JP5242093B2 - 熱可塑性樹脂組成物及び成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物及び成形品 Download PDF

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Description

本発明は、耐薬品性、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れた熱可塑性樹脂組成物、並びに、この熱可塑性樹脂組成物からなる成形品に関する。
自動車等の車両内装用成形品の原料樹脂としては、従来、ABS系樹脂が広く用いられてきた。ABS系樹脂は非晶性であり、耐熱性、剛性、寸法精度等が優れているが、長期間の使用により樹脂が劣化し、機械的強度が低下する問題があった。例えば、気温の高い時季には、車内の温度が上昇し、成形品の変形が発生することがあり、耐熱性が十分ではなかった。また、成形品に人体、例えば、指が触れると、皮脂あるいはクリーム類が成形品にしみ込み、機械的強度の低下、変色等が発生し、耐薬品性が十分でなかった。
ABS系樹脂を用い、耐薬品性を改良した樹脂組成物が、各種開示されている。特許文献1には、ゴム強化スチレン系樹脂と、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素三元共重合体とを含有する熱可塑性樹脂組成物が開示されている。また、特許文献2には、ゴム強化ビニル系樹脂と、互いにMFR値の異なる2種以上のエチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体とを含有する熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
特開平9−87484号公報 特開2003−327779号公報
上記特許文献1及び2の組成物は、いずれも耐薬品性に優れた成形品を与えることができるが、車両内装用成形品の成形材料として用いると、耐薬品性及び耐熱性が未だ十分ではなく、更なる改良が求められている。また、多点ゲート方式を利用した射出成形法によりウェルド部を有する成形品を製造すると、ウェルド部の強度が十分でない場合があった。
本発明の目的は、耐薬品性、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れ、ウェルド部が破断しにくい成形品を形成することができる熱可塑性樹脂組成物、並びに、この熱可塑性樹脂組成物からなる成形品を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意研究した結果、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たゴム強化共重合樹脂を含むゴム強化樹脂と、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体と、ポリテトラフルオロエチレンと、変性ポリオレフィンとを含有する組成物が、耐薬品性、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れ、ウェルド部が破断しにくい成形品を形成することができたことを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下に示される。
1.〔A〕ゴム強化樹脂と、〔B〕エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体と、〔C〕ポリテトラフルオロエチレンと、〔D〕カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ基及びシアノ基から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する変性オレフィン系樹脂とを含有する組成物であって、上記ゴム強化樹脂〔A〕が、ジエン系重合体又はアクリル系ゴムからなるゴム質重合体(a)の存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むビニル系単量体(b1)を重合して得られたゴム強化共重合樹脂(A1)、又は、該ゴム強化共重合樹脂(A1)、及び、芳香族ビニル化合物と、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物から選ばれた少なくとも1種とを含むビニル系単量体(b2)の共重合体(A2)の混合物、からなる樹脂であり、上記変性オレフィン系樹脂〔D〕は、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂の存在下、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物からなる単量体を重合して得られたグラフト共重合体であり、上記エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体〔B〕及び上記ポリテトラフルオロエチレン〔C〕の含有量は、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量部に対し、それぞれ、0.5〜20質量部及び0.01〜5質量部であり、上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の含有量が、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量部に対し、0.05〜15質量部であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
2.上記エポキシ基を有するオレフィン系樹脂は、エポキシ基を有する不飽和化合物からなる単位の含有量が、該樹脂を構成する単量体単位の全量に対して、3〜30質量%の樹脂である上記1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
3.上記ゴム強化樹脂〔A〕が、α−メチルスチレンからなる単位、及び/又は、マレイミド系化合物からなる単位を含む上記1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
4.上記α−メチルスチレンからなる単位、及び、上記マレイミド系化合物からなる単位の合計量は、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量%に対し、3〜60質量%である上記3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
5.上記ゴム質重合体(a)の含有量が、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量%に対し、5〜40質量%である上記1乃至4のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
6.上記ジエン系重合体の体積平均粒子径が100〜800nmである上記1乃至5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
7.上記アクリル系ゴムの体積平均粒子径が、50〜150nmである上記1乃至5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
8.曲げ歪み2%の応力下で、フタル酸ジオクチルを塗布した際に、クラックが発生するまでの時間が60分以上である上記1乃至のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
.上記1乃至のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする成形品。
10.車両部品用である上記に記載の成形品。
本発明の熱可塑性樹脂組成物によれば、耐薬品性、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れ、多点ゲート方式を利用した射出成形法により、ウェルド部が破断しにくい成形品を形成することができる。
上記ゴム強化樹脂〔A〕が、α−メチルスチレンからなる単位、及び/又は、マレイミド系化合物からなる単位を含む場合には、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、特に耐薬品性及び耐熱性に優れる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物が、変性オレフィン系樹脂〔D〕を含有するので、ゴム強化樹脂〔A〕、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体〔B〕、及び、ポリテトラフルオロエチレン〔C〕の混和性が向上し、多点ゲート方式を利用した射出成形法等により形成されたウェルド部が破断しにくい成形品を形成することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品は、耐薬品性、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れ、多点ゲート方式を利用した射出成形法等により形成されたウェルド部において、十分な機械的強度を有する。従って、本発明の成形品は、車両部品、特に内装用車両部品に好適である。
以下、本発明を詳しく説明する。
尚、本発明において、「(共)重合」とは、単独重合及び共重合を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを意味する。
1.熱可塑性樹脂組成物
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、ゴム強化樹脂〔A〕(以下、「成分〔A〕」ともいう。)と、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体〔B〕(以下、「成分〔B〕」ともいう。)と、ポリテトラフルオロエチレン〔C〕(以下、「成分〔C〕」ともいう。)と、エポキシ基を有する変性オレフィン系樹脂〔D〕とを含有する組成物であって、上記ゴム強化樹脂〔A〕が、ジエン系重合体又はアクリル系ゴムからなるゴム質重合体(a)の存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むビニル系単量体(b1)を重合して得られたゴム強化共重合樹脂(A1)、又は、該ゴム強化共重合樹脂(A1)、及び、芳香族ビニル化合物と、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物から選ばれた少なくとも1種とを含むビニル系単量体(b2)の共重合体(A2)の混合物、からなる樹脂であり、上記変性オレフィン系樹脂〔D〕は、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂の存在下、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物からなる単量体を重合して得られたグラフト共重合体であり、上記エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体〔B〕及び上記ポリテトラフルオロエチレン〔C〕の含有量が、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量部に対し、それぞれ、0.5〜20質量部及び0.01〜5質量部であり、上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の含有量が、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量部に対し、0.05〜15質量部であることを特徴とする。
1−1.ゴム強化樹脂〔A〕
この成分〔A〕は、ジエン系重合体又はアクリル系ゴムからなるゴム質重合体(a)の存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むビニル系単量体(b1)を重合して得られたゴム強化共重合樹脂(A1)、又は、このゴム強化共重合樹脂(A1)と、芳香族ビニル化合物と、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物から選ばれた少なくとも1種とを含むビニル系単量体(b2)の共重合体(A2)とよりなる混合物、からなるものである。
上記ゴム質重合体(a)は、室温でゴム質であれば、単独重合体であってよいし、共重合体であってもよい。また、このゴム質重合体(a)は、非架橋重合体であってよいし、架橋重合体であってもよい。ジエン系重合体又はアクリル系ゴムは、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。
上記ジエン系重合体(以下、「ジエン系ゴム質重合体(a1)」ともいう。)としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等の単独重合体;スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体等のスチレン・ブタジエン系共重合体ゴム;スチレン・イソプレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・イソプレン共重合体等のスチレン・イソプレン系共重合体ゴム;天然ゴム等が挙げられる。尚、上記各共重合体は、ブロック共重合体でもよいし、ランダム共重合体でもよい。上記ジエン系重合体は、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。
上記アクリル系ゴム(アクリル系ゴム質重合体)としては、アクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルを含む単量体からなる(共)重合体であれば、特に限定されない。
上記単量体は、アクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましく、なかでも、アルキル基の炭素数が1〜12のアクリル酸アルキルエステルを含むことが特に好ましい。
このアクリル酸アルキルエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等が挙げられる。これらの化合物のうち、アクリル酸n−ブチル及びアクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。また、これらのアクリル酸アルキルエステルは、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。
上記アクリル系ゴム質重合体は、上記アクリル酸アルキルエステルの1種を用いてなる単独重合体であってよいし、2種以上を用いてなる共重合体であってもよい。また、アクリル酸アルキルエステルの1種以上と、このアクリル酸アルキルエステルと共重合可能な化合物の1種以上とを用いてなる共重合体であってもよい。
上記アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な化合物としては、特に限定されず、メタクリル酸アルキルエステル、単官能性芳香族ビニル化合物、単官能性シアン化ビニル化合物、ジエン化合物、多官能性ビニル化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いてもよい。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の形成に用いるゴム質重合体(a)の形状は、特に限定されないが、粒子状である場合、その体積平均粒子径は、好ましくは30〜2,000nmであり、より好ましくは100〜1,500nm、更に好ましくは200〜1,000nmである。体積平均粒子径が小さすぎると、本発明の組成物及びそれを含む成形品の耐衝撃性が劣る傾向にある。一方、大きすぎると、成形品の表面外観性が劣る傾向にある。尚、上記体積平均粒子径は、レーザー回折法、光散乱法等により測定することができる。
上記ゴム質重合体(a)が、乳化重合により得られた粒子状である場合、体積平均粒子径が上記範囲内にあるものであれば、例えば、特開昭61−233010号公報、特開昭59−93701号公報、特開昭56−167704号公報等に記載されている方法等の公知の方法により肥大化したものを用いることもできる。
本発明において、ゴム強化樹脂〔A〕を構成するゴム質重合体(a)の好ましい形態は、以下の通りである。
[i]ゴム質重合体(a)が1種のみのゴム質重合体であり、該ゴム質重合体の体積平均粒子径が30〜2,000nmである態様。このゴム質重合体(a)は、ジエン系ゴム質重合体(a1)及びアクリル系ゴムのいずれでもよい。
[ii]ゴム質重合体(a)がジエン系ゴム質重合体(a1)であり、該ジエン系ゴム質重合体(a1)の体積平均粒子径が100〜800nmである態様。
[iii]ゴム質重合体(a)がアクリル系ゴムであり、アクリル系ゴムの体積平均粒子径が50〜150nmである態様。
[iv]ゴム質重合体(a)が、体積平均粒子径が100〜800nm、好ましくは150〜600nmであるゴム質重合体(a’)と、体積平均粒子径が50〜150nm、好ましくは70〜120nm、より好ましくは80〜110nmであるゴム質重合体(a")とからなり、該ゴム質重合体(a’)及び該ゴム質重合体(a")の含有割合は、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、好ましくは10〜70質量%及び30〜90質量%、より好ましくは20〜60質量%及び40〜80質量%、更に好ましくは25〜55質量%及び45〜75質量%である態様。ゴム質重合体(a’)としては、ジエン系ゴム質重合体(a1)が好ましい。また、ゴム質重合体(a")としては、アクリル系ゴム質重合体が好ましい。
上記ゴム質重合体(a)として、ジエン系ゴム、アクリル系ゴムを製造する方法としては、平均粒子径の調整等を考慮し、乳化重合が好ましい。この場合、平均粒子径は、乳化剤の種類及びその使用量、開始剤の種類及びその使用量、重合時間、重合温度、攪拌条件等の製造条件を選択することにより調整することができる。また、上記体積平均粒子径(粒子径分布)の他の調整方法としては、異なる粒子径を有するゴム質重合体(a)の2種類以上をブレンドする方法でもよい。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の形成に用いられるビニル系単量体(b1)は、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含み、更に、(メタ)アクリル酸エステル化合物、マレイミド系化合物、酸無水物等を用いることができる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いてもよい。
上記芳香族ビニル化合物としては、少なくとも1つのビニル結合と、少なくとも1つの芳香族環とを有する化合物であれば、特に限定されることなく用いることができる。その例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、β−メチルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、フルオロ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。また、これらのうち、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましい。
上記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。また、これらのうち、アクリロニトリルが好ましい。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル等が挙げられる。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。また、これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
上記マレイミド系化合物としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)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。また、これらのうち、N−フェニルマレイミドが好ましい。尚、マレイミド系化合物からなる単位を導入する他の方法としては、例えば、無水マレイン酸を共重合し、その後イミド化する方法でもよい。
上記酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。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。
また、上記化合物以外に、必要に応じて、ヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ基、アミド基、カルボキシル基、オキサゾリン基等の官能基を有するビニル系化合物を用いることができる。例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、ヒドロキシスチレン、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、N,N−ジエチル−p−アミノメチルスチレン、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−オキシシクロヘキシル、ビニルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メタクリルアミド、アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、ビニルオキサゾリン等が挙げられる。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。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の形成に用いるビニル系単量体(b1)としては、下記の組み合わせの化合物を主として用いることが好ましい。
(1)芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物。
(2)芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物。
上記態様(1)において、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物の使用割合は、これらの合計量を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは50〜97質量%及び3〜50質量%であり、より好ましくは55〜95質量%及び5〜45質量%である。
また、上記態様(2)において、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物の使用割合は、これらの合計量を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは50〜96質量%、3〜49質量%及び1〜50質量%であり、より好ましくは50〜90質量%、5〜45質量%及び5〜45質量%である。
上記態様(1)及び(2)において、上記芳香族ビニル化合物として、α−メチルスチレンを用いる場合、上記芳香族ビニル化合物中のα−メチルスチレンの含有量は、好ましくは10〜100質量%、より好ましくは20〜90質量%である。
尚、上記態様(1)及び(2)において、更に他の単量体を併用してもよい。また、これらは、単独であるいは組み合わせて用いることができる。
上記のように、ゴム強化樹脂〔A〕を構成するゴム質重合体(a)の好ましい形態は、[i]〜[iv]である。従って、ゴム質重合体(a)及びビニル系単量体(b1)を用いてなるゴム強化共重合樹脂(A1)は、上記態様[i]、[ii]、[iii]又は[iv]と、上記態様(1)又は(2)との組合せにより得られた樹脂であることが好ましい。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)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。
前述のように、上記成分〔A〕は、ゴム強化共重合樹脂(A1)のみであってもよく、ゴム強化共重合樹脂(A1)と、ビニル系単量体(b2)の重合によって得られた共重合体(A2)とよりなる混合物であってもよい。このビニル系単量体(b2)としては、芳香族ビニル化合物と、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物から選ばれた少なくとも1種とを用いることができる。従って、上記共重合体(A2)は、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の形成に用いたビニル系単量体(b1)と全く同じ組成の化合物をビニル系単量体(b2)として重合して得られた重合体であってもよいし、異なる組成で同じ種類の単量体を重合して得られた重合体であってもよいし、更には、異なる組成で異なる種類の単量体を重合して得られた重合体であってもよい。これらの各重合体が2種以上含まれるものであってもよい。
上記共重合体(A2)は、ビニル系単量体(b2)の重合によって得られた共重合体であり、好ましい態様は、下記(3)〜()に例示される。
)芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を重合して得られた共重合体の1種以上。
)芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物及び(メタ)アクリル酸エステル化合物を重合して得られた共重合体の1種以上。
)芳香族ビニル化合物及びマレイミド系化合物を重合して得られた共重合体の1種以上。
)芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物を重合して得られた共重合体の1種以上。
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。
上記態様(3)〜()において、上記芳香族ビニル化合物として、α−メチルスチレンを用いる場合、上記芳香族ビニル化合物中のα−メチルスチレンの含有量は、好ましくは10〜100質量%、より好ましくは20〜90質量%である。
尚、各単量体は、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の形成に用いられる化合物を適用でき、好ましい化合物も同様である。また、上記共重合体(A2)共重合体である、各単量体の使用割合は、特に限定されない。
従って、上記共重合体(A2)の具体例としては、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・α−メチルスチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・α−メチルスチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・メタクリル酸メチル共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体、スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体、アクリロニトリル・スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体等が挙げられる。
本発明においては、特に、優れた耐薬品性及び耐熱性を得るために、上記成分〔A〕が、ゴム強化共重合樹脂(A1)のみからなる場合、及び、このゴム強化共重合樹脂(A1)と、共重合体(A2)とからなる場合、のいずれにおいても、α−メチルスチレンからなる単位、及び/又は、マレイミド系化合物からなる単位を含むことが好ましい。これらの単位の合計量の下限値は、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量%に対して、好ましくは3質量%、より好ましくは3質量%超え、更に好ましくは5質量%超え、特に好ましくは10質量%超えである。また、上限値は、好ましくは70質量%、より好ましくは70質量%未満、更に好ましくは65質量%未満、特に好ましくは60質量%未満である。上記範囲にあると、表面硬度が高く、耐傷付き性に優れるため、薬品、化粧品等がしみ込むことによる機械的強度の低下が抑制され、耐薬品性が高度に発揮される。
従って、上記成分〔A〕が、ゴム強化共重合樹脂(A1)のみからなる場合、上記ビニル系単量体(b1)は、α−メチルスチレン及びマレイミド系化合物の少なくとも一方を含むことが好ましい。
また、上記成分〔A〕が、ゴム強化共重合樹脂(A1)と、共重合体(A2)とからなる場合、上記のビニル系単量体(b1)及び(b2)の少なくとも一方に、α−メチルスチレン及びマレイミド系化合物の少なくとも一方を含むことが好ましい。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)のグラフト率は、好ましくは10〜200質量%、より好ましくは15〜150質量%、更に好ましくは20〜150質量%である。上記ゴム強化共重合樹脂(A1)のグラフト率が10質量%未満では、本発明の組成物及びそれを含む成形品の表面外観性及び耐衝撃性が低下することがある。また、200質量%を超えると、成形加工性が劣る。
ここで、グラフト率とは、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)1グラム中のゴム成分をxグラム、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)1グラムをアセトン(但し、ゴム質重合体(a)がアクリル系ゴムである場合には、アセトニトリルを使用。)に溶解させた際の不溶分をyグラムとしたときに、次式により求められる値である。
グラフト率(質量%)={(y−x)/x}×100
また、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)のアセトン(但し、ゴム質重合体(a)がアクリル系ゴムである場合には、アセトニトリルを使用。)による可溶成分の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃で測定)は、好ましくは0.1〜1.0dl/g、更に好ましくは0.2〜0.9dl/g、特に好ましくは0.3〜0.7dl/gである。この範囲とすることにより、成形加工性に優れ、本発明の組成物及びそれを含む成形品の耐衝撃性も優れる。
尚、上記のグラフト率及び極限粘度[η]は、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)を製造するときに用いられる、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤、溶剤等の種類や量、更には重合時間、重合温度等を変えることにより、容易に制御することができる。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)が、上記のように、ゴム質重合体(a’)及び(a")を含む場合には、ゴム強化樹脂〔A〕は、ゴム質重合体(a’)、好ましくはジエン系ゴム質重合体(a1)の存在下、ビニル系単量体(b1)を重合して得られたゴム強化共重合樹脂(A1’)と、ゴム質重合体(a")、好ましくはアクリル系ゴムの存在下、ビニル系単量体(b1)を重合して得られたゴム強化共重合樹脂(A1")とを含有する樹脂であることが好ましい。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1’)のグラフト率は、好ましくは10〜200質量%、更に好ましくは20〜150質量%、特に好ましくは30〜100質量%である。また、アセトン可溶成分の極限粘度は、好ましくは0.1〜1.0dl/g、更に好ましくは0.2〜0.9dl/g、特に好ましくは0.3〜0.8dl/gである。
一方、上記ゴム強化共重合樹脂(A1")のグラフト率は、好ましくは20〜150質量%、更に好ましくは30〜120質量%、特に好ましくは40〜100質量%である。また、アセトン可溶成分の極限粘度は、好ましくは0.1〜1.0dl/g、更に好ましくは0.2〜0.9dl/g、特に好ましくは0.3〜0.8dl/gである。
尚、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)は、ゴム質重合体(a’)及び(a")の併存下に、ビニル系単量体(b1)を重合して得られた樹脂であってもよい。
次に、ゴム強化共重合樹脂(A1)及び共重合体(A2)の製造方法について説明する。
上記ゴム強化共重合樹脂(A1)は、ゴム質重合体(a)の存在下に、ビニル系単量体(b1)を、好ましくは乳化重合、溶液重合、塊状重合することにより、製造することができる。
尚、ゴム強化共重合樹脂(A1)の製造の際には、ゴム質重合体(a)及びビニル系単量体(b1)は、反応系において、ゴム質重合体(a)全量の存在下に、ビニル系単量体(b1)を一括添加してもよいし、分割又は連続添加してもよい。また、これらを組み合わせた方法でもよい。更に、ゴム質重合体(a)の全量又は一部を、重合途中で添加して重合してもよい。
ゴム強化共重合樹脂(A1)を100質量部製造する場合、ゴム質重合体(a)の使用量は、好ましくは5〜80質量部、より好ましくは10〜70質量部、更に好ましくは15〜60質量部である。また、ビニル系単量体(b1)の使用量は、好ましくは20〜95質量部、より好ましくは30〜90質量部、更に好ましくは40〜85質量部である。
乳化重合によりゴム強化共重合樹脂(A1)を製造する場合には、重合開始剤、連鎖移動剤(分子量調節剤)、乳化剤、水等が用いられる。
上記重合開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼ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等の有機過酸化物と、含糖ピロリン酸処方、スルホキシレート処方等の還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤;過硫酸カリウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド(BPO)、ラウロイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシラウレイト、tert−ブチルパーオキシモノカーボネート等の過酸化物等が挙げられる。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。更に、上記重合開始剤は、反応系に一括して又は連続的に添加することができる。また、上記重合開始剤の使用量は、上記ビニル系単量体(b1)全量に対し、通常、0.1〜1.5質量%、好ましくは0.2〜0.7質量%である。
上記連鎖移動剤としては、オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、tert−テトラデシルメルカプタン等のメルカプタン類、ターピノーレン、α−メチルスチレンのダイマー等が挙げられる。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。上記連鎖移動剤の使用量は、上記ビニル系単量体(b1)全量に対して、通常、0.05〜2.0質量%である。
乳化重合の場合に使用する乳化剤としては、高級アルコールの硫酸エステル、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪族スルホン酸塩、高級脂肪族カルボン酸塩、リン酸系等のアニオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルエーテル型等のノニオン系界面活性剤等が挙げられる。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。上記乳化剤の使用量は、上記ビニル系単量体(b1)全量に対して、通常、0.3〜5.0質量%である。
乳化重合により得られたラテックスは、通常、凝固剤により凝固させ、重合体成分を粉末状とし、その後、これを水洗、乾燥することによって精製される。この凝固剤としては、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム等の無機塩;硫酸、塩酸等の無機酸;酢酸、乳酸等の有機酸等が用いられる。
尚、複数のゴム強化共重合樹脂(A1)を併用する場合には、各樹脂を製造した後、混合してもよいが、他の方法として、各樹脂を各々含むラテックスを混合し、その後、凝固する等により、混合されたゴム強化共重合樹脂(A1)とすることができる。
溶液重合及び塊状重合によるゴム強化共重合樹脂(A1)の製造方法は、公知の方法を適用することができる。
上記共重合体(A2)は、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の製造に適用される重合開始剤等を用いて、ビニル系単量体(b2)を、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等で重合することにより、あるいは、重合開始剤を用いない熱重合により、製造することができる。また、これらの重合方法を組み合わせてもよい。
上記共重合体(A2)の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃で測定)は、好ましくは0.1〜1.0dl/g、より好ましくは0.15〜0.7dl/gである。極限粘度[η]が上記範囲内であると、成形加工性と耐衝撃性との物性バランスに優れる。尚、この共重合体(A2)の極限粘度[η]は、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の場合と同様、製造条件を調整することにより制御することができる。
上記成分〔A〕のアセトン(但し、ゴム質重合体(a)がアクリル系ゴムである場合には、アセトニトリルを使用。)による可溶成分の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃で測定)は、好ましくは0.1〜0.8dl/g、より好ましくは0.15〜0.7dl/gである。極限粘度[η]が上記範囲内であると、成形加工性と耐衝撃性との物性バランスに優れる。
上記成分〔A〕が、ゴム強化共重合樹脂(A1)である場合、及び、ゴム強化共重合樹脂(A1)と、共重合体(A2)との混合物からなる場合のいずれにおいても、上記ゴム強化樹脂〔A〕中のゴム質重合体(a)の含有量の下限値は、好ましくは5質量%、より好ましくは5質量%超え、更に好ましくは10質量%超え、特に好ましくは12質量%超えであり、上限値は、好ましくは40質量%、より好ましくは40質量%未満、更に好ましくは30質量%未満、特に好ましくは22質量%未満である。上記ゴム質重合体(a)の含有量がこの範囲にあれば、成形加工性に優れ、本発明の組成物を含む成形品の耐衝撃性及び耐熱性に優れる。上記ゴム質重合体(a)の含有量が多すぎると、成形加工性及び耐熱性が劣る傾向にある。
1−2.エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体〔B〕
この成分〔B〕は、エチレン単位(以下、「単位(t1)」という。)と、(メタ)アクリル酸エステルからなる単位(以下、「単位(t2)」という。)と、一酸化炭素からなる単位(以下、「単位(t3)」という。)とを含む共重合体である。
上記単位(t1)の含有量は、上記成分〔B〕100質量%に対し、好ましくは10〜87質量%、より好ましくは40〜80質量%である。また、上記単位(t2)の含有量は、上記成分〔B〕100質量%に対し、好ましくは10〜57質量%、より好ましくは15〜40質量%である。更に、上記単位(t3)の含有量は、上記成分〔B〕100質量%に対し、好ましくは3〜40質量%、より好ましくは5〜20質量%である。
尚、上記単位(t2)を形成する(メタ)アクリル酸エステルとしては、炭素数1〜4の化合物が好ましく、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。これらのうち、メタクリル酸メチル及びアクリル酸n−ブチルが特に好ましい。
上記成分〔B〕のMFR(JIS K7210に準拠、温度;200℃、荷重;19.6N)は、好ましくは1〜150g/10分、より好ましくは3〜130g/10分である。この範囲の成分〔B〕を用いることにより、耐薬品性に優れ、層状剥離等の不良現象を抑制することができる。
上記成分〔B〕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。
上記成分〔B〕は、例えば、特開平9−87484号公報に開示された方法により製造することができる。即ち、単量体として、エチレン、(メタ)アクリル酸エステル及び一酸化炭素を用い、まず、一酸化炭素及び(メタ)アクリル酸エステルを反応器の圧力でエチレン供給系に圧入し、次いで、この単量体混合物を反応器の圧力で一緒に又は別々に反応器に圧入することにより製造することができる。この際、必要に応じて、ラジカル重合触媒(過酸化物、過エステル、アゾ化合物、過炭酸塩等)を、他の供給ラインを通じて反応器に圧入してもよい。上記反応器の温度は、通常、140℃以上であり、好ましくは155〜300℃、より好ましくは155〜225℃である。また、反応器の圧力は、通常、3.45×10〜4.14×10Pa、好ましくは1.38×10〜2.41×10Paである。
上記成分〔B〕としては、市販品を用いることができ、例えば、「エルバロイ HP4051」、「エルバロイ HP443」(以上、三井・デュポンケミカル社製)等を用いることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分〔B〕の含有量は、上記成分〔A〕を100質量部とした場合、0.5〜20質量部である。上記成分〔B〕の含有量の下限値は、好ましくは、0.5質量部超え、より好ましくは1質量部超え、更に好ましくは2質量部超えである。また、上限値は、好ましくは20質量部未満、より好ましくは15質量部、更に好ましくは15質量部未満である。この成分〔B〕の含有量が少なすぎると、耐薬品性が不十分であり、一方、多すぎると、層状剥離、配向割れ等の不良現象が発生する場合があり、また、耐熱性が低下することがある。
1−3.ポリテトラフルオロエチレン
この成分〔C〕は、テトラフルオロエチレンからなる単位を含む重合体であり、単独重合体であってよいし、共重合体であってもよい。共重合体の場合は、テトラフルオロエチレンと、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン等とを重合(乳化重合、懸濁重合等)させてなるものを用いることができる。上記成分〔C〕としては、テトラフルオロエチレン単独重合体が好ましい。
上記成分〔C〕の重量平均分子量は、通常、500,000以上、好ましくは1,000,000以上である。
上記成分〔C〕の使用方法としては、ポリテトラフルオロエチレンを単独で用いてよいし、ポリテトラフルオロエチレンと、ステアリン酸マグネシウム等の滑剤との混合物、ポリテトラフルオロエチレンをアクリロニトリル・スチレン共重合体等の(共)重合体(A2)又は樹脂により包接した混合物等を用いることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分〔C〕の含有量は、上記成分〔A〕を100質量部とした場合、0.01〜5質量部である。上記成分〔C〕の含有量の下限値は、好ましくは、0.01質量部超え、より好ましくは、0.05質量部超え、更に好ましくは0.1質量部超え、特に好ましくは0.2質量部超えである。また、上限値は、好ましくは5質量部未満、より好ましくは3質量部未満、更に好ましくは1質量部未満である。この成分〔C〕の含有量が少なすぎると、耐薬品性が不十分であり、一方、多すぎると、成形加工性が低下し、また、層状剥離等が発生する場合がある。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記成分〔B〕及び〔C〕の含有割合は、好ましくは100:1〜1:1、より好ましくは50:1〜3:1である。上記範囲とすることにより、耐熱性、耐衝撃性及び耐層状剥離性のバランスに優れる組成物とすることができる。
本発明において、上記成分〔C〕を用いることにより、耐薬品性が一層向上する。その結果、耐熱性を低下させる成分〔B〕の使用量を相対的に抑えることができ、耐熱性の優れた樹脂組成物が得られる。
本発明においては、エポキシ基を有する変性オレフィン系樹脂〔D〕を含有する。
1−4.変性オレフィン系樹脂〔D〕
この変性オレフィン系樹脂〔D〕は、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂の存在下、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物からなる単量体を重合して得られたグラフト共重合体であり、エチレン、プロピレン等のオレフィンからなる単位を60質量%以上含み、エポキシ基を有するものが好ましい。
上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の重量平均分子量は、特に限定されないが、通常、5,000〜300,000である。
尚、変性されるオレフィン系樹脂(未変性オレフィン系樹脂)としては、オレフィンの単独重合体、及び、2種以上のオレフィンの共重合体が使用可能である。その具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等が挙げられる。
上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の形成に用いる、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂としては、オレフィンに、エポキシ基を有する不飽和化合物を含む単量体を共重合させて得られたランダム共重合体又はブロック共重合体;未変性オレフィン系樹脂に、エポキシ基を有する不飽和化合物を含む単量体をグラフト重合させて得られたグラフト共重合体等が挙げられる。
上記エポキシ基を有する不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル等の不飽和グリシジルエステル;アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル等の不飽和グリシジルエーテル;エポキシアルケン;p−グリシジルスチレン等が挙げられる。
上記エポキシ基を有するオレフィン系樹脂としては、エチレン・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体等のオレフィン・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体;エチレン・(メタ)アクリル酸メチル・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エチル・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体等のオレフィン・(メタ)アクリル酸アルキル・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体;エチレン・酢酸ビニル・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体等のオレフィン・酢酸ビニル・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体等が挙げられる。
上記変性オレフィン系樹脂〔D〕のために用いる、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂は、エポキシ基変性量(エポキシ基を有する不飽和化合物からなる単位の含有量)が、オレフィン系樹脂を構成する単量体単位の全量に対し、好ましくは0.1〜40質量%、より好ましくは3〜30質量%である樹脂が好ましい。
また、上記重合性不飽和単量体としては、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物であってよいし、更に、(メタ)アクリル酸エステル化合物等を併用してもよい。芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物の好ましい使用量は、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、60〜80質量%及び20〜40質量%である。この割合で用いると、耐衝撃性に優れる。
上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の製造方法は、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂の存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含む重合性不飽和単量体をグラフト重合するものであり、上記ゴム強化共重合樹脂(A1)の製造方法と同様である。
他の製造方法としては、分子中に−O−O−結合を有するアクリロニトリル・スチレン共重合体を、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂に付加する方法が挙げられる。この方法は、過酸化結合を有するラジカル重合性不飽和化合物と芳香族ビニル化合物とシアン化ビニル化合物との共重合体を、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂とともに、押出機(混練機)又は溶液中でラジカル付加反応させてグラフトするものである。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の含有量は、上記成分〔A〕を100質量部とした場合、0.05〜15質量部、より好ましくは0.1〜10質量部、更に好ましくは0.5〜8質量部である。上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の含有量がこの範囲にあると、上記成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の混和性が向上し、成形加工性も向上する。また、ウェルド部が破断しにくい成形品を形成することができる。
1−5.添加剤
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、目的、用途等に応じて、添加剤を含有したものとすることができる。
上記添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候剤、老化防止剤、充填剤、帯電防止剤、難燃剤、防曇剤、滑剤、抗菌剤、防かび剤、粘着付与剤、可塑剤、着色剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、ヒンダードアミン類;ハイドロキノン類;ヒンダードフェノール類;リン系化合物;硫黄含有化合物等が挙げられる。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。
ヒンダードフェノール類としては、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、tert−ブチルヒドロキシアニソール、3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−N−オクタデシルプロピオネート、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、テトラキス−〔メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
リン系化合物としては、ペンタエリスリトールジホスファイト、アルキルジアリールホスファイト等が挙げられる。
上記酸化防止剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部である。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、サリチル酸エステル類、金属錯塩類等が挙げられる。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。
上記紫外線吸収剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部である。
耐候剤としては、有機リン系化合物、有機硫黄系化合物、ヒドロキシル基を含有する有機化合物等が挙げられる。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。
上記耐候剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部である。
老化防止剤としては、ナフチルアミン系化合物、ジフェニルアミン系化合物、p−フェニレンジアミン系化合物、キノリン系化合物、ヒドロキノン誘導体系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、トリスフェノール系化合物、ポリフェノール系化合物、チオビスフェノール系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、亜リン酸エステル系化合物、イミダゾール系化合物、ジチオカルバミン酸ニッケル塩系化合物、リン酸系化合物等が挙げられる。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。
上記老化防止剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部である。
充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、タルク、酸化チタン、クレー、炭酸カルシウム等が挙げられる。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。
上記充填剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、1〜50質量部である。
帯電防止剤としては、低分子型帯電防止剤、高分子型帯電防止剤等が挙げられる。また、これらは、イオン伝導型でもよいし、電子伝導型でもよい。
低分子型帯電防止剤としては、アニオン系帯電防止剤;カチオン系帯電防止剤;非イオン系帯電防止剤;両性系帯電防止剤;錯化合物;アルコキシシラン、アルコキシチタン、アルコキシジルコニウム等の金属アルコキシド及びその誘導体等が挙げられる。
また、高分子型帯電防止剤としては、分子内にスルホン酸塩を有するビニル共重合体、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ベタイン等が挙げられる。更に、ポリエーテル、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー等を用いることもできる。
上記帯電防止剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、0.1〜20質量部である。
難燃剤としては、有機系難燃剤、無機系難燃剤、反応系難燃剤等が挙げられる。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。
有機系難燃剤としては、臭素化エポキシ系化合物、臭素化アルキルトリアジン化合物、臭素化ビスフェノール系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノール系ポリカーボネート樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化架橋ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールシアヌレート樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル、デカブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールA及びそのオリゴマー等のハロゲン系難燃剤;トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トキヘキシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェート、メチルジブチルホスフェート、エチルジプロピルホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェート等のリン酸エステルやこれらを各種置換基で変性した化合物、各種の縮合型のリン酸エステル化合物、リン元素及び窒素元素を含むホスファゼン誘導体等のリン系難燃剤等が挙げられる。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。
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ジルコニウム系、モリブデン系、スズ酸亜鉛、グアニジン塩、シリコーン系、ホスファゼン系化合物等が挙げられる。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。
反応系難燃剤としては、テトラブロモビスフェノールA、ジブロモフェノールグリシジルエーテル、臭素化芳香族トリアジン、トリブロモフェノール、テトラブロモフタレート、テトラクロロ無水フタル酸、ジブロモネオペンチルグリコール、ポリ(ペンタブロモベンジルポリアクリレート)、クロレンド酸(ヘット酸)、無水クロレンド酸(無水ヘット酸)、臭素化フェノールグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテル等が挙げられる。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。
上記難燃剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、1〜50質量部である。
尚、本発明の組成物に難燃剤を含有させる場合には、難燃助剤を用いることが好ましい。この難燃助剤としては、三酸化二アンチモン、四酸化二アンチモン、五酸化二アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、酒石酸アンチモン等のアンチモン化合物や、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、水和アルミナ、酸化ジルコニウム、ポリリン酸アンモニウム、酸化スズ、酸化鉄等が挙げられる。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。
本発明の樹脂組成物を、難燃系で用いる場合、耐熱性が低下するので、非難燃系で用いることが好ましい。
滑剤としては、金属石鹸、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、オキシ脂肪酸、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、脂肪族アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、ポリグリセロール、炭化水素樹脂、パラフィン、シリコーン、変性シリコーン等が挙げられる。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。
金属石鹸としては、ステアリン酸亜鉛、ベヘン酸亜鉛、ベヘン酸マグネシウム等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、炭素数が21以上の化合物、例えば、ベヘン酸、モンタン酸等が挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、モンタン酸とエチレングリコールとのジエステル等が挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、ラウリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド等の飽和脂肪酸モノアマイド;オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、リシノール酸アマイド等の不飽和脂肪酸モノアマイド;N−ステアリルステアリン酸アマイド、N−オレイルオレイン酸アマイド、N−ステアリルオレイン酸アマイド、N−オレイルステアリン酸アマイド、N−ステアリルエルカ酸アマイド、N−オレイルパルミチン酸アマイド、メチロールステアリン酸アマイド、メチロールベヘン酸アマイド等の置換アマイド等が挙げられる。
また、アルキレンビス脂肪酸アミドとしては、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスカプリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスイソステアリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、エチレンビスベヘン酸アマイド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アマイド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アマイド等が挙げられる。
上記滑剤の含有量は、上記の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、通常、0.01〜10質量部である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、各種押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、フィーダールーダー等により、原料成分を混練することにより調製することができ、所定形状のペレット等とすることができる。混練温度は、ゴム強化樹脂〔A〕の種類等により選択されるが、通常、180〜300℃、好ましくは200〜280℃である。原料成分の使用方法は、特に限定されず、各成分を一括配合して混練してもよく、多段、分割配合して混練してもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐薬品性に優れ、特定形状(板状成形品;12.7mm×127mm×1.6mm)の成形品に曲げ歪み2%の応力をかけて、フタル酸ジオクチルを塗布し、23℃で放置した際に、クラックが発生するまでの時間を、好ましくは60分以上、より好ましくは90分以上、更に好ましくは120分以上とすることができる。クラックが早く発生してしまうと、成形品とした場合の用途が限定されてしまう。特に、成形品が人体に触れた際に、皮脂あるいはクリーム類のしみ込みにより、機械的強度が低下する場合がある。
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐熱性に優れ、ASTM D1525に準じて測定されるビカット軟化点温度(荷重;9.8N)を、好ましくは95℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは105℃以上とすることができる。このビカット軟化点温度が低すぎると、成形品とした場合の用途が限定され、例えば、50℃以上の高い温度で用いる場合に、変形等の不良現象が発生することがある。
更に、本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いて、ウェルド部を有する成形品を製造した場合、この成形品は、従来の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品に比べて、ウェルド部における機械的強度が十分であり、ウェルド部が破断しにくい。
2.成形品
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形、プレス成形、押出成形、共押出成形、シート押出成形、異形押出成形、発泡成形、真空成形、圧縮成形、キャスト成形、ロール成形等の公知の成形法により、所定形状の成形品とすることができる。即ち、本発明の成形品は、上記熱可塑性樹脂組成物を含む。
各種部品用の成形品は、強度向上及び軽量化が進められている。また、形状がますます複雑化している。例えば、薄肉部を備える成形品においては、軽量化が実現するものの、その製造に際して、射出成形時の溶融樹脂の金型への充填が不十分となることがあるため、通常、2点以上の多点ゲート(流路)方式が利用される。また、成形品の形状によっては、多点ゲートが必要な場合もある。この方法により、ウェルド部を有する成形品が製造されると、ウェルド部の強度が低下することがあった。しかしながら、本発明の成形品は、本発明の熱可塑性樹脂組成物を含むので、ウェルド部の強度に優れる。
上記成形法で成形された成形品としては、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローブボックス、メータパネル、ドアオーナメント、スイッチパネル、センタークラスタパネル、ダッシュボード、ドアトリム、ルーフトリム、リアサイドトリム、トランクルームトリム、ハンドル等の車両用内装部品;ライナ、ハウジングライナ等の家電用内装部品;工業部品等が挙げられる。
本発明の成形品は、塗装、メッキ、スパッタリング、溶着等の二次加工を施して使用することができる。
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない、尚、下記において、部及び%は、特に断らない限り、質量基準である。
1.評価方法
下記の実施例及び比較例における、各評価項目の測定方法を以下に示す。尚、評価用試験片の作製方法は、下記の通りである。
原料成分を、40mmφ一軸スクリュータイプ押出機に供給して、シリンダー温度240℃の条件で押出し、ペレット(熱可塑性樹脂組成物)とした後、このペレットを、3.5オンスのスクリュータイプ射出成形機に供給して、シリンダー温度230℃の条件で、所定形状の試験片を作製した。
(1)流動性
ISO 1133に準じて、メルトマスフローレート(MFR、温度;240℃、荷重;98N)を測定した。
(2)耐衝撃性
ISO 179に準じて、シャルピー衝撃強度を測定した。
(3)曲げ弾性率
ISO 178に準じて、測定した。
(4)ビカット軟化点温度
ASTM D1525に準じて、荷重9.8Nで測定した。
(5)成形外観性
シリンダー温度240℃及び金型温度50℃で、ゲート厚さ0.2mmファンゲートの平板状成形品(50mm×80mm×2.4mm)を得た後、手でゲートの折り曲げを行い、下記判定を行った。
○;層状に剥離を生じなかった
×;層状に剥離を生じた
(6)耐薬品性
平板状成形品(12.7mm×127mm×1.6mm)を、2%歪みジグに固定し、フタル酸ジオクチルを塗布した後、23℃で放置した。その後、成形品の表面を目視で観察し、クラックが発生するまでの時間を計測した。尚、表1において、360分までクラックが観察されなかったものについて、「>360」とした。
(7)ウェルド部の機械的強度
両端2点ゲートにより、シリンダー温度240℃、金型温度50℃、射出圧100MPa及び射出速度50mm/秒の条件で、中央にウェルド部を有する平板状成形品(12.7mm×127mm×1.6mm)を試験片とし、支点間距離50mm、速度30mm/秒で曲げ試験を行い、破断点変位を測定した。
2.熱可塑性樹脂組成物の原料成分
熱可塑性樹脂組成物の調製に用いた原料成分を以下に示す。
2−1.成分〔A〕
(1)ゴム強化共重合樹脂(A1−1)
体積平均粒子径280nmのポリブタジエンゴムの存在下に、スチレン、α−メチルスチレン及びアクリロニトリルを乳化重合して得られた共重合樹脂であり、ポリブタジエン/スチレン/α−メチルスチレン/アクリロニトリル=17/23/37/23(%)であり、グラフト率が40%であり、アセトン可溶分の極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.45dl/gである。
(2)ゴム強化共重合樹脂(A1−2)
体積平均粒子径280nmのポリブタジエンゴムの存在下に、スチレン及びアクリロニトリルを乳化重合して得られた共重合樹脂であり、ポリブタジエン/スチレン/アクリロニトリル=60/30/10(%)であり、グラフト率が40%であり、アセトン可溶分の極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.35dl/gである。
(3)ゴム強化共重合樹脂(A1−3)
体積平均粒子径100nmのアクリル系ゴム(アクリル酸n−ブチル99部及びメタクリル酸アリル1部の乳化重合品)の存在下に、スチレン及びアクリロニトリルを乳化重合して得られた共重合樹脂であり、アクリル系ゴム/スチレン/アクリロニトリル=50/37/13(%)であり、グラフト率が60%であり、アセトニトリル可溶分の極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.46dl/gである。
(4)ゴム強化共重合樹脂(A1−4)
トルエン溶媒中、エチレン・プロピレン系ゴム(商品名「EP84」、JSR社製)の存在下に、スチレン及びアクリロニトリルを溶液重合して得られた共重合樹脂であり、エチレン・プロピレン系ゴム/スチレン/アクリロニトリル=30/46/24(%)であり、グラフト率が55%であり、アセトン可溶分の極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.5dl/gである。
(5)ゴム強化共重合樹脂(A1−5)
体積平均粒子径280nmのポリブタジエンゴムの存在下に、スチレン、α−メチルスチレン及びアクリロニトリルを乳化重合して得られた共重合樹脂であり、ポリブタジエン/スチレン/α−メチルスチレン/アクリロニトリル=44/34/8/14(%)であり、グラフト率が60%であり、アセトン可溶分の極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.3dl/gである。
(6)アクリロニトリル・スチレン共重合体(A2−1)
スチレン/アクリロニトリル=74/26(%)であり、極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.3dl/gである。
(7)アクリロニトリル・α−メチルスチレン共重合体(A2−2)
α−メチルスチレン/アクリロニトリル=72/28(%)であり、極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.5dl/gである。
(8)アクリロニトリル・スチレン・α−メチルスチレン共重合体(A2−3)
スチレン/α−メチルスチレン/アクリロニトリル=4/70/26(%)であり、極限粘度(メチルエチルケトン中、30℃)が0.4dl/gである。
(9)スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体(A2−4)
スチレン/N−フェニルマレイミド=56/44(%)であり、極限粘度(ジメチルホルムアミド中、30℃)が0.51dl/gである。
(10)アクリロニトリル・スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体(A2−5)
スチレン/アクリロニトリル/N−フェニルマレイミド=35/25/40(%)であり、極限粘度(ジメチルホルムアミド中、30℃)が0.59dl/gである。
2−2.成分〔B〕
エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体(商品名「エルバロイ HP−4051」、三井・デュポンポリケミカル社製)を用いた。JIS K7210に準ずるMFR(温度;200℃、荷重;19.6N)は、12g/10分である。
2−3.成分〔C〕
ポリテトラフルオロエチレン(商品名「ブレンデックス449」、GEスペシャリティケミカルズ社製)を用いた。
2−4.変性オレフィン系樹脂〔D〕
(D−1)
エチレン・グリシジルメタクリレート共重合体(エチレン/グリシジルメタクリレート=85/15)70部に、アクリロニトリル・スチレン共重合体30部をグラフトしたグラフト共重合体(商品名「モディパー A4400」、日本油脂社製)を用いた。
(D−2)
エチレン重合体70部に、アクリロニトリル・スチレン共重合体30部をグラフトしたグラフト共重合体(商品名「モディパー A1400」、日本油脂社製)を用いた。
(D−3)
グリシジルメタクリレート変性量が12%であるグリシジルメタクリレート変性ポリエチレン(商品名「ボンドファストE」、住友化学社製)を用いた。
(D−4)
酸価が30である無水カルボン酸変性ポリエチレン(商品名「ユーメックス2000」、三洋化成工業社製)を用いた。
2−5.酸化防止剤
(1)3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−N−オクタデシルプロピオネート(P−1)
アデカ社製「アデカスタブ AO−50」(商品名)を用いた。
(2)ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(P−2)
アデカ社製「アデカスタブ PEP−36」(商品名)を用いた。
2−6.滑剤
エチレンビスステアリン酸アマイド(商品名「カオーワックス EB−P」、花王社製)を用いた。
3.熱可塑性樹脂組成物の製造及び評価
比較例1〜4及び9〜22
上記成分〔A〕〜〔C〕、酸化防止剤及び滑剤を用いて、ペレット(熱可塑性樹脂組成物)を作製し、各種評価を行った。その結果を表1〜表4に併記した。
Figure 0005242093
Figure 0005242093
Figure 0005242093
Figure 0005242093
表1〜表4から、以下のことが明らかである。
比較例1は、成分〔B〕を含有しない例であり、クラック発生までの時間が40分と短く、耐薬品性に劣ることが分かる。比較例2は、成分〔B〕の含有量が、本発明の範囲外の、多い例であり、層状剥離が観察された。また、比較例3は、成分〔C〕を含有しない例であり、クラック発生までの時間が50分と短く、耐薬品性に劣ることが分かる。比較例4は、成分〔C〕の含有量が、本発明の範囲外の、多い例であり、成形外観性に劣る。また、押出機によるペレット化が困難であり、生産性に問題がある。尚、比較例4のクラック発生時間は、成形品表面の荒れによりクラック判定を行うことができなかった。
実施例1〜及び比較例5〜8、23〜25
上記成分〔A〕〜〔C〕、変性オレフィン系樹脂〔D〕、酸化防止剤及び滑剤を用いて、ペレット(熱可塑性樹脂組成物)を作製し、各種評価を行った。その結果を表5〜表7に併記した。
Figure 0005242093
Figure 0005242093
Figure 0005242093
表5〜表7から、以下のことが明らかである。
比較例5は、成分〔B〕を含有しない例であり、クラック発生までの時間が60分と短く、耐薬品性に劣ることが分かる。比較例6は、成分〔B〕の含有量が、本発明の範囲外の、多い例であり、層状剥離が観察された。また、比較例7は、成分〔C〕を含有しない例であり、クラック発生までの時間が90分と短く、耐薬品性に劣ることが分かる。比較例8は、成分〔C〕の含有量が、本発明の範囲外の、多い例であり、層状剥離が観察され、成形外観性に劣る。また、押出機によるペレット化が困難であり、生産性に問題がある。尚、比較例8のクラック発生時間は、成形品表面の荒れにより、クラック判定を行うことができなかった。
一方、実施例1〜は、いずれも層状剥離が見られず、成形外観性が良好であり、クラック発生までの時間が360分を超えており、シャルピー衝撃強さ(耐衝撃性)及びビカット軟化点温度(耐熱性)とのバランスに優れていた。更に、ウェルド部の強度が改良されていた。
尚、実施例1〜の組成物を用い、2点ゲート方式ではない通常の射出成形法により得られた成形品(12.7mm×127mm×1.6mm)を曲げ試験に供しても、破断されなかった。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐薬品性、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れ、層状剥離等が見られない良好な成形外観性を有するため、例えば、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローブボックス、メータパネル、ドアオーナメント、スイッチパネル、センタークラスタパネル、ダッシュボード、ドアトリム、ルーフトリム、リアサイドトリム、トランクルームトリム、ハンドル等の車両用内装部品;ライナ、ハウジングライナ等の家電用内装部品;工業部品等に好適である。

Claims (10)

  1. 〔A〕ゴム強化樹脂と、〔B〕エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体と、〔C〕ポリテトラフルオロエチレンと、〔D〕エポキシ基を有する変性オレフィン系樹脂(但し、上記成分〔B〕を除く)とを含有する組成物であって、
    上記ゴム強化樹脂〔A〕が、ジエン系重合体又はアクリル系ゴムからなるゴム質重合体(a)の存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むビニル系単量体(b1)を重合して得られたゴム強化共重合樹脂(A1)、又は、該ゴム強化共重合樹脂(A1)、及び、芳香族ビニル化合物と、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物から選ばれた少なくとも1種とを含むビニル系単量体(b2)の共重合体(A2)の混合物、からなる樹脂であり、
    上記変性オレフィン系樹脂〔D〕は、エポキシ基を有するオレフィン系樹脂の存在下、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物からなる単量体を重合して得られたグラフト共重合体であり、
    上記エチレン・(メタ)アクリル酸エステル・一酸化炭素共重合体〔B〕及び上記ポリテトラフルオロエチレン〔C〕の含有量は、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量部に対し、それぞれ、0.5〜20質量部及び0.01〜5質量部であり、上記変性オレフィン系樹脂〔D〕の含有量が、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量部に対し、0.05〜15質量部であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
  2. 上記エポキシ基を有するオレフィン系樹脂は、エポキシ基を有する不飽和化合物からなる単位の含有量が、該樹脂を構成する単量体単位の全量に対して、3〜30質量%の樹脂である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 上記ゴム強化樹脂〔A〕が、α−メチルスチレンからなる単位、及び/又は、マレイミド系化合物からなる単位を含む請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 上記α−メチルスチレンからなる単位、及び、上記マレイミド系化合物からなる単位の合計量は、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量%に対し、3〜60質量%である請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 上記ゴム質重合体(a)の含有量が、上記ゴム強化樹脂〔A〕100質量%に対し、5〜40質量%である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 上記ジエン系重合体の体積平均粒子径が100〜800nmである請求項1乃至5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7. 上記アクリル系ゴムの体積平均粒子径が、50〜150nmである請求項1乃至5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  8. 曲げ歪み2%の応力下で、フタル酸ジオクチルを塗布した際に、クラックが発生するまでの時間が60分以上である請求項1乃至のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  9. 請求項1乃至のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする成形品。
  10. 車両部品用である請求項に記載の成形品。
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