JP2013064160A - 透明熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】曇価が２０％以下である熱可塑性樹脂成形品を、電磁波照射成形によって迅速に成形することができる電磁波照射成形用の透明熱可塑性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、ゴム材料からなるゴム型２のキャビティ２２内に充填し、ゴム型２を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して加熱溶融させるためのものである。透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下となるよう、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなる。透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、数平均粒子径が３００〜３０００μｍであり、嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上である。
【選択図】図１
【解決手段】透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、ゴム材料からなるゴム型２のキャビティ２２内に充填し、ゴム型２を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して加熱溶融させるためのものである。透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下となるよう、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなる。透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、数平均粒子径が３００〜３０００μｍであり、嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上である。
【選択図】図１
Description
本発明は、電磁波照射成形用の透明熱可塑性樹脂組成物に関する。
熱可塑性樹脂を用いて所定形状の樹脂成形品を得る方法としては、一般的には、射出成形、ブロー成形、押出成形、プレス成形等の種々の成形方法がある。
これに対し、例えば、特許文献１においては、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を真空注型法により成形する際に、成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、成形型のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する際に、０．７８〜２μｍの波長領域（近赤外線領域）を含む電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射することにより、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を積極的に加熱することができる。
また、例えば、特許文献２においては、金型の型面に粉末状のパウダースラッシュ材料を所望の厚さで付着溶融させ、その後、この材料を冷却させて型面に樹脂成形品を付着成形するパウダースラッシュ成形法が開示されている。
これに対し、例えば、特許文献１においては、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を真空注型法により成形する際に、成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、成形型のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する際に、０．７８〜２μｍの波長領域（近赤外線領域）を含む電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射することにより、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を積極的に加熱することができる。
また、例えば、特許文献２においては、金型の型面に粉末状のパウダースラッシュ材料を所望の厚さで付着溶融させ、その後、この材料を冷却させて型面に樹脂成形品を付着成形するパウダースラッシュ成形法が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１の樹脂成形方法においては、近赤外線領域を含む電磁波の吸収をよくするために、黒色等の着色がある熱可塑性樹脂を用いている。そのため、透明（半透明を含む。）の熱可塑性樹脂の成形を行う場合には、更なる工夫が必要とされる。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、曇価が２０％以下である熱可塑性樹脂成形品を、電磁波照射成形によって迅速に成形することができる電磁波照射成形用の透明熱可塑性樹脂組成物を提供しようとするものである。
第１の発明は、ゴム材料からなるゴム型のキャビティ内に配置され、該ゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波の照射を受けて加熱溶融された後に冷却されて、透明熱可塑性樹脂成形品に成形される粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物であって、
透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなり、
透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下であると共に数平均粒子径が３００〜３０００μｍであり、かつ嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物にある（請求項１）。
第２の発明は、ゴム材料からなるゴム型のキャビティ内に配置され、上記ゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波の照射を受けて加熱溶融された後に冷却されて、透明熱可塑性樹脂成形品に成形される粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物であって、
透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなり、
透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下であると共に、粒子径が１〜１００μｍの小形透明熱可塑性樹脂粒子を０．１〜２０質量％含有し、残部が該小形透明熱可塑性樹脂粒子よりも大きい大形透明熱可塑性樹脂粒子からなり、かつ該大形透明熱可塑性樹脂粒子の嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物にある（請求項２）。
透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなり、
透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下であると共に数平均粒子径が３００〜３０００μｍであり、かつ嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物にある（請求項１）。
第２の発明は、ゴム材料からなるゴム型のキャビティ内に配置され、上記ゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波の照射を受けて加熱溶融された後に冷却されて、透明熱可塑性樹脂成形品に成形される粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物であって、
透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなり、
透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下であると共に、粒子径が１〜１００μｍの小形透明熱可塑性樹脂粒子を０．１〜２０質量％含有し、残部が該小形透明熱可塑性樹脂粒子よりも大きい大形透明熱可塑性樹脂粒子からなり、かつ該大形透明熱可塑性樹脂粒子の嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物にある（請求項２）。
本発明の透明熱可塑性樹脂組成物は、電磁波照射成形（ゴム型を介して熱可塑性樹脂に電磁波を照射して成形する方法）に優れた効果を発揮する組成物である。
具体的には、本発明の透明熱可塑性樹脂組成物は、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなる。そして、この透明熱可塑性樹脂組成物をゴム型のキャビティ内に充填し、この透明熱可塑性樹脂組成物にゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する際には、赤外線吸収剤が効果的に電磁波を吸収することができる。
具体的には、本発明の透明熱可塑性樹脂組成物は、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなる。そして、この透明熱可塑性樹脂組成物をゴム型のキャビティ内に充填し、この透明熱可塑性樹脂組成物にゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する際には、赤外線吸収剤が効果的に電磁波を吸収することができる。
これにより、熱可塑性樹脂として透明熱可塑性樹脂を用いていても、上記電磁波を効果的に吸収させることができ、透明熱可塑性樹脂組成物を迅速に加熱溶融させることができる。そのため、赤外線吸収剤の配合によって、樹脂の透明度を表す曇価（ヘイズ）が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品を、電磁波照射成形によって迅速に成形することができる。
また、成形型としてのゴム型の製造が容易であり、種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品を安価に成形することができる。
なお、本発明の透明とは、半透明のものも含む。
また、成形型としてのゴム型の製造が容易であり、種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品を安価に成形することができる。
なお、本発明の透明とは、半透明のものも含む。
参考発明の一つは、上記透明熱可塑性樹脂組成物を、上記ゴム型のキャビティ内に充填し、該ゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して加熱溶融させた後、冷却して得られ、かつ曇価が２０％以下であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂成形品にある。
参考発明の透明熱可塑性樹脂成形品は、上記第１、第２の発明に記載した透明熱可塑性樹脂組成物を用いて製造（成形）したものである。
そのため、曇価が２０％以下である種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品を、電磁波照射成形によって迅速かつ安価に成形することができる。
そのため、曇価が２０％以下である種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品を、電磁波照射成形によって迅速かつ安価に成形することができる。
他の参考発明は、上記透明熱可塑性樹脂組成物を用いて透明熱可塑性樹脂成形品を製造する方法であって、
上記ゴム型のキャビティ内に、上記透明熱可塑性樹脂組成物を配置する配置工程と、
上記ゴム型を介して上記キャビティ内における上記透明熱可塑性樹脂組成物に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射し、該透明熱可塑性樹脂組成物を加熱して溶融させる加熱工程と、
上記溶融状態の透明熱可塑性樹脂組成物を冷却して透明熱可塑性樹脂成形品を得る冷却工程とを含むことを特徴とする透明熱可塑性樹脂成形品の製造方法にある。
上記ゴム型のキャビティ内に、上記透明熱可塑性樹脂組成物を配置する配置工程と、
上記ゴム型を介して上記キャビティ内における上記透明熱可塑性樹脂組成物に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射し、該透明熱可塑性樹脂組成物を加熱して溶融させる加熱工程と、
上記溶融状態の透明熱可塑性樹脂組成物を冷却して透明熱可塑性樹脂成形品を得る冷却工程とを含むことを特徴とする透明熱可塑性樹脂成形品の製造方法にある。
参考発明の透明熱可塑性樹脂成形品の製造方法においては、上記第１、第２の発明に記載した透明熱可塑性樹脂組成物を用いる。
具体的には、まず、配置工程として、ゴム型のキャビティ内に、透明熱可塑性樹脂組成物を配置する。この透明熱可塑性樹脂組成物は、キャビティのほぼ全体に充填することができ、またキャビティの一部に充填することもできる。
具体的には、まず、配置工程として、ゴム型のキャビティ内に、透明熱可塑性樹脂組成物を配置する。この透明熱可塑性樹脂組成物は、キャビティのほぼ全体に充填することができ、またキャビティの一部に充填することもできる。
次いで、加熱工程として、ゴム型を介してキャビティ内における透明熱可塑性樹脂組成物に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する。このとき、ゴム型を構成するゴム材料と透明熱可塑性樹脂組成物との物性の違いにより、ゴム型に比べて、透明熱可塑性樹脂組成物を選択的に加熱することができる（透明熱可塑性樹脂組成物の加熱量を多くすることができる）。これにより、ゴム型の温度上昇を抑制して、透明熱可塑性樹脂組成物を溶融させることができる。また、透明熱可塑性樹脂に赤外線吸収剤が配合してあることにより、熱可塑性樹脂として透明熱可塑性樹脂を用いていても、上記電磁波を効果的に吸収させることができ、透明熱可塑性樹脂組成物を迅速に加熱溶融させることができる。
そのため、赤外線吸収剤の配合によって、樹脂の透明度を表す曇価が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品を、電磁波照射成形によって迅速に成形することができる。
また、成形型としてのゴム型の製造が容易であり、種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品を安価に成形することができる。
また、成形型としてのゴム型の製造が容易であり、種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品を安価に成形することができる。
上述した透明熱可塑性樹脂組成物の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１、第２の発明において、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて、透明熱可塑性樹脂組成物を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム型の表面に照射された０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波は、ゴム型に吸収される割合に比べて、ゴム型を透過して透明熱可塑性樹脂組成物に吸収される割合が多いと考える。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波による光のエネルギーが透明熱可塑性樹脂組成物に優先的に吸収されて、透明熱可塑性樹脂組成物を選択的に加熱することができると考える。
上記第１、第２の発明において、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて、透明熱可塑性樹脂組成物を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム型の表面に照射された０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波は、ゴム型に吸収される割合に比べて、ゴム型を透過して透明熱可塑性樹脂組成物に吸収される割合が多いと考える。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波による光のエネルギーが透明熱可塑性樹脂組成物に優先的に吸収されて、透明熱可塑性樹脂組成物を選択的に加熱することができると考える。
また、上記ゴム型を介して上記透明熱可塑性樹脂組成物に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜２μｍの波長領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型を介して透明熱可塑性樹脂組成物に照射する電磁波又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍの波長領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記透明熱可塑性樹脂組成物の加熱に、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を用いる理由は、この波長の領域の電磁波は、ゴム型を透過し易い性質を有する一方、透明熱可塑性樹脂組成物に吸収され易い性質を有するためである。
また、上記透明熱可塑性樹脂組成物の加熱に、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を用いる理由は、この波長の領域の電磁波は、ゴム型を透過し易い性質を有する一方、透明熱可塑性樹脂組成物に吸収され易い性質を有するためである。
また、上記電磁波は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有していることが好ましい。この場合には、電磁波発生源として、出射する電磁波の波長に所定の分布特性を有するハロゲンヒータ、赤外線ランプ等を用いることができる。
上記ゴム型は、ゴム材料としての透明又は半透明のシリコーンゴムから形成することができる。このシリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０とすることができる。
上記ゴム型は、ゴム材料としての透明又は半透明のシリコーンゴムから形成することができる。このシリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０とすることができる。
また、上記第１、第２の発明において、上記曇価（ヘイズ）の値は、厚みが２．５ｍｍの試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠して求めた値とする。この曇価は、値が小さいほど透明に近いことを意味する。上記透明熱可塑性樹脂組成物を透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価の値は、好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは８％以下である。この曇価の下限値は、上記赤外線吸収剤の配合量を少なくして、０％に近い値とすることができる。
上記透明熱可塑性樹脂１００質量部に対する赤外線吸収剤の含有量が０．０００５質量部未満である場合には、赤外線吸収剤が少な過ぎて、上記透明熱可塑性樹脂組成物が電磁波を吸収する効果が十分に発揮されない。一方、上記透明熱可塑性樹脂１００質量部に対する赤外線吸収剤の含有量が０．１質量部超過である場合には、赤外線吸収剤が多過ぎて、成形した透明熱可塑性樹脂成形品の曇価を２０％以下に保つことが困難になる。
また、上記赤外線吸収剤としては、０．７８〜２μｍの近赤外線の波長領域を含む電磁波を吸収する種々のものを用いることができる。
赤外線吸収剤としては、無機系赤外線吸収剤又は有機系赤外線吸収剤のいずれを用いることもできる。無機系赤外線吸収剤としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化銅等の金属酸化物、アンチモンドープ酸化錫、インジウムドープ酸化錫、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ及びＳｂよりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有する酸化亜鉛等の金属錯体化合物などが挙げられる。
有機系赤外線吸収剤としては、アントラキノン系色素、シアニン系色素、ポリメチン系色素、アゾメチン系色素、アゾ系色素、ポリアゾ系色素、ジイモニウム系色素、アミニウム系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、インドシアニン系色素、ナフトキノン系色素、インドールフェノール系色素、トリアリルメタン系色素、金属錯体系色素、ジチオールニッケル錯体系色素、アゾコバルト錯体系色素、スクワリリウム系色素などが挙げられる。
赤外線吸収剤としては、無機系赤外線吸収剤又は有機系赤外線吸収剤のいずれを用いることもできる。無機系赤外線吸収剤としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化銅等の金属酸化物、アンチモンドープ酸化錫、インジウムドープ酸化錫、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ及びＳｂよりなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有する酸化亜鉛等の金属錯体化合物などが挙げられる。
有機系赤外線吸収剤としては、アントラキノン系色素、シアニン系色素、ポリメチン系色素、アゾメチン系色素、アゾ系色素、ポリアゾ系色素、ジイモニウム系色素、アミニウム系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、インドシアニン系色素、ナフトキノン系色素、インドールフェノール系色素、トリアリルメタン系色素、金属錯体系色素、ジチオールニッケル錯体系色素、アゾコバルト錯体系色素、スクワリリウム系色素などが挙げられる。
赤外線吸収剤の配合量は、熱可塑性樹脂１００質量部当たり、好ましくは０．００１〜０．０８重量部、さらに好ましくは０．００５〜０．０６重量部である。配合量を０．０００５重量部以上とすることにより、電磁波を照射して透明熱可塑性樹脂組成物の加熱溶融に要する時間をさらに短縮することができる。赤外線吸収剤は、１種でも使用可能であるが、２種以上併用することもできる。
上記透明熱可塑性樹脂としては、上記透明熱可塑性樹脂を厚み２．５ｍｍの成形品としたときのＪＩＳ Ｋ７１３６に記載の曇価が２０％以下となるものであれば、種々の透明（半透明含む。）の熱可塑性樹脂を用いることができる。
具体的には、上記透明熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＭＳ樹脂、透明ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＥＮ樹脂等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリアリレート樹脂等を用いることができる。これらの中でも、成形性、耐衝撃性に優れるため、透明ＡＢＳ樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。
具体的には、上記透明熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＭＳ樹脂、透明ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＥＮ樹脂等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリアリレート樹脂等を用いることができる。これらの中でも、成形性、耐衝撃性に優れるため、透明ＡＢＳ樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。
また、上記透明熱可塑性樹脂は、非晶性であることが好ましい（請求項４）。
ゴム型内の透明熱可塑性樹脂の冷却速度は、ゴム型がゴム材料からなるため、金型の場合に比べて遅くなる。そのため、冷却中に透明熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、透明熱可塑性樹脂成形品の寸法精度が低下したり、透明熱可塑性樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、透明熱可塑性樹脂を非晶性にしたことにより、透明熱可塑性樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。
ゴム型内の透明熱可塑性樹脂の冷却速度は、ゴム型がゴム材料からなるため、金型の場合に比べて遅くなる。そのため、冷却中に透明熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、透明熱可塑性樹脂成形品の寸法精度が低下したり、透明熱可塑性樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、透明熱可塑性樹脂を非晶性にしたことにより、透明熱可塑性樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。
また、上記透明熱可塑性樹脂は、ゴム質重合体の存在下に、（メタ）アクリル酸エステル化合物を５０質量％以上含む単量体成分を重合して得られたゴム強化ビニル系樹脂、又は該ゴム強化ビニル系樹脂と、ビニル系単量体に由来する構造単位を含む（共）重合体とを混合してなる混合物とすることが好ましい（請求項５）。
この場合には、曇価が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品を容易に得ることができる。
この場合には、曇価が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品を容易に得ることができる。
また、透明熱可塑性樹脂としては、透明ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂を主成分とする樹脂から構成することができる。
透明ＡＢＳ樹脂に用いられる（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、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、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなどのアクリル酸エステル、あるいは、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、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、２−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチルが好ましい。
透明ＡＢＳ樹脂に用いられる（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、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、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなどのアクリル酸エステル、あるいは、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、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、２−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルなどが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチルが好ましい。
透明ＡＢＳ樹脂に用いられるゴム質重合体としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０℃以下のものであり、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体等の共役ジエン系ゴム、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１・非共役ジエン共重合体等のオレフィン系ゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ポリウレタン系ゴム、シリコーン・アクリル系ＩＰＮゴム、天然ゴム、共役ジエン系ブロック共重合体、水素添加共役ジエン系ブロック共重合体等が挙げられる。上記ゴム質重合体で好ましいのは、共役ジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、アクリル系ゴムである。これらは１種単独で、又は２種以上を併用して使用することができる。
透明ＡＢＳ樹脂のグラフト率は、好ましくは１０〜１００％、さらに好ましくは１５〜９０％、特に好ましくは２０〜７０％である。グラフト率が１０％未満である場合には、得られる透明熱可塑性樹脂成形品の外観不良、耐衝撃強度の低下が生じるおそれがあり、一方、１００％を超えると、成形加工性が悪化するおそれがある。
ここで、グラフト率（％）は、ゴム強化重合体１ｇ中のゴム成分重量をｘ、メチルエチルケトン不溶分重量をｙとすると、次式により求められる値である。グラフト率（％）＝〔（ｙ−ｘ）／ｘ〕×１００
ここで、グラフト率（％）は、ゴム強化重合体１ｇ中のゴム成分重量をｘ、メチルエチルケトン不溶分重量をｙとすると、次式により求められる値である。グラフト率（％）＝〔（ｙ−ｘ）／ｘ〕×１００
また、透明ＡＢＳ樹脂のマトリックス成分であるメチルエチルケトン可溶分の極限粘度〔η〕（３０℃、メチルエチルケトン中で測定）は、好ましくは０．１〜１．０ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは０．２〜０．９ｄｌ／ｇ、特に好ましくは０．３〜０．７ｄｌ／ｇである。極限粘度〔η〕が上記範囲内であると、耐衝撃性、成形加工性（流動性）に優れた透明熱可塑性樹脂成形品が得られる。なお、上記グラフト率（％）、極限粘度〔η〕は、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤、溶剤などの種類や量、さらに重合時間、重合温度などを変えることにより、容易に制御することができる。
また、透明ＡＢＳ樹脂のゴム質重合体（ゴム成分）の屈折率とマトリックス樹脂の屈折率との差は、好ましくは０．０５以下、さらに好ましくは０．０２以下、特に好ましくは０．０１以下である。上記屈折率の差が上記範囲内であると、透明性の良好な透明熱可塑性樹脂成形品を得ることができる。
上記透明熱可塑性樹脂は、アクリル系樹脂を含有していることが好ましい。
このアクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステル化合物を単独で重合して、あるいは共重合可能なビニル単量体と共重合して得ることができる。具体的には、アクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチルの単独重合体、メタクリル酸メチルと（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、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリル酸エステル、あるいは、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体との共重合体などが挙げられる。
上記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、溶媒としてテトラヒドロフランを用いＧＰＣ法によって測定した値が、好ましくは５０，０００〜４００，０００である。重量平均分子量が上記範囲にあると、成形加工性に優れ、得られる透明熱可塑性樹脂成形品の耐衝撃性、靭性に優れる。
上記アクリル系樹脂は、全体としての重量平均分子量が上記範囲に入るものであれば、異なる重量平均分子量を有するアクリル系樹脂の２種以上を混合して用いてもよい。
このアクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステル化合物を単独で重合して、あるいは共重合可能なビニル単量体と共重合して得ることができる。具体的には、アクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチルの単独重合体、メタクリル酸メチルと（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、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリル酸エステル、あるいは、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体との共重合体などが挙げられる。
上記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、溶媒としてテトラヒドロフランを用いＧＰＣ法によって測定した値が、好ましくは５０，０００〜４００，０００である。重量平均分子量が上記範囲にあると、成形加工性に優れ、得られる透明熱可塑性樹脂成形品の耐衝撃性、靭性に優れる。
上記アクリル系樹脂は、全体としての重量平均分子量が上記範囲に入るものであれば、異なる重量平均分子量を有するアクリル系樹脂の２種以上を混合して用いてもよい。
上記透明熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート樹脂を含有していることが好ましい。
このポリカーボネート樹脂としては、主鎖にカーボネート結合を有するものであれば、特に限定されず、芳香族ポリカーボネートを用いることができ、脂肪族ポリカーボネートを用いることもできる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。
本発明においては、耐衝撃性、耐熱性等の観点から、芳香族ポリカーボネートが好ましい。なお、ポリカーボネート樹脂は、末端が、Ｒ−ＣＯ−基、Ｒ’−Ｏ−ＣＯ−基（Ｒ及びＲ’は、いずれも有機基を示す。）に変性されたものであってもよい。ポリカーボネート樹脂は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
このポリカーボネート樹脂としては、主鎖にカーボネート結合を有するものであれば、特に限定されず、芳香族ポリカーボネートを用いることができ、脂肪族ポリカーボネートを用いることもできる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。
本発明においては、耐衝撃性、耐熱性等の観点から、芳香族ポリカーボネートが好ましい。なお、ポリカーボネート樹脂は、末端が、Ｒ−ＣＯ−基、Ｒ’−Ｏ−ＣＯ−基（Ｒ及びＲ’は、いずれも有機基を示す。）に変性されたものであってもよい。ポリカーボネート樹脂は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、溶媒として塩化メチレンを用い、温度２０℃で測定された溶液粘度より換算した場合、好ましくは１２，０００〜４０，０００である。この粘度平均分子量が上記範囲にあると、成形加工性に優れ、得られる成形品の耐衝撃性、靭性及び耐薬品性に優れる。
上記ポリカーボネート樹脂は、全体としての粘度平均分子量が上記範囲に入るものであれば、異なる粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂の２種以上を混合して用いてもよい。
上記ポリカーボネート樹脂は、全体としての粘度平均分子量が上記範囲に入るものであれば、異なる粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂の２種以上を混合して用いてもよい。
また、上記透明熱可塑性樹脂組成物は、粒子状であり、その数平均粒子径が３００〜３０００μｍである。
この場合には、ゴム型のキャビティ内に透明熱可塑性樹脂組成物を円滑に充填することができる。
この場合には、ゴム型のキャビティ内に透明熱可塑性樹脂組成物を円滑に充填することができる。
また、上記粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物は、嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上である。この場合には、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波によって粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物を加熱する際に、この透明熱可塑性樹脂組成物の昇温速度が大きすぎることに起因してこの透明熱可塑性樹脂組成物に焦げ付き等の不具合が生じることを防止することができる。
嵩密度はＪＩＳ Ｋ７３６５に準拠する方法により求めることができる。粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物は、粒径がほぼ揃ったものとすることができ、また、平均粒径もしくは粒度分布の異なる複数種類の粒子を混合したものとすることもできる。
嵩密度はＪＩＳ Ｋ７３６５に準拠する方法により求めることができる。粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物は、粒径がほぼ揃ったものとすることができ、また、平均粒径もしくは粒度分布の異なる複数種類の粒子を混合したものとすることもできる。
また、粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物は、嵩密度を大きくするために球形状に近いものを用いることが好ましい。
粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂のペレットを冷凍粉砕して作り出したものを用いることができる。冷凍粉砕によれば、種々の粒径の粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物を作り出すことができる。また、粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物としては、押出機の先端に細口径のダイスを取り付けて、いわゆる水中カット方式で作り出したものを用いることもできる。
この押出水中カット方式によれば、１ｍｍ程度の粒子（粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物）を簡単かつ安価に作り出すことができる。
粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂のペレットを冷凍粉砕して作り出したものを用いることができる。冷凍粉砕によれば、種々の粒径の粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物を作り出すことができる。また、粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物としては、押出機の先端に細口径のダイスを取り付けて、いわゆる水中カット方式で作り出したものを用いることもできる。
この押出水中カット方式によれば、１ｍｍ程度の粒子（粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物）を簡単かつ安価に作り出すことができる。
上記製造方法においては、上記加熱工程を行った後、上記冷却工程を行う前には、上記キャビティにおいて残された空間に、溶融状態の透明熱可塑性樹脂を０．１〜５ＭＰａの射出圧力で充填する充填工程を行うことができる。
この場合には、加熱工程を行った後に、透明熱可塑性樹脂組成物が溶融することによってキャビティ内に残された空間には、充填工程として、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する。このとき、加熱工程の前にゴム型のキャビティ内において透明熱可塑性樹脂組成物が存在していた部分、ゴム型のキャビティ内の鉛直方向下側に位置する部分、あるいはゴム型のキャビティの表面等には、上記透明熱可塑性樹脂組成物を溶融させた透明熱可塑性樹脂が充填されており、新たに充填する溶融状態の透明熱可塑性樹脂の充填量を少なくすることができる。
この場合には、加熱工程を行った後に、透明熱可塑性樹脂組成物が溶融することによってキャビティ内に残された空間には、充填工程として、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する。このとき、加熱工程の前にゴム型のキャビティ内において透明熱可塑性樹脂組成物が存在していた部分、ゴム型のキャビティ内の鉛直方向下側に位置する部分、あるいはゴム型のキャビティの表面等には、上記透明熱可塑性樹脂組成物を溶融させた透明熱可塑性樹脂が充填されており、新たに充填する溶融状態の透明熱可塑性樹脂の充填量を少なくすることができる。
これにより、充填圧力をあまり高くすることなくキャビティの全体へ透明熱可塑性樹脂を充填することができ、ゴム型の変形及び開きを効果的に抑制することができる。そのため、ゴム型における分割面（パーティング面）からの樹脂漏れを防止することができ、冷却工程によって透明熱可塑性樹脂成形品を得たときには、この透明熱可塑性樹脂成形品の外観、形状、表面精度等の品質及び機械的強度を効果的に向上させることができる。
なお、ゴム型のキャビティの全体にほぼ均一に透明熱可塑性樹脂を充填するためには、射出圧力が０．１ＭＰａ以上であることが好ましく、ゴム型の変形及びゴム型のキャビティからの樹脂漏れを防ぐためには、射出圧力は５ＭＰａ以下であることが好ましい。
また、上記透明熱可塑性樹脂組成物における透明熱可塑性樹脂と、上記溶融状態の透明熱可塑性樹脂とは、同じ組成とすることができる。
なお、ゴム型のキャビティの全体にほぼ均一に透明熱可塑性樹脂を充填するためには、射出圧力が０．１ＭＰａ以上であることが好ましく、ゴム型の変形及びゴム型のキャビティからの樹脂漏れを防ぐためには、射出圧力は５ＭＰａ以下であることが好ましい。
また、上記透明熱可塑性樹脂組成物における透明熱可塑性樹脂と、上記溶融状態の透明熱可塑性樹脂とは、同じ組成とすることができる。
また、上記製造方法においては、上記透明熱可塑性樹脂組成物として、粒子状であって、粒子径が１〜１００μｍの小形透明熱可塑性樹脂粒子を０．１〜２０質量％含有し、残部が該小形透明熱可塑性樹脂粒子よりも大きい大形透明熱可塑性樹脂粒子からなるものを用い、上記配置工程においては、上記小形透明熱可塑性樹脂粒子を、開いた状態の上記ゴム型のキャビティの内壁面又は閉じた状態の上記ゴム型のキャビティ内に先に配置した後、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子を閉じた状態の上記ゴム型のキャビティ内に投入することができる。
この場合には、配置工程において、キャビティの内壁面に小形透明熱可塑性樹脂粒子を付着させた後、キャビティ内における小形透明熱可塑性樹脂粒子の内側を、大形透明熱可塑性樹脂粒子を通過させることができる。そのため、キャビティ内への透明熱可塑性樹脂粒子の充填をより円滑に行うことができる。これにより、外観、形状、表面精度等の品質及び機械的強度に優れた透明熱可塑性樹脂成形品を得ることができる。
また、小形熱可塑性樹脂粒子は、開いた状態のゴム型のキャビティの表面にまぶす（振り掛ける）ことによって、キャビティの内壁面に容易に付着させることができる。
また、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子と、上記小形透明熱可塑性樹脂粒子とは、同じ組成とすることができる。また、上記溶融状態の透明熱可塑性樹脂の組成は、大形透明熱可塑性樹脂粒子及び小形透明熱可塑性樹脂粒子における透明熱可塑性樹脂と同じにすることができる。
また、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子と、上記小形透明熱可塑性樹脂粒子とは、同じ組成とすることができる。また、上記溶融状態の透明熱可塑性樹脂の組成は、大形透明熱可塑性樹脂粒子及び小形透明熱可塑性樹脂粒子における透明熱可塑性樹脂と同じにすることができる。
また、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子は、嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上である。
なお、上記配置工程においては、上記透明熱可塑性樹脂組成物を加熱溶融させた状態で上記キャビティに充填することもできる。
なお、上記配置工程においては、上記透明熱可塑性樹脂組成物を加熱溶融させた状態で上記キャビティに充填することもできる。
また、上記配置工程前から上記加熱工程前までの少なくともいずれかのタイミングには、上記キャビティ又は該キャビティにおいて残された空間を真空状態にする真空工程を行うことができる。
この場合には、真空工程を行うことによって、キャビティ内への溶融状態の透明熱可塑性樹脂粒子の充填を一層容易に行うことができると共に、気泡のない外観に優れた透明熱可塑性樹脂成形品を容易に得ることができる。
なお、真空工程は、配置工程中、配置工程の前後、粒子加熱工程中、粒子加熱工程の前後、上記充填工程中、又は充填工程の前の少なくともいずれかのタイミングで行うことができる。
また、真空状態とは、絶対真空の状態のみを意味するのではなく、大気圧状態に対する減圧状態のこともいう。
この場合には、真空工程を行うことによって、キャビティ内への溶融状態の透明熱可塑性樹脂粒子の充填を一層容易に行うことができると共に、気泡のない外観に優れた透明熱可塑性樹脂成形品を容易に得ることができる。
なお、真空工程は、配置工程中、配置工程の前後、粒子加熱工程中、粒子加熱工程の前後、上記充填工程中、又は充填工程の前の少なくともいずれかのタイミングで行うことができる。
また、真空状態とは、絶対真空の状態のみを意味するのではなく、大気圧状態に対する減圧状態のこともいう。
以下に、本発明の透明熱可塑性樹脂組成物にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、ゴム材料からなるゴム型２のキャビティ２２内に充填し、ゴム型２を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して加熱溶融させるためのものである。透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、透明熱可塑性樹脂成形品６０としたときの曇価が２０％以下となるよう、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなる。
本例の透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、ゴム材料からなるゴム型２のキャビティ２２内に充填し、ゴム型２を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して加熱溶融させるためのものである。透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、透明熱可塑性樹脂成形品６０としたときの曇価が２０％以下となるよう、透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなる。
以下に、本例の透明熱可塑性樹脂組成物６Ａ、並びにこれを用いた透明熱可塑性樹脂成形品６０及びその製造方法につき、図１〜図７を参照して詳説する。
本例において用いる透明熱可塑性樹脂は、非晶性を有するゴム強化スチレン系樹脂であるＡＢＳ樹脂とする。
また、本例のゴム型２は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。このゴム型２は、成形する透明熱可塑性樹脂成形品６０のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムを切り開いて、このシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。なお、シリコーンゴムを切り開く際には、種々の波形形状の分割面２０を形成することにより、分割型部２１同士を組み合わせたときに、分割型部２１同士の位置合わせを正確にすることができる。
本例において用いる透明熱可塑性樹脂は、非晶性を有するゴム強化スチレン系樹脂であるＡＢＳ樹脂とする。
また、本例のゴム型２は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。このゴム型２は、成形する透明熱可塑性樹脂成形品６０のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムを切り開いて、このシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。なお、シリコーンゴムを切り開く際には、種々の波形形状の分割面２０を形成することにより、分割型部２１同士を組み合わせたときに、分割型部２１同士の位置合わせを正確にすることができる。
また、図１に示すごとく、本例のゴム型２は、１つの分割面２０を形成して２つの分割型部２１を組み合わせて形成した。これに対し、ゴム型２は、成形する透明熱可塑性樹脂成形品６０の形状が複雑な場合は、３つ以上の分割型部２１を組み合わせて形成することもできる。なお、成形時においては、複数の分割型部２１は、型開きを防止する手段によって、組み合わせた状態を保持する。
本例の透明熱可塑性樹脂成形品６０の製造方法においては、ゴム型２のキャビティ２２へ粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを配置した後、成形装置１を用いて、ゴム型２のキャビティ２２へ透明熱可塑性樹脂６の射出成形を行う。図１〜図３に示すごとく、成形装置１は、以下の圧力容器３、真空ポンプ３１、注入シリンダー５２、射出シリンダー５３、電磁波発生手段４、フィルター４３を有している。
本例の透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、粒子状であって、粒子径が１〜１００μｍの小形透明熱可塑性樹脂粒子６２を０．１〜２０質量％含有し、残部が該小形透明熱可塑性樹脂粒子６２よりも大きい大形透明熱可塑性樹脂粒子６１からなる。本例の大形透明熱可塑性樹脂粒子６１の粒子径は、１００μｍよりも大きく３０００μｍ以下である。
また、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１と小形透明熱可塑性樹脂粒子６２とは、熱可塑性樹脂６１が１００質量部に対して、０．０００５〜０．１質量部の赤外線吸収剤を含有してなる。
また、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１と小形透明熱可塑性樹脂粒子６２とは、熱可塑性樹脂６１が１００質量部に対して、０．０００５〜０．１質量部の赤外線吸収剤を含有してなる。
圧力容器３は、ゴム型２を収容するよう構成してあり、この圧力容器３に接続した真空ポンプ３１によって真空状態を形成するよう構成してある。注入シリンダー５２は、ゴム型２に形成した注入部２３を介してキャビティ２２内へ、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａにおける大形透明熱可塑性樹脂粒子６１を注入するよう構成してある。射出シリンダー５３は、ゴム型２に形成した注入部２３を介してキャビティ２２内へ、溶融状態の透明熱可塑性樹脂６Ｂを所定の圧力で射出するよう構成してある。本例においては、射出シリンダー５３からゴム型２内へ射出する溶融状態の透明熱可塑性樹脂６Ｂの圧力は、０．１〜５ＭＰａとする。
電磁波発生手段４は、電磁波（光）の発生源４１と、この発生源４１による電磁波をゴム型２の方向へ導くリフレクタ（反射板）４２とを有している。本例の電磁波発生手段４としては、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンヒータを用いる。この近赤外線ハロゲンヒータは、０．７８〜４μｍの波長領域を含む電磁波を出射するよう構成されている。本例のフィルター４３は、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスである。
なお、図２、図３において、電磁波発生手段４から出射する電磁波を矢印Ｘで示す。
なお、図２、図３において、電磁波発生手段４から出射する電磁波を矢印Ｘで示す。
また、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波（光）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、透明熱可塑性樹脂６として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製のゴム型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。なお、吸光度は、例えば、島津製作所製ＵＶ３１００を用いて測定することができる。
図４は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線（０．７８〜２μｍの波長領域の光）をシリコーンゴム製のゴム型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型２を透過させて透明熱可塑性樹脂組成物６Ａに吸収させることができる。そして、ゴム型２に比べて透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを選択的に加熱できることがわかる。
図５は、赤外線吸収剤を含有しない熱可塑性樹脂（破線で示す。）と、熱可塑性樹脂に赤外線吸収剤を含有させた熱可塑性樹脂組成物（実線で示す。）とについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の吸収率（％）をとって、光の吸収率の違いを示すグラフである。同図において、赤外線吸収剤を含有しない熱可塑性樹脂と比べて、熱可塑性樹脂に赤外線吸収剤を含有させた熱可塑性樹脂組成物によれば、０．７８〜２μｍの波長領域を含む近赤外線の吸収率を増加させることができることがわかる。なお、赤外線吸収剤を含有しない熱可塑性樹脂は、後述する確認試験における比較品１の結果を示し、熱可塑性樹脂に赤外線吸収剤を含有させた熱可塑性樹脂組成物は、後述する確認試験における発明品２の結果を示す。
次に、上記成形装置１を用いて透明熱可塑性樹脂成形品６０の製造を行う順序につき詳説する。
本例の透明熱可塑性樹脂成形品６０の製造方法においては、ゴム型２に透明熱可塑性樹脂６を充填して透明熱可塑性樹脂成形品６０を成形するに当たり、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａと溶融状態の透明熱可塑性樹脂６Ｂとを用いる。本例においては、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａにおける透明熱可塑性樹脂と溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂとには、同じ組成を有するＡＢＳ樹脂を用いる。また、熱可塑性樹脂組成物６Ａとして用いる大形透明熱可塑性樹脂粒子６１と小形透明熱可塑性樹脂粒子６２とには、同じ配合率で赤外線吸収剤が配合されている。
本例の透明熱可塑性樹脂成形品６０の製造方法においては、ゴム型２に透明熱可塑性樹脂６を充填して透明熱可塑性樹脂成形品６０を成形するに当たり、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａと溶融状態の透明熱可塑性樹脂６Ｂとを用いる。本例においては、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａにおける透明熱可塑性樹脂と溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂとには、同じ組成を有するＡＢＳ樹脂を用いる。また、熱可塑性樹脂組成物６Ａとして用いる大形透明熱可塑性樹脂粒子６１と小形透明熱可塑性樹脂粒子６２とには、同じ配合率で赤外線吸収剤が配合されている。
透明熱可塑性樹脂成形品６０を成形するに当たっては、まず、図１に示すごとく、配置工程として、開いた状態のゴム型２の分割型部２１におけるキャビティ２２の内壁面２２１に、粒子径が１〜１００μｍの小形透明熱可塑性樹脂粒子６２を振り掛けて配置する。
次いで、注入シリンダー５２を閉じた状態のゴム型２の注入部２３にセットし、ゴム型２のキャビティ２２内に、粒子径が１００μｍよりも大きく３０００μｍ以下である大形透明熱可塑性樹脂粒子６１を投入する。このとき、キャビティ２２内に投入する透明熱可塑性樹脂組成物６Ａにおける透明熱可塑性樹脂粒子６１、６２の含有比率は、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１が８０〜９９．９質量％となり、小形透明熱可塑性樹脂粒子６２が０．１〜２０質量％となるようにする。そして、キャビティ２２のほぼ全体に、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを充填する。
次いで、注入シリンダー５２を閉じた状態のゴム型２の注入部２３にセットし、ゴム型２のキャビティ２２内に、粒子径が１００μｍよりも大きく３０００μｍ以下である大形透明熱可塑性樹脂粒子６１を投入する。このとき、キャビティ２２内に投入する透明熱可塑性樹脂組成物６Ａにおける透明熱可塑性樹脂粒子６１、６２の含有比率は、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１が８０〜９９．９質量％となり、小形透明熱可塑性樹脂粒子６２が０．１〜２０質量％となるようにする。そして、キャビティ２２のほぼ全体に、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを充填する。
小形透明熱可塑性樹脂粒子６２をキャビティ２２の内壁面２２１に振り掛けたときには、この小形透明熱可塑性樹脂粒子６２のほとんどは、キャビティ２２の内壁面２２１に付着する。ここで、本例のゴム型２はシリコーンゴムから形成されており、小形透明熱可塑性樹脂粒子６２は、その粒子径が１〜１００μｍであることによって、シリコーンゴムからなるキャビティ２２の内壁面２２１に効果的に付着させることができる。
また、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１を閉じた状態のゴム型２のキャビティ２２内に投入するときには、キャビティ２２の内壁面２２１には小形透明熱可塑性樹脂粒子６２が付着した状態にある。これにより、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１は、キャビティ２２内における小形透明熱可塑性樹脂粒子６２の内側を通過（落下）させることができる。そのため、キャビティ２２内への熱可塑性樹脂粒子６１、６２の充填を円滑に行うことができる。なお、小形透明熱可塑性樹脂粒子６２及び大形透明熱可塑性樹脂粒子６１は、その自重によって充填する以外にも、振動又は気流を加えて充填することもできる。
次いで、図２に示すごとく、真空工程として、真空ポンプ３１によって圧力容器３内の真空引きを行い、ゴム型２のキャビティ２２において残された空間２２０を真空状態にする。
次いで、同図に示すごとく、加熱工程として、電磁波発生手段４から出射させた０．７８〜４μｍの波長領域を含む電磁波をフィルター４３を透過させ、フィルター４３を透過させた後の透過電磁波を、ゴム型２を介してキャビティ２２内における透明熱可塑性樹脂組成物６Ａに照射する。このとき、ゴム型２を構成するゴム材料と透明熱可塑性樹脂組成物６Ａとの物性の違いにより、ゴム型２に比べて、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを選択的に加熱することができる（透明熱可塑性樹脂組成物６Ａの加熱量を多くすることができる）。これにより、ゴム型２の温度上昇を抑制して、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを溶融させることができる。
次いで、同図に示すごとく、加熱工程として、電磁波発生手段４から出射させた０．７８〜４μｍの波長領域を含む電磁波をフィルター４３を透過させ、フィルター４３を透過させた後の透過電磁波を、ゴム型２を介してキャビティ２２内における透明熱可塑性樹脂組成物６Ａに照射する。このとき、ゴム型２を構成するゴム材料と透明熱可塑性樹脂組成物６Ａとの物性の違いにより、ゴム型２に比べて、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを選択的に加熱することができる（透明熱可塑性樹脂組成物６Ａの加熱量を多くすることができる）。これにより、ゴム型２の温度上昇を抑制して、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを溶融させることができる。
また、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１に赤外線吸収剤が配合してあることにより、熱可塑性樹脂として透明熱可塑性樹脂を用いていても、上記電磁波を効果的に吸収させることができ、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを迅速に加熱溶融させることができる。
そして、キャビティ２２内には、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａが溶融することによって、新たに熱可塑性樹脂６を充填するための空間２２０が形成される。
そして、キャビティ２２内には、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａが溶融することによって、新たに熱可塑性樹脂６を充填するための空間２２０が形成される。
なお、上記加熱工程を行った後のキャビティ２２の状態は、成形の条件によって様々な状態となる。例えば、熱可塑性樹脂６の流動性が悪い場合には、溶融した熱可塑性樹脂６がキャビティ２２の下方へ沈下し難く、キャビティ２２の真中付近に多数の気泡ができた泡おこし状態になっていると考えられる。また、熱可塑性樹脂６の流動性が良い場合には、溶融した熱可塑性樹脂６がキャビティ２２の下方へ沈下した状態になっていると考えられる。また、本例のように、上記真空工程を行った場合には、ゴム型２が変形し、キャビティ２２内の隙間（空間２２０）が潰れ、キャビティ２２の内壁面２２１に熱可塑性樹脂６が存在すると考えられる。
次いで、図３に示すごとく、充填工程として、射出シリンダー５３をゴム型２の注入部２３にセットし、キャビティ２２において残された空間２２０に、溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂを０．１〜５ＭＰａの射出圧力で充填する。また、本例の充填工程においては、ゴム型２を介する熱可塑性樹脂６への上記透過電磁波の照射を継続し、キャビティ２２内の熱可塑性樹脂６を加熱する。
上記溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂを充填するとき、ゴム型２のキャビティ２２の内壁面２２１（ゴムの表面）に位置する部分には、上記透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを溶融させた熱可塑性樹脂６が充填されており、新たに充填する溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂの充填量を少なくすることができる。
これにより、充填圧力（射出圧力）をあまり高くすることなくキャビティ２２の全体へ熱可塑性樹脂６を充填することができ、ゴム型２の変形及び開きを効果的に抑制することができる。そのため、ゴム型２における分割面（パーティング面）２０からの樹脂漏れを防止することができ、冷却工程を行って透明熱可塑性樹脂成形品６０を得たときには、この透明熱可塑性樹脂成形品６０の外観、形状、表面精度等の品質及び機械的強度を効果的に向上させることができる。
また、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａ（大形透明熱可塑性樹脂６１及び小形透明熱可塑性樹脂６２）における透明熱可塑性樹脂と溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂとには、同じ組成の熱可塑性樹脂を用いているため、成形後の透明熱可塑性樹脂成形品６０において樹脂の境界面が形成されることを防止することができる。
これにより、充填圧力（射出圧力）をあまり高くすることなくキャビティ２２の全体へ熱可塑性樹脂６を充填することができ、ゴム型２の変形及び開きを効果的に抑制することができる。そのため、ゴム型２における分割面（パーティング面）２０からの樹脂漏れを防止することができ、冷却工程を行って透明熱可塑性樹脂成形品６０を得たときには、この透明熱可塑性樹脂成形品６０の外観、形状、表面精度等の品質及び機械的強度を効果的に向上させることができる。
また、透明熱可塑性樹脂組成物６Ａ（大形透明熱可塑性樹脂６１及び小形透明熱可塑性樹脂６２）における透明熱可塑性樹脂と溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂとには、同じ組成の熱可塑性樹脂を用いているため、成形後の透明熱可塑性樹脂成形品６０において樹脂の境界面が形成されることを防止することができる。
それ故、本例の樹脂成形方法によれば、赤外線吸収剤の配合によって、樹脂の透明度を表す曇価が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品６０を、電磁波照射成形によって迅速に成形することができる。また、成形型としてのゴム型２の製造が容易であり、種々の形状の透明熱可塑性樹脂成形品６０を安価に成形することができる。
さらに、ゴム型２を用いて熱可塑性樹脂６の成形を行う場合に、透明熱可塑性樹脂成形品６０の外観、形状、表面精度等の品質及び機械的強度を効果的に向上させることができる。また、本例による効果は、成形する透明熱可塑性樹脂成形品６０が大型、薄肉等の形状である場合、又は成形に用いる熱可塑性樹脂６の粘度が高い場合等に特に顕著に発揮することができる。
さらに、ゴム型２を用いて熱可塑性樹脂６の成形を行う場合に、透明熱可塑性樹脂成形品６０の外観、形状、表面精度等の品質及び機械的強度を効果的に向上させることができる。また、本例による効果は、成形する透明熱可塑性樹脂成形品６０が大型、薄肉等の形状である場合、又は成形に用いる熱可塑性樹脂６の粘度が高い場合等に特に顕著に発揮することができる。
（大形と小形の透明熱可塑性樹脂粒子６１、６２を用いることによる効果のシミュレーション）
図６、図７には、ゴム型２のキャビティ２２内に透明熱可塑性樹脂粒子６１、６２を充填する状態を拡大して示す。図６は、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子６１及び小形透明熱可塑性樹脂粒子６２をキャビティ２２内に充填する場合を示し、図７は、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１のみをキャビティ２２内に充填する場合を示す。
図７に示すごとく、キャビティ２２内に大形透明熱可塑性樹脂粒子６１のみを充填しようとすると、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１がキャビティ２２の内壁面２２１に付着し、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１の内側をさらに別の大形透明熱可塑性樹脂粒子６１が通過（落下）（矢印Ｔで示す。）することが困難であると考えられる。
図６、図７には、ゴム型２のキャビティ２２内に透明熱可塑性樹脂粒子６１、６２を充填する状態を拡大して示す。図６は、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子６１及び小形透明熱可塑性樹脂粒子６２をキャビティ２２内に充填する場合を示し、図７は、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１のみをキャビティ２２内に充填する場合を示す。
図７に示すごとく、キャビティ２２内に大形透明熱可塑性樹脂粒子６１のみを充填しようとすると、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１がキャビティ２２の内壁面２２１に付着し、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１の内側をさらに別の大形透明熱可塑性樹脂粒子６１が通過（落下）（矢印Ｔで示す。）することが困難であると考えられる。
これに対し、図６に示すごとく、キャビティ２２内に小形透明熱可塑性樹脂粒子６２を充填した後に、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１を充填する場合には、小形透明熱可塑性樹脂粒子６２が効果的にキャビティ２２の内壁面２２１に付着し、大形透明熱可塑性樹脂粒子６１が、キャビティ２２の内壁面２２１にほとんど付着することなく、小形透明熱可塑性樹脂粒子６２の内側を通過（落下）（矢印Ｔで示す。）すると考える。これにより、上記透明熱可塑性樹脂粒子組成物６Ａによれば、キャビティ２２のほぼ全体を効果的に充填することができると考える。
（確認試験）
本確認試験においては、赤外線吸収剤の配合により透明熱可塑性樹脂組成物６Ａが溶融するまでに要する時間を短縮できるかを確認した。
具体的には、赤外線吸収剤を配合していない透明熱可塑性樹脂としての樹脂１〜３を比較品１〜３とし、樹脂１〜３に対して赤外線吸収剤を配合してなる透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを発明品１〜８として、発明品１〜８及び比較品１〜３について溶融するまでに要した時間（本確認試験では２６０℃に到達した時間）（分）と、成形品の曇価（％）とを測定した。また、成形品を得るための温度と時間は適宜調整した。
本確認試験においては、赤外線吸収剤の配合により透明熱可塑性樹脂組成物６Ａが溶融するまでに要する時間を短縮できるかを確認した。
具体的には、赤外線吸収剤を配合していない透明熱可塑性樹脂としての樹脂１〜３を比較品１〜３とし、樹脂１〜３に対して赤外線吸収剤を配合してなる透明熱可塑性樹脂組成物６Ａを発明品１〜８として、発明品１〜８及び比較品１〜３について溶融するまでに要した時間（本確認試験では２６０℃に到達した時間）（分）と、成形品の曇価（％）とを測定した。また、成形品を得るための温度と時間は適宜調整した。
本確認試験において上記測定を行った透明熱可塑性樹脂は、次の樹脂１〜３とした。
（樹脂１） 透明ＡＢＳ樹脂（テクノポリマー社製「テクノＡＢＳ８３０」、ＭＦＲ３０ｇ／１０ｍｉｎ（２２０℃、９８Ｎ））で、厚み２．５ｍｍの試験片による曇価が４％である。
（樹脂２） アクリル系樹脂（三菱レイヨン社製「アクリペットＶＨ００１」、ＭＦＲ２ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃、３７．３Ｎ））で、厚み２．５ｍｍの試験片による曇価が０．２％である。
（樹脂３） ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ノバレックス７０２０Ａ」、ＭＦＲ３０ｇ／１０ｍｉｎ（３００℃、１１．８Ｎ））で、厚み２．５ｍｍの試験片による曇価が０．４％である。
また、赤外線吸収剤としては、ＢＡＳＦ社製「Ｌｕｍｏｇｅｎ ＩＲ１０５０」を用いた。
発明品１〜８及び比較品１〜３の組成、及びこれらについて溶融時間（分）及び曇価（％）を測定した結果を表１に示す。
（樹脂１） 透明ＡＢＳ樹脂（テクノポリマー社製「テクノＡＢＳ８３０」、ＭＦＲ３０ｇ／１０ｍｉｎ（２２０℃、９８Ｎ））で、厚み２．５ｍｍの試験片による曇価が４％である。
（樹脂２） アクリル系樹脂（三菱レイヨン社製「アクリペットＶＨ００１」、ＭＦＲ２ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃、３７．３Ｎ））で、厚み２．５ｍｍの試験片による曇価が０．２％である。
（樹脂３） ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ノバレックス７０２０Ａ」、ＭＦＲ３０ｇ／１０ｍｉｎ（３００℃、１１．８Ｎ））で、厚み２．５ｍｍの試験片による曇価が０．４％である。
また、赤外線吸収剤としては、ＢＡＳＦ社製「Ｌｕｍｏｇｅｎ ＩＲ１０５０」を用いた。
発明品１〜８及び比較品１〜３の組成、及びこれらについて溶融時間（分）及び曇価（％）を測定した結果を表１に示す。
発明品１〜８は、樹脂１〜３に対して、表１に示す配合率で赤外線吸収剤を配合し、一軸スクリュータイプ押出機（４０ｍｍφ、シリンダー温度２２０〜２６０℃）で押し出して、透明の熱可塑性樹脂粒子とし、この透明の熱可塑性樹脂粒子を原料として、ＧＡＬＡ社製ストランドカット設備（マイクロペレット用）付き押出機を用いて、数平均粒子径が７００μｍの透明熱可塑性樹脂粒子として製造した。この透明熱可塑性樹脂粒子は、ＪＩＳ Ｋ７３６５に準拠して測定した嵩密度が０．６３ｇ／ｃｍ3であった。
また、比較品１〜３は、赤外線吸収剤を配合しない樹脂１〜３に対して、上記と同様に、数平均粒子径が７００μｍの透明熱可塑性樹脂粒子として製造した。
また、比較品１〜３は、赤外線吸収剤を配合しない樹脂１〜３に対して、上記と同様に、数平均粒子径が７００μｍの透明熱可塑性樹脂粒子として製造した。
また、シリコーンゴムからなるゴム型２のキャビティ２２を、長さ８０ｍｍ×幅５５ｃｍ×厚さ２．５ｍｍの大きさの直方形状に形成し、ハロゲンヒータによって加熱して、常温から２６０℃になるまでに要した時間（溶融時間）を測定した。
本確認試験における曇価（ヘイズ）は、長さ８０ｍｍ×幅５５ｃｍ×厚さ２．５ｍｍの大きさに成形した試験片（成形品）、及び測定器（ガードナー社製ヘイズガードプラス）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準じて測定した。この曇価は、値が小さいほど透明に近いことを意味する。
本確認試験における曇価（ヘイズ）は、長さ８０ｍｍ×幅５５ｃｍ×厚さ２．５ｍｍの大きさに成形した試験片（成形品）、及び測定器（ガードナー社製ヘイズガードプラス）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準じて測定した。この曇価は、値が小さいほど透明に近いことを意味する。
表１より、赤外線吸収剤を配合した透明熱可塑性樹脂組成物６Ａは、赤外線吸収剤を配合していない透明熱可塑性樹脂よりも曇価の値が大きくなっていることがわかる。一方で、赤外線吸収剤を配合した場合（発明品１〜８）については、赤外線吸収剤を配合していない場合（比較品１〜３）に比べて、溶融時間が大幅に短縮されていることがわかる。また、赤外線吸収剤の配合率を増やせば、溶融時間がさらに短縮されることがわかる。ただし、赤外線吸収剤の配合率が増えると曇価が大きくなって、透明度が低くなることがわかる。
以上の結果より、赤外線吸収剤を透明熱可塑性樹脂に含有させることにより、熱可塑性樹脂が溶融するまでに要する時間を短縮することができ、曇価が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品６０を短時間で成形できることがわかる。
以上の結果より、赤外線吸収剤を透明熱可塑性樹脂に含有させることにより、熱可塑性樹脂が溶融するまでに要する時間を短縮することができ、曇価が２０％以下である透明熱可塑性樹脂成形品６０を短時間で成形できることがわかる。
１ 成形装置
２ ゴム型
２２ キャビティ
４ 電磁波発生手段
６Ａ 透明熱可塑性樹脂組成物
６Ｂ 溶融状態の透明熱可塑性樹脂
６０ 透明熱可塑性樹脂成形品
６１ 大形透明熱可塑性樹脂粒子
６２ 小形透明熱可塑性樹脂粒子
２ ゴム型
２２ キャビティ
４ 電磁波発生手段
６Ａ 透明熱可塑性樹脂組成物
６Ｂ 溶融状態の透明熱可塑性樹脂
６０ 透明熱可塑性樹脂成形品
６１ 大形透明熱可塑性樹脂粒子
６２ 小形透明熱可塑性樹脂粒子
Claims (5)
- ゴム材料からなるゴム型のキャビティ内に配置され、該ゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波の照射を受けて加熱溶融された後に冷却されて、透明熱可塑性樹脂成形品に成形される粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物であって、
透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなり、
透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下であると共に数平均粒子径が３００〜３０００μｍであり、かつ嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物。 - ゴム材料からなるゴム型のキャビティ内に配置され、上記ゴム型を介して０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波の照射を受けて加熱溶融された後に冷却されて、透明熱可塑性樹脂成形品に成形される粒子状の透明熱可塑性樹脂組成物であって、
透明熱可塑性樹脂１００質量部に対して、赤外線吸収剤を０．０００５〜０．１質量部含有してなり、
透明熱可塑性樹脂成形品としたときの曇価が２０％以下であると共に、粒子径が１〜１００μｍの小形透明熱可塑性樹脂粒子を０．１〜２０質量％含有し、残部が該小形透明熱可塑性樹脂粒子よりも大きい大形透明熱可塑性樹脂粒子からなり、かつ該大形透明熱可塑性樹脂粒子は、嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物。 - 請求項２に記載の透明熱可塑性樹脂組成物において、上記小形透明熱可塑性樹脂粒子は、開いた状態の上記ゴム型のキャビティの内壁面又は閉じた状態の上記ゴム型のキャビティ内に配置するものであり、上記大形透明熱可塑性樹脂粒子は、上記小形透明熱可塑性樹脂粒子が配置された上記ゴム型のキャビティ内に投入するものであることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明熱可塑性樹脂組成物において、上記透明熱可塑性樹脂は、非晶性であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載の透明熱可塑性樹脂組成物において、上記透明熱可塑性樹脂は、ゴム質重合体の存在下に、（メタ）アクリル酸エステル化合物を５０質量％以上含む単量体成分を重合して得られたゴム強化ビニル系樹脂、又は該ゴム強化ビニル系樹脂と、ビニル系単量体に由来する構造単位を含む（共）重合体とを混合してなる混合物であることを特徴とする透明熱可塑性樹脂組成物。
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