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JP2004300354A - 熱可塑性樹脂組成物およびそれからなる成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物およびそれからなる成形品 Download PDF

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JP2004300354A
JP2004300354A JP2003097366A JP2003097366A JP2004300354A JP 2004300354 A JP2004300354 A JP 2004300354A JP 2003097366 A JP2003097366 A JP 2003097366A JP 2003097366 A JP2003097366 A JP 2003097366A JP 2004300354 A JP2004300354 A JP 2004300354A
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Tadakatsu Takasaki
忠勝 高崎
Tomoyuki Uno
智幸 宇野
Masaki Kunitomi
正樹 國富
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Abstract

【課題】透明性、耐薬品性および色調安定性が均衡して優れた熱可塑性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】芳香族ビニル系単量体(a1)、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)、シアン化ビニル系単量体(a3)およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)を含有するビニル系単量体混合物(a)を重合してなるビニル系共重合体(A)に、ゴム質重合体(b)の存在下に1種以上のビニル系単量体(e)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)が分散してなる樹脂組成物重量部に対して、ポリアミド樹脂(C)、ならびに芳香族ビニル系単量体(d1)、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(d2)、シアン化ビニル系単量体(d3)、不飽和カルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、不飽和カルボン酸グリシジルエステルから選ばれる単量体(d4)を重合してなる変性ビニル系共重合体(D)を配合してなる熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性を有するゴム含有スチレン系熱可塑性樹脂組成物に関するものであり、さらに詳しくは、透明性、耐薬品性、色調安定性が均衡して優れたゴム含有スチレン系熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ジエン系ゴムなどのゴム質重合体に、スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物を共重合したグラフト共重合体を含有してなる透明ABS樹脂は、透明性、耐衝撃性、剛性などの機械的強度バランス、成形加工性およびコストパフォーマンスなどに優れることから、家電製品、通信関連機器および一般雑貨などの用途分野で幅広く利用されている。しかし、このような透明ABS樹脂は、有機溶媒などの薬品類や洗剤などの溶剤に対する耐性が低いことに起因して、使用される用途が制限されているのが実情である。
【0003】
これら透明ABS樹脂の耐薬品性を改善するための手段としては、シアン化ビニル化合物の含有割合を高めることが一般に知られており、いわゆる高ニトリル含有熱可塑性樹脂組成物が種々提案されている。たとえば、耐薬品性の向上という点では、グラフト共重合体のグラフト率を規定した樹脂組成物(特許文献1〜2)およびマトリックス成分にメタクリル酸エステルを必須成分とした高ニトリル含有熱可塑性樹脂組成物(特許文献3)が公知である。
【0004】
一方、ポリマーブレンド手法を用いABS樹脂の耐薬品性を向上させる手段としては、ポリアミド樹脂をブレンドする方法(特許文献4)が提案されており、耐薬品性の向上効果が認められている。
【0005】
【特許文献1】
特開平4−258619号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平5−78428号公報
【0007】
【特許文献3】
特開平4−126756号公報
【0008】
【特許文献4】
特開平2−127457号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の高ニトリル含有熱可塑性樹脂組成物においては、芳香族ビニル化合物とシアン化ビニル化合物との反応速度が異なるため、均一な組成のポリマーを得ることが困難であった。そのため、これら化合物の共重合体は成形加工品の色調が黄色に着色しやすく、品質を低下せしめるという問題が生じていた。また、上述のポリマ−ブレンドについては、透明性が損なわれるという問題を生じていた。したがって、透明性、耐薬品性および色調安定性に優れたゴム含有スチレン系熱可塑性樹脂組成物は得られていないというのが現状であった。
【0010】
本発明は、これらの問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものであり、透明性、耐薬品性および色調安定性が均衡して優れたゴム含有スチレン系熱可塑性樹脂組成物の提供を目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ビニル系単量体混合物を重合してなる共重合体に、グラフト重合体が分散した熱可塑性樹脂組成物に対し、ポリアミド樹脂および官能基を有する変性ビニル系共重合体を配合してなる熱可塑性樹脂組成物により、特定の条件を満たす場合に、透明性、耐薬品性に優れ、かつ色調安定性に優れた熱可塑性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。
【0012】
すなわち、本発明の熱可塑性樹脂組成物は「芳香族ビニル系単量体(a1)5〜40重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)30〜80重量%、シアン化ビニル系単量体(a3)1〜50重量%およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)0〜40重量%を含有するビニル系単量体混合物(a)を重合してなるビニル系共重合体(A)に、ゴム質重合体(b)の存在下に1種以上のビニル系単量体(e)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)が分散してなる樹脂組成物100重量部に対して、ポリアミド樹脂(C)1〜50重量部、ならびに芳香族ビニル系単量体(d1)10〜40重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(d2)30〜85重量%、シアン化ビニル系単量体(d3)1〜50重量%および不飽和カルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、不飽和カルボン酸グリシジルエステルから選ばれる単量体(d4)0.05〜20重量%を重合してなる変性ビニル系共重合体(D)0.1〜15重量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物であることを特徴とする。
【0013】
なお、本発明の熱可塑性樹脂組成物においては、角板成形品(厚さ3mm)のヘイズ値が30%以下であること、前記ゴム質重合体(b)と、前記(A)との屈折率の差が0.03以内であること、前記変性ビニル系共重合体(D)を構成する不飽和カルボン酸系単量体が、アクリル酸もしくはメタクリル酸である事、前記ゴム質重合体(b)と、前記変性ビニル系共重合体(D)との屈折率の差が0.03以内であること、前記変性ビニル共重合体(D)の還元粘度が、0.2dl/g〜1.5dl/gであること、ポリアミド樹脂(C)が、融点200℃以下の共重合ポリアミドであること、および前記ビニル系共重合体(A)が、ビニル系単量体混合物(a)のうちシアン化ビニル単量体(a3)の50重量%以上を重合転化率30%に達する以前に重合系内に添加し、かつ、芳香族ビニル系単量体(a1)、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)の合計量に対する50重量%以上を重合転化率が10%に達した後に添加して重合することにより製造されたものであることが、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの条件を満たす場合にはさらに優れた効果の取得を期待することができる。
【0014】
また、本発明の成形品は、上記した熱可塑性樹脂のいずれかを成形してなるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明において、ビニル系共重合体(A)に使用する芳香族ビニル系単量体(a1)の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、o−エチルスチレン、o−クロロスチレンおよびo,p−ジクロロスチレンなどが挙げられるが、特にスチレン、α−メチルスチレンが好ましい。これらは1種または2種以上を用いることができる。
【0016】
ビニル系共重合体(A)を形成するビニル系単量体混合物(a)においては、芳香族ビニル系単量体(a1)を5〜40重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは10〜30重量%である。上記の範囲未満ではアイゾット衝撃強度、剛性などの機械特性が著しく低下し、また上記の範囲を越えると透明性が著しく低下する傾向となるため好ましくない。
【0017】
ビニル系共重合体(A)の屈折率には特に限定はないが、透明性の点からは、ゴム質重合体(b)との屈折率の差が0.03以下である事が好ましく、特に0.01以下であることが好ましく、屈折率の差が0.03を越えると透明性が低下する傾向となる。屈折率は、アッベ屈折計を用いて測定した値である。
【0018】
本発明において、ビニル系共重合体(A)に使用する不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)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n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸クロロメチルおよび(メタ)アクリル酸2−クロロエチルなどが挙げられるが、特にメタクリル酸メチルが好ましい。これらは1種または2種以上を用いることができる。
【0019】
ビニル系共重合体(A)を形成するビニル系単量体混合物(a)においては、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)を30〜80重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは35〜75重量%である。上記の範囲未満では透明性を得ることが困難となり、また上記の範囲を越えると耐薬品性が著しく低下する傾向となるため好ましくない。
【0020】
本発明において、ビニル系共重合体(A)に使用するシアン化ビニル系単量体(a3)の具体例としては、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルおよびエタクリロニトリルなどが挙げられるが、特にアクリロニトリルが好ましい。これらは1種または2種以上を用いることができる。
【0021】
ビニル系共重合体(A)を形成するビニル系単量体混合物(a)においては、シアン化ビニル系単量体(a3)を1〜50重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは1〜35重量%である。上記の範囲未満では耐薬品性が著しく低下し、また上記の範囲を越えると望ましい色調安定性が得られない傾向となるため好ましくない。
【0022】
本発明において、ビニル系共重合体(A)に使用する共重合可能な他の単量体(a4)としては、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド化合物などが挙げられ、なかでもN−フェニルマレイミドが好ましく使用される。
【0023】
ビニル系共重合体(A)を形成するビニル系単量体混合物(a)において、共重合可能な他の単量体(a4)は、0〜40重量%の範囲で使用され、特に耐薬品性の点から好ましくは0〜30重量%の範囲で使用される。
【0024】
ビニル系共重合体(A)の重合方法には特に限定はないが、透明性、生産性の点から、懸濁重合法または乳化重合法が好ましく選択される。以下に製造方法の一例について述べる。
【0025】
懸濁重合または乳化重合においては、ビニル系単量体混合物(a)の分散媒として適当な非溶媒を用いることができるが、良好な重合熱の除熱効率と重合後の処理の容易さから水が好ましい。懸濁重合に用いられる懸濁安定剤には特に制限はないが、粘土、硫酸バリウム、水酸化マグネシウムなどの無機系懸濁安定剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリルアミド、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体などの有機系懸濁安定剤などが挙げられ、なかでも有機系懸濁安定剤が色調安定性の面で好ましく使用される。これらの懸濁安定剤は、1種または2種以上を併用して使用される。
【0026】
乳化重合に用いられる乳化剤には特に制限はなく、各種の界面活性剤が使用できるが、カルボン酸塩型、硫酸エステル塩型、スルホン酸塩型などのアニオン系界面活性剤が特に好ましく使用される。このような乳化剤の具体例としては、カプリル酸塩、カプリン酸塩、ラウリル酸塩、ミスチリン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、リノール酸塩、リノレン酸塩、ロジン酸塩、ベヘン酸塩、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、その他高級アルコール硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルジフェニールエーテルジスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンラウリル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、およびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩などが挙げられる。ここでいう塩とはアルカリ金属塩、アンモニウム塩などであり、アルカリ金属塩の具体例としてはカリウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩、などが挙げられる。これらの乳化剤は、1種または2種以上を併用して使用される。
【0027】
乳化重合または懸濁重合に使用される開始剤としては、過酸化物またはアゾ系化合物などが用いられる。過酸化物の具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカルボネート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオクテート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3、3、5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、およびt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートなどが挙げられる。なかでもクメンハイドロパーオキサイドおよび1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3、3、5−トリメチルシクロヘキサンが特に好ましく用いられる。アゾ系化合物の具体例として、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4ジメチルバレロニトリル)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2−シアノ−2−プロピルアゾホルムアミド、1,1′−アゾビスシクロヘキサン−1−カーボニトリル、アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2′−アゾビスイソブチレート、1−t−ブチルアゾ−1−シアノシクロヘキサン、2−t−ブチルアゾ−2−シアノブタン、2−t−ブチルアゾ−2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタンなどが挙げられる。なかでもアゾビスイソブチロニトリルが特に好ましく用いられる。これらの開始剤を使用する場合、1種または2種以上を併用して使用される。
【0028】
懸濁重合または乳化重合を行うに際しては、得られるビニル系共重合体(A)の重合度調節を目的として、メルカプタン、テルペンなどの連鎖移動剤を使用することも可能であり、その具体例としては、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン、およびテルピノレンなどが挙げられる。なかでもn−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。これらの連鎖移動剤を使用する場合は、1種または2種以上を併用して使用される。
【0029】
本発明におけるビニル系共重合体(A)の還元粘度(ηsp/ c)には特に制限はないが、0.1〜1.0dl/g、特に0.2〜0.7dl/gの範囲にあることが、耐衝撃性および成形性のバランスの点から好ましい。
【0030】
本発明に用いられるビニル系共重合体(A)を重合するに際しては、シアン化ビニル単量体(a3)の50重量%以上を重合転化率が30%に達する以前に重合系内に添加する方法を用いると、重合末期の残モノマー中のアクリロニトリル含有量を低く保つことができるため、熱可塑性樹脂組成物のアクリロニトリル単量体単位の3連シーケンスの割合を低下させることができ、得られる熱可塑性樹脂の色調がさらに優れることになるために好ましい。また、シアン化ビニル単量体(a3)の70重量%以上を重合転化率が30%に達する以前に重合系内に添加することがより好ましい。
【0031】
また、芳香族ビニル系単量体(a1)、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)については、その合計量に対し50重量%以上を重合転化率が10%に達した後に添加するのが好ましく、より好ましくは60重量%以上を重合転化率が10%に達した後に添加するのが好ましい。重合転化率が10%に達した後に50重量%以上の芳香族ビニル系単量体(a1)、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)を添加することによって、重合後期での系内のシアン化ビニル単量体濃度を低く抑えることができ、アクリロニトリル単量体単位の3連シーケンスの割合を低くすることができる。
【0032】
なお、ここでいう重合転化率とは、均一に混合した系内から未反応モノマーを測定し、仕込みモノマー量から未反応モノマー量を引いて転化しているポリマー量を算出し、全モノマー量に対して転化しているポリマー量の比率を計算したものである。
【0033】
本発明におけるグラフト共重合体(B)に用いられるゴム質重合体(b)には特に制限はないが、例えば、ポリブタジエン、ポリ(ブタジエン−スチレン)、ポリ(ブタジエン−アクリロニトリル)、ポリイソプレン、ポリ(ブタジエン−アクリル酸ブチル)、ポリ(ブタジエン−メタクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸ブチル−メタクリル酸メチル)、ポリ(ブタジエン−アクリル酸エチル)、エチレン−プロピレンラバー、エチレン−プロピレン−ジエンラバー、ポリ(エチレン−イソプレン)、およびポリ(エチレン−アクリル酸メチル)などが挙げられる。なかでも、ポリブタジエン、ポリ(ブタジエン−スチレン)、ポリ(ブタジエン−アクリロニトリル)、およびエチレン−プロピレンラバーの使用が、耐衝撃性の点で好ましい。これらのゴム質重合体(b)は、1種または2種以上の混合物で使用される。
【0034】
また、グラフト共重合体(B)を構成するゴム質重合体(b)の含有量には特に制限はないが、20〜80重量部、特に35重量部〜70重量部の範囲が好ましい。20重量部未満では得られる熱可塑性樹脂組成物の衝撃強度および耐薬品性が低下傾向となり、80重量部を越えると溶融粘度が上昇して成形性が悪くなる傾向となる。
【0035】
ゴム質重合体(b)の重量平均粒子径は、得られる熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、成形加工性、流動性および外観の点から、0.1〜1.5μmが好ましく、より好ましくは0.15〜1.2μmの範囲である。
【0036】
ビニル系単量体(e)の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、o−エチルスチレン、o−クロロスチレンおよびo,p−ジクロロスチレンなどの芳香族ビニル系単量体、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルおよびエタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量体、(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n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸クロロメチルおよび(メタ)アクリル酸2−クロロエチルなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体を挙げることができるが、特にスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリルおよびメタクリル酸メチルが好ましい。これらは1種または2種以上用いても構わない。
【0037】
グラフト共重合体(B)の屈折率には特に限定はないが、透明性の点からは、ゴム質重合体(b)との屈折率の差が0.03以下である事が好ましく、特に0.01以下であることが好ましい。
【0038】
本発明におけるグラフト共重合体(B)を構成するアセトン可溶分の還元粘度(ηsp/ c)は特に制限はないが、0.05〜1.2dl/g、特に0.1〜0.7dl/gの範囲にあることが、耐衝撃性および成形性のバランスの点から好ましい。
【0039】
グラフト共重合体(B)のグラフト率には制限はないが、耐衝撃性の点からは5〜150重量%が好ましく、特に好ましくは10〜100重量%のものが使用される。
【0040】
グラフト共重合体(B)の製造方法には制限ないが、好ましくは乳化重合法または塊状重合法が採用される。なかでも熱履歴によるゴム成分の劣化、および着色を抑制するという点から、乳化重合法で製造されることが最も好ましい。乳化重合における単量体の仕込方法には特に制限はなく、初期一括仕込み、共重合体組成の分布を制御するなどの目的で単量体の一部または全てを連続的に仕込み、もしくは単量体の一部または全てを分割して仕込み、などの方法を用いることができる。通常、乳化重合はゴム状重合体ラテックスの存在化に単量体混合物を乳化グラフト重合する。この乳化グラフト重合に用いられる乳化剤に特に制限はなく、各種の界面活性剤が使用できるが、カルボン酸塩型、硫酸エステル塩型、スルホン酸塩型などのアニオン系界面活性剤が特に好ましく使用される。このような乳化剤の具体例としては、カプリル酸塩、カプリン酸塩、ラウリル酸塩、ミスチリン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、リノール酸塩、リノレン酸塩、ロジン酸塩、ベヘン酸塩、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、その他高級アルコール硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルジフェニールエーテルジスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンラウリル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、およびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩などが挙げられる。ここでいう塩とは、アルカリ金属塩、アンモニウム塩などであり、アルカリ金属塩の具体例としてはカリウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩、などが挙げられる。これらの乳化剤は、1種または2種以上を併用して使用される。
【0041】
また、グラフト共重合体(B)の製造における乳化グラフト重合で使用可能な開始剤および連鎖移動剤としては、例えば、前記ビニル系共重合体(A)の製造で例示した開始剤および連鎖移動剤が挙げられ、開始剤はレドックス系でも使用される。
【0042】
乳化グラフト重合で製造されたグラフト共重合体ラテックスに凝固剤を添加してラテックスを凝固してグラフト共重合体(B)を回収する。凝固剤としては酸または水溶性塩が用いられ、その具体例としては、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫酸アルミニウムカリウム、および硫酸アルミニウムナトリウムなどが挙げられる。これらの凝固剤は1種または2種以上の混合物で使用される。
【0043】
本発明の熱可塑性樹脂組成物を構成するグラフト共重合体(B)とビニル系共重合体(A)の混合比は特に制限はないが、好ましくはグラフト共重合体(B)10〜60重量%、ビニル系共重合体(A)40〜90重量%、さらに好ましくはグラフト共重合体(B)20〜50重量%、ビニル系共重合体(A)50〜80重量%の範囲である。なお、ビニル系共重合体(A)およびグラフト共重合体(B)は、それぞれ複数種類用いることができる。グラフト共重合体(B)が10重量%未満もしくはビニル系共重合体(A)が90重量%を越えると、衝撃強度が低下する傾向となる。また、グラフト共重合体(B)が60重量%を越えると、溶融粘度が上昇して成形加工性が悪化する傾向となる。
【0044】
本発明に用いるポリアミド樹脂(C)としては、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ドテカラクタム等のラクタム類の開環重合によって得られるポリアミド、6−アミノカプロ酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等のアミノ酸から導かれるポリアミド、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−および2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,3−および1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(4,4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタおよびパラキシレンジアミン等の脂肪族、脂環族、芳香族ジアミンとアジピン酸、スベリン酸、セバシン酸ドテカン二酸、1,3−および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ダイマ−酸等の脂肪族、脂環族、芳香族ジカルボン酸とから導かれるポリアミド樹脂、およびこれらの共重合ポリアミド、混合ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【0045】
これらのうち、共重合ポリアミドが透明性、成形性の点で好ましく用いられ、その共重合ポリアミドの融点は200℃以下である事が好ましく、さらに好ましくは180℃以下である。上記ポリアミド樹脂は一種または2種以上併用して用いることができる。
【0046】
ポリアミド樹脂(C)の重合方法は通常公知の溶融重合、固相重合およびこれらを組合せた方法を採用することができる。
【0047】
ポリアミド樹脂(C)の含有量は、ビニル系共重合体(A)およびグラフト共重合体(B)の合計100重量部に対し、1〜50重量部であることが必要であり、好ましくは5〜30重量部である。ポリアミド樹脂(C)の含有量が1重量部未満であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の耐薬品性が不十分であり、また、50重量部を越えると、耐熱性および剛性が低下し、更には相溶性が低下し、層状剥離を生じるため好ましくない。
【0048】
ポリアミド樹脂(C)の相対粘度(ポリマ1gを98%濃硫酸100gに溶解し、25℃で測定したもの)は、1.0〜5.0であることが好ましく、より好ましくは、1.5〜3.5である。
【0049】
本発明において、変性ビニル系共重合体(D)に使用する芳香族ビニル系単量体(d1)には前述のビニル系共重合体(A)に用いられる(a1)と同様の芳香族ビニル系単量体が用いられる。
【0050】
変性ビニル系共重合体(D)においては、芳香族ビニル系単量体(d1)を10〜90重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは10〜30重量%である。上記の範囲未満ではアイゾット衝撃強度、剛性などの機械特性が著しく低下し、また上記の範囲を越えると透明性が著しく低下する傾向となるため好ましくない。
【0051】
本発明において、変性ビニル系共重合体(D)に使用する不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(d2)には前述のビニル系共重合体(A)に用いられる(a2)と同様の不飽和カルボン酸アルキルエステル系系単量体が用いられる。 変性ビニル系共重合体(D)においては、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(d2)を0〜85重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは15〜75重量%である。上記の範囲未満では透明性を得ることが困難となり、また上記の範囲を越えると耐薬品性が著しく低下する傾向となるため好ましくない。
【0052】
本発明において、変性ビニル系共重合体(D)に使用するシアン化ビニル系単量体(d3)には前述のビニル系共重合体(A)に用いられる(a3)と同様のシアン化ビニル系単量体が用いられる。
【0053】
変性ビニル系共重合体(D)においては、シアン化ビニル系単量体(d3)を1〜50重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは1〜35重量%である。上記の範囲未満では耐薬品性が著しく低下し、また上記の範囲を越えると望ましい色調安定性が得られない傾向となるため好ましくない。
【0054】
本発明において、変性ビニル系共重合体(D)に使用する不飽和カルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、不飽和カルボン酸グリシジルエステルから選ばれる単量体(d4)の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、またはイタコン酸等のカルボキシル基を有する単量体、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物単量体、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルまたはイタコン酸グリシジル等のエポキシ基を有する単量体などが挙げられるが、特にアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が好ましい。これらは1種または2種以上用いることができる。
【0055】
変性ビニル系共重合体(D)においては、上記不飽和カルボン酸系単量体(d4)を0.1〜20重量%の範囲で使用する必要があり、好ましくは0.1〜15重量%である。上記の範囲未満では衝撃強度の発現を得ることが困難となり、また上記の範囲を越えると色調および流動性が低下する傾向となるため好ましくない。
【0056】
変性ビニル共重合体(D)の還元粘度は、層状剥離防止性および耐衝撃性の点から、0.2dl/g〜1.5dl/gが好ましい。より好ましくは0.4dl/g〜1.0dl/gである。変性ビニル共重合体(D)の還元粘度が0.2dl/g未満であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の層状剥離防止性、耐衝撃性および耐薬品性が十分でないことがあり、また1.5dl/gを超えると層状剥離防止性および成形加工性が低下することがある。
【0057】
変性ビニル系共重合体(D)の含有量は、ビニル系共重合体(A)およびグラフト共重合体(B)の合計100重量部に対し、0.1〜15重量部である必要がある。層状剥離防止性および機械的強度と成形加工性とのバランスの点からは、1〜10重量部が好ましい。変性ビニル系共重合体(D)の含有量が0.1重量部未満であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の層状剥離防止性が不十分であり、また、アイゾット衝撃値が低下するため好ましくない。また、15重量部を超えると耐衝撃性および成形品、透明性が低下するため好ましくない。
【0058】
変性ビニル系共重合体(D)の重合方法については特に制限はないが、懸濁重合、塊状重合、乳化重合、溶液重合等の方法が好ましい。
【0059】
変性ビニル系共重合体(D)の屈折率には特に限定はないが、透明性の点からは、ゴム質重合体(b)との屈折率の差が0.03以下である事が好ましく、特に0.01以下であることが好ましい。
【0060】
本発明の熱可塑性樹脂組成物のヘイズ値は、角板成形品(厚さ3mm)において30%以下が好ましく、より好ましくは15%以下である。上記の範囲を越えると透明性が低下する傾向となる。
【0061】
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレートなどのポリエステル、ポリカーボネート、各種エラストマー類を加えて成形用樹脂としての性能を改良することができる。また、必要に応じてヒンダードフェノール系、含硫黄有機化合物系、含リン有機化合物系などの酸化防止剤、フェノール系、アクリレート系などの熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系などの紫外線吸収剤、有機ニッケル系、ヒンダードアミン系などの光安定剤などの各種安定剤、高級脂肪酸の金属塩類、高級脂肪酸アミド類などの滑剤、フタル酸エステル類、リン酸エステル類などの可塑剤、ポリブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール−A、臭素化エポキシオリゴマー、臭素化ポリカーボネートオリゴマーなどの含ハロゲン系化合物、リン系化合物、三酸化アンチモンなどの難燃剤・難燃助剤、帯電防止剤、カーボンブラック、酸化チタン、顔料および染料などを添加することもできる。さらに、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、炭素繊維、金属繊維などの補強剤や充填剤を添加することもできる。
【0062】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、ガスアシスト成形等の現在熱可塑性樹脂の成形に用いられる公知の方法によって成形することができる。
【0063】
かくしてなる本発明の熱可塑性樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品は、透明性、耐薬品性および色調安定性が均衡して優れ、かつ耐衝撃性、剛性などの機械的強度バランス、成形加工性およびコストパフォーマンスなどにも優れることから、家電製品、通信関連機器および一般雑貨などの用途分野で幅広く利用することができる。
【0064】
【実施例】
本発明をさらに具体的に説明するため、以下に実施例を挙げるが、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではない。なお、ここで特に断りのない限り「%」は重量%、「部」は重量部を示す。本実施例に用いた熱可塑性樹脂組成物の樹脂特性の分析方法を下記する。
【0065】
(1)重量平均ゴム粒子径
「Rubber Age Vol.88 p.484〜490(1960)by E.Schmidt, P.H.Biddison」に記載のアルギン酸ナトリウム法(アルギン酸ナトリウムの濃度によりクリーム化するポリブタジエン粒子径が異なることを利用して、クリーム化した重量割合とアルギン酸ナトリウム濃度の累積重量分率より累積重量分率50%の粒子径を求める)に準じて測定した。
【0066】
(2)グラフト率
グラフト共重合体の所定量(m;約1g)にアセトン200mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8800r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過し、この不溶分を60℃で5時間減圧乾燥し、その重量(n)を測定した。グラフト率は下記式より算出した。ここでLはグラフト共重合体のゴム含有率(%/100)である。
グラフト率(%)={[(n)−(m)×L]/[(m)×L]}×100
(3)ビニル系共重合体(A)の還元粘度(ηsp/c)
測定するサンプルを0.4g/100mlメチルエチルケトン溶液として、ウベローデ粘度計を用い、30℃でηsp/cを測定した。
【0067】
(4)グラフト共重合体(B)中のアセトン不溶分の還元粘度(ηsp/c)
グラフト共重合体サンプル1gにアセトン200mlを加え、70℃の湯浴中で3時間還流し、この溶液を8800r.p.m.(10000G)で40分間遠心分離した後、不溶分を濾過する。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮し、析出物(アセトン可溶分)を60℃で5時間減圧乾燥したものを(3)と同様に0.4g/100mlメチルエチルケトン溶液として、ウベローデ粘度計を用い、30℃でηsp/cを測定した。
【0068】
(5)重合転化率
島津製作所(株)製、ガスクロマトグラフ(GC−14A)を用いて未反応モノマー含有量を測定した。重合率は下記式により算出した。
重合率(重量%)=[(仕込みモノマー量−未反応モノマー量)/全モノマー量]×100。
【0069】
(6)ビニル系共重合体(A)、ゴム質重合体(b)、グラフト共重合体(B)および変性ビニル系共重合体の屈折率
サンプルに、1−ブロモナフタレンを少量滴下し、アッベ屈折計を用いて以下の条件で屈折率を測定した。
光 源 :ナトリウムランプD線
測定温度:20℃。
【0070】
(7)透明性(ヘイズ値)
80℃熱風乾燥機中で3時間乾燥した樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度250℃に設定した東芝(株)製IS50A成形機内に充填し、即時に成形した角板成形品(厚さ3mm)のヘイズ値[%]を東洋精機(株)製直読ヘイズメーターを使用して測定した。
【0071】
(8)色調(YI値)
JIS K7103に準拠して測定した。
【0072】
(9)曲げ弾性率
ASTM D790(23℃)に準拠して測定した。
【0073】
(10)アイゾット衝撃強度
ASTM D256(23℃,3.2mm厚みVノッチ付き)に準拠して測定した。
【0074】
(11)耐薬品性
プレス成形した試験片(127×12. 7×1mm)を、図1に示した1/4楕円治具に沿わして固定した後、対象薬品10gを均一に塗布し、23℃環境下で24時間放置後、クレ−ズおよびクラックの発生有無を確認し、下記数式により臨界歪みε(%)を算出し、その値が0.5%未満のものを×、0.5%〜1.0%のものを△、1.0%〜2.0%のものを○、2.0%を超えるものを◎とした。◎と○を合格とした。
【0075】
【数1】
Figure 2004300354
【0076】
式中、ε:臨界歪み (%)
a:治具の長軸 (mm) [127mm]
b:治具の短軸 (mm) [38mm]
t:試験片の厚み(mm) [1. 5mm]
X:クラック発生点の長方向長(mm)である。
【0077】
[参考例1…ビニル系共重合体(A)の製造]
[A−1]
20リットルのオートクレーブに0.05部のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体(特公昭45−24151号公報記載)を165部の純水に溶解した溶液を入れて400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、アクリロニトリル0.5部、スチレン25.5部、アゾビスイソブチロニトリル0.3部およびt−ドデシルメルカプタン0.5部の混合溶液を反応系を撹拌しながら添加し、60℃にて共重合反応を開始し、30分かけて70℃まで昇温した。重合開始から30分後、メタクリル酸メチルを供給ポンプを使用して10部添加した。なお、追添加開始時の重合転化率を測定した結果12%であった。その後30分間隔で各20部×3回メタクリル酸メチルを反応系に添加した。全モノマーの添加終了後60分かけて100℃に昇温した。到達後30分間100℃でコントロールした後、冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行って、ビーズ状共重合体を得た。
得られたビニル系共重合体(A−1)のアクリロニトリル共重合量は約0.5%、還元粘度は0.30dl/g、屈折率は1.518であった。
【0078】
[A−2]
上記A−1の条件のうち、混合溶液におけるアクリロニトリルの量を30部、スチレンの量を18部とした。重合開始から30分後にメタクリル酸メチル12部を添加した。なお追添加開始時の重合転化率は15%であった。その後30分間隔で20部×2回メタクリル酸メチルを反応系に添加した。その後はA−1と同様の方法で重合を行い、ビーズ状共重合体を得た。
得られたビニル系共重合体(A−2)のアクリロニトリル共重合量は約30%、還元粘度は0.35dl/g、屈折率は1.517であった。
【0079】
[A−3]
上記A−1の条件のうち、混合溶液におけるアクリロニトリルの量を30部、スチレンの量を10部とした。重合開始から30分後にアクリロニトリル30部を添加した。このときの重合転化率は10%であった。その後30分間隔で15部×2回メタクリル酸メチルを反応系に添加した。その後はA−1と同様の方法で重合を行い、ビーズ状共重合体を得た。
得られたビニル系共重合体(A−3)のアクリロニトリル共重合量は約60%、還元粘度は0.47dl/g、屈折率は1.517であった。
【0080】
[A−4]
上記A−1の条件のうち、混合溶液におけるアクリロニトリルの量を30部、スチレンの量を18部、メタクリル酸メチルの量を52部とした。その180分かけて100℃まで昇温し、到達後30分間100℃でコントロールした。その後はA−1と同様の方法でビーズ状共重合体を得た。
得られたビニル系共重合体(A−4)のアクリロニトリル共重合量は約30%、還元粘度は0.32dl/g、屈折率は1.516であった。
【0081】
[参考例2…グラフト共重合体(B)の製造]
[B−1]
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.3μm、ゲル含率85%)50部(固形分換算)、純水200部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.4部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.1部、硫酸第一鉄(0.01部)およびリン酸ナトリウム0.1部を反応容器に仕込み、窒素置換後65℃に温調し、撹拌下スチレン11.5部、アクリロニトリル4.0部、メタクリル酸メチル34.5部およびn−ドデシルメルカプタン0.3部の混合物を4時間かけて連続滴下した。同時に並行してクメンハイドロパーオキサイド0.25部、乳化剤であるラウリン酸ナトリウム2.5部および純水25部の混合物を5時間かけて連続滴下し、滴下終了後さらに1時間保持して重合を終了させた。
重合を終了したラテックスを1.5%硫酸で凝固し、次いで水酸化ナトリウムで中和、洗浄、遠心分離、乾燥して、パウダー状のグラフト共重合体を得た。
得られたグラフト共重合体(B−1)のグラフト成分の還元粘度は0.30dl/gであり、グラフト率は47重量%、屈折率は1.517であった。
【0082】
なお、グラフト共重合体を構成するゴム質重合体(b)に用いたポリブタジエンラテックスの屈折率は1.516であった。
【0083】
[参考例3…ポリアミド樹脂(C)]
C−1:東レ社製“アミラン”CM1010(ナイロン6)、融点222℃
C−2:東レ社製“アミラン”E3100(ナイロン66)、融点262℃
C−3:東レ社製“アミラン”M8010(ナイロン共重合タイプ)、融点105℃。
【0084】
[参考例4…変性ビニル系共重合体(D)]
D−1:スチレン72部、アクリロニトリル25部、メタクリル酸5部を懸濁重合して、ビーズ状の変性ビニル共重合体D−1を得た。該変性ビニル系共重合体の還元粘度は0.55dl/gであり、屈折率は1.610であった。
【0085】
D−2:スチレン19部、アクリロニトリル4部、メタクリル酸5部およびメタクリル酸メチル72部を懸濁重合して、ビーズ状の変性ビニル共重合体D−2を得た。該変性ビニル系共重合体の還元粘度は0.55dl/gであり、屈折率は1.515であった。
【0086】
D−3:スチレン35部、アクリロニトリル2部、メタクリル酸5部およびメタクリル酸メチル58部を懸濁重合して、ビーズ状の変性ビニル共重合体D−3を得た。該変性ビニル系共重合体の還元粘度は0.17dl/gであり、屈折率は1.532であった。
【0087】
[実施例1〜7]
上記参考例で製造したビニル系共重合体(A−2)および(A−4)と、グラフト共重合体(B−1)と、ポリアミド樹脂(C−1)、(C−2)および(C−3)と、変性ビニル系共重合体(D−1)および(D−2)を、表1に示す配合割合としてヘンシェルミキサーで混練した後、40mmφ押し出し機により、押し出し温度260℃でガット状に押し出しペレット化した。次いで、得られたペレットを用いて、成形温度250℃、金型温度60℃で射出成形し、評価用の試験片を作製した。これらの試験片について各物性を測定した結果を表2に示す。
【0088】
【表1】
Figure 2004300354
【0089】
【表2】
Figure 2004300354
【0090】
表1と表2の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜7の熱可塑性樹脂組成物は、透明性、色調安定性および耐薬品性の全てが優れていた。
【0091】
[比較例1〜7]
上記参考例で製造したビニル系共重合体(A−1)、(A−2)および(A−3)と、グラフト共重合体(B−1)と、ポリアミド樹脂(C−2)および(C−3)と、変性ビニル系共重合体(D−1)、(D−2)および(D−3)を、表3に示す配合割合としてヘンシェルミキサーで混練した後、40mmφ押し出し機により、押し出し温度260℃でガット状に押し出しペレット化した。次いで、得られたペレットを用いて、成形温度250℃、金型温度60℃で射出成形し、評価用の試験片を作製した。これらの試験片について各物性を測定した結果を表4に示す。
【0092】
【表3】
Figure 2004300354
【0093】
【表4】
Figure 2004300354
【0094】
表3と表4の結果から判るように、比較例1は、シアン化ビニル系単量体の含有量が本発明の範囲より少なく、成形品は耐薬品性に劣っていた。また、比較例2は、シアン化ビニル系単量体の含有量が本発明の範囲より多く、3連シーケンス割合が高すぎ、成形品は色調に劣っていた。また、比較例3は、変性ビニル系共重合体の含有量が少なすぎ、耐衝撃性および耐薬品性に劣っていた。また、比較例4は、変性ビニル系共重合体の含有量が本発明の範囲より多く、ヘイズ値および成形性(MFR値)に劣っていた。また、比較例5は、グラフト共重合体を含まないため、耐衝撃性および耐薬品性に劣っていた。また、比較例6は、ポリアミド樹脂の含有量が少なすぎ、耐衝撃性および耐薬品性に劣っていた。すなわち、比較例の組成物は、透明性、耐薬品性、色調安定性、および機械的強度のバランスが不十分であった。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、透明性、耐薬品性、および色調安定性が均衡して優れ、かつ耐衝撃性、剛性などの機械的強度バランス、成形加工性およびコストパフォーマンスなどにも優れることから、家電製品、通信関連機器、建材用途および一般雑貨などの用途分野で幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】耐薬品性の評価に使用する1/4楕円治具の斜視説明図である。
【符号の説明】
X:クラック発生箇所からの距離

Claims (9)

  1. 芳香族ビニル系単量体(a1)5〜40重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)30〜80重量%、シアン化ビニル系単量体(a3)1〜50重量%およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)0〜40重量%を含有するビニル系単量体混合物(a)を重合してなるビニル系共重合体(A)に、ゴム質重合体(b)の存在下に1種以上のビニル系単量体(e)をグラフト重合してなるグラフト共重合体(B)が分散してなる樹脂組成物100重量部に対して、ポリアミド樹脂(C)1〜50重量部、ならびに芳香族ビニル系単量体(d1)10〜90重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(d2)0〜85重量%、シアン化ビニル系単量体(d3)1〜50重量%、不飽和カルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、不飽和カルボン酸グリシジルエステルから選ばれる単量体(d4)0.1〜20重量%を重合してなる変性ビニル系共重合体(D)0.1〜15重量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物。
  2. 角板成形品(厚さ3mm)のヘイズ値が30%以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 前記ゴム質重合体(b)と、ビニル系共重合体(A)の屈折率の差が0.03以内であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 変性ビニル系共重合体(D)を構成する不飽和カルボン酸系単量体が、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸の何れかである請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 前記ゴム質重合体(b)と、前記変性ビニル系共重合体(D)との屈折率の差が0.03以内であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 前記変性ビニル共重合体(D)の還元粘度が、0.2dl/g〜1.5dl/gであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7. ポリアミド樹脂(C)が、融点200℃以下の共重合ポリアミドである請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  8. 前記ビニル系共重合体(A)が、ビニル系単量体混合物(a)のうちシアン化ビニル単量体(a3)の50重量%以上を重合転化率30%に達する以前に重合系内に添加し、かつ、芳香族ビニル系単量体(a1)、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体(a2)およびこれらと共重合可能な他の単量体(a4)の合計量に対する50重量%以上を重合転化率が10%に達した後に添加して重合することにより製造されたものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
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