JP6729377B2 - 樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents
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Description
〔1〕 エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)を含む樹脂組成物であって、該樹脂組成物のクロロホルム可溶分中のアクリロニトリル由来成分の割合が2.0質量%以下であり、該樹脂組成物100質量部中における脂肪酸の含有量が0.03質量部以下であり、下記の測定方法Xにて測定される乾燥試料100質量部中のカルシウム及びマグネシウムの合計含有量が0.0008質量部以下であり、アルミニウムの含有量が0.0008質量部以下である樹脂組成物。
[測定方法X]:
[1]乾燥試料の調製
樹脂組成物5質量%及びクロロホルム95質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得る。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して5000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
[2]前記乾燥試料中のアルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを定量する。
本発明の樹脂組成物において、エンジニアリングプラスチック(A)としては、従来知られている各種の熱可塑性エンジニアリングプラスチックを用いることができる。本発明において、「エンジニアリングプラスチック」とは、0.45MPaの荷重下でISO−75に準拠した方法で測定した荷重たわみ温度(HDT)が100℃以上のものをいう。例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系重合体、シンジオタクチックポリスチレン、6−ナイロン、6,6−ナイロン等のナイロン系重合体、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタールを例示することができる。
本発明においてガラス充填剤(B)は、ケイ酸塩を主成分とする物質であり、層状珪酸塩、タルク、マイカ、シリカ等の多孔質粒子、ガラス(ガラス繊維、ミルドガラス、ガラスフレーク、ガラスビーズなど)等が挙げられる。成形体の曲げ特性の観点から、特にガラス繊維が好ましい。
本発明の樹脂組成物を構成するゴム含有グラフト重合体(C)は、「ゴム状重合体」に対して「ビニル系単量体」がグラフト重合されたものである。ゴム含有グラフト重合体(C)を構成するグラフト重合に由来する成分を、以下「グラフト成分」という。
WC=Wrp+Wgc+Pfr ・・・(1)
WC:ゴム含有グラフト重合体(C)の質量
Wrp:ゴム状重合体の質量
Wgc:グラフト成分の質量
Pfr:遊離重合体。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して20000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度56℃の恒温槽中にセットして、エバポレータによって該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
wais=(wc1−was)/wc1×100 ・・・(2)
wc1:測定に供したゴム含有グラフト重合体の質量
was:アセトン可溶分の質量%
wais:アセトン不溶分の質量%。
前記操作において、「遊離重合体Pfr」は、アセトン可溶分として抽出される。
本発明の樹脂組成物中に含有されるアルカリ金属と強酸との塩(D)は、ゴム含有グラフト重合体(C)の重合の際に使用される乳化剤等としてゴム含有グラフト重合体(C)にあらかじめ含まれていてもよく、エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)を含む樹脂組成物に対して後添加してもよい。
本発明において「脂肪酸」とは、カルボン酸を含む炭化水素化合物をいう。グラフト重合の際に乳化剤として脂肪酸のアルカリ金属塩を用いた場合、得られたゴム含有グラフト重合体(C)のラテックス中に、強酸凝析剤として硫酸、リン酸などを加えると、乳化剤である脂肪酸のアルカリ金属塩が水溶性の低い脂肪酸へと変わる。その結果、ゴム含有グラフト重合体(C)と水が分離するので、ゴム含有グラフト重合体(C)を回収できる。よって、この場合は、製造したゴム含有グラフト重合体(C)中に脂肪酸が含まれている。脂肪酸はガラス充填剤(B)とエンジニアリングプラスチック(A)との密着性に影響を与えることから、ゴム含有グラフト重合体(C)中に含まれる脂肪酸の量は少ないことが好ましい。本発明の樹脂組成物100質量部中における脂肪酸の含有量は、0.03質量部以下であることが好ましく、0.02質量部以下であることがより好ましく、0.01質量部以下であることがさらに好ましい。また、この含有量は、0.01質量部以下であって、脂肪酸の測定の際に、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アルケニルコハク酸、ロジン酸が検出されないことが最も好ましい。
グラフト重合によって得られたラテックス状態のゴム含有グラフト重合体(C)は、凝析し洗浄した後に乾燥することにより、または、噴霧回収することにより、粉体として得ることができる。
本発明の樹脂組成物はエンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)を含む組成物である。以下の説明において、エンジニアリングプラスチック(A)及びゴム含有グラフト重合体(C)を、樹脂組成物の「樹脂2成分」という場合がある。また、エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)を、樹脂組成物の「主要3成分」という場合がある。
本発明の樹脂組成物のクロロホルム可溶分中のアクリロニトリル由来成分の割合は2.0質量%以下であることが好ましい。「アクリロニトリル由来成分」とは、「遊離重合体Pfr」中に含まれるアクリロニトリル構成成分をいう。既に説明したが、粉体集合物として回収されたゴム含有グラフト重合体(C)中には、「非グラフト成分」である「遊離重合体Pfr」が混在している。従って、樹脂組成物のクロロホルム可溶分には、エンジニアリングプラスチック(A)と「非グラフト成分」である「遊離重合体Pfr」が含まれる。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して20000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータによって該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥し、「乾燥試料」を得る。
樹脂組成物中のカルシウム又はマグネシウムと強酸との塩は、エンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)との密着性を低減し、樹脂組成物の成形時の熱劣化を促進し、成形体の高温高湿下での耐加水分解性などの性質を顕著に悪化させる。特にゴム含有グラフト重合体(C)由来のカルシウム又はマグネシウムと強酸との塩は、エンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)との密着性を顕著に悪化させる。
樹脂組成物5質量%及びクロロホルム95質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得る。次いで、乾燥試料100質量部中のカルシウム、マグネシウム及びアルミニウムの質量を測定する。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して5000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
Wca+mg=Wca+Wmg ・・・・・(3)
Wcas+mgs=Wcas+Wmgs ・・・(4)
Wcas:カルシウムと強酸との塩の含有量
Wmgs:マグネシウムと強酸との塩の含有量
Wca:カルシウムの含有量
Wmg:マグネシウムの含有量。
また本発明の第二の態様の樹脂組成物において、本発明の樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対する,該樹脂組成物中のカルシウム又はマグネシウムと「強酸」との塩の合計含有量の、カルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量「Tca+mg」は、0.0008質量部以下である。このTca+mgの値は、ゴム含有グラフト重合体(C)由来のカルシウム又はマグネシウムと強酸との塩の合計含有量の、カルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量「Cca+mg」と、ゴム含有グラフト重合体(C)以外の成分に由来するカルシウム及びマグネシウムと強酸との塩の合計含有量の、カルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量「NCca+mg」とを、それぞれ算出することにより、次式にて算出される。
Tca+mg=Cca+mg+NCca+mg ・・・(5)
Cca+mg=Mc×(cqcas×rca + cqmgs×rmg) ・・・(6)
Mc:樹脂組成物の「主要3成分」100質量部中におけるゴム含有グラフト重合体(C)の質量部
cqcas:ゴム含有グラフト重合体(C)中のカルシウムと強酸との塩の濃度
cqmgs:ゴム含有グラフト重合体(C)中のマグネシウムと強酸との塩の濃度
rca:カルシウムと強酸との塩中のカルシウム濃度
rmg:マグネシウムと強酸との塩中のマグネシウム濃度。
NCca+mg=(mnccas×rca)+(mncmgs×rmg) ・・・(7)
mnccas:樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対する樹脂組成物中のゴム含有グラフト重合体(C)以外の成分に由来するカルシウムと強酸との塩の質量部
mncmgs:樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対する樹脂組成物中のゴム含有グラフト重合体(C)以外の成分に由来するマグネシウムと強酸との塩の質量部
rca:カルシウムと強酸との塩中のカルシウム濃度
rmg:マグネシウムと強酸との塩中のマグネシウム濃度。
本発明の第一の態様及び第二の態様の樹脂組成物において、更に、樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部中におけるガラス充填剤(B)以外のカルシウム又はマグネシウムと「弱酸」との塩の合計含有量が、カルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量「NB’ca+mg」で0.0010〜0.0060質量部であることが好ましい。この含有量NB’ca+mgの値が0.0010〜0.0060質量部であれば、成形体は衝撃強度や曲げ特性(弾性率・強度)に優れる。この含有量NB’ca+mgの値は0.0020〜0.0030質量部がさらに好ましい。
NB’ca+mg=C’ca+mg+NBC’ca+mg ・・・(8)
C’ca+mg=Mc×(cq’cas×r’ca + cq’mgs×r’mg)
・・・(9)
Mc:樹脂組成物の「主要3成分」100質量部中におけるゴム含有グラフト重合体(C)の質量部
cq’cas:ゴム含有グラフト重合体(C)中のカルシウムと弱酸との塩の濃度
cq’mgs:ゴム含有グラフト重合体(C)中のマグネシウムと弱酸との塩の濃度
r’ca:カルシウムと弱酸との塩中のカルシウム濃度
r’mg:マグネシウムと弱酸との塩中のマグネシウム濃度。
NBC’ca+mg=(mnbc’cas×r’ca)+(mnbc’mgs×r’mg)
・・・(10)
mnbc’cas:樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対する樹脂組成物中のガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)以外のカルシウムと弱酸との塩の質量部
mnbc’mgs:樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対する樹脂組成物中のガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)以外のマグネシウムと弱酸との塩の質量部
r’ca:カルシウムと弱酸との塩中のカルシウム濃度
r’mg:マグネシウムと弱酸との塩中のマグネシウム濃度。
樹脂組成物中のアルミニウムと強酸との塩は、エンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)との密着性を低下させ、かつ樹脂組成物の成形時の熱劣化を促進し、また成形体の高温高湿下での耐加水分解性を悪化させる。特にゴム含有グラフト重合体(C)由来のアルミニウムと強酸との塩は、エンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)との密着性を顕著に低下させる。尚、エンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)中には基本的にアルミニウムと強酸との塩は含まれない。ガラス充填剤(B)にはアルミニウムを含むことがあり、アモルファス構造を有する二酸化ケイ素がその骨格中にアルミニウムをイオンとして含む。そのためガラス充填剤(B)には基本的にアルミニウムと強酸との塩は含まれない。
本発明の第一の態様の樹脂組成物において、前記測定方法Xにて測定される乾燥試料100質量部中のアルミニウム含有量は0.0008質量部以下である。この含有量が0.0008質量部(8ppm)以下の場合は、上述のエンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)との密着性の低下や、樹脂組成物の成形時の熱劣化や成形体の加水分解性は問題とならないため、成形体の衝撃強度や曲げ特性(弾性率、強度)が優れる。このアルミニウムの含有量は好ましくは0.0006質量部以下(6ppm以下)であり、0.0002質量部以下(2ppm以下)がさらに好ましい。この含有量の値が、0.0006質量部以下であれば、エンジニアリングプラスチック(A)とガラス充填剤(B)との密着性がさらに優れる。
また本発明の第二の態様の樹脂組成物において、樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対する、該樹脂組成物中のアルミニウムと強酸との塩の合計含有量のアルミニウム換算の含有量「Tal」は、0.0008質量部以下である。ゴム含有グラフト重合体(C)中のアルミニウムと強酸との塩の含有量のアルミニウムの換算の含有量Calとゴム含有グラフト重合体(C)以外のアルミニウムと強酸との塩のアルミニウムの換算量NCalをそれぞれ算出することにより、次式にてTalが算出される。
Tal=Cal+NCal ・・・(11)
Cal=Mc×cqal×ral ・・・(12)
Mc:樹脂組成物の「主要3成分」100質量部中におけるゴム含有グラフト重合体(C)の質量部
cqals:ゴム含有グラフト重合体(C)中のアルミニウムと強酸との塩の濃度
ral:アルミニウムと強酸との塩中のアルミニウム濃度。
NCal=mncals×ral ・・・(13)
mncals:樹脂組成物の「主要3成分」の合計100質量部に対するゴム含有グラフト重合体(C)以外の成分に由来するアルミニウムと強酸との塩の質量部
ral:アルミニウムと強酸との塩中のアルミニウム濃度。
本発明の樹脂組成物は、上記の材料の他、本発明の目的を損なわない範囲で、周知の種々の添加剤、例えば、安定剤、難燃剤、難燃助剤、加水分解抑制剤、帯電防止剤、発泡剤、染料、顔料等を含有することができる。
本発明の樹脂組成物の調製する際の各材料の配合方法としては、公知のブレンド方法が挙げられ、特に限定されない。例えばタンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等で混合、混練する方法が挙げられる。また、例えば塩化メチレン等のエンジニアリングプラスチック(A)とゴム含有グラフト重合体(C)の共通の良溶媒に溶解させた状態で混合する溶液ブレンド方法等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、公知の成形方法によって、所望形状の成形体とすることができる。樹脂組成物は、直接に、或いは溶融押出機で一旦ペレットにしてから、押出成形法、射出成形法、圧縮成形法等によって成形することができる。成形体は、特に限定されず、自動車分野や家電分野等における各種部材(テレビフレーム、パソコンの筐体、車両用内装部材(インパネ等)、車両用外装部材(フェンダー、ピラー等)等)が挙げられる。
オクタメチルシクロテトラシロキサン97.5部、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン0.5部及びテトラエトキシシラン2.0部を混合してシロキサン混合物100部を得た。これに、脱イオン水180部にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBSNa)0.67部を溶解した溶液を添加し、ホモミキサーにて10,000rpmで5分間攪拌した。次いで、ホモジナイザーに20MPaの圧力で2回通過させて、シロキサンラテックスを得た。
製造例1で得られたPOSi(S−1)のラテックス28.5部(仕込みモノマー成分として10部)を、冷却管、温度計、窒素導入管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコ内に投入し、更に表1に示す「成分1」を添加し、混合した。このセパラブルフラスコ内に窒素気流を通じることによりフラスコ内雰囲気の窒素置換を行ない、液温を70℃まで昇温した。液温が70℃となった時点で表1に示す「成分2」の混合液を添加し、重合を開始させた。その後、液温70℃を10分間保持した。
表2に示す「成分1」を配合した水溶液を温度30℃に設定し、その水溶液中に製造例2で得られたラテックスを投入し、液温を80℃に昇温し、塩析した。凝集ポリマーを回収し、脱イオン水1500部に浸し、脱水する工程を2度繰り返し、温度80℃で一晩乾燥して、ゴム含有グラフト重合体(Csa−2)の粉体を得た。
製造例1で得られたPOSi(S−1)のラテックス28.5部(仕込みモノマー成分として10部)を、冷却管、温度計、窒素導入管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコ内に投入し、更に表3に示す「成分1」を添加し、混合した。このセパラブルフラスコ内に窒素気流を通じることによりフラスコ内雰囲気の窒素置換を行ない、液温を50℃まで昇温した。液温が50℃となった時点で表3に示す「成分2」の混合液を添加し、重合を開始させた。その後、液温65℃を30分間保持した。さらに表3に示す「成分3」の混合液を30分間かけてセパラブルフラスコ内に滴下し、60分間保持した。このようにしてラテックスを得た。
表4に示す「成分1」を攪拌機および還流冷却管を備えた反応容器内に仕込み、温度70℃で1.5時間加熱攪拌し、重合させた。引き続き、表4に示す「成分2」からなる混合物を1時間かけて反応容器内に滴下し、その後1時間加熱攪拌を続けて、酸基含有共重合体ラテックスを得た。
表5に示す「成分1」を温度80℃で溶解させた。次いで表5に示す「成分2」の水溶液を上記の溶液中に投入して強制乳化させ、安定剤のエマルションを調製した。
(1)ゴム状重合体のラテックス(R−1)の製造
第一単量体混合液として表6に示す「成分1」を容量70Lのオートクレーブ内に仕込み、昇温して、液温が43℃になった時点で、表6に示す「成分2」のレドックス系開始剤を添加して反応を開始し、その後さらに液温を65℃まで昇温した。重合開始から3時間後に表6に示す「成分3」の重合開始剤を添加し、その1時間後から「成分4」の第二単量体混合液、「成分5」の乳化剤水溶液、「成分6」の重合開始剤を8時間かけてオートクレーブ内に連続的に滴下した。重合開始から4時間反応させて、ゴム状重合体のラテックス(R−1)を得た。このラテックス中の重合体粒子の質量平均粒子径は170nmであり、dw/dn=1.2であった。
ラテックス(R−1)219部(仕込みモノマー成分として77.5部)を、攪拌機および還流冷却管を備えた反応容器内に仕込み、表7に示す「成分1」を添加した。次いで、反応容器内の液温を55℃に昇温し、表7に示す「成分2」からなる水溶液を加え、引き続き、表7に示す「成分3」の混合物を60分間かけて反応容器内に滴下し、さらに60分間加熱攪拌を続けた。引き続き表7に示す「成分4」の混合物を60分間かけて反応容器内に滴下し、さらに60分間加熱攪拌を続けた。このようにして、ゴム状重合体に対してビニル単量体をグラフト重合させて、ゴム含有グラフト重合体のラテックス(Rgr−1)を得た。
製造例7で得られたゴム含有グラフト重合体のラテックス(Rgr−1)243.9部に、製造例6の安定剤のエマルションを2.2部配合して、混合した。次いで、アトマイザー式噴霧乾燥機(大川原化工機(株)製、商品名;L−8型スプレードライヤー)を用いて、乾燥用加熱ガスの入口温度140℃及び出口温度65℃で噴霧乾燥して、ゴム含有グラフト重合体(Cba−4)の粉体を得た。
製造例7で得られたゴム含有グラフト重合体のラテックス(Rgr−1)243.9部に、製造例6の安定剤のエマルションを2.2部配合して、混合した。さらにアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(SS−L)を0.5部配合した。次いで、アトマイザー式噴霧乾燥機(大川原化工機(株)製、商品名;L−8型スプレードライヤー)を用いて、乾燥用加熱ガスの入口温度140℃及び出口温度65℃で噴霧乾燥して、ゴム含有グラフト重合体(Cba−5)の粉体を得た。
(1)ゴム状重合体のラテックス(R−2)の製造
攪拌機を備えたオートクレーブ内に、表8に示す「成分1」を加え、オートクレーブ内の雰囲気を窒素置換した。次いで、表8に示す「成分2」を加えて密封し、液温を50℃に昇温した。次いで表8に示す「成分3」を含む酸化還元触媒水溶液を加えた後、温度55℃で8時間重合させることによりゴム状重合体のラテックス(R−2)を得た。このラテックス中の重合体粒子の質量平均粒子径は100nmであり、固形分は32.1%であった。
ラテックス(R−2)242部を、攪拌機および還流冷却管を備えた反応容器内に仕込み、液温を40℃に昇温した。次いで表9に示す「成分1」を加え、30分間攪拌した。その後、表9に示す「成分2」の水溶液を配合した。得られたラテックス中の重合体粒子の質量平均粒子径は250nmであった。
表3に示す「成分4」の代わりに表11に示す「成分4’」を用いた以外は製造例4と同様にしてゴム含有グラフト重合体(Csa−7)の粉体を得た。
表3に示す「成分4」の代わりに表12に示す「成分4”」を用いた以外は製造例4と同様にしてゴム含有グラフト重合体(Csa−8)の粉体を得た。
〔測定1〕ゴム含有グラフト重合体中のナトリウム、カリウム、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムイオン量の定量
試料として、各製造例で得られたゴム含有グラフト重合体を用いて、以下の方法で測定した。
試料0.25gを分解容器内に秤り取り、該容器内に硝酸8mlを添加してマイクロウエーブにて試料を分解(湿式分解)させた。試料液を、冷却後、該容器内にフッ化水素酸2mlを入れ、再度マイクロウエーブで処理し、蒸留水で50mlにメスアップし検液とした。
この検液をICP発光分析装置(IRIS Interpid II XSP:Thermo社製)を用いてナトリウム、カリウム、アルミニウム、マグネシウム、カルシウムのイオン量を定量(ppm単位)した。表13に結果をまとめた。
試料として、各製造例で得られたゴム含有グラフト重合体を用い、以下の方法で測定した。
容器内に、試料0.2g及び0.1%トリフロオロ酢酸(トルエン溶液)10mlを入れて、温度80℃で60分間撹拌して、試料を溶解した。次に、この容器内に、三フッ化ほう素メタノール1gを加え、温度80℃、30分間の条件でメチルエステル化処理を行った。この容器内に蒸留水10mlとヘキサン10mlを加えて二層分離させ、ヘキサン層を試料液とした。
試料液1μlをガスクロマトグラフ内に注入し、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、アルケニルコハク酸ジカリウム、ロジン酸の量を測定した。測定値を試料質量当たりの濃度に換算した。表13に結果をまとめた。
[1]乾燥試料の調製
ゴム含有グラフト重合体1質量%、アセトン99質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得た。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して20000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄みを抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)フラスコを温度56℃の恒温槽中にセットして、エバポレータによって揮発分を留去する。
(4)フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
上記「乾燥試料」がアセトン可溶分であるので「100−(アセトン可溶分)」によってアセトン不溶分を算出し、表13に結果をまとめた。
[1]乾燥試料の調製
試料として、実施例6、実施例9、実施例12及び比較例8において得られた樹脂組成物を用い、各樹脂組成物5質量%及びクロロホルム95質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得た。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して5000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
試料として、実施例6、実施例9、実施例12及び比較例8において得られた各樹脂組成物を用いて、「測定2」と同様の方法で脂肪酸の量を測定し、表16に結果をまとめた。
[1]乾燥試料の調製
実施例6、実施例9、実施例12及び比較例8においてで得られた樹脂組成物を用い、各樹脂組成物1質量%及びクロロホルム99質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得た。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して20000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
得られた「乾燥試料」(クロロホルム可溶分)の元素分析を行い、窒素含有量Wn(質量%)を測定した。
以下の算出式でアクリロニトリル由来成分の割合Wacr(質量%)を算出した。
Wacr(質量%)=Wn(質量%)×53.06÷14.00
・・・(14)
アクリロニトリルの分子量:53.06
窒素の分子量:14.00。
1.樹脂組成物の製造
製造例2で得られたゴム含有グラフト共重合体(Csa−1)、ガラス繊維配合芳香族ポリカーボネート(「ユーピロンGS2030M9001」(商品名)、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、公称ガラス繊維30質量%配合、芳香族ポリカーボネート樹脂のMv:20000)、及び、芳香族ポリカーボネート(商品名「ユーピロンS3000」、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、Mv:20000)を表14に示す組成で配合し、混合し、混合物を得た。この混合物を、バレル温度310℃に加熱した脱揮式二軸押出機(池貝鉄工社製、PCM−30)に供給して混練し、ガラス繊維が27質量%配合された、実施例1の樹脂組成物のペレットを作製した。
「測定4」の方法に従って、得られた各樹脂組成物100質量部中のアルミニウムと強酸との塩の含有量(アルミニウム換算量Wal)、カルシウム又はマグネシウムと強酸との塩の含有量(カルシウム換算量Wca及びマグネシウム換算量Wmg)を算出し、表14に記載した。
Mdet=Ma+Ms ・・・(15)
そのため「測定1」の方法でゴム含有グラフト重合体中にカルシウムイオン、マグネシウムイオン又はアルミニウムイオンの金属イオンが8ppm以上検出される場合であって、「測定2」の方法で脂肪酸が検出された場合は、これらの金属イオンが全て脂肪酸塩に由来すると見做して、次式によって、脂肪酸のモル数Maが算出される。
Ma=Mdet−Ms ・・・(16)
またモル%の場合、次式が成立する。
Ma(モル%)=Mdet(モル%)−Ms(モル%) ・・・(17)。
ステアリン酸が1%検出された場合で、かつ、アルミニウムが100ppm(0.01%)、カルシウムが200ppm(0.02%)検出された場合は、各成分のモル%は以下の通りである。
ステアリン酸のモル%:1%÷245(ステアリン酸の分子量)=0.0040モル%
アルミニウムのモル%:[0.01%÷27(アルミニウムの分子量)]×3(価数)=0.0008モル%
カルシウムのモル%:[0.02%÷40(カルシウムの分子量)]×2(価数)=0.0010モル%。
従って、脂肪酸の量Ma(モル%)は、次式にて算出される。
Ma(モル%)=Mdet(モル%)−Ms(モル%)
=0040−0.0008−0.0010=0.0023
その脂肪酸の質量当たりの濃度は、次式にて算出される。
0.0023×245=0.54%。
ステアリン酸が0.5%検出された場合で、かつ、アルミニウムが100ppm(0.01%)、カルシウムが500ppm(0.05%)検出された場合は、各成分のモル%は、次式にて算出される。
ステアリン酸のモル%:0.5%÷245(ステアリン酸の分子量)=0.0020モル%
アルミニウムのモル%:[0.01%÷27(アルミニウムの分子量)]×3(価数)=0.0008モル%
カルシウムのモル%:[0.05%÷40(カルシウムの分子量)]×2(価数)=0.0025モル%
従って、脂肪酸の量Ma(モル%)は、次式にて算出され、ゼロ以下となる。
0.0020−0.0008−0.0025=−0.0013
この場合、アルミニウムはすべてステアリン酸との塩となり、カルシウムはその一部がステアリン酸との塩になる。残りのカルシウムは、他の酸との塩となり、そのカルシウム濃度は次式にて算出される。
0013÷2×40=0.026(26ppm)
ゴム含有グラフト重合体の製造時に強酸とアルカリ金属との塩を乳化剤等で配合している場合は、26ppmのカルシウムは強酸との塩由来と見なす。
前記10種類の各ペレットを、それぞれ別個に、住友射出成形機SE100DU(住友重機械工業(株)製)に供給し、シリンダー温度320℃、金型温度90℃にて、長さ80mm×幅10mm×厚さ4mmの成形体(試験片)を得た。シャルピー衝撃試験はISO−179−1に準拠し、ISO2818に準拠したTYPEAのノッチを刻んで測定した。測定結果を表14に示した。
前記10種類の各ペレットを、それぞれ別個に、住友射出成形機SE100DU(住友重機械工業(株)製)に供給し、シリンダー温度320℃、金型温度90℃にて、長さ80mm×幅10mm×厚さ4mmの成形体(試験片)を得た。ISO−178に準拠し、曲げ速度を2mm/minで測定した。測定結果を表14に示した。
シャルピー衝撃試験にて破断した試験片の破断面のSEM観察を実施し、芳香族ポリカーボネート樹脂とガラス繊維との密着性を評価した。図1〜図7に各実施例、各比較例にて得られた成形体のシャルピー衝撃試験後の破断面をまとめた。
比較例1はガラス繊維(ガラス充填剤)27%の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物である。比較例2は、樹脂組成物中のガラス繊維の含有量を27%に固定して、ゴム含有グラフト重合体(Csa−2)を配合した例である。芳香族ポリカーボネート樹脂及びゴム含有グラフト重合体の合計(樹脂組成物の「主要3成分」)100部に対して、ゴム含有グラフト重合体(C)由来のカルシウム又はマグネシウムと強酸との塩がカルシウム及びマグネシウム換算で0.0185部であり、0.0008部を超える。そのためガラス繊維と芳香族ポリカーボネート樹脂との密着性を低下させた(図5)。密着性が低下するので、ノッチ無しシャルピー衝撃強度は改善されず、逆に低下した。さらにガラス繊維配合による曲げ特性改善効果も著しく低減した。
1.樹脂組成物の製造
製造例2で得られたゴム含有グラフト共重合体(Csa−1)、ガラス繊維配合芳香族ポリカーボネート(「ユーピロンGS2030M9001」(商品名)、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、公称ガラス繊維30質量%配合、芳香族ポリカーボネート樹脂のMv:20000)、及び、芳香族ポリカーボネート(商品名「ユーピロンS3000」、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、Mv:20000)を表15に示す組成で配合し、混合した。この混合物をバレル温度280℃に加熱した脱揮式二軸押出機(池貝鉄工社製、PCM−30)に供給して混練し、ガラス繊維が27質量%配合された、実施例6の樹脂組成物のペレットを作製した。
「測定1」の方法及び「測定2」の方法で測定された金属量及び脂肪酸の結果から、各実施例及び各比較例の樹脂組成物の「主要3成分」100質量部に対する脂肪酸の量、芳香族ポリカーボネート樹脂、ガラス充填剤及びゴム含有グラフト重合体の合計100質量部に対しアルミニウム、カルシウム及びマグネシウムと強酸との塩のカルシウム及びマグネシウム換算量を算出し、表15に記載した。ゴム含有グラフト重合体(Csa−1)、(Csa−3)及び(Csa−8)中に脂肪酸やその塩は含まれないので、これらの重合体中に検出されたカルシウム及びマグネシウムは強酸との塩である。
シリンダー温度を280℃に変更した以外は実施例1と同様にシャルピー衝撃試験を行った。測定結果を表15に示した。
シリンダー温度を280℃に変更した以外は実施例1と同様に曲げ試験を行った。測定結果を表15に示した。
以上の評価結果を纏めると以下の通りである。
実施例6〜14及び比較例6〜8は、押出、成形温度を280℃として得られた樹脂組成物の評価結果である。比較例8はガラス繊維27質量%の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物である。比較例6及び7は、樹脂組成物の「主要3成分」100質量部に対して、ゴム含有グラフト重合体(C)由来のカルシウム及びマグネシウムと強酸との塩の合計含有量が0.0008質量部を超え、成形体の衝撃強度は十分でなく、特に曲げ強度の低下が大きい。
実施例6、実施例9、実施例12及び比較例8の各樹脂組成物について、前記測定4、測定5及び測定6に従って、各成分の量を測定し、評価結果を表16にまとめた。
Claims (19)
- エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)を含む樹脂組成物であって、
該樹脂組成物のクロロホルム可溶分中のアクリロニトリル由来成分の割合が2.0質量%以下であり、
該樹脂組成物100質量部中における脂肪酸の含有量が0.03質量部以下であり、
下記の測定方法Xにて測定される乾燥試料100質量部中のカルシウム及びマグネシウムの合計含有量が0.0008質量部以下であり、アルミニウムの含有量が0.0002質量部以下である樹脂組成物。
[測定方法X]
[1]乾燥試料の調製
樹脂組成物5質量%及びクロロホルム95質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得る。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して5000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
[2]前記乾燥試料中のアルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを定量する。 - 前記カルシウム及びマグネシウムの合計含有量が0.0006質量部以下である請求項1に記載の樹脂組成物。
- エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)を含む樹脂組成物であって、
ゴム含有グラフト重合体(C)のアセトン不溶分が25質量%以上であり、
ゴム含有グラフト重合体(C)中に含まれる脂肪酸の含有量が1質量%以下であり、
エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)、及びゴム含有グラフト重合体(C)の合計100質量部に対する、該樹脂組成物中のカルシウム又はマグネシウムと強酸との塩の合計含有量のカルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量が0.0008質量部以下であり、アルミニウムと強酸との塩の含有量のアルミニウム換算の含有量が0.0008質量部以下であり、下記の測定方法Xにて測定される乾燥試料100質量部中のアルミニウムの含有量が0.0002質量部以下である樹脂組成物。
[測定方法X]
[1]乾燥試料の調製
樹脂組成物5質量%及びクロロホルム95質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得る。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して5000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
[2]前記乾燥試料中のアルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを定量する。 - 前記カルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量が、0.0006質量部以下である請求項3に記載の樹脂組成物。
- 更に、アルカリ金属と強酸との塩(D)を含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物100質量部中における前記アルカリ金属と強酸との塩(D)の含有量が0.01〜0.5質量部である請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有グラフト重合体(C)が、アルカリ金属と強酸との塩(D)を含むゴムラテックスの存在下でビニル単量体を乳化重合して得られるゴム含有グラフト重合体ラテックスを、凝析剤を用いて凝析回収して又は噴霧回収して得られたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有グラフト重合体(C)が、噴霧回収して得られたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 更に、前記樹脂組成物中に、ガラス充填剤(B)以外の成分に由来するカルシウム又はマグネシウムと弱酸との塩を、エンジニアリングプラスチック(A)ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)の合計100質量部に対して、カルシウム及びマグネシウム換算の合計量で0.0010〜0.0060質量部含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有グラフト重合体(C)中のゴム状重合体の質量平均粒子径が300nm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記エンジニアリングプラスチック(A)が芳香族ポリカーボネート樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記アルカリ金属と強酸との塩(D)がナトリウムもしくはカリウムとスルホン酸との塩である請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有グラフト重合体(C)の含有量が、エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)の合計100質量%中、0.25〜15質量%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有グラフト重合体(C)の含有量が、エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)の合計100質量%中、0.25〜7.5質量%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ガラス充填剤(B)の含有量が、エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)の合計100質量%中、5〜40質量%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ゴム含有グラフト重合体(C)が、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム及びシリコーン・アクリル複合ゴムから選ばれる一種以上のゴムを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ガラス充填剤(B)がガラス繊維である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
- エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)、及び、アセトン不溶分が25質量%以上であり脂肪酸の含有量が1質量%以下であるゴム含有グラフト重合体(C)を混合し、
エンジニアリングプラスチック(A)、ガラス充填剤(B)及びゴム含有グラフト重合体(C)の合計100質量部に対して、ゴム含有グラフト重合体(C)由来のカルシウム又はマグネシウムと強酸との塩の合計含有量がカルシウム及びマグネシウム換算の合計含有量で0.0008質量部以下であり、ゴム含有グラフト重合体(C)由来のアルミニウムと強酸との塩の含有量がアルミニウム換算の含有量で0.0008質量部以下であり、下記の測定方法Xにて測定される乾燥試料100質量部中のアルミニウムの含有量が0.0002質量部以下である樹脂組成物を製造する方法。
[測定方法X]
[1]乾燥試料の調製
樹脂組成物5質量%及びクロロホルム95質量%からなる溶液を調製して、以下(1)〜(4)の操作を行ない、「乾燥試料」を得る。
(1)前記溶液を遠心分離機に供して5000rpmで30分間、遠心分離する。
(2)上澄み液を抽出し、フラスコ内に入れる。
(3)該フラスコを温度68℃の恒温槽中にセットして、エバポレータで該液から揮発分を留去する。
(4)該フラスコ内の残存物を温度120℃で3時間乾燥して「乾燥試料」を得る。
[2]前記乾燥試料中のアルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを定量する。
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