JP2010275534A - 相容化剤、熱可塑性樹脂組成物及び成形体 - Google Patents

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【課題】機械特性、耐熱性に優れる成形体を与える生分解性樹脂及びポリオレフィン系樹脂の相容化剤を提供する。
【解決手段】生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の相溶化剤(C)であって、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含むアルキルメタクリレート系重合体を含む相容化剤(C)。生分解性樹脂(A)5〜95質量%及びポリオレフィン系樹脂(B)5〜95質量%を含む熱可塑性樹脂100質量部に対して、前記相溶化剤(C)を0.1〜20質量部含む熱可塑性樹脂組成物。前記熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体。
【選択図】なし

Description

本発明は、生分解性樹脂及びポリオレフィン系樹脂の相容化剤、生分解性樹脂、ポリオレフィン系樹脂及び前記相容化剤を含む熱可塑性樹脂組成物、並びに前記熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体に関する。
近年、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等の膨大な量のプラスチック製品が使用されており、これらの廃棄物処理が環境問題の一つとしてクローズアップされてきている。現在、プラスチック製品の廃棄処理は、焼却処分や埋設処理が利用されている。しかしながら、プラスチック製品を焼却処分すると、その燃焼カロリーが高いため、焼却炉を傷め寿命を縮める原因となる。また、プラスチック製品を埋設処理するには、土地が限られている。更に、自然環境中に廃棄された場合、上記樹脂は化学的安定性が極めて高く、微生物等による分解がほとんど起こらず、半永久的に残存することになる。そのため、景観を損なう原因となる、海洋生物の生活環境を汚染する等の問題を引き起こしていた。
このような状況があり、近年、生分解又は自然環境下で分解する樹脂である生分解性樹脂が注目されてきている。生分解性樹脂は、土壌中や水中で、加水分解や生分解により、徐々に樹脂の分解が進行し、最終的に微生物の作用により無害な分解物となることが知られている。
しかしながら、生分解性樹脂、特に、脂肪族ポリエステル樹脂は、機械特性や耐熱性が不十分であり、実用的な使用において多くの課題を有している。例えば、脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸系樹脂は、フィルムやシート等の用途に利用されているが、石油系熱可塑性樹脂と比較して、得られる成形体の機械特性、耐熱性が劣る。
前記課題を解決する方法として、例えば、特許文献1では、メチルメタクリレート単位を有する重合体がポリ乳酸系樹脂とポリオレフィン系樹脂の相容化剤として提案されている。
特開2008−88364号公報
しかしながら、特許文献1で提案されている相容化剤は、アルキル基の炭素数が1のアルキルメタクリレートであるメチルメタクリレートを用いているため、ポリ乳酸系樹脂とポリオレフィン系樹脂との相容性が十分でなく、得られる成形体の機械特性、耐熱性が不十分である。
本発明は、機械特性、耐熱性に優れる成形体を与える生分解性樹脂及びポリオレフィン系樹脂の相容化剤を提供することにある。
本発明は、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の相溶化剤(C)であって、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含むアルキルメタクリレート系重合体を含む相容化剤(C)である。
また、本発明は、生分解性樹脂(A)5〜95質量%及びポリオレフィン系樹脂(B)5〜95質量%を含む熱可塑性樹脂100質量部に対して、前記相溶化剤(C)を0.1〜20質量部含む熱可塑性樹脂組成物である。
更に、本発明は、前記熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体である。
本発明の相容化剤(C)を用いることにより、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の相容性に優れ、機械特性、耐熱性に優れる成形体を与える。
本発明の相容化剤(C)は、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含むアルキルメタクリレート系重合体を含む。
アルキルメタクリレート系重合体は、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含む。
アルキルメタクリレート単位は、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位である。
アルキルメタクリレート単位のアルキル基の炭素数が2以上であると、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性が良好となり、得られる成形体の機械特性、耐熱性に優れる。また、アルキルメタクリレート単位のアルキル基の炭素数が6以下であると、アルキルメタクリレート系重合体を粉体化したときの粉体取扱性に優れる。
これらのアルキルメタクリレート単位の中でも、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性及びアルキルメタクリレート系重合体を粉体化したときの粉体取扱性に優れることから、アルキル基の炭素数が4のn−ブチルメタクリレート単位、i−ブチルメタクリレート単位、sec−ブチルメタクリレート単位、t−ブチルメタクリレート単位が好ましく、成形加工性に優れることから、n−ブチルメタクリレート単位及びi−ブチルメタクリレート単位がより好ましく、i−ブチルメタクリレート単位が更に好ましい。
アルキルメタクリレート系重合体中の炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位の含有率は、全単量体単位100質量%中、50質量%以上であり、70質量%以上であることが好ましい。
アルキルメタクリレート系重合体中の炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位の含有率が50質量%以上であると、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性に優れ、得られる成形体の機械特性、耐熱性に優れる。
炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含むアルキルメタクリレート系重合体は、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(m1)を50質量%以上含む単量体成分(m)を重合することにより得られる。
アルキルメタクリレート(m1)としては、例えば、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−メチルブチルメタクリレート、3−メチルブチルメタクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートが挙げられる。これらのアルキルメタクリレート(m1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アルキルメタクリレート(m1)のアルキル基の炭素数が2以上であると、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性が良好となり、得られる成形体の機械特性、耐熱性に優れる。また、アルキルメタクリレート(m1)のアルキル基の炭素数が6以下であると、アルキルメタクリレート系重合体を粉体化したときの粉体取扱性に優れる。
これらのアルキルメタクリレート(m1)の中でも、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性及びアルキルメタクリレート系重合体を粉体化したときの粉体取扱性に優れることから、アルキル基の炭素数が4のアルキルメタクリレートであるn−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレートが好ましく、成形加工性に優れることから、n−ブチルメタクリレート及びi−ブチルメタクリレートがより好ましく、i−ブチルメタクリレートが更に好ましい。
単量体成分(m)は、必要に応じて、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(m1)以外に、共重合可能な他の単量体(m2)を含んでもよい。
他の単量体(m2)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン等の芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体;メチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ドデシルアクリレート等のアルキルアクリレート;メチルメタクリレート;ドデシルメタクリレート等のアルキル基の炭素数が7以上のアルキルメタクリレート;アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有するビニル単量体;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等のヒドロキシル基を有するビニル単量体;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等のグリシジル基を有するビニル単量体;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル;酢酸ビニル、酪酸ビニル等のカルボン酸ビニル;エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン;ブタジエン、イソプレン、ジメチルブタジエン等のジエン系単量体が挙げられる。これらの他の単量体(m2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体成分(m)の組成は、全単量体100質量%中、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(m1)の含有率が50質量%以上、他の単量体(m2)の含有率が50質量%以下であり、炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(m1)の含有率が70質量%以上、他の単量体(m2)の含有率が30質量%以下であることが好ましい。
炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(m1)の含有率が50質量%以上であると、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性が良好となり、得られる成形体の機械特性、耐熱性に優れる。
他の単量体(m2)の含有率が50質量%以下であると、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)中での相容化剤(C)の分散性が良好となり、得られる成形体の機械特性、耐熱性に優れる。
アルキルメタクリレート系重合体を得るための重合方法としては、公知の重合方法を用いることができ、例えば、ラジカル重合法、イオン重合法が挙げられる。これらの重合方法の中でも、生産性、製造コストの観点から、ラジカル重合法が好ましい。
アルキルメタクリレート系重合体を得るための重合系としては、公知の重合系を用いることができ、例えば、塊状重合、懸濁重合、乳化重合が挙げられる。これらの重合系の中でも、アルキルメタクリレート系重合体を粉体化したときの粉体取扱性に優れることから、粉体状又は顆粒状で得られる乳化重合が好ましい。
乳化重合における乳化剤としては、公知の乳化剤を用いることができ、例えば、アニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤が挙げられる。これらの乳化剤の中でも、スルホン酸塩系化合物、硫酸塩系化合物、燐酸エステル塩系化合物等のアニオン系乳化剤が好ましい。これらの乳化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
乳化重合における重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることができ、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩化合物;t−ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物;上記過硫酸塩化合物又は上記有機過酸化物と還元剤とを組み合わせたレドックス系重合開始剤が挙げられる。
乳化重合における重合温度としては、重合開始剤の種類にもよるが、通常40〜80℃である。
乳化重合で得られるアルキルメタクリレート系重合体の質量平均粒子径は、50〜500nmであることが好ましく、50〜250nmであることがより好ましい。
アルキルメタクリレート系重合体の質量平均粒子径が50nm以上であると、乳化剤による成形体の着色や機械特性低下の影響を抑制できる。また、アルキルメタクリレート系重合体の質量平均粒子径が500nm以下であると、高分子量のアルキルメタクリレート系重合体を得る際の分子量制御が容易となる。
乳化重合で得られるアルキルメタクリレート系重合体のラテックスを粉体化する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、凝固法、スプレードライ法が挙げられる。
アルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量は、5千〜2,000万であることが好ましく、2万〜500万であることがより好ましく、6万〜50万であることが更に好ましく、8万〜30万であることが特に好ましい。尚、質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定される。
アルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量が5千以上であると、得られる成形体の耐熱性に優れる。また、アルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量が2,000万以下であると、得られる成形体の引張伸び特性に優れる。
本発明の相容化剤(C)は、アルキルメタクリレート系重合体以外にも、安定剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤等の添加剤を含んでもよい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、生分解性樹脂(A)5〜95質量%及びポリオレフィン系樹脂(B)5〜95質量%を含む熱可塑性樹脂100質量部に対して、相容化剤(C)0.1〜20質量部含む。
相容化剤(C)の配合量としては、生分解性樹脂(A)5〜95質量%及びポリオレフィン系樹脂5〜95質量%(B)を含む熱可塑性樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部であり、0.5〜15質量部であることがより好ましい。
相容化剤(C)の配合量が0.1質量部以上であると、相容化剤(C)の配合効果が発現し、得られる成形体の機械特性、耐熱性に優れる。また、相容化剤(C)の配合量が20質量部以下であると、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂本来の特性を損なわない。
本発明の生分解性樹脂(A)は、土壌中、水中、コンポスト装置中等で、加水分解や生分解により分解する樹脂をいう。生分解性樹脂としては、例えば、脂肪族ポリエステル系樹脂;酢酸セルロース等のセルロースエステル化合物、バイオセルロースや澱粉主体のプラスチック、デンプン変性体等の多糖類系樹脂;ポリアミド系樹脂;変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール系樹脂が挙げられる。これらの生分解性樹脂(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの生分解性樹脂(A)の中でも、成形加工性、製造コスト、機械特性、耐熱性の観点から、脂肪族ポリエステル系樹脂が好ましい。
脂肪族ポリエステル系樹脂としては、例えば、ヒドロキシカルボン酸の重合体が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、乳酸、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ吉草酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸が挙げられる。
脂肪族ポリエステル系樹脂は、微生物産出系重合体、合成系重合体、半合成系重合体に大別される。微生物産出系重合体としては、例えば、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸が挙げられる。合成系重合体としては、例えば、ポリカプロラクトン、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの縮合体が挙げられる。半合成系重合体としては、例えば、ポリ乳酸系重合体が挙げられる。これらの脂肪族ポリエステル系樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの脂肪族ポリエステル系樹脂の中でも、加工性、生分解性の観点から、半合成系重合体であることが好ましく、ポリ乳酸系重合体であることがより好ましい。特に、ポリ乳酸系重合体は、さつまいもやトウモロコシ等の非石油原料から乳酸が合成可能なため、石油資源を使用しない樹脂として、石油資源を使用した樹脂に置き換えていく動きに対応することができる。
ポリ乳酸系重合体としては、ポリ乳酸又は乳酸と他の単量体との共重合体が挙げられる。これらのポリ乳酸系重合体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
他の単量体としては、2個以上のエステル結合形成性の官能基を持つ化合物であればよく、例えば、ジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトンが挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸が挙げられる。
多価アルコールとしては、例えば、ビスフェノールにエチレンオキシドを付加反応させた化合物等の芳香族多価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール等の脂肪族多価アルコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のエーテルグリコールが挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸、特開平6−184417号公報に記載のヒドロキシカルボン酸が挙げられる。
ラクトンとしては、例えば、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−又はγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトンが挙げられる。
ポリ乳酸系重合体の合成方法としては、公知の合成方法を用いることができる。ポリ乳酸系重合体の合成方法としては、例えば、特開平7−33861号公報に記載の合成方法;特開昭59−96123号公報に記載の合成方法;「高分子討論会予稿集」、44巻、3198〜3199頁に記載の合成方法が挙げられる。具体的には、例えば、乳酸の直接脱水縮合による合成方法、ラクチドの開環重合による合成方法が挙げられる。
乳酸としては、例えば、L−乳酸、D−乳酸、DL−乳酸が挙げられる。これらの乳酸は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ラクチドとしては、例えば、L−ラクチド、D−ラクチド、DL−ラクチド、メソ−ラクチドが挙げられる。これらのラクチドは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ラクチドの合成方法としては、公知の合成方法を用いることができる。ラクチドの合成方法としては、例えば、米国特許第4057537号明細書に記載の合成方法;欧州特許出願公開第261572号明細書に記載の合成方法;Polymer Bulletin,14,491−495(1985年)に記載の合成方法;Makromol Chem.,187,1611−1628(1986年)に記載の合成方法が挙げられる。
ポリ乳酸系重合体中の乳酸単位の含有率としては、得られる成形体の機械特性や生分解性により適宜調整することができるが、加水分解性の観点から、ポリ乳酸系重合体中の全単量体単位100mol%中、50mol%以上であることが好ましく、70mol%以上であることがより好ましい。
ポリ乳酸系重合体における乳酸単位中のL乳酸単位及びD乳酸単位の構成比(L/D)としては、L/Dが100/0〜60/40mol%であることが好ましく、L/Dが100/0〜80/20mol%であることがより好ましい。
ポリ乳酸系重合体の質量平均分子量としては、5万〜50万であることが好ましく、10万〜30万であることがより好ましい。尚、質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定される。
本発明のポリオレフィン系樹脂(B)は、公知のポリオレフィン系樹脂を用いることができる。ポリオレフィン系樹脂(B)としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリ−1−ブテン、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレンのランダム共重合体又はブロック共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテンのランダム共重合体又はブロック共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン又はプロピレンとシクロペンタジエンとの共重合体、エチレン又はプロピレンに対して、50質量%以下の、例えば、酢酸ビニル、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、芳香族ビニル単量体等のビニル系単量体を加えたランダム共重合体、ブロック共重合体又はグラフト重合体が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのポリオレフィン系樹脂(B)の中でも、汎用性、生産性、製造コストの観点から、PP、HDPE、LDPE、LLDPE、エチレン−プロピレンランダム共重合体又はブロック共重合体が好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂は、生分解性樹脂(A)5〜95質量%及びポリオレフィン系樹脂(B)5〜95質量%を含む。
生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の組成比としては、得られる成形体の用途等に応じて適宜設定でき、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の合計100質量%中、生分解性樹脂(A)の含有率が5〜95質量%、ポリオレフィン系樹脂(B)の含有率が5〜95質量%であり、生分解性樹脂(A)の含有率が10〜90質量%、ポリオレフィン系樹脂(B)の含有率が10〜90質量%であることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じて、改質剤、安定剤、滑剤、充填剤等の添加剤を配合してもよい。
改質剤としては、公知の改質剤を用いればよく、例えば、得られる成形体の機械特性を改質するための改質剤であるグラフト重合体が挙げられる。
成形体の機械特性を改質する改質剤であるグラフト重合体は、通常ゴム質重合体にビニル単量体をグラフト重合して得られる。
ゴム質重合体としては、例えば、ブタジエンゴムを含有するブタジエン系ゴム、ポリオルガノシロキサンを含有するシリコーン系ゴム、ポリアルキル(メタ)アクリレートゴムを含有するアクリル系ゴムが挙げられる。これらのゴム質重合体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ビニル単量体としては、例えば、芳香族ビニル単量体、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、シアン化ビニル単量体が挙げられる。これらのビニル単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
グラフト重合体を得るための重合系としては、特に制限されるものではないが、乳化重合が好ましい。
尚、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」又は「メタクリレート」を示す。
安定剤としては、例えば、ペンタエリスリチル−テトラキス−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリエチレングリコール−ビス−[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等のフェノール系安定剤;トリス(モノノニルフェニル)フォスファイト、トリス−(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト等の燐系安定剤;ジラウロイルジプロピオネート等の硫黄系安定剤が挙げられる。これらの安定剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
安定剤の配合量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、0.01〜1質量部であることが好ましく、0.05〜0.5質量部であることがより好ましい。安定剤の配合量が0.01質量部以上であると、安定剤の配合効果が発現する。また、安定剤の配合量が1質量部以下であると、製造コストが安価で、熱可塑性樹脂本来の特性を損なわない。
滑剤としては、例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の飽和又は不飽和脂肪酸のナトリウム、カルシウム、マグネシウム塩が挙げられる。これらの滑剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
滑剤の配合量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、0.1〜2質量部であることが好ましい。滑剤の配合量が0.1質量部以上であると、滑剤の配合効果が発現する。また、滑剤の配合量が2質量部以下であると、製造コストが安価で、熱可塑性樹脂本来の特性を損なわない。
充填剤としては、繊維状、粒子状、粉体状、板状、針状等、種々の形状のものを用いることができる。充填剤としては、例えば、ガラス繊維(金属を被覆したものを含む)、炭素繊維(金属を被覆したものを含む)、チタン酸カリウム、アスベスト、炭化珪素、窒化珪素、セラミック繊維、金属繊維、アラミド繊維、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、三酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、二硫化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、マイカ、タルク、カオリン、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライト、ウォラストナイト、アルミナ、クレー、フェライト、黒鉛、石膏、ガラスビーズ、ガラスバルーン、石英が挙げられる。これらの充填剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの充填剤の中でも、タルク、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムが好ましい。
充填剤の配合量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、1〜50質量部であることがより好ましい。充填剤の配合量が0.1質量部以上であると、充填剤の配合効果が発現する。また、充填剤の配合量が50質量部以下であると、製造コストが安価で、熱可塑性樹脂本来の特性を損なわない。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、公知の方法で混練することができる。混練方法としては、例えば、ミルロール、バンバリーミキサー、スーパーミキサー、押出成形機を用いた混練方法が挙げられる。
本発明の成形体は、本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる。本発明の成形体を得るための成形方法としては、例えば、インジェクション法、溶融押出法、カレンダー法が挙げられる。上記成形方法により、射出成形品、シート、フィルム、異形材等の成形体を得ることができる。
本発明の成形体は、包装資材;食品容器;建材;玩具、文房具等の雑貨;自動車部品;OA機器;家電機器に好適である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、実施例中の「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を示す。
(1)重合率
アルキルメタクリレート系重合体のラテックス1gをアセトン10gで希釈した試料を、ガスクロマトグラフ(機種名「7890」、アジレント・テクノロジー(株)製)、カラム(商品名「HP−5」、内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm、アジレント・テクノロジー(株)製)を用い、ラテックス中に残存する単量体成分量を測定し、残存する単量体成分量から単量体成分の重合率を算出した。内部標準物質としては、メチルイソブチルケトンを用いた。
(2)質量平均分子量
アルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量を、アルキルメタクリレート系重合体のテトラヒドロフラン可溶分を試料として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(機種名「HLC−8220」、東ソー(株)製)、カラム(商品名「TSK−GEL SUPERMULTIPORE HZ−H」、東ソー(株)製)を用い、溶離液:テトラヒドロフラン、測定温度:40℃の条件で、標準ポリスチレンによる検量線から質量平均分子量を求めた。
(3)質量平均粒子径
アルキルメタクリレート系重合体(A)の質量平均粒子径を、粒度分布計(機種名「CHDF2000型」、MATEC社製)を用いて測定した。測定条件は、MATEC社が推奨する標準条件で行った。即ち、専用の粒子分離用キャピラリー式カートリッジ及びキャリア液を用い、液性:ほぼ中性、流速:1.4ml/分、圧力:約4000psi(2600KPa)、温度:35℃の条件で、アルキルメタクリレート系重合体(A)のラテックスを濃度約3%に希釈した試料0.1mlを測定に用いた。標準粒子径物質としては、粒子径既知の単分散ポリスチレンを20〜800nmの範囲で合計12点用いた。
(4)引張破断伸度
成形体の引張破断伸度を、JIS K−7113に準じて測定した。尚、成形体として、射出成形により得られたJIS1号試験片(厚さ4mm)を用いた。
(5)荷重たわみ温度
成形体の荷重たわみ温度を、荷重0.45MPaの条件で、ISO 75に準じて測定した。尚、成形体として、射出成形により得られた試験片(長さ12.7mm、高さ4mm、幅10mm)を用いた。
[実施例1]
下記の単量体混合物を、ホモミキサーを用いて10,000rpmで6分間攪拌し、乳化混合物を得た。
単量体混合物:
i−ブチルメタクリレート 100部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 1部
脱イオン水 300部
温度計、窒素導入管、冷却管及び攪拌装置を備えたセパラブルフラスコに、乳化混合物を投入し、容器内を窒素で置換した。次いで、内温を60℃まで昇温させて、過硫酸カリウム0.15部を加えた。その後、内温60℃で加熱攪拌を2時間継続して重合を終了し、アルキルメタクリレート系重合体のラテックスを得た。ガスクロマトグラフより、単量体の重合率は99%以上であった。得られたアルキルメタクリレート系重合体のラテックスを、酢酸カルシウム5部を含む熱水100部中に滴下してラテックスの凝固を行った。得られた凝固物を分離洗浄後、65℃で16時間乾燥して、アルキルメタクリレート系重合体を得た。得られたアルキルメタクリレート系重合体を相容化剤(C1)とした。
[実施例2〜11、比較例1〜2]
単量体成分、開始剤量、連鎖移動剤量を表1に記載のように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてアルキルメタクリレート系重合体を得た。ガスクロマトグラフより、単量体の重合率はいずれも99%以上であった。得られたアルキルメタクリレート系重合体をそれぞれ相容化剤(C2)〜(C13)とした。
尚、連鎖移動剤は、n−オクチルメルカプタンを用いた。
実施例1〜11及び比較例1〜2で得られたアルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量、質量平均粒子径を、表1に示す。
Figure 2010275534
尚、表1記載の略号は、以下の化合物を示す。
i−BMA:i−ブチルメタクリレート
n−BMA:n−ブチルメタクリレート
MMA :メチルメタクリレート
GMA :グリシジルメタクリレート
n−BA :n−ブチルアクリレート
[実施例12〜26、比較例3〜9]
生分解性樹脂(A)としてポリ乳酸系樹脂(商品名「LACEA H100」、三井化学(株)社製)、ポリオレフィン系樹脂(B)としてポリプロピレン(商品名「ノバテックFY−4」、日本ポリプロ(株)製)、相容化剤(C)として実施例1〜11及び比較例1〜2で得られた(C1)〜(C13)を用い、表2〜表4に示す割合で配合し、内径30mm(φ30mm)、L(シリンダ有効長さ)/D(口径)=28.5の二軸押出成形機を用い溶融混練し、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。その後、得られたペレットを、射出成形機(機種名「SE−100DU」、住友重機工業(株)製)を用いて、成形温度220℃の条件で射出成形を行い、成形体を得た。
実施例12〜26、比較例3〜9で得られた成形体の引張破断伸度、荷重たわみ温度を、表2〜表4に示す。
Figure 2010275534
Figure 2010275534
Figure 2010275534
表2から明らかなように、本発明の相容化剤(C1)〜(C11)を用いて得られた成形体は、引張破断伸度、荷重たわみ温度に優れた。一方、アルキル基の炭素数が1であるアルキルメタクリレート系重合体である相容化剤(C12)、(C13)を用いて得られた成形体は、引張破断伸度、荷重たわみ温度に劣った。また、相容化剤(C)を用いずに得られた成形体は、引張破断伸度、荷重たわみ温度に劣った。
表3及び表4から明らかなように、生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の組成比を変えても、同様の結果が得られた。
本発明の相容化剤を用いて得られる成形体は、機械特性、耐熱性に優れることから、包装資材;食品容器;建材;玩具、文房具等の雑貨;自動車部品;OA機器;家電機器に好適である。

Claims (7)

  1. 生分解性樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の相溶化剤(C)であって、
    炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含むアルキルメタクリレート系重合体を含む相容化剤(C)。
  2. 炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位が、炭素数4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位である請求項1記載の相容化剤(C)。
  3. 炭素数が2〜6のアルキル基を有するアルキルメタクリレート単位が、i−ブチルメタクリレート単位である請求項1又は2記載の相容化剤(C)。
  4. アルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量が、5千〜2000万である請求項1〜3記載の相溶化剤(C)。
  5. アルキルメタクリレート系重合体の質量平均分子量が、6万〜50万である請求項1〜4記載の相溶化剤(C)。
  6. 生分解性樹脂(A)5〜95質量%及びポリオレフィン系樹脂(B)5〜95質量%を含む熱可塑性樹脂100質量部に対して、請求項1〜5記載の相溶化剤(C)を0.1〜20質量部含む熱可塑性樹脂組成物。
  7. 請求項6記載の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体。
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