JP4908069B2 - 熱可塑性樹脂組成物および成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物および成形品 Download PDF

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Description

本発明は、成形品の製造に使用される熱可塑性樹脂組成物、および、その熱可塑性樹脂組成物を用いた成形品に関する。
樹脂材料の耐衝撃性を向上させる方法として、ゴム質重合体にビニル系単量体をグラフト重合させてなるグラフト重合体を配合することが広く知られている。
樹脂材料に耐候性が求められる場合には、グラフト重合体の中でも、ゴム質重合体として飽和ゴムであるポリアクリル酸アルキルエステル系ゴムを用いたアクリロニトリル−アクリルゴム−スチレングラフト重合体(ASAグラフト重合体)や、ゴム質重合体としてゴムエチレン−プロピレン系ゴムを用いたアクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレングラフト重合体(AESグラフト重合体)が使用される。
しかし、AESグラフト重合体を配合した場合には、成形性が低くなる傾向があり、ASAグラフト重合体を配合した場合には、成形品の外観が不充分になることがあった。
そこで、AESグラフト重合体とASAグラフト重合体の各々の欠点を補完するために、AESグラフト重合体とASAグラフト重合体とを併用した熱可塑性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1〜7を参照。)。
しかし、特許文献1,5,7に記載の熱可塑性樹脂組成物は、得られる成形品の外観が不充分であった。また、特許文献2〜4,6に記載の熱可塑性樹脂組成物は、得られる成形品の耐衝撃性が低かった。
また、樹脂材料に対しては、耐熱性が求められることがある。耐熱性を向上させた樹脂材料としては、例えば、耐熱性の高いポリカーボネートを配合した熱可塑性樹脂組成物(例えば、特許文献8参照)や、耐熱成分であるマレイミド化合物をグラフト成分としてグラフト重合させたグラフト重合体を配合した熱可塑性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献9参照)。
近年、成形品のコストダウンの観点から、成形品の無塗装化が進んでおり、外観の向上の要求が高まってきている。しかしながら、特許文献8,9の熱可塑性樹脂組成物より得た成形品は外観や発色性が不充分であるため、上記の要求に充分に応え得るものではなかった。その上、特許文献8,9に記載の熱可塑性樹脂組成物は成形性が著しく低いという問題もあった。
特開平09−272783号公報 特開平11−181217号公報 特開2000−017139号公報 特開2001−011280号公報 特開2001−158846号公報 特開2001−323128号公報 特開2002−256131号公報 特開2001−220505号公報 特開昭63−275414号公報
上述したように、特許文献1〜9の樹脂材料は、成形性、得られる成形品の耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観、発色性の全てを満足するものではなかった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、成形性に優れ、かつ、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観、発色性のいずれもが優れた成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。また、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観、発色性のいずれもが優れた成形品を提供することを目的とする。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)20〜80質量%に、芳香族ビニル系単量体、アクリル系単量体およびシアン化ビニル系単量体から選ばれる1種以上からなる第1の原料単量体80〜20質量%がグラフト重合してなる第1のグラフト重合体(A)と、
ゲル含量が1〜85質量%のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)20〜80質量%に、芳香族ビニル系単量体、アクリル系単量体およびシアン化ビニル系単量体から選ばれる1種以上からなる第2の原料単量体80〜20質量%がグラフト重合してなる第2のグラフト重合体(B)と、
芳香族ビニル系単量体単位およびシアン化ビニル系単量体単位を含有し、シアン化ビニル系単量体単位の含有量が30〜45質量%である熱可塑性樹脂(C)と、
マレイミド系単量体単位7〜85質量%および芳香族ビニル系単量体単位93〜15質量%を含有するマレイミド系共重合体(M)10〜50質量部とを含む熱可塑性樹脂組成物であって、
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)とエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)との合計の含有量は、熱可塑性樹脂組成物(100質量%)中の5〜50質量%であり、
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)とエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)との合計を100質量%とした際の、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の含有量が3〜85質量%であり、
前記熱可塑性樹脂(C)は、芳香族ビニル系単量体単位の両隣にシアン化ビニル系単量体単位が配置された配列を全芳香族ビニル系単量体単位に対して40〜60%含むことを特徴とする。
本発明の成形品は、上述した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるものである。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成形性に優れる。また、本発明の熱可塑性樹脂組成物によれば、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観および発色性に優れる成形品を得ることができる。
本発明の成形品は、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観、発色性のいずれもが優れたものである。
(熱可塑性樹脂組成物)
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、第1のグラフト重合体(A)と第2のグラフト重合体(B)と熱可塑性樹脂(C)とマレイミド系共重合体(M)とを含むものである。
<第1のグラフト重合体(A)>
第1のグラフト重合体(A)は、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)に第1の原料単量体がグラフト重合してなるものである。
[ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)]
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)としては、例えば、(i)(メタ)アクリル酸エステルとグラフト交叉剤および/または架橋剤とを必須成分とする単量体混合物を一括重合することによって得られる重合体が挙げられる。また、(ii)(i)のポリ(メタ)アクリル酸エステルゴム成分と特開平01−190746号公報、特開平08−239531号公報等に記載のポリオルガノシロキサンゴム成分との複合ゴム、(iii)(i)のポリ(メタ)アクリル酸エステルゴム成分とジエン系ゴム成分(例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム(SBR))との複合ゴム等であってもよい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、アルキル基の炭素数が1〜12である(メタ)アクリル酸アルキルエステル;フェニル基、ベンジル基等の芳香族炭化水素基を有するアクリル酸エステル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、成形品の耐衝撃性がより高くなることから、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸エチルが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
グラフト交叉剤としては、アリル化合物、具体的には、メタクリル酸アリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル等が挙げられる。
架橋剤としては、ジメタクリレート系化合物、具体例には、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
架橋剤およびグラフト交叉剤の合計量は、得られる成形品の外観が優れることから、(メタ)アクリル酸エステルとグラフト交叉剤および/または架橋剤とを含む単量体混合物(100質量%)中、0.1質量%以上が好ましく、0.2質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上が特に好ましい。
また、架橋剤およびグラフト交叉剤の合計量は、第1のグラフト重合体(A)製造時の凝塊物(コアギュラム)が少なくなることから、単量体混合物中、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が特に好ましい。
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)の製造方法としては、例えば、(i)単量体混合物を乳化重合して、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)ラテックスを得る方法が挙げられる。また、(ii)(i)のポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体ラテックスとこれ以外の他のゴム質重合体ラテックスとをヘテロ凝集または共肥大化する方法、(iii)(i)のポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体ラテックスの存在下で、他のゴム質重合体を構成する単量体を重合する方法、(iv)他のゴム質重合体ラテックスの存在下で、(i)のポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体を構成する単量体混合物を重合する方法等を適用して、複合ゴムとしてもよい。
乳化重合する際に用いる乳化剤としては、オレイン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸のナトリウムまたはカリウム塩、ラウリル硫酸ナトリウム、N−ラウロイルサルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等が好ましい。これらのうち、熱可塑性樹脂組成物の成形時のガス発生を抑制できる点で、一分子中に官能基を2つ以上有する酸型乳化剤またはその塩が好ましく、具体的には、アルケニルコハク酸ジカリウム、または、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが好ましい。また、硫酸を使用してラテックスからゴム質重合体を凝固させて回収することが容易になる点では、アルケニルコハク酸ジカリウムがより好ましい。アルケニルコハク酸ジカリウムとしては、オクタデセニルコハク酸ジカリウム、ヘプタデセニルコハク酸ジカリウム、ヘキサデセニルコハク酸ジカリウム等が挙げられる。
乳化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
[第1の原料単量体]
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)にグラフト重合される第1の原料単量体としては、常温で硬質の重合体を形成しうる単量体が好ましく、具体的には、芳香族ビニル系単量体、アクリル系単量体(例えば、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル)、シアン化ビニル系単量体が好ましい。
芳香族ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
アクリル系単量体であるメタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル等が挙げられる。
シアン化ビニル化合物としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
第1の原料単量体としては、得られる第1のグラフト重合体(A)の熱安定性が優れることから、スチレンとアクリロニトリルとを含む単量体混合物が特に好ましい。
[第1のグラフト重合体(A)の製造方法]
第1のグラフト重合体(A)は、例えば、乳化グラフト重合により製造される。すなわち、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)に第1の原料単量体を添加し、乳化剤およびラジカル重合開始剤の存在下で第1の原料単量体をグラフト重合させることにより製造される。この際、グラフト率およびグラフト成分の分子量を制御するため、各種公知の連鎖移動剤を添加してもよい。
乳化グラフト重合により製造した場合には、第1のグラフト重合体(A)はラテックスの状態で得られる。
グラフト重合におけるポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)と、第1の原料単量体との割合は、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形性および成形品の耐衝撃性がより優れることから、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)20〜80質量%、第1の原料単量体80〜20質量%(合計100質量%)が好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)25〜75質量%、第1の原料単量体75〜25質量%(合計100質量%)がより好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)30〜70質量%、第1の原料単量体70〜30質量%(合計100質量%)が特に好ましい。
グラフト重合の際に用いるラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤、これらの一方と酸化剤と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤等が挙げられる。これらのうち、レドックス系開始剤が好ましく、硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩・ロンガリット・ハイドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が特に好ましい。
乳化剤としては、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)の製造の際に用いた乳化剤が挙げられる。ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)に含まれる乳化剤をそのまま用い、グラフト重合の際に乳化剤を追加しなくてもよいし、必要に応じてグラフト重合の際に乳化剤を追加してもよい。
第1のグラフト重合体(A)のラテックスから、第1のグラフト重合体(A)を回収する方法としては、(i)凝固剤を溶解させた熱水中にラテックスを投入して、スラリー状態に凝析し、凝析した第1のグラフト重合体(A)を回収する方法(湿式法)、(ii)加熱雰囲気中に第1のグラフト重合体(A)のラテックスを噴霧することにより、半直接的に第1のグラフト重合体(A)を回収する方法(スプレードライ法)等が挙げられる。
湿式法において用いる凝固剤としては、硫酸、塩酸、リン酸、硝酸等の無機酸;塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の金属塩等が挙げられる。凝固剤の種類は、重合で用いた乳化剤に応じて適宜選択される。例えば、脂肪酸石鹸、ロジン酸石鹸等のカルボン酸石鹸のみを用いた場合には、どのような凝固剤を用いてもよいが、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の酸性領域でも安定な乳化力を示す乳化剤が含まれている場合には、金属塩を用いる必要がある。
また、湿式法において、スラリー状態の第1のグラフト重合体(A)から乾燥状態の第1のグラフト重合体(A)を得る方法としては、洗浄によって、スラリーに残存する乳化剤残渣を水中に溶出させた後に、(i)該スラリーを遠心脱水機またはプレス脱水機で脱水し、さらに気流乾燥機等で乾燥する方法、(ii)圧搾脱水機、押出機等で脱水と乾燥とを同時に実施する方法等が挙げられる。
乾燥後には、第1のグラフト重合体(A)は、粉体または粒子状で得られる。
また、圧搾脱水機または押出機から排出された第1のグラフト重合体(A)は直接、熱可塑性樹脂組成物を製造する押出機または成形機に送ってもよい。
<第2のグラフト重合体(B)>
第2のグラフト重合体(B)は、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)に第2の原料単量体がグラフト重合してなるものである。
[エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)]
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)における非共役ジエンとしては、例えば、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、1,4−シクロヘプタジエン、1,5−シクロオクタジエン等が挙げられる。
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)としては、得られる成形品の耐衝撃性および外観がより優れることから、共役ジエンがジシクロペンタジエンおよび/またはエチリデンノルボルネンであることが好ましい。
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)中のエチレン単位とプロピレン単位とのモル比は、5:1〜3:2の範囲であることが好ましい。この範囲であると、得られる成形品の耐衝撃性がより優れる。
また、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)中の不飽和基の割合は、非共役ジエン単位の種類および比率に依存するため一概には規定できないが、ヨウ素価に換算して8〜50の範囲であることが好ましい。この範囲にあると、得られる成形品の耐衝撃性および耐候性がより優れる。
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)のゲル含量は1〜85質量%であり、3〜50質量%が好ましく、5〜25質量%がより好ましい。ゲル含量が1質量%未満であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形性、成形品の外観が不充分になり、85質量%を超えると、成形品の耐衝撃性が不充分になる。
ここで、ゲル含量は次のようにして求める。
まず、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)のラテックスを希硫酸にて凝固させ、凝固物を水洗し、乾燥した後、これを1g採取して200mlのトルエン中に還流状態で120℃、5時間浸漬する。次いで、200メッシュのステンレス金網にて濾過し、残渣を乾燥して、その乾燥質量を測定する。そして、下式を利用してゲル含量を求める。
ゲル含量(質量%)=(残渣の乾燥質量)/(トルエン浸漬前の凝固物の乾燥質量)×100
[第2のグラフト重合体(B)の製造方法]
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)に第2の原料単量体をグラフト重合する際には、グラフト重合が容易になることから、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)をラテックスにすることが好ましい。
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)ラテックスの調製方法としては、機械乳化法が好ましい。「機械乳化法」とは、乳化剤およびワックス状重合体の存在下で、塊状またはペレット状のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)に機械的剪断力を与え、水中に微細に分散安定化させる方法である。必要に応じて、該方法により得られるラテックスに架橋剤および重合開始剤を加え、これを熱処理することにより、架橋されたエチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム質重合体(E)を得てもよい。架橋されたエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)を用いた場合、得られる成形品の外観等がより優れる。
機械乳化法で使用される乳化剤としては、例えば、長鎖アルキルカルボン酸塩、スルホコハク酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の公知の乳化剤が挙げられる。
乳化剤の使用量は、得られる熱可塑性樹脂組成物の熱変色性が抑えられ、また機械乳化の際の粒子径制御性に優れることから、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)100質量部に対して1〜8質量部が好ましい。
ワックス状重合体としては、中和可能であることから、カルボン酸またはその無水物基を含む熱可塑性重合体が好ましい。該熱可塑性重合体としては、例えば、α−オレフィン系重合体にエチレン系不飽和カルボン酸またはその無水物をグラフト重合した酸変性α−オレフィン系重合体が挙げられる。
ワックス状重合体の質量平均分子量は、2,000〜6,000が好ましく、酸価は22〜30mgKOH/gが好ましい。質量平均分子量および酸価がこの範囲にあると、得られる成形品の外観がより優れる。
また、ワックス状重合体の使用量は、機械乳化の際の粒子径制御性に優れることから、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)100質量部に対して0.1〜30質量部が好ましい。
架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレンジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の多官能性単量体が挙げられる。架橋剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記架橋剤の中でも、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートが好ましい。
架橋剤の使用量は、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。架橋剤の使用量が0.1質量部未満では架橋剤を使用する効果が充分に発揮されず、10質量部を超えると、成形品の耐衝撃性が低くなることがある。
得られたラテックスにおけるエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の質量平均粒子径は、目的とする熱可塑性樹脂組成物の成形性、成形品の耐衝撃性に応じて調整することが好ましいが、得られる成形品の耐衝撃性の点からは、200〜800nmが好ましく、250〜700nmがより好ましく、250〜600nmが特に好ましい。
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の質量平均粒子径は、乳化剤の種類、その量、ワックス状重合体の種類、その量、機械乳化の際の剪断力、温度条件等を調整することにより制御できる。例えば、乳化剤の量を増やす程、あるいは、剪断力を弱める程、質量平均粒子径が小さくなる。
第2の原料単量体としては、第1のグラフト重合体(A)の製造に用いた第1の原料単量体と同様のものが挙げられ、スチレンとアクリロニトリルとを含む単量体混合物がより好ましい。
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)と、第2の原料単量体との割合は、成形品の耐衝撃性および熱可塑性樹脂組成物の成形性が優れることから、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)20〜80質量%、第2の原料単量体80〜20質量%(合計100質量%)が好ましく、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)25〜75質量%、第2の原料単量体75〜25質量%(合計100質量%)がより好ましく、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)30〜70質量%、第2の原料単量体70〜30質量%(合計100質量%質量部)が特に好ましい。
第2のグラフト重合体(B)を得るためのグラフト重合の他の条件については、第1のグラフト重合体(A)を得るためのグラフト重合の条件と同様である。
<熱可塑性樹脂(C)>
熱可塑性樹脂(C)は、芳香族ビニル系単量体単位およびシアン化ビニル系単量体単位を含有する共重合体である。
芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。これらの芳香族ビニル系単量体は単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられる。これらのシアン化ビニル系単量体は単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
また、熱可塑性樹脂(C)には、芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体に共重合可能な他の単量体単位が含まれてもよい。芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体に共重合可能な他の単量体としては、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル等が挙げられる。
メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。
アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル等が挙げられる。
熱可塑性樹脂(C)の中でも、熱可塑性樹脂組成物の成形性および成形品の耐衝撃性により優れることから、芳香族ビニル系単量体単位がスチレン単位であり、シアン化ビニル系単量体単位がアクリロニトリル単位である共重合体が好ましい。
熱可塑性樹脂(C)においては、シアン化ビニル系単量体単位の含有量が30〜45質量%(すなわち、芳香族ビニル系単量体単位の含有量が70〜55質量%)であり、30〜40質量%(すなわち、芳香族ビニル系単量体単位の含有量が70〜60質量%)であることが好ましい。シアン化ビニル系単量体単位の含有量が30〜45質量%であることにより、熱可塑性樹脂組成物の成形性、成形品の耐衝撃性、外観、発色性が高くなる。
熱可塑性樹脂(C)における芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体に共重合可能な他の単量体単位の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の成形性、成形品の発色性がより高くなることから、0〜30質量%であることが好ましい。
また、熱可塑性樹脂(C)においては、発色性がより高くなることから、シアン化ビニル系単量体単位と芳香族ビニル系単量体単位の配列が、(シアン化ビニル系単量体単位)−(芳香族ビニル系単量体単位)−(シアン化ビニル系単量体単位)のように、芳香族ビニル系単量体単位の両隣にシアン化ビニル系単量体単位が配置された配列を含むことが好ましい。この配列の割合は、成形品の発色性および外観がより高くなることから、全芳香族ビニル系単量体単位に対して40%以上であることが好ましく、40〜60%であることがより好ましい。
このような構造を有する熱可塑性樹脂(C)を得る方法としては、重合中の未反応のシアン化ビニル系単量体、芳香族ビニル系単量体、他の単量体の比率を一定に保つ方法が好ましい。具体的には、重合中に未反応単量体の残存比を観測し、その比率に変化が生じ始めた時点で反応を終了させ、未反応単量体を脱揮回収し、目的の熱可塑性樹脂(C)を得る方法や、未反応単量体の残存比率に変化が生じ始めた時点で、それを補うように未反応単量体を添加する方法、もしくはこれらを組み合わせる方法などが挙げられる。
熱可塑性樹脂(C)に含まれる(シアン化ビニル系単量体単位)−(芳香族ビニル系単量体単位)−(シアン化ビニル系単量体単位)の配列の比率は、熱可塑性樹脂(C)をd−ジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し、テトラメチルシランを内部標準として13CNMRを測定することにより求められる。具体的には、140〜146ppmの範囲のピークを、芳香族ビニル系単量体単位を中心とする配列の全量として帰属してピーク面積Xを測定し、140〜142ppmの範囲のピークを(シアン化ビニル系単量体単位)−(芳香族ビニル系単量体単位)−(シアン化ビニル系単量体単位)の配列として帰属してピーク面積Yを測定する。そして、それらの面積比率(Y/X)により、(シアン化ビニル系単量体単位)−(芳香族ビニル系単量体単位)−(シアン化ビニル系単量体単位)の配列の比率を求める。
<マレイミド系共重合体(M)>
マレイミド系共重合体(M)は、マレイミド系単量体単位と芳香族ビニル系単量体単位とを含有する共重合体である。
マレイミド系共重合体(M)を構成するマレイミド系単量体としては、例えば、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−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−トルイルマレイミド、N−キシリールマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−オルトクロルフェニルマレイミド、N−オルトメトキシフェニルマレイミド等が挙げられる。これらの中でも、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−トルイルマレイミド、N−オルトクロルフェニルマレイミド、N−オルトメトキシフェニルマレイミドが好ましく、N−シクロヘキシルマレイミドおよびN−フェニルマレイミドがより好ましい。これらマレイミド系単量体は単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
芳香族ビニル系単量体としては、熱可塑性樹脂(C)を構成するものと同じものが挙げられる。
また、マレイミド系共重合体には、シアン化ビニル系単量体単位、マレイミド系単量体単位および芳香族ビニル系単量体単位と共重合可能な他の単量体単位が含まれてもよい。
シアン化ビニル系単量体としては、熱可塑性樹脂(C)を構成するものと同じものが挙げられる。マレイミド系単量体単位および芳香族ビニル系単量体単位と共重合可能な他の単量体単位としては、熱可塑性樹脂(C)を構成する芳香族ビニル系単量体およびシアン化ビニル系単量体に共重合可能な他の単量体単位と同じものが挙げられる。
マレイミド系共重合体(M)中のマレイミド系単量体単位の含有量は7〜85質量%であることが好ましく、20〜77質量%であることがより好ましい。マレイミド系共重合体(M)中のマレイミド系単量体単位の含有量が7質量%未満であると、マレイミド系共重合体の耐熱性が低くなるため、得られる成形品の耐熱性も低くなる傾向にある。一方、マレイミド系単量体単位の含有量が85質量%を超えると、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形性が低くなることがあり、また、成形品の耐衝撃性が低くなる傾向にある。
マレイミド系共重合体(M)中の芳香族ビニル系単量体単位の含有量は15〜93質量%であることが好ましく、20〜77質量%であることがより好ましい。芳香族ビニル系単量体単位の含有量が15質量%未満であると、熱可塑性樹脂組成物の成形性が低くなる傾向にあり、93質量%を超えると、マレイミド系単量体単位の含有量が少なくなるため、成形品の耐熱性が低くなる傾向にある。
マレイミド系共重合体(M)にシアン化ビニル系単量体単位が含まれる場合には、その含有量が33質量%以下であることが好ましく、3〜30質量%であることがより好ましく、15〜27質量%であることが特に好ましい。シアン化ビニル系単量体の含有量が33質量%を超えると、熱可塑性樹脂組成物の成形性、成形品の耐衝撃性、耐熱性のいずれかが低くなることがある。
マレイミド系共重合体(M)における質量平均分子量Mと数平均分子量Mの比(M/M)は3.0以下であることが好ましく、2.5以下であることがより好ましい。M/Mは分子量分布を示す指標であり、M/Mが3.0より大きいと、マレイミド系共重合体の分子量分布が広くなるため、成形品の耐衝撃性が低くなることがある。
なお、質量平均分子量Mと数平均分子量Mは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めたポリスチレン換算の分子量である。
マレイミド系共重合体(M)の還元粘度は0.3〜1.5dl/gであることが好ましく、0.5〜1.2dl/gであることがより好ましい。
ここでいう還元粘度は、マレイミド系共重合体(M)をN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、25℃にてウベローデ型粘度計で求めた値である。マレイミド系共重合体(M)の還元粘度が0.3dl/g未満であると、成形品の耐衝撃性が低くなることがあり、1.5dl/gを超えると、熱可塑性樹脂組成物の成形性が低くなることがある。
マレイミド系共重合体(M)を製造する方法としては、塊状重合が好ましい。ここでいう塊状重合では、少量の有機溶媒が存在する重合を含む。有機溶媒としては、それ自体が重合せず、単量体の重合を妨げるものではなく、かつ、マレイミド系共重合体(M)を溶解できるものが好ましい。そのような有機溶媒の具体例としては、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
<熱可塑性樹脂組成物の配合>
熱可塑性樹脂組成物においては、本発明の効果を充分に発揮させるために、第1のグラフト重合体(A)と第2のグラフト重合体(B)と熱可塑性樹脂(C)とマレイミド系共重合体(M)との配合を適宜選択することが好ましい。
具体的には、第1のグラフト重合体(A)と第2のグラフト重合体(B)との配合の割合は、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の含有量が以下のような範囲になる割合が好ましい。すなわち、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の含有量が、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)とエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)との合計を100質量%とした際の1〜99質量%になる割合が好ましく、3〜85質量%になる割合がより好ましく、5〜55質量%になることが特に好ましく、5〜20質量%になることが最も好ましい。エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の含有量が前記範囲になるように、第1のグラフト重合体(A)と第2のグラフト重合体(B)とを配合すれば、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形性と成形品の耐衝撃性とのバランスに優れる。
また、熱可塑性樹脂組成物中のポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)とエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)との合計の含有量(ゴム含有量)は、熱可塑性樹脂組成物(100質量%)中の5〜50質量%であることが好ましく、10〜30質量%であることがより好ましい。ゴム含有量が5質量%未満であると、成形品の耐衝撃性が低くなる傾向にあり、50質量%を超えると、熱可塑性樹脂組成物の成形性、成形品の外観が低くなることがある。
ゴム含有量は、例えば、グラフト重合時の単量体の使用量、熱可塑性樹脂(C)の含有量、マレイミド系共重合体(M)の含有量等により調整できる。
熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂(C)の含有量としては10〜50質量部であることが好ましい。熱可塑性樹脂(C)の含有量が10質量部未満であると、熱可塑性樹脂組成物の成形性が低くなることがあり、50質量部を超えると、成形品の耐衝撃性、耐熱性が低くなることがある。
熱可塑性樹脂組成物中のマレイミド共重合体(M)の含有量としては10〜50質量部であることが好ましい。マレイミド共重合体(M)の含有量が10質量部未満であると、耐熱性が不足することがあり、50質量部を超えると、熱可塑性樹脂組成物の成形性が低下したり、成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。
熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲でその他の熱可塑性樹脂を含んでもよい。
他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、スチレン−無水マレイン酸重合体、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)、スチレン−ブタジエン(SBR)、水素添加SBS、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)等のスチレン系エラストマー;各種オレフィン系エラストマー、各種ポリエステル系エラストマー、ポリスチレン、メタクリル酸メチル−スチレン重合体(MS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル重合体、ポリアセタール、変性PPE、エチレン−酢酸ビニル重合体、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリアミド(ナイロン)等が挙げられる。
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて、染料、顔料、安定剤、補強剤、充填材、難燃剤、発泡剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤等を添加してもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、例えば、第1のグラフト重合体(A)、第2のグラフト重合体(B)、熱可塑性樹脂(C)、マレイミド系共重合体(M)を溶融混練することにより調製される。溶融混練の際には、例えば、一軸または二軸の押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、ロール等の混練機等を用いる。
以上説明した本発明の熱可塑性樹脂組成物にあっては、ASAグラフト重合体である第1のグラフト重合体(A)と、AESグラフト重合体である第2のグラフト重合体(B)を含んでいるため、成形性に優れ、また、耐衝撃性に優れる成形品を得ることができる。また、これら2種のグラフト重合体はゴム成分が飽和ゴムであるため、耐候性に優れる。さらに、本発明者らが調べた結果、これら2種のグラフト重合体を含んだ上で、シアン化ビニル系単量体単位を特定量含む熱可塑性樹脂(C)とマレイミド系共重合体(D)を含むことにより、熱可塑性樹脂組成物の成形性および成形品の耐衝撃性を高くできる上に、成形品の耐熱性、外観、発色性を高くできることが判明した。
すなわち、本発明の熱可塑性樹脂組成物は成形性に優れ、また、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観および発色性に優れる成形品を得ることができる。
(成形品)
本発明の成形品は、上述した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるものである。
熱可塑性樹脂組成物の成形方法としては、例えば、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法等が挙げられる。
本発明の成形品は、例えば、車両部品、特に無塗装で使用される各種外装部品(ルーフガーニッシュ、スポイラー、サイドパネル、サイドモール、フェンダーパネル、ピラーガード、ピラーガーニッシュ、ドアミラー筐体、及びフロントグリル等)や内装部品;壁材、窓枠等の建材部品;食器、玩具;掃除機ハウジング、テレビジョンハウジング、エアコンハウジング等の家電部品;インテリア部材、船舶部材;通信機器ハウジング、ノートパソコンハウジング、PDAハウジング、液晶プロジェクターハウジング等の電機機器ハウジング等に用いられる。
本発明の成形品は、上述した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるものであるため、耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観、発色性に優れる。この効果は、成形品が大型無塗装外装部品である場合にとりわけ発揮される。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されない。なお、以下の例における「%」および「部」は明記しない限り質量基準とする。また、下記例における質量平均粒子径は、日機装株式会社製、マイクロトラックUPA150を用いて測定した値である。
〔製造例1〕
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−1)の製造:
アルケニルコハク酸ジカリウム0.3部、イオン交換水175部、アクリル酸n−ブチル50部、メタクリル酸アリル0.16部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.08部、およびターシャリーブチルハイドロパーオキサイド0.1部の混合物を反応器内に投入した。次いで、反応器内に窒素を流通させて、反応器内を窒素置換した後、60℃まで昇温した。内温が50℃となった時点で、硫酸第一鉄0.00015部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.00045部、ロンガリット0.24部、およびイオン交換水5部からなる水溶液を反応器内に添加して重合を開始させ、内温を75℃に上昇させた。さらにこの状態を1時間維持して、質量平均粒子径220nmのポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−1)ラテックスを得た。
〔製造例2〕
第1のグラフト重合体(A−1)の製造:
反応器の内温を75℃に保ったまま、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−1)ラテックス50部(固形分換算)に対して、ロンガリット0.15部、アルケニルコハク酸ジカリウム0.65部、およびイオン交換水10部からなる水溶液を添加した。次いで、アクリロニトリル6.3部、スチレン18.7部、およびターシャリーブチルハイドロパーオキサイド0.11部からなる混合液を1時間にわたって滴下して、グラフト重合させた。滴下終了から5分後に、硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.003部、ロンガリット0.15部、およびイオン交換水5部からなる水溶液を添加した。その後、さらに、アクリロニトリル6.3部、スチレン18.7部、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド0.19部、およびノルマルオクチルメルカプタン0.014部からなる混合液を1時間にわたって滴下して、グラフト重合させた。滴下終了後、内温を75℃に10分間保持した後、冷却し、内温が60℃となった時点で、酸化防止剤(吉富製薬工業(株)製、アンテージW500)0.2部およびアルケニルコハク酸ジカリウム0.2部をイオン交換水5部に溶解した水溶液を添加した。
以上の操作により、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−1)に、アクリロニトリルおよびスチレンをグラフト重合させた第1のグラフト重合体(A−1)ラテックスを得た。
次いで、第1のグラフト重合体(A−1)ラテックスを、全ラテックスの1.2倍量であって、攪拌されている45℃の0.6%硫酸水溶液中に投入し、グラフト重合体を凝析させた。次いで、液温を65℃に上昇させ、5分間保持した後、液温を90℃まで上昇させて、凝固物を含むスラリーを得た。次いで、凝固物を分離、回収した後、その凝固物を10倍量の蒸留水中に投入し、10分間撹拌して洗浄した。これにより得た分散液を遠心脱水機にて脱水処理し、さらに80℃で16時間乾燥して、第1のグラフト重合体(A−1)を得た。
〔製造例3〕
ジエン系ゴムラテックスの製造:
10Lのステンレス製オートクレーブに、イオン交換水145部、不均化ロジン酸カリウム1.0部、オレイン酸カリウム1.0部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物0.4部、無水硫酸ナトリウム0.1部、ターシャリードデシルメルカプタン0.3部、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.5部、1,3−ブタジエン26.4部、およびスチレン1.4部を仕込み、50℃に昇温した。次いで、ピロリン酸ナトリウム0.5部、硫酸第一鉄0.005部、およびイオン交換水5部からなる混合物をオートクレーブ内に添加し、重合を開始した。内温が57℃となった時点で、さらに1,3−ブタジエン68.6部およびスチレン3.6部からなる混合物を圧力ポンプにてオートクレーブ内に滴下供給した。次いで、重合転化率が40%に達した時点で、ノルマルドデシルメルカプタン0.3部を添加し、さらに重合を継続した。8時間後、反応しなかった1,3−ブタジエンを除去して、固形分濃度が40.2%、重合転化率が98%、質量平均粒子径が70nmのジエン系ゴムラテックスを得た。
〔製造例4〕
肥大化用酸基含有重合体ラテックスの製造:
冷却管、ジャケット加熱器および攪拌装置を備えた反応器内に、窒素気流下で、オレイン酸カリウム2.2部、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(70%溶液)3.6部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物0.3部、硫酸第一鉄七水塩0.003部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.009部、およびイオン交換水200部を仕込み、攪拌を行いながら内温を65℃に昇温した。
これに、アクリル酸n−ブチル81.5部、メタクリル酸18.5部、およびクメンハイドロパーオキサイド0.5部からなる混合物を2時間かけて添加し、添加終了後2時間そのままの温度で重合を継続した。そして、重合転化率が98%、質量平均粒子径が150nmの肥大化用酸基含有重合体ラテックスを得た。
〔製造例5〕
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−2)の製造:
製造例3で製造したジエン系ゴムラテックス100部(固形分換算)に、製造例4で製造した肥大化用酸基含有重合体ラテックス2.1部(固形分換算)を攪拌しながら添加し、さらに30分間攪拌を続け、肥大化ジエン系ゴムラテックスを得た。肥大化後のジエン系ゴムの質量平均粒子径は380nmであった。
次いで、試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機および攪拌装置を備えた反応器に、肥大化ジエン系ゴムラテックス(固形分換算)10部、アルケニルコハク酸ジカリウム0.3部、イオン交換水175部、アクリル酸n−ブチル40部、メタクリル酸アリル0.16部、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート0.08部、およびターシャリーブチルハイドロパーオキサイド0.1部の混合物を添加した。次いで、反応器内に窒素を流通させて、反応器内を窒素置換した後、60℃まで昇温した。内温が50℃となった時点で、硫酸第一鉄0.00015部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.00045部、ロンガリット0.24部、およびイオン交換水5部からなる水溶液を反応器内に添加して重合を開始させ、内温を75℃に上昇させた。さらにこの状態を1時間維持し、ポリ(メタ)アクリル酸エステルの重合を完結させ、肥大化ジエン系ゴムとアクリル酸n−ブチルゴムとからなるポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−2)ラテックスを得た。
〔製造例6〕
第1のグラフト重合体(A−2)の製造:
ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−1)ラテックスの代わりに、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S−2)ラテックスを用いたこと以外は製造例2と同様にして、第1のグラフト重合体(A−2)を得た。
〔製造例7〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)の製造:
エチレン−プロピレン−非共役ジエン重合体(EPDM)(エチレン単位70%、プロピレン単位27%、ジエン成分として5−エチリデンノルボルネン単位3%含有)100部、乳化剤としてオレイン酸カリウム3部、およびワックス状重合体(三井化学(株)製、酸変性α−オレフィン重合体、酸価33mgKOH/g、質量平均分子量2,000)15部を、同方向回転噛合型二軸押出機(池貝鉄工製、PCM−30型、L/D=40)に該二軸押出機に取り付けられたホッパーより4kg/時間の速度で供給した。これと同時に同押出機のベント部に設けられた供給口より水酸化カリウム20%水溶液を125g/時間で連続的に供給した。これらを加熱温度(シリンダー温度)190℃、スクリュー回転数250rpmで混練した後、同押出機先端に取り付けた冷却用一軸押出機に連続的に供給し、90℃まで冷却してから、取り出した。取り出した固体を温水に連続的に溶解し、分散させて、質量平均粒子径が390nmである、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)ラテックスを得た。このエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)のゲル含量を測定したところ、0%であった。
〔製造例8〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−2)の製造:
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機、温度計および攪拌装置を備えたステンレス製オートクレーブ内に、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)ラテックス100部(固形分換算)、ジビニルベンゼン3部、および重合開始剤(日本油脂(株)製、商品名「パーブチルC」)1部を仕込んだ。次いで、攪拌下で、オートクレーブ内を80℃に昇温し、30分間保持した後、さらに120℃に昇温して、攪拌下で2時間反応させて、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−2)ラテックスを得た。このエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−2)のゲル含量を測定したところ、15%であった。
〔製造例9〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−3)の製造:
重合開始剤の量を1.5部に変更したこと以外は製造例8と同様にして、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−3)ラテックスを得た。このエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−3)のゲル含量を測定したところ、30%であった。
〔製造例10〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−4)の製造:
重合開始剤の種類を、日本油脂(株)製、商品名「パーヘキサ3M」に変更したこと以外は製造例9と同様にして、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−4)ラテックスを得た。このエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−4)のゲル含量を測定したところ、70%であった。
〔製造例11〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−5)の製造:
重合開始剤の量を3部に変更したこと以外は製造例10と同様にしてエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−5)ラテックスを得た。このエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−5)のゲル含量を測定したところ、95%であった。
〔製造例12〕
第2のグラフト重合体(B−1)の製造:
試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機、温度計および攪拌装置を備えたガラス製反応器内に、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)ラテックス50部(固形分換算)、イオン交換水290部(エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体ラテックス中の水も含む)、オレイン酸ナトリウム0.3部、水酸化ナトリウム0.01部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.45部、硫酸第一鉄七水塩0.01部、およびデキストローズ0.57部を仕込み、内温を80℃に保った。
これに、アクリロニトリル15部、スチレン35部、クメンハイドロパーオキサイド0.5部、およびt−ドデシルメルカプタン0.1部からなる混合物、およびオレイン酸ナトリウム1.0部、水酸化ナトリウム0.1部、および水20部からなる水溶液を、各々別の供給口から200分かけて同時に滴下して重合を行った。この間、内温は80℃で一定に制御した。
滴下終了後、さらに30分間80℃のまま保持した後に冷却し、重合を終了して、第2のグラフト重合体(B−1)ラテックスを得た。これに、酸化防止剤(吉富製薬工業(株)製、アンテージW500)0.2部を添加し、製造例2と同様にして、AESグラフト重合体である第2のグラフト重合体(B−1)を回収した。
〔製造例13〕
第2のグラフト重合体(B−2)の製造:
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)をエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−2)に変更した以外は製造例12と同様にして、第2のグラフト重合体(B−2)を得た。
〔製造例14〕
第2のグラフト重合体(B−3)の製造:
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)をエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−3)に変更した以外は製造例12と同様にして、第2のグラフト重合体(B−3)を得た。
〔製造例15〕
第2のグラフト重合体(B−4)の製造:
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)をエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−4)に変更した以外は製造例12と同様にして、第2のグラフト重合体(B−4)を得た。
〔製造例16〕
第2のグラフト重合体(B−5)の製造:
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)をエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−5)に変更した以外は製造例12と同様にして、第2のグラフト重合体(B−5)を得た。
〔製造例17〕
熱可塑性樹脂(C−1)の製造:
撹拌機を備えたオートクレーブ内を充分に窒素置換した後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.003部、アクリロニトリル32部、スチレン39部、ベンゾイルパーオキサイド0.7部、t−ブチルパーオキシベンゾエート0.07部、リン酸カルシウム0.6部、t−ドデシルメルカプタン0.9部、イオン交換水120部を仕込み、撹拌しつつ内温を80℃まで昇温した。次いで、未反応のアクリロニトリルとスチレンの残存比を確認しながら、仕込み当初のアクリロニトリル/スチレン比率を保つようにスチレンを適時滴下し、アクリロニトリルとスチレンの合計が100部となった時点(すなわち、スチレン29部を滴下した時点)でスチレンの滴下を終了した。この滴下時間は9時間であった。その後、さらに2.5時間かけて120℃まで昇温し、この温度で2時間反応させた後、重合率が98%以上であることを確認し、未反応のスチレンおよびアクリロニトリルを脱揮回収して、熱可塑性樹脂(C−1)スラリーを得た。得られたスラリーを洗浄した後、脱水、乾燥して、熱可塑性樹脂(C−1)を得た。
なお、未反応のアクリロニトリルとスチレンの残存比および重合率はガスクロマトグラフィー(島津製作所製GC−14A)を用いて測定した。
〔製造例18〕
熱可塑性樹脂(C−2)の製造:
撹拌機を備えたオートクレーブ内を充分に窒素置換した後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.003部、アクリロニトリル41部、スチレン59部、ベンゾイルパーオキサイド0.7部、t−ブチルパーオキシベンゾエート0.07部、リン酸カルシウム0.6部、t−ドデシルメルカプタン0.9部、イオン交換水120部を仕込み、撹拌しつつ内温を80℃まで昇温し、この温度で8時間重合させた。その後、さらに2.5時間かけて120℃まで昇温し、この温度で2時間反応させた。そして、重合率が98%以上であることを確認し、未反応のスチレンおよびアクリロニトリルを脱揮回収して、熱可塑性樹脂(C−2)スラリーを得た。得られたスラリーを洗浄した後、脱水、乾燥して、熱可塑性樹脂(C−2)を得た。
〔製造例19〕
熱可塑性樹脂(C−3)の製造:
t−ドデシルメルカプタンの量を0.4部に変更したこと以外は製造例17と同様にして、熱可塑性樹脂(C−3)を得た。
〔製造例20〕
熱可塑性樹脂(C−4)の製造:
アクリロニトリルの量を30部、スチレンの量を70部に変更したこと以外は製造例18と同様にして、熱可塑性樹脂(C−4)を得た。
〔製造例21〕
熱可塑性樹脂(C−5)の製造:
アクリロニトリルの量を26部、スチレンの量を74部、t−ドデシルメルカプタンの量を0.3部に変更したこと以外は製造例18と同様にして、熱可塑性樹脂(C−5)を得た。
〔製造例22〕
熱可塑性樹脂(C−6)の製造:
アクリロニトリルの量を46部、スチレンの量を54部、t−ドデシルメルカプタンの量を0.3部に変更したこと以外は製造例18と同様にして、熱可塑性樹脂(C−6)を得た。
熱可塑性樹脂(C−1)〜(C−6)の単量体単位組成比、還元粘度、M/Mを以下のように測定した。また、アクリロニトリル単位−スチレン単位−アクリロニトリル単位の配列の比率を以下のように測定した。それらの結果を表1に示す。
[単量体単位組成比]
元素分析器(Yanaco製MT−6)および熱分解ガスクロマトグラフィー(島津製作所製熱分解装置付GC−14A)を用いて測定した。
[還元粘度]
アセトン可溶分0.2gを100cmのN,N―ジメチルホルムアルデヒドに溶解させた溶液の溶液粘度を、毛細管式自動粘度計(柴山科学製 SS−500−L2)を用いて25℃で測定して求めた。
[M/M
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー製 HLC8020)を用い、テトラヒドロフラン溶媒にて、ポリスチレン換算の質量平均分子量Mと数平均分子量Mを測定し、これらよりM/Mを求めた。
[アクリロニトリル単位−スチレン単位−アクリロニトリル単位の配列の比率]
熱可塑性樹脂50mgをd−DMSO溶媒0.6mlに溶かし、測定温度100℃の条件でNMR測定器(ヴァリアン製INOVA500)により、内部標準としてテトラメチルシランを用い、13C−NMRを測定した。そして、140〜146ppmの範囲のピークを、芳香族ビニル系単量体単位を中心とする配列の全量として帰属してピーク面積Xを測定し、140〜142ppmの範囲のピークを(シアン化ビニル系単量体単位)−(芳香族ビニル系単量体単位)−(シアン化ビニル系単量体単位)の配列として帰属してピーク面積Yを測定した。そして、Y/Xの式により、アクリロニトリル単位−スチレン単位−アクリロニトリル単位の配列の比率を求めた。
Figure 0004908069
表1中、
ANは、アクリロニトリル、
STは、スチレン、
αMSTは、α−メチルスチレン、
N−PMIは、N−フェニルマレイミド
のことである。
〔製造例23〕
マレイミド系共重合体(M−1)の製造:
撹拌装置を備えた20リットルの重合反応器を窒素置換した後、該重合反応器に、アクリロニトリル19部、スチレン52部、N−フェニルマレイミド29部からなる混合液と、メチルエチルケトン30部、重合開始剤として1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)0.103部からなる混合液とを別々の配管から重合反応器に連続的に滴下供給した。重合温度100℃および滞留時間90分の条件の下で共重合反応を行った。次いで、この反応により得られた重合反応液を、重合反応器の底部に備えたギヤポンプにより連続的に抜き取り、その重合反応液を150℃に保持した熱交換機にて約20分滞在させた。その後、バレル温度230℃に制御した2ベントタイプの30mm二軸押出機に導入し、その二軸押出機における大気圧の第1のベント部と、0.0027MPaの第2のベント部とで、揮発成分を脱揮した。そして、脱揮したペレタイザーにてペレット化して、マレイミド系共重合体(M−1)のペレットを得た。
〔製造例24〕
マレイミド系共重合体(M−2)の製造:
アクリロニトリルの量を22部、スチレンの量を55部、N−フェニルマレイミドの量を23部、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)の量を0.152部に変更したこと以外は製造例23と同様にして、マレイミド系共重合体(M−2)のペレットを得た。
〔製造例25〕
マレイミド系共重合体(M−3)の製造:
アクリロニトリルの量を15部、スチレンの量を54部、N−フェニルマレイミドの量を31部に変更したこと以外は製造例23と同様にして、マレイミド系共重合体(M−3)のペレットを得た。
〔製造例26〕
マレイミド系共重合体(M−4)の製造:
撹拌機を備えたオートクレーブ内を充分に窒素置換した後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.003部、アクリロニトリル28部、スチレン26部、α−メチルスチレン36部、N−フェニルマレイミド10部、ベンゾイルパーオキサイド0.7部、t−ブチルパーオキシベンゾエート0.07部、リン酸カルシウム0.6部、t−ドデシルメルカプタン0.4部、イオン交換水120部を仕込んだ。次いで、撹拌しつつ内温を80℃まで昇温し、この温度で8時間重合させた。その後、さらに2.5時間かけて120℃まで昇温し、この温度で2時間反応させた。重合率が98%であることを確認した後、未反応の単量体を脱揮回収して、マレイミド系共重合体(M−4)スラリーを得た。得られたスラリーを洗浄した後、脱水、乾燥して、マレイミド系共重合体(M−4)を得た。
〔製造例27〕
マレイミド系共重合体(M−5)の製造:
アクリロニトリルの量を32部、スチレンの量を24部、α−メチルスチレンの量を36部、N−フェニルマレイミドの量を8部に変更したこと以外は製造例26と同様にして、マレイミド系共重合体(M−5)を得た。
マレイミド系共重合体(M−1)〜(M−5)の単量体単位組成比、還元粘度、M/Mを熱可塑性樹脂(C−1)〜(C−6)と同様に測定した。それらの結果を表1に示す。
〔製造例28〕
ABSグラフト重合体(D)の製造:
1,3−ブタジエン100部、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.2部、t−ドデシルメルカプタン0.2部、オレイン酸カリウム0.5部、デキストローズ0.3部、無水硫酸ナトリウム0.18部、水酸化ナトリウム0.02部、および蒸留水195部を50リットルのオートクレーブに仕込み、激しく撹拌しながら55℃まで昇温した。これにピロリン酸ナトリウム0.5部、硫酸第一鉄0.005部、および蒸留水5部を投入し、55℃で50時間かけて重合を行い、重合転化率98%、質量平均粒子径0.3μmの共役ジエン系ゴム質重合体ラテックスを得た。
次いで、試薬注入容器、冷却管、ジャケット加熱機、温度計および攪拌装置を備えたガラス製反応器内に、共役ジエン系ゴム質重合体ラテックス50部(固形分換算)、アクリロニトリル15部およびスチレン35部、イオン交換水180部(共役ジエン系ゴム質重合体ラテックス中の水も含む)、オレイン酸ナトリウム0.3部、水酸化ナトリウム0.01部、クメンハイドロパーオキサイド0.2部、t−ドデシルメルカプタン0.1部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.45部、硫酸第一鉄七水塩0.01部、およびデキストローズ0.57部を仕込み、2時間にわたり内温を60℃に保ち、乳化重合法でグラフト重合体(D)ラテックスを得た。これに、酸化防止剤(吉富製薬工業(株)製、アンテージW500)0.2部を添加し、製造例2と同様にしてABSグラフト重合体(D)を回収した。
(実施例1〜10,12,14〜17および参考例11,13、比較例1〜17)熱可塑性樹脂組成物の製造及び評価
上述した製造例により得た第1のグラフト重合体、第2のグラフト重合体、熱可塑性樹脂、マレイミド系共重合体を、表2〜5に示す配合で配合した上で、ステアリン酸バリウム0.3部と、エチレンビスステアリルアミド0.4部と、カーボンブラック(三菱化学(株)製、#960)0.8部とを添加し、これらをヘンシェルミキサーにより混合したて混合物を得た。この混合物を240℃に加熱した脱気式二軸押出機(池貝鉄工(株)製、PCM−30)に供給し、混練して、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
該ペレットを用いて以下の評価を行った。評価結果を表2〜5に示す。
(1)成形性(MVR(メルトボリュームフローレート)測定):
ISO1133に準拠した方法で行った。
(2)耐衝撃性(シャルピー衝撃試験の測定):
ISO179に準拠した方法で行った。
(3)耐熱性:
ISO179に準拠した方法で行った。
(4)耐候性
サンシャインウェザーメーター(スガ試験機(株)製)を用い、上記射出成形により得た板を、ブラックパネル温度;63℃、サイクル条件;60分(降雨:12分)の環境下に1000時間暴露した。そして、スガ試験機(株)製、デジタル変角光沢計「UGV−5D」を用いて、1000時間の暴露前後の板の光沢を測定し、下記式で表される光沢保持率(%)を求めた。
光沢保持率(%)=(暴露後の板の光沢)/(暴露前の板の光沢)×100
そして、光沢保持率を下記基準で判定した。
○:80%以上であり、耐候性に優れていた。
×:80%以下であり、耐候性が低かった。
(5)外観:
熱可塑性樹脂組成物を用い、射出成形機により100mm×100mm×3mmの板を成形した。そして、得られた板のゲート付近に発生したフローマークを目視にて観察し、下記基準にて評価した。
○○○:全くフローマークが見られなかった。
○○:わずかにフローマークが見られなかった。
○:フローマークが見られたが、実用上問題のない範囲である。
×:フローマークが多数見られた。
(6)発色性
上記射出成形により得た100mm×100mm×3mmの板をミノルタ製測色計CM−508Dを用いてL*を測定し、下記基準にて評価した。
○○○:L*≦3(優)
○○:3<L*≦5(良)
○:5<L*≦8(可)
×:8<L*(不可)
Figure 0004908069
Figure 0004908069
Figure 0004908069
Figure 0004908069
実施例および比較例の結果から、次のことが明らかとなった。
特定の第1のグラフト重合体(A)と第2のグラフト重合体(B)と熱可塑性樹脂(C)とマレイミド系共重合体を含有する実施例1〜10,12,14〜17および参考例11,13の熱可塑性樹脂組成物は成形性に優れ、その熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は、いずれも高い耐衝撃性、耐熱性、耐候性、外観、発色性を示した。
第1のグラフト重合体(A)および第2のグラフト重合体を含まない比較例1の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は耐候性が低かった。
第2のグラフト重合体(B)を含まない比較例2,3の熱可塑性樹脂組成物は、成形性が低かった。
第1のグラフト重合体(C)を含まない比較例4〜8の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は、外観が不充分であり、発色性が低かった。
第1のグラフト重合体(A)の代わりにグラフト重合体(D)を含んだ比較例9の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は、耐候性が低かった。
ゲル含量が1質量%未満のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−1)を用いたAESグラフト重合体を含むが、ゲル含量が1〜85質量%のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体を含まない比較例10,12の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は、外観が不充分であり、発色性が低かった。
ゲル含量が85質量%を超えたエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E−5)を用いたAESグラフト重合体を含むが、ゲル含量が1〜85質量%のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体を含まない比較例11,13の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は、外観が不充分であり、発色性が低かった。
熱可塑性樹脂のシアン化ビニル系単量体単位含有量が30%未満であった比較例14の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品、熱可塑性樹脂のシアン化ビニル系単量体単位含有量が45%を超えていた比較例15の熱可塑性樹脂組成物から得た成形品は、外観が不充分であり、発色性が低かった。

Claims (2)

  1. ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)20〜80質量%に、芳香族ビニル系単量体、アクリル系単量体およびシアン化ビニル系単量体から選ばれる1種以上からなる第1の原料単量体80〜20質量%がグラフト重合してなる第1のグラフト重合体(A)と、
    ゲル含量が1〜85質量%のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)20〜80質量%に、芳香族ビニル系単量体、アクリル系単量体およびシアン化ビニル系単量体から選ばれる1種以上からなる第2の原料単量体80〜20質量%がグラフト重合してなる第2のグラフト重合体(B)と、
    芳香族ビニル系単量体単位およびシアン化ビニル系単量体単位を含有し、シアン化ビニル系単量体単位の含有量が30〜45質量%である熱可塑性樹脂(C)と、
    マレイミド系単量体単位7〜85質量%および芳香族ビニル系単量体単位93〜15質量%を含有するマレイミド系共重合体(M)10〜50質量部とを含む熱可塑性樹脂組成物であって、
    ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)とエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)との合計の含有量は、熱可塑性樹脂組成物(100質量%)中の5〜50質量%であり、
    ポリ(メタ)アクリル酸エステル系ゴム質重合体(S)とエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)との合計を100質量%とした際の、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム質重合体(E)の含有量が3〜85質量%であり、
    前記熱可塑性樹脂(C)は、芳香族ビニル系単量体単位の両隣にシアン化ビニル系単量体単位が配置された配列を全芳香族ビニル系単量体単位に対して40〜60%含むことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
  2. 請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品。
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