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特開2022-68044樹脂組成物、マスターバッチ及びシート
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  • 特開-樹脂組成物、マスターバッチ及びシート 図1
  • 特開-樹脂組成物、マスターバッチ及びシート 図2
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(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】P2022068044
(43)【公開日】2022-05-09
(54)【発明の名称】樹脂組成物、マスターバッチ及びシート
(51)【国際特許分類】
   C08L 23/10 20060101AFI20220426BHJP
   C08L 25/04 20060101ALI20220426BHJP
   C08J 3/22 20060101ALI20220426BHJP
【FI】
C08L23/10
C08L25/04
C08J3/22 CER
C08J3/22 CES
C08J3/22 CET
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020176974
(22)【出願日】2020-10-21
(71)【出願人】
【識別番号】500199479
【氏名又は名称】PSジャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100181272
【弁理士】
【氏名又は名称】神 紘一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100141601
【弁理士】
【氏名又は名称】貴志 浩充
(72)【発明者】
【氏名】矢崎 淳
(72)【発明者】
【氏名】山本 剛弘
(72)【発明者】
【氏名】池田 佳生
【テーマコード(参考)】
4F070
4J002
【Fターム(参考)】
4F070AA08
4F070AA15
4F070AA18
4F070AB08
4F070AB09
4F070AB11
4F070AB16
4F070AB26
4F070FA03
4F070FA17
4F070FB03
4F070FB07
4F070FC06
4J002BB111
4J002BB121
4J002BC021
4J002BC023
4J002BC031
4J002BC033
4J002BC072
4J002BP014
4J002GN00
4J002GP00
4J002GQ00
(57)【要約】      (修正有)
【課題】優れた耐衝撃性と高剛性とを両立させた樹脂組成物を提供する。
【解決手段】スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含む樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含む樹脂組成物。
【請求項2】
前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、スチレン単量体単位69~97質量%と、(メタ)アクリル酸単量体単位3~16質量%と、(メタ)アクリル酸メチル単量体単位0~15質量%とを有するスチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体から構成される、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂は、脂肪族二重結合の一部が水添され、かつ少なくとも一つの分子鎖中に1以上のアミノ基が導入された、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体から構成される、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
予め溶融混錬した、前記スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体及び前記スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体の一部を含有する溶融混合物と、前記溶融混合物と接触された前記ポリプロピレン系樹脂又はポリスチレン系樹脂とを有する、請求項3に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、前記ポリプロピレン系樹脂、及び前記ポリスチレン系樹脂からなる群から選択される樹脂の少なくとも1部は、樹脂成形品の端材由来の樹脂である、請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~40質量%、前記ポリプロピレン系樹脂45~87質量%、及び前記ポリスチレン系樹脂3~15質量%の合計100質量部に対して、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を3~15質量部含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~25質量%、前記ポリプロピレン系樹脂2~5質量%、及び前記ポリスチレン系樹脂70~90質量%の合計100質量部に対して、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を3~15質量部含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
請求項1~7のいずれかに記載の樹脂組成物を調製するために使用するマスターバッチであって、
前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂と、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、前記ポリプロピレン系樹脂及び前記ポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上の樹脂と、を含有するマスターバッチ。
【請求項9】
請求項1~7のいずれかに記載の樹脂組成物から得られたシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物、当該樹脂組成物用マスターバッチ及びシートに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、耐熱性と成形性といった相反する特性を、高分子材料に対して要求する傾向が増している。そのため、長所を活かして短所を改善する目的で、複数種の樹脂をブレンドするポリマーアロイが注目を集めている。例えば、ポリスチレン系樹脂は、透明性、光沢及び成形加工性に優れることから、自動車部品、電気関係部品、照明器具、ディスプレーなどの幅広い分野において使用されているが、衝撃強度及び耐熱性が低く、用途が限定されている。このようなポリスチレン系樹脂に対して、ポリフェニレンエーテル系樹脂(PPE)、ポリオレフィン系樹脂、又はスチレン-アクリル酸共重合樹脂(SMAA)等の他の樹脂をブレンドするポリマーアロイが、種々検討されている。
【0003】
例えば、特許文献1では、製品の端部を後工程で裁断等することによるロス(以下、トリミングロスと称する。)等の端材をリサイクル原料として使用する目的で、ポリプロピレン樹脂フィルム及びポリフェニレンエーテルを含有する耐熱性ポリスチレン系樹脂を含有するトリミングロスと、バージン材(ポリフェニレンエーテルとポリスチレン樹脂)と、相溶化剤とをブレンドする技術が開示されている。また、特許文献2では、耐熱性を確保する目的で、ポリスチレン系樹脂に対してスチレン-アクリル酸共重合樹脂(SMAA)を所定比ブレンドする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012-40868号公報
【特許文献2】特開2018-44086号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1の技術は、ポリスチレン系樹脂と相容性の高いポリフェニレンエーテルを原料に使用しているため、樹脂同士の相容性は確保しやすいが、ポリスチレン系樹脂の短所である衝撃強度の改善は検討されていない。さらには、特許文献1の技術は、ポリフェニレンエーテルと相溶化剤とポリスチレン系樹脂との相容性に着目していることから、その用途は、ポリフェニレンエーテルを含むリサイクル原料に限定されてしまう。
【0006】
また、上記特許文献2の技術は、ポリスチレン系樹脂の短所である耐熱性を改善するためにスチレン-アクリル酸共重合樹脂(SMAA)とブレンドしているが、ポリスチレン系樹脂とスチレン-アクリル酸共重合樹脂(SMAA)との相容性が低いことから、両者が相分離し、衝撃強度が低下するという新たな問題が生じる。
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究を進めた結果、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含む樹脂組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記に示すとおりである。
【0008】
[1]本発明は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含む樹脂組成物である。
【0009】
[2]本発明において、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、スチレン単量体単位69~97質量%と、(メタ)アクリル酸単量体単位3~16質量部と、(メタ)アクリル酸メチル単量体単位0~15質量%とを有するスチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体から構成されることが好ましい。
【0010】
[3]本発明において、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂は、脂肪族二重結合の一部が水添され、かつ少なくとも一つの分子鎖中に1以上のアミノ基が導入された、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体から構成されることが好ましい。
【0011】
[4]本発明において、予め溶融混錬した、前記スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体及び前記スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体の一部を含有する溶融混合物と、前記溶融混合物と接触された前記ポリプロピレン系樹脂又は前記ポリスチレン系樹脂とを有することが好ましい。
【0012】
[5]本発明において、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、前記ポリプロピレン系樹脂、及び前記ポリスチレン系樹脂からなる群から選択される樹脂の少なくとも1部は、樹脂成形品の端材由来の樹脂であることが好ましい。
【0013】
[6]本発明において、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~40質量%、前記ポリプロピレン系樹脂45~87質量%、及び前記ポリスチレン系樹脂3~15質量%の合計100質量部に対して、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を3~15質量部含有することが好ましい。
【0014】
[7]本発明において、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~25質量%、前記ポリプロピレン系樹脂2~5質量%、及び前記ポリスチレン系樹脂70~90質量%の合計100質量部に対して、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を3~15質量部含有することが好ましい。
【0015】
[8]本発明は、上記[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物を調製するために使用するマスターバッチであって、
前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂と、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、前記ポリプロピレン系樹脂及び前記ポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上の樹脂と、を含有するマスターバッチ。
【0016】
[9]本発明は、上記[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物から得られたシート。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立させた樹脂組成物を提供することができる。
【0018】
本発明によれば、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む系においても、樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する樹脂組成物を提供できる。
【0019】
本発明によれば、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む端材をリワークし、かつ樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する樹脂組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1図1は、比較例1の樹脂組成物を用いて形成した試料の透過型電子顕微鏡写真像を示す図面である。
図2図2は、実施例1の樹脂組成物を用いて形成した試料の透過型電子顕微鏡写真像を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と言う。)について詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0022】
「樹脂組成物」
本実施形態の樹脂組成物は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含有する。
これにより、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する樹脂組成物を提供できる。特に、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む系においても、樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する樹脂組成物を提供できるため、トリミングロス等の端材をリサイクルする用途に有用である。
【0023】
従来、例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂及びポリスチレン系樹脂を含有する、いわゆる耐熱性PSPシートから容器を製造する際に、製造する容器の形状に応じて耐熱性PSPシートの2割~3割程度の端材が生じていた。そして、上述したように、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂はポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いため、前記2割~3割程度の端材をリワークできず廃棄していたというのが実情であった。そこで、本発明のように、樹脂組成物全体として、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含む態様では、樹脂同士の相分離を抑制して(=分散性を向上させて)、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立できることが確認された。そのため、本実施形態の好ましい形態は、樹脂組成物の原料に容器打ち抜き後に廃棄されていた端材又は使用済み材料を使用することにより、当該端材又は使用済み材料を再利用できるため、廃棄物の削減及び原料に対して高い収率で製品を回収できる。尚、容器打ち抜き後に廃棄されていた端材又は使用済み材料の回収方法は、手による解体、機械選別等の従来公知の方法を適宜採用することができる。
以下、各成分について詳説する。
【0024】
<スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂>
本実施形態の樹脂組成物は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含有する。ポリスチレン系樹脂組成物がスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含有することにより、耐熱性が向上する。特に、ポリスチレン系樹脂(例えば、ゴム変性ポリスチレン系樹脂)及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂と併用することにより、分散性が向上し、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する相乗効果が発揮される。特に、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む系においても、樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立できるため、トリミングロス等の端材をリサイクルするリワーク技術に有用である。これにより、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む端材を原料に使用してもよい。
【0025】
本実施形態における樹脂組成物中のスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、5~40質量部であり、好ましくは7~35質量部であり、より好ましくは10~30質量部である。
【0026】
本明細書において、「スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂」は、スチレン系単量体単位と、(メタ)アクリル酸系単量体単位とを必須に含む共重合体である。当該(メタ)アクリル酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位から成る群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらのスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、1種単独で使用してもよく、或いは2種以上混合して使用してもよい。
【0027】
本明細書における「スチレン系単量体単位」とは、スチレン系単量体由来の繰り返し単位を意味し、より詳細には、スチレン系単量体が重合反応又は架橋反応により、当該単量体中の不飽和二重結合が単結合になった構造単位をいう。尚、他の「単量体単位」の意味も上記と同様の意味である。
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の構造としては、ランダム構造及びブロック構造の双方を用いることができ、ランダム共重合体が好ましい。
【0028】
本発明におけるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、特に制限されることはなく、市販又は合成したスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂単独であっても、或いはスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む材料であってもよい。そのため、本実施形態の樹脂組成物の原料であるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の由来は制限されることはない。当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む材料としては、例えば、使用済みの食品用包装品、食品用容器等の容器類;電子レンジ、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電気製品;及び使用済みのOA機器だけでなく、製造過程において生じる端材(又は、スケルトンとも称する)をも用いることができる。
【0029】
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、及びポリスチレン系樹脂からなる群から選択される樹脂の少なくとも1部は、樹脂成形品の端材由来の樹脂であることが好ましい。すなわち、本実施形態の樹脂組成物を構成する樹脂の一部が、端材又は使用済み材料から再利用されてもよい。なお、本実施形態において、端材又は使用済み材料を再利用する目的で、本発明に係る樹脂組成物を製造する場合、後述のマスターバッチと、端材又は使用済み材料とを混合して製造してもよい。
【0030】
本発明における端材又は使用済み材料は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂及びポリスチレン系樹脂を含む限り特に制限されることはなく、使用する端材の種類(発泡体又は二軸延伸シート)等に応じて端材の組成が変わってくる。
【0031】
例えば、好ましい一例の端材の組成比は、端材の総量(100質量%)に対して、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(SMAA)10~70質量%、ゴム変性ポリスチレン系樹脂(HIPS)5~50質量%、ポリスチレン(GPPS)10~40質量%、ポリプロピレン1~20質量%を有する樹脂である。
【0032】
また、他の好ましい一例の端材の組成比は、端材の総量(100質量%)に対して、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(SMAA)40~65質量%、ゴム変性ポリスチレン系樹脂(HIPS)5~30質量%、ポリスチレン(GPPS)10~26質量%、ポリプロピレン1~20質量%を有する樹脂である。また別の好ましい一例の端材の組成比は、端材の総量(100質量%)に対して、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(SMAA)85~99.5質量%、ゴム変性ポリスチレン系樹脂(HIPS)0.5~15質量%を有する樹脂である。
【0033】
本実施形態に使用可能な端材又は使用済み材料中に含まれるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(SMAA)は、スチレン単量体単位が約85~97質量%、メタクリル酸系単量体単位:約3~15質量%であることが好ましい。また、当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(SMAA)の重量平均分子量(Mw)は、10万~20万程度であることが好ましい。
【0034】
本実施形態に使用可能な端材又は使用済み材料中に含まれるゴム変性ポリスチレン系樹脂(HIPS)は、1種又は2種以上混合されていてもよく、HIPS中のゴム状重合体粒子の含有量(=ゴム量)は、4~15質量%であることが好ましい。そして、当該ゴム状重合体粒子の体積平均粒子径(D50)は、0.7~3.0μmであることが好ましい。本実施形態に使用可能な端材又は使用済み材料中に含まれるゴム変性ポリスチレン系樹脂(HIPS)の好ましい態様としては、2種類のHIPSの混合物であって、かつ一方のHIPSが、ゴム量約11~13%、体積平均粒径(D50)約0.8~1.5μmであり、他方のHIPSが、ゴム量約5~7%、体積平均粒径(D50)約2~2.8μmである。
【0035】
本実施形態に使用可能な端材又は使用済み材料中に含まれるポリスチレン(GPPS)の重量平均分子量(Mw)は、8万~35万程度であることが好ましい。より詳細には、端材にゴム変性ポリスチレン樹脂(HIPS)が混在している場合のポリスチレン(GPPS)の重量平均分子量(Mw)は、8万以上30万以下であることが好ましい。一方、端材にゴム変性ポリスチレン樹脂(HIPS)が含まれていない場合のポリスチレン(GPPS)の重量平均分子量(Mw)は、20万以上35万以下であることが好ましい。
【0036】
本実施形態に使用可能な端材又は使用済み材料中に含まれるポリプロピレンは、プロピレンのホモポリマーであることが好ましく、当該プロピレンのMFRは、0.1~15程度であることが好ましい。
【0037】
尚、本開示で、ゴム変性ポリスチレン系樹脂のメルトマスフローレイトは、JIS K 7210-1に準拠して200℃、5kg荷重の条件で測定した値である。
【0038】
本発明におけるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂に使用する(メタ)アクリル酸単量体としては、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。
【0039】
本発明におけるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂に使用する(メタ)アクリル酸エステル単量体は、炭素原子数1~6のアルキル鎖をエステル置換基として有する(メタ)アクリル酸エステル単量体が好ましい。尚、(メタ)アクリル酸系単量体を、化学式(1):CH=C(R)-C(=O)-O-Rで表示した場合、当該化学式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子又はエステル置換基(炭素原子数1~6の直鎖又は分岐状のアルキル基)を表し、この際、Rがエステル置換基の場合は、(メタ)アクリル酸系単量体が(メタ)アクリル酸エステル単量体に相当する。
【0040】
上記炭素原子数1~6のアルキル鎖は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を含む。(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル等が挙げられる。これらの中でも工業的の観点から、(メタ)アクリル酸エステル単量体は、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、及び(メタ)アクリル酸t-ブチルであることが好ましい。
【0041】
本発明におけるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂に使用するスチレン系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン、ο-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、及びt-ブチルスチレン又はブロモスチレン及びインデン等のスチレン誘導体が挙げられる。特に工業的観点からスチレンが好ましい。これらのスチレン系単量体は、1種又は2種以上使用することができる。
【0042】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂において、当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂全体におけるスチレン系単量体単位の含有量は、好ましくは69~97質量%であり、より好ましくは69~94質量%であり、さらに好ましくは74~91質量%であり、更により好ましくは77~88質量%である。スチレン系単量体単位の含有量が69質量%未満では、樹脂の流動性が低下し、一方、97質量%を超えると、後述のメタクリル酸単量体単位及びメタクリル酸メチル単量体単位を所望量存在させることができない。
【0043】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂において、当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂全体におけるアクリル酸系単量体単位の含有量は、好ましくは3~16質量%であり、より好ましくは6~16質量%であり、さらに好ましくは7~14質量%であり、更により好ましくは9~13質量%である。(メタ)アクリル酸は耐熱性を向上させる役割を果たす。アクリル酸系単量体単位の含有量が3質量%未満では耐熱性向上の効果が不十分であり、一方、16質量%を超える場合は、樹脂中のゲル化物が増加し、外観不良となり、また樹脂の流動性の低下と機械的物性の低下とを招来するため好ましくない。
【0044】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂において、当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂全体における(メタ)アクリル酸単量体単位の含有量は、好ましくは0~15質量%であり、より好ましくは2~12質量%であり、更により好ましくは3~10質量%である。また、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の好ましい形態において、当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂全体における(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量は、好ましくは0~15質量%であり、より好ましくは2~12質量%であり、更により好ましくは3~10質量%である。但し、当該スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂全体における(メタ)アクリル酸単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計含有量は、好ましくは0~15質量%であり、より好ましくは2~12質量%であり、更により好ましくは3~10質量%である。上記含有量が15質量%を超える場合には樹脂の流動性が低下し、且つ吸水性が増加する傾向があり好ましくない。
【0045】
本発明において、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、スチレン単量体単位81~97質量%と、(メタ)アクリル酸単量体単位3~12質量%と、(メタ)アクリル酸メチル単量体単位0~7質量%とを有するスチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体から構成されることが好ましい。
【0046】
(メタ)アクリル酸エステル単量体は、(メタ)アクリル酸系単量体との分子間相互作用によって(メタ)アクリル酸系単量体の脱水反応を抑制するために、及び、樹脂の機械的強度を向上させるために用いることができる。更には、(メタ)アクリル酸エステル単量体は、耐候性、表面硬度等の樹脂特性の向上にも寄与する。
【0047】
尚、(メタ)アクリル酸系単量体(単位)と(メタ)アクリル酸エステル単量体(単位)とが隣り合わせで結合した場合、高温、高真空の脱揮装置を用いると、条件によっては脱アルコール反応が起こり、六員環酸無水物が形成される場合がある。本実施形態のスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂は、この六員環酸無水物を含んでいてもよいが、流動性を低下させることから、生成される六員環酸無水物はより少ない方が好ましい。
【0048】
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリ、ル酸系樹脂の好ましい形態の一例としては、スチレン系単量体単位と、(メタ)アクリル酸単量体単位と、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位とを有する共重合体(A1)(以下、共重合体(A1))であることが好ましい。当該共重合体(A1)は特に限定されることはないが、例えば、スチレン-アクリル酸-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸プロピル共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸イソプロピル共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸t-ブチル共重合体、アクリル酸-アクリル酸n-ブチル共重合体、アクリル酸-アクリル酸イソブチル共重合体、アクリル酸-アクリル酸s-ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸-アクリル酸n-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸プロピル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸イソプロピル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸t-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸イソブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸s-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸n-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸プロピル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸イソプロピル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸t-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタリル酸イソブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸s-ブチル共重合体、又はスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸n-ブチル共重合体等が挙げられる。
【0049】
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の好ましい形態の他の一例としては、スチレン系単量体単位と、1種又は2種以上の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と、を繰り返し単位とする共重合体(以下、共重合体(A2))であることが好ましい。上記共重合体(A2)は特に限定されることはないが、例えば、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸プロピル共重合体、スチレン-アクリル酸イソプロピル共重合体、スチレン-アクリル酸t-ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸s-ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸イソブチル共重合体、アクリル酸-アクリル酸n-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸プロピル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸イソプロピル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸t-ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸イソブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸s-ブチル共重合体、及びスチレン-メタクリル酸メチル-アクリル酸n-ブチル共重合体等が挙げられる。
【0050】
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の好ましい形態の別の一例としては、スチレン系単量体単位と、1種又は2種以上の(メタ)アクリル酸単量体単位と、を繰り返し単位とする共重合体(以下、共重合体(A3))であることが好ましい。上記共重合体(A3)は特に限定されることはないが、例えば、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタアクリル酸共重合体等が挙げられる。
【0051】
本実施形態において、スチレン系単量体単位と、(メタ)アクリル酸系単量体単位と、を有する共重合体は、当該共重合体の全単量体単位に対するスチレン系単量体単位と、(メタ)アクリル酸系単量体単位の合計の割合が、95質量%以上であることが好ましく、98質量%以上であることがより好ましい。
【0052】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の分子量又は分子量分布は、特に限定されないが、重量平均分子量(Mw)としては、好ましくは10000以上500000以下であり、より好ましくは20000以上350000以下である。分子量が10000より小さいと組成物の衝撃強度が低下する恐れがあり、500000を超えると組成物中でのスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の分散性が低下し、機械的強度、特に耐折強度が低下する。
尚、本発明における重量平均分子量の測定方法は、「実施例」の欄に記載の方法で行っている。
【0053】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂のメルトマスフローレイトは、0.3~7.0g/10minが好ましく、特に好ましくは、0.5~5.0g/10minである。尚、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂のメルトマスフローレイトは、JIS K 7210-1に従って、200℃、5kg荷重で測定した値である。
【0054】
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の重合方法は、特に制限はないが例えば、ラジカル重合法として、塊状重合法又は溶液重合法を好適に採用できる。重合方法は、主に、重合原料(単量体成分)を重合させる重合工程と、重合生成物から未反応モノマー、重合溶媒等の揮発分を除去する脱揮工程とを備える。
以下、本実施形態に用いることができるスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の重合方法の一例について説明する。
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を得るために重合原料を重合させる際には、重合原料組成物中に、典型的には重合開始剤及び連鎖移動剤を含有させる。
【0055】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の重合に用いられる重合開始剤としては、有機過酸化物、例えば、2,2-ビス(t-ブチルペルオキシ)ブタン、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルペルオキシ)バレレート等のペルオキシケタール類、ジ-t-ブチルペルオキシド、t-ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド等のジアルキルペルオキシド類、アセチルペルオキシド、イソブチリルペルオキシド等のジアシルペルオキシド類、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート等のペルオキシジカーボネート類、t-ブチルペルオキシアセテート等のペルオキシエステル類、アセチルアセトンペルオキシド等のケトンペルオキシド類、t-ブチルヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド類等を挙げることができる。分解速度と重合速度との観点から、なかでも、1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサンが好ましい。
【0056】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の重合に用いられる連鎖移動剤としては、例えば、α-メチルスチレンリニアダイマー、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン等を挙げることができる。
【0057】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の重合方法としては、必要に応じて、重合溶媒を用いた溶液重合を採用できる。用いられる重合溶媒としては、芳香族炭化水素類、例えば、エチルベンゼン、ジアルキルケトン類、例えば、メチルエチルケトン等が挙げられ、それぞれ、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。重合生成物の溶解性を低下させない範囲で、他の重合溶媒、例えば脂肪族炭化水素類等を、芳香族炭化水素類に更に混合することができる。これらの重合溶媒は、全単量体100質量部に対して、25質量部を超えない範囲で使用するのが好ましい。全単量体100質量部に対して重合溶媒が25質量部を超えると、重合速度が著しく低下し、且つ得られる樹脂の機械的強度の低下が大きくなる傾向がある。重合前に、全単量体100質量部に対して5~20質量部の割合で添加しておくことが、品質が均一化し易く、重合温度制御の点でも好ましい。
【0058】
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を得るための重合工程で用いる装置は、特に制限はなく、後述のポリスチレン系樹脂又は公知の重合方法に従って適宜選択すればよい。例えば、塊状重合を採用する場合には、完全混合型反応器を1基、又は複数基連結した重合装置を用いることができる。また脱揮工程についても特に制限はない。塊状重合を採用する場合、最終的に未反応モノマーが、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下になるまで重合を進め、かかる未反応モノマー等の揮発分を除去するために、既知の方法にて脱揮処理する。より詳細には、例えば、フラッシュドラム、二軸脱揮器、薄膜蒸発器、押出機等の通常の脱揮装置を用いることができるが、滞留部の少ない脱揮装置が好ましい。尚、脱揮処理の温度は、通常、190~280℃程度であり、190~260℃がより好ましい。また脱揮処理の圧力は、通常0.13~4.0kPa程度であり、好ましくは0.13~3.0kPaであり、より好ましくは0.13~2.0kPaである。脱揮方法としては、例えば加熱下で減圧して揮発分を除去する方法、及び揮発分除去の目的に設計された押出機等を通して除去する方法が望ましい。
【0059】
<ポリプロピレン系樹脂>
本実施形態の樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂を含有する。特に、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む系においても、樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立できるため、トリミングロス等の端材をリサイクルするリワーク技術に有用である。これにより、ポリプロピレン系樹脂を含む端材を原料に使用することが好ましい。
【0060】
本実施形態において、ポリプロピレン系樹脂としては、特に制限が無く、プロピレン系単量体の単独重合体、又はプロピレンと他の単量体とのランダム重合体、若しくはブロック共重合体などが用いられる。また、本発明におけるポリプロピレン系樹脂は、線状構造を有するポリプロピレン系樹脂(リニアPPとも称する。)と、分岐構造を有するポリプロピレン系樹脂(分岐PPとも称する。)と、を含む。これらプロピレン系樹脂は一種でも、二種以上の混合物でもよい。
【0061】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂の部分構造は、立体規則性(タクチシティー)を有してもよい。具体的には、アイソタクチック、シンジオタクチック及びアタクチックのいずれの立体規則性を有してもよいし、これらのいずれかの立体規則性を有する複数のブロックを有していてもよい。
【0062】
本実施形態の樹脂組成物におけるポリプロピレン系樹脂の含有量は、使用目的に応じて適宜変更することができる。より詳細には、ポリプロピレン系樹脂の含有量が多い形態の場合、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、ポリプロピレン系樹脂の含有量は、50~95質量部であり、好ましくは55~90質量部であり、より好ましくは65~85質量部である。
【0063】
一方、ポリプロピレン系樹脂の含有量が少ない形態の場合、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、ポリプロピレン系樹脂の含有量は、1質量部以上50質量部未満であり、好ましくは3~45質量部であり、より好ましくは5~40質量部である。
【0064】
例えば、耐熱性、ヒンジ特性、低温衝撃性等の観点を重視する場合は、ポリプロピレン系樹脂の含有量は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、50~95質量部であり、好ましくは60~95質量部である。
【0065】
例えば、寸法安定性、高合成、耐衝撃性等の観点を重視する場合は、ポリプロピレン系樹脂の含有量は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、1~50質量部であり、好ましくは1~40質量部である。
【0066】
本実施形態におけるポリプロピレン系樹脂は、特に制限されることはなく、市販又は合成したポリプロピレン系樹脂単独であっても、或いはポリプロピレン系樹脂を含む材料であってもよい。そのため、本実施形態の樹脂組成物の原料であるポリプロピレン系樹脂の由来は制限されることはない。当該ポリスチレン系樹脂を含む材料としては、例えば、使用済みの食品用包装品、食品用容器等の容器類;電子レンジ、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電気製品;及び使用済みのOA機器だけでなく、製造過程において生じる端材(又は、スケルトンとも称する)をも用いることができる。
【0067】
ポリプロピレン系樹脂を構成するプロピレン系単量体としては、特に限定されないが、例えば、プロピレンのみを重合したプロピレン単独重合体、少量のエチレンを共重合したランダム共重合体、ゴム成分がホモ・ランダム重合体に均一微細に分散したブロック共重合体等が挙げられる。特に工業的観点からプロピレンが好ましい。プロピレン系単量体としては、これらを単独又は混合して使用できる。
【0068】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン、プロピレンとα-オレフィンとのランダム共重合体であるプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体、プロピレンとα-オレフィンとのブロック共重合体であるプロピレン-α-オレフィンブロック共重合体などが挙げられる。共重合体に使用するα-オレフィンとしては、エチレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル・1-ペンテン、1-オクテン等が挙げられる。
【0069】
本実施形態において、プロピレン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、成形が容易であり、0.1g/10min以上であることが好ましく、0.3g/10min以上であることがより好ましい。また、15g/10min以下であることが好ましく、12g/10min以下であることがより好ましい。なお、ポリプロピレン系樹脂のメルトマスフローレート(g/10分)は、実施例の欄に示す通り、230℃、2.16kgの荷重条件にて測定した。
【0070】
<ポリスチレン系樹脂>
本実施形態の樹脂組成物は、ポリスチレン系樹脂を含有する。ポリスチレン系樹脂を含有することにより、組成物全体として剛性が向上する。特に、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂を含む系においても、樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立できるため、トリミングロス等の端材をリサイクルするリワーク技術に有用である。これにより、ポリスチレン系樹脂を含む端材を原料に使用することが好ましい。
【0071】
本実施形態において、ポリスチレン系樹脂としては、スチレン系単量体の単独重合体、又は、スチレン系単量体と必要に応じてこれと共重合可能な他の単量体((メタ)アクリル系単量体は除く。)との共重合体とすることができる。
【0072】
また、ポリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン系樹脂のマトリックス中にゴム状重合体の粒子が分散したもの、換言すれば、ゴム状重合体の存在下でスチレン系単量体を重合させて得られるゴム変性ポリスチレン系樹脂とすることもできる。
【0073】
本実施形態の樹脂組成物におけるポリスチレン系樹脂の含有量は、使用目的に応じて適宜変更することができる。より詳細には、ポリスチレン系樹脂の含有量が多い形態の場合、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂の含有量は、50~95質量部であり、好ましくは55~90質量部であり、より好ましくは65~85質量部である。
【0074】
一方、ポリスチレン系樹脂の含有量が少ない形態の場合、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂の含有量は、1質量部以上50質量部未満であり、好ましくは3~45質量部であり、より好ましくは5~40質量部である。本実施形態の樹脂組成物に、ポリスチレン系樹脂が存在すると、当該樹脂組成物より得た成形体の耐熱性、機械的物性等を確保することができる。
【0075】
例えば、寸法安定性、高合成、耐衝撃性等の観点を重視する場合は、ポリスチレン系樹脂は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、50~95質量部であり、好ましくは60~95質量部である。
【0076】
例えば、耐熱性、ヒンジ特性、低温衝撃性等の観点を重視する場合は、ポリスチレン系樹脂は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、1~50質量部であり、好ましくは1~40質量部である。
【0077】
本実施形態におけるポリスチレン系樹脂は、特に制限されることはなく、市販又は合成したポリスチレン系樹脂単独であっても、或いはポリスチレン系樹脂を含む材料であってもよい。そのため、本実施形態の樹脂組成物の原料であるポリスチレン系樹脂の由来は制限されることはない。当該ポリスチレン系樹脂を含む材料としては、例えば、使用済みの食品用包装品、食品用容器等の容器類;電子レンジ、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電気製品;及び使用済みのOA機器だけでなく、製造過程において生じる端材(又は、スケルトンとも称する)をも用いることができる。
【0078】
ポリスチレン系樹脂を構成するスチレン系単量体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、パラメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。特に工業的観点からスチレンが好ましい。スチレン系単量体としては、これらを単独又は混合して使用できる。
【0079】
また、スチレン系単量体と共重合可能な他の単量体((メタ)アクリル酸系単量体は除く)の共重合体としては、スチレン系単量体と共重合可能であれば特に限定されない。
【0080】
ポリスチレン系樹脂中のスチレン系単量体単位の含有量としては、ポリスチレン系樹脂を構成する単量体単位の合計量を100質量%とした際に、70質量%以上含むことが好ましく、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、よりさらに好ましくは95質量%以上、特に好ましくは97質量%以上である。含有量が70質量%未満では、ポリスチレン系樹脂の特徴である樹脂の成形性、流動性が低下してしまい、好ましくない。
【0081】
尚、ポリスチレン系樹脂が、スチレン系単量体と、(メタ)アクリル酸系単量体以外の共重合可能な他の単量体との共重合体である場合には、ポリスチレン系樹脂中のスチレン系単量体単位の含有量の上限値は、98質量%であることが好ましく、より好ましくは95質量%である。また、ポリスチレン系樹脂が、ポリスチレン等のスチレン系単量体の単独重合体である場合には、ポリスチレン系樹脂がスチレン系単量体単位からなることが好ましいが、例えば、スチレン系単量体単位以外の単量体単位が5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下で含まれることは許容される。
【0082】
また、ポリスチレン系樹脂がゴム変性ポリスチレン系樹脂である場合には、ゴム状重合体を除いたポリスチレン系樹脂中におけるスチレン系単量体単位の含有量を指す。
【0083】
その他単量体を共重合した際のポリスチレン系樹脂中のスチレン系単量体単位とその他の単量体単位の含有量は、樹脂を核磁気共鳴測定装置(H-NMR)で測定したときのスペクトルの積分比から求めることができる。
【0084】
ポリスチレン系樹脂がゴム変性ポリスチレン系樹脂である場合において、ゴム状重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリクロロプレン、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体などを使用できる。その中でも、ポリブタジエン又はスチレン-ブタジエン共重合体が好ましい。ポリブタジエンには、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率の低いローシスポリブタジエンの双方を用いることができる。また、スチレン-ブタジエン共重合体の構造としては、ランダム構造及びブロック構造の双方を用いることができる。これらのゴム状重合体は1種以上用いることができる。
【0085】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂に含まれるゴム状重合体は、内側にポリスチレン系樹脂を内包し、かつ、外側にポリスチレン系樹脂がグラフトされたものであってよい。
【0086】
このようなゴム変性ポリスチレン系樹脂の例としては、HIPS(高衝撃ポリスチレン)、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリル-アクリルゴム-スチレン共重合体)、AES樹脂(アクリロニトリル-エチレンプロピレンゴム-スチレン共重合体)等が挙げられる。また、ゴム変性ポリスチレン系樹脂を含む端材を使用することが好ましい。
【0087】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂中に含まれるゴム成分の含有量は、特に限定されないが、ゴム変性ポリスチレン系樹脂100質量%に対して、2~10質量%が好ましく、更に好ましくは2.5~8質量%である。ゴム成分の含有量が2質量%より少ないと耐衝撃性が低下し、成形体が割れ易くなる。また、ゴム状重合体の含有量が10質量%を超えると機械的強度及び外観が低下する傾向がある。
尚本開示で、ゴム変性ポリスチレン系樹脂中に含まれるゴム成分の含有量は、熱分解ガスクロマトグラフイーを用いて算出される値である。
【0088】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂中に含まれるゴム状重合体分散粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、0.5~5.0μmであることが好ましく、更に好ましくは1.0~4.0μmである。ゴム状重合体分散粒子の平均粒子径が0.5μmより小さいと樹脂組成物の耐衝撃性が得られにくい傾向があり、5.0μmより大きいと機械的強度及び外観が低下する傾向がある。
【0089】
尚、本開示で、ゴム変性ポリスチレン系樹脂中に含まれるゴム状重合体の分散粒子の平均粒子径は、実施例に記載の通り、デジタルコールター原理を採用した粒度分布測定機(Multisizer III ベックマン・コールター社製)を使った体積基準のメジアン径をいう。
【0090】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、5~40万の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは8~35万の範囲である。重量平均分子量が5万より小さいと衝撃強度が低下する傾向があり、40万を超えると成形性が悪化する傾向がある。
【0091】
尚、本開示で、ゴム変性ポリスチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定される値であり、より詳細には、後述の[実施例]の項で説明する手順で測定される値である。
【0092】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂のメルトマスフローレイトは、特に限定されないが、1.0~20g/10minの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは1.5~16g/10minの範囲である。1.0g/10minより低いと成形性が低下し、20g/10minを超えると成形品の外観不良が生じる傾向がある。
【0093】
尚、本開示で、ゴム変性ポリスチレン系樹脂のメルトマスフローレイトは、JIS K 7210-1に準拠して200℃、5kg荷重の条件で測定した値である。
本実施形態の樹脂組成物に用いることができるゴム変性ポリスチレン系樹脂の製造方法の例を示す。
【0094】
典型的な態様において、ゴム変性ポリスチレン系樹脂は、スチレン系単量体を、ゴム状重合体の存在下で重合させて、スチレン系重合体中にゴム状重合体が分散している海島構造を形成することを含む方法によって製造できる。スチレン系単量体の重合方法に関しては特に制約はなく、スチレン系単量体にゴムを溶かした溶液を用いて、通常の塊状重合、溶液重合、懸濁重合等を行うことができる。また、メルトフローレート調整のために、溶媒や連鎖移動剤を適宜選択して使用することが好ましい。溶媒としてはトルエン、エチルベンゼン、キシレン等を使用できる。溶媒の使用量は特に限定されるものではないが、重合原料液の全量100質量%に対して、0~50質量%の範囲が好ましい。連鎖移動剤としては、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、α-メチルスチレンダイマー等が用いられ、α-メチルスチレンダイマーが好ましい。連鎖移動剤の使用量は、重合原料液の全量100質量%に対して好ましくは0.01~2質量%、より好ましくは0.03~1質量%、さらに好ましくは0.05~0.2質量%の範囲である。重合反応温度は好ましくは80~200℃、さらに好ましくは90~180℃の範囲である。反応温度が80℃以上であれば生産性が良好で、工業的に適当であり、一方200℃以下であれば、低分子量重合体が多量に生成することを回避でき好ましい。スチレン系重合体の目標分子量が重合温度のみで調整できない場合は、開始剤量、溶媒量、連鎖移動剤量等で制御すればよい。反応時間は一般に0.5~20時間、好ましくは2~10時間である。反応時間が0.5時間以上であれば反応が良好に進行し、一方、20時間以下であれば、生産性が良好で工業的に適当である。
【0095】
上記の製造方法において、ゴム変性ポリスチレン系樹脂中のゴム状重合体の分散粒子の粒子径については、反応器内の撹拌機の回転数により制御が可能であり、トルエン不溶分の量については開始剤量による制御が可能であり、トルエン不溶分のトルエンに対する膨潤指数は回収系の押出機の温度により制御が可能である。
【0096】
ゴム変性ポリスチレン系樹脂のゴム状重合体の量は、目標とする含有量になるように原材料中のゴム状重合体の含有量や重合率を調整することによって制御することができる。本実施形態において、ゴム変性ポリスチレン系樹脂は、前記製造法により製造できるが、別の方法として、前記の製造方法により得られたゴム変性ポリスチレン系樹脂に、ゴム状重合体を含有しないポリスチレン樹脂等のポリスチレン系樹脂を混合し希釈することによっても製造することができる。
【0097】
重合開始剤として用いられる有機過酸化物としては、パーオキシケタール類、ジアルキルパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシジカーボネート類、パーオキシエステル類、ケトンパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類などが挙げられる。
重合溶媒としては、エチルベンゼン、トルエン、キシレン等を用いることが可能である。
【0098】
本実施形態において、ゴム変性ポリスチレン系樹脂を製造する際の回収工程の前後の任意の段階、又はゴム変性ポリスチレン系樹脂を押出加工、成形加工する段階において、必要に応じ本発明の目的を損なわない範囲で各種添加剤、例えば、紫外線吸収剤、光安定剤、ヒンダートフェノール系、リン系、イオウ系などの酸化防止剤、滑剤、流動パラフィンなどの可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、各種染料や顔料、蛍光増白剤、光拡散剤、選択波長吸収剤を添加してもよい。
【0099】
<水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂>
本実施形態の樹脂組成物は、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を含有する。
これにより、樹脂組成物を成形して得た成形体の機械的強度を向上させることができる。また、上記のスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂とともに所定の含有量で樹脂組成物中に含有されることにより、分散性に富み、優れた耐衝撃及び剛性を有する。特に、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂を含む樹脂組成物に対して、上記のスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂と、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂とを添加することにより、樹脂組成物の全体として、機械的強度が向上することが確認された。
【0100】
水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂とは、共役ジエンとスチレン系単量体単位とを繰り返し単位に含み、且つ当該共役ジエンの不飽和結合の全部又は一部が水添されたスチレン-ブタジエン共重合体をいう。
【0101】
本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂におけるスチレン系単量体単位の含有量は好ましくは10質量%以上70質量%以下、更に好ましくは20質量%以上60質量%以下である。スチレン系単量体単位の含有量が10質量%未満では、樹脂組成物の剛性が低下する傾向があり、一方、スチレン系単量体単位の含有量が70質量%超では、耐衝撃性の改善が低くなる傾向がある。
【0102】
本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の共役ジエン化合物に基づく二重結合の水添率は80%以上が好ましく、更に好ましくは90%以上である。水添率が80%未満では、樹脂組成物の剛性が低下する傾向がある。
尚、上記水添率は、実施例の欄に記載の通り、H-NMRのピーク値及びその面積比と、13C-NMRのピーク値とにより算出した。
【0103】
本実施形態において、樹脂組成物中の水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の含有量は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の合計含有量100質量部に対して、0.1~20質量部、好ましくは0.5~15質量部である。当該含有量が20質量部以下であることにより、樹脂組成物より得られる成形体の強度をさらに向上させることができ、また、0.1質量部以上であることにより、樹脂組成物より得られる成形体の剛性を維持することができる。
【0104】
また、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1部が、樹脂成形品の端材由来の樹脂である場合において、耐熱性、ヒンジ特性、低温衝撃性等の観点を重視するためには、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~25質量%、ポリプロピレン系樹脂60~85質量%、及びポリスチレン系樹脂5~15質量%の樹脂組成物100質量部に対して、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を3~15質量部含有することが好ましい。
【0105】
また、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1部が、樹脂成形品の端材由来の樹脂である場合において、寸法安定性、高合成、耐衝撃性等の観点を重視するためには、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~25質量%、ポリプロピレン系樹脂2~5質量%、及びポリスチレン系樹脂70~90質量%の樹脂組成物100質量部に対して、前記水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を3~15質量部含有することが好ましい。
【0106】
本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂とは、共役ジエン化合物とスチレン系単量体とを繰り返し単位として含有する非水添ブロック共重合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体であることが好ましい。また、前記共役ジエン化合物とは1対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例として1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)が挙げられる。また、前記スチレン系単量体の例としては、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼンが挙げられる。水添ブロック共重合体として最も一般的なものは1,3-ブタジエンとスチレンからなる水添ブロック共重合体であり、SEBSとも呼ばれる。
【0107】
本発明における水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂は、当該樹脂を構成する分子鎖中にアミノ基を有してもよい。すなわち、本発明における水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂は、脂肪族二重結合の一部が水添され、かつ少なくとも一つの分子鎖1以上のアミノ基が導入された、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体から構成されることがより好ましい。スチレン-ブタジエン系樹脂の高分子鎖中にアミノ基を有すると、高分子同士の相互作用が生じやすくなるため、組成物中の各成分の分散性がより向上すると考えられる。
【0108】
上記スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体としては、例えば、旭化成ケミカルズ(株)製のタフテック(商品名MP10、又は商品名P1000)などが挙げられる。なお、高分子鎖中に導入されたアミンの存在は、NMR又はIRなど公知の方法で特定できる。
【0109】
また、本実施形態の好ましい態様としては、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂に対する化学結合などの相互作用を誘引する目的で、予め溶融混錬した、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体及びスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体)を含有する溶融混合物と、前記溶融混合物と接触されたポリプロピレン系樹脂及び/又はポリスチレン系樹脂とを有する形態であってもよい。
【0110】
すなわち、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体と、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸メチル共重合体)とを予め溶融混合した溶融混合物と、ポリプロピレン系樹脂及び/又はポリスチレン系樹脂とを混合することにより、樹脂組成物中のスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の分散性が向上する、或いはポリスチレン系樹脂に対するスチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂の相容性を改善し、樹脂同士の相分離を抑制できると考えられる。
【0111】
本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を製造するための、共役ジエンとスチレン系単量体とのブロック共重合の方法、及び得られたブロック共重合体の水添の方法は公知の方法を用いることができる。
【0112】
本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の重量平均分子量は、特に制限されることはない。例えば、成形加工性の観点を重視する場合、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の重量平均分子量は、60万以下であることが好ましい。水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の重量平均分子量は、より好ましくは7万~50万、更に好ましくは8~40万である。
一方、樹脂組成物全体の耐衝撃性の観点などを重視する場合、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂の重量平均分子量は、60万以上にしてもよい。
【0113】
本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂は官能基を有する化合物で変性されていてもよい。当該官能基としては、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアナート基、エポキシ基、シラノール基、アルコキシシラン基等が挙げられる。
尚、本実施形態において、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂は市販品を用いることができる。例として旭化成ケミカルズ(株)製のタフテック(商品名)が挙げられる。
【0114】
<その他の成分>
本実施形態の樹脂組成物には、本発明の要旨を超えない範囲で一般的な各種添加剤を、公知の作用効果を達成するために添加することもできる。例えば、離型剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、染料、顔料、帯電防止剤、防曇剤、各種充填剤等を、目的に合った効果を達成するために添加することができる。
尚、樹脂組成物中の上記各種添加剤は、樹脂組成物100質量%に対して1.0質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましく、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
【0115】
<樹脂組成物を製造するためのマスターバッチ>
本実施形態において、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、及びポリスチレン系樹脂からなる群から選択される樹脂の少なくとも1部は、端材又は使用済み材料の再利用であってもよい。この際、本実施形態において、本発明に係る樹脂組成物を製造する場合、マスターバッチと、端材又は使用済み材料とを混合して製造してもよい。
【0116】
上記マスターバッチは、本発明の樹脂組成物を調製するために使用するマスターバッチであって、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂と、前記スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、前記ポリプロピレン系樹脂及び前記ポリスチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種以上の樹脂と、を含有することが好ましい。
【0117】
本実施形態におけるマスターバッチは水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を必須に含むことから、異なる樹脂同士の分散性を向上することができる。そして、本実施形態において、マスターバッチの総量(100質量%)に対して、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂35~65質量%、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂10~40質量%、ポリプロピレン系樹脂0~15質量%及びポリスチレン系樹脂10~40質量%含有することが好ましく、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂43~57質量%、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂18~32質量%、ポリプロピレン系樹脂0~7質量%及びポリスチレン系樹脂18~32質量%含有することがより好ましい。
【0118】
<樹脂組成物の製造方法>
本実施形態において、樹脂組成物の製造方法は、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂を配合、溶融、混練、造粒する方法は特に限定されず、樹脂組成物の製造で常用されている方法を用いることができる。例えば、ドラムタンブラー、ヘンシェルミキサー等で配合(混合)した上記各成分をバンバリーミキサー、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー等を用いて溶融、混練し、ロータリーカッター、ファンカッター等で造粒することによって樹脂組成物を得ることができる。溶融、混練における樹脂温度は180~240℃が好ましい。目標とする樹脂温度にするためには、押出機等のシリンダー温度は樹脂温度よりも10~20℃低い温度に設定することが好ましい。樹脂温度が180℃未満では混合が不十分となり好ましくない。一方、樹脂温度が240℃を超えると樹脂の熱分解が起こり好ましくない。
【0119】
本発明の樹脂組成物の好ましい製造方法は、水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂と、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂とを、1:2~2:1の質量比率で混合した後、必要により二軸押出機を用いて、200~260℃で溶融混練して溶融混合物を調製する工程と、
【0120】
樹脂成形物の端材又は使用済の材料を破砕したチップ100質量部と、必要により添加されるバージン材である、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂からなる群から選択される材料100~2000質量部と、を混合した樹脂混合物を調製する工程と、
前記樹脂混合物100質量部に対して、1~20質量部の前記溶融混合物を混合して樹脂組成物を調製する工程と、を有する。
【0121】
上記バージン材として使用する、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂は、上述したポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂の記載内容を援用することができる。
上記樹脂成形物の端材又は使用済の材料としては、上述した端材又は使用済の材料の記載内容を援用することができる。
【0122】
<成形体>
本実施形態の成形体は、上記の本発明に係る実施形態の樹脂組成物を成形して得ることができる。本実施形態の成形体は、上記の本発明に係る実施形態の樹脂組成物を成形して得たものであれば特に限定されないが、当該成形体が厚さ1mm以下の部分を有することが好ましい。厚さ1mm以下の部分を有する成形体において、上記の樹脂組成物を好適に用いることができる。
【0123】
また、本実施形態の成形体は、特に限定されないが、容器やシートであることが好ましい。本実施形態の容器は、樹脂組成物より直接製造(成形)してもよく、又は樹脂組成物を成形して得たシートをさらに成形することにより製造してもよい。また、本実施形態のシートは、容器だけでなく他の成形体を製造(成形)するために用いることができる。
【0124】
本実施形態のシートは、非発泡の押出シートであり、厚さは、特に限定されないが例えば、1.0mm以下とすることができ、好ましくは、0.2~0.8mmである。
【0125】
また、本実施形態のシートは、通常の低倍率のロール延伸のみで形成したシートとしてもよいが、特に、ロールで1.3倍~7倍程度延伸した後、テンターで1.3~7倍程度延伸したシートが、強度の観点から、好ましい。
【0126】
本実施形態のシートは、ポリスチレン樹脂等のスチレン系樹脂等と多層化して用いてもよく、また、当該スチレン系樹脂等の層に加えて、又は代えて、該スチレン系樹脂以外の樹脂と多層化して用いてもよい。スチレン系樹脂以外の樹脂としては、PP樹脂、PP/PS系樹脂、PET樹脂、ナイロン樹脂等が挙げられる。
本実施形態の容器は、上記の樹脂組成物を用いてインジェクションブロー成形により得られた容器、又は、上記のシートを成形して得られた容器である。
【0127】
具体的には、本実施形態の、インジェクションブロー成形により得た容器としては、特に限定されないが例えば、乳酸菌飲料等の飲料や発酵乳等の食品などを保存ないし収容する容器が挙げられ、容器は、開口部にフランジ面を有し、開口部を上方に備える円筒竪型とすることができる。当該容器は、高さ50~120mm、直径30~60mm、厚さ0.2~0.8mmの大きさにすることができる。
【0128】
また、本実施形態の、上記のシートを成形して得られた容器としては、特に限定されず、シート又はこれを含む多層体より成形した、弁当の蓋材又は惣菜等を入れる容器が挙げられる。
【0129】
本実施形態において、樹脂組成物から成形体を得る製造方法は、特に限定されず、公知の成形方法、例えば押出成形加工や射出成形加工により製造することができる。具体的には押出成形加工としては、例えば、押出成形、カレンダ成形、中空成形、押出発泡成形、異形押出成形、ラミネート成形、インフレーション成形、Tダイフィルム成形、シート成形、真空成形、圧空成形、ダイレクトブロー成形などが挙げられる。また、射出成形加工としては、例えば、射出成形、RIM成形、射出発泡成形、インジェクションブロー成形、射出延伸ブロー成形などが挙げられる。
【0130】
本実施形態において、成形体のなかでもシートの製造方法としては、特に限定されないが例えば、Tダイを取り付けた短軸又は二軸押出機で押し出しし、一軸延伸機又は二軸延伸機でシートを引き取る方法等を挙げることができる。
また、本実施形態において、シートより成形して得る容器の製造方法は、特に限定されず例えば、真空成形が挙げられる。
【0131】
また、本実施形態において、インジェクションブロー成形により得られた容器の製造方法としては、特に限定するものではなく公知の方法により成形することができる。具体的には、インジェクションブロー成形では、まず射出成形によって樹脂組成物から中間体(例えば有底のパリソン)を成形し、ついで、この中間体を、軟化状態でコア(射出成形の雄金型)に付けたままでブロー成形金型内に移行させ、そして、コアから圧気を送り込んでブロー成形金型内壁面まで膨らませることで、中空成形体(例えば容器)を成形することができる。
【0132】
上記の成形法において、中間体をブロー成形する段階において、金型温度は20~70℃であることが好ましく、25~65℃であることがより好ましく、30~60℃であることがさらに好ましい。
また、ゴム変性ポリスチレンの温度は、180~280℃であることが好ましく、200~260℃であることがより好ましい。
中間体の体積に対する容器の体積の倍率(体積の延伸倍率)は、1.5~7倍であることが好ましく、2~5倍であることがより好ましい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記例に限定されることは無く、適宜変更を加えることができる。
【実施例0133】
1.「樹脂特性の評価方法」
(1)スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂中の各単量体単位、及び水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂中の各単量体単位の含有量の測定
核磁気共鳴(H-NMR)装置で測定したスペクトルの積分比から定量した。
試料調製:樹脂75mgをd-クロロホルム 0.75mLに溶解した。
測定機器:日本電子 JNM ECA-500
測定条件:測定温度 60℃、観測核 H、積算回数 32回、繰返し時間 45秒
【0134】
(2)重量平均分子量の測定
ポリスチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定した。
装置:東ソー製HLC―8220
分別カラム:東ソー製TSK gel Super HZM-H(内径4.6mm)を直列に2本接続
ガードカラム:東ソー製TSK guard column Super HZ-H
測定溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
試料濃度:測定試料5mgを10mLの溶媒に溶解し、0.45μmのフィルターでろ過を行った。
注入量:10μL
測定温度:40℃
流速:0.35mL/分
検出器:紫外吸光検出器(東ソー製UV-8020、波長254nm)
検量線の作成には東ソー製のTSK標準ポリスチレン11種類(F-850、F-450、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000)を用いた。1次直線の近似式を用いて検量線を作成した。
【0135】
(3)メルトマスフローレート(MFR)の測定
製造したポリスチレン系樹脂(組成物)のメルトマスフローレート(g/10分)は、ISO1133に準拠して、200℃、5.00kgの荷重条件にて測定した。
ポリプロピレン系樹脂(組成物)のメルトマスフローレート(g/10分)は、ISO1133に準拠して、230℃、2.16kgの荷重条件にて測定した。
【0136】
(4)ビカット軟化温度の測定
製造したポリスチレン系樹脂組成物のビカット軟化温度をISO306に準拠して測定した。荷重は50N、昇温速度は50℃/hとした。
【0137】
(5)曲げ弾性率の測定
製造したポリスチレン系樹脂組成物をISOタイプA試験片に射出成形し、ISO178に従って曲げ弾性率を測定した。
【0138】
(6)デュポン衝撃強さの測定
ASTM D 2974に従い、デュポン衝撃強さの測定を行った撃芯の先端直径が9.5mm)のダート(重錘226.5g)とへこみ(へこみ直径9.6mm)を有する受け台の間に厚さ0.4mmの試験片を接触固定し、ダートの上に100gの錘を適当な高さ(最大100cm)から落下させ、試験片である押出成形板を用いて、50%破壊の高さから亀裂が発生するエネルギー(錘の重量×落下の高さ)を求めた。単位はkg・cmである。尚、試験片は、製造した樹脂組成物を20mmシート押出機にて、260℃で押出成形した0.3mm厚のシートを試験片とした。
【0139】
(7)水添率の算出
水添前の変性ブロック共重合体の重合過程のステップ毎、及び重合途中にサンプリングしたポリマーを用いて、H-NMRにより測定した。
ビニル結合は、1,4-結合及び1,2-結合に帰属されるシグナルの積分値から各結合様式の1Hあたりの積分値を算出した後、1,4-結合と1,2-結合との比率から算出した。
また、上記と同様に水添後の重合体を用いて、H-NMRにより水素添加率を測定した。なお、水素添加率は、4.5~5.5ppmの残存二重結合に由来するシグナル及び水素化された共役ジエンに由来するシグナルの積分値を算出し、その比率を算出した。
【0140】
2.「使用原料」
以下の実施例1~7及び比較例1~4において使用した原料は以下の通りである。
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(1)は、PSジャパン(株)製「G9001」のスチレン-メタアクリル酸共重合体(メタクリル酸単量体単位含有量8質量%、メタクリル酸メチル単量体単位含有量0質量%)を使用した。
【0141】
スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(2)は、PSジャパン(株)製「MM290」のスチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(メタクリル酸単量体単位含有量11質量%、メタクリル酸メチル単量体単位含有量5質量%)を使用した。
【0142】
ポリプロピレン系樹脂(1)は、日本ポリプロ(株)製「ノバテックPP FY6C」を使用した。
ポリスチレン系樹脂(1)は、PSジャパン(株)製「PSJ-ポリスチレン HIPS 475D」を使用した。
ポリスチレン系樹脂(2)は、PSジャパン(株)製「PSJ-ポリスチレン HIPS H0103」を使用した。
ポリスチレン系樹脂(3)は、PSジャパン(株)製「PSJ-ポリスチレン GPPS G9305」を使用した。
水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂(1)は、旭化成(株)製「タフテック MP10 (分子鎖片末端アミン変性)」を使用した。
水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂(2)は、旭化成(株)製「タフテックP1500 (分子鎖片端変性無し)」を使用した。
スチレン-ブタジエン-スチレンブロック樹脂(1)は、旭化成(株)製「タフプレン 125」を使用した。
【0143】
耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材の組成比は、PSジャパン(株)製SMAA「G9001」 55質量%、HIPS 16質量%、GPPS 16質量%、ポリプロピレン 13質量%であった。
【0144】
3.「樹脂組成物の調製」
<溶融混合物及び樹脂混合物の調製>
<溶融混合物(1)の調製>
水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂(1)と、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(1)を、1:1の質量比率で混合した後、20mm二軸押出機にて230℃で溶融混練して溶融混合物(1)を調製した。
【0145】
<溶融混合物(2)の調製>
水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂(1)と、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(2)を、1:1の質量比率で混合した後、20mm二軸押出機にて230℃で溶融混練して溶融混合物(2)を調製した。
【0146】
<溶融混合物(3)の調製>
水添されたスチレン-ブタジエン系樹脂(2)と、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(1)を、1:1の質量比率で混合した後、20mm二軸押出機にて230℃で溶融混練して溶融混合物(3)を調製した。
【0147】
<樹脂混合物(4)の調製>
スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(1)と、スチレン-(メタ)アクリル酸系樹脂(1)を、1:1の質量比率で混合した後、20mm二軸押出機にて230℃で溶融混練して樹脂混合物(4)を調製した。
【0148】
<溶融混合物(1)~(3)又は樹脂混合物(4)との混合>
上記調製した溶融混合物(1)~(4)又は樹脂混合物(4)と、樹脂成型品の端材と、ポリプロピレン系樹脂又はポリスチレン系樹脂と、を以下の通り混合して、実施例1~7の樹脂組成物及び比較例1~4の混合組成物を調製した。
【0149】
<<実施例1>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、10質量部の溶融混合物(1)を混合して実施例1の樹脂組成物(1)を調製した。
【0150】
<<実施例2>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が80質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが20質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、10質量部の溶融混合物(1)を混合して実施例2の樹脂組成物(2)を調製した。
【0151】
<<実施例3>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、16質量部の溶融混合物(1)を混合して実施例3の樹脂組成物(3)を調製した。
【0152】
<<実施例4>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、10質量部の溶融混合物(3)を混合して実施例4の樹脂組成物(4)を調製した。
【0153】
<<実施例5>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、10質量部の溶融混合物(2)を混合して実施例5の樹脂組成物(5)を調製した。
【0154】
<<実施例6>>
ポリスチレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、16質量部の溶融混合物(1)を混合して実施例6の樹脂組成物(6)を調製した。
【0155】
<<実施例7>>
ポリスチレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、24質量部の溶融混合物(1)を混合して実施例7の樹脂組成物(7)を調製した。
【0156】
<<比較例1>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、2質量部の溶融混合物(1)を混合して比較例1の混合組成物(1)を調製した。
【0157】
<<比較例2>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、32質量部の溶融混合物(1)を混合して比較例2の混合組成物(2)を調製した。
【0158】
<<比較例3>>
ポリプロピレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、10質量部の樹脂混合物(4)を混合して比較例3の混合組成物(3)を調製した。
【0159】
<<比較例4>>
ポリスチレン系樹脂(1)が70%質量%、かつ耐熱PSP(ポリスチレンペーパー)の端材を破砕したチップが30質量%になるよう混合した混合物(100質量部)に対して、2質量部の溶融混合物(1)を混合して比較例4の混合組成物(4)を調製した。
【0160】
4.「成形体の製造」
上記実施例1~16で調製した樹脂組成物(1)~(7)と、上記比較例1~4で調製した混合組成物とを、それぞれ後述の射出条件で射出成形したダンベル型の成形片を用いて、曲げ弾性率、ビカット軟化温度を評価した。また、上記実施例1~16で調製した樹脂組成物(1)~(7)と、上記比較例1~4で調製した混合組成物とを、それぞれ後述の押出条件で成形したシート(厚み0.3mm)を用いて、デュポン衝撃試験を実施した。
【0161】
<射出成形>
得られたペレット状のスチレン系樹脂組成物又は樹脂組成物を東芝機械株式会社製EC60N、射出成形機に供給した。樹脂溶融ゾーンの温度は180~220℃に設定し、50℃に設定された金型内に射出、4mm厚のダンベル型試験片を得た。
【0162】
<押出成形>
得られたペレット状のスチレン系樹脂組成物又は樹脂組成物を創研株式会社製のスクリュー径30mmのシート押出機に供給した。樹脂溶融ゾーンの温度は220~260℃に設定し、Tダイ(コートハンガーダイ)より吐出量10kg/hで溶融押出した後、90℃に設定したキャストロール、タッチロールに圧着し、幅300mm、厚み0.3mmのシートを得た。以下、その結果を表1-1、表1-2及び2に示す。
【0163】
【表1-1】
【0164】
【表1-2】
【0165】
【表2】
【0166】
また、比較例1及び実施例1の樹脂組成物を用いて形成した成形体の透過型電子顕微鏡写真像を、それぞれ図1及び図2に示す。図1に示す比較例1の画像と、図2に示す実施例1の画像とを対比すれば明らかなように、実施例1の樹脂組成物を用いた成形体は、樹脂相の面積が小さくなっていることから、樹脂組成物の各成分が良好に分散していることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【0167】
本発明は、ポリスチレン系樹脂に対して相容性が低いスチレン-アクリル酸共重合樹脂(SMAA)を含む系においても、樹脂同士の相分離を抑制して、優れた耐衝撃性と高剛性とを両立する樹脂組成物を提供できるため、トリミングロス等の端材をリサイクルする分野に有用である。
図1
図2