JP5476027B2

JP5476027B2 - Ａｓ樹脂組成物

Info

Publication number: JP5476027B2
Application number: JP2009099564A
Authority: JP
Inventors: 博友片野; 雅彦板倉
Original assignee: Daicel Polymer Ltd
Current assignee: Daicel Polymer Ltd
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010248377A

Description

本発明は、各種光学用プラスチック製品、シート、フィルム等に利用できるシート状成形体用として適したＡＳ樹脂組成物に関する。

ポリスチレン（ＧＰＰＳ）やＡＳ樹脂の実用強度を高めるため、粒状乃至繊維状の充填剤を配合する技術が知られている。

特許文献１には、ポリスチレンに対して、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及び酸化亜鉛から選ばれる粒状の無機充填剤を配合したスチレン重合体組成物の発明が開示されており、特許文献２には、ポリスチレンに対して、ポリブタジエン等のゴム状粒子と炭酸カルシウム等の粒状の無機粒子を配合したスチレン系重合体組成物の発明が開示されている。

特許文献３の請求項１には、スチレン系樹脂１００重量部に繊維状素材0.001〜４重量部を配合してなるスチレン系樹脂組成物の発明が記載されている。スチレン系樹脂については、スチレン等と他の共重合可能な化合物を併用してもよいことが記載されているが（段落番号１１）、段落番号２には、ＡＳ樹脂等と比べた場合に実用強度が劣るという問題点が記載されていることから、スチレン系樹脂にはＡＳ樹脂が含まれないことは明白である。実施例では、スチレン系樹脂としてポリスチレン（ＧＰＰＳ）のみが使用されている。

特許文献４には、ＡＳ共重合体に対して、炭酸カルシウム、タルク、水酸化マグネシウム、クレー、シリカ、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の粒状の無機充填剤を配合したＡＳ共重合体組成物が開示されている。

特開平８−３０２１２１号公報特開平９−２０８７６７号公報特開平１０−１４７６７６号公報特開平８−３３３４９４号公報

スチレン系樹脂組成物の用途としては各種光学用プラスチック製品、シート、フィルムが知られているが、例えば、ノートパソコンに代表されるように最近のデジタル電化製品の薄肉化に伴い、特にシート状成形体にしたときには、より高い強度（特に衝撃に対する強度）が求められるようになっている。

従来は、ＡＳ樹脂とごく少量の繊維状充填剤を組み合わせた組成物は知られておらず、本発明は、前記組成物であって、特にシート状の成形体にしたときに好ましい光学的性質や機械的性質等を得ることができる、ＡＳ樹脂組成物を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
（Ａ）アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂（ＡＳ樹脂）100質量部に対して、（Ｂ）繊維状無機充填剤0.001〜1.0質量部を含有するＡＳ樹脂組成物であって、前記組成物から得られる成形体が下記の各要件を満たしている、ＡＳ樹脂組成物を提供する。
（ａ）全光線透過率（ＪＩＳＫ６７１４）が８０％以上
（ｂ）落球衝撃度（厚み３ｍｍのプレートに対して112gの鉄球を落下させたとき、前記プレートが壊れない最大高さ）が２０ｃｍ以上
（ｃ）曲げ弾性率（ＩＳＯ１７８）が３０００ＭＰａ以上
（ｄ）曲げ強度（ＩＳＯ１７８）が１００ＭＰａ以上
（ｅ）荷重たわみ温度（1.80MPa）が８０℃以上

本発明の組成物から得られた成形体、特に薄肉成形体は、光学的性質、機械的性質（特に落球衝撃強度）、熱的性質が優れている。

落球衝撃強度の試験方法を説明するための図である。落球衝撃強度の試験方法を説明するための図である。落球衝撃強度の試験方法を説明するための図である。

（Ａ）成分のＡＳ樹脂は、重量平均分子量（ＧＰＣ法による。ポリスチレン換算値）が50，000〜200，000の範囲が好ましく、より好ましくは80，000〜150，000の範囲のものである。また、そのアクリロニトリル成分の含有量は、ＡＳ樹脂中、20〜28質量％が望ましい。20質量％以上の場合はＡＳ樹脂の強度が高められ、28質量％以下の場合は組成物が黄変し難くなり、更には成形時の変色を防止できる。

（Ｂ）成分の繊維状無機充填剤は、繊維径が0.05〜15μｍ、繊維長が２〜100μｍであり、アスペクト比が５以上のものが好ましい。繊維径と繊維長の測定方法は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、倍率5000倍で繊維径及び繊維長を確認する方法を適用する。

（Ｂ）成分の繊維状無機充填剤はウィスカーが好ましく、ウィスカーは、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、塩基性硫酸マグネシウム、マグネシア、ホウ酸マグネシウム、二ホウ化チタン、グラファイト、硫酸カルシウム、α−アルミナ、クリソタイル、ワラストナイト、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化チタンからなるウィスカーから選ばれるものを用いることができる。

（Ｂ）成分の繊維状無機充填剤は、シリコン系、チタン系、アルミニウム系、ジルコニウム系、ジルコアルミニウム系、クロム系、ボロン系、リン系、アミノ酸系、アミノシラン系等公知のカップリング剤で表面処理したものが好ましい。

（Ａ）成分のＡＳ樹脂と（Ｂ）成分の繊維状無機充填剤の割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して、（Ｂ）成分が0.001〜1.0質量部であり、好ましくは0.001〜0.5質量部、より好ましくは0.001〜0.1質量部、さらに好ましくは0.005〜0.05質量部である。

本発明の組成物は、それから得られる成形体が下記の（ａ）〜（ｅ）の全ての要件を満たしているものである。

（ａ）全光線透過率（ＪＩＳＫ６７１４）は８０％以上であり、好ましくは８５％以上である；
（ｂ）落球衝撃度（実施例に記載の測定方法による）は２０ｃｍ以上である；
（ｃ）曲げ弾性率（ＩＳＯ１７８）は３０００ＭＰａ以上であり、好ましくは３５００ＭＰａ以上である；
（ｄ）曲げ強度（ＩＳＯ１７８）は１００ＭＰａ以上である；
（ｅ）荷重たわみ温度（1.80MPa）は８０℃以上である。

また本発明の組成物は、それから得られる成形体が、さらにヘーズ（ＪＩＳＫ６７１４）を１５以下にすることもできる。

本発明の組成物には、上記課題を解決できる範囲内にて、紫外線防止剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤、ブルーイング剤、滑剤、光拡散剤等の公知の樹脂用添加剤を含有することができる。

本発明の組成物は、公知の樹脂用滑材を含有することができ、中でもステアリルアルコールが好ましい。

本発明の組成物は、黄色度の抑制のため、ブルーイング剤としてアンスラキノン系誘導体等の公知の樹脂用染料を含有することができる。その含有量の範囲は0.5〜5ppmが好ましく、より好ましくは1〜3ppmである。

本発明の組成物は、公知の樹脂用光拡散剤を含有することができる。具体的には、炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、ガラスビーズ等の無機質微粒子及び、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂等の有機質微粒子が挙げられ、それらは平均粒子径1〜20μｍの単体もしくは混合体である。

本発明の組成物の製造方法としては、公知のドライブレンド法、マスターバッチ法、コンパウンド法が適用できる。

本発明の組成物は、機械的性質、特に落球衝撃強度が優れているため、薄肉にしたときの加工性、取り扱い性、耐久性が優れており、厚み5ｍｍ以下、好ましくは0.1〜3ｍｍのシート状の成形体用として適している。

実施例及び比較例
表１に示す樹脂成分に対して充填剤成分をドライブレンドして、組成物を得た。得られた組成物を用いて下記の各測定試験をした。結果を表１に示す。

（１）測定試験
（ａ）全光線透過率（％）及びへーズ（％）
各組成物を成形温度230℃で射出成形して、9cm×5cm×３mmの試験片を作製した。これらの試験片を用いて、JIS K6714に準拠して、全光線透過率(%)、ヘーズ(%)を測定し、透明性の指標とした。

（ｂ）落球衝撃強度（ｃｍ）
図１〜図３により、試験方法を説明する。図１は、落球衝撃試験に用いる治具１の斜視図であり、図中の数値は寸法（mm）を示している。治具１は、水平面上に置かれている。

次に、図２に示すように、治具１上に試験片２〔（ａ）全光線透過率にて作製したものと同じもの〕を置く。そして、試験片２の中心に対して、その鉛直上の高さｈの位置から、112ｇの鉄球３を落とす（図３）。

このとき、試験片２が壊れない（ひび割れが生じたり、割れたり、くぼみが生じたり、欠けたりしない）最大高さ（ｈ−ｈ₀）（cm）を測定した。ｈ₀は、基準点（０cm）を示し、鉄球３の中心位置である。

（ｃ）曲げ弾性率（MPa）及び（ｄ）曲げ強度（MPa）
上記試験片を用いて、ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。

（ｅ）荷重たわみ温度（1.80MPa）（℃）
上記試験片を用いて、ＩＳＯ７５に準拠して測定した。

（黄色度）
上記試験片を用いて、JIS K７１０５に準拠して測定した。

（クリアー感）
上記試験片を用いて、目視にて評価、下記の基準で判断した。
○：濁りがほとんどない透明感，×：濁りのある透明感もしくは透明感なし

（２）使用成分
（樹脂成分）
・ＡＳ樹脂：ダイセルポリマー社製セビアンN 050SF
・ＰＳ１：ダイセルポリマー社製 GPPS HRM63C
・ＰＳ２：東洋スチレン社製トーヨースチロールGP MW2C
・透明ＡＢＳ樹脂：ダイセルポリマー社製セビアンV T180
（充填剤成分）
・ホウ酸アルミニウムウイスカー１：四国化成社製アルボレックスYS3A（繊維径0.5〜1.0μｍ、繊維長10〜30μｍ、アスペクト比10〜60、表面処理剤アミノシラン系）
・ホウ酸アルミニウムウイスカー２：四国化成社製アルボレックスYS2B（繊維径0.5〜1.0μｍ、繊維長10〜30μｍ、アスペクト比10〜60、表面処理剤エポキシ系）
・沈降性硫酸バリウム：堺化学社製 B55（平均粒子径0.6μm）
・ゴム成分：カネカ社製カネエース B56 （メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体）
・滑剤成分：ステアリルアルコール
・ブルーイング剤成分：三菱化学社製アンスラキノン系誘導体ブルーG

実施例と比較例の対比から明らかなとおり、本発明の組成物から得られた薄肉成形体は、光学的性質、機械的性質及び熱的性質の全てが高いレベルでバランス良く具備されていた。

実施例２と比較例１（（Ｂ）成分なし）との対比から明らかなとおり、（Ａ）成分のＡＳ樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部の（Ｂ）成分のウィスカー１を配合したことにより、要件（ｂ）の落球衝撃強度（cm）は１０ｃｍ上昇した。

一方、比較例８、９と比較例７（（Ｂ）成分なし）との対比から明らかなとおり、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）１００質量部に対して、０．０５質量部の（Ｂ）成分のウィスカー１を配合した場合は、要件（ｂ）の落球衝撃強度（cm）の上昇は７ｃｍと８ｃｍであった。

ＡＳ樹脂がポリスチレンよりも機械的強度が高いことは公知であったが、ＡＳ樹脂とポリスチレンに同量のウィスカーを添加したときのシート状成形体において、ＡＳ樹脂を用いた成形体の方が落球衝撃強度の向上の程度が高くなることは、全く知られていなかった。

さらに実施例２と比較例８、９は、要件（ａ）の透明性は比較例８、９の方が優れているものの、上記した要件（ｂ）の違いのほか、要件（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の違いが非常に大きかった。実施例２程度の透明性（要件（ａ））であれば、例えば、液晶ディスプレイ画面用途に適用した場合には、肉眼による画像の鮮明度には、比較例８、９のものと実質的に差はない。しかし、機械的強度（特に落球衝撃強度）や耐熱性が高いので、製造加工性が非常に良くなるほか、製品としての品質や耐久性も向上されることになり、特にノートパソコン等デジタル電化製品の薄肉化の要請にも十分に応えることができる。

本発明の組成物は、ノートパソコン、ＯＡ機器、ゲーム機、携帯端末機等の光学シートとして利用できる。

Claims

（Ａ）アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂（ＡＳ樹脂）100質量部に対して、（Ｂ）繊維状無機充填剤としてのウィスカー0.001〜1.0質量部を含有するＡＳ樹脂組成物であって、前記組成物から得られる成形体が下記の各要件を満たしている、ＡＳ樹脂組成物。
（ａ）全光線透過率（ＪＩＳＫ６７１４）が８０％以上
（ｂ）落球衝撃度（実施例に記載の方法による）が２１ｃｍ以上
（ｃ）曲げ弾性率（ＩＳＯ１７８）が３５００ＭＰａ以上
（ｄ）曲げ強度（ＩＳＯ１７８）が１２０ＭＰａ以上
（ｅ）荷重たわみ温度（1.80MPa）が８０℃以上
さらに0.5ppm〜5ppm（質量基準）のブルーイング剤を含有する、請求項１記載のＡＳ樹脂組成物。
厚み３ｍｍ以下のシート状の成形体用である、請求項１又は２記載のＡＳ樹脂組成物。