JP3341102B2 - 熱可塑性樹脂成形体 - Google Patents
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Description
体に関する。
脂成形材料として、ゴム成分を含有する熱可塑性樹脂を
使用し、耐衝撃性や可撓性を改善する試みがなされてい
る。一般に、このようなゴム成分を含有した熱可塑性樹
脂を成形材料として剪断力のかかる状況で成形した場
合、得られた成形体は変形し易く、また、クラックを引
き起こし易いなどの問題があった。また、アクリロニト
リル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)に
おいては、欠点である耐候性を改良するだけでなく、機
械的強度をも同時に向上させるために成形体の表面に金
属メッキが行われるが、通常の射出成形体のように、剪
断力のかかる状況で成形された成形体は、金属メッキの
持久性に好ましくない影響を与えていた。これは、AB
S樹脂がジエン系ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量
体、シアン化ビニル単量体またはそれらと共重合可能な
他のビニル系単量体がグラフトしてなるグラフト共重合
体のようなゴム成分を含有しているためである。
脂を成形材料とする成形体においては、変形やクラック
を引き起こさない成形体、またABS樹脂においては併
せて金属メッキの持久性の向上した成形体の開発が重要
な問題となっていた。
本発明者らは変形が少なく、クラックを引き起こしにく
いゴム成分含有熱可塑性樹脂成形体、その内でも特にA
BS樹脂を成形材料とする場合には併せて金属メッキの
持久性の向上する熱可塑性樹脂成形体を開発すべく検討
の結果、ゴム成分含有熱可塑性樹脂成形体においては、
該成形体の表面層部分のゴム粒子の形状とその分布およ
びゴム粒子の分散性が非常に重要であり、これらが特定
の条件を満たした場合にのみ前記問題が改善された優れ
た性能を有する成形体となることを見出し、本発明に至
った。
子状のゴム成分を5〜40重量%含有する熱可塑性樹脂
であって、ゴム成分が、ジエン系ゴム質重合体に芳香族
ビニル系単量体、シアン化ビニル単量体またはそれらと
共重合可能な他のビニル系単量体がグラフトしてなるグ
ラフト共重合体である熱可塑性樹脂(シンジオタクチッ
ク構造を有するスチレン系重合体を除く)からなる成形
体であって、該成形体の複数ケ所における成形体の表面
から10μm幅の部分の10μm四方の断面で測定され
るゴム粒子の平均長軸長さbと平均短軸長さaの比がb
/a≦2であり、かつ、各断面毎のb/aの対比におい
て、その最大値(b/a max. )と最小値(b/a mi
n. )の比が1≦(b/a max. )/(b/a min. )
≦1.5の範囲にあり、かつゴム粒子の断面積の総和の
割合(ゴム占有面積比)をA%としたときに、各断面毎
のゴム占有面積比の対比において、その最大値Amax.と
最小値Amin.が、0≦(Amax.−A)/A≦0.2、0
≦(A−Amin.)/A≦0.2の範囲にある熱可塑性樹
脂成形体の表面に金属メッキを施したことを特徴とする
メッキ成形体を提供するものである。
した熱可塑性樹脂からなる成形体とは、熱可塑性樹脂の
成形加工法として通常知られている射出成形、射出圧縮
成形、射出プレス成形、圧縮成形等によって、ゴム成分
を含有した熱可塑性樹脂を用いて成形して得られる成形
体であり、これらの成形加工法では、溶融させたゴム成
分含有熱可塑性樹脂を所望の形状にするために金型内で
溶融樹脂に力を加え、目的の形状になった後に冷却、固
化させることにより成形体が得られる。
しては、ゴム成分を含有している熱可塑性樹脂であれば
特に限定されず、ゴム成分がゴム成分以外のマトリック
ス樹脂中に混和することなく、粒子状で存在していれば
よい。ゴム成分としては、たとえばジエン系ゴム質重合
体に芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル単量体また
はそれらと共重合可能な他のビニル系単量体がグラフト
してなるグラフト共重合体やエチレン・α−オレフィン
共重合体などが、またマトリックス樹脂としては、たと
えば芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル単量体また
はそれらと他のビニル系単量体が共重合してなる共重合
体、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン系樹脂などの一
般的な熱可塑性樹脂がそれぞれ例示される。ここで、ジ
エン系ゴム質重合体としてはポリブタジエン、スチレン
−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン
共重合体、ポリイソプレン等が挙げられ、これらは2種
以上が用いられていてもよい。ゴム成分とマトリックス
樹脂の好ましい組み合わせとしては、ジエン系ゴム質重
合体に芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル単量体ま
たはそれらと共重合可能な他のビニル系単量体がグラフ
トしてなるグラフト共重合体をゴム成分とし、芳香族ビ
ニル系単量体とシアン化ビニル単量体またはそれらと他
のビニル系単量体が共重合してなる共重合体をマトリッ
クス樹脂とする場合、エチレン・α−オレフィン共重合
体をゴム成分とし、ポリプロピレン系樹脂をマトリック
ス樹脂とする場合が例示され、より具体的には、かかる
ゴム成分を粒子状で含有するABS樹脂や、エチレン・
プロピレン共重合体をゴム成分として粒子状で含有する
なポリプロピレン系樹脂等が例示される。
和することなく粒子状で存在することが必要であり、各
ゴム粒子の粒径は、要求される衝撃強度等の性能によっ
ても異なり、また、それぞれに異なっていてもよいが、
数平均粒子径として通常0.05〜3μmの範囲にある
ことが好ましい。尚、ここでいう粒径とはゴム粒子のも
つ最大径を意味し、該粒径は成形体の任意の場所におい
てその厚み方向における断面から測定される値である。
たその含有量は5〜40重量%の範囲である。
熱可塑性樹脂から成形される成形体が基本的に有する耐
衝撃性やすぐれた可撓性を損なわないように、5〜40
重量%の範囲であることが好ましい。
なゴム成分を含有する熱可塑性樹脂を用いて成形加工す
ることにより得られる成形体であるが、かかる成形体の
表面から10μm以内の表面層におけるゴム成分の状態
が成形体の性質に及ぼす影響が極めて大であり、該成形
体の複数ケ所における成形体の表面から10μm以内の
厚み方向の断面で測定されるゴム粒子の平均長軸長さb
と平均短軸長さaの比がb/a≦2であり、かつ、各断
面毎のb/aの対比において、その最大値(b/a ma
x. )と最小値(b/a min. )の比が1≦(b/a ma
x. )/(b/a min. )≦1.5の範囲にあり、かつ
ゴム粒子の断面積の総和の割合(ゴム占有面積比)をA
%としたときに、各断面毎のゴム占有面積比の対比にお
いて、その最大値Amax.と最小値Amin.が、0≦(Ama
x.−A)/A≦0.2、0≦(A−Amin.)/A≦0.
2の範囲にあることが必要であって、これらの内のいず
れの要件を欠如しても本発明の目的を達成することはで
きない。
厚さ部分は、一般にスキン層と呼ばれ、成形加工時にお
いて溶融樹脂に最も剪断力のかかる領域であり、このス
キン層は金型温度や溶融樹脂の供給圧力などの成形条件
によって非常に影響の受けやすい部分であって、本発明
における上記各規定は、かかるスキン層の厚み方向の断
面から求められるものである。具体的には、成形体を厚
み方向に切断し、さらにその切断部について超ミクロト
ーム(たとえばライヘルト社製、ウルトラカットN)等
を用いて切断面に平行に成形体をスライスして厚みが7
00〜800オングストロームの試料薄片を得、これを
通常の方法、例えば四酸化オスミウムを用いて染色処理
し、成形体の表面から10μmの幅の部分の10μm四
方についてこれを透過型電子顕微鏡(たとえば日本電子
株式会社製、1200EX)で10,000倍に拡大
し、その断面を観察する。かかる操作を、成形体の任意
の部分について、好ましくは成形体の各部について測定
部位の偏りが生じないように複数箇所、通常は5ケ所、
好ましくは10ケ所以上で行い、それぞれの断面X1 、
X2 、X3 〜Xn について観察する。b/aについて
は、上記で得られた電子顕微鏡写真(図1)をもとに、
その断面に確認されるすべてのゴム粒子についてそれぞ
れ長軸長さおよび短軸長さを測定して、各断面毎にそれ
ぞれの長さの平均値として平均長軸長さbおよび平均短
軸長さaを求めるとともに、その平均値としてのb/a
を計算により求める。また、各断面で求めたそれぞれの
b/aを各断面毎に対比し、その最大値をb/a max.
とし、最小値をb/a min. とする。
察写真を通常の画像解析処理、例えば基本画像処理ソフ
ト(LA−555)および画像解析計算ソフト(LA−
555)を組み込んだ画像解析装置〔例えば株式会社
ピアス社製、(LA−555D〕を用いて画像解析を行
うことにより、ゴム成分の断面積の総和(ゴム成分部
分)とマトリックス樹脂の断面積の総和(マトリックス
部分)をその面積値として2値化し、各断面毎にゴム占
有面積比を求めるとともに、その平均値としてのゴム占
有面積比Aを求める。また、各断面で求めたそれぞれの
ゴム占有面積比を断面毎に対比し、その最大値をAma
x.、最小値をAmin.とする。なお、b/aについては、
前記したように電子顕微鏡写真をもとに断面に確認され
るすべてのゴム粒子について測定した長軸長さおよび短
軸長さをもとに計算してもよいが、断面観察写真の画像
処理により同時に求めることもでき、そのいずれの方法
であってもよい。
においてb/aが2以下であることは、成形体の表面か
ら10μm以内のいわゆるスキン層部においてゴム粒子
の(変形)偏平度が小さいことを示し、また、各断面で
のb/aの対比において、その最大値(b/a max. )
と最小値(b/a min. )の比が1≦(b/a max. )
/(b/a min. )≦1.5の範囲にあることは、成形
体の各部において変形の少ない粒状の整ったゴム粒子が
存在し、また成形体の各部においてゴム粒子の変形その
ものが絶対的に少なく、また、かかる変形の少ないゴム
粒子が成形体の各部においてほぼ均等に存在しているこ
とを意味しており、各断面におけるb/aが2を越えた
り、(b/a max. )/(b/a min. )が1.5を越
える場合には、成形体中に変形の大きいゴム粒子が存在
したり、変形の大きいゴム粒子が偏在して、成形体その
ものが変形し易く、またクラックが生じ易くなる。ま
た、各断面でのゴム占有面積比Aの対比において、その
最大値Amax.と最小値Amin.が、0≦(Amax.−A)/
A≦0.2、0≦(A−Amin.)/A≦0.2の範囲を
越える場合には、成形体の部位によってゴム成分が偏在
していることとなって、同様に成形体そのものが変形し
易く、またクラックが生じ易くなる。このため、変形や
クラック発生が防止された成形体であるためには、上記
した各条件のいずれをも同時に満足することが必要であ
り、いずれの条件を欠如しても目的を達成することがで
きない。
BS樹脂のような場合、上記各条件が満たされないと、
成形体に変形やクラックが生じ易くなるのはもちろん、
その表面に金属メッキ処理を施したときの金属メッキの
持久性が劣ったり、金属メッキにムラが生じたりする結
果となる。
れ自体において上記各条件を同時に満足していることが
必要であって、成形体の製法それ自体には何ら制限さ
ず、ゴム成分を5〜40重量%含有する熱可塑性樹脂を
成形材料としてたとえば射出プレス成形法により製造す
ることができる。
形体を製造する方法としては、従来より公知の方法、た
とえば所定の成形体形状になるように設計された一対の
雌雄金型を用い、金型キャビティ部が未閉鎖の両金型間
に、可塑化装置により樹脂の溶融温度以上に加熱したゴ
ム成分含有熱可塑性樹脂を、金型内に設けた溶融樹脂通
路より供給した後、あるいは供給しながら両金型のキャ
ビティが所定のクリアランスになるまで型締し、加圧、
冷却ののち成形体を取り出す方法があげられる。このよ
うに、成形体の製造方法それ自体は何ら特別の方法であ
るを要せず、任意の方法が採用し得るが、本発明の熱可
塑性樹脂成形体を得るためには、このような方法で製造
される成形体が本発明に特定する関係を全て充足するよ
うに、樹脂の溶融温度、金型温度、型締時の型締圧力や
型締速度などの成形条件を適宜選択する必要がある。こ
のような、成形条件を適宜選択する必要があることは、
射出成形や射出圧縮成形などにおいても同様である。
本発明の熱可塑性樹脂成形体は、変形が少なく、クラッ
クも発生しにくいなどの優れた性質のために家電製品、
自動車部品を始めとして幅広く各種用途に適用可能であ
るが、とりわけ、変形が少ないことに伴って使用時の取
扱が容易となり、他の部品等との取付け作業が行われる
ことの多い自動車部品としてとりわけ好適である。
少なく、クラックを引き起こしにくいなどの優れた性質
を有し、さらにはABS樹脂などの場合には金属メッキ
の持久性が向上するなどの多くの効果を有している。
発明がこれに限定されるものでないことはいうまでもな
い。
ラフトしたグラフト共重合体を粒子状のゴム成分とし、
スチレンとアクリロニトリル共重合してなる共重合体を
マトリックス樹脂とするABS樹脂(住化エイビーエス
・ラテックス株式会社製、クララスチック GA−50
1、ゴム成分含量:約17重量%、ゴム粒子の数平均粒
子径:0.4μm)を可塑化装置に供給し、260℃で
加熱溶融した。この溶融樹脂を雄金型内に設けた溶融樹
脂通路より、キャビティクリアランスが7mmの雌雄両
金型間に供給した。その後、両金型のキャビティクリア
ランスが3mmになるまで型締し、加圧、冷却して長さ
340mm、幅270mm、厚さ3mmのABS樹脂成
形体を得た。このときの成形条件は次のとおりである。 加圧力 100トン 型締速度 3mm/秒 金型温度 雌雄両金型ともに65℃ 射出圧力 500kg/cm2 射出速度 75cc/秒 スクリュウ回転数 65r.p.m スクリュウ背圧 10kg/cm2 (ゲージ圧) 得られた成形体の変形、クラックの発生についての評価
結果を表1に示す。また、得られた成形体の幅方向の両
端からそれぞれ130mmのところで長さ方向に切断
し、幅10mm、長さ340mm、厚さ3mmの板状サ
ンプルを切り出した。この板状サンプルの長さ方向の端
部から30mmのところで厚み方向に直角になるように
切断し、その切断部を超ミクロトームを用いて切断面に
平行にスライスして、縦3mm、幅10mmで厚さが約
700オングストロームの試料薄片を得た。この操作を
順次繰り返し、合計10個の異なる切断部からの試料薄
片を得た。ついで、各試料薄片について本文記載の方法
により染色処理を行ない、各試料薄片の縦方向の表面か
ら10μmの幅の部分の10μm四方について得た電子
顕微鏡写真をもとに、本文記載の方法によりb/aを求
めた。同時に、各試料薄片の電子顕微鏡写真を本文記載
の方法により画像処理してそれぞれのゴム占有面積比を
求めた。結果を表1に示す。
は実施例1と同様にして熱可塑性樹脂成形体を得た。得
られた成形体の変形、クラックの発生についての評価結
果を表1に示す。また、得られた成形体について実施例
1と同様に処理し、測定して得られた結果を表1に示
す。
は実施例1と同様にして熱可塑性樹脂成形体を得た。得
られた成形体の変形、クラックの発生についての評価結
果を表1に示す。また、得られた成形体について実施例
1と同様に処理し、測定して得られた結果を表1に示
す。
給し、260℃で加熱溶融した。この溶融樹脂を、雄金
型内に設けた溶融樹脂通路よりキャビティクリアランス
が3mmの密閉された雌雄金型間に供給し、その後、保
圧、冷却して長さ340mm、幅270mm、厚さ3m
mのABS樹脂成形体を得た。このときの成形条件は次
のとおりである。 加圧力 300トン 保圧 30kg/cm2 金型温度 雌雄両金型ともに65℃ 射出圧力 700kg/cm2 射出速度 80cc/秒 得られた成形体の変形、クラックの発生についての評価
結果を表1に示す。また、得られた成形体について実施
例1と同様に処理し、測定して得られた結果を表1に示
す。
給し、260℃で加熱溶融した。雄金型内に設けた溶融
樹脂通路よりキャビティクリアランスが3.5mmの雌
雄金型間に溶融樹脂の供給を開始した。キャビティを充
填させるに至らない所要量の70重量%の溶融樹脂が供
給されたところで型締を開始し、キャビティクリアラン
スが3mmになると同時に残りの樹脂の供給を完了し
た。その後加圧、冷却して長さ340mm、幅270m
m、厚さ3mmのABS樹脂成形体を得た。このときの
成形条件は次のとおりである。 加圧力 150トン 型締速度 3mm/秒 金型温度 雌雄両金型ともに75℃ 射出圧力 700kg/cm2 射出速度 85cc/秒 得られた成形体の変形、クラックの発生についての評価
結果を表1に示す。また、得られた成形体について実施
例1と同様に処理し、測定して得られた結果を表1に示
す。
にして熱可塑性樹脂成形体を得た。 加圧力 400トン 保圧 90kg/cm2 金型温度 雌雄両金型ともに55℃ 射出圧力 1200kg/cm2 射出速度 100cc/秒 得られた成形体の変形、クラックの発生についての評価
結果を表1に示す。また、得られた成形体について実施
例1と同様に処理し、測定して得られた結果を表1に示
す。
度を雌雄両金型ともに55℃に変更し、更に射出圧力お
よび射出速度を2段にして、所要量の30重量%の溶融
樹脂を供給するまでは射出圧力を1200kg/c
m2 、射出速度を100cc/秒とし、残りの70重量
%の溶融樹脂を供給するときは射出圧力を600kg/
cm2 、射出速度を85cc/秒に変更する以外は実施
例4と同様にして熱可塑性樹脂成形体を得た。得られた
成形体の変形、クラックの発生についての評価結果を表
1に示す。また、得られた成形体について実施例1と同
様に処理し、測定して得られた結果を表1に示す。
ラフトしたグラフト共重合体(実施例1で使用したAB
S樹脂のゴム成分に相当)の微細パウダーと、スチレン
とアクリロニトリルを共重合してなる共重合体(実施例
1で使用したABS樹脂のマトリックスに相当)のペレ
ットを、実施例1で使用したABS樹脂中のゴム成分と
マトリックス樹脂の割合と同じ割合になるようにドライ
ブレンドして成形材料とした。この成形材料を可塑化装
置に供給して260℃で加熱溶融し、スクリュウ回転数
を120r.p.m 、スクリュウ背圧を5kg/cm2 (ゲ
ージ値)とする以外は実施例1と同様にして熱可塑性樹
脂成形体を得た。得られた成形体の変形、クラックの発
生についての評価結果を表1に示す。また、得られた成
形体について実施例1と同様に処理し、測定して得られ
た結果を表1に示す。
mの幅の部分における厚み方向断面の電子顕微鏡写真
(倍率10,000倍)を示す。
の幅の部分における厚み方向断面の電子顕微鏡写真(倍
率10,000倍)を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】粒子状のゴム成分を5〜40重量%含有す
る熱可塑性樹脂であって、ゴム成分が、ジエン系ゴム質
重合体に芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル単量体
またはそれらと共重合可能な他のビニル系単量体がグラ
フトしてなるグラフト共重合体である熱可塑性樹脂(シ
ンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体を除
く)からなる成形体であって、該成形体の複数ケ所にお
ける成形体の表面から10μm幅の部分の10μm四方
の断面で測定されるゴム粒子の平均長軸長さbと平均短
軸長さaの比がb/a≦2であり、かつ、各断面毎のb
/aの対比において、その最大値(b/a max. )と最
小値(b/a min. )の比が1≦(b/a max. )/
(b/a min. )≦1.5の範囲にあり、かつゴム粒子
の断面積の総和の割合(ゴム占有面積比)をA%とした
ときに、各断面毎のゴム占有面積比の対比において、そ
の最大値Amax.と最小値Amin.が、0≦(Amax.−A)
/A≦0.2、0≦(A−Amin.)/A≦0.2の範囲
にある熱可塑性樹脂成形体の表面に金属メッキを施した
ことを特徴とするメッキ成形体。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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