JP5386065B2 - 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents
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一方でトウモロコシやサトウキビといった植物由来の原料から作られるポリ乳酸樹脂は、最終的には水と二酸化炭素に分解される(カーボンニュートラル)という点から環境負荷を低減できるため、環境対応型樹脂として開発が進んでいる。更に植物系プラスチックとしては高い融点を持ち、溶融成形が可能であることから実用上優れた植物系・生分解性樹脂としての利用が期待されている。しかしながらポリ乳酸樹脂それ自体は剛性が高いものの、脆性かつ熱変形温度が低いため、成形品を機械的強度が要求される部材に単体で利用することは困難である。
すなわちポリカーボネート/ポリ乳酸樹脂アロイを環境対応材料として位置づける際に、ポリ乳酸樹脂を中心とした植物度をできる限り増量し、かつ実用に耐えうる耐衝撃性と耐熱性を持たせる事が課題となる。
また、ポリカーボネート/ポリ乳酸/脂肪族ポリエステル樹脂の3成分のアロイ化により成形品の耐衝撃性を著しく向上させる芳香族ポリカーボネート樹脂組成物は知られていない。
1. 芳香族ポリカーボネート(A)95〜30質量%及びポリ乳酸樹脂(B)5〜70質量%からなる混合樹脂100質量部に対して、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールからなる脂肪族ポリエステル(C)を0.1〜100質量部配合してなる芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
2. 前記脂肪族ポリエステル(C)が、下記一般式(a)で表される繰返し単位を有する、上記1の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
3. (A)と(B)とからなる混合樹脂100質量部に対して、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物及びオキサゾリン化合物から選ばれる少なくとも一種を0.01〜10質量部添加してなる、上記1又は2の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
4. 前記脂肪族ポリエステル(C)のガラス転移温度(Tg)が0℃以下である、上記1〜3のいずれかの芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
5. 上記1〜4のいずれかの芳香族ポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体。
まず、本発明の樹脂組成物を構成する芳香族ポリカーボネート樹脂(A)としては、特に制限はなく種々のものが挙げられる。通常、2価フェノールとカーボネート前駆体との反応により製造されるものを用いることができる。すなわち、2価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法あるいは溶融法、すなわち、2価フェノールとホスゲンの反応、2価フェノールとジフェニルカーボネートなどとのエステル交換反応により製造されたものを使用することができる。
本発明で用いられるポリ乳酸樹脂(B)は、前記乳酸を原料とし、(1)環化反応によって得られたラクチドを開環重合させてポリマーを得る二段階プロセス、及び(2)乳酸を直接重合させてポリマーを得る一段階プロセス、のいずれの方法によって得られたものであってもよい。
前記(1)の二段階プロセスは、以下に示す反応式に従って、高分子量のポリ乳酸樹脂(B)が得られる。
まず、乳酸(I)を自己縮合重合反応させて、低分子量ポリ乳酸樹脂(II)を得たのち、この低分子量ポリ乳酸樹脂(II)を解重合して、環状ジエステルであるラクチド(III)を得る。次いでこのラクチド(III)を開環重合させることにより、高分子量ポリ乳酸樹脂(IV)が得られる。
本発明で用いるポリ乳酸樹脂(B)の重量平均分子量は、通常10万〜25万、好ましくは13万〜20万の範囲である。また、融点は、通常130〜160℃程度であり、ガラス転移温度(Tg)は、通常50〜60℃程度である。
このポリ乳酸樹脂(B)を用いることにより、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物に高流動性、耐溶剤性及び耐衝撃性を付与することができる。
脂肪族ポリエステル(C)の原料としては、化学合成法及び発酵合成法のいずれの方法で得られた物も用いることができるが、バイオリサイクルの観点から環境負荷因子の少ない植物由来の原料が好ましく用いられる。また、脂肪族ポリエステル(C)の原料が植物由来であると、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物の植物度が更に向上する点でも好ましい。
脂肪族ポリエステル(C)としては、上述の脂肪族ポリエステル1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
脂肪族ポリエステル(C)の配合量は、芳香族ポリカーボネート樹脂(A)及びポリ乳酸樹脂(B)からなる混合樹脂100質量部に対して、0.1〜100質量部であるが、2〜50質量部であると好ましい。脂肪族ポリエステル(C)の配合量を0.1質量部以上とすることにより耐衝撃性が向上し、100質量部以下とすることにより大幅な弾性率の低下を防ぐ。
性能評価は、下記の測定方法に従って行なった。
IZOD衝撃強度:ASTM D256に準拠して測定した。試験条件:〔温度:23℃、成形品肉厚:3.2mm(1/8インチ)、ノッチ有り〕、単位:kJ/m2
(2)耐熱性試験
荷重たわみ温度:JIS−K−7207に準拠、試験条件〔荷重:1.8MPa、昇温速度:120℃/h〕、単位:℃
(3)植物度
ポリ乳酸樹脂の質量分率とした。単位:%
(4)ウェルド強度
引張強度:JIS K7162に準拠して測定した。試験条件〔温度:23℃、肉厚:3.2mm(1/8インチ)、単位:MPa
(5)外観
目視により確認した。
○:フローマーク・真珠光沢等の外観不良が見られない
△:成形品のゲート部などで一部外観不良が見られる
×:成形品に全体的に外観不良が見られる
(6)流動性試験
MFR:JIS−K−7210に準拠して測定した。試験条件:〔温度:240℃、荷重:21.18N〕、単位:g/10min
各配合原料をそれぞれ乾燥した後、第1〜3表に示す配合割合にて、タンブラーを用いて均一にブレンドした後、二軸スクリュー混練機で混練し、ペレット化した。
得られたペレットを、射出成形機を用いて成形し、所望の試験片を得た。この試験片を用いて性能評価を行った結果を第1〜3表に示す。
芳香族ポリカーボネート樹脂:「タフロン」(登録商標) A1900(出光興産株式会社製)
ポリ乳酸樹脂:「LACEA」(登録商標) H−100(三井化学株式会社製)
脂肪族ポリエステル1:「GSPla」(登録商標) (三菱化学株式会社製、ポリブチレンサクシネート、Tg:−32℃)
脂肪族ポリエステル2:「ルナーレ」(登録商標)SE(株式会社日本触媒製、ポリエチレンサクシネート、Tg:−11℃)
脂肪族ポリエステル3:「ビオノーレ」(登録商標)(昭和高分子株式会社製、ポリブチレンサクシネート‐アジペート、Tg:−40℃)
芳香族ポリエステル1:「タフペット」(登録商標)N1300(三菱レイヨン株式会社製、ポリブチレンテレフタレート)
芳香族ポリエステル2:「ダイヤナイト」(登録商標)PA200(三菱レイヨン株式会社製、ポリエチレンテレフタレート)
エポキシ化合物2:「ボンドファスト」(登録商標) E(住友化学工業製、エポキシ変性エチレン−メタクリレート樹脂)
エラストマー成分:「メタブレン」(登録商標) S‐2001(三菱レイヨン株式会社製、アクリル/シリコーン系コアシェル構造エラストマー)
カルボジイミド化合物:「カルボジライト」(登録商標) LA‐1(日清紡績株式会社製、ジシクロヘキシルカルボジイミド)
イソシアネート化合物:「タケネート」(登録商標) 600(三井化学ポリウレタン株式会社製、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン)
オキサゾリン化合物:「エポクロス」(登録商標) RPS−1005(株式会社日本触媒製、オキサゾリン基含有反応性ポリスチレン)
(1) 実施例1〜6と比較例1〜5との対比及び実施例7〜9と比較例7との対比から明らかなように、芳香族ポリカーボネート(A)及びポリ乳酸樹脂(B)からなる混合樹脂に脂肪族ポリエステル(C)を配合することでIZOD耐衝撃性が著しく向上し、耐熱性も良好となる。また従来の系で発現するフローマーク等の外観不良が抑えられる。
(2) 実施例13〜14から、エポキシ化合物とカルボジイミド化合物を添加することで、耐衝撃性とウェルド強度を改善することができる。
(3) 実施例1〜6、13、14及び比較例6から、エラストマー成分を添加した比較例と比べ、エラストマー系以上に耐衝撃性が向上している。
(4) 実施例1、比較例4及び5から、脂肪族ポリエステル(C)成分の代わりにPBT,PETといった芳香族ポリエステルを用いても、耐衝撃性は向上しない。
(5) 実施例16及び比較例8から、脂肪族ポリエステル(C)成分を増量すると熱変形温度が若干低下するが、十分な耐衝撃性を持たせることができる。また、添加量が多すぎると、熱変形温度とウェルド強度が大幅に低下する。
Claims (5)
- 芳香族ポリカーボネート(A)95〜30質量%及びポリ乳酸樹脂(B)5〜70質量%からなる混合樹脂100質量部に対して、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールからなる脂肪族ポリエステル(C)を0.1〜100質量部配合してなる芳香族ポリカーボネート樹脂組成物(但し、(I)前記(A)〜(C)成分に、無機充填剤、グリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物、芳香族ポリカーボネート鎖を有するグラフトポリマー、および有機金属化合物よりなる群より選ばれる少なくとも一種の相溶化剤が配合されてなる樹脂組成物と、(II)(A’)ポリ乳酸樹脂80〜20質量%、(B’)芳香族ポリカーボネート樹脂20〜80質量%、さらに、(A’)と(B’)成分の合計100質量部に対し、(C’)顔料0.1〜20質量部、(D’)フッ素系樹脂0.1〜10質量部、(E’)ヒンダードフェノール系酸化防止剤0.01〜10質量部および(F’)脂肪族ポリエステル樹脂を含有してなる樹脂組成物とを除く。)。
- (A)と(B)とからなる混合樹脂100質量部に対して、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物及びオキサゾリン化合物から選ばれる少なくとも一種を0.01〜10質量部添加してなる、請求項1又は2に記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記脂肪族ポリエステル(C)のガラス転移温度(Tg)が0℃以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の芳香族ポリカーボネート樹脂組成物からなる成形体。
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