JP7843922B2 - 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂組成物の製造方法Info
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Description
本開示は、熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。
第1ポリカーボネート樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイと、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第1ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記ポリカーボネート/ABSアロイ100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
第1ポリカーボネート樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイと、第2ポリカーボネート樹脂および第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第1ABS樹脂および前記第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記ポリカーボネート/ABSアロイと、前記第2ポリカーボネート樹脂および前記第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、の合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
第2ポリカーボネート樹脂と、第2ABS樹脂と、前記炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記第2ポリカーボネート樹脂と前記第2ABS樹脂との合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
<熱可塑性樹脂組成物の製造方法>
本実施の形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、第1PC樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイ(PC/ABSアロイ)と、炭酸塩と、を混合する工程を含む。第1ABS樹脂は、乳化重合により得られたものである。炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、200℃以上の分解温度を有する。炭酸塩の含有量は、PC/ABSアロイ100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である。なお、本実施の形態において、第1PC樹脂は単に「PC樹脂」と、第1ABS樹脂は単に「ABS樹脂」と、それぞれ称する。
混合工程では、PC/ABSアロイおよび炭酸塩を混合する。この際、添加剤等のその他の成分を添加してもよい。
本実施の形態のPC/ABSアロイは、PC樹脂とABS樹脂との混合体(ポリマーアロイ)である。PC/ABSアロイは、相溶化剤を用いることによって、または、ブロック重合やグラフト重合させることで、製造されてもよく、または市販品を使用してもよい。
PC樹脂としては、特に制限はなく、様々なものが挙げられる。例えば、2価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法(界面重縮合法)または溶融法(エステル交換法)により製造される芳香族ポリカーボネートを使用することができる。すなわち、2価フェノールとホスゲンとの界面重縮合法、2価フェノールとジフェニルカーボネート等とのエステル交換法等により反応させて製造されたものを使用してもよい。また、PC樹脂は、市販品を使用してもよい。
ABS樹脂は、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの共重合体である。ABS樹脂の成形品は、表面の光沢および衝撃強度に優れる。そのため、ABS樹脂は、家電製品、OA機器等に多用されている。本実施の形態において、ABS樹脂のアクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの構成比率は、特に限定されない。
PC/ABSアロイは、本実施の形態の目的を阻害しない範囲において、吸油性無機化合物、流動調整剤、可塑剤、離型剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、金属不活性剤、染料、顔料、帯電防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、PC/ABSアロイに1種単独で含まれていてもよいし、2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
PC樹脂、ABS樹脂およびPC/ABSアロイのうち少なくとも1種は使用済みである、すなわち、少なくとも1種は使用済みPC樹脂、使用済みABS樹脂または使用済みPC/ABSアロイであることが好ましい。また、PC樹脂、ABS樹脂およびPC/ABSアロイのうち少なくとも1種は使用済みを含む、すなわち、少なくとも1種は使用済みPC樹脂と未使用PC樹脂との混合物、使用済みABS樹脂と未使用ABS樹脂との混合物、または、使用済みPC/ABSアロイと未使用PC/ABSアロイとの混合物、であることが好ましい。資源効率の観点からである。
本実施の形態の熱可塑性樹脂組成物に含有される炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まない。炭酸塩が周期表第1族元素および周期表第2族元素を含む場合、上述のように空気中の水分と反応して水酸化物イオンを生成し、アルカリ環境となることで、PC樹脂の加水分解が促進され、湿熱特性を悪化させるおそれがあるからである。
本実施の形態における熱可塑性樹脂組成物は、本実施の形態の目的を阻害しない範囲において、吸油性無機化合物、流動調整剤、可塑剤、離型剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、金属不活性剤、染料、顔料、帯電防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、熱可塑性樹脂組成物に1種単独で含まれていてもよいし、2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。各添加剤の詳細は、上述の通りである。
本実施の形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、第1PC樹脂および第1ABS樹脂を含むPC/ABSアロイと、第2PC樹脂および第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、炭酸塩と、を混合する工程を含む。第1ABS樹脂および第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものである。炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、200℃以上の分解温度を有する。炭酸塩の含有量は、PC/ABSアロイと、第2PC樹脂および第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、の合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である。
本実施の形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、第2PC樹脂、第2ABS樹脂および炭酸塩を混合する工程を含む。第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものである。炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、200℃以上の分解温度を有する。炭酸塩の含有量は、第2PC樹脂と第2ABS樹脂との合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である。
試験例1では、使用済みPC/ABSアロイと未使用PC/ABSアロイとの比較を行うため、下記の試験を行った。使用済みPC/ABSアロイは、使用済みの家電製品から選別し回収したものであり、未使用PC/ABSアロイは、市販のPC/ABSアロイである。なお、各PC/ABSアロイに含まれるABS樹脂は、電子顕微鏡を用いて粒子の形状を確認することにより、乳化重合により得られたものであることが確認されている。
使用済みPC/ABSアロイおよび未使用PC/ABSアロイに含まれる成分および含有量を熱重量分析法(TGA)、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC-MS)およびICP-AESにより測定した。
各PC/ABSアロイを射出成形機により、成形温度240℃、金型温度60℃の条件でISOダンベル試験片A型を成形した。各試験片の曲げ強度を曲げ試験により測定した。曲げ試験は、JIS K 7171に準拠する方法で行った。具体的には、温度65℃、相対湿度85%の湿熱環境下に1340時間曝露した後の各試験片において、試験速度2mm/minで万能試験機(株式会社島津製作所製、AG-X20KN)を用いて測定した。各試験片は、曝露前の強度の75%未満となる時間まで行った。
各PC/ABSアロイのメルトフローレート(MFR)をMFR試験により測定した。MFR試験は、JIS K 7210に準拠する方法で行った。具体的には、温度260℃、荷重2.16kgfの条件でメルトフローインデクサ(テスター産業株式会社製、メルトインデクサーTP-401)を用いて測定した。MFRの数値が大きい程、樹脂の流動性は大きいが、PCの分子量が低下し、PC/ABSアロイは劣化しているものと考えられる。
試験例2では、試験例1で使用した使用済みPC/ABSアロイ等を含む熱可塑性樹脂組成物を製造し、湿熱特性を評価した。
試験例1と同じ使用済みPC/ABSアロイと、炭酸コバルト(Thermo Scientific社製)とを準備した。これらの材料を表1に示す容量で混合し、得られた混合物を、混練機に供給し、240℃で加熱しながら溶融した。その後、射出成形機により、成形温度240℃、金型温度60℃の条件でISOダンベル試験片A型(以下、単に「試験片」と称する。)を成形した。
炭酸コバルトの添加量を表1に示す質量に変更した点を除いては、実施例1と同じ条件で各試験片を成形した。
試験例1と同じ使用済みPC/ABSアロイと、上記炭酸コバルトとに加えて、未使用PC樹脂(コベストロ社製、マクロロン)を準備した。これらの材料を表1に示す容量で混合した。得られた混合物を、実施例1と同じ条件で加熱溶融および射出成形することで、各試験片を成形した。
上記炭酸コバルトと、上記未使用PC樹脂とに加えて、使用済みABS樹脂を準備した。これらの材料を表1に示す容量で混合した。得られた混合物を、実施例1と同じ条件で加熱溶融および射出成形することで、各試験片を成形した。なお、使用済みABS樹脂は、使用済みの大型家電製品を破砕した混合プラスチックから低比重のポリプロピレンおよび高比重のエンジニアリングプラスチックを湿式選別により分離した後に、静電選別によりPS樹脂を分離して得られたものである。該使用済みABS樹脂は、試験例1と同じ方法により、乳化重合により得られたものであることが確認されている。
上記使用済みPC/ABSアロイを準備した。炭酸コバルトを混合しなかった点を除いては、実施例1と同じ条件で試験片を成形した。
炭酸コバルトの添加量を表1に示す質量に変更した点を除いては、実施例1と同じ条件で各試験片を成形した。
評価は下記の方法により行った。
各試験片に関して、添加した炭酸コバルトがブリードアウトしているか否かを目視にて確認した。その結果を表1に示す。ブリードアウトしていない場合を「A」、ブリードアウトしている場合を「B」とする。
各試験片の曲げ強度を曲げ試験により測定した。曲げ試験は、JIS K 7171に準拠する方法で行った。具体的には、温度65℃、相対湿度85%の湿熱環境下に1340時間曝露した後の各試験片において、試験速度2mm/minで行い、降伏時の曲げ強度を試験例1と同じ万能試験機を用いて測定した。また、曝露前の曲げ強度に対する曝露後の曲げ強度の保持率(曲げ強度保持率)を算出した。その結果を表1に示す。各試験片は、曲げ強度保持率が75%以上であった場合を「A」、75%未満であった場合を「B」とする。
上記の外観および曲げ試験の評価により総合的に判断を行い、双方「A」の場合を「A」、外観および曲げ試験のうち少なくとも一方が「B」の場合を「B」とした。
表1より、実施例に係る熱可塑性樹脂組成物は、外観および曲げ試験の結果が「A」であり、外観および湿熱特性に優れることが確認された。
〔1〕 熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
第1ポリカーボネート樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイと、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第1ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記ポリカーボネート/ABSアロイ100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔2〕 前記第1ポリカーボネート樹脂、前記第1ABS樹脂および前記ポリカーボネート/ABSアロイのうち少なくとも1種が使用済みである、または使用済みを含む、〔1〕に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔3〕 熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
第1ポリカーボネート樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイと、第2ポリカーボネート樹脂および第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第1ABS樹脂および前記第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記ポリカーボネート/ABSアロイと、前記第2ポリカーボネート樹脂および前記第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、の合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔4〕 前記第1ポリカーボネート樹脂、前記第2ポリカーボネート樹脂、前記第1ABS樹脂、前記第2ABS樹脂および前記ポリカーボネート/ABSアロイのうち少なくとも1種が使用済みである、または使用済みを含む、〔3〕に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔5〕 熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
第2ポリカーボネート樹脂と、第2ABS樹脂と、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記第2ポリカーボネート樹脂と前記第2ABS樹脂との合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔6〕 前記第2ポリカーボネート樹脂および前記第2ABS樹脂のうち少なくとも1種が使用済みである、または使用済みを含む、〔5〕に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
〔7〕 前記炭酸塩は、炭酸コバルト、炭酸マンガン、炭酸カドミウム、炭酸鉄および炭酸銀からなる群から選択される少なくとも1種である、〔1〕から〔6〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
第1ポリカーボネート樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイと、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第1ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記ポリカーボネート/ABSアロイ100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。 - 前記第1ポリカーボネート樹脂、前記第1ABS樹脂および前記ポリカーボネート/ABSアロイのうち少なくとも1種が使用済みである、または使用済みを含む、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
第1ポリカーボネート樹脂および第1ABS樹脂を含むポリカーボネート/ABSアロイと、第2ポリカーボネート樹脂および第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第1ABS樹脂および前記第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記ポリカーボネート/ABSアロイと、前記第2ポリカーボネート樹脂および前記第2ABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、の合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。 - 前記第1ポリカーボネート樹脂、前記第2ポリカーボネート樹脂、前記第1ABS樹脂、前記第2ABS樹脂および前記ポリカーボネート/ABSアロイのうち少なくとも1種が使用済みである、または使用済みを含む、請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
第2ポリカーボネート樹脂と、第2ABS樹脂と、炭酸塩と、を混合する工程を含み、
前記第2ABS樹脂は、乳化重合により得られたものであり、
前記炭酸塩は、周期表第1族元素および周期表第2族元素を含まず、
前記炭酸塩は、200℃以上の分解温度を有し、
前記炭酸塩の含有量が、前記第2ポリカーボネート樹脂と前記第2ABS樹脂との合計100質量部に対して、0.1質量部超6.0質量部未満である、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。 - 前記第2ポリカーボネート樹脂および前記第2ABS樹脂のうち少なくとも1種が使用済みである、または使用済みを含む、請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
- 前記炭酸塩は、炭酸コバルト、炭酸マンガン、炭酸カドミウム、炭酸鉄および炭酸銀からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
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