JPH1143552A - 発泡成形用樹脂組成物 - Google Patents

発泡成形用樹脂組成物

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JPH1143552A
JPH1143552A JP20464297A JP20464297A JPH1143552A JP H1143552 A JPH1143552 A JP H1143552A JP 20464297 A JP20464297 A JP 20464297A JP 20464297 A JP20464297 A JP 20464297A JP H1143552 A JPH1143552 A JP H1143552A
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JP
Japan
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molecular weight
resin composition
resin
polymerization
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Application number
JP20464297A
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English (en)
Inventor
Genichi Tsuruta
嚴一 鶴田
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡成形時に均一微細な発泡が可能で、表面
外観と機械強度に優れた製品を製造することができる発
泡成形用樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 メチルメタクリレート単量体単位70〜
99.8重量%およびこれと共重合可能な他の単量体単
位0.2〜30重量%とからなり、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィーを用いて測定したポリメチルメタ
クリレート換算重量平均分子量が5〜50万であり、ポ
リメチルメタクリレート換算Z平均分子量/ポリメチル
メタクリレート換算重量平均分子量の比が1.8〜70
である発泡成形用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は新規な発泡成形用樹
脂組成物に関する。さらに詳しくは、耐候性、耐熱性、
機械強度に優れたアクリル系樹脂発泡体を成形するのに
好適な樹脂組成物に関する。本発明の樹脂組成物は、発
泡成形時に均一な発泡が可能であり、機械強度や表面外
観に優れた発泡製品を製造することができる。さらに使
用済みの発泡製品を熱分解することにより原料モノマー
に戻してリサイクル使用することが可能であるほか、焼
却処分する際に黒煙や煤の発生が極めて少なく、環境面
からも好ましい素材である。本発明の樹脂組成物を成形
して得られる発泡体は断熱材、緩衝材のほか、屋外使用
する建材、合成木材、看板等に広く利用することができ
る。
【0002】
【従来の技術】これまで樹脂発泡体の素材としては、ポ
リスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、AS樹脂、ABS
樹脂、ポリ塩化ビニリデンなどがそれぞれの特性を生か
した用途、分野で用いられてきた。しかしながら、スチ
レンを主成分とする樹脂からなる発泡体は一般的に耐候
性に劣り、建材などの屋外用途での使用に際して黄変が
発生する恐れがあり、使用部材や使用箇所が著しく制限
されるという問題がある。また廃棄時に焼却処分しよう
とすると、黒煙や煤の発生が多いため、環境問題の観点
からも決して好ましいとは言えない。これらの問題はポ
リ塩化ビニリデンを素材とする発泡体についても同様で
ある。
【0003】耐候性や焼却時の発煙性といったポリスチ
レン系樹脂の問題点を解決する樹脂としては、ポリメチ
ルメタクリレートを主成分とするいわゆるアクリル樹脂
が考えられるが、これまでアクリル樹脂を素材とした発
泡体、特に高発泡体の成形は難しいとされてきた。この
理由は、なお完全に明らかではないが、一般的にアクリ
ル樹脂の溶融粘度が高く、かつ溶融ポリマーの弾性が小
さいことが原因であると考えられる。即ち、溶融粘度を
下げて発泡性や加工性を改良するために樹脂の分子量を
小さくすると発泡体の機械強度や耐溶剤性が低下する。
一方、分子量は小さくせずに成形温度を上げて溶融粘度
を低下させようとすると、樹脂の熱分解によってメチル
メタクリレートを主成分とするガスが発生し、発泡の制
御が困難で均一な発泡体を製造することが難しくなる。
さらにアクリル樹脂の溶融体は弾性に劣り、発生する気
泡を独立に保持する能力が小さいために十分にかつ均一
に発泡させることが難しく、発泡体表面が平滑になりに
くい。従って、得られる発泡体はもろく、外観も劣った
ものであった。
【0004】このようなアクリル樹脂を発泡体とする場
合の問題点を補う樹脂として、メチルメタクリレート−
スチレン共重合体(MS樹脂)を用いる提案がなされ
(特公昭51−24307号公報、特公昭51−272
64号公報)、さらに特定の溶融粘度指数や重量平均分
子量を有するメチルメタクリレート−スチレン共重合体
を用いることも提案されている(特公昭58−3561
3号公報、特公平7−122001号公報)。
【0005】しかしながら、これらの提案ではスチレン
を共重合成分として用いているために、耐候性はなお不
十分であった。また発泡体の耐衝撃性を改良するために
メチルメタクリレート−スチレン共重合体に多層構造の
耐衝撃性改質剤を配合するという提案もなされているが
(特公平3−7696号公報)、発泡の均一性や発泡体
のもろさの改良という点ではなお不十分なものであっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は耐候性、耐熱
性、機械強度、表面外観、リサイクル性に優れ、また焼
却時の発煙の少ないアクリル系樹脂発泡体を成形するの
に好適な樹脂組成物を提供しようとするものである。特
に機械強度と表面外観に優れた樹脂発泡体を製造するた
めに、発泡成形時に均一な発泡が可能となる樹脂組成物
の要請に対して答えようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために樹脂の溶融挙動を解析し、溶融体の弾
性を高めて微細で均一な発泡を実現することが需要と考
え、鋭意研究をを重ねた。その結果、特定の共重合組成
と分子量分布を持ったアクリル系樹脂組成物を用いるこ
とによって、溶融時の弾性と延性に顕著な効果が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】即ち、本発明はメチルメタクリレート単量
体単位70〜99.8重量%およびこれと共重合可能な
他の単量体単位0.2〜30重量%とからなり、ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定したポ
リメチルメタクリレート換算重量平均分子量が5〜40
万であり、ポリメチルメタクリレート換算Z平均分子量
/ポリメチルメタクリレート換算重量平均分子量の比が
1.8〜70である発泡成形用樹脂組成物、に関するも
のである。
【0009】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明の樹脂組成物は、その組成としてはメチルメタクリ
レート単量体単位70〜99.8重量%およびこれと共
重合可能な他の単量体単位0.2〜30重量%とからな
る。メチルメタクリレート単量体と共重合可能な他の単
量体としては、アルキル基の炭素数が2〜18のアルキ
ルメタクリレート、アルキル基の炭素数が1〜18のア
ルキルアクリレートのほか、アクリル酸やメタクリル酸
等のα,β−不飽和酸、マレイン酸、フマル酸、イタコ
ン酸等の不飽和基含有二価カルボン酸およびそれらのア
ルキルエステル、スチレン、α−メチルスチレン、核置
換スチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、無
水マレイン酸、マレイミド、N−置換マレイミド等が挙
げられ、これらは単独でメチルメタクリレート単量体と
共重合してもよく、また2種類以上を併用してメチルメ
タクリレート単量体と共重合してもよい。またメチルメ
タクリレートとメタクリル酸あるいはアクリル酸との共
重合体には、それを熱処理して脱アルコール反応あるい
は脱水反応を行い、六員環酸無水物単位を生成した重合
体、およびアンモニアやアミンとイミド化反応させ、六
員環イミド単位を生成した重合体も含めることができ
る。これらのなかでも、樹脂組成物の耐光性、耐熱分解
性や流動性の観点から、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルア
クリレート、s−ブチルアクリレート、2−エチルヘキ
シルアクリレート等が好ましく用いられ、メチルアクリ
レート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート
が特に好ましい。またメチルメタクリレート単量体単位
が70重量%未満の場合は、得られる発泡体の耐熱性や
耐候性が低下し、一方、99.8重量%を越える場合は
解重合による耐熱分解性の低下が著しいため、発泡成形
時に分解ガス発生により発泡速度が制御できず、均一微
細な発泡を行うことが困難となるので好ましくない。メ
チルメタクリレート単量体単位80〜99重量%とアル
キル基の炭素数が1〜18のアルキルアクリレート単位
1〜20重量%とからなるものが好ましい。
【0010】本発明の樹脂組成物において、その分子量
と分子量分布が重要である。その指標としてゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーを用いて測定したポリメ
チルメタクリレート換算重量平均分子量とポリメチルメ
タクリレート換算Z平均分子量を用いると、均一微細な
発泡を実現して機械強度と表面外観が良好な発泡体を得
るために溶融時の粘性および弾性を制御しうることを見
出した。以下、ポリメチルメタクリレート換算重量平均
分子量とポリメチルメタクリレート換算Z平均分子量を
それぞれMRWおよびMRZと略記する。
【0011】MRWおよびMRZは以下の様な測定を実施し
て求められる。即ち、テトラヒドロフランを溶媒として
分子量分布の狭いいわゆる単分散ポリメチルメタクリレ
ートを分子量の標準物質として用いて、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(以下、GPCと略記する)
を測定し、分子量と溶出時間との検量線を作成する。試
料ポリマーの濃度1mg/mlの溶液を用いてGPC測
定を実施し、下記の(1)および(2)式に基づいてM
RWおよびMRZを算出する。
【0012】 MRW=(ΣMRii )/ΣWi (1) MRZ={(Σ(MRi2 i )}/(ΣMRii) (2) (ここで、MRiとWi はそれぞれi番目の分画のポリメ
チルメタクリレート換算分子量とポリマー重量濃度を表
し、Σは全分画にわたる総和を表す。) このようにGPCを用いて分子量を測定すると、ポリマ
ーが分岐構造を含む場合には一般には真の分子量を与え
ず、これを過小評価した値となるとされている。しかし
本発明において、均一微細な発泡を実現して機械強度と
表面外観が良好な発泡体を得るために溶融時の粘性およ
び弾性を制御するという観点では有効な指標である。
【0013】本発明の樹脂組成物はMRWが5〜50万で
あることを特徴とし、好ましくは7〜40万、さらに好
ましくは9〜35万である。MRWが5万未満の場合は、
溶融時の樹脂の粘性が不足するため発泡成形において均
一微細な発泡が困難であり、得られる発泡体の外観が劣
るほか機械強度も低下するため好ましくない。一方、M
RWが50万を越える場合は、溶融時の樹脂の粘性が過大
となり成形性が低下するため、特に押出発泡成形が困難
となり、また成形温度を上げて成形性を補おうとすると
樹脂の熱分解を引き起こして均一な発泡が困難となるの
で、得られる発泡体の外観と機械強度が劣るためやはり
好ましくない。
【0014】本発明の樹脂組成物はMRZ/MRWの比が
1.8から70であることを特徴とし、好ましくは2〜
60、さらに好ましくは6〜50である。このMRZ/M
RWの比は分子量分布を表しており、特に溶融時の樹脂の
挙動と関係付けることのできる指標である。MRZ/MRW
の比が1.8未満の場合は、溶融時の樹脂の弾性が不足
するため発泡時の気泡の保持が困難で均一微細な発泡を
行わせることが困難であり、好ましくない。一方、MRZ
/MRWの比が70を越える場合は、溶融時の樹脂の弾性
が過大となり、安定な発泡を実施することが困難であ
り、やはり好ましくない。この様にMRZ/MRWの比と発
泡成形時の樹脂の溶融挙動との関係を見出したことが、
本発明を完成するに当たって重要なことであった。
【0015】フィルム成形、ブロー成形および発泡成形
などの成形加工工程における高分子溶融体の流れに関し
て、伸張流動解析の重要性が認識されてきた。特に伸張
粘度の急激な増加の程度を表すパラメーターとして、低
歪み速度での微小変形(t=tl )での粘度をλl 、高
歪み速度での時間tl (大変形)での粘度をλexp とす
ると、これらの比λexp /λl で定義される非線形パラ
メーターが着目されている(小山、日本レオロジー学会
誌、19巻、174ページ、1991年。) 本発明の樹脂組成物は、170℃での伸長粘度測定にお
いて、歪み速度0.003sec-1で200秒後の粘度
λl と歪み速度0.01sec-1で200秒後の粘度λ
exp との比λexp /λl で定義される非線形パラメータ
ーλn が1.1〜10であることが好ましく、さらに好
ましくは1.5〜9、特に好ましくは2〜8である。非
線形パラメーターλn が1.1未満の場合は、溶融樹脂
を伸張する際に弾性が不足するため、いわゆるネッキン
グを起こしやすく、均一微細に発泡させることが難し
く、外観と機械強度に優れた発泡体を得ることが困難と
なり好ましくない。一方、非線形パラメーターλn が1
0を越える場合は、溶融樹脂を伸張する際の弾性が過大
となり、樹脂が溶断しやすく均一な発泡が困難となるの
でやはり好ましくない。
【0016】本発明の樹脂組成物は、メルトフローレー
ト測定器に内径2.1mmのオリフィスを取り付け、2
30℃、3.8kg荷重の条件で測定したメルトフロー
レートが0.2g/10分間以上であることが好まし
い。また溶融樹脂のストランドのダイスウェル比が1.
5以上であることが好ましく、1.8以上であることが
さらに好ましい。メルトフローレートが0.2g/10
分間未満の場合は、樹脂組成物の溶融粘度が過大で、特
に押出発泡成形が困難となるので、好ましくない。ま
た、ダイスウェル比は樹脂組成物の溶融時の弾性に関連
する指標であり、これが1.5未満の場合は、溶融時の
樹脂の弾性が不足するためいわゆるネッキングを起こし
やすく、均一微細な発泡を行わせることが難しいため、
外観と機械強度に優れた発泡体を得ることが困難となり
好ましくない。
【0017】本発明の樹脂組成物の製造方法としては特
に制限は無く、分子量および分子量分布が制御された樹
脂組成物が得られる方法であれば、いずれを用いて製造
しても良い。例えば、下記の様な製造方法が用いうる。 1.複数の反応器を用いて重合反応を並列して行う段階
と、各々の反応器で生成した重合体を溶液状態または溶
融状態で均一に混合して分子量および分子量分布が制御
された樹脂組成物とする段階とからなる製造方法。 2.複数の直列した反応器を用いて重合反応を連続的に
行い、各々の反応器で生成する重合体の分子量と分子量
分布を制御していくことによって、最終的な樹脂組成物
の分子量および分子量分布を制御して製造する方法。 3.上記の並列および直列反応器を組み合わせる製造方
法。 4.単量体混合物に高分子量の重合体をあらかじめ溶解
しておき、その後重合反応を行うことによって樹脂組成
物の分子量および分子量分布を制御して製造する方法。 5.単量体混合物を重合する途中で連鎖移動剤および/
または単量体を後添加することによって最終的に生成す
る樹脂組成物の分子量および分子量分布を制御して製造
する方法。 6.個別に製造した分子量および分子量分布の異なる複
数の重合体を溶液状態または溶融状態で均一に混合して
分子量および分子量分布が制御された樹脂組成物とする
製造方法。
【0018】また重合方法の形式としては、懸濁重合、
乳化重合、塊状重合、あるいは溶液重合等の公知の方法
のいずれを用いても良く、これらは単独でもあるいは複
数の形式を組み合わせて実施することもいずれも可能で
ある。重合形式の組み合わせの例としては、例えば下記
の様な方法が挙げられる。 イ.単量体混合物を極く少量の連鎖移動剤の存在下(ま
たは不在下)で部分的に塊状重合し、高分子量成分を生
成させた後に該部分重合物を懸濁助剤を用いて水中に懸
濁させ、重合を完結させることによって分子量および分
子量分布が制御されたパール状の樹脂組成物を得る方
法。 ロ.単量体混合物を連鎖移動剤の不在下で乳化重合し、
この高分子量成分に単量体混合物を加えて混合物とし、
さらに懸濁助剤を用いて水中に懸濁させ、重合を完結さ
せることによって分子量および分子量分布が制御された
パール状の樹脂組成物を得る方法。
【0019】重合反応時に溶媒を用いる場合は、製造す
る樹脂組成物の透明性、色調、耐候性を損なわない様
に、化学的に安定なものを選ぶことが重要である。この
ような溶媒としては、例えばシクロヘキサン、シクロヘ
キサノン、酢酸ブチル、イソ酪酸メチル、トルエン、キ
シレン、エチルベンゼン等が挙げられ、これらは単独
で、あるいは2種類以上を併用して使用することができ
る。
【0020】さらに本発明の樹脂組成物は、その全部ま
たは一部を分岐を有する重合体とすることも可能であ
る。この場合もその製造方法には特に制限は無く、例え
ば下記の様な方法を用いることができ、これらは単独で
実施することも、あるいは組み合わせて実施することも
可能である。 a.片末端に重合反応可能な官能基を有するポリマーま
たはオリゴマー(いわゆるマクロマー、マクロモノマ
ー)をこれと共重合可能な単量体と共重合することによ
ってグラフトポリマーを生成する製造方法。 b.幹となるポリマーに水素引き抜き反応などで重合開
始点を生成させ、ここから単量体の重合を開始すること
によってグラフトポリマーを生成する製造方法。 c.1分子中に3個以上の重合反応開始可能な官能基を
有する多官能性開始剤を使用して分岐ポリマーを生成す
る製造方法。 d.1分子中に3個以上の連鎖移動可能な官能基を有す
る多官能性連鎖移動剤を使用して分岐ポリマーを含むポ
リマーを生成する製造方法。 e.片末端に官能基を有するポリマーまたはオリゴマー
と反応しうる官能基を1分子中に3個以上有する化合物
とカップリング反応させて分岐ポリマーを生成する製造
方法。
【0021】これらの分岐を有する重合体の場合にも、
例えば重合性オリゴマーまたはポリマーの分子量を制御
して製造し、これと単量体とを共重合する際の分子量も
連鎖移動剤の使用などの方法で制御することによって、
所望の分子量および分子量分布を有する樹脂組成物を製
造することが可能である。また分子量および分子量分布
を制御する実用的な方法として、1分子中に2個以上の
重合可能な官能基を有する多官能性単量体を通常の単官
能性単量体と共重合する際に、多官能性単量体の共重合
率と生成共重合体の分子量を調節することによって、分
子量分布を制御するという方法も可能である。この方法
は反応器1基のみでも分子量および分子量分布を幅広く
制御でき、かつ分散状態は均一な重合体を製造しうると
ころが有利な点である。
【0022】多官能性単量体としては、例えばエチレン
グリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタ
クリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、
1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘ
キサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオ
ールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
ポリエチレングリコールジアクリレート(分子中のエチ
レンオキシド単位は2〜20個)、ポリエチレングリコ
ールジメタクリレート(分子中のエチレンオキシド単位
は2〜20個)、、2,2’−ビス(4−メタクリロイ
ルオキシフェニル)プロパン、アリルメタクリレート、
ジビニルベンゼンなどの二官能性単量体、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、グ
リセリントリスアクリレート、グリセリントリスメタク
リレートなどの3官能性単量体、ペンタエリスリトール
テトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタ
クリレートなどの4官能性単量体、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキ
サメタクリレートなどの6官能性単量体などが挙げら
れ、これらは単独で使用しても、あるいは2種類以上を
併用しても良い。多官能性単量体の共重合率は、得られ
る重合体がGPC測定時に溶媒に可溶とするために3次
元架橋体の生成を防ぐ必要から、一般的にはかなり少量
の共重合で実施しうる。
【0023】本発明の樹脂組成物は、2種類以上の分岐
重合体を含んでも良く、また分岐重合体と通常の非分岐
重合体(リニア重合体)との混合物であっても良い。こ
の様な混合物であっても、MRWが5〜50万でMRZ/M
RWの比が1.8〜70であることが重要であり、GPC
を用いた測定に基づいて、分子量分布を設定しうる。本
発明の樹脂組成物を製造するための重合反応の種類とし
ては、フリーラジカル重合、リビングラジカル重合、リ
ビングアニオン重合、配位アニオン重合、カチオン重
合、基転移重合(グループトランスファー重合)など公
知の方法のいずれを用いても良く、これらは単独でもあ
るいは複数の種類を組み合わせて実施することもいずれ
も可能である。
【0024】本発明の樹脂組成物を製造するための重合
開始剤としては、フリーラジカル重合を用いる場合は、
ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキ
サイド、t−ブチルパーオキシ 2−エチルヘキサノエ
ート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,
5−トリメチルシクロヘキサンなどのパーオキサイド系
やアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニ
トリル、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボ
ニトリル)などのアゾ系の一般的なラジカル重合開始剤
を用いることができ、これらは単独でも、あるいは2種
類以上を併用しても良い。これらのラジカル重合開始剤
は単量体混合物に対して0.001〜1重量%の範囲で
用いるのが一般的である。また、これらのラジカル重合
開始剤と適当な還元剤とを組み合わせてレドックス系開
始剤として実施しても良い。そのほかにアルキルリチウ
ムなどを用いたアニオン重合法、有機金属錯体を用いた
配位重合法、基転移重合法などを用いて樹脂組成物を製
造しても良い。
【0025】本発明の樹脂組成物を製造するための重合
温度は、重合反応の種類に応じて適当な範囲を選ぶこと
ができる。ラジカル重合法による懸濁重合または乳化重
合では30〜120℃、塊状または溶液重合では50〜
180℃で実施するのが一般的である。ラジカル重合法
による連続塊状または連続溶液重合では、反応器から重
合体、単量体、溶媒からなる混合物を安定に払い出すた
めに、一般的には重合温度は100℃以上で実施され
る。
【0026】本発明の樹脂組成物の分子量を調節するた
めに、ラジカル重合法で製造する場合には一般的に用い
られている連鎖移動剤を使用できる。連鎖移動剤として
は、例えばn−ブチルメルカプタン、n−オクチルメル
カプタン、n−ドデシルメルカプタン、2−エチルヘキ
シルチオグリコレート、エチレングリコールジチオグリ
コレート、トリメチロールプロパントリス(チオグリコ
レート)、ペンタエリスリトールテトラキス(チオグリ
コレート)などのメルカプタン類が樹脂組成物の耐熱分
解性や耐候性の観点から好ましい。このような連鎖移動
剤は本発明の樹脂組成物のMRWを5〜50万の範囲に制
御するために必要な濃度で単量体混合物あるいは単量体
と重合体の混合物に添加して使用しうる。一般的に単量
体混合物に対して0.001〜1重量%の範囲で使用さ
れる。
【0027】本発明の樹脂組成物を製造するために、個
別に製造した分子量および分子量分布の異なる複数の重
合体を溶液状態または溶融状態で均一に混合して分子量
および分子量分布が制御された樹脂組成物する場合に混
合方法には特に制限は無い。ドラムブレンダーやヘンシ
ェルミキサーで混合する方法や、これらの方法で混合し
たあと押出機を用いて200〜280℃の温度で造粒す
る方法等がある。押出混合する場合は、樹脂組成物の変
着色や熱分解を抑制するために、押出温度、該重合体の
水分、押出機内の窒素パージ等に留意して実施すること
が好ましい。
【0028】本発明の樹脂組成物を製造する際に、本発
明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて染料、顔
料、メチルメタクリレート/スチレン共重合体ビーズな
どの有機系光拡散剤、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸
カルシウム、タルクなどの無機系光拡散剤、ヒンダード
フェノール系、リン酸塩系などの熱安定剤、酸化防止
剤、ベンゾトリアゾール系、2ーヒドロキシベンゾフェ
ノン系、サリチル酸フェニルエステル系などの紫外線吸
収剤、フタル酸エステル系、脂肪酸エステル系、トリメ
リット酸エステル系、リン酸エステル系、ポリエステル
系などの可塑剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高
級脂肪酸のモノ、ジ、またはトリグリセリドなどの離型
剤、高級脂肪酸エステル、ポリオレフィン系などの滑
剤、ポリエーテル系、ポリエーテルエステル系、ポリエ
ーテルエステルアミド系、アルキルスルフォン酸塩、ア
ルキルベンゼンスルフォン酸塩などの帯電防止剤、リン
系、リン/塩素系、リン/臭素系などの難燃剤、ガラス
繊維、炭素繊維などの補強剤等を混合して使用しても良
い。これらの添加剤を配合する方法も特に限定されるこ
とは無く、公知の方法で実施しうる。例えば、単量体混
合物にあらかじめ添加剤を溶解しておき重合する方法
や、溶融状態、ビーズ状あるいはペレット状の樹脂に添
加剤をミキサー等でドライブレンドし、押出機を用いて
混練、造粒する方法などを挙げることができる。
【0029】本発明の樹脂組成物を用いて発泡体を製造
する方法には特に制限が無く、物理発泡、化学発泡のよ
うな公知の方法で実施できる。装置的には押出発泡成
形、射出発泡成形、ビーズ発泡成形等のいずれの方法で
も製造することが可能である。特に押出発泡成形により
板状もしくは棒状などの異形に加工する用途に好適であ
る。本発明の樹脂組成物を用いて発泡体を製造する場合
は、樹脂の焼けや劣化を防ぐため、樹脂温度180〜2
70℃の範囲で実施することが好ましい。
【0030】発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタ
ン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、トリクロロト
リフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素、二酸化炭
素、水などが挙げられ、これらは単独で使用しても、ま
た2種類以上を併用しても良い。また発泡成形時に核剤
を使用して良い。核剤としてはタルクやシリカの粉体が
好適に用いられる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下に実施例と比較例を用いて本
発明の実施の形態をさらに具体的に説明するが、本発明
はこれによって何ら制限されるものではない。なお、用
いた評価および試験方法を以下に示す。 1.アクリル系共重合体の組成分析 ポリマーのジクロロメタン溶液をパイロホルムに流延・
乾燥し、窒素気流中、島津製作所製キューリーポイント
パイロライザーJHP−3型を用いて445℃にて分解
し、解重合により生成する単量体成分をただちにガスク
ロマトグラフィー用カラムに導入し分析した。このデー
タから塊状重合で得られた組成既知のポリマーの分析結
果を標準として定量計算を実施した。 2.ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GP
C) 試料20mgをテトラヒドロフラン20mlに溶解し、
TOSOH製TSK−gel−SuperH型カラムを
取り付けたTOSOH製HLC−8020型GPC測定
装置を用い、テトラヒドロフランを溶媒としてカラム温
度38℃にて測定を実施した。あらかじめ分子量分布の
狭い標準ポリメチルメタクリレート(Waters社
製)を用いて同様の測定を行い、溶出時間と分子量との
検量線を作成しておいた。各試料のクロマトグラムから
平均分子量を下記の(1)、(2)式に基づいて算出し
た。
【0032】 MRW=(ΣMRii )/ΣWi (1) MRZ={(Σ(MRi2 i )}/(ΣMRii) (2) (ここで、MRiとWi はそれぞれi番目の分画のポリメ
チルメタクリレート換算分子量とポリマー重量濃度を表
し、Σは全分画にわたる総和を表す。) 3.メルトフローレート(MFR) ASTM D1238のI条件で測定した。 4.ダイスウェル比 上記のMFR測定を実施したときのストランドの径をノ
ギスで計測し、MFR用オリフィスの内径2.1mmで
除した比で示した。 5.非線形パラメーター メルトフローレート測定器から溶融流下させて作製した
直径2〜5mmのストランドをサンプルとして、東洋精
機製メルテンレオメータNo.670を用いて170℃
での伸長粘度測定を実施した。歪み速度0.003se
-1で200秒後の粘度λl と歪み速度0.01sec
-1で200秒後の粘度λexp を計測し、その比λexp /
λl を非線形パラメーターと定義した。 6.落錘強度試験 重さ100gの錘体を30cmの高さから落とし、発泡
体の変形、破損状態を観察した。 7.耐候性の評価 発泡体をサンシャインウェザーオメータで1000時間
暴露後の外観、色調の変化を目視判定した。
【0033】また、略号は下記の化合物を示す。 MA ;メチルメタクリレート MA ;メチルアクリレート BA ;ブチルアクリレート ST ;スチレン EGDMA ;エチレングリコールジメタクリレート LPO ;ラウロイルパーオキサイド AIVN ;アゾビスイソバレロニトリル BPTMCH;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)
−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン n−OM ;n−オクチルメルカプタン なお部数は、特に断らない限り重量部を示す。
【0034】
【実施例1】内容積60リットルの攪拌機付きステンレ
ス製耐圧反応器にイオン交換水30リットル、第3リン
酸カルシウム150gおよびラウリル硫酸ナトリウム
1.2gを仕込み、攪拌しながら窒素雰囲気下に75℃
に昇温して酸素の影響が事実上無い状態にした。MMA
16000g、MA4000g、EGDMA24g、L
PO40g、n−OM52gおよびチヌビンP(日本チ
バガイギー製)2gとからなる単量体混合物を反応器へ
添加し、75℃で3時間反応させ、その後90℃以上に
昇温してさらに1時間保持し、重合を完結させた。生成
ポリマーをろ別、水洗、乾燥してビーズ状のアクリル系
樹脂(A)を得た。
【0035】このアクリル系樹脂(A)の組成分析結果
は、MMA単位/MA単位=80/20(重量比)であ
った(なお、EGDMAは微量のため検出できなかっ
た。)。またGPC分析を実施した結果は、MRW=31
×104 およびMRZ/MRW=3.3であった。さらにM
FRは1.3g/10分間であり、この測定時のストラ
ンドから計測したダイスウェルは1.9であった。さら
に170℃での非線形性パラメーターは1.2であっ
た。
【0036】このアクリル系樹脂(A)に発泡核剤とし
てタルクをヘンシェルミキサーで混合し、スクリュー径
30mmの押出発泡成形機を用いて発泡剤としてブタン
を注入口より圧入しながら240℃で厚さ約2cm、幅
約15cm、密度約0.1〜0.2g/cm3 の低発泡
板を成形した。製造結果と評価結果を表1、表2に示し
た。
【0037】
【比較例1】単量体混合物をMMA18800g、MA
1200g、LPO40g、n−OM27gおよびチヌ
ビンP2gとからなるものとした以外は実施例1と同様
にしてアクリル系樹脂(B)を得た。このアクリル系樹
脂(B)の組成分析結果は、MMA単位/MA単位=9
4/6(重量比)であり、GPC分析を実施した結果
は、MRW=14×104 およびMRZ/MRW=1.6であ
った。MFRは0.5g/10分間であり、この測定時
のストランドから計測したダイスウェルは1.1であっ
た。また170℃での非線形性パラメーターは1.0
(即ち、非線形性を示さない)であった。
【0038】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表3、表4に示す。
【0039】
【実施例2】実施例1で製造したアクリル系樹脂(A)
60重量部と比較例1で製造したアクリル系樹脂(B)
40重量部とをドラムブレンダーで混合し、その後ナカ
タニ機械製AS30型二軸押出機を用いて260℃で溶
融混練しペレタイズした。得られた樹脂組成物の組成分
析結果は、MMA単位/MA単位=85.5/14.5
(重量比)であった(なお、EGDMAは微量のため検
出できなかった。)。GPC分析を実施した結果は、M
RW=25×104 およびMRZ/MRW=2.8であった。
さらにMFRは1.0g/10分間であり、この測定時
のストランドから計測したダイスウェルは1.5であっ
た。170℃での非線形性パラメーターは1.1であっ
た。
【0040】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表1、表2に示す。
【0041】
【実施例3】単量体混合物をMMA16000g、MA
4000g、EGDMA10g、LPO40g、n−O
M26gおよびチヌビンP(日本チバガイギー製)2g
とからなるものとした以外は実施例1と同様にしてアク
リル系樹脂(C)を得た。このアクリル系樹脂(C)の
組成分析結果は、MMA単位/MA単位=80/20
(重量比)であり(EGDMAは微量なため未検出)、
GPC分析を実施した結果は、MRW=34×104 およ
びMRZ/MRW=2.7であった。MFRは0.3g/1
0分間であり、この測定時のストランドから計測したダ
イスウェルは1.6であった。また170℃での非線形
性パラメーターは1.1であった。
【0042】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表1、表2にまとめて示した。
【0043】
【実施例4】内容積10リットルの完全混合型ステンレ
ス製耐圧反応器にMMA90重量部、MA10重量部、
およびAIVN0.02重量部からなる単量体混合物を
連続的に仕込み、40℃、平均滞留時間2時間の条件で
予備重合を行い、MRWが約150万のポリマーを約10
重量%含むシラップを調整した。このシラップ95重量
部に対してエチルベンゼン5重量部、BPTMCH0.
01重量部およびn−OM0.20重量部を混合しなが
ら、第2の内容積10リットルの完全混合型ステンレス
製耐圧反応器へ連続的にフィードし、150℃、平均滞
留時間2時間の条件で重合を行い、単量体の転化率59
重量%、固体成分含有量56重量%のポリマー、未反応
単量体、溶剤、開始剤と連鎖移動剤の残留分および分解
残さを含む混合物を得た。次にこの混合物をギアポンプ
で定常的に払い出し、脱揮用タンク中に流延落下させ、
真空度30トール以下、温度220℃で揮発分を除去し
た後、ポリマー100重量部当たりチヌビンP0.01
重量部をミキサーで混合しながら押出し、造粒してアク
リル系樹脂(D)をペレットとして得た。
【0044】このアクリル系樹脂(D)の組成分析結果
は、MMA単位/MA単位=90/10(重量比)であ
り、GPC分析を実施した結果は、MRW=15×104
およびMRZ/MRW=6.5であった。MFRは1.0g
/10分間であり、この測定時のストランドから計測し
たダイスウェルは1.9であった。また170℃での非
線形性パラメーターは1.6であった。
【0045】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表1、表2にまとめて示した。
【0046】
【実施例5】内容積1リットルの完全混合型ステンレス
製耐圧反応器(1)にMMA85.5重量部、MA9.
5重量部、エチルベンゼン5重量部、BPTMCH0.
01重量部およびn−OM0.01重量部からなる単量
体混合物を連続的に仕込み、150℃、平均滞留時間2
時間の条件で重合を行い、単量体の転化率55重量%、
固体成分含有量52重量%のポリマー、未反応単量体、
溶剤、開始剤と連鎖移動剤の残留分および分解残さを含
む混合物を得た。別の内容積10リットルの完全混合型
ステンレス製耐圧反応器(2)にMMA85.5重量
部、MA9.5重量部、エチルベンゼン5重量部、BP
TMCH0.01重量部およびn−OM0.23重量部
からなる単量体混合物を連続的に仕込み、150℃、平
均滞留時間2時間の条件で重合を行い、単量体の転化率
55重量%、固体成分含有量52重量%のポリマー、未
反応単量体、溶剤、開始剤と連鎖移動剤の残留分および
分解残さを含む混合物を得た。これら2つの混合物をそ
れぞれギアポンプで定常的に払い出し、スタティックミ
キサーを用い5/95重量比で混合してから脱揮用タン
ク中に流延落下させ、真空度30トール以下、温度22
0℃で揮発分を除去した後、ポリマー100重量部当た
りチヌビンP0.01重量部をミキサーで混合しながら
押出し、造粒してアクリル系樹脂(E)をペレットとし
て得た。
【0047】このアクリル系樹脂(E)の組成分析結果
は、MMA単位/MA単位=90/10(重量比)であ
り、GPC分析を実施した結果は、MRW=14×104
およびMRZ/MRW=6.2であった。MFRは1.1g
/10分間であり、この測定時のストランドから計測し
たダイスウェルは1.8であった。また170℃での非
線形性パラメーターは1.5であった。
【0048】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表1、表2にまとめて示した。
【0049】
【比較例2】内容積10リットルの完全混合型ステンレ
ス製耐圧反応器にMMA93重量部、MA2重量部、エ
チルベンゼン5重量部、BPTMCH0.01重量部お
よびn−OM0.28重量部からなる単量体混合物を連
続的に仕込み、150℃、平均滞留時間2時間の条件で
重合を行い、単量体の転化率59重量%、固体成分含有
量56重量%のポリマー、未反応単量体、溶剤、開始剤
と連鎖移動剤の残留分および分解残さを含む混合物を得
た。この混合物をギアポンプで定常的に払い出し、ポリ
マー100重量部当たりチヌビンP0.03重量部をミ
キサーで混合しながら押出し、造粒してアクリル系樹脂
(F)をペレットとして得た。
【0050】このアクリル系樹脂(F)の組成分析結果
は、MMA単位/MA単位=98/2(重量比)であ
り、GPC分析を実施した結果は、MRW=7×104
よびM RZ/MRW=1.5であった。MFRは6.2g/
10分間であり、この測定時のストランドから計測した
ダイスウェルは1.1であった。また170℃での非線
形性パラメーターは1.0(即ち、非線形性を示さな
い)であった。
【0051】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表3、表4にまとめて示した。
【0052】
【比較例3】単量体混合物をMMA18950g、MA
1050g、LPO60g、およびn−OM100gと
からなるものとした以外は実施例1と同様にしてアクリ
ル系樹脂(G)を得た。このアクリル系樹脂(G)の組
成分析結果は、MMA単位/MA単位=95/5(重量
比)であり、GPC分析を実施した結果は、MRW=5×
104 およびMRZ/MRW=1.5であった。MFRは2
3g/10分間であり、この測定時のストランドから計
測したダイスウェルは1.1であった。また170℃で
の非線形性パラメーターは1.0(即ち、非線形性を示
さない)であった。
【0053】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表3、表4にまとめて示した。
【0054】
【実施例6】内容積60リットルの攪拌機付きステンレ
ス製耐圧反応器にイオン交換水30リットル、ジオクチ
ルスルホコハク酸ナトリウム200g、ナトリウムホル
ムアルデヒドスルホキシレート100gを仕込み、攪拌
しながら窒素雰囲気下に75℃に昇温して酸素の影響が
事実上無い状態にした。MMA18000g、BA20
00g、ジクミルパーオキサイド20g、n−OM4g
およびチヌビンP2gとからなる単量体混合物を反応器
へ30分間かけて連続的に添加し、75℃で2時間反応
させ、その後90℃以上に昇温してさらに1時間保持し
て重合を完結させた。生成したラテックスを電子顕微鏡
観察すると、平均粒子径約0.1μmのほぼ均一な粒径
分布を示した。このラテックスを硫酸ナトリウム水溶液
を用いて塩析し、ろ別、水洗、乾燥してパウダー状でM
RWが約240万のアクリル系樹脂(H)を得た。
【0055】比較例2で製造したアクリル系樹脂(F)
97重量部と今回製造したアクリル系樹脂(H)3重量
部とをドラムブレンダーで混合し、その後ナカタニ機械
製AS30型二軸押出機を用いて250℃で溶融混練し
ペレタイズした。得られた樹脂組成物の組成分析結果
は、MMA単位/MA単位/BA単位=94.0/5.
7/0.3(重量比)であった。またGPC分析を実施
した結果は、MRW=12×104 およびMRZ/MRW=1
0.1であった。さらにメルトフローレートは4.9g
/10分間であり、この測定時のストランドから計測し
たダイスウェルは1.9であった。170℃での非線形
性パラメーターは1.8であった。
【0056】以下は実施例1と同様に評価した。製造結
果と評価結果を表1、表2にまとめて示した。
【0057】
【実施例7〜10】用いるアクリル系樹脂の種類と量を
表1の様に変えた以外は実施例6と同様にして実施し
た。製造結果と評価結果を表1、表2にまとめて示し
た。
【0058】
【比較例4〜6】用いるアクリル系樹脂の種類と量を表
3の様に変えた以外は実施例6と同様にして実施した。
製造結果と評価結果を表3、表4にまとめて示した。
【0059】
【比較例7】内容積60リットルの攪拌機付きステンレ
ス製耐圧反応器にイオン交換水30リットル、ジオクチ
ルスルホコハク酸ナトリウム200g、ナトリウムホル
ムアルデヒドスルホキシレート100gを仕込み、攪拌
しながら窒素雰囲気下に75℃に昇温して酸素の影響が
事実上無い状態にした。MMA1880g、BA120
g、ジクミルパーオキサイド2g、アリルメタクリレー
ト2gおよびチヌビンP0.2gとからなる単量体混合
物を反応器へ30分間かけて連続的に添加し、75℃で
さらに30分間反応させて最内硬質層の重合を完結させ
た。次にBA8000g、ST2000g、アリルメタ
クリレート200gおよびチヌビンP1gとからなる単
量体混合物を反応器へ2時間かけて連続的に添加し、7
5℃でさらに2時間反応させて架橋軟質層の重合を完結
させた。その後MMA7500g、BA500g、n−
OM18gおよびチヌビンP0.8gとからなる単量体
混合物を反応器へ30分間かけて連続的に添加し、75
℃でさらに60分間反応させて最外硬質層の重合を完結
させた。生成したラテックスを電子顕微鏡観察すると、
平均粒子径約0.1μmのほぼ均一な粒径分布を示し
た。このラテックスを硫酸ナトリウム水溶液を用いて塩
析し、ろ別、水洗、乾燥してパウダー状の3層構造アク
リルゴムであるアクリル系樹脂(I)を得た。
【0060】比較例2で製造したアクリル系樹脂(F)
60重量部と今回製造したアクリル系樹脂(I)40重
量部とをドラムブレンダーで混合し、その後ナカタニ機
械製AS30型二軸押出機を用いて250℃で溶融混練
しペレタイズした。以下は実施例1と同様に評価した。
製造結果と評価結果を表3、表4にまとめて示した。
【0061】
【比較例8】用いる樹脂を旭化成製ポリスチレン「68
0」とした以外は実施例1と同様にして実施した。製造
結果と評価結果を表3、表4にまとめて示した。
【0062】
【比較例9】用いる樹脂を旭化成製ポリスチレン「G9
401」とした以外は実施例1と同様にして実施した。
製造結果と評価結果を表3、表4にまとめて示した。
【0063】
【表1】
【0064】
【表2】
【0065】
【表3】
【0066】
【表4】
【0067】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、耐候性、外観、
機械強度、リサイクル性、焼却時の発煙の少なさに優れ
た密度0.014〜0.074g/cm3 のいわゆる高
発泡体も、密度0.075〜0.93g/cm3 のいわ
ゆる低発泡体もいずれの製造にも使用できる。高発泡体
は、その強度を生かして断熱材や緩衝材として好適であ
る。また低発泡体は、耐候性と機械強度を生かし、また
釘打ちや鋸切断などの加工もできることから、屋外で使
用される建材、合成木材、防音壁、看板等に広く利用で
きる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メチルメタクリレート単量体単位70〜
    99.8重量%およびこれと共重合可能な他の単量体単
    位0.2〜30重量%とからなり、ゲルパーミエーショ
    ンクロマトグラフィーを用いて測定したポリメチルメタ
    クリレート換算重量平均分子量が5〜50万であり、ポ
    リメチルメタクリレート換算Z平均分子量/ポリメチル
    メタクリレート換算重量平均分子量の比が1.8〜70
    である発泡成形用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】170℃での伸長粘度測定において、歪み
    速度0.003sec-1で200秒後の粘度λl と歪み
    速度0.01sec-1で200秒後の粘度λexp との比
    λexp /λl で定義される非線形パラメーターλn が
    1.1〜10であることを特徴とする特許請求範囲第1
    項記載の発泡成形用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】ポリメチルメタクリレート換算Z平均分子
    量/ポリメチルメタクリレート換算重量平均分子量の比
    が6〜50である特許請求範囲第1、2項記載の発泡成
    形用樹脂組成物。
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