMHG、メルトフローレート0.
5g/10分)、 B5:スチレン−アクリロニトリル共重合体(三菱モン
サント化成製、商品名サンレックスSAN−C、アクリ
ロニトリル含量33重量%、メルトフローレート0.5
g/10分)。 メルトフローレートはJIS K7210に従い、温度
190℃、荷重2.16kgfで測定した。また、これ
らの(B)成分の溶解性パラメータ(SP)を表3に示
した。シリコンオイルとしては、東レシリコーン製シリ
コンオイル、SH200(1000センチストークス)
を用いた。
て、本発明の実施例1は衝撃強度に優れる。一方、
(B)成分を含有しない比較例1は衝撃強度に劣る。S
Pが規定範囲外のポリマーを(B)成分として含有する
比較例2〜5は衝撃強度に劣る。ポリマー中に芳香族ビ
ニル化合物単位を含有するポリマーを(B)成分として
含む比較例5は衝撃強度に劣る。表2において、本発明
の実施例2及び3は衝撃強度に優れる。一方、(B)成
分を含有しない比較例6は衝撃強度に劣る。
量体としてはスチレンを用いた。) *2 (B):表3に示したポリマー *3 (C):シリコンオイル *4 SAL:サラミ構造
Claims (6)
- 【請求項1】 下記(A)成分100重量部に対して、
(B)成分を0.1〜10重量部含有するゴム変性スチ
レン系樹脂組成物。 (A):軟質成分粒子を5〜35重量%含有し、該軟質
成分粒子の平均粒子径が0.5〜2.5μmであり、該
軟質成分粒子の膨潤度が3〜30であるゴム変性スチレ
ン系樹脂 (B):溶解性パラメータ(SP)が8.45〜8.7
0であり、かつポリマー中に芳香族ビニル化合物単位を
含有しないポリマー(ただし、エチレン−不飽和カルボ
ン酸エステル共重合体を除く) - 【請求項2】 (B)成分が不飽和カルボン酸又は酢酸
ビニルのうち1つ以上のビニルモノマーとエチレンから
成る共重合体である請求項1記載の樹脂組成物。 - 【請求項3】 (B)成分がエチレン−酢酸ビニル共重
合体である請求項1記載の樹脂組成物。 - 【請求項4】 請求項1、請求項2又は請求項3記載の
ゴム変性スチレン樹脂組成物を用いた射出成形品。 - 【請求項5】 請求項1、請求項2又は請求項3記載の
ゴム変性スチレン樹脂組成物を用いた押し出し成形品。 - 【請求項6】 請求項1、請求項2又は請求項3記載の
ゴム変性スチレン樹脂組成物を用いた発泡成形品。
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