WO2019117316A1 - セルロース系樹脂組成物、成形体及びこれを用いた製品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cellulose resin composition, a molded article formed using the resin composition, and a product using the molded article.
- bioplastics made from plants can contribute to oil depletion measures and global warming measures, in addition to general products such as packaging, containers and fibers, their application to durable products such as electronic devices and automobiles has also been started.
- cellulose which is a main component of wood and plants is typical, and various bioplastics using this are developed and commercialized.
- Patent Document 1 describes a resin composition including a cellulose derivative containing a group in which a hydrogen atom of a hydroxyl group contained in cellulose is substituted by a hydrocarbon group and a group substituted by an acyl group, and a lubricant. There is. It is described that molded articles of this composition are excellent in thermoplasticity, moldability, impact resistance and the like.
- Patent Document 2 describes a cellulose derivative in which at least a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group contained in cellulose is substituted by a short chain acyl group and a long chain acyl group. It is described that a molded product of a composition containing this is excellent in thermoplasticity, moldability, impact resistance and the like. Moreover, it is described that this cellulose derivative has a low water absorption, and is excellent in thermoplasticity, strength, breaking elongation, and molding processability.
- Patent Document 3 discloses a graft copolymer formed using a rubbery polymer, a copolymer formed using a specific vinyl monomer, a specific polyester, and carbon black as a colorant.
- a thermoplastic resin composition is described which comprises at least a certain ratio of dye and / or dye.
- an injection-molded article obtained by injection molding the composition has high impact resistance and high-grade appearance (gloss and jet blackness).
- Patent Document 4 contains a specific copolymerized polycarbonate resin, a colorant (carbon black and / or a black organic dye), and a hindered amine stabilizer, and has specific characteristics (pencil hardness, low temperature impact resistance, brittle fracture rate
- the black resin composition having the glossiness, the lightness) is described.
- the black molded article of this black resin composition has excellent jet blackness and is excellent in low-temperature impact resistance, weather resistance, abrasion resistance, and heat resistance.
- Patent Document 5 describes a black resin composition containing a specific copolymerized polycarbonate resin, a styrene resin, an impact modifier (rubber-modified resin), and carbon black in a specific composition ratio. Moreover, it is described that the molded article of this black resin composition has excellent jet-blackness and is excellent in impact resistance, fluidity, abrasion resistance, and heat resistance.
- Patent Document 6 contains 1 to 99 parts by mass of a specific graft copolymer, 99 to 1 parts by mass of a vinyl-based copolymer, and 0 to 80 parts by mass of another thermoplastic resin, and a specific organic dye is Blended thermoplastic resin compositions are described. Moreover, it is described that the molded object of this composition is excellent in impact resistance, weather resistance, jet blackness, surface smoothness, and scratch resistance. Furthermore, the thermoplastic resin composition of Comparative Example 3 contained a pigment (carbon black: trade name of Mitsubishi Chemical Co., Ltd. trade name: Mitsubishi carbon # 2600) instead of the organic dye, and therefore the jet blackness and surface smoothness Is stated to be low.
- a pigment carbon black: trade name of Mitsubishi Chemical Co., Ltd. trade name: Mitsubishi carbon # 2600
- An object of the present invention is to provide a cellulose resin composition capable of forming a molded product having a high quality appearance and scratch resistance, a molded product formed using the resin composition, and a product using the molded product. It is to do.
- a cellulose resin composition comprising a cellulose derivative (A) and a lubricant (B), wherein the cellulose derivative (A) is at least a part of hydrogen atoms of hydroxy groups of cellulose.
- the cellulose derivative (A) is at least a part of hydrogen atoms of hydroxy groups of cellulose.
- a acylated cellulose substituted with an acyl group having a carbon number of 2 to 4 and the content of the lubricant (B) is in the range of 0.1 to 10% by mass.
- the molded object formed using said cellulose resin composition is provided.
- a cellulose resin composition capable of forming a molded article having a high quality appearance and scratch resistance, a molded article formed using the resin composition, and the molded article Products can be provided.
- the cellulose resin composition according to the present embodiment contains a cellulose derivative (A) and a lubricant (B), and in the cellulose derivative (A), at least a part of hydrogen atoms of hydroxy group of cellulose has 2 to 4 carbon atoms.
- the content of the lubricant (B) in the cellulose resin composition is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass.
- the content of the lubricant (B) is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more, in order to sufficiently obtain scratch resistance (friction resistance) by the addition effect of the lubricant (B). 1 mass% or more is further preferable, and 2 mass% or more is especially preferable.
- the content of the lubricant (B) is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and still more preferably 6% by mass or less from the viewpoint of suppressing exudation and maintaining a high-grade appearance.
- content of the lubricant (B) in a cellulose resin composition can be made into the content rate with respect to the cellulose derivative (A) of an essential component, or when it contains other components, such as a plasticizing component, a cellulose It is preferable to set it as the content rate with respect to a system resin composition.
- the cellulose resin composition according to the present embodiment it is possible to obtain a molded article having a high quality appearance and scratch resistance.
- a black colorant is included, the lower the lightness, the higher the jet blackness, and a high quality appearance is obtained.
- the cellulose derivative (A) is an acylated cellulose in which at least a part of hydrogen atoms of hydroxy group of cellulose is substituted with an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
- This acyl group is at least one type of acyl group selected from acyl groups having 2 to 4 carbon atoms (acetyl group, propionyl group and butyryl group), and is preferably acetyl group and / or propionyl group.
- the cellulose derivative (A) may be a mixture of two or more of these acylated celluloses.
- cellulose acetate (CA) can be mixed with cellulose acetate propionate (CAP) or cellulose acetate butyrate (CAB).
- CAP cellulose acetate propionate
- CAB cellulose acetate butyrate
- the lubricant (B) is preferably at least one selected from fatty acid metal salts, fatty acid amide lubricants, aliphatic urea compounds, silicone lubricants and fatty acid ester lubricants.
- the melting point of the fatty acid metal salt, the fatty acid amide-based lubricant, the aliphatic urea compound, and the fatty acid ester-based lubricant is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher, and 200 ° C.
- the following is preferable, 180 degrees C or less is more preferable, and 170 degrees C or less is more preferable.
- the melting point of these lubricants is preferably high from the viewpoint of suppressing the exudation from the surface of the molded article to obtain a high quality appearance, and the ease of melt mixing and the point of moldability in the production of the cellulose resin composition Therefore, it is preferable that the melting point of these lubricants be lower than the kneading temperature and the molding temperature.
- the molecular weight of the fatty acid metal salt, the fatty acid amide lubricant, the aliphatic urea compound, and the fatty acid ester lubricant is preferably at least 200, more preferably at least 300, and still more preferably at least 500. If the molecular weight is too low, it tends to exude from the surface of the molded product, which may adversely affect the appearance.
- lubricant (B) fatty acid metal salts and bis fatty acid amide type lubricants are preferable, and calcium stearate and ethylenebisstearic acid amide are particularly preferable.
- a bis stearyl urea is preferable.
- the silicone-based lubricant used for the lubricant (B) preferably contains silica, and in particular, silicone impregnated with silica is preferably used.
- the content of the lubricant (B) in the cellulose-based resin composition is preferably in the above-mentioned range, but the lubricant (B) is a fatty acid metal salt, a bisfatty acid amide lubricant (for example, ethylenebisstearic acid amide), or In the case of an aliphatic urea compound (for example, bis-stearyl urea), the content of the lubricant (B) in the cellulose resin composition is particularly preferably in the range of 1 to 4% by mass.
- the content of the lubricant (B) in the cellulose-based resin composition is preferably in the range of 1 to 4% by mass, and in the range of 2 to 4% by mass It is particularly preferred that
- fatty acid amides for example, mono fatty acid amides such as stearic acid amide
- lubricant (B) is a fatty acid derivative of relatively low molecular weight (less than 500) or fatty acid ester lubricants (for example mono fatty acid esters such as glycerin monostearate)
- the content of the lubricant (B) in the cellulose resin composition is in the range of 1 to 2% by mass.
- plasticizing component (C) it is preferable to contain a plasticizing component (C) from the viewpoint of the ease of manufacture of a cellulose resin composition, and a moldability.
- a plasticizing component (C) when using acetyl cellulose having a high melting point as the cellulose derivative (A) and performing injection molding or hot press molding, it is preferable to include a plasticizing component (C).
- cellulose derivatives (A) having an acyl group other than an acetyl group such as acetylpropionyl cellulose and acetyl butyryl cellulose have a plasticizing component according to the degree of substitution by the acyl group and the carbon number of the acyl group ( Although the need for C) is reduced, it is preferable to include a plasticizing component (C) when performing injection molding or hot press molding.
- plasticizing component (C) aliphatic polyesters and adipate-based plasticizers are preferable, and aliphatic polyesters such as polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate and the like, and aliphatics such as bis (2-ethylhexyl) adipate, in particular Adipic acid esters are preferred, and polybutylene succinate and bis (2-ethylhexyl) adipate are particularly preferred.
- the content of the plasticizing component (C) in the cellulose resin composition can be set in the range of 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A), 0.1 to 70 parts by mass Is preferably in the range of 0.1 to 40 parts by mass, more preferably in the range of 1 to 30 parts by mass, and can be prepared according to the type of the plasticizing component.
- the content of the plasticizing component (C) in the cellulose resin composition is 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A).
- the range of 100 parts by mass is preferable, the range of 10 to 70 parts by mass is more preferable, and the range of 10 to 50 parts by mass is more preferable.
- the cellulose derivative (A) has at least a propionyl group or a butyryl group as the acyl group, for example, in the case of cellulose acetate propionate (CAP) (acetylpropionyl cellulose), cellulose propionate (CP) (propionyl cellulose)
- CAP cellulose acetate propionate
- CP cellulose propionate
- the content of the plasticizing component (C) in the cellulose resin composition is 0. 0. to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A).
- the range of 1 to 40 parts by mass is preferable, the range of 1 to 30 parts by mass is more preferable, the range of 1 to 25 parts by mass is more preferable, and the range of 1 to 20 parts by mass is particularly preferable.
- the cellulose resin composition according to the present embodiment may further include a colorant, and preferably includes a black colorant.
- a black coloring agent carbon black is preferable.
- a molded article obtained using the cellulose resin composition according to the present embodiment containing a black colorant can have a high-grade appearance with high gloss and low lightness (high jet blackness).
- the content of a coloring agent such as a black coloring agent in the cellulose-based resin composition can be set in the range of 0.01 to 10% by mass.
- an acylated cellulose as the cellulose derivative (A), calcium stearate as the lubricant (B), and an aliphatic polyester or aliphatic adipate as the plasticizing component (C) And carbon black as a black colorant the content of the lubricant (B) is in the range of 0.1 to 10% by mass, and the content of the plasticizing component (C) is 100 parts by mass of the cellulose derivative (A)
- the cellulose resin composition may be contained in an amount of 0.1 to 100 parts by mass, and the content of the black colorant is in a range of 0.05 to 1% by mass.
- the content of the lubricant (B) is preferably in the range of 0.5 to 6% by mass, more preferably in the range of 1 to 4% by mass, and the plasticizing component (C
- the content of (A) is preferably in the range of 1 to 20 parts by mass, more preferably in the range of 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A), and further, the black colorant
- the content of is preferably in the range of 0.05 to 0.3% by mass.
- Cellulose derivative (A) As the cellulose derivative (A) contained in the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention, one having cellulose as a raw material and having an acyl group of 2 to 4 carbon atoms introduced in at least a part of the hydroxy group is used. Can.
- Cellulose is a linear polymer in which a ⁇ -D-glucose molecule ( ⁇ -D-glucopyranose) represented by the following formula (1) is polymerized by ⁇ (1 ⁇ 4) glycosidic bond.
- ⁇ -D-glucose molecule ⁇ -D-glucopyranose
- Each glucose unit constituting cellulose has three hydroxy groups (n in the formula represents a natural number).
- a cellulose is one in which an acyl group is introduced utilizing these hydroxy groups.
- Cellulose is a main component of plants and plants, and is obtained by separating and processing other components such as lignin from plants and plants. Besides those obtained in this way, cotton with a high cellulose content (for example, cotton linters) and pulp (for example, wood pulp) can be purified or used as they are. From the viewpoint of reactivity, solid-liquid separation, and handleability, it is preferable to use a powder form having an appropriate particle size and particle shape, as shape, size and form of cellulose or its derivative used as a raw material. For example, fibrous materials or powders having a diameter of 1 to 100 ⁇ m (preferably 10 to 50 ⁇ m) and a length of 10 ⁇ m to 100 mm (preferably 100 ⁇ m to 10 mm) can be used.
- fibrous materials or powders having a diameter of 1 to 100 ⁇ m (preferably 10 to 50 ⁇ m) and a length of 10 ⁇ m to 100 mm (preferably 100 ⁇ m to 10 mm) can be used.
- the degree of polymerization of cellulose is preferably in the range of 50 to 5,000, more preferably 100 to 3,000, and still more preferably 100 to 1,000, as the degree of polymerization of glucose (average degree of polymerization). If the degree of polymerization is too low, the strength and heat resistance of the produced resin may not be sufficient. Conversely, if the degree of polymerization is too high, the melt viscosity of the produced resin may be too high, which may cause problems in molding.
- the cellulose derivative (A) (cellulose-based resin) in the embodiment of the present invention can be obtained by introducing an acyl group having a carbon number of 2 to 4 using a hydroxy group of cellulose.
- This acyl group can introduce 1 type or 2 types or more.
- the above acyl group can be introduced by the reaction of a hydroxy group in cellulose with an acylating agent.
- the acyl group corresponds to the organic group portion introduced instead of the hydrogen atom of the hydroxy group of cellulose.
- the acylating agent is a compound having at least one functional group capable of reacting with a hydroxy group in cellulose, and examples thereof include a compound having a carboxyl group, a carboxylic acid halide group, and a carboxylic acid anhydride group. Specifically, aliphatic monocarboxylic acids, their acid halides and their acid anhydrides can be mentioned.
- acyl group having 2 to 4 carbon atoms examples include acetyl group, propionyl group, butyryl group and isobutyryl group, and acyl groups having 2 or 3 carbon atoms (acetyl group, propionyl group) are preferable.
- acyl groups having 2 or 3 carbon atoms acetyl group, propionyl group
- One or two or more of these acyl groups can be introduced into cellulose. That is, in the cellulose derivative in the embodiment of the present invention, the hydrogen atom of the hydroxy group of cellulose is substituted with an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and the acyl group is an acetyl group or / and a propionyl group. Is preferred.
- Such cellulose derivatives include acetyl cellulose, propionyl cellulose and acetyl propionyl cellulose.
- the average number of introduced acyl groups per glucose unit of cellulose (DS AC ) (acyl group introduction ratio), that is, the average number of hydroxy groups substituted with acyl groups per glucose unit (hydroxyl substitution degree) is 0. It can be set in the range of 1 to 3.0.
- DS AC is preferably 2.0 or more, more preferably 2.2 or more, and still more preferably 2.4 or more.
- DS AC is preferably 2.9 or less, more preferably 2.8 or less.
- the degree of substitution by acetyl group (DS AC ) is preferably 2.0 to 3.0, more preferably 2.2 to 2.9, and still more preferably 2.4 to 2.8.
- the degree of substitution by a propionyl group (DS AC ) is, for example, preferably 2.0 to 2.9, more preferably 2.2 to 2.8, and still more preferably 2.4 to 2.6.
- the degree of substitution of acetyl group (DS AC ) is preferably 0.05 to 0.5, more preferably 0.1 to 0.3, and the degree of substitution by propionyl group (DS AC ) is, for example, 2.0 to 2.9 are preferable, 2.2 to 2.8 are more preferable, and 2.4 to 2.6 are more preferable.
- the intermolecular force (intermolecular bond) of cellulose can be reduced, and the plasticity can be improved.
- the maximum strength and heat resistance of the cellulose derivative tend to be larger, while the water absorbability tends to be higher.
- the higher the conversion rate (the degree of substitution) of the hydroxy group the lower the water absorbability and the tendency to increase the plasticity and the strain at break, while the maximum strength and the heat resistance tend to decrease.
- the conversion rate of the hydroxy group can be appropriately set in consideration of these tendencies and the like.
- the average number of remaining hydroxy groups (hydroxyl residue degree) per glucose unit of the cellulose derivative can be set in the range of 0 to 2.9.
- the hydroxy group may remain from the viewpoint of maximum strength, heat resistance, etc.
- the hydroxyl group retention may be 0.01 or more, and may be 0.1 or more.
- the residual hydroxyl content of the final-produced cellulose derivative is preferably 1.0 or less, more preferably 0.8 or less, and particularly preferably 0.6 or less.
- the degree of residual hydroxyl group is preferably 0.6 or less from the viewpoint of water resistance, impact resistance, etc. in addition to fluidity, more preferably 0.5 or less, still more preferably 0.4 or less, 0.2 or less Is particularly preferred.
- the weight average molecular weight of the cellulose derivative is preferably in the range of 10000 to 200,000, more preferably in the range of 50,000 to 200,000, and still more preferably in the range of 50,000 to 150,000. If the molecular weight is too high, in addition to the low fluidity and the difficult processing, uniform mixing becomes difficult. On the contrary, when the molecular weight is too small, physical properties such as impact resistance are lowered.
- the weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) (commercially available standard polystyrene can be used as a standard sample).
- the lubricant used in the present invention can be appropriately selected from known ones, and fatty acid derivatives (fatty acid metal salt lubricants (metal soaps), fatty acid amide lubricants, fatty acid ester lubricants, etc.), urea compounds (aliphatic compounds) Urea compounds, aromatic urea compounds), silicone-based lubricants, fatty acid-based lubricants, alcohol-based lubricants, waxes, polymer-based lubricants, nonionic surfactant-based lubricants, etc. can be mentioned. Further, as fatty acid derivatives, higher fatty acid ester partial saponified products such as montanic acid ester partial saponified products can be mentioned.
- fatty acid metal salt lubricants include stearic acid, behenic acid, lauric acid, succinic acid, hydroxystearic acid, ricinoleic acid, oleic acid, palmitic acid, erucic acid, montanic acid, etc.
- Compounds of fatty acids and metals such as Li, Na, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Al, Sn, Pb, Cd and the like can be mentioned.
- Suitable fatty acid metal salt lubricants include calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, sodium stearate, aluminum stearate, zinc laurate, calcium oleate, zinc oleate, magnesium oleate and the like
- the fatty acid metal salt lubricant is preferably at least one selected from calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, aluminum monostearate, aluminum distearate, aluminum tristearate and zinc laurate, particularly Calcium stearate and zinc stearate are preferred, and calcium stearate is more preferred.
- fatty acid amide lubricants include saturated fatty acid amide lubricants, unsaturated fatty acid amide lubricants, mono fatty acid amide lubricants, bis fatty acid amide lubricants, and mono alkylol amide lubricants.
- saturated fatty acid amide-based lubricants include stearic acid amide, behenic acid amide, hydroxystearic acid amide, palmitic acid amide, lauric acid amide and the like.
- unsaturated fatty acid amide-based lubricants include erucic acid amide and oleic acid amide.
- amide lubricant As a bis-fatty acid amide-based lubricant, methylenebisbehenic acid amide, methylenebisstearic acid amide, methylenebisoleic acid amide, ethylenebisstearic acid amide, hexamethylenebisstearic acid amide, hexamethylenebisoleic acid amide, monoalkylol
- amide lubricants include N- (2-hydroxyethyl) lauric acid amide, N- (2-hydroxyethyl) stearic acid amide, N- (2-hydroxymethyl) stearic acid amide and the like.
- saturated fatty acid amide-based lubricants such as stearic acid amide and bis fatty acid amide-based lubricants such as ethylene bis-stearic acid amide are preferable, bis fatty acid amide-based lubricants are more preferable, and ethylene bis stearic acid amide is more preferable. Particularly preferred.
- R 1 and R 2 n and m are in the range of 6 to 33, and preferably in the range of 12 to 30. n and m may be different or the same value.
- the urea compound can be synthesized by reacting an aliphatic monoisocyanate having 6 to 33 carbon atoms with water or an aliphatic monoamine.
- the aliphatic monoisocyanate or aliphatic monoamine may be linear or one having a branched side chain.
- aliphatic monoisocyanate hexyl isocyanate, octyl isocyanate, decyl isocyanate, dodecyl isocyanate, octadecyl isocyanate, etc. may be mentioned.
- Aliphatic monoamines include hexylamine, octylamine, dodecaneamine, stearylamine, and the like.
- urea compound for example, by adding an appropriate amount of water to an aliphatic monoisocyanate dissolved in a solvent, an amine is formed by the reaction of the isocyanate and water, and a reaction of the isocyanate and the amine occurs to obtain a urea compound.
- silicone type lubricants dimethylpolysiloxane and its modified products, carboxyl modified silicone, alpha methyl styrene modified silicone, alpha olefin modified silicone, polyether modified silicone, fluorine modified silicone, hydrophilic special modified silicone, olefin polyether modified silicone, Epoxy modified silicone, amino modified silicone, amide modified silicone, alcohol modified silicone etc. can be mentioned.
- polyorganosiloxane As a silicone type lubricant, polyorganosiloxane is preferable.
- the polyorganosiloxane has a siloxane bond as a main chain and an organic group in a side chain, and examples of the organic group include methyl, vinyl, ethyl, propyl and phenyl groups, and polydimethylsiloxane is particularly preferable. Is preferred.
- the polyorganosiloxane is preferably an ultrahigh molecular weight polydimethylsiloxane, and the number average molecular weight is preferably 40,000 or more, more preferably 100,000 or more, and particularly preferably 1,000,000 or more.
- the measurement of the number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) (commercially available standard polystyrene can be used as a standard sample).
- the silicone-based lubricant preferably further contains inorganic oxide particles in addition to silicone such as polyorganosiloxane, and in particular, it is preferable to impregnate inorganic oxide particles with silicone.
- inorganic oxide particles include silica (SiO 2 ), SiO, aluminosilicate, MgSiO 3 and the like. From the viewpoint of compatibility with silicone, silica is preferred, and fumed silica is particularly preferred.
- the ratio of silicone to inorganic oxide particles is preferably 60:40 to 80:20, and more preferably 60:40 to 70:30. Specific examples of such silicone-based lubricants include "Genioplast (R) Pellet S" (product name) manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd., and the like.
- fatty acid ester lubricants include lower alcohol esters of fatty acids, polyhydric alcohol esters of fatty acids, polyglycol esters of fatty acids, aliphatic alcohol esters of fatty acids, and the like, and examples include glycerin monostearate, butyl stearate, stearic acid Monoglycerides, pentaerythritol tetrastearate, stearyl stearate, ethylene glycol monostearate, montanic acid ethylene glycol ester, montanic acid glycerol ester and the like can be mentioned.
- fatty acid-based lubricants include higher fatty acids and oxyfatty acids.
- the higher fatty acid preferably has 12 to 35 carbon atoms, and specific examples thereof include caproic acid, stearic acid, oleic acid, erucic acid, palmitic acid, myristic acid, arachidic acid, behenic acid, montanic acid and the like. be able to.
- alcohol-based lubricants include polyhydric alcohols, polyglycols and polyglycerols, and examples include cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, mannitol and the like.
- Waxes include petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax and polyolefin wax, and natural wax-like substances such as carnauba wax, montan wax, candelilla wax, microcrystalline wax, beeswax and rosin.
- low-polymerized polyethylene wax can be mentioned, and the number average molecular weight is preferably 10,000 or less, more preferably 8,000 or less, and particularly preferably 6,000 or less.
- polypropylene wax and the number average molecular weight is preferably 10,000 or less, more preferably 8,000 or less, and particularly preferably 6,000 or less.
- polymeric lubricants examples include alkyl acrylate / alkyl methacrylate / styrene copolymer (number average molecular weight is 3,000 or more, preferably 5,000 to 50,000). Specific examples thereof include a high molecular weight lubricant "Paraloid K125P” (product name) manufactured by Toba Chemical Co., Ltd., an acrylic polymer "Metabrene L-1000" (product name) manufactured by Mitsubishi Rayon Co., and the like.
- nonionic surfactant-based lubricants examples include Kao's Electro Stripper TS-2 (product name) and Electro Stripper TS-3 (product name).
- fatty acid metal salts bis-stearic acid amide-based lubricants, silicone-based lubricants, aliphatic urea compounds, and fatty acid-ester-based lubricants are preferable as the lubricant used in the present invention.
- the lubricant used in the present invention is preferably a fatty acid metal salt, a bis-stearic acid amide-based lubricant, an aliphatic urea compound, or a silicone-based lubricant from the viewpoint of the resistance to exudation of the obtained molding material.
- Lubricants are more preferred.
- the molecular weight of the lubricant (other than silicone type lubricant and polymer type lubricant) is preferably 400 or more, more preferably 500 or more, and the melting point of the lubricant is preferably 100 ° C. or more, 110 ° C. or more Is more preferable, and 120 ° C. or more is more preferable.
- the melting point of the lubricant is preferably 200 ° C. or less, more preferably 180 ° C. or less, and still more preferably 170 ° C. or less from the viewpoint of formability.
- lubricant used in the present invention from the viewpoint of the lightness of the obtained molded product, fatty acid metal salts, bisstearic acid amide type lubricants, fatty acid ester type lubricants are preferable, and fatty acid metal salts and fatty acid ester type lubricants are more preferable. .
- the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention can include a plasticizing component.
- the plasticizing component may be a polymer or a small molecule.
- plasticizing component those commonly used for polymer molding can be used. Examples include polyester-based plasticizing components, glycerin-based plasticizing components, polyvalent carboxylic acid ester-based plasticizing components, polyalkylene glycol-based plasticizing components and epoxy-based plasticizing components.
- polyester-based plasticizing components include acid components such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid and rosin, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,1
- polyesters comprising a diol component such as 4-butanediol, 1,6-hexanediol, ethylene glycol and diethylene glycol, and polyesters comprising a hydroxycarboxylic acid such as polycaprolactone.
- These polyesters may be endcapped with monofunctional carboxylic acids or monofunctional alcohols. It may be end-capped with an epoxy compound or the like.
- polyester-based plasticizing component aliphatic polyesters such as polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polycaprolactone, polyhydroxybutyrate and polyhydroxybutyrate hexanate are particularly preferable, and polybutylene succinate is particularly preferable.
- glycerin-based plasticizing component examples include glycerin monoacetomonolaurate, glycerin diacetomonolaurate, glycerin monoacetomonostearate, glycerin diacetomonooleate, and glycerin monoacetomonomontanate.
- polyvalent carboxylic acid-based plasticizing components include C1-12 alkyl phthalates such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dihexyl phthalate, dioctyl phthalate, diheptyl phthalate, and di-2-ethylhexyl phthalate.
- esters C6-12 aryl esters of phthalic acid such as dibenzyl phthalate; C6-12 aryl-C1-3 alkyl esters of phthalic acid such as butyl benzyl phthalate; C1-6 alkoxy C1-12 alkyl phthalates such as dimethoxyethyl phthalate Ester; C1-6 alkyl phthalyl C2-4 alkylene glycolate such as ethyl phthalyl ethylene glycolate, butyl phthalyl butylene glycolate; trimethyl trimetate, triethyl trimetate, tributyl trimellitate, trioctyl trimellitate, trimellitate Acid trihexyl Trimellitic acid tri C1-12 alkyl ester such as tri-2-ethylhexyl metrate; tetra C1-12 alkyl ester pyromellitic acid such as tetraoctyl pyromellitic acid; dibutyl adipate, dioct
- polyalkylene glycol plasticizing components include triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly (ethylene oxide / propylene oxide) block and / or random copolymer, polytetramethylene glycol And polyalkylene glycols such as ethylene oxide addition polymers of bisphenols, propylene oxide addition polymers of bisphenols, tetrahydrofuran addition polymers of bisphenols or terminal epoxy-modified compounds thereof, terminal ester-modified compounds, terminal ether-modified compounds, etc. be able to.
- an epoxy triglyceride composed of alkyl epoxy stearate and soybean oil and the like, or an epoxy resin mainly composed of bisphenol A and epichlorohydrin can be used.
- mixed adipic acid esters mixtures such as DAIFATTY-101 (product name, made by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), DAIFATTY-121 (product name, made by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
- Benzoate or fatty acid ester of aliphatic polyol such as mixed acid dibasic acid ester such as adipate), neopentyl glycol dibenzoate, diethylene glycol dibenzoate, triethylene glycol di-2-ethyl butyrate; fatty acid such as stearic acid amide Amides, amides such as sulfonamides such as N-butylbenzenesulfonamide; ester oligomers such as caprolactone oligomers; aliphatic carboxylic acid esters such as butyl oleate; oxy acid esters such as methyl acetyl ricinoleate and butyl acetyl ricino
- plasticizing component from the viewpoint of scratch resistance, aliphatic polyesters and adipic acid esters are preferable, and polybutylene succinate and bis (2-ethylhexyl) adipate are particularly preferable.
- the content thereof is set in the range of 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A)
- the amount is preferably in the range of 0.1 to 70 parts by mass, more preferably 0.1 to 40 parts by mass, and still more preferably 1 to 30 parts by mass.
- the content of the plasticizing component (C) in the cellulose resin composition is 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A).
- the range of 100 parts by mass is preferable, the range of 10 to 70 parts by mass is more preferable, and the range of 10 to 50 parts by mass is more preferable.
- the plasticizing component is a polymer such as aliphatic polyester such as polybutylene succinate, it is preferably 10 to 70 parts by mass, and particularly preferably 20 to 50 parts by mass.
- the plasticizing component is a low molecular weight compound such as aliphatic adipate such as bis (2-ethylhexyl) adipate
- the content is more preferably 10 to 50 parts by mass, and particularly preferably 10 to 40 parts by mass.
- the cellulose derivative (A) has at least a propionyl group or a butyryl group as the acyl group, for example, in the case of cellulose acetate propionate (CAP) (acetylpropionyl cellulose), cellulose propionate (CP) (propionyl cellulose)
- CAP cellulose acetate propionate
- CP cellulose propionate
- CAB cellulose acetate butyrate
- the content of the plasticizing component (C) in the cellulose resin composition is 0. 0. to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A).
- the range of 1 to 40 parts by mass is preferable, the range of 1 to 30 parts by mass is more preferable, the range of 1 to 25 parts by mass is more preferable, and the range of 1 to 20 parts by mass is particularly preferable.
- the plasticizing component is a polymer such as aliphatic polyester such as polybutylene succinate
- the content of the plasticizing component (C) is preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A), 7 to 30 parts by mass is more preferable, and 10 to 25 parts by mass is particularly preferable.
- the content of the plasticizing component (C) is 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose derivative (A).
- the mass part is more preferable, 5 to 25 parts by mass is more preferable, or 1 to 15 parts by mass is preferable, and 5 to 15 parts by mass is particularly preferable.
- the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention may contain a colorant such as a black colorant.
- the content of the coloring agent such as the black coloring agent can be set in the range of 0.01 to 10% by mass.
- the content of the black colorant is preferably 0.05% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.2% by mass or more. It is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, for example, 1.5% by mass or less from the viewpoint of suppressing the surplus amount of black colorant while obtaining sufficient coloring effect. .
- content of the coloring agent in a cellulose resin composition can be made into the content rate with respect to the cellulose derivative (A) of an essential component, or when it contains other components, such as a plasticizing component, cellulose resin It is preferable to set it as the content rate with respect to a composition.
- the content of the black colorant is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, still more preferably 0.2% by mass or less, and 0.1% by mass % Or less is particularly preferred.
- a volatile low molecular weight plasticizer is used as the plasticizing component, the flowability of the resin composition can be secured at the time of molding by suppressing the content of the black colorant, and the volatility of the plasticizer etc. After the components are released, the resin composition can be well transferred to the mold.
- carbon black is preferable.
- the average particle size of the carbon black is preferably 1 to 20 nm, more preferably 5 to 20 nm, and still more preferably 8 to 18 nm.
- the average particle size is an arithmetic mean diameter of particles obtained by observing carbon black particles with an electron microscope.
- the specific surface area of the carbon black is preferably 140 m 2 / g or more, and more preferably 180 m 2 / g or more, from the viewpoint of the jettackiness of the molded product and the like. Further, from the viewpoint of dispersibility etc., those of 1000 m 2 / g or less can be used, those of 700 m 2 / g or less can be used, and further, those of 500 m 2 / g or less can be used.
- the relationship between the particle size and the specific surface area is generally that the smaller the particle size, the larger the specific surface area. It is preferable to use carbon black having a BET specific surface area within the above range from the viewpoint of the lightness and appearance of the molded product and the dispersibility of the particles.
- This specific surface area is a BET specific surface area (JIS K 6217) obtained by the S-BET formula from the nitrogen adsorption amount.
- this carbon black is acidic, specifically, pH 5 or less is preferable, pH 4 or less is more preferable, and pH 3.5 or less is more preferable.
- acidic (low pH) carbon black By using such acidic (low pH) carbon black, the lightness of the molded article can be lowered.
- carbon black preferably having a pH of 2.5 to 4 and more preferably 2.5 to 3.5 can be suitably used.
- This pH value is a value obtained by measuring a mixture of carbon black and distilled water with a glass electrode pH meter.
- the specific measurement method is as follows. 100 ml of boiling deaerated pure water was added to 10 g of the sample, and after boiling for 15 minutes on a hot plate and cooling to room temperature, the supernatant was removed and the pH of the resulting mud was measured with a glass electrode pH meter Do.
- the affinity is improved by the interaction or bond between the acidic group (for example, carboxylic acid group) on the surface of such acidic carbon black and the polar group (for example, hydroxy group) of the cellulose derivative, and carbon black is highly dispersed. It is thought that it contributes to the fall of lightness.
- the acidic group for example, carboxylic acid group
- the polar group for example, hydroxy group
- Organic or inorganic pigments and dyes can be used as colorants other than black colorants, and specific examples include red iron oxide, iron oxide (III), chromium oxide (III) and the like.
- the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention contains a cellulose derivative (A) and a lubricant (B), and can optionally contain a plasticizing component (C).
- the content of the lubricant (B) in the cellulose-based resin composition is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass as a mass ratio of the lubricant (B) to the cellulose derivative (A).
- the content of the lubricant (B) is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, from the viewpoint of sufficiently obtaining scratch resistance (friction resistance) by the addition effect of the lubricant (B). Mass% or more is particularly preferable.
- the content of the lubricant (B) is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and still more preferably 6% by mass or less from the viewpoint of suppressing exudation and maintaining a high-grade appearance.
- the cellulose-based resin composition according to the embodiment of the present invention may contain other components as long as the desired appearance and characteristics are not impaired when formed into a molded product, but a molded product having a high quality appearance is obtained. From the viewpoint, it is preferable that the total content of the cellulose derivative (A), the lubricant (B), and the plasticizing component (C) is larger.
- the total amount of the cellulose derivative (A), the lubricant (B) and the plasticizing component (C) can be set in the range of 90 to 100% by mass with respect to the entire cellulose resin composition, but 95% by mass The above is preferable, 98 mass% or more is more preferable, and 99 mass% or more is more preferable.
- additives commonly used in common molding resin materials may be included.
- additives include phenol-based and phosphorus-based antioxidants, colorants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antibacterial and antifungal agents, and flame retardants.
- additives commonly used in common cellulose resins may be included.
- a plasticizer, a flame retardant, an ultraviolet absorber etc. are mentioned, for example.
- the method for producing the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, and, for example, a cellulose resin, a lubricant, and, if necessary, a plasticizing component or / and other additives, a common mixer
- the cellulose resin composition can be obtained by melt mixing at As a mixer, compounding apparatuses, such as a tumbler mixer, a ribbon blender, a single-axis or multi-axis mixing extruder, a kneading kneader, and a kneading roll, can be used, for example. After melt mixing, granulation can be carried out to an appropriate shape, if necessary, and for example, it can be pelletized using a pelletizer.
- the molded body formed using the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention can be formed into a desired shape by a common molding method, the shape is not limited, and the thickness of the molded body is also not limited. . From the viewpoint of the strength of the molded body, 0.5 mm or more is preferable, and 0.8 mm or more is more preferable. However, when producing a film etc. by heat press molding etc., 0.1 mm or more is preferable and 0.3 mm or more may be sufficient. On the other hand, the upper limit of the thickness of the molded product is not particularly limited, and can be appropriately set according to the required shape, strength, etc.
- the cellulose resin composition according to the embodiment of the present invention is formed into a molded product according to the purpose of use by a common molding method such as injection molding, injection compression molding, injection blow molding, extrusion molding, blow molding, heat press molding and the like. be able to.
- the molded article formed using the cellulose-based resin composition according to the embodiment of the present invention has a high-grade appearance and is excellent in mechanical properties, and thus can be applied to a housing, an exterior, a decorative plate, and a decorative film,
- it can be used in place of members used in electronic devices, home appliances, various containers, building materials, furniture, stationery, automobiles, household items, and the like.
- it can be used for housings and exterior parts of electronic devices and home appliances, various storage cases, dishes, interior members for construction materials, interior materials for automobiles, and other daily life items.
- an electronic device or a home appliance including a molded body formed using the resin composition according to the present invention, an automobile, a construction material, furniture, a stationery, household goods and the like.
- Applications of electronic devices or home appliances include personal computers, fixed phones, mobile phones, smartphones, tablets, POS terminals, routers, projectors, speakers, lighting devices, calculators, remote controls, refrigerators, washing machines, humidifiers, dehumidifiers, Examples include video recorders and players, vacuum cleaners, air conditioners, rice cookers, electric shavings, housings such as electric toothbrushes, dishwashers and broadcasting equipment, dials and exteriors of watches, and cases of portable terminals such as smartphones.
- Automotive applications include interior instrument panels, dashboards, cup holders, door trims, arm rests, door handles, door locks, handles, brake levers, ventilators, shift levers, etc.
- Building materials include wall materials, floor materials, tiles, window frames, doorknobs, and the like of interior members.
- Furniture applications include exteriors such as chests, bookshelves, tables and chairs.
- Stationery applications include exteriors such as pens, pen cases, book covers, scissors, cutters and the like.
- household goods include frames for glasses, containers for cosmetics, cosmetic boxes for goods, accessories and accessories for clothing such as accessories and accessories, buttons and other clothing, exteriors for earphones, mains and exteriors for cards, and business card plates.
- sports related products include golf tees and golf markers.
- Examples 1 to 47 Comparative Examples 1 to 2
- constituent materials of the target cellulose resin composition cellulose derivatives, plasticizing components, lubricants and carbon black shown in Tables 1 to 3 were prepared. Subsequently, the constituent materials were sufficiently mixed by hand mixing at the mixing ratio shown in Tables 1 to 3. The resin material was previously dried at 80 ° C. for 5 hours.
- a resin composition was formed according to the following kneading method using the obtained mixture, and a molded body (sample for evaluation) was formed according to the following molding method 1 or 2 using it.
- the obtained molded product was evaluated for glossiness and lightness, a friction test, and an exudation test by the measurement methods described below.
- the evaluation results of the molded body produced by the molding method 1 are shown in Tables 1 to 3.
- Example 48 to 56 As constituent materials of the target cellulose resin composition, cellulose derivatives, plasticizing components, lubricants and colorants shown in Tables 4 and 5 were prepared. Subsequently, the constituent materials were sufficiently mixed by hand mixing at the mixing ratios shown in Tables 4 and 5. The resin material was previously dried at 80 ° C. for 5 hours.
- a resin composition was formed according to the following kneading method, and a molded body (sample for evaluation) was formed according to the following molding method 1 using it.
- evaluation of glossiness, friction test, and exudation test were performed by the measurement methods shown below. Tables 4 and 5 show the evaluation results of the molded product produced by the molding method 1.
- Example 57 to 61 As a constituent material of the target cellulose resin composition, a cellulose derivative, a plasticizing component, a lubricant, and carbon black shown in Table 6 were prepared. Next, the constituent materials were sufficiently mixed by hand mixing at the mixing ratio shown in Table 6. The resin material was previously dried at 80 ° C. for 5 hours. The constituent materials and composition ratio of Example 60 correspond to Example 38.
- a resin composition was formed according to the following kneading method, and a molded body (sample for evaluation) was formed according to the following molding method 1 using it.
- evaluation of glossiness and lightness, a friction test, a penetration test, a bending test, and an impact test were performed by the measurement methods shown below. The evaluation results are shown in Table 6.
- the constituent materials used in the examples and comparative examples are as follows.
- Adipate ester plasticizer bis (2-ethylhexyl) adipate (Dahachi Chemical Industry Co., Ltd., product name: DOA)
- Carbon black 1 Acidic carbon black (average particle size: 13 nm, pH 3) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: Mitsubishi Carbon Black # 2650)
- Carbon black 2 neutral carbon black (average particle size: 13 nm, pH 6.5) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: Mitsubishi carbon black # 2600)
- Bengara 1 Mie Color Techno Inc.
- Bengara Ryuka 100 product name
- Bengara 2 Mie Color Techno Inc.
- Bengara Ryuka 300 product name
- Chromium oxide (III) manufactured by LANXESS, COLORTHERM Green GN-M (product name)
- Calcium stearate manufactured by NOF Corporation, calcium stearate S (product name) Zinc stearate: NOF Corporation Nissan Electol MZ-2 (product name)
- Stearic acid amide manufactured by Kao Corporation, fatty acid amide S (product name) Ethylenebisstearic acid amide: Kao Corporation, Kao Wax EB-FF (product name) Silicone lubricants: manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd., Genioplast Pellet S (product name) Glycerin mono-stearate: Riken Vitamin Co., Ltd., Rikemar S-100 (product name) Bisstearyl urea: prepared according to Synthesis Example 1 below.
- ⁇ Kneading method> The obtained mixture is introduced into a small-sized twin-screw continuous kneader (product name: S1KRC Kneader, manufactured by Kurimoto Koko Co., Ltd.), and is kneaded at a kneading temperature of 210 ° C. and a rotation speed of 140 to 150 m / min. Pelletized. The obtained pellet was dried at 80 ° C. for 5 hours.
- a small-sized twin-screw continuous kneader product name: S1KRC Kneader, manufactured by Kurimoto Koko Co., Ltd.
- ⁇ Molding method 1 Injection molding> (Sample 1 for evaluation) The obtained pellet was dried again at 80 ° C. for 5 hours just before molding and used, and a molded body (sample for evaluation 1) of the following shape was produced by an injection molding machine (product name: EC20P, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.). Molded body size: thickness 2.0 mm, width 70 mm, length 70 mm At that time, molding conditions were set as follows. Cylinder temperature of molding machine: 210 ° C, Mold temperature: 65 ° C, Injection pressure: 50-60MPa, Holding pressure: 50 MPa. As a mold, one having a surface roughness Ra of 1 nm by mirror polishing was used (the surface roughness was evaluated by a laser microscope OLS4100 (product name) manufactured by OLYMPUS).
- the multi-purpose test piece A based on JISK7139 was shape
- ⁇ Molding method 2 Press molding> The obtained pellet is dried again at 110 ° C. for 2 hours just before molding and used by a heat press molding machine (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., product name: SA-303-II-S bench-top test press), 190 A circular press film having a thickness of 0.3 mm and a diameter of 100 mm was produced at ° C.
- a mold one having a surface roughness Ra of 1 nm by mirror polishing was used (the surface roughness was evaluated by a laser microscope OLS4100 (product name) manufactured by OLYMPUS).
- the lightness of the obtained evaluation sample 1 was measured by reflection measurement using the SCE method (regular reflection light removal), a spectral colorimeter (manufactured by Konica Minolta, product name: spectral colorimeter CM-3700A, JIS Z 8722 Condition c, ISO 7724 /, CIE No. 15, ASTM E1164, according to DIN 5033 Part7).
- the measurement diameter / illumination diameter was SAV: 3 ⁇ 5 mm / 5 ⁇ 7 mm.
- the reflection measurement conditions were di: 8 °, de: 8 ° (diffuse illumination ⁇ 8 ° direction reception), the field of view was 10 °, the light source was a D65 light source, and the UV conditions were 100% Full.
- lightness refers to L * of the CIE 1976 L * a * b * color space.
- gloss after friction As abrasion resistance, retention of gloss after friction (gloss after friction / gloss before friction x 100) is 90% or more, ⁇ , 70% or more and less than 90%, and 70% or less did.
- the number of times of friction was 90 times in the case of the molding method 1 and 200 times in the case of the molding method 2.
- the molded article obtained by the resin composition of the Example has good abrasion resistance and resistance to abrasion without significantly deteriorating the appearance (brightness, glossiness) It turns out that it has exudation property.
- the molded object obtained by the resin composition of an Example has a favorable abrasion resistance and bleeding resistance, without impairing an external appearance (glossiness) largely compared with a comparative example. I understand that.
- fatty acid metal salts are preferable as the lubricant from the viewpoints of abrasion resistance, exudation resistance and appearance (particularly lightness).
- Examples 1 and 2 in which calcium stearate is used as a lubricant and Examples 5 and 6 in which magnesium stearate is used correspond to Example 19 (where the lubricant is glycerin monostearate) with respect to abrasion resistance and bleeding resistance.
- the exudation resistance to Example 20 (the lubricant is stearic acid amide).
- calcium stearate is preferable among fatty acid metal salts.
- Examples 1 and 2 in which calcium stearate is used the friction resistance is against the examples in which zinc stearate, aluminum stearate, and zinc laurate are used (Examples 3 to 4, 7 to 12, 13 to 14). Excellent.
- calcium stearate it is understood that the lightness is low and the jet clarity is excellent.
- Examples 5 to 6 in which magnesium stearate is used Examples 15 to 16 in which a fatty acid amide lubricant is used, and Example 17 in which an aliphatic urea lubricant is used. The lightness is low and the appearance is excellent as compared with Example 18 in which a silicone-based lubricant is used.
- the evaluation results shown in Tables 1 to 3 are the evaluation results of the molded product molded by the molding method 1, but for the compositions of Example 17 and Comparative Example 1, a molded product is further manufactured by the molding method 2, The evaluation was made. Specifically, the same composition as in Example 17 is molded by molding method 2 to produce molded body A, and the same composition as in comparative example 1 is molded by molding method 2 to produce molded body B, As a result of evaluation, molded body A containing a lubricant was excellent in abrasion resistance to molded body B containing no lubricant. Incidentally, the lightness of molded body A was 4.9, the glossiness was 80, the evaluation of exudation was ⁇ , the lightness of molded body B was 2.0, the glossiness was 79, and the evaluation of exudation was ⁇ .
- the molded object obtained by the resin composition of the example has good abrasion resistance and bleeding resistance without significantly deteriorating the appearance (brightness and gloss), and further, it is a good machine.
- Characteristic flexural strength, impact strength).
- Examples 58, 60, 61 were superior to Examples 57 and 59 in terms of impact strength.
- no deformation of the evaluation sample after the exudation test at high humidity was observed, which was superior to Example 61 in which slight deformation was observed in terms of moisture resistance.
- a cellulose resin composition comprising a cellulose derivative (A) and a lubricant (B),
- the cellulose derivative (A) is an acylated cellulose in which at least a part of hydrogen atoms of hydroxyl groups of cellulose is substituted with an acyl group having 2 to 4 carbon atoms,
- the cellulose resin composition whose content of the said lubricating agent (B) is in the range of 0.1 to 10 mass%.
- the cellulose resin composition according to Appendix 1 wherein the lubricant (B) is at least one selected from fatty acid metal salts, fatty acid amide lubricants, aliphatic urea compounds, silicone lubricants and fatty acid ester lubricants.
- the lubricant (B) is at least one selected from fatty acid metal salts, fatty acid amide lubricants, aliphatic urea compounds and fatty acid ester lubricants,
- the cellulose resin composition according to Appendix 2 wherein the melting point of the lubricant (B) is in the range of 100 to 200 ° C., or the molecular weight is at least 500.
- a plasticizing component C
- the cellulose resin composition according to Appendix 11 wherein the plasticizing component (C) is at least one selected from polyester plasticizers and adipic acid ester plasticizers.
- the plasticizing component (C) is at least one selected from aliphatic polyesters and aliphatic adipate esters.
- the cellulose-based resin composition according to appendix 16 wherein the colorant is a black colorant.
- the lubricant (B) is calcium stearate, Containing an aliphatic polyester or aliphatic adipate as the plasticizing component (C), The cellulose-based resin composition according to Appendix 1, further comprising carbon black as a black colorant.
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Abstract
セルロース誘導体と、滑剤を含むセルロース系樹脂組成物であって、セルロース誘導体が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースであり、滑剤の含有量が0.1から10質量%の範囲にある、セルロース系樹脂組成物。高品位な外観と耐傷付き性を有する成形体を形成できるセルロース系樹脂組成物を提供する。
Description
本発明は、セルロース系樹脂組成物、この樹脂組成物を用いて形成された成形体、及びこの成形体を用いた製品に関するものである。
植物を原料とするバイオプラスチックは、石油枯渇対策や温暖化対策に寄与できるため、包装、容器、繊維などの一般製品に加え、電子機器、自動車等の耐久製品への利用も開始されている。
しかし、通常のバイオプラスチック、例えば、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカネート、デンプン変性物などは、いずれもデンプン系材料、すなわち可食部を原料としている。そのため、将来の食料不足への懸念から、非可食部を原料とする新しいバイオプラスチックの開発が求められている。
非可食部の原料としては、木材や草木の主要成分であるセルロースが代表的であり、これを利用した種々のバイオプラスチックが開発され、製品化されている。
特許文献1には、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が、炭化水素基で置換された基、及びアシル基で置換された基を含むセルロース誘導体と、滑剤とを含む樹脂組成物が記載されている。この組成物の成形体は、熱可塑性、成形性、耐衝撃性等に優れることが記載されている。
特許文献2には、セルロースに含まれる水酸基の水素原子の少なくとも一部が、短鎖アシル基および長鎖アシル基によって置換されたセルロース誘導体が記載されている。これを含む組成物の成形体は、熱可塑性、成形性、耐衝撃性等に優れることが記載されている。またこのセルロース誘導体は、吸水率が低く、熱可塑性、強度、破断伸度、成形加工性に優れることが記載されている。
一方で、近年、塗装をしなくても、高品位な外観をもつ樹脂成形品が求められている。樹脂成形品に塗装をしない場合、製造時においては、揮発性有機化合物(VOC:Volatile Organic Compounds)の排出や塗装コストを抑えることができ、また、得られた成形品については、塗膜の剥がれや劣化に起因する外観の悪化の問題を解決できる。
例えば、特許文献3には、ゴム質重合体を用いて形成したグラフト共重合体と、特定のビニル系単量体を用いて形成した共重合体と、特定のポリエステルと、着色剤としてカーボンブラック及び/又は染料とを特定の比率で含む熱可塑性樹脂組成物が記載されている。また、その組成物を射出成形して得られる射出成形体は、高い耐衝撃性と高品位な外観(光沢や漆黒性)を有することが記載されている。
特許文献4には、特定の共重合ポリカーボネート樹脂と、着色剤(カーボンブラック及び/又は黒色有機染料)と、ヒンダードアミン系安定剤を含有し、特定の特性(鉛筆硬度、低温衝撃性、脆性破壊率、光沢度、明度)を有する黒色樹脂組成物が記載されている。また、この黒色樹脂組成物の黒色成形品は、優れた漆黒性を有し、耐低温衝撃性、耐候性、耐擦傷性、耐熱性に優れることが記載されている。
特許文献5には、特定の共重合ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、衝撃改質剤(ゴム変性樹脂)、カーボンブラックを特定の配合比率で含有する黒色樹脂組成物が記載されている。また、この黒色樹脂組成物の成形品は、優れた漆黒性を有し、耐衝撃性、流動性、耐擦傷性、耐熱性に優れることが記載されている。
特許文献6には、特定のグラフト共重合体1~99質量部と、ビニル系共重合体99~1質量部と、その他の熱可塑性樹脂0~80質量部を含有し、特定の有機染料が配合された熱可塑性樹脂組成物が記載されている。また、この組成物の成形体は、耐衝撃性、耐候性、漆黒性、表面平滑性、耐傷付き性に優れることが記載されている。さらに、比較例3の熱可塑性樹脂組成物では、有機染料の代わりに、顔料(カーボンブラック:三菱化学(株)製の商品名:三菱カーボン♯2600)を含有したので、漆黒性と表面平滑性が低いことが記載されている。
本発明の目的は、高品位な外観と耐傷付き性を有する成形体を形成できるセルロース系樹脂組成物、その樹脂組成物を用いて形成された成形体、及びこの成形体を用いた製品を提供することにある。
本発明の一態様によれば、セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含むセルロース系樹脂組成物であって、前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースであり、前記滑剤(B)の含有量が0.1から10質量%の範囲にある、セルロース系樹脂組成物が提供される。
本発明の他の態様によれば、上記のセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体が提供される。
本発明の他の態様によれば、上記の成形体を用いた製品が提供される。
本発明の実施形態によれば、高品位な外観と耐傷付き性を有する成形体を形成できるセルロース系樹脂組成物、その樹脂組成物を用いて形成された成形体、及びこの成形体を用いた製品を提供することができる。
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含み、前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースである。
このセルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は0.1から10質量%の範囲にあることが好ましい。滑剤(B)の添加効果による耐傷付き性(耐摩擦性)を十分に得る点から、滑剤(B)の含有量は0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上が特に好ましい。しみ出しを抑えて高品位な外観を保つ観点から、滑剤(B)の含有量は10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、6質量%以下がさらに好ましい。なお、セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は、必須成分のセルロース誘導体(A)に対する含有率とすることができ、あるいは可塑化成分等の他の成分を含む場合は、セルロース系樹脂組成物に対する含有率とすることが好ましい。
このセルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は0.1から10質量%の範囲にあることが好ましい。滑剤(B)の添加効果による耐傷付き性(耐摩擦性)を十分に得る点から、滑剤(B)の含有量は0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上が特に好ましい。しみ出しを抑えて高品位な外観を保つ観点から、滑剤(B)の含有量は10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、6質量%以下がさらに好ましい。なお、セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は、必須成分のセルロース誘導体(A)に対する含有率とすることができ、あるいは可塑化成分等の他の成分を含む場合は、セルロース系樹脂組成物に対する含有率とすることが好ましい。
本実施形態によるセルロース系樹脂組成物を用いることにより、高品位な外観と耐傷付き性を有する成形体を得ることができる。成形体の光沢度が高いほど、より高品位の外観が得られる。黒色着色剤を含む場合、明度が低いほど、より漆黒性が高く、高品位の外観が得られる。
セルロース誘導体(A)は、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースである。このアシル基は、炭素数2~4のアシル基(アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基)から選ばれる少なくとも一種のアシル基であり、アセチル基又は/及びプロピオニル基が好ましい。
またセルロース誘導体(A)は、これらのアシル化セルロースを2種類以上混合してもよい。例えば、セルロースアセテート(CA)と、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)またはセルロースアセテートブチレート(CAB)とを混合することができる。この場合、主にCAに由来する高い弾性率と、主にCAPやCABに由来する高い成形性や柔軟性とを得ることができる。
またセルロース誘導体(A)は、これらのアシル化セルロースを2種類以上混合してもよい。例えば、セルロースアセテート(CA)と、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)またはセルロースアセテートブチレート(CAB)とを混合することができる。この場合、主にCAに由来する高い弾性率と、主にCAPやCABに由来する高い成形性や柔軟性とを得ることができる。
滑剤(B)は、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物、シリコーン系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
上記の脂肪酸金属塩、前記脂肪酸アミド系滑剤、前記脂肪族ウレア化合物、前記脂肪酸エステル系滑剤は、融点が60℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、100℃以上がさらに好ましく、また200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、170℃以下がさらに好ましい。成形体の表面からのしみ出しを抑えて高品位の外観を得る点から、これらの滑剤の融点は高い方が好ましく、セルロース系樹脂組成物の製造時の溶融混合のし易さや成形性の点から、これらの滑剤の融点は混練温度や成形温度に対して低い方が好ましい。
上記の脂肪酸金属塩、前記脂肪酸アミド系滑剤、前記脂肪族ウレア化合物、前記脂肪酸エステル系滑剤の分子量は、少なくとも200が好ましく、少なくとも300がより好ましく、少なくとも500がさらに好ましい。分子量が低すぎると、成形体表面からしみ出し易くなり、外観に悪影響を与える虞がある。
上記の脂肪酸金属塩、前記脂肪酸アミド系滑剤、前記脂肪族ウレア化合物、前記脂肪酸エステル系滑剤の分子量は、少なくとも200が好ましく、少なくとも300がより好ましく、少なくとも500がさらに好ましい。分子量が低すぎると、成形体表面からしみ出し易くなり、外観に悪影響を与える虞がある。
滑剤(B)としては、脂肪酸金属塩、ビス脂肪酸アミド系滑剤が好ましく、特にステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミドが好ましい。また、滑剤(B)に用いる脂肪族ウレア化合物としては、ビスステアリルウレアが好ましい。また、滑剤(B)に用いるシリコーン系滑剤は、シリカを含むことが好ましく、特にシリカに含浸させたシリコーンを使用することが好ましい。
セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は前述の範囲にあることが好ましいが、滑剤(B)が、脂肪酸金属塩、ビス脂肪酸アミド系滑剤(例えばエチレンビスステアリン酸アミド)、又は脂肪族ウレア化合物(例えばビスステアリルウレア)である場合、セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は1~4質量%の範囲にあることが特に好ましい。また、滑剤(B)が、シリコーン系滑剤である場合、セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は1~4質量%の範囲にあることが好ましく、2~4質量%の範囲にあることが特に好ましい。また、滑剤(B)が、比較的低い分子量(500未満)の脂肪酸誘導体である脂肪酸アミド(例えばステアリン酸アミド等のモノ脂肪酸アミド)又は脂肪酸エステル系滑剤(例えばグリセリンモノステアレート等のモノ脂肪酸エステル)である場合、セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は1~2質量%の範囲にあることが特に好ましい。
セルロース系樹脂組成物の製造のし易さや成形性の観点から、可塑化成分(C)を含むことが好ましい。特に、セルロース誘導体(A)として融点が高いアセチルセルロースを用い、射出成形や熱プレス成形を行う場合は可塑化成分(C)を含むことが好ましい。
また、セルロース誘導体(A)がアセチルプロピオニルセルロースやアセチルブチリルセルロース等のアセチル基以外のアシル基を有するセルロース誘導体は、アシル基による置換度、アシル基の炭素数の増大に応じて可塑化成分(C)の必要性が低くなるが、射出成形や熱プレス成形を行う場合は可塑化成分(C)を含むことが好ましい。
また、セルロース誘導体(A)がアセチルプロピオニルセルロースやアセチルブチリルセルロース等のアセチル基以外のアシル基を有するセルロース誘導体は、アシル基による置換度、アシル基の炭素数の増大に応じて可塑化成分(C)の必要性が低くなるが、射出成形や熱プレス成形を行う場合は可塑化成分(C)を含むことが好ましい。
可塑化成分(C)としては、脂肪族ポリエステル、アジピン酸エステル系可塑剤が好ましく、特にポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート等の脂肪族ポリエステル、ビス(2-エチルヘキシル)アジペート等の脂肪族アジピン酸エステルが好ましく、特にポリブチレンサクシネート、ビス(2-エチルヘキシル)アジペートが好ましい。
前記セルロース系樹脂組成物中の可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~100質量部の範囲に設定でき、0.1~70質量部の範囲が好ましく、0.1~40質量部の範囲がより好ましく、1~30質量部の範囲がさらに好ましく、可塑化成分の種類に応じて調製することができる。
セルロース誘導体(A)がセルロースアセテート(CA)(アセチルセルロース)の場合、前記セルロース系樹脂組成物中の可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して5~100質量部の範囲が好ましく、10~70質量部の範囲がより好ましく、10~50質量部の範囲がさらに好ましい。
セルロース誘導体(A)が、前記アシル基として少なくともプロピオニル基又はブチリル基を有する場合、例えばセルロースアセテートプロピオネート(CAP)(アセチルプロピオニルセルロース)の場合、セルロースプロピオネート(CP)(プロピオニルセルロース)の場合、セルロースアセテートブチレート(CAB)(アセチルブチリルセルロース)の場合、前記セルロース系樹脂組成物中の可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~40質量部の範囲が好ましく、1~30質量部の範囲がより好ましく、1~25質量部の範囲がさらに好ましく、1~20質量部の範囲が特に好ましい。
本実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、さらに着色剤を含むことができ、黒色着色剤を含むことが好ましい。黒色着色剤としては、カーボンブラックが好ましい。黒色着色剤を含む本実施形態によるセルロース系樹脂組成物を用いて得られた成形体は、光沢度が高く且つ明度が低く(漆黒性が高く)、高品位の外観を有することができる。
前記セルロース系樹脂組成物中の黒色着色剤等の着色剤の含有量は0.01から10質量%の範囲に設定できる。
本実施形態によるセルロース系樹脂組成物の一例として、セルロース誘導体(A)としてアシル化セルロースと、滑剤(B)としてステアリン酸カルシウムと、可塑化成分(C)として脂肪族ポリエステル又は脂肪族アジピン酸エステルと、黒色着色剤としてカーボンブラックとを含み、滑剤(B)の含有量が0.1から10質量%の範囲にあり、可塑化成分(C)の含有量が、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~100質量部の範囲にあり、この黒色着色剤の含有量が0.05~1質量%の範囲にあるセルロース系樹脂組成物が挙げられる。このセルロース系樹脂組成物において、滑剤(B)の含有量は0.5~6質量%の範囲にあることが好ましく、1~4質量%の範囲にあることがより好ましく、可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して1~20質量部の範囲にあることが好ましく、1~15質量部の範囲にあることがより好ましく、さらに、この黒色着色剤の含有量が0.05~0.3質量%の範囲にあることが好ましい。
以下、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。
(セルロース誘導体(A))
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物に含まれるセルロース誘導体(A)としては、セルロースを原料としてそのヒドロキシ基の少なくとも一部に炭素数2~4のアシル基が導入されたものを用いることができる。
(セルロース誘導体(A))
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物に含まれるセルロース誘導体(A)としては、セルロースを原料としてそのヒドロキシ基の少なくとも一部に炭素数2~4のアシル基が導入されたものを用いることができる。
セルロースは、下記式(1)で示されるβ-D-グルコース分子(β-D-グルコピラノース)がβ(1→4)グリコシド結合により重合した直鎖状の高分子である。セルロースを構成する各グルコース単位は三つのヒドロキシ基を有している(式中のnは自然数を示す)。本発明の実施形態では、このようなセルロースに、これらのヒドロキシ基を利用して、アシル基が導入されたものである。
セルロースは、草木類の主成分であり、草木類からリグニン等の他の成分を分離処理することによって得られる。このように得られたものの他、セルロース含有量の高い綿(例えばコットンリンター)やパルプ(例えば木材パルプ)を精製してあるいはそのまま用いることができる。原料に用いるセルロース又はその誘導体の形状やサイズ、形態は、反応性や固液分離、取り扱い性の点から、適度な粒子サイズ、粒子形状を持つ粉末形態のものを用いることが好ましい。例えば、直径1~100μm(好ましくは10~50μm)、長さ10μm~100mm(好ましくは100μm~10mm)の繊維状物あるいは粉末状物を用いることができる。
セルロースの重合度は、グルコース重合度(平均重合度)として、50~5000の範囲が好ましく、100~3000がより好ましく、100~1000がさらに好ましい。重合度が低すぎると、製造した樹脂の強度、耐熱性などが十分でない場合がある。逆に、重合度が高すぎると、製造した樹脂の溶融粘度が高くなりすぎて成形に支障をきたす場合がある。
本発明の実施形態におけるセルロース誘導体(A)(セルロース系樹脂)は、セルロースのヒドロキシ基を利用して、炭素数2~4のアシル基を導入して得ることができる。このアシル基は1種あるいは2種以上を導入できる。
上記のアシル基は、セルロース中のヒドロキシ基とアシル化剤とが反応することで導入することができる。このアシル基は、セルロースのヒドロキシ基の水素原子に代えて導入された有機基部分に相当する。このアシル化剤は、セルロース中のヒドロキシ基と反応できる官能基を少なくとも一つ持つ化合物であり、例えばカルボキシル基、カルボン酸ハライド基、カルボン酸無水物基を有する化合物が挙げられる。具体的には、脂肪族モノカルボン酸、その酸ハロゲン化物、その酸無水物が挙げられる。
炭素数が2~4のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基が挙げられ、炭素数が2又は3のアシル基(アセチル基、プロピオニル基)が好ましい。これらのアシル基の1種又は2種以上をセルロースに導入することができる。すなわち、本発明の実施形態におけるセルロース誘導体は、セルロースのヒドロキシ基の水素原子が炭素数2~4のアシル基で置換されたものであり、このアシル基はアセチル基または/及びプロピオニル基であることが好ましい。このようなセルロース誘導体としては、アセチルセルロース、プロピオニルセルロース、アセチルプロピオニルセルロースが挙げられる。
セルロースのグルコース単位あたりの導入されたアシル基の平均個数(DSAC)(アシル基導入比率)、すなわちグルコース単位あたりのアシル基で置換されたヒドロキシ基の平均個数(水酸基置換度)は、0.1~3.0の範囲に設定することができる。アシル基の導入効果を十分に得る点から、特に、耐水性、流動性などの観点からは、DSACは2.0以上が好ましく、2.2以上がより好ましく、2.4以上がさらに好ましい。アシル基の導入効果を得ながら、他の基(ヒドロキシ基等)の効果を十分に得る点から、DSACは2.9以下が好ましく、2.8以下がより好ましい。
アセチルセルロースの場合、アセチル基による置換度(DSAC)は、2.0~3.0が好ましく、2.2~2.9がより好ましく、2.4~2.8がさらに好ましい。プロピオニルセルロースの場合、プロピオニル基による置換度(DSAC)は、例えば2.0~2.9が好ましく、2.2~2.8がより好ましく、2.4~2.6がさらに好ましい。アセチルプロピオニルセルロースの場合、アセチル基の置換度(DSAC)は、0.05~0.5が好ましく、0.1~0.3がより好ましく、プロピオニル基による置換度(DSAC)は、例えば2.0~2.9が好ましく、2.2~2.8がより好ましく、2.4~2.6がさらに好ましい。
上述のアシル基をセルロースに導入することにより、セルロースの分子間力(分子間結合)を低減することができ、可塑性を向上できる。
ヒドロキシ基の残留量が多いほど、セルロース誘導体の最大強度や耐熱性が大きくなる傾向がある一方で、吸水性が高くなる傾向がある。一方、ヒドロキシ基の変換率(置換度)が高いほど、吸水性が低下し、可塑性や破断歪みが増加する傾向がある一方で、最大強度や耐熱性が低下する傾向がある。これらの傾向等を考慮して、ヒドロキシ基の変換率を適宜設定することができる。
セルロース誘導体のグルコース単位あたりの残存するヒドロキシ基の平均個数(水酸基残存度)は、0~2.9の範囲に設定することができる。ヒドロキシ基は、最大強度や耐熱性等の観点から、残存していてもよく、例えば、水酸基残存度は0.01以上であってもよく、さらに0.1以上であってもよい。特に、流動性の観点からは、最終生成セルロース誘導体の水酸基残存度は、1.0以下が好ましく、0.8以下がさらに好ましく、0.6以下が特に好ましい。また、水酸基残存度は、流動性に加えて耐水性や耐衝撃性などの観点からも0.6以下が好ましく、0.5以下がより好ましく、0.4以下がさらに好ましく、0.2以下が特に好ましい。
セルロース誘導体の分子量は、重量平均分子量として、10000~200000の範囲が好ましく、50000~200000の範囲がより好ましく、50000~150000の範囲がさらに好ましい。分子量が大きすぎると、流動性が低くなり加工が困難になることに加え、均一な混合が困難になる。逆に分子量が小さすぎると、耐衝撃性などの物性が低下する。この重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により決定することができる(標準試料として市販の標準ポリスチレンを用いることができる)。
(滑剤(B))
本発明で使用される滑剤は、公知のものから適宜選択することができ、脂肪酸誘導体(脂肪酸金属塩系滑剤(金属石けん)、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤等)、ウレア化合物(脂肪族ウレア化合物、芳香族ウレア化合物)、シリコーン系滑剤が挙げられ、その他に、脂肪酸系滑剤、アルコール系滑剤、ワックス類、高分子系滑剤、非イオン界面活性剤系滑剤等が挙げられる。また、脂肪酸誘導体としてモンタン酸エステル部分鹸化物等の高級脂肪酸エステル部分鹸化物が挙げられる。
本発明で使用される滑剤は、公知のものから適宜選択することができ、脂肪酸誘導体(脂肪酸金属塩系滑剤(金属石けん)、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤等)、ウレア化合物(脂肪族ウレア化合物、芳香族ウレア化合物)、シリコーン系滑剤が挙げられ、その他に、脂肪酸系滑剤、アルコール系滑剤、ワックス類、高分子系滑剤、非イオン界面活性剤系滑剤等が挙げられる。また、脂肪酸誘導体としてモンタン酸エステル部分鹸化物等の高級脂肪酸エステル部分鹸化物が挙げられる。
脂肪酸金属塩系滑剤(金属石けん)としては、ステアリン酸、ベヘン酸、ラウリン酸、コハク酸、ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸、オレイン酸、パルミチン酸、エルカ酸、モンタン酸等の炭素数12以上の高級脂肪酸とLi、Na、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Sn、Pb、Cd、等の金属との化合物が挙げられる。好適な脂肪酸金属塩系滑剤(金属石けん)としてはステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛、オレイン酸カルシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム等が挙げられる。脂肪酸金属塩系滑剤(金属石けん)としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、モノステアリン酸アルミニウム、ジステアリン酸アルミニウム、トリステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛から選ばれる少なくとも1種が好ましく、特にステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛が好ましく、ステアリン酸カルシウムがより好ましい。
脂肪酸アミド系滑剤としては、飽和脂肪酸アミド系滑剤、不飽和脂肪酸アミド系滑剤、モノ脂肪酸アミド系滑剤、ビス脂肪酸アミド系滑剤、モノアルキロールアミド系滑剤が挙げられる。飽和脂肪酸アミド系滑剤として、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド等、ラウリン酸アミド等を挙げることができる。不飽和脂肪酸アミド系滑剤として、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、等を挙げることができる。ビス脂肪酸アミド系滑剤として、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、モノアルキロールアミド系滑剤として、N-(2-ヒドロキシエチル)ラウリン酸アミド、N-(2-ヒドロキシエチル)ステアリン酸アミド、N-(2-ヒドロキシメチル)ステアリン酸アミド等を挙げることができる。好ましい脂肪酸アミド系滑剤としては、ステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸アミド系滑剤、エチレンビスステアリン酸アミド等のビス脂肪酸アミド系滑剤が好ましく、ビス脂肪酸アミド系滑剤がより好ましく、中でもエチレンビスステアリン酸アミドが特に好ましい。
ウレア化合物としては、下記式(2)で表される、ウレア基(-NH-C(=O)-NH-)及び炭素数6~33の長鎖有機基を有する化合物が挙げられる。
R1、R2のn、mは6~33の範囲にあり、12~30の範囲にあることが好ましい。nとmは異なっても良いし、同じ値でも良い。
ウレア化合物は、炭素数6~33の脂肪族モノイソシアネートと水または脂肪族モノアミンを反応させて合成することができる。脂肪族モノイソシアネートまたは脂肪族モノアミンは、直鎖状のもの又は分岐した側鎖を持つものを用いることができる。たとえば、脂肪族モノイソシアネートとして、イソシアン酸ヘキシル、イソシアン酸オクチル、イソシアン酸デシル、イソシアン酸ドデシル、イソシアネート酸オクタデシル、などが挙げられる。脂肪族モノアミンとして、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデカンアミン、ステアリルアミン、などが挙げられる。ウレア化合物の合成は、たとえば、溶剤に溶かした脂肪族モノイソシアネートに適量の水を添加することで、イソシアネートと水の反応によりアミンが生成し、さらにイソシアネートとアミンの反応が起こり、ウレア化合物が得られる。
シリコーン系滑剤としては、ジメチルポリシロキサン及びその変性物、カルボキシル変性シリコーン、αメチルスチレン変性シリコーン、αオレフィン変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、親水性特殊変性シリコーン、オレフィンポリエーテル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、アルコール変性シリコーンなどを挙げることができる。
シリコーン系滑剤としては、ポリオルガノシロキサンが好ましい。ポリオルガノシロキサンはシロキサン結合を主鎖とし側鎖に有機基を有するものであり、有機基としては、例えばメチル基、ビニル基、エチル基、プロピル基、フェニル基などが挙げられ、特にポリジメチルシロキサンが好ましい。ポリオルガノシロキサンとしては、超高分子量ポリジメチルシロキサンが好ましく、数平均分子量は40000以上が好ましく、さらに100000以上がさらに好ましく、特に1000000以上が好ましい。この数平均分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により決定することができる(標準試料として市販の標準ポリスチレンを用いることができる)。
シリコーン系滑剤は、ポリオルガノシロキサン等のシリコーンの他に、さらに無機酸化物粒子を含むことが好ましく、特にシリコーンを無機酸化物粒子に含浸させることが好ましい。シリコーンを無機酸化物粒子に含浸させることによって、シリコーンが樹脂中に固定されやすく、しみ出しにくくなる等の効果がある。無機酸化物粒子は、例えばシリカ(SiO2)、SiO、アルミノケイ酸塩、MgSiO3、などが挙げられる。シリコーンとの相溶性の観点からは、シリカが好ましく、特にフュームドシリカが好ましい。シリコーンと無機酸化物粒子との比率は、60:40~80:20が好ましく、さらに60:40~70:30が好ましい。このようなシリコーン系滑剤としては、具体的には、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製の「Genioplast(R) Pellet S」(製品名)等が挙げられる。
脂肪酸エステル系滑剤としては、脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸のポリグリコールエステル、脂肪酸の脂肪族アルコールエステル等が挙げられ、例としてグリセリンモノステアレート、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリルステアレート、エチレングリコールモノステアレート、モンタン酸エチレングリコールエステル、モンタン酸グリセロールエステル等が挙げられる。
脂肪酸系滑剤としては、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸等が挙げられる。高級脂肪酸としては、炭素数が12~35であることが好ましく、具体的にはカプロン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エルカ酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、モンタン酸等を挙げることができる。
アルコール系滑剤としては、多価アルコール、ポリグリコール、ポリグリセロール等が挙げられ、例としてセチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、マンニトール等が挙げられる。
ワックス類としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリオレフィンワックス等の石油ワックス、カルナウバロウ、モンタンロウ、カンデリラロウ、微晶ロウ、蜜ロウ、松脂等の天然ロウ状物質が挙げられる。例として、低重合のポリエチレンワックスが挙げられ、数平均分子量は10,000以下が好ましく、8,000以下がより好ましく、6,000以下が特に好ましい。他の例としてポリプロピレンワックスが挙げられ、数平均分子量は10,000以下が好ましく、8,000以下がより好ましく、6,000以下が特に好ましい。
高分子系滑剤としては、アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物が例示される(数平均分子量は3,000以上、好ましくは5,000~50,000)。具体的には、呉羽化学社製の高分子系滑剤「パラロイドK125P」(製品名)、三菱レイヨン社製のアクリル系重合体「メタブレンL-1000」(製品名)等が挙げられる。
非イオン界面活性剤系滑剤としては、花王製のエレクトロストリッパ-TS-2(製品名)、エレクトロストリッパ-TS-3(製品名)等が例示される。
本発明に用いる滑剤としては、これらの中でも、脂肪酸金属塩、ビスステアリン酸アミド系滑剤、シリコーン系滑剤、脂肪族ウレア化合物、脂肪酸エステル系滑剤が好ましい。
本発明に用いる滑剤としては、得られる成形材料の耐しみ出し性の観点からは、脂肪酸金属塩、ビスステアリン酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物、シリコーン系滑剤が好ましく、脂肪酸金属塩、シリコーン系滑剤がより好ましい。また、耐しみ出し性の観点から、滑剤(シリコーン系滑剤や高分子系滑剤以外)の分子量は400以上が好ましく、500以上がさらに好ましく、また滑剤の融点は100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、120℃以上がさらに好ましい。一方、成形性の点から滑剤の融点は、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、170℃以下がさらに好ましい。
また、本発明に用いる滑剤としては、得られる成形体の明度の観点からは、脂肪酸金属塩、ビスステアリン酸アミド系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤が好ましく、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル系滑剤がより好ましい。
(可塑化成分(C))
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、可塑化成分を含むことができる。可塑化成分は、高分子であってもよく、低分子であってもよい。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、可塑化成分を含むことができる。可塑化成分は、高分子であってもよく、低分子であってもよい。
可塑化成分としては、ポリマーの成形に常用されるものを用いることができる。例えば、ポリエステル系可塑化成分、グリセリン系可塑化成分、多価カルボン酸エステル系可塑化成分、ポリアルキレングリコール系可塑化成分及びエポキシ系可塑化成分等を挙げることができる。
ポリエステル系可塑化成分としては、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ロジンなどの酸成分と、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのジオール成分からなるポリエステルや、ポリカプロラクトンなどのヒドロキシカルボン酸からなるポリエステル等が挙げられる。これらのポリエステルは単官能カルボン酸若しくは単官能アルコールで末端封鎖されていてもよい。またエポキシ化合物などで末端封鎖されていてもよい。
ポリエステル系可塑化成分としては特に、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシブチレートヘキサネート等の脂肪族ポリエステルが好ましく、特にポリブチレンサクシネートが好ましい。
グリセリン系可塑化成分としては、グリセリンモノアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレート及びグリセリンモノアセトモノモンタネート等を挙げることができる。
多価カルボン酸系可塑化成分としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ-2-エチルヘキシルなどのフタル酸C1-12アルキルエステル;フタル酸ジベンジルなどのフタル酸C6-12アリールエステル;フタル酸ブチルベンジルなどのフタル酸C6-12アリール-C1-3アルキルエステル;フタル酸ジメトキシエチルなどのフタル酸C1-6アルコキシC1-12アルキルエステル;エチルフタリルエチレングリコレート、ブチルフタリルブチレングリコレートなどのC1-6アルキルフタリルC2-4アルキレングリコレート;トリメット酸トリメチル、トリメット酸トリエチル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリヘキシル、トリメット酸トリ2-エチルヘキシルなどのトリメリット酸トリC1-12アルキルエステル;ピロメリット酸テトラオクチルなどのピロメリット酸テトラC1-12アルキルエステル;アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ブトキシエトキシエチル・ベンジル、アジピン酸ジブトキシエトキシエチル、アジピン酸ビス(2―エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸n-オクチル-n-デシル、アジピン酸メチルジグリコールブチルジグリコール、アジピン酸ベンジルメチルジグリコール、アジピン酸ベンジルブチルジグリコールなどのアジピン酸エステル;アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチルなどのクエン酸エステル、アゼライン酸ジエチル、アゼライン酸ジブチル、アゼライン酸ジオクチル、アゼライン酸ジ-2-エチルヘキシルなどのアゼライン酸エステル;セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル及びセバシン酸ジ-2-エチルヘキシルなどのセバシン酸エステルを挙げることができる。
ポリアルキレングリコール系可塑化成分としては、トリエチレングリコールビス(2ーエチルヘキサノアート)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)ブロック及び/又はランダム共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエチレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のプロピレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のテトラヒドロフラン付加重合体などのポリアルキレングリコールあるいはその末端エポキシ変性化合物、末端エステル変性化合物、及び末端エーテル変性化合物等を挙げることができる。
エポキシ系可塑化成分としては、エポキシステアリン酸アルキルと大豆油とからなるエポキシトリグリセリド等、あるいはビスフェノールAとエピクロロヒドリンを主原料とするエポキシ樹脂も使用することができる。
その他の可塑化成分としては、DAIFATTY-101(製品名、大八化学工業(株)製)、DAIFATTY-121(製品名、大八化学工業(株)製)などの混基アジピン酸エステル(混合アジペート)等の混基二塩基酸エステル、ネオペンチルグリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ-2-エチルブチレートなどの脂肪族ポリオールの安息香酸エステルもしくは脂肪酸エステル;ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、N-ブチルベンゼンスルホンアミドなどのスルホンアミド等のアミド類;カプロラクトンオリゴマーなどのエステルオリゴマー;オレイン酸ブチルなどの脂肪族カルボン酸エステル;アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチルなどのオキシ酸エステル;ペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン、各種ソルビトールなどの多価アルコールの低級脂肪酸エステル(ジグリセリンテトラアセテート等);ジプロピレングリコールジベンゾエートなどのグリコールエステル;トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリキシリルホスフェート、ジクレジル-2,6-ジメチルフェニルホスフェート、トリス(2,6-ジメチルフェニル)ホスフェートなどのモノマータイプのリン酸エステル;レゾルシンビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールA ビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシンビス[(ビス-2,6-ジメチルフェニル)ホスフェート]、ハイドロキノンビス[(ビス-2,6-ジメチルフェニル)ホスフェート]、4,4’-ビフェノールビス[(ビス-2,6-ジメチルフェニル)ホスフェート]などのオリゴマータイプのリン酸エステルなどを挙げることができる。
可塑化成分としては、耐傷付き性の観点からは、脂肪族ポリエステル、アジピン酸エステルが好ましく、特にポリブチレンサクシネート、ビス(2-エチルヘキシル)アジペートが好ましい。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物が可塑化成分(C)を含有する場合、その含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~100質量部の範囲に設定でき、0.1~70質量部の範囲が好ましく、0.1~40質量部がより好ましく、さらに好ましくは1~30質量部である。
セルロース誘導体(A)がセルロースアセテート(CA)(アセチルセルロース)の場合、前記セルロース系樹脂組成物中の可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して5~100質量部の範囲が好ましく、10~70質量部の範囲がより好ましく、10~50質量部の範囲がさらに好ましい。可塑化成分がポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル等の高分子の場合、10~70質量部が好ましく、特に20~50質量部が好ましい。可塑化成分がビス(2-エチルヘキシル)アジペート等の脂肪族アジピン酸エステル等の低分子の場合、10~50質量部がより好ましく、特に10~40質量部が好ましい。
セルロース誘導体(A)が、前記アシル基として少なくともプロピオニル基又はブチリル基を有する場合、例えばセルロースアセテートプロピオネート(CAP)(アセチルプロピオニルセルロース)の場合、セルロースプロピオネート(CP)(プロピオニルセルロース)の場合、セルロースアセテートブチレート(CAB)(アセチルブチリルセルロース)の場合、前記セルロース系樹脂組成物中の可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~40質量部の範囲が好ましく、1~30質量部の範囲がより好ましく、1~25質量部の範囲がさらに好ましく、1~20質量部の範囲が特に好ましい。
可塑化成分がポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル等の高分子の場合、可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して5~40質量部が好ましく、7~30質量部がより好ましく、10~25質量部が特に好ましい。
可塑化成分がビス(2-エチルヘキシル)アジペート等の脂肪族アジピン酸エステル等の低分子の場合、可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して1~30質量部がより好ましく、5~25質量部がさらに好ましく、あるいは1~15質量部が好ましく、5~15質量部が特に好ましい。
可塑化成分がポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル等の高分子の場合、可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して5~40質量部が好ましく、7~30質量部がより好ましく、10~25質量部が特に好ましい。
可塑化成分がビス(2-エチルヘキシル)アジペート等の脂肪族アジピン酸エステル等の低分子の場合、可塑化成分(C)の含有量は、セルロース誘導体(A)100質量部に対して1~30質量部がより好ましく、5~25質量部がさらに好ましく、あるいは1~15質量部が好ましく、5~15質量部が特に好ましい。
(着色剤)
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、黒色着色剤等の着色剤を含んでもよい。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、黒色着色剤等の着色剤を含んでもよい。
黒色着色剤等の着色剤の含有量は、0.01から10質量%の範囲に設定できる。十分な着色効果を得る点から、黒色着色剤の含有量は0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上が好ましく、0.2質量%以上がさらに好ましい。十分な着色効果を得ながら黒色着色剤の余剰量を抑える点から5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下がさらに好ましく、例えば1.5質量%以下に設定できる。なお、セルロース系樹脂組成物中の着色剤の含有量は、必須成分のセルロース誘導体(A)に対する含有率とすることができ、あるいは可塑化成分等の他の成分を含む場合は、セルロース系樹脂組成物に対する含有率とすることが好ましい。
また、光沢度等の外観の観点からは、黒色着色剤の含有量は1質量%以下が好ましく、0.3質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましく、0.1質量%以下が特に好ましい。特に、可塑化成分として揮発性のある低分子量の可塑剤を利用する場合は、黒色着色剤の含有量を抑えることで、成型時に樹脂組成物の流動性を確保でき、可塑剤等の揮発性成分を逃がした上で樹脂組成物を金型に良好に転写させることができる。
黒色着色剤としては、カーボンブラックが好ましい。
このカーボンブラックの平均粒径は、1~20nmが好ましく、5~20nmがより好ましく、8~18nmがさらに好ましい。平均粒径が小さいほど、成形体の明度が低下し、高品位の黒色(漆黒)の外観が得られる傾向がある。逆に平均粒径が大きいほど、分散性が高くなる傾向にある。これらの観点から上記の範囲にある粒子径のカーボンブラックを用いることが好ましい。
この平均粒径は、カーボンブラックの粒子を電子顕微鏡で観察して求めた粒子の算術平均径である。
このカーボンブラックの比表面積は、成形体の漆黒性等の観点から、140m2/g以上が好ましく、180m2/g以上がより好ましい。また、分散性等の観点から、1000m2/g以下のものを用いることができ、700m2/g以下のものを用いることができ、さらには500m2/g以下のものを用いることができる。粒子径と比表面積の関係は、一般に粒子径が小さいほど比表面積は大きくなる。成形体の明度および外観、粒子の分散性の観点から、上記の範囲にあるBET比表面積のカーボンブラックを用いることが好ましい。
この比表面積は、窒素吸着量からS-BET式で求めたBET比表面積(JISK6217)である。
さらに、このカーボンブラックは、酸性であることが好ましく、具体的にはpH5以下が好ましく、pH4以下がより好ましく、pH3.5以下がさらに好ましい。このような酸性(pH値が低い)カーボンブラックを用いることにより、成形体の明度を下げることができる。例えば、好ましくはpH2.5~4、より好ましくはpH2.5~3.5のカーボンブラックを好適に用いることができる。
このpH値は、カーボンブラックと蒸留水の混合液をガラス電極pHメーターで測定した値である。具体的な測定方法は次の通りである。試料10gに対して、煮沸脱気した純水100mlを加え、ホットプレート上で15分間煮沸し室温まで冷却後、上澄液を取り除き、得られた泥状物のpHをガラス電極pHメーターで測定する。
このような酸性カーボンブラックの表面の酸性基(例えばカルボン酸基)とセルロース誘導体の極性基(例えばヒドロキシ基)との相互作用あるいは結合により親和性が向上し、カーボンブラックの高分散化が生じ、明度の低下に寄与していると考えられる。
黒色着色剤以外の他の着色剤としては、有機又は無機の顔料や染料を用いることができ、具体的には、べんがら、酸化鉄(III)、酸化クロム(III)等が挙げられる。
(セルロース系樹脂組成物)
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含み、必要に応じて可塑化成分(C)を含むことができる。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含み、必要に応じて可塑化成分(C)を含むことができる。
セルロース系樹脂組成物中の滑剤(B)の含有量は、セルロース誘導体(A)に対する滑剤(B)の質量比率として、0.1から10質量%の範囲にあることが好ましい。滑剤(B)の添加効果による耐傷付き性(耐摩擦性)を十分に得る点から、滑剤(B)の含有量は0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上が特に好ましい。しみ出しを抑えて高品位な外観を保つ観点から、滑剤(B)の含有量は10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、6質量%以下がさらに好ましい。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、成形体にしたときに所望の外観や特性を損なわない範囲で、その他の成分を含有してもよいが、高品位の外観の成形体を得る観点から、セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)と、可塑化成分(C)の合計の含有量が多いほど好ましい。例えば、セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)と、可塑化成分(C)の合計量を、セルロース系樹脂組成物全体に対して90~100質量%の範囲に設定できるが、95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、99質量%以上がさらに好ましい。
その他の成分として、通常の成形用樹脂材料に一般に使用される添加剤を含んでいてもよい。そのような添加剤としては、例えばフェノール系やリン系などの酸化防止剤、着色剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、抗菌・防かび剤、難燃剤等が挙げられる。特に、通常のセルロース樹脂に一般に使用される添加剤を含んでもいてもよい。そのような添加剤としては、例えば、可塑剤、難燃剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
(セルロース系樹脂組成物の製造方法)
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物の製造方法は、特に限定はなく、例えばセルロース系樹脂と滑剤と、必要に応じて可塑化成分又は/及び他の添加剤とを、通常の混合機で溶融混合することでセルロース系樹脂組成物を得ることができる。混合機としては、例えばタンブラーミキサー、リボンブレンダー、単軸や多軸混合押出機、混練ニーダー、混練ロール等のコンパウンディング装置を用いることができる。溶融混合後は、必要に応じて適当な形状に造粒を行うことができ、例えばペレタイザーを用いてペレット化することができる。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物の製造方法は、特に限定はなく、例えばセルロース系樹脂と滑剤と、必要に応じて可塑化成分又は/及び他の添加剤とを、通常の混合機で溶融混合することでセルロース系樹脂組成物を得ることができる。混合機としては、例えばタンブラーミキサー、リボンブレンダー、単軸や多軸混合押出機、混練ニーダー、混練ロール等のコンパウンディング装置を用いることができる。溶融混合後は、必要に応じて適当な形状に造粒を行うことができ、例えばペレタイザーを用いてペレット化することができる。
(成形体)
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体は、通常の成形方法により所望の形状にすることができ、その形状は限定されず、その成形体の厚みも制限されない。成形体の強度の観点からは0.5mm以上が好ましく、0.8mm以上がより好ましい。ただし、熱プレス成形等によりフィルム等を作製する場合は、0.1mm以上が好ましく、0.3mm以上であってもよい。一方、成形体の厚みの上限も特に制限されず、求められる形状や強度等に応じて適宜設定することができるが、例えば10mm以下、さらに5mm以下の厚みに設定しても、十分な機械強度とともに、高品位の外観を得ることができる。
成形体の全体(厚み方向を含む任意の方向の全体)にわたって添加剤が分布しているため、塗装や化粧フィルム等を設けなくても、任意の形状において高品位の外観を得ることができる。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体は、通常の成形方法により所望の形状にすることができ、その形状は限定されず、その成形体の厚みも制限されない。成形体の強度の観点からは0.5mm以上が好ましく、0.8mm以上がより好ましい。ただし、熱プレス成形等によりフィルム等を作製する場合は、0.1mm以上が好ましく、0.3mm以上であってもよい。一方、成形体の厚みの上限も特に制限されず、求められる形状や強度等に応じて適宜設定することができるが、例えば10mm以下、さらに5mm以下の厚みに設定しても、十分な機械強度とともに、高品位の外観を得ることができる。
成形体の全体(厚み方向を含む任意の方向の全体)にわたって添加剤が分布しているため、塗装や化粧フィルム等を設けなくても、任意の形状において高品位の外観を得ることができる。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物は、射出成形、射出圧縮成形、インジェクションブロー成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形などの通常の成形方法により、使用目的に応じた成形体にすることができる。
本発明の実施形態によるセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体は、高品位な外観を有し、且つ機械特性に優れるため、筐体、外装、化粧板、化粧フィルムに適用でき、例えば電子機器、家電製品、各種の容器、建材、家具、文具、自動車、家庭用品に使用されている部材に代えて用いることができる。例えば、電子機器や家電製品の筐体および外装部品、各種の収納ケース、食器類、建材のインテリア部材、自動車の内装材、その他の日常生活用品にも使用することができる。
本発明の実施形態によれば、本発明による樹脂組成物を用いて形成された成形体を含む電子機器あるいは家電製品、自動車、建材、家具、文具、家庭用品等の製品を提供できる。
電子機器あるいは家電製品の用途としては、パソコン、固定電話、携帯電話端末、スマートフォン、タブレット、POS端末、ルーター、プロジェクター、スピーカー、照明器具、電卓、リモコン、冷蔵庫、洗濯機、加湿器、除湿器、ビデオレコーダー・プレイヤー、掃除機、エアコン、炊飯器、電動髭剃り、電動歯ブラシ、食洗機、放送機器などの筐体、時計の文字板や外装、スマートフォンなど携帯端末のケース類が挙げられる。
自動車用途としては、内装のインストルメントパネル、ダッシュボード、カップホルダー、ドアトリム、アームレスト、ドアハンドル、ドアロック、ハンドル、ブレーキレバー、ベンチレーター、シフトレバーなどが挙げられる。
建材としては、インテリア部材の壁材、床材、タイル、窓枠、ドアノブなどが挙げられる。
家具用途としては、タンス、本棚、テーブル、イスなどの外装が挙げられる。
文具用途としては、ペン、ペンケース、ブックカバー、はさみ、カッターなどの外装が挙げられる。
生活用品用途としては、めがねのフレーム、化粧品の容器、商品の化粧箱、装身具本体や外装、ボタン等の衣類の装飾部品、イヤホンの外装、カード類の本体や外装、名刺皿が挙げられる。
その他、例えばスポーツ関連用品としては、ゴルフティーやゴルフマーカーが挙げられる。
自動車用途としては、内装のインストルメントパネル、ダッシュボード、カップホルダー、ドアトリム、アームレスト、ドアハンドル、ドアロック、ハンドル、ブレーキレバー、ベンチレーター、シフトレバーなどが挙げられる。
建材としては、インテリア部材の壁材、床材、タイル、窓枠、ドアノブなどが挙げられる。
家具用途としては、タンス、本棚、テーブル、イスなどの外装が挙げられる。
文具用途としては、ペン、ペンケース、ブックカバー、はさみ、カッターなどの外装が挙げられる。
生活用品用途としては、めがねのフレーム、化粧品の容器、商品の化粧箱、装身具本体や外装、ボタン等の衣類の装飾部品、イヤホンの外装、カード類の本体や外装、名刺皿が挙げられる。
その他、例えばスポーツ関連用品としては、ゴルフティーやゴルフマーカーが挙げられる。
以下、本発明について実施例を挙げてさらに詳細に説明する。
(実施例1~47、比較例1~2)
目的のセルロース系樹脂組成物の構成材料として、表1~3に示すセルロース誘導体、可塑化成分、滑剤、カーボンブラックを用意した。次いで、表1~3に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。なお、樹脂材料は予め80℃で5時間乾燥した。
目的のセルロース系樹脂組成物の構成材料として、表1~3に示すセルロース誘導体、可塑化成分、滑剤、カーボンブラックを用意した。次いで、表1~3に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。なお、樹脂材料は予め80℃で5時間乾燥した。
得られた混合物を用いて、以下の混練方法に従って樹脂組成物を形成し、それを用いて以下の成形方法1又は2に従って成形体(評価用試料)を形成した。得られた成形体について、以下に示す測定方法で光沢度と明度の評価、および摩擦試験、しみ出し試験を行った。成形方法1によって作製した成形体の評価結果を表1~3に示す。
(実施例48~56)
目的のセルロース系樹脂組成物の構成材料として、表4及び表5に示すセルロース誘導体、可塑化成分、滑剤、着色剤を用意した。次いで、表4及び表5に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。なお、樹脂材料は予め80℃で5時間乾燥した。
目的のセルロース系樹脂組成物の構成材料として、表4及び表5に示すセルロース誘導体、可塑化成分、滑剤、着色剤を用意した。次いで、表4及び表5に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。なお、樹脂材料は予め80℃で5時間乾燥した。
得られた混合物を用いて、以下の混練方法に従って樹脂組成物を形成し、それを用いて以下の成形方法1に従って成形体(評価用試料)を形成した。得られた成形体について、以下に示す測定方法で光沢度の評価、および摩擦試験、しみ出し試験を行った。成形方法1によって作製した成形体の評価結果を表4及び表5に示す。
(実施例57~61)
目的のセルロース系樹脂組成物の構成材料として、表6に示すセルロース誘導体、可塑化成分、滑剤、カーボンブラックを用意した。次いで、表6に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。なお、樹脂材料は予め80℃で5時間乾燥した。実施例60の構成材料と組成比は実施例38に相当する。
目的のセルロース系樹脂組成物の構成材料として、表6に示すセルロース誘導体、可塑化成分、滑剤、カーボンブラックを用意した。次いで、表6に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。なお、樹脂材料は予め80℃で5時間乾燥した。実施例60の構成材料と組成比は実施例38に相当する。
得られた混合物を用いて、以下の混練方法に従って樹脂組成物を形成し、それを用いて以下の成形方法1に従って成形体(評価用試料)を形成した。得られた成形体について、以下に示す測定方法で光沢度と明度の評価、および摩擦試験、しみ出し試験、曲げ試験、衝撃試験を行った。評価結果を表6に示す。
実施例および比較例で使用した構成材料は以下の通りである。
セルロース誘導体:セルロースアセテートプロピオネート、プロピオニル基の導入比率(置換度)DS=2.49、アセチル基の導入比率(置換度)DS=0.18(イーストマンケミカル社製、商品名:CAP-482-20)、重量平均分子量12万(標準ポリスチレン基準)、数平均分子量=3.9万(標準ポリスチレン基準)
PBS樹脂:ポリブチレンサクシネート(PTTMCC Biochem社製、商品名:FZ71PM)、重量平均分子量11万(標準ポリスチレン基準)、数平均分子量=5.3万(標準ポリスチレン基準)
アジピン酸エステル系可塑剤:ビス(2-エチルヘキシル)アジペート(大八化学工業株式会社製、製品名:DOA)
アジピン酸エステル系可塑剤:ビス(2-エチルヘキシル)アジペート(大八化学工業株式会社製、製品名:DOA)
カーボンブラック1:酸性カーボンブラック(平均粒径:13nm、pH3)(三菱ケミカル(株)製、製品名:三菱カーボンブラック♯2650)
カーボンブラック2:中性カーボンブラック(平均粒径:13nm、pH6.5)(三菱ケミカル(株)製、製品名:三菱カーボンブラック♯2600)
べんがら1:三重カラーテクノ社製、べんがら隆華100(製品名)
べんがら2:三重カラーテクノ社製、べんがら隆華300(製品名)
酸化クロム(III):ランクセス社製、COLORTHERM Green GN-M(製品名)
カーボンブラック2:中性カーボンブラック(平均粒径:13nm、pH6.5)(三菱ケミカル(株)製、製品名:三菱カーボンブラック♯2600)
べんがら1:三重カラーテクノ社製、べんがら隆華100(製品名)
べんがら2:三重カラーテクノ社製、べんがら隆華300(製品名)
酸化クロム(III):ランクセス社製、COLORTHERM Green GN-M(製品名)
ステアリン酸カルシウム:日油株式会社製、カルシウムステアレートS(製品名)
ステアリン酸亜鉛:日油株式会社製、ニッサンエレクトールMZ-2(製品名)
ステアリン酸マグネシウム:日油株式会社製、マグネシウムステアレートGP(製品名)
モノステアリン酸アルミニウム:日油株式会社製、アルミニウムステアレート300(製品名)
ジステアリン酸アルミニウム:日油株式会社製、アルミニウムステアレート600(製品名)
トリステアリン酸アルミニウム:日油株式会社製、アルミニウムステアレート900(製品名)
ラウリン酸亜鉛:日油株式会社製、ジンクラウレートGP(製品名)
ステアリン酸亜鉛:日油株式会社製、ニッサンエレクトールMZ-2(製品名)
ステアリン酸マグネシウム:日油株式会社製、マグネシウムステアレートGP(製品名)
モノステアリン酸アルミニウム:日油株式会社製、アルミニウムステアレート300(製品名)
ジステアリン酸アルミニウム:日油株式会社製、アルミニウムステアレート600(製品名)
トリステアリン酸アルミニウム:日油株式会社製、アルミニウムステアレート900(製品名)
ラウリン酸亜鉛:日油株式会社製、ジンクラウレートGP(製品名)
ステアリン酸アミド:花王株式会社製、脂肪酸アマイドS(製品名)
エチレンビスステアリン酸アミド:花王株式会社製、カオーワックスEB-FF(製品名)
シリコーン系滑剤:旭化成ワッカーシリコーン株式会社製、Genioplast Pellet S(製品名)
グリセリンモノステアレート:理研ビタミン株式会社製、リケマールS-100(製品名)
ビスステアリルウレア:以下の合成例1によって作製。
エチレンビスステアリン酸アミド:花王株式会社製、カオーワックスEB-FF(製品名)
シリコーン系滑剤:旭化成ワッカーシリコーン株式会社製、Genioplast Pellet S(製品名)
グリセリンモノステアレート:理研ビタミン株式会社製、リケマールS-100(製品名)
ビスステアリルウレア:以下の合成例1によって作製。
(成形体の作製方法/評価用試料の調製)
<合成例1>
オクタデシルイソシアネート200gを1,4-ジオキサン200gに溶かした後、ジブチルスズジラウレート0.40g、水10mLを添加し、室温で一晩撹拌することで、白濁溶液を得た。その後、白濁溶液を吸引ろ過することで白色固体を回収し、さらに白色固体をクロロホルムに分散させ吸引ろ過することで未反応物を取り除いた。洗浄した白色固体を105℃で2時間真空乾燥し、下記式で示されるウレア化合物を得た(融点=110℃)。
<合成例1>
オクタデシルイソシアネート200gを1,4-ジオキサン200gに溶かした後、ジブチルスズジラウレート0.40g、水10mLを添加し、室温で一晩撹拌することで、白濁溶液を得た。その後、白濁溶液を吸引ろ過することで白色固体を回収し、さらに白色固体をクロロホルムに分散させ吸引ろ過することで未反応物を取り除いた。洗浄した白色固体を105℃で2時間真空乾燥し、下記式で示されるウレア化合物を得た(融点=110℃)。
<混練方法>
得られた混合物を、小型二軸連続式混練機(栗本鐵工所製、製品名:S1KRCニーダ)に投入し、混練温度210℃、回転数140-150m/分で混練し、水冷回収してペレット化した。得られたペレットは80℃で5時間乾燥した。
得られた混合物を、小型二軸連続式混練機(栗本鐵工所製、製品名:S1KRCニーダ)に投入し、混練温度210℃、回転数140-150m/分で混練し、水冷回収してペレット化した。得られたペレットは80℃で5時間乾燥した。
<成形方法1:射出成形>
(評価用試料1)
得られたペレットを成形直前に再度80℃で5時間乾燥して使用し、射出成形機(東芝機械製、製品名:EC20P)により、下記形状の成形体(評価用試料1)を作製した。
成形体サイズ:厚み2.0mm、幅70mm、長さ70mm
その際、成形条件を次の通りに設定した。
成形機のシリンダー温度:210℃、
金型温度:65℃、
射出圧力:50-60MPa、
保圧:50MPa。
金型は、鏡面研磨処理により表面粗さRa=1nmとしたものを使用した(表面粗さはOLYMPUS製、レーザー顕微鏡OLS4100(製品名)にて評価した)。
(評価用試料1)
得られたペレットを成形直前に再度80℃で5時間乾燥して使用し、射出成形機(東芝機械製、製品名:EC20P)により、下記形状の成形体(評価用試料1)を作製した。
成形体サイズ:厚み2.0mm、幅70mm、長さ70mm
その際、成形条件を次の通りに設定した。
成形機のシリンダー温度:210℃、
金型温度:65℃、
射出圧力:50-60MPa、
保圧:50MPa。
金型は、鏡面研磨処理により表面粗さRa=1nmとしたものを使用した(表面粗さはOLYMPUS製、レーザー顕微鏡OLS4100(製品名)にて評価した)。
(評価用試料2)
また、得られたペレットで、上記と同様の成形条件にてJIS K7139に準拠した多目的試験片Aを成形した。ただし、射出圧力は70-90MPaとした。この多目的試験片Aから、両端のつかみ部分を切り取って、下記形状の成形体(評価用試料2)を作製した。
成形体サイズ:厚み:4mm、幅:10mm、長さ:80mm
また、得られたペレットで、上記と同様の成形条件にてJIS K7139に準拠した多目的試験片Aを成形した。ただし、射出圧力は70-90MPaとした。この多目的試験片Aから、両端のつかみ部分を切り取って、下記形状の成形体(評価用試料2)を作製した。
成形体サイズ:厚み:4mm、幅:10mm、長さ:80mm
<成形方法2:プレス成形>
得られたペレットを成形直前に再度110℃で2時間乾燥して使用し、熱プレス成形機(テスター産業(株)製、製品名:SA-303-II-S 卓上型テストプレス)により、190℃で厚み0.3mm、直径100mmの円形状のプレスフィルムを作製した。金型は、鏡面研磨処理により表面粗さRa=1nmとしたものを使用した(表面粗さはOLYMPUS製、レーザー顕微鏡OLS4100(製品名)にて評価した)。
得られたペレットを成形直前に再度110℃で2時間乾燥して使用し、熱プレス成形機(テスター産業(株)製、製品名:SA-303-II-S 卓上型テストプレス)により、190℃で厚み0.3mm、直径100mmの円形状のプレスフィルムを作製した。金型は、鏡面研磨処理により表面粗さRa=1nmとしたものを使用した(表面粗さはOLYMPUS製、レーザー顕微鏡OLS4100(製品名)にて評価した)。
(光沢度の測定)
得られた評価用試料1の20°鏡面光沢度(GS20°)を、光沢計(コニカミノルタ製、製品名:光沢計GM-268Plus、適合規格:ISO 2813、ISO 7668、ASTM D 523、ASTM D 2457、DIN 67 530、JIS Z 8741、BS 3900、BS 6161(Part12))で測定した。
得られた評価用試料1の20°鏡面光沢度(GS20°)を、光沢計(コニカミノルタ製、製品名:光沢計GM-268Plus、適合規格:ISO 2813、ISO 7668、ASTM D 523、ASTM D 2457、DIN 67 530、JIS Z 8741、BS 3900、BS 6161(Part12))で測定した。
(明度の測定)
得られた評価用試料1のSCE方式(正反射光除去)よる反射測定で明度を、分光測色計(コニカミノルタ製、製品名:分光測色計CM-3700A、JIS Z 8722 条件c、ISO7724/1、CIE No.15、ASTM E1164 、DIN5033 Teil7に準拠)で測定した。測定径/照明径は、SAV:3x5mm/5x7mmとした。反射測定条件は、di:8°,de:8°(拡散照明・8°方向受光)とし、視野は10°とし、光源はD65光源を使用し、UV条件は100%Fullとした。ここで、明度とは、CIE1976L*a*b*色空間のL*を指す。
得られた評価用試料1のSCE方式(正反射光除去)よる反射測定で明度を、分光測色計(コニカミノルタ製、製品名:分光測色計CM-3700A、JIS Z 8722 条件c、ISO7724/1、CIE No.15、ASTM E1164 、DIN5033 Teil7に準拠)で測定した。測定径/照明径は、SAV:3x5mm/5x7mmとした。反射測定条件は、di:8°,de:8°(拡散照明・8°方向受光)とし、視野は10°とし、光源はD65光源を使用し、UV条件は100%Fullとした。ここで、明度とは、CIE1976L*a*b*色空間のL*を指す。
(ガーゼ摩擦試験)
得られた評価用試料1に対して、以下のように摩擦試験機((株)安田精機製、製品名:クロックメーター(摩擦試験機I形))で摩擦を加えて光沢度の変化を評価した。
まず、摩擦試験機の摩擦子には、一般医療機器医療ガーゼタイプI、綿100%のガーゼを2枚重ねて固定した。評価用試料は、摩擦試験機上に、2枚を1辺が密着するように横に並べた。摩擦子の荷重は8.83N(900gf)、摩擦子の直径は16mm、摩擦距離は100mm、摩擦速度は60回/minとした。
耐摩擦性として、摩擦後の光沢度の保持率(摩擦後の光沢度/摩擦前の光沢度×100)が90%以上を○、70%以上90%未満を△、70%未満を×とした。
なお、摩擦回数は、成形方法1の場合は90回、成形方法2の場合は200回とした。
得られた評価用試料1に対して、以下のように摩擦試験機((株)安田精機製、製品名:クロックメーター(摩擦試験機I形))で摩擦を加えて光沢度の変化を評価した。
まず、摩擦試験機の摩擦子には、一般医療機器医療ガーゼタイプI、綿100%のガーゼを2枚重ねて固定した。評価用試料は、摩擦試験機上に、2枚を1辺が密着するように横に並べた。摩擦子の荷重は8.83N(900gf)、摩擦子の直径は16mm、摩擦距離は100mm、摩擦速度は60回/minとした。
耐摩擦性として、摩擦後の光沢度の保持率(摩擦後の光沢度/摩擦前の光沢度×100)が90%以上を○、70%以上90%未満を△、70%未満を×とした。
なお、摩擦回数は、成形方法1の場合は90回、成形方法2の場合は200回とした。
(しみ出し試験)
得られた評価用試料1を60℃95%RHの恒温恒湿槽に入れ、60時間後のしみ出し有無を目視で評価した。しみ出しが見られない場合を○、しみ出しが見られるが少ない場合(均一に白みがかった色になる)を△、しみ出しが多く見られる場合(まだらに粒状の凝集物が発生)を×とした。
得られた評価用試料1を60℃95%RHの恒温恒湿槽に入れ、60時間後のしみ出し有無を目視で評価した。しみ出しが見られない場合を○、しみ出しが見られるが少ない場合(均一に白みがかった色になる)を△、しみ出しが多く見られる場合(まだらに粒状の凝集物が発生)を×とした。
(曲げ試験)
得られた評価用試料2を使用して、JIS K7171に準拠して曲げ試験を行った。
得られた評価用試料2を使用して、JIS K7171に準拠して曲げ試験を行った。
(衝撃試験)
得られた評価用試料2を使用して、JIS K7111-1に準拠して衝撃試験を行い、ノッチ付きのシャルピー衝撃強度を評価した。
得られた評価用試料2を使用して、JIS K7111-1に準拠して衝撃試験を行い、ノッチ付きのシャルピー衝撃強度を評価した。
機械的特性の評価結果について、曲げ強度が45MPa以上かつ衝撃強度が9kJ/m2以上の場合を◎、曲げ強度が45MPa以上かつ衝撃強度が5kJ/m2以上9kJ/m2未満の場合を○とした。
表1、表2及び表3から、実施例の樹脂組成物により得られた成形体は、比較例に比べて、外観(明度、光沢度)を大きく損なうことなく、良好な耐摩擦性と耐しみ出し性を有することが分かる。表4及び表5から、実施例の樹脂組成物により得られた成形体は、比較例に比べて、外観(光沢度)を大きく損なうことなく、良好な耐摩擦性と耐しみ出し性を有することが分かる。
表1から、滑剤としては、耐摩擦性、耐しみ出し性及び外観(特に明度)の点から、脂肪酸金属塩が好ましいことが分かる。例えば、滑剤としてステアリン酸カルシウムを用いた実施例1及び2並びにステアリン酸マグネシウムを用いた実施例5及び6は、実施例19(滑剤がグリセリンモノステアレート)に対して耐摩擦性と耐しみ出し性に優れ、実施例20(滑剤がステアリン酸アミド)に対して耐しみ出し性に優れている。また脂肪酸金属塩の中でもステアリン酸カルシウムが好ましいことが分かる。例えばステアリン酸カルシウムを用いた実施例1及び2は、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛を用いた実施例(実施例3~4、7~12、13~14)に対して耐摩擦性に優れる。またステアリン酸カルシウム用いた場合は、明度が低く漆黒性に優れていることが分かる。例えば、ステアリン酸カルシウムを用いた実施例1及び2は、ステアリン酸マグネシウムを用いた実施例5~6、脂肪酸アミド系滑剤を用いた実施例15~16や脂肪族ウレア系滑剤を用いた実施例17、シリコーン系滑剤を用いた実施例18に対して明度が低く外観に優れる。
表1~3に示す評価結果は、成形方法1により成形された成形体の評価結果であるが、実施例17と比較例1の組成物については、さらに成形方法2により成形体を作製し、その評価を行った。具体的には、実施例17と同じ組成物を成形方法2により成形して成形体Aを作製し、比較例1と同じ組成物を成形方法2により成形して成形体Bを作製して、評価したところ、滑剤を含む成形体Aは、滑剤を含まない成形体Bに対して耐摩擦性が優れていた。なお、成形体Aの明度は4.9、光沢度は80、しみ出しの評価は○であり、成形体Bの明度は2.0、光沢度79、しみ出しの評価は○であった。
表6から、実施例の樹脂組成物により得られた成形体は、外観(明度、光沢度)を大きく損なうことなく、良好な耐摩擦性と耐しみ出し性を有し、さらに、良好な機械的特性(曲げ強度、衝撃強度)を有することがわかる。特に実施例58、60、61は、衝撃強度の観点で実施例57および59より優れていた。さらに実施例58および60は、高湿度でのしみ出し試験後の評価用試料の変形が見られず、わずかな変形の見られた実施例61より耐湿性の観点で優れていた。
以上、実施形態及び実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含むセルロース系樹脂組成物であって、
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースであり、
前記滑剤(B)の含有量が0.1から10質量%の範囲にある、セルロース系樹脂組成物。
(付記2)
前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物、シリコーン系滑剤及び脂肪酸エステル系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記3)
前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物及び脂肪酸エステル系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種であり、
前記滑剤(B)の融点が100~200℃の範囲にあるか、又は分子量が少なくとも500である、付記2に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記4)
前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩である、付記3に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記5)
前記滑剤(B)が、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミド、ビスステアリルウレア及びシリコーン系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記6)
前記滑剤(B)が、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、モノステアリン酸アルミニウム、ジステアリン酸アルミニウム、トリステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛から選ばれる少なくとも1種である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記7)
前記滑剤(B)がエチレンビスステアリン酸アミドである、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記8)
前記滑剤(B)がビスステアリルウレアである、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記9)
前記滑剤(B)がシリコーン系滑剤である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記10)
前記滑剤(B)がシリカを含むシリコーン系滑剤である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記11)
さらに可塑化成分(C)を含む、付記1から10のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記12)
前記可塑化成分(C)がポリエステル系可塑剤及びアジピン酸エステル系可塑剤から選ばれる少なくとも一種である、付記11に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記13)
前記可塑化成分(C)が脂肪族ポリエステル及び脂肪族アジピン酸エステルから選ばれる少なくとも一種である、付記11に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記14)
前記可塑化成分(C)がポリブチレンサクシネート又はビス(2-エチルヘキシル)アジペートである、付記11に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記15)
前記可塑化成分(C)の含有量が、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~100質量部の範囲にある、付記11から14のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記16)
前記セルロース系樹脂組成物が、さらに着色剤を含む、付記1から15のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記17)
前記着色剤が黒色着色剤である、付記16に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記18)
前記黒色着色剤がカーボンブラックである、付記17に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記19)
前記着色剤の含有量が0.01~10質量%の範囲にある、付記16から18のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記20)
前記滑剤(B)がステアリン酸カルシウムであり、
可塑化成分(C)として脂肪族ポリエステル又は脂肪族アジピン酸エステルを含み、
さらに黒色着色剤としてカーボンブラックを含む、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記21)
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部がプロピオニル基で置換されたアシル化セルロースである、付記1から20のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記22)
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部がアセチル基及びプロピオニル基で置換されたアシル化セルロースである、付記1から20のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記23)
付記1から22のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体。
(付記24)
付記23に記載の成形体を用いた製品。
(付記1)
セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含むセルロース系樹脂組成物であって、
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースであり、
前記滑剤(B)の含有量が0.1から10質量%の範囲にある、セルロース系樹脂組成物。
(付記2)
前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物、シリコーン系滑剤及び脂肪酸エステル系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記3)
前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物及び脂肪酸エステル系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種であり、
前記滑剤(B)の融点が100~200℃の範囲にあるか、又は分子量が少なくとも500である、付記2に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記4)
前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩である、付記3に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記5)
前記滑剤(B)が、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミド、ビスステアリルウレア及びシリコーン系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記6)
前記滑剤(B)が、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、モノステアリン酸アルミニウム、ジステアリン酸アルミニウム、トリステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛から選ばれる少なくとも1種である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記7)
前記滑剤(B)がエチレンビスステアリン酸アミドである、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記8)
前記滑剤(B)がビスステアリルウレアである、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記9)
前記滑剤(B)がシリコーン系滑剤である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記10)
前記滑剤(B)がシリカを含むシリコーン系滑剤である、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記11)
さらに可塑化成分(C)を含む、付記1から10のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記12)
前記可塑化成分(C)がポリエステル系可塑剤及びアジピン酸エステル系可塑剤から選ばれる少なくとも一種である、付記11に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記13)
前記可塑化成分(C)が脂肪族ポリエステル及び脂肪族アジピン酸エステルから選ばれる少なくとも一種である、付記11に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記14)
前記可塑化成分(C)がポリブチレンサクシネート又はビス(2-エチルヘキシル)アジペートである、付記11に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記15)
前記可塑化成分(C)の含有量が、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~100質量部の範囲にある、付記11から14のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記16)
前記セルロース系樹脂組成物が、さらに着色剤を含む、付記1から15のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記17)
前記着色剤が黒色着色剤である、付記16に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記18)
前記黒色着色剤がカーボンブラックである、付記17に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記19)
前記着色剤の含有量が0.01~10質量%の範囲にある、付記16から18のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記20)
前記滑剤(B)がステアリン酸カルシウムであり、
可塑化成分(C)として脂肪族ポリエステル又は脂肪族アジピン酸エステルを含み、
さらに黒色着色剤としてカーボンブラックを含む、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記21)
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部がプロピオニル基で置換されたアシル化セルロースである、付記1から20のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記22)
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部がアセチル基及びプロピオニル基で置換されたアシル化セルロースである、付記1から20のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記23)
付記1から22のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体。
(付記24)
付記23に記載の成形体を用いた製品。
この出願は、2017年12月15日に出願された日本出願特願2017-241068及び2018年4月27日に出願された日本出願特願2018-87095を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (10)
- セルロース誘導体(A)と、滑剤(B)を含むセルロース系樹脂組成物であって、
前記セルロース誘導体(A)が、セルロースのヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一部が炭素数2~4のアシル基で置換されたアシル化セルロースであり、
前記滑剤(B)の含有量が0.1から10質量%の範囲にある、セルロース系樹脂組成物。 - 前記滑剤(B)が、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド系滑剤、脂肪族ウレア化合物、シリコーン系滑剤及び脂肪酸エステル系滑剤の中から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載のセルロース系樹脂組成物。
- 前記滑剤(B)が、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、モノステアリン酸アルミニウム、ジステアリン酸アルミニウム、トリステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛の中から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載のセルロース系樹脂組成物。
- さらに可塑化成分(C)を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のセルロース系樹脂組成物。
- 前記可塑化成分(C)がポリエステル系可塑剤及びアジピン酸エステル系可塑剤から選ばれる少なくとも一種である、請求項4に記載のセルロース系樹脂組成物。
- 前記可塑化成分(C)の含有量が、セルロース誘導体(A)100質量部に対して0.1~100質量部の範囲にある、請求項4又は5に記載のセルロース系樹脂組成物。
- 前記セルロース系樹脂組成物が、さらに着色剤を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のセルロース系樹脂組成物。
- 前記滑剤(B)がステアリン酸カルシウムであり、
可塑化成分(C)として脂肪族ポリエステル又は脂肪族アジピン酸エステルを含み、
さらに着色剤としてカーボンブラックを含む、請求項1に記載のセルロース系樹脂組成物。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体。
- 請求項9に記載の成形体を用いた製品。
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