JP2013079356A - ポリ乳酸系樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリ乳酸樹脂(A)とポリリン酸アンモニウム(B)と有機スルホン酸金属塩(C)とを含有する樹脂組成物であって、ポリ乳酸樹脂(A)100質量部に対して、ポリリン酸アンモニウム(B)は15〜65質量部含有されており、有機スルホン酸金属塩(C)は、ポリ乳酸樹脂(A)とポリリン酸アンモニウム(B)の合計量100質量部に対して、0.1〜5質量部含有されているポリ乳酸系樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は、ポリ乳酸樹脂(A)とポリリン酸アンモニウム(B)と有機スルホン酸金属塩(C)とを含有する樹脂組成物であって、ポリ乳酸樹脂(A)100質量部に対して、ポリリン酸アンモニウム(B)は15〜65質量部含有されており、有機スルホン酸金属塩(C)は、ポリ乳酸樹脂(A)とポリリン酸アンモニウム(B)の合計量100質量部に対して、0.1〜5質量部含有されていることを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物を要旨とするものである。
したがって、本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、電気製品の筐体などの難燃性や耐熱性が必要とされる用途に好適に用いることが可能であり、低環境負荷材料であるポリ乳酸樹脂の使用範囲を大きく広げることができ、産業上の利用価値はきわめて高い。
ポリ乳酸樹脂(A)とは、ポリ(L−乳酸)、ポリ(D−乳酸)、これらの混合物または共重合体のことをいう。
また、ポリリン酸アンモニウム(B)を後述する有機スルホン酸金属塩(C)とともに添加することにより、得られる樹脂組成物の耐熱性も向上させることができる。
また、5−スルホイソフタル酸ジメチル金属塩の平均粒子径(メジアン径)を0.1〜5μmの範囲内となるように調整したものが好ましい。
この理由としては、D体含有量が上記の範囲を満足するポリ乳酸樹脂(A)は結晶性に優れるため、成形体を得る際(結晶化する際)に、ポリリン酸アンモニウム(B)の働きが活性化され、難燃性を付与するという効果がより向上するためではないかと推測される。
熱安定剤や酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物などが例示される。
強化繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、液晶ポリマー繊維などの有機強化繊維などが挙げられる。
滑剤としては、各種カルボン酸系化合物を用いることができ、中でも、各種脂肪酸金属塩、特に、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムなどが好ましい。
耐衝撃改良剤としては、特に限定されず、コアシェル型構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系耐衝撃剤など、種々のものを用いることができる。
実施例および比較例で得られた樹脂組成物の評価に用いた測定法は次の通りである。
得られた樹脂組成物より取り出したポリ乳酸樹脂を0.3g秤量し、1N−水酸化カリウム/メタノール溶液6mLに加え、65℃にて充分撹拌した。次いで、硫酸450μLを加えて、65℃にて撹拌し、ポリ乳酸を分解させ、サンプルとして5mLを計り取った。このサンプルに純水3mL、および、塩化メチレン13mLを混合して振り混ぜた。静置分離後、下部の有機層を約1.5mL採取し、孔径0.45μmのHPLC用ディスクフィルターでろ過後、HP−6890SeriesGCsystem(HewletPackard社製)を用いてガスクロマトグラフィー測定した。乳酸メチルエステルの全ピーク面積に占めるD乳酸メチルエステルのピーク面積の割合(%)を算出し、これをポリ乳酸樹脂のD体含有量(モル%)とした。
得られた樹脂組成物のペレットを70℃で24時間真空乾燥したのち、射出成形機(東芝機械社製、「IS−80G型」)を用いて、金型表面温度を105℃に調整しながら、ISO準拠の試験片を作製した。得られた試験片を用い、ISO178に従って測定した。曲げ強度は65MPa以上であることが好ましい。
(2)と同様にして得られた試験片を用い、ISO75−1に従って、荷重0.45MPaで荷重たわみ温度(DTUL)を測定した。荷重たわみ温度は80℃以上であることが好ましい。
(2)に記載した試験片の作製方法と同様の条件で、厚み1/16インチ(約1.6mm)の試験片を作製した。この試験片を用い、UL94(米国におけるUnder Writers Laboratories Inc.で定められた規格)の方法に従って測定した。難燃性はV−0、V−1あるいはV−2であることが好ましく、それ以外のものは難燃性に劣るものと判断し、「×」とした。
得られた樹脂組成物のペレットを用い、射出成形機(東芝機械社製、「IS−80G」)でISOダンベル型試験片を作製した。具体的には、成形温度190℃で溶融し、金型温度105℃の金型に溶融樹脂を充填した。成形サイクルは、樹脂組成物が金型内に射出(充填、保圧)、冷却された後、成形体が金型に固着、または、抵抗なく取り出すことができ、突き出しピンによる変形がなく、良好に離型できるまでの所要時間(秒)とした。
成形サイクルは60秒以下であることが好ましい。
(6)結晶化速度
DSC装置(パーキンエルマー社製 Pyrisl DSC)を用い、得られた樹脂組成物のペレット(試料)を20℃から500℃/分で200℃まで昇温した後、200℃で5分間保持し、そして200℃から500℃/分で130℃まで降温し、その後130℃で保持し結晶化させた。130℃等温時における結晶化のピークトップまでの時間を結晶化速度(分)とした。結晶化速度が遅いものはピークが現れず、計測できなかった。
(1)ポリ乳酸樹脂(A)
・PLA−1
Nature Works社製、商品名「Nature Works 3001D」(融点:168℃、D体含有量1.4モル%)
・PLA−2
トヨタ自動車社製、商品名「S−12」(融点:178℃、D体含有量0.1モル% 残存ラクチド量1100ppm)
・PLA−3
PLA−2に以下のようにアセトン処理を施し、PLA−3を得た。
PLA−2とアセトンの質量比が1:2になるよう計測し、PLA−2にアセトンを加え、室温条件下で1時間、150rpmで攪拌した。その後、ろ過して70℃×24時間真空乾燥(Yamato Vacuum dry DP61を使用)することでアセトンの除去を行い、ポリ乳酸(PLA−3)を得た。得られたPLA−3の残存ラクチド量は400ppmであった。
・PLA−4
トヨタ自動車社製 商品名「A−1」(融点:172℃、D体含有量0.6モル%、残存ラクチド量1020ppm。)
(2)ポリリン酸アンモニウム(B)
・B−1
クラリアント社製、商品名「AP423」
・B−2
クラリアント社製、商品名「AP462」
・B−3
ブーデンハイム社製、商品名「テラージュC60」
(3)ポリリン酸アンモニウム以外の難燃剤
・E−1
ポリリン酸メラミン、三和ケミカル社製、商品名「アピノンMPP−B」
・E−2
縮合リン酸エステル系化合物、大八化学社製、商品名「PX−200」
(4)有機スルホン酸金属塩(C)
・C−1
5−スルホイソフタル酸ジメチルバリウム、竹本油脂社製、商品名「LAK−403」
・C−2
5−スルホイソフタル酸ジメチルカリウム、竹本油脂社製、商品名「LAK−301」
(5)有機スルホン酸金属塩以外の結晶核剤
・F−1
タルク、林化成社製、商品名「MW−HST」
・F−2
N,N′−エチレンビス(12−ヒドロキシステアリン酸)アミド、川研ファインケミカル社製、商品名「WX−1」
二軸押出機(東芝機械社製「TEM37BS型」)を用い、ポリ乳酸樹脂(A)、ポリリン酸アンモニウム(B)、有機スルホン酸金属塩(C)として、表1に示す種類のものを用い、表1に示す含有量となるようにドライブレンドして押出機に根元供給口から供給した。バレル温度190℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量15kg/hの条件で、ベントを効かせながら溶融押出を実施した。押出機先端から吐出された溶融樹脂をストランド状に引き取り、冷却水を満たしたバットを通過させて冷却した後、ペレット状にカッティングして、樹脂組成物のペレットを得た。
ポリ乳酸樹脂(A)、ポリリン酸アンモニウム(B)、有機スルホン酸金属塩(C)の種類や含有量を表1、表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
難燃剤として、ポリリン酸アンモニウム(B)以外の他の難燃剤(E−1やE−2)を用い、ポリ乳酸樹脂(A)、有機スルホン酸金属塩(C)、他の難燃剤の種類や含有量を表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
結晶核剤として、有機スルホン酸金属塩(C)以外の他の結晶核剤(F−1やF−2)を用い、ポリ乳酸樹脂(A)、ポリリン酸アンモニウム(B)、他の結晶核剤の種類や含有量を表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
Claims (2)
- ポリ乳酸樹脂(A)とポリリン酸アンモニウム(B)と有機スルホン酸金属塩(C)とを含有する樹脂組成物であって、ポリ乳酸樹脂(A)100質量部に対して、ポリリン酸アンモニウム(B)は15〜65質量部含有されており、有機スルホン酸金属塩(C)は、ポリ乳酸樹脂(A)とポリリン酸アンモニウム(B)の合計量100質量部に対して、0.1〜5質量部含有されていることを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂(A)は、D体含有量が1.0モル%以下であるか、または99.0モル%以上である請求項1記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
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