JP2014231532A - 模様形成用樹脂組成物、並びに、模様を有する樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＢＳ系樹脂の樹脂成形品に、その機械物性を著しく低下させることなく、模様を形成することを可能にする模様形成用樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】ポリフェニレンエーテル樹脂と、ポリスチレン樹脂と、を含む模様形成用樹脂組成物。当該樹脂組成物は、ＡＢＳ系樹脂を当該樹脂組成物とともに成形して模様を有する樹脂成形品を製造するために用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は模様形成用樹脂組成物、並びに、模様を有する樹脂成形品及びその製造方法に関する。

住宅建材等の用途において、意匠性のために、樹脂成形品の表面に、複数の色調から構成される模様を形成することが求められることがある。そのため、例えば、塩化ビニル樹脂（例えば、硬質塩化ビニル樹脂）、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレン樹脂（例えば、高密度ポリエチレン）等のオレフィン系樹脂、並びに、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂と、木粉又は上記熱可塑性樹脂と非相溶の状態で混ざる樹脂（例えば、熱硬化性樹脂）とを用いることによって、木目調及びマーブル調等の模様を有する樹脂成形品が従来から製造されている（特許文献１及び２を参照）。

アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）等のＡＢＳ系樹脂は、表面の光沢が良く、着色性、剛性、耐衝撃性、耐熱性及び耐薬品性等の物性のバランスに優れている熱可塑性樹脂である。

特開２００２−１４４４８９号公報 特許第４７００１６８号公報

しかしながら、ＡＢＳ系樹脂の成形品に上述のような従来の方法により模様を形成すると、ＡＢＳ系樹脂の優れた特性が損なわれるという問題があった。例えば、ＡＢＳ樹脂に模様を形成するための熱硬化性樹脂又は木粉を混合すると、機械物性が著しく低下する傾向がある。また、大半の汎用樹脂はＡＢＳ系樹脂と均一に相溶してしまうため、汎用樹脂を用いてＡＢＳ系樹脂の成形品に模様を形成することは困難であった。

そこで、本発明は、ＡＢＳ系樹脂の樹脂成形品に、その機械物性を著しく低下させることなく、模様を形成することを可能にする模様形成用樹脂組成物を提供することを主な目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を行った結果、ＡＢＳ系樹脂を、ポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン樹脂とを含む樹脂組成物とともに成形すると、機械物性を著しく低下させることなく、マーブル調及び木目調等の模様を有する樹脂成形品を製造することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明はポリフェニレンエーテル樹脂と、ポリスチレン樹脂と、を含む模様形成用樹脂組成物に関する。本発明に係る樹脂組成物は、ＡＢＳ系樹脂を当該樹脂組成物とともに成形して模様を有する樹脂成形品を製造するために用いられる。

本発明に係る模様形成用樹脂組成物によれば、ＡＢＳ系樹脂の成形品に、その機械物性を著しく低下させることなく、模様を形成することが可能である。

樹脂組成物を構成するポリフェニレンエーテル樹脂の量は、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリスチレン樹脂の総量に対して１０〜９０質量％であることが好ましい。

模様形成用樹脂組成物は、０．５〜５．０ｍｍの粒径を有する粒状物であることが好ましい。

本発明は、ＡＢＳ系樹脂を上記模様形成用樹脂組成物とともに成形する工程を備える、模様を有する樹脂成形品の製造方法も提供する。また本発明は、係る製造方法によって得ることのできる樹脂成形品に関する。

本発明によれば、ＡＢＳ系樹脂の樹脂成形品に、その機械物性を著しく低下させることなく、模様を形成することを可能にする模様形成用樹脂組成物を提供することができる。

模様を有する樹脂成形品の写真である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る模様形成用樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル樹脂と、ポリスチレン樹脂とを含む。

本実施形態に係る模様形成用樹脂組成物は、ＡＢＳ系樹脂を主成分として含む樹脂成形品の表面に、色調又は光沢が異なる２以上の部分から構成される模様を形成するために用いられる。形成される模様は、例えば、マーブル調、木目調若しくは石目調の模様、又は斑点模様である。これらの模様は、ＡＢＳ系樹脂と模様形成用樹脂組成物との色の違い及び光沢の違い等によって形成され得る。

本実施形態において、ＡＢＳ系樹脂には、アクリル酸ブチルゴム−アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレン−プロピレンゴム−スチレン共重合樹脂（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−α−メチルスチレン共重合樹脂及びアクリロニトリル−メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合樹脂等が含まれる。

本実施形態に係る模様形成用樹脂組成物は、特に、ＡＢＳ樹脂に好ましく適用される。市販されているＡＢＳ樹脂としては、例えば、サンタックＡＴ−０８（日本エイアンドエル社製、商品名）及びトヨラック７００−３１４（東レ（株）製、商品名）が挙げられる。

ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ樹脂）は、特に制限はなく、ＰＰＥ樹脂と他の熱可塑性樹脂とのアロイである変性ＰＰＥ樹脂であってもよい。ＰＰＥ樹脂とポリスチレン樹脂とのアロイを用いることもできる。市販されるＰＰＥ樹脂の具体例としては、ユピエースＰＸ−１００Ｌ（三菱エンジニアリング プラスチックス（株）製）が挙げられる。

ポリスチレン樹脂（ＰＳ樹脂）は、特に制限はなく、例えば、汎用ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ樹脂）、又は、ＧＰＰＳ樹脂及びゴムを含むアロイである耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ樹脂）であってもよい。市販されるＰＳ樹脂の具体例としては、ディックスチレン ＣＲ−３５００（ＤＩＣ株式会社製）が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

ＰＰＥ樹脂の量が増えると、模様形成用樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）が上がる傾向がある。そのため、ＰＰＥ樹脂とＰＳ樹脂との比率を変えることで、任意のＴｇを有する模様形成用樹脂組成物を得ることができる。すなわち、樹脂成形品の成形温度における模様形成用樹脂組成物の溶融粘度を、幅広く変化させることができる。模様形成用樹脂組成物の溶融粘度の変化に基づいて、成形品中の模様形成用樹脂組成物の分散状態を変化させて、様々な模様を有する樹脂成形品を製造することができる。

ＰＰＥ樹脂の量は、ＰＰＥ樹脂及びＰＳ樹脂の総量に対して１０〜９０質量％であることが好ましく、２０〜８０質量％であることがより好ましい。変性ＰＰＥ樹脂を用いる場合、変性ＰＰＥ樹脂に含まれるＰＰＥ樹脂の量が、上記数値範囲内であることが好ましい。

ＰＰＥ樹脂の量がＰＰＥ樹脂及びＰＳ樹脂の総量に対して１０質量％未満であると、ＡＢＳ系樹脂の成形温度において、ＡＢＳ系樹脂と模様形成用樹脂組成物とが均一に混ざって、効果的に模様を形成することが困難になる傾向がある。一方、ＰＰＥ樹脂の量がＰＰＥ樹脂及びＰＳ樹脂の総量に対して９０質量％を超えると、ＡＢＳ系樹脂の成形温度において、模様形成用樹脂組成物が溶融しにくくなって、樹脂成形品の生産性が低下する傾向がある。例えば、射出成形機のノズルの目詰まり及び押出成形機の先端部分にあるブレーカープレ−トの目詰まり等が起こる可能性がある。

ＰＰＥ樹脂とＰＳ樹脂との量の比率は、例えば、樹脂組成物のＴｇ又はＭＦＲ（メルトフローレート）から算出することができる。Ｔｇは、例えば熱分析装置（ＤＳＣ）を用いて求めることができる。

模様形成用樹脂組成物は、着色剤を更に含んでもよい。着色剤は、例えば、有機顔料、無機顔料、パール顔料及び油溶性染料から選ばれる。着色剤としては、ＰＰＥ樹脂、ＰＳ樹脂及びＡＢＳ系樹脂に耐性のあるものが好ましい。顔料は、金属石鹸等により処理されていてもよい。着色剤の量は、所望の色調が付与される範囲で適宜調整されるが、例えば、樹脂組成物の質量に対して０．１〜２．０質量％程度である。

有機顔料は、特に制限されないが、例えば、ペリレンレッド（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７８）、キナクリドンレッド（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ １２２、２０２）、アンスラキノンエロー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １４７）、ベンズイミザゾロンエロー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８０、１８１）、モノアゾレーキエロー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ １８３）、銅フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５−１）及び銅フタロシアニングリーン（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７）から選ばれる。

無機顔料は、特に制限されないが、例えば、二酸化チタン（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ ６）、硫化亜鉛（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ ２２）、カーボンブラック（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７）、焼成ブラック（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ２８）、ビスマスバナデートエロー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８４）、ニッケルチタンエロー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ５３）、クロムチタンエロー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ ２４）、弁柄（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １０１）、酸化クロム（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １７）、コバルトグリーン（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １９）、群青（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２９）、コバルトブルー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ２８）、群青バイオレット（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １５）及びアルミニウム（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ ｍａｔａｌ １）から選ばれる。

パール顔料は、特に制限されないが、例えば、酸化チタンや酸化鉄等の金属酸化物で被覆された雲母から選ばれる。

油溶性染料は、特に制限されないが、例えば、キノン系エロー（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ３３、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４、１６０）、ペリノン系オレンジ（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ６０）、ペリノン系レッド（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １３５、１７９）、アンスラキノン系レッド（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ ５２、１６８、２０７、Ｃ．Ｉ．Ｄｅｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ２２、６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｅｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ ３１）、アンスラキノン系ブルー（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ６３、８７、９４、９７）、アンスラキノン系グリーン（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３、２０）及びアンスラキノン系バイオレット（Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １３、３６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ ２８）から選ばれる。

本実施形態に係る模様形成用樹脂組成物は、必要により、熱安定剤、耐侯剤、発泡剤、帯電防止剤、難燃剤及び充填剤等の他の成分を更に含んでもよい。

本実施形態に係る模様形成用樹脂組成物は、０．５〜５．０ｍｍの粒径を有する粒状物（ペレット）であることが好ましい。この粒径は１．０〜３．０ｍｍであることがより好ましい。粒状の樹脂組成物の粒径を変化させることで、模様の形状等を任意に制御することが可能である。この粒径が０．５ｍｍ未満であると、ＡＢＳ系樹脂と模様形成用樹脂組成物とが均一に混ざり易くなるため、模様を有する樹脂成形品の製造が容易でなくなる傾向がある。粒径が５．０ｍｍを超えると、射出成形機の先端ノズルに上記粒状物が詰まり易くなり、射出成形が難しくなる傾向がある。上記粒径は、粒状物の最大幅である。

模様形成用樹脂組成物の粒状物であるペレットは、例えば、ＰＰＥ樹脂とＰＳ樹脂とを、必要により着色剤等とともに、押出機を用いて混錬する方法により、得ることができる。ＰＰＥ樹脂、ＰＳ樹脂及び着色剤等を含む混合物を単軸押出機又は二軸押出機のホッパー内に投入して、模様形成用樹脂組成物のペレットを製造してもよい。

模様形成用樹脂組成物のペレットの大きさをコントロールするために、例えば、樹脂組成物が押出機ダイスから水槽を通り、ペレタイズされるときのペレタイザーの引取り速度を制御することができる。この引取り速度を大きくすると、細くて小さなペレットが得られる傾向があり、引取り速度を小さくすると、太く大粒のペレットが得られる傾向がある。このようにペレットのサイズを変えることにより、色々な大きさの模様を形成することが可能である。

模様形成用樹脂組成物の粒状物を製造するときの温度は、特に制限はないが、２７０〜３００℃が好ましい。

ＡＢＳ系樹脂を、本実施形態に係る模様形成用樹脂組成物とともに成形する工程を含む方法により、ＡＢＳ系樹脂を含み模様を有する樹脂成形品を製造することができる。

模様を有する樹脂成形品を得るための成形方法は、ＡＢＳ系樹脂を成形するために通常用いられている方法等から、適宜選択することができる。例えば、射出成形法、及び押出成形法が好ましく用いられる。

樹脂成形品を製造する際、１種の模様形成用樹脂組成物を用いてもよいし、組成の異なる２種以上の模様形成用樹脂組成物を組み合わせて用いてもよい。例えば、互いに色が異なる２種以上の模様形成用樹脂組成物を併用してもよいし、ＰＰＥ樹脂とＰＳ樹脂との比率が異なる２種以上の模様形成用樹脂組成物を併用してもよい。

成形に用いられる模様形成用樹脂組成物の量は、特に制限されないが、ＡＢＳ系樹脂１００質量部に対して、０．５〜５．０質量部であることが好ましい。模様形成用樹脂組成物の量が少ないと、樹脂成形品の模様が目立ち難くなり、模様形成用樹脂組成物の量が多いと、模様のコントラストが着き難く、又模様を有する樹脂成形品の機械物性及び成形収縮性が低下する可能性がある。

ＡＢＳ系樹脂を模様形成用樹脂組成物とともに成形するときの温度（成形温度）は、特に制限されないが、２００℃〜２７０℃が好ましく、２３０℃〜２５０℃がより好ましい。成形温度がこのような温度範囲であることによって、半溶融状態の模様形成用樹脂が、溶融状態のＡＢＳ系樹脂に適度に拡散して、意匠性に優れる模様が形成され易い。

模様形成用樹脂組成物及びＡＢＳ系樹脂を予め混合してから、これらの混合物を成形してもよい。また、模様形成用樹脂組成物及びＡＢＳ系樹脂を別々に成形機に供給して、これらを混合しながら成形してもよい。

以下、本発明について、実施例を挙げて更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

下記表１に示す割合で各材料を予め、ドラムタンブラーで、常温にて混合後、各実施例及び比較例の模様形成用樹脂組成物のペレットを作製した。

射出成形法による模様を有する樹脂成形品の製造
ＡＢＳ樹脂（日本エイアンドエル社製、商品名：サンタックＡＴ−０８）のペレット１００質量部に、各実施例又は比較例のペレット３質量部を、ドラムタンブラーで混合した。得られた混合物を、縦８０ｍｍ×横５０ｍｍであり、深さが段階的に３ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍに変化している成形金型を用いて射出成形して、３段プレートの樹脂成形品を得た。図１に得られた樹脂成形品の写真を示す。実施例１の樹脂成形品は直径２ｍｍ程度の斑点を含むマーブル調の黒い模様を有していた。実施例２の樹脂成形品は直径１．５ｍｍ程度の斑点を含むマーブル調の青い模様を有していた。実施例３の樹脂成形品は直径１ｍｍ程度の斑点を含むマーブル調の茶色い模様を有していた。これに対し、比較例１の場合、未溶融のペレットが射出成形機の先端のノズルに詰まり、樹脂成形品を製造できなかった。比較例２では、模様形成用樹脂組成物とＡＢＳ樹脂とが均一に混ざってしまい、模様のない均一な色調の樹脂成形品が得られた。

実施例１〜３で得られた樹脂成形品の比重、曲げ強度、曲げ弾性率、シャルピー衝撃値及び熱変形温度を測定した。対照試験として、ＡＢＳ樹脂のみからなる樹脂成形品について同様の測定を行った。各試験は、下記表２に示す国際規格（ＩＳＯ規格）に基づいた試験方法によって行った。結果を表２に示す。実施例１〜３の樹脂成形品は、比重、曲げ強度、曲げ弾性率及び熱変形温度に関して、ＡＢＳ樹脂と同程度の物性を示すことが分かった。

押出成形法による模様を有する樹脂成形品の製造
ＡＢＳ樹脂（東レ（株）製、商品名：トヨラック７００−３１４）のペレット１００質量部に、各実施例又は比較例の樹脂組成物からなるペレットを５質量部、押出機ホッパー上に設置された自動計量混合装置で配合し、押出成形して、樹脂成形品を得た。その結果、実施例１〜３のペレットを用いた場合は木目調の筋引き模様を有する樹脂成形品が得られた。これに対し、比較例１のペレットは、ブレーカプレートで堰きとめられてしまった。そのため、ＡＢＳ樹脂のみがダイス口から出て、模様のない樹脂成形品が得られた。比較例２のペレットは、ＡＢＳ樹脂と均一に混ざってしまい、木目模様のない均一な色調の樹脂成形品が得られた。

本発明に係る模様形成用樹脂組成物を用いて、ＡＢＳ系樹脂の成形品に模様を形成することにより、ＡＢＳ系樹脂の優れた機械的物性等を生かしつつ、意匠性が求められる用途の樹脂成形品を提供することができる。本発明により提供される樹脂成形品は、例えば、幅木、手摺、ベンチ及び雨樋等の住宅建材用の製品、建設資材、食品用の容器等の家庭用品、並びに、家具等の用途において有用である。

Claims (5)

1. ポリフェニレンエーテル樹脂と、ポリスチレン樹脂と、を含む樹脂組成物であって、
   ＡＢＳ系樹脂を当該樹脂組成物とともに成形して模様を有する樹脂成形品を製造するために用いられる、模様形成用樹脂組成物。
2. 前記ポリフェニレンエーテル樹脂の量が、前記ポリフェニレンエーテル樹脂及び前記ポリスチレン樹脂の総量に対して１０〜９０質量％である、請求項１に記載の模様形成用樹脂組成物。
3. ０．５〜５．０ｍｍの粒径を有する粒状物である、請求項１又は２に記載の模様形成用樹脂組成物。
4. ＡＢＳ系樹脂を、請求項１〜３のいずれか一項に記載の模様形成用樹脂組成物とともに成形する工程を備える、模様を有する樹脂成形品の製造方法。
5. 請求項４に記載の製造方法によって得ることのできる、樹脂成形品。