JP4170053B2 - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐候性、耐衝撃性、ウェルド部の外観性、該ウェルド部の色分かれの不良現象及び漆黒性の品質バランスが高水準にあり、屋外で使用する車両等の大気に晒されて使用される成形品の成形材料として好適な熱可塑性樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ゴム強化熱可塑性樹脂としては、ゴム成分としてジエン系ゴム質重合体を使用したABS樹脂、エチレン・プロピレン系ゴムを使用したAES樹脂、及びアクリル酸エステル系ゴムを使用したASA樹脂(特許文献1参照。)、ジエン系ゴムを水素添加した水素添加ゴムを使用した水素添加ゴム強化樹脂等が広く知られている。
【0003】
ところで、上記ABS樹脂はゴム成分としてジエン系ゴムが用いられており、このゴムは分子鎖中に不飽和二重結合を有する。このABS樹脂から得られた成形品は屋外で使用している間に日光に晒されると、ゴム成分の不飽和二重結合部分に酸化、分子鎖切断等が起こり、変色、物性低下が生ずるという欠点がある。このため、ABS樹脂を用いた成形品は、屋外での使用が制限される。屋外で使用するために、樹脂に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等を添加することによって若干改良することができるが、樹脂の欠点を根本的に改良するまでには至っていない。
【0004】
上記ABS樹脂の欠点を解消するため、ゴムとして不飽和結合を含有しない飽和ゴムを用いる技術が多数提案されている。AES樹脂、ASA樹脂及び水素添加ゴム強化樹脂は、耐候性の点ではABS樹脂に比べて改良され、屋外で使用される成形品の成形材料として実用化されている。しかし、AES樹脂及び水素添加ゴム強化樹脂を用いて得られた成形品はASA樹脂に比べてウェルドラインが目立つウェルド部の外観不良、ウェルド部の色分かれの不良現象等が生じやすく、一方、ASA樹脂はAES樹脂に比べて衝撃強度が劣る。そこで、耐候性、耐衝撃性、ウェルド部の外観性、該ウェルド部の色分かれの不良現象及び漆黒性の品質バランスが高水準にある成形品を与える成形材料が求められている。
【0005】
【特許文献1】
特開昭58−222139号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ASA樹脂とAES樹脂及び/又は水素添加ゴム強化樹脂と、ABS樹脂と、を特定の範囲で配合することにより耐候性、耐衝撃性、ウェルド部の外観性、該ウェルド部の色分かれの不良現象及び漆黒性の品質バランスが高水準にある成形品を与える熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の通りである。
〔1〕下記成分〔A〕5〜80質量%、成分〔B〕10〜80質量%、成分〔C〕2〜50質量%、及び成分〔D〕0〜83質量%からなり(但し、〔A〕、〔B〕、〔C〕及び〔D〕の合計を100質量%とする。)、該〔A〕、〔B〕及び〔C〕に由来するゴム成分の含有量の合計が5〜40質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
成分〔A〕;粒子径が350nm未満である粒子(i)を55〜97質量%、粒子径が350nm以上の粒子(ii)を3〜45質量%含有するアクリル系ゴム質重合体(a1)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(a2)30〜95質量%を重合して〔但し、(a1)及び(a2)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%であるアクリル系ゴム強化樹脂。
成分〔B〕;下記の成分(B−1)及び/又は成分(B−2)。
(B−1);エチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(b2)30〜95質量%を重合して〔但し、(b1)及び(b2)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%であるゴム強化樹脂。
(B−2);ジエン系ゴム質重合体の水素添加物である水素添加ゴム(b3)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(b4)30〜95質量%を重合して〔但し、(b3)及び(b4)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%である水素添加ゴム強化樹脂。
成分〔C〕;ジエン系ゴム質重合体(c1)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(c2)30〜95質量%を重合して〔但し、(c1)及び(c2)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%であるジエン系ゴム強化樹脂。
成分〔D〕;ビニル系単量体の(共)重合体。
〔2〕上記粒子(i)の重量平均粒子径は60〜200nmであり、上記粒子(ii)の重量平均粒子径は400〜2000nmである上記〔1〕記載の熱可塑性樹脂組成物。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明を更に詳しく説明する。
まず、アクリル系ゴム強化樹脂〔A〕、ゴム強化樹脂〔B〕、及びジエン系ゴム強化樹脂〔C〕を形成するゴム成分について説明する。
上記成分〔A〕を形成するために用いるアクリル系ゴム質重合体(a1)としては特に限定されないが、アルキル基の炭素数が1〜8の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体の(共)重合体、あるいはこの(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体と、これと共重合可能なビニル系単量体との共重合体が好ましい。
【0009】
アルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキルエステル単量体の具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、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等が挙げられる。メタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、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等が挙げられる。これらの単量体のうち、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートが好ましい。また、これらは、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。
【0010】
また、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体と共重合可能なビニル系単量体としては、例えば、多官能性ビニル単量体、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体等が挙げられる。
上記「多官能性ビニル単量体」とは、単量体一分子中に2個以上のビニル基を有する単量体をいい、(メタ)アクリル系共重合体を架橋する機能及びグラフト重合時の反応起点の役目を果たすものである。上記多官能性ビニル単量体の具体例としてはジビニルベンゼン、ジビニルトルエン等の多官能性芳香族ビニル単量体、(ポリ)エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、ジアリルマレート、ジアリルフマレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレート、メタクリル酸アリル等が挙げられる。これら多官能性ビニル単量体は、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。
【0011】
上記芳香族ビニル単量体の具体例としては、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。これらは、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。
【0012】
上記シアン化ビニル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは、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。
【0013】
上記アクリル系ゴム質重合体の好ましい単量体単位の組成は、アルキル基の炭素数が1〜8である(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位80〜99.99質量%(より好ましくは90〜99.5質量%)、多官能性ビニル単量体単位0.01〜5質量%(より好ましくは0.1〜2.5質量%)、及びこれと共重合可能な他のビニル単量体単位0〜20質量%(より好ましくは0〜10質量%)である。但し、単量体組成は合計100質量%とする。
【0014】
上記アクリル系ゴム質重合体(a1)は、1種単独であるいは組成(単量体の種類、量等)が異なるアクリル系ゴム質重合体の2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0015】
上記アクリル系ゴム質重合体(a1)は、異なる粒子径を有する粒子の集合体であり、その全体を100質量%とした場合、粒子径が350nm未満である粒子を50質量%以上含有する。従って、上記アクリル系ゴム質重合体(a1)の組成は、粒子径が350nm未満である粒子(i)が55〜97質量%(より好ましくは60〜97質量%)と、粒子径が350nm以上の粒子(ii)が3〜45質量%(より好ましくは3〜40質量%)である。上記粒子(i)が少なすぎるかあるいは上記粒子(ii)が多すぎると、成形品の表面外観性が劣る。一方、上記粒子(i)が多すぎるかあるいは上記粒子(ii)が少なすぎると、成形品の耐衝撃性が劣る。
【0016】
また、粒子径が350nm未満のアクリル系ゴム質重合体粒子(i)の重量平均粒子径は、好ましくは60〜200nm、より好ましくは70〜190nm、更に好ましくは80〜180nmであり、粒子径が350nm以上のアクリル系ゴム質重合体粒子(ii)の重量平均粒子径は、好ましくは400〜2000nm、より好ましくは450〜1700nm、更に好ましくは500〜1500nmである。そして、アクリル系ゴム質重合体(a1)全体の重量平均粒子径は、好ましくは150〜700nm、より好ましくは180〜650nm、更に好ましくは200〜650nmである。上記アクリル系ゴム質重合体(a1)の重量平均粒子径がこの範囲にあると、目的の性能に一段と優れた熱可塑性樹脂組成物が得られる。
上記粒子径は、アクリル系ゴム強化樹脂の製造に用いるアクリル系ゴム質重合体(a1)の値である。本発明に関わるアクリル系ゴム強化樹脂〔A〕の中に分散しているアクリル系ゴム質重合体の粒子径は、上記アクリル系ゴム質重合体(a1)のそれとほぼ同じであることを電子顕微鏡により確認している。
【0017】
上記アクリル系ゴム質重合体(a1)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは10℃以下、より好ましくは0℃以下、更に好ましくは−10℃以下である。上記Tgが高すぎると、成形品の耐衝撃性が低下し好ましくない。
また、上記アクリル系ゴム質重合体(a1)のゲル含量は、好ましくは20〜99質量%、より好ましくは30〜98.5質量%である。
【0018】
上記アクリル系ゴム質重合体(a1)は、好ましくは水を媒体とした公知の乳化重合法によって製造される。
【0019】
上記成分〔B〕は、ゴム強化樹脂(B−1)及び水素添加ゴム強化樹脂(B−2)のいずれか一方、あるいは両方を用いることができる。
上記ゴム強化樹脂(B−1)を形成するために用いるエチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)としては、例えばエチレン/炭素数3〜20のα−オレフィン/非共役ジエン=5〜95/95〜5/0〜30(全量を100質量%とする。)の混合比からなる単量体を共重合して得られる共重合ゴムが挙げられる。炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン等が挙げられる。好ましくはプロピレン、1−ブテン、1−オクテン、更に好ましくはプロピレンと1−ブテンである。これらのα−オレフィンは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もできる。α−オレフィンの炭素数は3〜20であるが、好ましくは3〜12、更に好ましくは3〜8である。炭素数が多すぎると、共重合性が極端に低下する。エチレンとα−オレフィンの比率(エチレン/α−オレフィン)は、その合計を100質量%とした場合、好ましくは5〜95/95〜5、更に好ましくは50〜90/50〜10、特に好ましくは40〜85/60〜15である。
【0020】
また、エチレン及びα−オレフィンと併用可能な非共役ジエン化合物としては、アルケニルノルボルネン類、環状ジエン類、脂肪族ジエン類等が挙げられ、好ましくはジシクロペンタジエン及び5−エチリデン−2−ノルボルネンである。これらの非共役ジエン化合物は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。エチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)中の非共役ジエン単量体単位の含有量は、全体に対して好ましくは0〜30質量%であり、より好ましくは0〜15質量%である。尚、この共重合ゴムの不飽和量はヨウ素価に換算して0〜40の範囲が好ましい。不飽和量が多すぎると、耐候性、耐光性、色相に劣る傾向がある。
【0021】
上記エチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)を得るには、均一系、不均一系いずれの触媒を用いてもよい。均一系触媒としてはメタロセン触媒を挙げることができる。不均一系触媒としては、例えばバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物を組み合わせたバナジウム系触媒を挙げることができる。
【0022】
尚、上記エチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)のムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、好ましくは60以下、更に好ましくは50以下であり、特に好ましくは20〜40である。また、エチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)のTgは、好ましくは−110〜−40℃、更に好ましくは−70〜−45℃である。
【0023】
上記水素添加ゴム強化樹脂(B−2)を形成するために用いる水素添加ゴム(b3)は、通常、ジエン系ゴム質重合体の水素化物である。このジエン系ゴム質重合体の水素化物としては、共役ジエン重合体の水素添加物、共役ジエンと芳香族ビニル単量体との共重合体の水素添加物等が挙げられ、後者の共重合体の中には共役ジエン化合物と芳香族ビニル単量体のランダム共重合体、ブロック共重合体等が含まれる。
ブロック共重合体の水素添加物のブロック構造には、芳香族ビニル単量体重合体ブロック、芳香族ビニル単量体−共役ジエンランダム共重合体ブロック、共役ジエン化合物がブタジエンの場合、ポリブタジエン中の1,2ビニルの含量が20質量%以下のブロック、1,2ビニルの含量が20質量%を超えるポリブタジエンブロック、ブタジエンと芳香族ビニル単量体との共重合体の場合、ランダムブロック以外にそれぞれの成分が徐々に多くなるテーパーブロック等の各ブロックの水素添加構造が含まれる。
ブロック共重合体の形としては、AB型、ABA型、(AB)n型、(AB)nAテーパー型、ラジアルテレブロック型等の構造を有するものが含まれる。
ブロック共重合体のうち、共役ジエン部分の水素添加率は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは97モル%以上である。水素添加率が少なすぎると、十分な耐候性、耐変色性の熱可塑性樹脂組成物が得られない。
【0024】
ブロック共重合体の製造に使用される共役ジエンとしては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、クロロプレン等が挙げられるが、工業的に利用でき、物性の優れた水添ジエン系ゴム質重合体を得るには、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましい。
ブロック共重合体の製造に使用される芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロムスチレン、ジブロムスチレン、フルオロスチレン、p−tert−ブチルスチレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン等があり、これらは1種又は2種以上で使用される。好ましい芳香族ビニル単量体は、スチレン又は芳香族ビニル単量体中にスチレンを50質量%以上含んだものである。
このブロック共重合体の芳香族ビニル単量体と共役ジエン化合物の割合は、最終的な組成物の要求性能によって変更できるが、芳香族ビニル単量体の共重合体中の割合は、好ましくは10〜50質量%であり、更に好ましくは13〜40質量%である。
【0025】
上記成分〔C〕を形成するために用いるジエン系ゴム質重合体(c1)としては、例えば、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン・ブタジエン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、イソブチレン・イソプレン共重合体、芳香族ビニル単量体・共役ジエンブロック共重合体(具体例;スチレン・ブタジエンブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体等)等が挙げられる。
【0026】
上記ジエン系ゴム質重合体(c1)は、好ましくは乳化重合法、溶液重合法、更に好ましくは乳化重合法によって製造される。
【0027】
次に、上記成分〔A〕、〔B〕、〔C〕及び(共)重合体〔D〕の形成に用いるビニル系単量体について説明する。尚、上記成分〔A〕を形成するビニル系単量体(a2)、上記成分〔B〕を形成するビニル系単量体(b2)及び(b4)、上記成分〔C〕を形成するビニル系単量体(c2)、並びに上記成分〔D〕の形成に用いるビニル系単量体は、本発明の熱可塑性樹脂組成物においてそれぞれが全く同じ単量体を用いたものであってもよいし、そうでなくてもよい。以下、単に、「ビニル系単量体」として説明する。
【0028】
上記ビニル系単量体としては、好ましくは芳香族ビニル単量体(イ)、シアン化ビニル単量体(ロ)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(ハ)及びマレイミド系単量体(ニ)から選ばれた少なくとも1種の単量体である。
【0029】
上記芳香族ビニル単量体(イ)の具体例としては、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。これらは、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。
【0030】
上記シアン化ビニル単量体(ロ)の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは、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。
【0031】
上記アクリル酸エステル単量体(ハ)の具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、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等が挙げられる。メタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、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等が挙げられる。これらの単量体のうち、メチルメタクリレートが好ましい。また、これらは、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。
【0032】
上記マレイミド系単量体(ニ)としては、アルキル基の炭素数が1〜4のN−アルキルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−メチルフェニル)マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらは、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。
【0033】
上記ビニル系単量体としては、上記(イ)と、上記(ロ)、(ハ)及び(ニ)から選ばれた少なくとも1種と、を含む単量体とすることがより好ましい。特に、スチレン等の芳香族ビニル単量体を用いることで、得られる熱可塑性樹脂組成物の加工性を向上させることができる。また、シアン化ビニル単量体を用いることで耐薬品性、耐衝撃性及び極性を有する重合体との相容性等を向上させることができる。そして、(メタ)アクリル酸エステル単量体は、透明性又は透明感を与え、優れた着色性を備える成形品を与える組成物とすることができる。更に、マレイミド系単量体を用いることで耐熱変形性を向上させることができる。
【0034】
上記ビニル系単量体としては、必要に応じて、上記単量体と共重合可能な他の単量体を用いることができる。他の単量体としては、不飽和酸、不飽和酸無水物、エポキシ基含有不飽和化合物、ヒドロキシル基含有不飽和化合物及びオキサゾリン基含有不飽和化合物等が挙げられる。
【0035】
成分〔A〕、〔B〕、〔C〕及び〔D〕を形成する際に、ビニル系単量体を2種以上組み合わせて用いる場合、配合される単量体の合計を100質量%としたとき、その配合量は、好ましくは芳香族ビニル単量体(イ)5〜60質量%、(メタ)アクリル酸アルキル単量体(ハ)0〜55質量%、マレイミド系単量体(ニ)0〜65質量%、シアン化ビニル単量体(ロ)0〜40質量%、共重合可能な他のビニル系単量体(ホ)0〜45質量%、より好ましくは(イ)15〜50質量%、(ハ)0〜45質量%、(ニ)0〜60質量%、(ロ)0〜35質量%及び(ホ)0〜25質量%である。尚、例えば、無水マレイン酸を共重合させて、イミド化した場合には、イミド化の後のマレイミド系単量体単位の含有量が上記の範囲に入ればよい。
尚、上記ビニル系単量体は、上記例示した単量体を2種以上組み合わせて用いる場合、配合される単量体の合計を100質量%としたとき、各単量体の下限配合量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。配合量が少ないと、各単量体が有する性能を十分発揮できないことがある。
【0036】
上記成分〔A〕を形成するために用いるアクリル系ゴム質重合体(a1)及びビニル系単量体(a2)、上記成分(B−1)を形成するために用いるエチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)及びビニル系単量体(b2)、上記成分(B−2)を形成するために用いる水素添加ゴム(b3)及びビニル系単量体(b4)、並びに上記成分〔C〕を形成するために用いるジエン系ゴム質重合体(c1)及びビニル系単量体(c2)の使用量の好ましい組み合わせはいずれも下記の通りである。即ち、ゴム成分(a1、b1、b3、c1)及びビニル系単量体の合計を100質量%とした場合、ゴム成分が5〜70質量%及びビニル系単量体が30〜95質量%、より好ましくはゴム成分が5〜65質量%及びビニル系単量体が35〜95質量%である。ゴム成分の使用量が少なすぎるかあるいはビニル系単量体の使用量が多すぎると、成形品の衝撃強度が劣る。一方、ゴム成分の使用量が多すぎるかあるいはビニル系単量体の使用量が少なすぎると、成形品の表面外観性及び硬度が劣り、好ましくない。
【0037】
上記成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕のグラフト率は、5〜150質量%であり、好ましくは10〜120質量%、更に好ましくは20〜100質量%である。グラフト率が小さすぎると、成形品の表面外観性が劣り、一方、大きすぎると耐衝撃性が劣る。尚、グラフト率の測定方法は実施例において述べる。
【0038】
上記成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕は、各ゴム成分の存在下に、ビニル系単量体を、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法、及びこれらを組み合わせた重合法等の公知の方法により製造することができる。
【0039】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成分〔A〕、〔B〕、〔C〕及び〔D〕を含有する。尚、上記成分〔B〕としては、成分(B−1)のみを用いてもよいし、成分(B−2)のみを用いてもよいし、更には両者を任意の割合で混合したものを用いてもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を構成する上記成分〔A〕、〔B〕、〔C〕及び〔D〕の含有量は、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、5〜80質量%、10〜80質量%、2〜50質量%、及び0〜83質量%であり、好ましくは、それぞれ、5〜70質量%、10〜70質量%、2〜40質量%、及び0〜83質量%である。上記成分〔A〕の含有量が5質量%未満では、ウェルド外観性、着色性が劣り、一方、80質量%を超えると耐衝撃性が劣る。上記成分〔B〕の含有量が10質量%未満では、耐衝撃性が劣り、一方、80質量%を超えると色分かれ不良現象が生じる。上記成分〔C〕の含有量が2質量%未満では、耐衝撃性が劣り、一方、50質量%を超えると、耐候性が劣る。
【0040】
本発明の熱可塑性樹脂組成物に含有される成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕に由来するゴム成分(a1、b1、b3、c1)の含有量の合計は5〜40質量%であり、好ましくは5〜35質量%、より好ましくは10〜30質量%である。5質量%未満では、耐衝撃性が劣り、一方、40質量%を超えると、剛性、着色性が劣る。
【0041】
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、更に、無機充填剤、金属粉末、補強剤、可塑剤、相容化剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、帯電防止剤、滑剤、難燃剤等の添加剤を、適宜添加することができる。
【0042】
本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造するための混合は、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、及び2本ロール等の混練機等によって行われる。このとき、混練は、各成分を一括練りしても、多段添加式で混練してもよい。
【0043】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形法、シート押出成形法、真空成形法、異形押出成形法、圧縮成形法、中空成形法、差圧成形法、ブロー成形法、発泡成形法、ガス注入成形法等、公知の各種成形法によって所定形状の成形品とされ、耐衝撃性、耐候性、良好な表面外観の要求されるOA・家電製品、電気・電子分野、雑貨分野、サニタリー分野、車両用途等の各種パーツ、シャーシ、ハウジング材等に使用することができる。特に、屋外で使用される車両等の大気に晒される成形品の成形材料として、好適に使用することができる。
【0044】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。尚、以下の例において、部及び%は特に断らない限り、質量基準である。
【0045】
1.評価方法
本実施例において用いられる各種評価方法は、以下の通りである。
(1)アクリル系ゴム質重合体粒子の粒子径分布の測定
アクリル系ゴム質重合体ラテックス中のアクリル系ゴム質重合体粒子の粒子径は、HONEYWELL社製のマイクロトラックUPA150により、室温で測定した。粒子径の単位はnm、割合は%。
【0046】
(2)グラフト率
成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の一定量(x)を、アセトニトリルに投入し、振とう機で1時間振とうし、遊離の(共)重合体を溶解させ、遠心分離器を用いてこの溶液を22000rpmで1時間遠心分離して得た不溶分を、真空乾燥機を用いて120℃で2時間乾燥し、不溶分(y)を得て、下記よりグラフト率を算出した。
グラフト率(%)=[(y−x中のゴム量)÷x中のゴム量]×100
【0047】
(3)アイゾット衝撃強度
ASTM D256に準拠して測定した。単位はkgf・cm/cmである。
(4)耐候性
組成物100部に対し、カーボンブラック0.5部、ステアリン酸カルシウム0.3部を添加し、押出機を用いて着色混練し、ペレットを得た。このペレットを用い、後述の成形条件で射出成形して長さ80mm、幅55mm、厚さ2.5mmの試験片を得た。サンシャインウェザーオメーター(スガ試験機社製)を用いて、降雨サイクル18分/120分、ブラックパネル温度63℃として1000時間暴露し、暴露前後の色調変化値ΔEを算出した。
ΔEは、多光源分光測定計(スガ試験機社製)を用いて変色度Lab(L;明度、a;赤色度、b;黄色度)を測定し、次式により算出した。
ΔE=√〔(L1−L2)2+(a1−a2)2+(b1−b2)2〕
(式中、L1、a1、b1は暴露前の色調を、L2、a2、b2は暴露後の色調を示す。)
ΔEの値は、小さい方が色の変化が小さく、色調が優れていることを示す。
【0048】
(5)表面外観性(ウェルドライン、漆黒性、色分かれ)
上記(4)の着色ペレットを用いて、樹脂溶融接合部を生じる成形品を、射出成形機を用い、成形温度240℃、金型温度50℃、成形サイクル時間60秒、1点ゲートの条件で製造し、この溶融接合部について、下記判定基準に従い、目視で評価した。
[成形品]中央部に直径1.5cmの穴のある厚さ0.2cm、1辺の長さ15cmの正方形の板状成形品。ゲート部から見た穴の裏側の部分に樹脂溶融接合部が生じる。
▲1▼ウェルドライン(樹脂溶融接合線)
○;ウェルドラインがほとんど認められない。
△;ウェルドラインが少し認められる。
×;ウェルドラインが明確に認められる。
▲2▼漆黒性(着色性)
漆黒性は、溶融接合部以外の面で評価した。
○;深い黒色を呈している。
△;黒色の深みに欠ける。
×;灰色のような黒色である。
▲3▼色分かれ(樹脂溶融接合線付近の色が周りと比べて異なった色に見える現象)
○;ほとんど色分かれが認められない。
△;色分かれが少し認められる。
×;色分かれが目立つ。
【0049】
2.アクリル系ゴム強化樹脂〔A〕の製造
2−1.アクリル系ゴム質重合体を含むラテックスの製造
製造例1(a1−1)
アクリル酸n−ブチル(以下、BAと略記する。)99部、アリルメタクリレート1部(以下、AMAと略記する。)を混合して、単量体混合物(I)を調製した。攪拌装置、原料及び助剤添加装置、温度計、加熱装置等を備えた、容量5Lのガラス製反応器に水150部、乳化剤として不均化ロジン酸カリウム1部、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩を1.5部、電解質として炭酸水素ナトリウム1部を仕込み、攪拌しつつ、窒素気流下で、内温を60℃まで昇温した。60℃に達した時点で、単量体混合物(I)10.1部を反応器に仕込み、更に75℃まで昇温した。ついで、75℃に達した時点で、2.0部の水に過硫酸カリウム(以下、KPSと略記する。)0.025部を溶解した水溶液を反応器に仕込み、同温度で重合を開始した。重合開始から1時間後に、12部の水に高級脂肪酸ナトリウム石鹸0.5部をおよそ60℃に温めながら溶解した水溶液と、80部の水にKPS0.15部を溶解した水溶液と反応器に仕込んだ。その直後に単量体混合物(I)89.9部を、2時間にわたって連続添加した。単量体混合物(I)の連続添加終了直後、5.0部の水にKPS0.06部を溶解した水溶液を反応器に仕込み、反応器の内温を75℃から80℃に昇温した。80℃に昇温後、更に1時間30分の間、80℃に反応器の内温を保持し、重合反応を終了し、アクリル系ゴム質重合体a1−1を含むラテックスを得た。このときの重合転化率は97%であった。得られたアクリル系ゴムの重量平均粒子径は284nm、350nm未満のアクリル系ゴム質重合体粒子の重量平均粒子径が127nm、割合が77%、350nm以上のアクリル系ゴム質重合体粒子の重量平均粒子径が806nm、割合が23%であった。また、粒子径300〜400nmのアクリル系ゴム質重合体粒子の含有量は5%であった。
【0050】
製造例2及び3(a1−2及びa1−3)
表1に示した配合で、上記製造例1と同様にして、アクリル系ゴム質重合体a1−2及びa1−3をそれぞれ含むラテックスを得た。
重合転化率、アクリル系ゴム質重合体粒子の粒子径及び割合(%)の結果は表1に併記した。
【0051】
【表1】
【0052】
2−2.アクリル系ゴム強化樹脂の製造
製造例4(A−1)
スチレン(以下、Stと略記する。)73部、及びアクリロニトリル(以下、ANと略記する。)27部を混合して、単量体混合物(II)を調製した。製造例1で使用したガラス製反応器に、製造例1で得られたラテックス(アクリル系ゴム質重合体a1−1を固形分換算で100部含有する)と水110部を仕込み、攪拌しつつ、窒素気流下、40℃に昇温した。40℃に達した時点で、20部の水に、ブドウ糖0.3部とピロリン酸ナトリウム1.2部、硫酸第一鉄0.01部を溶解した水溶液(以下、RED水溶液と略記する。)のうち、86%分、及び、30部の水にt−ブチルハイドロパーオキサイド(以下、BHPと略記する。)0.4部、不均化ロジン酸カリウム2.4部を溶解した水溶液(以下、CAT水溶液と略記する。)のうち、30%分を反応器に仕込み、その直後に単量体混合物(II)/CAT水溶液を、それぞれ3時間/3時間30分にわたって連続添加し、重合を開始した。重合開始から75℃まで昇温し、その後、75℃で保持した。重合を開始して180分後にRED水溶液の残14%分を反応器に仕込み、60分間、同温度で保持した後に重合を終了した。この共重合ラテックスを凝固、水洗、乾燥し、粉末状のアクリル系ゴム強化樹脂A−1を得た。グラフト率は79%、ゴム成分の含有量は50%であった。
【0053】
製造例5及び6(アクリル系ゴム強化樹脂A−2及びA−3)
表2に示した配合で、上記製造例4と同様にして、共重合ラテックスを得た。これらの共重合体ラテックスを凝固、水洗、乾燥し、粉末状のアクリル系ゴム強化樹脂A−2及びA−3を得た。
重合転化率、グラフト率の結果を表2に示す。
【0054】
【表2】
【0055】
3.成分〔B〕の製造
3−1.エチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムを用いたゴム強化樹脂の製造
製造例7(B−1)
リボン型攪拌翼、助剤連続添加装置、温度計を装備した容積20リットルのステンレス製オートクレーブに、エチレン・プロピレン系共重合体ゴム質重合体(JSR製、商品名「EP84」)を20部、St53.5部、AN24部、トルエン110部を仕込み、内温を75℃に昇温して、オートクレーブ内容物を1時間攪拌して均一溶液とした。この後、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート0.45部を添加し、内温を更に昇温し、100℃に達した後は、この温度に保持しながら、攪拌回転数100rpmとして重合反応を行った。重合反応が開始してから4時間目から、内温を120℃に昇温し、この温度に保持しながら更に2時間反応を行って終了した。グラフト率は55%、ゴム成分の含有量は22.5%であった。内温を100℃まで冷却した後、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピオネート0.2部添加した後、反応混合物をオートクレーブより抜き出し、水蒸気蒸留により未反応物と溶媒を留去し、40mmφベント付押出機でシリンダー温度を220℃、真空度を700mmHgとして、揮発分を実質的に脱揮させ、ペレット化した。これを(B−1)とする。
【0056】
3−2.水素添加ゴム強化樹脂の製造
製造例8(B−2)
リボン型攪拌翼を備えた内容積10リットルのステンレス製オートクレーブに、水添ブロック共重合体(JSR製、商品名「ダイナロン4600P」)を30部、メタクリル酸メチル50部、St10部、AN10部、トルエンを120部仕込み、攪拌により溶解させ均一溶液を得た後、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート0.5部、t−ドデシルメルカプタン0.1部を添加し、攪拌を続けながら昇温し、100℃に達した後は温度一定に制御しながら、攪拌回転数200rpmにて重合反応を行った。反応を6時間行って終了した。重合添加率は85%であった。また、グラフト率は42%、ゴム成分の含有量は30%であった。
100℃まで冷却後、2,2−メチレンビス−4−メチル−6−ブチルフェノール0.2部を添加した後、反応混合物をオートクレーブより抜き出し、水蒸気蒸留により、未反応物と溶媒を留去し、細かく粉砕した後、40mmφの真空ベント付き押出機(220℃、700mmHg真空)にて、実質的に揮発分を脱揮させ、ペレットを得た。これを水素添加ゴム強化樹脂B−2とする。
【0057】
4.ジエン系ゴム強化樹脂〔C〕の製造
製造例9(C−1)
平均粒子径が350nmであるポリブタジエン粒子を固形分換算で45部を含有するラテックスに、乳化剤としてロジン酸カリウム、重合開始剤としてクメンハイドロパーオキサイドを投入し、含糖ピロリン酸処方を用いて、St40部及びAN15部を重合して、共重合ラテックスを得た。重合後、製造例4と同様の処理を行い、ジエン系ゴム強化樹脂C−1を得た。グラフト率は75%、ゴム成分の含有量は45%であった。
【0058】
5.(共)重合体〔D〕の製造
St75部及びAN25部からなる共重合体D−1を得た。
【0059】
6.実施例1〜3、比較例1〜7
上記で得られた成分〔A〕、〔B〕、〔C〕、〔D〕及びカーボンブラックを表3に示した配合で混合し、単軸押出機によって混練して樹脂ペレットとした。得られた樹脂ペレットから、射出成形機にて物性評価用の試験片及び、外観評価用試験片を作製し、上記方法により評価した。その結果を表3に示す。
【0060】
【表3】
【0061】
表3より、比較例1は、成分〔A〕の使用量が本発明の範囲外で少ない例であり、ウェルド外観性、漆黒性(着色性)が劣る。比較例2及び比較例3は、成分〔B〕及び〔C〕の使用量がそれぞれ本発明の範囲外で少ない例であり、耐衝撃性が劣る。比較例4は、成分〔C〕の使用量が本発明の範囲外で多い例であり、耐候性が劣る。比較例5は、熱可塑性樹脂組成物中のゴム成分の含有量が本発明の範囲を超えた例であり、表面外観が劣る。
一方、実施例1〜3は、耐衝撃性、耐候性及び表面外観のバランスが良好であり、目的の品質を有している。比較例6は、成分〔A〕の形成に用いたアクリル系ゴム質重合体の重量平均粒子径が104nm且つ、粒子径が350nm未満である粒子のみを用いた例であり、耐候性及び表面外観のバランスは良好であるが、耐衝撃性がやや劣る。また、比較例7は、アクリル系ゴム質重合体の重量平均粒子径が300nm且つ、粒子径が350nm未満である粒子のみを用いた例であり、耐衝撃性は良好であるが、表面外観がやや劣る。
【0062】
【発明の効果】
本発明は、成分〔A〕、〔B〕、〔C〕及び〔D〕を特定の範囲で配合した熱可塑性樹脂組成物とすることによって、耐衝撃性、耐候性及び表面外観性の物性バランスが高水準にある成形品を得ることができる。特に、成分〔A〕を形成するために、異なる粒子径を有するアクリル系ゴム質重合体、即ち粒子径が350nm未満のアクリル系ゴム質重合体粒子を50質量%以上含有するアクリル系ゴム質重合体の存在下に、ビニル系単量体を重合して得られるアクリル系ゴム強化樹脂を含有することにより、耐衝撃性、耐候性及び表面外観性に優れた成形品を得ることができる。
その結果、車両等の日光に照射される成形品、特に未塗装用の成形品の成形材料として使用でき、工業的価値が大きい。
Claims (2)
- 下記成分〔A〕5〜80質量%、成分〔B〕10〜80質量%、成分〔C〕2〜50質量%、及び成分〔D〕0〜83質量%からなり(但し、〔A〕、〔B〕、〔C〕及び〔D〕の合計を100質量%とする。)、該〔A〕、〔B〕及び〔C〕に由来するゴム成分の含有量の合計が5〜40質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
成分〔A〕;その全体を100質量%とした場合、粒子径が350nm未満である粒子(i)を55〜97質量%、粒子径が350nm以上の粒子(ii)を3〜45質量%含有するアクリル系ゴム質重合体(a1)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(a2)30〜95質量%を重合して〔但し、(a1)及び(a2)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%であるアクリル系ゴム強化樹脂。
成分〔B〕;下記の成分(B−1)及び/又は成分(B−2)。
(B−1);エチレン・α−オレフィン系ゴム(b1)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(b2)30〜95質量%を重合して〔但し、(b1)及び(b2)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%であるゴム強化樹脂。
(B−2);ジエン系ゴム質重合体の水素添加物である水素添加ゴム(b3)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(b4)30〜95質量%を重合して〔但し、(b3)及び(b4)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%である水素添加ゴム強化樹脂。
成分〔C〕;ジエン系ゴム質重合体(c1)5〜70質量%の存在下に、ビニル系単量体(c2)30〜95質量%を重合して〔但し、(c1)及び(c2)の合計を100質量%とする。〕得られ、グラフト率が5〜150質量%であるジエン系ゴム強化樹脂。
成分〔D〕;ビニル系単量体の(共)重合体。 - 上記粒子(i)の重量平均粒子径は60〜200nmであり、上記粒子(ii)の重量平均粒子径は400〜2000nmである請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
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