JP3117750B2 - アイオノマーの射出成形方法 - Google Patents

アイオノマーの射出成形方法

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幸男 安達
栄作 平沢
史朗 楢崎
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Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形におけるアイ
オノマーの成形サイクルを効果的に短縮する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の
アイオノマーは、種々の優れた特性を有するところから
各方面に使用されている。これらの中でも不飽和カルボ
ン酸の重合単位を多く含むアイオノマーにあっては、光
沢、耐摩耗性、耐衝撃性、剛性等が優れているところか
ら、射出成形によって諸々の形状の成形品を製造し、そ
の特長を生かした分野に利用することが考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのようなアイ
オノマー樹脂については成形上の問題があった。すなわ
ち、このようなアイオノマーは結晶化速度が遅く、金型
内で固化する速度が遅いため、冷却時間が短すぎると成
形品の変形その他の外観不良が起こる。冷却時間を十分
長く設定すれば、これらの問題は解決されるが、成形サ
イクルが長くなり、生産性に問題がある。この欠点を改
善するため種々の核剤を配合することが考えられるがそ
の多くはアイオノマーの優れた特性を少なからず損なう
ものであった。
【0004】そこで本発明者らはこのようなアイオノマ
ーの有する優れた特性を大きく損なうことなく、効果的
に射出成形サイクルを短縮する方法について検討を行っ
た。その結果、凝固点の低いこのようなアイオノマー
に、凝固点の高いアイオノマーを結晶化促進剤として少
量配合する方法を採れば、その物性への悪影響が少な
く、その凝固点を効果的に高めることができ、したがっ
て成形サイクルの改善がなされることを見出した。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち本発明によれば凝固
点60℃以下のアイオノマーを射出成形する方法におい
て、結晶化促進剤として凝固点65℃以上のアイオノマ
ーを、アイオノマー全量に対し5〜30重量%となるよ
添加することを特徴とするアイオノマーの射出成形方
法が提供される。
【0006】本発明で用いられるアイオノマーは、エチ
レンと不飽和カルボン酸塩を必須の重合体構成成分とし
て含有するものであって、他に任意成分として不飽和カ
ルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、その他の不飽和
化合物を重合成分として含有するものであってもよい。
このようなアイオノマーは一般には、エチレンと不飽和
カルボン酸、任意成分として他の不飽和化合物からなる
共重合体の不飽和カルボン酸成分の少なくとも一部を金
属イオンおよび/または有機アミンで中和するか、ある
いはエチレンと不飽和カルボン酸エステルおよび、任意
成分として他の不飽和化合物からなる共重合体の不飽和
カルボンエステル酸成分の少なくとも一部を鹸化するこ
とによって得られる。
【0007】アイオノマー原料となるエチレンと不飽和
カルボン酸、任意成分としてその他不飽和化合物を含む
共重合体において、不飽和カルボン酸としては、炭素数
3〜8程度のものが好ましく、具体的には、アクリル
酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイ
ン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノ
エチルエステル等が用いられる。これらの中では、アク
リル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましく用
いられる。共重合体の任意成分として、第3成分である
その他不飽和化合物としては、不飽和カルボン酸のエス
テル、飽和カルボン酸のアルケニルエステル等が挙げら
れ、より具体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸イソブチル、アクリルn−ブチル、ア
クリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、酢
酸ビニル等を例示することができる。
【0008】前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体
中の中和成分として、Na+ ,K+,Li+ ,Ca++,M
++,Zn++,Cu++,Co++,Ni++,Mn++,Al
+++等の1価から3価の金属の陽イオン及び/または、
n−ヘキシルアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3
−ビスアミノメチルシクロヘキサン、メタキシレンジア
ミン等の有機アミンを例示することができる。
【0009】本発明においてはこのようなアイオノマー
のうち凝固点が60℃以下、とりわけ55℃以下のよう
な低い凝固点を有し、そのため射出成形サイクルの長い
ことが欠点となっているアイオノマーの成形性を改良す
るものである。このようなアイオノマーの例としては、
高圧ラジカル重合法で製造されたエチレンと不飽和カル
ボン酸、あるいは更に必要に応じて使用される第3成分
の共重合体をベースとしたアイオノマーであって、イオ
ン凝集力の大きいもの、すなわちイオン濃度の大きいも
のである。これらは不飽和カルボン酸含有量の大きいも
ので、中和度の大きいものほど一般的には凝固点が低
い。またイオン種としてアルカリ金属を用いたものの方
が凝固点が低い。なおここに凝固点は、アイオノマーを
溶融状態から10℃/分の冷却速度において測定した示
差走査熱量計(DSC)の放熱ピークの位置である。
【0010】本発明においては、上記のような凝固点の
低いアイオノマーに、結晶化促進剤として、凝固点が6
5℃以上、とくに好ましくは70℃以上のアイオノマー
を、特定の配合量で配合する。成形性改良の目的で配合
されるこのような凝固点の高いアイオノマーは、その多
くは不飽和カルボン酸重合単位が10重量%以下のエチ
レン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーであり
その少量の配合によって凝固点を効果的に上昇させるこ
とができる。一般には、不飽和カルボン酸重合単位が非
常に少ない共重合体のアイオノマーを用いた場合には、
凝固点の低いアイオノマーとの相溶性が悪く物性の低下
を来たすことがあるので、不飽和カルボン酸重合単位が
2重量%以上の共重合体のアイオノマーを用いるのが好
ましい。
【0011】凝固点の高いアイオノマーの配合量はアイ
オノマー全量に対し5〜30重量%、好ましくは10〜
25重量%である。このような少量の配合によっても混
合物の凝固点は、凝固点の高いアイオノマーのそれに近
い点まで上昇し、このことが成形サイクルの短縮に大き
く貢献する。なお凝固点の高いアイオノマーの配合量が
多すぎると凝固点の低いアイオノマーの有する優れた特
性を損なうことになるので適量配合することが肝要であ
る。
【0012】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。 実施例1 表1に記載の低凝固点のアイオノマー樹脂Aと高凝固点
のアイオノマー樹脂Eのペレットを表に示すように8
0/20重量%の比率でブレンドして下記の条件で射出
成形を行った。
【0013】射出成形条件 射出成形機:東芝機械製IS−100E 金型 :2mm厚板(150×80×2mm)フィルムゲート 設定温度 HN H123 (℃) 200℃ 200℃ 180℃ 170℃ 射出時間 15秒 中間タイマー 2秒 冷却時間 可変 金型冷却水温度 20℃ スクリュー回添数 75rpm
【0014】冷却時間を変化させながら、連続半自動射
出成形を行ない、金型開放後エジェクトピンによる突き
だし状態および成形品の変形の状態を観察し、変形等の
外観不良が起こらないための最短の冷却時間を測定し
た。すなわち、結晶化速度が遅く、金型内で固化する速
度が遅いアイオノマー樹脂では、冷却時間が短すぎると
エジェクトピンによる突き出しで得られた成形品が反り
や変形を起こしたり、甚だしい場合には突き破られたり
した。このようにして必要な最短の冷却時間の設定を行
った。結果を表2に示す。
【0015】なおアイオノマー樹脂A、アイオノマー樹
脂E及び本実施例1のブレンド物の融点および凝固点を
示差走査熱量計(DSC)を用いて測定した。
【0016】 示差走査熱量計(DSC)デュポン製 MODEL.990 試料量 5mg 昇温/降温速度 10℃/min
【0017】結果を表2に示した。実施例1のブレンド
物はアイオノマー樹脂Eを20重量%含有するに過ぎな
いが、その凝固点はアイオノマー樹脂Aのそれに比べて
22℃高く、むしろアイオノマー樹脂Eの凝固点近くま
で上昇している。
【0018】比較例1 実施例1で用いた低凝固点のアイオノマー樹脂Aを単独
で実施例1と同様にして射出成形を行った。最短の冷却
時間は35秒であり、実施例1と比較例1の結果から明
らかなように、実施例1のブレンド物の射出成形時の最
短冷却時間はアイオノマー樹脂Aに比べて15秒短縮さ
れており成形性が著しく改良されている。この最短冷却
時間の短縮は、前記の凝固点の22℃の上昇によっても
たされたものである。
【0019】実施例2〜4 表1に示した低凝固点のアイオノマー樹脂B、C、Dと
高凝固点のアイオノマー樹脂E、Fを表2に示す配合割
合でブレンドし、得られたアイオノマー組成物を実施例
1と同様にして射出成形における最短の冷却時間および
示差走査熱量計(DSC)による融点および凝固点を測
定した。結果を表2に示した。
【0020】比較例2〜3 低凝固点のアイオノマー樹脂B単独および2種の低凝固
点のアイオノマー樹脂C、Dのブレンドを実施例1と同
様にして射出成形および融点および凝固点の測定を行っ
た。結果を表2に示す。
【0021】実施例2〜4と比較例2〜3との対比にお
いても、低凝固点アイオノマーと少量の高凝固点アイオ
ノマーとのブレンド物では低凝固点アイオノマー樹脂単
独に比べて凝固点が著しく上昇し、このため射出成形で
の冷却時間が短かくなり、成形性が向上していることが
わかる。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、凝固点の低いアイオノ
マーに少量の凝固点の高いアイオノマーを配合すること
により、後者の凝固点あるいはそれに近い凝固点を有す
るアイオノマー組成物が得られるので成形サイクルを効
果的に短縮することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B29K 23:00 C08L 23:04 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/84 C08L 23/00 - 23/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 凝固点60℃以下のアイオノマーを射出
    成形する方法において、結晶化促進剤として凝固点65
    ℃以上のアイオノマーを、アイオノマー全量に対し5〜
    30重量%となるよう添加することを特徴とするアイオ
    ノマーの射出成形方法。
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