JP4475611B2

JP4475611B2 - スチレン系樹脂組成物

Info

Publication number: JP4475611B2
Application number: JP2000031965A
Authority: JP
Inventors: 繁冨田; 康朗伊藤
Original assignee: Riken Technos Corp
Current assignee: Riken Technos Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JP2001220475A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木目、木質感を有する成形品を得ることができ、かつ成形性に優れ、異形押出に適したスチレン系樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築部材、家具を始め、各種機器の内・外装材として、プラスチック擬木材が、環境保護、軽量化等のために天然木材の代替として広く使用されている。中でも塩化ビニル樹脂製擬木材が多く使用されている。
スチレン系樹脂組成物は、木目、木質感を自由にコントロールすることが難しい。例えばスチレン系樹脂組成物を擬木材に用いた場合、木目となる材料が溶融し過ぎて痕跡を残さなかったり、粒状のまま現れてしまったりするため、成形品表面に所望の木目を発現させるのが困難である。またスチレン系樹脂組成物は、成形性に乏しく、作業性や生産性が悪い。生産性について言えば、塩化ビニル樹脂を用いた場合と比較すると、３０〜５０％悪くなってしまう。このようなことから、スチレン系樹脂組成物は擬木材としてあまり用いられていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、木目、木質感を有する成形品を得ることができ、かつ成形性に優れ、異形押出に適したスチレン系樹脂組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく研究を重ねた結果、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は、下記（Ａ）第１樹脂組成物１００重量部に対し、下記（Ｂ）第２樹脂組成物０．１〜５重量部を配合することを特徴とする、スチレン系樹脂組成物を提供するものである。
（Ａ）第１樹脂組成物
（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対し、（ｂ）木粉１〜１００重量部、（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤１〜８重量部、（ｄ）ステアリン酸マグネシウム０．５〜５重量部および（ｅ）（メタ）アクリル酸エステル系樹脂０．５〜２０重量部を配合してなる。
（Ｂ）第２樹脂組成物
（ｆ）α−メチルスチレンにより一部または全部置換された耐熱スチレン系樹脂５０〜１００重量部、または、（ｇ）Ｎフェニルマレイミド系スチレン系樹脂５０〜１００重量部に対し、（ｈ）数平均分子量が５０，０００〜３５０，０００であるアクリロニトリルスチレン樹脂０〜５０重量部および（ｉ）顔料３〜３０重量部を配合してなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスチレン系樹脂組成物に配合される各種成分について説明する。
（Ａ）第１樹脂組成物
第１樹脂組成物は、（ａ）スチレン系樹脂、（ｂ）木粉、（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤、（ｄ）ステアリン酸マグネシウムおよび（ｅ）（メタ）アクリル酸エステル系樹脂を配合してなるものである。
【０００６】
（Ａ）第１樹脂組成物に使用される（ａ）スチレン系樹脂としては特に制限されず、適宜選択することができるが、下記で説明する（Ｂ）第２樹脂組成物に使用される耐熱性スチレン系樹脂は除くものとする。（Ａ）第１樹脂組成物に使用されるスチレン系樹脂の具体例を示せば、ポリスチレン、ゼネラルパーパスポリスチレン（以下ＧＰＰＳ）、ホモポリスチレン、アルキルスチレンホモポリマー、ハイインパクトポリスチレン（以下ＨＩＰＳ）等が挙げられる。
【０００７】
また、芳香族ビニル化合物モノマー成分４０〜８０重量％、シアン化ビニル化合物モノマー成分１０〜３０重量％、ゴム成分１０〜４０重量％、その他共重合可能なモノマー成分０〜１０重量％からなるスチレン系樹脂も好適である。該樹脂における芳香族ビニル化合物モノマーとしては、例えばスチレン、ビニルトルエン、ｐ−第３ブチルスチレンなどのうちから１種または２種以上が使用される。ゴム成分としては、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム等が挙げられる。シアン化ビニル化合物モノマーとしては、メタクリロニトリル、アクリロニトリル等が挙げられる。
これとは別にアクリロニトリルスチレン樹脂も利用できる。
中でも好ましくは、ブタジエン−アクリロニトリルゴムとスチレン−アクリロニトリル樹脂とのブレンド；ブタジエンゴムまたはブタジエンスチレンゴムへのアクリロニトリルおよびスチレンのグラフト共重合体；いわゆるＡＢＳ樹脂が挙げられる。
また耐候性を向上させるために、上記ＡＢＳ樹脂においてブタジエンをアクリルゴム（ブチルアクリレート）やエチレンプロピレンゴムジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）（エチレンプロピレンゴム）に一部または全部置換した耐候性ＡＢＳ系樹脂（ＡＡＳ、ＡＥＳ樹脂）等も使用可能である。さらに、アクリロニトリルスチレン樹脂を使用する場合は、他の成分としてメチル（メタ）アクリレート等の単量体を共重合させてもよい。
（ａ）スチレン系樹脂は、２種以上を併用することができる。
【０００８】
（ｂ）木粉は特に制限されない。具体例を示せば、粒状であるモミ、栂等の４０メッシュをパスした木粉で、好ましくは６０メッシュ、さらに好ましくは８０メッシュをパスした木粉である。４０メッシュをパスしない木粉を使用した場合、成形品の表面が粗くなる場合がある。
（ｂ）木粉の配合量は、（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対し、１〜１００重量部である。１重量部を下まわると、木質感が得られない。１００重量部を上まわると、衝撃強度が損なわれる。好ましくは５〜５０重量部、さらに好ましくは１０〜３０重量部がよい。木質感の必要性が無い場合は、（ｂ）木粉を１重量部未満にすればよい。
【０００９】
（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤は特に制限されない。具体例を示せば、エチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、ステアリン酸モノエタノールアミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビス−１，２−ヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビス−１，２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド等が挙げられる。
（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤の配合量は、（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対して１〜８重量部である。１重量部を下まわると、充分な滑性が得られず、成形加工性が劣る。８重量部を上まわると、（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤がプレートアウトし、実用に適さない。好ましい（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤の配合量は（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対して２〜５重量部である。
【００１０】
第１樹脂組成物において、（ｄ）ステアリン酸マグネシウムを配合することは必須である。（ｄ）ステアリン酸マグネシウムの配合量は、（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対して０．５〜５重量部である。０．５重量部を下まわると、金型接触面での樹脂の滑性が充分でないために溶融過多になり、賦型性・離型性に満足出来るものは得られず、成形品において良好な木目が得られない。５重量部を上まわると（ｄ）ステアリン酸マグネシウムがプレートアウトしてしまい実用に適さない。好ましい（ｄ）ステアリン酸マグネシウムの配合量は、（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対して１〜４重量部である。
【００１１】
（ｅ）（メタ）アクリル酸エステル系樹脂としては、例えば当業界で加工助剤として用いられているものを使用することができ、具体的には、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル等が挙げられるが、なかでもメタクリル酸メチルが好ましい。また、これと共重合し得る他のビニル単量体としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリルのようなアクリル酸エステル；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレンのような芳香族ビニル化合物；アクリロニトリル、メタクリロニトリルのようなシアン化ビニル化合物；酢酸ビニルのようなビニルエステル；無水マレイン酸のようなジカルボン酸無水物等が挙げられるが、かかる具体例のみに限定されるものではない。本発明においては、これらは目的に応じて１種あるいは２種以上組合せて用いることができる。
（ｅ）（メタ）アクリル酸エステル系樹脂の配合量は、（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対して０．５〜２０重量部である。０．５重量部を下まわると、成形時の伸びや賦型性が不足する。２０重量部を上まわると、成形時の粘度が高くなり成形加工性が劣る。好ましい（ｅ）（メタ）アクリル酸エステル系樹脂の配合量は３〜１５重量部がよい。
【００１２】
（Ｂ）第２樹脂組成物
第２樹脂組成物は、（ｆ）α−メチルスチレンにより１部または全部置換された耐熱スチレン系樹脂、または、（ｇ）Ｎフェニルマレイミド系スチレン系樹脂、（ｈ）数平均分子量が５０，０００〜３５０，０００であるＡＳ樹脂および（ｉ）顔料を配合してなるものである。
【００１３】
（ｆ）耐熱スチレン系樹脂は、スチレンがα−メチルスチレンにより一部または全部置換されている樹脂であり、公知の樹脂から適宜選択することができる。例えば、α−メチルスチレンを３０〜６０重量％含む耐熱ＡＢＳ樹脂が挙げられる。なお、（ｆ）耐熱スチレン系樹脂は、例えば９５〜１１０℃の耐熱性を有しているのが望ましい。
【００１４】
（ｇ）Ｎフェニルマレイミド系スチレン系樹脂は、スチレン系樹脂のスチレンの一部をＮフェニルマレイミドで置換したものであり、公知の樹脂から適宜選択することができる。
【００１５】
（ｈ）アクリロニトリルスチレン樹脂（以下ＡＳ樹脂という）は、数平均分子量が５０，０００〜３５０，０００である。数平均分子量が５０，０００を下まわると、（Ｂ）第２樹脂組成物が分散し過ぎて木目が発現しなくなり、３５０，０００を上まわると（Ｂ）第２樹脂組成物が溶けにくく、木目ではなくラインがでるだけとなり好ましくない。好ましい数平均分子量は、６０，０００〜３００，０００、さらに好ましくは、７０，０００〜２５０，０００である。
（ｈ）ＡＳ樹脂の配合量は、（ｆ）耐熱スチレン系樹脂５０〜１００重量部、または、（ｇ）Ｎフェニルマレイミド系スチレン系樹脂５０〜１００重量部に対し、０〜５０重量部である。５０重量部を上まわると、木目発現性が不鮮明になり、好ましくない。好ましいＡＳ樹脂の配合量は、１０〜４０重量部である。
【００１６】
本発明に使用する（ｉ）顔料としては、特に制限されない。一般の無機系顔料、有機系顔料を使用できる。無機系顔料としては、酸化チタン系顔料、ベンガラ、カーボンブラック、クロム酸、モリブデン酸、フェロシアン化物、複合酸化物系顔料、群青等、金属粉顔料等が挙げられる。また有機顔料としては、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、スレン系顔料、イソインドリノン系顔料、キナクリドン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、セルロース系顔料等が挙げられる。その中で好ましいのは、酸化チタン系顔料、カーボンブラック、ベンガラ、チタンイエロー等である。
（ｉ）顔料の配合量は、（ｆ）耐熱スチレン系樹脂５０〜１００重量部、または、（ｇ）Ｎフェニルマレイミド系スチレン系樹脂５０〜１００重量部に対し、３〜３０重量部である。３重量部を下まわると木目が出にくく、３０重量部を上まわると実際の木目、木質感とは異なった、コントラストが強すぎるものとなってしまう。好ましくは５〜２０重量部、さらに好ましくは、１０〜１５重量部である。
【００１７】
本発明の組成物は、（Ａ）第１樹脂組成物１００重量部に対し、（Ｂ）第２樹脂組成物０．１〜５重量部、好ましくは０．３〜１．５重量部を混合することにより得られる。該混合は、常法により行うことができる。
【００１８】
本発明の組成物において、その他の各種添加剤、例えば発泡剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、防カビ剤、難燃剤、炭酸カルシウム・タルク・アクリル系加工助剤、上記以外の滑剤等を必要に応じて添加することができる。
【００１９】
本発明の組成物を用いて、所望の成形品を製造する方法は特に制限されないが、とくに本発明の組成物は、異形押出成形性に優れる。
具体例を示すならば、本発明の組成物に、添加剤、例えば滑剤、抗酸化剤、充填剤等を加え、ヘンシェルミキサー等の混合機により混合した後、単軸や二軸の押出機等の混練機で溶融混練し切断機でペレット状にし、例えば異形成形用の押出成形機に導入することができる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、以下部または％とあるのは、特記しない限り重量基準である。
【００２１】
ＡＢＳ（組成比：ポリブタジエン６０％、スチレン２８％、アクリロ二トリル１２％）とＡＳ（組成比：スチレン７０％、アクリロニトリル３０％、数平均分子量：１８万）を配合した樹脂に対し、木粉（カジノ社製，８０メッシュパス品）、脂肪酸アミド系滑剤（東京ファインケミカル社製、商品名カレンＡ−４０）、比較例としてステアリン酸カルシウム（日東化成工業社製）、実施例としてステアリン酸マグネシウム（日東化成工業社製）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（三菱レイヨン社製、商品名Ｐ−５３１Ａ）を配合し、（Ａ）第１樹脂組成物を調製した。
次に、耐熱ＡＢＳ樹脂（組成比：α−メチルスチレン４７％、ポリブタジエン１４％、スチレン１４％、アクリロニトリル２５％）およびＡＳ（組成比：スチレン６５％、アクリロニトリル３５％、平均分子量１５万）を配合した樹脂に対し、顔料（住化カラー社製、ベンガラ、カーボンブラック、チタンイエロー）を配合し、（Ｂ）第２樹脂組成物を調製した。
なお、（Ａ）第１樹脂組成物および（Ｂ）第２樹脂組成物の具体的な配合割合を表１および表２にそれぞれ示した。表中の数値は重量部である。
（Ａ）第１樹脂組成物１００重量部に対して、（Ｂ）第２樹脂組成物１重量部を混合攪拌し、シリンダー径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２２、圧縮比２．７の押出機のホッパーに一括投入し、成形温度１４０〜１８５℃ スクリュー回転数３０ｒｐｍにて押出成形し、半径９ｍｍの半円柱状の成形品を得た。
【００２２】
得られた成形品の木目の発現性を目視にて評価した。結果を表３に示す。表３において、×は木目無発現、黒三角は木目若干発現、△は木目程良く発現、◯は木目やや強く発現、◎は木目強く発現、を意味している。
木目発現量の強弱は、デザインや用途によって評価が異なるため、×以外、合格品である。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【表３】

【００２６】
続いて、賦形性の評価として、異形押出成形を行なった。押出機は、シリンダー径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２２、スクリュー圧縮比２．７のフルフライトを使用し、サイジングを行った。得られた成形品の断面図を図１に示す（図１の数値の単位はｍｍである。また成形品長さは１０００ｍｍである）。なお、使用した組成物は、表４の（Ａ）第１樹脂組成物それぞれに、（Ｂ）第２樹脂組成物として実施例Ｂ８の組成物を（Ａ）１００重量部に対し（Ｂ）１重量部の割合で配合したものである。
賦形性の評価結果を表４に示す。表４において、◯は良好、△はやや良好、×は不良を意味している。また、参考として塩化ビニル樹脂を用いて同様に成形品を得た場合の賦形性を表５に示す。
【００２７】
【表４】

【００２８】
【表５】

【００２９】
図１に示されるように、肉厚が２辺で異なっているため、塩化ビニル樹脂同様にＢ寸法を得るのは困難であるが、本発明によれば、塩化ビニル樹脂同等の寸法が得られるようになった。ここで、Ｂ寸法１０ｍｍに極めて近い寸法、若しくは、Ｂ／Ａの数値が高いものが、賦型性が高いと言える。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、木目、木質感を有する成形品を得ることができ、かつ成形性に優れ、異形押出に適したスチレン系樹脂組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例および比較例で使用した成形品の断面図である。

Claims

下記（Ａ）第１樹脂組成物１００重量部に対し、下記（Ｂ）第２樹脂組成物０．１〜５重量部を配合することを特徴とする、スチレン系樹脂組成物。
（Ａ）第１樹脂組成物
（ａ）スチレン系樹脂１００重量部に対し、（ｂ）木粉１〜１００重量部、（ｃ）脂肪酸アミド系滑剤１〜８重量部、（ｄ）ステアリン酸マグネシウム０．５〜５重量部および（ｅ）（メタ）アクリル酸エステル系樹脂０．５〜２０重量部を配合してなる。
（Ｂ）第２樹脂組成物
（ｆ）α−メチルスチレンにより一部または全部置換された耐熱スチレン系樹脂５０〜１００重量部、または、（ｇ）Ｎフェニルマレイミド系スチレン系樹脂５０〜１００重量部に対し、（ｈ）数平均分子量が５０，０００〜３５０，０００であるアクリロニトリルスチレン樹脂０〜５０重量部および（ｉ）顔料３〜３０重量部を配合してなる。