JP2012052054A - 樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の目的は、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れた樹脂組成物を用いた成形体を提供しようとするものである。
【解決手段】 本発明の樹脂組成物は、3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有するゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に、平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜4.5μmであるアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)を0.2〜2.0重量部、及び、グレー顔料(C)0.01〜0.2重量部を配合してなることを特徴とする、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れた樹脂組成物であり、その成形体は、高級な外観を要求される部品、特に自動車外装・内装用部品に使用できる。
【選択図】なし
【解決手段】 本発明の樹脂組成物は、3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有するゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に、平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜4.5μmであるアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)を0.2〜2.0重量部、及び、グレー顔料(C)0.01〜0.2重量部を配合してなることを特徴とする、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れた樹脂組成物であり、その成形体は、高級な外観を要求される部品、特に自動車外装・内装用部品に使用できる。
【選択図】なし
Description
本発明は、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れた樹脂組成物及びその樹脂組成物を用いた成形体に関する。
ポリメタクリル酸メチルを主成分とするメタクリル樹脂は、優れた耐候性、光沢及び透明性を有しているが、耐候性と耐衝撃性と成形加工性を同時に満足し且つ優れたメタリック感と良好なウエルド部外観を有するものが無く、使用範囲が限られている。
まず、メタクリル樹脂の優れた耐候性を保持したまま耐衝撃性を付与する方法として、種々の多層構造を有するグラフト共重合体を混合する方法が提案されている。以下にその代表的な方法(a)、(b)、(c)について、概要を示す。
(a)メタクリル樹脂の優れた耐候性を保持したまま耐衝撃性を付与するために、耐候性の優れたアクリル酸アルキルエステルを主成分とし、ガラス転移温度が室温以下であるゴム状重合体に、ガラス転移温度が室温以上であり、比較的硬質な重合体の構成単位になりうるメタクリル酸アルキルエステルなどの単量体成分(以下、硬質単量体成分という)をグラフト重合させたゴム状重合体−硬質重合体の2層構造を有するグラフト共重合体を混合することが提案されている(特許文献1、特許文献2)。
(b)メタクリル酸アルキルエステルなどの硬質単量体成分を70〜100%(重量%、以下同様)含む硬質重合体の外殻にアクリル酸アルキルエステルを主成分とするゴム状重合体を形成させ、さらにその外殻にメタクリル酸アルキルエステルなどの硬質単量体成分をグラフト重合させた硬質重合体−ゴム状重合体−硬質重合体の3層構造を有するグラフト共重合体を混合することが提案されている(特許文献3)。
(c)上記(b)法の最内層であるメタクリル酸アルキルエステルなどの硬質単量体成分にアクリル酸アルキルエステルを35〜45%共重合させることにより、ガラス転移温度を室温に近い半ゴム状とし、さらに1分子中にアクリロイルオキシ基および(または)メタクリロイルオキシ基を2個以上有する架橋性単量体で架橋した半ゴム状重合体を最内層に含有し、その外殻にアクリル酸アルキルエステルを主成分とするゴム状重合体を形成させ、さらにその外殻にメタクリル酸アルキルエステルなどの硬質単量体成分をグラフト重合させた半ゴム状−ゴム状−硬質の3層構造を有するグラフト共重合体を混合する方法が提案されている(特許文献4)。
一方、近年、意匠面や高級感付与の面から、高級なメタリック外観を備えた成形体が求められている。
従来、熱可塑性樹脂等の樹脂成形体に深みのあるメタリック調の美しい外観を付与するためには、専ら塗装が行われてきた。塗装は確かに優美でムラのない外観を与えるものの、脱脂洗浄、下塗り、中塗り、上塗り、乾燥、焼き付け等、多くの工程を必要とし、コストアップの問題がある。
また、メタリック調の外観付与剤として光輝材と呼ばれる鱗片状アルミニウムの粉末等を、直接、熱可塑性樹脂に混合して成形するだけで同様の外観を得ようとする試みも古くから行われてきた。
例えば、特開昭58−37045号公報には、ABS樹脂とAS樹脂の混合物にアルミニウム粉末などの金属粉を添加混合することによって一様なメタリック調を得ようとする樹脂組成物が開示されている。しかし、メタリック調の付与やウエルド部外観の改善がなされるものの、塗装品のレベルには及ばないものであり、さらに、この技術は、耐衝撃性は良好であるが、耐候性に劣っている。
例えば、特開昭58−37045号公報には、ABS樹脂とAS樹脂の混合物にアルミニウム粉末などの金属粉を添加混合することによって一様なメタリック調を得ようとする樹脂組成物が開示されている。しかし、メタリック調の付与やウエルド部外観の改善がなされるものの、塗装品のレベルには及ばないものであり、さらに、この技術は、耐衝撃性は良好であるが、耐候性に劣っている。
また、耐候性を改善したものとして、特開2002−363373号公報や特開2006−96935号公報が知られているが、特に高品質な外観を求められる自動車外装用としては未だ不十分である。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れたゴム変性アクリル系樹脂組成物及びその樹脂組成物を用いた成形体を提供しようとするものである。
本発明者らは、かかる課題に鑑み鋭意研究を行った結果、3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)にアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)及びグレー顔料(C)を配合してなることを特徴とする樹脂組成物により上記課題を解決することを見出し、本発明にいった。すなわち本発明は以下の構成を有するものである。
(1)3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)にアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)及びグレー顔料(C)を配合してなることを特徴とする樹脂組成物。
(2)3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)100重量部に、平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmであるアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)0.2〜2.0重量部、及び、グレー顔料(C)0.01〜0.2重量部を配合してなることを特徴とする(1)記載の樹脂組成物。
(3)前記アスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)が、金属球をボールミルで乾式摩砕後、パラフィンと混練して製造することを特徴とする(1)乃至(2)記載の樹脂組成物。
(4)全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂がゴム変成アクリル系樹脂であることを特徴とする(1)乃至(3)記載の樹脂組成物。
(5)前記ゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部が、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)5〜100重量部、及びアクリル樹脂(A2)95〜0重量部を含み、該ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)が、ゴム共重合体(A1c)の内層及び該内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層をA1c:A1sの重量比が5:95〜85:15で含む多層構造グラフト共重合体であり、該ゴム共重合体(A1c)が、アクリル酸アルキルエステル50〜99.9重量%、共重合可能な他のビニル単量体0〜49.9重量%、及び多官能性単量体0.1〜10重量%からなるゴム共重合体用単量体100重量%の重合体であり、該グラフト成分(A1s)が、メタクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜50重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体であり、かつ、該アクリル樹脂(A2)が、アクリル酸アルキルエステル0〜50重量%、及びメタクリル酸アルキルエステル100〜50重量%からなるアクリル樹脂用単量体の重合体である、(4)記載の樹脂組成物。
(6)前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)の数平均粒子径が30〜400nmである、(5)記載の樹脂組成物。
(7)前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)が、さらに、最内層重合体(A1a)を、A1a:(A1c、及びA1sの合計量)の重量比が10:90〜40:60で含み、かつ、該最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されてなる、少なくとも3層構造を有する多層構造グラフト共重合体であり、かつ、該最内層重合体(A1a)が、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上40〜99.9重量%と、共重合可能な他のビニル単量体59.9〜0重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体である、(5)乃至(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
(9)前記成形体が、自動車外装用部品又は自動車内装用部品である、(8)に記載の成形体。
(2)3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)100重量部に、平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmであるアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)0.2〜2.0重量部、及び、グレー顔料(C)0.01〜0.2重量部を配合してなることを特徴とする(1)記載の樹脂組成物。
(3)前記アスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)が、金属球をボールミルで乾式摩砕後、パラフィンと混練して製造することを特徴とする(1)乃至(2)記載の樹脂組成物。
(4)全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂がゴム変成アクリル系樹脂であることを特徴とする(1)乃至(3)記載の樹脂組成物。
(5)前記ゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部が、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)5〜100重量部、及びアクリル樹脂(A2)95〜0重量部を含み、該ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)が、ゴム共重合体(A1c)の内層及び該内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層をA1c:A1sの重量比が5:95〜85:15で含む多層構造グラフト共重合体であり、該ゴム共重合体(A1c)が、アクリル酸アルキルエステル50〜99.9重量%、共重合可能な他のビニル単量体0〜49.9重量%、及び多官能性単量体0.1〜10重量%からなるゴム共重合体用単量体100重量%の重合体であり、該グラフト成分(A1s)が、メタクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜50重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体であり、かつ、該アクリル樹脂(A2)が、アクリル酸アルキルエステル0〜50重量%、及びメタクリル酸アルキルエステル100〜50重量%からなるアクリル樹脂用単量体の重合体である、(4)記載の樹脂組成物。
(6)前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)の数平均粒子径が30〜400nmである、(5)記載の樹脂組成物。
(7)前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)が、さらに、最内層重合体(A1a)を、A1a:(A1c、及びA1sの合計量)の重量比が10:90〜40:60で含み、かつ、該最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されてなる、少なくとも3層構造を有する多層構造グラフト共重合体であり、かつ、該最内層重合体(A1a)が、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上40〜99.9重量%と、共重合可能な他のビニル単量体59.9〜0重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体である、(5)乃至(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
(9)前記成形体が、自動車外装用部品又は自動車内装用部品である、(8)に記載の成形体。
本発明の耐候性、耐衝撃性、光沢、及び成形加工性に優れる樹脂組成物からは、光輝性に優れたメタリック感を有する成形体を得ることができ、さらに、ウエルド部の外観にも優れるため、その工業的価値は極めて高い。
本発明の樹脂組成物は、全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)にメタリック顔料(B)及びグレー顔料(C)を配合してなる、耐衝撃性、耐候性、メタリック感、ウエルド部外観に優れた樹脂組成物であって、この本発明に係る優れたメタリック感とウエルド部外観は、前記全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)がその3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有すること、及び、前記メタリック顔料(B)が平均形状径10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmでアスペクト比が3〜20のメタリック顔料でありその配合量が全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して0.2〜2.0重量部であること、及び、前記グレー顔料(C)の配合量がゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して0.01〜0.2重量部であること、の3つの要因により特異的に奏される効果である。
(全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂)
全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂とは、3mm厚の成型体について、JIS K 7361−1に示される方法で全光線透過率を測定し、波長380〜780nmでの平均透過率の値が80%以上になる樹脂のことをいう。
全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂とは、3mm厚の成型体について、JIS K 7361−1に示される方法で全光線透過率を測定し、波長380〜780nmでの平均透過率の値が80%以上になる樹脂のことをいう。
例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ABS系樹脂、MBS系樹脂、ポリスチレン−メタクレート系樹脂、TAC樹脂、フルオレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、MS樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ゴム変成アクリル系樹脂等を例示することができる。この中でも、耐候性、耐衝撃性、経済性にすぐれているためゴム変性アクリル系樹脂が好ましい。
(ゴム変成アクリル系樹脂(A))
本発明に係るゴム変性アクリル系樹脂(A)は、上述したように、その3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上の透明性を有することを要し、優れた衝撃強度を得る観点から、その全体量を100重量として、好ましくは、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)5〜100重量部、及びアクリル樹脂(A2)95〜0重量部を含む。
本発明に係るゴム変性アクリル系樹脂(A)は、上述したように、その3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上の透明性を有することを要し、優れた衝撃強度を得る観点から、その全体量を100重量として、好ましくは、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)5〜100重量部、及びアクリル樹脂(A2)95〜0重量部を含む。
(ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1))
本発明に係るゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)は、優れた衝撃強度、透明性を得る観点から、ゴム共重合体(A1c)の内層、及び該内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層を、A1c:A1sの重量比が5:95〜85:15となるように含む多層構造グラフト共重合体とすることが好ましく、特に優れた透明性と衝撃強度を得る観点から、さらに、最内層重合体(A1a)を、A1a:(A1c、及びA1sの合計量)の重量比が10:90〜40:60となるように含み、かつ、この最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されてなるようにした、少なくとも3層構造を有する多層構造グラフト共重合体とすることがより好ましい。
本発明に係るゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)は、優れた衝撃強度、透明性を得る観点から、ゴム共重合体(A1c)の内層、及び該内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層を、A1c:A1sの重量比が5:95〜85:15となるように含む多層構造グラフト共重合体とすることが好ましく、特に優れた透明性と衝撃強度を得る観点から、さらに、最内層重合体(A1a)を、A1a:(A1c、及びA1sの合計量)の重量比が10:90〜40:60となるように含み、かつ、この最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されてなるようにした、少なくとも3層構造を有する多層構造グラフト共重合体とすることがより好ましい。
前記A1c:A1sの重量比は、衝撃強度をより高める観点から、A1c:A1sの重量比が25:75〜80:20がより好ましい。
このようなゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)の数平均粒子径は、耐衝撃性と透明性とをバランスさせる観点から、30〜400nmとすることが好ましく、より好ましくは40〜300nmである。
このようなゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)の製造方法には特に限定はなく例えば、懸濁重合法、乳化重合法等が用いられ得るが、共重合体粒子の粒径を揃えることにより、より優れた効果を発揮できるので、乳化重合法で製造するのが好ましい。
(ゴム共重合体(A1c))
前記ゴム共重合体(A1c)は、そのゴム弾性により本発明に係る耐衝撃性改良効果を主に担う構成要素であり、その屈折率は、グラフト成分(A1s)やアクリル樹脂(A2)の屈折率に近いほど、又その粒径が小さいほど、透明性になり易く、このようなゴム共重合体(A1c)の数平均粒子径は、耐衝撃性と透明性とをバランスさせる観点から、30〜400nmとすることが好ましく、より好ましくは40〜300nmである。
前記ゴム共重合体(A1c)は、そのゴム弾性により本発明に係る耐衝撃性改良効果を主に担う構成要素であり、その屈折率は、グラフト成分(A1s)やアクリル樹脂(A2)の屈折率に近いほど、又その粒径が小さいほど、透明性になり易く、このようなゴム共重合体(A1c)の数平均粒子径は、耐衝撃性と透明性とをバランスさせる観点から、30〜400nmとすることが好ましく、より好ましくは40〜300nmである。
またこのようなゴム共重合体(A1c)は、優れた衝撃強度、透明性を得る観点から、好ましくは、アクリル酸アルキルエステル50〜99.9重量%、共重合可能なアクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜49.9重量%、及び多官能性単量体0.1〜10重量%からなるゴム共重合体用単量体100重量%の重合体であるが、より好ましくは、アクリル酸アルキルエステル70〜99重量%、共重合可能なアクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜29重量%、及び多官能性単量体0.1〜5重量%からなるゴム共重合体用単量体100重量%の重合体である。
(グラフト成分(A1s))
前記グラフト成分(A1s)は、前記アクリル樹脂(A2)とともに、本発明の樹脂組成物の基材樹脂として、前記ゴム共重合体(A1c)を包む連続層樹脂、即ち、マトリクス樹脂として機能する構成要素であり、優れた衝撃強度、透明性、及び成形加工性を得る観点から、好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜50重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体であるが、より好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル80〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体20〜0重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体である。本発明の樹脂組成物の流動性を向上させ成形加工性をより向上させる観点から、グラフト成分用単量体100重量%に、さらに、ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のメルカプタン化合物を0.01〜5重量%加えることが好ましい。
前記グラフト成分(A1s)は、前記アクリル樹脂(A2)とともに、本発明の樹脂組成物の基材樹脂として、前記ゴム共重合体(A1c)を包む連続層樹脂、即ち、マトリクス樹脂として機能する構成要素であり、優れた衝撃強度、透明性、及び成形加工性を得る観点から、好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜50重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体であるが、より好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル80〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体20〜0重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体である。本発明の樹脂組成物の流動性を向上させ成形加工性をより向上させる観点から、グラフト成分用単量体100重量%に、さらに、ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のメルカプタン化合物を0.01〜5重量%加えることが好ましい。
このグラフト成分(A1s)は、必要に応じて、それ自体を多層構造としても良い。
(最内層重合体(A1a))
前記最内層重合体(A1a)は、本発明の樹脂組成物の衝撃強度、及び透明性をより向上させるために、前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)に付加される構成要素であり、好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上40〜99.9重量%と、共重合可能な他のビニル単量体59.9〜0重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体であるが、より好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上55〜90重量%と、共重合可能な他のビニル単量体45〜10重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体である。この最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されることで、前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)において、概ね、その中央部に分布する層となる。
前記最内層重合体(A1a)は、本発明の樹脂組成物の衝撃強度、及び透明性をより向上させるために、前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)に付加される構成要素であり、好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上40〜99.9重量%と、共重合可能な他のビニル単量体59.9〜0重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体であるが、より好ましくは、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上55〜90重量%と、共重合可能な他のビニル単量体45〜10重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体である。この最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されることで、前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)において、概ね、その中央部に分布する層となる。
(アクリル樹脂(A2))
本発明に係るアクリル樹脂(A2)は、前記グラフト成分(A1s)とともに、本発明の樹脂組成物の基材樹脂として、前記ゴム共重合体(A1c)を包む連続層樹脂、即ち、マトリクス樹脂として機能する構成要素であり、優れた透明性を得る観点から、好ましくは、アクリル酸アルキルエステル0〜50重量%、及びメタクリル酸アルキルエステル100〜50重量%からなるアクリル樹脂用単量体の重合体である。
本発明に係るアクリル樹脂(A2)は、前記グラフト成分(A1s)とともに、本発明の樹脂組成物の基材樹脂として、前記ゴム共重合体(A1c)を包む連続層樹脂、即ち、マトリクス樹脂として機能する構成要素であり、優れた透明性を得る観点から、好ましくは、アクリル酸アルキルエステル0〜50重量%、及びメタクリル酸アルキルエステル100〜50重量%からなるアクリル樹脂用単量体の重合体である。
このようなアクリル樹脂(A2)の製造方法には特に限定はなく例えば、懸濁重合法、乳化重合法等が用いられ得るが、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステルを効率的に共重合させる観点から、懸濁重合法が好ましい。
(アクリル酸アルキルエステル)
前記アクリル酸アルキルエステルとしては、重合時の反応速度の観点から、そのアルキル基の炭素数が1〜8個であるものが好ましく、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸−2−エチルヘキシル(2EHA)、アクリル酸−n−オクチル(nOA)等が挙げられるが、本発明に係る耐衝撃性を高める観点から、BA、2EHA、及びnOAからなる群から選ばれる1種以上が好ましく、特に好ましくはBAである。これらは、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。前記アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
前記アクリル酸アルキルエステルとしては、重合時の反応速度の観点から、そのアルキル基の炭素数が1〜8個であるものが好ましく、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸−2−エチルヘキシル(2EHA)、アクリル酸−n−オクチル(nOA)等が挙げられるが、本発明に係る耐衝撃性を高める観点から、BA、2EHA、及びnOAからなる群から選ばれる1種以上が好ましく、特に好ましくはBAである。これらは、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。前記アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
(メタクリル酸アルキルエステル)
前記メタクリル酸アルキルエステルとしては、重合時の反応速度の観点から、そのアルキル基の炭素数が1〜4個であるものが好ましく、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル等が挙げられるが、本発明に係る加工性を高める観点から、好ましくはメタクリル酸メチルである。前記メタクリル酸アルキルエステルのアルキル基は直鎖状でも分岐鎖上でもよい。
前記メタクリル酸アルキルエステルとしては、重合時の反応速度の観点から、そのアルキル基の炭素数が1〜4個であるものが好ましく、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル等が挙げられるが、本発明に係る加工性を高める観点から、好ましくはメタクリル酸メチルである。前記メタクリル酸アルキルエステルのアルキル基は直鎖状でも分岐鎖上でもよい。
(芳香族ビニル)
前記芳香族ビニルとしては、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、及びビニルトルエンからなる群から選ばれる1種以上が好ましく、より好ましくはスチレンである。
前記芳香族ビニルとしては、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、及びビニルトルエンからなる群から選ばれる1種以上が好ましく、より好ましくはスチレンである。
(多官能性単量体)
前記多官能性単量体は、1分子当たり2個以上の非共役二重結合を有する単量体であり、架橋剤、又はグラフト交叉剤として機能する成分であり、架橋性の観点から、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類、ビニル基含有多官能性単量体類、及びアリル基含有多官能性単量体類からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
前記多官能性単量体は、1分子当たり2個以上の非共役二重結合を有する単量体であり、架橋剤、又はグラフト交叉剤として機能する成分であり、架橋性の観点から、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類、ビニル基含有多官能性単量体類、及びアリル基含有多官能性単量体類からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
前記アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類としては、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ジブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙
げられる。
(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ジブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙
げられる。
なお、本明細書において(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステル、及び/又は、メタクリル酸エステル、を意味する。
前記ビニル基含有多官能性単量体類としては、ジビニルベンゼン、ジビニルアジペート等が挙げられる。
前記アリル基含有多官能性単量体類としては、(メタ)アクリル酸アリル、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
(ビニル単量体)
本発明で使用できるビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の等の芳香族ビニル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の非アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
本発明で使用できるビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の等の芳香族ビニル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の非アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
(アスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B))
本発明に係るメタリック顔料(B)は、メタリック感を付与するための構成要素であり、優れたメタリック感及びウエルド外観を発現させるための観点から、その平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmでアスペクト比が3〜20のメタリック顔料である。平均形状径は、要求されるメタリック調に応じて、小形状(10〜20μm)もしくは大形状(40〜50μm)が適宜好ましく選択できる。また、その材料は金属、銀、銅、真鍮、アルミニウム、金等が考えられるが、コストや光沢持続性など考慮して、アルミニウムが好ましい。
本発明に係るメタリック顔料(B)は、メタリック感を付与するための構成要素であり、優れたメタリック感及びウエルド外観を発現させるための観点から、その平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmでアスペクト比が3〜20のメタリック顔料である。平均形状径は、要求されるメタリック調に応じて、小形状(10〜20μm)もしくは大形状(40〜50μm)が適宜好ましく選択できる。また、その材料は金属、銀、銅、真鍮、アルミニウム、金等が考えられるが、コストや光沢持続性など考慮して、アルミニウムが好ましい。
本発明のアスペクト比が3〜20のメタリック顔料のアスペクト比とは、(平均形状径)÷(平均厚み)のことを意味する。メタリック顔料のアスペクト比は、3〜20であり、好ましい範囲は、5〜20である。
本発明の平均形状径及び平均厚みは、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置(MT3300)を用いて、乾式で測定する。マイクロトラック粒度分布測定装置(以下MT3300)で、粒子の投影面積が最大となる面の最大径を形状径とし、50個の粒子(メタリック顔料)の平均の形状径を本発明の平均形状径とした。(図1に相当)
また、MT3300で、粒子の投影面積が最大となる面と直交する面(図2に相当)で最も厚い部分の距離を厚みとし、50個の粒子(メタリック顔料)の平均の厚みを本発明の平均厚みとした。
また、MT3300で、粒子の投影面積が最大となる面と直交する面(図2に相当)で最も厚い部分の距離を厚みとし、50個の粒子(メタリック顔料)の平均の厚みを本発明の平均厚みとした。
繰り返しになるが、本発明の本発明のアスペクト比が3〜20のメタリック顔料を横から見た場合、図1や図2のような形状をとる。後述のウエルド部の外観がよくなるため、図3に示す側面が立ち上がったような形の部分は、平均厚みの4割以下であることが望ましく、3割以下であることが更に望ましい。図3に示すように、ハンバーガーを横から見たように、太鼓状になっている。図2のような形状であっても後述のウェルド部の外観がよくなるためこのましい。
メタリック顔料(B)の配合量は、ゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.2〜2.0重量部、好ましくは0.4〜1.5重量部である。0.2重量部未満では十分なメタリック感が得られず、2.0重量部を超えると他の特性、特に耐衝撃性が低下する。
本発明に係るメタリック顔料(B)、即ち、平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmでアスペクト比が3〜20のメタリック顔料、好ましくはアルミニウム系メタリック顔料の製造方法は特に限定されるものではないが、好ましくは、アルミニウム球をボールミル中で乾式磨砕後、パラフィンと混練することによって得られる。
アスペクト比が3〜20のメタリック顔料は、金属球をボールミル中で粉砕されるため、図1の上から見た図は、円形・楕円形だけでなく、ひしゃげたような円形、いびつな円形等種々の形状のものが得られる。
平均形状径は、10〜55μmの範囲が、人間の目で見た場合美しいと感じるメタリックの大きさである。55μmより大きすぎるとメタリックに見えないことと成形品にした場合薄い部分に入っていかず、フローマークが出てしまうため、55μmより小さいことが好ましい。また、10μmより小さいとボールミルで磨き工程を実施してもつぶしにくくなる事、またつぶしている間に微粉末が出来これがミル工程で爆発事故を発生する危険性があるため、10μmより大きいことが好ましい。
従来のメタリック顔料は、厚み1μm程度であり、成形時の金型内の樹脂流動に従って、アスペクト比が大きい為、配向してしまう。特にウエルド部では、所謂ファンテンフロー状に流れた樹脂同士が、ぶつかる為、メタリック顔料が流れ方向に立ち上がり、周辺では、流れ方向に樹脂の金型壁に近い高剪断層では配向する為、その結果ウエルド以外の色目は、メタリック顔料を平面方向から見ることでメタリック感があり、ウエルド部では、厚み方向から見る事になり、黒く見える事になる。これを防止するには、メタリック顔料自体を球にすることで解決されるが、球状粒子では、光が当たった場合反射方向が全て異なり、ほとんど光の進入方向に戻す事ができない為、暗くなってしまうといったデメリットがあった。
本発明では、解決の手段として、球と平面(従来のメタリック形状)の間のアスペクト比が3〜20のメタリック顔料とする事でこの両立を図る事とした。
この紡錘形メタリックは、平面に近づくほどメタリック感があるが、ウエルド部が一般部と異なった方向に配向し、球に近づくほどメタリック感がなくなる一方、前記配向は緩和する。
この為、詳細に調査した結果、3〜6.0μm、望ましくは3〜4.5μmの厚みであれば、メタリック感とウエルド部の外観が両立する事を見いたした。
この紡錘形メタリックは、平面に近づくほどメタリック感があるが、ウエルド部が一般部と異なった方向に配向し、球に近づくほどメタリック感がなくなる一方、前記配向は緩和する。
この為、詳細に調査した結果、3〜6.0μm、望ましくは3〜4.5μmの厚みであれば、メタリック感とウエルド部の外観が両立する事を見いたした。
(グレー顔料(C))
本発明に係るグレー顔料(C)は、特にウエルド部の外観を優れて保持するための構成要素であり、その配合量は、ゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜0.2重量部、特に好ましくは0.03〜0.05部である。0.01重量部未満では十分なウエルド部外観の改善がえられず、0.2重量部を超えると他の特性、例えばメタリック感や耐衝撃性に悪影響を与える。
本発明に係るグレー顔料(C)は、特にウエルド部の外観を優れて保持するための構成要素であり、その配合量は、ゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜0.2重量部、特に好ましくは0.03〜0.05部である。0.01重量部未満では十分なウエルド部外観の改善がえられず、0.2重量部を超えると他の特性、例えばメタリック感や耐衝撃性に悪影響を与える。
グレー顔料(C)の組成については特に限定なくグレー色であればよく、黒色顔料と白色顔料との組み合わせで用いられることが多く、例えば、カーボンブラック(黒色顔料)と二酸化チタン(白色顔料)からなるグレー顔料等が挙げられる。その他の黒色顔料は、ガスブラック、アセチレンブラック、油煙、堅黒、黒鉛、酸化鉄黒などがある。また白色顔料には、亜鉛華、リトポン、硫化亜鉛、塩基性硫酸鉛、硫酸鉛、アンチモンホワイト、酸化ジルコン、塩基性ケイ酸鉛、透明感の有る体質顔料として、バライト、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、他白顔料として、石膏、白陶土、シリカ、滑石、ホワイトカーボン、有機顔料としてベンガラ、バーントシエナ等があり、環境性、コスト、耐候性等を考慮して適宜組みあわせることは出来る。グレー顔料の供給形態としては、そのまま添加するより、アクリル系樹脂に高濃度のグレー顔料及び分散剤を練りこんだ、いわゆるマスターバッチの形で配合するのが好ましい。
(紫外線吸収剤)
耐候性をさらに向上させる観点から、本発明の樹脂組成物に紫外線吸収剤を、その成形体の全光線透過率に影響を及ぼさない量、即ち、本発明に係るゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜15重量部添加することが好ましく、より好ましくは0.2〜5重量部である。
耐候性をさらに向上させる観点から、本発明の樹脂組成物に紫外線吸収剤を、その成形体の全光線透過率に影響を及ぼさない量、即ち、本発明に係るゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜15重量部添加することが好ましく、より好ましくは0.2〜5重量部である。
前記紫外線吸収剤としては、その紫外線吸収能の観点から、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、及びベンゾフェノン系の紫外線吸収剤からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
前記ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤の例としては、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−5−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α、α−ジメチルベンジル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−sec−ブチル−5−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス〔6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール〕、2−(2−ヒドロキシ−5−メチル−3−ドデシルフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられ、前記ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤の例としては、2−ヒドロキシ−4−フェニルメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシトリハイドレイトベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−フェニルプロポキシベンゾフェノン等が挙げられ、トリアジン系の紫外線吸収剤としては、2−(4,6ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール等が挙げられる。
(光安定剤)
耐候性をさらに向上させる観点から、本発明の樹脂組成物に光安定剤を、本発明に係るゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜3重量部添加するのが好ましい。
耐候性をさらに向上させる観点から、本発明の樹脂組成物に光安定剤を、本発明に係るゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜3重量部添加するのが好ましい。
前記光安定剤としては、特に限定されず公知の光安定剤が使用できるが、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルベンゾエート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリル酸エステル、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ビス(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ビス(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジtert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルメチル)マロネート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[トリス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ]エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1−[(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル]−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジメチル縮合物、2−tert−オクチルアミノ−4,6−ジクロロ−s−トリアジン/N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン縮合物、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン/ジブロモエタン縮合物、2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジン−N−オキシル、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/ジブロモエタン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−tert−オクチルアミノ−s−トリアジン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−モルホリノ−s−トリアジン重縮合物などを挙げることができる。
(その他の添加剤)
本発明の樹脂組成物には、さらに必要に応じて、各種の酸化防止剤、滑剤、また、グレー顔料以外の着色剤を添加することができる。
本発明の樹脂組成物には、さらに必要に応じて、各種の酸化防止剤、滑剤、また、グレー顔料以外の着色剤を添加することができる。
(成形体)
本発明のゴム変性アクリル系樹脂組成物は、成形加工性に優れるので、既知の熱可塑性樹脂の成形方法、たとえば射出成形法、押出し成形法等により、自動車部品、電気・電子部品、雑貨、フイルム等に成形され得る。本発明のゴム変性アクリル系樹脂組成物から得られる成形体は、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れるので、例えば高級な外観が必要とされる外観部材として好適であり、このような外観部材として、自動車外装用部品、自動車内装用部品、家具用部品、家電外装用部品、OA筐体用途に好適である。自動車外装用部品としては、フォグランプベゼル、バンパーガーニッシュ、サイドモール、ラジエターグリル等が挙げられる。自動車内装用部品としては、ウインドウレギュレータスイッチカバー、インストルメントパネルガーニッシュ、センターコンソール等が挙げられる。また、家電外装用部品としてテレビ画面外周枠等が、OA筐体用途としてノートブックパソコン筐体等が挙げられる。
本発明のゴム変性アクリル系樹脂組成物は、成形加工性に優れるので、既知の熱可塑性樹脂の成形方法、たとえば射出成形法、押出し成形法等により、自動車部品、電気・電子部品、雑貨、フイルム等に成形され得る。本発明のゴム変性アクリル系樹脂組成物から得られる成形体は、耐候性、耐衝撃性及び成形加工性に優れるだけでなく、光輝性に優れたメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れるので、例えば高級な外観が必要とされる外観部材として好適であり、このような外観部材として、自動車外装用部品、自動車内装用部品、家具用部品、家電外装用部品、OA筐体用途に好適である。自動車外装用部品としては、フォグランプベゼル、バンパーガーニッシュ、サイドモール、ラジエターグリル等が挙げられる。自動車内装用部品としては、ウインドウレギュレータスイッチカバー、インストルメントパネルガーニッシュ、センターコンソール等が挙げられる。また、家電外装用部品としてテレビ画面外周枠等が、OA筐体用途としてノートブックパソコン筐体等が挙げられる。
つぎに具体的な実施例に基づいて本発明を説明するが、これらはいずれも例示的なものであり、本発明の内容を限定するものではない。
(ゴム共重合体A1c−1の重合)
イオン交換水250.0重量部、ステアリン酸カリウム0.5重量部、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム0.2重量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.01重量部、及び硫酸第一鉄・7水塩0.005重量部をガラス製反応器に仕込み、窒素気流中で攪拌しながら40℃に加熱し、アクリル酸n−ブチル(BA)84重量部、スチレン(ST)15重量部、及びメタクリル酸アリル(ALMA)1重量部からなるゴム共重合体用単量体とクメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.1重量部とからなる混合物を、4時間かけて滴下した。また、前記滴下と同時に、5重量%ステアリン酸カリウム水溶液40重量部(ステアリン酸カリウム2重量部)を4時間にわたり連続的に添加した。前記添加終了後、1.5時間攪拌を続け重合を完結させることで、ゴム共重合体A1c−1のラテックスを得た。重合転化率は98%(重合生成量/モノマー仕込量×100%)であり、得られたゴム共重合体A1c−1のラテックス中のゴム共重合体粒子の数平均粒子径は70nmである。この粒子径は、ゴム共重合体粒子をエポキシ系の樹脂で固めて包埋したものをスライスして、透過型電子顕微鏡写真を撮影し、その写真より数平均粒子径を求めたものである。
イオン交換水250.0重量部、ステアリン酸カリウム0.5重量部、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム0.2重量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.01重量部、及び硫酸第一鉄・7水塩0.005重量部をガラス製反応器に仕込み、窒素気流中で攪拌しながら40℃に加熱し、アクリル酸n−ブチル(BA)84重量部、スチレン(ST)15重量部、及びメタクリル酸アリル(ALMA)1重量部からなるゴム共重合体用単量体とクメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.1重量部とからなる混合物を、4時間かけて滴下した。また、前記滴下と同時に、5重量%ステアリン酸カリウム水溶液40重量部(ステアリン酸カリウム2重量部)を4時間にわたり連続的に添加した。前記添加終了後、1.5時間攪拌を続け重合を完結させることで、ゴム共重合体A1c−1のラテックスを得た。重合転化率は98%(重合生成量/モノマー仕込量×100%)であり、得られたゴム共重合体A1c−1のラテックス中のゴム共重合体粒子の数平均粒子径は70nmである。この粒子径は、ゴム共重合体粒子をエポキシ系の樹脂で固めて包埋したものをスライスして、透過型電子顕微鏡写真を撮影し、その写真より数平均粒子径を求めたものである。
(ゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−1〜A1−3の製造)
イオン交換水220.0重量部、表1に示すゴム共重合のラテックスを固形分で表1に示す重量部、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム0.05重量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.01重量部、及び硫酸第一鉄・7水塩0.005重量部をガラス製反応器に仕込み、窒素気流中で攪拌することで水性分散液とし、その状態を維持しながら60℃に加熱した。そこに、表1に示すグラフト組成、即ち、グラフト成分用単量体であるメタクリル酸メチル(MMA)、BA、及びアクリル酸メチル(MA)と、重合開始剤であるCHP、及びノルマル−ドデシルメルカプタン(n−DM)とが表1に示す重量部で混合された混合物を2時間にわたって連続的に添加した。添加終了後、さらに、CHP0.01重量部を添加し1時間攪拌を続けて重合を完結させることで、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−1〜A1−3のラテックスを得た。重合転化率は99%であった。得られたゴム含有アクリル系グラフト共重合体はゴム共重合体の内層(A1c)、及びこの内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層からなる多層構造を有していた。これらのラテックスを公知の方法で塩析凝固、熱処理、乾燥を行ない白色粉末として、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−1〜A1−3を得た。
イオン交換水220.0重量部、表1に示すゴム共重合のラテックスを固形分で表1に示す重量部、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム0.05重量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.01重量部、及び硫酸第一鉄・7水塩0.005重量部をガラス製反応器に仕込み、窒素気流中で攪拌することで水性分散液とし、その状態を維持しながら60℃に加熱した。そこに、表1に示すグラフト組成、即ち、グラフト成分用単量体であるメタクリル酸メチル(MMA)、BA、及びアクリル酸メチル(MA)と、重合開始剤であるCHP、及びノルマル−ドデシルメルカプタン(n−DM)とが表1に示す重量部で混合された混合物を2時間にわたって連続的に添加した。添加終了後、さらに、CHP0.01重量部を添加し1時間攪拌を続けて重合を完結させることで、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−1〜A1−3のラテックスを得た。重合転化率は99%であった。得られたゴム含有アクリル系グラフト共重合体はゴム共重合体の内層(A1c)、及びこの内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層からなる多層構造を有していた。これらのラテックスを公知の方法で塩析凝固、熱処理、乾燥を行ない白色粉末として、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−1〜A1−3を得た。
(3層構造のゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7の製造)
最内層重合体(A1a)を重合するために、イオン交換水220.0重量部、ほう酸0.3重量部、
炭酸ナトリウム0.03重量部、N−ラウロイルサルコシン酸ナトリウム0.09重量部、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム0.09重量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.006重量部、及び硫酸第一鉄・7水塩0.002重量部をガラス製反応器・BR>ノ仕込み、窒素気流中で撹拌しながら80℃に昇温した後、表2に示す最内層重合体用単量体と、t−ブチルハイドロパーオキサイド0.1重量部からなる内層成分の混合液につき、まず、その25%を一括して仕込み、45分間重合を行なった。続いて、この混合液の残り75%を1時間に渡って連続追加した。追加終了後、同温度で2時間保持し重合を完結させることで、3層構造のゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7の最内層重合体(A1a)のラテックスを得た。なお、1時間にわたってモノマーを連続追加している時に、0.2重量部のN−ラウロイルサルコシン酸ナトリウムを追加した。得られた最内層重合体(A1a)のラテックスは、架橋メタクリル系重合体ラテックスであり、その中の重合体粒子の数平均粒子径は、160nmであり、重合転化率は98%であった。但し、A1−7に於ける最内層重合体粒子の数平均粒子径は135nmであった。
最内層重合体(A1a)を重合するために、イオン交換水220.0重量部、ほう酸0.3重量部、
炭酸ナトリウム0.03重量部、N−ラウロイルサルコシン酸ナトリウム0.09重量部、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム0.09重量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.006重量部、及び硫酸第一鉄・7水塩0.002重量部をガラス製反応器・BR>ノ仕込み、窒素気流中で撹拌しながら80℃に昇温した後、表2に示す最内層重合体用単量体と、t−ブチルハイドロパーオキサイド0.1重量部からなる内層成分の混合液につき、まず、その25%を一括して仕込み、45分間重合を行なった。続いて、この混合液の残り75%を1時間に渡って連続追加した。追加終了後、同温度で2時間保持し重合を完結させることで、3層構造のゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7の最内層重合体(A1a)のラテックスを得た。なお、1時間にわたってモノマーを連続追加している時に、0.2重量部のN−ラウロイルサルコシン酸ナトリウムを追加した。得られた最内層重合体(A1a)のラテックスは、架橋メタクリル系重合体ラテックスであり、その中の重合体粒子の数平均粒子径は、160nmであり、重合転化率は98%であった。但し、A1−7に於ける最内層重合体粒子の数平均粒子径は135nmであった。
ゴム共重合体(A1c)を重合するために、上記で得た最内層重合体(A1a)のラテックスを、窒素気流中で80℃に保ち、そこに、過硫酸カリウム0.1重量部を添加した後、表2に示すゴム共重合体用単量体を5時間に渡って連続追加した。この5時間の間にオレイン酸カリウム0.1重量部を3回に分けて添加した。追加終了後、重合を完結させるためにさらに過硫酸カリウムを0.05重量部添加した後2時間保持することで、3層構造のゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7の、最内層重合体(A1a)、及びゴム共重合体(A1c)からなる2層構造までからなる重合体粒子のラテックスを得た。得られた2層構造までからなる重合体粒子の数平均粒子径は、各々表2に示す値であり、重合転化率は共通して99%であった。
グラフト成分(A1s)を重合するために、上記で得た2層構造までからなる重合体粒子のラテックスラテックスを80℃に保ち、そこに、過硫酸カリウム0.02重量部を添加した後、表2に示すグラフト組成、即ち、グラフト成分用単量体であるMMA、BA、及びMAと、重合開始剤であるn−DMとが、表2に示す重合部混合された混合物を2時間に渡って連続追加した。混合物の追加終了後1時間保持することで、3層構造のゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7のラテックスを得た。重合転化率は共通して99%であった。得られた3層構造のゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7のラテックスを公知の方法で塩析凝固、熱処理、乾燥を行ない白色粉末として、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体A1−4〜A1−7を得た。
(メタリック顔料の製造)
平均粒径が24μmの略球形のアルミニウム100重量部をボールミル中で磨砕した後、直ちに、ヘンシェルミキサーにて飛散防止の為のパラフィン7重量部とともに低速混合し、平均形状径40μm、平均厚み4μmのアスペクト比が10のアルミニウム(MP−1)を得た。
平均粒径が24μmの略球形のアルミニウム100重量部をボールミル中で磨砕した後、直ちに、ヘンシェルミキサーにて飛散防止の為のパラフィン7重量部とともに低速混合し、平均形状径40μm、平均厚み4μmのアスペクト比が10のアルミニウム(MP−1)を得た。
ボールミル中で磨砕時間を短くし、ヘンシェルミキサーでの混合時間を短くすること以外は同様にして、平均形状径30μm、平均厚み6μmのアスペクト比が5のアルミニウム(MP−2)を得、ボールミル中で磨砕時間を長くし、ヘンシェルミキサーでの混合時間を長くすることにより、平均形状径54μm、平均厚み3μmのアスペクト比が18のアルミニウム(MP−3)を得た。
比較のため、平均径40μm、平均厚み1.2μmのアスペクト比が、33.3の鱗片状アルミニウムフレーク(MP−4)を使用した。(アルミフレークは、東洋アルミ製40μm品を使用) 同じく比較のため、アスペクト比が1の平均径24μmの球形アルミ顔料(MP−5)を使用した。
平均形状径及び平均厚みは、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置(MT3300)を用いて、乾式で測定する。マイクロトラック粒度分布測定装置(以下MT3300)で、粒子の投影面積が最大となる面の最大径を形状径とし、50個の粒子(メタリック顔料)の平均の形状径を本発明の平均形状径とした。
また、MT3300で、粒子の投影面積が最大となる面と直交する面で最も厚い部分の距離を厚みとし、50個の粒子(メタリック顔料)の平均の厚みを平均厚みとした。
(グレー顔料のマスターバッチの製造)
グレー顔料の分散性を向上させるために、グレー顔料(DIC製)40重量部と、アクリル系可塑性樹脂(メタクリル酸メチル87重量%、及びアクリル酸メチル13重量%からなる共重合体でメルトフロー(JIS K7210、230℃*37.3N)が21のもの)60重量部と、酸化防止剤(チバ・ジャパン製イルガノックス1010)0.5重量部を、44mmの2軸押出機を用いて、240℃で2回ペレット化し後粉砕することで、グレー顔料のマスターバッチ(GP−1)を製造した。
(グレー顔料のマスターバッチの製造)
グレー顔料の分散性を向上させるために、グレー顔料(DIC製)40重量部と、アクリル系可塑性樹脂(メタクリル酸メチル87重量%、及びアクリル酸メチル13重量%からなる共重合体でメルトフロー(JIS K7210、230℃*37.3N)が21のもの)60重量部と、酸化防止剤(チバ・ジャパン製イルガノックス1010)0.5重量部を、44mmの2軸押出機を用いて、240℃で2回ペレット化し後粉砕することで、グレー顔料のマスターバッチ(GP−1)を製造した。
(実施例、及び比較例)
アクリル樹脂(A2)として下記の樹脂を使用した。
アクリル樹脂(A2)として下記の樹脂を使用した。
A2−1:メタクリル酸メチル97重量%、及びアクリル酸メチル3重量%からなるアクリル樹脂用単量体の共重合体で、メルトフロー(JIS K7210、230℃*37.3N)が2.0のもの、
A2−2:メタクリル酸メチル87重量%、及びアクリル酸メチル13重量%からなるアクリル樹脂用単量体の共重合体で、メルトフロー(JIS K7210、230℃*37.3N)が21のもの。
A2−2:メタクリル酸メチル87重量%、及びアクリル酸メチル13重量%からなるアクリル樹脂用単量体の共重合体で、メルトフロー(JIS K7210、230℃*37.3N)が21のもの。
(バーサンプルと平板サンプルの作製)
表3に示す重量部数で、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)、及びアクリル樹脂(A2)からなるゴム変成アクリル系樹脂(A)と、メタリック顔料(MP−1)あるいはメタリック顔料(MP−2)と、グレー顔料マスターバッチ(GP−1)とを配合し、さらに、滑剤であるクラリアントジャパン製のモンタン酸エステル系ワックス「リコワックスE」(登録商標)1.0重量部、紫外線吸収剤であるチバ・ジャパン製のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「チヌビン234」(登録商標)0.2重量部、光安定剤であるADEKA製のヒンダードアミン系光安定剤「アデカスタブLA−63P」(登録商標)0.3重量部、酸化防止剤であるチバ・ジャパン製のヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス1010」(登録商標)0.4重量部及びADEKA製のリン系酸化防止剤「アデカスタブHP−10」(登録商標)0.3重量部を添加した配合物を、44mmの2軸押出機を用いて、240℃でペレット化し、そのペレットを用いて、射出成形でバーサンプルと平板サンプルを成形した。
表3に示す重量部数で、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)、及びアクリル樹脂(A2)からなるゴム変成アクリル系樹脂(A)と、メタリック顔料(MP−1)あるいはメタリック顔料(MP−2)と、グレー顔料マスターバッチ(GP−1)とを配合し、さらに、滑剤であるクラリアントジャパン製のモンタン酸エステル系ワックス「リコワックスE」(登録商標)1.0重量部、紫外線吸収剤であるチバ・ジャパン製のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「チヌビン234」(登録商標)0.2重量部、光安定剤であるADEKA製のヒンダードアミン系光安定剤「アデカスタブLA−63P」(登録商標)0.3重量部、酸化防止剤であるチバ・ジャパン製のヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス1010」(登録商標)0.4重量部及びADEKA製のリン系酸化防止剤「アデカスタブHP−10」(登録商標)0.3重量部を添加した配合物を、44mmの2軸押出機を用いて、240℃でペレット化し、そのペレットを用いて、射出成形でバーサンプルと平板サンプルを成形した。
このようにして得たバーサンプルを用いて、ASTM D−256に準拠して、1/4インチ、ノッチなし、23℃の条件でアイゾット衝撃試験を実施した。
また、メタリック感の評価は、150*150*3mmの平板サンプルを用いて、下記基準に従って目視により評価した。
◎:光輝性に優れ、深みのあるメタリック感がある。
○:光輝性が若干劣るが、メタリック感がある。
×:光輝性に乏しく、メタリック感がない。
◎:光輝性に優れ、深みのあるメタリック感がある。
○:光輝性が若干劣るが、メタリック感がある。
×:光輝性に乏しく、メタリック感がない。
耐候性の評価は、150*150*3mmの平板サンプルを、47*72*3mmに切断して、スガ試験機(株)製WEL−SUN−HCH・B型サンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験機(サンシャインスーパーロングライフウェザロメーター)を用いて、ブラックパネル温度63℃で、60分照射中12分間水噴霧のサイクルという条件にて2000時間暴露する耐候性試験を実施し、この耐候試験後のメタリック感を同様に目視にて評価した。
ウエルド部外観の評価は、試験片の中央にウエルドが発生するように金型の長手方向両側にゲートを設けて150*90*3mmの平板サンプルを作成し、下記基準に従って目視により評価した。
◎:ウエルドラインは観察されない。
○:ウエルドラインが僅かに観察される。
×:ウエルドラインがかなり目立つ。
◎:ウエルドラインは観察されない。
○:ウエルドラインが僅かに観察される。
×:ウエルドラインがかなり目立つ。
尚、メタリック顔料及びグレー顔料マスターバッチを配合しないこと以外はバーサンプルと平板サンプルの作製の項と同様にして、NAK80の鋼材を磨き番定5000まで磨きこんだ金型を用いて150*150*3mmの平板サンプルを作製した。その平板サンプルを用いて、JIS K 7361−1に示される方法で全光線透過率を測定し、3mm厚の成形体の波長380〜780nmでの平均透過率の値により、透明性を評価した。
上記各実施例及び比較例の組成、及び評価結果を表3に示す。
表3に示すように、本発明のゴム変性アクリル系樹脂組成物は、耐衝撃性、耐候性に優れるだけでなく、光輝性に優れた深みのあるメタリック感を有し、かつ、ウエルド部の外観にも優れている。
Claims (9)
- 3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)にアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)及びグレー顔料(C)を配合してなることを特徴とする樹脂組成物。
- 3mm厚の成形体の全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂(A)100重量部に、平均形状径が10〜55μm、平均厚み3.0〜6.0μmであるアスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)0.2〜2.0重量部、及び、グレー顔料(C)0.01〜0.2重量部を配合してなることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
- 前記アスペクト比が3〜20のメタリック顔料(B)が、金属球をボールミルで乾式摩砕後、パラフィンと混練して製造することを特徴とする請求項1乃至2記載の樹脂組成物。
- 全光線透過率が80%以上である透明性を有する熱可塑性樹脂がゴム変成アクリル系樹脂であることを特徴とする請求項1乃至3記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム変成アクリル系樹脂(A)100重量部が、ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)5〜100重量部、及びアクリル樹脂(A2)95〜0重量部を含み、該ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)が、ゴム共重合体(A1c)の内層及び該内層を覆うグラフト成分(A1s)の外層をA1c:A1sの重量比が5:95〜85:15で含む多層構造グラフト共重合体であり、該ゴム共重合体(A1c)が、アクリル酸アルキルエステル50〜99.9重量%、共重合可能な他のビニル単量体0〜49.9重量%、及び多官能性単量体0.1〜10重量%からなるゴム共重合体用単量体100重量%の重合体であり、該グラフト成分(A1s)が、メタクリル酸アルキルエステル50〜100重量%、及び共重合可能なメタクリル酸アルキルエステル以外のビニル単量体0〜50重量%からなるグラフト成分用単量体100重量%の重合体であり、かつ、該アクリル樹脂(A2)が、アクリル酸アルキルエステル0〜50重量%、及びメタクリル酸アルキルエステル100〜50重量%からなるアクリル樹脂用単量体の重合体である、請求項4記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)の数平均粒子径が30〜400nmである、請求項5記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有アクリル系グラフト共重合体(A1)が、さらに、最内層重合体(A1a)を、A1a:(A1c、及びA1sの合計量)の重量比が10:90〜40:60で含み、かつ、該最内層重合体(A1a)の存在下に、前記ゴム共重合体用単量体が重合されてなる、少なくとも3層構造を有する多層構造グラフト共重合体であり、かつ、該最内層重合体(A1a)が、メタクリル酸アルキルエステル、及び芳香族ビニルからなる群から選ばれる1種以上40〜99.9重量%と、共重合可能な他のビニル単量体59.9〜0重量%と、多官能性単量体0.1〜5重量%と、からなる最内層重合体用単量体100重量%の重合体である、請求項5乃至6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
- 前記成形体が、自動車外装用部品又は自動車内装用部品である、請求項8に記載の成形体。
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