JP5860463B2 - 樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕
(a)ポリプロピレン樹脂及び(b)ポリフェニレンエーテル樹脂の総量100質量部と、
(c)混和剤1〜20質量部と、を含む樹脂組成物であり、
前記(a)成分において、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、移動相:o−ジクロロベンゼン、標準物質:ポリスチレン)から求められる、分子量30,000以下の成分の割合が、前記(a)成分全体の3.0〜5.1%であり、かつ、分子量10,000,000以上の成分の割合が、前記(a)成分全体の1.0〜1.6%である、樹脂組成物。
〔2〕
前記(a)成分と前記(b)成分の総量100質量部に対し、(d)フィラー5〜50質量部を、更に含む、〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕
前記(a)成分の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が、8〜11である、〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕
前記(c)成分が、水素添加ブロック共重合体、ポリスチレン鎖−ポリオレフィン鎖を有する共重合体、及びポリフェニレンエーテル鎖−ポリオレフィン鎖を有する共重合体からなる群より選ばれる1種以上である、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
〔5〕
前記(c)成分が、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックAと、重合体ブロックを構成する共役ジエン化合物に含まれるビニル結合量の総量に対する1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の総量が30〜90%である、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部が水素添加された水素添加ブロック共重合体である、〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
〔6〕
前記重合体ブロックBにおける、前記重合体ブロックを構成する前記共役ジエン化合物に含まれる前記ビニル結合量の総量に対する前記1,2−ビニル結合量及び前記3,4−ビニル結合量の総量が、65〜90%である、〔5〕に記載の樹脂組成物。
〔7〕
前記(d)成分が、タルクである、〔2〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
〔8〕
前記(a)成分を含むマトリックス相と、前記(b)成分を含む分散相とを有する、〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
〔9〕
(a)ポリプロピレン樹脂及び(b)ポリフェニレンエーテル樹脂の総量100質量部と、(c)混和剤1〜20質量部と、(d)フィラー5〜50質量部とを含む樹脂組成物であり、
前記(a)成分において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、移動相:o−ジクロロベンゼン、標準物質:ポリスチレン)から求められる、分子量30,000以下の成分の割合が前記(a)成分全体の1.0〜5.1%であり、かつ、分子量10,000,000以上の成分の割合が前記(a)成分全体の0.5〜1.6%である、樹脂組成物。
〔10〕
前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂、及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の質量比((a−1)/(a−2))が、75/25〜90/10であり、
下記工程(1−1)及び(1−2)を含む、〔1〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(1−1):前記(a−2)成分、前記(b)成分及び前記(c)成分を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(1−2):前記工程(1−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−1)成分を添加し、溶融混練する工程。
〔11〕
前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂、及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の重量比((a−1)/(a−2))が、75/25〜90/10であり、
下記工程(2−1)及び(2−2)を含む、〔1〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(2−1):前記(a−2)成分の一部、前記(b)成分及び前記(c)成分を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(2−2):前記工程(2−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−2)成分の残部及び前記(a−1)成分を添加し、溶融混練する工程。
〔12〕
前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂、及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の重量比((a−1)/(a−2))が、70/30〜90/10であり、
下記工程(3−1)、(3−2)及び(3−3)を含む、〔2〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(3−1):前記(a−2)成分の全量、前記(b)成分の全量、及び前記(c)成分の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(3−2):前記工程(3−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−1)成分の全量、前記(d)成分の一部又は全量、及び前記(c)成分の残部(但し、前記工程(3−1)で前記(c)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(3−3):前記工程(3−2)で得られた前記混練物に対して、前記(d)成分の残部(但し、前記工程(3−2)で前記(d)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練する工程。
〔13〕
前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の重量比((a−1)/(a−2))が、70/30〜90/10であり、
下記工程(4−1)、(4−2)及び(4−3)を含む、〔2〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(4−1):前記(a−2)成分の一部、前記(b)成分の全量、及び前記(c)成分の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(4−2):前記工程(4−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−2)成分の残部、前記(c)成分の残部(但し、前記工程(4−1)で前記(c)成分を全量用いた場合を除く。)、前記(a−1)成分の全量、及び前記(d)成分の一部又は全量を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(4−3):前記工程(4−2)で得られた混練物に対して、前記(d)成分の残部(但し、前記工程(4−2)で前記(d)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練する工程。
〔14〕
〔10〕〜〔13〕のいずれか一項に記載の製造方法で得られる樹脂組成物。
〔15〕
〔1〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む成形品。
(a)ポリプロピレン樹脂について詳細に説明する。
(a)ポリプロピレン樹脂(以下、「PP」とも略す。)は、プロピレンホモポリマー、プロピレンと他のモノマーとの共重合体、あるいはこれらの変性物であってもよい。(a)成分は、結晶性であることが好ましく、結晶性プロピレンホモポリマー又は結晶性プロピレン−エチレンブロック共重合体であることがより好ましい。
樹脂組成物ペレット5gを濾過フィルターに入れて、この濾過フィルターを沸騰キシレン(和光純薬工業社製)中に入れ、樹脂組成物中の(a)成分をキシレン中に溶かす。(a)成分が溶けたキシレンの温度を室温まで下げることで(a)成分を析出させる。析出した(a)成分を濾過した後、120℃で真空乾燥することで、樹脂組成物から(a)成分を抽出することができる。
高分子量成分から溶出されるカラムを用いた場合、溶出時間初期(交点B側)に高分子量成分が観測され、溶出時間終期(交点A側)に低分子量成分が観測される。
同様にして、分子量10,000,000以上の成分に対応するGPC溶出曲線におけるエリア面積を求め、当該エリア面積と、(a)成分のGPC溶出曲線におけるエリア面積との比から、分子量10,000,000以上の成分の割合も求めることができる。
図2は、GPC溶出曲線における分子量30,000以下の成分のエリア面積及び分子量10,000,000以上の成分のエリア面積の一例を示したものである。
(b)ポリフェニレンエーテル樹脂について詳細に説明する。
(b)ポリフェニレンエーテル樹脂(以下、「PPE」とも略す。)は、下記式(1)で表される繰り返し単位構造を有するホモ重合体及び/若しくは共重合体;又はそれらの変性体であることが好ましい。
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、スチレンスルホン酸等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物は、(a)成分と(b)成分との相溶性改善のために、(c)混和剤を更に含む。(c)成分としては、(a)成分に対する相溶性が高いセグメント鎖と、(b)成分に対する相溶性が高いセグメント鎖と、を有する共重合体であることが好ましい。
(d)成分のフィラーの成分や形状等は特に限定されない。フィラーとしては、例えば、無機充填材、無機強化材、有機強化材等が挙げられる。フィラーの形状としては、例えば、ファイバー状、フレーク状、ウィスカー状、プレート状、ブロック状、ビーズ状、バルーン状等が挙げられる。
(a)ポリプロピレン樹脂及び(b)ポリフェニレンエーテル樹脂の総量100質量部と、(c)混和剤1〜20質量部と、(d)フィラー5〜50質量部とを含む樹脂組成物であり、
(a)成分において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、移動相:o−ジクロロベンゼン、標準物質:ポリスチレン)から求められる、分子量30,000以下の成分の割合が(a)成分の1.0〜5.1%であり、かつ、分子量10,000,000以上の成分の割合が(a)成分全体の0.5〜1.6%である、樹脂組成物である。この第二の形態の樹脂組成物は、剛性及び耐衝撃性を維持しつつ、成形流動性がより一層優れ、フローマークが改良された樹脂組成物である。以下、特に断りがない限り、(a)成分、(b)成分、(c)成分、(d)成分及びその他の成分については、第一の形態において上述したものを用いることができる。
(1)(a)成分と(b)成分の総量100質量部に対し、(d)フィラー5〜50質量部を、更に含むことが好ましい。
(2)(c)成分が、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックAと、重合体ブロックを構成する共役ジエン化合物に含まれるビニル結合量の総量に対する、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の総量が30〜90%である、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部が水素添加された水素添加ブロック共重合体であることが好ましい。
(3)重合体ブロックBにおける、重合体ブロックを構成する共役ジエン化合物に含まれるビニル結合量の総量に対する、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の総量は、65〜90%であることが好ましい。この場合、1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の総量は、65〜85%であることがより好ましい。特に、重合体ブロックBがブタジエンを主体とする重合体である場合、重合体ブロックBにおける1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の総量は、上記範囲であることが好ましい。
(4)(d)成分は、タルクであることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法について説明する。本実施形態の樹脂組成物は、種々の溶融混練機や混練押出機等を用いて製造できる。
工程(1−1):(a−2)成分、(b)成分及び(c)成分を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(1−2):工程(1−1)で得られた混練物に対して、(a−1)成分を添加し、溶融混練する工程。
工程(2−1):(a−2)成分の一部、(b)成分及び(c)成分を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(2−2):工程(2−1)で得られた混練物に対して、(a−2)成分の残部及び(a−1)成分を添加し、溶融混練する工程。
工程(3−1):(a−2)成分の全量、(b)成分の全量、及び(c)成分の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(3−2):工程(3−1)で得られた混練物に対して、(a−1)成分の全量、(d)成分の一部又は全量、及び(c)成分の残部(但し、工程(3−1)で(c)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(3−3):工程(3−2)で得られた混練物に対して、(d)成分の残部(但し、工程(3−2)で(d)成分を全量用いた場合を除く)を添加し、溶融混練する工程。
工程(4−1):(a−2)成分の一部、(b)成分の全量、及び(c)成分の一部又は全量(但し、工程(4−1)で(c)成分を全量用いた場合を除く。)を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(4−2):工程(4−1)で得られた混練物に対して、(a−2)成分の残部、(c)成分の残部、(a−1)成分の全量、及び(d)成分の一部又は全量を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(4−3):工程(4−2)で得られた混練物に対して、(d)成分の残部(但し、工程(4−2)で(d)成分を全量用いた場合を除く)を添加し、溶融混練する工程。
実施例1〜11、比較例1〜6において使用した原料は以下のとおりである。
(a−1)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=0.4g/10分、分子量分布(Mw/Mn)=7.7、融点167℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
(a−2)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=5.9g/10分、分子量分布(Mw/Mn)=12.5、融点166℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
(a−3)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=0.5
g/10分、分子量分布(Mw/Mn)=13.7、融点166℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
(a)ポリプロピレン樹脂のメルトフローレートは、ISO 1133に準拠して測定した。
(a)ポリプロピレン樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)とから求めた。GPCの測定条件は後述する。
(b−1)2,6−キシレノールを酸化重合して得た、還元粘度(0.5g/dLのクロロホルム溶液、30℃測定)=0.52のポリフェニレンエーテル。
還元粘度は、ウベローデ粘度計を用いて、0.5g/dLのクロロホルム溶液、30℃の条件で測定した。
(c−1)ポリスチレン−水素添加されたポリブタジエン−ポリスチレンの構造を有する水素添加ブロック共重合体。結合スチレン量は43%、ポリブタジエン部分の1,2−ビニル結合量は75%、ポリスチレン鎖の数平均分子量は20,000、ポリブタジエン部の水素添加率は99.9%であった。
水素添加ブロック共重合体は、n−ブチルリチウムを開始剤とし、テトラヒドロフランを1,2−ビニル結合量の調節剤として用い、シクロヘキサン溶媒中で、スチレンとブタジエンとをアニオンブロック共重合させることにより、スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体を得た。次に、ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリドとn−ブチルリチウムとを水素添加触媒として用いて、得られたスチレン−ブタジエン系ブロック共重合体を、水素圧5kg/cm2、温度50℃の条件で水素添加した。なお、ポリマー構造は、モノマーの仕込み量及び仕込み順序を調整することで制御した。分子量は、触媒量を調整することで制御した。1,2−ビニル結合量は、1,2−ビニル結合量の調節剤の添加量及び重合温度を調整することで制御した。水素添加率は、水素添加時間を調整することで制御した。
ポリブタジエン部分の1,2−ビニル結合量は、赤外分光光度計によって測定し、Analytical Chemistry,Volume21,No.8,August 1949に記載の方法に準じて算出した。
結合スチレン量は、紫外線分光光度計によって測定した。
ポリスチレン鎖の数平均分子量は、GPC(移動相:クロロホルム、標準物質:ポリスチレン)によって行った。
ポリブタジエン部の水素添加率は、核磁気共鳴装置(NMR)によって測定した。
(c−2)商品名「Kraton G1701M Polymer(ポリスチレン鎖−ポリオレフィン鎖を有する共重合体;Kraton社製)」
ベースコポリマー:スチレン、エチレン/プロピレン(ポリプロピレン量37%)、メルトフローレート(230℃、荷重5kg)=1g/10分
樹脂組成物の製造装置として、二軸押出機の「TEM58SS」(東芝機械社製、L/D比=53.8)を用いた。二軸押出機において、原料の流れ方向に対し上流側に第1原料供給口、これより下流に第2原料供給口を設け、これらの原料供給口の間と第2原料供給口の下流に真空ベントを設けた。また、第2供給口への原料供給方法は、押出機サイド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する方法とした。
上記のように設定した二軸押出機に、(a)〜(c)成分を表1に示した組成で供給し、押出機のバレル設定温度を270〜320℃、スクリュー回転数を650rpm、吐出量を500kg/時間の条件にて溶融混練し、樹脂組成物のペレットを得た。
二軸押出機に、(a)〜(c)成分を表1に示した組成で供給した点以外は実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
二軸押出機に、(a)〜(c)成分を表2に示した組成で供給した点以外は実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
樹脂組成物の製造装置として、二軸押出機の「TEM58SS」(東芝機械社製、L/D比=53.8)を用いた。二軸押出機において、原料の流れ方向に対し上流側に第1原料供給口、これより下流に第2原料供給口を設け、これらの原料供給口の間と第2供給口の下流に真空ベントを設けた。また、第2供給口への原料供給方法は、押出機サイド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する方法とした。
上記のように設定した押出機に、(a)〜(c)成分を表2に示した組成で供給し、押出機のバレル設定温度を300〜350℃、スクリュー回転数を665rpm、吐出量を500kg/時間の条件にて溶融混練し、樹脂組成物のペレットを得た。
<メルトフローレート(MFR)>
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットについて、ISO 1133に準拠して、250℃、荷重10kgの条件でメルトフローレート(MFR)を測定した。メルトフローレートについては、10g/10分以上の場合を合格と判断した。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、ホッパー側からノズル側に向かって4箇所のシリンダー温度を夫々245℃に設定したスクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で射出成形して、クリープ測定用テストピースを得た。なお、使用したスクリューインライン型種出成形機は、ホッパーからノズル迄の間が4つのシリンダーブロックから構成されており、各シリンダーブロックの温度設定を制御できるものである。すなわち、この場合、4つのシリンダーブロックの設定温度を全て245℃に設定した。得られたクリープ測定用テストピースについて、ギアオーブンを用い80℃の環境下に24時間静置し熱履歴処理を行った。
歪[%]=(165時間後のテストピースの変位)/(チャック間距離)×100
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、スクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で射出成形し、引張強度測定用テストピースを得た。スクリューインライン型射出成形機のホッパーからノズルまでの間に配置された4つのシリンダーブロックの設定温度については、ホッパー側からノズル側に向けて、順次、220℃/230℃/245℃/245℃に設定した。得られた引張強度測定用テストピースについて、ギアオーブンを用い80℃の環境下に24時間静置し熱履歴処理を行った。
熱履歴処理後の引張強度測定用テストピースについて、ギアオーブンを用い120℃の環境下で2,000時間のエージングを行った。
熱エージング性測定として、熱履歴処理後及びエージング後の引張強度測定用テストピースについて、引張試験(ISO 527)を実施した。樹脂組成物の熱エージング性は、以下の式で求めた引張強度保持率により評価した。引張強度保持率については、97%以上の場合を合格と判断した。
引張強度保持率[%]=(エージング後の引張強度)/(熱履歴処理後の引張強度)×100
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットのMFRを、ISO 1133に準拠して、(1)温度:230℃、荷重:10kg、(2)温度250℃、荷重:10kg、の条件で測定した。樹脂組成物の成形安定性は、以下の式で求めたMFR保持率によって評価した。MFR保持率については、80%以上の場合を合格と判断した。
MFR保持率[%]=上記(1)の条件でのMFR値/上記(2)の条件でのMFR値×100
以下の方法によって、実施例及び比較例で得られた樹脂組成物からポリプロピレン樹脂(a)の抽出を行った。
(抽出方法、抽出条件)
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレット5gを濾過フィルターに入れて、該濾過フィルターを沸騰キシレン(和光純薬工業社製)中に入れ、樹脂組成物中の(a)成分をキシレン中に全て溶かした。沸騰キシレンの温度は150℃、加熱時間は10時間で行った。(a)成分が溶けたキシレンの温度を室温(23℃)まで下げることで(a)成分を析出させた。析出した(a)成分を濾過した後、120℃で真空乾燥することで、樹脂組成物から(a)成分を抽出した。
GPC測定の条件は以下の通りである。
測定装置:「Alliance GPC2000」(Waters社製)
カラム:「TSKgel GMH6−HT」×2+「TSKgel GMH6−HTL」×2
検出器:R.I.(示差屈折)検出器
移動相:o−ジクロロベンゼン(0.025%BHT含有)
カラム温度:140℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:0.15%(w/v)−o−ジクロロベンゼン
注入量:0.5mL
尚、単分散の重量平均分子量が既知で分子量の異なるスチレン樹脂(重量平均分子量500〜20,600,000)を検量線用標準サンプルとして用いた。
(a)成分における、分子量30,000以下の成分の割合、及び分子量10,000,000以上の成分の割合は、前述の方法で求めた。
実施例12〜17及び比較例7〜9について検討した。実施例12〜17及び比較例7〜9で使用した原料は以下のとおりである。
(a−1−1)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=0.4/10分、分子量分布(Mw/Mn)=7.7、融点167℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
(a−2−1)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=5.9g/10分、分子量分布(Mw/Mn)=12.5、融点166℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
(a−3−1)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=0.5g/10分、分子量分布(Mw/Mn)=13.7、融点166℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
(a−4−1)メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)=10g/10分、分子量分布(Mw/Mn)=11.5、融点160℃、密度0.90g/cm3のポリプロピレン。
2,6−キシレノールを酸化重合して得た、還元粘度(0.5g/dLのクロロホルム溶液、30℃測定)=0.41のポリフェニレンエーテル。
還元粘度は、ウベローデ粘度計を用いて、0.5g/dLのクロロホルム溶液、30℃の条件で測定した。
水素添加されたポリブタジエン−ポリスチレン−水素添加されたポリブタジエン−ポリスチレンの構造(B−A−B−A)を有する水素添加ブロック共重合体。
結合スチレン量44%、ポリマー全体の数平均分子量95,000、分子量分布1.06、ポリスチレン部(A)の数平均分子量20900、水素添加前のポリブタジエンの1,2−ビニル結合量が75%ポリブタジエン部の水素添加率が99.9%の水添ブロック共重合体
水素添加ブロック共重合体は、n−ブチルリチウムを開始剤とし、テトラヒドロフランを1,2−ビニル結合量の調節剤として用い、シクロヘキサン溶媒中で、スチレンとブタジエンとをアニオンブロック共重合させることにより、スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体を得た。次に、ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリドとn−ブチルリチウムとを水素添加触媒として用いて、得られたスチレン−ブタジエン系ブロック共重合体を、水素圧5kg/cm2、温度50℃の条件で水素添加した。なお、ポリマー構造は、モノマーの仕込み量及び仕込み順序を調整することで制御した。分子量は、触媒量を調整することで制御した。1,2−ビニル結合量は、1,2−ビニル結合量の調節剤の添加量及び重合温度を調整することで制御した。水素添加率は、水素添加時間を調整することで制御した。
ポリブタジエン部分の1,2−ビニル結合量は、赤外分光光度計によって測定し、Analytical Chemistry,Volume21,No.8,August 1949に記載の方法に準じて算出した。
結合スチレン量は、紫外線分光光度計によって測定した。
数平均分子量及び分子量分布の測定は、GPC(移動相:クロロホルム、標準物質:ポリスチレン)によって行った。
ポリブタジエン部の水素添加率は、NMRによって測定した。
タルク(林化成社製、商品名「タルカンパウダー PK−C」、平均粒子径:11μm)なお、平均粒子径は、粒度分布測定器「SA−CP3L」(島津製作所製)によって測定した。
樹脂組成物の製造装置として、二軸押出機(コペリオン社製、商品名「ZSK25」)を用いた。二軸押出機において、原料の流れ方向に対し上流側に第1原料供給口、これより下流に第2原料供給口を設け、これらの原料供給口の間と第2供給口の下流に真空ベントを設けた。また、第2供給口への原料供給方法は、押出機サイド開放口から強制サイドフィーダーを用いて供給する方法とした。上記のように設定した二軸押出機に、(a)〜(d)成分を表3に示した組成で供給し、押出機のバレル設定温度を270〜320℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/時間の条件にて溶融混練し、樹脂組成物のペレットを得た。得られた樹脂組成物の各物性を以下のとおり測定した。測定結果を表3に示す。
二軸押出機に、(a)〜(d)成分を表1に示した組成で供給した点以外は実施例12と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。得られた樹脂組成物の各物性を以下のとおり測定した。測定結果を表3に示す。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットについて、ISO 1133に準拠して、250℃、荷重10kgの条件でメルトフローレート(MFR)を測定した。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、スクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で、曲げ弾性率測定用テストピースを射出成形した。スクリューインライン型射出成形機のホッパーからノズル迄の間に配置された4つのシリンダーブロックの設定温度については、ホッパー側からノズル側に向けて、順次、220℃/230℃/245℃/245℃に設定した。そして図3に示すテストピース1を作製し、幅L1は65mm、幅L2は40mm、幅L3は22mm、高さHは10mmとした。そして、曲げ弾性率測定用テストピースを、80℃のギアオーブン中に24時間静置し、熱履歴処理を行った。熱履歴処理を行ったテストピースを用いて、ISO 178に準じて曲げ弾性率を測定した。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットをスクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で、Charpy衝撃強度測定用テストピースを射出成形した。スクリューインライン型射出成形機のホッパーからノズル迄の間に配置された4つのシリンダーブロックの設定温度については、ホッパー側からノズル側に向けて、順次、220℃/230℃/245℃/245℃に設定した。図3に示すテストピース1を作製し、幅L1は65mm、幅L2は40mm、幅L3は22mm、高さHは10mmとした。そして、Charpy衝撃強度測定用テストピースを、80℃のギアオーブン中に24時間静置し、熱履歴処理を行った。熱履歴処理を行ったテストピースを用いて、ISO 179に準じてCharpy衝撃強度を測定した。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度220〜280℃、金型温度60℃に設定した射出成形機に供給し、厚さ1.8mmの短冊試験片を作製した。その際、1mmショートする時のゲージ圧力を測定し、この圧力をSSP[Short Shot Pressure](MPa)とした。このSSPの値が小さいほど成形流動性に優れるものと評価した。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度220〜280℃、金型温度60℃に設定した射出成形機に供給し、15cm×15cm×2mmの平板(直径1mmピンゲート)を射出成形した。その際、フローマークの有無を目視で確認し、以下の判定基準に基づき、フローマークを評価した。
A:フローマークが全く確認できなかった。
B:フローマークが若干確認された。
C:フローマークが多数確認された。
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、ホッパー側からノズル側に向けてシリンダー温度を245℃に設定したスクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で射出成形して、クリープ測定用テストピースを得た。該クリープ測定用テストピースについて、ギアオーブンを用い80℃の環境下に24時間静置し熱履歴処理を行った。
なお、クリープ測定用テストピースとしては、図3に示す形状のダンベル成形品(厚さ1mm)を用いた。図3は、実施例で用いたテストピースの簡略正面図を示す。テストピース1の幅L1は65mm、幅L2は40mm、幅L3は22mm、高さHは10mmとした。
そして、クリープ測定用テストピースを、80℃のギアオーブン中に24時間静置し、熱履歴処理を行った。
熱履歴処理後のクリープ測定用テストピースのクリープ測定を行った。クリープ試験機(安田精機製作所社製、「145−B−PC型」)を用いて、チャック間距離を40mm、試験荷重を応力7.35MPa相当、試験温度を60℃、試験時間を500時間の条件でクリープ測定(耐熱クリープ性試験)を行った。耐熱クリープ性については、以下の式で求めた歪[%]により評価した。歪[%]については、10%未満の場合を合格と判断した。
歪[%]=(500時間後のテストピースの変位)/(チャック間距離)×100
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットを、スクリューインライン型射出成形機に供給し、金型温度60℃の条件で射出成形し、引張強度測定用テストピースを得た。スクリューインライン型射出成形機のホッパーからノズルまでの間に配置された4つのシリンダーブロックの設定温度については、ホッパー側からノズル側に向けて、順次、220℃/230℃/245℃/245℃に設定した。得られた引張強度測定用テストピースについて、ギアオーブンを用い80℃の環境下に24時間静置し熱履歴処理を行った。
熱履歴処理後の引張強度測定用テストピースについて、ギアオーブンを用い120℃の環境下で1,000時間のエージングを行った。
熱エージング性測定として、熱履歴処理後及びエージング後の引張強度測定用テストピースについて、引張試験(ISO 527)を実施した。樹脂組成物の熱エージング性は、以下の式で求めた引張強度保持率により評価した。
引張強度保持率[%]=(エージング後の引張強度)/(熱履歴処理後の引張強度)×100
実施例及び比較例で得た樹脂組成物のペレットのMFRを、ISO 1133に準拠して、(1)温度:250℃、荷重:10kg、(2)温度270℃、荷重:10kg、の条件で測定した。樹脂組成物の成形安定性は、以下の式で求めたMFR保持率により評価した。
MFR保持率[%]=上記(1)の条件でのMFR値/上記(2)の条件でのMFR値×100
実施例1〜11及び比較例1〜6と同様の方法で、実施例12〜17及び比較例7〜9で得られた樹脂組成物から(a)成分を抽出した。抽出された(a)成分の分子量特性(分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))、分子量30,000以下の成分の割合、及び分子量10,000,000以上の成分の割合)も、実施例1〜11、比較例1〜6と同様の方法で測定した。
Claims (14)
- (a)ポリプロピレン樹脂及び(b)ポリフェニレンエーテル樹脂の総量100質量部と、
(c)前記(a)成分と前記(b)成分との相溶性改善のための混和剤1〜20質量部と、を含む樹脂組成物であり、
前記(a)成分において、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、移動相:o−ジクロロベンゼン、標準物質:ポリスチレン)から求められる、分子量30,000以下の成分の割合が、前記(a)成分全体の3.0〜5.1%であり、かつ、分子量10,000,000以上の成分の割合が、前記(a)成分全体の1.0〜1.6%である、樹脂組成物。 - 前記(a)成分と前記(b)成分の総量100質量部に対し、(d)フィラー5〜50質量部を、更に含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)成分の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が、8〜11である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 前記(c)成分が、水素添加ブロック共重合体、ポリスチレン鎖−ポリオレフィン鎖を有する共重合体、及びポリフェニレンエーテル鎖−ポリオレフィン鎖を有する共重合体からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(c)成分が、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックAと、重合体ブロックを構成する共役ジエン化合物に含まれるビニル結合量の総量に対する1,2−ビニル結合量及び3,4−ビニル結合量の総量が30〜90%である、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBと、を含むブロック共重合体の少なくとも一部が水素添加された水素添加ブロック共重合体である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記重合体ブロックBにおける、前記重合体ブロックを構成する前記共役ジエン化合物に含まれる前記ビニル結合量の総量に対する前記1,2−ビニル結合量及び前記3,4−ビニル結合量の総量が、65〜90%である、請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記(d)成分が、タルクである、請求項2〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(a)成分を含むマトリックス相と、前記(b)成分を含む分散相とを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- (a)ポリプロピレン樹脂及び(b)ポリフェニレンエーテル樹脂の総量100質量部と、(c)前記(a)成分と前記(b)成分との相溶性改善のための混和剤1〜20質量部と、(d)フィラー5〜50質量部とを含む樹脂組成物であり、
前記(a)成分において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、移動相:o−ジクロロベンゼン、標準物質:ポリスチレン)から求められる、分子量30,000以下の成分の割合が前記(a)成分全体の1.0〜5.1%であり、かつ、分子量10,000,000以上の成分の割合が前記(a)成分全体の0.5〜1.6%である、樹脂組成物。 - 前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂、及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の質量比((a−1)/(a−2))が、75/25〜90/10であり、
下記工程(1−1)及び(1−2)を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(1−1):前記(a−2)成分、前記(b)成分及び前記(c)成分を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(1−2):前記工程(1−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−1)成分を添加し、溶融混練する工程。 - 前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂、及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の重量比((a−1)/(a−2))が、75/25〜90/10であり、
下記工程(2−1)及び(2−2)を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(2−1):前記(a−2)成分の一部、前記(b)成分及び前記(c)成分を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(2−2):前記工程(2−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−2)成分の残部及び前記(a−1)成分を添加し、溶融混練する工程。 - 前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂、及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の重量比((a−1)/(a−2))が、70/30〜90/10であり、
下記工程(3−1)、(3−2)及び(3−3)を含む、請求項2〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(3−1):前記(a−2)成分の全量、前記(b)成分の全量、及び前記(c)成分の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(3−2):前記工程(3−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−1)成分の全量、前記(d)成分の一部又は全量、及び前記(c)成分の残部(但し、前記工程(3−1)で前記(c)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(3−3):前記工程(3−2)で得られた前記混練物に対して、前記(d)成分の残部(但し、前記工程(3−2)で前記(d)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練する工程。 - 前記(a)成分が、(a−1):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が0.1〜1g/10分のポリプロピレン樹脂及び(a−2):メルトフローレート(230℃、荷重2.16kg)が4〜9g/10分のポリプロピレン樹脂を含み、
前記(a−2)成分に対する前記(a−1)成分の重量比((a−1)/(a−2))が、70/30〜90/10であり、
下記工程(4−1)、(4−2)及び(4−3)を含む、請求項2〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法;
工程(4−1):前記(a−2)成分の一部、前記(b)成分の全量、及び前記(c)成分の一部又は全量を溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(4−2):前記工程(4−1)で得られた前記混練物に対して、前記(a−2)成分の残部、前記(c)成分の残部(但し、前記工程(4−1)で前記(c)成分を全量用いた場合を除く。)、前記(a−1)成分の全量、及び前記(d)成分の一部又は全量を添加し、溶融混練し、混練物を得る工程、
工程(4−3):前記工程(4−2)で得られた混練物に対して、前記(d)成分の残部(但し、前記工程(4−2)で前記(d)成分を全量用いた場合を除く。)を添加し、溶融混練する工程。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む成形品。
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