JP2004161783A

JP2004161783A - 熱可塑性樹脂組成物及び木質調成形品

Info

Publication number: JP2004161783A
Application number: JP2002325688A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kurino; 幸典栗野; Kenichi Iokura; 賢一五百藏
Original assignee: NOF Corp; Sekisui Life Tec Co Ltd
Current assignee: NOF Corp; Sekisui Life Tec Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】溶融時の流動性に優れることから容易に射出成形法により成形でき、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】射出成形法により成形することができる熱可塑性樹脂組成物であって、メルトインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以下のエチレン−プロピレンブロック共重合体１００重量部に対して、Ａ）木質繊維物質１０〜２００重量部、Ｂ）炭素数１６〜２２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有するアルケニル（メタ）アクリレート１０〜９０モル％と、下記式（１）で表される化合物９０〜１０モル％とを共重合してなる重量平均分子量３０００〜５０万の共重合体０．１〜４０重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物。
【化１】

式（１）中、ｎは、２〜５０の整数である。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融時の流動性に優れることから容易に射出成形法により成形でき、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する木質調成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木材は、木質調の風合いが好まれる以外に、資源の豊富さ、繰り返し生産ができるという優れた材料であることから、建築用資材、装飾材料、家庭用具として幅広く使用されている。しかし、これら木材製品の加工は、切る、彫る、削るといった方法により行われ、樹脂のように自由な大きさ、形に成形することができない。また、多湿環境下で使用すると、腐食して外観不良を引き起こし、商品価値が低下することがある。
【０００３】
一方、熱可塑性樹脂は、優れた機械的性質を備え、押出成形、射出成形、カレンダー成形、ブロー成形等の幅広い加工方法により自由な形に成形できるので、ボトル、薬品・灯油等のタンク類、自動車の内外装品、接着剤、医療器具、電機分野等における工業部品、パイプ、電線被覆材、床材、壁紙、農業用ビニル、ホース、チューブ、建材、食品包装材等に幅広く使用されている。このように機械的強度が大きく、成形加工の容易な熱可塑性樹脂が、木質風合いを持つことができれば、建築用資材、装飾材料として更に幅広い用途に展開できる。
【０００４】
これに対して、樹脂に木目調印刷を施すことが試みられている。例えば、特許文献１には、透明性のインキで木目柄を印刷した透明性の熱可塑性樹脂フィルムを木質基材上に重ねて加熱加圧し、木質感に富む化粧材を安価に製造する方法が開示されており、特許文献２には、透明なフィルム又は透明な紙に透明なインキで木目柄を施し、このフィルムをパール顔料入りの接着剤で積層して、天然の突板に近い木質感を出す方法が開示されている。しかし、これらの方法では、視覚的に木質調の熱可塑性樹脂を得ることができるが、木質調の風合い、肌触りを出すことができなかった。
【０００５】
このような問題を解決するため、木粉、パルプ、紙等の木質繊維物質を熱可塑性樹脂に配合する方法が検討されている。具体的には、特許文献３に、１５０メッシユより細かくした乾燥木粉を熱可塑性樹脂に添加する方法が開示されており、特許文献４に、植物繊維粉体を含む塩化ビニル系樹脂成形体を木用着色剤、塗料剤で加飾することにより、天然の木質材料により近い風合いを出す方法が開示されている。
【０００６】
このように熱可塑性樹脂に木質繊維物質を配合すると、天然の木質調風合い、肌触りを出すことが可能となる。しかし、木質繊維物質が親水性であり、熱可塑性樹脂が非親水性であることから、木質繊維物質と熱可塑性樹脂とは相溶性が悪く混ざりにくいので、熱可塑性樹脂の引っ張り強度、衝撃強度等の機械的強度が低下するという問題があった。このため、従来、木質繊維物質入り熱可塑性樹脂は、強度があまり要求されない用途に限られて使用されてきた。
【０００７】
そこで、機械的強度を向上するため、特許文献５には、木質繊維物質入り塩化ビニル系樹脂に固体又は非固体のノボラックフェノールホルムアルデヒド樹脂を配合する方法が提案されており、特許文献６及び特許文献７には、木質繊維物質入り塩化ビニル系樹脂にマイカ等の無機充填剤と塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はＡＢＳ樹脂を配合する方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら、木質繊維物質を含有する熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂自体よりも溶融時の流動性が低下してしまい、射出成形が困難になるため、複雑な形状の成形体を大量生産するのに用いることができないという問題があった。特に機械的強度を向上しようとすると、分子量が大きく溶融時の流動性の低い熱可塑性樹脂を使用する必要があるため、木質繊維物質を含有する熱可塑性樹脂組成物の溶融時の流動性は更に低下してしまう。そこで、溶融時の流動性に優れ、容易に射出成形法により成形でき、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物が求められていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５３−１６０７２号公報
【特許文献２】
特開平４−２１２８５２号公報
【特許文献３】
特開昭５８−２０４０４９号公報
【特許文献４】
特開昭６３−２３６５７５号公報
【特許文献５】
特開昭６０−１１０７４３号公報
【特許文献６】
特開昭６０−１９２７４６号公報
【特許文献７】
特開昭６０−１９２７４７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、溶融時の流動性に優れることから容易に射出成形法により成形でき、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する木質調成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、射出成形法により成形することができる熱可塑性樹脂組成物であって、メルトフローレートが５ｇ／１０ｍｉｎ以下のエチレン−プロピレンブロック共重合体１００重量部に対して、Ａ）木質繊維物質１０〜２００重量部、Ｂ）炭素数１６〜２２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有するアルケニル（メタ）アクリレート１０〜９０モル％と、下記式（１）で表される化合物９０〜１０モル％とを共重合してなる重量平均分子量３０００〜５０万の共重合体０．１〜４０重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物である。
【００１２】
【化２】

【００１３】
式（１）中、ｎは、２〜５０の整数である。
以下に本発明を詳述する。
【００１４】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形法により成形することができる。これにより、複雑な形状の成形体であっても本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いて大量生産することができる。
【００１５】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、エチレン−プロピレンブロック共重合体を含有する。エチレン−プロピレンブロック共重合体を用いれば、エチレンやプロピレン等の単独重合体を用いた場合に比べ、耐衝撃性に優れた木質調成形品を得ることができる。
上記エチレン−プロピレンブロック共重合体は、重量平均分子量が大きいことが好ましい。上記重量平均分子量が大きいと、本発明の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる木質調成形品の耐衝撃性は優れたものとなる。ただし、通常は、重量平均分子量が大きいと、メルトフローレート、すなわち溶融時の流動性が低下し、木質繊維物質が混合されると更に低下して射出成形が困難となる。しかし、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、後述する炭素数１６〜２２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有するアルケニル（メタ）アクリレート１０〜９０モル％と、式（１）で表される化合物９０〜１０モル％とを共重合してなる重量平均分子量３０００〜５０万の共重合体を含有することにより、低メルトフローレートの樹脂と木質繊維物質とを含有していても溶融時の流動性に優れ、射出成形法により成形できる。そこで、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、木質調成形品の耐衝撃性を優れたものとするために、メルトフローレートが５ｇ／１０ｍｉｎ以下のエチレン−プロピレンブロック共重合体を含有する。
なお、上記メルトフローレートは、ＪＩＳＫ７２１０「熱可塑性プラスチックの流れ試験方法」に基づいて、試験温度２３０℃、試験荷重２１．１８Ｎの条件で測定することができる。
【００１６】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、木質繊維物質を含有する。木質繊維物質を含有することにより、本発明の熱可塑性樹脂組成物を用いれば、木質調風合い、肌触りを有する成形品を得ることができる。
上記木質繊維物質としては特に限定されず、例えば、木、パルプ、紙等の木材又は植物繊維の加工品等が挙げられる。
上記木質繊維物質の平均粒子径の好ましい下限は０．０００５ｍｍ、好ましい上限は５ｍｍである。０．０００５ｍｍ未満であると、取り扱い性や混合性が悪いことがあり、５ｍｍを超えると、本発明の熱可塑性樹脂組成物を射出成形法により成形してなる木質調成形品の機械的強度が低下することがある。
上記木質繊維物質は、１０５℃で３時間乾燥した後の乾燥減量が１０重量％以下であることが好ましい。１０重量％を超えると、木質繊維物質中の水分量が多く、本発明の熱可塑性樹脂組成物を射出成形法により成形してなる木質調成形品中に気泡が発生し、強度が低下したり、外観を損ねたりすることがある。
【００１７】
上記木質繊維物質の配合量の下限は、上記エチレン−プロピレンブロック共重合体１００重量部に対して１０重量部、上限は２００重量部である。１０重量部未満であると、木質調風合いが出ず、２００重量部を超えると、本発明の熱可塑性樹脂組成物を射出成形法により成形してなる木質調成形品の機械的強度が低下する。
【００１８】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、炭素数１６〜２２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有するアルケニル（メタ）アクリレート１０〜９０モル％と、下記式（１）で表される化合物９０〜１０モル％とを共重合してなる共重合体を含有する。
【００１９】
【化３】

【００２０】
式（１）中、ｎは、２〜５０の整数である。ｎがこの範囲であると、エチレン−プロピレンブロック共重合体と木質繊維物質との相溶性を効果的に高め、本発明の熱可塑性樹脂組成物から得られる木質調成形品の機械的強度を効果的に高めることができる。ｎの好ましい下限は４、好ましい上限は２０である。
【００２１】
上記共重合体は、上記熱可塑性樹脂との親和性の高いアルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートに由来する疎水性セグメントと、上記木質繊維物質との親和性の高い上記式（１）で表される化合物に由来する親水性セグメントとを有することから、エチレン−プロピレンブロック共重合体と木質繊維物質との相溶性を高め、本発明の熱可塑性樹脂組成物から得られる木質調成形品の機械的強度を高めることができる。更に、上記共重合体は、エチレン−プロピレンブロック共重合体と木質繊維物質との相溶性を高めるとともに１２０℃程度の比較的低温で液化することから、本発明の熱可塑性樹脂組成物の溶融時の流動性を高め、射出成形を可能にすることができる。
【００２２】
上記アルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートは、炭素数１６〜２２のアルキル基又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有する。上記アルキル基又はアルケニル基の炭素数がこの範囲であると、エチレン−プロピレンブロック共重合体と木質繊維物質との相溶性を効果的に高め、本発明の熱可塑性樹脂組成物から得られる木質調成形品の機械的強度を効果的に高めることができる。
上記アルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートとしては特に限定されず、例えば、パルミチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、オレイル（メタ）アクリレート、リノレイル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、メタクリレート又はアクリレートを意味する。
【００２３】
上記共重合体におけるアルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートの単量体比率の下限は１０モル％、上限は９０モル％であり、上記式（１）で表される化合物の単量体比率の下限は１０モル％、上限は９０モル％である。上記アルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートの単量体比率が１０モル％未満であり、上記式（１）で表される化合物の単量体比率が９０モル％を超えると、熱可塑性樹脂との相溶性が不足し、本発明の熱可塑性樹脂組成物から得られる木質調成形品の機械的強度が不足することとなる。上記アルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートの単量体比率が９０モル％を超え、上記式（１）で表される化合物の単量体比率が１０モル％未満であると、木質繊維物質との相溶性が不足し、本発明の熱可塑性樹脂組成物から得られる木質調成形品の機械的強度が不足することとなる。
【００２４】
上記共重合体の重量平均分子量の下限は３０００、上限は５０万である。この範囲であれば、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、溶融時の流動性に優れ、容易に射出成形法により成形でき、かつ、本発明の熱可塑性樹脂組成物から得られる木質調成形品は、充分な機械的強度を有する。好ましい下限は５０００、好ましい上限は３０万である。
【００２５】
上記共重合体の配合量の下限は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１重量部、上限は４０重量部である。０．１重量部未満であると、相溶化剤としての効果が得られず、４０重量部を超えると、本発明の熱可塑性樹脂組成物の熱安定性が低下する。好ましい下限は０．５重量部、好ましい上限は１０重量部である。
【００２６】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、本発明の特徴を損なわない範囲内で、ステアリン酸等の高級脂肪酸、ステアリルアルコール等の高級アルコール、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、モンタン酸ワックス等のワックス類、ステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド類等の滑剤；ステアリン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸類、ジオクチル錫マレエート、ジオクチル錫メルカプタイド等の錫化合物、ジフェニルモノデシルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト等のホスファイト化合物、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、ハイドロタルサイト、酸化チタン等の充填剤；ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等のポリオール類、ジベンゾイルメタン等のβジケトン化合物、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油、グリシジル（メタ）アクリレート含有ポリマー等のエポキシ化合物、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート等の可塑剤；顔料；酸化防止剤；帯電防止剤；難燃剤；紫外線吸収剤；抗菌剤等を含有していてもよい。
【００２７】
本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造する方法としては配合する各成分を混合して木質繊維物質を均一に分散することができれば特に限定されないが、上記エチレン−プロピレンブロック共重合体、及び、アルキル（メタ）アクリレート又はアルケニル（メタ）アクリレートと上記式（１）で表される化合物とを共重合して得られる共重合体が溶融し得る適度な加熱条件下で各成分を混合する方法等が好ましい。
【００２８】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記炭素数１６〜２２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有するアルケニル（メタ）アクリレート１０〜９０モル％と、上記式（１）で表される化合物９０〜１０モル％とを共重合して得られる重量平均分子量３０００〜５０万の共重合体を含有することにより、メルトフローレートが５ｇ／１０ｍｉｎ以下のエチレン−プロピレンブロック共重合体と木質繊維物質とを含有していても、溶融時の流動性に優れ、容易に射出成形法により成形でき、かつ、上記エチレン−プロピレンブロック共重合体と木質繊維物質とを均一な混合状態にすることができるので、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する成形品を得ることができる。
【００２９】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形法により成形することにより任意の形状の木質調成形品とすることができる。このような本発明の熱可塑性樹脂組成物を射出成形法により成形してなる木質調成形品もまた本発明の１つである。
本発明の木質調成形品としては特に限定されず、例えば、風呂椅子、風呂桶、石鹸箱等の浴室用品；屑籠等の清掃用品；収納ケース等の収納用品；台所用品等の日用品、介護用品、住宅部材、ＯＡハウジング、コンテナ、車両用部材、電気製品部材、ボトル、薬品・灯油等のタンク類、医療器具、継ぎ手パイプ等が挙げられる。
本発明の木質調成形品は、射出成形法により成形できることから複雑な形状とすることができ、大量生産が可能であり、かつ、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
メルトフローレートが４ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体１００重量部、木質繊維物質１００重量部、及び、共重合体Ｘ１０重量部を６５ｍｍ二軸押出機を用い、１８０℃で熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを作製した。得られたペレットを用いて、１８０℃で射出成形を行い、板状木質調成形品を作製した。
なお、木質繊維物質は、材質が桧、平均粒子径が１ｍｍ、乾燥残分が９０．５重量％であった。また、共重合体Ｘは、表１に示した単量体、単量体比率及び重量平均分子量を有するものであった。
【００３２】
（比較例１〜４）
配合組成を表２に示したように変更したこと以外は実施例１と同様にして、板状木質調成形品を作製した。
なお、比較例１では、熱可塑性樹脂組成物の成形性が悪かったため、板状木質調成形品の一部に欠け等の不良がみられ、歩留りが悪かった。また、共重合体Ｙは、表１に示した単量体、単量体比率及び重量平均分子量を有するものであった。
【００３３】
【表１】

【００３４】
（評価）
実施例１及び比較例１〜３で作製した各板状木質調成形品について、以下の方法により、メルトフローレート、アイゾット衝撃値及び木質感を測定し、結果を表２に示した。
【００３５】
＜メルトフローレートの測定＞
メルトフローレート（以下、ＭＦＲともいう）は、ＪＩＳＫ７２１０「熱可塑性プラスチックの流れ試験方法」に基づいて、試験温度２３０℃、試験荷重２１．１８Ｎの条件で測定した。
【００３６】
＜アイゾット衝撃値の測定＞
アイゾット衝撃値は、ＪＩＳＫ７１１０「硬質プラスチックのアイゾット衝撃試験方法」に基づいて測定した。
【００３７】
【表２】

【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融時の流動性に優れることから容易に射出成形法により成形でき、優れた機械的強度及び木質調風合いを有する木質調成形品を得ることができる熱可塑性樹脂組成物を提供することができる。

Claims

射出成形法により成形することができる熱可塑性樹脂組成物であって、
メルトフローレートが５ｇ／１０ｍｉｎ以下のエチレン−プロピレンブロック共重合体１００重量部に対して、
Ａ）木質繊維物質１０〜２００重量部、
Ｂ）炭素数１６〜２２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート又は炭素数１６〜２２のアルケニル基を有するアルケニル（メタ）アクリレート１０〜９０モル％と、下記式（１）で表される化合物９０〜１０モル％とを共重合してなる重量平均分子量３０００〜５０万の共重合体０．１〜４０重量部を含有する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。

式（１）中、ｎは、２〜５０の整数である。
請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物を射出成形法により成形してなることを特徴とする木質調成形品。