PCerformance

活 躍する三洋化成グループのパフォーマンス・ケミカルス
hemicals152

高機能マテリアル事業本部
研究部 機能添加剤研究グループ
ユニットマネージャー

A B S 樹 脂 向け
耐薬品性向上剤

服部 真範［お問い合わせ先］
高機能マテリアル事業本部
樹脂営業部

温室効果ガス排出量削減は、性、加工性、安定性を併せ持つ的な不良発生の原因となってい世界が直面する喫緊の課題であため、一般的にトレードオフのる。従来、薬品との接触が多いる。特に排出量が多い自動車で関 係 に あ る と い わ れ る「剛 性用途では、表面処理などの二次は、部材の軽量化を通した燃費（硬さ）」と「耐衝撃性」のバラ加工や耐薬品性が高い他樹脂へ改善による CO2 排出量削減を目ンスにも優れている。また、印の置き換えなどが行われてお的に、金属からプラスチックへ刷、塗装や接着などの後加工、り、その結果コストアップにつの置き換えが進められている。

難燃化、繊維強化や他樹脂とのながるなど、製品設計を行う上なかでも ABS 樹脂は機械強度アロイ化などの高機能化も容易で制約が生じていた。このことのバランスに優れることから、

1）

2）であり 、比較的低コスト な
3）

自動車の内外装部材として多くため、流通量が多い 。このよ

使 用 さ れ て い る。し か し な がうな特長から、家電や自動車車ら、ABS 樹 脂 は 耐 薬 品 性 に 劣載部品、住設関連部材、OA 製るという欠点があり、その改善品などの筐体など、幅広い分野が求められていた。本稿では、で使用されている 1）。

から ABS 樹脂自身の耐薬品性向上が強く望まれていた。

ABS 樹脂の耐薬品性向上剤『ファンクティブ』

当社が開発した ABS 樹脂の耐しかしながら、ABS 樹脂は非

当社は、界面制御技術や高分薬品性を向上させる樹脂添加剤晶性樹脂であり、ポリオレフィ子設計技術を生かして、これま『ファンクティブ』を紹介する。

ンなどの結晶性樹脂に比べるとでさまざまな樹脂添加剤を幅広耐薬品性に劣るという欠点があく開発、製造、販売してきた。

る。具体的には、塗料や接着剤これら製品群の開発により得ら

ABS 樹 脂 は、ア ク リ ロ ニ ト

中に含まれる有機溶剤や食用れた知見を生かし、今回、ABSリル、ブタジエン、スチレンの油、衣料用洗剤、日焼け止め、樹脂の耐薬品性を向上させる樹3 成分からなる熱可塑性樹脂で化粧品などの薬品との接触によ脂添加剤『ファンクティブ』をあり、アクリロニトリル／スチ

り①軟化、脆化、溶解、これに開発した（表 1）。

レン共重合体（AS 樹脂）とポ伴う外観不良、②微小クラック

リ ブ タ ジ エ ン の 混 合 物（ポ リの発生、目視可能レベルのひびマ ー ア ロ イ）で あ る。ABS 樹割れの発生などが起こる 1）。特脂の構成成分に由来する特長、に②はソルベントクラック、ケABS 樹脂は、AS 樹脂中にポすなわち、アクリロニトリルのミ カ ル ク ラ ッ ク、ス ト レ ス ク

リブタジエンが分散したもの

耐熱性、機械的強度、ブタジエラック、環境応力亀裂などと呼で、電子顕微鏡写真の白い部分

ンの耐衝撃性、スチレンの光沢

ば れ て お り、ABS 樹 脂 の 代 表が AS 樹脂、黒い部分がポリブABS 樹脂

三洋化成ニュース ❶ 2021 秋 No.528

耐薬品性向上剤の作用メカニズム『ファンクティブ』をドライブ

表1 『ファンクティブ』のラインアップ

外観
融点（℃）
分子量（Mw）

ファンクティブY-200

ファンクティブP-600

レンドし、二軸押出機（テクノ

黄色粒状

黄色

ベル製 KZW15TW−45MG）で

135

203

約30,000

約30,000

溶融混練した後（バレル温度：250℃）、射出成形機（日精樹脂〈試験条件〉
融点：DSC法、分子量：高温GPC法製 FNX80Ⅲ）を使用し射出成タ ジ エ ン で あ る（図 1）。成 形

容 性 を コ ン ト ロ ー ル し、ABS形した（ノズル温度：250℃、金品に薬品が接触すると、①薬品樹脂中に筋状に分散するよう分型温度 50℃）。ABS 樹脂およびが AS 樹脂に浸透し、膨潤させ子構造設計を行った。『ファン『ファンクティブ』は熱風式乾ながら、②AS 樹脂／ポリブタジクティブ』を添加した場合（図燥機で事前に予備乾燥して使用エン界面に到達、③AS 樹脂／ポ3）では、『ファンクティブ』がした（80℃、3hr）。

リブタジエン界面の密着力を低AS 樹脂中に筋状に分散し、一（2）耐薬品性試験下させ、クラックの起点となる部はポリブタジエンを被覆してベルゲン式 1/4 楕円試験法 5）と推定される 4）（図 2）。特に射いることが確認できる。これにで耐薬品性を評価した（表 2）。

出成形品では、成形品に成形スより、『ファンクティブ』が薬臨界歪値が大きいほど耐薬品性トレス（残留応力）が残ってお品の AS 樹脂への浸透の広がりが高いことを示す。用途や要求り、上記の微小クラックが目視や、AS 樹脂／ポリブタジエン

性能により異なるが、一般的に可能なサイズのひび割れに成長界面への到達を阻害し、クラッ臨界歪値が 0.7 以上あれば耐薬し、場合によっては成形品が破クの発生を抑止していると推察品性があると言える 6）。

断することがある。

できる（図 4）。

当社の『ファンクティブ』は、ABS 樹脂の耐薬品性を向上させるため、低添加で効率よく薬各種薬品に対する耐薬品性試『ファンクティブ』の効果と適用例

験結果（臨界歪値）を表 2 に示す。『ファンクティブ』の添加により、臨界歪値が向上し、耐品の浸透を阻害することを目的［『ファンクティブ』の効果］

薬品性があるとされる水準（臨に開発したものである。
『ファ（1）試験片作成方法

界歪値ε≧0.7）を達成している。

ンクティブ』自身を耐薬品性の評 価 用 の 試 験 片 は、以 下 手

また、本稿では記載を省略する

高い組成とし、ABS 樹脂への相順 で 作 成 し た。ABS 樹 脂 とが、ポリカーボネート／ ABS

薬品①②③ポリブタジエン
ポリブタジエン（黒い部分）
AS樹脂（白い部分）
ABS樹脂

図1

AS樹脂
①薬品がAS樹脂に浸透、膨潤②薬品がポリブタジエンに到達③AS樹脂／ポリブタジエン密着力が低下しクラックの起点となる

電子顕微鏡写真（四酸化ルテニウム、四酸化オスミウムで染色）

図2

ABS樹脂の薬品による劣化のイメージ図

三洋化成ニュース ❷ 2021 秋 No.528

耐薬品性向上剤（筋状の部分）薬品①②
耐薬品性向上剤『ファンクティブ』
ポリブタジエン
ポリブタジエン（黒い部分）
AS樹脂
AS樹脂（白い部分）
ABS樹脂／『ファンクティブ』（5質量％）①薬品がAS樹脂に浸透②耐薬品性向上剤に阻まれ、さらなるAS樹脂への浸透やAS樹脂／ポリブタジエン界面への到達が阻害される。
ABS樹脂／『ファンクティブ』

電子顕微鏡写真

図3

図4（四酸化ルテニウム、四酸化オスミウムで染色）

耐薬品性向上剤の作用イメージ

アロイ（PC/ABS）でも同様の焼け止め）などへは『ファンクる。MFR の変化量は小さく、結果が得られている。薬品の種

ティブ P−600』が適している。

成形加工性への影響も小さい。

類によって、適する『ファンク（3）機械物性

ABS 樹脂は一般に不透明でティブ』のグレードが異なり、ABS 樹脂に、『ファンクティあるが、透明性を有するグレー疎水性の薬品（ガソリン、炭化ブ』を添加した際の機械物性をド（透明グレード ABS 樹脂）水素など）へは『ファンクティ示す（表 3）。
『ファンクティブ』もある。これまで透明グレード

ブ Y−200』が、親水性の薬品の添加によって機械物性はほとABS 樹脂に耐薬品性を付与さ（エタノール、洗剤）や製剤（日んど変化していないことがわかせようとすると、透明性を損な

表2

評価結果※1臨界歪値（ε）

ABS／ファンクティブ
P-600（5％）

ABS／ファンクティブ
Y-200（2.5％）
P-600（2.5％）

ABS／ファンクティブ
Y-200（5％）
P-600（5％）>1.00.70.8>1.00.8>1.00.9>1.00.50.8>1.0>1.0>1.0※4
浴室用洗剤
（中性）

0.60.8>1.0>1.0>1.0

日焼け止め※50.90.9>1.0>1.0>1.0

試験薬品

ABSのみ

ABS／ファンクティブ
Y-200（5％）

ガソリン

0.6

消毒用エタノール※20.8※3
衣料用洗剤
（弱酸性）

※1 試験片126mm×12mm×3mmをベルゲン式1/4楕円試験法の試験具上に固定し、試験薬品を塗布後、23℃、50RH％の条件下、20時間放置し、クラックの発生位置から臨界歪値εを算出※2 70％水溶液
※3 花王
（株）
製「アタックNEO抗菌EX Wパワー」
※4 花王
（株）
製「バスマジックリン」※5 ジョンソン・エンド・ジョンソン（株）
製「ニュートロジーナウルトラシアードライタッチ日焼け止め（SPF55）」

表3

機械物性試験項目

ABSのみ

ABS／ファンクティブ
Y-200（5％）

ABS／ファンクティブ
P-600
（5％）

ABS／ファンクティブ
Y-200（2.5％）
P-600（2.5％）

ABS／ファンクティブ
Y-200
（5％）
P-600
（5％）

曲げ強度※1（MPa）

7672737468

曲げ弾性率※1（GPa）

2.4

2.4

2.4

2.3

2.245

引張強度※2（MPa）

51444948

アイゾット衝撃強度※3（kJ/m2）

2891798MFR※4（g/10min）

2020332227※1 JIS K7171、試験速度 10mm/min※2 JIS K7161、試験速度 50mm/min※3 JIS K7110、ノッチ付き

三洋化成ニュース ❸ 2021 秋 No.528※4 JIS K7210、測定温度220℃、荷重10kgf

う こ と が あ っ た。『フ ァ ン ク

塗料の選択自由度、歩留まり向る場面も増えており、今後ますテ ィ ブ P−600』は 透 明 グ レ ー上につながる。

ます ABS 樹脂のアルコール耐

ド ABS 樹脂の透明性を維持し②自動車内装部材性の向上が求められる。耐薬品

たまま耐薬品性を向上できるよコンソールボックス、ドアト性 向 上 剤『フ ァ ン ク テ ィ ブ』

うに組成設計をしている。図 5

リム、インパネなど。ユーザー

は、ABS 樹 脂 や、ABS 系 ポ リに耐薬品性試験前後での成形品が使用した日焼け止め剤の接マーアロイの耐薬品性を大幅にの外観を示す。
『ファンクティ

触 や ア ル コ ー ル 消 毒 に よ る、向上し、適用部材や用途の拡大ブ』を添加しない場合は耐薬品

ABS 樹 脂 の ク ラ ッ ク 発 生、表に貢献できるものと考えてい性試験後に外観が悪化している面劣化を防止できる。

る。今後はさらに低添加量で耐が、『フ ァ ン ク テ ィ ブ P−600』③家電

薬品性を向上できるグレード開を添加した透明グレード ABS

洗濯機や冷蔵庫、テレビやパ発を行うなど、多様化する樹脂

樹脂は耐薬品性試験後も成形品

ソ コ ン、ゲ ー ム 機 の デ ィ ス プ

改質のニーズに応えていく予定の外観が悪化していないことがレー枠など。洗剤の接触やアルである。

わかる。表 4 に耐薬品性の評価

コール消毒によるクラックの発結果を示した。特に消毒用エタ生を防止できる。

ノールに対して効果が高いこと④住宅設備がわかる。

浴室、洗面台、台所など。洗［適用例］

剤等が接触することによるクABS 樹脂の耐薬品性を向上させることで、以下用途への適用が可能になると考えられる。

ラックの発生を防止できる。

今後の展開①自動車外装部材

新型コロナウイルス感染症

ドアハンドル、サイドミラー（COVID−19）が拡大する中、ハウジング、スポイラー、ラジ感染拡大防止策としてアルコー

エーターグリルなど。塗料中のル消毒が日常化し、プラスチッ溶剤によるクラックを防止し、ク製品がアルコールにさらされ
表4

耐薬品性試験前透明ABSのみ

透明ABS／
ファンクティブ
P-600
（5％）

参考文献
1）大阪市立工業研究所編「プラスチッ
ク読本 第 20 版」
2）化学工業日報社、「プラスチック成形材料商取引便覧」
3）石油化学工業協会 HP、
http://www.jpca.or.jp
4）本間精一、マテリアルステージ、20、4、54（2020）5）樋口裕思、成形加工、26，10、478（2014）
6）テクノ UMG HP、
http://www.t-umg.com

評価結果（透明グレードABS樹脂）

耐薬品性試験後※1
透明ABSのみ

透明ABS／
ファンクティブ
P-600
（5％）

臨界歪値
試験薬品

透明ABSのみ透明ABS／ファンクティブ
P-600（5％）

消毒用エタノール※10.3>1.0※2
衣料用洗剤
（弱酸性）

0.40.7※3
浴室用洗剤
（中性）

0.4>1.0

日焼け止め※40.40.6※1 70％水溶液※2 花王（株）
製「アタックNEO抗菌EX Wパワー」
※3 花王
（株）
製「バスマジックリン」※4 ジョンソン・エンド・ジョンソン（株）
製「ニュートロジーナウルトラシアードライ
タッチ日焼け止め（SPF55）」※1 試験薬品：花王（株）
製「アタックNEO抗菌EX Wパワー」

図5

成形品の外観（透明グレードABS樹脂）

当社製品をお取り扱いいただく際は、当社営業までお問い合わせください。
また必ず「安全データシート」（SDS）を事前にお読みください。
使用される用途における適性および安全性は、使用者の責任においてご判断ください。

三洋化成ニュース ❹ 2021 秋 No.528