JPH04232049A - 改質アクリル系キャップストック - Google Patents

改質アクリル系キャップストック

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JPH04232049A
JPH04232049A JP3148199A JP14819991A JPH04232049A JP H04232049 A JPH04232049 A JP H04232049A JP 3148199 A JP3148199 A JP 3148199A JP 14819991 A JP14819991 A JP 14819991A JP H04232049 A JPH04232049 A JP H04232049A
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methyl methacrylate
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capstock
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JP3148199A
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Loren D Trabert
ローレン・デイビツド・トラバート
Robert Lee Post
ロバート・リー・ポスト
Edward G Ludwig
エドワード・ガーランド・ルートヴイヒ
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Rohm and Haas Co
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックのための
キャップストックの分野に関してのものである。更に詳
細には、本発明は、構造用プラスチック(Struct
ural plastics)上に共押出し(coex
trusion)又はそれに積層するためのキャップス
トック材料として特に有用である樹脂組成物に、及び上
記複合物の製造並びにそれから得られる物品に関する。
【0002】ある種の構造用プラスチックス、例えばア
クリロニトリル/ブタジエン/スチレン(ABS)樹脂
、ポリ(塩化ビニル)(PVC)樹脂等は、押出される
か、成型されるか、又は種々の製造物品を形成するとき
魅力的な機械的性質を示す。上記物品は、例えば、浴槽
、シャワーの柄、カウンター及び貯蔵用品を包含する。 これらの構造用プラスチックスは、強度、じん性があり
、比較的安価であるが、それらの露出した表面の性質は
理想には遠い。即ち、これら構造用プラスチックの表面
は光によって劣化し、容易にひっかくことができ、普通
の溶媒によって侵食され、水その他によって悪影響を受
ける。
【0003】その結果、構造用プラスチックの上に他の
樹脂性材料を施用して下にある構造用材料を保護し、使
用環境に付随する酷使に耐えることができる表面を提供
することが当該産業における実際手段となって来た。上
記表面用材料は「キャップストック」(capstoc
ks)と称される。キャップストックは一般に構造用プ
ラスチックよりはるかに薄く、典型的にはキャップスト
ック及び構造用プラスチックよりなる複合物の全厚さの
約10〜約25%である。例えば、キャップストックの
厚さは約0.2〜約2.5mmであることができ、一方
構造用プラスチック層の厚さは約1.5〜約10mmで
あることができる。
【0004】種類としては、アクリル系樹脂は、すぐれ
た光学的特性、日光による劣化に対する抵抗、硬度、水
及び普通の化学薬品に対する不活性、耐久性、並びにじ
ん性が知られ、種々の構造用プラスチック、例えばAB
Sシートのために選ばれるキャップストックである。キ
ャップストックの機械的特性は、構造用プラスチックの
機械的特性に対してキャップストックは一般に二次的な
重要性しかないが、複合物の機械的特性に悪影響がない
ものであることが重要である。
【0005】アクリル系樹脂よりなるものを含む樹脂キ
ャップストックは、いくつかの異なった方式で構造用プ
ラスチックに施用することができる。例えば、熱融着に
よるか、プレス積層によるか、又は適当な接着剤を媒介
にするか、又は互いに相容性の重合体中間層を媒介とす
る積層による等で構造用プラスチック及びキャップスト
ックの既成のシート又はフィルムを一緒に積層すること
ができる(この型の市販製品は、KORADの商標でR
ohm and Haas Companyによって生
産された)。他の積層法、例えば共カレンダー掛け又は
二成分押出し(bi−extrusion)又は溶液又
は分散液キャスティングを使用して構造用プラスチック
及びアクリル系キャップストックを積層することができ
る。別法として、適当な場合には、構造用プラスチック
及びアクリル系キャップストックを共押出し(co−e
xtrude)、特にフィードブロック共押出しするこ
とができ、そしてラミネートがアクリル系でキャップさ
れたABSシートであるときこのことが選ばれる方法で
あることが多い。次にこの複合物のシートを物品、例え
ば浴槽、シャワーの柄、カウンターの上面等に熟成形す
ることができる。
【0006】フィードブロック共押出しによって上記複
合物のシートを得る技術は、例えば米国特許3,476
,627号、3,557,265号及び3,918,8
65号に記載されている。上記共押出しのための装置は
、当該産業において広く入手できる。ここで使用される
「フィードストック共押出し」なる用語は、第1のプラ
スチック材料(例えば、構造用プラスチック材料)の樹
脂供給物及び第2のプラスチック材料(例えば、キャッ
プストック材料)の樹脂供給物の分離された流れがフィ
ードブロックに供給されるに従って、それらの各々が加
熱されて溶融条件となり、フィードブロック中でこれら
の流れを面対面の表面接触させて2層の流れを形成させ
、これを次にシート型に供給し、シート型中で層流の条
件下にこの2層の流れを横に広げて2層のシートとし、
シートの溶融した樹脂層が型から現れるに従ってそれら
が面対面の表面接触となり、その後形造られた2層のシ
ートが冷却固化され、得られた複合物が、シートを構成
する固化された樹脂によって一体となって互いに接着さ
れたシートの層の各々よりなる方法をいう。当該技術に
おいて知られているとおり、2つを超える樹脂の流れを
適応させるように設計されているフィードブロックを使
用することにより、フィードブロック共押出しの方法を
使用して2つよりも多い層のシートを得ることができる
。2つ又はそれ以上の多層のシートを形成させる方法に
おいては、シートの縁は通常取り除かれ、理想的には、
取除き分は構造用プラスチック原料中に再循環されて材
料を節約し、経済性を実現する。
【0007】このフィードブロック共押出し法を実施す
る際いくつかの条件が満たされるべきである。構造用プ
ラスチック及びキャップストックは、押出し温度におい
て化学的に相容性であるべきである。第二に、層の間に
天然の接着性の結合があるべきである。その外、溶融し
た樹脂は、ほぼ同じ粘度を持つべきである。この粘度整
合性は、フィードブロック及び型中の適正なフロー条件
に重要である。典型的には、粘度が低い方の樹脂は、粘
度が高い方の樹脂より多くフローし、これを包み込む傾
向がある。この問題は、シートの縁へのキャップストッ
ク材料のフローとなる可能性がある。
【0008】キャップストックを構成する樹脂材料は、
キャップストックに適した材料であるためには、処理特
性その他の物理的、化学的及び美的特性等の特性の組合
せを持たなければならないことが認められるべきである
。同様に、キャップストックがその上に施用される構造
用プラスチック、即ち下層又は基材も、構造用プラスチ
ックに適した材料であるためには、処理特性その他の物
理的、化学的及び美的特性の組合せを持たなければなら
ないことが認められるべきである。
【0009】本発明は、フィードブロック共押出しの技
術によるプラスチック複合物のシートの形成に関連する
応用においてキャップストックとして使用するのに特に
適しているアクリル系樹脂組成物に関する。本発明は特
に、比較的高い粘度を有し、それによって組成物をキャ
ップストックに成形し、又平シートの共押出しに関連す
る製造法において過度の縁のフローの問題を避けること
ができるアクリル系樹脂組成物の提供に関する。
【0010】
【従来の技術】キャップストックの製造において現在使
用されているアクリル系樹脂組成物は、主な量のメタク
リル酸メチルとアクリル酸エチルとの共重合体及び少量
の米国特許3,793,402号記載の型の多層状重合
体粒子よりなる。
【0011】上記の樹脂組成物からつくられるキャップ
ストック及びABS構造用プラスチックよりなる複合物
は満足すべき物理的、化学的及び美的特性を有している
が、フィードブロック共押出しの技術の使用によって複
合物を得る際前記の材料の使用に伴う欠点がある。例え
ば、複合物の取り除かれた縁を構造用プラスチック原料
に再循環させる工程を製造法が含むときには、前記複合
物の特性は悪影響を受けることが見出されている。この
点に関して、押出しの温度においてある種の等級の溶融
したABSがアクリル系樹脂材料より粘稠であるときに
は、この組合せによって比較的高い量のアクリル系樹脂
材料を有する複合物の縁を生じることが観察されている
。前につくられた複合物のシートの縁の部分が取り除か
れ、そしてABS原料に再循環されることを含む環境下
に複合物がつくられるときには、複合物の機械的特性は
悪影響を受けることが見出されている。
【0012】従来の技術の開示は、押出しの間粘度が高
い方の成分、即ちABSの温度を上昇させることによっ
て前記の問題を克服することができることが見出されて
いる(Advances in Plastics T
echnology, 1981年10月、14〜19
頁参照)。しかしながら、このことは、いくつかのプラ
スチック、例えばポリ(塩化ビニル)及びブタジエンベ
ースの構造用プラスチックは、熱劣化されることがあり
、その結果物理的特性に悪影響を与えるという欠点を有
している。粘度が高い方の成分の加熱は又、異なった温
度において溶融したプラスチックを加熱、保持及び別々
に供給することに伴う一層複雑な装置が要求されるとい
う欠点を有することがある。例えば、PVCのダイスで
形造られた構造用輪郭材上への薄い層状での120,0
00〜180,000の分子量を有するメタクリル酸メ
チル単独及び共重合体の共押出しが米国特許4,189
,520号に特許請求されている。この米国特許の開示
においては、異なったレオロジー特性を有する材料を用
いて所望の共押出しの結果を達成するために温度差別及
びダイスの調節が用いられている。
【0013】従来の技術は、アクリル系樹脂キャップス
トック及びABS基材から形成される複合物を構成する
組成物の性質に関する他の一般的開示を含んでいる。即
ち、米国特許4,731,213号は、アクリル系樹脂
及びABS樹脂の粘度がある温度において比肩しうるも
のでないかぎり、これらの材料を合わせる処理にあたっ
て困難に遭遇することを開示している。例として、この
米国特許は、そのメルトフローインデックス(DIN 
53735に従って測定してMFI 230℃/3.8
)が各々約6である組成物から製造されるアクリル系樹
脂/ABS樹脂複合物を開示している。しかしながら、
この米国特許は更に、材料を熱/冷温度にさらすと比較
的短時間内にアクリル系樹脂キャップストック中に目に
見える割れ目を生成するということが試験によって明ら
かになったので、上記複合物から常用の装置を使用して
つくられた浴槽の特性は良いもので並のものであったこ
とを開示している。
【0014】この米国特許4,731,213号によれ
ば、実質的に6より低い、即ち約2以下のMFIを有す
るアクリル系樹脂を用いることによって重要な有利性が
実現される。この特許は、熱水ストレス(即ち、熱水及
び冷水への交互の暴露)によって惹起される毛髪線の割
れ目又は曇りに対してすぐれた抵抗性を示す浴槽に、約
2以下のMFIを有するアクリル系樹脂を含む複合物の
シートを深絞り(deep−draw)することができ
ることを開示している。しかしながら、上記の結果を達
成するためには、’213の特許の開示によれば、約6
のMFIを有する溶融したABS及び約2のMFIを有
する溶融したアクリル系樹脂、即ちそのMFIが実質的
に異なる2つの樹脂から複合シートを共押出しすること
ができるといわれている特殊な多管系共押出しシート型
を使用することが必要である。米国特許4,731,2
13号は更に、常法、例えばフィードブロック型の共押
出しによる低いメルトフローインデックスのアクリル系
ガラス及びABSの共押出しが可能でなかったこと、又
多チャンネルの型を用いてのみ上記の材料の共押出しを
行うことができたことを示唆している。この特許中記載
された利点を実現するためには、製造者は、新しい装置
の取得の際資本支出を招くことになる。
【0015】その他特殊な共押出し法及び装置を用い、
例えば、米国特許4,204,821号に特許請求され
ている輪郭がある物品のための多管系型の押出し装置及
び米国特許4,296,062号中の方法によってメタ
クリル酸メチル単独及び共重合体が押し出されている。 従来の発明者は、特にシートラミネートその他の低メル
トフロー基材上の輪郭がない型の材料のために、フィー
ドブロック共押出しを媒介にしてキャップストックを得
るために本発明の組成物を示唆又は使用していない。
【0016】本発明は、フィードブロック共押出しによ
って容易に形成させることができる複合物中ABS及び
同様の構造用プラスチックのためのキャップストックと
して用いることができる樹脂組成物の提供に関する。本
発明は、改善された特性、特に化学抵抗特性を有するキ
ャップストックを生成させるために使用することができ
る樹脂組成物にも関する。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、フィー
ドブロック共押出しによって形成され、下にある構造用
層の上に重なりそしてそれに一体となって接着されてい
るキャップストックよりなリ、このキャップストック組
成物は (A)  少なくとも約125,000ダルトンの分子
量を有しそしてメタクリル酸メチル樹脂及びメタクリル
酸メチルとアクリル酸C1〜C4アルキルとの共重合体
よりなる群から選択される熱可塑性樹脂約40〜約88
重量%、並びに (B)  分離した粒子の形態のアクリレートベースの
耐衝撃性付与剤樹脂約10〜約60重量%よりなり、こ
こでこの組成物は約0.4〜約0.75g/10分のメ
ルトフローインデックスを有し、そしてこの組成物の連
続相を構成する熱可塑性樹脂中に分離した粒子が分散さ
れているプラスチック複合物が提供される。
【0018】ここで使用される場合、「分子量」なる用
語は重量平均分子量を意味する。分子量は、キャリブレ
ーションのためにポリ(メタクリル酸メチル)標準を使
用し、常用のゲル透過法によって求められる。「ダルト
ン」なる用語は、原子質量単位を意味する。従来の技術
のキャップストック組成物から本発明のキャップストッ
ク組成物を区別する特徴の1つは、比較的高分子量の熱
可塑性樹脂を本発明中使用することである。
【0019】好ましい形態においては、本発明のキャッ
プストック組成物は、前記の熱可塑性樹脂として、少量
のアクリル酸低級アルキル、最も好ましくはアクリル酸
エチルと主な量のメタクリル酸メチルを重合させること
によって製造される共重合体よりなり、共重合体の分子
量は220,000ダルトン以下、そして好ましくは約
135,000〜約155,000ダルトン、最も好ま
しくは約140,000〜約150,000ダルトンで
ある。
【0020】好ましい形態においては、前記のアクリレ
ートベースの耐衝撃性付与剤樹脂は、米国特許3,79
3,402号に記載されている型の多層型の樹脂粒子よ
りなる。
【0021】本発明の他の一態様は、耐衝撃性付与剤樹
脂が次の3段階:(1)コア層を構成するエラストマー
性でない第1段階の重合体、(2)中間層を構成するエ
ラストマー性の第2段階の重合体及び(3)外側層を構
成する比較的硬質の第3段階の重合体の組成の多層型重
合体粒子よりなり、コア層及び外側層の各々が組成物の
前記の熱可塑性樹脂成分を製造するのに使用されたもの
と同じ単量体からつくられる樹脂よりなり、そして中間
層がメタクリル酸アリルグラフト結合性単量体によって
コア層と、又外側層と結合されている、上述した型の樹
脂組成物よりなる。この型の耐衝撃性付与剤樹脂は、例
えば、高い曲げ弾性率及び高いIzod衝撃強度を有す
る製品等の特に良好な特性を有する製品に成形すること
ができる組成物を提供する。
【0022】上記の樹脂組成物は、常用の装置を使用し
、押出し、型込み、成形又は流し込みをしてキャップス
トックを含む一体式(monolithic)のシート
又はフィルムにすることができる。構造用プラスチック
、例えばABSシート、PVC、改質スチレン重合体、
ポリカーボネート及びポリカーボネートABSブレンド
は、標準積層又はフィードブロック押出し技術及び装置
を用いることによって上述した重合体樹脂組成物でキャ
ップすることができる。上記の複合体よりなる物品も本
発明の範囲内である。
【0023】本発明の改良されたキャップストック組成
物は、化学薬品、例えば水泳プール化学薬品に対する抵
抗性及び熱水ストレスに対する抵抗性を与え、それらは
現在使用されている類似のキャップストック材料よりす
ぐれている。その外、前記の物品は、現在入手しうる類
似の材料によって現されるものより小さい熱成形時の曇
り、よいひっかき抵抗性、大きいじん性、少ないゲル及
びよい光学的特性を示す。
【0024】その上、ABSその他の構造用プラスチッ
クとフィードブロック共押出しして、層が全シートにわ
たって厚さが実質的に均一であるので、縁の取除き及び
構造用プラスチック中への再循環が機械的特性に悪影響
を与えない複合物を得ることができる。更に、ABSそ
の他の構造用プラスチックよりなる上記のすぐれた共押
出しされた複合物は、標準のフィードブロック共押出し
技術及び現在当該産業に備えられている装置を使用して
生産することができる。
【0025】本発明は、次の詳細な説明を参照すること
によって更に容易に理解されよう。
【0026】前記のとおり、本発明のキャップストック
組成物を構成する本質的な成分は、熱可塑性のメタクリ
レートベースの樹脂及びアクリレートベースの耐衝撃性
付与剤樹脂である。前者の樹脂は、この組成物の連続相
を構成し、ここでは時に「マトリックス樹脂」といわれ
る。この組成物は、後述する随意成分を含むこともでき
る。
【0027】マトリックス樹脂については、組成物の特
性をコントロールするように調節することができるいく
つかの変更要素を含む。例えば、これらの変更要素の調
節によって組成物メルトのレオロジー特性、例えば、粘
度及びメルトフローレート(ここでは「メルトフローイ
ンデックス」と称する)を構造用プラスチックメルトの
レオロジー特性と整合させることが可能となる。レオロ
ジー特性を整合させると、常用の装置によって好ましい
特徴、即ちその幅を通して厚さが実質的に均一であるキ
ャップストックを共押出しすることができる。
【0028】マトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂であり
、重合メタクリル酸メチル又は主な量のメタクリル酸メ
チルと少量のアクリル酸アルキル(C1〜C4)、好ま
しくはアクリル酸メチル又はエチル、そして最も好まし
くはアクリル酸エチルとを重合させることによって製造
される共重合体よりなる。即ち、この共重合体は、メタ
クリル酸メチル約88〜約99.9重量%及びアクリル
酸アルキル約0.1〜約12重量%よりなることができ
る。好ましくは、共重合体のアクリル酸アルキル含量は
約0.1〜約4重量%、そして最も好ましくは約0.4
〜約0.7重量%であり、共重合体の残りはメタクリル
酸メチルよりなる。
【0029】共重合体のアクリル酸アルキル含量の増大
は、共重合体、並びにそれが一部分である樹脂組成物の
メルトフローインデックスを増大させ、メルト粘度を減
少させる。アクリル酸アルキル含量を最小にすることは
又、キャップストックの硬度、ひっかき抵抗及び化学薬
品の侵襲に対する抵抗性を増大させる。
【0030】ポリ(メタクリル酸メチル−コ−アクリル
酸アルキル)共重合体の分子量は少なくとも約125,
000ダルトンである。それは220,000又はそれ
以上にさえ及ぶことができる。好ましくは、分子量は約
135,000〜約155,000、そして最も好まし
くは約140,000〜約150,000ダルトンであ
る。 その外はすべて同じとし、分子量を増大させると、共重
合体及びそれが一部分である樹脂組成物のメルトフロー
インデックスは減少し、メルト粘度は増大する。分子量
を増大させることは又、キャップストックの化学薬品抵
抗性を改善する。キャップストックが良好な化学薬品抵
抗特性を有することを要求する多くの型の応用があるこ
とは認められるべきである。従って、このことは、キャ
ップストックを構成する材料において特に重要であり、
かつ望まれる特性である。後に報告される実施例からわ
かるとおり、本発明のキャップストックは、特に、良好
な化学薬品に対する抵抗性を有している。
【0031】一般に、前記の共重合体は、連続フロー撹
拌タンク反応器中有機過酸化物による約50%の変換ま
での、2つの単量体の混合物の遊離ラジカル触媒バルク
重合によって有利に製造されるランダム共重合体である
。この重合体−単量体混合物は、脱揮発性分二軸スクリ
ュー押出機にポンプで送られ、そこで残留単量体が除去
され、所望の場合には、添加剤を添加することができる
。この重合を実施する技術は文献に記載され、当該技術
熟練者に周知されている。このランダム共重合体は、バ
ルク注型、乳化又は懸濁重合によっても製造することが
できる。この共重合体は、噴霧乾燥又は凝析、洗浄及び
当該技術において周知の乾燥法の使用によって単離する
ことができる。
【0032】フィードブロック共押出しの使用によって
ABSその他の構造用プラスチックをキャッピングする
ためにこの樹脂組成物が使用される適用に対しては、上
に述べた指針を使用して、マトリックス樹脂及びマトリ
ックス樹脂のアクリル酸アルキル含量かもしくは分子量
、又はその両方の相対量を選択してキャップストックの
レオロジー特性を構造用樹脂のそれにできるだけ整合さ
せることができると理解されるべきである。このことが
行われるときは、キャップストックは一層厚さが均一と
なり、再循環する縁の取除きは複合物の機械的特性に悪
影響を与えない。例えば、樹脂組成物が約0.5のメル
トフローインデックス(MFI)を有するABSと共押
出しされる場合には、前述したパラメーターは、約0.
4〜約0.75、好ましくは約0.45〜約0.6g/
10分のMFIを樹脂組成物に与えるように調節するこ
とができる。キャップストック組成物の説明に関連して
ここで使用される場合、MFIはASTM D−123
8(前者の条件1、230℃/3.8kg−負荷)又は
DIN法53735(230℃/3.8kg)に従って
評価され、これらの方法は本質的に同一である。
【0033】本発明の組成物のアクリレートベース耐衝
撃性付与剤樹脂については、それは主にキャップストッ
クの物理的特性、例えばじん性及び衝撃抵抗性を増強す
るように機能する。本発明の組成物中有用である型の付
与剤の製造、混和及び使用は周知である。
【0034】本発明の実施の際使用するのに好ましい型
の付与剤樹脂は、米国特許3,793,402号(’4
02)に記載され、その内容を参照として提示する。こ
の’402特許に記載されているとおり、この付与剤樹
脂は多層型重合体粒子よりなる。一般に、上記の樹脂は
、既成の重合体の存在下に単量体の混合物を乳化重合さ
せることによって製造される。更に特定すると、上記の
樹脂は、水性ディスパージョン又はエマルジョン中単量
体から製造され、前の単量体装入物の重合段階によって
製造された既成のラテックス上にか又はその存在下に順
次単量体装入物を重合させる。各段階の重合生成物は、
単独重合体又は共重合体よりなることができる。この型
の重合においては、引き続く段階の重合体は、先行する
段階の重合体に連結され、そして密に付随する。
【0035】上記の多層型重合体粒子は、エラストマー
性でない第1段階の重合体、エラストマー性の第2段階
の重合体及び比較的硬質の第3段階の重合体の3つの逐
次段階よりなり、この樹脂の各段階を製造する際使用さ
れる単量体(コ−モノマー)は、’402の特許に記載
されているように、前記の非エラストマー、エラストマ
ー及び硬質特性を有する段階又は層を得るように選択さ
れる。
【0036】’402の特許に論述されているように、
重合の第1段階において形成されるエラストマー性でな
い重合体は、25℃より高いガラス転移温度を有し、そ
のガラス転移温度が25℃以下、好ましくは10℃未満
になるように後の段階において単量体構成要素から製造
されるエラストマー性重合体に結合される。そして次に
上記エラストマー性重合体は、重合体のガラス転移温度
が好ましくは25℃より高く、そして最も好ましくは少
なくとも約60℃になるように後の段階において単量体
から製造される重合体に結合される。
【0037】好ましい粒子は、そのコア層及び外側層が
、組成物のマトリックス樹脂を製造するのに使用される
ものと同じ単量体からつくられる樹脂、即ち、メタクリ
ル酸メチルの単独重合体又はメタクリル酸メチル(約8
8〜約99.9重量%)とアクリル酸C1〜C4アルキ
ル(約0.1〜約12重量%)、最も好ましくはアクリ
ル酸エチルとのランダム共重合体及びメタクリル酸アリ
ルグラフト結合用単量体、並びに場合によっては、多官
能性交さ結合用単量体、例えばエチレングリコールジメ
タクリレートよりなる。マトリックス樹脂がメタクリル
酸メチルとアクリル酸エチルとの共重合体であるときに
は、粒子のコア及び外側の層は、メタクリル酸メチル約
96重量%及びアクリル酸エチル約4重量%よりなり、
グラフト結合用単量体が約1重量%を構成することがき
わめて好ましい。’402の特許の教示によれば、種々
の型の単量体を使用して粒子の中間層を製造することが
できる。中間層を例示すると、アクリル酸ブチル、スチ
レンのランダム共重合体及び約2重量%未満の交さ結合
及びグラフト結合用単量体よりなる。
【0038】この逐次段階の重合の生成物は、ラテック
ス、即ち、多層型重合体粒子がその中に分散されている
水性組成物よりなる。粒子は、噴霧乾燥によるか又は凝
析及び乾燥によってラテックスから回収することができ
る。噴霧乾燥は、乾燥助剤、例えば、ここに記載されて
いるマトリックス樹脂と同じか又は異なっていることが
できるアクリレートベースの樹脂の存在下に有利に実施
することができる。勿論「乾燥助剤」は、樹脂組成物の
他の構成要素と相容性であるべきであり、又組成物又は
それからつくられる物品の化学的、物理的又は美的特性
に悪影響を与えるべきではない。好ましい「乾燥助剤」
樹脂は、メタクリル酸メチルとアクリル酸アルキル(C
1〜C4)とのランダム共重合体よりなり、それはメタ
クリル酸メチル約90〜約99.9重量%及びアクリレ
ート、好ましくはアクリル酸エチル約0.1〜約10重
量%を含む。この共重合体の分子量は、広い範囲、例え
ば、約95,000〜約200,000ダルトンにわた
って変えることができる。分子量は、好ましくは約95
,000〜約110,000ダルトンである。この樹脂
は、マトリックス樹脂の一部分として機能するのに役立
つ場合には粒子と共に留まることができる。事実上、他
の熱可塑性アクリル系ベースの樹脂、例えば、少なくと
も約1,000,000の分子量を有する高分子量メタ
クリル酸メチル−アクリル酸エチル共重合体も、所望の
効果を達成するか又は処理助剤として機能する目的で組
成物中に包含させることができる。上記の随意の樹脂は
、本発明の組成物の約1〜約20重量%、好ましくは約
5〜約10重量%を構成することができる。
【0039】本発明の組成物は構成するマトリックス及
び付与剤樹脂については、付与剤樹脂含量の増大と共に
、衝撃強度は増大するが、引張強度及び硬度は減少する
ことがノートされる。大部分の適用の場合には、マトリ
ックス樹脂は組成物の約40〜約88重量%、そして付
与剤樹脂は約10〜約60重量%を構成する。好ましく
は、マトリックス樹脂及び付与剤樹脂は、それぞれ組成
物の約50〜約70重量%及び約30〜約50重量%を
構成する。
【0040】本発明のキャップストックは、ABS及び
PVC構造用プラスチック上使用する外に、更に後述さ
れる他の重合体及び構造用プラスチック上使用してよい
。一般的に言うと、最良の物理的特性が最高の分子量の
場合に得られ、得られる「剛い」(stiff)又はよ
り高度に粘稠な基材を共押出しする性能と両立する。こ
こで例示される多くの構造用プラスチックは、構造用プ
ラスチックの一般的利用性のためにすぐれている(例え
ば引張及び衝撃強度)だけではなく、本発明のキャップ
ストックと共にフィードブロック共押出しする際使用す
るために好ましい剛い、又は高度に粘稠な特性を対応し
て持つ物理的特性を与えるように、分子量調節を介して
、又は充填剤を用いて、又は他の構造用その他のプラス
チックと混和することによって適当に改質してよい。上
記の他の重合体及び構造用プラスチックの例は、ポリオ
レフィン、例えばポリエチレン及び充填型ポリエチレン
、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ブタジエン
ゴムで改質したポリプロピレン、(メタ)アクリル系重
合体、スチレン/(メタ)アクリル系重合体でグラフト
したポリプロピレン、ポリアミド、ポリアミド/重合体
ブレンド、例えばポリアミド/ABS及びポリアミド/
ポリカーボネート等、スチレン/アクリロニトリル、ス
チレン/アクリロニトリル−多段階重合体ブレンド、α
−メチルスチレン/アクリロニトリル、α−メチルスチ
レン/スチレン/アクリロニトリル、α−メチルスチレ
ン/メタクリル酸メチル/アクリル酸エチルの重合体、
ポリカーボネート、ポリカーボネート−ABSブレンド
、ポリカーボネート多段階重合体ブレンド、ポリエステ
ル、例えば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、ポリブチレンテレフタレート−ポリカ
ーボネートブレンド、ポリブチレンテレフタレート−ポ
リカーボネート共重合体ブレンド、ポリ塩化ビニル−多
段階重合体ブレンド、ポリ塩化ビニル−(メタ)アクリ
レートブレンド、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
ル−ABSブレンド、アクリロニトリル/(メタ)アク
リレート/スチレン、ポリエチレンテレフタレート−グ
リコール改質型、ポリアリーレート、ポリ(メタ)アク
リレート、ポリアセタール、ポリスチレン及び高衝撃ポ
リスチレン、スチレン/無水マレイン酸及びスチレン/
マレイミド重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化
ビニリデン−多段階重合体ブレンド、セルロース系物質
、ポリアミドイミド、ポリエーテルエステル、ポリエー
テルエステルアミド及びポリエーテルアミド、ポリエチ
レンオキシド、並びにポリスルホンを包含する。ポリフ
ェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリス
ルホン、ポリフェニレンオキシド−スチレンブレンド、
ポリフェニレンオキシド−高衝撃ポリスチレンブレンド
、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン/(メタ)
アクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン/(メタ)アク
リレート、ポリ塩化ビニリデン/ポリ塩化ビニルブレン
ド及び共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、
ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン
及びポリコオレフィン、並びに他の重合体型を包含する
他の重合体系からブレンドを製造してよい。異なった官
能性を組み合わせるランダム又はブロック共重合体も使
用することができ、三元又はより高次のブレンドを、本
発明のキャップストックと共に基材として使用するため
にこれらの重合体型の組合せからつくることができる。
【0041】これらの重合体及び構造用プラスチックは
、本発明のキャップストックと共に構造用プラスチック
として単独で使用してよい。重合体及び構造用プラスチ
ック及びブレンドは、アクリル体又は(メタ)アクリル
体/ブタジエン/スチレン(“MBS”)又はエチレン
/プロピレン/ジエン(“EPDM”)重合体耐衝撃性
付与剤を含有してよい。それらはここで後述する充填剤
を配合してもよく、又それらはフォームにしてもよい。
【0042】上に例示された構造用プラスチック及び熱
可塑性樹脂は、基材材料として使用するために選択され
るとき、所望の最高の物理的特性を得るように最適化さ
れた処方を一般に有する。一般にこの最適化の結果きわ
めて粘稠性、即ち低メルトフローインデックスの材料を
生じ、この最適化は、実質的に改善された特性、特に化
学的抵抗性及び衝撃強度を得られる共押出しされたラミ
ネートに与える際本発明のキャップストック組成物を使
用することを指図する。
【0043】前記のとおり、本発明のラミネート又はキ
ャップストックした材料は、一般に好ましい方法である
フイードブロック共押出しによってつくられるが、他の
押出し又は流し込み法、例えばプレス積層、二元押出し
(bi−extrusion)、共カレンダー掛け(c
o−calendering)及び三元押出し(tri
−extrusion)を用いてもよく、それは中間接
着性その他の層を配合してよい。溶液流し込み法でさえ
も使用して本発明の積層材料を得てよい。
【0044】本発明のプラスチック複合物から作ること
ができる有用な物品、例えば前記の浴槽、シャワーの柄
、カウンター及び貯蔵設備の外に、他の有用な物品の例
は、自動車用品、例えば装飾外部トリム、モールディン
グサイドトリム及びクオーターパネルトリムパネル、ど
ろよけ、ルーバ、リアエンドパネル、ピックアップトラ
ックバック用キャップ、バックミラーわく、トラック、
バス、キャンプカー、バン及びマストランシットビヒク
ル、b−ピラーエクステンション等、芝生及び庭園道具
、移動ホーム用浴室取付け具、へい、レジャーボートの
部品、移動ホームの屋外部品等の器具及び道具、芝生用
家具、例えば長椅子及びテーブルのフレーム、パイプ及
びパイプ末端キャップ、かばん、移動ホーム用シャワー
の柄、便器のシート、サイン、スパス、エアコン及びヒ
ートポンプ部品、台所家庭用品、ビーズ成型ピクニック
用クーラー、ピクニック用皿及びジョッキ、並びにくず
箱、ベネチャンブラインド部品、スポーツ用品、例えば
セールボード、セールボート、プラミングパーツ、例え
ば洗面所パーツ等、建設部品、前に挙げたものの外に、
建築用モールディング、扉モールディング、ルーバ及び
シャッター、移動ホーム幅木、間仕切り扉、羽目板アク
セサリー、窓クラッディング、よろい戸フレーム、天窓
フレーム、雨どい用末端キャップ、天幕、車庫屋根等を
包含する。
【0045】本発明の組成物中、キャップストック中か
又は構造用プラスチック中か又はその両方において使用
することができる随意の成分は、カラー原液、例えば、
色素及び顔料、潤滑剤、UV安定剤、熱安定剤、抗酸化
剤、熱変形温度改善剤、静電防止剤、物理的又は化学的
発泡剤、つや消し剤、核発生剤、防炎剤及び処理助剤で
ある。一般に、上記随意成分は、一般に組成物の約5重
量%を超えず、例えば、上記成分約1〜約5重量%であ
る。その外、充填剤、例えば木材繊維、炭素繊維、ガラ
ス繊維、ガラスビーズ及び炭酸カルシウム、タルク、酸
化チタン、硫酸バリウム等のミネラルを場合によっては
本発明の組成物中に包含させてよい。上記の随意の充填
剤の全量は、一般にキャップストック中約15重量%、
そして構造用プラスチック中約65重量%を超えない。
【0046】次の実施例は本発明を例示するが、包括的
なものでも開示された形態そのままに本発明を限定する
ものでもない。明細書及び実施例に照らして多くの他の
変更及び改変が可能である。
【0047】
【実施例】〔実施例1〕  発明の樹脂組成物の製造連
続フロー撹拌タンク反応器中で製造され、そして常法に
よって押出された、分子量145,000ダルトンを持
つメタクリル酸メチル99.4重量%及びアクリル酸エ
チル0.6重量%のペレットにしたマトリックス樹脂ラ
ンダム共重合体(10ポンド)(約4.5kg)を、粉
末にした付与剤樹脂等重量と共にポリエチレン袋中で入
手により撹拌して混合した。
【0048】付与剤樹脂は、前記の米国特許3,793
,402号に記載された操作によって製造した、3層を
有する重合体粒子よりなる。コア層及び外側層は、約9
6重量%のメタクリル酸メチル及び約4重量%のアクリ
ル酸エチルのランダム共重合体よりなり、コア層共重合
体は約1重量%のメタクリル酸アリルでグラフト結合さ
れている。中間層は、約2重量%のメタクリル酸メチル
でグラフト結合された。約80重量%のアクリル酸ブチ
ル及び18重量%のスチレンのランダム共重合体である
。 付与剤樹脂は、約250〜約350ナノメートルの粒子
径を有し、約95,000の分子量を有する96重量%
のメタクリル酸メチル及び4重量%のアクリル酸エチル
よりなるランダム共重合体と混合される。この混合物中
この共重合体及び付与剤樹脂の割合は、それぞれ16重
量%及び84重量%である。即ち、付与剤樹脂は組成物
の約42重量%を、そしてランダム共重合体は組成物の
約8重量%を構成していた。
【0049】得られた粉末/ペレットドライブレンドを
一軸スクリュー押出機(直径25mm,スクリュー有効
長600mm)に供給し、その中でドライブレンドは溶
融され、分散混合される。供給帯域から型帯域までのバ
レル温度は204℃/227℃/243℃の範囲であり
、ダイ温度は約230℃にコントロールされる。メルト
をストランドとして押出し、水中冷却し、次に切断して
ペレットとする。別法は、このドライブレンドを一軸ス
クリュー押出機ではなく共回転相互かみ合い式(tor
otating, intermeshing)二軸ス
クリュー押出機(直径30mm,スクリューの有効長7
20mm)を通すことである。
【0050】〔実施例2〕  キャップストックを含む
ラミネートの製造 実施例1の組成物から成形されたペレットのバッチを使
用して2層型耐衝撃性付与アクリル体/ABSシートを
得る。
【0051】シートを得るための使用された装置は、各
材料(実施例1のアクリル系樹脂組成物及びABS樹脂
)を溶融し、ポンプ送りするための押出機、押出機から
の2つのメルトの流れを配合するための配合用フィード
ブロック(combining feedblock)
及びそれから2層の押出物が3ロールスタックつや出し
ユニット、冷却ラック及びプルロールへ出て行く常用の
シングルマニホルドシートダイよりなる。この装置は当
該技術において周知である(例えば Nissel, 
Advances in Plastics Tech
nology, 1981年10月参照)。
【0052】装置を所望の操作温度に加熱し、アクリル
系樹脂組成物のための二次(小型)押出機を始動させる
。アクリル系樹脂組成物がフィードブロック及びダイを
充たすのに十分な時間運転させて後、ABS基材材料の
ための一次押出機を始動させる。両メルトが合体してダ
イを出て行くと、シートラインを通常の方式で進ませ、
スクリュー速度及びライン速度を段階的に増大させ、所
望の産出速度で所望の層の厚さの組合せを得るように種
々の調節を行なう。
【0053】本発明の樹脂組成物は、当該技術において
周知の常法を使用して押出し又は射出成型して一体式の
シート及びフィルムストックにすることもできる。これ
らの方法によって製造される一体式シートを使用すると
、シート製品について開発された試験操作によってキャ
ップストックの特性を直接求めることができる。
【0054】〔実施例3〕  キャップストックの特性
の評価 下に報告される最初の2つの群の試験は、本発明の範囲
内の組成物、即ち上の実施例1の組成物から成形される
実施例2の材料のすぐれた化学的抵抗性を例示する。
【0055】別に示さないかぎり、化学的抵抗性は、実
施例1の組成物から実施例2において成形された3.2
mmの押出しシートの片(試験試料)について定量的に
求められる。1%のひずみを与えるように設計された固
定治具中に試料を入れ、外部環境条件下に5分間平衡化
させ、押出しの方向(平行又は直角)についてひずみを
ノートする。固定治具は、試験片を固定することができ
る末端クランプを備えた、約10×2×0.4cmの寸
法のステンレススチールの条片である。このスチール条
片は、次の式:ひずみ%=試験試料の厚さ/2×半径に
従って所望されるひずみを生じる計算半径に整合するよ
うになっている。即ち、3.2mmの厚さの試験試料の
場合には、規定された1%のひずみを得るための固定治
具の曲率半径は15.55cmである。
【0056】イソプロピルアルコール(又は他の試薬、
後に示されるとおり)2滴をひずみを与えられた試料の
冠面に置く。試薬が施用された時、時間をノートする。 きっ甲割れ線が現われた時、時間(秒)を記録する。各
試薬について各材料の5つの試料を試験し、きっ甲割れ
時間を平均し、報告する。
【0057】下の表1は、本発明(実施例1)の組成物
からつくられた試料のきっ甲割れに対する抵抗性を示す
評価の結果を含む。
【0058】
【表1】
【0059】第2の試験は、実施例1の組成物からつく
られる試験試料の光学的特性が長時間熱水にさらされる
時劣化することに抵抗する程度を示す。下の表2に報告
される結果は、射出成型プラクについて表2に示される
日数70℃に保たれた加熱蒸留水中浸漬された後透過及
び曇り特性に関するデータを含む。全白色光透過(TW
LT)および曇りは、対の試料についてASTM試験法
D−1003に従って測定され、その値は平均された。
【0060】
【表2】
【0061】表3中の次の試験は、実施例1の組成物か
らつくられた物品の著しく改善された化学抵抗特性が、
この物品の他の重要な特性を失う代りに達成されている
のではないことを示す。
【0062】
【表3】
【0063】表4中のデータは、キャップストック材料
の射出成型棒の荷重下のたわみ温度によって測定された
熱的特性の改善を示す。同じ型の材料のメルトフロー測
定も包含される。
【0064】
【表4】
【0065】本発明の範囲内であり、実施例1の組成物
を製造するのに使用された方式で製造することができる
他の樹脂組成物の例を下の表5中説明する。各例におい
て、付与剤樹脂よりなる重合体粒子は、実施例1におい
て使用されたものと同じである。表5の実施例4、5、
6、7及び8の各々の組成物よりなる「付与剤樹脂/共
重合体混合物」の量は表5に示すとおりであり、実施例
4、5、6及び8の各々の混合物は、付与剤樹脂84重
量%、約95,000の分子量を有し、そしてメタクリ
ル酸メチル96重量%及びアクリル酸エチル約4重量%
を含有するランダム共重合体10重量%、並びに約2,
000,000の分子量を有し、そしてメタクリル酸メ
チル約90重量%及びアクリル酸エチル約10重量%よ
りなる高分子量アクリル系共重合体(処理助剤)約6重
量%よりなる。実施例8は、実施例7のマトリックス樹
脂88重量%及び直前に記載された付与剤樹脂/共重合
体混合物12重量%のブレンドである。
【0066】
【表5】
【0067】実施例4及び5の樹脂組成物のメルトフロ
ーインデックス(MFI)は、実施例1のものと同じで
あるが、実施例6及び7の各々の樹脂組成物のMFIは
約0.7/10分である。実施例8のMFIは約0.7
/10分である。これらのMFIは、上述した改善され
た特性のために好ましいフィードブロック共押出し条件
下のABSのそれに実質的に整合する。
【0068】
【発明の効果】要約すると、本発明は、キャップストッ
ク組成物及び特に、すぐれた化学的抵抗特性を含むすぐ
れた特性を有する、物品、特にラミネートに有効に成形
することができる組成物を提供するということができる

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  フィードブロック共押出しによって形
    成され、下にある構造用層の上に重なりそしてそれに一
    体となって接着されているキャップストックよりなリ、
    このキャップストック組成物は (A)  少なくとも約125,000ダルトンの分子
    量を有しそしてメタクリル酸メチル樹脂及びメタクリル
    酸メチルとアクリル酸C1〜C4アルキルとの共重合体
    よりなる群から選択される熱可塑性樹脂約40〜約88
    重量%、並びに (B)  分離した粒子の形態のアクリレートベースの
    耐衝撃性付与剤樹脂約10〜約60重量%よりなり、こ
    こでこの組成物は約0.4〜約0.75g/10分のメ
    ルトフローインデックスを有し、そしてこの組成物の連
    続相を構成する熱可塑性樹脂中に分離した粒子が分散さ
    れているプラスチック複合物。
  2. 【請求項2】  熱可塑性樹脂がアクリル酸アルキル約
    0.1〜約12重量%とメタクリル酸メチル約88〜約
    99.9重量%との共重合体より本質的になる請求項1
    記載の複合物。
  3. 【請求項3】  アクリル酸アルキル約0.1〜約4重
    量%及びメタクリル酸メチル約96〜約99.9重量%
    を含む請求項2記載の複合物。
  4. 【請求項4】  アクリル酸アルキル約0.4〜約0.
    7重量%及びメタクリル酸メチル約99.3〜約99.
    6重量%を含む請求項3記載の複合物。
  5. 【請求項5】  アクリル酸アルキルがアクリル酸エチ
    ルである請求項2記載の複合物。
  6. 【請求項6】  分子量が約220,000ダルトンよ
    りも大きくなく、メルトフローインデックスが約0.4
    5〜約0.6である請求項2記載の複合物。
  7. 【請求項7】  分子量が約135,000〜約155
    ,000ダルトンである請求項6記載の複合物。
  8. 【請求項8】  分子量が約140,000〜約150
    ,000ダルトンである請求項7記載の複合物。
  9. 【請求項9】  耐衝撃性付与剤樹脂がコア層と外側層
    との間にはさまれている中間層を有する多層型の重合体
    粒子よりなり、コア層が非エラストマー性の重合体であ
    り、中間層がエラストマー性の重合体であり、そして外
    側層が硬質の重合体である請求項2記載の複合物。
  10. 【請求項10】  コア及び外側層の各々がメタクリル
    酸メチルとアクリル酸エチルとのランダム共重合体より
    なり、そして中間層がアクリル酸ブチルとスチレンとの
    ランダム共重合体よりなる請求項9記載の複合物。
  11. 【請求項11】  耐衝撃性付与剤樹脂の供給源が約9
    5,000〜約200,000ダルトンの分子量を有す
    るメタクリル酸メチル約90〜約99.9重量%及びア
    クリル酸アルキル約0.1〜約10重量%のランダム共
    重合体よりなる乾燥助剤樹脂を含む混合物である請求項
    2記載の複合物。
  12. 【請求項12】  耐衝撃性付与剤樹脂の供給源が約9
    5,000〜約200,000ダルトンの分子量を有す
    るメタクリル酸メチル約90〜約99.9重量%及びア
    クリル酸アルキル約0.1〜約10重量%のランダム共
    重合体よりなる乾燥助剤樹脂を含む混合物である請求項
    9記載の複合物。
  13. 【請求項13】  密な混合状態の (A)  少なくとも約125,000の分子量を有し
    、そしてメタクリル酸メチル及びメタクリル酸メチルと
    アクリル酸C1〜C4アルキルとの共重合体よりなる群
    から選択される熱可塑性樹脂約40〜約88重量%、並
    びに(B)  コア層を構成するエラストマー性でない
    第1段階の重合体、中間層を形成するエラストマー性の
    第2段階の重合体及び外側層を構成する比較的硬質の第
    3段階の重合体の順次3段階よりなる分離した粒子の形
    態のアクリレートベースの耐衝撃性付与剤樹脂約10〜
    約60重量%よりなり、コア層及び外側層の各々が該熱
    可塑性樹脂を製造するのに使用されたものと同じ型の単
    量体からつくられる樹脂よりなり、そして中間層がメタ
    クリル酸アリルグラフト結合性単量体によってコア層と
    、及び外側層と結合されている組成物であり、該組成物
    が約0.4〜約0.75g/10分のメルトフローイン
    デックスを有し、そして該組成物の連続相を構成する熱
    可塑性樹脂中に分離した粒子が分散されているキャップ
    ストックとして使用するための組成物。
  14. 【請求項14】  熱可塑性樹脂がアクリル酸エチル約
    0.1〜約4重量%とメタクリル酸メチル約96〜約9
    9.9重量%との共重合体より本質的になり、そしてコ
    ア層及び外側層の各々がメタクリル酸メチルとアクリル
    酸エチルとの共重合体よりなり、中間層がアクリル酸ブ
    チルとスチレンとの共重合体よりなる請求項13記載の
    組成物。
  15. 【請求項15】  請求項14記載の組成物からつくら
    れるキャップストック。
  16. 【請求項16】  請求項1記載のキャップストック組
    成物がABS及びPVCよりなる群から選択される構造
    用プラスチックの上に重なるラミネートよりなる複合物
  17. 【請求項17】  請求項16記載のラミネートから形
    成される物品。
  18. 【請求項18】  請求項1記載のキャップストック組
    成物が下にある構造用層に一体となって接着されている
    互いに相容性の重合体中間層の上に重なるラミネートよ
    りなる複合物。
  19. 【請求項19】  互いに相容性の重合体中間層がAB
    Sであり、そして下にある構造用層が高衝撃ポリスチレ
    ンである請求項18記載のラミネート。
  20. 【請求項20】  互いに相容性の重合体中間層がメタ
    クリル酸メチルによってグラフトされたプロピレン重合
    体である請求項18記載のラミネート。
  21. 【請求項21】  請求項18記載のラミネートから形
    成される物品。
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