CN100355832C - 用于生产树脂模塑体的树脂组合物和方法 - Google Patents
用于生产树脂模塑体的树脂组合物和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种具有改进的结晶度的并包括下式给出的环化合物和能够具有晶体结构的聚酯树脂组合物。(该式中,环A和环B分别表示非必要取代的苯环;Y表示-CONH-或-NHCO-;X表示分别包括一个或多个NH或CO的杂环基团或稠合杂环基团)。
Description
技术领域
本发明涉及包括能够具有至少一个结晶结构的聚酯的树脂组合物和用该树脂组合物生产纯化产品的方法。
本申请要求在日本于2003年2月4日提交的日本专利申请2003-27590、2003年3月25日提交的日本专利申请2003-83807和2003年9月1日提交的日本专利申请2003-308385作为优先权。这些申请用于本申请中作为参考。
背景技术
迄今在自然环境中分解的可生物降解树脂和使用该树脂的模塑体已引起了人们的关注。
由于可生物降解树脂可由自然资源如玉米生产,因此与使用合成树脂如矿物燃料如石油或煤作为材料的合成树脂相比,不担心资源耗尽。此外,由于可生物降解树脂在自然界中分解,因此可解决废物处理场所缺乏问题。特别是由于可生物降解树脂具有使用自然资源作为原料并且在自然界中分解的性质,因此可生物降解树脂可有利地抑制被认为造成全球变暖的CO2产生量。
可生物降解树脂中的脂族聚酯,特别是聚乳酸一般具有高达170至180℃的高熔点。因此由聚乳酸制成的模塑体通常具有透明性能并且已按照用途投入实际使用中。可生物降解树脂被用作农业、林业和渔业的材料,如覆盖土壤的薄膜、栽培盆、钓鱼线、打鱼网,用于土建工程的材料如保水片、植树网(plant nets),以及包装和容器领域,特别是一次性产品领域,如因粘附土壤或食品等、很难回收的包装物和容器、日杂物品、卫生物品、玩具等。考虑到环境保护,已研究了更多的使用可生物降解树脂。例如,已研究了将可生物降解的树脂用于电视图像接受接受器或音响装置,以及电子器件如个人计算机的壳体部件或诸如底盘这样的结构。
考虑到产生热,电子器件或结构的壳体部件要求耐热至约80℃左右。
由聚乳酸构成的模塑体通常耐热性差,并且具有玻璃转化温度(Tg)约60℃。因此,例如当温度超过玻璃转化温度时(如图1所示),模塑体的粘弹模量不希望地劣化并变形。因此,为在要求耐热的用途中使用模塑体,已进行各种检测。这里提及的耐热性是指在约80℃时具有高达200 MPa的足够高的粘弹性模量的耐热性。
为增强包括聚乳酸的可生物降解聚酯的耐热性,例如,已检测加入无机填料。作为无机填料,已检测了滑石或云母。加入无机填料类似于将增强钢插入混凝土中这样的处理,目的在于通过将具有耐热性的硬质无机填料加入树脂中改进机械强度并使树脂硬化。然而仅加入无机填料是不够的。
作为可生物降解树脂的典型例子列举的聚乳酸是能够具有结晶结构的聚合物。通常将聚乳酸加入并在超过聚乳酸熔点的温度下熔化,用获得的聚乳酸填充温度不高于玻璃转化温度(Tg)的金属模具以使聚乳酸硬化。如此,获得具有所需形状的模塑体。在按此方式获得的模塑体中,大多数聚乳酸保持无定形并且容易热变形。因此,已研究了在聚乳酸模塑后,将可生物降解树脂在温度超过Tg下热处理,以使聚乳酸结晶并改进模塑体的耐热性。通过这种热处理,由聚乳酸制得的模塑体的机械性能(如图1中B所示)比其中未进行热处理的模塑体的机械性能(如图1中的A所示)更进一步改进。然而,由于热处理耗时长,因此不能进行有效的模塑操作。此外,当升高热处理温度时,聚乳酸的结晶可在短时间内饱和并完成。然而,在热处理期间,模塑体发生不希望的变形。因此,为防止模塑体变形,热处理在温度稍超过聚乳酸Tg的温度下,例如在温度约Tg+10℃下进行,这样花费很多时间进行热处理以使聚乳酸结晶,因此,需要这样一种方法,即可在工业生产过程中快速生产大量的由耐热性优良的可生物降解树脂构成的模塑体。
此外,当聚乳酸通过常规方法结晶时,晶体的尺寸为微米至亚mm左右的数量级。聚乳酸晶体本身导致变为不透明的光散射因子,并且透明度丧失。为解决此问题,即促进结晶,试验加入所谓的成核剂。
为促进该生物降解聚酯的上述结晶,本发明人研究了一种其中促进可具有结晶结构的聚酯如聚乳酸结晶的树脂组合物。对于这类树脂组合物,本发明人提出了分别在日本专利申请2002-038549、2002-134253、2002-263279、2002-263283和2003-027590中描述的树脂组合物。
这里,用于促进可生物降解聚酯结晶的成核剂起到促进结晶聚合物晶体生长的结晶聚合物的初始晶核的作用。广义而言,成核剂可起到促进结晶聚合物结晶的作用。换言之,本身用于加快聚合物结晶速度的材料也可称为成核剂。当成核剂象前者一样加入树脂中时,聚合物的晶体变细,这样改进了树脂的刚性或改进了树脂的透明度。另一方面,当可生物降解聚酯在模塑该可生物降解聚酯期间结晶时,由于加快了所有结晶速度,因此可有利地缩短模塑循环。
上述效果可在作为实际例子的其它结晶树脂中发现。例如当将成核剂加入聚丙烯(以下又称为PP)时,改进了聚丙烯的刚性或透明度。目前,改进了其物质性的PP已投入了很多模塑体的实际应用中。其机理不完全清楚,然而由此材料形成的三维网被认为有效地作用。此外,金属盐类成核剂也投入PP的实际应用中。作为金属盐类成核剂,可例举氢氧化二(苯甲酸叔丁酯)铝、磷酸双(4-叔丁基苯基)酯钠、磷酸亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)酯钠等。
作为脂族聚酯成核剂,已试验了山梨醇类材料,如日本专利申请特开平10-158369中描述的。在该文献中描述到,上述材料具有作为PP结晶成核剂的实际效果,并且当该材料加入聚乳酸中时也有效地起作用。此外,作为通过将成核剂加入聚酯中促进结晶的方法。已研究了各种方法。例如已提出了如下工艺:作为日本专利申请特开平9-278991中公开的一种工艺,将包括脂族羧酸酰胺、脂族羧酸盐、脂族醇和脂族羧酸酯并具有熔点40至300℃的一组化合物中的至少一种加入脂族聚酯中作为透明成核剂;作为日本专利申请特开平11-5849中公开的一种工艺,将选自具有熔点或软化点80至300℃和熔化焓10至100cal/K/mol的有机化合物中的至少一种加入脂族聚酯中作为透明成核剂,和作为日本专利申请特开平11-116783中公开了一种工艺,将具有特定结构的脂族聚酯作澄清剂加入聚乳酸中。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可解决相关领域的上述问题的树脂组合物和使用该树脂组合物生产模塑体的方法。
本发明人为达到上述目的进行了积极研究。结果,他们将下述式给出的环化合物加入能够具有结晶结构的聚酯中。
(该式中,环A和环B分别表示苯环,与苯环键合的氢可非必要地被其它基团取代。Y表示-CONH-或-NHCO-。X表示分别包括一个或多个NH或CO的杂环基团或稠合杂环基团。)
本发明人发现,可通过将环化合物加入聚酯中改进聚酯结晶。
此外,本发明人知道,下式所示的环化合物是特别优选的环化合物。
(该式中,环C表示苯环,与苯环键合的氢可非必要地被其它基团取代。)
本发明人知道,将该环化合物与能够具有晶体结构的聚酯混合,然后将该混合物加热并捏合,如此可在工业上有利地生产树脂组合物。
此外,本发明人发现,可通过使用包括该环化合物的成核剂促进能够具有晶体结构的聚酯结晶。
本发明人在获得了各种知识后进行了进一步研究,由此完成了本发明。
本发明涉及一种树脂组合物,包括下式所示的环化合物和能够具有晶体结构的聚酯。
(该式中,环A和环B分别表示苯环,与苯环键合的氢可非必要地被其它基团取代。Y表示-CONH-或-NHCO-。X表示分别包括一个或多个NH或CO的杂环基团或稠合杂环基团。)
此外,在本发明的树脂组合物中,环化合物包括苯并咪唑酮结构。
此外,在本发明的树脂组合物中,包括下式所示的环化合物。
(该式中,环C表示苯环,与苯环键合的氢可非必要地被其它基团取代。)
在本发明的树脂组合物中,对于环化合物,使用C.I.颜料紫32、C.I.颜料红185或C.I.颜料红208。
在本发明的树脂组合物中,对于能够具有晶体结构的聚酯,使用可生物降解聚酯。特别优选使用聚乳酸。
在本发明的树脂组合物中,环化合物的比例相对于100质量份能够具有晶体结构的聚酯为0.001至10质量份。
在本发明的树脂组合物中,将无机填料进一步加入树脂组合物中。对于无机填料,使用滑石。
无机填料的比例相对于100质量份树脂组合物为1至50质量份。
此外,本发明的树脂组合物包括具有稠合偶氮结构的环化合物和能够具有晶体结构的聚酯。
具有稠合偶氮结构的环化合物具体为例如下式表示的稠合偶氮化合物。(这里,该式中,A表示二价连接链。B和C为分别具有芳香环的单价取代基。此外,取代基B和C可为相同的取代基或不同的取代基。)
将具有稠合偶氮结构的环化合物加入聚酯中作为成核剂。稠合偶氮化合物有效地作用于能够具有晶体结构的聚酯。将稠合偶氮化合物加入聚酯如可生物降解聚酯中,这样达到促进聚酯结晶。因此,在本发明的树脂组合物中,聚酯在模塑期间和模塑后高度结晶。如此改进可模塑性和耐热性。
生产本发明树脂组合物的方法包括如下步骤:将具有稠合偶氮结构的环化合物与能够具有晶体结构的聚酯混合,然后将该混合物加热并捏合。一种生产树脂模塑体的方法,包括如下步骤:将包括具有稠合偶氮结构的环化合物和能够具有晶体结构的聚酯的树脂组合物在该树脂组合物熔点的+10至+50℃温度范围内的温度下加热并熔化;用该树脂组合物的熔融材料填充金属模具并保持该熔融材料以使树脂组合物结晶,其中金属模具的温度维持在树脂组合物的结晶温度的-50至+30℃范围内的温度下。
将具有稠合偶氮结构的环化合物与能够具有晶体结构的聚酯结合并混合,这样聚酯在模塑操作期间或模塑操作之后高度结晶。例如,在生产树脂模塑体时,通过加热和熔化过程以及填充和保持设定于规定温度下的过程,生产包括具有稠合偶氮结构的环化合物和能够具有晶体结构的聚酯的树脂组合物可在金属模具中快速结晶,并形成刚性或其耐热性优良的树脂模塑体。
此外,本发明提供一种通过使用上述树脂组合物生产模塑体的方法。
此外,生产本发明模塑体的方法包括如下步骤:将包括能够至少具有晶体结构的聚酯的树脂组合物在该树脂组合物熔点的+10至+50℃温度范围内的温度下加热并熔化;用该树脂组合物的熔融材料填充金属模具并保持该熔融材料以使树脂组合物结晶,其中金属模具的温度维持在树脂组合物的结晶温度的-50至+30℃范围内的温度下。
在此情况下,金属模具的保持温度合适地在90至140℃范围内。
此外,在生产本发明模塑体的方法中,将树脂组合物在结晶成核剂共存下加热并熔化。
对于这里使用的结晶成核剂,使用(a)在分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的环化合物,(b)在分子中具有C=O的环化合物和在分子中具有选自NH、S和O的官能团的环化合物的混合物,(c)可被其它基团取代或包括金属的酞菁化合物,或(d)可被其它基团取代的卟啉化合物。
此外,对于结晶成核剂,使用选自如下的一种或多种物质:C.I.还原蓝1(靛蓝)、C.I.颜料红254、C.I.颜料红272、C.I.颜料橙73、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄173、C.I.颜料紫32、C.I.颜料红185和C.I.颜料红205.
此外,对于结晶成核剂,使用选自如下的一种或多种材料:C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4和C.I.颜料蓝15:6。
本发明的另外的目的和本发明获得的具体优点将从下面参考附图解释的实施方案的描述中显而易见。
附图说明
图1为显示不进行热处理的聚乳酸树脂(99.5质量%聚乳酸+0.5质量%C.I.颜料红254)的通常模塑体与进行旨在结晶的热处理的聚乳酸的通常模塑体的粘弹性模量与温度之间的关系图。
图2为显示亮度与结晶时间之间的关系图。
图3为显示通过本发明生产方法获得的模塑体的粘弹性模量与温度之间的关系图。
具体实施方式
下面,将具体描述树脂组合物和使用本发明树脂组合物的模塑体。
本发明提供一种树脂组合物,其中加入适合促进能够具有晶体结构的聚酯,特别是可生物降解聚酯结晶的成核剂。此外,本发明提供用改进其结晶的树脂组合物生产模塑体的方法。在生产模塑体的方法中,将包括能够至少具有晶体结构的聚酯的树脂组合物在该树脂组合物熔点的+10至+50℃温度范围内的温度下加热并熔化;然后用该树脂组合物的熔融材料填充金属模具并保持该熔融材料以使树脂组合物结晶,其中金属模具的温度维持在树脂组合物的结晶温度的-50至+30℃范围内的温度下。
下面首先解释用于生产本发明树脂组合物的模塑体的树脂组合物。
对于用于本发明生产方法的树脂组合物,可使用任何一种包括能够至少具有晶体结构的聚酯的树脂。
对于能够具有晶体结构的聚酯,可使用具有至少一个酯键和能够具有晶体结构的任何一种聚合物化合物并可使用公知的聚合物化合物。这里,对于能够具有晶体结构的聚酯,可在无特殊限制下使用部分具有晶体结构的聚酯。可使用其中所有分子链不必规则排列的聚酯。可使用其中所有分子链不具有规整性、然而部分分子链段可取向的任何聚酯。因此,能够具有晶体结构的聚酯优选以直链形状形成,然而也可以支链形状形成。
此外,在本发明,能够具有晶体结构的聚酯优选为可生物降解聚酯。对于这种可生物降解聚酯,例如可列举被微生物代谢的聚酯树脂或其类似物。对于具有可模塑性的脂族聚酯,优选使用其中耐热性与抗冲击性良好平衡的脂族聚酯。
对于脂族聚酯,例如,可列举聚草酸、聚丁二酸、聚羟基丁酸、聚二乙醇酸、聚己内酯、聚dioxanone、聚乳酸脂族聚酯等。脂族聚酯优选为聚乳酸脂族聚酯。对于聚乳酸脂族聚酯,例如可列举羟基酸如乳酸、苹果酸、乙醇酸的聚合物或其共聚物等。其中聚乳酸脂族聚酯优选为羟基羧酸脂族聚酯。本发明中,上述羟基羧酸脂族聚酯优选为聚乳酸。
本发明中,可生物降解聚酯可按照公知的方法生产。对于上述生产方法,可使用通过其可生产可生物降解聚酯的任何方法。例如,可列举交酯法、多元醇与多元酸的缩聚法,或具有羟基和羧基的羟基羧酸的分子内缩聚法。特别地,聚乳酸脂族聚酯一般可通过按照交酯作为环酯与相应内酯的开环聚合的方法(称为交酯法)生产。除了交酯法外,聚乳酸脂族聚酯可通过乳酸的直接脱水缩合法生产。对于用于生产聚乳酸脂族聚酯的催化剂,可列举锡、锑、锌、钛、铁或铝化合物。其中优选使用锡类催化剂和铝类催化剂。特别优选使用辛酸锡和乙酰丙酮酸铝。
在聚乳酸脂族聚酯中优选通过交酯开环聚合获得的聚L-乳酸,因为聚L-乳酸水解变为L-乳酸并且其安全性得到确认。用于本发明的聚乳酸脂族聚酯不限于此,同时用于生产聚乳酸脂族聚酯的交酯不限于L形。此外,在本发明中,对于可生物降解聚酯,例如可使用名称为H100J的商购产品(由Mitsui Chemicals,Inc.生产)。
用于本发明生产方法的树脂组合物可进一步包括不必具有晶体结构的聚酯或其它可生物降解树脂或其类似物作为树脂组合物部分。对于可生物降解树脂,可列举多糖衍生物如纤维素、淀粉、葡聚糖或壳多糖,肽如骨胶原、酪蛋白、纤维蛋白或明胶,聚酰胺如聚氨基酸、聚乙烯醇、尼龙4或尼龙2/尼龙6共聚物,已知作为不必具有晶体结构的材料的聚酯,如聚乙醇酸、聚乳酸、聚丁二酸酯、聚草酸酯、聚羟基丁酸、聚二乙醇酸亚丁基、聚己内酯、聚dioxanone等。存在很多可生物降解树脂类型,它们可用于本发明中。换言之,可生物降解聚合物为在自然界或微生物作用下分解并随即被吸收的的有机材料。因此,可生物降解聚合物为与环境适应的理想材料。因此,可使用不危害本发明目的的任何材料。
在本发明中,可生物降解树脂可按照公知的方法生产。此外,对于可生物降解树脂,可使用商购产品。作为商购产品,可列举购自Toyota MotorCorporation的商品名为Lacty的产品、购自Mitsui Chemicals,Inc.的商品名为Lacea的产品,或购自Cargill Dow Polymer LLC的商品名为Nature Works的产品。
树脂组合物可包括上述可生物降解树脂中的仅一种树脂或可生物降解树脂中的两种或多种树脂。当在树脂组合物中包括两种或多种可生物降解树脂时,这些树脂可形成共聚物或可一起混合。
除上述可生物降解树脂外的其它树脂也可包括在本发明树脂组合物中。例如,无可生物降解性能的合成树脂或其类似物可包括在本发明树脂组合物中。对于合成树脂,例如可列举其分解速率中等的聚乳酸或聚丁二酸亚丁基酯等。
除上述树脂外,用于本发明生产方法的树脂组合物优选进一步包括结晶成核剂。可使用可促进树脂组合物结晶的任何结晶成核剂。例如可列举(a)在分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的环化合物,(b)在分子中具有C=O的环化合物和在分子中具有选自NH、S和O的官能团的环化合物的混合物,(c)可被其它基团取代或包括金属的酞菁化合物,或(d)可被其它基团取代的卟啉化合物。更具体地,可列举一种或多种选自如下的材料:还原蓝1(靛蓝)、C.I.颜料红254、C.I.颜料红272、C.I.颜料橙73、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄、C.I.颜料黄173、C.I.颜料紫32、C.I.颜料红185、C.I.颜料红205、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4和C.I.颜料蓝15:6.。在本发明中,C.I.是指由The Society of Dyers and Colourists发布的颜色指数。
对于在分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的环化合物,例如可列举下式给出的环化合物。
[在该式中,A1至A6分别表示下面给出的任意X、Y或W。一个分子分别包括至少一个X、Y和W。X表示-CO-,Y表示-NH-,-S-或-O-.Z代表下式。
(在该式中,无键指的碳原子可按照化学允许尽可能多的被其它基团取代。)W代表下式
(该式中,R1、R2、R3或R4是指氢原子或化学上可允许的基团。或者,R1和R2可一起形成环。)]
更具体地,可列举下式给出的化合物。
(在上式中,X、Y、Z和W具有与上述相同的含义。)
在上述化合物中,取代基本身为公知的取代基。例如,可列举烷基、烷氧基、卤素、氨基、羧基或磺基等。此外,这些取代基按照化学允许尽可能多地被其它取代基取代。
对于烷基,例如,可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等。
对于烷氧基,可列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、己氧基等。
对于卤素,例如可列举氟、氯、溴、碘等。
在上述化合物中,对于可一起形成环的R1和R2,可列举环烷基如环丙基、环丁基、环戊基、环己基等,和环链烯基如环丙烯基、1-环戊烯基、2-环戊烯基、3-环戊烯基、1-环己烯基、2-环己烯基、3-环己烯基、3-环庚烯基等。
对于在分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的环化合物,例如可列举靛青、喹吖啶酮、吖啶酮或其衍生物。这些材料通常为数微米至数十微米的微晶粉末。若可能,这些材料合适地为约微米或更小的微晶粉末。下面分别解释这些材料。
靛蓝衍生物本身是公知的衍生物并包括异构体或其类似物。对于靛蓝衍生物,例如可列举其中烷基、烷氧基被引入靛蓝骨架的材料,其中卤素如氯被被引入靛蓝骨架的材料,其中硫被引入靛蓝骨架的的硫代靛蓝,和其衍生物。靛青和硫代靛蓝的结构式在下面给出。
对于衍生物,可具体列举通过用化学上可能的取代基如上述烷基、烷氧基、卤素、氨基、羧基取代位于分子两端的苯环获得的材料。此外,对于异构体,可列举结构异构体,如下面给出的靛红。
在靛蓝衍生物中,可使用其中引入卤素的材料。然而,近年来,已开发了无卤素的树脂。因此,优选不使用其中引入卤素的靛蓝衍生物。
喹吖啶酮为合成材料。对于合成喹吖啶酮的方法,已知数十种以上的方法。在本发明中,可使用通过任一方法合成的喹吖啶酮。
下面给出喹吖啶酮的结构式。
对于喹吖啶酮衍生物,可列举通过用例如上述烷基、烷氧基、卤素、氨基、羧基等取代位于上述通式两端的苯环获得的衍生物。作为具体例子,可列举下面给出的喹吖啶酮品红。
此外,位于中心的苯环可被化学上可能的取代基取代。此外,在衍生物中可包括如下面给出的结构异构体。
对于喹吖啶酮衍生物,已知约150或更多种衍生物。本发明中可使用它们中的任何一种。然而,如上所述,若可能,避免使用包括卤素的衍生物。
此外,已知喹吖啶酮与喹吖啶酮醌一起形成混合晶体。可使用这些混合晶体。
下面给出吖啶酮的结构式。
对于吖啶酮衍生物,与上述两类衍生物一样,可列举通过用本身已知的化学上可能的取代基如烷基、烷氧基、卤素、氨基、羧基等取代位于分子两端的苯环获得的衍生物。可使用结构异构体。
此外,在本发明中对于在分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的环化合物,例如,可列举下式给出的环化合物。。
A1-B-A2(在该式中,A1和A2表示下式给出的相同或不同的基团,
P表示可被其它取代基取代的苯环。B表示可被其它取代基取代的二价烃。)
对于可被其它取代基取代的苯环,例如,可列举被1至4个相同或不同的取代基取代的苯环或未被其它取代基取代的苯环。这里,取代基表示与上述相同的含义。
对于可被其它取代基取代的二价烃基,例如可列举被1或多个相同或不同的取代基取代的二价烃基或未被其它取代基取代的二价烃基等。里,取代基表示与上述相同的含义。对于二价烃基,例如可列举如下二价烃基。它们包括亚烷基(如亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、亚丁基、2-甲基亚丙基、五亚甲基、亚戊基、2-甲基四亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基、2-乙基三亚甲基、六亚甲基、亚己基、2-甲基五亚甲基、3-甲基五亚甲基、七亚甲基、亚庚基、八亚甲基、亚辛基、2-乙基亚己基、九亚甲基、亚壬基、十亚甲基、亚癸基、环亚丙基、1,2-环亚丁基、1,3-环亚丁基、环亚戊基、1,3-环亚戊基、环亚己基、1,3-环亚己基、1,4-环亚己基等),亚链烯基(如亚乙烯基、亚丙烯基、1-丙烯-1,2亚基、2-丙烯-1,2亚基,亚丁烯基(如1-丁烯-1,4亚基、2-丁烯-1,4亚基等),亚戊烯基(如1-戊烯-1,5亚基、2-戊烯-1,5亚基等),亚己烯基(如1-己烯-1,6亚基、2-己烯-1,6亚基、3-己烯-1,6亚基等),亚环丙烯基(如1-环丙烯-1,2亚基、2-环丙烯-1,2亚基等),亚环丁烯基(如1-环丁烯-1,2亚基、1-环丁烯-1,3亚基、2-环丁烯1,2亚基、3-环丁烯-1,2亚基等),亚环戊烯基(如1-环戊烯-1,2亚基、1-环戊烯-1,3亚基、2-环戊烯-1,2亚基、3-环戊烯-1,2亚基、3环戊烯-1,3亚基、4-环戊烯-1,3亚基等),或亚环己烯基(如1-环己烯-1,2亚基、1-环己烯-1,3亚基、1-环己烯-1,4-亚基、2-环己烯-1,2亚基、2-环己烯-1,4亚基、3-环己烯-1,2亚基、3-环己烯-1,3亚基、4-环己烯-1,2亚基、4-环己烯-1,3亚基等),亚炔基(如亚乙炔基、亚丙炔基、1-亚丁炔基、2亚丁炔基、1-亚戊炔基、2-亚戊炔基、3-亚戊炔基等),环亚烷基(如1,4-环亚己基等),亚苯基(如邻亚苯基、间亚苯基、对亚苯基等),亚萘基,或通过用化学上允许的尽可能多的其它取代基取代这些烃基获得的二价烃基。
对于上式A1-B-A2给出的环化合物,可列举如下化合物。它们包括例如
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
下式给出的化合物、
(该式中,D表示下式、
下式、
下式、
下式、
下式、
下式、
或下式,
或被化学上允许的尽可能多的其它取代基取代这些化合物获得的化合物。此外,D表示的上述二价烃基可列举B表示的二价烃基。
在本发明中,上式A1-B-A2给出的环化合物优选为下式表示的3,3′-(2-甲基-1,3-亚苯基)二亚氨基-双-4,5,6,7-四氯-1H-异吲哚-1-酮,
或下式表示的3,3′-(1,4-亚苯基二亚氨基)双-4,5,6,7-四氯-1H-异吲哚-1-酮。
此外,根据本发明,对于上述环化合物,可使用上述环化合物的异构体,如上述环化合物的互变异构体。
因此,下式给出的基团(在该式中,P具有与上述相同的含义)
包括下式给出的其互变异构体(在该式中,P具有与上述相同的含义)。
此外,在上式A1-B-A2表示的化合物中,A1和A2中的一个表示下式给出的基团
(在该式中,P具有与上述相同的含义),另一个可表示下式
(在该式中,P具有与上述相同的含义)。
此外,本发明中,对于在分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的优选环化合物,例如,可列举下式给出的环化合物。
(该式中,环A和环B分别表示苯环,与苯环键合的氢可非必要地被其它基团取代。Y表示-CONH-或-NHCO-。X表示分别包括一个或多个NH或CO的杂环基团或稠合杂环基团。)
上述环A和B以及下述环C可为未被其它取代基取代的苯环或具有取代基的苯环。
这里,取代基具体包括如下基团。例如,它们包括卤原(如氟、氯、溴、碘等),硝基,氰基,羟基,硫醇基,磺基,亚磺基,巯基,膦酰基,直链型或支化型烷基(如甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等),羟烷基(如羟甲基、羟乙基、1-羟异丙基、1-羟基-正丙基、2-羟基-正丁基、1-羟基-异丁基等),卤烷基(如氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-溴甲基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、5,5,5-三氟戊基、6,6,6-三氟己基等),环烷基(如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基等),链烯基(如乙烯基、巴豆基、2-戊烯基、3-己烯基等),环链烯基(如2-环戊烯基、2-环己烯基、2-环戊烯基甲基、2-环己烯基甲基等),链炔基(如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-戊炔基、3-己炔基等),氧代基团,硫代基团,脒基,亚氨基,亚烷基二氧基(如亚甲基二氧基、亚乙基二氧基等),芳香烃基如单环芳香或多环芳香烃基如苯基、联苯基等,交联环烃基如1-金刚烷基、2-冰片基等,烷氧基(如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、己氧基等),烷硫基(如甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、戊硫基、己硫基等),羧基,酰基(如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基等),酰氧基(如甲酰氧基,烷基羰氧基如乙酰氧基,丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基等),烷氧基羰基如(如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基等),芳烷氧基羰基(如苄氧基羰基等),硫代氨基甲酰基,烷基亚磺酰基(如甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基等),烷基磺酰基(如甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基等),氨磺酰基,单烷基氨磺酰基(如甲基磺酰基、乙基磺酰基等),二烷基磺酰基(如二甲基磺酰基、二乙基磺酰基等),芳基磺酰基(如苯基磺酰基、萘基磺酰基等),芳基(如苯基、萘基等),芳氧基(如苯氧基、萘氧基等),芳硫基(如苯硫基、萘硫基等),芳亚磺酰基(如苯亚磺酰基、萘亚磺酰基等),芳基磺酰基(如苯基磺酰基、萘基磺酰基等),芳羰基(如苯甲酰基、萘酰基等),芳基羰氧基(如苯甲酰氧基、萘酰氧基等),可被卤化的烷基羰氨基(如乙酰氨基、三氟乙酰氨基等),可具有一个取代基的氨基甲酰基(如式-CONR3R4表示的基团(其中R3和R4分别表示氢原子、可具有一个取代基的烃基或可具有一个取代基的杂环基团。或者,R3和R4可与相邻的氮原子一起形成环)),可具有一个取代基的氨基(如氨基、烷氨基、四氢吡咯、哌嗪、哌啶、吗啉、硫代吗啉、吡咯、咪唑等),可具有一个取代基的脲酰基(如式-NHCONR3R4表示的基团(其中R3和R4表示与上述相同的含义),等等),可具有一个取代基的碳酰氨基(carboxamide)(如式-NR3COR4表示的基团(其中R3和R4表示与上述相同的含义),等等),可具有一个取代基的氨磺酰基(如-NR3SO2R4表示的基团(其中R3和R4表示与上述相同的含义),等等),可具有一个取代基的羟基或巯基,可具有一个取代基的杂环基团(例如除碳原子外包含选自氧原子、硫原子和氮原子的1至3种杂原子中的至少一种作为例如形成环体系的原子(环原子)的如芳香杂环基(如吡啶基、呋喃基、噻唑基等),或饱和或不饱和脂族杂环基团等),或取代基,其中这些取代基按照化学上可行被尽可能多地取代。
这里使用的取代基具有与上述相同的含义。取代基团数对于环A、环B和环C分别合适地从1至5个中选取。
对于分别具有一个或多个NH和CO的杂环基团,优选使用5至6元杂环。具体地,可列举咪唑啉酮基团。对于稠合杂环基团,可列举通过除去下式表示的苯并咪唑酮的苯环氢原子形成的基团。该苯环可被苯环的上述取代基取代。
对于上述环化合物,例如了列举下式表示的化合物。
(该式中,C环表示可被取代基取代的苯环。)
更具体的,对于环化合物,可列举下式表示的化合物。
(该式中,R2、R3、R4、R5和R6分别相同或不同并表示氢原子或例如上述单价取代基。)
在上式表示的环化合物中,可列举C.I.颜料红171,其中R2为OCH3基团,R3、R5和R6为H基团和R4为NO2基团,C.I.颜料红175,其中R2为COOCH3基团,和R3、R4、R5和R6为H基团,C.I.颜料红176,其中R2为OCH3基团,R3、R5和R6为H基团和R4为CONHC6H5基团,C.I.颜料红185,其中R2为OCH3基团,R3和R6为H基团,R4为SO2NHCH3基团和R5为CH3基团,C.I.颜料红208,其中R2为COOC4H9基团(这里,C4H9基团为直链型),和R3、R4、R5和R6为氢原子,C.I.颜料紫32,其中R2为OCH3基团,R3和R6为H基团,R4为SO2NHCH3基团和R5为R5为OCH3基团,C.I.颜料棕25,其中R2和R5为Cl基团,R3、R4和R6为氢原子等。在上面的描述中,C.I.是指由The Society of Dyers and Colourists发布的颜色指数。
在本发明中,对于分子中具有C=O的环化合物和在分子中具有选自NH、S和O的官能团的环化合物的优选混合物,例如可列举下式表示的混合物。
或
(该式中,A1至A6表示X或W,A1至A6的至少一个为一个分子中的X。B1至B6表示Y或W。B1至B6中的至少一个为一个分子中的Y。此外,X、Y、Z和W具有与上述相同的含义。)
更具体地,可列举下式给出的混合物。
或
(该式中,X、Y、Z和W具有与上述相同的含义。)
此外,在本发明中,对于分子中具有C=O和选自NH、S和O的官能团的环化合物,或分子中具有C=O的环化合物和在分子中具有选自NH、S和O的官能团的环化合物的优选混合物,例如可列举通式(I)表示的且在分子中具有-CO-和-NH-环化合物
[该式中,A1、A2、A4和A5为相同或不同的,并表示-CO-或-NH-。A3和A6为相同或不同的,并表示氢、卤素、可被其它取代基取代的脂族基团或可被其它取代基取代的芳香基团]或(a)在分子中具有-CO-和在分子中无-NH-的环化合物和(b)在分子中无-CO-和在分子中有-NH-的环化合物的混合物。
对于通式(I)中A3至A6表示的卤素,可列举氟、氯、溴或碘。对于脂族基团,可列举具有1至12个碳原子的直链或支链型烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基或癸基,或具有3至8个碳原子的环烷基如环丙基、环戊基或环己基。对于芳香基,可列举具有6至12个碳原子的纯环芳香基如苯基、萘基等,或具有1至3个五元至六元杂环如呋喃基、噻酚基、吡啶基、噻唑基。这些脂族基或芳香基可被其它取代基取代。取代基可具有与上述相同的含义。
对于上述通式(1)表示的并在分子中具有-CO-和-NH-的环化合物,例如可列举下式表示的化合物。
(在该式中,X具有与上述通式(I)中的A3的那些相同的含义。Y具有与上述通式(I)中的A6的那些相同的含义。)
更具体地,列举下式表示的化合物。
对于(a)在分子中具有-CO-和在分子中无-NH-的环化合物和(b)在分子中无-CO-和在分子中有-NH-的环化合物的混合物,列举下面两个式子表示的两种化合物的混合物。
(在该式中,X具有与上述通式(I)中的A3的那些相同的含义。Y具有与上述通式(I)中的A6的那些相同的含义。)更具体地,对于混合物,可列举1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二苯基-吡咯并[3,4-c]吡咯(C.I.颜料红255)、1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-(对氯苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯(C.I.颜料红254),1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-(对甲基苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯,1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-(间甲基苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯、1,4-二酮-2,5-二氢-3-(对甲基苯基)-6-(对甲基苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯、C.I.颜料红272,1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-对叔丁基苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯(C.I.颜料橙73)、1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-(对联苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯(C.I.颜料红264),1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-(间氰基苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯(C.I.颜料橙71)、1,4-二酮-2,5-二氢-3,6-二-(间氯苯基)吡咯并[3,4-c]吡咯等。
上述环化合物广泛分布于市场中。在本发明中,可将这些市场上出售的产品用作环化合物。对于市场上出售的产品。可列举购自Clariant Japan K.K.产品名为Graphtol Bordeaux HF3R或Graphtol Carmine HF4C的产品。
对于生产环化合物的方法,可使用日本专利申请特开2001-207075中公开的方法或D.G.Farnum等人在1974年描述的方法。更具体地,可使用其中将丁二酸二酯和苄腈的混合物在有机溶剂中例如在碱如醇钠存在下加热的方法,由此生产不被取代基取代的二酮吡咯并吡咯。在该方法中,当用取代基取代的苄腈代替苄腈时,可使用其中引入取代基的各种二酮吡咯并吡咯。在上述方法中,选择腈这样可生产无二芳基的吡咯并吡咯。此外,用于本发明的环化合物可通过使溴代乙酸酯与苄腈在锌催化剂存在下反应来生产(D.G.Farnum等人,1974)。
对于可用取代基取代且包括金属的酞菁化合物,可列举(a)可被取代基取代的铜酞菁晶体,和(b)可被取代基取代并包括选自如下金属中的一种金属酞菁化合物。这些金属包括锌、镉、汞、铝、锗、镓、铟、铊、锡、铅、锑、铋、锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、锝、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、硅和铈。
对于上面(a)中给出的可被取代基取代的铜酞菁晶体,可将包括铜的酞菁化合物的任一晶体在无特殊限制下用于本发明中。可使用称为铜酞菁晶体的一种公知晶体。例如,可列举下式表示的化合物晶体。
此外,在本发明中,通过用取代基按照化学上允许的尽可能多地取代而获得的取代铜酞菁晶体也可用作铜酞菁晶体。例如,可列举卤代铜酞菁或其类似物。对于上述卤代铜酞菁,可列举通过氯取代卤代铜酞菁的苯环氢而获得的一种产品。此外,卤素可为溴、氟或碘。对于除卤素外的其它取代基,可列举烷基如甲基、乙基、丙基等,烷氧基如甲氧基、乙氧基等,羟基,氨基等。
对于上面(b)中描述的化合物,可将具有不包括金属的酞菁基团的任一化合物或具有包括选自如下金属的一种金属的的酞菁基团的化合物在无特殊限制下用于本发明中。上述金属包括锌、镉、汞、铝、锗、镓、铟、铊、锡、铅、锑、铋、锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、锝、铼、铁、钌、锇、钴、 铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、硅和铈。对于具有不包括任一上述金属的酞菁基团的化合物,例如可列举下式表示的且在中心无金属的无金属酞菁。
对于具有酞菁基团的化合物,可列举下式表示的且在中心具有金属的酞菁化合物。
(该式中,M表示选自如下的一种金属:锌、镉、汞、铝、锗、镓、铟、铊、锡、铅、锑、铋、锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、锝、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、硅和铈。)
此外,在本发明中,作为酞菁化合物,可使用称为酞菁化合物的公知化合物。例如可使用无金属酞菁、钛氧基酞菁、酞菁铝、酞菁钒、酞菁镉、酞菁锑、酞菁铬、酞菁锗、酞菁铁、酞菁氯铝、酞菁氯铟、酞菁氯镓、酞菁镁、二烷基酞菁、四甲基酞菁、四苯基酞菁等。在本发明中,对于酞菁化合物,可使用市场上出售的产品,如作为产品名所无金属酞菁,酞菁铝、钛氧基酞菁、酞菁铁、酞菁钴或酞菁锡(由Sanyo Color Works,Ltd.生产)。此外,在本发明中,也可将具有五个异吲哚环的铀配合物(超级酞菁)或具有三个异吲哚环的硼配合物用作酞菁化合物。通过用化学上允许的尽可能多的取代基取代上述酞菁化合物获得的取代酞菁也可优选用作酞菁化合物。例如,大多数卤代酞菁被用作绿色颜料并可使用市场上出售的产品。对于除卤素外的其它取代基,可列举烷基如甲基、乙基、丙基等,烷氧基如甲氧基、乙氧基等,羟基,氨基等。
大多数铜酞菁和酞菁化合物可通过按照形成条件的规则分子量排列形成晶体。例如,在铜酞菁中,分子在一个方向按行排列由此堆叠排队(pilecards),并且这些行可形成束由此形成晶体。其中分子堆叠的分散,即分子相对于轴的倾斜角和分子间距离,和行排列的方式不同,这样可形成多种晶体。铜酞菁晶体可具有晶体形式,如α型、β型、γ型、δ型、σ型、ε型、π型、ρ型、τ型、x型或R型。在本发明中,铜酞菁晶体优选具有称为β型或ε型的晶体形式,这是结晶聚酯成核剂的性能高的原因。铜酞菁晶体常常用作蓝色颜料,并且各种晶体形式可由市场上出售的产品获得。
对于可用取代基取代的卟啉化合物,可将包括卟啉基的任一化合物在无特殊限定下用于本发明中。此外可使用称为卟啉化合物的化合物。例如,可使用下式表示的化合物。
此外,可使用下式给出的叶绿素化合物。
(该式中,R表示可被取代基取代的烃基或卤素。)
此外,可使用下式表示的氯化血红素化合物或其羧基中的酯。
(该式中,X、Y和Z为相同或不同的,并表示可被取代基取代的烃基或卤素。)
对于烃基,可在无特殊限制下使用被一个或多个上述取代基取代的烃基或未被上述取代基取代的烃基。对于″烃基″,例如可列举烷基、链烯基、链炔基、环烷基、芳基、交联环烃基等。对于″烷基″,例如可列举直链型或支链型烷基(如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、正己基、异己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正二十烷基、正二十二烷基、正二十四烷基等。)。对于″链烯基″,可列举直链或支链型链烯基,如乙烯基、丙烯基(1-,2-)、丁烯基(1-,2-,3)、戊烯基、新烯基、丁二烯基(1,3-)等。对于″链炔基″,可列举直链型或支链型链炔基,如乙炔基、丙炔基(1-,2-)、丁炔基(1-,2-,3-)、戊炔基、辛炔基、癸炔基等。对于″环烷基″,例如可列举环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。对于″芳基″,可列举单环或多环基团如苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基、亚苊基(acenaphthylenyl)等。对于″交联烃基″,可列举1-金刚烷基、2-金刚烷基、2-冰片基、5-冰片烯-2-基等。这些环化合物可为其中在化学上允许的范围内引入取代基的化合物,并可为例如卤化或磺化材料。
在本发明的树脂组合物中,上述环化合物优选具有约100μm或更小的粒径。该环化合物更优选为粒径约10μm或更小的颗粒。在本发明中,该环化合物可用作聚酯的成核剂。当该环化合物用作成核剂时,该环化合物可用稀释剂如合适的溶剂稀释。在本发明中,上述环化合物优选通过将苯并咪唑酮引入萘酚AS中获得,由此使获得的产品作为偶联组分反应(称为萘酚酮(naphtholon))。
此外,对于通过本发明生产方法生产的形成模塑体的树脂组合物,可使用下述树脂组。
在该树脂组合物中,将具有稠合偶氮结构的环化合物加入可生物降解聚酯如能够具有晶体结构的聚酯中作为成核剂以促进结晶。该具有稠合偶氮结构的环化合物为通过稠合偶氮化合物获得具有两个或多个偶氮基团的化合物。该环化合物有效起到促进聚酯结晶的成核剂的作用。
对于具有稠合偶氮结构的环化合物,例如可列举下式表示的稠合偶氮化合物。在该稠合偶氮化合物中,促进聚酯结晶的成核剂的效果高。
下面描述上式表示的稠合偶氮化合物。在上式中,A表示二价连接链,如具有芳香环、脂环、五角环或其类似物的二价环烃基、直链型二价烃基或二价杂环基。对于二甲烃基,可具体粒径如下二价烃基。它们包括亚烷基(如亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、亚丁基、2-甲基亚丙基、五亚甲基、亚戊基、2-甲基四亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基、2-乙基三亚甲基、六亚甲基、亚己基、2-甲基五亚甲基、3-甲基五亚甲基、七亚甲基、亚庚基、八亚甲基、亚辛基、2-乙基亚己基、九亚甲基、亚壬基、十亚甲基、亚癸基、环亚丙基、1,2-环亚丁基、1,3-环亚丁基、环亚戊基、1,3-环亚戊基、环亚己基、1,3-环亚己基、1,4-环亚己基等),亚链烯基(如亚乙烯基、亚丙烯基、1-丙烯-1,2亚基、2-丙烯-1,2亚基,亚丁烯基(如1-丁烯-1,4亚基、2-丁烯-1,4亚基等),亚戊烯基(如1-戊烯-1,5亚基、2-戊烯-1,5亚基等),亚己烯基(如1己烯-1,6亚基、2-己烯-1,6亚基、3-己烯-1,6亚基等),亚环丙烯基(如1-环丙烯-1,2亚基、2-环丙烯-1,2亚基等),亚环丁烯基(如1-环丁烯-1,2亚基、1-环丁烯-1,3亚基、2-环丁烯-1,2亚基、3-环丁烯-1,2亚基等),亚环戊烯基(如1-环戊烯-1,2亚基、1-环戊烯-1,3亚基、2-环戊烯-1,2亚基、3-环戊烯-1,2亚基、3环戊烯-1,3亚基、4-环戊烯-1,3亚基等),或亚环己烯基(如1-环己烯-1,2亚基、1-环己烯-1,3亚基、1-环己烯-1,4-亚基、2-环己烯-1,2亚基、2-环己烯-1,4亚基、3-环己烯-1,2亚基、3-环己烯-1,3-亚基、4-环己烯-1,2-亚基、4-环己烯-1,3-亚基等),亚炔基(如亚乙炔基、亚丙炔基、1-亚丁炔基、2亚丁炔基、1-亚戊炔基、2-亚戊炔基、3-亚戊炔基等),环亚烷基(如1,4-环亚己基等),亚苯基(如邻亚苯基、间亚苯基、对亚苯基等),亚萘基等。此外,可列举通过从如下环除去氢原子形成的二价双环或多环型杂环基团:呋喃、吡咯、吡啶、嘧啶。噻酚、吡咯烷、哌啶、吡嗪、喹啉、异喹啉等。此外,可不存在连接链A,并且氮原子可直接连接。
此外,二价连接链A可具有取代基。在此情况下,取代基具体包括如下基团。例如,它们包括卤原子(如氟、氯、溴、碘等),硝基,氰基,羟基,硫醇基,磺基,亚磺基,巯基,膦酰基,直链型或支化型烷基(如甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等),羟烷基(如羟甲基、羟乙基、1-羟异丙基、1-羟基-正丙基、2-羟基-正丁基、1-羟基-异丁基等),卤烷基(如氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-溴甲基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、5,5,5-三氟戊基、6,6,6-三氟己基等),环烷基(如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基等),链烯基(如乙烯基、巴豆基、2-戊烯基、3-己烯基等),环链烯基(如2-环戊烯基、2-环己烯基、2-环戊烯基甲基、2-环己烯基甲基等),链炔基(如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-戊炔基、3-己炔基等),氧代基团,硫代基团,脒基,亚氨基,亚烷基二氧基(如亚甲基二氧基、亚乙基二氧基等),芳香烃基如单环芳香或多环芳香烃基如苯基、联苯基等,交联环烃基如1-金刚烷基、2-冰片基等,烷氧基(如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、己氧基等),烷硫基(如甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、戊硫基、己硫基等),羧基,酰基(如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基等),酰氧基(如甲酰氧基,烷基羰氧基如乙酰氧基,丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基等),烷氧基(如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基、己氧基等),芳烷氧基羰基(如苄氧基羰基等),硫代氨基甲酰基,烷基亚磺酰基(如甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基等),烷基磺酰基(如甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基等),氨磺酰基,单烷基氨磺酰基(如甲基磺酰基、乙基磺酰基等),二烷基磺酰基(如二甲基磺酰基、二乙基磺酰基等),芳基磺酰基(如苯基磺酰基、萘基磺酰基等),芳基(如苯基、萘基等),芳氧基(如苯氧基、萘氧基等),芳硫基(如苯硫基、萘硫基等),芳亚磺酰基(如苯亚磺酰基、萘亚磺酰基等),芳基磺酰基(如苯基磺酰基、萘基磺酰基等),芳羰基(如苯甲酰基、萘酰基等),芳基羰氧基(如苯甲酰氧基、萘酰氧基等),可被卤化的烷基羰氨基(如乙酰氨基、三氟乙酰氨基等),可具有一个取代基的氨基甲酰基(如式-CONR1R2表示的基团(其中R1和R2分别表示氢原子、可具有一个取代基的烃基或可具有一个取代基的杂环基团。或者,R3和R4可与相邻的氮原子一起形成环)),可具有一个取代基的氨基(如氨基、烷氨基、四氢吡咯、哌嗪、哌啶、吗啉、硫代吗啉、吡咯、咪唑等),可具有一个取代基的脲酰基(如式-NHCONR1R2表示的基团(其中R1和R2表示与上述相同的含义),等等),可具有一个取代基的碳酰氨基(carboxamide)(如式-NR1COR2表示的基团(其中R1和R2表示与上述相同的含义),等等),可具有一个取代基的氨磺酰基(如-NR1SO2R2表示的基团(其中R1和R2表示与上述相同的含义),等等),可具有一个取代基的羟基或巯基,可具有一个取代基的杂环基团(例如除碳原子外包含选自氧原子、硫原子和氮原子的1至3种杂原子中的至少一种作为例如形成环体系的原子(环原子)的如芳香杂环基(如吡啶基、呋喃基、噻唑基等),或饱和或不饱和脂族杂环基团等),或取代基,其中这些取代基按照化学上可行被尽可能多地取代。
在上式中,键合至偶氮基团的取代基B和C为例如可被其它取代基取代或不被其它取代基取代的单价芳香基。此时,取代基B和C为相同或不同的取代基。重要的是取代基B和C具有平面结构。例如,可列举包括单环或多环基团的芳香烃基,如苯基、萘基、蒽基、茚基、芘基、菲基等,包括除碳原子外的选自氧、硫和氮原子的1至3种杂原子中的至少一个的芳香杂环基的单环或多环芳香杂环基,如吡啶基、吡咯基、咪唑基、噻酚基、呋喃基等。然而,应理解,本发明不限于这些基团。
当上述取代基B和C为可被其它取代基取代的芳香基时,作为取代基B和C所具有的取代基,当上述连接链A具有取代基时,这些取代基可选自与涉及这些取代基描述中列举的那些相同的取代基。因此,省去对其的解释。
在上式表示的稠合偶氮化合物中,二价连接链A优选为二价芳香烃基,特别优选可被其它取代基取代或未被其它取代基取代的亚苯基。取代基B和C优选为可被其它取代基取代或未被其它取代基取代的苯基。
对于稠合偶氮化合物,颜料是已知的。例如,稠合偶氮颜料如黄色类、橙色类、红色类、棕色类等是代表性的例子。更具体地,可列举C.I.颜料橙31、C.I.颜料红144、C.I.颜料红166、C.I.颜料红214、C.I.颜料红220、C.I.颜料红221、C.I.颜料红242、C.I.颜料棕23等。这里,C.I.是指The Society ofDyers and Colourists发布的颜色指数。
这些稠合偶氮颜料中的连接链A和取代基B和C在表1中给出。
[表1]
列举的稠合偶氮颜料广泛分布市场中。例如C.I.颜料红144可以商品名PV Fast Red 3B(由Clariant Japan K.K.生产)市购,或以商品名CROMOPHTAL Red BT或其类似物(由Ciba Specialty Chemicals Corporation生产)市购。C.I.颜料红166可以商品名CROMOPHTAL Scarlet RT或其类似物(由Ciba Specialty Chemicals Corporation生产)。市购。C.I.颜料红214可以商品名CROMOPHTAL Red BN或其类似物(由Ciba SpecialtyChemicals Corporation生产)。C.I.颜料红242可以商品名PV Fast Scarlet 4RF或其类似物(由Clariant Japan K.K.生产)。C.I.颜料棕可以商品名CROMOPHTAL Brown 5R或其类似物(由Ciba Specialty ChemicalsCorporation生产)。
此外,在C.I.颜料红262中,认识到成核剂的效果。该C.I.颜料红的结构细节不清楚。然而,C.I.颜料红262是具有类似于上式表示的稠合偶氮化合物的偶氮结构的环化合物。并起到促进聚酯结晶的成核剂的作用。对于C.I.颜料红262,可使用市场上出售的产品。例如,C.I.颜料红262可以商品名Graphtol Red 2BN或其类似物(由Clariant Japan K.K.生产)市购。
当具有稠合偶氮结构的上述环化合物用作成核剂时,可将该环化合物与聚酯直接混合或用合适的溶剂稀释。
对于本发明中要结晶的聚酯,可使用具有至少一个酯键并且能够具有晶体结构的任一聚合物化合物,可使用公知的聚合物化合物。这里,对于″能够具有晶体结构的聚酯″,可在无任何限制下使用能够部分具有晶体结构的聚酯。可使用其中所有分子链不必规则排列的聚酯。可使用其中所有分子量不具有规整性、然而部分分子链段可取向的的任一聚酯。因此,能够具有晶体结构的聚酯优选以直链形状形成,然而也可以支链形状形成。此外,在本发明中,能够具有晶体结构的聚酯优选为可生物降解聚酯。对于这种可生物降解聚酯,例如可列举被微生物代谢的聚酯树脂或其类似物。其中优选使用具有可模塑性、耐热性和耐冲击性良好平衡的脂族聚酯。
对于脂族聚酯,例如,可列举聚草酸、聚丁二酸、聚羟基丁酸、聚二乙醇酸、聚己内酯、聚dioxanone、聚乳酸脂族聚酯等。其中脂族聚酯优选为聚乳酸脂族聚酯。对于聚乳酸脂族聚酯,例如可列举羟基酸如乳酸、苹果酸、乙醇酸的聚合物或其共聚物等。其中聚乳酸脂族聚酯优选为羟基羧酸脂族聚酯。本发明中,上述羟基羧酸脂族聚酯优选为聚乳酸。
本发明中,可生物降解聚酯可按照公知的方法生产。对于上述生产方法,可使用通过其可生产可生物降解聚酯的任何方法。例如,可列举交酯法、多元醇与多元酸的缩聚法,或具有羟基和羧基的羟基羧酸的分子内缩聚法。
特别地,聚乳酸脂族聚酯一般可通过按照交酯作为环酯与相应内酯的开环聚合的方法(称为交酯法)生产。除了交酯法外,聚乳酸脂族聚酯可通过乳酸的直接脱水缩合法生产。对于用于生产聚乳酸脂族聚酯的催化剂,可列举锡、锑、锌、钛、铁或铝化合物。其中优选使用锡类催化剂和铝类催化剂。特别优选使用辛酸锡和乙酰丙酮酸铝。
在聚乳酸脂族聚酯中优选通过交酯开环聚合获得的聚L-乳酸,因为聚L-乳酸水解变为L-乳酸并且其安全性得到确认。然而,用于本发明的聚乳酸脂族聚酯不限于此,同时用于生产聚乳酸脂族聚酯的交酯不限于L形。此外,在本发明中,对于可生物降解聚酯,例如可使用名称为H100J的商购产品(由Mitsui Chemicals,Inc.生产)。
用于本发明生产方法的树脂组合物可进一步包括不必具有晶体结构的聚酯或其它可生物降解树脂或其类似物作为树脂组合物部分。对于可生物降解树脂,可列举多糖衍生物如纤维素、淀粉、葡聚糖或壳多糖,肽如骨胶原、酪蛋白、纤维蛋白或明胶,聚酰胺如聚氨基酸、聚乙烯醇、尼龙4或尼龙2/尼龙6共聚物,已知作为不必具有晶体结构的材料的聚酯,如聚乙醇酸、聚乳酸、聚丁二酸酯、聚草酸酯、聚羟基丁酸、聚二乙醇酸亚丁基、聚己内酯、聚dioxanone等。存在很多可生物降解树脂类型,它们可用于本发明中。换言之,可生物降解聚合物为在自然界或微生物作用下分解并随即被吸收的的有机材料。因此,可生物降解聚合物为与环境适应的理想材料。因此,可使用不危害本发明目的的任何材料。
在本发明中,可生物降解树脂可按照公知的方法生产。此外,对于可生物降解树脂,可使用商购产品。作为商购产品,可列举购自Toyota MotorCorporation的商品名为Lacty的产品、购自Mitsui Chemicals,Inc.的商品名为Lacea的产品,或购自Cargill Dow Polymer LLC的商品名为Nature Works的产品。
本发明的树脂组合物可包括上述可生物降解树脂中的仅一种树脂或可生物降解树脂中的两种或多种树脂。当在树脂组合物中包括两种或多种可生物降解树脂时,这些树脂可形成共聚物或可一起混合。此外,除上述可生物降解树脂外的其它树脂也可包括在本发明树脂组合物中。例如,无可生物降解性能的合成树脂或其类似物可包括在本发明树脂组合物中。对于合成树脂,例如可列举其分解速度中等的聚乳酸或聚丁二酸亚丁基酯等。
本发明树脂组合物的结晶温度高于普通聚酯的结晶温度并与熔点接近。换言之,该树脂组合物很难深冷。因此,本发明树脂树脂显示树脂组合物容易结晶的性能。具体地,在本发明的树脂组合物中,结晶温度可设定为熔点的-55℃范围内。
在本发明的树脂组合物中,用作成核剂的具有稠合偶氮结构的环化合物具有粒径超过0但不大于10μm的颗粒形式,更优选具有粒径不大于1μm的颗粒形式。此外,在本发明中,树脂组合物中具有稠合偶氮结构的环化合物的比例优选为0.001重量份至10重量份,更优选约0.01重量份至1重量份,按100重量份能够具有晶体结构的聚酯计。
具有稠合偶氮结构的环化合物的加入量的最佳范围和粒径将在下面详细描述。
当成核剂的加入量相等时,成核剂的粒径尽可能降低,因为随着成核剂的粒径变小,成核剂的颗粒数量增加更多。例如,在成核剂的加入量相等的情况下,当成核剂的粒径变为其原粒径的1/2倍时,一颗颗粒的体积变为其原体积的1/8。因此颗粒数变为原颗粒数的8倍。换言之,当粒径变为其原粒径的1/2倍时,即使成核剂的加入量降低至原成核剂加入量的1/8倍,也可获得基本上相同的效果。应理解,当粒径相等时,考虑到成核剂的效果,优选加入更大量的成核剂。
在这些先决条件下,成核剂粒径的最佳范围或成核剂的加入量将在下面描述。这里,考虑简单模型,并且假定实现了下面的项目。
(1)为简化计算,假定能够具有晶体结构的聚酯树脂与成核剂的密度相同。
(2)假定成核剂颗粒不聚集并且完全均匀分散于树脂中(以立方晶格形式存)。
(3)假定能够具有晶体结构的聚酯树脂的晶体具有立方形式。
(4)假定成核剂颗粒也具有立方形式。
(5)假定一个树脂晶体由一个成核剂生产。
因此,由成核剂的加入量(%)和成核剂的粒径,可通过计算下表2中给出的体积获得树脂晶体尺寸,例如,假定成核剂尺寸(一边长度)为0.05μm,成核剂的加入量为0.5%,聚乳酸(PLLA)的晶体尺寸为Xμm,由X3*0.005=0.053计算出聚乳酸的尺寸X为0.29μm。
[表2]
PLLA的晶体尺寸(μm)
成核剂的粒径(μm) | ||||||||
0.01 | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1 | 5 | 10 | ||
成核剂加入量 | 0.001% | 0.46 | 2.3 | 4.6 | 23 | 46 | 232 | 464 |
0.01% | 0.22 | 1.1 | 1.3 | 6 | 13 | 108 | 215 | |
0.10% | 0 1 | 0.5 | 1 | 5 | 10 | 50 | 100 | |
1.00% | 0.05 | 0.2 | 0.5 | 2 | 5 | 23 | 46 | |
10% | 0.02 | 0.1 | 0.2 | 1 | 2 | 11 | 22 |
实际上,成核剂的粒径或加入量可选择,以获得适合此目的的晶体的必要尺寸。例如考虑的一种情况涉及能够具有晶体结构的聚酯树脂为聚乳酸、聚酯结晶时的温度为120℃和需要将结晶时间设定在约1分钟或更短范围内的情况。根据文献和本发明人的实验,聚乳酸在此温度时的球晶半径(r)生长速度(dr/dt)为2μm/分钟。这里,作为进一步假设,假定球晶的半径生长速度与具有上述假定的立方形式的晶体生长速度相同。这样,如表3所示,可计算结晶所需的时间。例如当成核剂的粒径为1μm并且成核剂的加入量为1%时,计算的结晶时间为70秒。
[表3]
在120℃时的结晶时间(秒)
成核剂的粒径(μm) | ||||||||
0.01 | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1 | 5 | 10 | ||
成核剂的加入量 | 0.001% | 7 | 35 | 70 | 348 | 696 | 3481 | 6962 |
0.01% | 3.2 | 16 | 19 | 94 | 189 | 1616 | 3232 | |
0.10% | 1.5 | 8 | 15 | 75 | 150 | 750 | 1500 | |
1.00% | 0.7 | 3 | 7 | 35 | 70 | 348 | 696 | |
10% | 0.3 | 2 | 3 | 16 | 32 | 162 | 323 |
成核剂的加入量优选最大设定为约10%,因为当成核剂的加入量超过此范围时,通常造成树脂的机械性能降低。在此情况下,当成核剂的粒径为10μm时,按照上述计算例子计算的结晶时间为约5分钟。例如,当该树脂在其温度设定为约120℃的金属模具中通过注塑机结晶时,树脂结晶所需的时间估计为约5分钟。另一方面,树脂在高温下以熔融状态保持在模塑机的料筒中。考虑到热分解,树脂的停留时间通常设定为5分钟内。因此,上述粒径10μm成核剂的10%加入量表示满足上述要求的边界条件。
通常,当成核剂的颗粒很小时,产生聚集,这样降低了成核剂在树脂中的分散性。因此,成核剂不均匀分散。相反,粒径明显增加。当成核剂的粒径不大于约0.5μm时(取决于成核剂的种类),成核剂很难聚集并且相当容易分散于树脂中。在此情况下,为按照上述计算例子设定结晶时间在约5分钟内,成核剂加入量的下限计算为约0.001%。注意到当粒径小于0.5μm时,成核剂很难聚集,取决于成核剂的种类。在此情况下,成核剂的加入量可进一步降低。另外,当使用具有很小颗粒的成核剂时,可改进成核剂在树脂中的分散性,并且可通过使用一些聚集抑制剂降低成核剂的加入量。
上述计算和估算基于很多假定。实际上,成核剂可以聚集或可不完全均匀分散。认为成核剂的实际效果小于上述计算。因此,预期比计算值大的成核剂加入量是必须的。然而,成核剂的加入量优选设定为不高于约1%。因此,成核剂的加入量优选为约0.01%至1%。换言之,成核剂的加入量优选设定为0.01重量份至1重量份,按100重量份树脂计。
在上述树脂组合物中,可进一步加入无机填料作为成核剂。
使用的无机填料为公知的材料。例如,可列举滑石、氧化铝、二氧化硅、氧化镁、高岭土等。由于其中的滑石与本发明中使用的环化合物一起使用有效促进结晶而不会相互抵销效果,因此更优选使用滑石。
此外,优选加入约1至50质量份无机填料,按100质量份能够具有晶体结构的聚酯计。上述无机填料范围可避免获得的树脂组合物变脆。
考虑到在使用模塑体时的长时间可靠性,抑制聚酯水解是有效的。因此,在本发明的树脂组合物中,优选加入水解抑制剂。对于水解抑制剂,可在无特殊限制下使用抑制可生物降解树脂的任何水解抑制剂。例如,可列举与可生物降解树脂中的活泼氢具有活性的化合物。加入上述化合物,这样可降低可生物降解树脂中一些量的活泼氢,由此防止该活泼氢形成可生物降解树脂的聚合物链进行催化水解。这里,活泼氢是指与氧、氮和氢的键中的氢原子(N-H键或O-H键)。该氢的活性高于碳-氢键(C-H键)中的氢的活性。更具体地,例如,可列举羧基-COOH、羟基-OH、氨基NH2和酰胺键-NHCO-等中的氢。
例如可将碳化二亚胺化合物、异氰酸酯化合物、噁唑啉化合物或其类似物用作水解抑制剂。具体地,可将碳化二亚胺化合物与可生物降解聚合物化合物一起熔化和捏合,并将少量碳化二亚胺化合物加入可生物降解树脂,这样可更进一步抑制可生物降解树脂水解。因此碳化二亚胺化合物是优选的。
碳化二亚胺化合物为在分子中具有一个或多个碳化二亚胺基团的化合物,并且还包括聚碳化二亚胺化合物。对于碳化二亚胺化合物中包括的单碳化二亚胺化合物,可列举二环己基碳化二亚胺、二异丙基碳化二亚胺、二甲基碳化二亚胺、二异丁基碳化二亚胺,、二辛基碳化二亚胺、二苯基碳化二亚胺、萘碳化二亚胺等。其中,特别优选工业上容易获得的二环己基碳化二亚胺或二异丙基碳化二亚胺。
对于异氰酸酯化合物,可列举2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2′-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3′-二甲基-4,4′-亚联苯基二异氰酸酯、3,3′-二甲氧基-4,4′-亚联苯基二异氰酸酯、3,3′-二氯-4,4′-亚联苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,5-四氢萘二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,3-环亚己基二异氰酸酯、1,4-环亚己基二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、氢化苯二甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、3,3′-二甲基-4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯等。
对于噁唑啉化合物,例如可列举2,2′-邻亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2′-间亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2′-对亚苯基双(2-噁唑啉)、2,2′-对亚苯基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-间亚苯基双(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-对亚苯基双(4,4′-二甲基-2噁唑啉)、2,2′-间亚苯基双(4,4′-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-亚乙基双(2-噁唑啉)、2,2′-四亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-六亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-八亚甲基双(2-噁唑啉)、2,2′-亚乙基双(4-甲基-2噁唑啉)、2,2′-二亚苯基双(2-噁唑啉)等。
上述水解抑制剂可容易按照公知的方法生产,并且可合适地使用市场上出售的产品。
由于树脂组合物的可生物降解速度可根据本发明中使用的水解抑制剂的种类或加入量调节,因此,水解抑制剂的种类和配混量可根据所需的产品确定。具体地,水解抑制剂的加入量通常为约5%质量或更低,或优选约1质量%(超过0),按树脂组合物的总质量计。此外,对于水解抑制剂,可使用上述单一化合物,或将其中两种或多种一起使用。
在本发明的树脂组合物中,只要不特别损害结晶和结晶度,可混合迄今公知的各种添加剂,如抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、颜料、着色剂、抗静电剂、脱模剂、香料、润滑剂、阻燃剂、填料、或抗菌剂和抗真菌剂。
当本发明树脂组合物包括其它组分,如上述结晶成核剂、无机填料、水解抑制剂或各种添加剂以及能够具有晶体结构的聚酯时,该树脂组合物可通过将能够具有晶体结构的聚酯与上述其它组分一起混合来生产。对于优选的生产方法,可列举例如其中将作为材料的可生物降解树脂与无机填料或水解抑制剂按需要混合,并将该混合物用挤出机熔化和捏合的方法。此外,对于生产本发明树脂组合物的方法,可使用称为溶液法的方法。这里所述的溶液法是其中将分别分散和溶解组分的任何溶剂用于搅动这些组分和作为材料的溶剂并制备浆料,和将该溶剂通过公知的方法如干燥除去的方法。
生产本发明树脂组合物的方法不限于此,可使用迄今已知的不同于上述方法的其它方法。
在本发明的树脂组合物中,重要的是将上述环混合物均匀且细分散于可生物降解聚酯中。为均匀分散该环化合物,可使用通常公知的方法。例如,可使用其中将颜料分散于树脂中以使树脂着色的方法。此外,例如可列举其中使用三辊的方法。此外,可列举其中将简单加热和捏合操作重复多次的方法。
在本发明的树脂组合物中,上述环化合物的比例优选为约0.001至10质量份、更优选约0.01至1质量份,按100质量份能够具有晶体结构的聚酯计。此外,在本发明的树脂组合物中,结晶率优选为约40至100%。结晶时间优选为约0至200秒。80℃时的粘弹性模量优选为约50至5000MPa。这里结晶率和结晶时间分别参考下述实施例获得。粘弹性模量通过使用下述拉伸弹性测量和弯曲弹性测量的测量方法获得。
试片:50mm长×7mm宽×1mm厚
测量仪器:粘弹性分析仪RSA-II(由Rheometric Scientific FE,Ltd.生产)
测量几何学:双悬臂梁弯曲
频率:6.28(rad/s)
测量起始温度:0(℃)
测量终止温度:160(℃)
温度升高速率:5(℃/min)
变形:0.05(%)
下面给出本发明树脂组合物的具体实施例用作。
(实施例1)
在本发明树脂组合物的实施例1中,将H100J聚乳酸(由Mitsui Chemicals,Inc.生)用作能够具有晶体结构的聚酯。该聚乳酸具有分子量200000。
对于起到成核剂作用的环化合物,使用C.I.颜料紫32(GraphtolBordeaux HF3R,由Clariant Japan K.K.生产)。比表面积为56m2/g,平均粒径为0.12μm。将成核剂与聚乳酸混合,这样按100质量份聚乳酸计包括0.5质量份成核剂。将该混合物加热并捏合(加热温度为160至180℃),然后造粒获得实施例1的模塑树脂组合物。
获得的模塑树脂组合物的结晶度按照日本专利申请特开平10-158369中公开的方法通过差式扫描量热(DSC)测量法评估。从粒料中切割出3-4mg样品并放在铝盘中。将该样品一次加热至200℃并以速率50℃/min冷却至0℃。然后,当温度以速率20℃/min升高时,进行测量。如下公式定义的结晶率通过在100℃附近结晶产生的热量和因在160℃附近熔化吸收的热量获得。
结晶率(%)=(1-结晶产生的热量/熔化吸热量)×100
此外,整个结晶速度(结晶时间)通过偏光显微镜的照相操作测量。将少量树脂组合物安装在薄玻璃(约0.1mm)上,以使树脂组合物在加热阶段在200℃下加热。此外,将该树脂组合物通过薄玻璃压制以使其被树脂组合物覆盖,并获得用于观察的样品。将加热至200℃的样品的温度已速率90℃/min降低,直至温度达到120℃,此时保持样品并结晶。通过十字nicol观察样品的状态。该聚乳酸晶体具有双折射,这样可通过十字nicol观察晶体生长。随着晶体生长,观察视野整个变得逐渐明亮。观察视野的亮度在规定水平时饱和。
用10倍放大和1/3英寸黑暗的物镜和一白色CCD电视摄象机对观察视野摄影,由此获得约600×450μm范围的照片(用10比特的约650×480像素数字化),并将观察视野捕获至个人计算机的图像捕获板。如此,获得在视野中心中约378×283μm区域的平均亮度(以下简称为亮度)。然后将该亮度对时间作图。将温度达到120℃时的时间设定为零并确定为参照物。由于使用晶体的双折射,因此,重要的是,在观察条件下,在观察视野的所有部分中识别出很多球晶。当在观察视野中几乎不存在球晶时(当放大倍数高或计算平均亮度的设定区域小时),亮度变化相对于时间可能不均匀。
结晶时间按如下获得。换言之,如图2所示,在高达饱和度1/2附近的亮度升高通过直线Y给出,而饱和度水平通过水平直线x给出。读出其交叉点处的时间c,由此获得结晶时间。
实施例1中获得的树脂组合物的结晶率和结晶时间(通过上述方法获得)在下表4中给出。
(实施例2)
对于环化合物,使用C.I.颜料红185(Graphtol Carmine HF4C,由Clariant Japan K.K.生产)。比表面积为45m2/g,平均粒径为0.18μm。
与实施例1相同的方式,将成核剂与聚乳酸混合,这样按100质量份聚乳酸计包括0.5质量份成核剂。将该混合物加热并捏合(加热温度为160至180℃),然后造粒获得实施例2的模塑树脂组合物。
按与实施例1相同的方式获得树脂组合物,获得的结果在表4中给出。
(实施例3)
对于环化合物,使用C.I.颜料红208(Graphtol Red HF2B,由ClariantJapan K.K.生产)。比表面积为65m2/g,平均粒径为0.05μm。
与实施例1相同的方式,将成核剂与聚乳酸混合,这样按100质量份聚乳酸计包括0.5质量份成核剂。将该混合物加热并捏合(加热温度为160至180℃),然后造粒获得实施例2的模塑树脂组合物。
按与实施例1相同的方式获得树脂组合物,获得的结果在表4中给出。
(比较例1)
对于聚乳酸,使用上述H100J,并按照与上述实施例相同条件的生产方法,即将聚乳酸加热、捏合并造粒的方法,获得仅由聚乳酸组成的树脂组合物。按如上所述评估该树脂组合物,获得的结果在表4中给出。
(比较例2)
类似地,制备100质量份聚乳酸和0.5质量份硬脂酸钙(由Kanto Kagaku生产)的树脂组合物。按与上述相同的方式评估树脂组合物。获得的结果在表4中给出。
如表4所示,据说长链脂肪酸盐具有作为聚乳酸成核剂的效果。确保轻微改变聚酯的结晶率。
(比较例3)
类似地,制备包括100质量份聚乳酸和0.5质量份双(对甲基亚苄基)山梨醇(Gel All MD,由New Japan Chemical Co.,Ltd.生产)的树脂组合物。将该树脂组合物按与上述实施例相同的方式评估。获得的结果在表4中给出。
在相关领域中提出上述双(对甲基亚苄基)山梨醇作为成核剂。然而,在此时的一系列评估中,成核剂的效果非常低。
即使当成核剂的加入量为2重量份时,也不能实现突出的效果。
(比较例4)
将包括100重量份聚乳酸和20重量份滑石(LMS-200,由 Fuji TalcIndustrial Co.,Ltd.生产)的模塑树脂组合物加热并捏合,然后造粒获得模塑树脂组合物。将该树脂组合物按与上述实施例相同的方式评估。获得的结果在表4中给出。
[表4]
可生物降解树脂(质量份) | 加入的材料(质量份) | |||
实施例1 | 聚乳酸H100J | 100 | GraphtolBordeauxHF3R(PV32) | 0.5 |
实施例2 | 聚乳酸H100J | 100 | GraphtolCarmineHF4C(P.R.185) | 0.5 |
实施例3 | 聚乳酸H100J | 100 | Graphtol RedHF2B(P.R.208) | 0.5 |
比较例1 | 聚乳酸H100J | 100 | 无 | - |
比较例2 | 聚乳酸H100J | 100 | 硬脂酸钙 | 0.5 |
比较例3 | 聚乳酸H100J | 100 | 双(对甲基亚苄基)山梨醇 | 0.5 |
比较例4 | 聚乳酸H100J | 100 | 滑石 | 20 |
结晶率(%) | 结晶时间(秒) | |
实施例1 | 100 | 37 |
实施例2 | 79 | 54 |
实施例3 | 49 | 57 |
比较例1 | 7 | 237 |
比较例2 | 12 | 207 |
比较例3 | 7 | 212 |
比较例4 | 84 | 52 |
下面描述包括具有稠合偶氮结构的环化合物作为成核剂和能够具有晶体结构的聚酯的树脂组合物。
(实施例4)
在本实施例4中,对于形成模塑体的材料,将H100J聚乳酸(由MitsuiChemicals,Inc.生产)用作能够具有晶体结构的聚酯。该聚乳酸具有分子量200000。对于起到成核剂作用的稠合偶氮化合物,使用C.I.颜料红144(CROMOPHTAL Red BT,由Ciba Specialty Chemicals Corporation生产)。
首先,将聚乳酸粒料通过80℃的热空气干燥12小时。然后将聚乳酸珠粒和稠合偶氮化合物称重,如此按100重量份聚乳酸计包括0.5重量份成核剂,并通过混合器混合。接着,将该混合物用双螺杆挤出机(ZE-40A,由Berstorff生产)捏合。将混合的材料由卸料口卸出、捏合,然后自放空口脱气。下面描述捏合操作期间的条件。
螺杆直径:40mm
L/D:35.5
总长度:1340mm
线料冷却:水冷却
温度:在整个长度上设定平面至180℃,测量值为178℃至185℃。
螺杆转速:150rpm
主供料量:15或25kg/h
接着,将加热和捏合操作之后的树脂组合物切割并造粒,然后将粒料用热空气干燥,由此获得实施例4的模塑树脂组合物。
用如下所述的两种方法评估获得的模塑树脂组合物的结晶度。作为一种方法,获得的树脂组合物的结晶度按照日本专利申请特开平10-158369中公开的方法通过差式扫描量热(DSC)测量法评估。从粒料中切割出3-4mg样品并放在铝盘中。将该样品一次加热至200℃并以速率100℃/min冷却至0℃。然后,当温度以速率20℃/min升高时,进行测量。如下公式定义的结晶率通过在100℃附近结晶产生的热量和因在160℃附近熔化吸收的热量获得。
结晶率(%)=(1-结晶产生的热量/熔化吸热量)×100
作为另一方法,测量当温度以速率20℃/min下降时的结晶温度。即,将该样品一次加热至200℃并以速率20℃/min冷却至0℃,获得在120℃附近因结晶生热期间的峰温度。获得的结果在表5中给出相同。
(实施例5)
按与实施例4相同的方式,不同的是用C.I.颜料红166(CROMOPHTALScarlet RT,由Ciba Specialty Chemicals Corporation生产)作为稠合偶氮化合物,将成核剂与聚乳酸混合,如此按100重量份聚乳酸计包括0.5重量份成核剂,将该混合物加热并捏合,然后造粒获得实施例5的模塑树脂组合物。将该树脂组合物按与实施例4相同的方式评估,获得的结果在表5中给出。
(实施例6)
按与实施例4相同的方式,不同的是用C.I.颜料红214(CROMOPHTALRed BN,由Ciba Specialty Chemicals Corporation生产)作为稠合偶氮化合物,制备并评估树脂组合物。获得的结果在表5中给出。
(实施例7)
按与实施例4相同的方式,不同的是用C.I.颜料红242(PV Fast Scarlet4RF,由Clariant Japan K.K.生产)作为稠合偶氮化合物,制备并评估树脂组合物。获得的结果在表5中给出。
(实施例8)
按与实施例4相同的方式,不同的是用C.I.颜料棕23(CROMOPHTALBrown 5R,由Ciba Specialty Chemicals Corporation生产)作为稠合偶氮化合物,制备并评估树脂组合物。获得的结果在表5中给出。
(实施例9)
按与实施例4相同的方式,不同的是用C.I.颜料红262(Graphtol Red2BN,由Clariant Japan K.K.生产)作为稠合偶氮化合物,制备并评估树脂组合物。获得的结果在表5中给出。
(比较例5)
对于聚乳酸,使用上述H100J,并按照与上述实施例相同条件的生产方法,即将聚乳酸加热、捏合并造粒的方法,获得仅由聚乳酸组成的树脂组合物。按如上所述评估该树脂组合物,获得的结果在表5中给出。
(比较例6)
按与实施例4相同的方式,不同的是用0.5重量份硬脂酸钙(由KamoKagaku生产)代替稠合偶氮化合物,制备树脂组合物。将该树脂组合物按与实施例相同的方式评估,获得的结果在表5中给出。
(比较例7)
按与实施例4相同的方式,不同的是用25重量份滑石(LMS/200,由FujiTalc Industrial Co.,Ltd.生产)代替稠合偶氮化合物,制备树脂组合物。将该树脂组合物按与实施例相同的方式评估,获得的结果在表5中给出。
[表5]
聚酯(质量份) | 加入的材料(质量份) | |||
实施例4 | 聚乳酸H100J | 100 | CROMOPHTALRed BT(P.R.144) | 0.5 |
实施例5 | 聚乳酸H100J | 100 | CROMOPHTALScarlet RT(P.R.166) | 0.5 |
实施例6 | 聚乳酸H100J | 100 | CROMOPHTALRed BN(P.R.214) | 0.5 |
实施例7 | 聚乳酸H100J | 100 | PV Fast Scarlet4RF(P.R.242) | 0.5 |
实施例8 | 聚乳酸H100J | 100 | CROMOPHTALBrown 5R(P.B.23) | 0.5 |
实施例9 | 聚乳酸H100J | 100 | Graphtol Red2BN(P.R.262) | 0.5 |
比较例5 | 聚乳酸H100J | 100 | 无 | - |
比较例6 | 聚乳酸H100J | 100 | 硬脂酸钙 | 0.5 |
比较例7 | 聚乳酸H100J | 100 | 滑石 | 25 |
结晶率(%) | 结晶温度(℃) | |
实施例4 | 91 | 131.7 |
实施例5 | 84 | 127.0 |
实施例6 | 86 | 131.0 |
实施例7 | 84 | 133.7 |
实施例8 | 20 | 121.7 |
实施例9 | 87 | 129.7 |
比较例5 | 0 | 未观察到 |
比较例6 | 2 | 93.6 |
比较例7 | 49 | 109.6 |
从表5中显见,在其中树脂组合物包括上述稠合偶氮化合物或C.I.颜料红262的实施例4或实施例9中,改进了结晶率并且结晶温度在它们所有中是非常高的。
相反,在其中不包括显示成核剂作用的化合物的比较例5中,当在熔融状态下温度从200℃以20℃/min下降时未观察到DSC测量条件,即生热峰。确认该聚乳酸未结晶并且在聚乳酸保持无定形状态下硬化。精确而言,预期聚乳酸仅轻微结晶。然而,在该测量中,未检测到结晶。此外,据说长链脂肪酸盐具有聚乳酸成核剂的效果。在比较例6中,确实结晶率仅轻微改进。然而,结晶率低达2%。结晶温度也低。此外,在包括滑石的比较例7中,结晶率轻微改进并且结晶温度高于比较例5或比较例6,然而,它们未达到上述实施例的水平。
下面,解释生产本发明模塑体的方法。
在模塑本发明模塑体的方法中,用本发明上述树脂组合物模塑模塑体。
即,本发明模塑体通过加热任一上述树脂组合物并用该树脂组合物填充金属模具而形成。
在生产本发明模塑体的方法中,加热工艺可使用其中可加热并熔化上述树脂组合物的任一方法。对于用于加热工艺的加热装置,例如可使用加热器或其类似物。在该加热工艺中的加热温度通常为树脂组合物熔点+10至+50℃范围内的常规温度,优选为高于树脂组合物熔点约+1 5至+30℃的温度。熔点为通过差式扫描量热计(DSC)测量的温度。例如,从粒料中切割出3-4mg样品并放在铝盘中。将该样品一次加热至200℃并以速率50℃/min冷却至0℃。然后,当温度以速率20℃/min升高时,进行DSC测量,这样将获得的温度作为吸热峰,例如在160℃附近。
填充和保持树脂组合物的工艺可使用其中将金属模具用借助加热工艺熔融的树脂组合物填充并保持树脂组合物的任何方法。对于用于模塑树脂组合物的金属模具,可使用其温度可保持在树脂组合物结晶温度的-50至+30℃范围的温度下任一模具。金属模具类型不具体限于特定类型。金属模具的隔热装置可为公知的装置。对于绝热装置,可列举使用加热器和恒温器的装置。在本发明中,考虑到树脂组合物结晶和防止模塑体热变形,金属模具的绝热温度通常为树脂组合物结晶温度的-50至+30℃范围的温度。金属模具的绝热温度为约90至140℃。结晶温度为通过DSC测量的值。例如,从粒料中切割出3-4mg样品并放在铝盘中。将该样品一次加热至200℃并以速率20℃/min冷却至0℃。然后,当温度以速率20℃/min升高时,进行DSC测量,这样将获得的温度作为吸热峰,例如在120℃附近。
当树脂组合物由多种聚酯组成时,可在上述DSC测量方法中测量源于其的多个吸热峰和多个生热峰。在此情况下,测定的树脂组合物的熔点为源于聚酯中具有最高含量的主聚酯的吸热峰温。测量的结晶温度也为源于该主聚酯的生热峰温。
填充金属模具的熔融树脂组合物的温度高于其中用该树脂组合物填充金属模具的初始状态下的金属模具的绝热温度。然而,随着时间的推移,树脂组合物的温度接近绝热温度。对于填充装置,可使用通过其用熔融树脂组合物填充金属模具的任何装置。可使用公知的装置。例如可列举用于将熔融树脂组合物注入金属模具的装置。对于冷却装置,可使用通过其可冷却熔融树脂组合物的任一装置,并可使用公知的装置。可使用可冷却熔融树脂组合物的任何冷却装置。冷却时间不特别限于具体时间。熔融树脂组合物可快速冷却或逐渐冷却。冷却装置可为公知的装置。对于此装置,可列举辐射装置或使用水、冰水、干冰或液氮的装置。在本发明中,考虑到树脂组合物的结晶和生产率,填充和保持时间更优选为约10秒至4分钟,最优选约20秒至1分钟。在本发明中,一旦树脂组合物结晶度完全饱和,就将其从模塑体中取出。
根据本发明,熔融树脂组合物在金属模具中填充和保持工艺之后,当模塑体从金属模具中取出时,模塑体的温度优选低。对于降低模塑体温度的装置,例如可列举在金属模具打开时将冷空气吹入模塑体中的装置。将模塑体的温度按照如上所述降低,这样可改进模塑体的变形危险。
此外,对于生产本发明模塑体的方法,可使用公知的方法,如浇铸法、压塑法、转塑法、注塑法、挤塑法、吹胀法、压延法、吹塑法、真空法、层压法、喷附法、发泡法、对模法、SMC法等。在本发明中,当本发明的生产方法使用这些方法时,优选通过使用公知的模塑机图注塑机生产聚酯树脂组合物的模塑体。本发明的生产方法优选使用注塑法。
下面具体描述本发明的优选生产方法。
将本发明上述树脂组合物通过用公知的注塑机加热并在温度高于树脂组合物熔点约+15至+30℃的温度下熔化。将该熔融树脂组合物注入其温度保持在树脂组合物结晶温度的-50至+30℃范围的温度下的金属模具中。注入树脂组合物后,将压力按需要连续施加于金属模具中的熔融树脂上以补偿所谓的″凹痕″。然后,释放压力以使树脂组合物停留。树脂组合物的停留时间称为冷却时间。应理解,在树脂组合物保持时,来自该树脂的热被金属模具逐渐吸收并且树脂在金属模具中的温度逐渐下降。因此,可认为保持时间基本上包括在冷却时间中。这里,一般而言,将释放保持压力后的停留时间称为冷却时间。注塑速度、注塑压力、注塑时间、保持压力、保持时间等可根据使用的树脂组合物的种类和金属模具形式合适地设定。冷却时间一般为约1分钟或更短,优选为约20秒至1分钟。冷却时间可设定为以金属模具形式模塑的树脂基本上完全饱和结晶所需的时间。
在生产本发明方法中,树脂在模塑时结晶。然而,本发明不受此例子限制。
在描述本发明生产方法之前,下面描述相关技术的问题。在相关技术中,将金属模具的绝热温度设定为高于树脂Tg的温度。当将树脂注入金属模具中时,注塑的树脂的热被金属模具快速吸收,这样树脂很难流入金属模具中。因此,在模塑体中形成流痕。此外,当树脂在具有复杂形状金属模具中模塑时,需要增加栅门数以确保树脂填充该金属模具。如此,通过栅门数产生流道,并且树脂浪费较多。
另一方面,本发明方法中金属模具的温度高于相关技术的金属模具的温度。因此注入金属模具中的树脂吸收的热低于相关技术吸收的热,并且树脂在金属模具中的流动性高于相关技术的流动性。因此,几乎不会发生流痕或熔接问题。此外,可将相关技术中很多的栅门数减少。可大大降低因流道导致的浪费树脂。
通过使用本发明生产方法生产的聚酯树脂组合物的模塑体可用于各种用途。该模塑体的用途包括发电机、电动机、变压器、电流变换器、调压器、整流器、反相器、继电器、电源接触器、开关、断路器、刀形开关、多极棒、电部件柜、灯插座、各种终端板、电器部件如插头或功率模块、电子部件如传感器、LED灯、连接器、电阻器、继电器外壳、模塑体开关、线圈卷线轴、电容器、可变电容器外壳、光拾音器、振荡器、变压器、印刷电路板、调谐器、扬声器、扩音器、戴在头上的收话器、储存器如软盘(注册商标)或MO盘、模塑体马达、磁头基座、半导体、液晶、FDD客车、FDD底盘、打印机如喷墨打印机或热转换打印机、电动机刷夹持器、抛物形天、与个人计算机相关的部件、VTR部件、电视部件、电或电子器件如CD唱机、便携式音乐再现器件、电视机、摄像机或个人计算机的盒体或结构材料、家用或办公电器如部件熨斗、头发吹干机、电饭锅部件、微波炉部件、音响器件或声频器件部件如声频激光唱片(注册商标)或模塑体盘、照明部件、冰箱部件、空调部件、打字机部件或文字处理机部件、与办公计算机相关的部件、与电话相关的部件、与传真机相关的部件、与复印机相关的部件、与诸如清洗夹具这样的机械相关的部件、马达部件、记录器或打字机、光学器件如显微镜、双目镜、照相机、时钟、与精密仪器相关的部件、与机动车辆和车辆相关的部件如交流发电机终端、交流发电机连接器、IC调节器、日光电位计基座(a potentiometer base for a light dayer)、各种阀门如排气阀、与燃料相关的各种管子、和排气系统和空气吸入系统、空气吸入喷嘴通气管、吸入歧管、燃料泵、发动机冷却水接头、汽化器主体、汽化器定距片、排气传感器、冷却水传感器、油温传感器、刹车垫损耗传感器、节流阀位置传感器、曲柄位置传感器、空气流量计、刹车垫磨损传感器、空调恒温器基座、加热气流控制阀、散热器马达刷夹持器、水泵叶轮、涡轮机轮叶、与刮水器相关的部件、分布器、启动器开关、启动器继电器、输电线外壳(hamess)、窗户洗涤器喷嘴、空调仪表板开关板、与燃料相关的螺线管阀的线圈、保险丝连接器、角终端(horn terminal)、电部件的绝缘板、步进马达转子(stepmotor rotor)、灯插座、灯反光镜、灯罩、刹车活塞、螺线管卷线轴、发动机油过滤器、点火器盒、包装材料等。
该模塑体优选用作电或电子器件如电视或个人计算机的箱体单元,其中消耗了大量的模塑体。在电视或个人计算机的箱体单元使用后可生物降解并可丢弃。因此处理这些废弃物不需要消耗过多能量。
下面描述用上述本发明的树脂组合物生产模塑体的具体例子。
(实施例10)
<树脂组合物>
首先描述这里使用的树脂组合物。对于能够具有晶体结构的聚酯,将用作聚乳酸的H100J(由Mitsui Chemicals,Inc.生产)粉碎,并使用通过32目筛子的产品。
对于结晶成核剂,使用C.I.颜料黄110(CROMOPHTAL Yellow 2RLP,由Chiba Fine Chemical Co.,Ltd.生产)。比表面积为49m2/g。
按通过将结晶成核剂物料加入聚乳酸物料中获得的物料计,将99.5质量%聚乳酸和0.5质量%结晶成核剂混合。使用总重量12kg的混合物,将该混合物通过双螺杆挤出机在温度180℃下加热和捏合,由此获得珠粒。
树脂组合物的熔点为166℃,结晶温度为136℃。
<模塑>
接着将该树脂组合物用注塑机(F40,由Klockner生产)在如下条件下模塑。将料筒温度在喷嘴、前部分、中间部分和后部分的所有部分中都设定为200℃。对于金属模具,使用50×80×1.2mm平板金属模具。调节加热器的功率,以使金属模具的表面温度为100至103℃(通过接触温度仪器实际测量)。螺杆转速设定为70rpm,返压设定为0.5MPa。测量量设定为4至5秒。该装置的注塑速度设定为40%,相对于该装置的注塑速度最大设定值200%。注塑压力所得为45.2MPa(设定为16%,相对于该装置的最大压力100%)。注塑时间设定为3秒。保持压力设定为35MPa(设定为13%,相对于该装置的最大压力100%)。保持时间设定为2秒。压力保持后的冷却时间(停留时间)设定为60秒。循环时间为71秒。
当树脂在上述条件下模塑时,可获得肉眼看上去良好的平板。
<测量>
通过机加工从板的中心部分切出粘弹性试样。测量粘弹性模量并检测机械强度。
测量方法如下。
试片:50mm长×7mm宽×1mm厚
测量仪器:粘弹性分析仪RSA-II(由Rheometric Scientific FE,Ltd.生产)
测量几何学:双悬臂梁弯曲
频率:6.28(rad/s)
测量起始温度:0(℃)
测量终止温度:1 50(℃)
温度升高速率:5(℃/min)
变形:0.05(%)
拉伸弹性和弯曲弹性测量使用该测量方法。观察80℃附近的粘弹性模量,这样可理解是否促进结晶。
根据测量结果,如图3所示,粘弹性模量在温度超过60℃时和缓地降低,并且不下降。即,注意到模塑体的聚乳酸结晶完全饱和。
(实施例11)
下面描述实施例11的生产本发明模塑体的方法。
在实施例11中,将树脂组合物按与实施例10中描述的相同方式模塑,不同的是金属模具的温度设定为90℃。当在树脂组合物模塑后肉眼观察获得的模塑体时,注意到无形变的平板。该平板的粘弹性模量在温度超过60℃时仅轻微降低,如图3所示。因此,可认为树脂组合物基本完全饱和。
(实施例12)
下面描述实施例12的生产本发明模塑体的方法。
在实施例12中,将树脂组合物按与实施例11中描述的相同方式模塑,不同的是保持时间设定为5分钟。获得的模塑体的粘弹性模量在温度超过60℃时不下降,如图3所示。因此,可认为树脂组合物足够完全饱和。
(比较例8)
下面描述比较例8。
在比较例8中,将树脂组合物按与实施例10中描述的相同方式模塑,不同的是金属模具的温度设定为80℃。在树脂模塑后,在获得的模塑体上肉眼观察到数毫米变形。
工业实用性
如上所述,由于本发明树脂组合物结晶度高,因此该树脂组合物刚性和可模塑性优良。此外,该树脂组合物透明度优良,这样该树脂组合物可在宽范围内使用。进一步地,该树脂组合物丢弃后,树脂组合物在自然环境中分解。因此,考虑到全球大气,本发明是优选的。
此外,在本发明模塑体的生产方法中,由于当包括能够具有至少晶体结构的聚酯的树脂组合物模塑时树脂组合物在金属模具中结晶,因此与进行后处理的模塑体相比,获得的模塑体的生产效率大大改进。可获得基本上无变形和形变的高质量模塑体。
Claims (18)
2、根据权利要求1的树脂组合物,其中环化合物包括苯并咪唑酮结构。
4、根据权利要求1的树脂组合物,其中环化合物为C.I.颜料紫32、C.I.颜料红185或C.I.颜料红208。
5、根据权利要求1的树脂组合物,其环化合物为具有粒径超过0但不大于10μm的颗粒。
6、根据权利要求1的树脂组合物,其中能够具有晶体结构的聚酯为可生物降解聚酯。
7、根据权利要求6的树脂组合物,其中可生物降解聚酯为聚乳酸。
8、根据权利要求1的树脂组合物,其中树脂组合物形成模塑体。
9、根据权利要求1的树脂组合物,其中环化合物的比例为0.001至10质量份,相对于100质量份能够具有晶体结构的聚酯。
10、根据权利要求1的树脂组合物,其中将无机填料进一步加入树脂组合物中。
11、根据权利要求10的树脂组合物,其中无机填料为滑石。
12、根据权利要求10的树脂组合物,其中无机填料的比例为1至50质量份,相对于100质量份树脂组合物。
13、根据权利要求1的树脂组合物,其中进一步包括水解抑制剂。
14、根据权利要求13的树脂组合物,其中水解抑制剂包括具有碳化二亚胺基团的化合物。
15、根据权利要求1的树脂组合物,其中结晶率为40至100%。
16、根据权利要求1的树脂组合物,其中结晶时间在超过0至200秒范围内。
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