JP2009203325A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、溶融加工時の分解ガス発生が抑制されたポリアミドとポリ乳酸を含む樹脂組成物を提供するものである。
【解決手段】
ポリアミドとポリ乳酸および分解抑制剤を含む樹脂組成物であって、該分解抑制剤の分子構造が1分子内にリン原子とヒンダードフェノール構造を同時に含む構造のものであり、該分解抑制剤が樹脂組成物全体に対して0.01〜1mol%添加されていることを特徴とする樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
ニードルパンチ処理のパンチング本数としては、繊維の高絡合化による緻密な表面状態を達成することを目的とし、500〜3000本/cm2であることが好ましい。パンチング本数が500本/cm2以上であれば表面繊維の緻密性が良好となり、所望の高精度仕上げを得ることができ、またパンチング本数が3000本/cm2以下であれば、加工性の悪化を招くことなく、強度低下につながる繊維損傷が抑制される。また、ウォータジェットパンチング処理を行う場合には、水は柱状流の状態で行うことが好ましく、通常直径0.05〜1.0mmのノズルから圧力1〜60MPaで噴出される柱状流が好適に用いられる。
東洋精機製キャピログラフ1Bにより、所望の速度でポリマーの溶融粘度を測定した。チップ投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は4分、窒素雰囲気下で測定を行った。
チップをヘリウムガスで満たされたガラス容器内で、50℃の温度から10℃/分で250℃の温度まで加熱し、250℃の温度で30分間保持し、この際に発生した成分を活性炭捕集管(スペルコ社製:カーボントラップ400)に捕集する。この捕集管を300℃の温度で加熱し、捕集成分を脱着させ、日本電子社製 Automass SUN−200 GC/MSに導入し、成分および発生量を分析した(CG/MSカラム:ジーエルサイエンス株式会社製CP−WAX52CB 25m×0.32mm)。得られた発生量を樹脂組成物重量により除することで単位重量当たりの発生量を算出した。分解ガスに含まれる成分の中でも特に臭気および金属腐食に大きく影響を与える酢酸およびプロピオン酸に着目し、本発明の分解ガス抑制効果として、分解ガスにおいて未添加サンプル(後述の参考例1参照。)で得られた数値の50%、すなわち分解ガス中の酢酸量が15.0mg/kg以下、プロピオン酸量が7.0mg/kg以下を満たす場合を合格レベルとした。
チップを0.5g計量して試験管内に導入した後、窒素で微加圧とし、250℃の温度に加熱されたオイルバス中で30分間加熱後に、溶融したチップ直上から分解ガスを注射器にて5ml採取した。採取した分解ガスを、ニオイセンサー(理研計器株式会社製ポータブルモニターOD−85)にて測定し、表示される数値を3回測定し、下記式に基づき臭気抑制率を算出した。臭気抑制効果として、この値が80%未満となるものを合格レベルとした。
・臭気抑制率=(添加サンプル数値/未添加サンプル数値)×100(%)
添加サンプルは、分解抑制剤添加サンプル(実施例と比較例に使用)を表し、未添加サンプルは、分解抑制剤未添加サンプル(ペレットでは参考例1、紡糸では参考例4に使用)を表す。
TA Instruments社製DSC2920 Modulated DSCを用いて、2nd runでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。この時の昇温速度は16℃/分、サンプル量は10mgとした。
ペレット状の樹脂組成物の海成分を除去し、水洗後(株)キーエンス社製 VE−7800型SEM装置で島成分が50個以上観察できる倍率で撮影し、このSEM写真から露出した島成分を画像処理ソフト(“Win・ROOF”(登録商標))によって、円あるいは楕円として50個の平均直径を求めるものであり、これを3ヶ所以上で行い、少なくとも合計150個以上の島成分の分散径を測定することにより求めた。各島成分ポリマーの直径はnm単位で小数点1桁まで測定し、小数点以下を四捨五入する。その分散径から単純な数平均値を求めた。測定には、5000倍の写真を用いた。
繊維の超薄切片を切り出し、単繊維の繊維軸に対して垂直な断面を日立社製H−7100FA型透過型電子顕微鏡(TEM装置)で150個以上の島成分が観察できる倍率として撮影する。2次元的に撮影された該画像から、同一画像内で無作為に抽出した150個の島成分の直径を測定した。ここで、繊維軸に垂直な断面に現れる島成分は必ずしも真円であるとは限らないが、真円で無い場合にはその面積を測定し、円換算で求められる値を採用した。また、これらの値に関しては、nm単位で小数点1桁目まで測定し、小数点以下を四捨五入することで求めた。また、150個それぞれの径を測定し、その単純な数平均値を島成分平均径として求めた。なお、測定には、50000倍の写真を用いた。
インテック株式会社製検尺機によって100mの小綛とし、その重量を100倍することにより繊度(dtex)を算出した。オリエンテック社製引張試験機 “TENSILON”(登録商標) UCT−100型を用い、試料長20cm、引張速度100%/分条件で応力−歪曲線を測定する。破断時の荷重を読みとり、その荷重を初期繊度で除することで破断強度を算出する。また、破断時の歪を読みとり、試料長で除した値を100倍することにより、破断伸度を算出する。これを5回以上繰り返し、得られた結果の単純な数平均を求めることで平均強度および平均伸度とした。
溶融粘度190Pa・s(230℃、1216sec−1)、融点228℃のナイロン6と溶融粘度67Pa・s(230℃、1216sec−1)、融点170℃のポリ乳酸を、ナイロン6が40重量%で、ポリ乳酸が60重量%となるようにそれぞれ独立で計量し、これらを混練温度220℃、スクリュー回転数300rpm、吐出量15kg/時に設定した2軸混練機(スクリュー径:37mmφ L/D:48)にて混練し、樹脂組成物を得た。
ポリ乳酸樹脂を加えず、ナイロン6を100重量%としたこと以外は、全て参考例1に従い実施した。分解ガスおよび臭気評価を含めたポリマー特性は、表1に示すとおりであり、この場合、低級脂肪酸である酢酸およびプロピオン酸の発生は確認されず、ナイロン6由来のε−カプロラクタムについても、発生量が244.9mg/kgと参考例1と比較して、50%程度まで低下したものであった。
ナイロン6を加えず、ポリ乳酸を100重量%としたこと以外は、全て参考例1に従い実施した。分解ガスおよび臭気評価を含めたポリマー特性は、表1に示すとおりであり、ナイロン6由来のε−カプロラクタムの発生は確認されず、低級脂肪酸である酢酸量は12.0mg/kg、プロピオン酸量は5.5mg/kgと参考例1と比較して、50%以上低下したものであった。
[実施例1]
2軸混練機に導入する前に、あらかじめポリ乳酸に1分子内にリン原子とヒンダードフェノール構造を含んだ構造の分解抑制剤として、次の化学式1
添加剤を、次の化学式2
添加剤を、次の化学式3
添加剤として、比較例1で用いたリン系化合物と比較例2で用いたヒンダードフェノール系化合物を併用し、リン系化合物が0.13mol%(0.7重量%)、ヒンダードフェノール系化合物が0.05mol%(0.6重量%)として添加したこと以外は、全て実施例1に従い実施した。
・添加剤B:アデカ株式会社製アデカスタブAX−71 化学式2(リン系化合物)
・添加剤C:チバ・ケミカル・スペシャリティ株式会社製“IRGANOX”(登録商標)1010 化学式3(ヒンダードフェノール系化合物)
[分解ガス成分・評価]:合格○ 不合格× [臭気評価]:合格○ 不合格×
[実施例2〜4]
分解抑制剤の添加量を0.01mol%(0.05重量%)、0.03mol%(0.1重量%)、1.0mol%(4重量%)としたこと以外は、全て実施例1に従い実施した。得られた樹脂組成物のポリマー特性、分解ガス発生量および臭気評価の結果を、表3に示す。
ナイロン6とポリ乳酸の混練比率を20重量%と80重量%とし、分解抑制剤を0.13mol%(0.5重量%)したこと以外は、全て実施例1に従って実施した。
ナイロン6とポリ乳酸の混練比率を60重量%と40重量%とし、分解抑制剤を0.13mol%(0.5重量%)したこと以外は、全て実施例1に従って実施した。
[分解ガス成分・評価]:合格○ 不合格× [臭気評価]:合格○ 不合格×
(参考例4)
参考例1で作成したペレットを用いて、紡糸温度240℃で溶融紡糸を行った。単孔吐出量0.85g/分となるように計量し、0.35mmφ(L/D=2.0)−36ホールの口金から吐出した(吐出までの滞留時間:25分間)。溶融吐出された樹脂を冷却固化し、油剤を付着後紡糸速度1350m/分で巻き取った。得られた未延伸糸を、第1ホットローラーの温度を90℃、第2ホットローラーの温度を130℃として延伸倍率2.1倍で延伸熱処理し、得られた延伸糸の力学特性を測定したところ、強度が1.7cN/dtexであった。得られた延伸糸の繊維断面に見られる島成分平均径は100nmであり、島成分が微細化した海島型複合繊維が得られていた。
実施例1で作成したペレットを用いたこと以外は、全て参考例4に従い実施した。得られた延伸糸の力学特性を測定したところ、強度が2cN/dtex以上であり、参考例4と比較して若干強度が増加するものであった。得られた延伸糸の繊維断面に見られる島成分平均径は100nmであり、参考例4同様、島成分が微細化した海島型複合繊維が得られていた。
比較例1〜3で作成したペレットを用いたこと以外は、全て参考例2に従い実施した。参考例2と同様に紡糸口金直下の臭気を評価したところ、リン系化合物を用いた比較例4ではニオイセンサーの表示値は982であり、逆に臭気が15%増加し、比較例5および6ではニオイセンサーの表示値が794と768と若干の抑制効果が見られるものの、ほとんど効果が見られないものであった。紡糸機の腐食に関しては、ほとんど参考例2と変わらないものであり、本発明の樹脂組成物の効果には遠く及ばないものであった。
Claims (6)
- ポリアミドとポリ乳酸および分解抑制剤を含む樹脂組成物であって、該分解抑制剤の分子構造が1分子内にリン原子とヒンダードフェノール構造を同時に含む構造のものであり、該分解抑制剤が樹脂組成物全体に対して0.01〜1mol%添加されていることを特徴とする樹脂組成物。
- 樹脂組成物全体に対して、ポリアミドの含有量が10〜90重量%であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
- ポリアミドとポリ乳酸が海島構造を形成し、この海島構造の島成分の平均分散径が10〜1000nmであることを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物。
- 請求項1から3のいずれか1項記載の樹脂組成物からなる繊維。
- 請求項4記載の繊維からなる繊維構造体。
- 請求項1から3のいずれか1項記載の樹脂組成物を溶融紡糸することを特徴とする繊維の製造方法。
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