JP5716351B2 - ポリマーアロイとその製造方法および成形品 - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも2成分以上の非相溶な熱可塑性樹脂を、二軸押出機を用いたカオス混合により溶融混練するポリマーアロイの製造方法であって、熱可塑性樹脂の少なくとも1成分は非晶性樹脂であり、カオス混合が、粒子追跡法において、線長さ(L)、初期線長さ(L0)とするとき、仮想的な線の伸びの対数(lnL/L0)が、2以上となるカオス混合であり、カオス混合のポリマー溶融部以降ダイヘッドまでの混練温度を、使用する樹脂の中で最もガラス転移温度の高い樹脂を基準として、そのガラス転移温度より、1〜70℃、高く設定し、前記ポリマーアロイを構成する熱可塑性樹脂のうち、溶融混練温度における粘度の低い方の樹脂が下記条件のいずれかを満たすことを特徴とするポリマーアロイの製造方法である。
i)重量平均分子量8万未満であり、レオメーター測定において剪断速度と粘度から得られた両対数近似曲線の変曲点から変曲点の2倍の剪断速度領域における傾きが−70以下。
ii)重量平均分子量8万以上であり、レオメーター測定において剪断速度と粘度から得られた両対数近似曲線の変曲点から変曲点の2倍の剪断速度領域における傾きが−200以下。
さらに、本発明は、少なくとも2成分以上の非相溶な熱可塑性樹脂を二軸押出機を用いたカオス混合により溶融混練して得られるポリマーアロイであり、かつ該ポリマーアロイ中に分散した粒子の平均粒子径が0.001〜1μmの分散構造であり、さらに散乱測定において、散乱光の波数に対して散乱強度をプロットしたスペクトルにおけるピーク半値幅(a)、該ピークの極大波数(b)とするとき、
0<(a)/(b)≦1.5
であり、熱可塑性樹脂の少なくとも1成分は非晶性樹脂であり、カオス混合のポリマー溶融部以降ダイヘッドまでの混練温度を、使用する樹脂の中で最もガラス転移温度の高い樹脂を基準として、そのガラス転移温度より、1〜70℃、高く設定して得られるポリマーアロイである。
i)重量平均分子量8万未満であり、レオメーター測定において剪断速度と粘度から得られた両対数近似曲線の変曲点から変曲点の2倍の剪断速度領域における傾きが−70以下。
ii)重量平均分子量8万以上であり、レオメーター測定において剪断速度と粘度から得られた両対数近似曲線の変曲点から変曲点の2倍の剪断速度領域における傾きが−200以下。
本発明は、少なくとも2成分以上の非相溶な熱可塑性樹脂を溶融混練して得られるポリマーアロイであり、かつ該ポリマーアロイ中に分散した粒子の平均粒子径が0.001〜1μmの分散構造であり、さらに散乱測定において、散乱光の波数に対して散乱強度をプロットしたスペクトルにおけるピーク半値幅(a)、該ピークの極大波数(b)とするとき、
0<(a)/(b)≦1.5
であるポリマーアロイである。
0<(a)/(b)≦1.5
である。(a)/(b)は、
0<(a)/(b)≦1.4
であることが好ましく、
0<(a)/(b)≦1.3であることがさらに好ましい。
ウルトラミクロトームを用いて超薄切片を切り出したサンプルについて、日立製作所製H−7100型透過型電子顕微鏡を用いて12万倍に拡大して相構造の観察を行った。
厚さ0.1mmのカバーガラスにポリマーアロイを挟み込み、加熱プレスすることで、薄膜状試料を作製し、カバーガラスに挟んだ状態で光散乱測定を行った。光散乱は、大塚電子社製DYNA−300を用いて、CCDカメラに1分間露出して得られた1次元データを元に、横軸に波数、縦軸に散乱強度としたプロットを行い、このプロットにおけるピーク半値幅(a)、ピーク極大波数から(a)/(b)を求めた。
熱可塑性樹脂を加熱プレスすることで、0.5mmのシートを作製し、かかるシートを用いてレオメーター測定を行った。レオメーター測定は、アントンパール社製PhisicaMCR501を用いて、測定温度250℃、0.1(1/s)から600(1/s)の剪断速度で粘度測定を行った。
ASTM D648に準拠し、安田精機製作所製148−HDD−6Sを用いて昇温速度120℃/hr、荷重1.82MPaにおける荷重たわみ温度の測定を行った。
引張強度、引張伸び(実施例1〜12、比較例1〜9)
ASTM D638に準拠し、1号ダンベルサンプルを、オリエンテック社製UTA−2.5Tを用いて、試料標点間距離114mm、引張速度10mm/minで測定を行った。
光線透過率(実施例1〜12、比較例1〜9)
80mm四方の厚さ1mmの角板(フィルムゲート)を用い、島津製作所 分光光度計MPC3100を用いて、波長400nmの光線透過率を測定した。
PC(1):ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチック(株)製、“ユーピロン”H4000、 ガラス転移温度155℃)
PC(2):ポリカーボネート樹脂(出光興産(株)製、“タフロン”A−1900、ガラス転移温度155℃)
変性ビニル系共重合体:スチレン/アクリロニトリル/グリシジルメタクリレート共重合体(スチレン69.7%、アクリロニトリル30%、グリシジルメタクリレート0.3%からなる単量体混合物を懸濁重合して変性ビニル系共重合体を調製した。得られた変性ビニル系共重合体のメチルエチルケトン可溶分の極限粘度は0.53dl/g、各単量体単位の含有率は、スチレン単位69.7重量%、アクリロニトリル単位30重量%、グリシジルメタクリレート単位0.3重量%であった。ガラス転移温度100℃)
PLA:ポリ乳酸樹脂(D体の含有量が4.0%であり、PMMA換算の重量平均分子量が22万であるポリL乳酸樹脂、ガラス転移温度60℃)。
N66(1):ポリアミド66樹脂(融点265℃、末端アミノ基濃度11.5×10−5mol/g、重量平均分子量3万、98%硫酸1g/dlでの相対粘度2.65であるポリアミド66樹脂、ガラス転移温度49℃)
N66(2):ポリアミド66樹脂(融点265℃、末端アミノ基濃度11.5×10−5mol/g、重量平均分子量3万、98%硫酸1g/dlでの相対粘度2.65であるポリアミド66樹脂、ガラス転移温度49℃)97重量部とシリカ微粒子(日本アエロジル(株)社製“AEROSIL”200 比表面積200m2/g)3重量部をドライブレンドし、シリンダー温度250℃で溶融混練して得た。
HPPO:((三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製:“ユピエース” PX−10
0F)100重量部と無水マレイン酸1.2重量部とラジカル発生剤(“パーヘキシン”25B:日油(株)製)0.1重量部をドライブレンドし、シリンダー温度320℃で溶融混練して得た変性PPO樹脂、ガラス転移温度205℃)。
カオス混合ゾーン
実施例1〜12、比較例1、4、7、9において、カオス混合ゾーンとは、ニーディングディスクよりなり、かかるニーディングディスクのディスク先端側の頂部とその後面側の頂部との角度である螺旋角度θが、スクリューの半回転方向に0°<θ<90°の範囲内にあるツイストニーディングディスクと、フライトスクリューからなり、かかるフライトスクリューのフライト部にスクリュー先端側から後端側に向けて樹脂通路が形成されているバックミキシングスクリューとを交互に組み合わせたゾーンである。
表1記載の組成の原料を、スクリュー回転数100rpmとした二軸スクリュー押出機(JSW社製TEX30XSSST)(L/D=45.5(尚ここでのLは原料供給口から吐出口までの長さである。))に供給し、ポリマー溶融部以降ベントまでのバレル温度を表1記載の温度で調整した。ダイから吐出後のガットをすぐに氷水中に急冷し、構造を固定した後ストランドカッターでペレタイズしペレットを得た。
表2記載の組成の原料を、スクリュー回転数200rpmとした二軸スクリュー押出機(JSW社製TEX30XSSST)(L/D=45.5(尚ここでのLは原料供給口から吐出口までの長さである。))に供給し、ポリマー溶融部以降ベントまでのバレル温度を表2記載の温度で調整した。ダイから吐出後のガットをすぐに氷水中に急冷し、構造を固定した後ストランドカッターでペレタイズしペレットを得た。
表3記載の組成の原料を、スクリュー回転数100rpmとした二軸スクリュー押出機(JSW社製TEX30XSSST)(L/D=45.5(尚ここでのLは原料供給口から吐出口までの長さである。))に供給し、ポリマー溶融部以降ベントまでのバレル温度を表6記載の温度で調整した。ダイから吐出後のガットをすぐに氷水中に急冷し、構造を固定した後ストランドカッターでペレタイズしペレットを得た。
また、さらに上記サンプルのうち、実施例10〜12と比較例6、比較例8については265℃で、10s、1.5MPaで加熱プレスを行い、シート(厚み0.1mm)を作製し光散乱スペクトルを測定した。また、比較例7、比較例9については、表3記載のバレル設定温度で、10s、1.5MPaで加熱プレスを行い、シート(厚み0.1mm)を作製し光散乱スペクトルを測定した。該スペクトルにおける、ピークの半値幅(a)、ピーク極大波数(b)、(a)/(b)の値を表3に記載した。
Claims (5)
- 少なくとも2成分以上の非相溶な熱可塑性樹脂を、二軸押出機を用いたカオス混合により溶融混練するポリマーアロイの製造方法であって、熱可塑性樹脂の少なくとも1成分は非晶性樹脂であり、カオス混合が、粒子追跡法において、線長さ(L)、初期線長さ(L0)とするとき、仮想的な線の伸びの対数(lnL/L0)が、2以上となるカオス混合であり、カオス混合のポリマー溶融部以降ダイヘッドまでの混練温度を、使用する樹脂の中で最もガラス転移温度の高い樹脂を基準として、そのガラス転移温度より、1〜70℃、高く設定し、前記ポリマーアロイを構成する熱可塑性樹脂のうち、溶融混練温度における粘度の低い方の樹脂が下記条件のいずれかを満たすことを特徴とするポリマーアロイの製造方法。
i)重量平均分子量8万未満であり、レオメーター測定において剪断速度と粘度から得られた両対数近似曲線の変曲点から変曲点の2倍の剪断速度領域における傾きが−70以下。
ii)重量平均分子量8万以上であり、レオメーター測定において剪断速度と粘度から得られた両対数近似曲線の変曲点から変曲点の2倍の剪断速度領域における傾きが−200以下。 - 少なくとも2成分以上の非相溶な熱可塑性樹脂を二軸押出機を用いたカオス混合により溶融混練して得られるポリマーアロイであり、かつ該ポリマーアロイ中に分散した粒子の平均粒子径が0.001〜1μmの分散構造であり、さらに散乱測定において、散乱光の波数に対して散乱強度をプロットしたスペクトルにおけるピーク半値幅(a)、該ピークの極大波数(b)とするとき、
0<(a)/(b)≦1.5
であり、熱可塑性樹脂の少なくとも1成分は非晶性樹脂であり、カオス混合のポリマー溶融部以降ダイヘッドまでの混練温度を、使用する樹脂の中で最もガラス転移温度の高い樹脂を基準として、そのガラス転移温度より、1〜70℃、高く設定して得られるポリマーアロイ。 - カオス混合が、粒子追跡法において、線長さ(L)、初期線長さ(L0)とするとき、仮想的な線の伸びの対数(lnL/L0)が、2以上となるカオス混合である請求項2記載のポリマーアロイ。
- 請求項2または3に記載のポリマーアロイからなる成形品。
- 成形品が、射出成形品、フィルムまたはシートである請求項4に記載の成形品。
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