JPH04266958A - 塩化ビニル系樹脂組成物 - Google Patents
塩化ビニル系樹脂組成物Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
a) 成分)とアルキル基の炭素数が2〜8のメタクリ
ル酸エステル((b) 成分)を主成分とし、(a)
成分の含有率80〜40%(重量%、以下同様)、(b
) 成分の含有率20〜60%の共重合物からなる塩化
ビニル系樹脂用加工助剤を配合した塩化ビニル系樹脂組
成物に関する。さらに詳しくは、塩化ビニル系樹脂が本
来有する優れた物理的性質、化学的性質を損なうことな
く成形加工時に優れたゲル化促進効果を付与し、かつ従
来の加工助剤では解決しえなかったカレンダー加工時に
問題となるエアマーク、フローマークの発生を同時に解
決する塩化ビニル系樹脂用加工助剤を塩化ビニル系樹脂
に添加混合してえられる塩化ビニル系樹脂組成物に関す
る。
質に優れているため種々の分野で広く使用されているが
、加工温度が熱分解温度に近いため成形加工可能な温度
領域が狭く、しかも溶融状態になるまでの時間が長いな
どの種々の加工上の問題を有している。これらの欠点を
克服しようとする多くの技術が知られている。その大要
は可塑剤の添加、塩化ビニルに他の単量体を共重合する
、塩化ビニル樹脂に他の樹脂様物を混合するなどである
。
有の優れた物理的性質、化学的性質を保持したままで加
工性を充分向上させることができないという欠点を有し
ている。たとえば、可塑剤の添加または塩化ビニルに他
の単量体を共重合したばあいには、成型品の物理的性質
が大きく変化してしまう。また塩化ビニル樹脂に他の樹
脂様物を混合するものの多くは、成形加工時の溶融粘度
を低下させ、よって加工温度を低下させようとするもの
であるが、これらのものは見かけ上は塩化ビニル樹脂の
流動性を向上させるが混練エネルギーが流動によって消
費されてしまうため、塩化ビニル樹脂のゲル化が不充分
に終わってしまう。したがって見かけ上は透明な状態の
製品となってもその物理的性質は充分にゲル化された塩
化ビニル樹脂に比べて劣ることになる。
るゲル化を促進したり、また二次加工性を向上したり、
さらには長時間の成形加工においても成形体表面に光沢
を保持したり、えられた成形体の表面を平滑にすること
などの加工性の向上を目的としてメタクリル酸メチルを
主成分とする共重合体を加工助剤として配合する方法が
提案されている。これらはいずれもメタクリル酸メチル
とアクリル酸エステルまたはメタクリル酸メチルを除く
メタクリル酸エテスルとからなる共重合体または共重合
体混合物であるが、これはポリメタクリル酸メチルでは
その軟化温度が高いため、通常の塩化ビニル系樹脂の加
工条件においては分散が充分になされず、未ゲル化物(
フィッシュアイ)を非常に多く残してしまうためである
。
開示されているものはメタクリル酸メチルと重合体全量
中25モルパーセント以下のアクリル酸エステルとの共
重合体であり、また特公昭 53−2898号公報に開
示されているものはメタクリル酸メチルの優位量とアク
リル酸エステルおよび(または)メタクリル酸メチルを
除くメタクリル酸エステルの劣位量とからなる共重合体
(I) と、メタクリル酸メチルの劣位量とアクリル酸
エステルおよび(または)メタクリル酸メチルを除くメ
タクリル酸エステルの優位量とからなる共重合体(II
)とからなる二段重合物、および共重合体(I) と共
重合体(II)のラテックス状態におけるブレンドによ
りえられる共重合体混合物である。
未ゲル化物の減少を目的として共重合がなされている。 かかる特定の共重合体からなる加工助剤を配合した塩化
ビニル系樹脂組成物は、成形加工時におけるゲル化速度
が速く、また高温での破断伸度が増大する結果、塩化ビ
ニル系樹脂の二次加工性を大幅に改善することができる
ため、深絞り成形が可能になるばかりでなく、真空成形
や異形押し出しなどの適用も可能となる。またカレンダ
ー加工においてはシートのエアマークを減少させるとい
う特性も有している。しかしながら、一方ではかかる加
工助剤を塩化ビニル系樹脂に配合した塩化ビニル系樹脂
組成物は、カレンダー加工時にシート表面にフローマー
クが発生し成形品の商品価値を落とすような欠点も有し
ている。
機の大型化と高速生産化に伴い、カレンダーシート表面
に発生するフローマークの問題が重要視されるようにな
り、フローマークを減少させて商品価値の高いシートを
うる技術の開発に対する要求が高まってきている。従来
の加工助剤の唯一の欠点がこのフローマークの発生であ
り、この欠点を解消し、同時に従来のメタクリル酸メチ
ルを主成分とする加工助剤の特長、すなわち塩化ビニル
系樹脂のゲル化を促進し、成形品の二次加工性を向上さ
せ、カレンダーシートのエアマークを減少させるなどの
効果を付与するような加工助剤の開発は、産業上、非常
に意義深いものである。
目的でメタリクル酸メチルを除くメタクリル酸エステル
を主成分とし、かつ重合度を低くすることにより、塩化
ビニル系樹脂に配合したばあい、成形加工時の溶融粘度
を従来の加工助剤を使用したばあいより低く保つような
加工助剤が提案されており(特開平1−247409号
公報参照)、かかる加工助剤が塩化ビニル系樹脂組成物
の溶融粘度を低く保つことによりフローマークの問題を
改善することが示されている。かかる加工助剤の使用に
よりフローマークは大幅に改善されており、成形加工時
の溶融粘度を低く保つことは確かにフローマークの改良
に効果がある。
ー加工においてフローマークは改良するものの、同時に
エアマークの減少や二次加工性の向上といった従来の加
工助剤によって付与されていた好ましい効果を犠牲にし
てしまう。結局、成形加工時の溶融粘度を低く保つ手法
はフローマークを改善する本質的な解決策とはいえない
。つまり、現在の技術では塩化ビニル系樹脂のカレンダ
ー加工においてフローマーク、エアマーク、二次加工性
などを同時に充分満足できるレベルまで改良する加工助
剤はえられていない。
牲にすることなくフローマークを改良する加工助剤に関
するものである。
ル系樹脂のカレンダー加工において発生するフローマー
クの問題をエアマーク、二次加工性などを犠牲にするこ
となく解決すべく検討を行なった結果、特定範囲量のメ
タクリル酸メチルと、アルキル基の炭素数が2〜8のメ
タクリル酸エステルとからなり、特定範囲の比粘度を有
する加工助剤のみがこの問題を解決するうえで特異的に
効果を発揮すること、すなわちかかる加工助剤を塩化ビ
ニル系樹脂に特定量配合することにより従来の加工助剤
が塩化ビニル系樹脂に付与するゲル化促進、二次加工性
向上、エアマーク減少などの加工性改良効果がえられる
とともに、カレンダー加工におけるフローマークの問題
が大幅に改善されることを見出し、本発明に到達した。
00部(重量部、以下同様)および塩化ビニル系樹脂用
加工助剤 0.2〜5部からなる組成物であって、前記
塩化ビニル系樹脂用加工助剤が、メタクリル酸メチル(
a) 80〜40%とアルキル基の炭素数が2〜8のメ
タクリル酸エステル20〜60%と、さらにこれらと共
重合可能な他種の単量体5〜0%とからなり、かつ比粘
度ηsp(100cm3 のベンゼンに0.4gの重合
体を溶解し30℃で測定) が 0.6〜3.0 の塩
化ビニル系樹脂加工助剤であるカレンダー成形加工にお
ける加工性、物理特性の良好な塩化ビニル系樹脂組成物
に関する。
化ビニル系樹脂が本来有する優れた物理的、化学的特性
を損なうことなく、ゲル化を促進し、二次加工性を向上
させ、さらにカレンダー加工におけるエアマークを減少
させるなどといった従来の加工助剤の特性を保持しなが
らかつ同時にカレンダー加工におけるフローマークの問
題を解消するという観点から、従来用いられてきたアク
リル酸エステルの使用量を5%以下とし、特定範囲量の
メタクリル酸メチルとアルキル基の炭素数が2〜8のメ
タクリル酸エステルを主成分とする特定範囲の比粘度を
有する共重合体のみが特異的にその効果を示すというこ
とを見出した点にある。
酸エステルの共重合は未ゲル化物の発生を防ぐ目的で行
なう。従来の技術では加工助剤の未ゲル化物の発生を防
止するための手段として、メタクリル酸メチルにアクリ
ル酸エステルまたはメタクリル酸メチルを除くメタクリ
ル酸エステルの共重合を行なっているが、単に未ゲル化
物の発生を防止するためという目的であればアクリル酸
エステルもメタクリル酸メチルを除くメタクリル酸エス
テルもその共重合体中の含有量を適当に調整することに
より同等の効果がえられ、目的は達せられる。したがっ
て、従来技術において、アクリル酸エステルとメタクリ
ル酸メチルを除くメタクリル酸エステルの果たす役割に
本質的な差異はない。これに対して、本発明ではアクリ
ル酸エステルとメタクリル酸エステルの特性を明確に差
別化していいる。すなわち、従来の加工助剤の長所を保
持し、同時にカレンダー加工時のフローマークの問題を
解消するという本発明の効果をうるためにはアクリル酸
エステルの使用量は5%以下とし、特定組成比のメタク
リル酸メチルと炭素数が2〜8のメタクリル酸エステル
を主成分とした共重合体とする。
メチル80〜40%、好ましくは70〜50%と、アル
キル基の炭素数が2〜8のメタクリル酸エステル20〜
60%、好ましくは30〜50%と、必要により使用さ
れるこれらと共重合可能な他の単量体5〜0%とからな
り、比粘度ηsp(100cm3 のベンゼンに0.4
gの重合体を溶解し30℃で測定)が 0.6〜3.0
、好ましくは 0.8〜2.0 の共重合体である。
リル酸エステルの含有量が20%未満のばあい、これを
塩化ビニル系樹脂と混練した成形体中に未ゲル化物を多
く残してしまう。一方、メタクリル酸エステルの含有量
が60%をこえたばあい(たとえば特公平1−2474
09号公報参照)は、塩化ビニル系樹脂とともに混練し
たばあい、成形体の二次加工性と透明性が低下してしま
う。メタクリル酸エステルの代わりにアクリル酸エステ
ルを使用したばあいは未ゲル化物の発生を防止し、かつ
充分な混練能力を有する従来技術の加工助剤となるが、
これをもって本発明が解決しようとする課題であるフロ
ーマークの問題を解決することはできない。
.6未満のばあいはフローマークは良好であるがエアー
マークが多く発生するとともに、加工助剤としての混練
能力、さらには成形体の二次加工性が低下するという問
題も生じてしまい、この欠点を改良すべく塩化ビニル系
樹脂への添加量を増してもフローマークが悪化するのみ
であり、エアマークの改善はほとんど期待できない。一
方、比粘度ηspが3.0 をこえるとフローマークが
多く発生してしまい、この欠点を解決すべく塩化ビニル
系樹脂への添加量を減じるとエアマークが悪化し、結局
フローマークとエアマークの両方を満足できるレベルま
で改善することはできない(後述の表1および表2参照
)。
リル酸エステルとしては、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリ
ル酸2−エチルヘシキル、メタクリル酸ベンジル、メタ
クリル酸シクロヘキシルなどがあげられる。これらは単
独でまたは二種以上を併せ用いられる。とくに好ましい
のはメタクリル酸n−ブチルである。
剤の特徴であるフローマーク改良効果を損なわないよう
に加工助剤中の5%以下の量で使用される。そのような
単量体としては、たとえばアクリル酸エステル(アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル
など)、不飽和ニトリル(アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリルなど)、ビニルエステル(酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニルなど)などがあげられる。これらは単独
でまたは二種以上を併せ用いられる。
の単量体を乳化剤、連鎖移動剤および重合開始剤などの
存在下に乳化重合してうることができる。
とができ、たとえば脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩
、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸エス
テル塩、スルホコハク酸ジエステル塩などのアニオン性
界面活性剤、またポリオキシエチレンアルキルエーテル
、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪
酸エステルなどのノニオン性界面活性剤、さらにアルキ
ルアミン塩などのカチオン性界面活性剤を使用すること
ができる。
の重合開始剤、レドックス系の重合開始剤を使用するこ
とができ、たとえば通常の過硫酸塩などの無機開始剤、
もしくは有機過酸化物、アゾ化合物などを単独で用いる
か、または前記化合物と亜硫酸塩、亜硫酸水素、チオ硫
酸塩、第一金属塩、ナトリウムホルムアルデヒドスルホ
キシレートなどを組合せ、レドックス系重合開始剤とし
て用いることもできる。開始剤として好ましい過硫酸塩
は過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニ
ウムなどであり、好ましい有機過酸化物はt−ブチルハ
イドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド
、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルなどである。重
合度は重合温度、連鎖移動剤などを通常の方法で組合わ
せることにより任意に調節される。
に限定はなく、従来から使用されている塩化ビニル系樹
脂であれば使用しうる。このような塩化ビニル系樹脂の
具体例としては、たとえばポリ塩化ビニル、好ましくは
80%以上の塩化ビニルとこれと共重合可能な単量体(
たとえば酢酸ビニル、プロピレン、スチレン、アクリル
酸エステルなど)との共重合体、後塩素化ポリ塩化ビニ
ルなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく2種
以上併用してしてもよい。
に対する加工助剤の使用割合は、塩化ビニル系樹脂 1
00部に対し、0.2 〜5部、好ましくは0.5 〜
3部である。 該添加量が 0.2部未満のばあいにはエアマーク、成
形体の二次加工性に問題が生じ、5部をこえたばあいに
はエアマークの改良は認められるがフローマークの問題
が生じる。
定剤、滑剤、耐衝撃強化剤、可塑剤、着色剤、充填剤、
発泡剤などを加えてもよい。
性および二次加工性に優れ、かつ塩化ビニル系樹脂が本
来有する物理的性質、化学的性質を保持しており、塩化
ビニル系樹脂が利用されるすべての分野に好適に使用さ
れる。とくにエアマーク、二次加工性などを犠牲にする
ことなくフローマークの発生を大幅に低下させてカレン
ダー加工による成形品を製造することができる。
的に説明する。
ンゼンスルホン酸ソーダ2部および過硫酸カリウム0.
1 部を入れ、さらに水を加えて水の全量を 200部
とした。 反応器内をチッ素置換して空間部および水中の酸素を除
去したのち、攪拌しつつ内容物を70℃に昇温した。こ
れにメタクリル酸メチル60部、メタクリル酸n−ブチ
ル40部よりなる単量体混合物を5時間かけて追加した
。単量体混合物の追加終了後もそのまま内容物を70℃
に保ったまま攪拌を1時間30分続けて重合を完結させ
たのち冷却し、重合体ラテックスをえた。このラテック
スを食塩で塩析凝固し、瀘過、水洗、乾燥して粉末の重
合体試料をえた。この重合体試料の比粘度ηspは、0
.4g/100 cm3 ベンゼン溶液の30℃におけ
る測定で 1.2であった。
部をポリ塩化ビニル(平均重合度660 )100 部
、オクチル錫メルカプタイド系安定剤 1.5部、大豆
油のエポキシ化物1.5部、ステアリン酸ブチル1部お
よび脂肪酸のポリグリコールエステル0.5 部に配合
して以下の試験に供した。結果を表1に示す。
用いて 200℃、回転数20rpm 、3分間混練し
て、厚さ0.5mmのシートを作製し、シート上のフロ
ーマーク量を肉眼で判定した。
の加工条件で厚さ2mmのシートを作製し、シート上の
エアマークの大きさと個数を肉眼で判定した。
も良好な順番に○○、○、△、×で評価した。ここで○
○はフローマークまたはエアマークがほとんどないもの
、○はフローマークまたはエアマークが非常に少ないも
の、△はフローマークまたはエアマークが目立ち、実用
的に問題になると思われるもの、×はフローマークまた
はエアマークが非常に多く目立つものである。
同様の加工条件で厚さ 0.3mmのシートを作製し、
シート上の未ゲル化物(フィッシュアイ)の個数を肉眼
で判定し、良好な順番に、○○、○、△、×で評価した
。ここで、○○は未ゲル化物のないもの、○は未ゲル化
物のほとんどないもの、△は未ゲル化物が散在し、実用
的に問題になると思われるもの、×は未ゲル化物が多く
目立つものである。
分間混練後、180 ℃にて15分間プレスを行なって
作製した5mm厚さの板を使用し、日本電色工業(株)
製Σ80 COLOR MEASURING SYST
EM により全光線透過率(%)および散乱光(%)を
測定した。
:二次加工性の尺度として、高温での引っ張り破断伸度
を評価した。試験片は100 ℃ロールにて5分間混練
後、180 ℃にて15分間プレスを行なって作製した
JIS2号ダンベルを使用し、100 ℃において引っ
張り速度200mm /分の破断伸度を測定した。
ル45部、メタクリル酸エチル55部として同じ条件に
より比粘度ηspが1.0 の重合体試料をえ、同様の
加工評価を行なった。結果を表1に示す。
ル60部、メタクリル酸2−エチルヘキシル40部とし
て同じ条件により比粘度ηspが1.0 の重合体試料
をえ、同様の加工評価を行なった。結果を表1に示す。
ル60部、メタクリル酸n−ブチル38部、アクリル酸
n−ブチル2部として同じ条件により比粘度ηspが1
.0の重合体試料をえ、同様の加工評価を行なった。結
果を表1に示す。
チル50部を2.5 時間かけて追加して重合体ラテッ
クスを作製し、その存在下にメタクリル酸メチル25部
およびメタクリル酸n−ブチル25部よりなる単量体混
合物を2.5 時間かけて追加する方法にかえて2段共
重合体ラテックスをえた。このラテックスを実施例1と
同様の操作により処理し、ηspが 1.1の粉末の2
段共重合体試料をえ、同様の加工評価を行なった。結果
を表1に示す。
ル85部、メタクリル酸n−ブチル15部として同じ条
件により比粘度ηspが1.1 の重合体試料をえ、同
様の加工評価を行なった。結果を表1に示す。
ル30部、メタクリル酸n−ブチル70部として同じ条
件により比粘度ηspが1.2 の重合体試料をえ、同
様の加工評価を行なった。結果を表1に示す。
ル60部、メタクリル酸n−ブチル30部、アクリル酸
n−ブチル10部として同じ条件により比粘度ηspが
1.0の重合体試料をえ、同様の加工評価を行なった。 結果を表1に示す。
ル75部、アクリル酸n−ブチル25部として同じ条件
により比粘度ηspが1.0の重合体試料をえ、同様の
加工評価を行なった。結果を表1に示す。
ル75部、メタクリル酸n−ラウリル25部として同じ
条件により比粘度ηspが1.0 の重合体試料をえ、
同様の加工評価を行なった。結果を表1に示す。
チル80部を4時間かけて追加して重合体ラテックスを
作製し、その存在下にメタクリル酸メチル10部および
アクリル酸n−ブチル10部よりなる単量体混合物を1
時間かけて追加する方法にかえて2段共重合体ラテック
スをえた。このラテックスを実施例1と同様の操作によ
り処理し、ηspが1.0 の粉末の2段共重合体試料
をえ、同様の加工評価を行なった。結果を表1に示す。
末ゲル化物、フローマーク、エアマークの評価のいずれ
もが良好である。また、透明性と破断伸度についても従
来の加工助剤と同等のレベルである。これに対して、比
較例1はBMA共重合量が少ないため未ゲル化物が多い
。 比較例2は逆にBMA 共重合量が多すぎるため透明性
が低下している。比較例3はアクリル酸エステルの量が
10部と多いためフローマーク、エアマークの評価がわ
るい。 比較例4および6はメタクリル酸メチルとアクリル酸エ
ステルからなる従来の加工助剤の一種であるが、比較例
3と同様にフローマーク、エアマークの評価がわるい。 比較例5は使用したメタクリル酸エステルのアルキル鎖
が長すぎるためフローマーク、エアマーク評価がわるい
。
たは添加量を変えてフローマーク、エアマークなどにつ
いて評価した。
部あたり1.0 部加えたほかは同様の操作を行ない、
加工評価した。結果を表2に示す。
に重合し、比粘度ηspが2.0 の重合体試料をえ、
同様の加工評価を行なった。結果を表2に示す。
部あたり0.1 部加えたほかは同様の操作を行ない、
加工評価した。結果を表2に示す。
部あたり8.0 部加えたほかは同様の操作を行ない、
加工評価した。結果を表2に示す。
に重合し、比粘度ηspが4.0 の重合体試料をえ、
同様の加工評価を行なった。結果を表2に示す。
部あたり 1.0部加えたほかは同様の操作を行ない、
加工評価した。結果を表2に示す。
ルカプタン 0.2部を添加したほかは同様に重合し、
比粘度ηspが0.3 の重合体試料をえ、同様の評価
を行なった。結果を表2に示す。
0部あたり5.0部加えたほかは同様の操作を行ない、
加工評価した。結果を表2に示す。
チル80部、メタクリル酸メチル10部およびターシャ
リドデシルメルカプタン0.2 部を4.5 時間かけ
て追加して重合体ラテックスを作製し、その存在下にメ
タクリル酸メチル10部を0.5時間かけて追加する方
法にかえて2段共重合体ラテックスをえた。このラテッ
クスを実施例1と同様の操作により処理し、ηspが0
.3 の粉末の2段共重合体試料をえ、同様の加工評価
を行なった。結果を表2に示す。
試料が塩化ビニル系樹脂 100部に対する配合部数を
1.0 部としても良好な物性であることがわかる。ま
た、実施例7は重合体試料のηspを2.0 としても
良好な物性であることを示している。これに対して、比
較例7では重合体試料の塩化ビニル系樹脂に対する配合
部数が0.1 部と少ないためにエアマークの評価がわ
るくなっており、逆に比較例8では8.0 部と多すぎ
るためにフローマークの評価がわるくなっている。比較
例9は重合体試料のηspが4.0 にまで高くなると
フローマークの評価がわるくなることを示しており、比
較例10ではこのようにηspが高すぎる加工助剤の塩
化ビニル系樹脂に対する配合部数を減らしてフローマー
クを改善しようとしたばあいはエアマークの評価が悪化
してしまうため結局フローマーク、エアマークの同時改
良にはならないことを示している。 比較例11および13はηspが低すぎるため、エアマ
ーク、破断伸度の評価がわるく、比較例12ではこのよ
うな加工助剤の塩化ビニル系樹脂に対する配合部数を増
やしても物性は改善されないことを示している。
化ビニル系樹脂が本来有する優れた物理的特性および化
学的特性を保持しており、成形加工時のゲル化性が良好
であり、さらに二次加工性が良好であり、カレンダー加
工時のエアマークとフローマークの発生を同時に抑える
ことができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 塩化ビニル系樹脂 100重量部およ
び塩化ビニル系樹脂用加工助剤 0.2〜5重量部から
なる組成物であって、前記塩化ビニル系樹脂用加工助剤
がメタクリル酸メチル80〜40重量%とアルキル基の
炭素数が2〜8のメタクリル酸エステル20〜60重量
%とこれらと共重合可能な他種の単量体5〜0重量%と
からなり、かつ比粘度ηsp(100cm3 のベンゼ
ンに0.4gの重合体を溶解し30℃で測定)が 0.
6〜3.0 の塩化ビニル系樹脂用加工助剤であるカレ
ンダー成形加工における加工性、物理特性の良好な塩化
ビニル系樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記塩化ビニル系樹脂用加工助剤の比
粘度ηsp(100cm3 のベンゼンに0.4gの重
合体を溶解し30℃で測定)が 0.8〜2.0 であ
る請求項1記載の塩化ビニル系樹脂組成物。
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