JP3269382B2 - 無機フィラー含有ゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
無機フィラー含有ゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品Info
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Description
ゴム変性スチレン系樹脂組成物に関するものである。更
に詳しくは、本発明は、無機フィラーを含有し、かつ透
明性に優れたゴム変性スチレン系樹脂組成物に関するも
のである。
子とから成るゴム変性スチレン系樹脂組成物は、いわゆ
る耐衝撃性ポリスチレン(High Impact P
olystyrene:HIPS)として知られてい
る。かかる耐衝撃性ポリスチレンは、通常のポリスチレ
ンのもつ剛性、成形性を維持しつつ耐衝撃強度を高めた
樹脂として有用なものである。ゴム変性スチレン系樹脂
中に分散する粒子(ゴム状重合体相)としては、ゴム状
重合体相中にスチレン系樹脂の小粒子が存在する、いわ
ゆるサラミ構造(セル構造ともいう。)のもの、ゴム状
重合体相中に単一のスチレン系樹脂を内包する、いわゆ
る単一オクルージョン構造(コア−シェル構造又はカプ
セル構造ともいう。)のものの他、ドット構造のもの、
ドット凝集状構造のものなどが知られている(例えば、
Angewandte Makromolekulare Chemie 第90巻、198
0年、95〜108頁参照)。樹脂中に分散するこれら
の粒子が、樹脂に入射する光を散乱するために、ゴム変
性スチレン系樹脂組成物は白く見える。
からの要求は非常に厳しく、ゴム変性スチレン系樹脂の
機械的強度を更に向上させるために、ガラス繊維などの
無機フィラーを樹脂に添加する方法が取られている。ガ
ラス繊維などの無機フィラーを含有する樹脂組成物の調
製は、ブレンダー、ラボプラストミル、1軸混練機及び
2軸混練機等を用いて常法により均一に混合することに
よりなされる。上記方法で調製された無機フィラー含有
ゴム変性スチレン系樹脂の機械的強度は向上するが、透
明性は著しく低下する。またフィラーを含有する樹脂組
成物の調製法として、英国特許1 528 094では、配合方
法の改良のため及びフィラー添加による樹脂の表面の粗
れを抑えるために、ゴム変性スチレン系樹脂の重合初期
にゴム溶液と共にフィラーを重合系中に投入することが
開示されている。この方法で合成されたゴム変性スチレ
ン系樹脂中に分散している粒子の構造は、ゴム状重合体
と、ゴム状重合体相に存在するスチレン系樹脂の小粒
子、ゴム状重合体相に存在するスチレン系樹脂の小粒子
の内部に分散したフィラーの3成分から成る構造を持
つ。しかしながら、その明細書には透明性に優れた樹脂
組成物は開示されていない。
する課題は、無機フィラーを含有し、かつ透明性に優れ
たゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品を提供
することにある。
題を解決すべく鋭意検討の結果、驚くべきことにゴム変
性スチレン系樹脂組成物の特定の相中に特定の無機フィ
ラーを存在させることにより、透明性の良い組成物が得
られることを見出し、本発明に到達したものである。す
なわち、本発明は、下記(a)および(b)の条件を満
たすことを特徴とする無機フィラー含有ゴム変性スチレ
ン系樹脂組成物に係るものである。 (a)ゴム状重合体と、ゴム状重合体相に存在するスチ
レン系樹脂の小粒子からなるいわゆるサラミ構造を持つ
粒子が、その内部に、平均粒径5μm未満、摂氏25度
におけるナトリウムD線に対する屈折率が1.53以上
2.00未満である無機フィラーを含み、連続相である
スチレン系樹脂中に分散していること。 (b)連続相であるスチレン系樹脂に分散した粒子(ゴ
ム状重合体)の中位粒径が0.5〜4.0μmであるこ
と。また、本発明は、上記のゴム変性スチレン系樹脂組
成物を用いた成形品を提供するものである。
スチレン系樹脂組成物を構成するスチレン系樹脂の単量
体であるスチレン系化合物としては、スチレンの他、α
−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルス
チレン、p−メチルスチレンなどのスチレン誘導体が用
いられる。本発明のゴム変性スチレン系樹脂組成物にお
いては、ゴム状重合体と、ゴム状重合体相に存在するス
チレン系樹脂の小粒子の2成分からなるいわゆるサラミ
構造を持つ粒子が、粒子内部に、平均粒径5μm未満、
好ましくは0.1〜3μm、摂氏25度におけるナトリ
ウムD線に対する屈折率が1.53以上2.00未満、
好ましくは1.63〜1.75である無機フィラーを含
み、連続相であるスチレン系樹脂に分散している。つま
り、ゴム変性スチレン系樹脂組成物中に存在する粒子
(ゴム状重合体相)の中に無機フィラーが取り込まれた
特異な構造を持つ。使用する無機フィラーとしては、例
えば塩基性炭酸亜鉛、硫酸バリウム、酸化マグネシウム
など一般に広く用いられているものを挙げることができ
る。なお、粒子の構造は、透過型電子顕微鏡を用いて観
察できる。
であると、無機フィラーを添加することによる透明性の
向上はみられない。また、2.00以上であると、樹脂
の透明性はかえって低下する。無機フィラーの屈折率は
例えば次の方法により測定できる。すなわち、屈折率が
既知である溶液中に無機フィラーを分散させスライドガ
ラスで挟み、偏光顕微鏡で観測し該溶液の屈折率と比較
して求める方法であり、詳細については例えば書籍「偏
光顕微鏡の使い方」(浜野健也著、技報堂)に記載され
ている。
ばれる方法により測定される。代表的な方法は、粒子を
分散させた適当な媒質に光を照射し、透過光量から粒子
濃度の変化を測定し、その結果から平均粒径を算出する
ものである。詳細については、たとえば書籍「粉体物性
図説」(粉体光学研究会、日本粉体工業協会編、産業技
術センター刊、1975年)に記載されている。また、
平均粒径の測定は、次の方法でも可能である。透過型電
子顕微鏡で押し出し成形体の超薄切片を撮影し、写真中
の粒子の粒子径を測定する。平均粒径は次式によって算
出する。 平均粒径=ΣniDi2/ΣniDi ここで、niは粒子径Diの粒子の個数である。樹脂中に
分散した粒子の中位粒径は0.5〜4.0μmである。
中位粒径がこの範囲外であると、無機フィラー添加によ
る透明性向上はみられない。なお、中位粒径は次の方法
により求められる。すなわち、樹脂組成物をチオシアン
酸アンモニウム(4重量%)のジメチルホルムアミド溶
液に溶解させ、得られた試料について、粒径分布測定装
置(たとえば、日科機社製 コールターマルチサイザ
ー)により求めた重量基準の粒径分布曲線における中位
粒径をもって本発明の中位粒径とする。本発明におい
て、樹脂中に含有させる無機フィラーの割合は、スチレ
ン系単量体成分100重量部に対し、1〜30重量部が
好ましい。1重量部未満では透明性の向上は比較的低
い。30重量部を越えると樹脂組成物の強度が低下し、
物性バランスが悪化する傾向にある。
は、ゴム状重合体と無機フィラーの存在下、スチレン系
単量体を塊状重合することで製造できる。塊状重合方法
については特に制限はなく、例えば撹拌器を有する容器
に、単量体であるスチレン系化合物及びゴム状重合体、
無機フィラーを仕込み、撹拌しながら重合させる方法を
挙げることができる。なお、重合温度は通常50〜25
0℃、好ましくは90〜150℃、圧力は通常常圧付近
である。本発明のゴム変性スチレン系樹脂組成物に用い
られるゴム状重合体としては、ポリブタジエン、スチレ
ン−ブタジエン共重合体類、エチレン−プロピレン−非
共役ジエンの三元共重合体類が好ましい。ポリブタジエ
ンとしては、シス含有率の高いハイシスポリブタジエン
及びシス含有量の低いローシスポリブタジエンのいずれ
も使用できる。本発明において、ゴム状重合体の含有量
は、スチレン系単量体成分100重量部に対し、3〜2
0重量部が好ましい。3重量部未満ではゴム変性スチレ
ン系樹脂組成物の衝撃強度が不十分となる傾向がある。
20重量部を越えると樹脂組成物の剛性が劣る傾向があ
る。本発明のゴム変性スチレン系樹脂組成物は、必要に
応じて、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安
定剤、シリコンオイル、顔料、染料などを添加してもよ
い。
は、一般に使用されている成形機を用いて成形できる。
たとえば、射出成形機、押し出し成形機、ブロー成形
機、インジェクションブロー成形機が挙げられる。該組
成物の2.0mm厚の熱プレス成形平板を用い、JIS
K6714に準拠して測定した全光線透過率は、好ま
しくは35%以上、更に好ましくは40%以上である。
優れた透明性を生かした広範な分野の成形品、たとえば
各種飲料及び食品用容器、化粧品容器、医薬品用容器な
どの成形品に好適に使用される。
明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、実施例及び比較例のゴム変性スチレン系樹
脂組成物の物性データは、次の方法に基づいて測定され
たものである。 (1)ビカット軟化点温度(耐熱性):JIS K72
06に準拠して測定した。 (2)アイゾット衝撃強度(耐衝撃性):JIS K7
110に準拠して測定した。なお、3.0mm(厚
さ)、ノッチつき、測定温度23℃とした。 (3)曲げ弾性率(剛性):JIS K7203に準拠
して測定した。なお、測定温度23℃とした。 (4)透明性(全光線透過率) 2.0mmの厚さの熱プレス成形平板を用い、JIS
K6714に準拠して測定した。
レーブで、スチレン100重量部に、ポリブタジエン
(旭化成製、商品名ジエン55AS)6重量部を溶解
し、平均粒径2.5μm、屈折率1.64、密度4.3
g/cm3の硫酸バリウム3.3重量部を混合する。塊
状重合開始時にn−ドデシルメルカプタン0.02重量
部を加え、300rpmで撹拌しながら120℃で2時
間30分塊状重合し、スチレンの重合率を30%とし
た。この重合液を100重量部として、重合液に水10
0重量部、第三燐酸カルシウム1.2重量部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム45重量ppm、ベンゾ
イルパーオキサイド0.3重量部、t−ブチルパーオキ
シベンゾエート0.075重量部を加えて、90℃で3
時間、140℃で1時間、300rpmで撹拌しながら
懸濁重合した。得られた懸濁重合液に塩酸を加え、濾
別、水洗、乾燥し、押出機によりペレット化することに
よりゴム変性スチレン系樹脂組成物を得た。得られたゴ
ム変性スチレン系樹脂組成物中の粒子の構造を透過型電
子顕微鏡を用いて観察した。その結果、得られたゴム変
性スチレン系樹脂組成物中には、ゴム状重合体と、ゴム
状重合体相中に存在するスチレン系樹脂の小粒子と、ゴ
ム状重合体相中に存在する無機フィラーからなる構造を
持つ粒子が分散していることを確認できた。電子顕微鏡
観察にあたっての試料の染色には四酸化オスミウムを用
いた。得られたゴム変性スチレン系樹脂組成物の物性と
樹脂中に分散した粒子の中位粒径を表1に示す。
く同様に行った。得られたゴム変性スチレン系樹脂組成
物の物性と樹脂中に分散した粒子の中位粒径を表1に示
す。
5μm、屈折率1.64、密度4.3g/cm3の硫酸
バリウム3.1重量部を、1軸混練機によって練り込ん
だ。得られたゴム変性スチレン系樹脂組成物中の粒子の
構造を透過型電子顕微鏡を用いて観察した。該樹脂組成
物中には、ゴム状重合体と、ゴム状重合体相中に存在す
るスチレン系樹脂の小粒子からなるいわゆるサラミ構造
粒子と、サラミ構造粒子とは全く独立した硫酸バリウム
粒子の2種が分散していることが確認できた。得られた
ゴム変性スチレン系樹脂組成物の物性と樹脂中に分散し
た粒子の中位粒径を表1に示す。
μm、屈折率2.00、密度5.2g/cm3の酸化亜
鉛を1.02重量部使用した以外は、実施例1と同様に
行った。得られたゴム変性スチレン系樹脂組成物の物性
と樹脂中に分散した粒子の中位粒径を表1に示す。
レン系樹脂組成物は透明性に優れた成形品を与える。
Claims (4)
- 【請求項1】下記(a)および(b)の条件を満たすこ
とを特徴とする無機フィラー含有ゴム変性スチレン系樹
脂組成物。 (a)ゴム状重合体と、ゴム状重合体相に存在するスチ
レン系樹脂の小粒子からなるいわゆるサラミ構造を持つ
粒子が、その内部に、平均粒径5μm未満、摂氏25度
におけるナトリウムD線に対する屈折率が1.53以上
2.00未満である無機フィラーを含み、連続相である
スチレン系樹脂中に分散していること。 (b)連続相であるスチレン系樹脂に分散した粒子(ゴ
ム状重合体相)の中位粒径が0.5〜4.0μmである
こと。 - 【請求項2】2.0mmの厚さの熱プレス成形平板を用
い、JIS K6714に準拠して測定した全光線透過
率が35%以上である請求項1記載の無機フィラー含有
ゴム変性スチレン系樹脂組成物。 - 【請求項3】使用する無機フィラーが、硫酸バリウム、
塩基性炭酸亜鉛、酸化マグネシウムから選ばれるもので
ある請求項1または2記載の無機フィラー含有ゴム変性
スチレン系樹脂組成物。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の無機フィ
ラー含有ゴム変性スチレン系樹脂組成物を使用した成形
品。
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---|---|---|---|
JP11234096A JP3269382B2 (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 無機フィラー含有ゴム変性スチレン系樹脂組成物及びその成形品 |
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