JP6152324B2 - 熱可塑性樹脂組成物及び成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物及び成形品 Download PDF

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Description

本発明は、半透明性、耐衝撃性、耐熱性及び流動性に優れた熱可塑性樹脂組成物及びそれを用いてなる成形品に関する。
ランプ等の照明装置、スイッチ等の表示装置等の装飾性を付与する、いわゆる、「イルミネーション化」のために、ランプ等の光源と、透明又は半透明の成形品とが組み合わされて多用されている。成形品の形成材料としては、各種の熱可塑性樹脂を含む成形材料が用いられている。
ポリカーボネート樹脂は、優れた透明性、耐熱性及び機械特性を有しているが、ノッチ感度が敏感であるため、成形品に傷が付くと、著しく耐衝撃性が低下する特徴がある。また、耐熱性に優れる反面、成形温度を高く設定せざるを得ず、大型の成形品の製造に不向きな場合がある。
また、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂等のABS系樹脂は、成形性、耐衝撃性、寸法安定性等において、非常にバランスがとれた成形材料であり、車両分野、家電分野、OA機器の筐体等に幅広く用いられている。しかし、このABS系樹脂は、耐熱性が十分ではないため、ポリカーボネート樹脂と併用し、ノッチ付き衝撃強度、成形加工性及び耐熱性が改良されたポリマーアロイが提案されている。このようなポリマーアロイは、車両分野、OA機器の筐体等において広く利用されている成形材料の1つになっているが、不透明である場合があり、イルミネーション化が達成されない場合がある。
しかし、特許文献1には、透明熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の透明混合物、及び、熱可塑性樹脂とオリゴマー又はポリマー添加剤とを含む透明混合物、から選ばれた少なくとも1種、並びに、透明分散熱可塑性樹脂粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献2には、〔A〕屈折率が1.520〜1.580の範囲にあるゴム質重合体の存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体(b)を重合して得られるゴム強化共重合樹脂(A1)、又は、該ゴム強化共重合樹脂(A1)と上記ビニル系単量体(b)の(共)重合体(A2)との混合物、からなるゴム強化樹脂5〜60質量%と、〔B〕ポリカーボネート樹脂40〜95質量%とを含有する(但し、〔A〕及び〔B〕の合計を100質量%とする。)ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
特表2004−521968号公報 特開2006−328355号公報
近年、自動車等の車両分野において、特に、自動車の作動状態を示す表示装置等に、目的に応じた質感を与えるために、半透明性、耐衝撃性及び耐熱性に優れた成形材料が求められている。
本発明の目的は、ゴム質重合体強化グラフト樹脂と、芳香族ポリカーボネート樹脂とを必須成分とし、半透明であり、耐衝撃性、耐熱性及び流動性に優れた熱可塑性樹脂組成物及び成形品を提供することにある。
本発明は、以下に示される。
1.〔A〕屈折率が1.520〜1.580の範囲にあるゴム質重合体の存在下、重合性不飽和単量体を重合して得られた、ゴム質重合体強化グラフト樹脂と、
〔B〕ポリカーボネート樹脂と、
〔C〕シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(cx)、及び、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(cy)を含む重合体と、
を含有し、半透明性を有する熱可塑性樹脂組成物において、
上記重合体〔C〕は、上記構造単位(cx)を、5質量%以上r質量%以下で含む重合体(C−1)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えてr質量%以下で含む重合体(C−2)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えて60質量%以下で含む重合体(C−3)とからなり、且つ、 =25質量%及びr =30質量%であり、
上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜55質量%、2070質量%及び2070質量%であり、
上記ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕、上記ポリカーボネート樹脂〔B〕及び上記重合体〔C〕の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、1〜50質量%、40〜95質量%及び1〜55質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
.上記重合体〔C〕に含まれる上記構造単位(cx)の含有割合は、上記重合体〔C〕を構成する構造単位の合計を100質量%とした場合に、15〜40質量%である上記1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
.上記ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕の形成に用いた上記重合性不飽和単量体がシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物を含み、上記ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕に含まれる、上記シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(gx)及び上記芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(gy)の割合が、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜40質量%及び60〜95質量%である上記1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
.上記ゴム質重合体が、スチレン・ブタジエン系共重合体である上記1乃至のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
.上記スチレン・ブタジエン系共重合体を構成するスチレン単位の含有量が、すべての単量体単位の合計を100質量%とした場合に、10〜80質量%である上記に記載の熱可塑性樹脂組成物。
.上記1乃至のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする成形品。
本発明の熱可塑性樹脂組成物によれば、流動性に優れ、光散乱材を含有させることなく、半透明性に優れ、更に、耐衝撃性及び耐熱性に優れた成形品を得ることができる。
ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕を形成するゴム質重合体が、スチレン・ブタジエン系共重合体であり、このスチレン・ブタジエン系共重合体を構成するスチレン単位の含有量が所定の範囲にある場合には、特に、半透明性、耐衝撃性及び流動性に優れる。
従って、本発明の熱可塑性樹脂組成物を含む成形品は、半透明性、耐衝撃性及び耐熱性に優れ、光を透過させて装飾性を付与しやすく、例えば、自動車等の車両の内装部品に好適である。
以下、本発明を詳しく説明する。
尚、本発明において、「(共)重合」とは、単独重合及び共重合を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを意味する。また、「屈折率」は、プレス成形により厚さ100〜500μmのフィルムを作製し、アッベの屈折率計により25℃で測定した値であるが、共重合体の屈折率については、該共重合体を構成する構成単位の1種のみからなる単独重合体の25℃における、各単独重合体の屈折率の値を用い、共重合体を構成する構成単位の含有割合に応じた計算値(加重平均値)とすることができる。更に、「半透明性」とは、ASTM D1003に準ずる全光線透過率が、30〜80%であることを意味する。
本発明の熱可塑性樹脂組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、〔A〕屈折率が1.520〜1.580の範囲にあるゴム質重合体の存在下、重合性不飽和単量体を重合して得られた、ゴム質重合体強化グラフト樹脂(以下、「成分〔A〕」ともいう。)と、〔B〕ポリカーボネート樹脂(以下、「成分〔B〕」ともいう。)と、〔C〕シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(cx)、及び、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(cy)を含む重合体(但し、上記成分〔A〕を除く。以下、「成分〔C〕」ともいう。)と、を含有し、半透明性を有する熱可塑性樹脂組成物であって、上記成分〔C〕は、上記構造単位(cx)を、5質量%以上r質量%以下で含む重合体(C−1)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えてr質量%以下で含む重合体(C−2)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えて60質量%以下で含む重合体(C−3)とからなり、且つ、 =25質量%及びr =30質量%であり、上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜55質量%、2070質量%及び2070質量%であり、上記成分〔A〕、上記成分〔B〕及び上記成分〔C〕の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、1〜50質量%、40〜95質量%及び1〜55質量%であることを特徴とする。
上記成分〔A〕は、ゴム質重合体の存在下、重合性不飽和単量体を重合すること(以下、「グラフト重合」という。)により得られた樹脂組成物(以下、「ゴム強化樹脂」という。)に含まれる、ゴム質重合体強化グラフト樹脂(以下、「グラフト樹脂」という。)である。このグラフト樹脂は、重合性不飽和単量体に由来する構造単位を含む(共)重合体が、ゴム質重合体にグラフトしている樹脂であり、ゴム質重合体部と、重合性不飽和単量体に由来する構造単位を含む(共)重合体部(グラフト部)とからなる。
尚、グラフト重合により得られたゴム強化樹脂は、通常、ゴム質重合体強化グラフト樹脂のほかに、ゴム質重合体にグラフトしていない(共)重合体(以下、「未グラフト重合体」という。)を含む。この未グラフト重合体の構成は、使用した重合性不飽和単量体の種類に依存し、通常、未グラフト重合体は、本発明の組成物において、成分〔C〕に含まれる。
上記ゴム質重合体は、単独重合体であってよいし、共重合体であってもよいが、ジエン系重合体及び非ジエン系重合体が挙げられる。また、これらは、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。更に、このゴム質重合体は、非架橋重合体であってよいし、架橋重合体であってもよい。
尚、上記ゴム質重合体の屈折率は、通常、重合体の構成単位の種類及びその含有量により決定される。
ジエン系重合体としては、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体等のスチレン・ブタジエン系共重合体;スチレン・イソプレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・イソプレン共重合体等のスチレン・イソプレン系共重合体;上記各(共)重合体の水素化物等が挙げられる。
尚、上記各共重合体は、ブロック共重合体でもよいし、ランダム共重合体でもよい。
上記ゴム質重合体の屈折率は1.520〜1.580であり、好ましくは1.522〜1.575、より好ましくは1.530〜1.570、更に好ましくは1.535〜1.565、特に好ましくは1.539〜1.565の範囲にある。上記屈折率が小さすぎると、成形品が不透明になる傾向にある。上記ゴム質重合体としては、スチレン・ブタジエン系共重合体及びスチレン・イソプレン系共重合体が好ましく、特に好ましくは、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・イソプレン共重合体及びこれらの水素化物(ブロック、ランダム又はホモ)である。
上記のスチレン・ブタジエン系共重合体及びスチレン・イソプレン系共重合体におけるスチレン、及び、ブタジエン又はイソプレンの各単位の含有量は、特に限定されない。
スチレン単位の含有量は、好ましくは10〜80質量%、より好ましくは20〜75質量%、更に好ましくは25〜65質量%である。スチレン単位の含有量が多すぎると、耐衝撃性が低下する傾向にある。一方、該含有量が少なすぎると、成形品が不透明となる傾向にある。
上記のスチレン・ブタジエン系共重合体及びスチレン・イソプレン系共重合体においては、スチレン単位の含有量が10〜30質量%の共重合体とすることができ、30質量%を超えて80質量%以下の共重合体とすることもできる。後者の場合、好ましくは33〜70質量%、更に好ましくは35〜60質量%であれば、本発明の組成物を用いて、容易に半透明の成形品とすることができる。
上記ゴム質重合体のゲル含率は、特に限定されないが、通常、30〜98%である。
上記ゴム質重合体の体積平均粒子径は、好ましくは50〜2,000nm、より好ましくは100〜1,500nm、更に好ましくは120〜1,000nm、特に好ましくは150〜800nmである。該体積平均粒子径が上記範囲外の場合、耐衝撃性が十分でないことがある。尚、上記体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱法等により測定することができる。
上記ゴム質重合体は、体積平均粒子径が上記範囲内にあるものであれば、例えば、特開昭61−233010号公報、特開昭59−93701号公報、特開昭56−167704号公報等に記載されている方法等の公知の方法により肥大化させたものを用いることもできる。
上記重合性不飽和単量体は、好ましくはビニル系単量体である。このビニル系単量体としては、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル化合物、マレイミド系化合物、不飽和酸無水物、カルボキシル基含有不飽和化合物、ヒドロキシル基含有不飽和化合物(但し、エステル部がヒドロキシアルキル基を含む(メタ)アクリル酸エステル化合物を除く)、オキサゾリン基含有不飽和化合物等が挙げられる。これらのうち、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むことが好ましい。
上記芳香族ビニル化合物は、少なくとも1つのビニル結合と、少なくとも1つの芳香族環とを有する化合物であれば、特に限定されない。但し、官能基等の置換基を有さないものとする。その例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、β−メチルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。また、これらのうち、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましく、スチレンが特に好ましい。
上記シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリル、α−イソプロピルアクリロニトリル等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。また、これらのうち、アクリロニトリルが好ましい。
上記のように、グラフト重合により得られたゴム強化樹脂は、通常、未グラフト重合体を含むことから、上記重合性不飽和単量体が、シアン化ビニル化合物を含む場合には、この未グラフト重合体は、シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(cx)を含むこととなる。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば、特に限定されない。但し、カルボン酸は含まないものとする。その例としては、エステル部が炭化水素基を含む化合物、エステル部がヒドロキシアルキル基を含む化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
エステル部が炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。
また、エステル部がヒドロキシアルキル基を含む化合物としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルにε−カプロラクトンを付加して得られた化合物等が挙げられる。
上記マレイミド系化合物としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ドデシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(4−メチルフェニル)マレイミド、N−(2,6−ジメチルフェニル)マレイミド、N−(2,6−ジエチルフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記カルボキシル基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記ヒドロキシル基含有不飽和化合物としては、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、m−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、2−ヒドロキシメチル−α−メチルスチレン、3−ヒドロキシメチル−α−メチルスチレン、4−ヒドロキシメチル−α−メチルスチレン、4−ヒドロキシメチル−1−ビニルナフタレン、7−ヒドロキシメチル−1−ビニルナフタレン、8−ヒドロキシメチル−1−ビニルナフタレン、4−ヒドロキシメチル−1−イソプロペニルナフタレン、7−ヒドロキシメチル−1−イソプロペニルナフタレン、8−ヒドロキシメチル−1−イソプロペニルナフタレン、p−ビニルベンジルアルコール、3−ヒドロキシ−1−プロペン、4−ヒドロキシ−1−ブテン、シス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、トランス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、3−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロペン等が挙げられる。これらの化合物は、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
本発明においては、上記のように、重合性不飽和単量体は、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物を含むことが好ましい。この場合、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物の合計量の下限値は、好ましくは70質量%、より好ましくは80質量%、更に好ましくは95質量%である。尚、上限値は、通常、100質量%である。芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物の割合は、両者の合計を100質量%とした場合に、成形加工性、耐薬品性、耐加水分解性、耐衝撃性、剛性、寸法安定性、成形外観性等の観点から、それぞれ、好ましくは40〜95質量%及び5〜60質量%、より好ましくは50〜90質量%及び10〜50質量%、更に好ましくは60〜85質量%及び15〜40質量%である。
上記成分〔A〕としては、以下に例示される。
(1)ジエン系ゴムの存在下に、芳香族ビニル化合物及びシアン化ビニル化合物からなる重合性不飽和単量体を重合して得られたグラフト樹脂
(2)ジエン系ゴムの存在下に、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物及びマレイミド系化合物からなる重合性不飽和単量体を重合して得られたグラフト樹脂
(3)ジエン系ゴムの存在下に、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物及び(メタ)アクリル酸エステル化合物からなる重合性不飽和単量体を重合して得られたグラフト樹脂
上記成分〔A〕を製造する方法は、特に限定されず、公知の方法を適用することができる。重合方法としては、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合、又は、これらを組み合わせた重合法とすることができる。
尚、上記成分〔A〕を製造する際には、反応系において、ゴム質重合体全量の存在下に、重合性不飽和単量体を一括供給して重合を開始してよいし、分割して又は連続的に供給しながら重合を行ってもよい。また、ゴム質重合体の一部存在下、又は、非存在下に、重合性不飽和単量体を一括供給して重合を開始してよいし、分割して又は連続的に供給してもよい。このとき、上記ゴム質重合体の残部は、反応の途中で、一括して、分割して又は連続的に供給してもよい。
乳化重合を行う場合には、重合開始剤、連鎖移動剤(分子量調節剤)、乳化剤、水等が用いられる。
上記重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾ系化合物、無機過酸化物、レドックス型重合開始剤等が挙げられる。
上記有機過酸化物としては、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、tert−アミル−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチル−tert−ヘキシルパーオキサイド、tert−アミル−tert−ヘキシルパーオキサイド、ジ(tert−ヘキシル)パーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、1,3−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシラウレイト、tert−ブチルパーオキシモノカーボネート、ビス(tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等が挙げられる。
上記アゾ系化合物としては、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、アゾクメン、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスジメチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2−(tert−ブチルアゾ)−2−シアノプロパン、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。
上記無機過酸化物としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
また、レドックス型重合開始剤としては、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、アスコルビン酸、硫酸第一鉄等を還元剤とし、ペルオキソ二硫酸カリウム、過酸化水素、クメンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド等を酸化剤としたものを用いることができる。
上記重合開始剤の使用量は、上記重合性不飽和単量体の全量に対して、通常、0.05〜10質量%である。
尚、上記重合開始剤は、反応系に一括して、又は、連続的に供給することができる。
上記連鎖移動剤としては、オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、tert−テトラデシルメルカプタン等のメルカプタン類;ターピノーレン類、α−メチルスチレンのダイマー等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記連鎖移動剤の使用量は、上記重合性不飽和単量体の全量に対して、通常、0.01〜5質量%である。
尚、上記連鎖移動剤は、反応系に一括して、又は、連続的に供給することができる。
上記乳化剤としては、アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が挙げられる。アニオン系界面活性剤としては、高級アルコールの硫酸エステル;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪族スルホン酸塩;高級脂肪族カルボン酸塩、脂肪族リン酸塩等が挙げられる。また、ノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコールのアルキルエステル型化合物、アルキルエーテル型化合物等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記乳化剤の使用量は、上記重合性不飽和単量体の全量に対して、通常、0.1〜10質量%である。
乳化重合は、重合性不飽和単量体、重合開始剤等の種類に応じ、公知の条件で行うことができる。この乳化重合により得られたラテックスに対しては、通常、凝固剤による樹脂成分の凝固が行われ、粉体等とされる。その後、水洗等によって精製し、乾燥して回収される。凝固に際しては、従来、公知の凝固剤が用いられ、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム等の無機塩;硫酸、塩酸等の無機酸;酢酸、乳酸等の有機酸等が用いられる。
溶液重合、塊状重合及び塊状−懸濁重合により成分〔A〕を製造する場合は、公知の方法を適用することができる。
上記のようにして得られた、成分〔A〕を含むゴム強化樹脂から、成分〔A〕及び未グラフト重合体を分離する場合、例えば、10gのゴム強化樹脂を、100〜200mlのアセトン(ゴム質重合体がアクリル系ゴムの場合、アセトニトリルを使用)に投入し、振とう機等を用いて、25℃で2〜3時間の振とうを行い、生成した不溶分及び可溶分を分離・回収する方法が適用される。アセトン可溶分(アセトニトリル可溶分)は、未グラフト重合体に相当するものであり、使用した重合性不飽和単量体の種類により、成分〔C〕に含まれるものがある。
上記成分〔A〕におけるグラフト率は、成形加工性、成形品の耐衝撃性、成形外観性等の観点から、好ましくは20〜230%であり、より好ましくは30〜200%、更に好ましくは50〜170%である。このグラフト率が低すぎると、成形品の耐衝撃性及び成形外観性が低下する場合がある。一方、グラフト率が高すぎると、成形加工性が十分でなく、耐衝撃性が低下する場合がある。
上記グラフト率は、下記式により求めることができる。
グラフト率(%)={(S−T)/T}×100
式中、Sは、グラフト重合により得られたゴム強化樹脂1グラムを、アセトン(ゴム質重合体がアクリル系ゴムの場合、アセトニトリルを使用)20mlに投入し、振とう機を用いて、振とう(温度25℃、2時間)した後、遠心分離機を用いて、遠心分離(温度5℃、回転数23,000rpm、1時間)し、不溶分と可溶分とを分離して得られる不溶分の質量(g)であり、Tは、ゴム強化樹脂1グラムに含まれるゴム質重合体の質量(g)である。このゴム質重合体の質量は、重合処方及び重合転化率から算出する方法、赤外線吸収スペクトル(IR)により求める方法等により得ることができる。
上記グラフト率は、例えば、成分〔A〕の製造時に用いる重合開始剤の種類及びその使用量、連鎖移動剤の種類及びその使用量、重合性不飽和単量体の供給方法及び供給時間、重合温度等を、適宜、選択することにより調整することができる。
上記ゴム強化樹脂のアセトン可溶分(又はアセトニトリル可溶分)の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、成形加工性及び耐衝撃性の観点から、好ましくは0.2〜0.9dl/g、より好ましくは0.25〜0.85dl/g、更に好ましくは0.3〜0.8dl/gである。
ここで、固有粘度[η]は、例えば、以下の要領で求めることができる。
上記成分〔A〕におけるグラフト率を求める際に、遠心分離後に回収されたアセトン可溶分(又はアセトニトリル可溶分)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度の異なるものを5点調製し、ウベローデ粘度管を用いて、30℃で各濃度の還元粘度を測定することにより、固有粘度[η]が求められる。
上記固有粘度[η]は、成分〔A〕を製造する際に用いる、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤、溶剤等の種類や量、更には重合時間、重合温度等を調整することにより、制御することができる。
本発明の組成物において、上記成分〔A〕は、1種単独で含まれていてよいし、2種以上の組み合わせで含まれていてもよい。
本発明において、上記例示したグラフト樹脂の1種又は2種以上からなる成分〔A〕であって、このグラフト樹脂を構成するグラフト部における、シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(gx)及び芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(gy)の割合が、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、好ましくは5〜40質量%及び60〜95質量%、より好ましくは10〜38質量%及び62〜90質量%、更に好ましくは10〜35質量%及び65〜90質量%、より更に好ましくは18〜35質量%及び65〜82質量%、特に好ましくは23〜32質量%及び68〜77質量%のグラフト樹脂の1種又は2種以上を含む組成物を用いることにより、耐衝撃性及び耐熱性のバランスに優れた成形品を得ることができる。
上記構造単位(gx)及び(gy)の含有量は、重合処方及び重合転化率から算出する方法、赤外線吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル等により求める方法、更には、グラフト樹脂をオゾン分解した後、CHN元素分析、液体クロマトグラフ分析等に供する方法等により得ることができる。
上記成分〔B〕は、主鎖にカーボネート結合を有するポリカーボネート樹脂であれば、特に限定されず、芳香族ポリカーボネートでもよいし、脂肪族ポリカーボネートでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。本発明においては、耐衝撃性、耐熱性等の観点から、芳香族ポリカーボネートが好ましい。尚、この成分〔B〕は、末端が、R−CO−基、R’−O−CO−基(R及びR’は、いずれも有機基を示す。)に変性されたものであってもよい。
上記芳香族ポリカーボネートとしては、芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを溶融によりエステル交換(エステル交換反応)して得られたもの、ホスゲンを用いた界面重縮合法により得られたもの、ピリジンとホスゲンとの反応生成物を用いたピリジン法により得られたもの等を用いることができる。
芳香族ジヒドロキシ化合物としては、分子内にヒドロキシル基を2つ有する化合物であればよく、ヒドロキノン、レゾルシノール等のジヒドロキシベンゼン、4,4’−ビフェノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「ビスフェノールA」という。)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3、5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ペンタン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、9,9−ビス(p−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(p−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、ビス(p−ヒドロキシフェニル)オキシド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エステル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(p−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホキシド等が挙げられる。これらは、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記芳香族ヒドロキシ化合物のうち、2つのベンゼン環の間に炭化水素基を有する化合物が好ましい。尚、この化合物において、炭化水素基は、ハロゲン置換された炭化水素基であってもよい。また、ベンゼン環は、そのベンゼン環に含まれる水素原子がハロゲン原子に置換されたものであってもよい。従って、上記化合物としては、ビスフェノールA、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3、5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)ブタン等が挙げられる。これらのうち、ビスフェノールAが特に好ましい。
芳香族ポリカーボネートをエステル交換反応により得るために用いる炭酸ジエステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−tert−ブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等が挙げられる。これらは、単独であるいは2つ以上を組み合わせて用いることができる。
上記成分〔B〕の平均分子量及び分子量分布は、組成物が、成形加工性を有する限り、特に限定されない。成分〔B〕の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、25℃で測定した溶液粘度より換算した粘度平均分子量(Mv)で、好ましくは10,000〜50,000、より好ましくは15,000〜30,000、更に好ましくは17,500〜27,000である。粘度平均分子量が10,000〜50,000であると、成形加工性及び機械的強度に優れる。尚、上記粘度平均分子量が大きくなるほど、ノッチ付き衝撃強さが高くなる一方、流動性が十分ではなく、成形加工性に劣る傾向にある。
また、上記成分〔B〕のMFR(温度240℃、荷重98N)は、好ましくは1〜70g/10分、より好ましくは2.5〜50g/10分、更に好ましくは4〜30g/10分である。
本発明の組成物において、上記成分〔B〕は、1種単独で含まれていてよいし、2種以上の組み合わせで含まれていてもよい。
上記成分〔C〕は、シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(cx)、及び、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(cy)を含む共重合体であり、更に他の構造単位(以下、「構造単位(cz)」ともいう。)を、任意に含んでもよい共重合体である。この成分〔C〕は、いずれも、構造単位(cx)及び(cy)を含む3種の共重合体、即ち、上記構造単位(cx)を、5質量%以上r質量%以下で含む重合体の少なくとも1種からなる重合体(C−1)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えてr質量%以下で含む重合体の少なくとも1種からなる重合体(C−2)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えて60質量%以下で含む重合体の少なくとも1種からなる重合体(C−3)とからなり、且つ、 =25質量%及びr =30質量%である。また、上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜55質量%、2070質量%及び2070質量%である。
上記構造単位(cx)を形成するシアン化ビニル化合物については、上記成分〔A〕の形成に用いられる重合性不飽和単量体として使用可能なシアン化ビニル化合物の説明が適用される。上記成分〔C〕に含まれる構造単位(cx)は、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。上記シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリルが好ましい。
上記成分〔C〕に含まれる構造単位(cx)の含有量は、上記成分〔C〕を構成する構造単位の合計を100質量%とすると、好ましくは15〜40質量%、より好ましくは18〜37質量%、更に好ましくは21〜35質量%である。上記構造単位(cx)の含有量が15〜40質量%であると、組成物の成形加工性(流動性)に優れ、耐熱性に優れた成形品を得ることができる。
上記構造単位(cy)を形成する芳香族ビニル化合物については、上記成分〔A〕の形成に用いられる重合性不飽和単量体として使用可能な芳香族ビニル化合物の説明が適用される。上記成分〔C〕に含まれる構造単位(cy)は、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。上記芳香族ビニル化合物としては、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましい。
上記成分〔C〕に含まれる構造単位(cy)の含有量は、上記成分〔C〕を構成する構造単位の合計を100質量%とすると、好ましくは60〜85質量%、より好ましくは63〜82質量%、更に好ましくは65〜79質量%である。上記構造単位(cy)の含有量が60〜85質量%であると、組成物の成形加工性(流動性)に優れ、耐熱性に優れた成形品を得ることができる。
また、上記構造単位(cz)を形成する単量体としては、(メタ)アクリル酸エステル化合物、マレイミド系化合物、不飽和酸無水物、カルボキシル基含有不飽和化合物、ヒドロキシル基含有不飽和化合物、オキサゾリン基含有不飽和化合物等が挙げられる。
上記成分〔C〕が、構造単位(cz)を含む場合、その含有量の上限は、上記成分〔C〕を構成する構造単位の合計、即ち、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)の合計を100質量%とすると、好ましくは30質量%、より好ましくは15質量%である。
尚、この構造単位(cz)は、重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)のすべてに含まれてよいし、一部に含まれてもよい。
上記成分〔C〕は、重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)からなるが、これらの重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)において、構造単位(cx)の種類は、同一であってよいし、異なってもよい。構造単位(cy)の種類もまた、同一であってよいし、異なってもよい。構造単位(cz)の種類もまた、同一であってよいし、異なってもよい。
上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)は、互いに、構造単位(cx)の含有量が異なる共重合体であり、順次、構造単位(cx)の含有量が多くなっている共重合体である。
上記成分〔C〕が、上記構成を有する重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)からなることにより、成分〔A〕及び〔B〕のあいだの相溶性の向上効果が高く、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れた成形品を効率よく製造することができる。特に、構造単位(cx)の含有割合が、上記のように、好ましくは15〜40質量%の範囲にある共重合体の集合体からなる成分〔C〕を用いると、上記効果が顕著である。
上記重合体(C−1)は、構造単位(cx)を、5質量%以上r (25)質量%以下で含む共重合体であり、上記のように、構造単位(cx)及び(cy)からなる共重合体であってよいし、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)からなる共重合体であってもよい。また、上記のように、この重合体(C−1)は、構造単位(cx)の所定量を含む共重合体の少なくとも1種からなるものとすることができる。例えば、2種の共重合体からなる場合であって、5≦r11<r1225とした場合、構造単位(cx)をr11質量%含む共重合体と、構造単位(cx)をr12質量%含む共重合体と、からなる重合体(C−1)を用いることができる。
25質量%である。構造単位(cx)の含有量が5質量%以上25質量%以下である共重合体を2種以上含む場合、「重合体(C−1)に含まれる構造単位(cx)の含有量」として示す値は、各共重合体に含まれる構造単位(cx)の含有量から算出された平均値である。
上記重合体(C−2)は、構造単位(cx)を、r (25)質量%を超えてr (30)質量%以下で含む、構造単位(cx)及び(cy)を含む共重合体であり、上記のように、構造単位(cx)及び(cy)からなる共重合体であってよいし、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)からなる共重合体であってもよい。また、上記のように、この重合体(C−2)は、構造単位(cx)の所定量を含む共重合体の少なくとも1種からなるものとすることができる。例えば、2種の共重合体からなる場合であって、25<r21<r2230とした場合、構造単位(cx)をr21質量%含む共重合体と、構造単位(cx)をr22質量%含む共重合体と、からなる重合体(C−2)を用いることができる。
30質量%である。構造単位(cx)の含有量が25質量%を超えて30質量%以下である共重合体を2種以上含む場合、「重合体(C−2)に含まれる構造単位(cx)の含有量」として示す値は、各共重合体に含まれる構造単位(cx)の含有量から算出された平均値である。
本発明において、r30質量%であると、本発明の組成物において、特に、成分〔A〕と、重合体(C−2)との相溶性が向上し、更に、成分〔B〕と、重合体(C−1)及び(C−3)との相溶性も向上するため、結果として、成分〔A〕及び〔B〕のあいだの相溶性に優れたものとなり、得られる成形品において、耐衝撃性及び耐熱性のバランスが優れる。
上記重合体(C−3)は、構造単位(cx)を、r (30)質量%を超えて60質量%以下で含む共重合体であり、上記のように、構造単位(cx)及び(cy)からなる共重合体であってよいし、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)からなる共重合体であってもよい。また、上記のように、この重合体(C−3)は、構造単位(cx)の所定量を含む共重合体の少なくとも1種からなるものとすることができる。例えば、2種の共重合体からなる場合であって、30<r31<r32≦60とした場合、構造単位(cx)をr31質量%含む共重合体と、構造単位(cx)をr32質量%含む共重合体と、からなる重合体(C−3)を用いることができる。
構造単位(cx)の含有量が30質量%を超えて60質量%以下である共重合体を2種以上含む場合、「重合体(C−3)に含まれる構造単位(cx)の含有量」として示す値は、各共重合体に含まれる構造単位(cx)の含有量から算出された平均値である。
上記成分〔C〕を構成する重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜55質量%、20〜70質量%及び20〜70質量%であり、更に好ましくは7〜30質量%、25〜50質量%及び30〜60質量%、特に好ましくは10〜25質量%、30〜50質量%及び35〜60質量%である。
また、組成物の流動性、並びに、得られる成形品の耐熱性及び耐衝撃性のバランス、の効果が顕著となるのは、rが10〜30質量%であり、rが20〜40質量%であり、上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合が、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、更に好ましくは7〜30質量%、25〜50質量%及び30〜60質量%、特に好ましくは10〜25質量%、30〜50質量%及び35〜60質量%である。
上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の混合物を、n−ヘプタン、1,2−ジクロロエタン、アセトニトリル等を用いた液体クロマトグラフィーのグラジエント分析に供すると、構造単位(cx)を横軸とし、特定量の構造単位(cx)を含む共重合体の量を縦軸とする分布を得ることができ、r (25)及びr (30)を決定した場合の重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合を求めることができる。
上記重合体(C−1)は、好ましくは、構造単位(cx)及び(cy)からなる共重合体であり、この共重合体は、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)からなる共重合体と併用してもよい。構造単位(cz)を形成する単量体としては、N−フェニルマレイミド等のマレイミド系化合物、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル化合物が好ましい。
上記重合体(C−2)は、好ましくは、構造単位(cx)及び(cy)からなる共重合体であり、この共重合体は、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)からなる共重合体と併用してもよい。構造単位(cz)を形成する単量体としては、N−フェニルマレイミド等のマレイミド系化合物、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル化合物が好ましい。
また、上記重合体(C−3)は、好ましくは、構造単位(cx)及び(cy)からなる共重合体であり、この共重合体は、構造単位(cx)、(cy)及び(cz)からなる共重合体と併用してもよい。構造単位(cz)を形成する単量体としては、N−フェニルマレイミド等のマレイミド系化合物、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル化合物が好ましい。
上記成分〔C〕を構成する上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)を製造する方法は、特に限定されず、例えば、ゴム質重合体を非存在下とした、乳化重合、溶液重合、塊状重合等を適用することができる。このとき、混合する重合体は、好ましくは、互いに同じ重合方法で得られた重合体どうしであることであり、より好ましくは、乳化重合で得られたラテックスどうしを混合する調製方法、溶液重合で得られた重合溶液どうしを混合する調製方法とすることができる。更に、上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)を、個別に製造した後、混合により、成分〔C〕を形成することができる。また、1つの反応系において、いずれか2種の重合体を製造した後、他の1種と混合して、成分〔C〕を形成することができる。更には、1つの反応系において、3種の重合体を製造してもよい。
尚、上記成分〔A〕の形成に用いたゴム強化樹脂に含まれる未グラフト重合体が、重合体(C−1)、(C−2)又は(C−3)に含まれる場合があるので、この未グラフト重合体を、適宜、利用することができる。
1つの反応系において、上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)のうちの2種又は3種の重合体を製造する場合には、反応系に対する各単量体(シアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物等)の仕込み量(供給量、供給速度)を変化させながら重合を進める方法等が適用される。例えば、特開昭50−63085号公報に開示されているパワーフィード法等を適用することができる。このパワーフィード法によれば、複数の単量体が逐次異なる割合で重合を進めることができるので、全ての単量体の仕込み量(供給量、供給速度)を変化させる中で、例えば、上記シアン化ビニル化合物を連続的に又は間欠的に反応系に供給し続けることにより、構造単位(cx)の含有割合が、5〜60質量%の広い範囲にある共重合体の集合体からなるものとすることができる。本発明においては、このパワーフィード法により得られた共重合体の集合体は、上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)が、それぞれ、所定割合で含まれるようにすることが可能であることから、成分〔C〕用の共重合体として好適である。
本発明においては、上記シアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物の仕込み量を、質量比で5〜25:95〜75から25〜60:75〜40へと変化させつつ重合して得られた共重合体、並びに/又は、上記シアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物の仕込み量を、質量比で25〜60:75〜40から5〜25:95〜75へと変化させつつ重合して得られた共重合体を、上記成分〔C〕の一部あるいは全部とすることが好ましい。尚、仕込み量を変化させるということは、シアン化ビニル化合物又は芳香族ビニル化合物の供給量を増加又は減少させることを意味し、途中の使用量を変化させて、25:75〜25:75とする手法は含まない。上記パワーフィード方法により得られた共重合体を含有する組成物を用いると、組成物の流動性が優れ、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れた成形品を効率よく製造することができる。
尚、シアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物以外の単量体(他の単量体)が用いられる場合、上記シアン化ビニル化合物並びに(芳香族ビニル化合物及び他の単量体の混合物)の仕込み量を、質量比で5〜25:95〜75から25〜60:75〜40へと変化させつつ重合して得られた共重合体、及び/又は、上記シアン化ビニル化合物並びに(芳香族ビニル化合物及び他の単量体の混合物)の仕込み量を、質量比で25〜60:75〜40から5〜25:95〜75へと変化させつつ重合して得られた共重合体を、上記成分〔C〕の一部あるいは全部とすることが好ましい。
上記成分〔C〕の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、成形加工性及び成形品の耐衝撃性の観点から、好ましくは0.2〜0.9dl/g、より好ましくは0.25〜0.85dl/g、更に好ましくは0.3〜0.8dl/gである。尚、上記固有粘度[η]を測定する場合には、上記のように、グラフト重合により得られたゴム強化樹脂に含まれる未グラフト重合体に対する測定方法を適用することができる。
本発明の組成物において、上記成分〔A〕の含有割合は、成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計を100質量%とした場合に、1〜50質量%であり、好ましくは2〜40質量%、更に好ましくは3〜40質量%、特に好ましくは5〜30質量%である。上記成分〔A〕の含有量が1〜50質量%であると、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れた成形品を得ることができる。尚、上記成分〔A〕の含有量が少なすぎると、耐衝撃性が低下する傾向にある。
本発明の組成物において、上記成分〔B〕の含有割合は、成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計を100質量%とした場合に、40〜95質量%であり、好ましくは45〜95質量%、更に好ましくは50〜95質量%、特に好ましくは55〜95質量%である。上記成分〔B〕の含有量が40〜95質量%であると、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れた成形品を得ることができる。尚、上記成分〔B〕の含有量が少なすぎると、耐衝撃性が低下する傾向がある。
本発明の組成物において、上記成分〔C〕の含有割合は、成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計を100質量%とした場合に、1〜55質量%であり、好ましくは2〜50質量%、更に好ましくは4〜40質量%、特に好ましくは7〜35質量%である。上記成分〔C〕の含有量が1〜55質量%であると、組成物の流動性に優れ、耐熱性及び耐衝撃性のバランスに優れた成形品を得ることができる。尚、上記成分〔C〕の含有量が少なすぎると、耐衝撃性が低下する傾向にある。
本発明の組成物は、他の重合体(他の樹脂)を含有してもよい。
他の重合体としては、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
本発明の組成物が、他の重合体(他の樹脂)を含有する場合、その含有量の上限は、上記成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計100質量部に対して、好ましくは30質量部、より好ましくは20質量部である。
本発明の組成物において、成分〔A〕に由来するゴム質重合体の含有量は、成形加工性及び成形品の耐衝撃性の観点から、組成物全体に対して、好ましくは3〜35質量%、より好ましくは5〜25質量%である。
本発明の組成物は、目的、用途等に応じて、更に、熱老化防止剤、充填剤、耐候剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、難燃剤、滑剤、耐候安定剤、光安定剤、熱安定剤、帯電防止剤、撥水剤、撥油剤、消泡剤、抗菌剤、防腐剤、着色剤(顔料、染料等)、離型剤等を含有したものとすることができる。各添加剤は、半透明性を維持するために、粒子径が、可視光線の波長より小さいことが好ましい。
上記熱老化防止剤としては、フェノール系化合物、含リン化合物、含硫黄化合物、ラクトン系化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
フェノール系化合物としては、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール誘導体、2−メチル−6−tert−ブチルフェノール誘導体、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,4’−ブチリデン−ビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、ペンタエリスリチル・テトラキス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、2−〔1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル〕−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート等が挙げられる。
含リン化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジホスホナイト、リン酸2水素ナトリウム、リン酸1水素2ナトリウム等が挙げられる。
硫黄系化合物としては、3,3’−チオビスプロピオン酸ジステアリルエステル、3,3’−チオビスプロピオン酸ジミリスチルエステル、3,3’−チオビスプロピオン酸ジオクタデシルエステル、3,3’−チオビスプロピオン酸ジラウリルエステル、3,3’−チオビスプロピオン酸ジドデシルエステル、3,3’−チオビスプロピオン酸ジオクタデシルエステル、ペンタエリスリチル・テトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)等が挙げられる。
ラクトン系化合物としては、5,7−ジ−tert−ブチル−3−(3,4−ジメチルフェニル)−3H−ベンゾフラン−2−オン等が挙げられる。
本発明の組成物に熱老化防止剤を配合する場合には、フェノール系化合物、含リン化合物及び含硫黄化合物を組み合わせて用いることが好ましい。これらの配合割合は特に限定されない。この組み合わせにより、例えば、50℃〜80℃といった高温下に、長時間放置された場合であっても、引張伸び率を保持することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物に熱老化防止剤が含有される場合、その含有量の上限は、成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕を含む樹脂成分の合計100質量部に対して、好ましくは2質量部、より好ましくは1質量部である。この熱老化防止剤の含有量が多すぎると、上記ポリカーボネート樹脂〔B〕の加水分解を促進する触媒として作用する場合がある。
上記充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カーボンブラック、クレー、タルク、フュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、カオリン、硅藻土、ゼオライト、酸化チタン、生石灰、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸アルミニウム、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスバルーン、シラスバルーン、サランバルーン、フェノールバルーン等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物に上記充填剤が含有される場合の該充填剤の含有量は、成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕を含む樹脂成分の合計100質量部に対して、好ましくは1〜50質量部、より好ましくは2〜30質量部である。
上記耐候剤としては、含リン化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記可塑剤としては、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪族一塩基酸エステル、脂肪族二塩基酸エステル、リン酸エステル、多価アルコールのエステル、エポキシ系可塑剤、高分子型可塑剤、塩素化パラフィン等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記酸化防止剤としては、ヒンダードアミン系化合物、ハイドロキノン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、含硫黄化合物、含リン化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記老化防止剤としては、ナフチルアミン系化合物、ジフェニルアミン系化合物、p−フェニレンジアミン系化合物、キノリン系化合物、ヒドロキノン誘導体系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、トリスフェノール系化合物、ポリフェノール系化合物、チオビスフェノール系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、亜リン酸エステル系化合物、イミダゾール系化合物、ジチオカルバミン酸ニッケル塩系化合物、リン酸系化合物等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記難燃剤としては、有機系難燃剤、無機系難燃剤、反応系難燃剤等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
有機系難燃剤としては、臭素化エポキシ系化合物、臭素化アルキルトリアジン化合物、臭素化ビスフェノール系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノール系ポリカーボネート樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化架橋ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールシアヌレート樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル、デカブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールA及びそのオリゴマー等のハロゲン系難燃剤;トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェート、メチルジブチルホスフェート、エチルジプロピルホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェート等のリン酸エステルや、これらの変性化合物、縮合型のリン酸エステル化合物、リン元素及び窒素元素を含むホスファゼン誘導体等のリン系難燃剤;ポリテトラフルオロエチレン、グアニジン塩、シリコーン系化合物、ホスファゼン系化合物等が挙げられる。
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ジルコニウム系化合物、モリブデン系化合物、スズ酸亜鉛等が挙げられる。
また、反応系難燃剤としては、テトラブロモビスフェノールA、ジブロモフェノールグリシジルエーテル、臭素化芳香族トリアジン、トリブロモフェノール、テトラブロモフタレート、テトラクロロ無水フタル酸、ジブロモネオペンチルグリコール、ポリ(ペンタブロモベンジルポリアクリレート)、クロレンド酸(ヘット酸)、無水クロレンド酸(無水ヘット酸)、臭素化フェノールグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記滑剤としては、ワックス、シリコーン、脂質、エチレンビスステアリルアミド、硬化ヒマシ油等が挙げられる。これらは、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記帯電防止剤としては、低分子型帯電防止剤、高分子型帯電防止剤等が挙げられる。また、これらは、イオン伝導型でもよいし、電子伝導型でもよい。
低分子型帯電防止剤としては、アニオン系帯電防止剤;カチオン系帯電防止剤;非イオン系帯電防止剤;両性系帯電防止剤;錯化合物;アルコキシシラン、アルコキシチタン、アルコキシジルコニウム等の金属アルコキシド及びその誘導体等が挙げられる。
また、高分子型帯電防止剤としては、分子内にスルホン酸塩を有するビニル共重合体、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ベタイン等が挙げられる。更に、ポリエーテル、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー等を用いることもできる。
上記着色剤としては、顔料でもよいし、染料でもよい。顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ等が挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、フィーダールーダー等により、成分〔A〕を含むゴム強化樹脂と、成分〔B〕と、成分〔C〕を形成する樹脂と、必要により用いられる添加剤とからなる原料成分を混練することにより製造することができる。混練温度は、通常、200℃〜280℃、好ましくは210℃〜270℃である。原料成分の使用方法は特に限定されず、各々の成分を一括配合して混練してもよく、多段、分割配合して混練してもよい。
好ましい製造方法は、押出機を用いる方法であり、二軸押出機を用いることが特に好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕を含有することから、特に、成分〔A〕及び〔B〕のあいだの相溶性に優れ、以下のように好ましいMFRを有することから、成形加工性に優れ、得られる成形品において、従来よりも一段と優れた耐衝撃性及び耐熱性を得ることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物のMFR(ASTM D1238、温度240℃、荷重98N)は、好ましくは3〜60(g/10分)、より好ましくは5〜45(g/10分)、更に好ましくは10〜35(g/10分)である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物の全光線透過率(ASTM D1003)は、30〜80%であり、より好ましくは40〜75%、更に好ましくは45〜70%、特に好ましくは50〜70%であり、半透明性に優れる。該全光線透過率が30%未満では、実質、不透明であるため、半透明性を生かした装飾性の高い成形品とすることが困難である。
また、ヘイズ(ASTM D1003)は、好ましくは70〜100%、より好ましくは80〜97%、更に好ましくは85〜93%であり、半透明性に優れる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物、又は、その構成成分を形成することとなる原料成分を、射出成形、シート押出成形、異形押出成形、真空成形、発泡成形等の公知の成形法に供することにより、成形品とすることができる。即ち、本発明の成形品は、上記熱可塑性樹脂組成物を含む。
射出成形では、公知の成形法のほか、ガスアシスト成形、インモールド成形、二色成形、サーモエジェクト成形、サンドイッチ成形等により、成形品を得ることができる。
シート押出成形では、平滑シート、表面にエンボス模様等を有するシート等を得ることができる。
真空成形では、ストレート成形、ドレープ成形、プラグアシスト成形、プラグアシスト・リバースドロー成形、エアスリップ成形、スナップバック成形、リバースドロー成形、エアクッション成形、プラグアシスト・エアスリップ成形、フリー成形、マッチドモールド成形、プラグリング成形、スリップ成形、接触加熱成形等により、成形品を得ることができる。
成形品とする場合には、通常、本発明の組成物を200℃〜280℃、好ましくは210℃〜270℃に加熱して溶融物を調製した後、加工される。
本発明の成形品は、目的、用途等に応じて、任意の位置に、貫通孔、溝、凹部、凸部等を備えてもよい。
また、各種成形品には、用途等に応じて、塗装、スパッタリング、溶着等の二次加工を施してもよい。
本発明の成形品としては、その優れた性質を利用して、ランプ等の照明装置、スイッチ等の表示装置、OA機器、家電製品、車両部品等のケース、ハウジング、トレイ、ディスク等に好適である。
以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない、尚、下記において、部及び%は、特に断らない限り、質量基準である。
1.評価方法
下記の実施例及び比較例における、各評価項目の測定方法を以下に示す。
(1)体積平均粒子径
ゴム質重合体強化グラフト樹脂の調製に用いたラテックス中の分散粒子(ゴム質重合体)の体積平均粒子径を、レーザー粒径解析装置(型式「LPA−3100」、大塚電子社製)により、光散乱法で測定し、70回積算でキュムラント法により算出した。尚、熱可塑性樹脂組成物を製造後、該組成物に含まれるゴム質重合体強化グラフト樹脂の数平均粒子径は、グラフト重合前のゴム質重合体の体積平均粒子径とほぼ同じであることを透過型電子顕微鏡で確認した。
(2)グラフト率
本文中に記載した。
(3)固有粘度[η]
原料〔P〕に含まれるアセトン可溶分、及び、原料〔R〕について、それぞれ、メチルエチルケトンに溶解し、30℃における固有粘度[η]を、ウベローデ型粘度計を用いて測定した。
(4)流動性(MFR)
ASTM D1238に準じ、温度240℃及び荷重98Nでメルトフローレート(MFR)を測定した。
(5)アイゾット衝撃強度
ASTM D256に準じて測定した。試験片の大きさは、2.5×1/2×1/4インチであり、ノッチ付きである。
(6)全光線透過率
ASTM D1003に準じて測定した。試験片の厚さは、2.5mmである。
(7)熱変形温度
ASTM D648に準じ、荷重18.56kg/cmで熱変形温度(HDT)を測定した。試験片の厚さは、1/2インチである。
(8)ヘイズ
ASTM D1003に準じて測定した。試験片の厚さは、2.5mmである。
2.製造原料
熱可塑性樹脂組成物の製造に用いた原料(樹脂成分及び重合体成分)は、以下の通りである。
2−1.原料〔P〕
この原料〔P〕は、下記の合成例1〜6により得られたゴム強化芳香族ビニル系樹脂であり、ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕と、未グラフトの(共)重合体(重合体〔C〕を含む場合がある。)とからなる樹脂である。
合成例1(原料P1の合成)
攪拌装置を備えたガラス製フラスコに、ゴム質重合体として、体積平均粒子径が0.3μmであり且つスチレン単位量が10%のスチレン・ブタジエン共重合体(以下、スチレン・ブタジエン共重合体を「SBR」と表記する。)50部(固形分換算)と、スチレン7.5部と、アクリロニトリル2.5部と、不均化ロジン酸ナトリウム1.5部と、tert−ドデシルメルカプタン0.1部と、イオン交換水100部とを充填し、攪拌しながら昇温した。温度が45℃に達した時点で、エチレンジアミン4酢酸ナトリウム0.1部、硫酸第1鉄0.003部、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート・2水和物0.2部及びイオン交換水15部よりなる活性剤水溶液と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部とを添加し、1時間反応を続けた。
その後、反応系に、イオン交換水50部、不均化ロジン酸ナトリウム1部、tert−ドデシルメルカプタン0.1部、ジイソプロピルヒドロパーオキサイド0.2部、スチレン30部及びアクリロニトリル10部からなるインクレメント重合用成分を3時間にわたって連続的に添加し、攪拌しながら重合反応を続けた。該インクレメント重合用成分の全量を添加した後、更に攪拌を1時間続け、ゴム強化芳香族ビニル系樹脂P1を含むラテックスを得た。
次いで、反応系に、老化防止剤としての2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)0.2部を添加した。その後、ゴム強化芳香族ビニル系樹脂P1を含むラテックスに、硫酸2部を添加して、凝固し、凝固物を十分に水洗した。その後、75℃で、24時間乾燥し、白色粉末のゴム強化芳香族ビニル系樹脂P1を得た(重合転化率は97%)。このゴム強化芳香族ビニル系樹脂P1に含まれるグラフト樹脂(成分〔A〕)におけるグラフト率は75%、グラフト部における、シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(gx)及び芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(gy)の割合が、両者の合計を100%とした場合に、26%及び74%であり、成分〔C〕に相当する未グラフトの(共)重合体(以下、「アセトン可溶分」という。)の含有率は12.5%であり、このアセトン可溶分の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.50dl/gであった。
尚、表1には、使用したゴム質重合体の屈折率の計算値を掲載した。該屈折率は、ゴム質重合体が10%のスチレン単位と、90%のブタジエン単位とからなり、ポリスチレン及びポリブタジエンの屈折率が、それぞれ、1.591及び1.515であることを利用し、下記式に従って算出した。
屈折率 = 1.591×0.1 + 1.515×0.9
= 1.523
合成例2〜5(原料P2〜P5の合成)
ゴム質重合体として、表1に示す、体積平均粒子径及びスチレン単位量を有するスチレン・ブタジエン共重合体(SBR)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ゴム強化芳香族ビニル系樹脂P2〜P5を得た(表1参照)。
合成例6(原料P6の合成)
ゴム質重合体として、表1に示す、体積平均粒子径を有するポリブタジエン(以下、ポリブタジエンを「BR」と表記する。)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ゴム強化共重合樹脂P6を得た(表1参照)。
Figure 0006152324
2−2.原料〔Q〕
下記の市販品を用いた。
原料Q1として、三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリカーボネート「NOVAREX 7022PJ」(商品名)を用いた。粘度平均分子量(Mv)は、22,000であり、MFR(温度240℃、荷重98N)は、9g/10分である。
2−3.原料〔R〕
下記の合成例7〜11により得られた共重合体を用いた。
合成例7(原料R1の合成)
攪拌機を備えたガラス製フラスコに、窒素気流中で、イオン交換水184部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部及び炭酸水素ナトリウム0.5部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が45℃に達したところで、エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム・二水塩0.06部、硫酸第一鉄7水和物0.002部及びナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.12部を、イオン交換水16部に溶解した溶液を添加した。その後、更に昇温し、内温が50℃に達したところで、反応系に、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.2部、tert−ドデシルメルカプタン0.26部及び、スチレン73部及びアクリロニトリル27部を3時間かけて連続的に滴下し、重合を行った。滴下の終了と同時に重合を完結させ、ラテックス(L5−1)を得た。
一方、攪拌機を備えた別のガラス製フラスコに、窒素気流中で、イオン交換水184部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部及び炭酸水素ナトリウム0.5部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が45℃に達したところで、エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム・二水塩0.06部、硫酸第一鉄7水和物0.002部及びナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.12部を、イオン交換水16部に溶解した溶液を添加した。その後、更に昇温し、内温が50℃に達したところで、反応系に、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.2部、tert−ドデシルメルカプタン0.26部、スチレン20部及びアクリロニトリル80部の混合物を3時間かけて滴下し、重合を行った。滴下の終了と同時に重合を完結させ、ラテックス(L5−2)を得た。
次に、上記で得られたラテックス(L5−1)及び(L5−2)を、重合体の含有割合(質量比)が50:50となるように混合した。そして、硫酸マグネシウム溶液を用いて、重合体を凝固し、水洗した。その後、乾燥し、重合体混合物を回収した。この重合体混合物を、原料R1として用いた。尚、この原料R1において、成分〔C〕に相当する重合体は、上記で得られたラテックス(L5−1)及び(L5−2)に含まれる重合体である。
この原料R1のアセトン可溶分の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.51dl/gであった。
合成例8(原料R2の合成)
本合成例では、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、tert−ドデシルメルカプタン0.13部、スチレン36.5部及びアクリロニトリル13.5部の混合物からなる第1単量体(合成開始時には、第1供給源に収容)と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、tert−ドデシルメルカプタン0.13部、スチレン40部及びアクリロニトリル10部の混合物からなる第2単量体(合成開始時には、第2供給源に収容)と、を用いて、以下の要領で重合を行い、原料R2を得た。
攪拌機を備えたガラス製フラスコに、窒素気流中で、イオン交換水184部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部及び炭酸水素ナトリウム0.5部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が45℃に達したところで、エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム・二水塩0.06部、硫酸第一鉄7水和物0.002部及びナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.12部を、イオン交換水16部に溶解した溶液を添加した。その後、更に昇温し、内温が50℃に達したところで、第1供給源から反応系に対して、1時間あたり33.3部の速度で、第1単量体の連続的な供給を開始し、重合を行った。そして、この第1単量体の供給と同時に、第2単量体を、第2供給源から第1供給源に、1時間あたり16.7部の速度で連続的に供給した。その結果、経時とともに、第1供給源における単量体の組成が変化し、この第1供給源から反応系に供給される単量体の組成も、逐次的に変化するようにした。すべての単量体の供給に要した時間は、約3時間である。
上記単量体の供給終了と同時に、重合を完結させ、組成の異なる複数のスチレン・アクリロニトリル共重合体を主とした重合体混合物を含むラテックスを得た。
その後、上記ラテックスに、硫酸マグネシウム溶液を添加して、重合体を凝固し、水洗した。その後、乾燥し、重合体混合物を回収した。この重合体混合物を、原料R2として用いた。
この原料R2のアセトン可溶分の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.51dl/gであった。
合成例9(原料R3の合成)
本合成例では、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、tert−ドデシルメルカプタン0.2部、スチレン36.5部及びアクリロニトリル13.5部の混合物からなる第1単量体(合成開始時には、第1供給源に収容)と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、tert−ドデシルメルカプタン0.2部、スチレン41.5部及びアクリロニトリル8.5部の混合物からなる第2単量体(合成開始時には、第2供給源に収容)と、を用いて、以下の要領で重合を行い、原料R3を得た。
攪拌機を備えたガラス製フラスコに、窒素気流中で、イオン交換水184部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部及び炭酸水素ナトリウム0.5部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が45℃に達したところで、エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム・二水塩0.06部、硫酸第一鉄7水和物0.002部及びナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.12部を、イオン交換水16部に溶解した溶液を添加した。その後、更に昇温し、内温が50℃に達したところで、第1供給源から反応系に対して、1時間あたり33.3部の速度で、第1単量体の連続的な供給を開始し、重合を行った。そして、この第1単量体の供給と同時に、第2単量体を、第2供給源から第1供給源に、1時間あたり16.7部の速度で連続的に供給した。その結果、経時とともに、第1供給源における単量体の組成が変化し、この第1供給源から反応系に供給される単量体の組成も、逐次的に変化するようにした。すべての単量体の供給に要した時間は、約3時間である。
上記単量体の供給終了と同時に、重合を完結させ、組成の異なる複数のスチレン・アクリロニトリル共重合体を主とした重合体混合物を含むラテックスを得た。
その後、上記ラテックスに、硫酸マグネシウム溶液を添加して、重合体を凝固し、水洗した。その後、乾燥し、重合体混合物を回収した。この重合体混合物を、原料R3として用いた。
この原料R3のアセトン可溶分の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.40dl/gであった。
合成例10(原料R4の合成)
本合成例では、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、tert−ドデシルメルカプタン0.2部、スチレン36.5部及びアクリロニトリル13.5部の混合物からなる第1単量体(合成開始時には、第1供給源に収容)と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部、tert−ドデシルメルカプタン0.2部、スチレン30部及びアクリロニトリル20部の混合物からなる第2単量体(合成開始時には、第2供給源に収容)と、を用いて、以下の要領で重合を行い、原料R4を得た。
攪拌機を備えたガラス製フラスコに、窒素気流中で、イオン交換水184部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部及び炭酸水素ナトリウム0.5部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が45℃に達したところで、エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム・二水塩0.06部、硫酸第一鉄7水和物0.002部及びナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.12部を、イオン交換水16部に溶解した溶液を添加した。その後、更に昇温し、内温が50℃に達したところで、第1供給源から反応系に対して、1時間あたり33.3部の速度で、第1単量体の連続的な供給を開始し、重合を行った。そして、この第1単量体の供給と同時に、第2単量体を、第2供給源から第1供給源に、1時間あたり16.7部の速度で連続的に供給した。その結果、経時とともに、第1供給源における単量体の組成が変化し、この第1供給源から反応系に供給される単量体の組成も、逐次的に変化するようにした。すべての単量体の供給に要した時間は、約3時間である。
上記単量体の供給終了と同時に、重合を完結させ、組成の異なる複数のスチレン・アクリロニトリル共重合体を主とした重合体混合物を含むラテックスを得た。
その後、上記ラテックスに、硫酸マグネシウム溶液を添加して、重合体を凝固し、水洗した。その後、乾燥し、重合体混合物を回収した。この重合体混合物を、原料R4として用いた。
この原料R4のアセトン可溶分の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.49dl/gであった。
合成例11(原料R5の合成)
リボン翼を備えたジャケット付き重合用反応器を、2基連結した合成装置を用いた。各反応器内に、窒素ガスをパージした後、1基目の反応器に、スチレン75部、アクリロニトリル25部及びトルエン20部からなる混合物と、分子量調節剤であるtert−ドデシルメルカプタン0.15部をトルエン5部に溶解した溶液と、重合開始剤である1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)0.1部をトルエン5部に溶解した溶液とを連続的に供給し、110℃で重合を行った。供給した単量体等の平均滞留時間は2時間であり、2時間後の重合転化率は56%であった。
次いで、得られた重合体溶液を、1基目の反応器の外部に設けられたポンプにより、連続的に取り出して、2基目の反応器に供給した。連続的に取り出す量は、1基目の反応器に供給する量と同じである。尚、2基目の反応器においては、130℃で2時間重合を行い、2時間後の重合転化率は74%であった。
その後、2基目の反応器から、重合体溶液を回収し、これを、2軸3段ベント付き押出機に導入した。そして、直接、未反応単量体及びトルエン(重合用溶媒)を脱揮し、スチレン・アクリロニトリル共重合体を回収した。このスチレン・アクリロニトリル共重合体を、原料R5として用いた。
この原料R5の固有粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.51dl/gであった。
上記の合成例7〜11により得られた原料(R1)〜(R5)は、複数の共重合体により構成される。以下のように、r=25及びr=30を選択し、本発明に係る重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の合計を100%とした場合の各割合を下記の方法により分析し、表2に示した。また、原料〔R〕に含まれる構造単位(cx)の含有量についても表2に併記した。
<重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の組成分析>
原料〔R〕10mgを、アセトニトリル・1,2−ジクロロエタン混合液(体積比6:4)10mlに投入し、振とう機により、25℃で2〜3時間、振とうを行った。その後、不溶分(夾雑物)を除去し、可溶分を液体クロマトグラフィーに供した。装置は、東ソー社製スーパーシステムコントローラ「SC8020」(型式名)であり、カラムとして、東ソー社製「TSK Silica−60」(商品名)を用いた。n−ヘプタン・1,2−ジクロロエタン混合液(体積比7:3)からアセトニトリル・1,2−ジクロロエタン混合液(体積比6:4)へ勾配をかけた移動相により、試料を展開し、UV検出器で波長260nmの吸収値から組成の分布を測定した。カラム温度は35℃である。尚、試料中の重合体組成及び分布の決定は、予め、種類及び含有量が既知の構造単位を含む、スチレン・アクリロニトリル共重合体を用いて検量線を作製しておき、それを利用した。
Figure 0006152324
3.熱可塑性樹脂組成物の製造及び評価
実施例1〜及び比較例1〜12
原料〔P〕、〔Q〕及び〔R〕を、表3〜表7に記載の割合でヘンシェルミキサーに投入し、混合した。その後、二軸押出機(シリンダー設定温度:240℃)を用いて溶融混練し、ペレット(熱可塑性樹脂組成物)を得た。
次いで、ペレットを、除湿乾燥機を用いて十分に乾燥し、射出成形機(シリンダー設定温度:250℃、金型温度:60℃)を用いて評価用試験片を得た。この試験片を用いて、各種評価を行い、その結果を表3〜表7に示した。
尚、上記のように、原料〔P〕は、本発明に係る成分〔A〕と、成分〔C〕とからなる混合物であるので、原料〔P〕におけるグラフト率、アセトン可溶分の組成等を用いて、本発明の成分〔A〕、〔B〕及び〔C〕の合計量に対する、成分〔C〕に相当する重合体の含有割合を算出し、その値を各表に示した。そして、この成分〔C〕は、重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)により構成されることから、r=25及びr=30を選択し、これらの合計を100%とした場合の各割合を下記の方法により分析した。また、成分〔C〕に含まれる構造単位(cx)の含有量、について各表に示した。
<重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の組成分析>
熱可塑性樹脂組成物に含まれる成分〔C〕10mgを、アセトニトリル・1,2−ジクロロエタン混合液(体積比6:4)10mlに投入し、振とう機により、25℃で2〜3時間、振とうを行った。その後、不溶分(夾雑物)を除去し、可溶分を液体クロマトグラフィーに供した。装置は、東ソー社製スーパーシステムコントローラ「SC8020」(型式名)であり、カラムとして、東ソー社製「TSK Silica−60」(商品名)を用いた。n−ヘプタン・1,2−ジクロロエタン混合液(体積比7:3)からアセトニトリル・1,2−ジクロロエタン混合液(体積比6:4)へ勾配をかけた移動相により、試料を展開し、UV検出器で波長260nmの吸収値から組成の分布を測定した。カラム温度は35℃である。尚、試料中の重合体組成及び分布の決定は、予め、種類及び含有量が既知の構造単位を含む、スチレン・アクリロニトリル共重合体を用いて検量線を作製しておき、それを利用した。
Figure 0006152324
Figure 0006152324
Figure 0006152324
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Figure 0006152324
表3〜表7から、以下のことが明らかである。即ち、比較例1及び2は、ゴム質重合体としてポリブタジエンを用いた例であり、半透明性が得られなかった。比較例3は、成分〔C〕を構成する重合体(C−3)の割合が80質量%を超えた例であり、耐衝撃性が不十分であった。比較例4は、成分〔C〕を構成する重合体(C−1)の割合が少なすぎる例であり、耐衝撃性が不十分であった。比較例5は、成分〔A〕及び〔C〕を含有しない例であり、耐衝撃性及び流動性が不十分であった。比較例6は、成分〔B〕の含有割合が少ない例であり、耐衝撃性及び耐熱性が不十分であった。比較例7は、成分〔C〕を構成する重合体(C−1)の割合が少なすぎる例であり、耐衝撃性が不十分であった。
一方、実施例1〜においては、半透明性、耐衝撃性、耐熱性及び流動性に優れていることが明らかである。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、半透明性、耐衝撃性、耐熱性及び流動性に優れるため、ランプ等の照明装置、スイッチ等の表示装置、OA機器、家電製品、車両部品等のケース、ハウジング、トレイ、ディスク等に好適である。

Claims (6)

  1. 〔A〕屈折率が1.520〜1.580の範囲にあるゴム質重合体の存在下、重合性不飽和単量体を重合して得られた、ゴム質重合体強化グラフト樹脂と、
    〔B〕ポリカーボネート樹脂と、
    〔C〕シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(cx)、及び、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(cy)を含む重合体と、
    を含有し、半透明性を有する熱可塑性樹脂組成物において、
    上記重合体〔C〕は、上記構造単位(cx)を、5質量%以上r質量%以下で含む重合体(C−1)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えてr質量%以下で含む重合体(C−2)と、上記構造単位(cx)を、r質量%を超えて60質量%以下で含む重合体(C−3)とからなり、且つ、 =25質量%及びr =30質量%であり、
    上記重合体(C−1)、(C−2)及び(C−3)の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜55質量%、2070質量%及び2070質量%であり、
    上記ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕、上記ポリカーボネート樹脂〔B〕及び上記重合体〔C〕の含有割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、1〜50質量%、40〜95質量%及び1〜55質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
  2. 上記重合体〔C〕に含まれる上記構造単位(cx)の含有割合は、上記重合体〔C〕を構成する構造単位の合計を100質量%とした場合に、15〜40質量%である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 上記ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕の形成に用いた上記重合性不飽和単量体がシアン化ビニル化合物及び芳香族ビニル化合物を含み、上記ゴム質重合体強化グラフト樹脂〔A〕に含まれる、上記シアン化ビニル化合物に由来する構造単位(gx)及び上記芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(gy)の割合が、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、5〜40質量%及び60〜95質量%である請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 上記ゴム質重合体が、スチレン・ブタジエン系共重合体である請求項1乃至のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 上記スチレン・ブタジエン系共重合体を構成するスチレン単位の含有量が、すべての単量体単位の合計を100質量%とした場合に、10〜80質量%である請求項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を含むことを特徴とする成形品。
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