JPH1053680A

JPH1053680A - スチレン重合体組成物

Info

Publication number: JPH1053680A
Application number: JP21083296A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Itakura; 雅彦板倉; Heihachiro Tada; 平八郎多田; Takao Yugawa; 隆生湯川
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】スチレン重合体の持つ透明性を損なわず、実
用強度に優れたスチレン重合体（ＧＰＰＳ）組成物を提
供する。【解決手段】スチレン重合体と無機充填剤と特定の滑
剤とを含有する樹脂組成物であって、スチレン重合体 1
00重量部に対して、バイモーダルな粒子径分布を有する
無機充填剤を 0.001〜３重量部、高級脂肪酸、高級脂肪
酸塩及び高級脂肪酸アミドからなる群より選ばれる少な
くとも１つの滑剤を0.01〜３重量部配合することを特徴
とするスチレン重合体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明性、成形性、
実用強度及びコストパフォーマンスに優れたスチレン重
合体組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】スチレン重合体は、透明性、成形性に優
れかつ安価であり食品容器や弱電機器等幅広い分野で使
用されている。しかしながら、スチレン重合体は他の透
明樹脂（特に、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
スチレン−メチルメタクリレート共重合体等のスチレン
系重合体）と比べると実用強度に劣るという問題点があ
る。特に深底の箱状の成形品の場合、しばしば射出成形
の金型からの離型時に成形品が割れるという問題が起こ
る。

【０００３】一般にスチレン重合体の実用強度を上げる
ためには、重合体の分子量を高くしている。しかしなが
ら、分子量を高くすると流動性が悪くなるため、流動性
の改良を目的としてミネラルオイル等の可塑剤が一般的
に添加されている。可塑剤を添加すると、流動性は向上
するが耐熱性が低下する。このように、実用強度、成形
性、耐熱性のバランスを考えると現状のスチレン重合体
は、充分満足できるものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】従って、本発明の目
的は、実用強度、成形性、耐熱性のバランスの優れたス
チレン重合体組成物、特に実用強度に優れたスチレン重
合体組成物を提供することにある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検
討の結果、スチレン重合体に特定の無機充填剤と特定の
滑剤を特定量加えることによって、特にスチレン重合体
の持つ透明性を損なわず実用強度に優れたスチレン重合
体組成物を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、スチレン重合体と無
機充填剤と特定の滑剤とを含有する樹脂組成物であっ
て、１）スチレン重合体 100重量部に対して、無機充填剤の
配合量が 0.001〜３重量部であり、２）無機充填剤が小粒子無機充填剤成分（平均粒子径：
Ｒ₁ミクロン、比重：ρ₁，配合量：Ｗ₁）と大粒子無
機充填剤成分（平均粒子径：Ｒ₂ミクロン、比重：
ρ₂，配合量：Ｗ₂）とからなり、且つ小粒子無機充填
剤成分と大粒子無機充填剤成分とが以下の関係を有し、ａ） 2.0≦（Ｗ₁／ρ₁）／（Ｗ₂／ρ₂）≦1000 ｂ） 0.001≦Ｒ₁≦0.1 ｃ）１≦Ｒ₂≦１０３）特定の滑剤が、高級脂肪酸、高級脂肪酸塩及び高級
脂肪酸アミドのうち少なくとも１つであり、その添加量
がスチレン重合体１００重量部に対して 0.001〜３重
量部であることを特徴とするスチレン重合体樹脂組成物
に関する。

【０００７】本発明は、スチレン重合体に細かい無機充
填剤と特定の滑剤を少量添加し、しかもその無機充填剤
として、バイモーダルな粒子径分布をもつものを使用す
ることにより、透明性をそれほど損なうことなく、樹脂
の実用強度を改良するというものである。例えば、高強
度タイプのスチレン重合体にバイモーダルな粒子径分布
を有する無機充填剤と特定の滑剤とを少量添加すること
により、高強度タイプのスチレン重合体より更に実用強
度の優れた、ＡＳ樹脂（スチレン−アクリロニトリル共
重合体）に近い実用強度を有するスチレン重合体樹脂組
成物を製造することができるというものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のスチレン重合体は、重量
平均分子量が10万から50万の範囲の一般に成形加工され
ているポリスチレン（ＧＰＰＳ）である。

【０００９】スチレン重合体を構成する単量体であるス
チレン化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン
などのα−置換アルキルスチレン、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挙げられる。スチ
レン重合体の重合方法としてはバッチ式の懸濁重合法ま
たは連続塊状重合法を用いることができ、熱重合または
開始剤による重合などのラジカル重合法のいずれでも使
用できる。

【００１０】本発明で用いる無機充填剤とは、炭酸カル
シウム、タルク、水酸化マグネシウム、クレー、シリ
カ、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネ
シウム、マイカ、ヨウ化カリウム、水酸化リチウム、硫
酸アルミニウムナトリウム、硫酸鉄、ヘキサフルオロリ
ン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウム等が挙げられ
る。これらの中でも硫酸バリウム及び／又は炭酸カルシ
ウムが好ましい。

【００１１】本発明において、小粒子無機充填剤の平均
粒子径は 0.001〜0.1 ミクロン、好ましくは 0.005〜0.
05ミクロンである。小粒子無機充填剤の平均粒子径が
0.001ミクロン未満であると、分散性が非常に悪く樹脂
中に均一に分散させることができない。また、小粒子無
機充填剤の平均粒子径が 0.1ミクロンを超えると、実用
強度の大幅な改良は認められない。大粒子無機充填剤の
平均粒子径は１〜10ミクロン、好ましくは１〜５ミクロ
ンである。大粒子無機充填剤成分の平均粒子径が１ミク
ロン未満であると実用強度の大幅な改良は認められな
い。大粒子無機充填剤成分の平均粒子径が10ミクロンを
超えると大粒子無機充填剤の添加量が極少量でもスチレ
ン重合体成形品のヘーズ値が大きくなり好ましくない。
このように実用強度と透明性のバランスを考えると、小
粒子無機充填剤の平均粒子径は 0.001〜0.1 ミクロン、
好ましくは 0.005〜0.05ミクロンであり、大粒子無機充
填剤成分の平均粒子径は１〜10ミクロン、好ましくは１
〜５ミクロンである。

【００１２】本発明において、無機充填剤の合計の添加
量はスチレン重合体 100重量部に対して 0.001〜３重量
部、好ましくは 0.001〜１重量部である。添加量が 0.0
01重量部未満であると実用強度の改良効果が得られな
い。また、３重量部を超えるとスチレン重合体成形品の
ヘーズ値が大きくなり好ましくない。このように実用強
度と透明性のバランスを考えると、無機充填剤の添加量
は 0.001〜３重量部である。

【００１３】さらに、本発明においては、小粒子無機充
填剤成分（比重：ρ₁，配合量：Ｗ₁）と大粒子無機充
填剤成分（比重：ρ₂，配合量：Ｗ₂）とが以下の関係
を有することが必要である。 2.0≦（Ｗ₁／ρ₁）／（Ｗ₂／ρ₂）≦1000 （Ｗ₁／ρ₁）／（Ｗ₂／ρ₂）の値が1000を超えて
も、また 2.0未満であっても、小粒子無機充填剤成分あ
るいは大粒子無機充填剤成分を単独で添加した場合に比
べて実用強度の改良効果は認められない。

【００１４】また、本発明のスチレン重合体組成物は、
実質的には強度の改良されたＧＰＰＳであり、透明性が
重要である。３mm肉厚プレートでのヘーズ値（ＡＳＴＭ
Ｄ１００３）が 5.0以下であることが好ましい。ヘー
ズ値は、無機充填剤の添加量、粒子径や無機充填剤の種
類の違い等に大きく影響を受ける。無機充填剤の添加
量、粒子径分布は、上記に示す範囲内でありかつ、ヘー
ズ値が５以下であることが好ましい。最適添加量は、無
機充填剤の添加量、粒子径や無機充填剤の種類の違いに
影響を受ける。

【００１５】また、無機充填剤を良好に分散させかつ成
形時の金型と樹脂との良好な離型性を得ることを目的と
して、高級脂肪酸、高級脂肪酸塩及び高級脂肪酸アミド
からなる群より選ばれる少なくとも１つの滑剤を添加す
る。その添加量は、スチレン重合体 100重量部に対して
0.001〜３重量部であり、好ましくは0.01〜１重量部で
ある。添加量が 0.001重量部未満であると、実質的な効
果は得られない。添加量が３重量部を超えると耐熱性が
低くなり過ぎたり、透明性が悪くなったり、金型汚れが
ひどくなるなどし、好ましくない。これら滑剤を構成す
る脂肪酸は、１分子あたりの炭素数が10〜25個の範囲で
選ばれ、好ましくは12〜22個のものである。炭素原子数
が10個未満であると金型汚れがひどく、または25個より
多いと透明性が悪くなるので好ましくない。高級脂肪
酸、高級脂肪酸塩の代表例としては、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
ベヘニン酸など、及びこれらの、周期律表第Ｉ族、第II
族、第III 族、第IV族に属する金属の塩が挙げられる。
これらの中でも、ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ナト
リウムが好適である。高級脂肪酸アミドの代表例として
は、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレン
ビスステアリルアミド等が挙げられる。

【００１６】本発明のスチレン重合体組成物の製造方法
は、スチレン重合体の重合時に無機充填剤及び／又は滑
剤を添加してもよいし、スチレン重合体ペレット或いは
パウダーと無機充填剤及び／又は滑剤とを押出機等の成
形加工機によって溶融混練することにより製造すること
もできる。また、スチレン重合体ペレット表面に無機充
填剤と滑剤とを均一に付着させた状態や、無機充填剤を
練り込まれたスチレン重合体ペレットの表面に滑剤を均
一に付着させた状態でそのまま直接成形品の成形に供す
ることもできる。

【００１７】本発明のスチレン重合体組成物には必要に
応じて、熱、光、酸素に対する安定剤（例えば、フェノ
ール系化合物、リン系化合物などの酸化防止剤；ベンゾ
トリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリ
チル酸フェニル化合物などの紫外線吸収剤；ヒンダード
アミン系安定剤）や、流動パラフィン等の可塑剤、帯電
防止剤、着色剤などの添加剤を添加してもよい。これら
添加剤の他、ＨＩＰＳやＳＢＳエラストマーを必要に応
じて少量添加してもよい。しかし、あくまで最終スチレ
ン重合体樹脂組成物の３mm肉厚プレートでのヘーズ値
（ＡＳＴＭＤ１００３）が 5.0以下となる範囲内にお
いてであることが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限さ
れるものではない。

【００１９】実施例１〜４、比較例１〜６表１に示した配合処方で配合し、２軸押出機で 220℃で
溶融混練し、その混合物を 220℃で射出成形を行うこと
により、テストピースを作成し、物性測定を行った。そ
の結果を表１に記す。尚、各物性の測定方法は以下の通
りである。

【００２０】（１）ヘーズ値：ＡＳＴＭＤ１００３に
準じて測定した。テストピース厚みは３mmとした。（２）アイゾット衝撃強度：ＪＩＳＫ６８７１に準じ
て測定した。（３）落球衝撃試験：カラープレート成形品（幅 100mm
×長さ 350mm×厚み３mm）を成形し、凹部が形成された
台上に載置し、前記凹部に向かって50ｇの鋼球を落下さ
せ、成形品の破壊の有無を目視で観察した。成形品の破
壊の確率が50％となる落下の高さから、エネルギー基準
に換算し、50％破壊エネルギーとして表示した。（４）外観：成形品を目視で観察し、キラキラしたもの
がほとんど目立って見えないものを「良」とし、キラキ
ラしたものがかなり目立って見えるものを「悪」とし
た。

【００２１】

【表１】

【００２２】尚、表１中の略語は以下の通りである。ＧＰＰＳ−１；高強度タイプＧＰＰＳ（重量平均分子量
35万）ＧＰＰＳ−２；高強度タイプＧＰＰＳ（重量平均分子量
32万）ＢＦ−２０；硫酸バリウム（堺化学工業（株）製）、
平均粒子径0.03μｍ、比重 4.0 ＢＭＨ；硫酸バリウム（堺化学工業（株）製）、
平均粒子径 2.5μｍ、比重 4.0。

【００２３】実施例５実施例１と同じ配合処方でスチレン樹脂と無機充填剤を
２軸押出機で 220℃で溶融混練し、無機充填剤入りペレ
ットを得た。このペレットに実施例１と同じ量の滑剤を
添加し、タンブラーで良く混合し、ペレット表面に滑剤
を付着させた。得られたペレットは実施例１で得られた
ペレットよりもペレットの流動性は良かった。また、こ
のペレットを 220℃で射出成形を行い、テストピースを
作成し、物性測定を行ったところ、実施例１と同じ値が
得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｋ 5/20 ＫＦＺＣ０８Ｋ 5/20 ＫＦＺ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン重合体と無機充填剤と特定の滑
剤とを含有する樹脂組成物であって、１）スチレン重合体 100重量部に対して、無機充填剤の
配合量が 0.001〜３重量部であり、２）無機充填剤が小粒子無機充填剤成分（平均粒子径：
Ｒ₁ミクロン、比重：ρ₁，配合量：Ｗ₁）と大粒子無
機充填剤成分（平均粒子径：Ｒ₂ミクロン、比重：
ρ₂，配合量：Ｗ₂）とからなり、且つ小粒子無機充填
剤成分と大粒子無機充填剤成分とが以下の関係を有し、ａ） 2.0≦（Ｗ₁／ρ₁）／（Ｗ₂／ρ₂）≦1000 ｂ） 0.001≦Ｒ₁≦0.1 ｃ）１≦Ｒ₂≦10 ３）特定の滑剤が、高級脂肪酸、高級脂肪酸塩及び高級
脂肪酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも１つで
あり、その添加量がスチレン重合体 100重量部に対して
0.001〜３重量部であることを特徴とするスチレン重合
体組成物。
【請求項２】無機充填剤が、硫酸バリウム及び／又は
炭酸カルシウムである請求項１記載のスチレン重合体組
成物。
【請求項３】３mm肉厚プレートでのヘーズ値（ＡＳＴ
ＭＤ１００３）が5.0以下である請求項１又は２記載
のスチレン重合体組成物。
【請求項４】スチレン重合体 100重量部に対して、下
記の条件を満足する無機充填剤 0.001〜３重量部を溶融
混練したスチレン重合体ペレット表面に、高級脂肪酸、
高級脂肪酸塩及び高級脂肪酸アミドからなる群より選ば
れる少なくとも１種の滑剤 0.001〜３重量部を均一に付
着させたスチレン重合体組成物。無機充填剤の条件：小粒子無機充填剤成分（平均粒子
径：Ｒ₁ミクロン、比重：ρ₁，配合量：Ｗ₁）と大粒
子無機充填剤成分（平均粒子径：Ｒ₂ミクロン、比重：
ρ₂，配合量：Ｗ₂）とからなり、且つ小粒子無機充填
剤成分と大粒子無機充填剤成分とが以下の関係を有する
ことａ） 2.0≦（Ｗ₁／ρ₁）／（Ｗ₂／ρ₂）≦1000 ｂ） 0.001≦Ｒ₁≦0.1 ｃ）１≦Ｒ₂≦10
【請求項５】スチレン重合体 100重量部に対して、下
記の条件を満足する無機充填剤 0.001〜３重量部を溶融
混練したスチレン重合体ペレット表面に、高級脂肪酸、
高級脂肪酸塩及び高級脂肪酸アミドからなる群より選ば
れる少なくとも１種の滑剤 0.001〜３重量部を均一に付
着させた状態でそのまま直接成形品の成形に供すること
を特徴とするスチレン重合体組成物の成形方法。無機充填剤の条件：小粒子無機充填剤成分（平均粒子
径：Ｒ₁ミクロン、比重：ρ₁，配合量：Ｗ₁）と大粒
子無機充填剤成分（平均粒子径：Ｒ₂ミクロン、比重：
ρ₂，配合量：Ｗ₂）とからなり、且つ小粒子無機充填
剤成分と大粒子無機充填剤成分とが以下の関係を有する
ことａ） 2.0≦（Ｗ₁／ρ₁）／（Ｗ₂／ρ₂）≦1000 ｂ） 0.001≦Ｒ₁≦0.1 ｃ）１≦Ｒ₂≦10