JPH11269371A - ポリフェニレンエ―テルとスチレン系コポリマ―の半―透明ブレンド - Google Patents
ポリフェニレンエ―テルとスチレン系コポリマ―の半―透明ブレンドInfo
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Abstract
ックコポリマーとの半−透明熱可塑性樹脂組成物の製造
方法。 【解決手段】この方法は粉末形状のポリフェニレンエー
テル樹脂をスチレン系ブロックコポリマーと溶融混合す
ることを含んでおり、このスチレン−ブタジエンコポリ
マーは線状のジ−ブロックコポリマー、トリ−ブロック
コポリマーまたはジ−ブロックとトリ−ブロックコポリ
マーの混合物である。またポリスチレン樹脂を含有して
もよい。 【効果】物理的性能、特に延性の向上を示す。
Description
ックコポリマーとの半−透明熱可塑性樹脂組成物の製造
方法に係わり、この方法は粉末形状のポリフェニレンエ
ーテル樹脂をスチレン系ブロックコポリマーと溶融混合
することを含んでおり、このスチレン−ブタジエンコポ
リマーは線状のジ−ブロックコポリマー、トリ−ブロッ
クコポリマーまたはジ−ブロックとトリ−ブロックコポ
リマーの混合物である。本発明の組成物はまたポリスチ
レン樹脂を含有してもよい。
された組成物から成形された物品にも係わる。 2.関連技術の簡単な記述 食品を扱う分野においては、底部が不透明で頂部がシー
スルーのクラムシェル型の容器が調理食品に対して大き
な需要がある。忙しい消費者は地方のストアまたはレス
トランで主要な料理を購入してこの料理を家族の食事の
ために家庭に持っていくことを望んでいる。便宜さおよ
び時間のために食品をマイクロウエーブオーブンで再加
熱することがしばしば選択される方法であり、その結果
としてクラムシェル型の容器は蒸気および加熱された油
脂に耐えるに十分な耐熱性を持たなければならない。加
えて、容器は食品調理者と消費者とに取り扱われそして
使用される時に壊れないような十分な延性を持っていな
ければならない。
透するためには、樹脂はコストが低くて傑出した加工性
を備え、容器の頂部を通して食品が見えるような十分な
透明性を有し、破壊に耐える十分な延性を持ち、そして
マイクロウエーブオーブンで加熱したときに食品からの
熱い油脂に耐える必要がある。ポリスチレン樹脂はコス
トが低く加工が容易なために広く使われている熱可塑性
樹脂である。これらの樹脂はホモポリマーポリスチレン
(しばしば結晶ポリスチレンと呼ばれる)、エラストマ
ー性材料とのブロックコポリマー(例えば、S−B−
S、S−(EB)−S、S−EPコポリマー類)、およ
びポリブタジエン樹脂で衝撃変性されたグラフト樹脂
(HIPS)として入手できる。これらのカテゴリーに
入るものに、玩具、包装、家庭用具、建築材、自動車部
品および使い捨て品のような広い各種の日常消費者向け
商品にこれらの樹脂の使用を可能にする、難燃性、耐摩
耗性、超強靭性、UV抵抗性、発泡性そして環境応力割
れ抵抗性の種々のグレードがある。
ラムシェル容器およびシースルーの蓋を有する容器の両
者を含めた多くのクラムシェル設計容器に現在使用され
ている。残念ながら、各種のポリスチレン樹脂の諸特性
は理由はそれぞれ異なるものの不透明な底とシースルー
の上部を有するクラムシェル型容器に対する市場に大々
的に入り込むには不十分である。例えば、結晶ポリスチ
レンはコスト、加工および上部の透明性では受け入れら
れるものの延性が不十分である。結晶ポリスチレンにゴ
ム質のスチレン系コポリマー(S−B−S;S−EB−
S)を添加すると延性は改善されるが必要とされる透明
性が犠牲にされる。ハイインパクトポリスチレン(即
ち、HIPS)は衝撃強さは良好だが透明でない。50
%より多くスチレンを含有するポリスチレン−ブタジエ
ンコポリマーは延性、コストおよび透明性が良好である
が、熱抵抗が不十分である。
PPE”と呼ぶ)はその物理的、化学的および電気的諸
特性の独特な組合せから商業的に魅力ある材料である。
商業的には、殆どのPPEは主にハイインパクトポリス
チレン樹脂とのブレンドとして市販されている。PPE
はあらゆる割合でポリスチレン樹脂と混和でき、そして
PPEは非常に高いガラス転位温度を有しているので、
PPEとポリスチレン樹脂のブレンドはポリスチレン樹
脂単独よりも高い熱抵抗性を有している。その上、PP
Eとハイインパクトポリスチレン樹脂との組合せは高い
流動性および延性のような追加の総合的な諸特性をもた
らすが、しかしこのようなブレンドは透明でなく半−透
明ですらない。このようなブレンドの例は特に米国特許
3,383,435;4,097,550;4,11
3,800;4,101,503;4,101,50
4;4,101,505;4,128,602;4,1
39,574;4,154,712に見ることができ
る。これらのブレンドの諸特性は耐衝撃性改良剤、難燃
剤、光安定剤、加工安定剤、熱安定剤、酸化防止剤およ
び充填剤のような種々の添加剤を添加することにより更
に向上することができるが、しかしこれらの添加剤のい
ずれによってもシースルー上部を有する前述したクラム
シェル型容器に有用となろう透明あるいは半−透明な組
成物はもたらされない。その上に、コポリマー中のスチ
レン含有量がコポリマーの重量に基づいて少なくとも5
0重量%であるスチレン−ブタジエンコポリマーを、P
PEまたはハイインパクトポリスチレンとブレンドされ
たPPEのペレットと溶融配合すると、スチレン−ブタ
ジエンコポリマーの劣化が起き、この組成物から作られ
たシートは受け入れ難いゲルを含めた受容し難い表面特
性を持つ。
ムシェル型容器に使用するのに受け入れることのできる
延性、熱抵抗性および透明性を有するスチレン樹脂を含
有する改善された組成物並びにかかる組成物を製造する
方法が引き続き必要とされているのは明らかである。
ニレンエーテル樹脂および(b)スチレン−ブタジエン
コポリマー(但し、該コポリマー中のスチレン含有量は
コポリマーの重量に基づいて少なくとも50重量%であ
り、ブタジエンブロックは可視光の波長より小さなブタ
ジエン領域をもたらすような長さと構造を有している)
を含む半透明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法におい
て、該方法が粉末形状の前記ポリフェニレンエーテル樹
脂を前記スチレン系ブロックコポリマーと溶融混合する
ことを含んでおり、そして前記スチレン−ブタジエンコ
ポリマーが線状のジ−ブロックブロックコポリマー、ト
リ−ブロックブロックコポリマーまたはジ−ブロックコ
ポリマーとトリ−ブロックコポリマーの混合物である、
方法の発見によって総じて満たされた。
ーパー型のジ−ブロックまたはトリ−ブロックコポリマ
ー並びに前述のコポリマーのいずれかのものの種々の混
合物でもよい。この方法は随意には、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂およびスチレン−ブタジエンコポリマーに結
晶ポリスチレンを溶融混合すること含みうる。以下の記
述は本発明に関する更に詳細な記述を提供する。
にはポリフェニレンオキシド樹脂と呼ばれる周知の類の
化合物である。適当なPPEおよびそれらの調製方法の
例は例えば米国特許3,306,874;3,306,
875;3,257,357;3,257,358に見
ることができる。本発明の組成物はフェノール系化合物
の酸化カップリングによって得られるホモポリマー、コ
ポリマーおよびグラフトコポリマーを包含する。本発明
の組成物に使用される好ましいPPEは2,6−ジメチ
ルフェノールから誘導される。また、2,6−ジメチル
フェノールおよび2,3,6−トリメチルフェノールか
ら誘導されたPPEポリマーも考えられる。
6グラム/100mlの濃度で測定して約0.10乃至
約0.60dl/gの固有粘度(I.V.)を有するポ
リ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)
樹脂を含む。本発明の好適な実施の態様では、PPEは
25℃のトルエン中で0.6グラム/100mlの濃度
で測定して約0.25乃至約0.35dl/gの固有粘
度(I.V.)を有する。
レン−ブタジエンコポリマーを含有し、ここに、該コポ
リマー中のスチレン含有量はコポリマーの重量に基づい
て少なくとも50重量%であり、ブタジエンブロックは
可視光の波長より小さなブタジエン領域をもたらすよう
な長さと構造を有している。ブタジエンブロックの長さ
と構造が可視光の波長より大きなブタジエン領域をもた
らすと、組成物の透明性は受け入れ難くなる。
ジ−ブロックおよび/またはトリ−ブロックコポリマー
でよく、又テーパー型のブロックコポリマー並びに前述
のコポリマーのいずれかのものの種々の混合物でもよ
い。組成物は又、結晶ポリスチレンを含んでもよい。こ
れらのブロックコポリマーはビニル芳香族モノマーおよ
び共役ジエンモノマーから誘導されそして同じく当業界
に周知である。好ましいビニル芳香族モノマーはスチレ
ンであり好ましい共役ジエンモノマーは1,3−ブタジ
エンである。このタイプのコポリマーは一般に重合され
たビニル芳香族モノマーを約60乃至約95重量%およ
び重合された共役ジエンモノマーを約40乃至約5重量
%含む。
リマーであって、一般にA1 のブロックとB1 のブロッ
クを含み、ここにA1 は重合されたモノビニル置換芳香
族化合物モノマーのブロックであり、そしてB1 は少な
くとも1種の重合された共役ジエンから誘導された水素
添加された、部分的に水素添加されたまたは水素添加さ
れていないブロックである。好ましいモノビニル置換芳
香族化合物モノマーはスチレンであり、そして好ましい
共役ジエンは1,3−ブタジエンである。
もテーパー型のブロックコポリマーでもよい。ポリマー
業界における通常の熟練度を有する者は「テーパー型」
という概念を理解している。更に、テーパー型のポリマ
ーまたはコポリマーを得る技術は当業界で周知されてい
る。テーパー型ポリマーに関連する参考文献の例は米国
特許4,948,832;4,939,207;4,9
18,145;4,914,248;4,913,97
1;4,116,917であり、これらすべてを参考文
献としてこの明細書の記載に含める。
マー全体の重量平均分子量は好ましくは約90,000
乃至約270,000であり、最も好ましくは約11
0,000乃至約150,000の範囲である。テーパ
ー型ブロックコポリマーのビニル芳香族ポリマーは好ま
しくはランダム構造単位とブロック構造単位の両方を含
む形態であり、ランダムとブロックの重量比は通常約
1.5:1乃至約4:1の範囲、より好ましくは約2.
5:1乃至約3:1の範囲内である。このタイプの適当
な物質の或るものは、約10,000乃至約30,00
0の分子量を有するビニル芳香族ポリマーのブロック、
それに続く約25,000乃至約65,000の分子量
を有する重合された共役ジエンのブロック、更にこれに
連結された約30,000乃至約50,000の分子量
を有するビニル芳香族−共役ジエンポリマーのランダム
ブロック(例えば、スチレン−ブタジエンのランダムブ
ロック)を含有する。このランダムブロックはその反対
端で通常約30,000乃至約50,000の分子量を
有する別のビニル芳香族ポリマーブロックに結合するこ
とができる。
ポリマーのA1 ブロックはスチレン、α−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシ
レンおよびこのようなモノマー類の組合せからなる群か
ら選ばれるモノマーから誘導される。B1 ブロックは好
ましくはブタジエン、イソプレン、エチレン、ブチレ
ン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチルブタジエ
ンおよびこれらの組合せからなる群から選ばれるモノマ
ーから誘導される。また、テーパー型ブロックコポリマ
ーは1種より多いタイプのA1 および/またはB1 ブロ
ックを含有することも可能である。
スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)”トリブロ
ック”コポリマーが本発明での使用に特に適する。この
ような物質の例はFina Oil and Chemical Companyから
の市販品であるFINACLEAR(登録商標)520である。或る
実施の態様では、本発明の組成物は通常結晶ポリスチレ
ン樹脂と呼ばれるホモポリスチレン樹脂を含むことによ
って更に性質が高められる。使用される場合、その含有
量は組成物全体の重量に基づいて約1重量%乃至約70
重量%、好ましくは約1重量%乃至約60重量%の範囲
である。
法によって製造される熱可塑性樹脂組成物は、随意成分
であるホモポリスチレン樹脂は除いて、他の熱可塑性樹
脂を実質的に含まないことが明白であるべきである。組
成物が実質的に含むべきでない他の熱可塑性樹脂にはポ
リアミド樹脂、ハイインパクトポリスチレン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹
脂、ポリアリーレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド
樹脂およびポリエーテルイミド樹脂並びにこうした他の
熱可塑性樹脂の各種の混合物が含まれる。「実質的に含
まない」とは、組成物の全重量に基づく重量%基準で、
組成物がこうした他の熱可塑性樹脂を5重量%未満、好
ましくは3重量%未満、より好ましくは1重量%未満、
そして最も好ましくは本質的に全く含まないことを意味
する。本発明の方法によって製造される熱可塑性樹脂組
成物が随意成分であるホモポリスチレン樹脂を除いて他
の熱可塑性樹脂を含まないことも明白であるべきであ
る。
料および顔料のような添加剤のいずれかを含んでよい。
これらの各種の成分の適当な添加水準は製品の最終用
途、所望される衝撃強さの水準、並びに存在する他の成
分の特定のタイプおよび特性のような幾つかの要因によ
る。
量%乃至約70重量%のPPEが存在する。全ての重量
が組成物全体の重量に基づくとして、一つの好ましい実
施の態様では、その存在水準は約5重量%乃至約30重
量%である。別の好ましい実施の態様では、組成物中に
存在するPPEの水準はASTM D648に規定され
る試験条件下で264psiで測定して少なくとも約1
70°F、好ましくは少なくとも約180°Fの熱変形
温度を有する組成物をもたらすような水準である。
る如何なる追加の添加剤と緊密に混合することを伴う種
々の方法によって調製することができる。溶液配合も可
能であるが、好ましい手順は溶融配合を含む。商業的な
ポリマー加工設備で溶融配合装置が利用できるので、溶
融加工手順が一般に好ましい。このような溶融配合方法
に使われる装置の例には、同方向回転型および反対方向
回転型押出機、単軸スクリュー押出機、ディスク−パッ
クプロセッサおよび各種のその他のタイプの押出装置が
含まれる。本発明の方法における溶融物の温度はスチレ
ン−ブタジエンコポリマーに過度な劣化およびゲル生成
が起きるのを回避するためできる限り低くするのが好ま
しい。溶融温度を約200℃乃至約330℃に維持する
のが望ましいが、加工装置内での樹脂の滞留時間を短時
間に維持すれば、もっと高い温度を使用することができ
る。或る場合には、配合された材料は金型内の小さな出
口穴を通って押出機を出ていき、得られた溶融樹脂のス
トランドは水浴を通されて冷却される。冷却されたスト
ランドは包装しそして更に取り扱うために小さなペレッ
トに切断することができる。
るためにはPPEの物理的な形態と大きさが重要であ
る。PPEの粒度が増すにつれて、配合装置内での剪断
による加熱が増し、スチレン−ブタジエンコポリマーが
劣化しそして架橋される。架橋された物質は組成物の押
出シートの表面上に受け入れ難いゲルとして現れる可能
性がある。ゲルの生成を最小にするためには、本発明の
方法ではPPE粉末を使用することが好ましい。ここに
粉末とは、PPEの少なくとも80重量%が3000ミ
クロンのふるいを通過し、好ましくは少なくとも90重
量%が2000ミクロンのふるいを通過するPPE粒度
を意味する。典型的には、本発明に使用されるPPEは
反応の重合媒体例えばトルエンから非−溶媒例えばメタ
ノールによって析出された後に回収された状態の形態で
ある。本発明の方法にホモポリスチレン樹脂も存在する
ときには、もっと大きなPPE粒子を使っても受け入れ
うる結果が得られる。
性樹脂組成物が本発明の別の実施の態様をなすことは明
らかな筈である。又、ここに記載される熱可塑性樹脂組
成物から成形される物品が本発明の更に別の実施の態様
をなすことも明らかな筈である。引用された全ての特許
は参考文献としてこの明細書の記載に含まれている。
れる。
質を含有している。 PPE:25℃のトルエン中で0.6グラム/100m
lの濃度で測定して30ml/gの固有粘度を有するポ
リ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテ
ル)。 FINACLEAR 520 :Fina Oil Companyから市販されている
総スチレン含有量約75重量%を有するポリスチレンと
ポリブタジエンのテーパー型ブロックコポリマー。 PS:BASFおよびChevronからそれぞれグレード1800Pお
よびEB3300として市販されている結晶ポリスチレン樹
脂。 HIPS:ChevronからグレードMA5350;Valtra7023 と
して市販されているハイインパクトポリスチレン。
の条件および手順は次の通りである。押出機の長さにわ
たる温度を約280乃至約310℃に設定して二軸スク
リュー押出機により諸成分を配合した。スクリュー速度
は約300rpmであり、スループットは約10キログ
ラム/時であった。全ての成分は概して押出機のスロー
トに供給した。押出機から出てくるストランドはペレッ
トにし約110℃で約3時間乾燥した。乾燥されたペレ
ットは物理的特性の測定のために標準のASTM試験片
に射出成形した。
結晶ポリスチレンの組成物は受け入れ難い貧弱な延性を
示した。PPEとハイインパクトポリスチレン(即ち、
HIPS)の組成物は所望される透明性に欠けおよび/
または受け入れ難い低い熱変形温度を示した。ポリスチ
レンおよびポリブタジエンからなり総スチレン含有量が
約75重量%であるテーパー型ブロックコポリマーにP
PEを加えると、クラムシェルの頂部を通して食品を観
察するのに望まれる程度の透明性を含めた傑出したバラ
ンスのとれた特性がもたらされた。PPEとHIPSま
たは結晶ポリスチレンとのブレンドの特性に鑑みると、
この透明性と特性のバランスは予想外であった。特性
(例えば剛性)および組成物のコストを更に改良するた
めにPPEとラジアルブロックコポリマーの組成物に結
晶ポリスチレンを加えることができる。
様を例示しており本発明の範囲を限定する意図はない。
本発明がここに記載された組成物からの物品を包含する
ことは明らかな筈である。本発明の範囲に入る追加の実
施の態様および利点は当業者に自明であろう。
Claims (11)
- 【請求項1】 (a)ポリフェニレンエーテル樹脂およ
び(b)スチレン−ブタジエンブロックコポリマー(但
し、該コポリマー中のスチレン含有量はコポリマーの重
量に基づいて少なくとも50重量%であり、ブタジエン
ブロックは可視光の波長より小さなブタジエン領域をも
たらすような長さと構造を有している)を含む熱可塑性
樹脂組成物の製造方法において、該方法が粉末形状の前
記ポリフェニレンエーテル樹脂を前記スチレン−ブタジ
エンブロックコポリマーと溶融混合することを含んでお
り、そして前記スチレン−ブタジエンコポリマーが線状
ジ−ブロックブロックコポリマー、線状トリ−ブロック
ブロックコポリマーまたは線状ジ−ブロックコポリマー
と線状トリ−ブロックコポリマーの混合物である、方
法。 - 【請求項2】 スチレン−ブタジエンブロックコポリマ
ー中のスチレン含有量がコポリマーの重量に基づいて約
65乃至約80重量%である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 粉末形状のポリフェニレンエーテル樹脂
の少なくとも80重量%が3000ミクロンのふるいを
通過する請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 粉末形状のポリフェニレンエーテル樹脂
の少なくとも90重量%が2000ミクロンのふるいを
通過する請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 ポリフェニレンエーテル樹脂が全組成物
の重量に基づいて約5乃至約70重量%存在する請求項
1記載の方法。 - 【請求項6】 組成物がASTM D648に規定され
る試験条件の下で264psiで測定したときに少なく
とも約170°Fの熱変形温度を有する請求項3記載の
方法。 - 【請求項7】 スチレン−ブタジエンコポリマーがテー
パー型ブロックコポリマーである請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 結晶ポリスチレン樹脂を更に含んでいる
請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 安定剤、染料、顔料およびこれらの混合
物からなる群から選ばれた添加剤を更に含んでいる請求
項1記載の方法。 - 【請求項10】 組成物がポリアミド樹脂、ハイインパ
クトポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリーレート樹
脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルイミ
ド樹脂およびこれらの混合物を実質的に含まない請求項
1記載の方法。 - 【請求項11】 (a)ポリフェニレンエーテル樹脂お
よび(b)スチレン−ブタジエンブロックコポリマー
(但し、該コポリマー中のスチレン含有量はコポリマー
の重量に基づいて少なくとも50重量%であり、ブタジ
エンブロックは可視光の波長より小さなブタジエン領域
をもたらすような長さと構造を有している)から本質的
になる熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、該方法
が粉末形状の前記ポリフェニレンエーテル樹脂を前記ス
チレン−ブタジエンブロックコポリマーと溶融混合する
ことを含んでおり、そして前記スチレン−ブタジエンコ
ポリマーが線状ジ−ブロックブロックコポリマー、線状
トリ−ブロックブロックコポリマーまたは線状ジ−ブロ
ックコポリマーと線状トリ−ブロックコポリマーの混合
物である、方法。
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