JP6392432B2 - 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、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性、着色性及び成形外観性に優れた成形品を与える熱可塑性樹脂組成物に関する。
従来、ABS樹脂に代表されるゴム強化樹脂等は、その優れた耐衝撃性、耐熱性、成形加工性等を有し、また、良好な表面光沢を与えることから、その成形品は、車両、OA機器、家庭電化機器等において利用されている。また、ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐熱性及び機械特性に優れており、車両、OA機器、家庭電化機器、電気・電子機器、建材等において利用されている。更に、ゴム強化樹脂の耐衝撃性及び耐熱性と、ポリカーボネート樹脂の成形性を向上させるために、これらを組み合わせてなるアロイも広く用いられている。
しかしながら、これらの樹脂を含む成形品は、その表面が擦過された際に傷付き易いことが知られている。このため、自動車の内装部品や、家庭電化機器の部品等において、少々の擦過により傷が付きにくく、例えば、深みのある着色により高級感を付与する場合には、耐傷付き性及び着色性が改良された樹脂材料が必須となる。
特許文献1及び2には、以下のように、ポリカーボネート樹脂を含有し、耐擦傷性に優れた熱可塑性樹脂組成物又は成形品が開示されている。
特許文献1には、脂環式ポリエステル樹脂とポリカーボネート樹脂とシリコーンオイルとを含有し、ポリカーボネート樹脂及び脂環式ポリエステル樹脂の総量を100重量%としたときに、ポリカーボネート樹脂が0より多く95重量%までの範囲で含まれ、シリコーンオイルが、ポリカーボネート樹脂及び脂環式ポリエステル樹脂の合計量に対して、0.1〜3.0重量%の割合で含まれる熱可塑性樹脂組成物や、更に、ABS樹脂が配合された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、脂環式ポリエステル樹脂30重量%及びポリカーボネート樹脂70重量%からなる成形品が開示されている。
上記の文献に記載された組成物では、耐傷付き性及び着色性において不十分であり、また、−30℃といった低い温度における耐衝撃性も十分ではなかった。
特開2004−210889号公報 特開2004−291274号公報
成形品を構成する樹脂が、実質的に、ポリカーボネート樹脂及び脂環式ポリエステル樹脂からなる場合には、耐傷付き性に劣る傾向にあり、脂環式ポリエステル樹脂の割合が高まるほど、低温衝撃性及び成形外観性が劣る傾向にあった。また、ABS樹脂が更に配合された場合には、成形外観性がわずかに改良されるのみであった。
本発明の目的は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び成形外観性に優れた成形品を与える熱可塑性樹脂組成物を提供することである。また、本発明は、例えば、カーボンブラック等の着色剤を含む場合に、着色剤に由来する深みのある着色成形品を与える、着色性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明は、以下のとおりである。
1.(A)ポリカーボネート樹脂(以下、「成分(A)」ともいう。)、(B)ポリエステル樹脂(以下、「成分(B)」ともいう。)、(C)ジエン系ゴム、水添ジエン系ゴム、アクリルゴム又はエチレン・α−オレフィン系ゴムの存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体を重合して得られたゴム強化グラフト樹脂(以下、「成分(C)」ともいう。)、並びに、(D)ポリオルガノシロキサン系重合体部と、ビニル系(共)重合体部とを有する化合物(以下、「成分(D)」ともいう。)を含有し、
上記成分(B)は、(B1)脂環式ポリエステル樹脂、及び、(B2)シロキサン構造を含むポリエステル樹脂からなり上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)及び上記シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)の含有割合が、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、80〜97質量%及び3〜20質量%であり、
上記成分の合計を100質量%とした場合に、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の含有量は、それぞれ、50〜85質量%、0.1〜20質量%、2〜25質量%及び0.5〜12質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
2.上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)が、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体を含む原料ジカルボン酸と、1,4−シクロヘキサンジメタノールを含む原料ジオールとから得られた樹脂である上記1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
3.上記樹脂(D)が、ゴム質のポリオルガノシロキサン系重合体の存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体を重合して得られたシリコーン系ゴム強化グラフト樹脂である上記1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
4.上記シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)が、下記一般式(1)で表される構造を含む上記1乃至3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
Figure 0006392432
(式中、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、2価の炭化水素基であり、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、水素原子、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基、アルコキシ基、アリールオキシ基、あるいは、−NRR′(R及びR′は、互いに同一又は異なって、水素原子、又は、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基である)であり、x、y及びzは、1以上の整数である。但し、上記誘導体基は、炭化水素基における炭素原子に結合する複数の水素原子の少なくとも1つが、他の原子又は官能基に置換している基である。
5.上記1乃至4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、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性、着色性及び成形外観性に優れた成形品を得ることができる。従って、得られる成形品は、密閉環境及び屋外環境のいずれにおいても好適であり、例えば、車両、船舶、航空機等における内装用部材や、OA機器、家庭電化機器、電機・電子機器、建材等における構成部材、日用雑貨、スポーツ用品、文具等に有用である。
以下、本発明を詳しく説明する。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルを、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートを、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基を、「(共)重合体」は、単独重合体及び共重合体を意味する。
また、ポリカーボネート樹脂を除く高分子の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたポリスチレン換算値である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、(A)ポリカーボネート樹脂、(B)脂環式ポリエステル樹脂(B1)、及び、シロキサン構造を含むポリエステル樹脂(B2)(以下、「シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)」ともいう。)からなるポリエステル樹脂、(C)ジエン系ゴム、水添ジエン系ゴム、アクリルゴム又はエチレン・α−オレフィン系ゴムの存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体を重合して得られたゴム強化グラフト樹脂、並びに、(D)ポリオルガノシロキサン系重合体部と、ビニル系(共)重合体部とを有する化合物を含有し、上記成分の合計を100質量%とした場合に、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の含有量は、それぞれ、50〜85質量%、0.1〜20質量%、2〜25質量%及び0.5〜12質量%であることを特徴とする。尚、シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)及び成分(D)は、異なる成分である。
本発明は、成分(B)として、脂環式ポリエステル樹脂(B1)、及び、シロキサン構造を含むポリエステル樹脂(B2)の両方を用いた組成物であるので、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性、着色性及び成形外観性が高いレベルにある成形品を得ることができる。
上記成分(A)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(A)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)ビスフェノール、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノール、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、上記好ましい化合物としては、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(A)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(A)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。
また、上記成分(A)のMFR(温度240℃、荷重10kg)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(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。
本発明の組成物に含まれる成分(A)の含有量は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、50〜85質量%であり、好ましくは60〜82質量%、より好ましくは70〜80質量%である。
上記成分(B)は、脂環式ポリエステル樹脂(B1)及びシロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)からなるポリエステル樹脂である。このうち、脂環式ポリエステル樹脂(B1)は、好ましくは、ジカルボン酸(以下、「原料ジカルボン酸」という。)と、ジオール(以下、「原料ジオール」という。)とを用いて、エステル化反応又はエステル交換反応させ、次いで、重縮合反応させて得られた脂環式ポリエステル樹脂である。
原料ジカルボン酸は、好ましくは、脂環式ジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とし、原料ジオールは、好ましくは、脂環式ジオールを主成分とする。ここで、「主成分とする」とは、原料ジカルボン酸の全体、又は、原料ジオールの全体に対し、それぞれ、80モル%以上であることを意味する。
上記原料ジカルボン酸として用いられる、脂環式ジカルボン酸は、脂環式骨格を構成する2つの炭素原子にカルボキシル基が1つずつ、合計2つ結合したものであれば、特に限定されない。脂環式ジカルボン酸としては、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、1,5−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,6−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,7−デカヒドロナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、これらのエステル形成性誘導体を、原料ジカルボン酸として用いることができる。
本発明において、上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)の形成に用いる原料ジカルボン酸としては、得られる脂環式ポリエステル樹脂の成形温度の点、工業的に入手しやすい点で、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体が好ましい。そして、特に好ましくは、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸であり、この化合物は、そのエステル形成性誘導体に比べて、耐加水分解性の点で優れる。
尚、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体を用いる場合、トランス体とシス体との比率(トランス体:シス体)は、好ましくは、80:20〜100:0の範囲であり、得られる脂環式ポリエステル樹脂の耐熱性の観点から、好ましくは85:15〜100:0、より好ましくは90:10〜100:0である。
上記原料ジカルボン酸は、上記の脂環式ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体を、原料ジカルボン酸の全量に対して、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含有するものであり、必要に応じて、その他の芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸等を含有してもよい。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、フェニレンジオキシカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルケトンジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
また、脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸等が挙げられ、これらの化合物の誘導体として、ハロゲン化物や、アルキル基の炭素原子数が1〜4程度の(ジ)アルキルエステル等を用いることができる。
一方、上記原料ジオールとして用いられる、脂環式ジオールは、脂環式骨格を構成する2つの炭素原子にヒドロキシル基が1つずつ、合計2つ結合したものであれば、特に限定されない。原料ジオールが脂環式ジオールを含むことにより、成分(A)との相溶性を向上させ、組成物の耐熱性を向上させることができる。
上記脂環式ジオールは、得られる脂環式ポリエステル樹脂の耐熱性を向上させることができることから、脂環式骨格が、5員環又は6員環であることが好ましい。このような脂環式ジオールとしては、1,2−シクロペンタンジメタノール、1,3−シクロペンタンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0]デカン等の5員環含有ジオール;1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン等の6員環含有ジオールが挙げられる。
本発明において、脂環式ジオールは、6員環にヒドロキシル基が2つ結合したジオール、具体的には、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましく、1,4−シクロヘキサンジメタノールが特に好ましい。この1,4−シクロヘキサンジメタノールは、2つのメチロール基が1位及び4位の位置に結合しているので、反応性が高く、高重合度であって、ガラス転移温度の高い脂環式ポリエステル樹脂が得られること、また、工業的に入手しやすい点で好ましい。
尚、1,4−シクロヘキサンジメタノールを用いる場合、トランス体とシス体との比率(トランス体:シス体)は、得られる脂環式ポリエステル樹脂のガラス転移温度の観点から、60:40〜100:0の範囲にあることが好ましい。
上記原料ジオールは、上記の脂環式ジオールを、原料ジオールの全量に対して、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含有するものであり、必要に応じて、その他の脂肪族ジオール、芳香族ジオール等を含有してもよい。
脂肪族ジオールとしては、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、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等が挙げられる。
また、芳香族ジオールとしては、キシリレングリコール、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(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)スルホン、ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン酸等が挙げられる。
上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)は、原料ジカルボン酸及び原料ジオールの反応により得られた脂環式ポリエステル樹脂であってよいし、本発明の組成物の性能を損なわない限りにおいて、更に原料ジカルボン酸及び原料ジオールと反応する他の原料成分を用いて得られた脂環式ポリエステル樹脂であってもよい。
他の原料成分としては、グリコール酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸やアルコキシカルボン酸、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、ベヘン酸、安息香酸、tert−ブチル安息香酸、ベンゾイル安息香酸等の単官能化合物;トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレンテトラカルボン酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、シュガーエステル等の3官能以上の多官能化合物等が挙げられる。
他の原料成分を用いる場合、その使用量は、原料ジカルボン酸及び原料ジオールの合計モル量に対して、通常、10モル%以下である。
本発明において、上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)としては、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸を主とする原料ジカルボン酸と、1,4−シクロヘキサンジメタノールを主とする原料ジオールとから得られる脂環式ポリエステル樹脂が、特に好ましい。
原料ジカルボン酸と原料ジオールとを、エステル化反応又はエステル交換反応に供する際の各化合物の使用量の割合は、以下の通りである。即ち、モル基準で、原料ジオールの使用量が、原料ジカルボン酸の使用量に対して、好ましくは1〜2倍である。尚、原料ジオールが1,4−シクロヘキサンジメタノール等の高沸点化合物を主成分とする場合には、1〜1.2倍であることが好ましい。
上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)を製造する場合には、エステル化反応、エステル交換反応又は重縮合反応における十分な反応速度を得るために、触媒を用いることが好ましい。このような触媒は、特に限定されず、例えば、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、スズ化合物等が挙げられる。これらのうち、エステル化反応又はエステル交換反応、及び、その後続いて行われる重縮合反応のすべての反応において高い活性が得られることから、チタン化合物が好ましい。具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトラ−i−プロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート等の有機チタネートや、これらの有機チタネートの加水分解物等が挙げられる。チタン化合物を用いる場合、1種のみを用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、必要に応じて、マグネシウム化合物やリン化合物等と組み合わせてもよい。
触媒の使用量は、生成する脂環式ポリエステル樹脂に対して、通常、1〜2000ppm、好ましくは10〜1000ppmである。
上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)における末端カルボン酸の濃度は、耐加水分解性が得られることから、好ましくは50当量/ton以下、より好ましくは30当量/ton以下、特に好ましくは20当量/ton以下である。
上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)の固有粘度は、好ましくは0.4〜1.6dl/g、より好ましくは0.6〜1.5dl/gである。固有粘度が上記範囲にあると、組成物の機械的強度、流動性及び成形加工性に優れる。
上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)の融点は、好ましくは200℃以上、より好ましくは210℃以上である。尚、上限温度は、通常、260℃程度である。上記樹脂(B1)が、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸を主とする原料ジカルボン酸と、1,4−シクロヘキサンジメタノールを主とする原料ジオールとから得られた脂環式ポリエステル樹脂である場合、その融点は、好ましくは200℃〜250℃、より好ましくは210℃〜230℃、特に好ましくは215℃〜230℃である。
本発明の組成物において、上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)は、1種単独で含まれてよいし、2種以上の組合せで含まれていてもよい。
次に、上記シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)は、シロキサン構造を含むポリエステル樹脂であれば、特に限定されず、脂肪族ポリエステル及び芳香族ポリエステルのいずれでもよい。本発明において、好ましいシロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)は、下記一般式(1)に示される、ポリエステルブロック及びポリシロキサンブロックを有する樹脂である。
Figure 0006392432
(式中、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、2価の炭化水素基であり、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、水素原子、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基、アルコキシ基、アリールオキシ基、あるいは、−NRR′(R及びR′は、互いに同一又は異なって、水素原子、又は、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基である)であり、x、y及びzは、1以上の整数である。)
上記一般式(1)において、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、2価の炭化水素基であり、好ましくは、炭素原子数1〜10のアルキレン基、又は、炭素原子数6〜20のアリーレン基、より好ましくは、炭素原子数1〜5のアルキレン基である。
また、上記一般式(1)において、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、水素原子、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基、アルコキシ基、アリールオキシ基、あるいは、−NRR′(R及びR′は、互いに同一又は異なって、水素原子、又は、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基である)である。1価の炭化水素基は、好ましくは、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数3〜30のシクロアルキル基、炭素原子数3〜30のシクロアルケニル基、炭素原子数3〜30のシクロアルキニル基、炭素原子数6〜30のアリール基であり、より好ましくは、炭素原子数1〜3のアルキル基、特に好ましくは、メチル基である。
尚、上記の「誘導体基」は、炭化水素基等において、炭素原子に結合する複数の水素原子の少なくとも1つが、他の原子又は官能基に置換している基を意味する。
上記一般式(1)において、x、y及びzは、1以上の整数であり、xは、好ましくは5〜30の整数、yは、好ましくは5〜50の整数、zは、好ましくは5〜30の整数である。
上記シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)の数平均分子量は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、好ましくは5,000〜10,000である。
本発明の組成物に含まれる成分(B)の含有量は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、0.1〜20質量%であり、好ましくは0.2〜15質量%、より好ましくは0.3〜13質量%である。
上記成分(B)が脂環式ポリエステル樹脂(B1)を含むので、本発明の組成物に含まれる脂環式ポリエステル樹脂(B1)の含有量は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、5〜20質量%であり、好ましくは7〜15質量%、より好ましくは8〜13質量%である。
上記成分(B)がシロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)を含むので、本発明の組成物に含まれるシロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)の含有量は、特に、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、0.1〜20質量%であり、好ましくは0.2〜10質量%、より好ましくは0.2〜5質量%、特に好ましくは0.3〜3質量%である。
尚、上記成分(B)が、脂環式ポリエステル樹脂(B1)及びシロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)からなるので、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性の観点から、これらの樹脂の割合は、両者の合計を100質量%とすると、それぞれ、80〜97質量%及び3〜20質量%、特に好ましくは85〜96質量%及び4〜15質量%である。
上記成分(C)は、ジエン系ゴム、水添ジエン系ゴム、アクリルゴム又はエチレン・α−オレフィン系ゴム(以下、併せて、「ゴム質重合体(c1)」ともいう。)の存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体(以下、「ビニル系単量体(c2)」ともいう。)を重合して得られたゴム強化グラフト樹脂である。即ち、この成分(C)は、ゴム質重合体(c1)の存在下に、ビニル系単量体(c2)を重合(グラフト重合)して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、ゴム強化グラフト樹脂である。従って、上記成分(C)は、ビニル系単量体(c2)に由来する構造単位を含む(共)重合体が、ゴム質重合体(c1)にグラフトしている樹脂であり、ゴム質重合体部と、ビニル系単量体(c2)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。
上記ジエン系ゴムは、単独重合体であってよいし、共重合体であってもよい。更に、このジエン系ゴムは、架橋重合体であってよいし、非架橋重合体であってもよい。
上記ジエン系ゴムとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等の単独重合体;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・ブタジエン共重合体、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ゴム;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ゴム;天然ゴム等が挙げられる。これらの共重合体は、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。また、これらの共重合体は水素添加(但し、水素添加率は50%未満。)されたものであってもよい。上記ジエン系ゴムは、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。
上記水添ジエン系ゴムは、共役ジエン系化合物に由来する構造単位を含む(共)重合体を水素添加(但し、水素添加率は50%以上。)してなる(共)重合体である。
上記水添ジエン系ゴムとしては、下記の構造を有する共役ジエンブロック共重合体の水素添加物が挙げられる。即ち、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位からなる重合体ブロックP;1,2−ビニル結合含量が25モル%を超える共役ジエン系化合物に由来する構造単位からなる重合体の二重結合部分を95モル%以上水素添加してなる重合体ブロックQ;1,2−ビニル結合含量が25モル%以下の共役ジエン系化合物に由来する構造単位からなる重合体の二重結合部分を95モル%以上水素添加してなる重合体ブロックR;並びに、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位と共役ジエン系化合物に由来する構造単位とからなる共重合体の二重結合部分を95モル%以上水素添加してなる重合体ブロックSのうち、2種以上を組み合わせたものからなるブロック共重合体である。
上記ブロック共重合体の分子構造は、分岐状、放射状又はこれらの組み合わせでもよい。また、ブロック構造は、ジブロック、トリブロックもしくはマルチブロック又はこれらの組み合わせでもよい。
上記ブロック共重合体の構造としては、P−(Q−P)n、(P−Q)n、P−(Q−R)n、R−(Q−R)n、(Q−R)n、P−(S−P)n、(P−S)n、P−(S−R)n、R−(S−R)n、(S−R)n、P−(Q−R−S)n、(P−Q−R−S)n〔但し、nは1以上の整数である。〕等が挙げられ、好ましくは、P−Q−P、P−Q−P−Q、P−Q−R、P−S−R、R−Q−Rである。
上記ブロック共重合体を構成する重合体ブロックP及びSの形成に用いられる芳香族ビニル化合物としては、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。その例としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、フルオロスチレン、p−tert−ブチルスチレン、エチルスチレン、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、スチレンが好ましい。
上記ブロック共重合体を構成する重合体ブロックPの含有割合は、重合体の全体に対して、好ましくは0〜65質量%、より好ましくは10〜40質量%である。
上記重合体ブロックQ、R及びSは、共役ジエン系化合物及び芳香族ビニル化合物を用いて得られた水素添加前ブロック共重合体を水素添加することにより形成される。上記重合体ブロックQ、R及びSの形成に用いられる共役ジエン系化合物としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、クロロプ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、工業的に利用でき、物性に優れることから、1,3−ブタジエン及びイソプレンが好ましい。
上記重合体ブロックQ、R及びSの水素添加率は、いずれも95モル%以上であり、好ましくは96モル%以上である。
上記重合体ブロックQにおける1,2−ビニル結合含量は、好ましくは25モル%を超え90モル%以下、より好ましくは30〜80モル%である。
また、上記重合体ブロックRにおける1,2−ビニル結合含量は、好ましくは25%モル以下、より好ましくは20モル%以下である。
上記重合体ブロックSにおける1,2−ビニル結合含量は、好ましくは25〜90モル%、より好ましくは30〜80モル%である。
また、上記重合体ブロックSにおける芳香族ビニル化合物単位量は、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。
上記水添ジエン系ゴムとしては、水添ポリブタジエン、水添スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・エチレンブチレン・オレフィン結晶ブロックポリマー、オレフィン結晶・エチレンブチレン・オレフィン結晶ブロックポリマー、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体の水素添加物等が挙げられる。
上記水添ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1万〜100万、より好ましくは3万〜80万、更に好ましくは5万〜50万である。
上記アクリルゴムとしては、好ましくは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系化合物を含む単量体を(共)重合して得られたゴムである。これらの(メタ)アクリル酸アルキルエステル系化合物は、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、上記単量体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系化合物以外に、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;メタクリル酸変性シリコーン、フッ素含有ビニル化合物等の各種のビニル系単量体を30質量%以下の範囲で含んでいてもよい。
上記エチレン・α−オレフィン系ゴムは、エチレン単位と、炭素原子数3以上のα−オレフィンからなる構造単位とを含む共重合体であり、エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体等が挙げられる。
上記エチレン・α−オレフィン共重合体としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン−1共重合体等が挙げられる。また、上記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体としては、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−1・非共役ジエン共重合体等が挙げられる。
上記α−オレフィンは、好ましくは、炭素原子数3〜20のα−オレフィンであり、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−ヘキサデセン、1−エイコセン等が挙げられる。上記α−オレフィンにおいて、より好ましい炭素原子数は3〜12であり、更に好ましくは3〜8である。
上記エチレン・α−オレフィン系ゴムを構成する、エチレン単位及びα−オレフィン単位の割合は、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは5〜95質量%及び5〜95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60〜88質量%及び12〜40質量%、特に好ましくは70〜85質量%及び15〜30質量%である。上記α−オレフィン単位の割合が高すぎると、フィルムの可撓性が低下する場合がある。
上記エチレン・α−オレフィン系ゴムが、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体である場合、非共役ジエンとしては、5−エチリデン−2−ノルボルネン等のアルケニルノルボルネン;ジシクロペンタジエン等の環状ジエン;脂肪族ジエン等が挙げられる。これらの化合物は、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。
上記非共役ジエンに由来する構造単位の含有量は、上記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体を構成する構造単位の全量に対して、好ましくは1〜30質量%、より好ましくは2〜20質量%である。非共役ジエン単位の含有割合が多すぎると、成形外観性及び耐侯性が低下する場合がある。
上記エチレン・α−オレフィン系ゴムにおける不飽和基量は、ヨウ素価に換算して4〜40であることが好ましい。
また、上記エチレン・α−オレフィン系ゴムのムーニー粘度(ML1+4、100℃;JIS K6300に準拠)は、好ましくは5〜80、より好ましくは10〜65、更に好ましくは15〜45である。ムーニー粘度が上記範囲にあると、フィルムの可撓性及び耐衝撃性に優れる。
上記成分(C)の製造に用いられるビニル系単量体(c2)は、芳香族ビニル化合物を含み、この芳香族ビニル化合物のみからなる単量体であってよいし、芳香族ビニル化合物と、他のビニル系単量体とからなる単量体であってもよい。
上記ビニル系単量体(c2)に含まれる芳香族ビニル化合物の割合の下限は、耐熱性及び成形外観性の観点から、好ましくは50質量%、より好ましくは60質量%、更に好ましくは70質量%である。
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。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、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン、フルオロスチ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、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く、スチレンが特に好ましい。
上記ビニル系単量体(c2)が、芳香族ビニル化合物と、他のビニル系単量体とからなる場合、芳香族ビニル化合物及び他のビニル系単量体の使用比率は、機械的強度及び成形外観性の観点から、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは50〜95質量%及び5〜50質量%、より好ましくは60〜90質量%及び10〜40質量%、更に好ましくは70〜85質量%及び15〜30質量%である。
他のビニル系単量体としては、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、エポキシ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。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。
本発明においては、耐薬品性に優れることから、ビニル系単量体(c2)は、シアン化ビニル化合物を含むことが好ましい。この場合、上記ビニル系単量体(c2)に含まれる、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割合の下限値は、好ましくは5質量%、より好ましくは10質量%、更に好ましくは15質量%である。
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、α−クロロアクリロニトリル、α−フルオロ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、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(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。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−(2−メトキシフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)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。これらのうち、N−フェニルマレイミドが好ましい。また、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。尚、ゴム強化樹脂に、マレイミド系化合物に由来する構造単位を導入する他の方法としては、例えば、無水マレイン酸の不飽和ジカルボン酸無水物を共重合し、その後イミド化する方法でもよい。
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、(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のヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステル;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。
上記エポキシ基含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−オキシシクロヘキシル、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル等が挙げられる。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。
上記オキサゾリン基含有不飽和化合物としては、ビニルオキサゾリン等が挙げられる。
上記成分(C)を製造する場合には、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方法が用いられる。これらの重合方法を用いたグラフト重合において、ゴム質重合体(c1)及びビニル系単量体(c2)は、反応系において、ゴム質重合体(c1)全量の存在下に、ビニル系単量体(c2)を一括添加して重合を開始してよいし、分割して又は連続的に添加しながら重合を行ってもよい。また、ゴム質重合体(c1)の一部存在下、又は、非存在下に、ビニル系単量体(c2)を一括添加して重合を開始してよいし、分割して又は連続的に添加してもよい。この際、ゴム質重合体(c1)の残部は、反応の途中で、一括して、分割して又は連続的に添加してもよい。
上記成分(C)を乳化重合により製造する場合には、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。
重合開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物と、含糖ピロリン酸処方、スルホキシレート処方等の還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤;過硫酸カリウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド(BPO)、ラウロ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等の過酸化物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記重合開始剤の使用量は、上記ビニル系単量体(c2)全量に対し、通常、0.1〜1.5質量%である。上記重合開始剤は、反応系に一括して、又は、連続的に添加することができる。
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、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記連鎖移動剤の使用量は、上記ビニル系単量体(c2)全量に対し、通常、0.05〜2.0質量%である。上記連鎖移動剤は、反応系に一括して、又は、連続的に添加することができる。
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、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記乳化剤の使用量は、上記ビニル系単量体(c2)全量に対し、通常、0.3〜5.0質量%である。
乳化重合は、ビニル系単量体(c2)、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は、通常、凝固剤により凝固させ、樹脂成分、即ち、成分(C)を含むゴム強化樹脂、を粉末状とし、その後、これを水洗、乾燥することによって精製される。この際に用いる凝固剤としては、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挙げられる。
上記成分(C)におけるグラフト率、即ち、ゴム質重合体部に対するグラフト部の質量割合は、機械的物性、押出性等の観点から、50〜200%程度である。
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
上記式中、Sは、成分(C)を含むゴム強化樹脂1グラムをアセトン(ゴム質重合体(c1)がアクリルゴムの場合はアセトニトリル)20mlに投入し、25℃の温度条件下で振とう機により2時間振とうした後、5℃の温度条件下、遠心分離機(回転数;23,000rpm)で60分間遠心分離し、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、成分(C)を含むゴム強化樹脂1グラムに含まれるゴム質重合体(c1)の質量(g)である。このゴム質重合体(c1)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により求める方法等により得ることができる。
上記のグラフト重合により製造された、成分(C)を含むゴム強化樹脂において、アセトン又はアセトニトリルに可溶な成分(以下、「アセトン可溶分」又は「アセトニトリル可溶分」ともいう)は、グラフト重合により副製した未グラフト重合体であり、ビニル系単量体(c2)に由来する構造単位を有する(共)重合体である。アセトン可溶分又はアセトニトリル可溶分の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃で測定)は、押出性、成形加工性、密着性等の観点から、好ましくは0.05〜0.8dl/g、より好ましくは0.07〜0.7dl/gである。
尚、アセトン可溶分又はアセトニトリル可溶分は、例えば、10グラムのゴム強化樹脂を、100〜200mlのアセトン(ゴム質重合体(c1)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した後の可溶分である。
極限粘度[η]は、以下の要領で求めることができる。
成分(C)を含むゴム強化樹脂をアセトン又はアセトニトリルに投入し、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、ウベローデ粘度管のより、30℃で各濃度における溶液の還元粘度を測定し、極限粘度[η]を求める。
上記グラフト率及び極限粘度[η]は、成分(C)を製造する際に用いる、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤等の種類や量、溶剤等の種類や量、更には、仕込時期、仕込時間、重合温度、重合時間等を調節することにより、制御することができる。
本発明において、好ましい成分(C)は、以下に示される。
(1)ゴム質重合体(c1)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ビニル系単量体(c2)をグラフト重合して得られたゴム強化グラフト樹脂
(2)ゴム質重合体(c1)の存在下に、芳香族ビニル化合物及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物からなるビニル系単量体(c2)をグラフト重合して得られたゴム強化グラフト樹脂
(3)ゴム質重合体(c1)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)アクリル酸アルキルエステル化合物からなるビニル系単量体(c2)をグラフト重合して得られたゴム強化グラフト樹脂
(4)ゴム質重合体(c1)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ビニル系単量体(c2)をグラフト重合して得られたゴム強化グラフト樹脂
上記のようなグラフト重合を行った場合には、通常、成分(C)のほかに、ゴム質重合体(c1)にグラフトしていないビニル系(共)(共)重合体(以下、「未グラフト重合体」という。)が形成され、両者の組み合わせである「ゴム強化樹脂」(樹脂組成物)として得られる。この未グラフト重合体は、ビニル系単量体(c2)に由来する構造単位を有する重合体である。
本発明の組成物において、上記成分(C)は、1種単独で含まれてよいし、2種以上の組合せで含まれていてもよい。即ち、ゴム質重合体(c1)として、ジエン系ゴムを用いて得られたジエン系ゴム強化グラフト樹脂、ゴム質重合体(c1)として、水添ジエン系ゴムを用いて得られた水添ジエン系ゴム強化グラフト樹脂、ゴム質重合体(c1)として、アクリルゴムを用いて得られたアクリルゴム強化グラフト樹脂、及び、ゴム質重合体(c1)として、エチレン・α−オレフィン系ゴムを用いて得られたエチレン・α−オレフィン系ゴム強化グラフト樹脂から選ばれた少なくとも2種の組合せであってよいし、各ゴム強化グラフト樹脂の2種以上であってもよい。
本発明の組成物に含まれる成分(C)の含有量は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、2〜25質量%であり、好ましくは3.5〜18質量%、より好ましくは5〜12質量%である。
上記成分(D)は、ポリオルガノシロキサン系重合体部と、ビニル系(共)重合体部とを有する化合物であり、好ましくは、ポリオルガノシロキサン系重合体部及びビニル系(共)重合体部が、直接、結合した化合物である。
本発明において、上記化合物(D)は、25℃でゴム質であり、重合性不飽和結合(炭素−炭素二重結合)を有するポリオルガノシロキサン系重合体(以下、「ポリオルガノシロキサン系ゴム」ともいう。)の存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体(以下、「ビニル系単量体(d1)」ともいう。)を重合(グラフト重合)して得られた樹脂組成物(シリコーン系ゴム強化樹脂)に含まれる、炭素−炭素二重結合が開裂したポリオルガノシロキサン系重合体部と、上記ビニル系単量体(d1)に由来する構造単位を含むビニル系(共)重合体部と、が結合しているシリコーン系ゴム強化グラフト樹脂であることが好ましい。
以下、好ましい態様であるシリコーン系ゴム強化グラフト樹脂について、説明する。
上記シリコーン系ゴム強化グラフト樹脂の形成に用いられるポリオルガノシロキサン系ゴムとしては、重合性不飽和結合(炭素−炭素二重結合)を有するものであって、下記一般式(2)で表される構造単位を有するオルガノシロキサン(i)の1種以上と、グラフト交叉剤(ii)とを共縮合して得られた変性ポリオルガノシロキサンゴムが好ましく用いられる。
11 SiO(4−n)/2 (2)
(式中、R11は、置換又は非置換の1価炭化水素基であり、nは0〜3の整数を示す。R11が複数ある場合、互いに同一であっても異なってもよい。)
上記一般式(2)におけるR11、即ち、1価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;及び、これら炭化水素基における炭素原子に結合した水素原子の一部がハロゲン原子、シアノ基等で置換された基;並びにアルキル基の水素原子の少なくとも1個がメルカプト基で置換された基等が挙げられる。
上記オルガノシロキサン(i)は、直鎖状、分岐状又は環状であり、環状構造を有することが好ましい。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。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。
尚、上記オルガノシロキサン(i)は、上記一般式(2)で表される化合物の1種以上を用いて、予め縮合された、例えば、重量平均分子量(Mw)が500〜10,000程度のポリオルガノシロキサンであってもよい。そして、このポリオルガノシロキサンにおいて、その分子鎖末端が、ヒドロキシル基、アルコキシ基、トリメチルシリル基、メチルジフェニルシリル基等の官能基で封止されたポリオルガノシロキサンであってもよい。
上記グラフト交叉剤(ii)としては、ビニルメチルジメトキシシラン、p−ビニルフェニルメチルジメトキシシラン、1−(p−ビニルフェニル)メチルジメチルイソプロポキシシラン、2−(p−ビニルフェニル)エチレンメチルジメトキシシラン、3−(p−ビニルフェノキシ)プロピルメチルジエトキシシラン、1−(o−ビニルフェニル)−1,1,2−トリメチル−2,2−ジメトキシジシラン、アリルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の、炭素−炭素不飽和結合とアルコキシシリル基とを有する化合物;γ−メルカプトプロピルメチルメチルジメトキシシラン等の、メルカプト基(チオール基)を有するシラン化合物;アミノ基を有するシラン化合物;テトラビニルテトラメチルシクロシロキサン等が挙げられる。
上記オルガノシロキサン(i)が、重合性不飽和結合を含む場合、使用するグラフト交叉剤(ii)は、重合性不飽和結合を有しても有さなくてもよい。
上記変性ポリオルガノシロキサンゴムを製造する場合には、オルガノシロキサン(i)とグラフト交叉剤(ii)とを、アルキルベンゼンスルホン酸等の乳化剤の存在下、ホモミキサー等を用いて剪断混合し、縮合させる方法等とすることができる。上記グラフト交叉剤(ii)の使用量の上限は、上記オルガノシロキサン(i)との合計量を100質量%とした場合に、好ましくは50質量%、より好ましくは10質量%、更に好ましくは5質量%である。
変性ポリオルガノシロキサンゴムの製造に際して、耐衝撃性を改良するために、架橋剤を添加することもできる。架橋剤としては、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等の3官能性架橋剤、テトラエトキシシラン等の4官能性架橋剤等が挙げられる。架橋剤を用いる場合、その使用量の上限は、オルガノシロキサン(i)及びグラフト交叉剤(ii)の合計量を100質量部とした場合に、通常、10質量部、好ましくは5質量部である。
上記変性ポリオルガノシロキサンゴムの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは30,000〜1,000,000、より好ましくは50,000〜300,000である。この範囲であると、本発明の組成物における耐衝撃性及び流動性のバランスに優れる。
上記ポリオルガノシロキサン系ゴムの体積平均粒子径は、耐衝撃性の観点から、好ましくは20〜500nm、より好ましくは50〜400nm、更に好ましくは150〜350nmである。
上記シリコーン系ゴム強化グラフト樹脂の製造に用いられるビニル系単量体(d1)は、芳香族ビニル化合物を含み、この芳香族ビニル化合物のみからなる単量体であってよいし、芳香族ビニル化合物と、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、エポキシ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の、他のビニル系単量体とからなる単量体であってもよい。
上記ビニル系単量体(d1)に含まれる芳香族ビニル化合物の割合の下限は、耐熱性及び成形外観性の観点から、好ましくは50質量%、より好ましくは60質量%、更に好ましくは70質量%である。
上記ビニル系単量体(d1)が、芳香族ビニル化合物と、他のビニル系単量体とからなる場合、芳香族ビニル化合物及び他のビニル系単量体の使用比率は、機械的強度及び成形外観性の観点から、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは50〜95質量%及び5〜50質量%、より好ましくは60〜90質量%及び10〜40質量%、更に好ましくは70〜85質量%及び15〜30質量%である。
本発明においては、耐薬品性に優れることから、ビニル系単量体(d1)は、シアン化ビニル化合物を含むことが好ましい。この場合、上記ビニル系単量体(d1)に含まれる、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割合の下限値は、好ましくは5質量%、より好ましくは10質量%、更に好ましくは15質量%である。
上記ビニル系単量体(d1)に含まれる芳香族ビニル化合物については、上記成分(C)の形成に用いられるビニル系単量体(c2)として例示された芳香族ビニル化合物の説明が適用される。上記芳香族ビニル化合物は、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。
上記ビニル系単量体(d1)に含まれるシアン化ビニル化合物については、上記成分(C)の形成に用いられるビニル系単量体(c2)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。上記シアン化ビニル化合物は、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。
上記シリコーン系ゴム強化グラフト樹脂を製造するために、ポリオルガノシロキサン系ゴムの存在下に、上記ビニル系単量体(d1)を重合(グラフト重合)する方法としては、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を適用することができ、上記成分(C)用のゴム強化グラフト樹脂の製造方法と同様とすることができる。製造されたシリコーン系ゴム強化樹脂(樹脂組成物)は、シリコーン系ゴム強化グラフト樹脂、即ち、本発明に係る成分(D)を主として含む。尚、この樹脂組成物は、グラフト化されずに残存した、ポリオルガノシロキサン系ゴム;グラフト化せずに形成された、ビニル系単量体(d1)に由来する構造単位を含むビニル系(共)重合体;又は、これらが絡み合った複合化物を含む場合がある。
上記グラフト樹脂のグラフト率は、耐衝撃性及び成形外観性の観点から、好ましくは10%以上であり、より好ましくは20%以上、更に好ましくは30〜150%である。
本発明の組成物において、上記成分(D)は、1種単独で含まれてよいし、2種以上の組合せで含まれていてもよい。
本発明の組成物に含まれる成分(D)の含有量は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性及び着色外観性に優れた成形品が得られることから、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計100質量%に対して、0.5〜12質量%であり、好ましくは0.8〜8質量%、より好ましくは1〜6質量%、更に好ましくは1.5〜5質量%である。
本発明の組成物は、更に、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、上記成分(C)又は(D)と異なる構成のビニル系単量体に由来する構造単位を含むビニル系(共)重合体(アクリル系(共)重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、フッ素樹脂等)、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド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)、(C)及び(D)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10質量部である。
本発明の組成物は、目的、用途等に応じて、更に、充填剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、難燃剤、滑剤、安定剤、耐候剤、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)、蛍光増白剤、導電性付与剤等を含有したものとすることができる。
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。
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、含ハロゲン化合物、含リン化合物、グアニジン系化合物、シリコー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。
その他、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、スズ酸亜鉛等を用いることができる。
上記安定剤としては、リン酸水素化合物、リンの酸化物又はハロゲン化物、リン酸化合物等の無機系含リン化合物が好ましく用いられる。成分(C)又は(D)を構成する原料が乳化重合により製造された場合には、乳化剤、凝固剤、酸、塩基等が残存することがあり、組成物中にこれらが併存すると、成分(A)の分子量低下を引き起こすことがある。そこで、無機系含リン化合物を用いると、物性低下が抑制されることがある。
上記無機系含リン化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
リン酸水素化合物としては、リン酸一水素化合物、リン酸二水素化合物が挙げられ、特に、これらの塩が好ましい。塩は、金属塩又はアンモニウム塩が好ましい。金属塩を構成する金属原子としては、周期表第1〜3族の元素が好ましく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、銅、亜鉛、アルミニウム等が挙げられる。好ましいリン酸水素化合物の具体例としては、リン酸2水素ナトリウム、リン酸1水素2ナトリウム、リン酸1水素2アンモニウム、リン酸水素亜鉛、リン酸1水素2カリウム、リン酸水素カルシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸1水素2リチウム等が挙げられる。尚、これらの化合物の水和物を用いることもできる。
無機系含リン化合物の使用方法としては、組成物の製造時であって、原料成分の混練前又は混練中等とすることができる。
上記帯電防止剤としては、有機酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩;高級アルコールエチレンオキシド付加物、脂肪酸エチレンオキシド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキシド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキシド付加物等のポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤;ポリエチレンオキシド、グリセリンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリットの脂肪酸エステル、ソルビット若しくはソルビタンの脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミンの脂肪族アミド、等の多価アルコール型非イオン界面活性剤;高級脂肪酸のアルカリ金属塩等のカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩等の硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウム塩等の第4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤;高級アルキルアミノプロピオン酸塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、高級アルキルジメチルベタイン、高級アルキルジヒドロキシエチルベタイン等の、ベタイン型両性界面活性剤;ポリエーテルエステルアミド等の高分子型帯電防止剤等が挙げられる。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。
上記着色剤は、顔料及び染料のいずれでもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。また、着色剤の色も特に限定されず、赤色系着色剤、黄色系着色剤、青色系着色剤、黒色系着色剤等を用いることができる。
本発明の組成物が、着色剤を含有する場合、その割合は、成分(A)、(B)、(C)及び(D)の合計を100質量部とした場合に、好ましくは0.05〜3質量部、より好ましくは0.1〜2質量部、更に好ましくは0.2〜1.2質量部である。
本発明に係る成分(A)、(B)、(C)及び(D)のうち、1種でも排除された場合には、着色剤の色を反映した成形品が得られにくいが、本発明の組成物によれば、他の性能を維持しつつ、着色剤の色を反映した着色成形品を得ることができる。
本発明の組成物において、成分(C)に由来するゴム質重合体(c1)の含有量は、耐衝撃性の観点から、組成物全体に対して、好ましくは0.6〜15質量%、より好ましくは1〜10質量%、更に好ましくは1.5〜7質量%である。
本発明の組成物において、成分(D)を構成するポリオルガノシロキサン系重合体部を形成しているポリオルガノシロキサン系重合体(ポリオルガノシロキサン系ゴム)の含有量は、耐衝撃性の観点から、組成物全体に対して、好ましくは0.1〜7質量%、より好ましくは0.5〜5質量%、更に好ましくは0.8〜3質量%である。
本発明の組成物は、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を用い、原料成分を混練することにより、製造することができる。混練に際しては、原料成分を一括して混練してよいし、多段添加方式で混練してもよい。
本発明の成形品は、上記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、射出成形装置、押出成形装置、異形押出成形装置、中空成形装置、圧縮成形装置、真空成形装置、発泡成形装置(超臨界流体を注入する方法を含む)、ブロー成形装置、射出圧縮成形装置、ガスアシスト成形装置、ウォーターアシスト成形装置、断熱金型成形装置、急速加熱冷却金型成形装置、二色成形装置、サンドイッチ成形装置、超高速射出成形装置等、公知の成形装置で加工することにより製造することができる。即ち、本発明の成形品は、上記本発明の熱可塑性樹脂組成物を含む。
上記成形装置を用いて、成形品を製造する場合、成形温度及び金型温度は、使用する原料成分(他の重合体を含む)の種類等によって、適宜、選択される。
成形品を製造する場合の成形装置のシリンダー温度は、通常、250℃〜280℃である。また、金型温度は、通常、40℃〜80℃である。
尚、上記のいずれの場合にも、成形品が大型である場合には、一般に、シリンダー温度は、上記温度より高めに設定される。
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、本発明の成形品には、各種の表面処理を行うことが可能である。尚、「表面処理」とは、蒸着(物理蒸着、化学蒸着等)、メッキ(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキ等)、塗装(ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート等)、印刷等、従来、公知の樹脂成形品の表面に新たな層又は部分を形成させる処理を意味する。
上記のように、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含有することにより、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性、着色性及び成形外観性に優れた成形品を得ることができる。しかしながら、上記の成分(A)、シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)及び成分(C)を含有する熱可塑性樹脂組成物(以下、「熱可塑性樹脂組成物(X)」という)を用いると、耐傷付き性、耐熱性、着色性及び成形外観性に優れた成形品を得ることができる。
上記熱可塑性樹脂組成物(X)において、成分(A)、シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)及び成分(C)の含有量は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、好ましくは70〜96質量%、0.2〜6質量%及び3〜25質量%、より好ましくは75〜94質量%、0.6〜5質量%及び4〜20質量%、更に好ましくは80〜92質量%、0.8〜4質量%及び6〜17質量%、特に好ましくは82〜90質量%、1.2〜3.5質量%及び8〜15質量%である。
上記熱可塑性樹脂組成物(X)は、更に、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、上記成分(C)と異なる構成のビニル系単量体に由来する構造単位を含むビニル系(共)重合体(アクリル系(共)重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、フッ素樹脂等)、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂組成物(X)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)、シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)及び成分(C)の合計100質量部に対して、好ましくは40質量部、より好ましくは25質量部である。
上記熱可塑性樹脂組成物(X)は、目的、用途等に応じて、更に、充填剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、難燃剤、滑剤、安定剤、耐候剤、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)、蛍光増白剤、導電性付与剤等を含有したものとすることができる。これらの添加剤としては、上記例示した成分を適用することができる。
上記熱可塑性樹脂組成物(X)を用いて成形品を製造する場合、本発明の熱可塑性樹脂組成物の場合と同様に、公知の成形装置を用いることができる。その際には、上記に記載の製造条件を適用することができる。
そして、この熱可塑性樹脂組成物(X)を含む成形品は、車両、船舶、航空機等における内装用部材や、OA機器、家庭電化機器、電機・電子機器、建材等における構成部材、日用雑貨、スポーツ用品、文具等に好適に用いることができる。
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.製造原料
熱可塑性樹脂組成物の製造に用いた原料(樹脂又は共重合体)は、以下の通りである。尚、グラフト率、固有粘度[η]等の測定は、上記記載の方法に準じて行った。
1−1.原料〔P〕
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、20,900である。
1−2.原料〔Q〕
(1)脂環式ポリエステル樹脂(Q1)
三菱化学社製ポリエステル「プリマロイCP200」(商品名)を用いた。メルトマスフローレート(温度230℃、荷重21.2N)は、55g/10分である。
(2)シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(Q2)
エボニックインダストリーズAG社製ポリエステル変性ポリシロキサン「TEGOMER H−Si 6440」を用いた。
1−3.原料〔R〕
下記の合成例1により得られたジエン系ゴム強化樹脂を用いた。
合成例1(ジエン系ゴム強化樹脂の合成)
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42部、ロジン酸カリウム0.35部、tert−ドデシルメルカプタン0.2部、平均粒子径300nmのポリブタジエンゴム(ゲル含有率80%)40部を含むラテックス100部、スチレン13部及びアクリロニトリル7部を収容し、攪拌しながら昇温した。内温が40℃に達したところで、ピロリン酸ナトリウム0.2部、硫酸第一鉄7水和物0.01部及びブドウ糖0.3部を、イオン交換水8部に溶解した溶液を加えた。その後、クメンハイドロパーオキサイド0.07部を加えて重合を開始した。
30分間重合させた後、イオン交換水45部、ロジン酸カリウム0.7部、スチレン30部、アクリロニトリル10部、tert−ドデシルメルカプタン0.17部及びクメンハイドロパーオキサイド0.1部を、3時間かけて連続的に添加した。その後、更に1時間重合を継続し、反応系に、2,2’−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)0.2部を添加して重合を完結させた。
次いで、反応生成物を含むラテックスに、硫酸水溶液を添加して、樹脂成分を凝固し、水洗した。その後、水酸化カリウム水溶液を用いて、洗浄・中和し、更に、水洗した後、乾燥し、ジエン系ゴム強化樹脂を得た。この樹脂に含まれるグラフト樹脂におけるグラフト率は50%、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40%であり、このアセトン可溶分の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.40dl/gであった。
1−4.原料〔S〕
下記の合成例2により得られたスチレン・アクリロニトリル共重合体を用いた。
合成例2(スチレン・アクリロニトリル共重合体の合成)
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
の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃)は、0.51dl/gであった。
1−5.原料〔T〕
下記の合成例3により得られたシリコーン系ゴム強化樹脂を用いた。
合成例3(シリコーン系ゴム強化樹脂の合成)
p−ビニルフェニルメチルジメトキシシラン1.5部及びオクタメチルシクロテトラシロキサン98.5部の混合物を、ドデシルベンゼンスルホン酸2.0部を蒸留水に溶解させた水溶液300部に投入し、ホモミキサーにより3分間攪拌して乳化分散させた。乳化分散液を、コンデンサー、窒素ガス導入口及び攪拌機を備えたセパラブルフラスコに移し、攪拌下、90℃で6時間加熱して縮合反応させ、5℃で24時間冷却することで反応を完了させた。これにより、縮合率92.8%で変性ポリオルガノシロキサンゴムを含むラテックスを得た。その後、このラテックスに、炭酸ナトリウム水溶液を添加してpH7に中和した。尚、変性ポリオルガノシロキサンゴムの体積平均粒子径は280nmであった。
次に、攪拌機を備えたガラス製フラスコに、上記変性ポリオルガノシロキサンゴム40部、イオン交換水100部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5部、tert−ドデシルメルカプタン0.1部、スチレン15部及びアクリロニトリル5部を収容し、攪拌しながら45℃まで昇温した。その後、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ラート・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、並びに、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド0.1部を添加し、重合を開始した。そして、1時間後、イオン交換水50部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部、tert−ドデシルメルカプタン0.1部、ジイソプロピルハイ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タル重合成分を3時間に渡って連続的に添加し、重合を続けた。添加終了後、更に攪拌を1時間続けた。
その後、2,2−メチレン−ビス(4−エチレン−6−tert−ブチルフェノール)0.2部を添加して重合を停止し、シリコーン系ゴム強化樹脂を含むラテックスを得た。次いで、ラテックスに塩化カルシウム2部を添加して、樹脂成分を凝固し、水洗及び乾燥(75℃、24時間)を行い、白色粉末(シリコーン系ゴム強化樹脂)を回収した。重合転化率は97.2%、グラフト率は90%、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0.47dl/gであった。
2.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〜
原料〔P〕、〔Q〕、〔R〕、〔S〕及び〔T〕を、表1に記載の割合で、スーパーミキサーに供給した後、25℃で混合した。この混合物100部を、プラスチック工学研究所社製単軸押出機「NVC」(型式名)に供給して溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。尚、溶融混練の際のシリンダー設定温度は、230℃〜250℃とした。表1に記載の成分(A)、(B)、(C)及び(D)の含有量は、これらの合計を100質量%としたときのものである。原料〔R〕又は〔T〕に含まれた未グラフトの共重合体、並びに、原料〔S〕は、本発明に係る成分(A)、(B)、(C)及び(D)のいずれにも含まれないので、他の熱可塑性樹脂に相当する。
また、得られた熱可塑性樹脂組成物を用いて、下記における、耐傷付性、着色性及び成形外観性の評価を行う場合には、スチレン・アクリロニトリル共重合体及びカーボンブラックからなるマスターバッチ「ロイヤルブラック971G」(商品名、越谷化成社製)を、上記原料〔P〕、〔Q〕、〔R〕、〔S〕及び〔T〕の合計100部に対してカーボンブラックの割合が0.8部となるように配合した組成物を用いた。
得られた組成物を、各種評価試験に供し、その結果を表1に示した。尚、評価用の試験片の作製方法は、以下の通りである。
(I)耐熱性評価用試験片
JSW社製射出成形機「J−110AD」(型式名)を用いて、下記条件で作製した。
成形温度:NH(240℃)、H1(240℃)、H2(240℃)、H3(220℃)
シリンダー設定温度:240℃〜260℃
スクリュー回転数:100rpm
射出速度:60mm/秒
射出圧力:150MPa
保圧:75MPa
冷却時間:25秒
金型温度:60℃
(II)耐熱性以外の評価用試験片
80mm×55mm×2.4mmのキャビティを有する金型を配設した、日精樹脂工業社製射出成形機「NEX30」(型式名)を用いて、下記条件で作製した。
成形温度:NH(250℃)、H1(250℃)、H2(250℃)、H3(230℃)
シリンダー設定温度:230℃〜250℃
スクリュー回転数:30rpm
射出速度:30mm/秒
射出圧力:70〜100MPa
保圧:60〜90MPa
冷却時間:15秒
金型温度:60℃
(1)耐傷付き性
オリエンテック社製往復動摩擦摩耗試験機「AFT−15M」(型式名)を用いて評価した。カミ商事社製ティシューペーパー「エルモア」(商品名)を6枚重ねた状態で、試験機に配設された荷重アームの先端(平面サイズ:φ20mm)に固定した。そして、荷重1kgとして、試験片の表面を50mmの長さを100回往復させた。その後、試験片の表面を目視観察して、下記基準に従って、判定した。
◎:擦り傷が全く見えなかった
○:20mmの幅の中に数本の薄い線(擦り傷)が見えた
△:20mmの幅の擦り傷がわずかに見えた
×:20mmの幅の擦り傷が明瞭に見えた
(2)耐熱性
ISO 75に準じて、曲げ応力1.8MPaの条件で荷重たわみ温度を測定した。
(3)低温衝撃性
島津製作所社製高速衝撃試験機「HITS−P10」(型式名)を用いて、落錘試験(重錘のポンチ先端直径:12.7mm、受け台穴径:43mm、試験速度:6.7m/秒、試験温度:−30℃)に供した。試験後の試験片を目視観察して、下記基準で評価した。
○:延性破壊した(細かい破片の飛散が見られなかった)
△:延性割れと配向割れが発生した
×:脆性破壊した
××:脆性破壊した後、破片が飛散した
(4)全光線透過率
ASTM 1003に準じて測定した。
(5)着色性
カーボンブラックを含む試験片を目視観察して、下記基準で評価した。
○:カーボンブラックの色を反映した特に深みのある着色であった
△:カーボンブラックの色を反映した深みのある着色であった
×:カーボンブラックの色を反映しない着色であった
(6)成形外観性
カーボンブラックを含む試験片を目視観察して、下記基準で評価した。
○:シルバーが認められなかった
△:シルバーがわずかに認められた
×:シルバーが多く認められた
(7)流動性
ISO 1133に準じて、温度240℃及び荷重98Nの条件で、メルトマスフローレートを測定した。
Figure 0006392432
表1より、以下のことが分かる。
比較例は、成分(A)の含有割合が本発明の範囲外に多く、また、成分(D)を含有しない例であり、耐傷付き性及び低温衝撃性のうち、特に耐傷付き性が十分ではなかった。比較例は、成分(A)の含有割合が本発明の範囲外に多く、また、成分(D)を含有しない例であり、耐傷付き性及び低温衝撃性のうち、特に低温衝撃性が十分ではなかった。また、比較例及びは、成分(D)を含有しない例であり、低温衝撃性が十分ではなかった。
一方、実施例1〜によれば、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性、着色性及び成形外観性のバランスに優れることが分かる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、耐傷付き性、耐熱性、低温衝撃性、着色性及び成形外観性に優れた成形品を与える。そして、車両、船舶、航空機等における内装用部材や、OA機器、家庭電化機器、電機・電子機器、建材等における構成部材、日用雑貨、スポーツ用品、文具等に好適である。

Claims (5)

  1. (A)ポリカーボネート樹脂、(B)ポリエステル樹脂、(C)ジエン系ゴム、水添ジエン系ゴム、アクリルゴム又はエチレン・α−オレフィン系ゴムの存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体を重合して得られたゴム強化グラフト樹脂、並びに、(D)ポリオルガノシロキサン系重合体部と、ビニル系(共)重合体部とを有する化合物を含有し、
    上記成分(B)は、(B1)脂環式ポリエステル樹脂、及び、(B2)シロキサン構造を含むポリエステル樹脂からなり上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)及び上記シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)の含有割合が、両者の合計を100質量%とした場合に、それぞれ、80〜97質量%及び3〜20質量%であり、
    上記成分の合計を100質量%とした場合に、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)の含有量は、それぞれ、50〜85質量%、0.1〜20質量%、2〜25質量%及び0.5〜12質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
  2. 上記脂環式ポリエステル樹脂(B1)が、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体を含むジカルボン酸と、1,4−シクロヘキサンジメタノールを含むジオールとから得られた樹脂である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 上記化合物(D)が、ゴム質のポリオルガノシロキサン系重合体の存在下に、芳香族ビニル化合物を含むビニル系単量体を重合して得られたシリコーン系ゴム強化グラフト樹脂である請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 上記シロキサン構造含有ポリエステル樹脂(B2)が、下記一般式(1)で表される構造を含む請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
    Figure 0006392432
    (式中、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、2価の炭化水素基であり、R、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、水素原子、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基、アルコキシ基、アリールオキシ基、あるいは、−NRR′(R及びR′は、互いに同一又は異なって、水素原子、又は、1価の炭化水素基若しくはその誘導体基である)であり、x、y及びzは、1以上の整数である。但し、上記誘導体基は、炭化水素基における炭素原子に結合する複数の水素原子の少なくとも1つが、他の原子又は官能基に置換している基である。
  5. 請求項1乃至4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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