JP5330819B2

JP5330819B2 - 加熱成形用メタクリル樹脂組成物、加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品の製造方法、及び加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品

Info

Publication number: JP5330819B2
Application number: JP2008318480A
Authority: JP
Inventors: 貴也丹生; 一雅六嶋; 茂石木; 重行山口; 仁史北村; 康成前田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: JP2009057577A

Description

本発明は、耐衝撃性を向上した加熱成形用メタクリル樹脂組成物、その成形品の製造方法、及びその成形品に関するものである。

メタクリル樹脂（ポリメタクリル酸メチル：ＰＭＭＡ）は熱可塑性樹脂の中では硬度が最も高く、また酸やアルカリなどに対する耐薬品性にも優れるために、各種の成形品に広く使用されている。しかし、ＰＭＭＡは耐衝撃性が比較的低く、また割れた際の割れ面が鋭く尖ることがあるため、使用上の注意が必要である。

そこで、ＰＭＭＡにアクリルゴムなどのゴムを配合して、ＰＭＭＡの耐衝撃性を上げることが行なわれている（例えば、特許文献１等参照）。
特開平０９−０５９４７２号公報

しかし、ＰＭＭＡにゴムを配合すると、ＰＭＭＡ単独の場合に比較して、強度や硬度が低下し、また温度による寸法変化が大きくなり、さらに耐薬品性が低下するという問題が生じるものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、強度や硬度、寸法安定性、耐薬品性を低下させることなく、耐衝撃性を向上することができる加熱成形用メタクリル樹脂組成物、加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品の製造方法、及び加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品を提供することを目的とするものである。

本発明に係る加熱成形用メタクリル樹脂組成物は、メタクリル樹脂に、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化ポリプロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂、ビニリデンフルオライド樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、又はエチレン・クロロトリフルオロエチレン樹脂からなる微粉末樹脂フィラーを配合して成り、前記微粉末樹脂フィラーの平均粒径が５〜２５μｍであることを特徴とするものである。

この発明によれば、耐熱性及び耐薬品性が高く硬度が低い四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化ポリプロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂、ビニリデンフルオライド樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、又はエチレン・クロロトリフルオロエチレン樹脂からなる微粉末樹脂フィラーをメタクリル樹脂に配合することによって、強度や硬度、寸法安定性、耐薬品性を低下させることなく、耐衝撃性を向上することができるものである。

微粉末樹脂フィラーの平均粒径が５〜２５μｍである。

この場合、成形品の外観を損なうことなく、耐衝撃性を向上することができるものである。

また、微粉末樹脂フィラーの配合量が０．５〜５質量％であることが好ましい。

この場合、曲げ強度を低下させることなく、耐衝撃性を向上することができるものである。
また、本発明に係る加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品の製造方法は、上記加熱成形用メタクリル樹脂組成物を成形することを特徴とする。
また、本発明に係る加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品は、上記加熱成形用メタクリル樹脂組成物を成形して成ることを特徴とする。

本発明によれば、メタクリル樹脂に耐熱性及び耐薬品性が高く硬度が低い四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化ポリプロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂、ビニリデンフルオライド樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、又はエチレン・クロロトリフルオロエチレン樹脂からなる微粉末樹脂フィラーをメタクリル樹脂に配合することによって、強度や硬度、寸法安定性、耐薬品性を低下させることなく、耐衝撃性を向上することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明は、メタクリル樹脂（ポリメタクリル酸メチル：ＰＭＭＡ）にＰＭＭＡより耐熱性及び耐薬品性が高く、且つＰＭＭＡより硬度が低い樹脂材料からなる微粉末フィラーを配合するようにしたものである。

ＰＭＭＡに硬度が低く柔軟性を有する微粉末フィラーを配合することによって、応力を緩和し、またクラックの発生を分散させて、耐衝撃性を向上させることができるものである。このとき、微粉末フィラーがＰＭＭＡより溶融温度が低く、熱分解温度が低い場合、すなわちＰＭＭＡよりも耐熱性が低いと、成形時に形状を維持できないことや、ＰＭＭＡと分離したり、成形後に剥離したりするおそれがある。このため、微粉末フィラーとして、ＰＭＭＡより耐熱性が高いものを用いるものである。さらに、耐薬品性が低下することを防ぐために、ＰＭＭＡより耐薬品性が高いものを用いるものである。

本発明では、このような特性を有する微粉末フィラーとして、フッ素系樹脂からなるものを用いるものである。このフッ素系樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化ポリプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド樹脂（ＰＶＦ）、クロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）を挙げることができる。

フッ素系樹脂は、ＰＭＭＡより硬度が低く柔軟性に富むものであり、例えばＰＭＭＡの曲げ弾性率は３ＧＰａであるのに対して、ＰＴＦＥの曲げ弾性率は０．５５ＧＰａ、ＰＦＡの曲げ弾性率は０．６６ＧＰａである。またフッ素系樹脂はＰＭＭＡより耐薬品性が高く、耐熱性も高い。例えばＰＭＭＡの溶融温度は２００℃程度であるが、ＰＴＦＥは耐熱温度が２５０℃以上であり、溶融温度は３００℃以上である。

また、微粉末フィラーとしては、平均粒径が５〜２５μｍの範囲のものが好ましい。平均粒径が５μｍ未満であると、取り扱い性が悪くなり、また均一混合も難しくなる。逆に平均粒径が２５μｍを超えると、粒子が粗くなるためにこれが成形品の表面に表れて外観を損なうおそれがある。

そして、ＰＭＭＡに上記の微粉末フィラーを配合し、これを混合・混練することによって、本発明のメタクリル樹脂を得ることができるものである。ここで微粉末フィラーの配合量は、０．５〜５質量％（ＰＭＭＡ１００質量部に対して０．５〜５質量部）の範囲が好ましい。微粉末フィラーの配合量が０．５質量％未満では、微粉末フィラーを配合することによる耐衝撃性向上の効果を十分に得ることができない。耐衝撃性向上の効果は微粉末フィラーの配合量が１質量％程度のときに最も高く、微粉末フィラーの配合量が５質量％を超えると曲げ強度の低下が大きくなるので、微粉末フィラーの配合量は５質量％以下であることが好ましい。

上記のようにして得られた本発明のメタクリル樹脂組成物を、射出成形など任意の成形法で成形することによって、成形品を得ることができる。ここで、上記のようにＰＭＭＡに微粉末フィラーを混合・混練するときの温度、及び成形の際の温度は、ＰＭＭＡの溶融温度より高く、且つ微粉末フィラーの溶融温度より低い温度に設定されるものである。

そしてこの成形品において、ＰＭＭＡには、ＰＭＭＡより耐熱性及び耐薬品性が高く、硬度が低い微粉末フィラーが含有されているので、硬度が低く柔軟性の高い微粉末フィラーによって、成形品の耐衝撃性を高めることができるものである。また微粉末フィラーは硬度が低いが、成形品中にフィラーとして含有されているために、成形品の硬度や強度を大きく低下させるようなことはなく、しかも微粉末フィラーは耐熱性や耐薬品性が高いので、寸法安定性や耐薬品性を低下させることもないものである。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１〜７）
ＰＭＭＡとして、三菱レイヨン（株）製の「アクリペットＶＨ００１」を用いた。またＰＴＦＥの微粉末フィラーとして、平均粒径２５μｍの（株）サンプラテック製「サンプラＰＴＦＥパウダーＷＥＢ９３１３１」、平均粒径１０μｍの（株）サンプラテック製「サンプラＰＴＦＥパウダーＷＥＢ９３１３２」、平均粒径６μｍの（株）サンプラテック製「サンプラＰＴＦＥパウダーＷＥＢ９３１３３」を用いた。

そしてＰＭＭＡにＰＴＦＥの微粉末フィラーを表１の配合量で配合し、二軸ニーダーを用いてシリンダー温度３００℃の温度条件で加熱混合し、冷却後、粉砕することによって、メタクリル樹脂組成物の成形用ペレットを調製した。

このように調製した成形用ペレットを、射出成形機を用いて、シリンダー温度２４５℃の温度条件で射出成形することによって、試験用の成形品を得た。

（比較例１）
ＰＭＭＡとして、三菱レイヨン（株）製の「アクリペットＶＨ００１」をそのまま用い、上記と同様にして射出成形することによって、試験用の成形品を得た。

（比較例２）
ＰＭＭＡとして、三菱レイヨン（株）製の「アクリペットＩＲＤ３０００１」（ゴムを添加した耐衝撃グレード）をそのまま用い、上記と同様にして射出成形することによって、試験用の成形品を得た。

上記の実施例１〜７及び比較例１〜２で得た試験用成形品について、鉛筆硬度（ＪＩＳＫ５４００）、曲げ強度（ＪＩＳＫ７１７１）、シャルピー衝撃強度（ＪＩＳＫ７１１１）、線膨張係数（ＡＳＴＭＤ６９６）を測定した。結果を表１に示す。

表１にみられるように、平均粒径６〜２５μｍのＰＴＦＥの微粉末フィラーを０．５〜５質量％の範囲で配合した各実施例のものは、無配合のＰＭＭＡの比較例１よりもシャルピー衝撃強度が向上し、耐衝撃グレードＰＭＭＡの比較例２と同等のシャルピー衝撃強度が得られることが確認される。一方、各実施例の鉛筆硬度、曲げ強度、線膨張係数は比較例１と同等であり、硬度、強度、寸法安定性が低下していないことが確認される。

また実施例２，４，６にみられるように、ＰＴＦＥの微粉末フィラーの平均粒径が６μｍ、１０μｍ、２５μｍのいずれでもほぼ同等の結果が得られたが、平均粒径が５μｍ未満では取り扱いが難しく、平均粒径が２５μｍ超では粒子の粗さによる成形品の外観の問題があるので、微粉末フィラーの平均粒径は５〜２５μｍの範囲が好ましいことが確認される。

また実施例１〜５にみられるように、ＰＴＦＥの微粉末フィラーの配合量が１質量％のときにシャルピー衝撃強度の向上はピークであり、これより少ない場合も多い場合も向上の効果は低くなる傾向にあり、５質量％の配合のときは曲げ強度の低下がみられるので、微粉末フィラーの配合量は０．５〜５質量％の範囲が好ましいことが確認される。

Claims

メタクリル樹脂に、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化ポリプロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂、ビニリデンフルオライド樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、又はエチレン・クロロトリフルオロエチレン樹脂からなる微粉末樹脂フィラーを配合して成り、前記微粉末樹脂フィラーの平均粒径が５〜２５μｍであることを特徴とする加熱成形用メタクリル樹脂組成物。
請求項１に記載の加熱成形用メタクリル樹脂組成物を成形することを特徴とする加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品の製造方法。
請求項１に記載の加熱成形用メタクリル樹脂組成物を成形して成ることを特徴とする加熱成形用メタクリル樹脂組成物の成形品。