JP7476884B2 - 塩化ビニル樹脂組成物、塩化ビニル樹脂成形体および積層体 - Google Patents
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Description
具体的には、例えば、自動車インスツルメントパネルおよびドアトリム等の自動車内装部品の形成には、塩化ビニル樹脂成形体からなる表皮や塩化ビニル樹脂成形体からなる表皮に発泡ポリウレタン等の発泡体を裏打ちしてなる積層体などの自動車内装材が用いられている。
しかしながら、上記従来技術の塩化ビニル樹脂組成物を成形して得られる塩化ビニル樹脂成形体は、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持する点に改善の余地があった。
しかしながら、上記従来技術の塩化ビニル樹脂組成物は、耐金型汚染性に改善の余地があった。
また、本発明は、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る塩化ビニル樹脂成形体を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、当該塩化ビニル樹脂成形体を備える積層体を提供することを目的とする。
なお、本発明において、塩化ビニル樹脂粒子および塩化ビニル樹脂微粒子の「体積平均粒子径」は、JIS Z8825に準拠し、レーザー回折法により測定することができる。
なお、本発明において、塩化ビニル樹脂の「平均重合度」は、JIS K6720-2に準拠して測定することができる。
また、本発明によれば、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る塩化ビニル樹脂成形体を提供することができる。
さらに、本発明によれば、当該塩化ビニル樹脂成形体を備える積層体を提供することができる。
本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、例えば、本発明の塩化ビニル樹脂成形体を形成する際に用いることができる。そして、本発明の塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体は、例えば、自動車インスツルメントパネルおよびドアトリム等の自動車内装部品が備える表皮などの、自動車内装材として好適に用いることができる。
また、本発明の塩化ビニル樹脂成形体は、例えば、本発明の積層体を形成する際に用いることができる。そして、本発明の塩化ビニル樹脂成形体を用いて形成した積層体は、例えば、自動車インスツルメントパネルおよびドアトリム等の自動車内装部品を製造する際に用いる自動車内装材として好適に用いることができる。
本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、(a)塩化ビニル樹脂と、(x)可塑剤とを含んでいる。そして、本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、(x)可塑剤として、(b)トリメリット酸エステルと、(c)所定の構造単位を含有するポリエステルとを含み、(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量が、(a)塩化ビニル樹脂100質量部当たり、65質量部以上であり、(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量に占める(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの含有量の割合が50質量%を超えることを特徴とする。
なお、本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、任意に、上記(a)塩化ビニル樹脂、および(x)可塑剤以外のその他の成分を更に含んでいてもよい。
また、本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、(x)可塑剤として、任意に、上記(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステル以外のその他の可塑剤を更に含んでいてもよい。
したがって、本発明の塩化ビニル樹脂組成物を使用すれば、例えば、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る自動車インスツルメントパネル用表皮およびドアトリム用表皮などの、自動車内装材として好適な塩化ビニル樹脂成形体を得ることができる。
なお、例えば、本発明の塩化ビニル樹脂組成物を用いて、自動車内装材として良好に使用し得る塩化ビニル樹脂成形体を容易に得る観点からは、本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、粉体成形に用いられることが好ましく、パウダースラッシュ成形に用いられることがより好ましい。
(a)塩化ビニル樹脂としては、通常、粒子状の塩化ビニル樹脂を用いる。そして、(a)塩化ビニル樹脂としては、例えば、1種類または2種類以上の塩化ビニル樹脂粒子を含有することができ、任意に、1種類または2種類以上の塩化ビニル樹脂微粒子を更に含有することができる。中でも、(a)塩化ビニル樹脂は、少なくとも塩化ビニル樹脂粒子を含有することが好ましく、塩化ビニル樹脂粒子および塩化ビニル樹脂微粒子を含有することがより好ましい。
そして、(a)塩化ビニル樹脂は、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、塊状重合法など、従来から知られているいずれの製造法によっても製造し得る。
なお、本明細書において、「樹脂粒子」とは、粒子径が30μm以上の粒子を指し、「樹脂微粒子」とは、粒子径が30μm未満の粒子を指す。
塩化ビニル樹脂組成物において、塩化ビニル樹脂粒子は、通常、マトリックス樹脂(基材)として機能する。なお、塩化ビニル樹脂粒子は、懸濁重合法により製造することが好ましい。
そして、塩化ビニル樹脂粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度は、800以上であることが好ましく、1000以上であることがより好ましく、1300以上であることが更に好ましく、5000以下であることが好ましく、3000以下であることがより好ましく、2800以下であることが更に好ましく、2300以下であることが特に好ましく、1900以下であることがより一層好ましい。塩化ビニル樹脂粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度が上記下限以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の物理的強度を十分確保しつつ、例えば、引張特性、特には引張伸びをより良好にできるからである。そして、引張伸びが良好な塩化ビニル樹脂成形体は、例えば、エアバッグが膨張、展開した際に、破片が飛散することなく設計通りに割れる、延性に優れた自動車インスツルメントパネルの表皮などの自動車内装材として好適に用いることができる。また、塩化ビニル樹脂粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物の溶融性を向上させることができるからである。
また、塩化ビニル樹脂粒子の体積平均粒子径は、通常30μm以上であり、50μm以上が好ましく、100μm以上がより好ましく、500μm以下が好ましく、200μm以下がより好ましい。塩化ビニル樹脂粒子の体積平均粒子径が上記下限以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物の粉体流動性がより向上するからである。また、塩化ビニル樹脂粒子の体積平均粒子径が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物の溶融性が向上すると共に、当該組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の表面平滑性を向上できるからである。
そして、(a)塩化ビニル樹脂中の塩化ビニル樹脂粒子の含有割合は、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、100質量%とすることができ、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。(a)塩化ビニル樹脂中の塩化ビニル樹脂粒子の含有割合が上記下限以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の物理的強度を十分確保しつつ引張伸びを良好にできるからである。また、(a)塩化ビニル樹脂中の塩化ビニル樹脂粒子の含有割合が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物の粉体流動性が向上するからである。
塩化ビニル樹脂組成物において、塩化ビニル樹脂微粒子は、通常、ダスティング剤(粉体流動性改良剤)として機能する。なお、塩化ビニル樹脂微粒子は、乳化重合法により製造することが好ましい。
そして、塩化ビニル樹脂微粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度は、500以上が好ましく、700以上がより好ましく、2600以下が好ましく、2400以下がより好ましい。ダスティング剤としての塩化ビニル樹脂微粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度が上記下限以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物の粉体流動性がより良好になると共に、当該組成物を用いて得られる成形体の引張伸びがより良好になるからである。また、塩化ビニル樹脂微粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物の溶融性が向上し、当該組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の表面平滑性が向上するからである。
また、塩化ビニル樹脂微粒子の体積平均粒子径は、通常30μm未満であり、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましい。塩化ビニル樹脂微粒子の体積平均粒子径が上記下限以上であれば、例えばダスティング剤としてのサイズを過度に小さくすることなく、塩化ビニル樹脂組成物の粉体流動性を更に良好にすることができるからである。また、塩化ビニル樹脂微粒子の体積平均粒子径が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物の溶融性が高まり、形成される塩化ビニル樹脂成形体の表面平滑性を更に向上させることができるからである。
そして、(a)塩化ビニル樹脂中の塩化ビニル樹脂微粒子の含有割合は、0質量%であってもよいが、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。(a)塩化ビニル樹脂中の塩化ビニル樹脂微粒子の含有割合が上記下限以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物の粉体流動性が更に向上するからである。また、(a)塩化ビニル樹脂中の塩化ビニル樹脂微粒子の含有割合が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の物理的強度をより高めることができるからである。
(x)可塑剤は、(b)トリメリット酸エステルと、(c)所定の構造単位を含有するポリエステルと、を含んでいる。また、(x)可塑剤は、(d)ドデカン二酸ジエステルを更に含んでいてもよい。また、(x)可塑剤は、(b)トリメリット酸エステル、(c)所定の構造単位を含有するポリエステル、および(d)ドデカン二酸ジエステル以外の、(e)その他の可塑剤を更に含んでいてもよい。
(b)トリメリット酸エステルは、好ましくは、トリメリット酸と一価アルコールとのエステル化合物である。
上記(b)トリメリット酸エステルは、単一の化合物からなるものであってもよいし、異なる化合物の混合物であってもよい。
より好ましい(b)トリメリット酸エステルの具体例は、トリメリット酸トリ-n-オクチル、トリメリット酸トリ-(2-エチルヘキシル)、トリメリット酸トリ-n-ノニル、トリメリット酸トリ-n-デシル、トリメリット酸トリ-n-アルキルエステル(炭素数が異なるアルキル基〔但し、炭素数は6~18である。〕を分子内に2種以上有するエステル)、及びこれらの混合物等である。
(c)所定の構造単位を含有するポリエステルは、アジピン酸由来の構造単位と、3-メチル-1,5-ペンタンジオール由来の構造単位とを含有する。
なお、(c)所定の構造単位を含有するポリエステルは、アジピン酸由来の構造単位および3-メチル-1,5-ペンタンジオール由来の構造単位以外の構造単位を有していてもよいが、アジピン酸由来の構造単位および3-メチル-1,5-ペンタンジオール由来の構造単位の合計が、全構造単位の50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。また、(c)所定の構造単位を含有するポリエステルは、繰り返し単位としてアジピン酸由来の構造単位および3-メチル-1,5-ペンタンジオール由来の構造単位のみを有することが好ましい。
なお、上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルとしては、市販品を用いてもよい。
更に、末端停止成分として使用し得る一塩基酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、2-エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、安息香酸およびそれらの混合物が挙げられる。
中でも、末端停止成分としては、2-エチルヘキサノールが好ましい。
なお、「数平均分子量」は、VPO(蒸気圧浸透圧)法にて測定することができる。
また、上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルは、酸価が1以下であることが好ましい。
更に、上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルは、水酸基価が30以下であることが好ましい。
なお、「粘度」は、JIS Z8803に準拠し、温度23℃で測定することができる。
塩化ビニル樹脂組成物中における(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量は、上記(a)塩化ビニル樹脂100質量部に対して、65質量部以上であることが必要であり、80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましく、200質量部以下であることが好ましく、160質量部以下であることがより好ましく、140質量部以下であることが更に好ましい。(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量が上記下限以上であると、塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体は、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持することができる。また、(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量が上記下限以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の低温柔軟性を更に高めることができる。さらに、(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量が、上記(a)塩化ビニル樹脂100質量部に対して90質量部以上であれば、塩化ビニル樹脂組成物は優れた溶融性を発揮することができる。一方、(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量が上記上限以下であれば、塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成した塩化ビニル樹脂成形体の表面がべた付くことを抑制することができる。
なお、塩化ビニル樹脂組成物中における(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量に占める上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの含有量の割合は、100質量%未満であることが必要であり、98質量%未満であることが好ましく、95質量%未満であることがより好ましく、92質量%未満であることが更に好ましい。(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量に占める上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの含有量の割合が上記100質量%未満であると、塩化ビニル樹脂組成物の耐金型汚染性を十分に高めることができる。また、(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量に占める上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの含有量の割合が上記上限未満であれば、塩化ビニル樹脂組成物の溶融性を高めることができる。
(x)可塑剤は、上述した(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルに加えて、(d)ドデカン二酸ジエステルを更に含んでいてもよい。(x)可塑剤が上述した(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルに加えて、(d)ドデカン二酸ジエステルを更に含むことにより、形成される塩化ビニル樹脂成形体の加熱後の低温引張伸びを高めることができる。
しかしながら、可塑剤として、上述した(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルに加えて、(d)ドデカン二酸ジエステルを更に使用して得られる塩化ビニル樹脂組成物であれば、理由は明らかではないが、加熱後の低温引張伸びに優れた塩化ビニル樹脂成形体を形成可能であることがわかった。
(x)可塑剤が、(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルに加えて、(d)ドデカン二酸ジエステルを更に含んでいる場合、(x)可塑剤中における(b)トリメリット酸エステル、(c)所定の構造単位を含有するポリエステル、(d)ドデカン二酸ジエステル、および(e)その他の可塑剤の各可塑剤の含有割合が所定範囲内であることが好ましい。(x)可塑剤が、(b)トリメリット酸エステル、(c)所定の構造単位を含有するポリエステル、(d)ドデカン二酸ジエステル、および(e)その他の可塑剤をそれぞれ所定の含有割合で含んでいれば、形成される塩化ビニル樹脂成形体の低温柔軟性および加熱後の低温引張伸びを更に高めることができる。
さらに、塩化ビニル樹脂組成物中における(b)トリメリット酸エステル、上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステル、および(d)ドデカン二酸ジエステルの含有量の合計は、上記(a)塩化ビニル樹脂100質量部に対して、好ましくは30質量部以上であり、より好ましくは60質量部以上であり、更に好ましくは66質量部以上であり、一層好ましくは80質量部以上であり、好ましくは200質量部以下であり、より好ましくは160質量部以下であり、更に好ましくは140質量部以下である。塩化ビニル樹脂組成物中における(b)トリメリット酸エステル、上記(c)所定の構造単位を含有するポリエステル、および(d)ドデカン二酸ジエステルの含有量の合計が上記範囲内であれば、形成される塩化ビニル樹脂成形体の低温柔軟性および加熱後の低温引張伸びを更に高めることができる。
塩化ビニル樹脂組成物中における(c)ポリエステルと(d)ドデカン二酸ジエステルとの質量比(c/d)は、好ましくは3/2以上であり、より好ましくは7/4以上であり、更に好ましくは2/1以上であり、好ましくは10/1以下であり、より好ましくは6/1以下であり、更に好ましくは3/1以下である。(c)ポリエステルと(d)ドデカン二酸ジエステルとの質量比(c/d)が上記所定の範囲内であれば、形成される塩化ビニル樹脂成形体の加熱後の低温引張伸びを更に高めることができる。
塩化ビニル樹脂組成物に含まれる(x)可塑剤は、任意で、上述した(b)トリメリット酸エステル、(c)所定の構造単位を含有するポリエステル、および(d)ドデカン二酸ジエステル以外の可塑剤((e)その他の可塑剤)を含んでいてもよい。
本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、上述した成分以外に、各種添加剤を更に含有してもよい。添加剤としては、特に限定されることなく、滑剤;過塩素酸処理ハイドロタルサイト、ゼオライト、β-ジケトン、脂肪酸金属塩などの安定剤;離型剤;上記塩化ビニル樹脂微粒子以外のその他のダスティング剤;耐衝撃性改良剤;過塩素酸処理ハイドロタルサイト以外の過塩素酸化合物(過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム等);酸化防止剤;防カビ剤;難燃剤;帯電防止剤;充填剤;光安定剤;発泡剤;顔料;などが挙げられる。
なお、塩化ビニル樹脂組成物が含み得るシリコーンオイルとしては、例えば、特開2018-35304号公報に記載のシリコーンオイルなどが挙げられる。
そして、塩化ビニル樹脂組成物中におけるシリコーンオイルの含有量は、上記(a)塩化ビニル樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、1質量部以下であることが好ましく、0.8質量部以下であることがより好ましい。塩化ビニル樹脂組成物中におけるシリコーンオイルの含有量が上記所定範囲内であれば、塩化ビニル樹脂組成物の耐金型汚染性を一層高めることができる。
本発明の塩化ビニル樹脂組成物は、上述した成分を混合して調製することができる。
ここで、(a)塩化ビニル樹脂と、(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルを少なくとも含む(x)可塑剤と、必要に応じて更に配合される各種添加剤との混合方法としては、特に限定されることなく、例えば、ダスティング剤(塩化ビニル樹脂微粒子を含む)を除く成分をドライブレンドにより混合し、その後、ダスティング剤を添加、混合する方法が挙げられる。ここで、ドライブレンドには、ヘンシェルミキサーの使用が好ましい。また、ドライブレンド時の温度は、特に制限されることなく、50℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、200℃以下が好ましい。
そして、得られた塩化ビニル樹脂組成物は、粉体成形に好適に用いることができ、パウダースラッシュ成形により好適に用いることができる。
本発明の塩化ビニル樹脂成形体は、上述した塩化ビニル樹脂組成物を、任意の方法で成形することにより得られることを特徴とする。そして、本発明の塩化ビニル樹脂成形体は、上述した塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成されているため、通常、少なくとも、(a)塩化ビニル樹脂と、(x)可塑剤としての(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルとを含み、(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの合計含有量が上述した所定値以上であり、当該合計含有量に占める(c)所定の構造単位を含有するポリエステルの含有量の割合が50質量%を超えている。そして、本発明の塩化ビニル樹脂成形体は、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持することができる。
したがって、本発明の塩化ビニル樹脂成形体は、高温下に置かれた後に更に低温下に置かれた状態であっても、例えば、エアバッグが膨張、展開した際に、破片が飛散することなく設計通りに割れる、延性に優れた自動車インスツルメントパネルの表皮などの自動車内装材として好適に用いることができる。
ここで、パウダースラッシュ成形により塩化ビニル樹脂成形体を形成する場合、パウダースラッシュ成形時の金型温度は、特に制限されることなく、200℃以上とすることが好ましく、220℃以上とすることがより好ましく、300℃以下とすることが好ましく、280℃以下とすることがより好ましい。
なお、上記方法では、上述した本発明の塩化ビニル樹脂組成物を用いているため、得られた塩化ビニル樹脂成形体を脱型した後の金型の汚染を抑制することができる。
本発明の積層体は、発泡ポリウレタン成形体と、上述した塩化ビニル樹脂成形体とを有する。なお、塩化ビニル樹脂成形体は、通常、積層体の一方の表面を構成する。
そして、本発明の積層体は、例えば、本発明の塩化ビニル樹脂組成物を用いて形成され、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る塩化ビニル樹脂成形体を有しているため、自動車内装部品、特に、自動車インスツルメントパネルを形成する自動車内装材として好適に用いられる。
そして、塩化ビニル樹脂組成物の溶融温度および耐金型汚染性、並びに、塩化ビニル樹脂成形体の加熱前(初期)および加熱(熱老化試験)後の低温柔軟性および低温引張伸びは、下記の方法で測定および評価した。
実施例および比較例で得られた塩化ビニル樹脂組成物の溶融温度は、加熱した金型を用いて測定した。具体的には、金型を170℃から270℃までの範囲で等間隔に段階的に加熱した熱板上に置き、段階的に加熱した金型を得た。そして、塩化ビニル樹脂組成物を、当該段階的に加熱した金型に厚みが1mmとなるように振りかけ、30秒間放置することにより溶融させた。次に、余剰の塩化ビニル樹脂組成物を振り落とし、金型を水で冷却することにより、塩化ビニル樹脂がベルト状に成形された塩化ビニル樹脂成形シートを金型から脱型した。脱型した塩化ビニル樹脂成形シート表面を目視で観察し、溶融した箇所の温度を溶融温度とした。なお、当該溶融した箇所は、成形された塩化ビニル樹脂成形シートにおいて、粒子形状を残すことなく平滑な表面を有する箇所として判断した。溶融温度が低いほど、塩化ビニル樹脂組成物が溶融性に優れることを示す。
金型をサンドブラストにより洗浄した後、温度250℃に加熱したシボ付き金型に対して、実施例および比較例で得られた塩化ビニル樹脂組成物を振りかけ、任意の時間放置して溶融させた後、余剰の塩化ビニル樹脂組成物を振り落とした。その後、当該塩化ビニル樹脂組成物を振りかけたシボ付き金型を、温度200℃に設定したオーブン内に静置し、静置から60秒経過した時点で当該シボ付き金型を冷却水で冷却した。金型温度が40℃まで冷却された時点で、塩化ビニル樹脂成形体としての、145mm×175mm×1mmの塩化ビニル樹脂成形シートをシボ付き金型から脱型した。上述した加熱、成形、および冷却の操作を5回繰り返した後、マイクロスコープでシボ付き金型の表面の10cm×10cmの領域を観察した。当該領域内において、円相当径が100μm以上である粒子の数を計測して、下記の基準に従って、塩化ビニル樹脂組成物の耐金型汚染性を評価した。なお、円相当径が100μm以上である粒子の数が少ないほど、塩化ビニル樹脂組成物は耐金型汚染性に優れることを示す。
A:500個未満
B:500個以上1000個未満
C:1000個以上
<<加熱前(初期)>>
実施例および比較例で得られた塩化ビニル樹脂成形シート(寸法:145mm×175mm×1mm)を10mm×40mmの寸法で打ち抜き、JIS K7244-4に準拠して、周波数10Hz、測定温度範囲-90℃~+100℃、昇温速度2℃/分で損失弾性率のピークトップ温度を測定した。塩化ビニル樹脂成形シートは、当該ピークトップ温度が低いほど、加熱前(初期)の低温柔軟性に優れている。
<<加熱(熱老化試験)後>>
実施例および比較例で得られた塩化ビニル樹脂成型シート(寸法:145mm×175mm×1mm)を、DURO-A硬度が90°のポリウレタン製の板(寸法:230mm×320mm×3mm)の上に乗せ、250mm×340mm×2mmのアルミ板で上下を挟んだ。その上に2kgの重りを載せた状態にし、オーブンに入れて、120℃にて1週間加熱を行った。その後、重りを取り除き、オーブンから取り出して室温に戻した後、アルミ板を除いてからポリウレタン製の板から塩化ビニル樹脂成形シートを剥がした。得られた加熱(熱老化試験)後の塩化ビニル樹脂成形シートを用いて、上記加熱前の場合と同じ操作および条件で、損失弾性率のピークトップ温度を測定した。当該ピークトップ温度が低いほど、塩化ビニル樹脂成形シートは加熱(熱老化試験)後の低温柔軟性に優れている。
<<加熱前後での低温柔軟性の維持>>
塩化ビニル樹脂成形シートの加熱前の損失弾性率のピークトップ温度と、加熱後の損失弾性率のピークトップ温度との差を求めることにより、加熱前後での低温柔軟性の維持の程度を評価した。なお、加熱前の損失弾性率のピークトップ温度と、加熱後の損失弾性率のピークトップ温度との差が小さいほど、塩化ビニル樹脂成形シートは加熱前後で低温柔軟性を良好に維持できていることを示す。
<<加熱前(初期)>>
得られた塩化ビニル樹脂成形シートを、JIS K6251に記載の1号ダンベルで打ち抜き、JIS K7113に準拠して、引張速度200mm/分で、-10℃の低温下における引張破断伸び(%)を測定した。引張破断伸びの値が大きいほど、塩化ビニル樹脂成形シートは加熱前(初期)の低温引張伸びに優れている。
<<加熱(熱老化試験)後>>
発泡ポリウレタン成形体が裏打ちされた積層体を試料とした。当該試料をオーブンに入れ、温度120℃の環境下で500時間加熱を行った。次に、加熱後の積層体から発泡ポリウレタン成形体を剥離して、塩化ビニル樹脂成形シートのみを準備した。そして、上記初期の場合と同様の条件にて、500時間加熱後の塩化ビニル樹脂成形シートの引張破断伸び(%)を測定した。引張破断伸びの値が大きいほど、塩化ビニル樹脂成形シートは加熱(熱老化試験)後の低温引張伸びに優れている。
実施例および比較例で使用したポリエステルは、以下のようにして調製した。
<ポリエステルA>
多価カルボン酸としてのアジピン酸、多価アルコールとしての3-メチル-1,5-ペンタンジオール、及びストッパー(末端停止成分)としての2-エチルヘキサノールを反応容器に仕込み、触媒としてテトライソプロピルチタネートを加え、適宜溶剤を添加し、攪拌しながら昇温した。副生する水は常圧および減圧で除去し、最終的に220~230℃まで温度を上げて脱水縮合反応を完結させた。得られた生成物について、圧力4~80Pa、外套温度250℃の条件下で薄膜蒸留を行なうことで、末端が2-エチルヘキソキシ基からなるポリエステルA(粘度:3600mPa・s、数平均分子量:5300、酸価:0.32、水酸基価:12.7)を得た。
<塩化ビニル樹脂組成物の調製>
表1に示す配合成分のうち、可塑剤(トリメリット酸エステル、ポリエステルA、およびエポキシ化大豆油)と、ダスティング剤である塩化ビニル樹脂微粒子とを除く成分をヘンシェルミキサーに入れて混合した。そして、混合物の温度が80℃に上昇した時点で上記可塑剤を全て添加し、ドライアップ(可塑剤が、塩化ビニル樹脂である塩化ビニル樹脂粒子に吸収されて、上記混合物がさらさらになった状態をいう。)させた。その後、ドライアップさせた混合物が温度70℃以下に冷却された時点でダスティング剤である塩化ビニル樹脂微粒子を添加し、塩化ビニル樹脂組成物を調製した。
得られた塩化ビニル樹脂組成物を用いて、溶融温度および耐金型汚染性を評価した。結果を表1に示す。
<塩化ビニル樹脂成形体の形成>
以下のようにして、寸法が145mm×175mm×1mmの塩化ビニル樹脂成形シートを作製した。
具体的には、上述で得られた塩化ビニル樹脂組成物を、温度250℃に加熱したシボ付き金型に振りかけ、任意の時間放置して溶融させた後、余剰の塩化ビニル樹脂組成物を振り落とした。その後、当該塩化ビニル樹脂組成物を振りかけたシボ付き金型を、温度200℃に設定したオーブン内に静置し、静置から60秒経過した時点で当該シボ付き金型を冷却水で冷却した。金型温度が40℃まで冷却された時点で、塩化ビニル樹脂成形体としての塩化ビニル樹脂成形シートを金型から脱型した。
そして、得られた塩化ビニル樹脂成形シート(寸法:145mm×175mm×1mm)について、上述の方法に従って、加熱前(初期)および加熱(熱老化試験)後の低温柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
トリメリット酸エステル、およびポリエステルAの使用量を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、塩化ビニル樹脂組成物、および塩化ビニル樹脂成形体を作製した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
なお、比較例5で得られた塩化ビニル樹脂組成物は、十分な溶融性を発揮しなかったため、溶融温度を測定することができなかった。また、比較例5で得られた塩化ビニル樹脂組成物を用いて塩化ビニル樹脂成形体の形成を試みたが、未溶融部分が多く、引裂けやすい脆い成形品しか得られず、適切に粉体成形をすることができなかったため、耐金型汚染性および低温柔軟性の評価を行うことができなかった。
<塩化ビニル樹脂組成物の調製>
表2に示す配合成分のうち、可塑剤(トリメリット酸エステル、ポリエステルA、およびエポキシ化大豆油)と、ダスティング剤である塩化ビニル樹脂微粒子とを除く成分をヘンシェルミキサーに入れて混合した。そして、混合物の温度が80℃に上昇した時点で上記可塑剤を全て添加し、ドライアップ(可塑剤が、塩化ビニル樹脂である塩化ビニル樹脂粒子に吸収されて、上記混合物がさらさらになった状態をいう。)させた。その後、ドライアップさせた混合物が温度70℃以下に冷却された時点でダスティング剤である塩化ビニル樹脂微粒子を添加し、塩化ビニル樹脂組成物を調製した。
<塩化ビニル樹脂成形体の形成>
以下のようにして、寸法が145mm×175mm×1mmの塩化ビニル樹脂成形シートおよび寸法が200mm×300mm×1mmの塩化ビニル樹脂成形シートをそれぞれ調製した。
具体的には、上述で得られた塩化ビニル樹脂組成物を、温度250℃に加熱したシボ付き金型に振りかけ、任意の時間放置して溶融させた後、余剰の塩化ビニル樹脂組成物を振り落とした。その後、当該塩化ビニル樹脂組成物を振りかけたシボ付き金型を、温度200℃に設定したオーブン内に静置し、静置から60秒経過した時点で当該シボ付き金型を冷却水で冷却した。金型温度が40℃まで冷却された時点で、塩化ビニル樹脂成形体としての塩化ビニル樹脂成形シートを金型から脱型した。
そして、得られた塩化ビニル樹脂成形シート(寸法:145mm×175mm×1mm)について、上述の方法に従って、加熱前(初期)の低温柔軟性を測定、評価した。また、得られた塩化ビニル樹脂成形シート(寸法:200mm×300mm×1mm)について、上述の方法に従って、加熱前(初期)の低温引張伸びを測定、評価した。結果を表2に示す。
<積層体の形成>
得られた塩化ビニル樹脂成形シート(寸法:200mm×300mm×1mm)を、200mm×300mm×10mmの金型の中に、シボ付き面を下にして敷いた。
別途、プロピレングリコールのPO(プロピレンオキサイド)・EO(エチレンオキサイド)ブロック付加物(水酸基価28、末端EO単位の含有量=10%、内部EO単位の含有量4%)を50部、グリセリンのPO・EOブロック付加物(水酸基価21、末端EO単位の含有量=14%)を50部、水を2.5部、トリエチレンジアミンのエチレングリコール溶液(東ソー社製、商品名「TEDA-L33」)を0.2部、トリエタノールアミンを1.2部、トリエチルアミンを0.5部、および整泡剤(信越化学工業製、商品名「F-122」)を0.5部混合して、ポリオール混合物を得た。また、得られたポリオール混合物とポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)とを、インデックスが98になる比率で混合した混合液を調製した。そして、調製した混合液を、上述の通り金型内に敷かれた塩化ビニル樹脂成形シートの上に注いだ。その後、348mm×255mm×10mmのアルミニウム板で上記金型に蓋をして、金型を密閉した。金型を密閉してから5分間放置することにより、表皮としての塩化ビニル樹脂成形シート(厚さ:1mm)に、発泡ポリウレタン成形体(厚み:9mm、密度:0.2g/cm3)が裏打ちされた積層体が、形成された。
そして、形成された積層体を金型から取り出し、積層体における塩化ビニル樹脂シートについて、上述の方法に従って、加熱(熱老化試験)後の低温引張伸びを測定、評価した。結果を表2に示す。
表2に示す配合量のドデカン二酸ビス(2-エチルヘキシル)を可塑剤として更に使用した以外は、実施例8と同様にして、塩化ビニル樹脂組成物、塩化ビニル樹脂成形体、および積層体を作製した。そして、実施例8と同様にして測定および評価を行った。結果を表2に示す。
2)新第一塩ビ社製、製品名「ZEST PQLTX」(乳化重合法で調製、平均重合度:800、体積平均粒子径:1.8μm)
3)東ソー社製、製品名「リューロンペースト761」(乳化重合法で調製、平均重合度:2100、体積平均粒子径:1.7μm)
4)花王社製、製品名「トリメックスN-08」
5)ADEKA社製、製品名「アデカサイザー O-130S」
6)協和化学工業社製、製品名「アルカマイザー(登録商標)5」
7)水澤化学工業社製、製品名「MIZUKALIZER DS」
8)昭和電工社製、製品名「カレンズDK-1」
9)ADEKA社製、製品名「アデカスタブ SC-131」
10)ADEKA社製、製品名「LA-72」
11)堺化学工業社、製品名「SAKAI SZ2000」
12)ADEKA社製、製品名「アデカスタブ LS-12」
13)信越シリコーン社製、製品名「KF-96H-30万cs」(未変性シリコーンオイル(ポリジメチルシロキサン)、粘度:30×104cs)
14)大日精化社製、製品名「DA PX 1720(A)ブラック」
15)新第一塩ビ社製、製品名「ZEST(登録商標)1300S」(懸濁重合法で調製、平均重合度:1300、体積平均粒子径:132μm)
16)和光純薬工業社製
一方、可塑剤として、(b)トリメリット酸エステルを使用せず、上記(c)ポリエステルのみを使用した比較例1の塩化ビニル樹脂組成物は、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る塩化ビニル樹脂成形体を形成可能であるが、耐金型汚染性に劣ることが分かる。
また、(b)トリメリット酸エステルおよび(c)所定の構造単位を含有するポリエステルを使用し、(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)ポリエステルの合計含有量を所定値以上としたが、当該合計含有量に占める上記(c)ポリエステルの含有量の割合が所定値以下である比較例2~4の塩化ビニル樹脂組成物は、耐金型汚染性は良好であるが、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る塩化ビニル樹脂成形体を形成できないことが分かる。
さらに、(b)トリメリット酸エステルおよび上記(c)ポリエステルの合計含有量が所定値未満である比較例5の塩化ビニル樹脂組成物は、十分な溶融性を有さず、適切に塩化ビニル樹脂成形体を形成することができないことが分かる。
また、本発明によれば、加熱前後で低温柔軟性を良好に維持し得る塩化ビニル樹脂成形体を提供することができる。
さらに、本発明によれば、当該塩化ビニル樹脂成形体を備える積層体を提供することができる。
Claims (11)
- (a)塩化ビニル樹脂と、(x)可塑剤とを含む塩化ビニル樹脂組成物であって、
粉体成形に用いられ、
前記(x)可塑剤が、
(b)トリメリット酸エステルと、
(c)アジピン酸由来の構造単位および3-メチル-1,5-ペンタンジオール由来の構造単位を含有するポリエステルと、を含み、
前記(b)トリメリット酸エステルおよび前記(c)ポリエステルの合計含有量が、前記(a)塩化ビニル樹脂100質量部当たり、90質量部以上140質量部以下であり、
前記(b)トリメリット酸エステルおよび前記(c)ポリエステルの合計含有量に占める前記(c)ポリエステルの含有量の割合が50質量%超であり、
前記(a)塩化ビニル樹脂が、体積平均粒子径が30μm以上500μm以下である塩化ビニル樹脂粒子と、体積平均粒子径が30μm未満である塩化ビニル樹脂微粒子とを含有する、塩化ビニル樹脂組成物。 - 前記塩化ビニル樹脂粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度が5000以下である、請求項1に記載の塩化ビニル樹脂組成物。
- 前記塩化ビニル樹脂微粒子を構成する塩化ビニル樹脂の平均重合度が2600以下である、請求項1または2に記載の塩化ビニル樹脂組成物。
- 前記(x)可塑剤が、
前記(b)トリメリット酸エステルを7質量%以上49.5質量%未満含み、
前記(c)ポリエステルを37.5質量%超75質量%以下含み、
(d)ドデカン二酸ジエステルを1質量%以上20質量%以下含み、
(e)前記(b)、(c)および(d)以外の可塑剤を0質量%以上5質量%以下含む、請求項1~3の何れかに記載の塩化ビニル樹脂組成物。 - 前記塩化ビニル樹脂100質量部当たり、前記(b)トリメリット酸エステル、前記(c)ポリエステル、および前記(d)ドデカン二酸ジエステルを合計で66質量部以上200質量部以下含む、請求項4に記載の塩化ビニル樹脂組成物。
- 前記(c)ポリエステルと前記(d)ドデカン二酸ジエステルとの質量比(c/d)が3/2以上10/1以下である、請求項4または5に記載の塩化ビニル樹脂組成物。
- パウダースラッシュ成形に用いられる、請求項1~6の何れかに記載の塩化ビニル樹脂組成物。
- 請求項1~7の何れかに記載の塩化ビニル樹脂組成物を成形してなる、塩化ビニル樹脂成形体。
- 自動車インスツルメントパネル表皮用である、請求項8に記載の塩化ビニル樹脂成形体。
- 発泡ポリウレタン成形体と、請求項8または9に記載の塩化ビニル樹脂成形体とを有する、積層体。
- 自動車インスツルメントパネル用である、請求項10に記載の積層体。
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