(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】P2024018942
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】スチレン系樹脂組成物、発泡押出シート及び容器
(51)【国際特許分類】
C08L 25/14 20060101AFI20240201BHJP
C08L 33/12 20060101ALI20240201BHJP
C08J 9/12 20060101ALI20240201BHJP
【FI】
C08L25/14
C08L33/12
C08J9/12 CET
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023076863
(22)【出願日】2023-05-08
(31)【優先権主張番号】P 2022122343
(32)【優先日】2022-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】100165951
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 憲悟
(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】鈴木 彩香
(72)【発明者】
【氏名】小林 松太郎
【テーマコード(参考)】
4F074
4J002
【Fターム(参考)】
4F074AA09D
4F074AA12D
4F074AA13B
4F074AA33A
4F074AA48A
4F074BA37
4F074BA38
4F074BC12
4F074CA22
4F074DA02
4F074DA08
4F074DA12
4F074DA23
4F074DA33
4F074DA34
4F074DA45
4F074DA47
4J002BC07W
4J002BG06X
4J002FD320
4J002GG01
(57)【要約】
【課題】本発明は、耐熱性、耐衝撃性を低下させることなく、成形性に優れたスチレン系樹脂組成物及びそれを用いた押出シート、更にその押出シートを2次成形してなる容器を提供することである。
【解決手段】本発明は、スチレン系単量体単位(a1)及び不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)を有するスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)50~98質量%と、
不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)を有する(メタ)アクリル系樹脂(B)2~50質量%と、を含有するスチレン系樹脂組成物であって、
温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)が0.6MPa・s以下であるスチレン系樹脂組成物である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スチレン系単量体単位(a1)及び不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)を有するスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)50~98質量%と、
不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)を有する(メタ)アクリル系樹脂(B)0超~50質量%と、を含有するスチレン系樹脂組成物であって、
温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)が0.6MPa・s以下であるスチレン系樹脂組成物。
【請求項2】
前記(メタ)アクリル系樹脂(B)は、エチレン単量体単位を有する、請求項1に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項3】
温度220℃、引取速度3.1m/minにおける前記スチレン系樹脂組成物の溶融張力(gf)を、温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)で割った値が16以上である、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項4】
前記溶融張力を5%以上向上させる効果及び/又は前記伸長粘度を5%以上低下させる効果を有する、高溶融張力低粘度化成分を更に含有する、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項5】
前記不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)は、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)からなる群から選択される1種又は2種以上である、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項6】
前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、前記スチレン系単量体単位(a1)、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を必須成分とし、
前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)全体に対し、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)を2~30質量%含み、かつ前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を1~20質量%含む、請求項4に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項7】
前記スチレン系樹脂組成物中に含まれる全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して10~50質量%である、請求項4に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項8】
前記(メタ)アクリル系樹脂(B)は、メタクリル酸メチル単量体単位とメタクリル酸メチル以外の単量体単位が1種又は2種以上とからなる共重合体であり、前記共重合体の総量に対してメタクリル酸メチル単量体単位を10~98質量%含有する、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項9】
前記(メタ)アクリル系樹脂(B)の微分分子量分布曲線の変曲点が4つ以上である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項10】
前記スチレン系樹脂組成物を1万以下の第1分子量成分と1万超の第2分子量成分とに区分した場合、前記1万以下の第1分子量成分が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.5~3.0質量%である、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項11】
無機粒子(H)を前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.05~3.0質量%更に含有する、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
【請求項12】
請求項11に記載のスチレン系樹脂組成物を成形してなる、独立気泡率が80%以上であり、平均厚みが0.5~3mmの範囲である発泡押出シート。
【請求項13】
請求項12に記載の発泡押出シートを2次成形してなる発泡容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、スチレン系樹脂組成物、並びに該スチレン系樹脂組成物を用いて成形される発泡押出シート、及び該発泡押出シートを2次成形してなる食品容器に関する。
【背景技術】
【0002】
スチレン-メタクリル酸共重合樹脂等に代表されるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂は、耐熱性、透明性、剛性、外観に優れ、且つ安価なことから、弁当、惣菜等の食品容器の包装材料、住宅の断熱材用の発泡ボード、拡散剤を入れた液晶テレビの拡散板等に広く用いられている。特に近年のコンビニエンスストアー等の業務用に使用する高出力電子レンジの普及により、高出力電子レンジでの調理時の温度にも耐えられる容器及びその容器を密封又は覆う蓋材に使用する材料として、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂が用いられている。しかし、強度や成形性が汎用スチレン系樹脂と比べて低いことが課題である。
例えば、特許文献1にはスチレン-メタクリル酸共重合体とポリエチレン樹脂との混合物により、実用的な耐熱性を保ったまま、機械強度を向上する技術が記載されている。
【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】
上記の特許文献1の技術では、機械強度については検討されているものの、成形性や容器外観については検討されていない。また、従来のスチレン-不飽和カルボン酸共重合樹脂は、その溶融粘度の高さや樹脂の脆性から発泡シート成形時及び容器成形時の割れを招きやすい傾向を示すことから、機械強度と成形性との両立が求められている。
そこで、本開示は、耐熱性、機械強度及び成形性に優れた、スチレン系樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本開示の別の態様は、耐熱性、機械強度及び成形性に優れた成形体スチレン系樹脂組成物を含む発泡押出シート、当該発泡押出シートを2次成形してなる食品容器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】
【0005】
本発明者等は、前記課題を鋭意検討して実験を重ねた結果、特定のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)及び特定の(メタ)アクリル系樹脂(B)を組み合わせたスチレン系樹脂組成物の伸長粘度を一定値以下にすることにより前記課題を解決しえることを見出し、本発明を完成するに至った。
[1]本開示は、スチレン系単量体単位(a1)及び不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)を有するスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)50~98質量%と、不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)を有する(メタ)アクリル系樹脂(B)0超~50質量%と、を含有するスチレン系樹脂組成物であって、温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)が0.6MPa・s以下であるスチレン系樹脂組成物である。
[2]前記(メタ)アクリル系樹脂(B)は、エチレン単量体単位を有する、上記[1]に記載のスチレン系樹脂組成物。
[3]温度220℃、引取速度3.1m/minにおける前記スチレン系樹脂組成物の溶融張力(gf)を、温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)で割った値が16以上である、上記[1]又は[2]に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0006】
[4]前記スチレン系樹脂組成物の溶融張力を5%以上向上させる効果、及び/又は、前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度を5%以上低下させる効果を有する高溶融張力低粘度化成分を更に含有する、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0007】
[5]前記不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)は、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、上記[1]~上記[4]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0008】
[6]前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、前記スチレン系単量体単位(a1)、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を必須成分とし、
前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)全体に対し、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)を2~30質量%含み、かつ前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を1~20質量%含む、上記[1]~[5]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0009】
[7]前記スチレン系樹脂組成物中に含まれる全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して10~50質量%である、上記[1]~[6]に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0010】
[8]前記(メタ)アクリル系樹脂(B)は、メタクリル酸メチル単量体単位とメタクリル酸メチル以外の単量体単位が1種又は2種以上とからなる共重合体であり、前記共重合体の総量に対してメタクリル酸メチル単量体単位を10~98質量%含有する、上記[1]~上記[7]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0011】
[9]前記(メタ)アクリル系樹脂(B)の微分分子量分布曲線の変曲点が4つ以上である、上記[1]~上記[8]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0012】
[10]前記スチレン系樹脂組成物を、1万以下の第1分子量成分と1万超の第2分子量成分とに区分した場合、前記第1分子量成分が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.5~3.0質量%である、上記[1]~上記[9]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0013】
[11]無機粒子(H)を前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.05~3.0質量%更に含有する、上記[1]~上記[10]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物。
【0014】
[12]本実施形態の一態様は、上記[1]~上記[11]のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂組成物を成形してなる、独立気泡率が80%以上であり、かつ平均厚みが0.5~3.0mmの範囲である発泡押出シートである。
【0015】
[13]本実施形態の一態様は、前記[12]に記載の発泡押出シートを2次成形してなる発泡容器である。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、耐熱性、機械強度及び成形性に優れた成形体に使用される、スチレン系樹脂組成物を提供することである。
本開示によれば、耐熱性、機械強度及び成形性に優れた発泡押出シート及び電子レンジ調理可能な発泡容器を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態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。
[スチレン系樹脂組成物]
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物(以下、単に樹脂組成物ということもある。)は、スチレン系単量体単位(a1)及び不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)を有するスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)と、不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)を有する(メタ)アクリル系樹脂(B)とを含有し、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の含有量が50~98質量%であり、前記(メタ)アクリル系樹脂(B)の含有量が0質量%超50質量%以下である。そして、前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(後述のEV)が0.6以下である。また、前記スチレン系樹脂組成物の溶融張力(後述のMT)/伸長粘度(後述のEV)の値は、16以上であることが好ましい。
これにより、溶融時に伸びやすくかつ切れにくい樹脂が得られ、成形性の高い発泡押出シートを得ることができる。
なお、本明細書において、温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)を「EV」とも称し、温度220℃、引取速度3.1m/minにおける前記スチレン系樹脂組成物の溶融張力(gf)を「MT」とも称する。
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物のEVは0.6MPa・s以下であり、好ましくは0.59MPa・s以下であり、より好ましくは0.58MPa・s以下、更に好ましくは0.57MPa・s以下、更により好ましくは0.56MPa・s以下、より更に好ましくは0.55MPa・s以下、最も好ましくは0.53MPa・s以下である。下限としては0.15MPa・s以上が好ましく、より好ましくは0.10MPa・s以上、更に好ましくは0.15MPa・s以上、最も好ましくは0.20MPa・s以上である。本実施形態のスチレン系樹脂組成物のEVを特に0.15~0.6MPa・sの範囲に制御することで、溶融時に樹脂がより伸びやすいスチレン系樹脂組成物を得ることができる。
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物のMT/EVの値は16~400であることが好ましい。MT/EVを16以上とすると溶融樹脂が切れにくくなり、成形性のより高い発泡押出シートを得ることができる。一方、MT/EVの値を400以下とすると、溶融張力が適度の範囲となり、成形性に優れた効果を発揮する。一方、EVが0.6MPa・s超であり、かつMT/EVの値を400超とすると溶融張力が過剰に高くなり、かえって成形性の悪化を招く。そのため、MT/EVを18~70の範囲とすることにより特に成形性に優れたスチレン系樹脂組成物及びそれを成形してなる発泡押出シートと成形品を得ることができる。
以下、本開示のスチレン系樹脂組成物の各成分及び物性について詳説する。
【0018】
「スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)」
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、スチレン系単量体単位(a1)と不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)とを必須成分としてなる共重合樹脂(以下単に樹脂(A)ともいう)であり、スチレン系樹脂組成物全体の耐熱性向上に寄与する。前記不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)は、(メタ)アクリル酸単量単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)からなる群から選択される1種又は2種以上の単量体単位であることが好ましい。
また、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、必要により、スチレン系単量体単位
(a1)及び不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)(例えば、(メタ)アクリル酸単量単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)からなる群から選択される1種又は2種以上の単量体単位)である必須成分以外、その他単量体単位(a3)を更に有してもよい。
スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の含有量は50~98質量%であり、好ましくは53~97質量%、より好ましくは55~96質量%、更に好ましくは60~95質量%である。スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の含有量が50質量%以上にすることで耐熱性の付与効果を十分に得ることができ、98質量%以下にすることにより、後述の(メタ)アクリル系樹脂(B)による機械強度の向上効果を十分に得ることができる。
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、ランダム共重合体あるいは交互共重合体であることが好ましい。
【0019】
<スチレン系単量体(a1)>
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)において、前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、スチレン系単量体単位(a1)の含有量は60~98質量%であり、好ましくは70~97質量%、より好ましくは80~96質量%、より更に好ましくは82~95質量%である。スチレン系単量体単位(a1)の含有量が60質量%より少ないと流動性の低下を招き、98質量%よりも多いと、不飽和カルボン酸系単量体(a2)(特に後述の(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1))を所望量含有させにくくなり、特に、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)による耐熱性の向上効果が十分に得られない。
また、本実施形態のスチレン系樹脂組成物において、スチレン系単量体単位(a1)が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して45~85質量%含有することが好ましく、好ましくは48~82質量%、より好ましくは52~79質量%、より更に好ましくは56~77質量%である。組成物全体におけるスチレン系単量体(a1)の含有量が上記範囲であると、耐熱性の向上効果を十分に得ることができる。
【0020】
本実施形態において、スチレン系単量体(a1)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、β-メチルスチレン、パラメチルスチレン、オルトメチルスチレン、メタメチルスチレン、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及びα-メチルスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。スチレン系単量体(a1)としては、これらを単独又は2種以上混合して使用できる。
なお、本明細書における「スチレン系単量体単位(a1)」とは、スチレン系単量体(a1)が重合された高分子を構成する繰返し単位を意味し、スチレン系単量体(a1)の重合反応又は架橋反応により、当該スチレン系単量体(a1)中の炭素-炭素二重結合が単結合(-C-C-)になった繰返し単位(又は構造単位)である。また、本明細書中のその他の単量体単位も同様の意味である。
【0021】
<不飽和カルボン酸系単量体(a2)>
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)において、不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)は、耐熱性、耐油性、及び後述の(メタ)アクリル系樹脂(B)との相溶性を向上させる役割を果たす。前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対し、前記不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)の含有量は2~40質量%であり、好ましくは3~35質量%、より好ましくは5~30質量%、より更に好ましくは8~25質量%、最も好ましくは、10~20質量%の範囲である。不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)の含有量が2質量%未満では耐熱性向上の効果が不十分である。また、不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)の含有量が40質量%を超える場合は、樹脂粘度の増加に伴う加工性の低下、及び吸水率上昇による成形時の気泡発生が問題となるため好ましくない。特に不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)の含有量を10~20質量%にすることで(メタ)アクリル系樹脂(B)と良好な相溶性を得ることができ、透明性に優れた組成物を得ることができる。
また、本実施形態における不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)としては、不飽和カルボン酸及びそのエステル体を含み、具体的には、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)が挙げられる。
【0022】
<<(メタ)アクリル酸単量体(a2-1)>>
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)において、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)は、耐油性、及び後述の(メタ)アクリル系樹脂(B)との相溶性を向上させる役割を果たす。本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)が(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)を含有する場合、前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量は2~40質量%が好ましく、更に好ましくは3~35質量%、より好ましくは5~30質量%、より更に好ましくは8~25質量%、最も好ましくは10~20質量%の範囲である。また別の態様では、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量は、好ましくは3~20質量%、より好ましくは4~17質量%、より更に好ましくは8~14質量%である。(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量が2質量%未満では耐熱性向上の効果が不十分である。また、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量が40質量%を超える場合は、樹脂粘度の増加による加工性の低下、吸水率上昇による成形時の気泡発生、製造時に粘度が高くなりすぎるため好ましくない。そして、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量を2質量%以上とすることで耐熱性の向上効果を得ることができ、当該含有量を40質量%以下にすることで粘度が上昇しすぎることを抑えることができる。特に(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量を8~25質量%とすることで(メタ)アクリル系樹脂(B)と良好な相溶性を得ることでき、(メタ)アクリル系樹脂(B)との混練時の強度及び溶融張力向上効果を効率的に得ることができる。
【0023】
本実施形態において、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)は耐熱性を向上させる役割を果たす。(メタ)アクリル酸単量体(a2-1)としては、アクリル酸又はメタクリル酸が挙げられる。特に工業的観点から(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)としては、これらを単独又は2種以上混合して使用してもよい。(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)は、耐熱性向上効果の大きいメタクリル酸が特に好ましい。
【0024】
<<(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)>>
本実施形態において、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、更に(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)を含有してもよい。当該(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)は耐油性と強度とを向上させる役割を果たす。前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)としては、以下の一般式(1):
【化1】
(上記一般式(1)中、R
1は、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基を表し、R
2はエステル置換基を表し、具体的には、炭素原子数1~12のアルキル基を表す。)で表されることが好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)のエステル置換基(上記一般式(1)中のR
2)の炭素原子数としては、10以下が好ましく、より好ましくは8以下、より更に好ましくは4以下である。エステル置換基の炭素原子数が10を上回ると耐熱性低下の効果が大きく、好ましくない。
【0025】
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)としては、例えば、(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)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル等が挙げられる。これらは単独で又は混合して使用することができる。(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)としては、工業的に入手し易い点から(メタ)アクリル酸メチル又は(メタ)アクリル酸ブチルが好ましく、耐熱性低下を抑えられる点からメタクリル酸メチルが特に好ましい。
本実施形態において、本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)が(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を含有する場合、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量の範囲は、例えば、2~40質量%であることが好ましく、より好ましくは3~32質量%、より好ましくは3~20質量%、更に好ましくは3~17質量%、より更に好ましくは3~12質量%、更により好ましくは4~10質量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量を2~40質量%とすることで(メタ)アクリル系樹脂(B)と良好な相溶性を得ることでき、(メタ)アクリル系樹脂(B)との混練時の強度及び溶融張力向上効果を効率的に得ることができる。
【0026】
<スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の好ましい形態>
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を含有する多元重合体であってもよい。すなわち、本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、スチレン系単量体単位(a1)及び(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の二元共重合体の他に、スチレン系単量体(a1)と(メタ)アクリル酸単量体(a2-1)と(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2)とが共重合された三元共重合体あるいはスチレン系単量体単位(a1)と2種の(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)とを含有する三元共重合体であってもよい。これにより、(メタ)アクリル系樹脂(B)との相溶性、表面硬度の向上、又は機械強度の向上の効果が更に得られる。
特に、耐熱性及び表面硬度の向上を重視する場合、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)を含有することが好ましい。また、特に、外観及び機械強度の向上を重視する場合、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を含有することが好ましい。更には、(メタ)アクリル系樹脂(B)との相溶性向上及び当該樹脂(B)との混合物に対して高い透明性を重視する場合、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、スチレン系単量体単位(a1)と(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)とが共重合された三元共重合体であることが好ましい。
また、ポリマー連鎖中で(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)等の不飽和カルボン酸エステル単量体単位が(メタ)アクリル酸単位(a2-1)等の不飽和カルボン酸系単量体単位と隣り合わせに配置されると、不飽和カルボン酸同士の架橋反応を抑制する等の効果が得られる。
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)が、スチレン系単量体単位(a1)、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)、及び(メタ)アクリル酸エス
テル単量体単位(a2-2)を有する場合、前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量は2~30質量%であることが好ましく、かつ(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量は0~20質量%であることが好ましく、より好ましくは、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量は2~30質量%であり、かつ(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量は1~20質量%であり、更に好ましくは、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量は2~25質量%であり、かつ(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量は1.5~15質量%であり、より更に好ましくは、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量は2~20質量%であり、かつ(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量は2~13質量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量を20質量%以下に抑えることで、伸長粘度を低く抑え成形性の高い組成物を得ることができる。
【0027】
<<その他単量体(a3)>>
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、上述した、スチレン系単量体単位(a1)及び(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)以外のその他単量体単位(a3)を更に有してもよい。
すなわち、本実施形態において、当該その他単量体単位(a3)は、スチレン系単量体単位(a1)、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)と共重合可能であれば発明の効果を損なわない範囲で、特に制限されることなく、上記に示した2つの単量体以外の単量体と共重合してよい。
例えば上記に示した3つの単量体以外のその他単量体(a3)としては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(メタ)アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレート、マレイミド、及び核置換マレイミド等が挙げられる。
本実施形態において、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)がその他単量体(a3)を有する場合、前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、その他単量体(a3)の含有量は、0~12質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。
【0028】
<スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の特性>
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)中の、スチレン系単量体単位(a1)、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)及びその他単量体単位(a3)の含有量は、熱分解GC/MSを用いて各単量体単位が既知の樹脂により作成した検量線により定量することができる。
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の200℃でのメルトフローレートは、好ましくは0.3~3.0、より好ましくは0.4~2.5、更に好ましくは0.4~2.0であることができる。上記メルトフローレートが0.3以上である場合、流動性の観点で好ましく、3.0以下である場合、樹脂の機械的強度の観点で好ましい。本開示で、メルトフローレートは、ISO 1133に準拠して、200℃、荷重49Nにて測定される値である。
【0029】
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、10万~35万であることが好ましく、更に好ましくは12万~32万である。重量平均分子量が10万~35万である場合、衝撃強度と流動性とのバランスの実用性に優れる樹脂が得られる。
一方、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の数平均分子量(Mn)は、4万~15万であることが好ましく、更に好ましくは5万~12万、より更に好ましくは6~11万の範囲である。重量平均分子量及び数平均分子量はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン標準換算で測定できる。
【0030】
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)のビカット軟化温度は、好ましくは105~140℃、より好ましくは107~135℃、更に好ましくは108~130℃、より更に好ましくは115℃~125℃である。スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)のビカット軟化温度を105℃以上にすることで、組成物の耐熱性向上効果を得ることができ、140℃以下にすることにより(メタ)アクリル系樹脂(B)と混練しやすくなる。本明細書中におけるビカット軟化温度の測定方法はISO 306に準拠して測定したものである。
【0031】
<スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の製造方法>
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の製造法について以下説明する。
本実施形態のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の製造法は、スチレン系単量体(a1)と、不飽和カルボン酸系単量体(a2)(例えば、(メタ)アクリル酸単量体(a2-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体(a2-2))と、溶媒と、を混合して混合溶液を調製する工程と、前記混合溶液を重合して反応生成物を生成する重合工程と、前記反応生成物を回収する工程とを含むことが好ましい。
スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の重合方法としては、特に制限はないが、例えばラジカル重合法、その中でも、塊状重合法又は溶液重合法を好ましく採用できる。
具体的には、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の単量体、重合溶媒等の揮発分を除去する脱揮工程と、を備える。
【0032】
本実施形態において、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)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を含有させる。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。
【0033】
本実施形態において、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の重合時には必要に応じて連鎖移動剤を使用することもできる。連鎖移動剤の例としては、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。
【0034】
上記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の重合方法としては、重合溶媒を用いた溶液重合を採用できる。重合溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン等の芳香族溶媒が好ましく、必要に応じてアルコール類又はケトン類等の極性溶媒を組み合わせてスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の溶解性を調整した溶媒系を用いてもよい。
本実施形態において、重合溶媒は、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)を構成する全単量体100質量部に対して、3~35質量部の範囲で使用するのが好ましく、より好ましくは5~30質量部の範囲である。前記全単量体100質量部に対して重合溶媒35質量部を超えると、重合速度が低下し、且つ得られる樹脂分子量も低下するので、樹脂の機械的強度が低下する傾向がある。また、重合溶媒が3質量部未満では重合時に除熱の制御が難しくなる恐れがある。全単量体100質量部に対して3~35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。
また、本実施形態のスチレン系樹脂組成物の任意成分である炭素原子数10以上の1価アルコールを重合系から添加する場合は、全重合溶媒100質量%に対して、炭素原子数10以上の1価アルコールを1~10質量%の割合で添加することが好ましい。
【0035】
本実施形態におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)を得るための重合工程で用いる装置は、特に制限はなく、一般的なスチレン系樹脂の重合方法に従って適宜選択すればよい。例えば、塊状重合による場合には、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く、塊状重合で行う場合、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。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。なお、脱揮処理の温度は、通常、190~280℃程度であり、分解抑制の観点から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。
【0036】
「(メタ)アクリル系樹脂(B)」
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物は、当該スチレン系樹脂組成物の総量に対して、(メタ)アクリル系樹脂(B)(単に樹脂(B)ともいう)を0質量%超50質量%以下含有する。そして(メタ)アクリル系樹脂(B)は、不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)を1種又は2種以上含有する。(メタ)アクリル系樹脂(B)を所定量含有することにより、スチレン系樹脂組成物全体の機械強度の向上に寄与する。
なお、本明細書における(メタ)アクリル系樹脂(B)とは、スチレン系単量体単位の含有量が40質量%以下であり、かつ不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)の含有量が2質量%超である合成樹脂の総称であり、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)の含有量が2質量%超である合成樹脂の総称である。そして、(メタ)アクリル系樹脂(B)は、ランダム共重合体であることが好ましい。
なお、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)、スチレン系エラストマー(E)、アクリル系エラストマー(F)及びコアシェル型のゴム状重合体粒子(G)は、(メタ)アクリル系樹脂(B)から除外される。
【0037】
スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、(メタ)アクリル系樹脂(B)の含有量は、0超~50質量%であり、2~48質量%がより好ましく、10~46質量%が更に好ましく、より更に好ましくは14~45質量%、最も好ましくは19~35質量%である。(メタ)アクリル系樹脂(B)の含有量を0超、特に2質量%以上46質量%以下とすることにより、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)によって向上した耐熱性の低下を抑えることができる。
本実施形態において(メタ)アクリル系樹脂(B)として、オレフィン系単量体単位と不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)とを含有する樹脂(例えば、実施例に記載の樹脂(B-4)又は樹脂(B-7)等)を用いる場合、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、オレフィン系単量体単位と不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)とを含有する樹脂の含有量は、0超~20質量%であり、2~18質量%がより好ましく、3~16質量%が更に好ましく、より更に好ましくは4~13質量%、最も好ましくは5
~12質量%である。オレフィン系単量体単位と不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)とを含有する樹脂の含有量を2質量%以上20質量%以下とすることにより、スチレン系樹脂組成物全体の相溶性が維持され成形性の向上に寄与する。
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)を構成する不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)としては、好ましくは(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)からなる群から選択される1種又は2種以上を含む繰返し単位を必須に含み、より好ましくは(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)を含み、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)を2種以上含有する繰返し単位を含むランダム共重合体であることが更に好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル系樹脂(B)の総量に対して、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)及び(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)の合計含有量の上限は、100質量%以下、99質量%以下、98質量%以下、80質量%以下、75質量%以下及び65質量%以下の順で好ましい。また当該含有量の下限は、0超質量%、0.5質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、5質量%以上及び10質量%以上の順で好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)及び(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)の合計含有量は、上記上限と上記下限とを任意に組み合わせすることができる。
以下、本実施形態の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)及び(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)について説明する。
【0038】
<(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)>
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)を構成する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)は、メタクリル酸エステル単量体単位及びアクリル酸エステル単量体単位を包含する。また、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸(n-ブチル)、アクリル酸(2-エチルヘキシル)、アクリル酸(n-オクチル)、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸(2-エチルヘキシル)、メタクリル酸(n-オクチル)、メタクリル酸ベンジル等が挙げられ、工業的に入手しやすく安価な点から、アクリル酸メチル、アクリル酸(n-ブチル)、メタクリル酸メチルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)は単独で又は混合して使用することができ、2種の(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)を組み合わせることが好ましい。
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)を構成する不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)の好ましい態様としては耐熱性と熱分解性を両立する観点から、上記に挙げられている単量体単位のうち、(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)を2種含むことが好ましく、メタクリル酸エステル種及びアクリル酸エステル種を共重合した組み合わせがより好ましく、メタクリル酸メチル-アクリル酸メチル共重合体が更に好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル系樹脂(B)の総量に対して、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)の含有量の上限は、100質量%以下、99質量%以下、98質量%以下、80質量%以下、75質量%以下及び65質量%以下の順で好ましい。また当該含有量の下限は、0質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、5質量%以上及び10質量%以上の順で好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)の含有量は、上記上限と上記下限とを任意に組み合わせすることができる。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)の含有量の範囲は、例えば、0~100質量%であることが好ましく、より好ましくは2~99質量%、更に好ましくは3~98質量%、より更に好ましくは4~98質量%、更により好ましくは5~98質量%、特に好ましくは6~98質量%である。
【0039】
<(メタ)アクリル酸単量体(b1-1)>
本実施形態において、(メタ)アクリル酸単量体(b1-1)としては、アクリル酸、又はメタクリル酸が挙げられる。
本実施形態において、(メタ)アクリル系樹脂(B)の総量に対して、(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)の含有量の上限は、60質量%未満、58質量%以下、45質量%以下、35質量%以下及び25質量%以下の順で好ましい。また当該含有量の下限は、0質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、5質量%以上及び10質量%以上の順で好ましい。(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)の含有量は、上記上限と上記下限とを任意に組み合わせすることができる。
【0040】
<その他単量体(b2)>
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)は、上述した(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)以外のその他単量体単位(b2)を更に有してもよい。すなわち、当該その他単量体(b2)は、(メタ)アクリル酸単量体(b1-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)と共重合可能であれば発明の効果を損なわない範囲で、特に制限されることなく、上記に示した単量体以外の単量体と共重合してよい。例えば上記に示した単量体以外のその他単量体(b2)としては、スチレン、エチレン若しくはプロピレン等のオレフィン類(オレフィン系単量体)、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレート、マレイミド、及び核置換マレイミド等が挙げられる。
また、本実施形態のその他単量体単位(b2)の好ましい態様としては、オレフィン系単量体単位(例えば、エチレン単量体単位、プロピレン単量体単位)でありうる。
本実施形態において、その他単量体単位(b2)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(B)の総量に対して、0~90質量%であることが好ましく、0~85質量%であることがより好ましく、0~80質量%であることが更に好ましく、0~70質量%であることがより更に好ましく、0~60質量%であることが更により好ましく、0~50質量%であることが更により更に好ましい。
【0041】
<(メタ)アクリル系樹脂(B)の好ましい形態>
本実施形態の好ましい(メタ)アクリル系樹脂(B)としては、2元又は3元共重合体であることが好ましい。
【0042】
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)において、前記(メタ)アクリル系樹脂(B)中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1-2)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(B)の総量に対して2.0~100質量%であることが好ましく、より好ましくは5.0~99.5質量%、更に好ましくは8.0~98.5質量%、より更に好ましくは10~98.0質量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)の含有量を10.0~100質量%の範囲にすることにより、300℃以下での他樹脂との混練押出や成形加工に耐えられるようになる。そのため、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)と(メタ)アクリル系樹脂(B)とを混合した際の大幅な耐熱低下を抑えることができる。(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)の種類としては、耐熱性と工業的に入手し易く安価なことから、アクリル酸メチル又はメタクリル酸メチルが好ましい。なお、本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)の好ましい態様としては、メタクリル酸メチル単量体単位と、メタクリル酸メチル単量体単位以外の単量体単位を1種又は2種以上とを含む共重合体であることが好ましい。メタクリル酸メチル単量体単位以外の単量体単位とは、文字通り、その他単量体単位(b2)及び(メタ)アクリル酸単量体単位(b1-1)を包含するだけでなく、メタクリル酸メチル単量体単位以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体(b1-2)をも含む。
【0043】
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)が、単量体単位としてエチレン単量体単位
等のオレフィン系単量体単位を含有しない場合、(メタ)アクリル系樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)としては5~500万が好ましく、より好ましくは6~100万、更に好ましくは7~30万、より更に好ましくは8~20万である。(メタ)アクリル系樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)を5万以上にすることにより、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)と混練した時に強度や溶融張力を付与することができ、重量平均分子量(Mw)を500万以下とすることでスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)との粘度差を抑え、スチレン系樹脂組成物中に(メタ)アクリル系樹脂(B)が良好に分散することができ、かつ(メタ)アクリル系樹脂(B)に由来する未溶融物の発生を抑制し、該組成物を用いて外観に良好な発泡押出シートをはじめとする成形体を得ることができる。
また、本発明において、(メタ)アクリル系樹脂(B)の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)、及び、スチレン系樹脂組成物中の1万以下の高分子量成分の割合は、後述の実施例の欄に記載の通り、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を使用して測定される値である。
【0044】
なお、本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)は、微分分子量分布曲線の変曲点を4つ以上有する樹脂であると好ましい。一般的な樹脂の分子量分布は単分散であり、微分分子量分布曲線の変曲点の数は2つである。本明細書において、微分分子量分布曲線の変曲点が4つ以上である樹脂とは、すなわち微分分子量分布曲線の極大点が2つ以上である樹脂を意味し、例えば二峰性の分子量分布を有する樹脂等がこれに該当しうる。
本明細書における「微分分子量分布曲線」は、SEC法による(メタ)アクリル系樹脂(B)の分子量分布曲線を求める際に、縦軸を「dw/dLog(M)」(濃度分率を分子量の対数値で微分した値)とした曲線をいい、wは濃度分率、Mは分子量を表す。
また、前記(メタ)アクリル系樹脂(B)のMw/Mnの値は1.5以上であることが好ましく、より好ましくは1.7以上、より更に好ましくは3.0以上である。微分分子量分布曲線の変曲点を4つ以上有し、かつ分子量分布の広い(メタ)アクリル系樹脂(B)をスチレン系樹脂組成物に含有させることにより、低分子量成分によってスチレン系樹脂組成物の粘度を低く抑えつつ、高分子成分の効果により溶融張力を向上させることができる。
【0045】
なお、本実施形態のスチレン系樹脂組成物を分子量1万以下の第1分子量成分と、分子量1万超の第2分子量成分とに区分した場合、分子量1万以下の第1分子量成分が所定量スチレン系樹脂組成物に含有すると、溶融樹脂の伸長粘度がより低くなり、成形性がより向上する傾向を示すことが確認された。本実施形態の分子量1万以下の第1分子量成分の割合は、スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.3~3.0質量%の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.7~2.6質量%、更に好ましくは0.9~2.5質量%、最も好ましくは1.0~2.1質量%の範囲である。当該第1分子量成分の量が0.5質量%未満であると、溶融樹脂の伸長粘度が高くなり、成形性が低下する。一方、第1分子量成分の量が3.0質量%超であると、低分子成分が過剰に存在することにより、成形品の機械強度が低下する。第1分子量成分の量を0.5~3.0質量%にすることで、機械強度と成形性の両方により優れた発泡押出シートを与える、スチレン系樹脂組成物を得ることができる。なお、分子量1万以下の第1分子量成分の量はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、標準ポリスチレンを用いた検量線法により標準ポリスチレン換算分子量として測定して得られた分子量分布から、組成物全体のうち分子量が1万以下の成分の割合を求めたものである。
本実施形態の好ましい形態において、微分分子量分布曲線の変曲点を4つ以上有し、かつ分子量分布の広い(メタ)アクリル系樹脂(B)をスチレン系樹脂組成物に含有させることで、低分子量成分の割合が増加し、前記スチレン系樹脂組成物のマトリックスポリマー部分の分子量1万以下の第1分子量成分が増加する。
【0046】
<(メタ)アクリル系樹脂(B)の製造方法>
本実施形態の(メタ)アクリル系樹脂(B)の製造方法は特に制限されるものではないが、不飽和カルボン酸系単量体単位(b1)と、必要に応じてその他単量体とを重合する塊状重合、溶媒を加えた溶液重合、あるいは水中に懸濁剤により有機層を分散させた懸濁重合等のプロセスにより製造することができる。
【0047】
「伸長粘度に対する溶融張力の比」
本実施形態では、スチレン系樹脂組成物の伸長粘度に対する溶融張力の比(MT/EV)を以下に記載の範囲とすることで、成形性に優れたスチレン系樹脂組成物及びそれを成形してなる発泡押出シートと成形品が得られている。成形性に優れた樹脂を得るためには溶融樹脂の伸びやすさと溶融樹脂の切れにくさとを両立させる必要がある。
【0048】
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物の溶融張力(MT)は溶融樹脂の切れにくさの指標として採用した物性値であり、具体的には、温度220℃、引取速度3.1m/minにおける測定値(gf)である。本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物のMTは5.0gf以上であることが好ましく、より好ましくは6.0gf以上、更に好ましくは7.0gf以上、より更に好ましくは8.0gf以上、更により好ましくは8.5gf以上、最も好ましくは10.0gf以上である。前記MTの上限としては130gf以下が好ましく、より好ましくは80gf以下、更に好ましくは40gf以下、より更に好ましくは30gf以下、最も好ましくは20gf以下である。本実施形態のスチレン系樹脂組成物のMTを5~130gfの範囲内に制御することで、溶融時に樹脂が切れにくいスチレン系樹脂組成物を得ることができる。
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物の伸長粘度(EV)は溶融樹脂の伸びの指標として採用した物性値であり、具体的には、温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における測定値(MPa・s)である。本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物のEVは0.6MPa・s以下であり、好ましくは0.59MPa・s以下であり、より好ましくは0.58MPa・s以下、更に好ましくは0.57MPa・s以下、更により好ましくは0.56MPa・s以下、より更に好ましくは0.55MPa・s以下、最も好ましくは0.53MPa・s以下である。下限としては0.15MPa・s以上が好ましく、より好ましくは0.10MPa・s以上、更に好ましくは0.15MPa・s以上、最も好ましくは0.20MPa・s以上である。本実施形態のスチレン系樹脂組成物のEVを特に0.15~0.6MPa・sの範囲に制御することで、溶融時に樹脂がより伸びやすいスチレン系樹脂組成物を得ることができる。
スチレン系樹脂組成物のEVは0.6MPa・s以下にするため効果的な手段としては、以下の(a)~(d)が挙げられる。
(a)スチレン系樹脂組成物の総量に対して、(メタ)アクリル系樹脂(B)の含有量を0超~46質量%とする。
(b)スチレン系樹脂組成物のマトリックスポリマー部分の分子量1万以下の第1分子量成分を0.5~3.0質量%にする。
(c)スチレン系樹脂組成物の総量に対して、微分分子量分布曲線の変曲点を4つ以上有する(メタ)アクリル系樹脂(B)を10質量%以上含有させる。
(d)スチレン系樹脂組成物に、高溶融張力低粘度化成分を1種又は2種以上を含有させる。
以上、(1)~(4)のうち1つ又は2つ以上の手段をとることにより、スチレン系樹脂組成物のEVを0.6MPa・s以下に制御しやすくなる。
【0049】
本実施形態における、スチレン系樹脂組成物の伸長粘度に対する溶融張力の比(MT/EV)の値は16.0以上であることが好ましく、より好ましくは16.6以上、更に好ましくは16.8以上、より更に好ましくは18.0以上、より更に好ましくは19.5以上である。前記溶融張力の比の上限としては400以下が好ましく、より好ましくは300以下、更に好ましくは200以下、より更に好ましくは100以下、最も好ましくは70以下である。
MT/EVが16以上であると、溶融樹脂が切れにくく、成形時に樹脂が切れるという問題が生じにくい。特に、EVが0.6MPa・s超であり、MT/EVを16未満とすると溶融樹脂が切れやすくなり、成形時に樹脂が切れるという問題が発生し好ましくない。一方、EVが0.6MPa・s超であり、かつMT/EVの値を400超とすると、成形時に樹脂を伸ばすために要する荷重が過剰に大きくなり、かえって成形性の悪化を招く。本実施形態において、成形性に優れた樹脂を得るためには溶融樹脂の伸びやすさと溶融樹脂の切れにくさとを両立させる必要があり、MT/EVを16~400の範囲とすることで、溶融樹脂が適度に伸びやすく切れにくい成形性により優れたスチレン系樹脂組成物、及びそれを成形してなる発泡押出シートと成形品を得ることができる。
【0050】
本実施形態において、スチレン系樹脂組成物の伸長粘度に対する溶融張力の比(MT/EV)の値を好ましい範囲とするために効果的な手段としては、以下の(1)~(10)が挙げられる。
【0051】
(1)スチレン系樹脂組成物の総量に対して、(メタ)アクリル系樹脂(B)の含有量を0超~46質量%とする。
(2)スチレン系樹脂組成物中に含まれる全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量を、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して10~50質量%とする。
(3)(メタ)アクリル系樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)を5~500万の範囲内にする。
(4)スチレン系樹脂組成物のマトリックスポリマー部分の分子量1万以下の第1分子量成分を0.5~3.0質量%にする。
(5)スチレン系樹脂組成物の総量に対して、微分分子量分布曲線の変曲点を4つ以上有する(メタ)アクリル系樹脂(B)を10質量%以上含有させる。
(6)スチレン系樹脂組成物に、高溶融張力低粘度化成分を1種又は2種以上を含有させる。
(7) スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)の含有量を8~25質量%とする。
(8)スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の総量に対して、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)の含有量を2~20質量%とする。
(9)スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の重量平均分子量を10~35万とする。
(10)炭素原子数10以上の1価アルコールの含有量を、スチレン系樹脂組成物の総量に対して、0.01~1.0質量%とする。
以上、(1)~(10)のうち1つ又は2つ以上の手段をとることにより、スチレン系樹脂組成物の伸長粘度に対する溶融張力の比(MT/EV)の値を好ましい範囲に制御しやすくなる。
【0052】
「その他の成分」
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物は必要に応じて、以下の任意成分である、高溶融張力低粘度化成分、無機粒子(H)、炭素原子数10以上の1価アルコール及び任意の添加成分からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することができる。
【0053】
<高溶融張力低粘度化成分>
実施形態におけるスチレン系樹脂組成物は、必要により高溶融張力低粘度化成分を1種又は2種以上を含有してもよい。前記高溶融張力低粘度化成分とは、前記スチレン系樹脂組成物のMTを5%以上向上させる効果、及び/又は、前記スチレン系樹脂組成物のEVを5%以上低下させる効果を有する添加剤である。具体的には、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)、スチレン系エラス
トマー(E)、アクリル系エラストマー(F)及びコアシェル型のゴム状重合体粒子(G)等が挙げられる。これにより、スチレン系樹脂組成物の伸長粘度に対する溶融張力の比(MT/EV)の値が大きくなり、ソリッドシート及び発泡シートの成形性が向上する。換言すると、成形性向上の観点から、実施形態におけるスチレン系樹脂組成物は、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)、スチレン系エラストマー(E)、アクリル系エラストマー(F)及びコアシェル型のゴム状重合体粒子(G)からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することが好ましい。
【0054】
<(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)>
本実施形態の好ましい態様として、本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)と共役ジエン系単量体単位(c2)とスチレン系単量体単位(c1)とを含有する(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)(単に樹脂(C)とも称する。)を更に含有することが好ましい。
スチレン系樹脂組成物は(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)を適量含有することで、強度に優れた成形体を成形できるスチレン系樹脂組成物が得られる。
本実施形態の(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)は、(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)とスチレン系単量体(c1)と必要に応じてその他単量体成分とを重合してなる共重合体、及び必要に応じて配合されるその他樹脂を含有するポリマーマトリックス(C1)中に、共役ジエン系単量体単位(c2)を主成分とするゴム状重合体の粒子(=ゴム状重合体粒子(C2))を分散して得られる樹脂をいい、例えば、いわゆるABS樹脂でありうる。
換言すると、本実施形態の(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)は、ポリマーマトリックス(C1)とゴム状重合体粒子(C2)とを含有する。そして、前記ポリマーマトリックス(C1)は、(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)、スチレン系単量体(c1)、及び必要に応じて配合されるその他単量体成分を重合してなる共重合体と、必要に応じて配合されるその他樹脂を含有する。また、前記ゴム状重合体粒子(C2)は、共役ジエン系単量体単位(c2)を主成分とするゴム状重合体の粒子である。
なお、本明細書における「主成分とする」とは、全体に対して50質量%以上占有することをいう。したがって例えば、共役ジエン系単量体単位(c2)(例えば、ブタジエン系単量体単位(c2))を主成分とするゴム状重合体の粒子とは、ゴム状重合体粒子(C2)全体に対して共役ジエン系単量体単位(c2)を50質量%以上占有することをいう。
【0055】
スチレン系単量体(c1)としては例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、エチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、及びビニルナフタレンが挙げられる。このなかでも、汎用性の観点からスチレンが好ましい。スチレン系単量体(c1)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0056】
本実施形態の共役ジエン系単量体単位(c2)としては、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン等が挙げられるが、工業的観点から1,3-ブタジエンが好ましい。共役ジエン系単量体単位(c2)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0057】
(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)としては例えば、アクリロニトリル単位、メタクリロニトリル単位等が挙げられる。このなかでも、工業的観点からアクリロニトリル単位が好ましい。(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)は、1種単独で
用いても、2種以上を併用してもよい。
【0058】
<<(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の好ましい形態>>
(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)を構成するポリマーマトリックス(C1)中の(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)とスチレン系単量体単位(c1)との質量比は、(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)/スチレン系単量体単位(c1)=5/95~40/60が好ましく、更に好ましくは10/90~35/65、より好ましくは15/85~30/70、最も好ましくは20/80~25/75の範囲である。特に前記質量比を20/80~30/70の範囲とすることで、前記(メタ)アクリル系樹脂(B)と相溶性に優れ、スチレン系樹脂組成物に添加した時の機械強度向上効果が高くなる。
【0059】
(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)を構成する共役ジエン系単量体単位(c2)を主成分とするゴム状重合体粒子(C2)の含有量としては、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の総量に対し、5~40質量%が好ましく、より好ましくは10~35質量%、更に好ましくは15~30質量%の範囲である。ゴム状重合体粒子(C2)の含有量を5~40質量%の範囲とすることで、スチレン系樹脂組成物に添加したときの剛性と衝撃性のバランスに優れる。
【0060】
(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)のゴム状重合体粒子(C2)の平均粒子径としては、0.10~1.00μmが好ましく、より好ましくは0.13~0.90μm、更に好ましくは0.16~0.70μm、より更に好ましくは0.20~0.50μmの範囲である。特に前記平均粒子径を0.20~0.50μmの範囲とすることで、スチレン系樹脂組成物に衝撃性の向上効果に優れる。
本開示において、平均粒子径の測定方法は、後述の実施例の欄に示す通り、透過型電子顕微鏡による断面観察画像から計測される値である。
また、ゴム状重合体粒子(C2)の好ましい形態としては、共役ジエン系単量体単位(c2)を構成成分とする中実のゴム状粒子をコアとし、当該コアを被覆するようスチレン系単量体単位(c1)及び(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)を含む重合体に被覆されている構造でありうる。
【0061】
(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)のポリマーマトリックス(C1)中には(メタ)アクリロニトリル系単量体単位(c3)とスチレン系単量体(c1)と主成分とする共重合体以外に、その他のポリマーを(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の総量に対して25質量%以下の範囲で含んでもよい。例えば、スチレン-アクリロニトリル-N-フェニルマレイミド共重合体等を添加することで、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の耐熱性を向上してもよい。
【0062】
本実施形態において、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の200℃でのメルトフローレートは、好ましくは0.2~7.0g/10分、より好ましくは0.3~6.0g/10分、更に好ましくは0.4~5.0g/10分である。上記メルトフローレートが0.2~7.0g/10分の範囲であれば、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)及び(メタ)アクリル系樹脂(B)との混合性が良く、また機械的強度も良好である。本開示で、メルトフローレートは、ISO 1133に準拠して、200℃、荷重49Nにて測定される値である。
【0063】
<<(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の製造方法>>
(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の製造方法としては、あらかじめラジカル塊状重合又は溶液重合にて調製したポリマーマトリックス(C1)の主成分となる樹脂と、ゴムラテックスにグラフト重合して調整したABSゴム状重合体粒子(
C2)を重合コンパウンドして調製する方法や後述の耐衝撃性スチレン系樹脂(D)のように、ゴム状重合粒子(C2)の調製とポリマーマトリックス(C1)とを同時に調製する方法があるが、必要に応じて最適な方法を選択することができる。
なお、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)と、後述の耐衝撃性スチレン系樹脂(D)との違いは、(メタ)アクリロニトリル単量体単位の含有量が異なる。すなわち、前者の(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)中の(メタ)アクリロニトリル単量体単位の含有量は、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の総量に対して、3質量%超含有する。一方、後述の耐衝撃性スチレン系樹脂(D)中の(メタ)アクリロニトリル単量体単位の含有量は、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の総量に対して、3質量%以下含有する。
【0064】
<耐衝撃性スチレン系樹脂(D)>
本実施形態の好ましい態様として、スチレン系樹脂組成物は、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)(単に樹脂(D)とも称する。)を含有することが好ましい。スチレン系樹脂組成物はゴム変性スチレン系樹脂(D)を適量含有することで、強度に優れた成形体を作製できるスチレン系樹脂組成物が得られる。
本実施形態のゴム変性スチレン系樹脂(D)は、スチレン系単量体単位(d1)と必要に応じて含有されるその他単量体単位(d3)からなる樹脂のポリマーマトリックス(D1)中に、ゴム状重合体(D2)の粒子(=ゴム状重合体粒子(D2))を分散して、当該ゴム状重合体(D2)の存在下でスチレン系単量体(d1)を重合することにより得られるいわゆるハイインパクトポリスチレン樹脂(HIPS樹脂)でありうる。換言すると、本実施形態の耐衝撃性スチレン系樹脂(D)は、ポリマーマトリックス(D1)とゴム状重合体粒子(D2)とを含有する。そして、前記ポリマーマトリックス(D1)は、スチレン系単量体(d1)及び必要に応じて配合されるその他単量体(d3)を重合してなる重合体を含有する。また、前記ゴム状重合体粒子(D2)は、共役ジエン系単量体単位(d2)を主成分とするゴム状重合体(D2)の粒子であり、必要によりスチレン系単量体単位(d1)を含む重合体により前記粒子の表面がグラフト化されていてもよい。
【0065】
本実施形態のスチレン系組成物中における耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の含有量は、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して、0.5~30質量%が好ましく、より好ましくは2~20質量%、より更に好ましくは3~15質量%である。耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の含有量を3~15質量%の範囲とすることにより、より強度に優れたスチレン系樹脂組成物を得ることができる。
【0066】
<<ゴム状重合体粒子(D2)>>
本実施形態において、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)中のゴム状重合体粒子(D2)を構成するゴム状重合体(D2)としては、共役ジエン系単量体(d2)から形成されることが好ましく、共役ジエン系単量体単位(d2)を有する重合体であることがより好ましい。当該ゴム状重合体(D2)の具体例としては、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等が使用できるが、工業的観点から、ポリブタジエン及びスチレン-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、シス含有率の低いローシスポリブタジエン、又はこれらの両方を用いることができる。スチレン-ブタジエン共重合体の構造としては、ランダム構造であってもよく、ブロック構造であってもよく、これらの組合せであってもよい。これらのゴム状重合体は、一種を単独で用いてもよく、又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。ブタジエン系ゴムを水素添加した飽和ゴムを使用することもできる。
本願明細書において「共役ジエン系単量体」は、先述の共役ジエン系単量体(c2)、共役ジエン系単量体(d2)及び共役ジエン系単量体(e2)の総称である。また、本明細書において「ゴム状重合体粒子」は、ゴム状重合体粒子(C2)、及びゴム状重合体粒
子(D2)の総称である。
そして、当該共役ジエン系単量体は、ゴム状重合体粒子を構成する単量体単位のうち、一対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン等が挙げられる。
本実施形態におけるゴム状重合体粒子(D2)は、当該ゴム状重合体(D2)の分散粒子中に、スチレン系単量体単位(d1)を含む重合体又は当該スチレン系単量体単位(d1)及びその他単量体(d3)を含む重合体を内包していることが好ましい。当該内包の形態としては、スチレン系単量体単位(d1)を有する重合体のドメイン相を複数ゴム状重合体(D2)が内包した、いわゆるサラミ構造型の分散粒子が好ましい。
<<その他単量体(d3)>>
本実施形態の耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の任意成分であるその他単量体(単位)(d3)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸(n-ブチル)、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸(n-ブチル)、メタクリル酸イソプロピル等の(メタ)アクリル酸エステル系モノマーが挙げられるが、工業的に入手し易い点から、アクリル酸(n-ブチル)、メタクリル酸メチルが好ましい。
本実施形態において、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)中のその他単量体(単位)(d3)の含有量は、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の総量に対して、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましい。
【0067】
<<共役ジエン系単量体単位(d2)の含有量>>
本実施形態において、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)中の共役ジエン系単量体単位(d2)の含有量は、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の総量に対して、好ましくは0.5~15.0質量%、より好ましくは1.0~13.0質量%、より更に好ましくは2.0~12.0質量%である。耐衝撃性スチレン系樹脂(D)及びスチレン系樹脂組成物中の共役ジエン系単量体単位(d2)の含有量は、後述の実施例の項に記載する手順、又はこれと等価な方法で測定することができる。
【0068】
<<ゴム状重合体粒子(D2)の平均粒子径>>
本実施形態における耐衝撃性スチレン系樹脂(D)中のゴム成分であるゴム状重合体(D2)は、スチレン系樹脂組成物中にゴム状重合体(D2)の粒子として存在している。この場合のゴム状重合体粒子(D2)の平均粒子径は好ましくは0.3~5.0μm、より好ましくは0.5~4.0μm、更に好ましくは0.7~3.0μmである。耐衝撃性スチレン系樹脂(D)はゴム状重合体粒子(D2)の存在下で撹拌機付きの反応器内でスチレン系単量体(d1)を重合させて得られるが、ゴム状重合体粒子(D2)の平均粒子径は、撹拌機の回転数、用いるゴム状重合体(D2)の分子量等で調整することができる。本開示で、ゴム状重合体粒子(D2)の平均粒子径は、後述の実施例の欄で示す通り、透過型電子顕微鏡による断面観察画像から計測される値である。なお、上記ゴム状重合体粒子(D2)は後述の発泡シート中では発泡時に引き延ばされ、粒子径は150~400%程度大きくなる。
【0069】
本実施形態において、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の200℃でのメルトフローレートは、好ましくは0.5~10.0g/10分、より好ましくは0.7~8.0g/10分、更に好ましくは1.0~7.0g/10分である。上記メルトフローレートが0.5~10.0g/10分の範囲であれば、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)及び(メタ)アクリル系樹脂(B)との混合性が良く、また機械的強度も良好である。本開示で、メルトフローレートは、ISO 1133に準拠して、200℃、荷重49Nにて測定される値である。
【0070】
<<耐衝撃性スチレン系樹脂(D)製造方法>>
耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の製造方法は特に制限されるものではないが、ゴム状重合体(D2)の存在下、スチレン系単量体(d1)と必要に応じてその他単量体(d3)、及び溶媒を重合する塊状重合(若しくは溶液重合)、反応途中で懸濁重合に移行する塊状-懸濁重合、あるいはゴム状重合体(D2)であるラテックス粒子の存在下、スチレン系単量体(d1)を重合する乳化グラフト重合にて製造することができる。塊状重合においては、ゴム状重合体(D2)、スチレン系単量体(d1)、並びに必要に応じてその他単量体(d3)や有機溶媒、有機過酸化物、及び/又は連鎖移動剤を添加した混合溶液を、完全混合型反応器又は槽型反応器と、複数の槽型反応器とを直列に連結し構成される重合装置に連続的に供給することにより製造することができる。
【0071】
<スチレン系エラストマー(E)>
本実施形態の好ましい態様として、スチレン系樹脂組成物はスチレン系エラストマー(E)(単にエラストマー(E)とも称する。)を更に含有することが好ましい。本発明のスチレン系樹脂組成物に使用するスチレン系エラストマー(E)は、ハードブロックをスチレン系単量体(単位)(e1)、ソフトブロックを共役ジエン系単量体(単位)(e2)のブロック共重合体のことである。エラストマー(E)としては、スチレン系単量体(単位)(e1)のハードブロックと、ブタジエン単量体単位のソフトブロックとを有するブロック共重合体がより好ましい。
当該スチレン系単量体(e1)としては、上記スチレン系単量体(a1)と同様の単量体が挙げられる。また、当該共役ジエン系単量体(e2)としては、上記共役ジエン系単量体(c2)と同様の単量体が挙げられる。
【0072】
スチレン系エラストマー(E)のブロック共重合の連鎖構造としては、スチレン系単量体(e1)-ブタジエンジブロック型、スチレン系単量体(e1)-ブタジエン-スチレン系単量体(e1)トリブロック型、ブタジエン-スチレン系単量体(e1)-ブタジエントリブロック型等が挙げられるが、機械強度向上観点からスチレン系単量体(e1)-ブタジエン-スチレン系単量体(e1)のトリブロック型のものが好ましい。
【0073】
スチレン系エラストマー(E)を構成するスチレン系単量体単位(e1)と共役ジエン系単量体単位(e2)の含有量としては、スチレン系単量体単位(e1)の含有量が30~70質量%であることが好ましく、より好ましくはスチレン系単量体単位(e1)の含有量が35~65質量%であり、共役ジエン系単量体単位(e2)の含有量は100質量%の残余である。スチレン系単量体単位(e1)の含有量が35~65%であれば、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)への分散性が適度に良くなり、機械的強度及び外観に優れたものが得られる。
スチレン-ブタジエンエラストマー等のスチレン系エラストマー(E)の製造法としてはラジカル重合法、アニオン重合法、高分子反応法が挙げられるが、工業的観点からアニオン重合法が好ましい。
【0074】
スチレン系エラストマー(E)中の共役ジエン系単量体(e2)の含有量が50質量%を超える場合、本実施形態のスチレン系組成物中におけるスチレン系エラストマー(E)の含有量は、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.5~15質量%が好ましく、より好ましくは1~12質量%、より更に好ましくは2~7質量%でありうる。一方、スチレン系エラストマー(E)中の共役ジエン系単量体単位(e2)の含有量が50質量%以下の場合、スチレン系組成物中におけるスチレン系エラストマー(E)の含有量は、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して3~30質量%が好ましく、より好ましくは5~20質量%より好ましくは7~15質量%である。上記範囲とすることで、スチレン系樹脂組成物へ添加した際に耐熱性の低下を抑えて機械強度を向上することができる。
なお、スチレン系エラストマー(E)と、後述のアクリル系エラストマー(F)との違い
は、スチレン系単量体単位の含有量が異なる。すなわち、前者のスチレン系エラストマー(E)中のスチレン系単量体単位の含有量は、スチレン系エラストマー(E)の総量に対して、3質量%超含有する。一方、後述のアクリル系エラストマー(F)中のスチレン系単量体単位の含有量は、アクリル系エラストマー(F)の総量に対して、3質量%以下含有する。
【0075】
<アクリル系エラストマー(F)>
本実施形態の好ましい態様として、スチレン系樹脂組成物はアクリル系エラストマー(F)(単にエラストマー(F)とも称する。)を含有することが好ましい。本発明の樹脂組成物に使用するアクリル系エラストマー(F)はハードブロックをメタクリル酸メチル単量体単位(f1)、ソフトブロックをアクリル酸エステル単量体単位(f2)とするブロック共重合体のことである。アクリル系エラストマー(F)としては、メタクリル酸メチル単量体(単位)のハードブロックと、アクリル酸エステル単量体単位(f2)のソフトブロックとを有するブロック共重合体がより好ましい。
したがって、アクリル系エラストマー(F)はブロック共重合体であるが、(メタ)アクリル系樹脂(B)は、ランダム重合体又は交互重合体である点で両者は相違する。
当該アクリル酸エステル単量体(f2)としては、上記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(b1)のうちアクリル酸エステル単量体単位と同様の単量体が挙げられる。
【0076】
アクリル系エラストマー(F)のブロック共重合の連鎖構造としてはメタクリル酸メチル-アクリル酸エステル(f2)ブロック型、メタクリル酸メチル-アクリル酸エステル(f2)-メタクリル酸メチルトリブロック型、アクリル酸エステル(f2)-メタクリル酸メチル-アクリル酸エステル(f2)トリブロック型等が挙げられるが、機械強度向上観点からメタクリル酸メチル-アクリル酸エステル(f2)-メタクリル酸メチルのトリブロック型のものが好ましい。
【0077】
アクリル系エラストマー(F)を構成するメタクリル酸メチル単量体(f1)とアクリル酸エステル単量体(f2)との含有量としては、メタクリル酸メチル単量体(f1)の含有量が20~65質量%が好ましく、より好ましくは30~55質量%である。一方、アクリル酸エステル単量体(f2)の含有量は100質量%の残余である。メタクリル酸メチル単量体(f1)の含有量が20~65%であれば、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)への分散性が適度に良くなり、機械的強度及び外観に優れたものが得られる。
【0078】
本実施形態のスチレン系組成物中におけるアクリル系エラストマー(F)の含有量は、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して、0.5~20質量%が好ましく、より好ましくは1~17質量%、より更に好ましくは2~15質量%であり、0.5~20質量%の範囲とすることで、スチレン系樹脂組成物へ添加した際に耐熱性の低下を抑えて機械強度を向上することができる。
【0079】
<コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)>
本実施形態の好ましい態様として、本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、共役ジエン系単量体単位(g1―1)又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g1-2)を含むゴム状粒子(コア部に相当)にスチレン系単量体単位(g2―1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)を含有する共重合体がグラフトしてなるコアシェル型のゴム状重合体粒子(G)(単にコアシェル粒子(G)ともいう)を更に含有することが好ましい。
本実施形態のコアシェル型のゴム状重合体粒子(G)は、共役ジエン系単量体単位(g1-1)又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g1-2)を含むゴム状粒子をコア部とし、当該コア部を少なくとも一部被覆するシェル部として、スチレン系単量体単位(g2-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)を含有する
グラフト共重合体を有する。換言すると、前記コア部の少なくとも一部がスチレン系単量体単位(g2-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)を含有するグラフト共重合体に被覆された構造を有する。前記コア部の個数は、好ましくは1個であればよい。
【0080】
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)の含有量としてはスチレン系樹脂組成物の総量に対して、1~45質量%であることが好ましく、より好ましくは2~40質量%、更に好ましくは3~35質量%、より更に好ましくは4~30質量%、最も好ましくは5~25質量%である。1質量%以上とすることで、機械強度及び低温衝撃耐性を向上することができ、25質量%以下とすることで耐熱性及び剛性低下を防ぐことができる。
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)のゴム状粒子を構成する共役ジエン系単量体(g1-1)は、一対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン等が挙げられる。
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)のゴム状粒子を構成する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g1-2)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸(n-ブチル)、アクリル酸(2-メトキシエチル)、アクリル酸(2-エチルヘキシル)、アクリル酸(n-オクチル)、アクリル酸ベンジル等が挙げられ、工業的な観点からアクリル酸エチル、アクリル酸(n-ブチル)が好ましい。
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)のグラフト共重合体(シェル部)を構成するスチレン系単量体単位(g2-1)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、β-メチルスチレン、パラメチルスチレン、オルトメチルスチレン、メタメチルスチレン、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及びα-メチルスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)のグラフト共重合体(シェル部)を構成する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)は、メタクリル酸エステル単量体単位及びアクリル酸エステル単量体単位を包含する。また、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸(n-ブチル)、アクリル酸(2-エチルヘキシル)、アクリル酸(n-オクチル)、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸(2-エチルヘキシル)、メタクリル酸(n-オクチル)、メタクリル酸ベンジル等が挙げられ、工業的に入手しやすく安価な点から、アクリル酸メチル、アクリル酸(n-ブチル)、メタクリル酸メチルが好ましい。
【0081】
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)におけるゴム状粒子を構成する共役ジエン系単量体(g1-1)又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g1-2)の含有量は、ゴム状重合体粒子(G)の総量に対して、好ましくは30~90質量%、より好ましくは40~85質量%、更に好ましくは50~80質量%、より更に好ましくは55~75質量%である。ゴム状粒子を構成する単量体単位の含有量が高いほど、少ない添加量で機械的強度の向上が大きく好ましい。一方、ゴム状粒子を構成する単量体単位の含有量が高すぎると、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)を含有するグラフト共重合体の含有量が少なくなり、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)との相溶性低下により、機械強度の向上効果が低下する原因となる。
【0082】
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)のグラフト共重合体におけるスチレン系単量体単位(g2-1)の含有量は、0~90質量%、より好ましくは0~70質量%、更に好ましくは0~10質量%である。グラフト共重合体におけるスチレン系単量体単位(g2)の含有量を10質量%以下とすることで、グラフト鎖中に含有される(メタ)アクリル酸メチル単量体単位(g2-2)の含有量が増加し、本実施形態のスチレン系樹脂組成物を構成するマトリックスポリマー部分との相溶性を確保することができ、機械強度の向上効果を効率的に得ることができる。
なお、前記マトリックスポリマー部分とは、樹脂(A)及び樹脂(B)を必須に含有し、かつ任意成分であるポリマーマトリックス(C-1)、ポリマーマトリックス(D-1)、スチレン系エラストマー(E)、アクリル系エラストマー(F)、炭素原子数10以上の1価アルコール及び任意の添加成分からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する。換言すると、前記マトリックスポリマー部分とは、スチレン系樹脂組成物中に含まれる各種ゴム状重合体粒子及び無機粒子(H)以外の成分をいう。
【0083】
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)のグラフト共重合体における(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)の含有量は、10~100質量%、より好ましくは30~96質量%、更に好ましくは70~95質量%である。グラフト共重合体における(メタ)アクリル酸メチル単量体単位(g2-2)の含有量を70質量%以上とすることで、本実施形態のスチレン系樹脂組成物を構成するマトリックスポリマー部分との相溶性を確保することができ、機械強度の向上効果を効率的に得ることができる。
【0084】
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)の平均粒子径としては0.05~0.90μmが好ましく、より好ましくは0.08~0.85μm、更に好ましくは0.10~0.75μm、より更に好ましくは0.15~0.70μmである。特に粒子径を0.15~0.70μmの範囲とすることで、スチレン系樹脂組成物の強度付与効果に優れる。更に 本開示において、平均粒子径の測定方法は、後述の実施例の欄に示す通り、透過型電子顕微鏡による断面観察画像から計測される値である。
【0085】
コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)の製造方法としては、ゴム成分を含有するラテックス(例えば、ブタジエンゴムラテックス及び/又はアクリルゴムラテックス)粒子を製造してから、スチレン系単量体単位(g2-1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(g2-2)を共重合させる乳化重合法が好ましい。
【0086】
<無機粒子(H)>
本実施形態の好ましい態様として、スチレン系樹脂組成物は無機粒子(H)を含有することが好ましい。無機粒子(H)をスチレン系樹脂組成物中に添加することで、発泡成形時の発泡核剤としての役割を果たすとともに、組成物及び発泡シートを含む成型体の剛性向上に寄与する。
【0087】
無機粒子(H)としては例えば、カオリン、マイカ、シリカ、炭酸カルシム、炭酸ナトリウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、クレー、ベントナイト、タルク、ケイソウ土等の等を用いることができる。なかでも食品包装用途への適用実績が豊富で安全性が担保されているタルクが好ましい。
【0088】
無機粒子(H)の含有量は、スチレン系樹脂組成物の総量を100質量%としたときに、0.1~7.0質量部が好ましく、更に好ましくは0.2~6.0質量部、より更に好ましくは0.3~4.0質量部である。0.1~7.0質量部の範囲とすることで、食品包装向け発泡シートに好適な発泡倍率のシートが得ることができる。
【0089】
無機粒子(H)のスチレン系樹脂組成物への添加法について特に制限はないが、スチレン系樹脂組成物を押出混練する際に直接ブレンドしても良いし、工業的な生産し易さからあらかじめ無機微粒(H)を既知の高濃度で含有した樹脂マスターバッチを作成して添加してもよい。
【0090】
<炭素原子数10以上の1価アルコール>
本実施形態における炭素原子数10以上の1価アルコール(以下単にアルコールともいう。)は任意成分であり、成形時のスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)のゲル化を抑制し、良好な外観のスチレン系樹脂組成物及びスチレン系樹脂組成物からなる成形体の外観向上に寄与する。炭素原子数10以上の1価アルコールの含有量は、前記スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、0.01~1.0質量%であり、好ましくは0.03~0.8質量%、より好ましくは0.05~0.6質量%、より更に好ましくは0.07~0.5質量%である。炭素原子数10以上の1価アルコールの含有量を0.01質量%以上にすることで、成形加工時におけるスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)のゲル化を抑制することができ、1.0質量%以下にすることで耐熱性低下と臭気の発生を抑えることができる。炭素原子数10以上の1価アルコールの含有量を0.07~0.5質量%にすることで特に耐熱性を低下させることなく、十分なゲル抑制効果を得られる。
【0091】
炭素原子数10以上の1価アルコールとしては、水酸基を1つ含む炭素原子数10以上のアルコール類であり、アルコールを構成する炭素鎖中に酸素又は窒素等のヘテロ原子を含んでもよく、当該炭素鎖中に2重結合、3重結合、エステル結合、アミド結合等、単結合以外の結合を含んでもよい。炭素原子数としては16以上が好ましく、より好ましくは17以上、より更に好ましくは18以上50以下である。上記炭素原子数10以上の1価アルコールは、スチレン系樹脂組成物又はスチレン系樹脂組成物からなる成形体に含有されていればよい。したがって、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)又は(メタ)アクリル系樹脂(B)を重合する際に使用する重合溶液中に炭素原子数10以上の1価アルコールを存在(又は添加)させることにより、最終生成物である樹脂組成物中に1価アルコールを残留させてもよく、あるいはスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)と(メタ)アクリル系樹脂(B)を混錬する際に添加し押出機中で混合させることで含有させてもよい。
【0092】
本実施形態において、炭素原子数10以上の一価アルコールの沸点は、260℃以上が好ましく、更に好ましくは270℃以上、より更に好ましくは290℃以上である。アルコール類の沸点が260℃未満であると、揮発性が高くなり、成形時等に異臭が発生する傾向がある。
【0093】
上記炭素原子数10以上の1価アルコールとしては、特に限定されないが、例えば、1-ヘキサデカノール、イソヘキサデカノール、1-オクタデカノール、5,7,7-トリメチル-2-(1,3,3-トリメチルブチル)-1-オクタノール、イソオクタデカノール、1-イソイソエイコサノール、8-メチル-2-(4-メチルヘキシル)-1-デカノール、2-ヘプチル-1-ウンデカノール、2-ヘプチル-4-メチル-1-デカノール、2-(1,5-ジメチルヘキシル)-(5,9-ジメチル)-1-デカノール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類等が挙げられる。
【0094】
上記ポリオキシエチレンアルキルエーテル類は以下の一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
【化2】
(上記一般式(2)中、Rは炭素原子数12~20のアルキル基であり、Xはエチレンオキサイドの平均付加数を表し、1~15の整数である。)
好ましいアルコールの具体的な製品名としては日産化学社製「ファインオキソコール180」や花王社製「エマルゲン109P」等が挙げられる。
【0095】
「任意の添加成分」
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、上記(A)~(H)成分及び炭素原子数10以上の1価アルコール以外に、スチレン系樹脂において使用が一般的な各種の任意の添加成分を、公知の作用効果を達成するために配合し、スチレン系樹脂組成物とすることもできる。本実施形態の任意の添加成分としては、例えば、安定剤、高級脂肪酸系界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、可塑剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、防曇剤、又は鉱油等の添加剤があげられる。配合の方法については特に規定はないが、例えば、重合時に添加して重合する方法、又は重合後溶融混練する前に、ブレンダーであらかじめ添加剤を混合し、その後、押出機又はバンバリーミキサー等にて溶融混錬する方法等が挙げられる。
【0096】
上記酸化防止剤として、例えばオクタデシル-3-(3,5-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール(製品としてはイルガノックス1076)等のヒンダートフェノール系酸化防止剤、トリス(2,4-ジ-ターシャリーブチルフェニル)フォスファイト(製品としてはイルガフォス176)等のリン系酸化防止剤等を挙げることができる。これらの安定剤をそれぞれ単独、あるいは2種以上を組み合わせて適宜用いてもよい。添加時期については、特に制限はなく、重合工程又は脱揮工程のいずれでもよい。また、押出機やバンバリーミキサー等機械的装置で製品に安定剤を混合することもできる。
【0097】
本実施形態の好ましい態様として、スチレン系樹脂組成物は、高級脂肪酸系界面活性剤を含有することが好ましい。高級脂肪酸系界面活性剤の添加により、発泡シートのブロッキング防止効果が得られるほか、適度に添加することにより、樹脂組成物の混練時にペレット同士のトルク低減や、計量安定に寄与する。そのため、高級脂肪酸系界面活性剤の含有量としては、スチレン系樹脂組成物の総量に対して、0.002~0.1質量部の範囲とすることが好ましい。上記効果が得られ、0.1質量部以下にすることでスチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)のゲル化剤として寄与してしまうことを防ぐことができる。
高級脂肪酸系界面活性剤の添加方法としては各樹脂の重合時に添加しても、スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)と(メタ)アクリル系樹脂(B)の混練時に追加で練り込んでも良い。
【0098】
高級脂肪酸系界面活性剤としては特に限定されるものではないが、例えばステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミド等が挙げられるが、中でもエチレンビスステアリン酸アミドが好ましい。
【0099】
[スチレン系樹脂組成物の物性と性状]
以下に本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物の物性と性状について述べる。
【0100】
<スチレン系樹脂組成物の組成>
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とを有し、かつ樹脂(A)及び樹脂(B)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、65~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは75~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(C)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及び樹脂(C)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(C)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(C)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(D)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及び樹脂(D)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(D)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(D)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(E)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及びエラストマー(E)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(E)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、エラストマー(E)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(F)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及びエラストマー(F)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~90質量%でありうる。
【0101】
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(F)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、エラストマー(F)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とコアシェル粒子(G)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及びコアシェル粒子(G)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とコアシェル粒子(G)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、コアシェル粒子(G)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と無機粒子(H)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)及び無機粒子(G)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、60~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは75~98質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と無機粒子(H)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、無機粒子(H)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、75~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは80~98質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(D)とエラストマー(E)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(D)及びエラストマー(E)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは85~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(D)とエラス
トマー(E)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(D)、エラストマー(E)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(C)とエラストマー(F)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(C)及びエラストマー(F)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは85~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)、樹脂(C)、エラストマー(F)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(C)、エラストマー(F)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
【0102】
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)と樹脂(D)とエラストマー(F)とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(D)及びエラストマー(F)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは85~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)、樹脂(D)、エラストマー(F)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)、樹脂(B)、樹脂(D)、エラストマー(F)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
【0103】
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(E)とコアシェル粒子(G)とを有し、かつ樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(E)とコアシェル粒子(G)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは85~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(E)とコアシェル粒子(G)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(E)とコアシェル粒子(G)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
【0104】
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(F)とコアシェル粒子(G)とを有し、かつ樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(F)とコアシェル粒子(G)の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、70~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは85~90質量%でありうる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(F)とコアシェル粒子(G)と任意の添加成分とを有し、かつ樹脂(A)と樹脂(B)とエラストマー(F)とコアシェル粒子(G)及び任意の添加成分の合計含有量が、スチレン系樹脂組成物全体に対して、85~100質量%占めることが好ましく、より好ましくは90~95質量%でありうる。
【0105】
<1万以下の第1分子量成分>
本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、上記樹脂(A)と上記樹脂(B)とを有し、必要により配合される、(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)、耐衝撃性スチレン系樹脂(D)、スチレン系エラストマー(E)、アクリル系エラストマー(F)、コアシェル粒子(G)、無機粒子(H)、炭素原子数10以上の1価アルコール及び任意の添加成分からなる群から選択される1種又は2種以上を含みうる。そして、本実施形態のスチレン系樹脂組成物は、樹脂(A)及び樹脂(B)を必須に含有し、かつ任意成分であるポリマーマトリックス(C1)、ポリマーマトリックス(D1)、スチレン系エラストマー(E)、アクリル系エラストマー(F)、炭素原子数10以上の1価アルコール及び任意の添加成分からなる群から選択される1種又は2種以上を含有するマトリックスポリマー部分(いわゆるポリマーの連続相)を有する。
本実施形態のマトリックスポリマー部分において、前記マトリックスポリマー部分を分子量1万以下の分子量成分(=第1分子量成分)と、分子量1万超の分子量成分(=第2分子量成分)とに区分した場合、当該1万以下の第1分子量成分が、スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.5~3.0質量%の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.7~2.6質量%、更に好ましくは0.9~2.5質量%、最も好ましくは1.0~2.1質量%の範囲である。1万以下の第1分子量成分量が0.5質量%未満であると、溶融樹脂の伸長粘度が高くなり、成形性が低下する。一方、1万以下の第1分子量成分の量が3.0質量%超であると、低分子成分が過剰に存在することにより、成形品の機械強度が低下する。1万以下の第1分子量成分量を0.5~3.0質量%にすることで、機械強度と成形性の両方により優れた発泡押出シートを与える、スチレン系樹脂組成物を得ることができる。
なお、分子量1万以下の第1分子量成分の量はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、標準ポリスチレンを用いた検量線法により標準ポリスチレン換算分子量として測定して得られた分子量分布から、組成物全体のうち分子量が1万以下の成分の割合を求めたものである。
【0106】
<ビカット軟化温度>
本実施形態において、スチレン系樹脂組成物のビカット軟化温度は105℃以上であることが好ましく、より好ましくは109℃以上、より更に好ましくは112℃以上である。当該ビカット軟化温度を105℃以上とすることにより、一般の500W前後の電子レンジにおける加熱調理に適用可能なシート、容器が得られ、112℃以上にすることでコンビニエンスストアー等に置かれる1000W以上の業務用高出力電子レンジでの加熱料理にも耐えることができる。当該ビカット軟化温度は、ISO306に準拠して、荷重50N、昇温速度50℃/hの条件で測定することができる。
【0107】
<共役ジエン系単量体単位の含有量>
本実施形態において、スチレン系樹脂組成物中に含まれる共役ジエン系単量体単位の含有量は、スチレン系樹脂組成物全体に対し、0~10質量%が好ましく、より好ましくは0.3~5.0質量%、より更に好ましくは0.5~4.8質量%、最も好ましくは0.6~4.0の範囲である。共役ジエン系単量体単位の含有量を0.6~4.0質量%の範囲とすることにより、低温衝撃強度と剛性のバランスに優れた組成物及び該組成物を成形してなる成型体、シート、容器を得ることができる。
なお、上記共役ジエン系単量体単位は、上記の通り、共役ジエン系単量体(c2)、共役ジエン系単量体(d2)及び共役ジエン系単量体(e2)の総称である。
【0108】
<スチレン系樹脂組成物における(メタ)アクリル酸単量体又は(メタ)アクリル酸エステル単量体>
本実施形態において、スチレン系樹脂組成物に含まれる全(メタ)アクリル酸単量体単位の含有量が、前記スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、2~20質量%含有することが好ましく、好ましくは3~15質量%、より好ましくは4~13質量%、より更に好ましくは5~10質量%、最も好ましくは6~8質量%である。組成物全体における(メタ)アクリル酸単量体の含有量が上記範囲であると、耐熱性向上効果を十分に得ることができる。
なお、上記全(メタ)アクリル酸単量体の含有量とは、スチレン系樹脂組成物中に存在する全(メタ)アクリル酸単量体単位の合計量を示すため、樹脂(A)、樹脂(B)及びそ
の他の成分(樹脂(C)、樹脂(D)、エラストマー(F)、コアシェル粒子(G)及び任意の添加成分)中の(メタ)アクリル酸単量体単位の各含有量も換算される。
【0109】
本実施形態において、スチレン系樹脂組成物に含まれる全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が、前記スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して6~55質量%含有することが好ましく、好ましくは10~52質量%、より好ましくは17~47質量%、最も好ましくは25~である。組成物全体における(メタ)アクリル酸エステル単量体の含有量が上記範囲であると、機械強度の向上効果を十分に得ることができる。
なお、上記全(メタ)アクリル酸エステル単量体の含有量とは、スチレン系樹脂組成物中に存在する全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量を示すため、樹脂(A)、樹脂(B)及びその他の成分(樹脂(C)、ゴム状重合体粒子(D)、樹脂(E)、エラストマー(G)、コアシェル粒子(G)及び任意の添加成分)中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の各含有量も換算される。
【0110】
上記範囲にスチレン系樹脂組成物に含まれる全(メタ)アクリル酸単量体単位、及び全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量を制御することにより、前記(メタ)アクリル酸単量体単位による耐熱性の向上効果を得ることができ、結果として耐熱性に優れたスチレン系樹脂組成物及びそれを成型してなる発泡シート、容器を得ることができる。
【0111】
<スチレン系樹脂組成物中のスチレン系成分の含有量の含有量>
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物は、スチレン系成分を含有する。ここでいうスチレン系成分とは、スチレン系単量体(単位)(a1)及びその他の成分(樹脂(B)、樹脂(C)、ゴム状重合体粒子(D)、樹脂(E)、エラストマー(F)、コアシェル粒子(G)及び任意の添加成分)に含まれうるスチレン系単量体(単位)の総称をいう。
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物は、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、スチレン系成分(全スチレン系単量体(単位))の含有量は45~85質量%であることが好ましく、より好ましくは55~83質量%、更に好ましくは58~80質量%である。45~85の範囲であると成型性、耐熱性のバランスに優れたスチレン系樹脂組成物を得ることができる。
【0112】
本実施形態におけるスチレン系樹脂組成物の好ましい態様は、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、スチレン系単量体単位の含有量は45~85質量%であり、(メタ)アクリル酸単量体単位の含有量は2~20質量%であり、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量は6~55質量%である。また、別の好ましい態様は、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、スチレン系単量体単位の含有量は45~72質量%であり、(メタ)アクリル酸単量体単位の含有量は5~10質量%であり、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量は17~50質量%であり、共役ジエン系単量体単位の含有量は0.5~10質量%である。
【0113】
本実施形態のスチレン系樹脂組成物に含有された全ゴム状重合体粒子の平均粒子径は、0.08~5.0μmであることが好ましく、0.10~4.0μmであることがより好ましく、0.20~2.5μmであることが更に好ましく、0.25~2.0μmであることがより更に好ましい。
全ゴム状重合体粒子、いわゆるみかけのゴム状重合体粒子の平均粒子径が上記範囲であると、スチレン系樹脂組成物に対する強度付与効果が最大になる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物全体における全ゴム状重合体粒子の総量(内包樹脂を含む)は、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、0.5~8.0質量%であることが好ましく、0.6~6.5質量%であることがより好ましく、0.7~5.5質量%であることが更に好ましく、0.8~4.5質量%であることがより更に好
ましい。
スチレン系樹脂組成物に含有される全ゴム状重合体粒子の含有量が上記範囲であると、スチレン系樹脂組成物に対する強度付与効果が最大になる。
なお、全ゴム状重合体粒子の含有量とは、各ゴム状重合体粒子、すなわちABSゴム状重合体粒子(C2)及びゴム状重合体粒子(D2)がそれぞれ共役ジエン系単量体単位以外の成分(ポリマードメイン相)を包摂している場合は、当該共役ジエン系単量体単位以外の成分(ポリマードメイン相)も全ゴム状重合体粒子の含有量に含まれる。
本実施形態のスチレン系樹脂組成物全体における全ゴム状重合体粒子における共役ジエン系単量体の含有量(=ゴム量)は、スチレン系樹脂組成物の総量(100質量%)に対して、0~10質量%が好ましく、より好ましくは0.3~5.0質量%、より更に好ましくは0.5~4.8質量%、最も好ましくは0.6~4.0の範囲である。強度と剛性のバランスに優れたスチレン系樹脂組成物及び該組成物を成形してなる成型体、シート、容器を得ることができる。
前記全ゴム状重合体粒子としては、ゴム状重合体粒子(C2)とゴム状重合体粒子(D2)とを包含する。
【0114】
[押出シート]
本開示の別の態様は、上述した本発明のスチレン系樹脂組成物を用いて形成されてなる押出シートを提供する。押出シートは非発泡及び発泡のいずれでもよい。押出シートの製造方法としては、通常知られている方法を用いることができる。非発泡押出シートの製造方法としては、Tダイを取り付けた短軸又は2軸押出成形機で、1軸延伸機又は2軸延伸機でシートを引き取る装置を用いる方法等を用いることができ、発泡押出シートの製造方法としては、Tダイ又はサーキュラーダイを備え付けた押出発泡成形機を用いる方法等を用いることができる。
【0115】
<発泡押出シート>
本発明の発泡押出シートの製造方法としては従来公知の所謂押出発泡により得ることができる。即ち、押出機を用いて前記基材樹脂と必要に応じて添加される後述の発泡核剤(気泡調整剤)等の各種の添加剤を加熱、溶融、混練し、物理発泡剤を圧入して更に混練した後、適切な樹脂温度に調整された発泡性溶融樹脂を、ダイを通して大気圧下に押出して発泡させることによって形成される。
【0116】
本実施形態において、発泡押出シートを形成する場合、押出発泡時の発泡剤としては通常用いられる物質を使用できる。発泡剤としてはノルマルブタン、イソブタン、ペンタン、フロン、二酸化炭素、水、ジエチルエーテル等を使用することができ、ブタン、イソブタン、ジエチルエーテルが好適であり、上記発泡から2種類以上を組みわせて使用することもできる。発泡成形時の発泡剤の添加量としては、発泡せしめるスチレン系樹脂組成物を100質量部としたときに、0.5~8.0質量部が好ましく、より好ましくは1.0~6.0質量部、更に好ましくは2.0~5.0質量部、より更に好ましくは2.5~4.5質量部の範囲である。特に2.0~5.0質量部の範囲とすることで樹脂の可塑化効果と発泡性に優れる。
【0117】
本実施形態において、発泡押出シートを形成する場合、押出発泡時の発泡核剤としては通常用いられる物質を使用できる。例えば前記無機粒子(H)として挙げたタルク、シリカ、マイカ等を使用できる。発泡核剤の含有量は、スチレン系樹脂組成物の総量を100質量部としたときに、0.1~7.0質量部が好ましく、更に好ましくは0.2~6.0質量部、より更に好ましくは0.3~4.0質量部である。0.1~7.0質量部の範囲とすることで、食品包装向け発泡シートに好適な発泡倍率のシートが得ることができる。発泡核剤を添加する方法としては、直接添加しても良いし、あるいはあらかじめ高濃度の発泡核剤を押出混練により分散させた樹脂ペレットを添加するマスターバッチを用いても
良い。
【0118】
本実施形態において、発泡押出シートの厚みは0.3mm~5.0mmであることが好ましく、より好ましくは0.5~3.0mmの範囲である。0.5~3.0mmの範囲とすることで強度と生産性のバランスに優れた発泡押出シートを提供することができる。
【0119】
本実施形態において、発泡押出シートの見かけ密度は0.05~0.30g/cm3であることが好ましく、より好ましくは、0.06~0.20g/cm3、より好ましくは、0.07~0.10g/cm3である。特に0.07~0.10g/cm3の範囲とすることで強度と生産性のバランスに優れた発泡押出シートを提供することができる。
【0120】
本実施形態において、発泡押出シートの坪量は70~300g/m2であることが好ましく、より好ましくは75~250g/m2、更に好ましくは80~200g/m2、より更に好ましくは90~150g/m2である。特に80~200g/m2の範囲とすることで強度と生産性のバランスに優れた発泡押出シートを提供することができる。
【0121】
本実施形態において、発泡押出シートの発泡倍率は5~18倍が好ましく、より好ましくは6~17倍、更に好ましくは7~16倍、より更に好ましくは8~15倍である。
【0122】
本実施形態において、JIS K7138:2006の方法に準拠して求められる発泡押出シートの独立気泡率は、75%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、83%以上が更に好ましく、86%以上がより更に好ましい。特に独立気泡率を80%以上とすることで、脆弱な連続気泡が少ないことになるので、強度に優れた発泡シートを得ることができる。
【0123】
本実施形態において、発泡押出シートの平均気泡径は200~500μmが好ましく、より好ましくは250~450μmの範囲である。200~500μmの範囲とすることで強度と生産性のバランスに優れた発泡押出シートを提供することができる。
【0124】
本発明の発泡押出シートは、フィルムを更にラミネートすること等によって多層化してもよい。使用するフィルムの種類は、一般のポリスチレンに使用されるもので差し支えない。例えばPP(ポリプロピレン)/PS(ポリスチレン)ドライラミネートフィルム等が挙げられ、ラミネートするフィルムの厚みとしては5~200μmが好ましく、より好ましくは10~150μm、より更に好ましくは20~100μmの範囲である。20~100μmの範囲の範囲とすることで、軽量化、強度、耐油性補強のバランスに優れる。
本実施形態の好ましい発泡押出シートは、スチレン系樹脂組成物の発泡体層と、当該発泡体層の少なくとも一方の面上に設けられるポリスチレン層と、当該ポリスチレン層の綿上に設けられるポリプロピレン層と、を有する積層体である。当該構造により、食品等と接触しうる最外側の層にポリプロピレン層が設けられるため、耐油性に優れた容器を提供しうる。また、スチレン系樹脂組成物の発泡体層はスチレン系単量体単位を含有するため、前記ポリスチレン層との相溶性及び密着性に優れた容器を提供しうる。
【0125】
[2次成形品]
発泡シートを熱成形して得られる成形体は電子レンジ加熱食品用容器として好適に用いられるものである。熱成形法としては、真空成形や圧空成形等が挙げられる。かかる熱成形法は、短時間に連続して容器を得ることができるので、好ましい方法である。尚、前述のラミネートフィルムを熱圧着した積層シートを熱成形する場合、得られる成形体の内側に耐油性に優れるポリオレフィン系樹脂フィルムが位置するように成形することが好ましい。
【実施例0126】
次に本発明を実施例及び比較例により詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例における樹脂及び押出シート等の分析、評価方法は、下記の通りである。
【0127】
[各樹脂及び樹脂組成物の組成評価]
(1)各単量体単位の含有量の測定
以下の条件にて熱分解GC/MSにて実施例及び比較例で調製した樹脂組成物中に含まれる各単量体単位の含有量の測定を行なった。
試料調製:各樹脂、及び実施例及び比較例で調製した樹脂組成物をクロロホルムに5質量%で溶解し、20μLをサンプルカップに滴下し、80℃で24時間真空乾燥した。
測定条件
熱分解ユニット
機器 :フロンティアラボ製 PY-3030D
加熱炉温度 :600℃
GC
機器 :島津製作所製 GCMS-GP2020NX
カラム :Ultra Alloy-CW
(長さ30m、膜厚0.25μm、径0.25mmφ)
カラム温度 :40℃に3分間保持し、10℃/分で昇温させ、250℃で10分間保持した。
注入口温度 :250℃
検出器温度 :230℃
スプリット比 :1/300
キャリアガス :ヘリウム
検出方法 :質量分析計(MSD)
なお、各単量体ピークの検出に際し、ピークの重なりや、ピーク強度の飽和を避けるため、適宜サンプルの希釈率等の前処理や、使用するカラムや、検出条件を適宜調整してもよい。
(2)各樹脂組成物中における炭素原子数10以上の1価アルコールの含有量の測定
実施例及び比較例で調製した樹脂組成物全体に対する炭素原子数10以上の1価アルコールの含有量を、ガスクロマトグラフィーを用いて以下の条件で測定した。
試料調製:樹脂1.0gをメチルエチルケトン5mLに溶解後、更に標準物質としてp-ジエチルベンゼンを200μg/gになるように調整したヘキサン5mLを加えポリマー成分を再沈させ、上澄み液を採取し、測定液とした。
測定機器:Agilent社製 6850 シリーズ GCシステム
検出器:FID
カラム:DB-WAX
長さ:60m
膜厚:0.50μm
径:0.320mmφ
注入量:1μL
スプリット比:50:1
カラム温度:100℃で5分保持→10℃/分で130℃まで昇温→10℃/分で180℃まで昇温→180℃で10分保持→20℃/分で220℃まで昇温→220℃で10分保持
注入口温度:230℃
検出器温度:300℃
キャリアガス:ヘリウム
なお、炭素原子数10以上の1価アルコール(C)のピークの検出に際し、他ピークの
重なりや、ピーク強度の飽和を避けるため、適宜サンプルの希釈率等の前処理や、使用するカラムや、検出条件を適宜調整してもよい。
[各樹脂及び樹脂組成物の特性評価]
(3)1万以下の第1分子量成分の量の測定
実施例及び比較例で製造した各樹脂及び樹脂組成物の1万以下の第1分子量成分の比率を、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で標準ポリスチレンを用いた検量線法により、標準ポリスチレン換算分子量として測定した。
測定機器: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:示差屈折率計
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。
【0128】
(4)ビカット軟化温度の測定
実施例及び比較例で製造した各樹脂及び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。ビカット軟化温度が105℃を超えるものがシート成形物、容器成形物をレンジ加熱する際に想定する温度下での寸法安定性に優れ、特に115℃を超えるものについては実用温度にてほとんど寸法変化しない傾向であった。
【0129】
(5)溶融張力の測定
実施例及び比較例で製造した各樹脂及び樹脂組成物の溶融張力(gf)は、以下の条件で測定した。
測定機器:マルバーン社製 キャピラリーレオメーター RH10
キャピラリーダイ:2mmφ×20mmL
測定温度:220℃
ピストン降下速度:8.1mm/min
巻取り速度:3.1m/min
乾燥条件:測定前に各樹脂及び樹脂組成物を80℃で2時間乾燥させた。
実施例のスチレン系樹脂組成物及び比較例で得られた樹脂組成物を80℃で2時間以上乾燥した後、それぞれ約30gをシリンダーに投入し、8.1mm/minでピストンを降下させた。サンプル投入から6分経過後、ダイから出てきたストランドをブーリーと巻取りドラムに取り付け、3.0m/minで巻取りを開始した。サンプル投入から10分後、巻取り速度を3.1m/minまで上げ溶融張力測定を開始した。5分間で溶融張力値を100回測定し、その平均値を溶融張力(MT)測定値とした。
【0130】
(6)伸長粘度の測定
実施例及び比較例で製造した各樹脂及びスチレン系樹脂組成物の伸長粘度(EV)の測定は、以下の粘弾性測定に基づいて行った。
装置名:TA Instruments社製 粘弾性測定装置 ARES-G2
測定システム:ARES-EVFオプション
試験片寸法:長さ20mm、幅10mm、厚さ0.8mm
伸長ひずみ速度:1.0/s
測定温度:160℃
測定雰囲気:窒素気流中
予熱時間:2分
予備伸長ひずみ速度:0.03/s
予備伸長長さ:0.295mm
予備伸長後緩和時間:2分
実施例のスチレン系樹脂組成物及び比較例で製造した各樹脂組成物を80℃で2時間以上乾燥した後、(株)創研製50トンコンプレッション成形機(以下、圧縮成形機)にて0.7mm厚の試験片を成形した。成形した試験片は吸湿を防ぐため、測定までデシケーターの中で保管した。試験片を止め具間が18mmのローラーに取り付け、温度が測定温度で安定した後、2分間静置し予熱を行った。予熱終了後、上記の条件で予備伸長を行った後、2分間静置し前記予備伸長で生じた応力を緩和させ、伸長粘度測定を行った。ヘンキーひずみが0.5の時の測定値を伸長粘度(EV)測定値とした。
【0131】
(7)ソリッドシートの面衝撃の評価
実施例のスチレン系樹脂組成物及び比較例で製造した各樹脂組成物を80℃で2時間以上乾燥した後、圧縮成型機にて0.7mm厚のソリッドシートを作成した。8×8cmに切り出した後、東洋精機製フィルムインパクトテスター(No.195)を用いてによりフィルムインパクトを測定、n8平均を値とした。
【0132】
(8)非発泡シートの深絞り成形性の評価
実施例のスチレン系樹脂組成物及び比較例で製造した各樹脂組成物を80℃で2時間以上乾燥した後、圧縮成形機にて0.7mm厚のソリッドシートを作成した。得られたシートから縦250mm×横250mmの大きさの試験片を切り出し、創研製のシート容器成型機を用いて、このシート成形機の固定枠で試験片を挟み、ヒータの平均温度を230℃、雰囲気温度を120℃に設定し、20秒間加熱した。次いで、径10cm深さ6cmの丼容器の金型(温度40℃)に固定枠ごとスライドさせて真空成形を行い、成形体を20個ずつ成形した。この成形体の側面に引裂きが生じていないかを目視で確認し、引裂きが起こらず成形可能であった成形体の個数を深絞り成形性の指標とした。
【0133】
[発泡押出シートの特性評価]
(9)発泡押出シートの坪量(g/m2)
実施例及び比較例で製造した発泡押出シートから両端20mmを除き、0.10×0.10mのシート切片を作製した。各切片の質量を測定し、1.0m2あたりに換算した質量を坪量(g/m2)として算出した。
【0134】
(10)発泡押出シートの独立気泡率
発泡押出シートの独立気泡率はJIS K7138に準拠し測定した。
【0135】
(11)発泡押出シートの耐熱性の測定
実施例及び比較例で製造した発泡押出シートのMD方向を長辺とし10cm×1.5cmの短冊に切り出し、110℃に設定したオーブンに60分間入れた後、発泡押出シートの変形を測定し、熱変形から耐熱性について以下の評価をした。
具体的には、上記寸法変化は、以下の式(I)により、熱変形前後の10cmの長さの変化量を測定し、n5平均を値とした。
式(I):寸法変化(%)=(オーブンに60分間入れた後の発泡シートのMD方向の長さ-オーブンに入れる前の発泡押出シートのMD方向の長さ)/オーブンに入れる前の発泡押出シートのMD方向の長さ
◎:寸法変化なし
〇:寸法変化1%以下
△:寸法変化1%以上3%以下
×:寸法変形3%以上
【0136】
(12)発泡シートの深絞り成形性の評価
実施例及び比較例で製造した発泡押出シートから縦250mm×横250mmの大きさの試験片を切り出し、23±3℃、相対湿度50±5%にて20日間にわたって放置した。その後、創研製のシート容器成型機を用いて、このシート成型機の固定枠で発泡シートを挟み、ヒータの平均温度を230℃、雰囲気温度を160℃に設定し、15秒間加熱した。次いで、径10cmで深さ3cm又は6cmの深さが異なるコップ状の金型(温度40℃)に固定枠ごとスライドさせて真空成形を行い、成形体を100個ずつ成形した。この成形体の側面に引裂きが生じていないかを目視で確認し、引裂きが起こらず成形可能であった成形体の個数を深絞り成形性の指標とした。
【0137】
[発泡押出シートを2次成形してなる成形品の特性評価]
実施例及び比較例にて製造した発泡押出シートを熱板成型機にて、熱板温度を285℃、加熱時間5.0秒の条件で、口径200mm、高さ45mmの内嵌合蓋を嵌め込み可能な発泡容器に成形し、以下の(13)、(14)に記載の評価に供した。
【0138】
(13)発泡容器の衝撃強度
上記発泡容器底の中央部から縦80×横80mmの試験片を切り出し、東洋精機製フィルムインパクトテスター(No.195)を用いてにより、容器外側部分に衝撃を加える向きでフィルムインパクトを測定、n8平均を値とし、以下の観点で評価した。
◎:4.0kg以上
〇:2.0kg・cm以上~4.0kg・cm以下
×:2.0kg・cm未満
2.0kgf未満の容器では、運搬容器の割れが発生する傾向であった。
【0139】
(14)発泡容器の外観
上記発泡容器表面の状態を目視で観察した。表面に不均一な凹凸や荒れが確認されなかった成形品を外観が良好である成形品であると判断し、成形品100個中の外観が良好な成形品の個数を評価の指標とした。
【0140】
[各樹脂の調製及びスチレン系樹脂組成物の製造例]
以下各樹脂の調整とスチレン系樹脂組成物の具体的な製造方法について述べる。
<スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)の製造例>
-スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A-1)の調製-
スチレン65.5質量部、メタクリル酸メチル3.3質量部、メタクリル酸5.8質量部、エチルベンゼン22.9質量部、2-エチル-1-ヘキサノール2.5質量部及び1,1-ビス(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン0.027質量部からなる重合原料組成液を、0.8リットル/時の速度で、容量が3.6リットルの完全混合型反応器に供給し、次に未反応モノマー及び重合溶媒等の揮発成分を除去する単軸押出機を連結した脱揮装置へと連続的に供給した。完全混合反応器の重合温度は130℃とした。単軸押出機の温度を210~230℃、圧力を10torrに設定して、未反応モノマー及び重合溶媒等の揮発成分を脱揮した。脱揮された揮発成分を-5℃の冷媒を通した凝縮器で凝縮し、未反応液として回収し、スチレン系樹脂は樹脂ペレットとして回収した。上述の分析法によって得られた樹脂(A-1)の物性を以下の表1に示す。
【0141】
-スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A-2)の調製-
表1に記載の各単量体のフィード量を用いて、上記樹脂(A-1)の調製における重合条件により、上記樹脂(A-1)と同様の手順で樹脂(A-2)を調製した。得られた樹脂(A-2)の組成及び物性を表1に示す。
【0142】
-スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A-3)の調製-
モノマーとしてスチレンのみを用いて、上記と同様の手順にてスチレン単独重合体として樹脂(A-3)を表1に示す組成、物性にて得た。
【0143】
【0144】
<(メタ)アクリル系樹脂(B)の製造例>
-(メタ)アクリル系樹脂(B-1)の調製-
攪拌機を有する5L容器に水2kg、第三リン酸カルシウム65g、炭酸カルシウム39g、ラウリル硫酸ナトリウム0.39gを投入し、それらを混合・撹拌することで懸濁剤を調製した。次に60Lの反応器に水26kgを投入して80℃に昇温し、懸濁重合の準備を行った。80℃に達して恒温状態になったことを確認した後、重合原料としてメタクリル酸メチル1.52kg、アクリル酸メチル0.22kg、ラウロイロパーオキサイド0.99g、n-オクチルメルカプタン4.93g、及び上記懸濁剤を投入した。その後、約80℃を保って懸濁重合を行い、発熱ピークを観測後、92℃に1℃/minの速度で昇温し、92℃で60分間温度を保持した。続いて50℃まで冷却した後、20質量%硫酸を投入して懸濁剤を溶解させた。次いでその重合反応溶液を60L反応器から取り出し、篩目開き1.7mmの篩にかけて巨大凝集物を除去した後、ブフナー漏斗にて水層と固形物とを分離し、ビーズ状ポリマーを得た。当該ビーズ状ポリマーをブフナー漏斗上で、5回、約20Lの蒸留水で洗浄、脱水を繰り返した後、乾燥させ、単軸押出機を用いてペレタイズし、ペレット状の樹脂である(メタ)アクリル系樹脂(B-1)(以下、樹脂(B-1)と称する。他の(メタ)アクリル系樹脂(B-2)及び(B-3)も同様)を得た。
【0145】
-(メタ)アクリル系樹脂(B-2)、(B-3)及び(B-5)の調製-
表2に記載の各単量体のフィード量を用いて、上記樹脂(B-1)の調製における重合条件により、上記樹脂(B-1)と同様の手順で(メタ)アクリル系樹脂(B-2)、(B-3)及び(B-5)を調製した。得られた当該樹脂(B-2)、(B-3)及び(B-5)の組成及び物性を表2に示す。
【0146】
-(メタ)アクリル系樹脂(B-4)の調製-
エチレン、メタクリル酸メチル、及び重合開始剤であるt-ブチル-ペルオキシ-2-エチルヘキサノアートをチューブラー型反応器に供給し、次に未反応モノマー及び重合溶媒等の揮発成分を除去する単軸押出機を連結した脱揮装置へと連続的に供給した。フィードガス中のメタクリル酸メチルのガス濃度は5.5質量%とした。チューブラー型反応器での重合温度は220℃とした。単軸押出機の温度を150~170℃、圧力を10torrに設定して、未反応モノマー及び重合溶媒等の揮発成分を脱揮した。樹脂はペレット
として回収した。上述の分析法によって得られた樹脂(B-4)の物性を以下の表2に示す。
【0147】
-(メタ)アクリル系樹脂(B-6)の調製-
本実施例における樹脂(B-6)としては東亞合成社製ARUFON UP-1021を使用した。
【0148】
-(メタ)アクリル系樹脂(B-7)の調製-
本実施例における樹脂(B-7)としては住友化学製アクリフトWH206-Fを使用した。
【0149】
【0150】
なお、(メタ)アクリル系樹脂(B)の特性を確認するために、一例として上記樹脂(B-1)及び(B-2)について変曲点の個数を測定した。具体的には、GPC測定から得られた微分分子量分布曲線の二階導関数が0となる点を変曲点とし、変曲点の個数をカウントしたところ、上記樹脂(B-1)の微分分子量分布曲線の変曲点は2個、上記樹脂(B-2)の微分分子量分布曲線の変曲点は4個となった。
【0151】
<(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の製造例>
本実施例で用いた(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(C)の調製方法の概略は、まずブタジエン-スチレン-アクリロニトリルグラフト共重合体粒子(ゴム状重合体粒子(C2))を高濃度で含む樹脂(C2-1)を製造し、別途調製しておいたスチレン-アクリロニトリル共重合体(C1-1)と前記ブタジエン-スチレン-アクリロニトリルグラフト共重合体粒子を高濃度で含む樹脂(C2-1)とを混練希釈し、ゴム状重合体粒子(C2)とポリマーマトリックス(C1)の濃度を所望の値に調整する手法である。以下、調製方法の具体例について説明する。
【0152】
-(メタ)アクリロニトリル-ジエン-スチレン系樹脂(以下、ABS樹脂)(C-1)の調製-
ポリブタジエンゴムラテックス(平均粒子径0.280μm、固形分37質量%122質量部に対して、ターシャリードデシルメルカプタン0.1質量部及び脱イオン水23質量部を加え、気相部を窒素置換した後、55℃に昇温した。ついで、1.5時間かけて70℃まで昇温しながら、アクリロニトリル14質量部、スチレンを37質量部、ターシャリードデシルメルカプタン0.5質量部及びクメンハイドロパーオキシド0.15質量部からなる単量体混合液に対して、脱イオン水50質量部にナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2質量部、硫酸第一鉄0.004質量部並びにエチレンジアミンテトラ酢酸2ナトリウム塩0.04質量部を溶解してなる水溶液を4時間にわたり添加した。添加終了後にクメンハイドロパーオキシド0.02質量部を加えた後、更に1時間、反応槽を70℃に制御しながら重合反応を完了した。
このようにして得られたスチレン-アクリロニトリル共重合体(C1-1)とブタジエン-スチレン-アクリロニトリルグラフト共重合体(C2-1)との混合物に、シリコーン樹脂製消泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、製品名TSA737)及びフェノール系酸化防止剤エマルジョン(中京油脂株式会社製、製品名L-673)を添加した。その後、固形分濃度が10質量%となるように脱イオン水を加えて調整し、70℃に加温した。その後、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝固させ、スクリュープレス機にて固液分離を行った。この時の含水率は10質量%であった。これを乾燥させてブタジエン-スチレン-アクリロニトリルグラフト共重合体粒子(C2-1)を高濃度で含む樹脂(C2-1)を得た。
上記樹脂(C2-1)の組成比は、組成解析の結果、アクリロニトリル17質量%、ブタジエン45質量%、スチレン38質量%であった。またブタジエン-スチレン-アクリロニトリルグラフト共重合体はポリブタジエンゴムラテックス同様に粒子の形態をとり、その平均粒子径は0.30μmであった。
一方で、撹拌機付き完全混合型反応機に、スチレン63質量部、アクリロニトリル22質量部、エチルベンゼン15質量部からなる単量体混合物を連続的にフィードし、150℃、滞留時間2時間で重合反応を行った。得られた重合溶媒を押出機に連続的に供給し、脱揮押出機で未反応単量体、溶媒を回収し、スチレン-アクリロニトリル共重合体(C1-1)を得た。該共重合体(C1-1)の組成は、フーリエ変換赤外分光光度計(FR-IR)(日本分光(株)製)を用いた組成分析の結果、アクリロニトリル30質量%、スチレン70質量%であった。
上記の手順にて得られたブタジエン-スチレン-アクリロニトリルグラフト共重合体粒子(ゴム状重合体粒子(C2))を高濃度で含む樹脂(C2-1)とスチレン-アクリロ
ニトリル共重合体(C1-1)を2軸押出機にて押出混練、ペレタイズすることで、ペレット状のABS樹脂としてABS樹脂(C-1)を得た。
【0153】
-ABS樹脂(C-2)の調製-
各単量体のフィード量、重合条件を調整し、上記ABS樹脂(C-1)と同様の手順により樹脂(C2-1)を調製したのち、ABS樹脂90質量部とスチレン-アクリロニトリル-N-フェニルマレイミド共重合体10質量部を2軸押出機にて押出混練、ペレタイズすることで、ペレット状のABS系コンパウンド樹脂としてABS樹脂(C-2)を得た。得られたABS樹脂(C-2)の組成及び物性を表3に示す。
【0154】
【0155】
<耐衝撃性スチレン系樹脂(D)の製造例>
-耐衝撃性スチレン系樹脂(D-1)の調製-
攪拌機を備えた層流型反応器3基(1.5リットル)を直列に連結し、その後に二段ベント付き押出機を配置した重合装置を用いて、耐衝撃性スチレン系樹脂(D-1)(以下、樹脂(D-1))を製造した。撹拌機付き原料タンクにスチレン82.4質量部、エチルベンゼン9.0質量部、ゴム状重合体(D2)として宇部興産社製ハイシスブタジエンゴム13HBを8.6質量部、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン0.02質量部を投入、撹拌機でゴム成分を溶解後、この原料溶液を反応器に0.75リットル/hrの容量で供給し、第1段の反応機の温度を110~120℃、第2段の反応機の温度を120~130℃、第3段の反応機の温度140~150℃で重合を行った。また押出機温度は210~240℃、真空度は3kPa、最終反応器から出た重合液中の全固形分は70.5質量%であった。ゴム状重合体粒子(D2)の平均粒子径は第1段層流型反応機の撹拌機の回転数を110rpmに調整することで制御した。得られた耐衝撃性スチレン系樹脂(D-1)(以下、樹脂(D-1)と称する。他の耐衝撃性スチレン系樹脂樹脂(D-2)及び(D-3)も同様)の組成、特性を表4に示す。
【0156】
-耐衝撃性スチレン系樹脂樹脂(D-2)及び(D-3)の調製-
ゴム状重合体(D2)として宇部興産社製ハイシスブタジエンゴム15HBを用いて、上記と同様の手順にて樹脂(D-2)及び樹脂(D-3)を表4に示す組成、物性にて得た。
【0157】
-耐衝撃性スチレン系樹脂樹脂(D-4)の調製-
モノマーとしてスチレン、メタクリル酸メチル、ゴム状重合体(D2)として宇部興産社製ハイシスブタジエンゴム15HBを用いて、上記と同様の手順にて樹脂(D-4)を表4に示す組成、物性にて得た。
【0158】
【0159】
<実施例で使用したスチレン系エラストマー(E)>
本明細書の実施例においてスチレン系エラストマー(E)としては、旭化成社製スチレン-ブタジエンブロック共重合体タフプレン125(=スチレン系エラストマー(E-1))を用いた。以下、表5に特性を示す。
【0160】
【0161】
<実施例で使用したアクリル系エラストマー(F)>
本明細書の実施例においてアクリル系エラストマー(F)として以下の3種を用いた。
樹脂(F-1):クラレ社製クラリティLA4285
樹脂(F-2):クラレ社製クラリティLA2270
樹脂(F-3):クラレ社製クラリティLA2250
上記何れのアクリル系エラストマー(F)もポリ(メタクリル酸メチル-b-アクリル酸(n-ブチル)-b-メタクリル酸メチル)トリブロック共重合体であり、以下の表6に示す性状を有する。
【0162】
【0163】
<コアシェル型のゴム状重合体粒子(G)の製造例>
-ゴム状重合体粒子(G-1)の調製-
撹拌機付耐圧容器に純水200質量部、エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム塩0.002質量部、硫酸第一鉄0.0012質量部、エチレンジアミンテトラ酢酸ジナトリウム塩0.008質量部、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム0.03質量部、を仕込み、脱酸した後に、ブタジエン100質量部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.05質量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.2質量部を添加し、それから6時間かけてポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウムを1.4質量部滴下した後、反応溶液中のpH6.5~7.5において50℃で124時間保持し、転化率98重量%で、平均粒子径0.18μmのジエン系ゴムラテックスを得た。
続いて上記で得られたゴムラテックス(固形分約71部)を60℃に保持しながら、単量体としてのスチレン及びメタクリル酸メチルを1時間にわたって添加した。また上記単量体の添加と同時に、t-ブチルハイドロパーオキサイド0.09質量部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.1質量部、の添加を開始し、それから反応溶液中のpHを6.5~7.5、温度を約60℃に保ちながら2時間かけて全量を添加した。更に反応溶液を、約60℃で1時間保持して、平均粒子径200nmのグラフト共重合体ラテックスを調製し、酸化防止剤としてイルガノックス1076を1質量部添加した後、塩化カルシウム水溶液で凝析処理し、水洗、脱水乾燥を経ることで粉体としてゴム状重合体粒子(G-1)を得た。ゴム状重合体粒子(G-1)の組成及び物性を表7に示す。
【0164】
-ゴム状重合体粒子(G-2)及び(G-3)の調製-
グラフト鎖のモノマーとしてメタクリル酸メチル及びアクリル酸(n-ブチル)を用いて、上記(G-1)と同様の手順で(G-2)及び(G-3)を調製した。得られたゴム状重合体粒子(G-2)及び(G-3)の組成及び物性を表7に示す。
【0165】
-ゴム状重合体粒子(G-4)の調製-
ゴムラテックスのモノマーとしてアクリル酸(n-ブチル)を用いて、上記(G-1)と同様の手順で(G-4)を調製した。得られたゴム状重合体粒子(G-4)の組成及び物性を表7に示す。
【0166】
-ゴム状重合体粒子(G-5)の調製-
本実施例における樹脂(G-5)としては三菱ケミカル社製メタブレンW-450Aを使用した。
【0167】
【0168】
<実施例で使用した炭素原子数10以上の1価アルコール>
本明細書の実施例において炭素原子数10以上の1価アルコールとして以下アルコール種を使用した。
日産化学社製のファインオキソコール180(5,7,7-トリメチル-2-(1,3,3-トリメチルブチル)-1-オクタノールを使用した。
花王社製のエマルゲン109P(ポリオキシエチレン(9)ラウリルエーテルモノアルコール)を使用した。
【0169】
<<スチレン系樹脂組成物及び発泡押出シートの製造例>>
以下にスチレン系樹脂組成物及び発泡押出シートの詳細な製造方法について示す。
[実施例1]
-スチレン系樹脂組成物の製造-
スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)として表1記載の樹脂(A-1)を93.0質量部、(メタ)アクリル系樹脂(B)として表2記載の樹脂(B-1)を7.0質量部、ファインオキソコール180を0.12質量部の比率でドライブレンドし、芝浦機械社製二軸押出機TEM26SSを用いて混練押出、ペレタイズを経て、ペレット状樹脂としてスチレン系樹脂組成物[1]を得た。スクリュー回転数150rpm、シリンダー温度は180~230℃、フィード量10kg/hとした。樹脂温度は250~260℃であった。スチレン系樹脂組成物[1]の性状及び物性の評価結果を表8-1に示す。
-発泡押出シートの製造-
上記にて得られたスチレン系樹脂組成物[1]100質量部、無機微粒子(H)としてタルク(松村産業社製ハイフィラー#12)を1.0質量部の質量比でドライブレンドし押出機へ供給した。押出機のシリンダー最大温度は250℃に設定した。溶融混練された樹脂組成物に発泡剤としてイソブタン/ノルマルブタンの質量比が65/35である混合ブタンをスチレン系樹脂組成物[1]100質量部に対して4.0質量部圧入し、環状ダイより円筒状に押出し、発泡させた。得られた円筒状発泡体にエアーを吹き付けて冷却した後、冷却マンドレルによる冷却工程を経て、押出方向に円筒状発泡体を切り開くことで、発泡押出シート[1]を得た。
得られた発泡押出シート[1]の評価結果及び該発泡押出シート[1]を2次成形してなる発泡容器の評価結果を表8-1に示す。
【0170】
[実施例2~36]
配合を下記表8-1~表8-4のように変更した以外は実施例1と同様にしてスチレン系樹脂組成物〔2〕~〔36〕及び発泡押出シート〔2〕~〔36〕を得た。得られたスチレン系樹脂組成物〔2〕~〔36〕及び発泡押出シート〔2〕~〔36〕の評価結果及び発泡押出シートを2次成形してなる発泡容器の評価結果を表8-1~表8-4に示す。
【0171】
【0172】
【0173】
【0174】
【0175】
[比較例1~3]
混合配合を下記表9のように変更した以外は実施例1と同様にして樹脂組成物及び2軸延伸シートを得た。得られた樹脂組成物及び発泡シートの評価結果、及び発泡シートを2次成形してなる発泡容器の評価結果を表9に示す。
【0176】
本発明にて得られるスチレン系樹脂組成物は、耐熱性、透明性、剛性、耐熱油性及び外観に優れる。そのため本発明のスチレン系樹脂組成物は、押出成形でも非発泡シート又は発泡シート、それらを用いた食品包装容器、又は射出成形による成形品(電気製品部品、玩具、日用品、各種工業部品)等に幅広く使用可能で、特に電子レンジ加熱調理対応の包装材において有用であり、産業界に果たす役割は大きい。
温度220℃、引取速度3.1m/minにおける前記スチレン系樹脂組成物の溶融張力(gf)を、温度160℃、歪速度1.0/s、ヘンキー歪0.5における前記スチレン系樹脂組成物の伸長粘度(MPa・s)で割った値が16以上である、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
前記不飽和カルボン酸系単量体単位(a2)は、(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)からなる群から選択される1種又は2種以上である、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)は、前記スチレン系単量体単位(a1)、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)及び前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を必須成分とし、
前記スチレン-不飽和カルボン酸系樹脂(A)全体に対し、前記(メタ)アクリル酸単量体単位(a2-1)を2~30質量%含み、かつ前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a2-2)を1~20質量%含む、請求項4に記載のスチレン系樹脂組成物。
前記スチレン系樹脂組成物中に含まれる全(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して10~50質量%である、請求項4に記載のスチレン系樹脂組成物。
前記(メタ)アクリル系樹脂(B)は、メタクリル酸メチル単量体単位とメタクリル酸メチル以外の単量体単位が1種又は2種以上とからなる共重合体であり、前記共重合体の総量に対してメタクリル酸メチル単量体単位を10~98質量%含有する、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。
前記スチレン系樹脂組成物を1万以下の第1分子量成分と1万超の第2分子量成分とに区分した場合、前記1万以下の第1分子量成分が、前記スチレン系樹脂組成物の総量に対して0.5~3.0質量%である、請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂組成物。