JPH04126771A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物

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JPH04126771A
JPH04126771A JP24661890A JP24661890A JPH04126771A JP H04126771 A JPH04126771 A JP H04126771A JP 24661890 A JP24661890 A JP 24661890A JP 24661890 A JP24661890 A JP 24661890A JP H04126771 A JPH04126771 A JP H04126771A
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順二 神品
Yoshiaki Kawamura
河村 祥昭
Akira Kamiya
神谷 明
Kiyoshi Kasai
澄 笠井
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、架橋中空ポリマー粒子を配合してなる軽量か
つ機械的強度に優れた熱可塑性樹脂組成物に関する。
[従来の技術] 熱可塑性樹脂は、成形加工性に優れ、かつ各種の性能バ
ランスに優れることから各種の成形品の成形材料として
広く使用されている。最近、注目されている1つに軽量
化がある。
例えば、これらの成形品を多用する自動車において、自
動車の性能、燃費の向上のために自動車の軽量化が大き
な技術課題としてクローズアップされてきている。また
、その他の用途においても、運搬のしやすさ、性能の向
上などから軽量化が注目されている。
従来の成形品の軽量化の方法として、下記が挙げられる
(1)成形品の肉厚を薄くし、ぜい肉をとる方法 (2)発泡剤含有成形材料を用いることで成形品内部を
発泡させる方法 (3)微細な中空ガラス球含有成形材料を用いて、成形
品に中空ガラス球を含有させる方法 方法(1)は最も手軽に実施できる方法であり、すでに
実施され限度に達している。
方法(2)および(3)は軽量化に最も効果の方法であ
るが、発泡させることおよび中空ガラス球を混入するこ
とで、成形品の機械的強度を著しく低下し、機械的強度
を必要とする成形品の軽量化の方法として全〈実施でき
ない。
従って、従来の技術では、熱可塑性樹脂の軽量化は機械
的強度が著しく低下するという大きな課題があった。
[発明が解決しようとする課題] 軽量かつ機械的強度の優れた熱可塑性樹脂について種々
研究を重ねた結果、架橋中空ポリマー粒子を含有させた
熱可塑性樹脂組成物は従来の方法に比べ、機械的強度を
低下させずに軽量化が可能であることを見出し、本発明
に到達した。
[課題を解決するための手段] 本発明は、熱可塑性樹脂30〜99重量%および架橋中
空ポリマー粒子1〜70重量%からなることを特徴とす
る熱可塑性樹脂組成物を提供するものである。
以下、本発明について詳細に述べる。
本発明で使用する架橋中空ポリマー粒子は、種々の方法
で製造することがける。すなわち、(I)架橋ポリマー
粒子中に発泡剤を含有させ、後にこの発泡剤を発泡させ
る方法。
(II)架橋ポリマーにブタンなどの揮発性物質を封入
し、後にこの揮発性物質をガス化膨潤させる方法。
(m)架橋ポリマーを溶融させ、これに空気などの気体
ジェットを吹付け、気泡を封入する方法。
(IV)架橋ポリマー粒子の内部にアルカリ膨潤性の物
質を浸透させて、アルカリ膨潤性の物質を膨潤させる方
法。
(V)w10/w型モノマーエマルジョンを作成し、重
合を行なう方法。
(VT)不飽和ポリエステル溶液中に顔料を懸濁させた
懸濁溶液中でモノマーを重合する方法。
(■)架橋ポリマー粒子をシードとして、相溶性の異な
るポリマーをそのシード上に重合、架橋する二段階架橋
方法。
(■)ポリマーの重合収縮により製造する方法。
(IX)架橋ポリマー粒子を噴霧乾燥させる方法。
などがあり、これらのうちでは(■)の製法が好ましく
、最も好ましい態様としては、架橋性モノマー(a)1
〜50重量%、不飽和カルボン酸1〜40重量%および
/またはその他の親水性モノマー5〜99重量%からな
る親水性モノマー(b)1〜99重量%、および前記架
橋性モノマーある゛  いは親水性モノマーと共重合が
可能なその他の重合性モノマー(C)0〜85重量%よ
りなる重合性モノマー成分100重量部を、重合性モノ
マー成分のポリマーとは異なる組成の異種ポリマー1〜
100重量部の存在下において水中に分散し、次いで前
記重合性モノマー成分を重合させることを特徴とする製
造方法が挙げられる(特開昭62−127336号公報
参照)。さらに、該架橋中空ポリマー粒子をシードポリ
マーとして、架橋性モノマー、親水性モノマーおよび重
合性モノマーから選ばれた少なくとも一種をシード重合
することにより製造することもできる(特開平2−14
0271号および特開平2−140272号参照)。
前記、架橋性モノマー(モノマー(a))としては、ジ
ビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート
、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタク
リレートなどのジビニル系モノマーあるいはトリビニル
系モノマーを例示することができ、特にジビニルベンゼ
ン、エチレングリコールジメタクリレートおよびトリメ
チロールプロパントリメタクリレートが好ましい。
前記、不飽和カルボン酸などの親水性モノマー(モノマ
ー(b))としては、ビニルピリジン、グリシジルアク
リレート、グリシジルメタクリレート、メチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、アク
リルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリ
ルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、スチレンス
ルホン酸ナトリウム、酢酸ビニル、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルメタクリレートなどのビニル系モノマーを
例示することができる。
このうちメタクリル酸、イタコン酸、アクリル酸が好ま
しい。
前記、その他の重合性モノマー(モノマー(C))とし
ては、ラジカル重合性を有するものであれば特に制限さ
れず、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチ
レン、ハロゲン化スチレンなどの芳香族ビニル単量体、
プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、エチルメ
タクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレ
ート、2−エチルへキシルアクリレート、2−エチルへ
キシルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリ
ルメタクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸ア
ルキルエステル、フェニルマレイミド、シクロヘキシル
マレイミドなどのマレイミド化合物、ブタジェン、イソ
プレンなどの共役ジオレフィンなどを例示することがで
き、特にスチレンか好ましい。
異種ポリマーは、少なくとも上記重合性モノマー(a)
〜(C)が重合されて得られるポリマーとは異なる種類
あるいは組成のポリマーであること、および重合性モノ
マーに溶解しやすいものであること、が必要とされる。
このような異種ポリマーとしては、具体的にはポリスチ
レン、カルボキシ変性ポリスチレン、カルボキシ変性ス
チレン−ブタジェンコポリマー、スチレン−ブタジェン
コポリマー、スチレンアクリルエステルコポリマー、ス
チレンメタクリルエステルコポリマー、アクリルエステ
ルコポリマー、メタクリルエステルコポリマー、カルボ
キシ変性スチレンアクリルエステルコポリマー、カルボ
キシ変性スチレンメタクリルエステルコポリマー、カル
ボキシ変性アクリルエステルコポリマー、カルボキシ変
性メタクリルエステルコポリマーなどが例示される。こ
れらのうち、特にポリスチレンまたはスチレン成分を5
0重量%以上含むスチレンコポリマーが好ましい。
本発明の架橋中空ポリマー粒子の架橋の程度は、架橋中
空ポリマー粒子が配合される熱可塑性樹脂の溶融温度で
粒子の形態を保つ程度に三次元的に架橋したものをいう
本発明の架橋中空ポリマー粒子のガラス転移温度(T 
g)は、好ましくは100℃以上、さらに好ましくは1
20〜200℃である。Tgが上記の範囲にあると、本
発明の目的とする一段と優れた効果が得られる。
本発明の架橋中空ポリマー粒子の平均外径は、好ましく
は5μ以下、さらに好ましくは1μ以下、特に好ましく
は0.1〜1μである。この範囲の粒子を用いると、機
械的強度が一段と優れるので好ましい。
本発明の架橋中空ポリマー粒子の内径は、軽量化と機械
的強度のバランスを考慮すると内径が外径の0.2〜0
.9倍の範囲にあることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂は、非晶性ポリマー、結晶性ポリ
マー、液晶ポリマーなどが含まれる。
具体的には、スチレン系樹脂、ゴム強化スチレン系樹脂
、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリフェニレン
エーテル樹脂、ポリアリレーンスルフィド樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリ
スルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂
などを挙げることができる。
本発明に有用なスチレン系樹脂としては、ポリスチレン
、ポリクロルスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチ
レン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合
体、スチレン−α−メチルスチレン共重合体、スチレン
−α−メチルスチレン−メタクリル酸メチル共重合体、
スチレン−α−メチルスチレン−アクリロニトリル−メ
タクリル酸メチル共重合体などを挙げることができ、こ
れらはその1種のみでなく、2種以上を用いることもで
きる。
本発明において有用なゴム強化スチレン系樹脂としては
、ハイインパクトポリスチレン、ABS樹脂、ABS樹
脂、AAS樹脂、MBS樹脂、さらに上記のハイインパ
クトポリスチレン、ABS樹脂、MBS樹脂のゴム成分
であるブタジェン系ゴムに代えて、スチレン−ブタジェ
ンブロック共重合体あるいは該共重合体の水素添加物を
用いた樹脂が挙げられる。これらは1種または2種以上
で使用される。また、上記のスチレン系樹脂とブレンド
して使用できる。
本発明において有用な塩化ビニル系樹脂としては、ポリ
塩化ビニル、塩化ビニルと、50重量%以下、好ましく
は45重量%以下の塩化ビニルと共重合可能な二重結合
を少なくとも1個有する化合物との共重合体を挙げるこ
とができる。
この共重合可能な二重結合を少な(とも1個有する化合
物の具体例としては、塩化ビニリデン、エチレン、プロ
ピレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸およびそれら
のエステル、マレイン酸およびそれらのエステル、アク
リロニトリルなどを挙げることができる。
塩化ビニル系樹脂の重合度は、通常400〜4500で
あり、特に400〜1500が好ましい。
本発明において有用なポリアリーレンスルフィド樹脂は
、式−(−Ar−8)で表わされる構成単位を70モル
%以上含有してなるものである。ここで、Arは、p−
フィニレン、m−フェニレン、2.6−ナフタレン、4
,4′ −ビフェニレン、p、p’−ビベルジル、およ
びこれらの核置換体などの炭素原子数6以上の芳香族基
を表わす。これらのうち、核熱置換のp−フェニレン核
、すなわち式: で表わされる構成単位を有するポリ−ルーフユニレンス
ルフィドが成形加工性の点から好ましい。
本発明に有用なポリカーボネート樹脂の例としては、芳
香族ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリカーボネート樹
脂、脂肪族−芳香族ポリカーボネート樹脂などを挙げる
ことができる。一般には、2.2−ビス(4−オキシフ
ェニル)アルカン系、ビス(4−オキシフェニル)エー
テル系、ビス(4−オキシフェニル)スルホンスルフィ
ドまたはスルホキサイド系などのビスフェノール類を重
合して得られる重合体もしくは共重合体であって、必要
に応じてハロゲンにより置換されたビスフェノール類を
用いた重合体である。
本発明に有用なポリエステル樹脂の代表例としては、ポ
リ(エチレンテレフタレート)  (PET)、ポリ 
(プロピレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンチルフ
タレート)(PBT)、ポリ(ペンタメチレンテレフタ
レート)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタレート)など
の芳香族ジカルボン酸と二価アルコールとから得られる
ポリエステル樹脂および芳香族ジカルボン酸と芳香族ジ
フェノールとから得られる芳香族ポリエステル樹脂であ
る、いわゆるボリアリレート樹脂を挙げることができる
ボリアリレート樹脂の具体例としては、ビスフェノール
Aとテレフタール酸またはイソフタール酸とによるポリ
エステル樹脂およびコポリエステル樹脂を例示すること
がでる。これらのうち特に好ましいものは、PETおよ
びPBTである。
本発明に有用なポリアミド樹脂は、通常、式%式% (式中、Xは3〜12の整数である。)で表わされる線
状ジアミンと、式 %式% (式中、yは2〜12の整数である。)で表わされる線
状ジカルボン酸との縮合によって製造されたもの、もし
くはラクタムの開環重合によって製造されたものを挙げ
ることができる。
これらのポリアミド樹脂の好ましい例としては、ナイロ
ン6.6、ナイロン6.10、ナイロン6゜12、ナイ
ロン4,6、ナイロン3,4、ナイロン6.9、ナイロ
ン6、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン4などが
ある。また、ナイロン6/6,10、ナイロン6/6,
12、ナイロン6/4,6、ナイロン6/12、ナイロ
ン6/6゜6、ナイロン6/6.6/6,10、ナイロ
ン6/4.6/6,6、ナイロン6/6.6/6,12
、ナイロン6/4.6/10、ナイロン6/4゜6/1
2などの共重合体ポリアミド類を挙げることができる。
さら1こ、ナイロン6/6.  T (T ニテレフタ
ル酸成分)、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族
ジカルボン酸とメタキシリレンジアミンまたは脂環族ジ
アミンとにより得られる半芳香族ポリアミド樹脂、メタ
キシリレンジアミンと上記線状ジカルボン酸とにより得
られるポリアミド樹脂、ポリエステルアミド樹脂、ポリ
エーテルアミド樹脂およびポリエステルエーテルアミド
樹脂などを挙げることができる。
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどが挙げられる。
本発明の熱可塑性樹脂と架橋中空ポリマー粒子からなる
組成物の組成割合は、熱可塑性樹脂30〜99重量%、
好ましくは50〜95重量%、さらに好ましくは60〜
95重量%であり、一方、架橋中空ポリマー粒子は1〜
70重量%、好ましくは5〜50重量%、さらに好まし
くは5〜40重量%である。熱可塑性樹脂が30重量%
未満(架橋中空ポリマー粒子が70重量%を超える)の
場合には、耐衝撃性、成形加工性などが低下するので好
ましくなく、また熱可塑性樹脂が95重量%を超える(
架橋中空ポリマー粒子が5重量%未満)場合には、目的
とする軽量化ができない。
本発明において、架橋中空ポリマー粒子を用いることが
重要であり、架橋中空ポリマー粒子を用いることで、本
発明の目的が達成できる。
本発明の目的とする効果を具体的に示すと、軽量化によ
って同一比重にしたとき、従来の軽量化方法に比べ、本
発明の軽量化方法による材料の方が機械的強度に優れて
いるということである。
本発明の熱可塑性樹脂と架橋中空ポリマー粒子の混合方
法としては、例えば熱可塑性樹脂の粉体、あるいはペレ
ットと架橋中空ポリマー粒子の粉体を直接混合する方法
、あるいは乳化重合法で得た熱可塑性樹脂ラテックスと
架橋中空ポリマー粒子のラテックスをブレンドし、その
あと共凝固、ポリマー成分の回収、乾燥などの各工程に
より、本発明の架橋中空ポリマー粒子含有熱可塑性樹脂
組成物を得ることができる。このラテックスブレンドに
よる方法は、熱可塑性樹脂が乳化重合法により得られる
もの、例えばABS樹脂などのゴム強化スチレン系樹脂
を用いた場合に好適な方法である。
また、上記の架橋中空ポリマー粒子含有熱可塑性樹脂組
成物は、既知の酸化防止剤、例えば2゜6−シーter
t−ブチル−4−メチルフェノール、2−(1−メチル
シクロヘキシル)4.6−シメチルフエノール、2.2
′ −メチレン−ビス(4−エチル−5−tert−ブ
チルフェノール)、4.4’−チオビス−(6−ter
t−ブチル−3−メチルフェノール)、ジラウリルチオ
ジプロピオネート、トリス(ジ−ノニルフェニル)ホス
ファイト、ワックス;既知の紫外線吸収剤、例えばp−
tert−プチルフェニルサリシレート、2,2′ −
ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノヘン、2− 
(2’ −ヒドロキシ−4′ −n−オクトキシフェニ
ル)ベンゾチアゾール;既知の滑剤、例えばシリコーン
オイルパラフィンワックス、ステアリン酸、硬化油、ス
テアロアミド、メチレンビスステアロアミド、n−ブチ
ルステアレート、ケトンワックス、オクチルアルコール
、ラウリルアルコール、ヒドロキシステアリン酸トリグ
リセリド;既知の難燃剤、例えば酸化アンチモン、水酸
化アルミニウム、硼酸亜鉛、トリクレジルホスフェート
、塩素化パラフィン、テトラブロモブタン、ヘキサブロ
モベンゼン、テトラブロモビスフェノールA;既知の帯
電防止剤、例えばステアロアミドプロピルジメチル−β
−ヒドロキシエチルアンモニウムニトレート;既知の着
色剤、例えば酸化チタン、カーボンブラック、その他の
無機あるいは有機顔料;既知の充填剤、例えば炭酸カル
シウム、クレー、シリカ、ガラス繊維、ガラス球、カー
ボン繊維などを必要に応じて添加することができる。
[実 施 例コ 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
なはい。
なお、実施例中、部および%は特に断わらない限り、重
量部および重量%を示す。
(1)架橋中空ポリマー粒子 く架橋中空ポリマー粒子A〉 スチレン70部、ブタジェン27部、イタコン酸3部お
よびt−ドデシルメルカプタン12部に、水200部に
ラウリル硫酸ナトリウム0.5部および過硫酸カリウム
1.0部を溶かした水溶液を撹拌しながら、70℃で8
時間重合してポリマー粒子を得た。このポリマー粒子は
、平均粒子径0゜24μm、トルエン不溶解舒6%、G
PCによる数平均分子量が5.000、重量平均分子量
と数平均分子量との比Mw/Mn=2.6であった。
次に、このポリマー粒子を種ポリマー粒子として用い、
このポリマー粒子を固型分で10部、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル0.1部、ラウリル硫酸ナト
リウム0.4部および過硫酸カリウム0.5部を水90
0部に分散した。これにメチルメタクリレート30部、
ジビニルベンゼン50部、α−メチルスチレン20部お
よびトルエン20部の混合物を加えて70℃で5時間重
合したところ、重合収率98%でトルエンを粒子内部に
含むカプセル粒子の分散液が得られた。
この分散液に対してスチームストリップ処理を行なった
後、ポリマー粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ
、このポリマー粒子は中央部が透けており、完全な球形
の架橋中空ポリマー粒子であった。
この粒子の外径が0.44μm、内径が0.3μm、T
gが150℃以上、比重が0.72であった。
〈架橋中空ポリマー粒子B〉 架橋中空ポリマー粒子Aで用いるメチルメタクリレート
50部、ジビニルベンゼン30部に変え、他はAと同様
の方法で外径が0.72μm1内径が0.48、Tgが
150℃以上、比重が0.73の架橋中空ポリマー粒子
を得た。
〈ガラス中空ビーズ〉 旭硝子■製 平均粒径    56μm 密    度    0.36g/am3(2)熱可塑
性樹脂 T−1=ポリブタジエンゴム含有量が20%、スチレン
単量体単位としての含有量が60%、アクリロニトリル
単量体単位としての含有量が20%であり、かつグラフ
ト率が35%のABS樹脂 T−2:ポリブタジェンゴム含有量が40%、スチレン
単量体単位としての含有量が45%、アクリロニトリル
単量体単位としての含有量が15%であり、かつグラフ
ト率が50%のABS樹脂 T−3:スチレン75%とアクリロニトリル25%の共
重合体 T−4=ポリカーボネート樹脂 T−5:ポリブチレンテレフタレート樹脂T−6:ナイ
ロン6樹脂 実施例1〜8 表−1に示した熱可塑性樹脂のペレットと表−1に示し
た架橋中空ポリマー粒子粉末を、ヘンシェルミキサーを
用いて混合した(この混合方法を乾式という)。そのあ
と、押出機に供給し、溶融混合し、プレートを押出成形
した。このプレートからアイゾツト衝撃強度測定用テス
トピースを切り出し、ASTM  D−256に準じて
アイゾツト衝撃強度を測定した。
実施例9.10 T−1の重合後のラテックスと架橋中空ポリマー粒子の
重合後の分散液を、表−1に示した組成割合になるよう
にブレンドし、十分混合した後、凝固剤として塩化カル
シウムを添加し、共凝固させた。次いで、90〜95℃
で30分間加熱し、そのあと水を加えて冷却しスラリー
液を得た。次に、遠心脱水機を用いてスラリー液からポ
リマー成分を回収し、回収されたポリマー成分を十分乾
燥し、架橋中空ポリマー粒子含有ABS樹脂組成物を得
た(この混合方法を湿式という)。この組成物を実施例
1と同様の方法でプレートを押出成形し、テストピース
を切り出した。
比較例1.2 表−1に示した熱可塑性樹脂と表−1に示したガラス中
空ビーズを用い、他は実施例1と同様の方法でテストピ
ースを作製した。この方法であると軽量化ができず、そ
れに衝撃強度も低い。
比較例3〜7 比較例3〜7は、軽量化の方法として従来一般に行なわ
れていた発泡剤による熱可塑性樹脂を発泡させる例であ
る。
比較例3は実施例1、比較例4は実施例2、比較例5は
実施例3、比較例6は実施例4、比較例7は実施例5と
、それぞれ比重が同じになるように発泡温度および発泡
剤量を適宜調節することで、比較例3〜7の発泡熱可塑
性樹脂を得た。
発泡方法は、表−1の熱可塑性樹脂に発泡剤アゾ系発泡
剤を添加し、ヘンシェルミキサーで十分混合し、他は実
施例1と同様の方法で発泡プレートを押出成形した。
上記比較例の発泡による軽量化方法は、実施例に比べ衝
撃強度が低い。
従って本発明の軽量化方法は、軽量化と機械的強度バラ
ンスが高水準にある。
[発明の効果] 従来の熱可塑性樹脂の軽量化方法としては、発泡剤を用
いて発泡させる方法あるいはガラス中空ビーズを添加す
る方法が知られているが、これらの方法は熱可塑性樹脂
の機械的強度を著しく低下させるので、機械的強度が要
求される用途には実用性が全(なかった。
上記の従来の軽量化方法と本発明の軽量化方法により、
軽量化を同程度(比重を同じにする)にして耐衝撃性を
比較すると、本発明の方が耐衝撃性の低下が少なく、従
来の軽量化方法に比べ機械的強度の低下が大幅に改良さ
れて0′る。
このような優れた効果が達成できたのは、架橋中空ポリ
マー粒子を用いることで初めて達成されたものである。
特許出願人  日本合成ゴム株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱可塑性樹脂30〜99重量%および架橋中空ポ
    リマー粒子1〜70重量%からなることを特徴とする熱
    可塑性樹脂組成物。
JP24661890A 1990-09-17 1990-09-17 熱可塑性樹脂組成物 Expired - Lifetime JP2890766B2 (ja)

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