JP2001200121A - 塩化ビニル系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来品に比べて優れたノッチ耐性を有する塩
化ビニル系樹脂組成物の提供。 【解決手段】 ポリ塩化ビニルを主成分とするマトリッ
クス樹脂７０〜９９％中に、ガラス転移温度が−２０℃
以下、平均粒子径が０. ０１〜１μｍのアクリル系共重
合体１〜３０重量％が分散された塩化ビニル系樹脂１０
０重量部に、塩素化度２０〜４５％の塩素化ポリエチレ
ン０. １〜５重量部又は繊維径０. １〜５μｍ、繊維長
１〜５０μｍの無機充填剤０. １〜５重量部が配合され
てなる塩化ビニル系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐衝撃強度に優れ
た成形体を得るための塩化ビニル系樹脂組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本来、塩化ビニル系樹脂は機械的強度、
耐薬品性に優れた特性を有する材料として多くの用途に
用いられている。しかし、硬質用に用いると耐衝撃性に
劣るという欠点を有しており、種々の改良方法が提案さ
れている。特に、耐衝撃性を必とする用途に、アクリル
ゴム共重合体を添加させた塩化ビニル系樹脂組成物や架
橋したアクリル系共重合体に塩化ビニルをグラフト共重
合させた塩化ビニル系樹脂（特開昭６０−２５５８１３
号公報）が提案されたいる。しかしながら、上記アクリ
ルゴム添加塩化ビニル系樹脂組成物の成形品に、微細な
切り欠き（ノッチ）が入ると耐衝撃性の低下が見られ
る。そのためゴムをさらに添加するのが望ましいがあま
り添加しすぎると引張強度の低下が見られる。そこで、
ノッチが入っても耐衝撃性が低下しない、ノッチ耐性に
優れた塩化ビニル系樹脂組成物が要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に鑑みてなされたものであり、従来品に比べて
優れたノッチ耐性を有する塩化ビニル系樹脂組成物を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ポリ塩化ビニルを主成分とするマトリックス樹脂７０〜
９９重量％中に、ガラス転移温度が−２０℃以下、平均
粒子径が０．０１〜１μｍのアクリル系共重合体１〜３
０重量％が分散された塩化ビニル系樹脂１００重量部
と、塩素化度２０〜４５％の塩素化ポリエチレン０．１
〜５重量部からなる塩化ビニル系樹脂組成物である。

【０００５】請求項２記載の発明は、ポリ塩化ビニルを
主成分とするマトリックス樹脂７０〜９９重量％中に、
ガラス転移温度が−２０℃以下、平均粒子径が０．０１
〜１μｍのアクリル系共重合体１〜３０重量％が分散さ
れた塩化ビニル系樹脂１００重量部と、繊維径０．１〜
５μｍ、繊維長１〜５０μｍの無機充填剤０．１〜５重
量部からなる塩化ビニル系樹脂組成物である。

【０００６】上記塩素化ポリエチレンとしては、ポリ塩
化ビニルを主成分とするマトリックス樹脂との相溶性を
持たせる必要があることから、その塩素化度は２０〜４
５％に制限される。その種類は特に限定されないが、例
えば、市販品としてデュポンダウエラストマー社製「Ｔ
ｙｒｉｎ３６１５Ｐ、塩素化度３６％」等が挙げられ
る。添加量については、少なすぎるとノッチ耐性にほと
んど効果がなく、多すぎると引張強度が低下するため、
塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、０．１〜５重量
部に制限され、好ましくは０．５〜３重量部である。塩
素化ポリエチレンは塩化ビニル樹脂中に網目状に存在
し、クラックの伝播を抑制するためノッチ耐性が向上す
ると考えられる。

【０００７】上記無機充填剤は塩化ビニル系樹脂中に存
在し、衝撃によって生ずるクラックの伝搬を抑制するた
めにノッチ耐性が向上すると考えられる。無機充填剤の
大きさは、クラック伝搬を抑制する効果として、繊維径
０．１〜５μｍ、繊維長１〜５０μｍに制限され、その
種類は特に限定されないが、例えば、チタン酸カリウム
ウィスカー、ケイ酸カルシウムウィスカー、ガラス繊維
等が挙げられる。上記チタン酸カリウムウィスカーは、
大塚化学社製「ティスモ」として、ケイ酸カルシウムウ
ィスカーは、大塚化学社製「バイスタル」として それ
ぞれ市販されている。添加量は、少なすぎるとノッチ耐
性に殆ど効果が無く、多すぎると衝撃強度が低下するた
めに、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、０．１
〜５重量部に制限され、好ましくは０．５〜３重量部で
ある。

【０００８】上記塩化ビニル系樹脂中のポリ塩化ビニル
の重合度は、小さ過ぎても大きすぎても充分な成形品の
成形性が得られにくくなるため、３００〜２０００が適
当であり、好ましくは４００〜１６００である。

【０００９】上記塩化ビニル系樹脂中のアクリル系共重
合体のガラス転移温度は−２０℃以下、平均粒子径は
０．０１〜１μｍに制限される。ガラス転移温度が−２
０℃を越えると、常温域でアクリル共重合体の柔軟性が
失われ、衝撃吸収能力が低下する。また平均粒子径が１
μｍを越えると耐衝撃性と引張強度が共に低下し、０．
０１μｍより小さくなると微粒子を多数含むことにな
り、粘着性が増大して金型に付着、外観不良の原因とな
る。上記アクリル系共重合体は、架橋されていなくても
良いし、他官能モノマーを併用して架橋されていても良
い。又、上記アクリル系共重合体の量は、少なすぎると
耐衝撃性が劣り、多すぎると引張強度が低下するので、
塩化ビニル系樹脂中１〜３０重量％に制限される。

【００１０】上記アクリルゴムが分散された塩化ビニル
系樹脂を製造する方法は特に限定されないが、塩化ビニ
ル樹脂にアクリル系共重合体を添加する方法、架橋した
アクリル系共重合体に塩化ビニルをグラフト共重合する
方法等が挙げられる。

【００１１】上記塩化ビニルモノマーがグラフト重合さ
れるアクリル系共重合体に使用されるモノマーとして
は、単独重合体のガラス転移温度が−２０℃未満である
（メタ）アクリレートが好適に用いられる。上記（メ
タ）アクリレートとしては、例えば、エチルアクリレー
ト、ｎ‐プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレ
ート、ｎ‐ブチルアクリレート、ｉｓｏ‐ブチルクリレ
ート、ｓｅｃ‐ブチルアクリレート、ｎ‐ヘキシルアク
リレート、ｎ‐ヘプチルアクリレート、ｎ‐オクチル
（メタ）アクリレート、２‐メチルヘプチル（メタ）ア
クリレート、２‐エチルヘキシルアクリレート、ｎ‐ノ
ニル（メタ）アクリレート、２‐メチルオクチル（メ
タ）クリレート、２‐エチルヘプチルメタクリレート、
ｎ‐デシル（メタ）アクリレート、２‐メチルノニル
（メタ）アクリレート、２‐エチルオクチル（メタ）ア
クリレート、ｎ‐ドデシルメタクリレート等のアルキル
（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシエチルアクリレ
ート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート等が挙げら
れ、これらは単独または２種以上を組み合わせて用いる
ことができる。

【００１２】上記アクリル系共重合体には、該共重合体
のガラス転移温度が−２０℃を超えない範囲で、成形性
改善を目的として、上記（メタ）アクリレートと共重合
可能な他のモノマー、例えば、メチル（メタ）アクリレ
ート等が共重合されていてよい。更に、上記アクリル系
共重合体の粒子強度の保持を目的として、多官能モノマ
ー、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート
等が共重合されてよい。又、上記アクリル系共重合体と
して、例えば、「カネエース（鐘淵化学社製）」等の市
販品が使用されてもよい。尚、上記単独共重合体のガラ
ス転移温度が−２０℃未満である（メタ）アクリレート
の単独重合体のガラス転移温度は、培風館発行 高分子
学会編「高分子データ・ハンドブック（基礎編）」等に
よった。

【００１３】上記アクリル共重合体に塩化ビニルモノマ
ーをグラフト共重合させる方法としては、特に限定され
るものではなく、例えば、懸濁重合法、乳化重合法、溶
液重合法、塊状重合法等が挙げられるが、本発明を有利
に実施するためには、懸濁重合法が望ましい。上記懸濁
重合法は分散剤及び油溶性重合開始剤を用いる。

【００１４】上記、塩化ビニル樹脂組成物には、成形す
る際に必要に応じて熱安定剤、安定化助剤、滑剤、加工
助剤、酸化防止剤、光安定剤、充填剤、顔料等が添加さ
れ用いられる。

【００１５】上記熱安定剤としては、例えば、ジメチル
錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジブチル錫マ
レート、ジブチル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マ
レート、ジオクチル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラ
ウレート、ジブチル錫ラウレートポリマー等の有機安定
剤、ステアリン酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性硫
酸鉛等の鉛系安定剤、カルシウム−亜鉛系安定剤、バリ
ウム−亜鉛系安定剤、バリウム−カドミウム系安定剤等
が挙げられる。

【００１６】上記安定化助剤としては、例えば、エポキ
シ化大豆油、エポキシ化アマニ豆油エポキシ化テトラヒ
ドロフタレート、エポキシ化ポリブタジエン、リン酸エ
ステル等が挙げられる。

【００１７】上記滑剤としては、例えば、モンタン酸ワ
ックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、
ステアリン酸、ステアリルアルコール、ステアリン酸ブ
チル等が挙げられる。

【００１８】上記加工助剤としては、例えば、重量平均
分子量１０万〜２００万のアルキルアクリレート／アル
キルメタクリレート共重合体であるアクリル系加工助剤
が挙げられ、具体例としては、ｎ‐ブチルアクリレート
／メチルメタクリレート共重合体、２‐エチルヘキシル
アクリレート／メチルメタクリレート／ブチルメタクリ
レート共重合体等が挙げられる。

【００１９】上記酸化防止剤としては、例えば、フェノ
ール系抗酸化剤等が挙げられる。上記光安定剤として
は、例えば、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン
系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の
紫外線吸収剤、あるいはヒンダードアミン系の光安定剤
等が挙げられる。

【００２０】上記充填剤としては、例えば、炭酸カルシ
ウム、タルク等が挙げられる。上記顔料としては、例え
ば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ
系等の有機顔料、酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫
化物・セレン化物系、フェロシアン化物系等の無機顔料
等が挙げられる。

【００２１】また、上記塩化ビニル系樹脂には、成形時
の加工性を向上させる目的で可塑剤が添加されてもよ
く、例えば、ジブチルフタレート、ジ‐２‐エチルヘキ
シルフタレート、ジ‐２‐エチルヘキシルアジペート等
が挙げられる。

【００２２】上記添加剤を上記塩化ビニル系樹脂に混合
する方法としては、ホットブレンドによる方法でも、コ
ールドブレンドによる方法でもよく、また、成形方法と
しては、例えば、押出成形法、射出成形法、カレンダー
成形法、プレス成形法等が挙げられる。

【００２３】

〔アクリル系共重合体の作製〕

（Ａ−１〜４、Ｂ−１〜５）イオン交換水８０重量部、
乳化分散剤（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ルアンモニウムサルフェート）１重量部、モノマー（組
成は表１に示す）１００重量部を混合、攪拌し、乳化モ
ノマー液を調製した。一方、重合器に残りのイオン交換
水１６０重量部を入れ、攪拌下、重合器内を減圧して容
器内の脱酸素を行った後、窒素により圧力を大気圧まで
戻し、内部を窒素置換した後、重合槽を７０℃まで昇温
した。昇温が完了した重合槽に重合開始剤（過硫酸アン
モニウム）０．１重量部、および上記乳化モノマー液の
２０重量％（シードモノマー）を一括して投入し、重合
を開始した。シードモノマーが重合消費された後、乳化
モノマーの残りを３時間かけて滴下した。滴下終了後１
時間、熟成期間を置いた後、重合槽を冷却して重合を終
了し、固形分濃度約３０重量％、粒子径約０．１μｍの
アクリル系共重合体ラテックス（以下ラテックスとす
る）を得た。

【００２４】〔塩化ビニル系樹脂の作製〕 （Ａ２〜４、Ｂ３〜５）次いで、撹拌機及びジャケット
を備えた重合器に、イオン交換水２５５重量部、上記ラ
テックス所定量、部分ケン化ポリ酢酸ビニルの３％水溶
液１０重量部、ｔ‐ブチルパーオキシネオデカノエート
０．０２重量部及びα‐クミルパーオキシネオデカノエ
ート０．０１重量部を一括投入し、その後、真空ポンプ
で重合器内の空気を排出し、更に撹拌条件下で塩化ビニ
ル所定量を投入した後、ジャケット温度の制御により重
合温度５７℃にて重合を開始した。（ラテックス及び塩
化ビニルの量は、ラテックス中の固形分＋塩化ビニル＝
１００重量部として表１に示す。） 反応器内の圧力が０．６ＭＰａの圧力まで低下すること
で反応終了を確認し、冷却して停止した。その後、未反
応の塩化ビニルモノマーを除去し、更に、脱水、乾燥し
て塩化ビニル系樹脂を得た。塩化ビニル系樹脂中の塩化
ビニルの重合度は約１０００であった。 （Ａ１、Ｂ１〜２）また、重合度１０００のストレート
塩化ビニル樹脂（ＴＳ−１０００Ｒ、徳山積水社製）に
アクリルゴム（カネエースＦＭ、鐘淵化学社製）を添加
し、塩化ビニル系樹脂組成物を得た。（組成比について
は表１に示す。）

【００２５】〔平板の製作〕 （実施例１〜８、比較例１〜１５）表２、３の配合組成
に従い、スーパーミキサー（２０Ｌ、カワタ社製）にて
攪拌、混合して塩化ビニル系樹脂組成物を得た。得られ
た塩化ビニル系樹脂組成物を１９０℃で４分間ロール混
練した後、２００℃で３分間プレスして厚さ３ｍｍの塩
化ビニル系樹脂製平板を成形した。

【００２６】〔評価〕得られたアクリル系共重合体、平
板を用いて下記の評価を行った。 （ガラス転移温度）アクリル系共重合体ラテックスの乾
燥被膜約１０ｍｇ、また、市販アクリルゴムについて
は、そのまま１０ｍｇを試料として、セイコー電子工業
社製示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定した。測定
温度範囲は−１００〜２５℃、走査速度は５℃／ｍｉｎ
とした。結果を表１に示す。 （ノッチ耐性）ナイフで０．１ｍｍの微細な切り欠き
（ノッチ）を付けた上記３ｍｍ厚の平板を試料として用
い、計装化衝撃試験を行った。特にその最大荷重値はサ
ンプルにクラックが発生した時の荷重でありその最大荷
重値をノッチ耐性の指標とした。測定はノッチ面を下向
きにして上方からポンチで打ち抜いた。設定試験速度は
４．０ｍ／ｓ、測定温度は０℃である。結果を表２、３
に示す。 （引張強度）上記平板を試料として、ＪＩＳ Ｋ ７１
１３に準拠し、引張試験を行った。測定温度は２３℃で
ある。結果を表２、３に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の塩化ビニル系樹脂
組成物は、微細な切り欠き（ノッチ）の耐性に優れてお
り、塩化ビニル樹脂の成形加工に使用される通常の滑
剤、顔料等を配合することにより、流動性よく成形加工
を行うことができる。上記特性を生かして高い衝撃性と
機械強度を要求される硬質塩化ビニル管、継手、外壁、
防音壁、窓枠、プラサッシ等に好適に使用され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 23:28） Ｃ０８Ｌ 23:28） (Ｃ０８Ｌ 51/00 (Ｃ０８Ｌ 51/00 23:28） 23:28） Ｆターム(参考） 4J002 BB243 BD041 BG042 BG052 BG072 BN201 DE236 DJ046 FA006 FD010 FD020 FD040 FD050 FD060 FD070 FD090 FD170

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ塩化ビニルを主成分とするマトリッ
   クス樹脂７０〜９９重量％中に、ガラス転移温度が−２
   ０℃以下、平均粒子径が０．０１〜１μｍのアクリル系
   共重合体１〜３０重量％が分散された塩化ビニル系樹脂
   １００重量部と、塩素化度２０〜４５％の塩素化ポリエ
   チレン０．１〜５重量部からなることを特徴とする塩化
   ビニル系樹脂組成物。
2. 【請求項２】 ポリ塩化ビニルを主成分とするマトリッ
   クス樹脂７０〜９９重量％中に、ガラス転移温度が−２
   ０℃以下、平均粒子径が０．０１〜１μｍのアクリル系
   共重合体１〜３０重量％が分散された塩化ビニル系樹脂
   １００重量部と、繊維径０．１〜５μｍ、繊維長１〜５
   ０μｍの無機充填剤０．１〜５重量部からなることを特
   徴とする塩化ビニル系樹脂組成物。