JP2021075597A - メタリック樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 光輝材の種類や態様に依存することなく、耐衝撃性に優れ、メタリックに着色された樹脂組成物を得る。【解決手段】 熱可塑性樹脂と、光輝材と、３００％引張応力が０を超えて１２．６ＭＰａ未満である水添スチレン系熱可塑性エラストマーとを含む、メタリック樹脂組成物。【選択図】 なし

Description

本発明は、メタリック樹脂組成物に関する。本発明は特には、耐衝撃性に優れるメタリック樹脂組成物に関する。

従来、高輝度樹脂として、ベース樹脂に対し、アルミニウムなどの金属や、ガラス、マイカなどを含む光輝材、色材、および安定化剤等を溶融混練した、メタリック材着樹脂が製造されている。

内部突起に係る協定規則に対応したメタリック材着部品を開発するために、耐衝撃性が高いベース樹脂を選定し、上記のような光輝材を用いてメタリックに着色したところ、耐衝撃性が大幅に低下するという問題が生じた。

このような問題に対し、所定の樹脂を付着させた、樹脂付着アルミニウム顔料を使用することにより、耐衝撃性低下の課題を解決する技術が知られている（特許文献１を参照）。しかし、この技術は、ラジカル重合性二重結合を有するカルボン酸などの単位と、ラジカル重合性二重結合を２個以上有する単量体に由来する単位とを含む重合体といった特殊な樹脂を必須とし、かつこれらをアルミニウム顔料に付着させて樹脂付着アルミニウム顔料を製造する必要があった。すなわち、特許文献１に開示された技術は、特殊な樹脂と、煩雑な工程を要するものであった。

２０１８−１２３３２８号公報

光輝材の種類や態様に依存することなく、耐衝撃性に優れ、メタリックに着色された樹脂組成物を得ることが望まれる。

本発明者は、鋭意検討の結果、ベース樹脂と、光輝材に加え、所定の樹脂からなる改質剤を含めた樹脂組成物により、十分な耐衝撃性を保持し、光輝材によるメタリック着色がなされた樹脂の成形品を得ることに想到し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、一実施形態によれば、メタリック樹脂組成物であって、熱可塑性樹脂と、光輝材と、３００％引張応力が０を超えて１２．６ＭＰａ未満である水添スチレン系熱可塑性エラストマーとを含む、メタリック樹脂組成物に関する。

本発明に係るメタリック樹脂組成物によれば、光輝材による着色効果と、耐衝撃性とを備えた樹脂成形品を得ることができる。本発明に係るメタリック樹脂組成物は、特定の種類や態様の光輝材の使用に依存することなく、汎用の任意の光輝材を用いてメタリック着色樹脂成形品を製造可能である点でもまた有利である。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。

［メタリック樹脂組成物］
本発明は、一実施形態によれば、メタリック樹脂組成物に関し、熱可塑性樹脂と、光輝材と、改質剤とを含む。

熱可塑性樹脂は、本実施形態による樹脂組成物の主成分となる樹脂であって、任意の熱可塑性樹脂であってよい。本明細書において、熱可塑性樹脂を、ベース樹脂とも指称する。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、例えばホモポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、アクリロニトリル−ブダジエン-スチレン共重合体（ＡＢＳ)、アクリロニトリル・エチレン・プロピレン−ジエン・スチレン共重合体（ＡＥＳ）、これらの変性樹脂、あるいはこれらの２以上の混合物が挙げられるがこれらには限定されない。熱可塑性樹脂は、メタリック樹脂組成物の用途によって当業者が適宜選択することができる。一例として、メタリック樹脂組成物が、自動車内装用部材を構成する場合には、熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン(ＰＰ)、アクリロニトリル・エチレン・プロピレン-ジエン・スチレン共重合体(ＡＥＳ)、ポリメタクリル酸メチル(ＰＭＭＡ)等を用いることが好ましい。自動車内装部品には一定の剛性と耐熱性、耐光性などを兼ね備えることが好ましいためである。

光輝材は、本実施形態による樹脂組成物に輝度を与える材料であって、好ましくは本実施形態による樹脂組成物をメタリック調とする材料である。光輝材としては、アルミフレークや、蒸着アルミ、着色アルミ等のアルミニウム顔料を用いてよい。また、そのほかの顔料としては、干渉マイカ顔料、ホワイトマイカ顔料、グラファイト顔料などの光輝性顔料、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物顔料、チタンイエローなどの複合酸化金属顔料、カーボンブラック、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属キレートアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、インダンスロン系顔料、ジオキサン系顔料、インジゴ系顔料などの着色顔料、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイトなどの体質顔料が挙げられるが、これらには限定されない。

光輝材の形状は特には限定されないが、例えばコイン状、フレーク状等であってよい。光輝材の粒子径は、好ましくは平均粒子径が１〜１００μｍであり、より好ましくは５〜５０μｍであってよいが、特定の平均粒子径の範囲には限定されない。

光輝材は、好ましい態様においては、樹脂組成物をシルバーメタリックに着色しうる金属、金属を蒸着した無機フレーク、金属を蒸着した熱硬化性樹脂フレークであり、より好ましくはアルミニウム光輝材である。アルミニウム光輝材は、アルミニウム顔料を含むものであればよく、アルミニウム顔料をそのまま用いることもでき、アルミニウム顔料を樹脂等に練り込んだマスターバッチであってもよい。

光輝材の樹脂組成物における含有量は、光輝材がアルミニウム光輝材の場合であっても、それ以外の顔料を主成分とする光輝材の場合であっても、例えば、ベース樹脂の質量を１００質量部とした場合に、１〜１０質量部とすることができ、１〜５質量部とすることが好ましいが、特定の含有量範囲には限定されない。

改質剤は、本実施形態による樹脂組成物に光輝材とともに添加することで、樹脂組成物から得られる樹脂成形品に耐衝撃性を付与する。改質剤としては、３００％引張応力が０を超えて１２．６ＭＰａ未満である水添スチレン系熱可塑性エラストマーが用いられる。ここでいう３００％引張応力は、樹脂組成物に添加前の改質剤単独の性質であって、ＩＳＯ３７に従って測定した値をいうものとする。このような物性を有する水添スチレン系熱可塑性エラストマーは、ベース樹脂とアルミニウム顔料などの光輝材の間に存在することで、樹脂組成物に変形が起こった場合、弾性率の低いエラストマーのみが変形することで光輝材の変形および破壊を抑制し、樹脂組成物の耐衝撃性を向上することができると考えられる。

水添スチレン系熱可塑性エラストマーの３００％引張応力は、０を超えて８．３ＭＰａ以下であることがより好ましく、０を超えて６．０ＭＰａ以下であることがさらに好ましく、０を超えて４．４ＭＰａ以下であることがさらにより好ましく、２．５ＭＰａ以上であって４．４ＭＰａ以下であることが最も好ましい。このような応力が低いエラストマーは、変形した際の応力緩和が起こりやすく、エネルギーがたまりにくい。そのため、大変形でも破壊しにくく、より一層の耐衝撃性の向上に寄与することができる。

水添スチレン系熱可塑性エラストマーは、また、引張伸びが、４６０％より大きいことが好ましい。引張伸びもまた、樹脂組成物に添加前の改質剤単独の性質であって、ＩＳＯ３７に従って測定した値をいうものとする。引張伸びは、４９０％以上であることがより好ましく、上限は大きいほど良いが、例えば１５００％以下程度とすることができる。樹脂組成物中において、水添スチレン系熱可塑性エラストマーが破壊した時点で、光輝材の破壊も進行すると考えられるため、大変形で破壊しにくいエラストマーは、より一層の耐衝撃性の向上に寄与することができる。

水添スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、上記の物性値を充足し、水素添加されたスチレン繰り返し単位を有する高分子であればよく、その構造的特徴は特には限定されないが、スチレンに加え、エチレン、ブチレン、ブタジエンといった繰り返し単位構造をもつものを好ましく用いることができる。

３００％引張応力が０を超えて１２．６ＭＰａ未満である水添スチレン系熱可塑性エラストマーを改質剤とする場合、メタリック樹脂組成物における改質剤の含有量は、ベース樹脂の質量を１００質量部とした場合に、１〜１０質量部とすることができ、１〜５質量部とすることが好ましいが、特定の含有量の範囲には限定されない。

本発明の樹脂組成物においては、熱可塑性樹脂（ベース樹脂）、光輝材、改質剤のほかに、これらの特性を損なわない範囲でほかの成分を含んでいてもよい。ほかの成分としては、例えば、難燃剤、酸化防止剤、分散剤、可塑剤、安定剤、光輝材以外の着色剤等が挙げられるが、これらには限定されない。

［樹脂組成物の製造方法］
次に、本発明の樹脂組成物の製造方法について説明する。樹脂組成物の製造方法は、例えば、ベース樹脂、光輝材、改質剤の各ペレットを含む組成物の構成成分を一つの容器に入れてドライブレンドした後、二軸押出機等を用いて、溶融混練し、ペレット化することにより実施することができるが、特定の方法には限定されない。

このようにして得られた本実施形態に係るメタリック樹脂組成物は、先に詳述した特定の組成を備えるものであれば、その形態は特には限定されず、流体状であっても固体状であってもよい。当該メタリック樹脂組成物は、光輝性を備え、かつ固体状の成形品とした場合に衝撃性をも兼ね備えている。

［メタリック樹脂成形品］
本発明のメタリック樹脂組成物は、所定の形状に成形し、メタリック樹脂成形品とすることができる。成形方法は特には限定されないが、例えば、所望の温度に加熱されていてもよい所望の形状の金型に、ペレット化したメタリック樹脂組成物を注入して、成形することができる。他には、押出成形、プレス成形、射出プレス成形、ブロー成形といった成形方法も可能である。

メタリック樹脂成形品は単独で、あるいはほかの部品や部材等と組み合わせて、耐衝撃性部材として用いることができる。一例としては、耐衝撃性部材は、自動車内装用部材であってよい。具体的な自動車内装用部材としては、スイッチベゼル、ナビガーニッシュ、オーディオガーニッシュ、シフトガーニッシュ、インパネオーナメント、ドアトリムオーナメント、メータークラスターが挙げられるが、これらには限定されない。別の例としては、耐衝撃性部材は、電気機器や家庭用品の構成部材であってよい。

本実施形態によるメタリック樹脂成形品は、樹脂組成物において特定の組成を備えることにより、光輝材による好ましい外観と、耐衝撃性とを備えており、種々の用途に広く用いることができる。特には、金属や無機化合物を含み、数μｍよりも大きな粒子径をもつ光輝材や、脆性を示す樹脂粒子を含む光輝材を含む組成物は、従来、耐衝撃性低下の懸念が大きかったが、本実施形態によれば、これらの光輝材を含む樹脂成形品においても、十分な耐衝撃性を備え、かつ所望の外観を備える点で有利である。

以下に、実施例を参照して、本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例及び比較例のメタリック樹脂組成物を調製した。実施例、比較例の組成ともに、ベース樹脂となる熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂（製品名：パンライトＳＳ２５２５Ｚ、帝人株式会社製）を用い、光輝材としてはアルミニウム顔料マスターバッチ（製品名：ＭＨＦ−Ａ−０５ＣＢ５０、長瀬産業株式会社）を用いた。用いたマスターバッチは、ベース樹脂がアクリロニトリルスチレン共重合体、アルミニウム比率が５０質量％で、アルミニウム形状がコイン状、アルミニウム粒子径が５μｍの仕様であった。光輝材の添加量は、下記の表２に示す。

改質剤は、実施例１〜５、比較例３のいずれも、旭化成株式会社製の水添スチレン系熱可塑性エラストマーを用いた。用いた改質剤の詳細を表１に示す、Ｓ．Ｏ．Ｅ．（登録商標）は水素添加したスチレンブタジエン共重合体、タフテック（登録商標）Ｍシリーズは、水素添加したスチレン／エチレン／ブチレン／スチレン共重合体、タフテック（登録商標）Ｈシリーズは、Ｍシリーズを変性（実施例４、５の型番は酸変性）したものである。引張伸び、３００％引張応力は、いずれも、樹脂組成物に添加する前の水添スチレン系熱可塑性エラストマー自体の物性であって、ＩＳＯ３７に準拠して測定した値である。改質剤の添加量は、下記の表２に示す。

メタリック樹脂組成物の調製は、ポリカーボネート樹脂、アルミニウム光輝材、改質剤を混合し、ベース樹脂、アルミＭＢ、改質剤の各ペレットを一つの容器に入れてドライブレンドした後、二軸押出機（神戸製鋼製ＨＹＰＥＲＫＴＸ ３０ ＳＨＴ−ＨＳ）にて、バレル温度２７０〜２８０℃、回転数２００ｒｐｍ、吐出量３８ｋｇ／ｈで溶融混練し、ストランドを延伸しながら水槽で冷却しペレタイザーでペレット化した。次いで、射出成形機（ＦＡＮＵＣ ＲＯＢＯＳＨＯＴ Ｓ−２０００ｉ １００Ａ）にてＩＳＯダンベル試験片金型を用いて樹脂温度２７０〜２８０℃、金型温度８０℃で射出成形により樹脂成形品を得た。樹脂成形品のシャルピー衝撃値は、ＩＳＯ１７９−１に準拠して測定した。シャルピー衝撃試験による破壊形態は、完全破壊をＣ、部分破壊をＰとして、シャルピー衝撃値とともに表２に示した。また、実施例、比較例のいずれの組成物も、アルミニウム光輝材により、シルバーメタリックに着色され、外観の相違は見られなかった。

上記表２に示す結果より、改質剤として、所定の物性を備える水添スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることで、耐衝撃性を改善することができることがわかった。

Claims (8)

1. 熱可塑性樹脂と、光輝材と、３００％引張応力が０を超えて１２．６ＭＰａ未満である水添スチレン系熱可塑性エラストマーとを含む、メタリック樹脂組成物。
2. 前記水添スチレン系熱可塑性エラストマーの３００％引張応力が、２．５ＭＰａ以上であって、４．４ＭＰａ以下である、請求項１に記載のメタリック樹脂組成物。
3. 前記水添スチレン系熱可塑性エラストマーの引張伸びが４６０％より大きい、請求項１または２に記載のメタリック樹脂組成物。
4. 前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネートを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のメタリック樹脂組成物。
5. 前記光輝材が、アルミニウム光輝材を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のメタリック樹脂組成物。
6. 前記水添スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量が、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、１〜１０質量部である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のメタリック樹脂組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のメタリック樹脂組成物の成形品を含む耐衝撃性部材。
8. 自動車内装用部材である、請求項７に記載の耐衝撃性部材。