JP2000026685A - 樹脂組成物及び射出成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温雰囲気下の衝撃強度と熱雰囲気下での剛
性をあわせもつ樹脂組成物、特に射出成形により樹脂管
継手材や金属製継手の外層被覆材として好適に使用でき
る樹脂組成物の提供。 【解決手段】 塩化ビニル系樹脂と、平均粒子径が２６
０ｎｍ以上のゴム重合体にビニル単量体をグラフト共重
合させたグラフト共重合体とを含有した樹脂組成物。こ
の樹脂組成物を成形した射出成形品。グラフト共重合体
としてはメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン系
共重合体が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は成形性や、耐寒・耐
熱雰囲気下での耐衝撃性に優れた樹脂組成物、及びこれ
を成形した管継手や、金属製継手の外層被覆材といった
射出成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂は樹脂管や樹脂管継手
材として広く使われている。しかしながら、塩化ビニル
系樹脂は衝撃に対して脆いという欠点を有していた。

【０００３】この欠点を改良するために、ブタジエンゴ
ム等のゴム重合体に、スチレンやメタクリル酸メチル等
のビニル単量体を単独又は二種以上混合し、グラフト重
合して得られる各種のグラフト共重合体を強化剤とし
て、塩化ビニル系樹脂に混合することが提案されてい
る。グラフト共重合体の中では、衝撃強度の点で、メタ
クリル酸メチル−ブタジエン−スチレン系共重合体が好
ましく使用されている。

【０００４】このようにして耐衝撃性を改良した樹脂組
成物は低温雰囲気下での衝撃強度発現性に優れるので、
０℃〜−３０℃といった寒冷地で、管継手の材料である
管継手材として使用したり、金属製継手の外層を被覆す
る外層被覆材として使用したりしている。

【０００５】塩化ビニル系樹脂組成物に混合するグラフ
ト共重合体としては、耐衝撃性を向上すべく、グラフト
共重合体中のゴム重合体の成分や組成、その粒子径、及
びグラフト重合方法について従来より種々の改良がなさ
れている。その結果、グラフト共重合体中のゴム重合体
の平均粒子径を１５０〜２００ｎｍにしたものが広く使
われるようになった（特開昭５１−１２８５４号参
照）。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、塩
化ビニル系樹脂に、上述のグラフト共重合体を混合する
と、得られた樹脂組成物の剛性が低下し、表面硬度が軟
らかくなるという課題があった。このために、得られた
樹脂組成物を成形して管継手といった製品に使用した場
合、管継手に管をパイプレンチ等の工具により締め付け
ると、管継手表面の樹脂が引きちぎれて剥離してしまう
という課題があった。特に、夏期の暑い時や温暖地等の
高温環境下においては、弾性率が低下して剛性がなくな
り、極めて剥離しやすくなるという課題があった。

【０００７】このように、冬期の寒冷地では製品を落と
しても割れない程度の衝撃強度を有し、かつ、夏期の温
暖地ではパイプレンチ等により締め付けても樹脂が引き
ちぎれない程度の製品強度を有するという２つの特性を
併せ持った製品はなく、最近、寒冷地では落下や衝撃に
耐える程度の耐衝撃性を有し、かつ、温暖地では管継手
の表面が剥離しない程度の剛性を有する射出成形品とい
った製品が望まれるようになった。

【０００８】本発明は、これらの課題を鋭意検討した結
果、特定の粒子径のゴム重合体を有するグラフト共重合
体を用いることにより、冬期の寒冷地での衝撃強度と夏
期の温暖地での製品強度を兼ね備えた樹脂組成物を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩化ビニル系
樹脂と、平均粒子径が２６０ｎｍ以上のゴム重合体にビ
ニル単量体をグラフト共重合させてなるグラフト共重合
体とを含有してなる樹脂組成物であり、ゴム重合体がブ
タジエン系重合体及び／又はスチレン−ブタジエン系重
合体である該樹脂組成物であり、ビニル単量体がメタク
リル酸メチル及び／又はスチレンを含有してなる該樹脂
組成物であり、グラフト共重合体がメタクリル酸メチル
−ブタジエン−スチレン系共重合体である該樹脂組成物
である。そして、該樹脂組成物を成形してなる射出成形
品である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、さらに詳しく本発明を説明
する。

【００１１】本発明に使用する塩化ビニル系樹脂として
は、塩化ビニルや、塩化ビニルとそれに共重合可能なビ
ニル単量体との混合物を懸濁重合法、塊状重合法、微細
懸濁重合法又は乳化重合法等の通常の方法によって共重
合したものや、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−アクリル酸エチル共重合体又は塩素化ポリエチレン
等に塩化ビニルをグラフト共重合したもの等が挙げられ
る。又、塩化ビニル系樹脂の原料として、塩素化塩化ビ
ニルや塩化ビニリデンを用いてもよいが、効果が大きい
点で、塩化ビニルが好ましい。

【００１２】前記塩化ビニルと共重合可能なビニル単量
体としては、酢酸ビニルやプロピオン酸ビニル等のビニ
ルエステル類、メチル（メタ）アクリレートやブチル
（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル
類、ブチルマレート及やエチルマレート等のマレイン酸
エステル類、ジブチルフマレートやジエチルフマレート
等のフマル酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニ
ルブチルエーテル及びビニルオクチルエーテル等のビニ
ルエーテル類、アクリロニトリルやメタクリロニトリル
等のシアン化ビニル類、エチレン、プロピレン及びスチ
レン等のα−オレフィン類、塩化ビニリデンや臭化ビニ
ル等の塩化ビニル以外のハロゲン化ビニリデンやハロゲ
ン化ビニル類、並びに、ジアリルフタレート等のフタル
酸アリルエステル類が挙げられる。これらは単独又は二
種以上使用してもよい。これらのビニル単量体の使用量
は、塩化ビニル系樹脂中２０重量％以下が好ましく、１
５重量％以下がより好ましい。

【００１３】これらの塩化ビニル系樹脂の平均重合度
は、ＪＩＳ Ｋ−６７２１で測定される平均重合度（以
下重合度と称す）が４００〜８５０であることが好まし
い。４００未満だと耐衝撃性が劣るおそれがあり、８５
０を越えると加工時の溶融粘度が著しく高くなり、加工
性が悪くなるおそれがある。

【００１４】本発明に使用するグラフト共重合体は、平
均粒子径が２６０ｎｍ以上のゴム重合体に、ビニル単量
体をグラフト共重合させたものであり、耐衝撃性を向上
させる効果を有する。

【００１５】ゴム重合体の平均粒子径は２６０ｎｍ以上
であり、２６０〜４５０ｎｍが好ましく、２８０〜３５
０ｎｍがより好ましい。２６０ｎｍ未満だと衝撃強度が
低下したり、又、樹脂組成物が軟らかくなって剛性が劣
り、管継手に成形した場合、管継手に管をパイプレンチ
等により締め付けると、管継手表面の樹脂が引きちぎれ
て剥離し、パイプレンチでの施工性が低下したりする。
４５０ｎｍを越えると衝撃強度、成形性、耐寒衝撃性及
びパイプレンチでの施工性が低下するおそれがある。

【００１６】ゴム重合体の平均粒子径は透過型電子顕微
鏡を用い、常法により、グラフト共重合体成分を染色し
て、その染色された粒子の大きさを計測することによっ
て測定することができる。

【００１７】ゴム重合体としては、ブタジエン系重合
体、スチレン−ブタジエン系重合体及びアクリル系重合
体等が挙げられる。これらの中では、ゴム成分のガラス
転移点温度が低く、低温雰囲気下での衝撃強度の発現性
が優れる点で、ブタジエン系重合体及び／又はスチレン
−ブタジエン系重合体が好ましく、ブタジエン系重合体
がより好ましい。

【００１８】ゴム重合体にグラフト共重合させるビニル
単量体としては、ゴム重合体と共重合可能なビニル単量
体が使用でき、例えば、スチレン等の芳香族ビニル単量
体、アクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体、エチ
ル（メタ）アクリレートやブチル（メタ）アクリレート
等の炭素数１〜５程度のアルキル基を有する（メタ）ア
クリル酸アルキルエステル及びジビニルベンゼン等の架
橋性単量体等が挙げられるが、これらに限定するもので
はない。これらは単独又は二種以上使用してもよい。こ
れらの中では、効果が大きい点で、メタクリル酸メチル
及び／又はスチレンが好ましい。

【００１９】ゴム重合体にビニル単量体をグラフト共重
合させたグラフト共重合体は、例えばブタジエン系重合
体の場合には、ブタジエンと、ブタジエンと共重合可能
なビニル単量体を、例えば乳化重合にすることにより得
られる。

【００２０】本発明で使用するグラフト共重合体として
は、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン系共重
合体、スチレン−ブタジエン系共重合体及びメタクリル
酸メチル−ブタジエン−アクリロアクリロニトリル−ス
チレン系共重合体等が挙げられる。これらの中では、効
果が大きい点で、メタクリル酸メチル−ブタジエン−ス
チレン系共重合体が好ましい。

【００２１】ブタジエン系重合体等のゴム重合体にメタ
クリル酸メチルやスチレンをグラフト重合させてメタク
リル酸メチル−ブタジエン−スチレン系共重合体を製造
する方法としては、特に限定はない。通常の方法、例え
ば乳化重合等の方法で行ってもよく、ブタジエン系重合
体のラテックスを酸により凝集又は肥大（ゴム径を大き
くすること）させて特定の粒径を有するブタジエン系重
合体とした後、グラフト重合する方法で行ってもよく、
水溶性電解質を添加してグラフト重合中にブタジエン系
重合体のラテックス粒子を凝集又は肥大させる等の方法
を行ってもよい。又、グラフト共重合中にビニル系単量
体を追加し、共重合する方法にも特に限定はなく、分添
の際のモノマー濃度が同じである多段添加法でも、一括
添加法でもよい。

【００２２】グラフト共重合体の添加量は、塩化ビニル
樹脂１００重量部に対して、５〜３０重量部が好まし
く、１０重量部〜２５重量部がより好ましい。５重量部
未満だと衝撃強度が劣ったり、耐寒衝撃性が低下して低
温環境では落下等により亀裂が入ったりするおそれがあ
り、３０重量部を越えると溶融粘度が高くなりすぎて成
形性が低下するおそれがある。

【００２３】本発明の樹脂組成物は必要に応じて安定
剤、加工助剤、強化剤、滑剤、充填剤及び顔料等一般の
塩化ビニル樹脂に使われるものを添加しても良い。

【００２４】塩化ビニル系樹脂とメタクリル酸メチル−
ブタジエン−スチレン系共重合体を含有する本発明の樹
脂組成物において、塩化ビニル系樹脂やメタクリル酸メ
チル−ブタジエン−スチレン系共重合体の混合順序、混
合方法、及びペレット化方法に制限はなく、一般的に
は、混合方法やペレット化方法は通常の塩化ビニル系樹
脂の製造に使用する方法が用いられる。例えば、混合に
はヘンシェルミキサーやスーパーミキサーのような高速
ミキサーやリボンブレンダー等の混合機等が使用され
る。

【００２５】混合方法としては、上記混合機に各成分を
投入し、例えば１５０℃以下の温度でそれぞれの混合機
に見合った時間だけ混合し、均一にブレンドすることが
好ましい。

【００２６】得られた樹脂組成物の造粒方法としては、
バンバリーミキサー、ミキシングロール及び押出機等、
通常の塩化ビニル樹脂の製造に用いられる機械を用いて
行われる。

【００２７】本発明の樹脂組成物は射出成形品として使
用できる。射出成形品は、本発明の樹脂組成物を、射出
成形機を使用し、射出成形加工して得られる。射出成形
品の用途としては、接続管や曲げ管等といった管や管状
成形体を組付ける管継手材や、インジェクション金型内
に鋳物の管材を入れ、射出成形した金属製継手の外層被
覆材等に使用される。射出成形品の形状は複雑で多岐に
わたり一種類に限定されるものではない。なお、本発明
の管継手材に組付ける管や管状成形体の材料としては、
樹脂、金属及びセラミック等が挙げられる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００２９】実験例１ 表１に示す各原材料を７５リットルのヘンシェルミキサ
ーに入れ、撹拌混合後、９０ｍ／ｍ単軸押出機（池貝鉄
工（株）製）にて混練ペレット化を行い、表１に示す樹
脂組成物のペレット１５ｋｇを得た。得られた樹脂組成
物について、アイゾッド衝撃強度の測定を行った。結果
を表１に示す。

【００３０】（使用材料） 塩化ビニル系樹脂：市販品、平均重合度７００ グラフト共重合体：グラフト共重合体としてメタクリル
酸メチル−ブタジエン−スチレン系共重合体を用いた。
メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン系共重合体
は、ブタジエン系重合体のラテックスを酸により凝集、
肥大させて特定の粒径を有するブタジエン系重合体と
し、これにメタクリル酸メチルとスチレンを乳化重合等
によりグラフト重合して得られたものを用いた。

【００３１】（測定方法） グラフト重合体の粒子径：樹脂組成物から試料をミクロ
トームでトリミング後、４％ＯｓＯ₄ 溶液にて室温で１
週間染色し、３００Ａ（オングストローム）前後の厚さ
に薄片化し、透過型電子顕微鏡で６万倍に拡大し、グラ
フト重合体のモルホロジ−画像を撮影した。得られたモ
ルホロジ−写真をイメージスキャナーにてデジタル化
し、コンピューターに取り込み、画像処理ソフトを用い
て一定領域中の粒子の個数と粒子面積を計測し、粒子の
平均粒子径を算出した。 アイゾッド衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ７１１０によった。

【００３２】

【表１】

【００３３】実験例２ 実験例１の樹脂組成物について、パイプレンチ施工性の
評価を行った。結果を表２に示す。

【００３４】（測定方法） パイプレンチ施工性：６０℃雰囲気下で、成形性試験で
成形した管継手をパイプレンチを使用して、鉄製のパイ
プに組み付け、管継手表面のちぎれ具合の有無を評価し
た。ちぎれなしの場合を○、ちぎれありの場合を×とし
た。

【００３５】

【表２】

【００３６】実験例３ 実験例１の樹脂組成物について、成形性と耐寒衝撃性の
評価を行った。結果を表３に示す。

【００３７】（測定方法） 成形性：型締力２００ｔの射出成形機を用い、成形温度
２００℃で、管継手として、ＪＩＳ Ｋ６７３９で規定
される９０°エルボ（呼び径５０）を成形し、成形性を
評価した。管継手に成形可能であった場合を○、継手に
成形できなかった場合を×とした。 耐寒衝撃性：成形性試験で成形した管継手につき、−３
０℃雰囲気下で、管継手に１ｋｇの剛球を１ｍの高さか
ら落とし、割れの有無を評価した。割れがない場合を
○、割れがある場合を×とした。

【００３８】

【表３】

【００３９】実験例４ 表４に示す各原材料を用いて、表４に示す樹脂組成物の
ペレット１５ｋｇを得たこと以外は、実験例１と同様に
行い、アイゾッド衝撃強度の測定を行った。結果を表４
に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】実験例５ 実験例２の樹脂組成物について、成形性と耐寒衝撃性の
評価を行った。結果を表５に示す。

【００４２】

【表５】

【００４３】

【発明の効果】本発明により、低温雰囲気下の衝撃強度
と熱雰囲気下での剛性をあわせもつ樹脂組成物を得るこ
とができ、射出成形することにより、樹脂管継手材や金
属製継手の外層被覆材として好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F206 AA13G AA15 AA21G AA45G AH11 JA07 4J002 BD04W BD05W BD06W BD07W BD08W BD09W BN08W BN10W BN11W BN12X BN14X BN15X BN16X GM00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル系樹脂と、平均粒子径が２６
   ０ｎｍ以上のゴム重合体にビニル単量体をグラフト共重
   合させてなるグラフト共重合体とを含有してなる樹脂組
   成物。
2. 【請求項２】 ゴム重合体がブタジエン系重合体及び／
   又はスチレン−ブタジエン系重合体である請求項１記載
   の樹脂組成物。
3. 【請求項３】 ビニル単量体がメタクリル酸メチル及び
   ／又はスチレンを含有してなる請求項１又は請求項２記
   載の樹脂組成物。
4. 【請求項４】 グラフト共重合体がメタクリル酸メチル
   −ブタジエン−スチレン系共重合体である請求項１記載
   の樹脂組成物。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３又は請求
   項４記載の樹脂組成物を成形してなる射出成形品。