JP6140606B2 - 無塗装筺体とその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、耐衝撃性に優れ、色合いに深みがあり、高級感漂う外観を有する無塗装筐体とその製法に関する。
近年、樹脂を使用した各種製品の筐体は、耐衝撃性に加えて高い意匠性が求められるようになっている。中でも家電、ゲーム機、及び自動車の内装材等を中心に、色合いに深みがあり、高級感漂うエナメル調が求められる傾向にある。従来は、樹脂だけでエナメル調の意匠性を得ることが困難であったため、樹脂成形品に塗装を施したり、予め希望の意匠に施した加飾フィルムを筐体に貼り付ける方法でエナメル調の筐体を得ていた(例えば特許文献1)。
特開2002−292798号公報
しかし、塗装は、工程が増えるため筐体にかかるコストが上がることや、塗料の約半分を占めるシンナー等の有機溶剤全てが揮発性有機化合物となって大気に放出されるため、環境的に好ましくないことが問題となっている。また、特許文献1の発明のように表面に特殊なフィルムを貼る方法は、樹脂成形品と貼り付けたフィルムの剥がれが懸念されると共に、塗装工程と同様に製品化に対して工程が増えるという問題がある。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、色合いに深みがあり、高級感漂うエナメル調を発揮するための条件を特定し、そして、特定の質量平均粒子径を有するゴム成分を含んだアセトン不溶の樹脂成分(A)と、特定の不飽和ニトリル単量体由来の単位成分含有量及び特定の分子量を有するアセトン可溶の樹脂成分(B)、及び着色剤(C)とを含む熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品を用いた筐体は、塗装工程、特殊なフィルムを貼り付ける工程を行わなくても、上記エナメル調を発揮するための条件を満たしつつかつ耐衝撃性にも優れることを見出した。すなわち、本願発明は以下の通りである。
[1]質量平均粒子径が0.05〜0.3μmのゴム成分(a)を含み、線膨脹係数が11×10−5〜20.5×10−5/℃のアセトン不溶の樹脂成分(A)20〜60質量%、アセトン可溶の樹脂成分(B)40〜80質量%(但し、(A)+(B)=100質量%)、及び着色剤(C)を含み、かつ
(1)アセトン可溶の樹脂成分(B)が、不飽和ニトリル単量体由来の成分を6.0〜45質量%含み、及び
(2)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による分子量7万以下の成分が、アセトン可溶の樹脂成分(B)中に2〜20質量%含まれる、
熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品を用いた無塗装筺体であって、該筐体のJIS K7105に準拠したL*値が13以下、光沢が60〜120%、曇価が30〜90%である、上記無塗装筺体。
[2]アセトン可溶の樹脂成分(B)がGPC測定で分子量1万〜30万にピークを少なくとも2個含む[1]記載の無塗装筺体。
[3]繊維摩擦試験でのL*値の増加率が60%以下である[1]又は[2]記載の無塗装筺体。
[4]熱可塑性樹脂組成物(D)のJIS K7211−1976に準拠した落錘衝撃50%破壊エネルギーが4.0J以上である[1]〜[3]のいずれか一項に記載の無塗装筺体。
[5]着色剤(C)が少なくとも4色以上からなる染料混合物であり、各染料の昇華開始温度が210〜400℃である[1]〜[4]のいずれか一項に記載の無塗装筺体。
[6]表面粗さRaが0.1以下の金型を使用し、金型温度60〜150℃、射出圧力300〜1300kg/cm以下にて成形する[1]〜[5]のいずれか一項に記載の無塗装筺体の製造方法。
本発明によれば、塗装やフィルム貼り付け等の煩雑な工程を必要とすることなく、色合いに深みがあり、高級感漂う外観を有し、かつ耐衝撃性に優れる無塗装筐体を得ることが可能となる。
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明には、質量平均粒子径が0.05〜0.3μmのゴム成分(a)を含み、線膨脹係数が11×10−5〜20.5×10−5/℃のアセトン不溶の樹脂成分(A)20〜60質量%、アセトン可溶の樹脂成分(B)40〜80質量%(但し、(A)+(B)=100質量%)、及び着色剤(C)を含み、かつ
(1)アセトン可溶の樹脂成分(B)が、不飽和ニトリル単量体由来の成分を6.0〜45質量%含み、及び
(2)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による分子量7万以下の成分が、アセトン可溶の樹脂成分(B)中に2〜20質量%含まれる、
熱可塑性樹脂組成物(D)が用いられる。
本発明におけるアセトン不溶の樹脂成分(A)は、質量平均粒子径が0.05〜0.3μm以下のゴム成分(a)を含む、線膨脹係数が11×10−5〜20.5×10−5/℃の樹脂成分である。熱可塑性樹脂組成物(D)又は熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品からは、以下の方法により取り出すことができる。
乾燥した遠沈管を1サンプルにつき2本準備する。遠沈管はあらかじめ80℃、30分以上乾燥後、デシケーター中で15分以上放冷されたものを使用する。遠沈管の重量は、電子天秤で0.1mgまで精秤する。熱可塑性樹脂組成物(D)又は成形品から約1gを切削し、遠沈管に計量し、0.1mgまで精秤する。メスシリンダーでアセトン約20mlを採取し遠沈管に入れシリコン栓をする。振とう機で速度毎分100回、振幅25mmで2時間振とうする。振とう後、遠心分離を行う。まずシリコン栓を外す。この際、シリコン栓に付着しているサンプルは、少量のアセトンを用いて遠沈管内へ落とす。2本の遠沈管を遠心分離機のローターへ対角線上にセットする。遠心分離機を操作して、回転数20,000rpmで60分間遠心分離する(日立高速冷却遠心機)。遠心分離終了後、遠沈管をローターから取り出し上澄み液をデカンテーションする。メスシリンダーでアセトン約20mlを採取し遠沈管に入れシリコン栓をした後、速度毎分100回、振幅25mmで1時間振とうする。再び遠心分離機を操作して、回転数20,000rpmで50分間遠心分離する。遠心分離終了後、遠沈管をローターから取り出し上澄み液をデカンテーションする。さらにメスシリンダーでアセトン約20mlを採取し遠沈管に入れシリコン栓をした後、速度毎分100回、振幅25mmで1時間振とうする。遠心分離機を操作して、回転数20,000rpmで50分間遠心分離する。遠心分離終了後、遠沈管をローターから取り出し上澄み液をデカンテーションする。80℃で30分間乾燥した後、130℃で30分間乾燥する。乾燥後デシケーター中で30分以上放冷する。十分に放冷後、電子天秤で0.1mgまで精秤する。
熱可塑性樹脂組成物(D)又は熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品には、アセトン不溶の樹脂成分(A)の他にアセトンに不溶な成分が含まれる場合があり、このような場合は、上記で得られた最終生成物から他のアセトンに不溶な成分を除去した残りがアセトン不溶の樹脂成分(A)となる。
アセトン不溶の樹脂成分(A)の線膨張係数の測定は、アセトン不溶の樹脂成分(A)をコンプレッション成形で260℃、80kg/cmの圧力で厚さ5mmの試料とし、ASTM D696に準拠してTMAにより−30℃〜60℃の範囲で行う。
本発明の熱可塑性樹脂組成物(D)や、熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品からアセトン不溶の樹脂成分(A)を取り出して線膨張係数を測定する場合には、上述のアセトン不溶の樹脂成分(A)を得る方法によれば、アセトン不溶の樹脂成分(A)と他のアセトンに不溶な成分の混合物が得られる場合があるが、他のアセトンに不溶な成分が、例えばアセトン不溶分全体の2質量%以下の場合は、この混合物をコンプレッション成形で260℃、80kg/cmの圧力で厚さ5mmの試料とし、線膨張係数を測定して差し支えない。
アセトン不溶の樹脂成分(A)としては、ゴム成分(a)やゴム成分(a)に何らかの(共)重合体(F)をグラフトさせたグラフト共重合体(G)などが挙げられる。ゴム成分(a)としては、ガラス転移温度が0℃以下のものであれば用いることができる。
具体的にはポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレン−ブタジエンブロック共重合ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム等の共役ジエン系ゴム、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル系ゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリコンゴム、シリコン−アクリル複合ゴム及びそれらの水素添加物等を使用することができる。これらの中でも共役ジエン系重合体が好ましく、特にポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムが好ましい。このうち、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンのブロック共重合体及びアクリロニトリル−ブタジエン共重合体が、耐衝撃性の点で好ましく用いられる。
ゴム成分(a)の質量平均粒子径は、0.05〜0.3μmである。好ましくは0.08〜0.15μmであり、更に0.1〜0.15μmである。衝撃性の点で0.05μm以上であり、光沢の点で0.3μm以下である。
成形品におけるゴム成分(a)の質量平均粒子径を測定する場合は、透過型電子顕微鏡(TEM)写真を画像解析して求めることができ、熱可塑性樹脂組成物(D)の原材料としてのゴム成分(a)の質量平均粒子径を測定する場合は、日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定する。
上記画像解析の方法としては例えば、成形品から60±2nmの極薄切片を切り出し、例えばブタジエンならオスミニウム酸を用いて染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)により観察を行う。本発明中の熱可塑性樹脂組成物中にゴム成分が含まれている場合、略円形の暗色部が観察される。超薄切片の任意の50μm×50μmの範囲について写真を画像解析ソフト(旭化成エンジニアリング株式会社製「A像くん」)で解析し、画像解析ソフト付属の機能により略円形の暗色部の質量平均粒子径を算出する。
ゴム成分(a)にグラフトさせる(共)重合体(F)としては、芳香族ビニル単量体、不飽和ニトリル単量体、及び不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体から選ばれる1種類以上の単量体からなる(共)重合体が挙げられる。(共)重合体(F)には、芳香族ビニル単量体、不飽和ニトリル単量体、及び不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体と共重合可能な他の単量体を含むこともできる。
芳香族ビニル単量体としては、スチレンをはじめ、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、p−エチルスチレン及びp−t−ブチルスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられるが、なかでもスチレン及びα−メチルスチレンが好ましく用いられる。これらは、1種又は2種以上用いることができる。
不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及びエタクリロニトリルなどが挙げられるが、なかでもアクリロニトリルが好ましく用いられる。これらは、1種又は2種以上用いることができる。
不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレートなどのアクリル酸及びメタクリル酸エステル化合物、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸等が挙げられる。
共重合可能な他の単量体としては、無水マレイン酸、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド等のN−置換マレイミド系単量体、グリシジルメタクリレート等のグリシジル基含有単量体等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上用いることができる。
(共)重合体(F)は、具体的には、スチレン重合体、アクリロニトリル重合体、メチルメタクリレート重合体、及びブチルアクリレート重合体などの重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・メチルメタクリレート共重合体、メチルアクリレート・メチルメタクリレート共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル・α−メチルスチレン共重合体、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・ブチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル・スチレン・メチルメタクリレート共重合体、及びアクリロニトリル・スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体などが挙げられる。これらのうち、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・メチルメタクリレート共重合体、メチルアクリレート・メチルメタクリレート共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブチルアクリレート共重合体、及びアクリロニトリル・スチレン・メチルメタクリレート共重合体が好ましい。
グラフト共重合体(G)の製造方法としては、乳化重合、懸濁重合、塊状重合、溶液重合、及びこれらの重合法の組合せ等の方法が挙げられる。具体的には、乳化重合で製造されたゴム成分(a)のラテックスに(共)重合体(F)をグラフト重合させる乳化グラフト重合方法がある。なお、連続式、バッチ式、セミバッチ式いずれの方法も可能である。 グラフト共重合体(G)の製造過程で生成するゴム成分(a)にグラフトした(共)重合体(F)の割合は、ゴム成分を100質量部として、10〜200質量部が好ましく、より好ましくは20〜170質量部である。グラフトした成分の割合は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いて得られる吸収ピーク解析により求めることができる。アセトン不溶の樹脂成分(A)中のゴム成分としては、10〜100質量%含有されることが好ましく、さらに30〜70質量%が好ましく、特に40〜60質量%が好ましい。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)には、アセトン不溶の樹脂成分(A)が20〜60質量%含まれる。射出成形での離型性、衝撃性の点で、20質量%以上であり、成形性とエナメル調の発現の点で60質量%以下である。熱可塑性樹脂組成物(D)中のアセトン不溶の樹脂成分(A)の含量は、25〜55質量%が好ましく、更に30〜45質量%が好ましい。
本発明におけるアセトン不溶の樹脂成分(A)は、線膨脹係数が11×10−5〜20.5×10−5/℃である。好ましくは、12.5×10−5〜19×10−5/℃、さらに好ましくは12.5×10−5〜17×10−5/℃である。線膨脹係数を20.5×10−5/℃以下とすることで、筺体の曇価を30%以上とすることができる。また、線膨脹係数を11×10−5/℃以上とすることで、筺体の曇価を90%以下とし、十分な耐衝撃性を得ることができる。
本発明のアセトン可溶の樹脂成分(B)は、
(1)不飽和ニトリル単量体由来の成分を6.0〜45質量%含み、及び
(2)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による分子量7万以下の成分を2〜20質量%含む
樹脂成分であり、熱可塑性樹脂組成物(D)又は熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品からはアセトン不溶分以外の成分として取り出すことができる。
なお、本発明の熱可塑性樹脂組成物(D)又は熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品にアセトン可溶の樹脂成分(B)以外のアセトン可溶成分が含まれる場合は、例えばこれらがアセトン可溶分全体の2質量%以下の場合には、熱可塑性樹脂組成物(D)又は熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形体のサンプルからアセトンに不溶な成分を差し引いた量を、アセトン可溶の樹脂成分(B)の量として差し支えない。
アセトン可溶の樹脂成分(B)には、不飽和ニトリル単量体由来の単位成分が6.0〜45質量%が含まれる。その他、アセトン可溶の樹脂成分(B)には、芳香族ビニル単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、その他これらに共重合可能な他の単量体から選ばれる1種類以上が16.5〜82質量%含まれる。
不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリルが好ましく、芳香族ビニル単量体としては、スチレン、αメチルスチレンが好ましく、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレートが好ましい。これらのうち、アセトン可溶の樹脂成分(B)に含まれる共重合体としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・アクリロニトリル・ブチルアクリレート共重合体、スチレン・アクリロニトリル・メチルメタクリレート共重合体、スチレン・アクリロニトリル・メチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル・メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル・メチルアクリレート共重合体、及びアクリロニトリル・メチルアクリレート共重合体であることが好ましい。
このような共重合体を構成する場合、共重合体中の不飽和ニトリル単量体由来の単位成分は20〜45質量%であることが好ましく、21〜43質量%がより好ましく、22〜40質量%が更に好ましい。衝撃性の点で20質量%以上であり、成形性の点で45質量%以下である。
またこれらの共重合体は、アセトン可溶の樹脂成分中(B)に30〜100質量%含まれることが好ましく、40〜100質量%がより好ましく、50〜100質量%が更に好ましい。
本発明に用いられるアセトン可溶の樹脂成分(B)は、GPCで測定したとき、分子量1万〜30万にピークが2個以上5個未満あることが衝撃性と成形性のバランスの点で好ましい。アセトン可溶の樹脂成分(B)全体の質量平均分子量は、衝撃性の点で1万以上であり、成形性の点で30万以下である。好ましくは1万〜25万であり、特に1万〜20万である。
また、GPC測定による分子量7万以下の成分が、流動性、衝撃性のバランスの点で、アセトン可溶の樹脂成分(B)中、2〜20質量%含まれる必要がある。
アセトン可溶の樹脂成分(B)の分子量分布(質量平均分子量/数平均分子量)は、衝撃性、成形性の点で1.5〜5.0であることが好ましく、更に1.8〜4.0が好ましい。
アセトン可溶の樹脂成分(B)の質量平均分子量、及び数平均分子量はGPCで測定される。予め、単分散の質量平均分子量が既知である標準ポリスチレンと、高分子量成分を先に溶出する分析ゲルカラムを用い、溶出時間と質量平均分子量から検量線を作成しておく。得られた検量線から各試料の分子量を求めることができる。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)には、アセトン可溶の樹脂成分(B)が40〜80質量%含まれる。成形性とエナメル調の発現の点で40質量%以上であり、射出成形での離型性、衝撃性の点で80質量%以下である。熱可塑性樹脂組成物(D)中のアセトン可溶の樹脂成分(B)の含量は、45〜75質量%が好ましく、更に55〜70質量%が好ましい。
本発明の無塗装筐体に含まれるアセトン不溶の樹脂成分(A)とアセトン可溶の樹脂成分(B)の屈折率差は、小さい方が好ましい。屈折率差を小さくするには、アセトン不溶の樹脂成分(A)の屈折率に近い成分をアセトン可溶の樹脂成分(B)に含ませる方法や、アセトン不溶の樹脂成分(A)がグラフト共重合体の場合にはグラフト率を高める方法が挙げられる。
屈折率の測定方法は、例えばアッベ屈折率計、レーザー屈折率計等があげられる。アッベ屈折率計、レーザー屈折率計を用いて屈折率を測定する場合、アセトン不溶の樹脂成分(A)、アセトン可溶の樹脂成分(B)は30mm×30mm×0.2mm(厚さ)のフイルムを試料として用いる。フイルムの作成方法は、例えばプレス成形が配向の影響が少ないため好ましい。屈折率を測定する際に、試料によってはアセトン可溶の樹脂成分(B)とアセトン不溶の樹脂成分(A)の屈折率を異なる方法で測定しなければならない場合がある。この場合は、同じ光の波長で屈折率を測定する。
本発明に用いられる着色剤(C)とは、顔料及び染料などの着色用として用いられるものである。
顔料とは、有機系顔料と無機系顔料のことであり、有機系顔料とは、天然有機顔料と合成有機顔料のことである。
天然有機顔料とは、植物性顔料、動物性顔料及び鉱物性顔料のことであり、合成有機顔料とは、染付レーキ顔料、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾ錯塩顔料、フタロシアニン顔料、縮合多還顔料及び蛍光顔料等のことである。例えば、ジスアゾ系、ベンズイミダゾロン系、モノアゾレーキ系、イソインドリノン系、アントラキノン系、縮合アゾ系、キナクリドン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、フタロシアニン系、及びインジゴイド系などが挙げられる。
無機系顔料とは、天然無機顔料及び合成無機顔料のことであり、天然無機顔料とは土系顔料、焼成土、鉱物性顔料等のことである。合成無機顔料とは、酸化物顔料、水酸化物顔料、硫化物顔料、珪酸塩顔料、燐酸塩顔料、炭酸塩顔料、金属粉顔料及び炭素顔料等のことである。例えば、亜鉛華、鉛白、リトポン、二酸化チタン、硫酸バリウム、バライト粉、鉛丹、酸化鉄、黄鉛、亜鉛、群青、及びカーボンブラックなどが挙げられる。染料とは、ニトロソ染料、ニトロ染料、アゾ染料、スチルベンアゾ染料、ケトイミン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、キノリン染料、メチン/ポリメチン染料、チアゾール染料、インダミン/インドフェノール染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、硫化染料、アミノケトン/オキシケトン染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料等が挙げられる。
本発明の無塗装筐体は、エナメル調の外観を発現するために、JIS K7105に準拠した光沢が60%〜120%、JIS K7105に準拠した曇価が30%〜90%、JIS K7105に準拠したL*値が13以下であることが必要である。
JIS K7105に準拠した光沢が60%〜120%である本発明の筐体を製造するためには、温度を60〜150℃に保った表面粗さRaが0.1以下の金型を用い、本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)を射出圧力300〜1300kg/cm以下にて成形する。光沢は、70〜100%の範囲とすることがより好ましく、80〜100%とすることが更に好ましい。
JIS K7105に準拠した曇価が30%〜90%である本発明の筐体を製造するためには、温度を60〜150℃に保った表面粗さRaが0.1以下の金型を用い、本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)を射出圧力300〜1300kg/cm以下にて成形する。曇価は、50〜80%の範囲とすることがより好ましい。
JIS K7105に準拠したL*値が13以下である本発明の筐体を製造するためには、温度を60〜150℃に保った表面粗さRaが0.1以下の金型を用い、本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)を射出圧力300〜1300kg/cm以下にて成形する。L*値は12以下、さらに11以下とすることがより好ましい。
光沢、曇価、L*値をより好ましい範囲とするためには、成形温度をアセトン可溶の樹脂成分(B)中の重合体のガラス転移温度又は融点の100〜150℃以上の範囲にするとよい。例えば、ABS系樹脂、ゴム変性ポリスチレン等、及びメチルメタクリレート系樹脂の場合には、220〜260℃、ポリカーボネートを含む樹脂の場合には、260〜300℃である。
光沢、曇価、L*値をさらに好ましい範囲とするためには、着色剤(C)としては3色以上を用いと良い。この場合は赤系、黄系、緑系を用いるのが好ましい。(C)を4色組み合せると、より好ましく、この場合は赤系、黄系、緑系に、青系、紫系又は橙系などを追加することが好ましい。最も好ましいのは、赤系、黄系、緑系、青系又は赤系、黄系、緑系、紫系の組み合わせである。
ここでいう赤系とは、Color IndexがRedで表されている着色剤であり、その他黄系はYellow、青系はBlue、緑系はGreen、紫系はViolet、橙系はOrangeで表される着色剤である。例えば、具体的に赤系の場合は、Pigment Red、Solvent Red、及びDisperse Redのことである。
着色剤(C)のなかでも染料の場合は、昇華開始温度が210〜400℃であることが安定した色調確保の点で好ましい。染料の昇華開始温度は、染料の分解が開始される温度のことであり、樹脂の製造温度や成形加工温度にあった温度が好ましく、210〜380℃がより好ましく、220〜350℃が最も好ましい。昇華開始温度は、染料の構造により異なり、特定範囲の昇華開始温度の染料を組み合せることが好ましい。また、各染料の昇華開始温度も近いものを選定するのが好ましく、範囲は100℃以内が好ましい。昇華開始温度が近いと熱による色調変化が染料間で少なくなるため、もとの色調から大きくずれにくい。
着色剤(C)の昇華開始温度は、例えば熱重量分析(TGA)法のように、窒素、ヘリウム等の不活性ガスの存在または流通下、一定の昇温速度で重量変化を測定する方法により測定することができる。
着色剤は、色に深みのあるエナメル調のためには、熱可塑性樹脂組成物(D)中に0.01質量%以上含有されることが好ましく、金型汚染を引き起こしにくくできる点で2質量%以下含有されることが好ましい。含有量は、用いる着色剤により異なり、曇価が90%以内となるように調整される。染料やカーボンブラック、無機顔料の場合は、含有量は0.01〜1質量%、有機顔料の場合は、含有量は0.01〜2質量%が好ましい。
本発明の無塗装筺体をなす熱可塑性樹脂組成物(D)中のアセトン可溶の樹脂成分(B)及びアセトン不溶の樹脂成分(A)を構成する単量体の同定、成分比の算出は、熱分解ガスクロマトグラフ法及びフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)(日本分光(株)製)を用いて行うことができる。
FT−IRの分析における、アセトン可溶の樹脂成分(B)中の不飽和ニトリル単量体由来の成分の含有量の同定においては、炭素核磁気共鳴分光法(13C−NMR法)によりニトリル基の積分値と不飽和ニトリル単量体と共重合可能な単量体を代表する官能基の積分値から算出される不飽和ニトリル単量体の成分比を算出する。不飽和ニトリル単量体と共重合可能な単量体を代表する官能基の具体例として、スチレンの場合はフェニル基の4位の炭素、メタクリル酸メチルの場合はエステル基の炭素を基準とする。
本発明の無塗装筐体は、繊維摩擦試験でのL*値の増加率が60%以下とすることができる。筐体として実使用において、通常行われる程度の、汚れ清掃・拭き取り等の行為により、エナメル調が低下しないことが好ましいからである。拭き取り作業により、エナメル調が低下するのは、射出成形品表面に細かい傷が生じるためである。光沢及び色調(L*値)の保持能力、すなわち耐傷性の尺度として、繊維摩擦試験を用いることができる。繊維摩擦試験とは、射出成形品表面をティシュペーパーで擦り、傷付きの程度を判定する試験である。拭き取り荷重500g、ストローク60mm、スピード50mm/sec、往復回数20回での評価により、日常行われる筐体の清掃・拭き取りを再現することができる。
本発明の筐体は本試験の前後において、射出成形品表面のL*値の増加量を、60%以下とすることができるが、さらに30%以下、5%以下とすることも可能である。
繊維摩擦試験において、L*値の増加量を好ましい範囲とするためには、アセトン不溶の樹脂成分(A)の線膨張係数を11×10−5〜20.5×10−5の範囲にし、筐体を成形する射出成形時の射出速度を1〜50mm/sの範囲で調整するとよい。さらに、熱可塑性樹脂組成物(D)に摺動補助剤を添加することにより、より容易にL*値の増加量を好ましい範囲とすることができる。
ここでいう射出速度とは、射出成形機のシリンダ速度ではなく、金型製品キャビティ内を樹脂が流動する速度である。これは、シリンダの径および速度から単位時間当たりの樹脂射出容量を求め、製品キャビティ面積で割り返すことで速度は求められる。具体的には、例えば、厚み4mm、幅10mm、長さ120mmの製品キャビティ中に、シリンダ径φ30、シリンダ速度5mm/sで樹脂を射出した場合には、
製品キャビティ面積:4×10=40mm
単位時間当たりの樹脂射出容量:15×15×3.14×5=3532.5mm/S
射出速度:3532.5/40=88.3125mm/s
と求められる。
アセトン不溶の樹脂成分(A)の線膨張係数を特定の範囲に制御するのには以下の方法が行われる。
1)アセトン不溶の樹脂成分(A)がグラフト共重合体であり、そのグラフト率を高める
2)アセトン不溶の樹脂成分(A)のゴム成分(a)の架橋度を高める
3)アセトン不溶の樹脂成分(A)のゴム成分(a)のガラス転移温度(Tg)を高める
1)の方法によれば、ゴム成分(a)の架橋度やTgに大きく依存せずに線膨張係数を制御することが可能となる。グラフト率を高くすることで線膨張係数は小さくなり、グラフト率を低くすることで線膨張係数は大きくなる。グラフト率は、グラフト共重合体を調合する際に、ゴム成分(a)の質量に対して、グラフトを行う単量体の質量を増減させることにより、調整することができる。グラフト率を高める場合、ゴム成分(a)の質量に対して、グラフトを行う単量体の質量を増やせばよい。
一方、2)の方法でアセトン不溶の樹脂成分(A)の線膨張係数を制御する場合は、架橋度を高くすることで線膨張係数は低くなり、架橋度を低くすることで線膨張係数は高くなる。ゴム成分(a)の架橋度を示す指標として膨潤指数を用いることが好ましい。好ましい膨潤指数は10〜80であり、より好ましくは15〜60である。膨潤指数をこの範囲に調整することにより、アセトン不溶の樹脂成分(A)の線膨張係数を好ましい範囲に制御することが可能となる。膨潤指数の制御は、例えば乳化重合でゴム成分(a)を製造する場合、重合温度を高くする、重合終了時の重合転化率を高める、重合中のモノマー/ポリマー濃度比を小さくして重合する、等の方法を採用することができ、このようにすると、膨潤指数が小さくなり、架橋度を高めることができる。さらに、架橋性のモノマー、例えばジビニルベンゼン等を共重合して使用することにより、膨潤指数を小さくすることもできる。
3)の方法を採用する場合、ガラス転移温度(Tg)を高くすることで線膨張係数は低くなり、ガラス転移温度(Tg)を低くすることで線膨張係数は高くなる。アセトン不溶の樹脂成分(A)は、耐衝撃性の点から、好ましくはゴム成分(a)のTgが−100〜0℃程度のものが使用される。より好ましくは−20〜−90℃である。アセトン不溶の樹脂成分(A)を構成する単量体の組成を調整してゴム成分(a)のTgを上限の0℃に近づければ、線膨張係数を小さくすることが可能である。ゴム成分(a)のTgを制御する方法としては、ゴム成分(a)として共重合体を用い、共重合体の組成比を調整する方法が挙げられる。例えば、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の場合、ブタジエンを主体とするブロック部分のブタジエン比率を下げることにより、ゴム成分(a)のTgを高めることができる。アセトン不溶の樹脂成分(A)の線膨張係数の制御には、上記1)〜3)の方法を単独で、又は組み合せて使用することも可能である。このうち、グラフト率で制御する方法が、衝撃性とエナメル調外観とのバランスを取りやすく、好ましい。
摺動補助剤としては、例えば脂肪族金属塩等の滑剤、オレフィン類、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー等が上げられる。脂肪族金属塩等の滑剤としては、脂肪酸金属塩及びアミド基又はエステル基を有する滑剤が少なくとも1種以上配合されることが好ましい。脂肪酸金属塩とは、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛から選ばれる1種以上が含まれた金属と脂肪酸の塩である。好ましくは、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム(モノ、ジ、トリ)、ステアリン酸亜鉛、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、リシノール酸カルシウム、ラウリン酸カルシウムであり、更に好ましくは、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛がある。特に好ましくはステアリン酸系の金属塩であり、具体的にはステアリン酸カルシウムが好ましい。オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、α−オレフィンなどの少なくとも1種以上から生成される組成物が挙げられ、これらは該組成物を原料に誘導された組成物も含む。例えば、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリエチレン(高密度、低密度、直鎖状低密度)、酸化型ポリオレフィン、グラフト重合ポリオレフィンなどである。好ましくは、酸化型ポリオレフィンワックス、スチレン系樹脂をグラフトしたポリオレフィンであり、更に好ましくは、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、アクリロニトリル−スチレン共重合体グラフトポリプロピレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体グラフトポリエチレン、スチレン重合体グラフトポリプロピレン、及びスチレン重合体グラフトポリエチレンである。ポリエステルエラストマーとしては、ジカルボン酸化合物とジヒドロキシ化合物との重縮合、オキシカルボン酸化合物の重縮合ラクトン化合物の開環重縮合、或いはこれらの各成分の混合物の重縮合などによって得られるポリエステルであり、ホモポリエステル又はコポリエステルの何れを用いても本発明の効果が得られる。上記ジカルボン酸化合物としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ジフェニル−4,4−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、3−スルホイソフタル酸ナトリウムなどの芳香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、ジシクロヘキシル−4,4−ジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、及びこれらのジカルボン酸の混合物などが挙げられ、これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体なども含まれる。また、これらのジカルボン酸化合物は、エステル形成可能な誘導体、例えば、ジメチルエステルのような低級アルコールエステルの形で使用することも可能である。本発明においては、これらのジカルボン酸化合物を単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。このうち、特にテレフタル酸、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、セバシン酸、アジピン酸及びドデカンジカルボン酸が重合性、色調及び物性の点から好ましく用いられる。上記ジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブテンジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、シクロヘキサンジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、シクロヘキサンジオール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどが挙げられ、ポリオキシアルキレングリコール及びこれらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体も含まれる。これらのジヒドロキシ化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。上記オキシカルボン酸化合物としては、オキシ安息香酸、オキシナフトエ酸、ジフェニレンオキシカルボン酸などが挙げられ、これらのアルキル、アルコキシ及びハロゲン置換体も含まれる。これらのオキシカルボン酸化合物は、単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。また、ポリエステルエラストマーの製造のために、εーカプロラクトンなどのラクトン化合物を用いることもできる。ポリアミドエラストマーとしては、炭素数6以上のアミノカルボン酸もしくはラクタム、又はm+nが12以上のナイロンmn塩などからなり、ハードセグメント(X)としては、ω−アミノカプロン酸、ω−アミノエナン酸、ω−アミノカプリル酸、ω−アミノベルゴン酸、ω−アミノカプリン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸などのアミノカルボン酸;カプロラクタムラウロラクタムなどのラクタム類、ナイロン6,6、ナイロン6,10、ナイロン6,12、ナイロン11,6、ナイロン11,10、ナイロン12,6、ナイロン11,12、ナイロン12,10、ナイロン12,12などのナイロン塩が挙げられる。また、ポリオールなどのソフトセグメント(Y)としては、ポリエチレングリコール、ポリ(1,2−及び1,3−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロック又はランダム共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとのブロック又はランダム共重合体などが挙げられる。これらのソフトセグメント(Y)の数平均分子量は、好ましくは200〜6,000、より好ましくは250〜4,000である。なお、本発明においてはポリ(アルキレンオキシド)グリコールの両末端を、アミノ化又はカルボキシル化して用いてもよい。これらの摺動補助剤の中では、特にステアリン酸系金属塩とワックス類を併用したものが良い。摺動補助剤を添加する場合には、その相容性を向上させる目的で、酸変性或いはエポキシ変性した変性樹脂を混合してもよい。また、アセトン不溶の樹脂成分(A)、アセトン可溶の樹脂成分(B)の一部をエナメル調が損なわれない範囲で酸変性、エポキシ変性してもよい。このようなものとしては例えば、カルボキシル基又はグリシジル基を含有したビニルモノマーを共重合させたものなどが挙げられる。カルボキシル基を含有するビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、マレイン酸等の遊離カルボキル基を含有する不飽和化合物、無水マレイン酸、無水イタコン酸、クロロ無水マレイン酸、無水シトラコン酸などの酸無水物型カルボキシル基を含有する不飽和化合物等があげられるが、これらの中では、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が好適である。グリシジル基を含有するビニルモノマーとしては、例えば、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、メチルグリシジルメタクリレート等が挙げられるが、これらの中ではメタクリル酸グリシジルが好適である。
本発明の無塗装筐体は、JIS K7211−1976に準拠した落錘衝撃50%破壊エネルギーを4.0J以上10J以下とすることができる。
落錘衝撃50%破壊エネルギーを4.0J以上とするためには、ゴム含有量やアセトン可溶の樹脂成分(B)の質量平均分子量などを制御することで変動させることができる。具体的には、ゴム含有量を増やしたり、アセトン可溶の樹脂成分(B)の質量平均分子量を高めたりすることで落錘衝撃50%破壊エネルギーを高くすることができる。
落錘衝撃50%エネルギーは、JIS K7211−1976に準じて評価される。重鐘は球2形(質量:1±0.05kg、形状:直径約63mm)を用い、温度23℃、湿度50±5%の環境下で試験片20枚を用いて50%破壊高さを求めエネルギーに換算する。
具体的には下記式(1)、(2)から計算される。
50(50%破壊高さ)=H+d[Σ(i×ni)/N±1/2]・・・(1)
50(50%破壊エネルギー)=m×g×H50 ・・・(2)
ここに、H:高さ水準(i)が0のときの試験高さ(cm)
d:試験高さを上下させるときの高さ間隔(cm)
i:Hのときを0とし、1つずつ増減する高さ水準
ni:各水準において破壊した(又は破壊しなかった)試験片の数
N:破壊した(又は破壊しなかった)試験片の総数
m:重鐘の重量(kg)
g:重力の加速度(9.80665m/S)を代入し計算する。
本発明では、H=60cm、d=2.5cm、m=1kgで測定し計算した。
本発明の無塗装筐体は、ISO 179に準拠したノッチ付きシャルピー衝撃強さが5kJ/mである。5kJ/m以上であることは、製品の運搬や使用上の点で好ましく、シャルピー衝撃強さは、ゴム含有量やアセトン可溶の樹脂成分(B)の質量平均分子量などを制御することで変動させることができる。
本発明の無塗装筐体は、表面粗さ(Ra)が0.1以下の金型を使用して成形する。Raが0.05以下であるとより好ましい。筐体の光沢は、金型の表面粗さ、及び成形条件で変化する。金型の表面粗さが小さく、金型温度を高くし、成形圧力を下げると、筐体表面の光沢は高くなる。
金型の表面粗さ(Ra)を0.1以下にするためには、#4000番手以上、より好ましくは#12000番手以上のヤスリで仕上げられることが好ましい。仕上げとしては、ダイヤモンドヤスリ、砥石、セラミック砥石、ルビー砥石、GC砥石等により超音波研磨機或いは手作業で磨くことによって調整することができる。
また、用いる金型の鋼材は40HRC以上の焼入れ焼き戻し鋼が好ましく、さらに好ましくは50HRC以上である。金型を磨く代わりに、クロムめっきした金型を用いてもよいし、上述のように磨いた金型にクロムめっきをした金型を用いてもよい。
本発明の無塗装筐体は、金型温度60〜150℃にて成形される。金型温度は60〜100℃がより好ましい。金型温度がこの範囲にあると優れた筐体表面の光沢を得ることができる。
一般に、キャビティ表面温度を高くすると冷却までの時間が長くなるため、成形サイクルが長くなってしまう問題がある。そこで、キャビティ表面を短時間で加熱冷却する高速ヒートサイクル成形法を用いることが好ましい。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)には、本願発明の効果を損なわない範囲でホスファイト系、ヒンダードフェノール系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系及びシアノアクリレート系の紫外線吸収剤及び酸化防止剤、高級脂肪酸や酸エステル系及び酸アミド系、さらに高級アルコールなどの滑剤及び可塑剤、モンタン酸及びその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステラアマイド及びエチレンワックスなどの離型剤、亜リン酸塩、次亜リン酸塩などの着色防止剤、核剤、アミン系、スルホン酸系、ポリエーテル系などの帯電防止剤、1,3-フェニレンビス(2,6-ジメチルフェニル=ホスファート)、テトラフェニル−m−フェニレンビスホスファート、フェノキシホスホリル、フェノキシホスファゼンなどのリン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤などの添加剤を含有させてもよい。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)は、例えば、オープンロール、インテシブミキサー、インターナルミキサー、コニーダー、二軸ローター付の連続混練機、押出機等の混和機を用いた溶融混練方法等によって製造できる。これらのうち単軸、又は二軸押出機が好ましい。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物(D)を製造するには、全ての構成成分を同一の供給口に一度に供給しても良いし、構成成分をそれぞれ異なる供給口から供給しても良い。例えば、投入口を2ヶ所有する押出機を用い、スクリュー根元側に設置した主投入口、主投入口と押出機先端の間に設置した副投入口からそれぞれ別の構成成分を供給して溶融混練する方法が挙げられる。
また、別の構成成分を同一の供給口から供給する場合、予め両者を混合した後、押出機ホッパーに投入して混練する方法が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂組成物(D)を押出生産する際、例えば、二軸押出機のシリンダーの中央部から押出機先端の間に設置されたベント孔から、減圧度−100〜−800hPaで揮発分を吸引するのが成形性の点で好ましい。押出された樹脂は、直接切断してペレット化するか、又はストランドを形成した後ペレタイザーで切断してペレット化することができる。ペレットの形状は、円柱、角柱、球状など、一般的な形状をとり得るが、円柱型が好適である。
本発明の筐体は、射出成形機により成形される。射出成形としては、例えば、射出圧縮成形、窒素ガスや炭酸ガスなどによるガスアシスト成形、高速ヒートサイクル成形などが挙げられる。これらは組み合わせて用いることができる。好ましくは、ガスアシスト成形、高速ヒートサイクル成形、及びガスアシスト成形と高速ヒートサイクル成形の組合せである。ここで言うガスアシスト成形とは、ガスや炭酸ガスを用いた射出成形であり、例えば特公昭57−14968号公報等のように樹脂を金型キャビティ内に射出した後に、成形体内部に加圧ガスを注入する方法や例えば特許3819972号公報等のように樹脂を金型キャビティ内に射出した後に、成形体の片面に対応するキャビティに加圧ガスを圧入する方法や、例えば特許3349070号公報等のように熱可塑性樹脂に予めガスを充填させ成形する方法が挙げられる。成形品形状により用いられる成形方法は変わる。ヒケやソリが大きい場合などは、ガスアシスト成形、高速ヒートサイクル成形などが選択されるが、このうち、成形体の片面に対応するキャビティに加圧ガスを圧入する方法が好ましい。
本発明では、ヒケ、ソリ防止の保圧はガスアシストが好ましい。ヒケ、ソリ防止の保圧を樹脂で行う場合、金型温度が比較的高いため、バリが発生しやすくなると共に、保圧時間を長くしなければヒケやソリは防止できなくなる。
本発明の筐体とは、機械や電気など何らかの機能を有する機器の外装(カバー)である。用いられる用途としては、家電機器、OA機器、住設機器及び車両機器などが挙げられる。家電機器としては具体的に、掃除機、洗濯機、冷蔵庫、電子レンジ、炊飯器、電器ポット、電話機、コーヒーメーカー、液晶やプラズマなどのテレビ、ビジュアルレコーダー、オーディオステレオ、スマートフォンを含んだ携帯電話、据置型ゲーム機、携帯型ゲーム機、リモコンなどの外装やこれらに付属する外装などが挙げられる。OA機器としては具体的に、ファックスやコピーなどの複合機器、液晶モニター、プリンター、パソコンなどの外装やこれらに付属する外装などが挙げられる。住設機器としては具体的に、システムキッチン、洗面台、システムバスなどの外装やこれらに付属する外装が挙げられる。車両機器としては具体的に、自動車の内装のガーニッシュカバー、例えばシフトレバーインジケーターカバー、ドアハンドル枠、パワーウィンドウスイッチ枠、センタークラスター、カーステレオやカーナビ枠、センターピラーカバーなどの外装やこれらに付属する外装が挙げられる。
本発明の筐体の形状や大きさは、板状のような薄い形状から、3次元的な厚みがある形状までのものが挙げられ、コーナーが角張った多角形型の形状から曲面の多い形状などが挙げられる。大きさについても10×10×10mmの範囲に含まれる小さい形状から、300×100×100mmの範囲に含まれる大きな形状などが挙げられる。
以下に実施例を示す。評価は次に示す方法に従って行った。また試験片は、特に記載していない限り、シリンダー温度240℃、射出速度10mm/sにて作成した。
(1)色調(L*値)
90mm×50mm×2.5mmの平板を試験片に用い、スガ試験機株式会社製 S&M COLOUR COMPUTER MODEL SM−5にてL*を測定した。
測定条件は、JIS K7105に準拠した。L*は、明度指数であってCIE 1976のL*、a*、b*表色系のL*である。
(2)光沢
90mm×50mm×2.5mmの平板を試験片に用い、スガ試験機株式会社製 S&M COLOUR COMPUTER MODEL SM−5にて光沢を測定した。
測定条件は、JIS K7105に準拠した。光沢は、60度鏡面光沢度である。
(3)曇価
90mm×50mm×2.5mmの平板を試験片に用い、株式会社東洋精機製作所製 ヘイズガードIIにて曇価を測定した。測定条件は、JIS K7105に準拠した。
(4)落錘衝撃性(J)
射出成形機を用いて、シリンダー温度220℃、金型温度60℃にて50mm×90mm、厚み2.5mmの平板を作成し、JIS K7211−1976に準じて50%破壊エネルギーを評価した。
(5)ノッチ付きシャルピー衝撃試験
ISO179に従って、所定のサイズのノッチ加工を行った試験片を用意した。試験の値は試験片5本の平均値を用いた。
(6)繊維摩擦試験
90mm×50mm×2.5mmの黒色の平板を試験片に用い、学振磨耗試験機を用いて繊維による成形品表面の連続摩擦作業を行った。繊維としてはティッシュペーパー((株)カミ商事 エルモアティシュー)を8枚重ね、これを3回折り重ねたものを使用した。拭き取り方向は繊維が裂け易い方向とし、拭き取りの荷重は500g、ストロークは60mm、スピードは50mm/sec、往復回数は20往復とした。
連続摩擦作業の前後で成形品表面のL*値を測定し、その変化量を確認した。
ここで、L*は明度指数であってCIE1976のL*、a*、b*表色系のL*であり、スガ試験機株式会社製 S&M COLOUR COMPUTER MODEL SM−5を用いて測定した。
(7)質量平均粒子径の測定
成形品からアセトン不溶の樹脂成分(A)を取り出し、ここから60nm±2nmの極薄切片を切り出し、例えばオスミニウム酸を用いて染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)により観察した。写真を画像解析ソフトで解析し、質量平均粒子径を得た。
(8)線膨脹係数の測定
アセトン不溶の樹脂成分(A)をコンプレッション成形で260℃、80kg/cmの圧力で厚さ5mmの試料とし、得られた試料を用いてASTM D696に準拠し、TMAにより−30℃〜60℃の範囲で線膨脹係数を測定した。
(9)組成分析
アセトン可溶の樹脂成分(B)中の不飽和ニトリル単量体由来の成分の含有量の同定においては、炭素核磁気共鳴分光法(13C−NMR法)によりニトリル基の積分値と不飽和ニトリル単量体と共重合可能な単量体を代表する官能基の積分値から算出される不飽和ニトリル単量体の成分比と、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により算出されたニトリル基及び不飽和ニトリル単量体と共重合可能な単量体を代表する官能基の吸光度の比から検量線をあらかじめ作製し、この検量線を用いてFT−IR測定結果から不飽和ニトリル単量体の成分比を算出した。
(10)還元粘度
熱可塑性樹脂組成物(D)をアセトンに溶解し、これを遠心分離機によりアセトン可溶の樹脂成分(B)、及びアセトン不溶の樹脂成分(A)に分離した。乾燥したアセトン可溶の樹脂成分(B)0.25gを2−ブタノン50mlにて溶解した溶液を試料とし、30℃にてCannon−Fenske型毛細管中の流出時間を測定することで還元粘度を得た。
(11)表面粗さ
(株)東京精密 surfcom570A−3D(表面粗さ・輪郭形状測定機)を使用して測定した。
(12)アセトン可溶の樹脂成分(B)の分子量、分子量分布の測定
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて評価した。
条件は以下の通りである。
測定装置:日本分析工業製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(LC−908)
カラム:JAIGEL−4H 1本及びJAIGEL−2H 2本を直列接続
検出器:RI(示差屈折)検出器
検出感度:2.4μV/sec
尚、単分散の質量平均分子量が既知で分子量の異なるスチレン樹脂(質量平均分子量1020〜190万)を検量線用標準サンプルとして用いた。
[グラフト共重合体(G)の製造例1(G−1)]
重合反応槽に、ポリブタジエンゴムラテックス(日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定した質量平均粒子径=0.28μm、固形分量=40質量部)110質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.1質量部、及び脱イオン水25質量部を加え、気相部を窒素置換した後、55℃に昇温した。続いて、1.5時間かけて70℃まで昇温しながら、アクリロニトリル12質量部、スチレンを48質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.5質量部、クメンハイドロパーオキシド0.15質量部よりなる単量体混合液、及び脱イオン水22質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後1時間、重合反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完結させた。
このようにして得られたABSラテックスに、シリコーン樹脂製消泡剤、及びフェノール系酸化防止剤エマルジョンを添加した後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、さらに、十分な脱水、水洗を行った後、乾燥させて重合体(G−1)を得た。その後(G−1)をアセトンで処理し、アセトンに不溶な樹脂成分(A−1)、及びアセトンに可溶な成分(b−1)を得た。(G−1)における重合体(A−1)と共重合体(b−1)との割合は、70質量%と30質量%であった。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、重合体(A−1)はアクリロニトリル8.6質量部、ブタジエン57.1質量部、スチレン34.3質量部、グラフト率75.1%、線膨張係数16.0×10−5/℃、共重合体(b−1)はアクリロニトリル20.1質量部、スチレン79.9質量部であり、また(b−1)の還元粘度は0.33dl/gであった。
[グラフト共重合体(G)の製造例2(G−2)]
重合反応槽に、ポリブタジエンゴムラテックス(日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定した質量平均粒子径=0.16μm、固形分量=40質量部)110質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.05質量部、及び脱イオン水45質量部を加え、気相部を窒素置換した後、55℃に昇温した。続いて、1.5時間かけて70℃まで昇温しながら、アクリロニトリル21質量部、スチレンを39質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.05質量部、クメンハイドロパーオキシド0.3質量部よりなる単量体混合液、及び脱イオン水22質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後1時間、重合反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完結させた。
このようにして得られたABSラテックスに、シリコーン樹脂製消泡剤、及びフェノール系酸化防止剤エマルジョンを添加した後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、さらに、十分な脱水、水洗を行った後、乾燥させて重合体(G−2)を得た。その後(G−2)をアセトンで処理し、アセトンに不溶な樹脂成分(A−2)、及びアセトンに可溶な成分(b−2)を得た。(G−2)における重合体(A−2)と共重合体(b−2)との割合は、87.9質量%と12.1質量%であった。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、重合体(A−2)はアクリロニトリル19.1質量部、ブタジエン45.5質量部、スチレン35.4質量部、グラフト率119.8%、線膨張係数13.5×10−5/℃、共重合体(b−2)はアクリロニトリル34.8質量部、スチレン65.2質量部であり、また(b−2)の還元粘度は0.58dl/gであった。
[グラフト共重合体(G)の製造例3(G−3)]
重合反応槽に、ポリブタジエンゴムラテックス(日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定した質量平均粒子径=0.08μm、固形分量=40質量部)110質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.1質量部、及び脱イオン水25質量部を加え、気相部を窒素置換した後、55℃に昇温した。続いて、1.5時間かけて70℃まで昇温しながら、アクリロニトリル21質量部、スチレンを39質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.5質量部、クメンハイドロパーオキシド0.15質量部よりなる単量体混合液、及び脱イオン水22質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後1時間、重合反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完結させた。
このようにして得られたABSラテックスに、シリコーン樹脂製消泡剤、及びフェノール系酸化防止剤エマルジョンを添加した後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、さらに、十分な脱水、水洗を行った後、乾燥させて重合体(G−3)を得た。その後(G−3)をアセトンで処理し、アセトンに不溶な樹脂成分(A−3)、及びアセトンに可溶な成分(b−3)を得た。(G−3)における重合体(A−3)と共重合体(b−3)との割合は、70質量%と30質量%であった。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、重合体(A−3)はアクリロニトリル15.1質量部、ブタジエン57.1質量部、スチレン27.8質量部、グラフト率75.1%、線膨張係数15.5×10−5/℃、共重合体(b−3)はアクリロニトリル35.1質量部、スチレン64.9質量部であり、また(b−3)の還元粘度は0.33dl/gであった。
[グラフト共重合体(G)の製造例4(G−4)]
重合反応槽に、ポリブタジエンゴムラテックス(日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定した質量平均粒子径=0.03μm、固形分量=50質量部)140質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.075質量部、及び脱イオン水5質量部を加え、気相部を窒素置換した後、50℃に昇温した。続いて、1時間かけて65℃まで昇温しながら、アクリロニトリル13.5質量部、スチレンを36.5質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.25質量部、クメンハイドロパーオキシド0.1質量部よりなる単量体混合液、及び脱イオン水22質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後1時間、重合反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完結させた。
このようにして得られたABSラテックスに、シリコーン樹脂製消泡剤、及びフェノール系酸化防止剤エマルジョンを添加した後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、さらに、十分な脱水、水洗を行った後、乾燥させて重合体(G−4)を得た。その後(G−4)をアセトンで処理し、アセトンに不溶な樹脂成分(A−4)、及びアセトンに可溶な成分(b−4)を得た。(G−4)における重合体(A−4)と共重合体(b−4)との割合は、73.4質量%と26.6質量%であった。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、重合体(A−4)はアクリロニトリル8.6質量%、ブタジエン68.1質量%、スチレン23.3質量%、グラフト率46.8%、線膨張係数17.9×10−5/℃、共重合体(b−4)はアクリロニトリル27.1質量%、スチレン72.9質量%であり、また(b−4)の還元粘度は0.38dl/gであった。
[グラフト共重合体(G)の製造例5(G−5)]
重合反応槽に、ポリブタジエンゴムラテックス(日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定した質量平均粒子径=0.16μm、固形分量=15質量部)95質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.1質量部、及び脱イオン水25質量部を加え、気相部を窒素置換した後、55℃に昇温した。続いて、1.5時間かけて70℃まで昇温しながら、メタクリル酸メチル55質量部、アクリロニトリル5.5質量部、スチレンを24.5質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.1質量部、クメンハイドロパーオキシド0.05質量部よりなる単量体混合液、及び脱イオン水22質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後1時間、重合反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完結させた。このようにして得られたABSラテックスに、シリコーン樹脂製消泡剤、及びフェノール系酸化防止剤エマルジョンを添加した後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、さらに、十分な脱水、水洗を行った後、乾燥させて重合体(G−5)を得た。その後(G−5)をアセトンで処理し、アセトンに不溶な樹脂成分(A−5)、及びアセトンに可溶な成分(b−5)を得た。(G−5)における重合体(A−5)と共重合体(b−5)との割合は、20質量%と80質量%であった。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、重合体(A−5)はメタクリル酸メチル16.2質量部、アクリロニトリル1.6質量部、ブタジエン75質量部、スチレン7.2質量部、グラフト率33.3%、線膨張係数19.2×10−5/℃、共重合体(b−5)はメタクリル酸メチル64.7質量部、アクリロニトリル6.5質量部、スチレン28.8質量部であり、また(b−5)の還元粘度は0.42dl/gであった。
[グラフト共重合体(G)の製造例6(G−6)]
重合反応槽に、ポリブタジエンゴムラテックス(日機装(株)社製マイクロトラック粒度分析計「nanotrac150」にて測定した質量平均粒子径=0.35μm、固形分量=40質量部)110質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.1質量部、及び脱イオン水25質量部を加え、気相部を窒素置換した後、55℃に昇温した。続いて、1.5時間かけて70℃まで昇温しながら、アクリロニトリル18質量部、スチレンを42質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.5質量部、クメンハイドロパーオキシド0.15質量部よりなる単量体混合液、及び脱イオン水22質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後1時間、重合反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完結させた。このようにして得られたABSラテックスに、シリコーン樹脂製消泡剤、及びフェノール系酸化防止剤エマルジョンを添加した後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、さらに、十分な脱水、水洗を行った後、乾燥させて重合体(G−6)を得た。その後(G−6)をアセトンで処理し、アセトンに不溶な樹脂成分(A−6)、及びアセトンに可溶な成分(b−6)を得た。(G−6)における重合体(A−6)と共重合体(b−6)との割合は、70質量%と30質量%であった。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、重合体(A−6)はアクリロニトリル9.1質量部、ブタジエン69.7質量部、スチレン21.2質量部、グラフト率43.5%、線膨張係数18.0×10−5/℃、共重合体(b−6)はアクリロニトリル30.1質量部、スチレン69.9質量部であり、また(b−6)の還元粘度は0.35dl/gであった。
[アセトン可溶の樹脂成分(B)中の共重合体の製造例1(E−1)]
反応槽への供給液として、アクリロニトリル31質量部、スチレン31質量部、ブチルアクリレート8質量部、溶媒としてトルエン30質量部、重合開始剤として、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.05質量部からなる混合物を、窒素ガスを用いてバブリングさせた後、特許第3664576号の実施例2に記載されたものと同様の二段傾斜パドル型(傾斜角度45度)攪拌翼を供えた内容積150lの反応槽に、スプレーノズルを用いて連続的に37.5kg/時間の速度で供給した。なお、使用した重合開始剤t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートの架橋効率εは64であった。重合温度は130℃とし、反応槽内での反応液の充満率が70容量%を維持できるように、供給液量と同量の反応液を連続的に抜き出した。反応槽の液相部相当部分には温調のためのジャケットが設けられ、温調ジャケット温度は129℃であった。重合転化速度は30.5wt%/hrであった。抜き出した反応液は、250℃、10mmHgの高真空に保たれた揮発分除去装置へ導入し、未反応単量体、有機溶剤を脱気回収し、共重合体(E−10)はペレットとして回収した。
(E−1)の組成は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、アクリロニトリル39.1質量%、スチレン51.1質量%、ブチルアクリレート9.8質量%であった。また、還元粘度は0.42dl/gであった。
[アセトン可溶の樹脂成分(B)中の共重合体の製造例2(E−2)]
アクリロニトリル13質量部、スチレン52質量部、溶媒としてトルエン35質量部、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.05質量部からなる混合物を、窒素ガスを用いてバブリングさせた後、特許第3664576号の実施例2に記載されたものと同様の二段傾斜パドル型(傾斜角度45度)攪拌翼を供えた内容積150lの反応槽に、スプレーノズルを用いて連続的に37.5kg/時間の速度で供給した。なお、使用した重合開始剤t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートの架橋効率εは64であった。
重合温度は130℃とし、反応槽内での反応液の充満率が70容量%を維持できるように、供給液量と同量の反応液を連続的に抜き出した。反応槽の液相部相当部分には温調のためのジャケットが設けられ、ジャケット温度は128℃であった。また、攪拌所要動力は4kW/m、重合転化速度は39.8wt%/hrであった。
抜き出した反応液は、250℃、10mmHgの高真空に保たれた揮発分除去装置へ導入し、未反応単量体、有機溶剤を脱気回収し、生成した共重合体(E−2)をペレットとして回収した。
(E−2)の組成は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた組成分析の結果、アクリロニトリル20.8質量%、スチレン79.2質量%であった。また、還元粘度は0.75dl/gであった。
[アセトン可溶の樹脂成分(B)中の共重合体の製造例3(E−3)]
メタクリル酸メチル68.6質量部、アクリル酸メチル1.4質量部、エチルベンゼン30質量部からなる単量体混合物に、1,1−ジ−t−ブチルパ−オキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン150ppm、及びn−オクチルメルカプタン1500ppmを添加し、均一に混合した。
この溶液を内容積10リットルの密閉式耐圧反応器に連続的に供給し、攪拌下に平均温度135℃、平均滞留時間2時間で重合した。この重合液を反応器に接続された貯槽に連続的に送り出し、重合体と未反応単量体及び溶液と分離し、重合体を押出機にて連続的に溶融状態で押出し、共重合体(E−3)のペレットを得た。
この共重合体の還元粘度は、0.35dl/gであり、熱分解ガスクロ法を用いて組成分析したところ、メタクリル酸メチル単位/アクリル酸メチル単位=98.0/2.0(質量比)の結果を得た。
[染料(C)]
C−1:住化ケムテックス(株)製 Sumiplast(登録商標) Red H4GR(商品名)(Solvent Red 179、昇華温度323℃)
C−2:住化ケムテックス(株)製 Sumiplast(登録商標) Red HL5B(商品名)(Solvent Red 52、昇華温度288℃)
C−3:三菱化学(株)製 Diaresin Yellow H2G(商標名)(Disperse Yellow 160、昇華温度315℃)
C−4:住化ケムテックス(株)製 Sumiplast(登録商標) Yellow HLR(商品名)(Disperse Yellow 54、昇華温度276℃)
C−5:住化ケムテックス(株)製 Sumiplast(登録商標) Green G(商品名)(Solvent Green 3、昇華温度354℃)
C−6:ランクセス(株)製 Macrolex(登録商標) Blue RR(商品名)(Solvent Blue 97、昇華温度264℃)
C−7:住化ケムテックス(株)製 Sumiplast(登録商標) Blue SR(商品名)(Solvent Blue 87、昇温温度310℃)
C−8:ビー・エー・エス・エフ(株)製 Paliogen(登録商標) Red K3580(商品名)(Pigment Red 149、昇華温度400℃以上)
[その他(X)]
X−1:三洋化成工業(株)製 サンワックスE−250P(商品名)(酸価ポリエチレンワックス:質量平均分子量1.0万、酸価20)
X−2:ダウ・ケミカル日本(株)製 NUC3195(商品名)(エチレン・酢酸ビニル共重合体)
X−3:品川化工(株)製 SAK−CS−PPT−1(商品名)(ステアリン酸カルシウム)
[実施例1]
共重合体(G−1)37.5質量部、共重合体(E−2)35質量部、共重合体(E−4)27.5質量部、染料(C−1)0.25質量部、染料(C−3)0.002質量部、染料(C−5)0.11質量部、染料(C−7)0.23、その他(X−1)0.5質量部、その他(X−3)0.5質量部を混合した後、これを押出機ホッパーに投入し、二軸押出機(PCM−30、L/D=28、池貝鉄工(株)製)を使用して、シリンダー設定温度250℃、スクリュー回転数150rpm、混練樹脂の吐出速度15kg/hrの条件で混練して樹脂組成物のペレットを得た後、樹脂温度250℃で射出成形(東芝機械(株)製 EC100)を行い、平板10cm×10cm×3mmを作成した。金型は10000番手のヤスリにて、表面がRa0.05μmになるまで磨いたものを使用した。また、金型温度は65℃、射出最大圧力1,100kg/cmとした。
[実施例2〜9、比較例1〜7]
表1記載の配合組成、条件にて、実施例1と同様の方法でペレット、及び成形品を得た。
Figure 0006140606
本発明の筐体は、表面の輝きと奥行き感のあるエナメル調と耐衝撃性に優れるため、高級家電、ゲーム機、カメラ、携帯電話、テレビ等の飾り枠、自動車の内装部材などの筐体に用いることができる。家電としては、テレビ、電話、プリンター、コンピューター、掃除機、スピーカー等、自動車の内装部材としてはセンタークラスター、スイッチボード、ピラー等が挙げられる。

Claims (6)

  1. 質量平均粒子径が0.05〜0.3μmのゴム成分(a)を含み、線膨脹係数が11×10−5〜20.5×10−5 /℃のアセトン不溶の樹脂成分(A)20〜60質量%、
    アセトン可溶の樹脂成分(B)40〜80質量%(但し、(A)+(B)=100質量%)、
    及び着色剤(C)を含み、かつ
    (1)アセトン可溶の樹脂成分(B)が、不飽和ニトリル単量体由来の成分を6.0〜45質量%含み、及び
    (2)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による分子量7万以下の成分が、アセトン可溶の樹脂成分(B)中に2〜20質量%含まれる、
    熱可塑性樹脂組成物(D)からなる成形品を用いた無塗装筺体であって、該筐体のJIS K7105に準拠したL*値が13以下、光沢が60〜120%、曇価が30〜90%である、上記無塗装筺体。
  2. アセトン可溶の樹脂成分(B)がGPC測定で分子量1万〜30万にピークを少なくとも2個含む請求項1記載の無塗装筺体。
  3. 繊維摩擦試験でのL*値の増加率が60%以下である請求項1又は2記載の無塗装筺体。
  4. 熱可塑性樹脂組成物(D)のJIS K7211−1976に準拠した落錘衝撃50%破壊エネルギーが4.0J以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の無塗装筺体。
  5. 着色剤(C)が少なくとも4色以上からなる染料混合物であり、各染料の昇華開始温度が210〜400℃である請求項1〜4のいずれか一項に記載の無塗装筺体。
  6. 表面粗さRaが0.1以下の金型を使用し、金型温度60〜150℃、射出圧力300〜1300kg/cm以下にて成形する請求項1〜5のいずれか一項に記載の無塗装筺体の製造方法。
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