JP5046079B2 - 難燃性ポリ乳酸樹脂組成物 - Google Patents
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Description
該ポリ乳酸と該軟質生分解性プラスチックとの混合比率は質量比で95:5〜20:80であり、該ポリ乳酸と該軟質生分解性プラスチックの合計とポリリン酸アンモニウムとの混合比率は質量比で96:4〜80:20であることを特徴とする。
また、難燃剤としてポリリン酸アンモニウムが混合されているため、難燃性が発揮される。また、ポリリン酸アンモニウムの混合により、耐衝撃性が飛躍的に向上し、可撓性も向上する。従来の技術常識に反する耐衝撃性及び可撓性の向上の原因については必ずしも明確ではないが、多官能イソシアナート化合物による架橋効果によって衝撃性等の機械的強度が増強されたのに加え、ポリリン酸アンモニウムの粉末が均一に分散しているため、応力がポリリン酸アンモニウムの微粉末に均等に加わり、応力の分散がはかられているためであると推察される。
また、1分子中に3つのイソシアナート基を有する2−イソシアナートエチル−2,6−ジイソシアナートカプロエートも好ましい。この多官能イソシアナートは分子中に3つの官能基を有するため、ポリ乳酸と軟質生分解性プラスチックとの共鎖延長を生じる可能性が高くなり、架橋による機械的強度の向上の効果が高くなるからである。
100°Cで4時間乾燥させたポリ乳酸(ユニチカ(株)製、テラマックTE4000)と、50°Cで24時間乾燥させたポリブチレンサクシネート(昭和高分子(株)製、ビオノーレ(登録商標)#1020)(以下「PBS」と略す)、2−イソシアナートエチル−2 ,6−ジイソシアナートカプロエート(協和発酵社製、LTI(登録商標))(以下「LTI」と略す)及びポリリン酸アンモニウム(クラリアントジャパン(株)製、PEKOFLAM(登録商標))を表1に示す割合で量り取る。
ポリ乳酸のみを上記と同様の方法によって射出成形し、比較例1の試験片を作製した。
ポリ乳酸と水酸化アルミニウムを63:37の質量比で量り取り、これを実施例1と同様の方法で射出成形し、比較例2の試験片を作製した。
PBSと水酸化アルミニウムを63:37の質量比で量り取り、これを実施例1と同様の方法で射出成形し、比較例3の試験片を作製した。
ポリ乳酸とPBSとを90:10の質量比で加熱混練し、さらに、こうして得られたポリ乳酸樹脂組成物と水酸化マグネシウムを63:37の質量比で量り取り、これを実施例1と同様の方法で射出成形し、比較例4の試験片を作製した。
ポリ乳酸とPBSとを90:10の質量比で加熱混練し、さらに、こうして得られたポリ乳酸樹脂組成物とポリリン酸アンモニウムを95:5の質量比で量り取り、これを実施例1と同様の方法で射出成形し、比較例5の試験片を作製した。
ポリ乳酸とポリリン酸アンモニウムを95:5の質量比で量り取り、これを実施例1と同様の方法で射出成形し、比較例6の試験片を作製した。
上記のようにして作製した実施例1〜3の試験片及び比較例1〜6の試験片について、UL規格に準じた燃焼試験、JISK7111に準拠したシャルピー衝撃試験及び可撓性試験を行った。
実施例1〜3及び比較例1〜4の試験片について、難燃性試験を行った。試験方法は、UL94規格により行った。すなわち、図1に示すように、垂直に保持した試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させる。燃焼が30秒以内に止まったならばさらに10秒間接炎させる。評価は以下に示すV-0、V-1及びV-2の3種類で行う。
V-0
いずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試料がない。
5個の試料に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が50秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる 燃焼する粒子を落下させる試料がない。
V-1
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試料がない。
5個の試料に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる 燃焼する粒子を落下させる試料がない。
2回目の接炎の後、60秒以上赤熱を続ける試料がない。
V-2
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試料がない。
5個の試料に対する 10回の接炎に対する総燃焼時間が
250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる 燃焼する粒子の落下が許容される 。
2回目の接炎の後、60秒以上赤熱を続ける試料がない 。
燃焼試験の結果を表2に示す。
実施例1、比較例5及び比較例6について、JISK7111に準拠したシャルピー衝撃試験によって評価を行った(試験機はJTトーシ(株)製、ハンマーの質量による負荷W=1.38kgf、ハンマーの回転軸中心から重心までの距離R=0.327m。試験片はJISK7111に示される1号試験片(80×10×4 mm)でノッチは無し。打撃方向はエッジワイズ方向。試験前に23℃・50%RHの恒温室にて88時間以上状態調節した)。結果を表4に示す。
実施例1及び実施例1とポリリン酸アンモニウムの添加量の異なる樹脂組成物を調製し、レーザ顕微鏡による破断面の観察を行った。その結果、図2に示すように、ポリリン酸アンモニウムの添加量が15%と多くなると、ポリリン酸アンモニウムどうしが凝集して大きな2次粒子となることが分かった。この2次凝集現象は、耐衝撃性及び可撓性の低下をもたらすことから、ポリ乳酸と軟質生分解性プラスチックの合計とポリリン酸アンモニウムとの混合比率は質量比で96:4〜80:20程度が好適である。
Claims (6)
- ポリ乳酸と、1分子中に複数のイソシアナート基を有する多官能イソシアナート化合物と、該イソシアナート基と化学結合可能な官能基を有する軟質生分解性プラスチックと、ポリリン酸アンモニウムとが混合されており、
該ポリ乳酸と該軟質生分解性プラスチックとの混合比率は質量比で95:5〜20:80であり、該ポリ乳酸と該軟質生分解性プラスチックの合計とポリリン酸アンモニウムとの混合比率は質量比で96:4〜80:20であることを特徴とする難燃性ポリ乳酸樹脂組成物。 - 多官能イソシアナート化合物は2−イソシアナートエチル−2 ,6−ジイソシアナートカプロエートであることを特徴とする請求項1記載の難燃性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 多官能イソシアナート化合物は、ポリ乳酸と軟質生分解性プラスチックの合計に対して0.1〜2.0質量%含まれていることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性ポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸及び軟質生分解性プラスチックは、両末端が水酸基を有するか、両末端がカルボン酸基を有するか、一端が水酸基で他端がカルボン酸基を有するテレケリック型構造となっているかのいずれかであることを特徴とする請求項2又は3記載の難燃性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 軟質生分解性プラスチックは、ポリエステルエラストマーであることを特徴とする請求項4記載の難燃性ポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリエステルエラストマーはポリブチレンサクシネートであることを特徴とする請求項5記載の難燃性ポリ乳酸樹脂組成物。
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