JPH11199695A - 発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物、その中での加工助剤としてのポリマーの使用、それから製造された成形部材 - Google Patents
発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物、その中での加工助剤としてのポリマーの使用、それから製造された成形部材Info
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Abstract
物、その中での加工助剤としてのポリマーの使用、それ
から製造された成形部材 【解決手段】A)ポリビニルハロゲニド100部に対し
て、(i)メチルメタクリレート20〜75重量%(i
i)C2〜C18−アルキルメタクリレート1種又は数種
25〜80重量%及び(iii)(i)及び/又は(i
i)と共重合可能な1以上のビニル系不飽和性のモノマ
ー1種又は数種0〜5重量%の乳化重合により得られる
ポリマー1〜25重量部 B)ポリビニルハロゲニド100部に対して、発泡剤1
種又は数種0.1〜10重量部;及び C)ポリビニルハロゲニド100部に対して、慣用の添
加剤0〜100重量部を含有する、低いフォーム密度
で、改善された表面品質を有する発泡体を得るための発
泡可能な殊に自由に発泡可能なポリビニルハロゲニド樹
脂組成物。
Description
の、メチルメタクリレート(MMA)をベースとするポ
リマーを含有する、発泡可能な、特に自由に発泡可能な
ポリビニルハロゲニド樹脂組成物に関する。
発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物中での加工
助剤としてのポリマーの使用に関する。更に、本発明
は、自由に発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物
からの成形部材に関する。
4号明細書に、硬質の発泡された塩化ビニルポリマーの
製造に使用される、1段階発泡安定剤が紹介されてい
る。この発泡安定剤は、アルキルアクリレートホモポリ
マー又はコモノマー1種又は数種40重量%までを有す
るアルキルアクリレートコポリマーから成るそれが、塩
化ビニルポリマーに対して、0.2〜5重量%の量で組
成物中に含有されていることを特徴とする。
書は、発泡されたPVC−組成物に関し、この際、発泡
安定化のためにアクリレート−ポリマーが添加される。
アクリレート−ポリマーとしては、 a)MMA−ポリマー b)MMAをベースとする、つまり、 b1)MMA及びアクリル酸エステル、例えばメチルア
クリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレ
ート等から成る又は b2)MMA、アクリル酸エステル及びそれと共重合可
能な他のモノマー、例えばEMA、n−BMA、2−E
HMA等から成るコポリマーが開示されている。
粘度≒VZ>300cm3/gに対して少なくとも3.
0dl/gの値が有利である。しかしながら、例1〜1
0によれば、VZ1150ccm/gを有するMMA及
びn−BAから成るポリマーが使用される。
書に、それによって成形部材中のフォーム密度が減少さ
れる、発泡可能なPVC−樹脂組成物のための加工助剤
が開示されている。これは、2段階乳化重合体(いわゆ
る、コア−シェル−ポリマー)により達成される。この
際、使用される乳化重合体の粘度数は、175の範囲に
ある。ポリビニル樹脂組成物に関してそのような乳化重
合体で達成されるフォーム密度は、0.46g/cm3
と記載されている。
し出しにより製造された発泡プレートで<0.6g/c
m3のフォーム密度は実現されていなかった。
ビニルハロゲニド樹脂組成物は、経済的に見て特に重要
である。この発泡体から、大きな容積にもかかわらず僅
少な重量を有する物体を製造することができる。
著の Kunststoff-Additive(CarlHanser Verlag)に記
載されている)で使用されている、発泡可能なポリビニ
ル樹脂組成物中の加工助剤としての乳化重合体は、全
て、粘度数330〜600cm3/gを特徴とする。こ
の乳化重合体の使用により、ポリビニル樹脂組成物のフ
ォーム密度を下げることができるかもしれないが、極め
て粗孔性で生じ、従って極めて不揃いの、不均一な、粗
い表面形態を有する発泡体が生じる。
は、低いフォーム密度で改善された表面品質を有する発
泡体のための発泡可能な、特に自由に発泡可能なポリビ
ニルハロゲニド樹脂組成物を提供することであった。
脂のフォーム密度を下げ、もしくは、より少ない使用量
でフォーム密度を低く保つが、他方で、表面状態に不利
に影響しないことを配慮する、乳化重合体をベースとす
る加工助剤を見出だすことであった。
に押し出しにより発泡されたポリビニルハロゲニド樹脂
組成物から成る成形部材の製造にある。
に表わせないが、公知技術水準の導入部詳論から直ちに
引き出し可能又は解明可能である課題は、請求項1に記
載の特徴を有するポリビニルハロゲニド樹脂組成物によ
って解決される。直接又は間接に関係する従属請求項も
しくは併合請求項中で、本発明の特別な実施態様が保護
されている。
て、(i)メチルメタクリレート20〜75重量%、
(ii)C2〜C18−アルキルメタクリレート1種又は
数種25〜80重量%及び(iii)(i)及び/又は
(ii)と共重合可能な1以上のビニル系不飽和性のモ
ノマー1種又は数種0〜5重量%の乳化重合により得ら
れるポリマー1〜25重量部(この際、成分(i)〜
(iii)は全部で100重量%であり、乳化重合に慣
用の添加剤100重量%までと共に重合され、この際、
乳化重合体は1段階性であり、VZ>700cm3/g
を有し、かつ、この際、(iv)主にMMA及び(v)
アクリル酸エステル1種又は数種及び(vi)エチルメ
タクリレート、n−ブチルメタクリレート又は2−エチ
ルヘキシルメタクリレートを含有するコポリマーは除か
れている); B)ポリビニルハロゲニド100部に対して、発泡剤1
種又は数種0.1〜10重量部;及び C)ポリビニルハロゲニド100部に対して、通例の添
加剤0〜100重量部を含有する、発泡可能な、特に自
由に発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物を製造
することによって、発泡後に、良好な表面状態で、しか
も0.7g/cm3よりも低い、有利に<0.6g/c
m3のフォーム密度を有する樹脂組成物を形成させる本
発明によるポリビニルハロゲニド樹脂組成物が得られ
る。このように発泡されたポリビニルハロゲニド樹脂組
成物は、極めて平滑な表面をできるだけ低いフォーム泡
密度で有するべきプラスチック部材での使用のために特
に好適である。
可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物である。“自由
に発泡可能な”という概念は、1方向から生じるポリマ
ー樹脂組成物が、発泡体が瞬間的に支配する空気圧より
も大きい圧力に対向して作用しなければならないという
ことなしに、残りの5つの空間方向に自由に発泡するこ
とができる連続的発泡過程と理解している。
に”ではなく、強制的に発泡される場合(それは硬い外
壁に対する発泡であると理解できる)にも、優れた特性
を示す。
ド樹脂組成物は、少なくとも1種のポリビニルハロゲニ
ドを含有する。それには、特にポリ弗化ビニル及びポリ
塩化ビニルが挙げられる。
成物中のポリビニルハロゲニドとは、特に塩化ビニルの
ホモポリマー、塩化ビニル少なくとも80重量%を有す
る塩化ビニルのコポリマーのことであってよい。
えば酢酸ビニル、ビニルエーテル、塩化ビニリデン、ア
ルキルアクリレート、オレフィン、例えばエチレン及び
プロピレンである。
ゲニドとは、特にポリ塩化ビニルのことである。
は、特に塩化ビニルポリマーも包含されている。
化ビニルホモポリマー又は塩化ビニルとより少量の(有
利に20重量%までの)エチレン系不飽和コモノマー1
種又は数種とのコポリマーのことである。好適なコモノ
マーは、酢酸ビニル、ビニルエーテル、塩化ビニリデ
ン、アルキルアクリレート及びオレフィン、例えばエチ
レン又はプロピレンである。本発明により使用される塩
化ビニルポリマーは、有利にフィッケンチャーのK値4
5〜75、特に50〜65を有する。これは、一般に公
知の重合法、例えば懸濁−、乳化−、塊状−、溶液−及
び気相重合を使用して製造することができる。
A) ポリビニルハロゲニド樹脂組成物の成分A)は必須成分
である。これは、ポリビニルハロゲニド100部に対し
て、1〜25重量部の量で総組成物中に含有されている
乳化重合体である。
も、この成形組成物から得られる成形部材の表面も、不
十分な特性を有し、一方で25部よりも多い量の場合に
は、経費に応じるフォーム密度及び表面品質を達成する
ことは不可能である。
脂組成物中に含有されていることが有利である。A)5
〜20部が使用されることが特に有利である。加工助剤
A)7〜18部がポリビニルハロゲニド発泡体に極めて
特に有効に作用する。
して自由に発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物
中で使用される。通例、これは、1段階乳化重合体であ
る。
コア−シェル−ポリマーの場合がそうであるような2種
の異なる相から構成されているのではない乳化重合体で
ある。
乳化重合体と並んで、下位量で、2段階−又は多段階乳
化重合体を使用することもできる。“下位量”とは、成
分A)の20重量%までが2−又は多段階乳化重合体に
よって構成されることを意味する。
数の外殻が実際に成分A)の組成を有するこのような
“2−又は多段階”乳化重合体も、1段階と称すること
ができる。
の成分(i)〜(iii)の乳化重合により製造するこ
とができる。
合物中に20〜75重量%の量で存在しているメチルメ
タクリレート(MMA)が基本的に重要である。成分が
20重量%以下又は75重量%以上である場合には、本
発明による所望の作用は存在しない。
ある。その1種又は数種を使用することができる。
アルキルメタクリレート”という概念は、メタクリル酸
と2〜18個のC−原子のアルキル鎖を有していてよい
アルコールとのエステルのことであり、この際、この鎖
は場合によっては直鎖又は任意に分枝鎖で存在すること
ができ、従って、この鎖中には二級及び三級C−原子が
存在することができる。
C2〜C4−アルキルメタクリレートの群から有利に選択
される。“C2〜C4−アルキルメタクリレート”という
概念は、メタクリル酸と鎖長C2〜C4のアルコールとの
エステルのことであり、この際、このアルコールは直鎖
又は任意に分枝鎖で存在していてよい。アルコールとし
て、特に次のものが重要である:エタノール、n−プロ
パノール、n−ブタノール、イソ−プロパノール、イソ
−ブタノール、s−ブタノール及びt−ブタノール。成
分(ii)として、n−ブチルメタクリレート及び/又
はイソ−ブチルメタクリレートの使用が特に有利であ
る。
i)に対して25〜40重量%の濃度範囲でn−ブチル
メタクリレートを使用することが特に有利である。これ
に反して、イソ−ブチルメタクリレートは、乳化重合体
の成分(i)〜(iii)に対して60〜80重量%の
濃度範囲で使用することが特に有利である。
合体A)の作用を不利に変化させない(i)又は(i
i)又は(i)及び(ii)と共重合可能な全てのモノ
マーがこれに該当する。(iii)の量は最高5重量%
までに限定されている。この低い成分範囲では、一般
に、無用の結果を得ることはないということが保証され
る。
−モノエチレン系不飽和の、カルボキシル基不含のモノ
マー、例えばエステル基として(CH2)XOHを有する
ヒドロキシ(メタ)アクリレート(ここで、x=2〜4
である)、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロ
ニトリル、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、ジメ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、ビニルホスホン酸、ア
リルホスホン酸、アリルアルコール、ビニルグリコー
ル、酢酸ビニル、酢酸アリル、N−ビニルピロリドン、
N−ビニルホルムアミド、N−ビニルイミダゾール、N
−ビニルイミダゾリン、1−ビニル、−2−メチル−2
−イミダゾリン。アルコール基でもしくはアミノ基で官
能化された、アルコール基中に1〜8個のC−原子を有
する(メタ)アクリル酸のエステル、例えばメチル(メ
タ)クリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピ
ル(メタ)クリレート、ブチル(メタ)クリレート、エ
チレン、プロピレン、メチルビニルエーテル、エチルビ
ニルエーテル、スチロール及びα−メチルスチロール。
全てのモノマーの酸及び塩基は場合により塩として使用
することもできる、 −多重エチレン系不飽和モノマー、例えばアリルアルコ
ールと(メタ)アクリル−、マレイン−もしくはフマル
酸とのエステル、ポリオールと(メタ)アクリル−、マ
レイン−もしくはフマル酸との多重エステル、ポリアリ
ル−及びポリビニル化合物、例えばトリアリルアミン、
テトラアリルエチレンジアミン、ポリエチレングリコー
ルジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジアリル
エーテル、ブタンジオールジアリルエーテル、ペンタエ
リスリットトリアリルエーテル、ジビニル尿素。
合物に対して選択された反応条件下で化学的に変性され
たようなポリマー構成単位も包含される。
以上の前記化合物も共通して重要である。
マー(iii)を含有しない、即ち、(iii)の量は
0重量%である。この場合には、ポリマーA)は、
(i) MMA20〜75重量%及び(ii)C2〜C
18−アルキルメタクリレート25〜80重量%から成
る。
用の添加剤100重量%までを用いて重合される。
合開始剤が属する。
カリ金属塩、アルキルスルフェート、アルキルスルホネ
ート、アルキルスルホスクシネート、アルキル化アリー
ルスルホネート又はアルキル化ビフェニルエーテルスル
ホネート、アビエチン酸の塩又はその誘導体、スルホコ
ハク酸エステル並びに非イオン性のブロック−コポリマ
ーを使用することができる。
ウム、−カリウム及び−アンモニウム、t−ブチルヒド
ロペルオキシド、水溶性のアゾ化合物並びに4,4’−
アゾビス[4−シアノペンタン酸]の塩又は2,2’−
アゾビス[2−アミジノプロパン塩酸塩]である。比較
的低い温度での重合のためには、特に、過硫酸塩又は過
酸化水素並びに鉄(II)−塩と組み合わせた還元剤か
らのレドックス系が好適である。好適な還元剤は、例え
ばピロ亜硫酸ナトリウム、ナトリウムヒドロキシメタン
スルフィネート及びアスコルビン酸である。
を有するポリビニル樹脂組成物は、前記の組成物を含有
し、有利に750〜1200cm3/gのVZを有する
乳化重合体を用いて得ることができる。VZの範囲が8
00〜1100cm3/gであることが特に極めて有利
である。
B) 発泡剤としては、当業者に一般に公知である、ポリビニ
ルハロゲニド樹脂組成物のための市販されている発泡剤
がこれに該当する。本発明による組成物は、発泡剤又は
発泡剤の組合せ物を含有することができる。好適な発泡
剤は、加熱の際に分解し、起泡作用をするガスを発生さ
せる物質(通常は固体)、加熱の際又は減圧の際に発泡
する液体(例えば、エンタン、ヘキサン等)又はガスで
ある。分解可能なタイプの発泡剤がガスの発生下に分解
し、液状発泡剤が発泡下に蒸発する温度は、一般に、活
性化温度と称される。本発明による組成物中で分解可能
なタイプの発泡剤を使用することが一般に有利である。
分解可能な発泡剤は、発泡可能な組成物中の塩化ビニル
ポリマーに対して、通例0.1〜2重量%の量で、有利
に0.25〜1重量%の量で使用される。好適な分解可
能な発泡剤の例は、窒素を発生させる発泡剤、例えば有
機アゾ−、ヒドラゾ−及びニトロソ化合物(例えば、ア
ゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミン、p,p’−オキシ−ビススルホニルヒドラジ
ド)、同様に二酸化炭素を発生させる発泡剤、例えば炭
酸塩及び重炭酸塩である。若干の場合には、泡形成のた
めの場を与えるために、核化剤を発泡可能な物質中に入
れることを所望することができる。若干の組成物は自体
発泡性であるので、ある場合には、発泡剤を発泡可能な
組成物中に入れることが不必要であり得る。即ち、例え
ば、塩化ビニル−/メチルメタクリレート−コポリマー
は、加熱の際に塩化メチルを発生させるので、自体発泡
性である。
C) 常用の添加剤とは、例えば衝撃強さ、耐熱変形及び耐候
性の改善のための変性剤及び安定剤、滑剤、充填剤、染
料及び顔料であると理解される。一般に、他の添加剤の
総量は、ポリビニルハロゲニド100重量部に対して0
〜100、有利に40以下、特に30重量部以下であ
る。
善された表面品質を有する発泡体の製造のための、自由
に発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組成物中の加工
助剤としての、ここに記載した乳化重合体の使用でもあ
る。
に発泡されたポリビニルハロゲニド樹脂組成物からの成
形部材も包含される。
発明はこれに限定されるものではない。
窒素ガス導入管を備えている好適な反応容器中に、脱イ
オン水954部及びNaOH0.02部を加える。混合
物を窒素ガスで掃気し、75℃に加熱する。
キシ二硫酸ナトリウム0.1部及び水4部中の亜硫酸水
素ナトリウム0.2部をこの反応容器中に加える。
上昇させ、次いで再び出発温度まで低下させる。もう3
0分間の後反応時間後に、室温まで冷却させ、ポリマー
を噴霧乾燥により単離する。得られたポリマーのVZは
1040cm3/gである。これ及び全ての他のVZ値
を、DIN51562、1及び3部、1/83に従って
測定した。DIN51562、1及び3部は、VZ−測
定の方法及び評価を記載している。正確な測定条件(溶
剤、測定温度、毛細管のタイプ等)は、DIN774
5、2部、補遺Aに従い使用するが、濃度を1.25g
/lに下げたことで相違した。
用)例1からの高分子量コポリマーの試験実施を、次の
慣用の自由発泡調製物中で行なった: PVC懸濁液(K値58/60) 100部 白亜 5部 二酸化チタン 4部 ブチル錫メルカプチド 1.5部 滑剤配合物 2.5部 発泡剤系 2.7部及び 高分子量ポリマー 10〜12部。
で、115〜120℃の調製温度になるまで混合させ
る。引き続き、冷却混合器中で、約40℃まで冷却させ
る。このドライブレンドを1日貯蔵した後に、発泡体押
出成形を二軸スクリュー押出機上で実施する。
自由発泡法により発泡する。適温にした圧延機を経て引
き出される、20cm幅の発泡プレートが製造される。
この自由発泡プレートで、表面の密度及び品質を評価す
ることができる。
チルメタクリレート80部及びn−ブチルメタクリレー
ト20部から成り、VZ550cm3/gのMMA/n
−乳化重合体を一緒に試験した。これは、使用量12部
で、フォーム密度0.55g/cm3を示し、使用量を
11もしくは10部に下げた場合には、より高いフォー
ム密度を示す。10部以下の使用量では、なお粗く、不
均質の表面が得られるだけである。
を使用する場合には、使用量12部で、フォーム密度
0.45g/cm3が達成される。この際、表面品質が
変化せず、フォーム密度が増加しない使用量の減少は、
9部まで可能である。
に分類した: + 平滑で光沢のある均質表面 〇 粗く無光沢の均質表面 − 亀裂及び/又は斑点を有する、粗く無光沢の不均質
表面。
ffmann(Muenchen;Typ:Surftest301)の粗面性測定器
(Perthometer)によっても検査した。
Zを、Fa. Hoffmann(Muenchen;Typ:Surftest 301)の
粗面性測定器(Perthometer)によって検査した。
1)を用いる粗面性測定度RZの測定を、DIN4777
及び4768T1に従い行った;8.74。
1表に挙げる。RZは、特に、5つの相並んで隣接する
個々の測定区間の個々の粗面深さ(Z1、Z2、Z3、
Z4、Z5)からの平均値である。
10による、メタクリレート/アクリレートをベースと
する高分子乳化重合体と比較した、PVC−自由発泡調
製物中での本発明によるメタクリレートをベースとする
高分子乳化重合体の使用 例1からの高分子コポリマーの試験実施を、慣用の自由
発泡調製物中で行なった: PVC懸濁液(K値58/60) 100部 白亜 5部 ブチル錫メルカプチド 4部 滑剤配合物 2.5部 発泡剤系 2.7部及び 高分子ポリマー 8〜12部。
で、115〜120℃の調製温度になるまで混合させ
る。引き続き、冷却混合器中で、約40℃まで冷却させ
る。このドライブレンドを1日貯蔵した後に、発泡体押
出を二軸スクリュー押出機上で実施する。
は、自由発泡法により発泡する。熱処理された圧延機を
経て引き出される、20cm幅の発泡プレートを製造す
る。この自由発泡プレートで、表面の密度及び品質を評
価することができる。
0cm3/g(標準1)、並びにVZ=950cm3/g
(標準2)を有するMMA/n−BAコポリマーを一緒
に試験した。これらは、使用量12部で、フォーム密度
0.55g/cm3(標準1)並びに0.52g/cm3
(標準1)を示し、使用量を11もしくは10部に下げ
た場合には、より高いフォーム密度を示す。10部以下
の使用量では、もっと粗く、不均質の表面が得られるだ
けである。
ーを使用する場合には、使用量12部で、フォーム密度
0.45g/cm3が達成される。この際、一様な表面
品質で、フォーム密度が増加しない使用量の減少は、9
部まで可能である(例2参照)。
ポリマーとほぼ同じ密度を得るために、例1で製造した
コポリマー8部を使用した。
p:Surftest 301)の粗面性測定器(Perthometer)によ
って検査した。
Claims (11)
- 【請求項1】 発泡可能なポリビニルハロゲニド樹脂組
成物において、 A)ポリビニルハロゲニド100部に対して、 (i)メチルメタクリレート20〜75重量%、 (ii)C2〜C18−アルキルメタクリレート1種又は
数種25〜80重量%及び (iii)(i)及び/又は(ii)と共重合可能な1
以上のビニル系不飽和性のモノマー1種又は数種0〜5
重量%の乳化重合により得られるポリマー 1〜25
重量部(この際、成分(i)〜(iii)は全部で10
0重量%であり、乳化重合に慣用の添加剤100重量%
までと共に重合され、この際、乳化重合体は1段階性で
あり、VZ>700cm3/gを有し、かつ、この際、 (iv)主にMMA及び (v)アクリル酸エステル1種又は数種及び (vi)エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレ
ート又は2−エチルヘキシルメタクリレートを含有する
コポリマーは除かれている); B)ポリビニルハロゲニド100部に対して、 発泡剤1種又は数種 0.1〜10重量部;及び C)ポリビニルハロゲニド100部に対して、 通常の添加剤 0〜100重量部を含有する、低いフ
ォーム密度で改善された表面品質を有する発泡体のため
の発泡可能な、特に自由に発泡可能なポリビニルハロゲ
ニド樹脂組成物。 - 【請求項2】 成分(ii)は、C2〜C4−アルキルメ
タクリレートから成る、請求項1に記載の樹脂組成物。 - 【請求項3】 成分(ii)は、n−ブチルメタクリレ
ート及び/又はイソ−ブチルメタクリレートである、請
求項2に記載の樹脂組成物。 - 【請求項4】 成分(ii)はn−ブチルメタクリレー
ト25〜40重量%である、請求項1又は2に記載の樹
脂組成物。 - 【請求項5】 成分(ii)は、イソ−ブチルメタクリ
レート60〜80重量%である、請求項1又は2に記載
の樹脂組成物。 - 【請求項6】 VZは、750〜1200cm3/gの
範囲である、請求項1から5までのいづれか1項に記載
の樹脂組成物。 - 【請求項7】 VZは、800〜1100cm3/gの
範囲である、請求項6に記載の樹脂組成物。 - 【請求項8】 これは自由に発泡可能である、請求項1
から7までのいづれか1項に記載の樹脂組成物。 - 【請求項9】 低いフォーム密度で改善された表面品質
を有する発泡体の製造のための自由に発泡可能なポリビ
ニルハロゲニド樹脂組成物中での加工助剤としての請求
項1から8までのいづれか1項に記載の乳化重合体の使
用。 - 【請求項10】 PVC−樹脂組成物中での、請求項9
に記載の乳化重合体の使用。 - 【請求項11】 請求項1から8までのいづれか1項に
記載の自由に発泡されたポリビニルハロゲニド樹脂組成
物から成る成形部材。
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