JP2009518515A - 低蓄熱の耐候性樹脂組成物及び方法 - Google Patents

低蓄熱の耐候性樹脂組成物及び方法 Download PDF

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Abstract

少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料および少なくとも1種の有機系着色剤を含む着色料の組合せを含む樹脂組成物が開示され、そこでは、無機顔料と有機系着色剤との組合せが、成形部品中で、反射光成分を含むとき約30未満のL*値及びASTM D4803−89による測定で約34℃未満の温度上昇(HBU)をもたらしている。成形品が前述の組成物から製造されるので、前述の組成物の製造方法も本発明の実施態様である。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2005年12月5日出願の出願第11/294126号の一部継続出願である。
本発明は、組成物が良好な色合い及び低蓄熱特性を有する有機系及び無機系着色剤の組合せを含む樹脂組成物、及び該組成物を製造する方法に関する。
暗色は高い温度を伴う。暗色のプラスチック成形品は、太陽光の下でしばしば高温になり、表面の変形、亀裂、及び膨張を引き起こす。無機系赤外線反射(IRR)顔料の使用が、例えば、Progress in Organic Coatings, 20, 1992中のR.F.Brady及びL.V.Wake著「規定された赤外線性質を有する有機塗料に対する原理と処方(Principles and Formulation for Organic Coatings with Tailored Infrared Properties)」に記載されている。赤外線(IR)反射顔料は、熱変形及び膨張の問題に役立つが、達成可能な色空間は、中間暗色に限られる。例えば、漆黒はIR反射顔料だけの使用によってプラスチック成形品で達成できない。特にL*値40以下の濃暗色(暗褐色、暗緑色、暗青色、暗赤色及び黒色)は、IRR顔料だけの使用によってはプラスチック成形品では達成できない。望ましい漆黒性(L値30以下の暗色)を得るためには、米国特許第6822041号に記載されているように有機系着色剤も組成物中に含まれていた。その欠点があるとすれば、知られているように、有機系着色剤の耐太陽光性が不十分であり、その結果として耐候性が不十分であることである。
米国特許第6366397号において、暗色は多層システムを使用するプラスチック成形品で達成されている。その中には、IR領域でより高い太陽光反射をする塗膜配置が記載されている。その配置が有効に機能する2層からなっていなければならないことが、ここでの欠点である。高い日射反射率を有する白色層が第1層又は基層として要求される。次いでこの基層の上に暗色層が施される。ここでの欠点は、低い太陽光吸収を有する暗色の表面を実現するために2層が施さなければならないことだけではなく、暗色の外層に損傷が生じた場合、暗色の外観を妨げることになる白色層が出現することである。欧州特許第1541636号は、耐候性及び耐衝撃性を有する低蓄熱の熱可塑性樹脂を得るために2種の無機顔料の組合せを使用することを記載している。
従って、低いL*値を有し、良好な耐太陽光性も有するプラスチック成形品のための組成物を開発することは依然として興味がある。
本発明者らは、低いL*値を有し、良好な耐太陽光性も有するプラスチック成形品のための組成物を見出した。一実施態様では、本発明は、以下を含む組成物である:(i)(i−a)硬質熱可塑性相に分散した不連続エラストマー相を含むゴム変性熱可塑性樹脂であって、硬質熱可塑性相の少なくとも一部がエラストマー相にグラフトされ;エラストマー相は少なくとも1種の(C1〜C12)アルキル(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構造単位を有するポリマーを含み;硬質熱可塑性相は少なくとも1種のビニル芳香族モノマー及び少なくとも1種のモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導される構造単位を含むゴム変性熱可塑性樹脂、(i−b)カーボネート構造単位を含むコポリマー、及び(i−c)ポリカーボネート及びポリカーボネートと異なる少なくとも1種の他の樹脂を含むブレンドからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂;及び(ii)(ii−a)少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料及び(ii−b)少なくとも1種の有機系着色剤を含む着色剤の組合せであって、該無機顔料と有機系着色剤との組合せが、成形品中で、ASTM D4803−89による測定で、約34℃以下の温度上昇(HBU)及び、反射光成分を含むときは約30未満の、反射光成分を含まないときは約20未満のL*値をもたらす組合せ。
別の実施態様では、本発明は、(i−a)硬質熱可塑性相に分散した不連続エラストマー相を含むゴム変性熱可塑性樹脂であって、硬質熱可塑性相の少なくとも一部はエラストマー相にグラフトされ、エラストマー相がブチルアクリレートから誘導される構造単位を有するポリマーを含み、硬質熱可塑性相がスチレン、アクリロニトリル、及び場合によりメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むゴム変性熱可塑性樹脂、(i−b1)ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位と、イソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導されるエステル構造単位を含むコポリマー、(i−b2)ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位及びジメチルシロキサン構造単位を含むコポリマー、及び(i−c1)ポリカーボネートと、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコールテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレンジメチレン−シクロヘキサンジカルボキシレート)、及びイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールとの混合物から誘導される構造単位を有するポリエステルからなる群から選択されるポリエステルとを含むブレンド、及び(i−c2)ポリカーボネートと、ABS、ASA、及びMMA−ASAからなる群から選択されるゴム変性熱可塑性樹脂とを含むブレンド、からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む成形品であり、該成形品が、ASTM D4803−89による測定で、約34℃以下の温度上昇(HBU)及び、反射光成分を含むときは約30未満の、反射光成分を含まないときは約20未満のL*値を有する成形品の製造方法であって、該製造方法が、該樹脂を、無機系赤外線反射顔料及び少なくとも2種の有機系着色剤を含む着色剤の組合せを組み合わせる工程を有し、該無機系赤外線反射顔料が、クロム鉄酸化物、ブラックスピネル、及びクロム鉄ニッケルブラックスピネルからなる群から選択され、約0.02phr以上の量で存在し;該有機系着色剤が、Solvent Green 3、Solvent Red 135、Solvent Violet 13、Pigment Blue 15:4、Pigment Black 31、Disperse Violet 31/26、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも2種の着色剤を含み、約0.002phr以上の合計量で存在する、成形品の製造方法である。
本発明の実施態様には、この組成物を含む成形品も含まれる。本発明の他の種々の特徴、実施態様、及び利点は、下記説明及び添付の特許請求の範囲を参照することによってさらに明らかになるであろう。
下記明細書及び特許請求の範囲では、いくつかの用語が、以下の意味を持って定義されているであろうと参照されるであろう。単数形での「a」、「an」及び「the」は、文脈中で他に明確に規定していない限り、複数の指示対象物を含む。学術用語「モノエチレン性不飽和」は、1分子当たりエチレン性の不飽和を1箇所有することを意味する。学術用語「ポリエチレン性不飽和」は、1分子当たりエチレン性の不飽和を2箇所以上に有することを意味する。用語「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートを総称し、例えば、「(メタ)アクリレートモノマー」という用語は、アクリレートモノマー及びメタクリレートモノマーを総称する。用語「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及びメタクリルアミドを総称し、例えば、用語「(メタ)アクリルアミドモノマー」は、アクリルアミドモノマー及びメタクリルアミドモノマーを総称する。
本発明の種々の実施態様で使用する用語「アルキル」は、炭素原子及び水素原子を含む、場合により炭素及び水素以外の原子、例えば周期表の15、16及び17族から選択される原子を含む直鎖アルキル、分枝アルキル、アラルキル、シクロアルキル、ビシクロアルキル、トリシクロアルキル及びポリシクロアルキル基を示すことを意図する。アルキル基は飽和又は不飽和であってもよく、例えばビニル又はアリルを含むこともできる。用語「アルキル」は、アルコキシド基のアルキル部分も包含する。種々の実施態様では、ノルマル及び分枝アルキル基は1〜約32個の炭素原子を含むものであり、説明のための限定しない例として、C1〜C32アルキル(場合によりC1〜C32アルキル、C3〜C15シクロアルキル又はアリールから選択される1個以上の基で置換された);及び場合によりC1〜C32アルキルから選択される1個以上の基で置換されたC3〜C15シクロアルキルが挙げられる。いくつかの具体的な説明のための例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル及びドデシルが含まれる。シクロアルキル及びビシクロアルキル基のいくつかの説明のための限定しない例としては、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、ビシクロヘプチル及びアダマンチルが挙げられる。種々の実施態様では、アラルキル基は7〜約14個の炭素原子を含むものであり;これらには、限定されないが、ベンジル、フェニルブチル、フェニルプロピル、及びフェニルエチルが挙げられる。本発明の種々の実施態様で使用する用語「アリール」は、6〜20個の環炭素原子を含む置換又は非置換アリール基を示すことを意図する。これらのアリール基で説明のための限定しないいくつかの例としては、場合によりC1〜C32アルキル、C3〜C15シクロアルキル、アリール、ならびに周期表の15、16及び17族から選択される原子を含む官能基から選択される1個以上の基で置換されているC6〜C20アリール基が挙げられる。アリール基の具体的な説明のためのいくつかの例には、置換又は非置換のフェニル、ビフェニル、トリル、ナフチル及びビナフチルが含まれる。
一実施態様では、本発明の樹脂組成物は、硬質熱可塑性相に分散させた不連続エラストマー相を含むゴム変性熱可塑性樹脂を含む。なお、硬質熱可塑性相の少なくとも一部がエラストマー相にグラフトされている。ゴム変性熱可塑性樹脂には、グラフトするために少なくとも1種のゴム基材が用いられる。ゴム基材は、組成物の不連続エラストマー相を構成する。グラフト可能なモノマーの少なくとも一部によりグラフトを受けやすいものならば、ゴム基材に特別な制限はない。いくつかの実施態様では、適当なゴム基材には、ジメチルシロキサン/ブチルアクリレートゴム、又はシリコーン/ブチルアクリレート合成ゴム;エチレン−プロピレンゴム又はエチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)ゴムのようなポリオレフィンゴム;又はポリメチルシロキサンゴムのようなシリコーンゴムポリマーが含まれる。一般に、ゴム基材は、一実施態様では25℃以下、別の実施態様では約0℃未満、別の実施態様では約−20℃未満、及びさらに別の実施態様では約−30℃未満のガラス転移温度、Tgを有している。本明細書で述べられるとき、ポリマーのTgは、示差走査熱量測定(DSC;加熱速度20℃/分、Tg値が変曲点で決定される)によって測定したポリマーのT値である。
一実施態様では、公知の方法により、(C1〜C12)アルキル(メタ)アクリレートモノマー及び前記モノマーの少なくとも1種を含む混合物から選択される少なくとも1種のモノエチレン性不飽和アルキル(メタ)アクリレートモノマーを重合させることによってゴム基材が得られる。本明細書において使用するような、例えば化合物又は化学置換基などの特定の単位に適用される学術用語「Cx〜Cy」は、前述の単位1個当たり「x」個の炭素原子から「y」個の炭素原子までの炭素原子を含有していることを意味する。例えば「(C1〜C12)アルキル」は、基1個当たり1〜12個の炭素原子を有する直鎖、分枝又は環状アルキル置換基を意味する。適当な(C1〜C12)アルキル(メタ)アクリレートモノマーは、限定されないが、実例としてエチルアクリレート、ブチルアクリレート、イソ−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート及び2−エチルヘキシルアクリレートを含む(C1〜C12)アルキルアクリレートモノマー;及び実例としてメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ−プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート及びデシルメタクリレートを含む含まれるこれらの(C1〜C12)アルキルメタクリレート類似体を含んでいる。本発明の特定の実施態様では、ゴム基材はn−ブチルアクリレートから誘導される構造単位を含む。
種々の実施態様では、ゴム基材は、場合により、少なくとも1種のポリエチレン性不飽和モノマー、例えばゴム基材を製造するために使用されるモノマーと共重合可能であるものから誘導される少量の、例えば約5重量%までの、構造単位を含むこともできる。ポリエチレン性不飽和モノマーは、ゴム粒子の架橋をもたらすため、及び/又はグラフトするモノマーとの後の反応のためにゴム基材内に「グラフト結合」部位を用意するためにしばしば用いられる。適当なポリエチレン性不飽和モノマーとしては、限定されないが、ブチレンジアクリレート、ジビニルベンゼン、ブテンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アリルメタクリレート、ジアリルメタクリレート、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、フタル酸ジアリル、トリアリルメタクリレート、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、トリシクロデセニルアルコールのアクリレート及びこれらのモノマーの少なくとも1種を含む混合物が挙げられる。特定の実施態様では、ゴム基材はシアヌル酸トリアリルから誘導される構造単位を含む。
いくつかの実施態様では、ゴム基材は、場合により、少量の他の不飽和モノマー、例えばゴム基材を製造するために使用するモノマーと共重合可能であるものから誘導される構造単位を含んでもよい。特定の実施態様では、ゴム基材は、場合により、(メタ)アクリレートモノマー、アルケニル芳香族モノマー及びモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーから選択される1種以上のモノマーから誘導される約25重量%までの構造単位を含んでもよい。適当な共重合可能な(メタ)アクリレートモノマーとしては、限定されないが、C1〜C12アリール又はハロアリール置換アクリレート、C1〜C12アリール又はハロアリール置換メタクリレート、又はこれらの混合物;例えばアクリル酸、メタクリル酸及びイタコン酸等のモノエチレン性不飽和カルボン酸;グリシジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、例えばヒドロキシエチルメタクリレート等のヒドロキシ(C1〜C12)アルキル(メタ)アクリレート;例えばシクロヘキシルメタクリレート等の(C4〜C12)シクロアルキル(メタ)アクリレートモノマー;例えばアクリルアミド、メタクリルアミド及びN−置換アクリルアミド又はN−置換メタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミドモノマー;例えばマレイミド、N−アルキルマレイミド、N−アリールマレイミド、N−フェニルマレイミド、及びハロアリール置換マレイミド等のマレイミドモノマー;無水マレイン酸;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル及び例えば酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル等のビニルエステルが挙げられる。適当なアルケニル芳香族モノマーとしては、限定されないが、例えばスチレン及び芳香環に結合した1種以上のアルキル、アルコキシ、ヒドロキシ又はハロ置換基を有する置換スチレン等のビニル芳香族モノマーが挙げられ、限定されないが、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、3,5−ジエチルスチレン、4−n−プロピルスチレン、4−イソプロピルスチレン、ビニルトルエン、α−メチルビニルトルエン、ビニルキシレン、トリメチルスチレン、ブチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロロスチレン、α−クロロスチレン、ジクロロスチレン、テトラクロロスチレン、ブロモスチレン、α−ブロモスチレン、ジブロモスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−アセトキシスチレン、メトキシスチレン及び例えば、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等のビニル置換縮合芳香族環構造、及びビニル芳香族モノマーと、例えば、アクリロニトリル、エタクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−ブロモアクリロニトリル及びα−クロロアクリロニトリル等のモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーとの混合物が挙げられる。芳香環上の置換基が混ざり合っている置換スチレンも適している。本明細書で使用する用語「モノエチレン性不飽和ニトリルモノマー」は、分子中に1個のニトリル基と1個の部位にエチレン性不飽和結合を含んでおり、限定されないが、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等を含む非環式化合物を意味する。
特定の実施態様では、ゴム基材は1個以上の(C1〜C12)アルキルアクリレートモノマーから誘導される反復単位を含む。さらに別の特定の実施態様では、ゴム基材は、1個以上の(C1〜C12)アルキルアクリレートモノマー、より具体的にはエチルアクリレート、ブチルアクリレート及びn−ヘキシルアクリレートから選択される1個以上のモノマーから誘導される40〜95重量%の反復単位を含む。
ゴム基材は、ゴム変性熱可塑性樹脂の重量に対して、一実施態様では約4重量%〜約94重量%の濃度で;別の実施態様では約10重量%〜約80重量%の濃度で;別の実施態様では約15重量%〜約80重量%の濃度で;別の実施態様では約35重量%〜約80重量%の濃度で;別の実施態様では約40重量%〜約80重量%の濃度で;別の実施態様では約25重量%〜約60重量%の濃度で、さらに別の実施態様では約40重量%〜約50重量%の濃度で、ゴム変性熱可塑性樹脂中に存在してもよい。他の実施態様では、ゴム基材は、特定のゴム変性熱可塑性樹脂の重量に対して、約5重量%〜約50重量%の濃度で;約8重量%〜約40重量%の濃度で;又は約10重量%〜約30重量%の濃度で、ゴム変性熱可塑性樹脂中に存在してもよい。
ゴム基材(時には、以下で、グラフト後のゴム基材と区別するために初期ゴム基材と呼ぶ)の粒度分布は特に制限はない。いくつかの実施態様では、初期ゴム基材は、約50ナノメートル(nm)〜約1000nmのサイズに幅のある粒子で、本質的に単峰性の広い粒度分布を有してもよい。他の実施態様では、初期ゴム基材の平均粒度は、約100nm未満であってもよい。さらに他の実施態様では、初期ゴム基材の平均粒度は、約80nm〜約400nmの範囲であってもよい。他の実施態様では、初期ゴム基材の平均粒度は、約400nmを超えてもよい。さらに他の実施態様では、初期ゴム基材の平均粒度は、約400nm〜約750nmの範囲であってもよい。さらに他の実施態様では、初期ゴム基材は、少なくとも2種の平均粒度分布を有する粒度の混合物である粒子を含む。特定の実施態様では、初期ゴム基材は、各平均粒度分布が約80nm〜約750nmの範囲である粒度の混合物を含む。別の特定の実施態様では、初期ゴム基材は、平均粒度分布が約80nm〜約400nmの範囲を有するもの;及び本質的に単峰性の広い平均粒度分布を有するものである粒度の混合物を含む。
ゴム基材は、限定されないが、バルク法、溶液法、又は乳化法などの公知の方法によって製造することができる。一つの限定しない実施態様では、ゴム基材の粒子を形成するために、フリーラジカル開始剤、例えばアゾニトリル系開始剤、有機過酸化物系開始剤、過硫酸塩系開始剤又はレドックス系開始剤系の存在下で、場合により連鎖移動剤、例えばアルキルメルカプタンの存在下で水性乳化重合により、ゴム基材が製造されてよい。
ゴム変性熱可塑性樹脂の硬質熱可塑性樹脂相は、1種以上の熱可塑性ポリマーを含む。本発明の一実施態様では、モノマーはゴム基材の存在下で重合され、それにより、その少なくとも一部がエラストマー相に化学的にグラフトされている、硬質熱可塑性相を形成する。ゴム基材に化学的にグラフトされた硬質熱可塑性相の部分が、時には、以下でグラフトコポリマーといわれる。硬質熱可塑性相は、一実施態様では約25℃を超える、別の実施態様では90℃以上の、さらに別の実施態様では100℃以上のガラス転移温度(Tg)を示す熱可塑性ポリマー又はコポリマーを含む。
特定の実施態様では、硬質熱可塑性相は、(C1〜C12)アルキル−(メタ)アクリレートモノマー、アリール−(メタ)アクリレートモノマー、アルケニル芳香族モノマー及びモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーからなる群から選択される1種以上のモノマーから誘導される構造単位を有するポリマーを含む。適当な(C1〜C12)アルキル−(メタ)アクリレート及びアリール−(メタ)アクリレートモノマー、アルケニル芳香族モノマー及びモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーとしては、ゴム基材の説明で以前に述べたものが挙げられる。加えて、場合により、相のTg制限が満たされているならば、硬質熱可塑性樹脂相は、1種以上の他の共重合可能なモノマーから誘導される第3の反復単位を、約10重量%まで含むことができる。
通常、硬質熱可塑性相は、1種以上のアルケニル芳香族ポリマーを含む。適当なアルケニル芳香族ポリマーは、1種以上のアルケニル芳香族モノマーから誘導される構造単位を少なくとも約20重量%含む。特定の実施態様では、適当なアルケニル芳香族ポリマーは1種以上のアルケニル芳香族モノマーから誘導される構造単位を含み、グラフトコポリマー及び硬質熱可塑性相を含むコポリマーを形成するために加えるモノマーの総重量に対して、約20重量%〜約50重量%の範囲で存在する。一実施態様では、硬質熱可塑性相は、1種以上のアルケニル芳香族モノマーと少なくとも1種の他の重合可能なモノマーから誘導される構造単位を有するアルケニル芳香族ポリマーを含む。前述のアルケニル芳香族ポリマーの例としては、限定されないが、スチレン/アクリロニトリルコポリマー、α−メチルスチレン/アクリロニトリルコポリマー、α−メチルスチレン/スチレン/アクリロニトリルコポリマー、スチレン/N−アリールマレイミドコポリマー、及びスチレン/N−フェニルマレイミドコポリマーが挙げられる。別の特定の実施態様では、硬質熱可塑性相は、1種以上のアルケニル芳香族モノマー;1種以上のモノエチレン性不飽和ニトリルモノマー;及び(C1〜C12)アルキル−及びアリール−(メタ)アクリレートモノマーからなる群から選択される1種以上のモノマーから誘導される構造単位を有するアルケニル芳香族ポリマーを含む。前述のアルケニル芳香族ポリマーの例としては、限定されないが、スチレン/アクリロニトリル/メチルメタクリレートコポリマー、α−メチルスチレン/アクリロニトリル/メチルメタクリレートコポリマー及びα−メチルスチレン/スチレン/アクリロニトリル/メチルメタクリレートコポリマーが挙げられる。適当なアルケニル芳香族ポリマーの別の例には、スチレン/メチルメタクリレートコポリマー、スチレン/無水マレイン酸コポリマー;スチレン/アクリロニトリル/無水マレイン酸コポリマー、及びスチレン/アクリロニトリル/アクリル酸コポリマーが含まれる。これらのコポリマーは、単独で又は混合物として硬質熱可塑性相に使用することができる。
コポリマーの構造単位が、1種以上のモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導される場合、グラフトコポリマーを含むコポリマー及び硬質熱可塑性相を形成するために加えるニトリルモノマーの量は、グラフトコポリマーを含むコポリマー及び硬質熱可塑性相を形成するために加えるモノマーの総重量に対して、一実施態様では約5重量%〜約40重量%の範囲、別の実施態様では約5重量%〜約30重量%の範囲、別の実施態様では約10重量%〜約30重量%の範囲、及びさらに別の実施態様では約15重量%〜約30重量%の範囲であってもよい。特定の実施態様では、グラフトコポリマーを含むコポリマー及び硬質熱可塑性相を形成するために加えるニトリルモノマーの量は、グラフトコポリマー及び硬質熱可塑性相を含むコポリマーを形成するために加えるモノマーの総重量に対して、約10重量%〜約20重量%の範囲であってもよい。
コポリマーの構造単位が、1種以上の(C1〜C12)アルキル−及び/又はアリール−(メタ)アクリレートモノマーから誘導される場合、グラフトコポリマー及び硬質熱可塑性相を含むコポリマーを形成するために加える前記モノマー(複数も可)の量は、グラフトコポリマーを含むコポリマー及び硬質熱可塑性相を形成するために加えるモノマーの総重量に対して、一実施態様では約5重量%〜約50重量%の範囲、別の実施態様では約5重量%〜約45重量%の範囲、別の実施態様では約10重量%〜約35重量%の範囲、及びさらに別の実施態様では約15重量%〜約35重量%の範囲であってもよい。特定の実施態様では、コポリマーの構造単位が、1種以上の(C1〜C12)アルキル−及び/又はアリール−(メタ)アクリレートモノマーから誘導される場合、グラフトコポリマーを含むコポリマー及び硬質熱可塑性相を形成するために加える前記モノマー(複数も可)の量は、グラフトコポリマー及び硬質熱可塑性相を含むコポリマーを形成するために加えるモノマーの総重量に対して、約20重量%〜約50重量%の範囲であってもよい。
次に硬質熱可塑性相中のポリマーの構造単位が、少なくとも1種の(C1〜C12)アルキル−及びアリール−(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマーから誘導される場合、前記(メタ)アクリレートモノマーとそれから前記硬質熱可塑性相が誘導される他のモノマー全体との重量/重量比は、一実施態様では約10:1〜約1:10の範囲、別の実施態様では約8:1〜約1:8の範囲、別の実施態様では約5:1〜約1:5の範囲、別の実施態様では約3:1〜約1:3の範囲、別の実施態様では約2:1〜約1:2の範囲、さらに別の実施態様では約1.5:1〜約1:1.5の範囲である。特定の実施態様では、少なくとも1種の(C1〜C12)アルキル−又はアリール−(メタ)アクリレートモノマー、少なくとも1種のビニル芳香族モノマー、及び場合により少なくとも1種のモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーを、硬質熱可塑性相中のモノマーとして用いるとき、前記モノマーの重量/重量比は、各々、一実施態様では約80/20/0〜約20/60/20の範囲、別の実施態様では約60/30/10〜約45/30/25の範囲、さらに別の実施態様では約45/40/15〜約35/40/25の範囲である。
ゴム基材と硬質熱可塑性相を構成するモノマーとの間で起こるグラフトの量は、エラストマー相の相対量及び組成物によって変化する。一実施態様では、組成物中の硬質熱可塑性相の総量に対して、約10重量%を超える硬質熱可塑性相が、ゴム基材に化学的にグラフトされる。別の実施態様では、組成物中の硬質熱可塑性相の総量に対して、約15重量%を超える硬質熱可塑性相が、ゴム基材に化学的にグラフトされる。さらに別の実施態様では、組成物中の硬質熱可塑性相の総量に対して、約20重量%を超える硬質熱可塑性相が、ゴム基材に化学的にグラフトされる。特定の実施態様では、ゴム基材に化学的にグラフトされる硬質熱可塑性相の量は、組成物中の硬質熱可塑性相の総量に対して、約5重量%〜約90重量%;約10重量%〜約90重量%;約15重量%〜約85重量%;約15重量%〜約50重量%;又は約20重量%〜約50重量%の範囲であってもよい。さらに他の実施態様では、硬質熱可塑性相の約40重量%〜90重量%は、グラフトされていない、すなわち非グラフトである。
硬質熱可塑性相は、ゴム変性熱可塑性樹脂の重量に対して、一実施態様では約85重量%〜約6重量%の濃度;別の実施態様では約65重量%〜約6重量%の濃度;別の実施態様では約60重量%〜約20重量%の濃度;別の実施態様では約75重量%〜約40重量%の濃度;及びさらに別の実施態様では約60重量%〜約50重量%の濃度で、ゴム変性熱可塑性樹脂中に存在してもよい。他の実施態様では、硬質熱可塑性相は、ゴム変性熱可塑性樹脂の重量に対して、約90重量%〜約30重量%の範囲で存在してもよい。
硬質熱可塑性相は、ゴム基材の存在下で重合を実施することにより、又は1種以上の別々に合成した硬質熱可塑性ポリマーを、組成物を構成するゴム変性熱可塑性樹脂と合わせることによるだけで形成することができる。いくつかの実施態様では、別々に合成した硬質熱可塑性ポリマーは、ゴム変性熱可塑性樹脂を構成する硬質熱可塑性相の構成単位と本質的に同一の構成単位を含む。いくつかの特定の実施態様では、別々に合成した硬質熱可塑性ポリマーは、スチレン及びアクリロニトリル(SAN);α−メチルスチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン、スチレン、及びアクリロニトリル;スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート;α−メチルスチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート;又はα−メチルスチレン、スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むコポリマーである。別々に合成した硬質熱可塑性ポリマーの少なくとも一部をゴム変性熱可塑性樹脂と合わせる場合、添加する別々に合成した前記硬質熱可塑性ポリマーの量は、組成物中の樹脂成分の重量に対して、一実施態様では約5重量%〜約90重量%の範囲、別の実施態様では約5重量%〜約80重量%の範囲、別の実施態様では約10重量%〜約70重量%の範囲、別の実施態様では約15重量%〜約65重量%の範囲、さらに別の実施態様では約20重量%〜約65重量%の範囲である。
各々が異なる平均粒度を持つ2種以上の異なるゴム基材は、別々に重合反応に用いて、硬質熱可塑性相を製造してよく、次いで製造物を一緒にブレンドしてゴム変性熱可塑性樹脂を製造することができる。説明のための実施態様では、各々が異なる平均粒度を持つ初期ゴム基材の前述の製造物を一緒にブレンドする場合、前記基材の比が約90:10〜約10:90の範囲、又は約80:20〜約20:80の範囲、又は約70:30〜約30:70の範囲であってもよい。いくつかの実施態様では、より小さい粒度を持つ初期ゴム基材が、複数の粒度の初期ゴム基材を含む前述のブレンド中の主要成分である。
硬質熱可塑性相は、公知の方法、例えば塊状重合、乳化重合、懸濁重合又はそれらの組合せによって製造することができ、そこで硬質熱可塑性相の少なくとも一部は、エラストマー相中に存在する不飽和部位と反応することにより、エラストマー相と化学的に結合、すなわち「グラフト」される。グラフト反応は、バッチ、連続又は半連続操作で実施することができる。代表的な手法としては、限定されないが、米国特許第3944631号、及び1997年10月31日に出願の米国特許出願第08/962458号で教示されているものが挙げられる。エラストマー相中の不飽和部位は、例えば、グラフト結合するモノマーから誘導されたゴム基材のこれらの構造単位中の残留不飽和部位によって提供される。本発明のいくつかの実施態様では、硬質熱可塑性相の同時形成を伴ってモノマーがゴム基材にグラフトすることが、場合により、少なくとも1種の第1のモノマーがゴム基材にグラフトされ、前記第1のモノマーと異なる少なくとも1種の第2のモノマーが続く段階で、実施されてもかまわない。ゴム基材に段階的にモノマーをグラフトする代表的な手法としては、限定されないが、同一出願人による2003年12月30日に出願の米国特許出願第10/748394号で教示されているものが挙げられる。
特定の実施態様では、ゴム変性熱可塑性樹脂は、General Electric Companyにより商標GELOY(登録商標)で製造販売されているASAグラフトコポリマー、又はアクリレート変性アクリロニトリル−スチレン−アクリレートグラフトコポリマーである。ASA高分子材料としては、例えば米国特許第3711575号で開示されているものが挙げられる。アクリロニトリル−スチレン−アクリレートグラフトコポリマーには、例えば同一出願人による米国特許第4731414号及び同4831079号に記載されているものが含まれる。アクリレート変性ASAが使用される本発明のいくつかの実施態様では、ASA成分は、硬質相かエラストマー相のいずれか又は両方の一部として、C1〜C12アルキル−及びアリール−(メタ)アクリレートからなる群から選択されるモノマーから形成される追加的なアクリレート−グラフトをさらに含む。前述のコポリマーは、アクリレート変性アクリロニトリル−スチレン−アクリレートグラフトコポリマー又はアクリレート変性ASAと呼ばれる。格別のモノマーはメチルメタクリレートであり、PMMA変性ASA(時々以下で「MMA−ASA」という)をもたらす。
別の実施態様では、本発明の樹脂組成物は、カーボネート構造単位を含む少なくとも1種のポリマーを含む。特定の実施態様では、カーボネート構造単位を含むポリマーは、カーボネート構造単位を含むコポリマー及びポリカーボネートとポリカーボネートとは異なる少なくとも1種の他の樹脂を含むブレンドからなる群から選択される。カーボネート構造単位を含むコポリマーは、シロキサン構造単位又はエステル構造単位をさらに含むことができる。そのようなコポリマーの例として、ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位及び例えば米国特許第6559270号に記載されているようなイソフタル酸、テレフタル酸、及びレゾルシノールの混合物から誘導されるエステル構造単位を含むもののようなポリエステルカーボネート、及びビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位を含み、ジメチルシロキサン構造単位も含むもののようなポリジアルキルシロキサン−ポリカーボネートコポリマーが含まれる。カーボネート構造単位を含むコポリマーを説明するための例には、General Electric Plasticsから市販されているLEXAN(登録商標)SLXポリエステルカーボネート及びLEXAN(登録商標)EXLポリジメチルシロキサン−ポリカーボネートコポリマーがある。ブレンドを説明するための例には、ポリカーボネートとポリエステル又はゴム変性熱可塑性樹脂とのブレンドがある。ブレンドのいくつかの具体的な例として、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコールテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレンジメチレン−シクロヘキサンジカルボキシレート)、又はイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導される構造単位を有するポリエステルと組み合わされたビスフェノール−Aポリカーボネート、又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー(ABS)又はASA、特にMMA−ASAと組む合わされたビスフェノール−Aポリカーボネートのブレンドが含まれる。異なる分子量及び/又は異なる末端基を有する2種以上のポリカーボネートの組合せを用いて、ブレンドの特性に利点を提供することができる。ブレンドの説明のための例には、General Electric Plasticsから市販されているXENOY(登録商標)ポリカーボネート−ポリエステルブレンド、XYLEX(登録商標)ポリカーボネート−ポリエステルブレンド、及びCYCOLOY(登録商標)ポリカーボネート−ABSブレンドが含まれる。いくつかの特定の実施態様では、本発明の組成物に使用するのに適したカーボネート構造単位を含む少なくとも1種のポリマーを含む樹脂は、限定されないが、耐UV性などの耐候性を示すものである。
本発明の組成物は、少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料を含む。顔料がほとんど赤外線放射を吸収しないものであれば、特に限定はされない。説明のための無機系赤外線反射顔料には、金属酸化物、混合金属酸化物、チタン酸塩、アルミン酸塩、金属炭酸塩、酸化鉄、酸化クロム、群青、ステンレス鋼粉末、酸化チタンで被覆された雲母粉末又は金属硫化物(希土類硫化物を含む)が含まれる。特定の実施態様では、無機系赤外線反射顔料には、クロム鉄酸化物、又は限定されないが、クロム鉄ニッケルブラックスピネルなどのブラックスピネルが含まれる。これらの物質の例示としては、オハイオ州シンシナティのThe Shepherd Color Companyから商品名「Black 1」、「Black 462」、「Black 376」、及び「Black 411」で購入可能である。
本発明の組成物は、少なくとも1種の有機系着色剤を含む。いくつかの実施態様では、有機系着色剤は赤外線を吸収しない。説明のための有機系着色剤には、組成物の成形品中で暗色又は黒色の製品に寄与するものが含まれる。適当な有機系着色剤は、本発明の組成物の実施態様において単独以上の有機系着色剤を含む混合物としてのどちらでも用いることができる。いくつかの特定の実施態様では、少なくとも2種の有機系着色剤を用いて、暗色又は黒色のどちらでも生成することができる。説明のための有機系着色剤は、アントラキノン、アゾ、無水フタル酸、フタロシアニン、インジゴ/チオインジゴ、アゾメチン、アゾメチン−アゾ、ジオキサジン、キナクリドン、イソインドリノン、イソインドリン、ジケトピロロピロール、ペリレン、もしくはペリノン類有機系着色剤又はこれらの混合物から誘導される。暗色又は黒色を生成する有機系着色剤の具体的な例を説明するための他の例としては、限定されないが、カラーインデックスを参照としてSolvent Green 3とSolvent Red 135の混合物又はSolvent Green 3、Solvent Violet 13、及びPigment Blue 15:4が挙げられる。加えて、暗色を生成する場合、大日精化工業株式会社により生成された商標品、CHROMOFINE(登録商標)Black A−1103などのアゾメチン系有機顔料、及びBASF Corporationにより生成された商標品、PALIOGEN(登録商標)Black S 0084(C.I.Pigment Black 31)などのペリレン系顔料を用いることができ、これらを単独又は他の顔料との組合せのどちらでも樹脂成分中に分散させることができる。他の実施態様では、有機系着色剤の具体的な例には、アントラキノン染料であるMACROLEX(登録商標)Green 5B Gran、ペリノン染料であるMACROLEX(登録商標)Red EG Gran、及びLanxess Corporationから入手できる1,4−ジアミノ−2,3−ジフェノキシアントラキノン、Disperse Violet 31/26、C.A.S.#6408−72−6としても既知のMACROLEX(登録商標)Red Violet R Granが含まれる。適当な有機系着色剤を説明するための他の例は、米国特許第6521038号で見ることができる。
本発明の組成物の実施態様における無機系赤外線反射(IRR)顔料及び有機系着色剤の量は、成形部品中で約34℃以下の温度上昇(HBU)及び反射光成分を含むときは約30未満の、反射光成分を含まないときは約20未満のL*値をもたらす、少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料及び少なくとも1種の有機系着色剤を含む着色剤の組合せを提供するのに効果的な量である。特定の一実施態様では、L*値は、反射光成分を含まないときは約10未満である。種々の実施態様では、組成物中にあるIRR顔料の総量は、樹脂成分100部当たり約0.02部(phr)以上である。他の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、約5phr以下、特に約4phr以下である。さらに別の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、0.04〜4.0phrの範囲である。組成物の実施態様において複数の有機系着色剤があるとき、有機系着色剤の総量は、約0.002phr以上である。他の実施態様では、含有有機系着色剤の総量は、約4phr以下、特に約3phr以下である。さらに別の実施態様では、含有有機系着色剤の総量は、0.002〜2.5phr、特に0.05〜2.0phr、より特には0.1〜2.0phrの範囲である。特定の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、約0.4phr以上で得あり、含有有機系着色剤の総量は、約0.2phr以上である。別の特定の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、約0.02phr以上であり、有機系着色剤の総量は、約0.002phr以上である。別の特定の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、約0.75phr以上であり、有機系着色剤の総量は、約0.5phr以上である。別の特定の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、約1phr以上であり、有機系着色剤の総量は、約0.8phr以上である。さらに他の特定の実施態様では、含有IRR顔料の総量は、約2phr以上であり、有機系着色剤の総量は、約1phr以上である。
本発明の実施態様における熱可塑性樹脂組成物は、場合により、限定されないが、(1)例えば有機ホスファイト(例えばトリス(ノニルフェニル)ホスファイト、(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェニル)(2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト又はジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト)、並びにアルキル化モノフェノール、ポリフェノール、例えばp−クレゾール及びジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物などのポリフェノールとジエンとのアルキル化反応生成物、アルキル化ヒドロキノン、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデン−ビスフェノール、ベンジル化合物、アシルアミノフェノール、β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオン酸と一価又は多価アルコールとのエステル、β−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸と一価又は多価アルコールとのエステル、β−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸と一価又は多価アルコールとのエステル、例えばジステアリルチオプロピオネート、ジラウリルチオプロピオネート、ジトリデシルチオヂジプロピオネート、又はβ−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピオン酸のアミドなどのチオアルキル又はチオアリール化合物のエステルなどの酸化防止剤;(2)例えばHALS、2−(2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシ−ベンゾフェノン、置換もしくは非置換安息香酸のエステル、アクリレート、又はニッケル化合物などのUV吸収剤及び光安定剤;(3)例えばN,N’−ジフェニルシュウ酸ジアミド、又は3−サリチロイルアミノ−1,2,4−トリアゾールなどの金属不活性化剤;(4)例えばβ−チオジプロピオン酸の(C10〜C20)アルキルエステル、又はメルカプトベンゾイミダゾールなどの過酸化物捕捉剤;(5)例えばメラミン、ポリビニルピロリドン、トリアリルシアヌレート、尿素誘導体、ヒドラジン誘導体、アミン、ポリアミド、又はポリウレタンなどの塩基性共安定剤;(6)例えばトリイソプロパノールアミン又は2,4−ジクロロ−6−(4−モルホリニル)−1,3,5−トリアジンと1,6−ジアミンのポリマー又はN,N’−ビス(2,2,4,6−テトラメチル−4−ピペリデニル)ヘキサンとの反応生成物などの立体障害アミン;(7)ステアリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、又はヒドロタルサイトなどの中和剤;(8)例えば潤滑剤(例えばペンタエリスリトールテトラステアレート、EBSワックス又はシリコーン溶液など)、可塑剤、蛍光増白剤、顔料、染料、着色剤、防炎剤、静電気防止剤、又は発泡剤などの他の添加剤;(9)例えばハロゲン含有有機難燃性化合物、有機リン酸塩難燃性化合物、又はホウ酸塩難燃性化合物などの難燃添加剤;あるいは(10)説明するための例として、補強材、増量材、ガラス繊維、ガラス球、炭素繊維、金属繊維、金属フレーク、アルミニウムフレーク、シリカ、ケイ酸塩、ゼオライト、二酸化チタン、石粉、タルク、リトポン、炭酸カルシウム、珪藻土、粉砕石英、粘土、焼成粘土、カオリン、アスベスト、セルロース、木粉、コルク、綿及び合成織物繊維、又はこれらの混合物が含まれる充てん剤など、種々の従来の添加剤を含んでもよい。特定の実施態様では、本発明の組成物はさらに、潤滑剤、中和剤、安定剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、UV遮蔽剤、UV吸収剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される添加剤を含む。
一実施態様では、本発明の組成物は、第1の混合物を形成するために、ここで記載されたような成分を混合することによって調製されることができる。該混合は、一般に、ドラムミキサー、リボンミキサー、縦型らせん状ミキサー、ミュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、シグマミキサー、カオスミキサー、スタチックミキサー等の従来のどのようなミキサーであっても実施されてよい。次いで第1の混合物は、従来のすべての方法、例えば、押出混練又はロール混練、2本ロールミルによって、バンバリーミキサー中又は単軸もしくは2軸押出機中、あるいは成分を混合して密な混合物を生成するすべての高せん断混合装置中で、溶融混合状態下でコンパウンド化され、場合により、例えば組成物をペレット化又は磨砕によって、粒状を形成するように組成物を小さくする。2軸押出機を用いる場合、同方向回転、カウンター回転、噛合型、非噛合型、遊星歯車押出機、共連続(co−continuous)ミキサー、等であってもよい。このコンパウンド工程は、連続、半連続、又はバッチ操作であってもよい。他の実施態様では、樹脂もしくは添加剤のすべてもしくは一部、着色剤又は顔料は、そのままあるいは混合物の形のどちらでも、押出加工などのブレンド工程のある段階で組成物に合わさせることができる。当業者は誰でも必要以上の追加実験をせずに、ブレンド時間、並びに成分添加時期及び順序を調整することができるであろう。場合により、硬質熱可塑性樹脂の一部が、すべての添加剤、着色剤及び/又は顔料と混合されて、マスターバッチとされていてよく、次いで、後で多段階混合のために、残りの硬質熱可塑性樹脂が添加され、それと混合されることができる。
本発明の実施態様における組成物は、射出、押出、共押出、回転成形、ブロー成型又は熱成形などの様々な手段、又は成形品を形成するための同様の方法によって有用な成形品に成形することができる。いくつかの実施態様では、成形品はユニタリー成形品を含む。例示のユニタリー成形品は、本質的に本発明の組成物からなるプロフィルを含んでいる。さらに他の実施態様では、成形品は本発明の組成物を含む少なくとも1層を備える多層成形品を含むことができる。種々の実施態様では、多層成形品は本発明の組成物を含むキャップ層及び前記キャップ層と異なる少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含む基板層を備えることができる。成形品を説明するための例としては、限定されないが、屋外及び屋内の標識、ならびに幹線道路の標識を含むいくつかの特に適当な成形品、屋外用車両及び装置(OVAD)用途のための成形品;自動車、トラック、軍用及び緊急車両(自動車及び水上車両を含む)、スクーター、自転車、ならびにオートバイのための、パネル、クォーターパネル、垂直パネル、水平パネル、トリム、ピラー、センターポスト、ドア、ドアフレーム、デッキの蓋、トランクの蓋、フード、ボンネット、屋根、フェイシア、ピラーアップリケ、クラッディング、ボディサイドモールディング、ホイールカバー、窓枠、及びナンバープレートエンクロージャを含む外装及び内装部品;屋外用車両及び装置のためのエンクロージャ、ハウジング、パネル、及びパーツ;電気及び通信装置のためのエンクロージャ;電気部品;屋外用家具;航空機部品;トリム、エンクロージャ及びハウジングを含むボート及び船舶用設備;船外機用ハウジング;測深機用ハウジング、プール;温泉;温水浴槽;階段;階段カバー;柵の材料、屋根、羽目板、特にビニル製羽目板用途などの建物及び建造物の用途;窓、装飾窓の取り付け又は処理;壁のパネル及びドア;現金自動預払機(ATM)のためのエンクロージャ、ハウジング、パネル及びパーツ;芝生及び園芸用トラクター、芝刈機、ならびに芝生及び園芸用工具を含む工具のためのエンクロージャ、ハウジング、パネル及びパーツ;窓及びドアトリム;玩具;レクリエーショナル・ビークルのパネル及び部品のためのエンクロージャ、ハウジング、パネル及びパーツ;遊び場設備;プラスチック−木材の組合せで製造される成形品;ゴルフコースの標識;ユーティリティーのピットカバー;携帯電話のハウジング;ラジオ送信機のハウジング;ラジオ受信機のハウジング;照明器具;照明用電気器具;反射器;ネットワークインターフェイス装置のハウジング;変圧器のハウジング;エアコンのハウジング;公共交通機関のためのクラッディング又は座席;列車、地下鉄又はバスのためのクラッディング又は座席;計器のハウジング;アンテナのハウジング;衛星放送受信アンテナのためのクラッディング;コンピュータ及び事務機器のハウジング;家電製品ならびに例えばオーディオビジュアル用カセット及びディスクドライブ部品などの媒体記憶装置;デッキ、デスクトップ、プライシングチャンネル、コーナーガード、雨樋、手すり、縦樋、フェンスの支柱等が挙げられる。
下記の実施例を挙げて、当業者が特許請求の範囲に記載されている発明を実施するための追加的な指針を提供する。提供する実施例は、単に本出願の教示に寄与する研究の典型に過ぎない。したがって、これらの実施例は、いかなる方法においても、添付の特許請求の範囲で定義される本発明を限定することを意図するものではない。
下記の実施例中、特定の略語は次の意味を有する:「IRR」は赤外線反射を意味し、「C.Ex.」は比較例を意味する。組成物に使用された成分は、次の通りであった:用いたASA樹脂は、スチレン37.5重量%、アクリロニトリル18重量%、及びブチルアクリレート44.5重量%から誘導される構造単位を含んでいた。用いたMMA−ASA樹脂は、スチレン30.1重量%、アクリロニトリル13.7重量%、メチルメタクリレート11.1重量%、及びブチルアクリレート45重量%から誘導される構造単位を含んでいた。種々のSAN樹脂グレードを用いて、同様の結果を示した;SANグレードはスチレン約72%〜75%の範囲及びアクリロニトリル約28%〜25%の範囲から誘導される構造単位を含んでいた。用いたMMASAN樹脂は、スチレン約40%、アクリロニトリル約25%、及びメチルメタクリレート約35%から誘導される構造単位を含んでいた。顔料及び着色剤は、次の通りであった:
「従来の黒」は、C.I.Pigment Black 7であった。
IRR黒1は、高温焼成によって生成された、オハイオ州シンシナティのThe Shepherd Color Companyから入手できるクロム鉄ニッケルブラックスピネルを含む漆黒の粉末、「Black 376」であった。
IRR黒2は、高温焼成によって生成され、オハイオ州シンシナティのThe Shepherd Color Companyから入手できるクロム鉄酸化物を含む黒褐色の粉末、「Black 411」であった。
有機色剤1は、Lanxess Corporationから入手できる、アントラキノン染料、MACROLEX(登録商標)Green 5B Granであった。
有機色剤2は、Lanxess Corporationから入手できる、ペリノン染料、MACROLEX(登録商標)Red EG Granであった。
有機色剤3は、Lanxess Corporationから入手できる、Disperse Violet 31/26、CAS.#6408−72−6、1,4−ジアミノ−2,3−ジフェノキシアントラキノン、MACROLEX(登録商標)Red Violet R Granであった。
55%のASA、45%のMMASAN、及び第1表に示すような添加剤を含む組成物がヘンシェルミキサーで混合され、次いで標準のコンパウンド条件(例えば、約240℃〜約260℃の範囲の溶融温度)にて押出成形され、ペレット化された。組成物のペレットは寸法62.4mm×62.4mm及び厚さ3.2mmの着色小板に射出成形された。屋外用途のための材料の太陽エネルギーの吸収に起因する温度上昇(HBU)は、ASTM D4803−89によるカーボンブラックと比較して、総日射反射率(TSR)及び紫外線加熱ランプ下での環境温度を超える温度の上昇を実験的に決めることにより得られたデータに基づいて測定した。TSR測定は、1個のタングステンフィラメント源を備えた太陽スペクトル反射率計、SSR−ERバージョン5.0型で実施された。耐候性能はASTM G26に従うAtlas製キセノンアーク促進耐候性試験室中で暴露している間の色彩変化(ΔE)によって特徴付けられた。積分球を有し、反射光成分を含むGretag−Macbeth製7000A分光光度計を用い、CIE LAB D65光源及び10度視野を使用して、測色は行なわれた。「反射光成分」という用語は、ASTM E284で定義された正反射に相当する。加えて、Gretag−Macbeth製CE−740多角度分光光度計を使用し、反射角45度でCIE LAB D65光源を使用して測色を行ったが、この後者の方式の方が高光沢、漆黒試料間の識別を可能にするので好ましかった。
実施例1〜2及び比較例1〜6
ASA組成物における望ましい色空間及び赤外反射のために、黒色顔料及び有機/無機系着色剤の様々な組合せを評価した。組成物を第1表に示す。示した量は、重量によるphr値であり、残りの材料にはASA及びMMASANを含む。特性測定の結果は、第2表に示されている。
Figure 2009518515
Figure 2009518515
第2表の結果は、少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料及び少なくとも1種の有機系着色剤を含む実施例1及び2が、低いHBU、低いL*値、及び低いΔE値という非常に良好な組合せを有することを実証している。少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料は含むが有機系着色剤は含まない比較例1及び2の両方とも、実施例1及び2より高いL*値を示す。従来のカーボンブラック系着色剤を含む比較例3、4、5及び6のすべてが、実施例1及び2より高いHBU値を示す。特定の実施態様では、本発明の組成物は、1250キロジュール毎平方メートル(kJ/m2)の照射後に約2未満のΔEを有する。ASAの代わりにMMA−ASAを使用したとき、又はMMASANの代わりにSANを用いたとき、HBU値及びL*値において同様の傾向が見られた。
本発明の組成物は、低いHBU、低いL*値の両方、及び低いΔE値に示されるような良好な耐候性で驚くべき利点を示す。これらの利点は、暗褐色、暗緑色、黒色、暗青色、暗灰色、暗赤色等の暗色成形品を製造するための組成物にとり特に有益である。
実施例3〜8及び比較例7〜18
様々な樹脂を含む組成物における望ましい色空間及び赤外反射のために、黒色顔料及び有機/無機系着色剤の様々な組合せを評価した。用いた樹脂は次の通りであった:
「樹脂−1」:ビスフェノール−Aポリカーボネートと、テレフタル酸、シクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールから誘導される構造単位を含むポリエステルを含むブレンド。
「樹脂−2」:ビスフェノール−Aポリカーボネート、ポリ(ブチレンテレフタレート)及び衝撃改質剤を含むブレンド。
「樹脂−3」:ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位ならびにイソフタル酸、テレフタル酸、及びレゾルシノールから誘導されるエステル構造単位を含むポリエステルカーボネート約90%と、ビスフェノール−Aポリカーボネート約10%を含むブレンド。
「樹脂−4」:ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位ならびにイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールから誘導されるエステル構造単位を含むポリエステルカーボネート約50%と、ビスフェノール−Aポリカーボネート約50%を含むブレンド。
「樹脂−5」:ビスフェノール−Aポリカーボネート/ポリ(ジメチルシロキサン)コポリマー。
「樹脂−6」:ビスフェノール−Aポリカーボネートと、アクリロニトリル、ブタジエン、及びスチレンから誘導される構造単位を含むコポリマー(ABS)を含むブレンド。
比較する目的で、顔料/着色剤を加えないで、無添加状態の各樹脂(「無添加樹脂」)の成型品についてHBU及びTSR値を決定した。第3表はこれらの値を示す。評価したすべての樹脂のHBU値は比較的近いが、様々な無添加樹脂のTSR値が著しく異なることを、データは示している。
Figure 2009518515
顔料/着色剤含有組成物及びそれらに対応する特性測定を、第4表に示す。第4表では、積分球を有し、反射光成分を含まない、Gretag−Macbth製7000A分光光度計を使用し、CIE LAB D65光源及び10度視野を使用して測色した。示した量は、重量によるphr値であり、残りの材料には樹脂を含む。
Figure 2009518515
Figure 2009518515
第4表での結果は、少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料及び少なくとも1種の有機系着色剤を含む実施例3〜8が、低いHBUと低いL*値との非常に良好な組合せを有することを実証する。少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料を含むが有機系着色剤は含まない比較例は、実施例3〜8より高いL*値を示す。従来のカーボンブラック系着色剤のみを含む比較例はすべて、実施例3〜8より高いHBU値を示す。
本発明を典型的な実施態様で説明及び記載してきたが、本発明の精神から決してはずれない限り種々の変更や置換が施されことは可能であるので、それは示した内容に限定することを意図するものではない。本明細書に開示した本発明の別の変更及び同等物は、日常の実験に過ぎない程度で当業者であれば思いつくことができ、前述のすべての修正及び同等のものは、特許請求の範囲により定義された本発明の精神及び範囲の中にあると考えられる。本明細書で引用したすべての特許及び出版物は、参照により本明細書に組み込んだものとする。

Claims (27)

  1. 下記を含む組成物:
    (i)下記の樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つの樹脂;
    (i−a)硬質熱可塑性相に分散した不連続エラストマー相を含むゴム変性熱可塑性樹脂であって、硬質熱可塑性相の少なくとも一部がエラストマー相にグラフトされており、エラストマー相が少なくとも1種のC1〜C12アルキル(メタ)アクリレートモノマーから誘導される構造単位を有するポリマーを含み、かつ、硬質熱可塑性相が少なくとも1種のビニル芳香族モノマー及び少なくとも1種のモノエチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導される構造単位を含むゴム変性熱可塑性樹脂、
    (i−b)カーボネート構造単位を含むコポリマー、及び
    (i−c)ポリカーボネートと、ポリカーボネートとは異なる少なくとも1種の他の樹脂を含むブレンド;及び
    (ii)(ii−a)少なくとも1種の無機系赤外線反射顔料及び(ii−b)少なくとも1種の有機系着色剤を含む着色剤の組合せであって、該無機顔料と有機系着色剤との組合せが、成形部品中で、ASTM D4803−89による測定で、約34℃以下の温度上昇(HBU)及び、反射光成分を含むときは約30未満の、反射光成分を含まないときは約20未満のL*値をもたらす組合せ。
  2. エラストマー相が、ブチルアクリレートから誘導される構造単位を含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  3. 硬質熱可塑性相が、スチレン及びアクリロニトリル;又はスチレン、α−メチルスチレン及びアクリロニトリルから誘導される構造単位を含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  4. 硬質熱可塑性相が、(C1〜C12)アルキル−及びアリール−(メタ)アクリレートモノマーからなる群から選択される1種以上のモノマーから誘導される構造単位をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  5. 硬質熱可塑性相が、スチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレート;又はα−メチルスチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレート;又はスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むことを特徴とする請求項4に記載の組成物。
  6. スチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン、スチレン及びアクリロニトリル;スチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレート;α−メチルスチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレート;又はα−メチルスチレン、スチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むコポリマーが、ゴム変性熱可塑性樹脂と併用されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  7. カーボネート構造単位を含むコポリマーが、ポリエステルカーボネート又はポリジアルキルシロキサンポリカーボネートコポリマーを含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  8. コポリマーが、ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位とイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導されるエステル構造単位とを含み、ポリジアルキルシロキサンポリカーボネートコポリマーが、ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位とジメチルシロキサン構造単位とを含むことを特徴とする請求項7に記載の組成物。
  9. ポリカーボネートと異なる樹脂が、ポリエステル又はゴム変性熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  10. ポリカーボネートが、ビスフェノール−Aポリカーボネートを含み、ポリエステルが、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコールテレフタレート)、ポリ(シクロへキシレンジメチレン−シクロヘキサンジカルボキシレート)、又はイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導される構造単位を有するポリエステルを含み、ゴム変性熱可塑性樹脂が、ABS、ASA、又はMMA−ASAを含むことを特徴とする請求項9に記載の組成物。
  11. 無機系赤外線反射顔料が、金属酸化物、混合金属酸化物、チタン酸塩、アルミン酸塩、金属炭酸塩、酸化鉄、酸化クロム、群青、ステンレス鋼粉末、酸化チタンで被覆された雲母粉末、金属硫化物、又は希土類硫化物であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  12. 無機系赤外線反射顔料が、クロム鉄酸化物、ブラックスピネル、及びクロム鉄ニッケルブラックスピネルからなる群から選択されることを特徴とする請求項11に記載の組成物。
  13. 無機系赤外線反射顔料が、樹脂成分100重量部当たり約0.02重量部(phr)以上の量で存在することを特徴とする請求項11に記載の組成物。
  14. 有機系着色剤が、アントラキノン系着色剤、アゾ系着色剤、無水フタル酸系着色剤、フタロシアニン系着色剤、インジゴ/チオインジゴ系着色剤、アゾメチン系着色剤、アゾメチン−アゾ系着色剤、ジオキサジン系着色剤、キナクリドン系着色剤、イソインドリノン系着色剤、イソインドリン系着色剤、ジケトピロロピロール系着色剤、ペリレン系着色剤、又はペリノン有機系着色剤、又はこれらの混合物から誘導されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  15. 有機系着色剤が、Solvent Green 3、Solvent Red 135、Solvent Violet 13、Pigment Blue 15:4、Pigment Black 31、Disperse Violet 31/26、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種の着色剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  16. 少なくとも2種の有機系着色剤を含む、請求項15に記載の組成物。
  17. 有機系着色剤の総量が、約0.002phr以上であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  18. 潤滑剤、中和剤、安定剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、UV遮蔽剤、UV吸収剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  19. 請求項1に記載の組成物から製造された成形品。
  20. 下記を含む組成物:
    (i)下記の樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つの樹脂;
    (i−a)硬質熱可塑性相に分散した不連続エラストマー相を含むゴム変性熱可塑性樹脂であって、硬質熱可塑性相の少なくとも一部がエラストマー相にグラフトされており、エラストマー相がブチルアクリレートから誘導される構造単位を有するポリマーを含み、かつ、硬質熱可塑性相がスチレン、アクリロニトリル、及び場合によりメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むゴム変性熱可塑性樹脂、
    (i−b1)ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位と、イソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導されるエステル構造単位とを含むコポリマー、
    (i−b2)ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位及びジメチルシロキサン構造単位を含むコポリマー、及び
    (i−c1)ポリカーボネートと、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコールテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレンジメチレン−シクロヘキサンジカルボキシレート)、及びイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導される構造単位を有するポリエステルからなる群から選択されるポリエステルとを含むブレンド、及び
    (i−c2)ポリカーボネートと、ABS、ASA、及びMMA−ASAからなる群から選択されるゴム変性熱可塑性樹脂とを含むブレンド;
    (ii)無機系赤外線反射顔料及び少なくとも2種の有機系着色剤を含む着色剤の組合せであって、無機系赤外線反射顔料が、クロム鉄酸化物、ブラックスピネル、及びクロム鉄ニッケルブラックスピネルからなる群から選択され、約0.02phr以上の量で存在し;
    有機系着色剤が、Solvent Green 3、Solvent Red 135、Solvent Violet 13、Pigment Blue 15:4、Pigment Black 31、及びDisperse Violet 31/26からなる群から選択される少なくとも2種の着色剤を含み、約0.002phr以上の合計量で存在し;かつ
    該無機顔料及び有機着色剤の組合せが、成形部品中で、ASTM D4803−89による測定で、約34℃以下の温度上昇(HBU)及び、反射光成分を含むとき約30未満の、反射光成分を含まないとき約20未満のL*値をもたらす組合せ。
  21. スチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン、スチレン、及びアクリロニトリル;スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート;α−メチルスチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート;又はα−メチルスチレン、スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むコポリマーが、ゴム変性熱可塑性樹脂と併用される、請求項20に記載の組成物。
  22. 潤滑剤、中和剤、安定剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、UV遮蔽剤、UV吸収剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項20に記載の組成物。
  23. 請求項20に記載の組成物から製造された成形品。
  24. (i−a)硬質熱可塑性相に分散した不連続エラストマー相を含むゴム変性熱可塑性樹脂であって、硬質熱可塑性相の少なくとも一部がエラストマー相にグラフトされ、エラストマー相がブチルアクリレートから誘導される構造単位を有するポリマーを含み、硬質熱可塑性相はスチレン、アクリロニトリル、及び場合によりメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むゴム変性ナ悦可塑性樹脂、(i−b1)ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位と、イソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導されるエステル構造単位とを含むコポリマー、(i−b2)ビスフェノールAから誘導されるカーボネート構造単位及びジメチルシロキサン構造単位を含むコポリマー、及び(i−c1)ポリカーボネートと、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコールテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレンジメチレン−シクロヘキサンジカルボキシレート)、及びイソフタル酸、テレフタル酸及びレゾルシノールの混合物から誘導される構造単位を有するポリエステルからなる群から選択されるポリエステルとを含むブレンド、及び(i−c2)ポリカーボネートと、ABS、ASA、及びMMA−ASAからなる群から選択されるゴム変性熱可塑性樹脂を含むブレンドからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む成形品であり、該成形品が、ASTM D4803−89による測定で、約34℃以下の温度上昇(HBU)と、反射光成分を含むときは約30未満の、反射光成分を含まないときは約20未満のL*値を有する成形品の製造方法であって、
    該製造方法が、該樹脂を、無機系赤外線反射顔料及び少なくとも2種の有機系着色剤を含む着色剤の組合せを組み合わせる工程を有し、
    該無機系赤外線反射顔料が、クロム鉄酸化物、ブラックスピネル及びクロム鉄ニッケルブラックスピネルからなる群から選択され、約0.02phr以上の量で存在し;かつ、
    該有機系着色剤が、Solvent Green 3、Solvent Red 135、Solvent Violet 13、Pigment Blue 15:4、Pigment Black 31、Disperse Violet 31/26、及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも2種の着色剤を含み、約0.002phr以上の合計量で存在する
    成形品の製造方法。
  25. 硬質熱可塑性相が、メチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むことを特徴とする請求項24に記載の成形品の製造方法。
  26. スチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン及びアクリロニトリル;α−メチルスチレン、スチレン、及びアクリロニトリル;スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート;α−メチルスチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート;又はα−メチルスチレン、スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレートから誘導される構造単位を含むコポリマーが、ゴム変性熱可塑性樹脂と併用されることを特徴とする請求項24に記載の成形品の製造方法。
  27. 潤滑剤、中和剤、安定剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、UV遮蔽剤、UV吸収剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項24に記載の成形品の製造方法。
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