(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022053911
(43)【公開日】2022-04-06
(54)【発明の名称】アロイ樹脂及び成形品
(51)【国際特許分類】
C08L 27/06 20060101AFI20220330BHJP
C08L 33/12 20060101ALI20220330BHJP
【FI】
C08L27/06
C08L33/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020160803
(22)【出願日】2020-09-25
(71)【出願人】
【識別番号】000190116
【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(72)【発明者】
【氏名】桜井 宏之
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002BD03W
4J002BG06X
4J002GL00
4J002GN00
4J002GQ00
(57)【要約】
【課題】透明性、耐溶剤性、難燃性及び耐傷付き性を兼ね備えたアロイ樹脂及び成形品を提供することを目的とする。
【解決手段】アロイ樹脂において、塩化ビニル系樹脂とメチルメタクリレート系樹脂との質量比を30:70~80:20、全光線透過率を75%以上90%以下、ヘイズを8%以上20%以下、治具100を用いたベンディングフォーム法による耐溶剤性試験で測定される臨界歪みεを0.45%以上、ASTM D3801に準拠したUL94V 20mm垂直燃焼試験により測定される燃焼性分類をV-1以上、鉛筆硬度をF以上3H以下とする。前記アロイ樹脂を成形して成形品を得る。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
塩化ビニル系樹脂とメチルメタクリレート系樹脂とが質量比30:70~80:20で配合され、全光線透過率が75%以上90%以下であり、ヘイズが8%以上20%以下であり、ベンディングフォーム法による耐溶剤性試験で測定される臨界歪みεが0.45%以上であり、ASTM D3801に準拠したUL94V 20mm垂直燃焼試験により測定される燃焼性分類がV-1以上であり、鉛筆硬度がF以上3H以下である、アロイ樹脂。
【請求項2】
前記塩化ビニル系樹脂が硬質塩化ビニル系樹脂である、請求項1に記載のアロイ樹脂。
【請求項3】
請求項1又は2に記載のアロイ樹脂が成形された成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アロイ樹脂及び成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
硬質塩化ビニル系樹脂は、一般に難燃性及び耐薬品性に優れるため、パイプ、一般建材等の用途に広く用いられている。また、硬質塩化ビニル系樹脂の特性を改善する目的で、塩化ビニル系樹脂にアクリル樹脂やABS樹脂等をアロイとして添加することも知られている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来のアロイ樹脂では、透明性、耐溶剤性、難燃性及び耐傷付き性を兼ね備えた成形品が得られにくい傾向がある。
【0005】
本発明は、透明性、耐溶剤性、難燃性及び耐傷付き性を兼ね備えたアロイ樹脂及び成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、以下の態様を有する。
[1]塩化ビニル系樹脂とメチルメタクリレート系樹脂とが質量比30:70~80:20で配合され、全光線透過率が75%以上90%以下であり、ヘイズが8%以上20%以下であり、ベンディングフォーム法による耐溶剤性試験で測定される臨界歪みεが0.45%以上であり、ASTM D3801に準拠したUL94V 20mm垂直燃焼試験により測定される燃焼性分類がV-1以上であり、鉛筆硬度がF以上3H以下である、アロイ樹脂。
[2]前記塩化ビニル系樹脂が硬質塩化ビニル系樹脂である、[1]に記載のアロイ樹脂。
[3][1]又は[2]に記載のアロイ樹脂が成形された成形品。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、透明性、耐溶剤性、難燃性及び耐傷付き性を兼ね備えたアロイ樹脂及び成形品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】耐溶剤性試験に用いる試験片を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[アロイ樹脂]
本発明のアロイ樹脂は、塩化ビニル系樹脂(以下、「PVC系樹脂」と記す。)とメチルメタクリレート系樹脂(以下、「MMA系樹脂」と記す。)とが質量比30:70~80:20で配合され、全光線透過率が75%以上90%以下であり、ヘイズが8%以上20%以下であり、後述の臨界歪みεが0.45%以上であり、燃焼性分類がV-1以上であり、鉛筆硬度がF以上3H以下である。
【0010】
本発明のアロイ樹脂の全光線透過率は、75%以上90%以下であり、78%以上88%以下が好ましく、80%以上86%以下がより好ましい。全光線透過率が前記下限値以上であれば、透明性に優れる。全光線透過率が前記上限値以下であれば、光沢度に優れ、表面の傷も付きにくい。
なお、アロイ樹脂の全光線透過率は、JIS K7361に準拠して測定される。
【0011】
本発明のアロイ樹脂のヘイズは、8%以上20%以下であり、8%以上18%以下が好ましく、8%以上15%以下がより好ましい。ヘイズが前記下限値以上であれば、光沢度に優れ、表面の傷も付きにくい。ヘイズが前記上限値以下であれば、透明性に優れる。
なお、アロイ樹脂のヘイズは、JIS K7361に準拠して測定される。
【0012】
アロイ樹脂の鉛筆硬度は、F以上3H以下であり、F以上2H以下が好ましい。鉛筆硬度が前記下限値以上であれば、耐傷付き性に優れた成形品が得られる。鉛筆硬度が前記上限値以下であれば、透明性に優れ、光沢度も良い。アロイ樹脂の鉛筆硬度は、PVC系樹脂とMMA系樹脂との質量比等によって調節できる。
なお、アロイ樹脂の鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4に準拠して測定される。
【0013】
アロイ樹脂の臨界歪みεは、0.45%以上であり、0.7%以上が好ましく、1.0%以上がさらに好ましい。アロイ樹脂の臨界歪みεが前記下限値以上であれば、耐溶剤性に優れる。臨界歪みεは、大きければ大きいほど良い。アロイ樹脂の臨界歪みεは、PVC系樹脂とMMA系樹脂との質量比等によって調節できる。
【0014】
アロイ樹脂の臨界歪みεは、以下に示す耐溶剤性試験によって測定される。
(耐溶剤性試験)
ベンディングフォーム法による耐溶剤性試験について以下に説明する。
図1に示すように、射出成形法によって、厚さ1.5mm、幅30mm、長さ125mmの矩形の板状の試験片10を成形して、デシケーター内に1日保存する。
図2に示すように、長径2aが254mm、短径2bが76.2mmの楕円柱が短軸を通る面と長軸を通る面で1/4に切断された形状の治具100を、短軸(b=38.1mm)が鉛直方向、長軸(a=127mm)が水平方向、湾曲面110が上になるように水平面に設置する。
保存後の試験片10の上面における幅方向の中央部に、消毒用エタノール(15℃で76.9~81.4体積%)を含んだ帯状のガーゼ20を試験片10の長さ方向に延びるように設置し、試験片10上のガーゼ20をフィルム30で覆う。この状態の試験片10の長さ方向の第1の縁10aを治具100の湾曲面110の短軸側の縁110aに合わせ、試験片10の下面が治具100の湾曲面110に密着するように試験片10を湾曲させた状態で、23℃、50%RHの条件下で24時間静置する。静置後の試験片10を治具100から取り外し、試験片10に生じたクラックの最も第1の縁10aに近い側の端と第1の縁10aとの長さ方向の距離をd(mm)とし、下記式(1)から臨界歪みε(%)を算出する。成形した試験片3本に対し、上記測定を行い、臨界歪みεの平均値(%)を求める。
【0015】
【0016】
ただし、式(1)中、tは試験片10の厚さ(mm)である。
【0017】
他の試験治具として、凸曲面を形成した治具を用い、試験片を凸曲面に沿わせて曲げた状態で治具の上に配置し、試験片の両側端部を留め具で固定する。治具の凸曲面の上に試験片を曲げた状態で固定することにより、試験片の表面に0.15%、0.30%、0.45%、0.60%、1.00%の歪をかけ試験する方法もある。
【0018】
アロイ樹脂のASTM D3801に準拠したUL94V 20mm垂直燃焼試験により測定される燃焼性分類は、V-1以上である。アロイ樹脂の前記燃焼性分類がV-1以上であれば、難燃性に優れた成形品が得られる。アロイ樹脂の前記燃焼性分類は、V-0以上が好ましい。アロイ樹脂の燃焼性は、PVC系樹脂とMMA系樹脂との質量比等によって調節できる。
【0019】
PVC系樹脂は、塩化ビニル由来の繰り返し単位(以下、「塩化ビニル単位」とも記す。)の割合が全繰り返し単位に対して50質量%超の重合体である。PVC系樹脂は、塩化ビニルの単独重合体であってもよく、塩化ビニルと、塩化ビニルと共重合可能なビニル系単量体との共重合体であってもよい。PVC系樹脂が共重合体である場合、ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよく、グラフト共重合体であってもよい。
アロイ樹脂に含まれるPVC系樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
【0020】
PVC系樹脂中の塩化ビニル単位の割合は、全繰り返し単位に対して、75質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、85質量%以上がさらに好ましく、98質量%以上が特に好ましい。
【0021】
塩化ビニルと共重合可能なビニル系単量体としては、特に限定されず、例えば、脂肪酸ビニルエステル、アクリレート、メタクリレート、シアン化ビニル、ビニルエーテル、α-オレフィン、不飽和カルボン酸又はその酸無水物、塩化ビニリデン、臭化ビニル、各種ウレタンを例示できる。
【0022】
脂肪酸ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルを例示できる。アクリレートとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートを例示できる。メタクリレートとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートを例示できる。シアン化ビニルとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルを例示できる。ビニルエーテルとしては、ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルオクチルエーテルを例示できる。α-オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブチレンを例示できる。不飽和カルボン酸又はその酸無水物類としては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸を例示できる。塩化ビニルと共重合可能なビニル系単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0023】
PVC系樹脂の平均重合度は、400以上1200以下が好ましく、500以上800以下がより好ましく、550以上700以下がさらに好ましい。PVC系樹脂の平均重合度が前記範囲の下限値以上であれば、鉛筆硬度が向上する。PVC系樹脂の平均重合度が前記範囲の上限値以下であれば、成形加工性が向上する。
なお、平均重合度は、JIS K 6720-2によって測定される。
【0024】
PVC系樹脂としては、硬質塩化ビニル樹脂であってもよく、軟質塩化ビニル樹脂であってもよいが、成形品の表面硬度が高く、耐傷付き性に優れる点から、硬質塩化ビニル系樹脂が好ましい。
【0025】
MMA系樹脂は、メチルメタクリレート(MMA)由来の繰り返し単位(以下、「MMA単位」とも記す。)の割合が全繰り返し単位に対して80質量%以上の重合体である。MMA系樹脂は、MMAの単独重合体であってもよく、MMAと、MMA以外の(メタ)アクリレートとの共重合体であってもよい。なお、(メタ)アクリレートは、メタクリレートとアクリレートの総称である。MMA系樹脂が共重合体である場合、ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよい。アロイ樹脂に含まれるMMA系樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
【0026】
MMA系樹脂中のMMA単位の割合は、全繰り返し単位に対して、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。MMA単位の割合が前記範囲の下限値以上であれば、成形性が向上する。
【0027】
MMA以外の(メタ)アクリレートとしては、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、イソブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレートを例示できる。MMA系樹脂に用いるMMA以外の(メタ)アクリレートは、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
【0028】
MMA系樹脂の重量平均分子量は、10,000以上600,000以下が好ましく、20,000以上400,000以下がより好ましい。MMA系樹脂の重量平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、鉛筆硬度が向上する。MMA系樹脂の重量平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、強度が向上する。
【0029】
MMA系樹脂の数平均分子量は、5,000以上300,000以下が好ましく、10,000以上200,000以下がより好ましい。MMA系樹脂の数平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、鉛筆硬度が向上する。MMA系樹脂の数平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、強度が向上する。
重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィを用いて測定されるポリスチレン換算の平均分子量である。
【0030】
MMA系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、1.0g/10分以上20g/10分以下が好ましく、2.0g/10分以上15g/10分以下がより好ましい。MMA系樹脂のMFRが前記範囲の下限値以上であれば、加工性が良好となる。MMA系樹脂のMFRが前記範囲の上限値以下であれば、鉛筆硬度が向上する。
なお、MFRは、JIS K 7210に準拠し、荷重37.3N、温度230℃の条件で測定される。
【0031】
PVC系樹脂とMMA系樹脂との質量比は、30:70~80:20であり、50:50~70:30が好ましい。PVC系樹脂の割合が高いほど、耐溶剤性が向上する。MMA系樹脂の割合が高いほど、耐熱性が向上する。
【0032】
アロイ樹脂中のPVC系樹脂とMMA系樹脂の合計の割合は、アロイ樹脂の総質量に対して、80質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。
【0033】
本発明のアロイ樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、必要に応じて熱安定剤、光安定剤、滑剤等の添加剤を添加することができる。本発明のアロイ樹脂は、透明性の観点から、着色剤や充填剤の中で透明性を阻害する材料を含まないことが好ましい。
本発明のアロイ樹脂の形態は、特に限定されず、例えば、ペレット状を例示できる。
本発明のアロイ樹脂の製造方法は、特に限定されず、例えば、射出成形法を例示できる。
【0034】
以上説明した本発明のアロイ樹脂は、PVC系樹脂とMMA系樹脂の質量比が特定の比率に制御され、全光線透過率、ヘイズ、臨界歪みε、燃焼性分類及び鉛筆硬度が特定の範囲に制御されているため、優れた透明性、耐溶剤性、難燃性及び耐傷付き性を兼ね備えている。
【0035】
[成形品]
本発明の成形品は、本発明のアロイ樹脂が成形された成形品である。本発明の成形品は、本発明のアロイ樹脂を用いる以外は、公知の態様を採用できる。本発明の成形品の用途は、特に限定されず、例えば、車両や建材や家電等が挙げられる。
本発明の成形品の製造方法は、特に限定されず、例えば、射出成形、射出圧縮成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、真空成形、発泡成形、カレンダー成形を例示できる。
【実施例0036】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
【0037】
[全光線透過率、ヘイズ]
全光線透過率及びヘイズは、JIS K7361に準拠して測定した。
【0038】
[鉛筆硬度]
鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4に準拠して測定した。
【0039】
[耐溶剤性試験]
各例において、
図1に示すように、射出成形法によって、厚さ1.5mm、幅30mm、長さ125mmの矩形の板状の試験片10を成形し、デシケーター内に1日保存した。
図2に示すように、長径2aが254mm、短径2bが76.2mmの楕円柱が短軸を通る面と長軸を通る面で1/4に切断された形状の治具100を、短軸(b=38.1mm)が鉛直方向、長軸(a=127mm)が水平方向、湾曲面110が上になるように水平面に設置した。
保存後の試験片10の上面における幅方向の中央部に、消毒用エタノール(15℃で76.9~81.4体積%)を含んだ帯状のガーゼ20を試験片10の長さ方向に延びるように設置した。試験片10上のガーゼ20を、フィルム30であるサランラップ(登録商標)で覆った。この状態の試験片10の長さ方向の第1の縁10aを治具100の湾曲面110の短軸側の縁110aに合わせ、試験片10の下面が治具100の湾曲面110に密着するように試験片10を湾曲させた状態で、23℃、50%RHの条件下で24時間静置した。静置後の試験片10を治具100から取り外し、試験片10に生じたクラックの最も第1の縁10aに近い側の端と第1の縁10aとの長さ方向の距離をd(mm)とし、前記式(1)から臨界歪みε(%)を算出する。成形した試験片3本に対し、上記測定を行い、臨界歪みεの平均値(%)を求めた。
なお、厚み1.5mmでのクラック発生距離dが111mm以上の場合の臨界歪みεは「1(%)以上」とした。
【0040】
[燃焼試験]
ASTM D3801に準拠したUL94V 20mm垂直燃焼試験によってアロイ樹脂の燃焼性を判定した。具体的には、アロイ樹脂を用いて縦125mm×横13mm×厚さ3mmの試験片を形成した。前記試験片をその縦方向が鉛直方向となるようにバーナーの上方に設置し、20mm炎による10秒間の接炎を2回行い、その燃焼挙動によって燃焼性を判定した。
【0041】
[実施例1]
PVC系樹脂としてTJZ-2300(商品名、信越ポリマー社製、塩化ビニル単位の割合:87質量%、平均重合度:700)80質量部と、MMA系樹脂としてアクリルペレット VH-001(商品名、三菱ケミカル社製、MMA単位の割合:90質量%、重量平均分子量:90,000、数平均分子量:50,000、MFR:2.0g/10分)20質量部とを用い、射出成形によって、アロイ樹脂からなる厚さ1.5mm、幅30mm、長さ125mmの板状の成形品(試験片)を作製した。
【0042】
[実施例2~5、比較例1、2]
PVC系樹脂とMMA系樹脂の質量比を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして成形品(試験片)を作製した。
【0043】
各例の製造条件及び評価結果を表1に示す。
【0044】
【0045】
表1に示すように、実施例1~5のアロイ樹脂は、透明性、耐溶剤性、難燃性に優れ、かつ表面硬度が高く優れた耐傷付き性を備えていた。
一方、PVC系樹脂とMMA系樹脂の割合が本発明の範囲外の比較例1、2では、耐溶剤性及び難燃性が劣っていた。