JPH0381336A - 強化可塑化ポリビニルハリド樹脂からの製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、ガラス繊維で強化された可塑化ポリビニルハ
リド樹脂、およびかような組成物から製造される成形製
品に関する。

ポリ塩化ビニルの如き硬質ポリビニルハリド樹脂は、射
出成形もしくは押出し製品として用いられる。ＰＶＣは
、そのガラス転移温度までの温度で、強度および耐クリ
ープ性を示す。ＰｖＣの剛性もしくは弾性率を増加させ
るために、ガラス繊維強化材が添加され得る。低分子量
ＰＶＣが、流動性のために、特に射出成形適用として選
ばれる。

高分子量ＰＶＣはより高い粘度を示すので、射出成形に
おけるその用途は断念される。それは、その限定された
流動性のために、金型を適当に満たさない。これは、よ
り高分子量は材料のガラス転移温度を越える温度でより
良い耐クリープ性を示すので、不幸なことである。高分
子量ＰＶＣの流動性は可塑剤の添加で改善され得るが、
この添加は材料のガラス転移温度を下げる。ガラス転移
温度のこの低下は、より高温での耐クリープ性および剛
性がその結果下げられることを示す。

繊維強化硬質低分子量ＰＶＣは成形プロセスで適当な流
動性を示すが、高い使用温度でのより高強度が求められ
る。従って、高い使用温度で流動性およびより高強度の
バランスを有する新規な組成物が、所望である。

発明の要約 １つの特徴において、本発明は、ポリビニルハリド樹脂
および可悠剤の混合物、ならびに樹脂および可□剤混合
物中に分散された強化材を含むポリビニルハリド組成物
である。

別の特徴において、本発明は、組成物が成形条件に付さ
れる方法で上記ポリビニルハリド組成物から製造される
製品である。

さらに別の特徴において、本発明は、上記ポリビニルハ
リド組成物を樹脂を溶融させるのに十分な温度、および
組成物を製品の形に成形するのに十分な圧力に付す゛こ
とを含む成形品の製造方法である。

さらに別の特徴において、上記組成物には、１００部の
樹脂当り約１５部の可蓋剤を越えるレベルの可塑剤で、
樹脂が上記のＡＳＴＭ　　０１２４３に従って測定され
た極限粘度数約１．０を示し、組成物が約Ｉ　Ｘ１０’
ｄｙｎｅｓ／ｃ［Ｉ！を越える１２１℃での貯蔵弾性率
を示す、高分子量ポリビニルハリド樹脂が含まれる。

樹脂への可塑剤の添加はガラス転移温度を下げるという
事実にもかかわらず、組成物はより高いガラス転移温度
を有する硬質ポリビニルハリド樹脂より１２１℃でより
良い強度を示す。可塑剤は、分散された強化剤が高温で
強度を増強して、組成物の流動性を改善する。本発明の
組成物は、低い負荷条件下で高い使用温度を必要とする
プラスチック成形製品の製造で有用である。かような製
品の例は、窓囲い（ｓｕｒｒｏｕｎｄｓ）、ボディーサ
イドモールディング（ｓｉｄｅ　ｍｏｌｄｉｎｇｓ）、
自動車の肘掛およびカバー、および窓フレームを含む。

発明の詳細な説明 本発明で用いられるポリビニルハリドポリマーは、ビニ
ルハリトモツマ−から製造される。特に好ましいポリビ
ニルハリドポリマーはポリ塩化ビニルポリマーであり、
明細書の残りの部分ではポリ塩化ビニルに言及して本発
明の特徴を議論する。

塊状、懸濁、溶液もしくは乳化重合の如きかようなポリ
マーのどんな通常の製造方法でも、用いられ得る。塊状
および懸濁重合が好ましい方法である。記述される方法
は懸濁方法であ、る。懸濁方法を用いるとき、従来技術
で公知の如き、適当な分散助剤もしくは沈殿防止剤が、
用いられてよい。

適当な分散剤の例は、部分的に加水分解されたポリビニ
ルアルコール、セルロースエーテル、スターチ、ゼラチ
ン等である。用いられる分散剤のレベルは、１００重量
部のモノマー当り約０．５重量部未満である。優良な結
果が、１００重量部のモノマー当り０．０５〜０．３重
量部の分散剤で得られる。

重合はフリーラジカル触媒で開始される。本発明で用い
られるポリ塩化ビニルポリマーを製造するのに重合方法
で用いられてよいモノマー−溶解性もしくは油−溶解性
触媒は、アルカノイル、アロイル、アルカロイルおよび
アラルカノイルニ過酸化物ならびに一水素過酸化物、ア
ゾ化合物、過酸化エステル、過炭酸塩、ならびに他のフ
リーラジカルタイプの触媒である。かような触媒の例と
して、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、過酸化ジア
セチル、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、
過酸化２．４−ジクロルベンゾイル、過酸化ナフトイル
、ｔ−ブチルベルベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルベルフ
タレート、過炭酸イソプロピル、過酸化アセチルシクロ
ヘキサンスルホニル、ジセカンダリーブチル・ペルオキ
シジカーボネート、５−ブチルペルオキシネオデカノエ
ート、ジ−ノルマルプロピルペルオキシジカーボネート
、アゾ−ビスイソブチロニトリル、α、α′−アゾジイ
ソブチレート、２．２′−アゾ−ビス−（２，４−ジメ
チルバレロニトリル）等が、名を示されてよい。用いら
れる特定のフリーラジカル触媒は、重合されるモノマー
物質、ポリマーの分子量および色の要求、重合温度等に
依存する。用いられる触媒の量に関する限り、１００重
量部の重合されるモノマー（ｍｏｎｏｍｅｒ）もしくは
モノマー（ｍｏｎｏｍｅｒｓ）に基づいて、約０．００
５重量部〜約１．００重量部の範囲の量が満足すべきも
のであることが、わかった。

しかし、１００重量部の七ツマ−に基づいて、約０．０
１重量部〜約０．２０重量部の範囲の触媒の量を用いる
ことが好ましい。

本発明のＰＶＣポリマーを製造するための懸濁重合方法
は、重合されるモノマー物質にとって普通であるどんな
温度ででも実施される。好ましくは約り℃〜約１００℃
、より好ましくは約り０℃〜約６０℃の範囲の温度が用
いられる。重合方法の間の温度コントロールを容易にす
るために、反応媒体は１．水、ブライン、蒸発等により
冷却された冷却表面と接触させて保たれる。これは、重
合反応の間中、冷却物質がジャケットを通って循環させ
られているジャケット付重合反応器を用いることにより
、達成される。この冷却は、たいていすべての重合反応
が本性は発熱であるので、必要である。

もちろん、必要ならば、加熱媒体がジャケットを通して
循環させられ得ることが、理解される。

ポリマーはビニルもしくはビニリデンノ＼リドおよびエ
チレン系不飽和コモノマーのコポリマーであり得るが、
ポリマーもしくは樹脂はポリ塩化ビニルのホモポリマー
であることが好ましい。ホモポリマーは高い溶融微結晶
の物理的架橋を有する。

コモノマーの添加はこれらの微結晶の数を減らす。

従って、コモノマーが用いられるならば、ある程度の弾
性もしくはゴムの性質を与えることとは対照的にコポリ
マーにある程度の剛性を与えるものであるべきであり、
少量でのみ用いられるべきである。この量は意図される
使用温度により変化し得る。いくつかのコモノマーにつ
いては、わずか４％でも、高い使用温度で組成物の強度
に有害な効果を有し得る。

ポリ塩化ビニルポリマーは高分子量を有する。

より高分子量は建築強度を助ける。１２１℃での貯蔵弾
性率型なくとも約ｌＸｌＯ７を有する可塑化強化組成物
を提供するのに十分な分子量を有するどんなポリマーで
も、適当である。この分子量は添、加される可塑剤もし
くは強化材の量により変化し得るが、典型的には極限粘
度数により測定されるように、約１．０を越える、しか
し好ましくは約１．１〜約２．４、より好ましくは約１
．４〜約１．７の極限粘度数の範囲である。極限粘度数
はＡＳＴＭ０１２４３により測定される。

本発明で有用な可塑剤は、ポリ塩化ビニルとともに用い
られるどんな通常の可塑剤でもある。用いられる可塑剤
の量は、高分子量ポリ塩化ビニルポリマーに適当な流動
性を与えるのに必要な最少量である。この流動性は、ポ
リマーが用いられる金型のパターン中に流動できるとき
、適当である。

かような量は、ポリマーの分子量および用いられる強化
材もしくは他の充填剤材料の量に依存して変化し得る。

大容量の強化材もしくは充填剤を用いることは、より大
量の可塑剤の使用を必要とするが、比較的より低分子量
ポリマーはより少量の可塑剤の使用を必要とする。０．
３６　Ｘｏ、　１６インチ溝のスパイラルメルトフロー
（ｓｐｉｒａｌ　ｍｅｌｔ　ｆｌｏｗ）約４０インチよ
り上、好ましくは約５０〜約７０インチを与えるのに十
分な可塑剤が添加されることが、望ましい。典型的に、
本発明における使用を意図された高分子量ポリマーにつ
いて、可塑剤の量は、１００部の樹脂当り約１５部〜１
００部の樹脂当り約１００部、好ましくは１００ｎの樹
脂当り約２０部〜１００部の樹脂当り約４０部の範囲で
あり得る。

適当な可塑剤の例は、フタレート、エポキシド、脂肪族
ジエステル、ホスフェートおよびポリエステルを含む。

好ましいのはフタレートおよびエポキシドである。好ま
しいフタレートの例は、ジオクチルフタレート、ジイソ
オクチルフタレート、ジイソデシルフタレートを含む。

好ましいエポキシドは、エポキシ化大豆油、およびエポ
キシ化アマニ油を含む。本発明において用いられるよう
に、単一の可塑剤および異なるタイプの可塑剤のブレン
ドが用いられ得る。好ましいブレンドの例は、１００部
の樹脂当り８５部のジオクチルフタレートおよび１００
部の樹脂当り５部のエポキシ化大豆油のブレンドである
。

本発明で用いられる強化材は、中に混合され得、可塑化
ポリ塩化ビニル混合物の流動性に有害に効果を与えない
が、使用温度で混合物の物理的特性を増加もしくは増強
する可塑化ポリ塩化ビニル混合物に次いで分散され得る
どんな材料でもある。

耐クリープ性等もまた適当であるが、好ましくは、増強
された特性は貯蔵弾性率である。かような強化材の量は
、用いられるそのタイプ、ポリ塩化ビニルポリマーの分
子量、および用いられる可塑剤のレベルにより変化する
。典型的に、本発明における使用を意図された高分子量
ポリ塩化ビニルポリマーおよび可塑剤レベルについて、
貯蔵弾性率を増加させるために用いられる強化材の量は
、１００部の樹脂当り約５部〜１００部の樹脂当り約１
００部、好ましくは約５パーセント〜約４０重量パーセ
ントの範囲であり得る。

強度を改善するのに十分な適当な充填剤材料の例は、ガ
ラス、織られているかもしくは織られてない繊維のマッ
トのいずれか、ステンレススチール削り屑（ｓｈａｖｉ
ｎｇｓ）　　；炭酸カルシウム；アラミドの如きポリマ
ー繊維、もしくはゴムの如きエラストマー材料を含む。

好ましい材料はその効率のためにガラス繊維である。例
えば、１００部のガラス当り１５部添加すると、１００
部の炭酸カルシウム当り１００部で強化された同じ組成
物に比較して、可塑化ポリ塩化ビニル組成物に強度で効
果的に等しい改善を提供し得る。用いられるガラスの量
は、約５パーセント〜約４０重量パーセント、好ましく
は約１０〜約３０重量パーセントの範囲であり得る。

本発明で用いられるガラスは、サイズ剤を施されても施
されなくてもよい。参照によりここでまぜられる好まし
いサイズおよびカップリング剤は、Ｒａｈｒｉｇへの米
国特許第４．５３６．３６０　号１：　開示ｉ！　レテ
いる。

本発明の可塑化強化ポリ塩化ビニル組成物は、また顔料
、充填剤、滑剤等の如き他の添加剤を含み得る。これら
の機能を提供する適当な物質は従来技術で公知である。

組成物を製造するために、最初にポリ塩化ビニル樹脂に
所望の流動性を提供するのに必要な量の可塑剤を混合し
、次に所定量の強化材を添加することが望ましい。最初
に長いガラス繊維であろうとなかろうと、混合の結果と
して、強化材は砕かれ折られ、混合物じゅうで比較的−
様に分散される。組成物から製造される製品は、一般に
高温で圧力下で製造される。温度は樹脂粒子を溶融させ
るのに十分なほど高く、圧力は溶融組成物を金型パター
ン中に押入むのに十分なほど高い。典型的にかような温
度は、約り７５℃〜約２３５℃、好ましく、は約り８０
℃〜約２１０℃の範囲である。圧力は、一般に射出成形
および押出して゛遭遇されるものである。圧縮成形は商
業プロセスとしては有利でないが、組成物はまたこのプ
ロセスで有用である。

可塑化強化ポリ塩化ビニル組成物は、低負荷条件下、で
高温で実質的な強度を有する。１２１℃でのその貯蔵弾
性率は、約５×１０６〜約Ｉ　Ｘ１０ｇｄｙｎｅｓ／　
ｃｕｔ　、好ましくは約１×１０７〜約Ｉ　Ｘ１０’ｄ
ｙｎｅｓ／Ｃｄの範囲であり得る。この強度を示す１つ
の試験は、本発明の組成物から成形される製品がクラン
プの一端で保たれ、高温に付されるオーブン垂れ下す試
験（ｏｖｅｎ　ｓａｇ　ｔｅｓｔ）である。本発明の組
成物から製造された長さ１．５インチ厚さ１／８インチ
の製品は、３０分間１２０℃にさらされた後、１０部未
満、好ましくは５°未満、およびより好ましくは約Ｏ°
の垂れ下りを示す。

次の実施例は本発明の詳細な説明するが、特許請求の範
囲を限定するものではない。

ム 成形品を、下記の成分（特記なき限り、すべての部は１
００部の樹脂当りの部である。）：化合物　　　　　　
　　　　　　１ ポリ塩化ビニルホモポリマー樹脂　　　　１００（極限
粘度数１．６） Ｈｙｅａｒ＠　２３０１　ｙ、　１２０　　　　　　　
　　　８（ゴム加工助剤） ジオクチルフタレート８５ エポキシ化大豆油　　　　　　　　　　　　５バリウム
／カドミウム（熱安定剤）１００カーボンブラツク　　
　　　　　　　　　０，３酸化ポリエチレン（滑剤）０
．３ パラフィンワックス（滑剤）　　　　　　　　０．３ガ
ラス繊維　　　　　　　　　　　　　　　　１０（重量
パーセントで、１００部の樹脂当り３３部）から射出成
形により製造する。

ｐｖｃ、加工助剤、可塑剤、安定剤、顔料および滑剤を
、Ｈｅｎ５ｈｅｌ　により製造された強力ミキサー中で
パウダー混合する。パウダー混合物を加熱せん断して、
Ｂｕｓｓニーグー配合装置中で溶融させる。Ｂｕｓｓニ
ーグー上の２番目のポートは、ガラスｍｍが添加される
供給スクリューを備えている。

溶融体およびガラス混合物をせん断して、溶融体じゆう
にガラスを一様に分散させる。混合物を次にペレット化
し、このペレット化配合物を、次に７５トンの型締圧力
で射出成形機により２００℃の溶融体。温度で０．１２
５インチ厚さの棒に成形する。混合物は、０．１６イン
チＸ０．３６インチ溝のスパイラルメルトフロー５５イ
ンチを示す。混合物を冷却してそれを固化させ、次のオ
ーブン試験を実施する。

１．５インチ長さおよび０．１２５インチ厚さの試験片
をオーブン中のクランプ中に置いた。１２１℃に３０分
間試験片を付した後、試験片は０°の垂れ下りを示した
。１２１℃での試験片の貯蔵弾性率は約ｌ　ｘｌＱ７ｄ
ｙｎｅｓ／ｃ＋＋ｔを越える口１ユ ２番目の成形品を、上記の組成物から、１０重量パーセ
ントでな（２０重量パーセントのガラスを用いること以
外は同様な方法で製造する。混合物はスパイラルメルト
フロー約４６インチを示す。例１におけると同じ方法を
有する試験片を１２１℃に３０分間付した後、試験片は
０°の垂れ下りを示した。

１２１℃テノ貯蔵弾性率はｌ　ＸＩＱ’ｄｙｎｅｓ／ｃ
ａ！を越える。

手 続 補 正 書（方式） ％式％ 事件の表示 平成２年特許願第１９６４１８号 ２゜ 発明の名称 強化可塑化ポリビニルハリ ド樹脂からの製品 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高分子量ポリビニルハリド樹脂および可塑剤剤混合
   物および混合物中に分散された強化材を含む、ポリビニ
   ルハリド組成物。 ２、ポリビニルハリド樹脂が極限粘度数約１．１〜約２
   ．４を有するポリ塩化ビニル樹脂である、請求項１記載
   の組成物。 ３、用いられる可塑剤の量が０．３６×０．１６インチ
   溝のスパイラルメルトフロー（ｓｐｉｒａｌｍｅｌｔｆ
   ｌｏｗ）約４０インチを提供するのに十分な量である、
   請求項２記載の組成物。 ４、強化材が、ガラス繊維、ステンレススチール削り屑
   （ｓｈａｖｉｎｇｓ）、炭酸カルシウム、ポリマー繊維
   、もしくはエラストマー材料である、請求項３記載の組
   成物。 ５、可塑剤がジオクチルフタレートであり、強化材がガ
   ラス繊維である、請求項４記載の組成物。 ６、ポリ塩化ビニル樹脂が極限粘度数約１．４〜１．６
   を有し約１００部で用いられ、可塑剤が１００部の樹脂
   当り１５部〜１００部の樹脂当り１００部で用いられ、
   および強化材がガラス繊維であり組成物の約５パーセン
   ト〜約４０重量パーセントで用いられる、請求項２記載
   の組成物。 ７、ポリ塩化ビニル樹脂が極限粘度数約１．４〜１．６
   を有し約１００部で用いられ、可塑剤が１００部の樹脂
   当り１５部〜１００部の樹脂当り１００部で用いられ、
   および強化材が組成物の約５パーセント〜約４０重量パ
   ーセントで用いられるガラス繊維である、請求項５記載
   の組成物。 ８、請求項１の組成物をポリビニルハリド樹脂を溶融さ
   せ（ｍｅｌｔａｎｄｆｕｓｅ）るのに十分な温度に付す
   こと、次いでその製品を冷却すること、により製造され
   る製品。 ９、１２１℃で１×１０＾７ｄｙｎｅｓ／ｃｍ＾２を越
   える貯蔵弾性率を示す、請求項８記載の製品。 １０、方法が射出成形方法である、請求項９記載の製品
   。