JP4353692B2 - 熱可塑性樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性、成形性に優れ、射出成形時に金型汚染が少ない熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スチレン系単量体単位と（メタ）アクリル酸エステル系単量体単位からなる共重合体の射出成形性を向上する目的で、フタル酸エステルやアジピン酸エステル等の低分子量化合物を可塑剤として含有させる技術が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
しかし、これら低分子量化合物を用いると、射出成形時に金型に低分子量化合物が付着し、成形品表面を汚染し商品価値を低下させる問題があった。また、この問題を解消するために、適宜金型の掃除を行うことが必要となり、著しく生産性を低下させ、経済性に乏しいという欠点を有していた。
また、共重合体の分子量を低下させる流動性を高めることにより、射出成形性を向上する技術が知られているが、分子量を低下させると強度が弱くなるため、成形体を金型から取り出す際、成形体が破壊されやすく、分子量低下に対する制約があった。
【０００３】
【非特許文献１】
「プラスチックおよびゴム用添加剤実用便覧」化学工業社、昭和５２年４月１日発行３版、Ｐ．４１〜４３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、透明性及び成形性に優れ、更に射出成形時に金型汚染が少ないスチレン−メタアクリル酸エステル系共重合体を含有する熱可塑性樹脂組成物を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討をした結果、特定量のスチレン系単量体単位及び特定量の（メタ）アクリル酸エステル系単量体単位からなり、重量平均分子量（Ｍｗ）が特定された共重合体と、特定量の重量平均分子量（Ｍｗ）の（メタ）アクリル酸エステル系単量体を主成分とする（共）重合体を、特定量含有してなる射出成形用の熱可塑性樹脂組成物がこの課題にかなうことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、（スチレン系単量体単位２０〜８０質量％、（メタ）アクリル酸エステル系単量体単位８０〜２０質量％及びアクリロニトリル０〜１０質量％からなり、重量平均分子量（Ｍｗ）が、８２，０００〜１４５，０００である共重合体１００質量部と、（メタ）アクリル酸エステル系単量体を主成分とする重量平均分子量が５００〜５０００である（共）重合体０．５〜８質量部と、からなる射出成形用の熱可塑性樹脂組成物、その熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形用のペレット、およびそのペレットを射出成形してなる成形体である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるスチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン等が挙げられるが、好ましくはスチレンである。これらは、単独で使用するかあるいは２種類以上併用してもよい。
【０００８】
本発明に用いられる（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−メチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート等が挙げられる。これらは、単独で使用するかあるいは２種類以上併用してもよい。好ましくは、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレートまたはこれらの混合物である。
【０００９】
また、必要に応じてアクリロニトリル等のその他共重合性単量体を用いることもできる。
【００１０】
本発明の熱可塑性樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、６０，０００〜１７０，０００である。重量平均分子量（Ｍｗ）が６０，０００未満であると射出成形する際に金型からの離型時に成形体が割れやすく、１７０，０００を超えると流動性が低下し、成形性が悪くなるので好ましくない。
【００１１】
重量平均分子量Ｍｗ、数平均分子量Ｍｎとも、下記記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）法により測定した。
装置名：ＳＹＳＴＥＭ−２１ Ｓｈｏｄｅｘ（昭和電工社製）
カラム：ＰＬ ｇｅｌ ＭＩＸＥＤ−Ｂを３本直列
温度：４０℃
検出：示差屈折率
溶媒：ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）
濃度：２質量％
検量線：標準ポリスチレン（ＰＳ）（ＰＬ社製）を用いて作成し、重量平均分子量Ｍｗ、数平均分子量ＭｎはＰＳ換算値で表した。
【００１２】
本発明に用いられる（メタ）アクリル酸エステル単量体を主成分とする（共)重合体の重量平均分子量は５００〜５０００である。
重量平均分子量が５００未満であると射出成形時に金型汚染を発生しやすく、５０００を超えると成形性が低下するので好ましくない。
【００１３】
本発明に用いられる（メタ）アクリル酸エステル単量体を主成分とする（共)重合体の配合量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して０．５〜８質量部である。
配合量が０．５質量部未満であると成形性が低下し、８質量部を超えると透明性が低下するので好ましくない。
【００１４】
本発明の（共）重合体に用いられる（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−メチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート等が挙げられる。これらは、単独で使用するかあるいは２種類以上併用してもよい。
【００１５】
また、必要に応じてスチレン、アクリロニトリル等のその他共重合性単量体を用いることもできる。
【００１６】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法に特に制限はないが、スチレン系単量体単位及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体単位からなる共重合体［以下、共重合体（Ａ）と記す］の重合前、重合途中、重合後に（メタ）アクリル酸エステル単量体を主成分とする（共)重合体を配合する方法等が挙げられる。
【００１７】
共重合体（Ａ）の製造方法に特に制限はないが、塊状重合法、懸濁重合法、溶液重合法を好適に採用できる。
【００１８】
共重合体（Ａ）、（メタ）アクリル酸エステル単量体を主成分とする（共)重合体の混合方法については特に制限はないが、例えば、ヘンシェルミキサーやタンブラーミキサー等の公知の混合装置にて予備混合した後、単軸押出機または二軸押出機等の押出機を用いて溶融混練を行うことにより、均一に混合することができる。
【００１９】
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて添加剤を配合することができる。例えば、離型性を向上させるために、滑剤、シリコンオイル等を配合することができる。また、成形品の防塵のために帯電防止剤を配合することができる。
また、耐光性を付与するため、光安定剤や紫外線吸収剤を配合することができるが、成形品の表面に紫外線硬化剤を塗布して紫外線硬化する場合は、硬化に影響を及ぼすので注意が必要である。その他、光拡散材としてガラスビーズや着色剤等を配合することもできる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。尚、実施例中の部、％はいずれも質量基準で表した。
【００２１】
共重合体（Ａ）の製造
攪拌機付きオートクレーブにスチレン４２．５部及びメチルメタクリレート（ＭＭＡ）５７．５部、重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド０．２部、分子量調整剤としてｔ−ドデシルメルカプタン１部、懸濁安定剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．００１部及び第三リン酸カルシウム０．５部、純水２００部を仕込み、温度９５℃にて６時間、さらに温度１３０℃にて２時間重合した。反応終了後、洗浄、脱水、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体（Ａ１）を得た。共重合体（Ａ１）のＧＰＣ法にて測定したポリスチレン換算重量平均分子量は、８５，０００であった。また、組成はスチレン／ＭＭＡ＝４３．０／５７．０であった。
【００２２】
分子量調整剤を０．１部に変更した以外は共重合体（Ａ１）の製造と同様の方法にて重合を行い、共重合体（Ａ２）、分子量調整剤を１．５部に変更した以外は共重合体（Ａ１）の製法と同様の方法にて重合を行い、共重合体（Ａ３）、分子量調整剤を用いなかった以外は共重合体（Ａ１）と同様の方法にて重合を行い、共重合体（Ａ４）を得た。共重合体（Ａ２）の重量平均分子量は１４５，０００、共重合体（Ａ３）の重量平均分子量は５２，０００、共重合体（Ａ４）の重量平均分子量は１６７，０００であった。
【００２３】
攪拌機付きオートクレーブにスチレン４０．０部及びメチルメタクリレート（ＭＭＡ）５５．０部、アクリロニトリル（ＡＮ）５．０部重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド０．２部、分子量調整剤としてｔ−ドデシルメルカプタン１部、懸濁安定剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．００１部及び第三リン酸カルシウム０．５部、純水２００部を仕込み、温度９５℃にて６時間、さらに温度１３０℃にて２時間重合した。反応終了後、洗浄、脱水、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体（Ａ５）を得た。共重合体（Ａ５）のＧＰＣ法にて測定したポリスチレン換算重量平均分子量は、８２，０００であった。また、組成はスチレン／ＭＭＡ／ＡＮ＝４０．５／５４．５／５．０であった。
【００２４】
実施例１〜７、比較例１〜６
共重合体（Ａ）及び（メタ）アクリル酸エステル単量体を主成分とする（共)重合体を表１に示す配合比にて混合し、４０ｍｍ径の単軸押出機にて、温度２４０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍにて混練し、ペレット化を行い、ペレットを得た。
このペレットを用いて組成物のＧＰＣ及びメルトフローレートを測定した。
また、このペレットを用いて温度２２０℃にて射出成形し、試験片を得た。
この試験片を用いて各種物性測定を行った。
更に、このペレットを用いて射出成形機（東芝機械社製ＩＳ−５０ＥＰＮ）にて、シリンダー温度２２０℃で厚さ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの３段プレートを連続的に成形し、成形体の汚染が開始するショット数をカウントした。これらの結果を表１に示す。
尚、（メタ）アクリル酸エステル単量体を主成分とする（共)重合体は、重量平均分子量３１２の大八化学社製ＢＢＰ（以下（イ）で示す）、重量平均分子量１６００の東亞合成社製ＡＲＵＦＯＮ ＵＰ−１０２１（以下(ロ）で示す）、重量平均分子量２２００の東亞合成社製ＡＲＵＦＯＮ ＵＰ−１０２０（以下（ハ）で示す）、重量平均分子量６０００の東亞合成社製ＡＲＵＦＯＮ ＵＰ−１０８０（以下(ニ）で示す）を用いた。
【００２５】
【表１】

【００２６】
各物性値の測定方法は以下の通りである。
（１）曇度：射出成形機（東芝機械社製ＩＳ−５０ＥＰＮ）を用いて、シリンダー温度２２０℃で厚さ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの３段プレートを成形した。この３段プレートの厚さ２ｍｍ部を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３に準じて、ＨＡＺＥメーター（日本電色工業社製ＮＤＨ−１００１ＤＰ）を用いて測定した。
（２）メルトフローレート（ＭＦＲ）：ペレットを用いてＪＩＳ Ｋ−６８７４に準拠して、温度２００℃、５ｋｇ荷重の条件で測定した。
【００２７】
また、表１の射出成形時汚染開始ショット数とは、射出成形時で成形体の汚染が始まるショット数のことをいう。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、従来にない透明性、及び成形性のバランスに優れ、更に射出成形時に成形体の汚染が少ない射出成形用の熱可塑性樹脂組成物、その熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形用のペレット、およびそのペレットを射出成形してなる成形体を工業上極めて有利に提供することができる。本発明の熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形用のペレットを射出成形してなる成形体は、透明性に優れていることより、特に導光板等の光学用途に好適に用いることができる。

Claims (5)

1. スチレン系単量体単位２０〜８０質量％、（メタ）アクリル酸エステル系単量体単位８０〜２０質量％及びアクリロニトリル０〜１０質量％からなり、重量平均分子量（Ｍｗ）が、８２，０００〜１４５，０００である共重合体１００質量部と、（メタ）アクリル酸エステル系単量体を主成分とする重量平均分子量が５００〜５０００である（共）重合体０．５〜８質量部と、からなる射出成形用の熱可塑性樹脂組成物。
2. 温度２００℃、５ｋｇ荷重の条件で測定したＭＦＲが５．３ｇ／１０ｍｉｎ以上である、請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物。
3. 前記熱可塑性樹脂組成物を射出成形した場合の成形品の厚さ２ｍｍ部の曇り度が０．６％以下である、請求項１または２記載の熱可塑性樹脂組成物。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形用のペレット。
5. 請求項４記載のペレットを射出成形してなる成形体。