JP6672216B2 - 熱可塑性樹脂組成物、成形品、成形品の製造方法 - Google Patents
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熱可塑性樹脂組成物は、耐衝撃性スチレン系樹脂(A)と、エラストマー(B)と、充填剤としての無機充填剤(C)と、を含有してなる。
耐衝撃性スチレン系樹脂(A)は、ポリスチレンを主成分とし、樹脂中にゴム状弾性体を重合または分散させることにより形成される分散ゴム相を含み、かつその体積分率が30%未満である。
エラストマー(B)は、ブタジエンブロックと、ブタジエンブロックの両端に連結されたスチレンブロックとのトリブロックで構成された直鎖状の共重合物であるスチレン−ブタジエンブロック共重合物を主成分とする。
無機充填剤(C)として示す無機充填剤は特に限定されず、板状、繊維状、粒状等形状に関係なく公知の無機充填剤を用いることができる。無機充填剤(C)の具体例としては、金属酸化物、金属水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩化合物、ガラス系充填剤、ケイ酸化合物、フェライト類および黒鉛類などが挙げられる。金属酸化物としては、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン等が挙げられる。金属水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。炭酸塩としては、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト等が挙げられる。硫酸塩としては、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、石膏繊維等が挙げられる。ケイ酸塩化合物としては珪酸カルシウム(ウォラストナイト、ゾノトライト等)、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、カオリン、バーミキュライト、スメクタイト等が挙げられる。ガラス系充填剤としては、ガラス繊維、ミルドガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスバルーン等が挙げられる。ケイ酸化合物としては、シリカ(ホワイトカーボンなど)、ケイ砂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂組成物において、熱可塑性樹脂組成物の全成分に占める重量分率について、耐衝撃性スチレン系樹脂(A)が40重量%以上80重量%未満の範囲にあることが好ましい。また、エラストマー(B)が(0重量%を超え)10重量%以下の範囲にあることが好ましい。また、無機充填剤(C)が20重量%を超え50重量%以下の範囲にあることが好ましい。
分離された有機成分は、核磁気共鳴(NMR)スペクトル測定や赤外吸収(IR)スペクトル測定、ラマンスペクトル測定、マススペクトル測定、元素分析などの公知の分析手法により分析できる。
熱可塑性樹脂組成物の製造方法は特定の方法に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂について一般に採用されている混合方法を用いることができる。例えば、タンブラー、V型ブレンダー、バンバリーミキサー、混練ロール、ニーダー、単軸押出機、二軸以上の多軸押出機等の混合機により混合、混練して製造することができる。特に二軸押出機による溶融混錬が生産性に優れている。
本実施例(比較例も含む)において共通で用いた原材料は以下のとおりである。
(A) 耐衝撃性スチレン系樹脂 SABIC社製NORYL(登録商標) N802(製品名)
分散ゴム相:ブタジエンゴム
分散ゴム相の分率:22%(透過型電子顕微鏡で相分離構造を観察した場合の面積分率)
PPE含有量:16
(B) スチレン−ブタジエン共重合物を含むエラストマー
以下に示すエラストマーはいずれも非水添体のエラストマーである。
・S−B−Sトリブロック共重合体を主成分に含むもの(実施例)
<B−1> JSR社製熱可塑性エラストマー TR2827(製品名)
<B−2> JSR社製熱可塑性エラストマー TR2003(製品名)
<B−3> JSR社製熱可塑性エラストマー TR2250(製品名)
<B−4> Kraton社製熱可塑性エラストマー D1101JO(製品名)
<B−5> Kraton社製熱可塑性エラストマー D1102JSZ(製品名)
<B−6> Kraton社製熱可塑性エラストマー DX405JOP(製品名)
<B−7> Kraton社製熱可塑性エラストマー MD157JOP(製品名)
<B−8> Kraton社製熱可塑性エラストマー DX408JOP(製品名)
<B−9> 旭化成ケミカルズ社製熱可塑性エラストマー アサプレン(登録商標)T−437L(製品名)
<B−10> 旭化成ケミカルズ社製熱可塑性エラストマー タフプレン(登録商標)126S(製品名)
・S−Bジブロック共重合体を主成分に含むもの(比較例)
<B−11> Kraton社製熱可塑性エラストマー D1118ET(製品名)
<B−12> Kraton社製熱可塑性エラストマー D0243ET(製品名)
・ブランチ、ラジアル構造を主成分に含むもの(比較例)
<B−13> JSR社製熱可塑性エラストマー TR2500(製品名)
<B−14> Kraton社製熱可塑性エラストマー DX410JS(製品名)
(C) 無機充填剤
<C−1> 日東粉化工業社製 炭酸カルシウムNS#100(製品名)平均粒子径:2.1μm
<C−2> 啓和炉材社製 ウォラストナイトK−330(製品名)
<C−3> 日本滑石製錬社製 1号タルク(製品名)
<C−4> レプコ社製 マイカS−325(製品名)平均粒子径:27μm
<C−5> 啓和炉材社製 珪石H微粉(製品名)平均粒子径:3.5μm
<C−6> 竹原化学工業社製 ろう石クレーカタルポ(製品名)
(D) 添加剤 太陽化学社製 チラバゾール(登録商標)H−818(製品名)(主成分:ポリグリセリン縮合脂肪酸エステル)の50重量%エタノール希釈品
また、実施例及び比較例では混練装置として以下のものを用いた。
(E) 混錬装置
<E−1> 日本製鋼所社製二軸押出機 TEX44(製品名)、シリンダ温度200℃
<E−2> 池貝社製二軸押出機 PCM30(製品名)、シリンダ温度200℃
<E−3> テクノベル社製コンパウンディングテスターULTnano(製品名)、シリンダ温度200
表1の各実施例及び各比較例に示す配合で無機充填剤(C)と添加剤(D)とを混合し、更に耐衝撃性スチレン系樹脂(A)とエラストマー(B)を加え、予め均一な原材料のブレンド物を作製した。当該ブレンド物を混練装置(E)で溶融混練してストランドを作成して、ペレタイザーにより切断加工することで熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを住友重機械工業社製射出成形機SE−180D(製品名)によりシリンダ温度200℃、金型温度50℃で射出成形し、JIS K7152−1で規定される短冊形試験片タイプB1(長さ80mm×幅10mm×厚さ4mm)を作製した。この試験片について、下記の測定方法によって(耐衝撃性試験)と(成形収縮率評価)を行った。
成形品から、JIS K7111に準拠して安田精機社製No.189−PN ノッチ加工機(製品名)を用いノッチ(形状A)加工を施しエッジワイズ試験片を作成した。その試験片に対し、JIS K7111−1に準拠して安田精機社製No.258−D デジタル衝撃試験機(製品名)を用いて、23℃におけるシャルピー衝撃試験を行った。用いたハンマーの重量は0.5Jで、5回の試験の平均値をシャルピー衝撃値(衝撃値)とした。
試験片形状の樹脂流動方向長さに相当する部位の射出成形機金型の内寸を、試験片成形直後の長さとみなした。成形から1週間後の試験片の長さをノギスで測定した。成形直後の長さと1週間後の長さの差分を、成形直後の長さで除して百分率表記したものを成形収縮率とした。
液四酸化ルテニウムと四酸化オスミウムによる二段染色工程、および液体窒素凍結条件下での100nmの超薄切片作成を施した超薄切片をカーボン等で蒸着を施した。この超薄切片を日立ハイテク社製透過型電子顕微鏡 H−8100(製品名)により100kVの加速電圧条件のもと10000倍の倍率で撮像した。更に撮像画像中の10μm四方の画角を切り出すことで、樹脂相構造を含めた熱可塑性樹脂組成物の構造を観察した。なお、上記実施形態で説明した図2は、実施例1の熱可塑性樹脂組成物の断面を電子顕微鏡で観察した画像を示す図である。図5は、比較例2の熱可塑性樹脂組成物の断面を電子顕微鏡で観察した画像を示す図である。
Claims (11)
- 主成分であるポリスチレンと、分散ゴム相とを含み、前記分散ゴム相の体積分率が30%未満である耐衝撃性スチレン系樹脂と、
エラストマーと、
充填剤と、を含有し、
前記エラストマーは、ブタジエンブロックと、前記ブタジエンブロックの両端に連結されたスチレンブロックとのトリブロックで構成された直鎖状の共重合物であるスチレン−ブタジエン共重合物を主成分とし、
前記スチレン−ブタジエン共重合物の水添率が5%未満であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - 前記スチレン−ブタジエン共重合物が非水添体であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記スチレン−ブタジエン共重合物は、全繰り返し単位中、ブタジエン系化合物に由来する繰り返し単位の占める割合が30重量%以上90重量%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂組成物の全成分に占める重量分率について、前記耐衝撃性スチレン系樹脂が40重量%以上80重量%未満、前記エラストマーが10重量%以下、前記充填剤が20重量%を超え50重量%以下の範囲であり、
前記耐衝撃性スチレン系樹脂、前記エラストマー及び前記充填剤の重量分率の和が100重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。 - 前記エラストマーの引張破断伸びが600%以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記エラストマーの引張破断伸びが890%以上であることを特徴とする請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記充填剤が炭酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
- 主成分であるポリスチレンと、分散ゴム相とを含み、前記分散ゴム相の体積分率が30%未満である耐衝撃性スチレン系樹脂と、
エラストマーと、
充填剤と、を含有し、
前記エラストマーは、ブタジエンブロックと、前記ブタジエンブロックの両端に連結されたスチレンブロックとのトリブロックで構成された直鎖状の共重合物であるスチレン−ブタジエン共重合物を主成分とした成形品であって、
前記成形品は、シャルピー衝撃値が5.0kJ/m2以上であり、成形収縮率が0.45%以下であることを特徴とする成形品。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を、型を用いて成形する成形品の製造方法。
- 筐体を有する電子機器であって、前記筐体が請求項8又は9に記載の成形品よりなることを特徴とする電子機器。
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