JP3349775B2 - 非晶性熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

非晶性熱可塑性樹脂組成物の製造方法

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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、少なくとも1種類の非
晶性熱可塑性樹脂を有機溶媒の存在下に溶融混練し、そ
の最終樹脂組成物の性質を改善するポリマーブレンドの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】非晶性
熱可塑性樹脂は、一般にその融点又はガラス転移点以上
の温度で溶融混練可能であるが、その際、混練時のせん
断発熱により熱劣化が促進され、ゲル化、炭化等が発生
し、組成物の成形性若しくは成形品の外観又は耐衝撃性
等が悪化する。溶融混練時のせん断発熱を抑える方法と
して、溶融混練機のシリンダー温度を下げる。溶融
混練機の回転数を下げる。可塑剤等の添加により組成
物全体の粘度を下げる。ポリマーの重合度を低下させ
る。高流動性ポリマーを添加する等の方法がある。し
かし、及びの方法においては、混練機の性能(冷却
法、モータートルク等)により制限されることがあり、
万能ではなく、の方法においては、混練時の熱劣化は
抑えられるが、最終組成物の本来の特性(特に耐熱性)
が損なわれる場合が多い。及びの方法においては、
最終組成物の機械的強度が犠牲になる。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、少なくとも
1種類の非晶性熱可塑性樹脂を有機溶媒の存在下に溶融
混練し、混練機の各ベント口を減圧に保持して、最終組
成物の有機溶媒含量を1重量%以下に除去することによ
って、製造した樹脂組成物は、溶融混練時の熱劣化が抑
えられ、最終組成物の物性が改善されることを見出し、
本発明に到達した。すなわち、本発明は、少なくとも1
種類の非晶性熱可塑性樹脂を溶融混練するに当り、非晶
性熱可塑性樹脂の1重量%以上の有機溶媒の存在下に溶
融混練し、混練機にベント口及び各ベント口に真空装置
を設け、各ベント口を減圧に保持することにより有機溶
媒を除去して、最終組成物の有機溶媒含量を1重量%未
満とすることを特徴とする非晶性熱可塑性樹脂組成物の
製造法である。以下、本発明を詳細に説明する。
【0004】〈非晶性熱可塑性樹脂〉非晶性熱可塑性樹
脂は、一般にガラス様の性質をもち、加熱した際に明確
な融点を示さず、ガラス転移点を示すだけであり、本発
明では、ガラス転移点が50℃以上の非晶性熱可塑性樹
脂を使用することが好ましい。また、非晶性熱可塑性樹
脂は明確な融点や測定可能な融解熱を有しないが、本発
明においてはゆっくり冷却する場合に多少の結晶性を示
すものは含み、本発明の効果を大きく損なわない範囲で
結晶性を示すものも含む。ガラス転移点、融点又は融解
熱は、示差走差熱量測定装置(例えばPERKIN−E
LMER社製 DSC−II)を用いて測定することが
できる。この装置を用いて、試料を予測される融点以上
の温度に加熱し、次に試料を1分間当り10℃の速度
で、20℃まで冷却し、そのまま約1分間放置した後、
1分間当り10℃の速度で加熱昇温し、融解熱は昇温と
降温のサイクルにおいて測定した値が実験誤差範囲内で
一致したものを採用する。本発明における非晶性熱可塑
性樹脂は、上記方法により測定される融解熱が1カロリ
ー/グラム未満のものと定義する。
【0005】本発明で使用する非晶性熱可塑性樹脂の例
としてポリフェニレンエーテル(以下「PPE」とい
う)が挙げられ、このものは一般式(I)
【0006】
【化1】
【0007】(式中、Q1 は各々ハロゲン原子、第一級
若しくは第二級アルキル基、アリール基、アミノアルキ
ル基、ハロ炭化水素基、炭化水素オキシ基又はハロ炭化
水素オキシ基を表し、Q2 は各々水素原子、ハロゲン原
子、第一級若しくは第二級アルキル基、アリール基、ハ
ロ炭化水素基、炭化水素オキシ基又はハロ炭化水素オキ
シ基を表し、mは10以上の数を表す)
【0008】で示される構造を有する単独重合体又は共
重合体である。Q1 及びQ2 の第一級アルキル基の好適
な例は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、
n−アミル、イソアミル、2−メチルブチル、n−ヘキ
シル、2,3−ジメチルブチル、2−、3−若しくは4
−メチルペンチル又はヘプチルである。第二級アルキル
基の好適な例は、イソプロピル、sec −ブチル又は1−
エチルプロピルである。多くの場合、Q1 はアルキル基
又はフェニル基、特に炭素数1〜4のアルキル基であ
り、Q2 は水素原子である。
【0009】好適なPPEの単独重合体としては、例え
ば、2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル単
位からなるものである。好適な共重合体としては、上記
単位と2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレンエ
ーテル単位との組合せからなるランダム共重合体であ
る。多くの好適な単独重合体又はランダム共重合体が、
特許及び文献に記載されている。例えば、分子量、溶融
粘度及び/又は耐衝撃強度等の特性を改良する分子構成
部分を含むPPEも、また好適である。
【0010】ここで使用するPPEは、クロロホルム中
で測定した30℃の固有粘度が0.2〜0.8dl/gであ
るものが好ましい。更に好ましくは固有粘度が0.2〜
0.5dl/gのものであり、とりわけ好ましくは固有粘度
が0.25〜0.4dl/gのものである。固有粘度が0.
2dl/g未満では組成物の耐衝撃性が不足し、0.8dl/g
超過では組成物の成形性と成形品外観に難が生じる。
【0011】他の非晶性熱可塑性樹脂の例として、ポリ
スチレン(PS)、ハイインパクトポリスチレン(以下
「HIPS」という)、アクリロニトリル−スチレン共
重合体(AS)、ABS、MBS、MABS、MAS、
その他特開昭48−48547号公報に開示されている
アクリロニトリル−アクリル系ゴム−スチレン共重合
体、特開昭48−42452号公報に開示されているア
クリロニトリル−塩素化ポリオレフィン−スチレン共重
合体などで代表される芳香族アルケニル化合物重合体が
挙げられる。
【0012】更に、他の非晶性熱可塑性樹脂の例として
ポリカーボネート(以下「PC」という)が挙げられ、
本発明において用いられるポリカーボネートとしては、
芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、脂
肪族−芳香族ポリカーボネート等が挙げられる。そのう
ちでも、2,2−ビス(4−オキシフェニル)アルカン
系、ビス(4−オキシフェニル)エーテル系、ビス(4
−オキシフェニル)スルホン、スルフィド又はスルホキ
サイド系等のビスフェノール類からなる芳香族ポリカー
ボネートが好ましい。また必要に応じてハロゲンで置換
されたビスフェノール類からなるポリカーボネートを用
いることができる。なお、使用するポリカーボネートの
分子量には何ら制限はないが、一般的には1万以上、好
ましくは2万〜4万のものである。
【0013】上記以外の非晶性熱可塑性樹脂として、S
MA樹脂、芳香族ポリスルホン、芳香族ポリエーテルス
ルホン、芳香族非晶性ポリアミド、ケイ素樹脂、ポリエ
ーテルイミド、ポリ(アルキル)アクリレート等が挙げ
られる。
【0014】〈有機溶媒〉本発明で使用する有機溶媒
は、核置換フェノール類に対しては不活性で、かつ、常
温において液体であればよく、特に限定されるものでは
ない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素;ヘプタン、シクロヘキサン等の鎖状又は環
状の脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼ
ン、トリクロロベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン
化炭化水素;ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテ
ル類;シクロへキサノン、アセトフェノン等のケトン
類;エチルアセテート、プロピオラクトン等のエステル
類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;
メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロ
パノール、n−ブタノール、sec −ブタノール等のアル
コール類;その他ニトロベンゼン、スルホラン等を挙げ
ることができる。これらは単独で用いるか又は混合物と
して使用される。好ましくは非晶性熱可塑性樹脂に対し
て良溶媒であり、溶媒の溶解度パラメーターが7〜12
の範囲内になる有機溶媒であり、より好ましくは炭素数
6〜18の芳香族炭化水素、炭素数2〜10のハロゲン
化炭化水素、炭素数1〜10のアルコール類であり、特
に好ましいものとしてキシレン、トルエン、ジクロロベ
ンゼン、トリクロロベンゼン等の有機溶媒が挙げられ
る。
【0015】〈構成成分の組成比〉少なくとも1種類の
非晶性熱可塑性樹脂に対する有機溶媒の添加量は1重量
%以上であり、好ましくは2重量%以上、より好ましく
は5重量%以上である。有機溶媒添加量が1重量%未満
では、成形品の耐衝撃性及び外観が不満足である。最終
組成物の有機溶媒含量は1重量%未満でなければなら
ず、好ましくは0.9重量%以下、より好ましくは0.
5重量%以下である。最終組成物の有機溶媒含量が1重
量%以上では、成形品の耐熱性及び外観が不満足とな
る。
【0016】〈付加的成分〉本発明による樹脂組成物に
は、他の付加的成分を添加することができる。例えば、
周知の酸化防止剤、耐候性改良剤、造核剤、難燃剤、耐
衝撃性改良剤、可塑剤、流動性改良剤等;また有機・無
機充填剤、補強剤、特にガラス繊維、マイカ、タルク、
ワラストナイト、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、
シリカ等の添加は、剛性、耐熱性、寸法精度等の向上に
有効である。実用のために各種着色剤及びそれらの分散
剤なども周知のものが使用できる。
【0017】〈組成物の製造及び成形法〉本発明の熱可
塑性樹脂組成物を得るための溶融混練機としては、ベン
ト口を設けた溶融混練機であれば、熱可塑性樹脂につい
て一般に実用されている混練機が適用できる。例えば、
一軸又は多軸混練押出機等であり、また、ロール、バン
バリーミキサー等であってもよい。
【0018】ベント口は減圧に保持されなければならな
いため、混練機内の樹脂は、ベント口の前段部において
少なくとも一部が溶融し、減圧シールできるようにすべ
きである。また、混練機内の樹脂は、ベント口到達以前
に、溶融状態で長時間保持されると耐衝撃性が低下する
ので、可能な範囲でベント口に到達する直前で溶融させ
るのが好ましい。
【0019】ベント口に直結させる真空装置は、ベント
口の減圧度に応じて、その能力を選択すればよく、その
型式等については任意である。ベント口の圧力は200
mmHg以下に保持することが好ましく、200mmHgより大
きいときは、組成物の耐熱性及び成形品の外観が不満足
となる。好ましくは100mmHg以下であり、特に好まし
くは50mmHg以下である。
【0020】また、混練の順序は、全成分を同時に混練
してもよく、あらかじめ予備混練したブレンド物を用い
て混練してもよい。更に押出機シリンダーのいくつかの
フィード口から逐次、各成分をフィードし、混練しても
よい。また、有機溶媒はポンプを用いて押出機に直接添
加してもよい。
【0021】本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形加工す
るための方法は特に限定されるものではなく、熱可塑性
樹脂について一般に用いられている成形法、すなわち射
出成形、中空成形、押出成形、シート成形、熱成形、回
転成形、積層成形、プレス成形等の各種成形法が適用で
きる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例によって、具体的に詳
しく説明する。
【0023】実施例1〜12 使用した各成分は次のとおりである。
【0024】非晶性熱可塑性樹脂: (a−1)PPE:ポリ(2,6−ジメチル−1,4−
フェニレンエーテル)(日本ポリエーテル社試作品、3
0℃におけるクロロホルム中で測定した固有粘度:0.
53dl/g) (a−2)HIPS:三菱化成社製ハイインパクトポリ
スチレン(商品名:ダイヤレックスHT76)
【0025】(a−3)ABS:旭化成社製ABS樹脂
(商品名:スタイラック121) (a−4)PC:三菱瓦斯化学社製ポリカーボネート
(商品名:ユーピロン(S−3000))
【0026】(a−5)PMMA:三菱レーヨン社製ポ
リメチルメタクリレート(商品名:アクリペットMD) (a−6)SMA:DSM社製スチレン−無水マレイン
酸共重合体(商品名:スタプロン(SM200))
【0027】有機溶媒: (b−1)キシレン:市販品(試薬グレード) (b−2)トリクロロベンゼン:市販品(試薬グレー
ド)
【0028】有機溶媒以外の各成分を、表1に示した配
合比でスーパーミキサーにて充分混合攪拌した。次いで
これを二軸型押出機(日本製鋼所社製TEX44)を用
いて、設定温度180〜230℃、スクリュー回転数2
50〜350rpm で、また有機溶媒を第1ニーディング
部分に直接ポンプを用いて添加し、そして第1ニーディ
ング部より下流に設置したベント口より表1に示す減圧
条件のもとに溶融混練し、組成物とした後、ペレット化
した。
【0029】上記の樹脂組成物のペレットから、インラ
インスクリュー式射出成形機(東芝機械製作所製IS−
90B型)を用い、シリンダー温度260〜280℃、
金型冷却温度60〜80℃にて射出成形を行い、試験片
を作成した。なお、射出成形に際しては、その直前まで
減圧乾燥器を用い、0.1mmHg、80℃の条件で48時
間乾燥を行った。また、射出成形された試験片は、成形
直後にデシケータに入れ、23℃にて4〜6日間静置し
た後、評価試験を行い結果を表1に示した。
【0030】なお、各物性値と諸特性は、下記の方法に
より測定した。 (1)曲げ弾性率 ISO R 178-1974 Procedure 12 (JIS K 7203)に準じ、イ
ンストロン試験機を用いて測定した。
【0031】(2)アイゾット衝撃強度 ISO R 180-1969 (JIS K 7110) ノッチ付アイゾット衝撃
強度に準じ、アイゾット衝撃試験機(東洋精機製作所社
製)を用いて測定した。
【0032】(3)熱変形温度 HDTテスター(東洋精機製作所社製)を用いて、JIS
K 7207に準じて18.6kg荷重で評価した。
【0033】
【表1】
【0034】比較例1〜6及び8 有機溶媒を添加しなかった以外は、実施例1と同様に行
った。結果を表2に示す。 比較例7 ベント口を解放(大気圧)した以外は、実施例1と同様
に行った。結果を表2に示す。
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】上記評価試験の結果から、本発明の製造
法によれば、製造時の熱劣化等が抑えられ、耐衝撃性と
耐熱性のバランスが優れた非晶性熱可塑性樹脂組成物が
得られることがわかる。したがって、その用途は広く、
工業的に有用な材料を得ることができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−256427(JP,A) 特開 昭62−185744(JP,A) 特許3159776(JP,B2) 特許3159775(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 3/00 - 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下流にベント口及び各ベント口に真空装
    置を設けた混練機を準備する工程; 少なくとも2種の非晶性熱可塑性樹脂と、該非晶性熱可
    塑性樹脂の1〜10重量%の有機溶媒との混合物を、該
    混練機を用いて溶融混練する工程; 各ベント口を減圧に保持することにより、該有機溶媒を
    最終組成物の1重量%未満まで除去する工程; を含むことを特徴とする非晶性熱可塑性樹脂組成物の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 下流にベント口及び各ベント口に真空装
    置を設けた混練機を準備する工程; 少なくとも2種の非晶性熱可塑性樹脂に、該非晶性熱可
    塑性樹脂に対して1〜10重量%の有機溶媒を添加し、
    該有機溶媒を添加した該非晶性熱可塑性樹脂を、該混練
    機を用いて溶融混練する工程; 各ベント口を減圧に保持することにより、該有機溶媒を
    最終組成物の1重量%未満まで除去する工程; を含むことを特徴とする非晶性熱可塑性樹脂組成物の製
    造方法。
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