JP4786151B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
近年、これら乳酸系ポリマーを使用した家電製品筐体、自動車部品、ボトル、フィルム、シート、食器等の開発が進められている。これら用途では一般に耐熱性が必要とされるが、乳酸系ポリマーの耐熱性は汎用高分子材料に比べると劣っており、それらの向上が望まれている。
乳酸系ポリマーの耐熱性を向上させる技術として、特許文献1には、乳酸系ポリマーにウィスカーをブレンドし、ポリ乳酸系樹脂組成物のガラス転移温度以上、融解開始温度以下の範囲に温度設定された成形機の金型に充填し、結晶化させながら成形することにより、優れた耐熱性を有する乳酸形ポリマー組成物が得られることが記載されている。この技術では、耐熱性(高荷重たわみ温度)を向上させることができているものの、金型内での成形品の固化時間が45秒と非常に長く、生産性が悪いという課題が残っていた。また、乳酸系ポリマーが結晶性である為、結晶化が完全に終了していない場合は、高温環境において結晶化が進行し、成形品の物性、寸法等が変化する場合があった。
OP(%)=100×(|[L]−[D]|)/([L]+[D])
ここで、[L]はポリ乳酸中の構成単位としてのL−乳酸のモル濃度、[D]はポリ乳酸中のD−乳酸のモル濃度を表わす。
乳酸系ポリマー以外の結晶性熱可塑性ポリマー(B)の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の汎用樹脂の他、ポリブチレンサクシネート、ポリブリレンサクシネートアジペート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンテレフタレートアジペート等の生分解性樹脂が挙げられる。これらの中でも特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリブチレンサクシネートを使用することが好ましい。これらは単独で使用しても良いし、二種以上を複合して使用しても良い。
(1)乳酸系ポリマー(A)の分子鎖同士を結合させる化合物
(2)乳酸系ポリマー以外の結晶性熱可塑性ポリマー(B)の分子鎖同士を結合させる化合物、
(3)乳酸系ポリマー(A)と乳酸系ポリマー以外の結晶性熱可塑性ポリマー(B)の分子鎖を結合させる化合物、
(4)乳酸系ポリマー(A)及び/又は乳酸系ポリマー以外の結晶性熱可塑性ポリマー(B)と直接反応する化合物
(5)上記(1)〜(4)を複合した効果を有する化合物
樹脂結合剤の具体例としては、分子内に少なくとも一つの(−N=C=N−)で表されるカルボジイミド基を有する化合物(以下、カルボジイミド化合物)、有機過酸化物、イソシアネート化合物等が挙げられ、この中でもカルボジイミド化合物及び有機過酸化物が好適に使用される。これらは単独で使用しても良いし、二種以上を複合して使用しても良い。
なお、本発明で示す荷重たわみ温度はASTM D648に準じ、荷重0.45MPa条件下で測定したものをいい、アイゾット衝撃強度とは、ASTM D256に準じ、23℃、50%RH条件下でのノッチ付き試験片のアイゾット衝撃強度を測定したものいい、曲げ強度、曲げ弾性率は、ASTM D790に準じ、スパン間50mm、試験速度1.5mm/min、23℃、50%RH条件下で測定したものをいい、成形品の形状変化は、前記曲げ試験片の成形品を70℃のオーブン中に10時間放置した後の、成形品の寸法変化の有無を確認したものをいう。
DSC6200(セイコーインスツルメンツ(株)製)を用い、速度10℃/minで20℃から250℃まで加熱融解する際の融解熱量(ΔHm)を測定した。
(2)荷重たわみ温度
ASTM D648に準じて実施した。荷重0.45MPa条件下で測定した。
(3)アイゾット衝撃強度
ASTM D256に準じて実施した。23℃、50%RH条件下でのノッチ付き試験片のアイゾット衝撃強度を測定した。
(4)曲げ特性
ASTM D790に準じて実施した。スパン間50mm、試験速度1.5mm/min、23℃、50%RH条件下での曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。
(5)成形品の形状変化
曲げ試験片の成形品を70℃のオーブン中に10時間放置した後の、成形品の寸法変化の有無を確認した。
実質的に結晶化しない乳酸系ポリマーとしてポリ乳酸(A−1)(H−280、三井化学(株)販売、重量平均分子量22万、OP=78%、ΔHm=0J/g)、乳酸系ポリマー以外の結晶性熱可塑性ポリマーとしてポリブチレンサクシネート(PBS)(B−1)(ビオノーレ1020、昭和高分子(株)製、ΔHm=52J/g)、フィラーとしてガラス繊維(CS3PE、日東紡績(株))製を重量比50:50:30でブレンドし、TEM35BS二軸押出機(東芝機械(株)製)でペレット化し、樹脂組成物を得た。次にTi−80G2射出成形機(東洋機械金属(株)製)で、シリンダー設定温度170〜200℃、金型温度30℃、冷却時間30秒の条件にて射出成形し、3.2mm厚のASTM試験片を得た。得られた機械物性結果を表1に示す。得られた曲げ試験片を70℃に設定したオーブン中に10時間放置したが、形状の変化はなかった。
実施例2〜3では、表1に示す組成物を実施例1と同様に成形し評価を行った。結果を表1に示す。
結晶性のポリ乳酸(A−2)(H−100、三井化学(株)販売、重量平均分子量17万、OP=97.6%、ΔHm=38J/g)を用いた他は実施例2と同様に成形し評価を行った。結果を表1に示す。得られた曲げ試験片を70℃に設定したオーブン中に10時間放置した結果、形状変化が確認された。
比較例2〜3では、表1に示す組成物を実施例1と同様に成形し評価を行った。結果を表1に示す。いずれの場合も、得られた曲げ試験片を70℃に設定したオーブン中に10時間放置した結果、形状変化が確認された。
ポリ乳酸(A−2)(H−100)と炭酸カルシウムウィスカー(ウィスカルAS−3、丸尾カルシスム(株)製)を重量比100:60でブレンドし、TEM35BS二軸押出機(東芝機械(株)製)でペレット化し、樹脂組成物を得た。次にTi−80G2射出成形機(東洋機械金属(株)製)で、シリンダー設定温度170〜200℃、金型温度100℃、冷却時間30秒の条件にて射出成形し、3.2mm厚のASTM試験片を得ようとしたが、金型内で成形品が十分に固化しておらず、変形の無い試験片を得ることが出来なかった。また、冷却時間45秒でも同様に成形品が十分に固化せず、変形の無い試験片を得ることが出来なかった。
さらに家電製品筐体や自動車部品に使用されている汎用樹脂を、植物を原料とし、生分解性を有する乳酸系ポリマー組成物で代替することができる。
Claims (3)
- 示差走査熱量測定(DSC)において速度10℃/minで20℃から250℃まで昇温した際の融解熱量(ΔHm)が10J/g以下であるポリ乳酸(A)とポリブチレンサクシネート(B)を、ポリ乳酸(A)/ポリブチレンサクシネート(B)=35/65〜50/50重量比(ただし、ポリ乳酸(A)とポリブチレンサクシネート(B)の合計を100とする。)で含み、ポリ乳酸(A)とポリブチレンサクシネート(B)の合計量100重量部に対してフィラー(C)を0.1〜50重量部含んでなる樹脂組成物。
- フィラー(C)の形状が繊維状であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
- 樹脂結合剤を含有す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。
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