(57)【要約】【課題】  ポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する際に、ポリスチレン系樹脂本来の特性がほとんど低下せず、かつマスターバッチおよび機能剤の分散不良もほとんど発生しない成形方法、および、その方法によって得られる成形品を提供する。【解決手段】  本発明の成形方法は、ポリスチレン系樹脂とマスターバッチとの配合比を重量比でポリスチレン系樹脂／マスターバッチ＝Ｘ／１としたときに、ポリスチレン系樹脂とマスターバッチの２００℃、４９ＮのＭＶＲとの関係が、１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜Ｘの関係式を満たすことを特徴とする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する方法であって、
ポリスチレン系樹脂とマスターバッチとの配合比を、重量比で、ポリスチレン系樹脂／マスターバッチ＝Ｘ／１としたときに、ポリスチレン系樹脂の２００℃、４９ＮのＭＶＲとマスターバッチの２００℃、４９ＮのＭＶＲとの関係が、
１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜Ｘ
の関係式を満たすことを特徴とする成形方法。
【請求項２】
ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量とマスターバッチのメタノール可溶分量との関係が、
ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量＜マスターバッチのメタノール可溶分量
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
ポリスチレン系樹脂のペレット一粒の平均体積とマスターバッチのペレット一粒の平均体積との関係が、
ポリスチレン系樹脂のペレット一粒の平均体積＞マスターバッチのペレット一粒の平均体積
の関係式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の成形方法。
【請求項４】
前記マスターバッチが、前記ポリスチレン系樹脂に機能を付与するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形方法。
【請求項５】
前記マスターバッチが、前記ポリスチレン系樹脂に着色性を付与するものであることを特徴とする請求項４に記載の成形方法。
【請求項６】
前記マスターバッチが、前記ポリスチレン系樹脂に着色性、帯電防止性、耐光性または発泡性のいずれか１つ以上の機能を付与するものであることを特徴とする請求項４に記載の成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の成形方法によって得られる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する方法、および、その成形方法によって得られる成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリスチレン系樹脂の機能付与方法としては、
(1) 機能剤と分散剤とを混合した粉末状の物質をポリスチレン系樹脂に混合してそのまま成形する方法、
(2) 機能剤と分散剤とを混合した粉末状の物質をポリスチレン系樹脂に混合して一旦溶融混練化してペレット化し、このペレットを成形する方法、
(3) 常温で液状の分散剤中に機能剤を分散させた液状の物質をポリスチレン系樹脂に一旦溶融混合してペレット化し、このペレットを成形する方法、
(4) 機能剤と分散剤とをペースト状にした物質をポリスチレン系樹脂に混合して一旦溶融混練化してペレット化し、このペレットを成形する方法、
(5) 機能剤と分散剤とをフレーク状にした物質をポリスチレン系樹脂に混合してそのまま成形する方法、
(6) 機能剤と分散剤とをフレーク状にした物質をポリスチレン系樹脂に混合して一旦溶融混練化してペレット化し、このペレットを成形する方法、
(7) 機能剤と分散剤とをビーズ状にした物質をポリスチレン系樹脂に混合してそのまま成形する方法、
(8) 機能剤と分散剤とをビーズ状にした物質をポリスチレン系樹脂に混合して一旦溶融混練化してペレット化し、このペレットを成形する方法、
(9) ポリスチレン系樹脂中に機能剤と分散剤とを高濃度に分散させたペレット状の物質、すなわちマスターバッチをまず作製した後、これをポリスチレン系樹脂に混合してそのまま成形する方法
等がある。
【０００３】
これらの分散剤は、機能剤とポリスチレン系樹脂とを混合して成形するときに生じるブツ等の外観不良や、成形するたびに発色が異なったり、色ムラが発生する等の不具合を防止するものである。分散剤としては、一般的に、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、脂肪酸アミド等が用いられている。
【０００４】
これらのうち、取扱いの容易さや、作業時の環境面から、(9) マスターバッチを用いる成形方法が好んで用いられている。
【０００５】
しかしながら、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率を高くしすぎると（希釈倍率を低くしすぎると）、ポリスチレン系樹脂本来の特性が低下してくることがある。反面、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率を低くしすぎると（希釈倍率を高くしすぎると）、機能剤の分散不良に起因する問題が発生することがある。
【０００６】
特許文献１には、メルトフローレートが０．１〜１００の範囲にあるポリプロピレンおよびプロピレン共重合体の１種または２種以上を１１〜３０重量％と、有機顔料および無機顔料の１種または２種以上を１０〜８０重量％と、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ステアリン酸金属塩などの顔料分散剤１種または２種以上を１０〜５０重量％とから主としてなるマスターバッチが開示されている。しかしながら、このマスターバッチは、配合される相手側の熱可塑性樹脂に比べて遥かに流動性が高いものの、耐熱性が高いとは必ずしも言えず、そのため、最終成形品の機械的物性や耐熱性が、マスターバッチを配合しない成形品に比べて、低くなることがある。
【０００７】
これに対して、成形品の機械的強度などの低下を防止するために、その流動性を規定したマスターバッチが提案されている。
【０００８】
特許文献２には、せん断速度６０ｓｅｃ-1、温度２００℃における溶融粘度が５０００〜１４０００ポイズであるスチレン系樹脂４０〜８０重量部およびハロゲン系難燃剤２０〜６０重量部を含有してなるマスターバッチが開示されている。特許文献３には、せん断速度６０ｓｅｃ-1、温度２００℃における溶融粘度が５０００〜１４０００ポイズである樹脂材９９．９９〜０．０１重量％および着色材０．０１〜９９．９９重量％からなるマスターバッチが開示されている。特許文献４には、せん断速度６０ｓｅｃ-1、温度２００℃における溶融粘度が１０，０００〜１２０，０００ポイズであるスチレン系樹脂４０〜８０重量部および無機系核剤６０〜２０重量部を含有し、スチレン系樹脂および無機系核剤の合計１００重量部に対し、脂肪酸アミドおよびグリセリンエステルよりなる滑剤０．１〜１０重量部および鉱物油０．１〜６重量部を含有してなるマスターバッチが開示されている。これらの特許文献２、特許文献３および特許文献４では、マスターバッチの流動性を、ある測定条件下で求めた溶融粘度の範囲で規定している。
【０００９】
また、特許文献５には、溶液粘度が５〜１５ＣＰＳのアクリロニトリル・スチレン共重合樹脂で、かつ該アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂中の不飽和ニトリル化合物単位の割合が２０〜５０重量％の範囲にある共重合樹脂を主成分とするマスターバッチが開示されている。特許文献６には、溶液粘度４〜１５ｃｐｓのアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂で、かつ該アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂中の不飽和ニトリル化合物単位の割合が２０〜５０重量％の範囲である共重合樹脂と、染顔料と、染顔料分散剤とを含有するマスターバッチが開示されている。特許文献７には、溶液粘度４〜１５ｃｐｓのアクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂であって、かつ該アクリロニトリル・スチレン共重合体樹脂中のアクリロニトリル化合物単位の割合が２０〜５０重量％の範囲である共重合樹脂と、染顔料と、分散剤とを含有するマスターバッチが開示されている。これらの特許文献５、特許文献６および特許文献７では、マスターバッチの流動性を、ある測定条件下で求めた溶液粘度の範囲で規定している。
【００１０】
さらに、特許文献８には、黒色顔料としてカーボンブラックを４５重量％以上含有するアクリロニトリルスチレン共重合体より成り、アクリロニトリルスチレン共重合体が、そのアクリロニトリルのスチレンに対する重量比で３０：７０〜３５：６５であり、その数平均分子量が４００００を越え、２５℃クロロホルム溶液での還元粘度が０．８５〜０．９５ｄｌ／ｇｒであるマスターバッチが開示されている。この特許文献８では、マスターバッチの流動性を、ある測定条件下で求めた還元粘度の範囲で規定している。また、特許文献８には、着色剤（マスターバッチ）の使用量が少なくなるので、成形品の強度低下の防止が図れると記載されている。
【００１１】
しかしながら、実際にポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する際のマスターバッチの希釈倍率は多様であり、この配合比率に応じた最適な流動特性については上記の特許文献１〜８では検討されていない。
【特許文献１】特開昭６３−１１３０５７号公報
【特許文献２】特開平１０−７８５５号公報
【特許文献３】特開平１０−２５３５０号公報
【特許文献４】特開平１１−３０２４２６号公報
【特許文献５】特開平６−１７２５４６号公報
【特許文献６】特開平８−３４８５９号公報
【特許文献７】特開平８−２９１２２２号公報
【特許文献８】特開平８−２１７９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、ポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する際に、ポリスチレン系樹脂本来の特性がほとんど低下せず、かつマスターバッチおよび機能剤の分散不良もほとんど発生しない成形方法、および、その成形方法によって得られる成形品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、多様にあるマスターバッチの配合比率に応じて、マスターバッチとポリスチレン系樹脂との粘度比を適正な関係とすることにより、マスターバッチの配合によって生じるポリスチレン系樹脂の機械物性、耐熱性の低下や、機能剤の分散不良を抑制できることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１４】
すなわち、本発明は、ポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する方法であって、ポリスチレン系樹脂とマスターバッチとの配合比を、重量比で、ポリスチレン系樹脂／マスターバッチ＝Ｘ／１としたときに、ポリスチレン系樹脂の２００℃、４９ＮのＭＶＲとマスターバッチの２００℃、４９ＮのＭＶＲとの関係が、
１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜Ｘ
の関係式を満たすことを特徴とする成形方法に関する。
【００１５】
また、本発明は、ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量とマスターバッチのメタノール可溶分量との関係が、
ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量＜マスターバッチのメタノール可溶分量
の関係式を満たす上記成形方法に関する。
【００１６】
また、本発明は、ポリスチレン系樹脂のペレット一粒の平均体積とマスターバッチのペレット一粒の平均体積との関係が、
ポリスチレン系樹脂のペレット一粒の平均体積＞マスターバッチのペレット一粒の平均体積
の関係式を満たす上記成形方法に関する。
【００１７】
また、本発明は、前記マスターバッチが、前記ポリスチレン系樹脂に機能を付与するものである上記成形方法に関する。
【００１８】
また、本発明は、前記マスターバッチが、前記ポリスチレン系樹脂に着色性を付与するものである上記成形方法に関する。
【００１９】
また、本発明は、前記マスターバッチが、前記ポリスチレン系樹脂に着色性、帯電防止性、耐光性または発泡性のいずれか１つ以上の機能を付与するものである上記成形方法に関する。
【００２０】
さらに、本発明は、上記成形方法によって得られる成形品に関する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の成形方法においては、ポリスチレン系樹脂とマスターバッチとの配合比を、重量比で、ポリスチレン系樹脂／マスターバッチ＝Ｘ／１としたときに、ポリスチレン系樹脂の２００℃、４９ＮのＭＶＲとマスターバッチの２００℃、４９ＮのＭＶＲとの関係が、
１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜Ｘ、
好ましくは
１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜０．７Ｘ
の関係式を満たすようにする。ポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する際に、多様にあるマスターバッチの希釈倍率に応じて、マスターバッチとポリスチレン系樹脂との粘度比を上記の関係とすることにより、マスターバッチおよび機能剤の分散性が良好であり、優れた外観を有し、しかも、ポリスチレン系樹脂本来の機械的物性や耐熱性が維持された成形品を得ることができる。
【００２２】
マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲが１より大きい場合、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率に関わらず、マスターバッチおよび機能剤の分散不良の発生が抑制され、ポリスチレン系樹脂に十分に機能を付与することができ、得られる成形品の外観も優れている。一方、マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲがＸより小さいと、マスターバッチの流動性が適当な範囲内であり、ポリスチレン系樹脂本来の機械物性や耐熱性があまり低下しない。
【００２３】
本パラメータの数式の技術的意義は次の通りである。
【００２４】
ポリスチレン系樹脂中に機能剤をＡ重量％含有させたい場合、ポリスチレン系樹脂とマスターバッチとの配合比をポリスチレン系樹脂／マスターバッチ＝Ｘ／１（重量比）とすると、マスターバッチ中の機能剤の濃度はＡ×（Ｘ＋１）重量％となり、希釈倍率Ｘが高いほど、機能剤が高濃度のマスターバッチにする必要がある。また、希釈倍率Ｘが高いということは、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合量が少ないことを意味している。すなわち、希釈倍率Ｘが高い場合は、機能剤が高濃度であるマスターバッチを少量、ポリスチレン系樹脂中に分散させる必要がある。したがって、その場合は、マスターバッチの流動性がポリスチレン系樹脂のそれと比べて十分に高い必要があり、希釈倍率Ｘが高いほどマスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲの値が高い必要がある。
【００２５】
一方、希釈倍率Ｘを低くする場合は、機能剤の濃度が比較的低いマスターバッチが用いられ、また、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合量も多い。すなわち、希釈倍率Ｘが低い場合は、機能剤が低濃度であるマスターバッチを多量、ポリスチレン系樹脂中に分散させる必要がある。したがって、その場合は、マスターバッチの流動性がポリスチレン系樹脂のそれと比べてそれほど高い必要はなく、希釈倍率Ｘが低いほどマスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲの値が１より大きい範囲で低くてよい。
【００２６】
ところで、マスターバッチの流動性を高めるためには、マスターバッチ中のポリスチレン系樹脂の分子量を低下させるか、あるいは、流動性改質剤である流動パラフィンの含有量を高くするかのいずれかが必要である。いずれにしても、マスターバッチの流動性を高めると、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率があまりに高い場合には、ポリスチレン系樹脂の機械的特性や耐熱性が低下してくる。
【００２７】
前述の通り、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率が高い場合（希釈倍率Ｘが低い場合）は、マスターバッチの流動性を高める必要がないので、ポリスチレン系樹脂の機械的特性、耐熱性を低下させない。一方、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率が低い場合（希釈倍率Ｘが高い場合）は、マスターバッチの流動性を高める必要があるが、ポリスチレン系樹脂に対するマスターバッチの配合比率が低いので、ポリスチレン系樹脂の機械的特性、耐熱性をほとんど低下させない。
【００２８】
したがって、本発明によれば、マスターバッチおよび機能剤の分散不良の抑制と、ポリスチレン系樹脂本来の特性の低下の抑制とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明のポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する方法においては、前述の通り、ポリスチレン系樹脂とマスターバッチとの配合比を、重量比で、ポリスチレン系樹脂／マスターバッチ＝Ｘ／１としたときに、ポリスチレン系樹脂の２００℃、４９ＮのＭＶＲとマスターバッチの２００℃、４９ＮのＭＶＲとの関係が、
１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜Ｘ、
好ましくは
１＜マスターバッチのＭＶＲ／ポリスチレン系樹脂のＭＶＲ＜０．７Ｘ
の関係式を満たす。すなわち、本発明においては、マスターバッチのＭＶＲが、希釈倍率Ｘ未満の範囲で、ポリスチレン系樹脂のＭＶＲよりも高いことが必要である。
【００３０】
本発明でいうＭＶＲとは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、温度２００℃、荷重４９Ｎにて測定した値であり、その単位はｃｍ3／１０分である。
【００３１】
ＭＶＲは、通常よく用いられるＭＦＲとは
ＭＦＲ＝ＭＶＲ×溶融密度
の関係にあり、通常のＧＰＰＳや耐衝撃性ポリスチレンの範疇では、溶融密度がほぼ一定であるため、同等の指標となるが、本発明のように、密度の異なる各種機能剤を配合したマスターバッチとポリスチレン系樹脂との流動性を比較する場合には、ＭＶＲが良い指標といえる。
【００３２】
ＭＶＲを調整するには、ポリスチレン系樹脂あるいはマスターバッチ中のポリスチレン系樹脂の分子量または流動性改質剤である流動パラフィンの含有量を調整すればよい。分子量を低くするとＭＶＲは高くなり、また、流動性改質剤の含有量を多くするとＭＶＲは高くなる。
【００３３】
マスターバッチの２００℃、４９ＮのＭＶＲは特に限定されないが、通常、１０〜１００ｃｍ3／１０分程度が好ましい。また、希釈倍率Ｘは適宜決めることができるが、通常、５〜３００程度である。
【００３４】
また、本発明においては、ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量とマスターバッチのメタノール可溶分量との関係が、
ポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量＜マスターバッチのメタノール可溶分量
の関係式を満たすことが好ましい。マスターバッチのメタノール可溶分量をポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量より多くすることによって、マスターバッチの溶融がより速くなり、マスターバッチおよび機能剤の分散不良をさらに抑制でき、得られる成形品の外観がより良好となる。
【００３５】
本発明でいうメタノール可溶分量とは、次のように評価する。
【００３６】
ポリスチレン系樹脂またはマスターバッチ１ｇをトルエン溶媒２０ｍｌに溶解させる。次に、それをメタノール４００ｍｌに攪拌しながら徐々に入れ、メタノール不溶部分を沈殿させる。メタノール不溶部分を濾過分別した後、メタノール可溶分を乾燥し、メタノールを除去する。得られた乾燥サンプルの重量を測定し、次の式にてメタノール可溶分量を求める。
【００３７】
メタノール可溶分量＝｛１−（ａ）｝／１×１００（重量％）
ここで、ａは乾燥サンプルの重量（ｇ）を表す。
【００３８】
本発明でいうメタノール可溶分には、流動性改質剤である流動パラフィン、ポリスチレン系樹脂の低分子量体などが含まれる。さらには、マスターバッチ中のメタノールに可溶な機能剤および分散剤も含まれる。上記の関係式を満たすためには、これらの量を調整すればよい。
【００３９】
マスターバッチのメタノール可溶分量は特に限定されないが、通常、１〜１０重量％程度が好ましい。
【００４０】
また、本発明においては、ポリスチレン系樹脂のペレット一粒の平均体積とマスターバッチのペレット一粒の平均体積との関係が、
ポリスチレン系樹脂のペレット一粒の平均体積＞マスターバッチのペレット一粒の平均体積
の関係式を満たすことが好ましい。マスターバッチのペレット一粒の体積をポリスチレン系樹脂のペレット一粒の体積より小さくすることによって、マスターバッチの拡散性がより高くなり、マスターバッチおよび機能剤の分散不良をさらに抑制でき、得られる成形品の外観がより良好となる。
【００４１】
本発明でいうペレット一粒の平均体積とは、次のように評価する。
【００４２】
ポリスチレン系樹脂またはマスターバッチのそれぞれのペレット３０粒以上を任意に取り出し、電子天秤などにより総重量を求める。そして、総重量をペレット数で除し、さらに密度で除してペレット一粒の平均体積を算出する。密度は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７１１２「プラスチックの密度と比重の測定方法」のＡ法（水中置換法による測定方法）のようにして求める。
【００４３】
ペレット一粒の平均体積は、ペレット製造時のカッター刃の回転数などによって調整することができる。ペレット製造時のカッター刃の回転数が高ければ、ペレット一粒の平均体積は小さくなり、また、ペレット製造時のカッター刃の回転数が低ければ、ペレット一粒の平均体積は大きくなる。
【００４４】
マスターバッチのペレット一粒の平均体積は特に限定されないが、通常、０．０１〜０．０３程度が好ましい。
【００４５】
本発明において用いるポリスチレン系樹脂は、スチレン系モノマーの単独重合体、２種以上のスチレン系モノマーの共重合体、または、１種以上のスチレン系モノマーと１種以上の他のモノマーとの共重合体であり、スチレン系モノマーとしては、スチレン以外に、α−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、ｐ−メチルスチレン等のアルキル置換スチレン類が挙げられる。
【００４６】
ポリスチレン系樹脂としては、例えば、いわゆる汎用ポリスチレン系樹脂、ゴム変性ポリスチレン系樹脂、または、これらの混合物が挙げられる。
【００４７】
ここで、汎用ポリスチレン系樹脂とは、ＧＰＰＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐｕｒｐｏｓｅ  Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）とも呼ばれるものであり、通常はスチレンホモポリマーである。
【００４８】
また、ゴム変性ポリスチレン系樹脂とは、（Ａ）ゴム状重合体の存在下にスチレン系モノマーを重合して得られる、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ；Ｈｉｇｈ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）と呼ばれるもの、（Ｂ）耐衝撃性ポリスチレンにスチレン−ブタジエン共重合体を混合したもの、または、（Ｃ）ＧＰＰＳにスチレン−ブタジエン共重合体を混合したものである。
【００４９】
（Ａ）耐衝撃性ポリスチレンは、マトリクスを形成するポリスチレン中に軟質成分粒子が分散して存在する構造をもつ。この軟質成分粒子は、ゴム状重合体にポリスチレンがオクルードされた構造をもち、一般にサラミ構造と呼ばれるものや、単一オクルージョン構造と呼ばれるもの等がある。ただし、本発明において、（Ａ）耐衝撃性ポリスチレンの軟質成分粒子としては、これらの構造をもつものに限定されない。（Ａ）耐衝撃性ポリスチレンに用いるゴム状重合体としては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。
【００５０】
また、（Ｂ）および（Ｃ）において用いるスチレン−ブタジエン共重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体などが挙げられるが、ＧＰＰＳまたは耐衝撃性ポリスチレンへの相溶性の点から、ブロック共重合体が好ましく、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体が特に好ましい。
【００５１】
なお、ポリスチレン系樹脂には必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、充填剤、フィラー、滑剤、難燃剤、外潤剤、核剤などの機能性添加剤を添加してもよい。
【００５２】
本発明において用いるマスターバッチは、ポリスチレン系樹脂中に機能剤と必要に応じて分散剤とを分散させたものである。マスターバッチは、ポリスチレン系樹脂に１つ、もしくは同時に２つ以上の機能を付与するものであり、その機能としては着色性、帯電防止性、耐光性、発泡性などが挙げられる。
【００５３】
マスターバッチ中のポリスチレン系樹脂は、上記のマスターバッチを配合するポリスチレン系樹脂と同様のものである。ただし、マスターバッチ中のポリスチレン系樹脂は、配合するポリスチレン系樹脂と同一の組成、同一の分子量のものでなくてもよい。
【００５４】
本発明において用いるマスターバッチに含有される機能剤成分としては、着色剤、帯電防止剤、耐光剤、発泡剤などが挙げられる。
【００５５】
着色剤としては、染料、有機顔料または無機顔料のいずれか１種以上が用いられ、従来から熱可塑性樹脂の着色に使用されている公知の染顔料いずれもが使用できる。このような染顔料としては、アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ジオキサン系、ペリレン系、キノフタロン系、ペリノン系などの染料および有機顔料、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、群青、二酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム酸鉛、カーボンブラックなどの無機顔料が挙げられる。着色剤（染顔料）は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。
【００５６】
機能剤成分が着色剤である場合、通常、着色剤と共に、分散剤をポリスチレン系樹脂中に分散させる。上記の着色剤（染顔料）の分散剤としては、通常用いられる滑材、可塑剤などが挙げられ、具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよびこれらの誘導体や、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスアマイドなどが挙げられる。分散剤は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。
【００５７】
帯電防止剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤など公知の界面活性剤いずれもが使用できる。アニオン系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルフォネート、アルコールサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート、α−オレフィンスルフォネートなどが挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、ジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルアルキルアンモニウムクロライド、エタノールアミン類、アルキルアミンの脂肪酸類などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、シュガーエステル、セルロースエーテル類などが挙げられる。帯電防止剤は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。
【００５８】
耐光剤としては、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）または光安定剤のいずれか１種以上が用いられる。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤などが挙げられる。光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤、ベンゾエート系光安定剤などが挙げられる。耐光剤は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。
【００５９】
発泡剤としては、いわゆる化学発泡剤を用いることができる。無機系化学発泡剤としては、反応型の炭酸水素ナトリウムと酸との組み合わせ、アルミニウム粉末と酸との組み合わせ、熱分解型の炭酸塩、重炭酸塩、亜硝酸塩、水素化物などが挙げられる。有機系化学発泡剤としては、反応型のイソシアネート化合物、熱分解型のアゾ化合物、ヒドラジン誘導体、セミカルバジド化合物、ニトロソ化合物、トリアゾール化合物などが挙げられる。発泡剤は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
機能剤の含有量は適宜決めることができるが、通常、１０〜７０重量％程度が好ましい。また、機能剤成分が着色剤である場合、分散剤の含有量は適宜決めることができるが、通常、５〜７０重量％程度が好ましい。
【００６１】
なお、マスターバッチには必要に応じて、さらに分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、充填剤、フィラー、滑剤、難燃剤、外潤剤、核剤などの機能性添加剤を添加してもよい。
【００６２】
本発明のマスターバッチは、所望量の機能剤と必要に応じて分散剤とをポリスチレン系樹脂に配合し、押出機にて溶融混練してストランド状に押出し、水中などで冷却した後、造粒機にてカッティングすることによって製造することができる。カッティングは水中、空気中いずれにおいても行なうことができる。
【００６３】
溶融混練する温度は、通常、１５０〜２５０℃の範囲が好ましいが、機能剤の熱的性質によって調整することが必要である。特に発泡剤を機能剤とする場合は、化学発泡剤の反応温度または分解温度よりも低い温度で溶融混練することが好ましい。
【００６４】
本発明においては、粘度比が適正な関係である上記のようなポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形する。前述の通り、マスターバッチの希釈倍率Ｘは適宜決めることができるが、通常、５〜３００程度である。
【００６５】
本発明において用いる成形方法としては、射出成形、発泡押出成形、シート押出成形、異型押出成形などの押出成形や、ブロー成形、射出ブロー成形などのブロー成形が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００６６】
マスターバッチとポリスチレン系樹脂とを成形機に供給する方法としては、タンブラーやＶブレンダー等の公知の装置を用いてマスターバッチとポリスチレン系樹脂とをプリブレンドしたものを供給する方法や、成形機の供給口にマスターバッチとポリスチレン系樹脂とを別々に定量的に供給する方法などが挙げられるが、特に限定されるものではない。経済性の点からは、マスターバッチとポリスチレン系樹脂とをプリブレンドせずに別々に成形機に供給する直接成形を行うことが好ましい。
【００６７】
なお、成形条件は、用いるマスターバッチおよびポリスチレン系樹脂などに応じて適宜決めればよい。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００６９】
〔実施例１〜７、比較例１〜４〕
以下のようにして、表１または表２に示す通りの配合比にてポリスチレン系樹脂にマスターバッチを配合して成形し、得られた成形品を評価した。
【００７０】
（シャルピー衝撃強度の測定）
表１または表２に示す通りの配合にてポリスチレン系樹脂とマスターバッチとをペレットブレンドにて配合した後、射出成形機１（日精樹脂工業（株）製、ＦＥ８０）にて、ＪＩＳ  Ｋ７１５２に準拠して試験片を成形した。成形条件は、成形温度１８０〜２５０℃、金型温度４５℃、成形サイクル  射出２０秒、冷却２５秒とした。そして、ＪＩＳ  Ｋ７１１１に準拠してシャルピー衝撃強度を測定した。その結果を表１または表２に示す。
【００７１】
（実施例５および比較例４以外の成形品の外観の評価）
表１または表２に示す通りの配合にてポリスチレン系樹脂とマスターバッチとをペレットブレンドにて配合した後、射出成形機２（住友重機械工業（株）製、ＳＧ１８０Ｍ）にて、幅１００ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚さ２ｍｍの平板状の試験片を成形した。成形条件は、成形温度１８０〜２３０℃、金型温度５０℃、成形サイクル  射出１０秒、冷却９０秒とした。そして、成形品表面に斑点状や筋状の外観不良が現れていないか、目視にて以下の基準で評価した。
【００７２】
○：外観が良好、
△：外観が若干悪い、
×：外観が顕著に悪い。
その結果を表１または表２に示す。
【００７３】
（耐光性の評価）
表１または表２に示す通りの配合にてポリスチレン系樹脂とマスターバッチとをペレットブレンドにて配合した後、射出成形機３（日精樹脂工業（株）製、ＦＥ４０）にて、幅５０ｍｍ、長さ９０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの平板状の試験片を成形した。成形条件は、成形温度１８０〜２１０℃、金型温度５０℃、成形サイクル  射出１０秒、冷却２０秒とした。そして、キセノンアーク灯式耐光性試験機を用いて、照射エネルギー：１８０Ｗ／ｍ2（石英ガラスにより２７５ｎｍ以下をカット）、温度６３℃、湿度５０％にて耐光性試験を行い、色差計にて色差を測定し、試験前後のＹＩ値の変化（ΔＹＩ）を求めた。その結果を表１または表２に示す。
【００７４】
（実施例５および比較例４の発泡成形品の外観および発泡倍率の評価）
表１または表２に示す通りの配合にてポリスチレン系樹脂とマスターバッチとをペレットブレンドにて配合した後、Ｔダイシート押出機（田辺プラスチックス製、シリンダー径６５ｍｍφ）を用いて、発泡シートを押出した。シリンダ温度は１６０〜１８０℃、ダイス温度は１７０℃とした。そして、発泡シートの表面に発泡斑や筋状の外観不良が現れていないか、目視にて以下の基準で評価した。
【００７５】
○：外観が良好、
△：外観が若干悪い、
×：外観が顕著に悪い。
【００７６】
また、発泡シートの比重を測定し、発泡倍率を求めた。その結果を表１または表２に示す。
【００７７】
実施例および比較例において使用したポリスチレン系樹脂は、以下の通りである。
【００７８】
Ｈ２３８：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＨ２３８（ＭＶＲ：１６ｃｍ3／１０ｍｉｎ、シャルピー衝撃強度：１４ＫＪ／ｍ2）、
Ｈ６４０Ｎ：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＨ６４０Ｎ（ＭＶＲ：３．１ｃｍ3／１０ｍｉｎ、シャルピー衝撃強度：１７ＫＪ／ｍ2）、
Ｈ７５８Ｋ：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＨ７５８Ｋ（ＭＶＲ：１．６ｃｍ3／１０ｍｉｎ、シャルピー衝撃強度２４ＫＪ／ｍ2）。
【００７９】
なお、これらは何れも耐衝撃性ポリスチレンである。
【００８０】
また、実施例および比較例において使用したマスターバッチは、以下の通りである。
【００８１】
実施例１、３および比較例１において使用した着色剤マスターバッチ：ＭＶＲが３１ｃｍ3／１０ｍｉｎであるＧＰＰＳを６０重量％、酸化鉄赤着色剤を３２重量％、ステアリン酸亜鉛を８重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ３０ｃｍ3／１０ｍｉｎ）、
実施例２、６および７において使用した着色剤マスターバッチ：ＭＶＲが６５ｃｍ3／１０ｍｉｎであるＧＰＰＳを６０重量％、酸化鉄赤着色剤を３２重量％、ステアリン酸亜鉛を８重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ６０ｃｍ3／１０ｍｉｎ）、
比較例２において使用した着色剤マスターバッチ：ＭＶＲが９．３ｃｍ3／１０ｍｉｎであるＧＰＰＳを６０重量％、酸化鉄赤着色剤を３２重量％、ステアリン酸亜鉛を８重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ６ｃｍ3／１０ｍｉｎ）、
実施例４において使用した耐光剤マスターバッチ：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＧ１２０Ｋ（ＭＶＲ：３１ｃｍ3／１０ｍｉｎ）を６０重量％、住友化学工業製、スミソーブ２００を２０重量％、住友化学工業製、スミソーブ５７７を２０重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ２６ｃｍ3／１０ｍｉｎ）、
比較例３において使用した耐光剤マスターバッチ：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＧ８９９（ＭＶＲ：１．２ｃｍ3／１０ｍｉｎ）を６０重量％、住友化学工業製、スミソーブ２００を２０重量％、住友化学工業製、スミソーブ５７７を２０重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ１．０ｃｍ3／１０ｍｉｎ）、
実施例５において使用した発泡剤マスターバッチ：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＧ１２０Ｋ（ＭＶＲ：３１ｃｍ3／１０ｍｉｎ）を６０重量％、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）３０重量％、タルク１０重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ２６ｃｍ3／１０ｍｉｎ）、
比較例４において使用した発泡剤マスターバッチ：日本ポリスチレン（株）製、日本ポリスチＧ８９９（ＭＶＲ：１．２ｃｍ3／１０ｍｉｎ）を６０重量％、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）３０重量％、タルク１０重量％を溶融混練したもの（ＭＶＲ１．０ｃｍ3／１０ｍｉｎ）。
【００８２】
【表１】
2005139431.tif 000002
【００８３】
【表２】
2005139431.tif 000003
【００８４】
表１および表２から明らかなように、実施例１〜７の本発明の成形方法によって得られた成形品は、シャルピー衝撃強度が使用したポリスチレン系樹脂と同じであり、また、外観も良好であった。マスターバッチのメタノール可溶分量がポリスチレン系樹脂のメタノール可溶分量より少ない実施例６、および、マスターバッチのペレット一粒の体積がポリスチレン系樹脂のペレット一粒の体積より大きい実施例７は、実施例１〜５と比較して、成形品の外観が若干劣っていた。
【００８５】
一方、比較例１〜４の成形品は、いずれも、外観が顕著に悪かった。また、ＭＶＲ比がＸ以上の比較例１の成形品は、シャルピー衝撃強度が使用したポリスチレン系樹脂よりも低下していた。
【００８６】
また、耐光剤マスターバッチを用いた実施例４と比較例３とを比較すると、実施例４の本発明の成形方法によって得られた成形品の方が耐光性に優れていた。
【００８７】
発泡剤マスターバッチを用いた実施例５と比較例４とを比較すると、実施例５の本発明の成形方法によって得られた成形品の方が発泡性に優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の成形方法によれば、ポリスチレン系樹脂本来の特性がほとんど低下せず、かつマスターバッチおよび機能剤の分散不良もほとんど発生しない。本発明の成形方法によって得られる成形品は優れた耐衝撃性、外観、帯電防止性、耐光性を有しており、ＯＡ機器、家電製品、包装材料などの広い分野で有用である。
【００８９】
また、本発明によれば、マスターバッチはポリスチレン系樹脂と直接成形ができる。この直接成形という経済的に優れたプロセスを採用できる点からも、本発明の産業上の利用価値は極めて大きい。