JP4365930B2 - ブロー成形品 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロー成形品の表面性に優れかつブロー成形加工性、耐衝撃性のバランスに優れた樹脂組成物を成形してなるブロー成形品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ボトルなどを得るためのブロー成形(吹込成形)用材料としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンおよびポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が用いられている。また最近では、エアーダクトおよび照明用器具などの電気・電子部品、エアースポイラーおよびコンソールなどの自動車用部品、机の天板などの家具などを得るためには、熱的性質および機械的性質に優れた、いわゆるエンジニアリングプラスチック(例えば、特開平7−032454号公報に記載のものなど)が用いられる。
【0003】
従来、該特開平7−032454号公報に記載のブロー成形用樹脂組成物は、ブロー成形における酸化劣化を改良しているものの、得られるブロー成形品では成形品表面に小さいながらも多量の凹(以降ヘコ)が発生し、エアースポイラーの様に平滑な塗装表面を要求される用途では、サンディングによる二次加工が必要となるケースが多かった。そこで、ブロー成形用金型の表面をシボ面化したり、特開平7−108534号公報のように、加熱する手段と冷却する手段を備えたブロー成形用金型が提案されている。しかし、このようなブロー成形用金型は高価なばかりでなく、成形サイクルが従来に比べ長くなり生産性を犠牲にするだけでなく、必ずしも満足できる状況に至っていない。特公平5−76500号公報に記載の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形における成形品の艶消しされた外観を効果として挙げているが、ブロー成形における効果はいっさい教えていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、表面性に優れ、表面が艶消しで、同時にブロー成形加工性、耐衝撃性のバランスに優れる樹脂組成物を成形してなるブロー成形品を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するため本発明者らは鋭意検討した結果、グラフト共重合体(A)と特定の成分を含有したビニル系共重合体(B)とを配合して得た組成物を成形してなる、ブロー成形品が、表面均一、表面光沢が例えば5%以下で、サンディング工程をなくし塗装を行っても良品を得ることが出来、しかも耐衝撃性、ブロー成形加工性に優れることを見出し本発明を完成するに至った。
【0006】
即ち、本発明の第1は、(A)ゴム重合体40〜95重量部にビニル系化合物60〜5重量部を重合させる際に、シアン化ビニル化合物10〜40重量%、芳香族ビニル化合物60〜90重量%、他の共重合可能なビニル化合物0〜30重量%を反応させてなるグラフト共重合体80〜5重量部と、(B)α、β−不飽和酸のグルシジルエステル化合物0.1〜20重量%、シアン化ビニル化合物10〜40重量%、芳香族ビニル化合物50〜90重量%、他の共重合可能なビニル化合物0〜30重量%を反応させてなる共重合体20〜95重量部からなりかつメチルエチルケトン可溶分の還元粘度が0.5〜1.5dl/gの範囲である組成物を成形してなる熱可塑性樹脂ブロー成形品を内容とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のグラフト共重合体(A)は、ゴム重合体40〜95重量部にビニル系化合物60〜5重量部を重合させる際に、シアン化ビニル化合物10〜40重量%、芳香族ビニル化合物60〜90重量%、他の共重合可能なビニル化合物0〜30重量%を反応させてなるグラフト共重合体である。
【0008】
このグラフト共重合体(A)において、ゴム重合体が、40重量部未満では耐衝撃性が低下し、95重量部を越えると成形加工性が低下するので好ましくない。
【0009】
シアン化ビニル化合物が10重量%未満では耐衝撃性が低下し、40重量%を越えると成形時の熱着色が生じるので好ましくない。芳香族ビニル化合物が60重量%未満では成形加工性の低下が生じ、90重量%を越えると耐衝撃性が低下するので好ましくない。
グラフト共重合体(A)で使用されるゴム重合体は、ポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体(SBR)、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体(NBR)、ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体などのジエン系ゴム、スチレン−プロピレン共重合体(EPR)、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体(EPDM)などのオレフィン系ゴム、ポリブチルアクリレート、ポリ2−エチルヘキシルアクリレートなどのアクリル系ゴム、シリコンゴム、シリコン−アクリル複合ゴムなどのシリコーン系ゴムなどが挙げられ、特に好ましくはポリブタジエンであり、重量平均粒子径0.05〜2μのものが好ましい。
シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリルニトリルなどが挙げられ、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。
さらに共重合可能なビニル化合物としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステルやマレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−メチルフェニル)マレイミドなどが挙げられる。
【0010】
本発明における共重合体(B)において、α,β−不飽和酸のグリシジルエステル化合物0.1重量%未満では表面の均一効果が不十分であり、20重量%を越えると耐衝撃性、耐熱性が低下して好ましくない。シアン化ビニル化合物は10〜40重量%が好ましく、10重量%未満では耐衝撃性が低下し、40重量%を越えると成形時の熱着色が生じるので好ましくない。芳香族ビニル化合物は90〜50重量%が好ましく、50重量%未満では成形加工性の低下が生じ、90重量%を越えると耐衝撃性が低下するので好ましくない。共重合体(B)で使用されるα、β−不飽和酸のグリシジルエステルは、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジルなどが挙げられる。
シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリルニトリルなどが挙げられ、芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。
さらに共重合可能なビニル化合物としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−メチルフェニル)マレイミドなどが挙げられる。
上記グラフト共重合体(A)および共重合体(B)の製造法は特に限定されず、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法等が適用できる。例えば、乳化重合法では通常の方法が適用可能である。即ち前記化合物を水性媒体中、ラジカル開始剤の存在下に反応させればよい。その際、前記化合物を混合物として使用しても、また必要に応じ、分割して使用してもよい。更に、前記化合物の添加方法としては一度に全量仕込んでも、また逐時添加してもよく、特に制限されるものではない。
【0011】
ラジカル開始剤としては過硫酸カリ、過硫酸アンモニウム、キュメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイドなどの水溶性または油溶性の過酸化物が挙げられる。その他重合促進剤、重合度調整剤、乳化剤も公知の乳化重合法で使用されているものを適宣選択しうる。
【0012】
本発明のグラフト共重合体(A)と共重合体(B)からなる組成物のブロー成形品表面性、耐衝撃性、耐熱性、剛性、および成形加工性は、前記(A)、(B)の組成、重合度のみならず、それらのブレンド比率によって左右される。従って目的とする特性を得るためにブレンド比率を決定すればよいが、グラフト共重合体(A)が、80〜5重量部、共重合体(B)が20〜95重量部の配合が好ましい。即ち、グラフト共重合体(A)が80重量部を越えると成形加工性、剛性、耐熱性が低下し好ましくなく、5重量部未満では耐衝撃性が低下し好ましくない。
【0013】
グラフト共重合体(A)と共重合体(B)からなる本発明における組成物のメチルエチルケトン可溶分の還元粘度が0.5〜1.5dl/g(N,N−ジメチルホルムアミド0.3%溶液、30℃)の範囲が好ましい。より好ましくは0.55〜1.2dl/gであり、更に好ましくは0.55〜1.0dl/gである。0.5dl/g未満では耐衝撃性、耐シンナー性、耐油性が低下し、1.5dl/gを越えるとブロー成形性が低下する。
【0014】
樹脂組成物の成分や配合物のブレンド、その造粒化(ペレット化)、ブロー成形はそれ自体公知の方法で実施すればよい。例えば、グラフト共重合体(A)と共重合体(B)の各々のラテックスの混合物を塩析し、凝固、脱水、乾燥して得たパウダーをヘンシェルミキサーで混合し、単軸または多軸の押出機で溶融押出しペレット化し、ブロー成形してもよい。
【0015】
また、熱可塑性樹脂組成物には、成形加工性を向上させる目的で滑剤、酸化防止剤、タルク、アルカリ金属の水酸化物または炭酸塩、耐候性を向上させる目的で紫外線吸収剤、光安定剤、更に必要に応じて、顔料、可塑剤などを1種または2種以上混合してもよい。
【0016】
前記樹脂組成物は、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等の1種または2種以上と組み合わせて用いてもよい。スチレン系樹脂としては、一般用(GP)ポリスチレン、耐衝撃性(HIPS)ポリスチレン、スチレンとアクリロニトリルとの共重合体であるAS樹脂、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリルからなるABS樹脂、前記ABS樹脂のスチレンの一部または大部分をα−メチルスチレンまたはマレイミド等に置き換えた耐熱ABS樹脂、前記ブタジエンをエチレン−プロピレン系ゴムやポリブチルアクリレート等に置き換えた(耐熱)AES樹脂や(耐熱)AAS樹脂等のABS系樹脂、前記ブタジエンをシリコンゴム、シリコン−アクリル複合ゴムに置き換えた(耐熱)ABS系樹脂が挙げられる。
【0017】
ブロー成形方法としては、通常のブロー成形の他、シートパリソン法、コールドパリソン法、ボトルパック法、インジェクションブロー成形法、延伸ブロー成形法など各種の方法があるが、いずれの方法も採用できる。このブロー成形工程では、ブローアップ性、表面性等の点から、得られた樹脂組成物を200℃以上のパリソンまたはシートでブロー成形することが好ましい。更に、より良い効果を得るためには、パリソンおよびシートを膨らませる際に、空気に代えて、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、ネオンなどの不活性ガスを用いてもよい。
【0018】
本発明における熱可塑性樹脂組成物は、ブロー成形され、優れた成形品を提供することが出来る。
【0019】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。なお、本実施例および比較例における評価方法を以下にまとめて示す。
【0020】
(還元粘度)
えられたペレットをメチルエチルケトンに23℃で12時間溶解させたのち、遠心分離し、可溶分をメタノールで析出させた。析出物を真空乾燥機で乾燥させ、サンプルをえた。えられたサンプルをN,N−ジメチルホルムアミド0.3%溶液とし、ウベ・ローデ粘度計で30℃で測定した(dl/g)。
【0021】
(熱変形温度:HDT)
ASTMD−648に準拠して4.6kg/cm2 荷重で測定した(℃)。
【0022】
(曲げ強度および曲げ弾性率)ASTMD−790に準拠して23℃で測定した(kg/cm2、kg/cm2)。
【0023】
(ブロー成形評価)
得られたペレット状の樹脂組成物をプラコー(株)製のDA−50型ブロー成形機でブロー成形し、成形体をえた。成形条件は、パリソン温度が約240℃、射出速度(指数)が150、スクリュー回転数が60rpm、ブロー圧が6kg/cm2 G(エア)、冷却時間が100秒、金型温度が60℃であった。得られたブロー成形体について、以下の評価を行った。
【0024】
(ドローダウン性)パリソンを長さ約500mm(パリソン重量500g)を射出後放置し、パリソンがダイスからはずれ、落下するまでの時間を測定し評価した。
【0025】
○:パリソン射出後、パリソン落下までの時間が60秒をこえる。
【0026】
△:パリソン射出後、パリソン落下までの時間が20〜60秒。
【0027】
×:パリソン射出後、パリソン落下までの時間が20秒未満。
【0028】
(表面外観)(W)60×(L)400×(H)30(mm)、平均肉厚3.5mmの箱型状ブロー成形を用い、成形品表面に40×80(mm)の長方形を描き、長方形内のヘコ(大きさは、0.02〜0.2mm)を目視で数え、長方形5点のヘコ数の平均値を求めた。以下の基準により評価した。
【0029】
○:平均ヘコ数が1個以下である。
【0030】
×:平均ヘコ数が1個である。
【0031】
(表面光沢)
60(W)×400(L)×30(H)(mm)、平均肉厚3.5mmの箱型状ブロー成形体を得て、その成形体表面の60度反射率を測定した(%)。
(落錘強度)
外径70mm、長さ400mm、平均肉厚3.2mmの円筒状ブロー成形体を用い、−30℃での落錘強度(錘の重量×半数破壊高さ(kg・m))を測定した。
【0032】
なお、以下に示す「部」はいずれも「重量部」を意味する。
(実施例1)
攪拌機付き重合器を用い、水280部および重量平均粒子径0.3μm、ゲル分率90%のポリブタジエンラテックス60部(固形分換算)、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.3部、硫酸第一鉄0.0025部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム0.01部を仕込み、脱酸素後、窒素気流中で撹拌しながら60℃に加熱した後、アクリロニトリル10部、スチレン30部、キュメンハイドロパーオキサイド0.3部からなる単量体混合物を60℃で5時間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合温度を65℃にし、1時間撹拌続けた後、重合を終了させ、グラフト共重合体(I)のラテックスをえた。重合転化率は98%、グラフト率は45%であった。
また、別途撹拌機付き重合容器に、水250部およびアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム2部を仕込み、脱酸素後、窒素気流中で撹拌しながら70℃まで加熱した。さらに過硫酸カリウム0.2部を添加した後、α−メチルスチレン60部、アクリロニトリル30部、スチレン7部、グリシジルメタクリレート3部、t−ドデシルメルカプタン0.2部からなる単量体混合物を、重合温度70℃で連続的に7時間かけて滴下した。滴下終了後、重合温度を75℃にし、1時間撹拌を続けて重合を終了させ、共重合体(I)のラテックスをえた。重合転化率は98%であった。
【0033】
グラフト共重合体(I)30部と共重合体(I)70部とをラテックスのまま混合した。得られた混合物を塩化カルシウムで塩析し、洗浄、濾過および乾燥工程を経てパウダー状の樹脂組成物(1)をえた。えられたパウダー状の樹脂組成物(1)100部に対して、リン系安定剤(アデカスタブHP−10、旭電化工業(株)製)0.3部、フェノール系安定剤(アデカスタブAO−30旭電化工業(株)製)0.3部、滑剤としてエチレンビスステアリルアミド0.5部、タルク(ミクロエースL−1、日本タルク(株)製)0.5部、アルカリ金属の水酸化物として水酸化カルシウム(スーパーミクロスター、丸尾カルシウム(株)製)1.0部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、ベント式単軸押出機(HV−40−28、田端機械工業(株)製)で270℃の設定温度で押し出し、樹脂組成物(1)のペレットをえた。得られた樹脂組成物(1)は、MEK可溶分の還元粘度0.78dl/g、HDT(ブロー成形体を切り出してテストピースを作成し測定した)117℃、曲げ強度(ブロー成形体を切り出してテストピースを作成し測定した)715kg/cm2 、曲げ弾性率23000kg/cm2 であった。その他、ドローダウン性、表面外観、表面光沢、落錘強度を測定した結果を表1に示す。
(実施例2)
共重合体(I)のかわりに、下記の方法で製造した共重合体(II)を用いた以外は実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(2)は、MEK可溶分の還元粘度0.84dl/g、HDT103℃、曲げ強度710kg/cm2 、曲げ弾性率22500kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
共重合体(I)の単量体混合物をアクリロニトリル27部、スチレン70部、グリシジルメタクリレート3部に変更して製造した共重合体(II)を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(II)の重合転化率は98%であった。
(実施例3)
共重合体(I)のかわりに、下記の方法で製造した共重合体(III )を用いた以外は実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(3)は、MEK可溶分の還元粘度0.75dl/g、HDT125℃、曲げ強度725kg/cm2 、曲げ弾性率23500kg/cm2 であった。ドローダウン性、表面外観、表面光沢、落錘強度を測定した。結果を表1に示す。
共重合体(I)の単量体混合物をフェニルマレイミド22部、アクリロニトリル20部、スチレン55部、グリシジルメタクリレート3部に変更して製造した共重合体(III )を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(III )の重合転化率は97%であった。
【0034】
(実施例4)
共重合体(I)のかわりに、下記の方法で製造した共重合体(IV)を用いた以外は実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(4)は、MEK可溶分の還元粘度0.80dl/g、HDT116℃、曲げ強度715kg/cm2 、曲げ弾性率22500kg/cm2 であった。ドローダウン性、表面外観、表面光沢、落錘強度を測定した。結果を表1に示す。
共重合体(I)の単量体混合物をα−メチルスチレン55部、アクリロニトリル25部、t−ドデシルメルカプタン0.15部を重合させた後、続いてアクリロニトリル5部、スチレン12部、グリシジルメタクリレート3部、t−ドデシルメルカプタン0.05部に変更して製造した共重合体(IV)を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(IV)の重合転化率は98%であった。
(実施例5)
グラフト共重合体(I)のかわりに、下記の方法で製造したグラフト共重合体(II)を用いた以外実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(5)は、MEK可溶分の還元粘度0.77dl/g、HDT115℃、曲げ強度710kg/cm2 、曲げ弾性率22500kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
【0035】
グラフト共重合体(I)のポリブタジエンラテックスを重量平均粒子径0.25μm、ゲル分率75%のポリブチルアクリレートラテックス70部(固形分換算)、アクリロニトリル9部、スチレン21部からなる単量体混合物に変更して製造したグラフト共重合体(II)をグラフト共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。グラフト共重合体(II)の重合転化率は98%、グラフト率は40%であった。
(実施例6)
共重合体(I)35部とグラフト共重合体(I)65部に配合比を変更した以外は実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(6)のMEK可溶分の還元粘度0.80dl/g、HDT102℃、曲げ強度340kg/cm2 、曲げ弾性率11500kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
(実施例7)
共重合体(I)のかわりに、下記の方法で製造した共重合体(V)を用いた以外は実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(7)は、MEK可溶分の還元粘度0.77dl/g、HDT118℃、曲げ強度720kg/cm2 、曲げ弾性率23000kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
共重合体(I)の単量体混合物をα−メチルスチレン60部、アクリロニトリル30部、スチレン9部、グリシジルメタクリレート1部に変更して製造した共重合体(V)を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(V)の重合転化率は98%であった。
(実施例8)
共重合体(I)のかわりに、下記の方法で製造した共重合体(VI)を用いた以外は実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(8)は、MEK可溶分の還元粘度0.76dl/g、HDT115℃、曲げ強度710kg/cm2 、曲げ弾性率22000kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
【0036】
共重合体(I)の単量体混合物をα−メチルスチレン55部、アクリロニトリル20部、スチレン5部、グリシジルメタクリレート20部に変更して製造した共重合体(VI)を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(V)の重合転化率は98%であった。
(比較例1)
共重合体(I)のかわりに、以下の方法で製造した共重合体(VII )を用いた以外実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(9)は、MEK可溶分の還元粘度0.80dl/g、HDT118℃、曲げ強度720kg/cm2 、曲げ弾性率23500kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
【0037】
共重合体(I)の単量体混合物をα−メチルスチレン60部、アクリロニトリル30部、スチレン10部に変更して製造した共重合体(VII )を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(VII )の重合転化率は98%であった。
(比較例2)
共重合体(I)のかわりに、以下の方法で製造した共重合体(VIII)を用いた以外実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(10)は、MEK可溶分の還元粘度0.42dl/g、HDT116℃、曲げ強度720kg/cm2 、曲げ弾性率23000kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
【0038】
共重合体(I)のt−ドデシルメルカプタン0.45部に変更して製造した共重合体(VIII)を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(VIII)の重合転化率は98%であった。
(比較例3)
共重合体(I)のかわりに、以下の方法で製造した共重合体(IX)を用いた以外実施例1と同様にして行った。得られた樹脂組成物(11)は、MEK可溶分の還元粘度0.75dl/g、HDT115℃、曲げ強度710kg/cm2 、曲げ弾性率22000kg/cm2 であった。結果を表1に示す。
【0039】
共重合体(I)の単量体混合物をα−メチルスチレン50部、アクリロニトリル20部、グリシジルメタクリレート30部に変更して製造した共重合体(IX)を共重合体(I)のかわりに用いた以外は実施例1と同様にして行った。共重合体(IX)の重合転化率は98%であった。
【0040】
【表1】
Figure 0004365930
表1の結果から明らかのように、本発明のブロー成形品は、表面性、ブロー成形加工性に優れていることがわかる。

Claims (1)

  1. (A)ゴム重合体40〜95重量部にビニル系化合物60〜5重量部を重合させる際に、シアン化ビニル化合物10〜40重量%、芳香族ビニル化合物60〜90重量%、他の共重合可能なビニル化合物を0〜30重量%を反応させてなるグラフト共重合体80〜5重量部と、(B)α、β−不飽和酸のグルシジルエステル化合物0.1〜20重量%を必須成分とし、シアン化ビニル化合物10〜40重量%、芳香族ビニル化合物50〜90重量%、他の共重合可能なビニル化合物0〜30重量%を反応させてなる共重合体20〜95重量部からなりかつメチルエチルケトン可溶分の還元粘度が0.5〜1.5dl/g(N,N−ジメチルホルムアミド0.3%溶液)である樹脂組成物を成形してなるブロー成形品
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