JP6235693B2 - 熱可塑性樹脂組成物、並びに、成形体及びその製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物、並びに、成形体及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物、並びに、成形体及びその製造方法に関するものである。
技術背景
従来、スチレン−ブタジエン共重合樹脂(以下、「SBC樹脂」ともいう)は、ブタジエンゴム成分を含んでいるため柔軟性に富み、更に優れた透明性と加工性を有する特徴を生かして、食品包装材、電子部品包装材、ブリスターパッケージ、玩具等の幅広い用途で使用されている。
これらの用途においてSBC樹脂単独で使用される場合もあるが、多くはスチレン単独重合体樹脂(GPPS)や高衝撃性ポリスチレン(HIPS)等のポリスチレン樹脂やスチレン−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合樹脂とブレンドされて使用される場合の方が多い。その理由としては、材料設計面において耐衝撃性と剛性とのバランスが取り易い点、力学特性と経済性とのバランスが取り易い点等が挙げられる。具体例として、SBC樹脂とポリスチレン樹脂の2つの原料を準備するだけで、それらの配合比率を調整する事により、より製品の特性に合致させる事ができ、更には目的に応じて多様な素材を生産できる点等が挙げられる。
例えば、特許文献1には、SBC樹脂とポリスチレン樹脂からなる組成物が開示されている。
一方で、熱可塑性樹脂の成形加工法は種々あるが、一般的には射出成形及び押出成形が代表的なものとされている。これらの成形機には凡そスクリュが備わっている。スクリュに要求される機能としては、熱可塑性樹脂を「輸送(運ぶ)」、「溶融(溶かす)」、「混練(分散する)」がある。とりわけ押出成形におけるTダイシート押出機や、混練(コンパウンド)を目的とした二軸押出機等においては、使用する熱可塑性樹脂やその目的に合わせて「輸送(運ぶ)」、「溶融(溶かす)」、「混練(分散する)」ができるように設計されたスクリュが使用されている。
しかし、射出成形機におけるスクリュの機能としては、熱可塑性樹脂の溶融・可塑化を主体に設計された汎用スクリュが使用されており、多くの場合、「輸送(運ぶ)」、「溶融(溶かす)」のみで、「混練(分散する)」の能力を持ち合わせていないのが実態である。
しかしながら、近年の樹脂製品の用途多様化に伴い、ポリマーブレンドなど物性改良を図った用途が増大しており、熱可塑性樹脂に対しても、射出成形機を用いて低コスト化しつつ、樹脂製品の高品質を維持できるような要求が年々高まっている。
よって、SBC樹脂とスチレン系樹脂等から構成される組成物を用いて射出成形体を製造する場合、SBC樹脂とスチレン系樹脂等とを一旦押出成形によりブレンド組成物のペレットを製造した後に、射出成形を行って樹脂製品を作製することになり、熱履歴の掛かる成形工程が二度存在することとなる。しかし、例えば、SBC樹脂とスチレン系樹脂とを押出成形によるブレンド組成物のペレットを製造する工程を省略し、SBC樹脂とスチレン系樹脂によるドライブンレドで直接射出成形により樹脂製品を作製すれば成形工程は一度で済むことから、熱履歴の減少による樹脂の劣化抑制や焼け異物低減の観点における品質の向上と、製造工程の省略化による低コスト化の両立が可能となる。
特開平8−193161号公報
しかしながら、射出成形によるドライブレンド成形は、着色マスターバッチの添加など、一部の事例に限定されているのが実情である。
その理由として、混練・分散の機能を有していない射出成形機のスクリュにて、複数の樹脂成分を均一に分散させることは容易ではなく、フローマーク等の外観不良や、耐衝撃性の低下等の力学特性の観点で満足のいく材料物性が得られにくい。とりわけ、衝撃改質材としての熱可塑性エラストマーをドライブレンド成形した場合、二軸押出機を使用して予め均一にブレンドした場合と同様の耐衝撃性を発現することは困難である。
特許文献1に記載の樹脂組成物を、仮にドライブレンド成形したとしても、フローマーク等の発生による外観の低下や、押出機を用いた混練と比較して衝撃強さが大幅に低下する等の力学特性の低下が著しく、実質的にドライブレンドによる射出成形は実際にはできない。
このように、とりわけ射出成形用の熱可塑性樹脂組成物に関して、従来技術では押出成形により一旦ブレンド組成物のペレットを製造した後に射出成形を行うことを前提としている。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、優れた成形外観と高い耐衝撃性とを併せ持った熱可塑性樹脂組成物、並びに、該熱可塑性樹脂組成物の成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の共重合体を2種類組み合わせることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
〔1〕
ビニル芳香族単量体単位60〜80質量%、及び、共役ジエン単量体単位40〜20質量%を含むブロック共重合体(a)と、
ビニル芳香族単量体単位60〜90質量%、及び、不飽和ニトリル単量体単位40〜10質量%を含む共重合体(b)と、を含み、
前記ブロック共重合体(a)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする、少なくとも1つの重合体ブロック(S)を有し、
前記ブロック共重合体(a)が、−73〜−10℃の範囲に少なくとも1つの動的粘弾性のtanδのピークを有する、
前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜80/20である、熱可塑性樹脂組成物。
〔2〕
前記ブロック共重合体(a)が、ビニル芳香族単量体単位及び共役ジエン単量体単位を含む、少なくとも1つのランダム共重合体ブロック(B/S)を有する、前項〔1〕に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔3〕
前記ブロック共重合体(a)が、少なくとも2つの前記重合体ブロック(S)を有する、前項〔1〕又は〔2〕に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔4〕
前記重合体ブロック(S)を構成しているビニル芳香族単量体単位の割合が、前記ブロック共重合体(a)中の全ビニル芳香族単量体単位に対して、50〜90質量%であり、
前記重合体ブロック(S)の数平均分子量(Mn)が、10000〜60000である、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔5〕
前記重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)が、1.3〜4.0である、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔6〕
前記ブロック共重合体(a)の屈折率(na)、及び、前記共重合体(b)の屈折率(nb)が、下記関係式(1)を満足する、前項〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
−0.010≦na−nb≦0.008 (1)
〔7〕
前記ブロック共重合体(a)中の前記共役ジエン単量体単位の含有量Ma(質量%)、及び、前記共重合体(b)中の前記不飽和ニトリル単量体単位の含有量Mb(質量%)が、下記関係式(2)を満足する、前項〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
−50≦7.00×Ma−8.62×Mb≦50 (2)
〔8〕
前記ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値δa、及び、前記共重合体(b)の溶解度パラメータ値δbが、下記関係式(3)を満足する、前項〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
1.0≦δb−δa≦2.3 (3)
〔9〕
前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜65/35である、前項〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔10〕
前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜50/50である、前項〔1〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
〔11〕
前項〔1〕〜〔10〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物からなる、成形体。
〔12〕
前項〔1〕〜〔10〕のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物をドライブレンドし、ドライブレンドされた該熱可塑性樹脂組成物を射出成形する成形工程を有する、成形体の製造方法。
本発明によれば、優れた成形外観と高い耐衝撃性とを併せ持った熱可塑性樹脂組成物、並びに、該熱可塑性樹脂組成物の成形体及びその製造方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
〔熱可塑性樹脂組成物〕
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、
ビニル芳香族単量体単位60〜80質量%、及び、共役ジエン単量体単位40〜20質量%を含むブロック共重合体(a)と、
ビニル芳香族単量体単位60〜90質量%、及び、不飽和ニトリル単量体単位40〜10質量%を含む共重合体(b)と、を含み、
前記ブロック共重合体(a)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする、少なくとも1つの重合体ブロック(S)を有し、
前記ブロック共重合体(a)が、−73〜−10℃の範囲に少なくとも1つの動的粘弾性のtanδのピークを有する、
前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜80/20である。
本明細書中において、重合体を構成する各単量体単位の命名は、単量体単位が由来する単量体の命名に従う。例えば、「ビニル芳香族単量体単位」とは、単量体であるビニル芳香族単量体を重合した結果生ずる重合体の構成単位を意味し、その構造は、置換ビニル基に由来する置換エチレン基の二つの炭素が重合体主鎖となっている分子構造である。また、「共役ジエン単量体単位」とは、単量体である共役ジエンを重合した結果生ずる重合体の構成単位を意味し、その構造は、共役ジエン単量体に由来するオレフィンの二つの炭素が重合体主鎖となっている分子構造である。さらに、「不飽和ニトリル単量体単位」とは、単量体である不飽和ニトリル単量体が重合した結果生じる重合体の構成単位を示し、その構造は、置換ビニル基に由来する置換エチレン基の二つの炭素が重合体主鎖となっている分子構造である。
なお、本明細書で用いる用語「主体とする」とは、所定の単量体単位の含有量が90質量%以上であることをいう。つまり、例を挙げると、ブロック共重合体(a)において、「ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック」とは、ビニル芳香族単量体単位が90質量%以上、かつ、共役ジエン単量体単位が10質量%以下であるブロックをいう。ビニル芳香族単量体単位が90質量%未満、かつ、共役ジエン単量体単位が10質量%を超える重合体ブロックはランダム共重合体ブロックと定義する。ランダム共重合体ブロックは、完全ランダム構造でも、テーパード構造(連鎖に沿って、共重合組成比率が段階的に変化するもの)でもよい。
〔ブロック共重合体(a)〕
ブロック共重合体(a)は、ブロック共重合体(a)の総量に対して、ビニル芳香族単量体単位60〜80質量%、及び、共役ジエン単量体単位40〜20質量%を含む。ブロック共重合体(a)は、ビニル芳香族単量体単位及び共役ジエン単量体単位以外の重合可能な他の化合物単位を、必要に応じて含んでもよい。
ビニル芳香族単量体としては、分子内に芳香環とビニル基とを有するものであれば特に限定されず、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−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、p−tert−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、1,1−ジフェニルエチレン等が挙げられる。特にスチレンが一般的であり好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
共役ジエン単量体としては、一対の共役二重結合を有するジオレフィンであれば特に限定されず、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。特に、1,3−ブタジエン、イソプレンが一般的であり好ましい。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ビニル芳香族単量体単位の含有量は、ブロック共重合体(a)の総量に対して、60質量%〜80質量%であり、好ましくは63質量%〜77質量%であり、より好ましくは66質量%〜74質量%である。また、共役ジエン単量体単位の含有量は、ブロック共重合体(a)の総量に対して、40質量%〜20質量%であり、好ましくは37質量%〜23質量%であり、より好ましくは34質量%〜26質量%である。ビニル芳香族単量体単位の含有量及び共役ジエン単量体単位の含有量が上記範囲内であるブロック共重合体(a)を用いることにより、耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂組成物が得られる。
ブロック共重合体(a)におけるビニル芳香族単量体単位の含有量、及び共役ジエン単量体単位の含有量は、UV計(紫外線吸光光度計)を用いて測定できる。具体的には、後述する実施例に記載した方法により測定できる。
ブロック共重合体(a)は、ビニル芳香族単量体単位を主体とする、少なくとも1つの重合体ブロック(S)を含む。また、ブロック共重合体(a)は、ビニル芳香族単量体単位及び共役ジエン単量体単位を含む、少なくとも1つのランダム共重合体ブロック(B/S)をさらに有することが好ましい。共重合体ブロック(B/S)をさらに有することにより、耐衝撃性がより向上する傾向にある。また、ブロック共重合体(a)は、少なくとも2つの重合体ブロック(S)を有することが好ましい。少なくとも2つの重合体ブロック(S)を有することにより、耐衝撃性、耐傷付き性等の力学的特性がより向上する傾向にある。
このようなブロック共重合体(a)としては、特に限定されないが、例えば、下記のブロック構造を有するものが挙げられる。
S1−B/S1
S1−B/S1−S2
S1−B/S1−S2−B/S2
S1−B/S1−B/S2−S2
S1−B1−B/S1−S2
S1−B1−B/S1−B2−S2
(式中、Sはビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロック(S)を示し、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)を示し、B/Sはビニル芳香族単量体単位及び共役ジエン共重合体単位の含有量がそれぞれ90質量%未満であるランダム共重合体ブロック(B/S)を示す。)
なお、上記のブロック構造を表す式中の、S、B、B/Sに付した番号は、それぞれ、重合体ブロック(S)と、重合体ブロック(B)と、ランダム共重合体ブロック(B/S)と、を同定するための番号であり、数字が異なるものは、それぞれのブロックの分子量(重合度)、あるいは共重合比率が同一であっても異なっていてもよい。
また、ランダム共重合体ブロック(B/S)の連鎖構造は、ランダムブロックでもテーパードブロック(連鎖に沿って、徐々に組成比率が変化したもの)でもよい。
ブロック共重合体(a)は、線状ブロック共重合体でも分岐状ブロック共重合体でもよいが、線状ブロック共重合体の方が成形加工性と耐衝撃性とのバランスの観点から好ましい。
また、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性等の力学特性の観点から、線状ブロック共重合体の両端に重合体ブロック(S)が各々結合しているブロック共重合体が好ましい。
<ブロック共重合体(a)の製造方法>
ブロック共重合体(a)は、炭化水素溶媒中、重合開始剤を用い、ビニル芳香族単量体及び共役ジエン単量体を共重合することにより得られる。
ブロック共重合体(a)の製造に用いる炭化水素溶媒としては、従来公知の炭化水素溶媒が使用でき、特に限定されないが、例えば、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族炭化水素類;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘプタン等の脂環式炭化水素類;また、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族単量体等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上混合使用してもよい。このなかでも、n−へキサン、シクロヘキサンが一般的で好ましく使用される。
重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、共役ジエン単量体及びビニル芳香族単量体に対しアニオン重合活性があることが知られている、脂肪族炭化水素アルカリ金属化合物、芳香族単量体アルカリ金属化合物、有機アミノアルカリ金属化合物等のアルカリ金属化合物が挙げられる。
アルカリ金属化合物中のアルカリ金属としては、特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。好適なアルカリ金属化合物としては、特に限定されないが、例えば、炭素数1〜20の脂肪族及び芳香族炭化水素リチウム化合物であって、1分子中に1個のリチウムを含む化合物や1分子中に複数のリチウムを含むジリチウム化合物、トリリチウム化合物、テトラリチウム化合物が挙げられる。このようなアルカリ金属化合物としては、特に限定されないが、具体的には、n−プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、ブタジエニルジリチウム、イソプレニルジリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとsec−ブチルリチウムの反応生成物、さらにはジビニルベンゼンとsec−ブチルリチウムと少量の1,3−ブタジエンとの反応生成物等が挙げられる。また更に、米国特許第5,708,092号明細書、英国特許第2,241,239号明細書、米国特許第5,527,753号明細書等に開示されている有機アルカリ金属化合物も使用することができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上混合使用してもよい。特に、n−ブチルリチウムが一般的で好ましく使用される。
ブロック共重合体(a)の製造プロセスとしては、特に限定されないが、例えば、重合途中から開始剤を添加するプロセス、重合途中に重合活性点未満のアルコール、水等を添加した後、再度モノマーを供給して重合を継続するプロセス等が挙げられる。このようなプロセスを適宜選択することにより、互いに分子量の異なる複数の成分が存在するブロック共重合体(a)を作製することができる。
また、ブロック共重合体(a)の製造プロセスにおいて、重合原料であるビニル芳香族単量体及び共役ジエン単量体の仕込み比率を調整することにより、最終的に得られるブロック共重合体(a)のビニル芳香族単量体単位の含有量及び共役ジエン単量体単位の含有量を制御できる。
ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位とからなる共重合体ブロックを作製する方法としては、ビニル芳香族単量体と共役ジエン単量体との混合物を連続的に重合系に供給して重合する方法、極性化合物あるいはランダム化剤を使用して、ビニル芳香族単量体と共役ジエン単量体とを共重合する等の方法等が挙げられる。
極性化合物やランダム化剤としては、特に限定されないが、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル類;トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン等のアミン類;チオエーテル類;ホスフィン類;ホスホルアミド類;アルキルベンゼンスルホン酸塩;カリウムやナトリウムのアルコキシド等が挙げられる。
<ブロック共重合体(a)の平均分子量及び分子量分布>
ブロック共重合体(a)の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ともに、好ましくは10000〜1000000であり、より好ましくは30000〜400000であり、更に好ましくは40000〜300000である。ブロック共重合体(a)の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)樹脂組成物が上記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の成形加工性と力学物性とのバランスがより向上する傾向にある。ブロック共重合体(a)の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、実施例に記載の方法により測定することができる。
ブロック共重合体(a)の分子量分布(Mw/Mn)に関しては特に制限はない。カップリング剤等により一部ポリマーの重合活性末端を会合させることにより、異なる分子量の組み合わせを有するブロック共重合体(a)を得ることができる。更には、重合途中にエタノール等のアルコールを、用いた重合開始剤よりも少ないモル数の量で添加することにより、一部のポリマーの重合を停止させることが可能であり、結果として、異なる分子量の混合物としてのブロック共重合体(a)を得ることができる。ブロック共重合体(a)の分子量分布(Mw/Mn)は、実施例に記載の方法により測定することができる。
<重合体ブロック(S)を構成しているビニル芳香族単量体単位の割合>
重合体ブロック(S)を構成しているビニル芳香族単量体単位の割合(以下、「重合体ブロック(S)率」ともいう。)は、ブロック共重合体(a)の全ビニル芳香族単量体単位に対して、好ましくは50〜90質量%であり、より好ましくは55〜85質量%であり、さらに好ましくは60〜80質量%である。重合体ブロック(S)を構成しているビニル芳香族単量体単位の割合が上記範囲内であることにより、良好な成形加工性を有し、耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂組成物が得られる傾向にある。ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)率は、ブロック共重合体(a)のランダム共重合体ブロック(B/S)の、ビニル芳香族単量体と共役ジエンとの重量比を変える、すなわちこれらの仕込み原料の量比を調整することにより制御できる。
ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)率は、四酸化オスミウムを触媒としてジターシャリーブチルハイドロパーオキサイドによりブロック共重合体を酸化分解する方法(I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法)により得た重合体ブロック(S)成分(但し平均重合度が約30以下のビニル芳香族単量体重合体成分は除かれている。)を、ブロック共重合体(a)中の全ビニル芳香族単量体の重量で除することにより算出できる。
<重合体ブロック(S)の数平均分子量>
重合体ブロック(S)の数平均分子量(Mn)は、好ましくは10000〜60000であり、より好ましくは15000〜50000であり、さらに好ましくは20000〜40000である。重合体ブロック(S)の数平均分子量(Mn)が上記範囲内であることにより、優れた成形外観と高い耐衝撃性とを併せ持った熱可塑性樹脂組成物が得られる傾向にある。ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)の数平均分子量は、重合開始剤に対するビニル芳香族単量体のフィード量を調整することにより制御可能である。
また、本実施形態において、ブロック共重合体(a)が、重合体ブロック(S)を少なくとも2つ以上有する場合、これらの重合体ブロック(S)の分子量は、各々独立して、制御することが可能である。なお、上記重合体ブロック(S)の数平均分子量(Mn)は、すべての重合体ブロック(S)を合わせた全体の平均分子量とする。例えば、S1−B/S1−S2構造のブロック共重合体(a)の場合、重合体ブロック(S)の平均分子量は、S1とS2を合わせた全体の数平均分子量とする。
ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)の数平均分子量は、四酸化オスミウムを触媒としてジターシャリーブチルハイドロパーオキサイドによりブロック共重合体を酸化分解する方法(I.M.KOLTHOFF,et al.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法)により得た重合体ブロック(S)成分(但し平均重合度が約30以下のビニル芳香族単量体重合体成分は除かれている。)を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することにより得ることができる。具体的には、実施例に記載の方法により測定することができる。
<重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)>
重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.3〜4.0であり、より好ましくは1.4〜3.5であり、さらに好ましくは1.5〜3.0である。重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)が上記範囲内であることにより、成形加工性と共重合体(b)に対する分散性とのバランスが良好なものとなり、フローマークのない良好な成形外観を有する成形体が得られる傾向にある。ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)は、重合開始剤に対するビニル芳香族単量体の供給量を調整することにより制御可能である。
また、本実施形態において、ブロック共重合体(a)が、重合体ブロック(S)を少なくとも2つ以上有する場合、これらの重合体ブロック(S)の分子量分布は、各々独立して、制御することが可能である。なお、上記重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)は、すべての重合体ブロック(S)を合わせた全体の平均分子量分布とする。例えば、S1−B/S1−S2構造のブロック共重合体(a)の場合、重合体ブロック(S)の平均分子量は、S1とS2の平均分子量分布とする。
なお、本実施形態において、ブロック共重合体(a)が、重合体ブロック(S)を少なくとも2つ以上有する場合、2つの重合体ブロック(S)であるS1とS2の分子量を各々制御することにより、重合体ブロック(S)の分子量分布を制御することも可能である。
ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)を制御する別の方法としては、重合途中に、重合開始剤よりも少ないモル数量の、エタノール等のアルコールを添加し、一部のポリマーの重合を停止させて、重合体ブロック(S)の数平均分子量の異なるブロック共重合体(a)を得ることによっても、重合体ブロック(S)の分子量分布を制御することが可能である。
ブロック共重合体(a)における重合体ブロック(S)の分子量分布は、後述する実施例記載の方法で求めることができる。
<ブロック共重合体(a)の動的粘弾性のtanδピーク温度>
ブロック共重合体(a)は、動的粘弾性測定した際の損失正接(tanδ)のピークを−73℃〜−10℃の範囲に少なくとも1つ有する。tanδピーク温度範囲は、好ましくは−70℃〜−10℃であり、より好ましくは−65℃〜−15℃であり、さらに好ましくは−60℃〜−20℃のであり、よりさらに好ましくは−50℃〜−25℃であり、特に好ましくは−45℃〜−25℃である。ブロック共重合体(a)が上記範囲にtanδピークを有することにより、それを用いた熱可塑性樹脂組成物は優れた耐衝撃性を発揮する傾向にある。ブロック共重合体(a)のtanδピーク温度は、後述する実施例記載の方法で測定することができる。このtanδピークは、ブロック共重合体(a)のランダム共重合体ブロック(B/S)に由来するものである。例えば、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位の比率が異なるランダム共重合体ブロック(B/S)を複数有する場合には、複数のピークを有し得る。動的粘弾性のtanδピーク温度は、ビニル芳香族単量体単位の共重合比率を増すことにより上昇し、ビニル芳香族単量体単位の共重合比率を下げることにより低下する。なお、ブロック共重合体(a)は、上記温度範囲外においてtanδピークを有していてもよい。
<ブロック共重合体(a)のメルトフローレート>
ブロック共重合体(a)のメルトフローレート(ISO1133 温度200℃、荷重5kgf)は、好ましくは0.1〜50g/10分であり、より好ましくは1〜20g/10分であり、さらに好ましくは3〜15g/10分である。ブロック共重合体(a)のメルトフローレートが上記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の成形外観と耐衝撃性がより向上する傾向にある。ブロック共重合体(a)のメルトフローレートは、実施例に記載の方法により測定することができる。
<共重合体(b)に対するブロック共重合体(a)の質量比>
共重合体(b)に対するブロック共重合体(a)の質量比((a)/(b))は、1/99〜80/20であり、好ましくは1/99〜75/25であり、より好ましくは1/99〜70/30であり、さらに好ましくは1/99〜65/35であり、よりさらに好ましくは1/99〜50/50であり、さらにより好ましくは5/95〜50/50であり、特に好ましくは5/95〜40/60である。共重合体(b)に対するブロック共重合体(a)の質量比((a)/(b))が、上記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の特徴である良好な成形外観と耐衝撃性を保持しつつ、表面硬度が向上し、耐傷付き性の良好な熱可塑性樹脂組成物が得られる傾向にある。なお、ブロック共重合体(a)と共重合体(b)の組成比率は液体クロマトグラフで確認することができる。
また、ブロック共重合体(a)の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の総量に対して、好ましくは1〜80質量%であり、より好ましくは1〜75質量%であり、さらに好ましくは1〜70質量%であり、よりさらに好ましくは1〜65質量%であり、さらにより好ましくは1〜50質量%であり、特に好ましくは5〜50質量%であり、最も好ましくは5〜40質量%である。
共重合体(b)の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の総量に対して、好ましくは20〜99質量%であり、より好ましくは25〜99質量%であり、さらに好ましくは30〜99質量%であり、よりさらに好ましくは35〜99質量%であり、さらにより好ましくは50〜99質量%であり、特に好ましくは50〜95質量%であり、最も好ましくは60〜95質量%である。
<ブロック共重合体(a)の屈折率>
ブロック共重合体(a)の屈折率は、好ましくは1.556〜1.588であり、より好ましくは1.560〜1.584であり、さらに好ましくは1.563〜1.577であり、よりさらに好ましくは1.566〜1.573である。ブロック共重合体(a)の屈折率が上記範囲内であることにより、耐衝撃性がより向上する傾向にある。ブロック共重合体(a)の屈折率は、ビニル芳香族炭化水素単量体単位の共重合比率が増すことにより増大し、共役ジエン単量体単位の共重合比率が増すことにより減少する。ブロック共重合体(a)の屈折率は、実施例に記載の方法により測定することができる。
ブロック共重合体(a)がスチレンと1,3ブタジエンとの2元共重合体である場合、屈折率と共重合比率の関係はおおよそ下記のような式となる。
ブロック共重合体(a)の屈折率
=1.591−0.0700×(1,3ブタジエンの重量分率) (6)
〔共重合体(b)〕
共重合体(b)は、ビニル芳香族単量体単位と不飽和ニトリル単量体単位とを含む。共重合体(b)は、ビニル芳香族単量体単位及び不飽和ニトリル単量体単位以外の重合可能な他の化合物単位を、必要に応じて含んでもよい。
ビニル芳香族単量体としては、分子内に芳香環とビニル基とを有するものであれば特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−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、p−t−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレンなどのアルキルスチレン、特に炭素数1〜4のアルキル基で置換されたスチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、1,1−ジフェニルエチレンが挙げられる。これらの中でもスチレン、α−メチルスチレンが好ましい。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
不飽和ニトリル単量体としては、分子内にニトリル基とビニル基とを有するものであれば特に限定されないが、例えば、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などが挙げられる。これらの中でもアクリロニトリルが好ましい。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
共重合可能な他の化合物としては、特に限定されないが、例えば、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル化合物;N−フェニルマレイミド、無水マレイン酸などが挙げられる。これらの中でもブチルアクリレートが好ましい。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ブロック共重合体(a)との相容性や、組成物の力学特性、経済性等を鑑みると、共重合体(b)は、スチレン単位、アクリロニトリル単位、必要に応じてこれらと重合可能な他の化合物単位を含むことが好ましい。すなわち、共重合体(b)は、特に、アクリロニトリル/スチレン共重合樹脂(一般的にSAN樹脂と呼ばれるもの。AS樹脂とも呼ばれる)が好ましく使用される。
重合可能な他の化合物の含有量は、共重合体(b)の総量に対して、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%であり、すなわち、重合可能な他の化合物を含まない重合体単位がビニル芳香族単量体単位と不飽和ニトリル単量体単位の2成分からなる共重合体である。重合可能な他の化合物の含有量が上記範囲内であることにより、ブロック共重合体(a)との相容性や、樹脂組成物の力学特性、経済性がより向上する傾向にある。
<共重合体(b)の製造方法>
共重合体(b)は、塊状重合、懸濁重合等の公知の重合方法を用いて合成することができる。
塊状重合の場合、用いられる有機溶剤は、反応に不活性である有機溶剤であり、反応槽内における未反応単量体及び/又は重合し生成する共重合体と、有機溶剤と、が重合温度の反応槽内の組成において均一相となる有機溶剤であればいずれの有機溶剤でも使用できる。
このような有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、エチルベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、ジクロルメチレン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジプロピルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセチルアセトン等のケトン類;その他、アセトニトリル、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。好ましくは、エチルベンゼン、トルエン等の芳香族単量体、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類である。また、これらは単独または2種以上の混合物として使用できる。有機溶剤の使用量は、通常、単量体混合物総量100質量部に対して、好ましくは10〜100質量部であり、より好ましくは20〜70質量部である。
<不飽和ニトリル単量体単位及びビニル芳香族単量体単位の含有量(質量%)>
不飽和ニトリル単量体単位の含有量は、共重合体(b)の総量に対して、10〜40質量%であり、好ましくは15〜30質量%であり、より好ましくは19〜28質量%である。また、共重合体(b)中のビニル芳香族単量体単位は、60〜90質量%であり、好ましくは70〜85質量%であり、より好ましくは72〜81質量%である。不飽和ニトリル単量体単位及びビニル芳香族単量体単位の含有量が上記範囲内であることにより、ブロック共重合体(a)との相容性、熱可塑性樹脂組成物の力学特性がより向上する傾向にある。
また、不飽和ニトリル単量体の共重合組成比率が異なる共重合体(b)を2種類以上併用することも可能である。この場合、複数の共重合体(b)の共重合組成が近いほうが成形外観や耐衝撃性が向上する傾向にある。そのため、複数の共重合体(b)を併用する場合は、不飽和ニトリル単量体の共重合組成比率の差異は、好ましくは5質量%以内である。また、重量平均分子量、数平均分子量、分子量分布が異なる共重合体(b)を併用することや、重合方法の異なる共重合体(b)を2種以上併用することも可能である。
共重合体(b)中の不飽和ニトリル単量体単位の含有量(質量%)は、プロトンNMR測定により求めることができる。また、共重合体(b)その他の共重合可能な単量体単位を含む場合には、その他の単量体単位について赤外スペクトル等で予め確認をしてから測定する。
また、共重合比率により屈折率が一義的に決まる特性を利用し、既知のスチレン−アクリロニトリル共重合樹脂を用いてアクリロニトリルの重量%とその屈折率を、測定光波長589nmにてアタゴ社製アッベ屈折計を用いてマスターカーブを作成した。得られたマスターカーブを用いて共重合体(b)の屈折率の測定結果からアクリロニトリルの含有量(質量%)を求めることができる。
<共重合体(b)の平均分子量及び分子量分布>
共重合体(b)の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ともに、好ましくは10000〜1000000であり、より好ましくは30000〜300000である。共重合体(b)の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)が上記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の力学物性と加工性とのバランスがより優れる傾向にある。なお、共重合体(b)の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
共重合体(b)の分子量分布Mw/Mnは、特に限定されない。分子量分布(Mw/Mn)は、重合方法より調整することができる。共重合体(b)の分子量分布(Mw/Mn)は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
<共重合体(b)のメルトフローレート>
共重合体(b)のメルトフローレート(ISO1133 温度200℃、荷重5kgf)は、好ましくは0.1〜50g/10分であり、より好ましくは0.5〜20g/10分であり、さらに好ましくは1〜10g/10分である。共重合体(b)のメルトフローレートが上記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の成形加工性がより向上する傾向にある。共重合体(b)のメルトフローレートは実施例に記載の方法により測定することができる。
<共重合体(b)の屈折率>
共重合体(b)の屈折率は、好ましくは1.556〜1.582であり、より好ましくは1.565〜1.578であり、さらに好ましくは1.567〜1.574である。共重合体(b)の屈折率が上記範囲内であることにより、耐油性と耐傷付き性がより向上する傾向にある。共重合体(b)の屈折率は、ビニル芳香族炭化水素単量体単位の共重合比率が増すことにより増大し、不飽和ニトリル単量体単位の共重合比率が増すことにより減少する。共重合体(b)の屈折率は、実施例に記載の方法により測定することができる。
共重合体(b)がスチレンとアクリロニトリルとの2元共重合である場合、屈折率は凡そ下記のような式(7)で近似できる。
共重合体(b)の屈折率
=1.591−0.0862×(アクリロニトリルの重量分率) (7)
<ブロック共重合体(a)と共重合体(b)の屈折率の差>
ブロック共重合体(a)の屈折率(na)、及び、共重合体(b)の屈折率(nb)は、下記関係式(1)を満足することが好ましく、より好ましくは下記関係式(4)を満足し、さらに好ましくは下記関係式(5)を満足する。ブロック共重合体(a)の屈折率(na)、及び、共重合体(b)の屈折率(nb)が下記関係式(1)を満足することにより、透明性の良好な樹脂組成物を得ることができる。
−0.010≦na−nb≦0.008 (1)
−0.005≦na−nb≦0.005 (4)
−0.003≦na−nb≦0.003 (5)
<ブロック共重合体(a)中の共役ジエン単量体単位の含有量Ma(質量%)、及び、共重合体(b)中の不飽和ニトリル単量体単位の含有量Mb(質量%)>
ブロック共重合体(a)中の共役ジエン単量体単位の含有量Ma(質量%)、及び、共重合体(b)中の不飽和ニトリル単量体単位の含有量Mb(質量%)は、好ましくは下記関係式(2)を満足し、より好ましくは下記関係式(8)を満足し、さらに好ましくは下記関係式(9)を満足する。ブロック共重合体(a)中の共役ジエン単量体単位の含有量Ma(質量%)、及び、共重合体(b)中の不飽和ニトリル単量体単位の含有量Mb(質量%)が下記式を満足することにより、透明性がより向上する傾向にある。
−50≦7.00×Ma−8.62×Mb≦50 (2)
−40≦7.00×Ma−8.62×Mb≦40 (8)
−20≦7.00×Ma−8.62×Mb≦20 (9)
特に、ブロック共重合体(a)中の共役ジエン単量体単位がブタジエンであり、共重合体(b)中の不飽和ニトリル単量体単位がアクリロニトリルであるときに、上記式を満たすことが好ましい。また、ブロック共重合体(a)中の共役ジエン単量体単位が20〜40質量%の範囲であり、共重合体(b)中の不飽和ニトリル単量体単位が10〜40質量%の範囲であるときに上記式を満たすことがより好ましい。
<溶解度パラメータ値差(δb−δa)>
ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値δa、及び、共重合体(b)の溶解度パラメータ値δbは、好ましくは下記関係式(3)を満足し、より好ましくは下記関係式(10)を満足し、さらに好ましくは下記関係式(11)を満足する。ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値δa、及び、共重合体(b)の溶解度パラメータ値δbが下記式を満足することにより、樹脂組成物の透明性、力学特性、相容性、及び耐油性のバランスがより向上する傾向にある。なお、溶解度パラメータ値は実施例に記載の方法により求めることができる。
1.0≦δb−δa≦2.3 (3)
1.5≦δb−δa≦2.1 (10)
1.7≦δb−δa≦2.0 (11)
ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値は、好ましくは18.53〜19.41であり、より好ましくは18.62〜19.31であり、さらに好ましくは18.72〜19.11であり、さらに好ましくは18.81〜19.01である。ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値が上記範囲内であることにより、耐衝撃性がより向上する傾向にある。ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値は、ビニル芳香族炭化水素単量体単位の共重合比率が増すことにより増大し、共役ジエン単量体単位の共重合比率が増すことにより減少する。ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値は、実施例に記載の方法により測定することができる。
共重合体(b)の溶解度パラメータ値は、好ましくは20.03〜21.56であり、より好ましくは20.29〜21.07であり、さらに好ましくは20.49〜20.95である。共重合体(b)の溶解度パラメータ値が上記範囲内であることにより、耐油性と耐傷付き性がより向上する傾向にある。共重合体(b)の溶解度パラメータ値は、不飽和ニトリル単量体単位の共重合比率が増すことにより増大し、ビニル芳香族炭化水素単量体単位の共重合比率が増すことにより減少する。共重合体(b)の溶解度パラメータ値は、実施例に記載の方法により測定することができる。
(その他の重合体、添加剤等)
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じてその他の重合体や添加剤等を配合してもよい。特に、熱可塑性樹脂組成物は、スチレン単独重合体樹脂(GPPS)を含むことも可能である。GPPSの含有量は、樹脂組成物の総量に対して、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%である。GPPSの含有量が20質量%以下であることにより、成形外観と耐衝撃性がより向上する傾向にある。
添加剤としては、特に限定されないが、例えば、加熱による各成分の混練や成形加工時の熱劣化や酸化劣化を抑制するための酸化防止剤等の熱安定剤が挙げられる。添加剤の含有量は、熱可塑性樹脂組成物の総量に対して、好ましくは0.1〜1.5質量%である。添加剤の含有量が上記範囲内であることにより添加剤の効果が十分に発揮される傾向にある。
添加剤としては、特に限定されないが、例えば、2−t−ブチル−6(3−t−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の熱安定剤、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニルプロピオネート等の酸化防止剤が挙げられ、好ましく使用することができる。
その他の添加剤としては、熱可塑性樹脂に一般的に用いられるものであれば、特に制限されず、例えば、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等の無機充填剤;有機繊維、クマロンインデン樹脂等の有機充填剤;有機パーオキサイド、無機パーオキサイド等の架橋剤;酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄等の無機顔料;銅フタロシアニン等の有機顔料;青,赤,紫,黄等の有機染料;難燃剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;脂肪酸、脂肪酸アマイド、脂肪酸金属塩等の滑剤;ミネラルオイル、シリコンオイル等のオイル類等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
〔成形体〕
本実施形態の成形体は、上記熱可塑性樹脂組成物からなる。成形体の態様としては、特に限定されないが、例えば、ペレットやストランド等の一次成形体でもよく、更に成形加工された二次成形体や、最終製品でもよい。
〔熱可塑性樹脂組成物及び成形体の製造方法〕
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、従来公知の混練−混合方法によって製造でき、特に限定されない。さらに本実施形態の成形体も従来公知の成形方法によって製造でき、特に限定されない。ここで、熱可塑性樹脂組成物を製造する工程と成形体を製造する工程が同一(一連)の工程で行われてもよい。このような方法としては、特に限定されないが、例えば、上記熱可塑性樹脂組成物(ブロック共重合体(a)及び共重合体(b))をドライブレンドし、ドライブレンドされた該熱可塑性樹脂組成物を射出成形する成形工程を有する成形体の製造方法が挙げられる。
混練、混合、及び成形の方法としては、例えば、ロール、ミキサー、ニーダー、バンバリー、押出機(単軸あるいは二軸等)等の公知の混練機を用いた溶融混練方法の他、射出成形や押出成形等による成形体の製造過程において、成形機ホッパーにブロック共重合体(a)と、共重合体(b)と、必要に応じて添加剤と、を予めドライブレンドし、成形機内の溶融過程で混合させる方法、各成分を有機溶剤等に溶解した溶液状態で攪拌、混合した後、溶剤を加熱や減圧等の任意の方法により除去して混合物を得る方法等が挙げられる。
ここで、「ドライブレンド」とは、ブロック共重合体(a)と共重合体(b)との双方が溶融される前の固体の状態、例えば粒子状のペレットの状態において、混合した状態にすることをいう。
成形体の製造方法においては、樹脂組成物中の樹脂を均一に混練することにより所望特性の成形品を得ようとするため、成形前において、樹脂組成物を溶融混練することが通常である。これに対して、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、ドライブレンド後、溶融混練を行わず射出成形をした場合であっても、予め溶融混練した樹脂組成物と、同様又はそれ以上に、優れた成形外観と高い耐衝撃性を有する成形体を得ることができるという効果を奏する。また、このような本実施形態の熱可塑性樹脂組成物であれば、溶融混練の工程を経ないことにより、熱履歴の減少による樹脂の劣化抑制や焼け異物低減の観点における品質の向上と、製造工程の省略化による低コスト化の両立をも図ることが可能となる。
以下、具体的な実施例と、これとの比較例を挙げて具体的に説明する。
先ず各種の、ブロック共重合体(a)、共重合体(b)を製造し、これらの原料を用いて試験片を成形し、評価を行った。
〔ブロック共重合体(a)〕
(ブロック共重合体(a)−1)
窒素ガス雰囲気下において、スチレン20質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液に、n−ブチルリチウムを0.08質量部と、テトラメチルメチレンジアミン0.015質量部と、を添加し、80℃で20分間重合した。その後、得られた重合液に、1,3−ブタジエン8質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を一度に添加し、80℃で15分間重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン9質量部とスチレン15質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を30分かけて連続的に添加しながら80℃で重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン8質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を一度に添加して、80℃で15分間重合した。次に、重合液に、スチレン3質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を添加して80℃で5分間重合した。次に、重合液に、エタノールをn−ブチルリチウムに対して0.4倍モル添加して、5分間保持した。次に、重合液に、スチレン37質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を添加し、80℃で25分間重合した。
その後、重合を完全に停止するため、反応器中にエタノールをn−ブチルリチウムに対して0.6倍モル添加し、ブロック共重合体100質量部に対して、熱安定剤として2−t−ブチル−6(3−t−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を0.3質量部添加し、その後、溶媒を除去することによってブロック共重合体(a)−1を回収した。
このようにして得られたブロック共重合体(a)−1は、スチレン含有量75質量%の、S1−B1−B/S−B2−S2構造の、2つのピーク分子量を有する線状のブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−38℃であった。
(ブロック共重合体(a)−2)
窒素ガス雰囲気下において、スチレン20質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液に、n−ブチルリチウムを0.08質量部とテトラメチルメチレンジアミン0.015質量部を添加し、80℃で20分間重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン14質量部とスチレン10質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を30分かけて連続的に添加しながら80℃で重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン16質量部とスチレン10質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を30分かけて連続的に添加しながら80℃で重合した。次に、重合液に、スチレン30質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を添加して80℃で30分間重合した。
その後、重合を完全に停止するため、反応器中にエタノールをn−ブチルリチウムに対して等倍モル添加し、ブロック共重合体100質量部に対して、熱安定剤として2−t−ブチル−6(3−t−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を0.3質量部添加し、その後、溶媒を除去することによってブロック共重合体(a)−2を回収した。
このようにして得られたブロック共重合体(a)−2は、スチレン含有量70質量%の、S1−B/S1−B/S2−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−30℃であった。
(ブロック共重合体(a)−3)
スチレンとブタジエンの添加量を表1に記載の質量比としたこと以外は、ブロック共重合体(a)−2と同様にしてブロック共重合体(a)−3を合成した。このようにして得られたブロック共重合体(a)−3は、スチレン含有量77質量%の、S1−B/S1−B/S2−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−14℃であった。
(ブロック共重合体(a)−4)
窒素ガス雰囲気下において、スチレン15質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液に、n−ブチルリチウムを0.08質量部とテトラメチルメチレンジアミン0.015質量部を添加し、80℃で20分間重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン38質量部とスチレン10質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を30分かけて連続的に添加しながら80℃で重合した。次に、重合液に、スチレン37質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を添加して80℃で30分間重合した。
その後、重合を完全に停止するため、反応器中にエタノールをn−ブチルリチウムに対して等倍モル添加し、ブロック共重合体100質量部に対して、熱安定剤として2−t−ブチル−6(3−t−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を0.3質量部添加し、その後、溶媒を除去することによってブロック共重合体(a)−4を回収した。
このようにして得られたブロック共重合体(a)−4は、スチレン含有量62質量%の、S1−B/S1−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−51℃であった。
(ブロック共重合体(a)−5)
スチレンとブタジエンの添加量を表1に記載の質量比としたこと以外は、ブロック共重合体(a)−2と同様にしてブロック共重合体(a)−5を合成した。このようにして得られたブロック共重合体(a)−5は、スチレン含有量70質量%の、S1−B/S1−B/S2−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−30℃であった。
(ブロック共重合体(a)−6)
スチレンとブタジエンの添加量を表1に記載の質量比としたこと以外は、ブロック共重合体(a)−2と同様にしてブロック共重合体(a)−6を合成した。このようにして得られたブロック共重合体(a)−6は、スチレン含有量77質量%の、S1−B/S1−B/S2−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−72℃であった。
(ブロック共重合体(a)−7)
窒素ガス雰囲気下において、スチレン60質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液に、n−ブチルリチウムを0.08質量部とテトラメチルメチレンジアミン0.015質量部を添加し、80℃で20分間重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン30質量部とスチレン10質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を30分かけて連続的に添加しながら80℃で重合した。
その後、重合を完全に停止するため、反応器中にエタノールをn−ブチルリチウムに対して等倍モル添加し、ブロック共重合体100質量部に対して、熱安定剤として2−t−ブチル−6(3−t−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を0.3質量部添加し、その後、溶媒を除去することによってブロック共重合体(a)−7を回収した。
このようにして得られたブロック共重合体(a)−7は、スチレン含有量70質量%の、S1−B/S1構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−45℃であった。
(ブロック共重合体(a)−8)
窒素ガス雰囲気下において、スチレン35質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液に、n−ブチルリチウムを0.08質量部とテトラメチルメチレンジアミン0.015質量部を添加し、80℃で20分間重合した。次に、重合液に、1,3−ブタジエン30質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を30分かけて連続的に添加しながら80℃で重合した。次に、重合液に、スチレン35質量部を25質量%の濃度で含むシクロヘキサン溶液を添加して80℃で30分間重合した。
その後、重合を完全に停止するため、反応器中にエタノールをn−ブチルリチウムに対して等倍モル添加し、ブロック共重合体100質量部に対して、熱安定剤として2−t−ブチル−6(3−t−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を0.3質量部添加し、その後、溶媒を除去することによってブロック共重合体(a)−8を回収した。
このようにして得られたブロック共重合体(a)−8は、スチレン含有量70質量%の、S1−B1−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−75℃であった。
(ブロック共重合体(a)−9)
スチレンとブタジエンの添加量を表1に記載の質量比としたこと以外は、ブロック共重合体(a)−4と同様にしてブロック共重合体(a)−9を合成した。このようにして得られたブロック共重合体(a)−9は、スチレン含有量40質量%の、S1−B/S1−S2構造の、GPCによるピーク分子量が1つであるブロック共重合体であった。動的粘弾性のtanδピーク温度は−76℃であった。
Figure 0006235693
※条件:200℃,5kg
なお、上記表1に示すブロック共重合体(a)に関する構造は、下記の方法に従い測定した。
<ブロック共重合体(a)のビニル芳香族単量体(スチレン)の含有量>
ブロック共重合体(a)のビニル芳香族単量体単位の含有量は、UV計(紫外線吸光光度計)により測定した。具体的には、ブロック共重合体(a)を約30mg(0.1mg単位まで正確に秤量)をクロロホルム100mLに溶解させ、そのポリマー溶液を石英セルに満たして分析装置にセットし、これに紫外線波長260〜290nmを走査させ、得られた吸光ピーク高さの値により検量線法を用いて求めた。なお、ビニル芳香族単量体がスチレンの場合、ピーク波長は269.2nmに現れる。
<ブロック共重合体(a)の共役ジエン(ブタジエン)含有量>
ブロック共重合体(a)の共役ジエン(ブタジエン)含有量は、上記で得られたビニル芳香族単量体単位の質量%を元に、100質量%から差し引いて算出した。
<ブロック共重合体(a)の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、分子量分布Mw/Mn、分子量ピーク数>
ブロック共重合体(a)の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、分子量分布Mw/Mn、分子量ピーク数は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)装置により、下記測定条件で測定した。
GPC装置:東ソー社製 HLC−8220
カラム :東ソー社製 SuperMultiporeHZ−Mを2本直列に接続
カラム温度:40℃
送液量 :0.2mL/分
検出器 :屈折計(RI)
なお、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、分子量測定を行う目的の重合体50mgに対し、テトラヒドロフラン10mLを加え、完全に溶解させ、ろ過して不溶分を除去してGPC測定用サンプルを得た。
具体的な測定法を以下に述べる。まず、分子量が各々異なる分子量既知の標準ポリスチレンサンプルを9点用いて検量線を作成した。最も高分子量の標準ポリスチレンの重量平均分子量Mwは1090000、最も低分子量のものは1050のものを使用した。続いて、分子量を測定するブロック重合体(a)を用いて上記の要領で測定用サンプルを調整した。
カラムが収納されている槽内温度が一定になったことを確認した後、溶液サンプルを注入し、測定を開始した。測定終了後、得られた分子量分布曲線の統計処理を行い、重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを算出した。分子量分布は、得られた重量平均分子量Mwを数平均分子量Mnで除した値とした。また、分子量ピーク数は、上記分子量分布曲線より判断した。
<ブロック共重合体(a)の重合体ブロック(S)を構成しているビニル単量体の割合(%)>
先ず、上記の手順でUV計によりスチレン含有量を測定し、次に、重合体ブロックを構成しているスチレン含有量の測定を行った。具体的には、正確に秤量した重合体約50mgを約10mLのクロロホルムに溶解した後、オスミウム酸溶液を加えて共役ジエン部分を分解し、分解後のポリマー溶液を約200mLのメタノール中に静かに滴下した。これによりメタノールに溶解しない重合体ブロックスチレン成分を沈殿させた。この沈殿した成分が重合体ブロック(S)であり、ブロックを形成していないスチレン単量体や、重合度の低いスチレンは、メタノール/クロロホルム混合溶液に溶解した。ポリマー沈殿分をろ過し、真空乾燥後、残渣としてのブロックスチレンの重量を秤量することにより、ブロックスチレン量の値を得た。重合体ブロック(S)を構成しているビニル単量体の割合は、ブロックスチレン量を全スチレン量で除した値とした。
<ブロック共重合体(a)の重合体ブロック(S)の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、分子量分布Mw/Mn>
前述の重合体ブロック(S)率の測定の際に得られた、沈殿した重合体ブロック(S)を再溶解させてGPC装置により測定した。測定条件及び方法は、上記ブロック共重合体(a)の分子量の測定条件及び方法と同様とした。
<ブロック共重合体(a)の動的粘弾性のtanδピーク温度>
動的粘弾性は、レオロジー社製DVE−V4FTレオスペクトラーを用い、2mm厚みタンザク状の試験片を圧縮成形にて作製し、周波数35Hz、−110℃よりtanδピーク温度が確認できる常温までの間、昇温速度3℃/分にて、引張モードにて測定した。
<ブロック共重合体(a)のメルトフローレート>
規格ISO1133に準拠し、温度200℃、荷重5kgfにて測定を行った。
<ブロック共重合体(a)の屈折率>
圧縮成形機を用いて約0.4mm厚みの各々のブロック共重合体(a)のフィルムを作製した。そのフィルムを気温23℃、湿度50%の環境下で24時間経過後、アタゴ社製アッベ屈折計を用いて、測定光波長589nmにて、JIS K7142:2008「プラスチック−屈折率の求め方」に準拠し、屈折率を測定した。
<ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値(δa)>
各ブロック共重合体(a)のビニル芳香族単量体単位(スチレン)と共役ジエン単量体単位(ブタジエン)の質量%を各単量体の分子量を基にmol%に換算し、以下のようにして各ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値(δa)を計算した。
溶解度パラメータ値は、ビニル系重合体の凝集エネルギーE(J/mol)とモル体積V(10−6/mol)から、Bicerano(文献:J.Bicerano,Prediction of Polymer Properties,3rd,Marcel Dekker,2002)の方法で計算した。凝集エネルギーに関してはVan Krevelen法に準拠し計算した値を用いた。
計算に用いた各ビニルポリマーのE/Vを以下に例示する。
ポリスチレン :36932/97.0
1,2−ポリブタジエン:16450/58.3
1,4−ポリブタジエン:18579/59.1
1,4−ポリイソプレン:22644/76.6
ポリアクリルニトリル :27180/45.1
溶解度パラメータ値の計算においては、重合体中の単量体単位の含有量(比率)のみで計算し、ブロック共重合体(a)のブロック構造やミクロ相分離構造、あるいは重合体の結晶性は無視した。具体的には、下記式のようにブロック共重合体(a)中の単量体単位の比率のみで、凝集エネルギーE(J/mol)とモル体積V(10−6/mol)を求め、溶解度パラメータ値として(E/V)0.5を計算し求めた。
ブロック共重合体(a)の凝集エネルギーE=(共役ジエン単量体単位のE×共役ジエン単量体単位の含有量)+(ビニル芳香族単量体単位のE×ビニル芳香族単量体単位の含有量)
ブロック共重合体(a)のモル体積V=(共役ジエン単量体単位のV×共役ジエン単量体単位の含有比率)+(ビニル芳香族単量体単位のV×ビニル芳香族単量体単位の含有比率)
溶解度パラメータ:(E/V)0.5=(ブロック共重合体(a)の凝集エネルギーE/ブロック共重合体(a)のモル体積V)0.5
〔共重合体(b)〕
(共重合体(b)−1)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は80.2質量%、アクリロニトリル含有量は19.8質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は152000、数平均分子量(Mn)は58000、分子量分布(Mw/Mn)は2.62であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は3.6であった。
(共重合体(b)−2)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は79.5質量%、アクリロニトリル含有量は20.5質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は147000、数平均分子量(Mn)は54000、分子量分布(Mw/Mn)は2.72であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は3.5であった。
(共重合体(b)−3)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は75.8質量%、アクリロニトリル含有量は24.2質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は128000、数平均分子量(Mn)は48000、分子量分布(Mw/Mn)は2.64であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は3.5であった。
(共重合体(b)−4)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は74.5質量%、アクリロニトリル含有量は25.5質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は132000、数平均分子量(Mn)は50000、分子量分布(Mw/Mn)は2.64であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は3.4であった。
(共重合体(b)−5)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は73.9質量%、アクリロニトリル含有量は26.1質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は120000、数平均分子量(Mn)は50000、分子量分布(Mw/Mn)は2.40であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は4.0であった。
(共重合体(b)−6)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は70.1質量%、アクリロニトリル含有量は29.9質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は127000、数平均分子量(Mn)は48000、分子量分布(Mw/Mn)は2.65であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は2.9であった。
(共重合体(b)−7)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は69.7質量%、アクリロニトリル含有量は30.3質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は118000、数平均分子量(Mn)は45000、分子量分布(Mw/Mn)は2.64であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は3.0であった。
(共重合体(b)−8)
スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)であって、スチレン含有量は63.2質量%、アクリロニトリル含有量は36.8質量%、GPCによる重量平均分子量(Mw)は120000、数平均分子量(Mn)は46000、分子量分布(Mw/Mn)は2.61であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は2.8であった。
(共重合体(b)−9)
なお、比較例として、スチレン単独重合体樹脂(GPPS)として、PSジャパン(株)製PSJポリスチレン 685を用いた。GPCによる重量平均分子量(Mw)は273000、数平均分子量(Mn)は108000、分子量分布は、2.53であった。また、MFR(200℃、5kg荷重)は、2.1であった。スチレン単独重合体樹脂(GPPS)は、不飽和ニトリル単量体を含まないスチレン単独重合体であるが、実施例中では共重合体(b)−9と標記する。
下表2に、実施例・比較例に使用した前述の共重合体(b)−1〜9の構造、組成等を一覧として示す。
Figure 0006235693
※条件:200℃,5kg
なお、下上記表2に示す共重合体(b)に関する構造は、下記の方法に従い測定した。
<不飽和ニトリル単量体単位の含有量(質量%)>
プロトンNMR測定により不飽和ニトリル単量体単位(アクリロニトリル)の含有量を求めた。下記測定条件により得られたスペクトルより、メチン基およびメチレン基由来の高磁場側(1.0〜3.0ppm)と、スチレンのフェニル環由来の低磁場側(6.2〜7.5ppm)の積分値の比率を求めた。得られた比率よりスチレンとアクリロニトリルの共重合モル比を算出し、各単量体単位の分子量を基にアクリロニトリルの含有量(質量%)を求めた。なお、重DMSO由来のピークがおよそ2.5ppmに現れるが、その分は除去して積分値計算を行った。
装置 :JEOL−ECA500
重溶媒 :重DMSO
Scan数:256回
温度 :室温
<共重合体(b)の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、分子量分布Mw/Mn、分子量ピーク数>
共重合体(b)の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、分子量分布Mw/Mn、分子量ピーク数は、下記測定条件でGPCにより測定した。
GPC装置:東ソー社製 HLC−8220
カラム :東ソー社製 SuperMultiporeHZ−Mを2本直列に接続
カラム温度:40℃
送液量 :0.2mL/分
検出器 :屈折計(RI)
なお、溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、分子量測定を行う目的の重合体50mgに対し、テトラヒドロフラン10mLを加え、完全に溶解させ、ろ過して不溶分を除去して測定用サンプルを得た。
具体的な測定法を以下に述べる。まず、分子量が各々異なる分子量既知の標準ポリスチレンサンプルを9点用いて検量線を作成した。最も高分子量の標準ポリスチレンの重量平均分子量Mwは1090000、最も低分子量のものは1050のものを使用した。
続いて、分子量を測定する目的の共重合体(b)を用いて上記の要領で測定用サンプルを調整した。カラムが収納されている槽内温度が一定になったことを確認した後、溶液サンプルを注入し、測定を開始した。測定終了後、分子量分布曲線の統計処理を行い、重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを算出した。分子量分布は、得られた重量平均分子量Mwを数平均分子量Mnで除した値とした。また、分子量ピーク数は、上記分子量分布曲線より判断した。
<共重合体(b)のメルトフローレート>
規格ISO1133に準拠し、温度200℃、荷重5kgfにて測定を行った。
<共重合体(b)の屈折率>
圧縮成形機を用いて約0.2mm厚みの各々の共重合体(b)のフィルムを作製した。そのフィルムを気温23℃、湿度50%の環境下で24時間経過後、アタゴ社製アッベ屈折計を用いて、測定光波長589nmにて、JIS K7142:2008「プラスチック−屈折率の求め方」に準拠し、屈折率を測定した。
<共重合体(b)の溶解度パラメータ値(δb)>
共重合体(b)のビニル芳香族単量体(スチレン)と不飽和ニトリル単量体(アクリロニトリル)の質量%を各単量体の分子量を基にmol%に換算し、ブロック共重合体(a)と同様にして、各溶解度パラメータ値(δb)を計算した。
〔実施例1〜49、比較例1〜7〕
上述のようにして製造したブロック共重合体(a)と、共重合体(b)とを用いて、押出機による溶融混練を行わず、各々所定の配合比率でペレットどうしによるドライブレンドのみを行い、下記表3および表4に示す配合比率に従って、そのまま射出成形機にて試験片を作製し評価を行った。
射出成形機は日精樹脂工業(株)製、油圧式射出成形機FE120(最大型締圧120トン)を用い、シリンダー温度220℃、金型温度40℃にて実施した。
試験片形状としては、幅50mm、長さ90mm、厚み2mmの鏡面状平板試験片と、ASTM規格の厚み3.2mm、幅12.7mmのタンザク状試験片を成形した。尚、鏡面状平板試験片のゲートは、幅側中央部厚み側に1.8mm厚みタブゲートである。
鏡面状平板試験片を用いて、成形外観と耐傷付き性の評価を行い、ASTM規格タンザク状試験片を用いてアイゾット衝撃試験による耐衝撃性の評価を行った。
なお、実施例36、37は、用いた各成分とそれらの比率は実施例17、および19と同一であるが、ドライブレンドを行った後、溶融混練を経て射出成形を行った。すなわち、スクリュ径30mm、L/D=42(L:押出機の原料供給口から排出口までの距離(m)、D:押出機の内径(m))、シリンダー設定温度220℃の二軸押出機で溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た後、上述の射出成形機にて同様に各種試験片を作製し、成形外観、耐衝撃性、耐傷付き性の評価を行った。なお、溶融混練により、樹脂組成物の各樹脂成分は、他の実施例の試験片と比較して、より均一に分散しているものと考えられる。
なお、比較例として、ブロック共重合体(a)として(a)−8又は(a)−9とを含む樹脂組成物と、共重合体(b)−9を含む樹脂組成物と、共重合体(b)−4単体を用いて比較を行った。射出成形により作製した試験片は、23℃で24時間状態調節を行った後に評価を行った。
(成形外観)
成形外観は、射出成形により作製した鏡面平板試験片用いて、その外観を目視で評価した。フローマークが発生したものは、ゲートを中心とする同心円状の波模様が認められた。
フローマークは全く認められない:◎
平板の一部に薄くフローマークが認められる:○
はっきりとフローマークが認められる:×
(アイゾット衝撃強度 ノッチ有り/無し)
アイゾット衝撃強度は、試験規格ASTM D256に準じ、厚み約3.2mm、幅12.7mmのタンザク状成形品に射出成形により成形し、得られたタンザク状成形品を長さ64mmに切り出し、ノッチ有りについてはノッチ加工をして各々の試験片を得た。得られた試験片を用いて、ノッチ有り/無しの双方の測定を行った。n数は6で実施し、その平均値を求めた。なお、試験を行っても破壊し、正確な強度の測定ができないほど強い結果となった例については、実施例表中、「N.B.」(Non Breakの意味)と記載した。
(耐傷付き性)
耐傷付き性は、試験規格ISO15184に準じ、射出成形により作製した上記鏡面状平板試験片を用いて、50g荷重における鉛筆引っ掻き試験を実施し、傷が付かなかった最も硬い鉛筆硬度を以て耐傷付き性として判定した。試験は2度繰り返し、2回の結果が相互に異なる場合は、試験をやり直し、傷が付く硬度と付かない硬度の境界を見つけていく。一般的な汎用ポリスチレン(GPPS)はHB程度、本発明のブロック共重合体(a)各々単体では6B未満(6Bでも傷が付く)である。
2B以上:◎
3B〜4B:○
5B〜6B:△
6B未満:×
(屈折率差)
実施例に用いたブロック共重合体(a)と共重合体(b)の屈折率を上述のアッベ屈折計にて測定し、各々の屈折率の値であるnaとnbの差を計算して、下記評価基準により評価し、表3、表4に記載した。
−0.005≦na−nb≦0.005:◎:極めて良好な透明性を有する
−0.010≦na−nb≦0.008:○:透明性を有する(ただし、−0.005≦na−nb≦0.005の範囲を除く)
上記の範囲から外れる:×:乳白色、または曇り、あるいは不透明である
(溶解度パラメータ値の差)
各(a)成分と(b)成分の溶解度パラメータ値の差(δb−δa)を計算して、下記評価基準により評価し、表3、表4に記載した。
1.7≦δb−δa≦2.0:◎+:透明性と耐傷付き性のバランスが極めて良好
1.5≦δb−δa≦2.1:◎:透明性と耐傷付き性のバランスが概ね良好(ただし、1.7≦δb−δa≦2.0の範囲を除く)
1.0≦δb−δa≦2.3:○:透明性と耐傷付き性のバランス良好(ただし、1.5≦δb−δa≦2.1の範囲を除く)
上記の範囲から外れる:×:透明性あるいは耐傷付き性の少なくともいずれかが不良
(曇価)
実施例及び比較例の各樹脂組成物を試験規格ISO14782に準じ、2mm厚み鏡面状平板試験片に射出成形にて成形した。得られた試験片を用いて、スガ試験機製ヘイズコンピューターHZ−1にて曇価を測定した。
曇価の測定結果の指標を下記に示す。
3%以下:◎+:極めて良好な透明性を有する。
3%超6%以下:◎:透明性を有する。実用上問題が無い。
6%超15%以下:○:やや曇りが認められるが、実用上の透明性は問題がない。
15%超30%以下:△:乳白色、または曇りを有する半透明である。
30%超:×:不透明である。
Figure 0006235693

※アイゾット衝撃強度で、破壊しなかったものについては、N.B.と記載した。
Figure 0006235693

※アイゾット衝撃強度で、破壊しなかったものについては、N.B.と記載した。
実施例1〜37の熱可塑性樹脂組成物は、いずれも外観にフローマークは認められず、また、実施例38〜49の熱可塑性樹脂組成物についても、平板の一部に薄くフローマークが認められるものの、概ね良好な成形外観を示しており、また、比較例7に示す共重合体(b)−2の単体よりも高いアイゾット衝撃強さを発現していることが分かる。
また、ブロック共重合体(a)と共重合体(b)の組成比率によって、更に高度なアイゾット衝撃強度を発現するか、衝撃強さを保ちつつ耐傷付き性を発現するか、のいずれかの特徴を発揮していることが分かる。
一方で比較例1〜6の熱可塑性樹脂組成物は、はっきりとフローマークが認められ、成形外観が大幅に悪化している。また、比較例7については、耐衝撃性の改良効果が非常に乏しく評価結果に劣るため、実用上十分な特性を有していないことが分かる。
本出願は、2014年2月20日に日本国特許庁へ出願された日本特許出願(特願2014−030861)、及び、2014年2月20日に日本国特許庁へ出願された日本特許出願(特願2014−030864)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、良好な成形外観と優れた耐衝撃性を有する熱可塑性樹脂組成物として、各種樹脂製品、例えば、家電・OA製品の筐体やカバー類、各種医療器具、各種容器類、玩具類、楽器類、日用雑貨等の幅広い用途において、産業上の利用可能性を有する。

Claims (12)

  1. ビニル芳香族単量体単位60〜80質量%、及び、共役ジエン単量体単位40〜20質量%を含むブロック共重合体(a)と、
    ビニル芳香族単量体単位60〜90質量%、及び、不飽和ニトリル単量体単位40〜10質量%を含む共重合体(b)と、を含み、
    前記ブロック共重合体(a)が、ビニル芳香族単量体単位を主体とする、少なくとも1つの重合体ブロック(S)を有し、
    前記ブロック共重合体(a)が、−73〜−10℃の範囲に少なくとも1つの動的粘弾性のtanδのピークを有する、
    前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜80/20である、熱可塑性樹脂組成物。
  2. 前記ブロック共重合体(a)が、ビニル芳香族単量体単位及び共役ジエン単量体単位を含む、少なくとも1つのランダム共重合体ブロック(B/S)を有する、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 前記ブロック共重合体(a)が、少なくとも2つの前記重合体ブロック(S)を有する、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 前記重合体ブロック(S)を構成しているビニル芳香族単量体単位の割合が、前記ブロック共重合体(a)中の全ビニル芳香族単量体単位に対して、50〜90質量%であり、
    前記重合体ブロック(S)の数平均分子量(Mn)が、10000〜60000である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 前記重合体ブロック(S)の分子量分布(Mw/Mn)が、1.3〜4.0である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 前記ブロック共重合体(a)の屈折率(na)、及び、前記共重合体(b)の屈折率(nb)が、下記関係式(1)を満足する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
    −0.010≦na−nb≦0.008 (1)
  7. 前記ブロック共重合体(a)中の前記共役ジエン単量体単位の含有量Ma(質量%)、及び、前記共重合体(b)中の前記不飽和ニトリル単量体単位の含有量Mb(質量%)が、下記関係式(2)を満足する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
    −50≦7.00×Ma−8.62×Mb≦50 (2)
  8. 前記ブロック共重合体(a)の溶解度パラメータ値δa、及び、前記共重合体(b)の溶解度パラメータ値δbが、下記関係式(3)を満足する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
    1.0≦δb−δa≦2.3 (3)
  9. 前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜65/35である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  10. 前記共重合体(b)に対する前記ブロック共重合体(a)の質量比(a)/(b)が、1/99〜50/50である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物からなる、成形体。
  12. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物をドライブレンドし、ドライブレンドされた該熱可塑性樹脂組成物を射出成形する成形工程を有する、成形体の製造方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190152110A1 (en) * 2014-09-25 2019-05-23 Century Innovation Corporation Melter and injection apparatus using the same, injection molded product and manufacturing method therefor, and manufacturing method for an inter-member joining body
KR101940038B1 (ko) * 2015-11-30 2019-01-18 주식회사 엘지화학 투명 열가소성 수지 및 이의 제조방법
TWI806827B (zh) * 2016-05-27 2023-07-01 美商羅門哈斯電子材料有限公司 囊封量子點之流變改質劑
WO2019201784A1 (en) 2018-04-16 2019-10-24 Ineos Styrolution Group Gmbh Ultra-high flow acrylonitrile butadiene styrene copolymer compositions
CN112334533B (zh) * 2018-04-16 2024-02-06 英力士苯领集团股份公司 超高流量苯乙烯丙烯腈共聚物组合物

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677171A (en) * 1982-09-24 1987-06-30 Cosden Technology, Inc. Process for producing styrenic/alkenylnitrile copolymers
US4442273A (en) * 1983-04-06 1984-04-10 Atlantic Richfield Company Process and apparatus for continuous polymerization of a monovinyl aromatic monomer
JP2969926B2 (ja) * 1990-11-20 1999-11-02 住友化学工業株式会社 ポリプロピレン系樹脂成形品の塗装方法
JPH05186660A (ja) 1991-08-01 1993-07-27 Sumitomo Chem Co Ltd ポリスチレン系樹脂組成物並びに冷蔵庫用内壁材及び油性食品用容器
JPH05279543A (ja) 1992-04-01 1993-10-26 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 熱可塑性樹脂組成物
JPH06192493A (ja) 1992-12-25 1994-07-12 Daicel Chem Ind Ltd 熱可塑性樹脂組成物
JPH0797493A (ja) 1993-09-28 1995-04-11 Kuraray Co Ltd スチレン系樹脂組成物
JP3421439B2 (ja) 1994-09-20 2003-06-30 旭化成株式会社 スチレン系樹脂成形品の製造方法
JP2844173B2 (ja) 1994-11-15 1999-01-06 旭化成工業株式会社 耐衝撃性透明樹脂組成物
JPH1067901A (ja) 1996-08-29 1998-03-10 Kuraray Co Ltd 熱可塑性重合体組成物
JP3676002B2 (ja) 1996-11-12 2005-07-27 株式会社クラレ 熱可塑性樹脂組成物
JP3662135B2 (ja) 1998-12-22 2005-06-22 旭化成ケミカルズ株式会社 熱可塑性樹脂組成物
JP2003213071A (ja) 2002-01-24 2003-07-30 Denki Kagaku Kogyo Kk 熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法
DE602004020979D1 (de) * 2003-03-19 2009-06-18 Denki Kagaku Kogyo Kk Lineares blockcopolymer enthaltende zusammensetzung
DE602004026434D1 (de) 2003-05-15 2010-05-20 Asahi Kasei Chemicals Corp Hydriertes copolymer enthaltendes laminat
JP2005105032A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Asahi Kasei Chemicals Corp 重合体組成物からなる熱収縮性フィルム
US7265180B2 (en) 2003-10-01 2007-09-04 Lanxess Corporation Thermoplastic molding composition having high clarity
JP2005154753A (ja) 2003-11-04 2005-06-16 Asahi Kasei Chemicals Corp 水素化ブロック共重合体およびその組成物
WO2006109743A1 (ja) 2005-04-07 2006-10-19 Asahi Kasei Chemicals Corporation ブロック共重合体水添物、又はそのシート、フィルム
WO2007047120A2 (en) 2005-10-12 2007-04-26 Dow Global Technologies Inc. Mass polymerized rubber-modified monovinylidene aromatic copolymer composition
FR2894586A1 (fr) * 2005-12-08 2007-06-15 Arkema Sa Composition comprenant un copolymere a base d'acrylonitrile et d'un monomere vinylaromatique,un copolymere comprenant au moins trois blocs et un copolymere particulaire du type coeur-ecorce
US20080281012A1 (en) * 2006-01-19 2008-11-13 Arkema Inc. Block Copolymer Foam Additives
JP5448325B2 (ja) * 2006-11-14 2014-03-19 旭化成ケミカルズ株式会社 スチレン系樹脂シート
US8232349B2 (en) * 2007-11-09 2012-07-31 Cheil Industries Inc. Transparent thermoplastic resin and method for preparing the same
EP2254947B1 (de) * 2008-03-05 2013-09-11 Styrolution GmbH Zähsteife mischungen aus alpha-methylstyrol-acrylnitril-copolymeren und blockcopolymeren
CN102348752B (zh) * 2009-03-12 2013-07-17 旭化成化学株式会社 聚丙烯系树脂组合物、其成型品和使用其的汽车用内外装材料
EP2720772A2 (en) * 2011-06-17 2014-04-23 Battelle Memorial Institute Forward osmosis, reverse osmosis, and nano/micro filtration membrane structures

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