JP2006183009A - セルロースエステル系樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 異臭(特に、酢酸などの有機酸臭)を高いレベルで低減でき、環境的な負荷が小さく、種々の物性(機械的強度、耐衝撃性などの機械的特性や、難燃性、耐熱性などの化学的特性)のバランスに優れた樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 可塑化されたセルロースエステルおよびカルボジイミド化合物で樹脂組成物を構成する。可塑化されたセルロースエステルは、平均置換度が、2.7以下のセルロースエステルと、リン酸エステルなどの可塑剤とで構成してもよい。前記カルボジイミド化合物の割合は、セルロースエステル100重量部に対して、例えば、0.05〜5重量部程度であってもよい。
【選択図】 なし
【解決手段】 可塑化されたセルロースエステルおよびカルボジイミド化合物で樹脂組成物を構成する。可塑化されたセルロースエステルは、平均置換度が、2.7以下のセルロースエステルと、リン酸エステルなどの可塑剤とで構成してもよい。前記カルボジイミド化合物の割合は、セルロースエステル100重量部に対して、例えば、0.05〜5重量部程度であってもよい。
【選択図】 なし
Description
本発明は、生物由来の材料を出発原料とし、再生可能な材料であるセルロースエステル系樹脂組成物、この組成物で形成された成形品、およびセルロースエステルの消臭方法に関する。
ポリエステルやポリアミド、ポリカーボネートなどのプラスチックは、パーソナルコンピュータなどのオフィス・オートメーション(OA)機器、テレビや冷蔵庫などの家電製品、容器やパッケージなどの包装材、壁材や床材などの建築資材、自動車などの輸送車両などを構成する材料として広く使用され、大量消費されている。前記プラスチックは成形性や生産性、機械的特性に優れるものの、例えば、廃棄や焼却による有毒ガスの発生などにより、環境に負荷を与える場合がある。
そこで、天然素材系のセルロースや澱粉主体のプラスチックや、ポリ乳酸やカプロラクトン系共重合体などの生分解性プラスチックの使用が検討されている。しかし、これらの生分解性プラスチックは、成形性、生産性、耐熱性などが低い。例えば、ポリ乳酸は結晶化速度が著しく遅く、成形サイクルが長くなり、射出成形には不適である。また、ポリ乳酸及びカプロラクトン系共重合体ともに、薄肉で射出成形すると、バリが発生し易い。このような欠点を克服する天然素材系プラスチックとしては、セルロース誘導体(例えば、低置換度セルロースエステルなど)が提案されている。
このようなセルロース誘導体(例えば、脂肪酸セルロースエステル)材料は、そのままでは熱的安定性に欠き、射出成形などに適用すると、変色が生じたり、脂肪酸が脱離又は遊離して、この脂肪酸の臭気の発生が問題になる。そのため、このような問題に対して、これまで、種々の安定化剤処方が提案されている。
例えば、特許第2533764号公報(特許文献1)には、脂肪酸セルロースエステル100重量部に対して、弱有機酸0.001〜0.05重量部、特定のチオエーテル化合物0.05〜1重量部、亜リン酸エステル化合物0〜1重量部、エポキシ化合物0〜5重量部を配合してなる脂肪酸エステル系樹脂組成物が開示されている。
また、特開平10−306175号公報(特許文献2)には、脂肪酸セルロースエステル100重量部に対して、融点が常温を超える亜リン酸エステル化合物0.05〜1重量部、弱有機酸0.001〜0.05重量部、チオエーテル化合物0.05〜1重量部、エポキシ化合物5重量部以下を配合してなる脂肪酸セルロースエステル系樹脂組成物が開示されている。この文献には、前記樹脂組成物により、加熱時における着色防止性を改善し、しかも、臭気を低減できることが記載されている。
しかし、これらの文献に開示されている安定化剤を用いても、脂肪酸(酢酸など)による臭気を充分に低減できず、用いるセルロースエステル(酢酸セルロースなど)の種類や、添加剤・充填剤の種類によっては、脂肪酸(酢酸など)の遊離とその臭気を抑制することが困難である。特に、このような脂肪酸(特に酢酸)による臭気は、前記樹脂組成物を、家電製品の筐体又はハウジングなどの成形品に用いる場合には、成形品として大きな問題となる。
一方、樹脂に消臭性成分(脱臭成分)を添加する試みも報告されている。例えば、特開平10−279817号公報(特許文献3)には、特定の消臭性成分を含む消臭性樹脂組成物が開示されている。この文献には、酢酸、吉草酸、酪酸などの低級脂肪酸に対する消臭性成分として、特定の4価金属リン酸塩や、ハイドロタルサイト化合物又はその焼成物、水和酸化ジルコニウム、酸化ジルコニウムなどが使用できることが記載されている。また、この文献には、前記樹脂組成物を構成する具体的な樹脂として、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、メラミン樹脂、ユリア樹脂、四ふっ化エチレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂、天然ゴム、シリコーンゴム、SBR、CR、EPM、FPM、NBR、CSM、BR、IR、IIR、ウレタンゴム、アクリルゴムなどの合成ゴムを例示している。
また、特開平7−310005号公報(特許文献4)には、生分解性プラスチックに脱臭剤を添加した無臭生分解性プラスチックが開示されている。この文献には、生分解性プラスチックとして、ポリヒドロキシブチレートやその重合体などの微生物により生産されたプラスチック、セルロースやアミロースなどの天然高分子を化学修飾したプラスチック、石油化学系原料から合成されたポリエステル系共重合体などを例示している。また、この文献には、脱臭剤として、活性炭、活性白土、酸性白土、天然ゼオライト、合成疎水性ゼオライト、親水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライト、シリカなどの多孔性活性物質、酸化チタン、フタロシアニン系人工酵素などの触媒物質などを使用できることが記載されている。
さらに、特開2003−128798号公報(特許文献5)には、生分解性樹脂を含む成形材料からなる樹脂成形品であって、成形材料が0.5〜30重量%の臭気物質吸着剤を含む生分解性樹脂成形品が開示されている。この文献には、生分解性樹脂として、ポリ乳酸、変性デンプン樹脂、ポリカプロラクトン、β−ヒドロキシ酪酸とβ−ヒドロキシ吉草酸の共重合ポリエステル、酢酸セルロース・酢酸グリセリン、ポリヒドロキシ酢酸、ポリビニルアルコール、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、ポリエチレンサクシネート、ポリエステルアミドなどが例示している。また、この文献には、臭気物質吸着剤として、木炭、竹炭、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、珪藻土、白土、麦飯石、モンモリロナイト、活性アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、水酸化鉄などの金属酸化物、水酸アパタイト、リン酸ジルコニウム、硫酸第一鉄、酸化亜鉛、炭酸亜鉛などを使用できることが記載されている。
しかし、生分解性樹脂に、これらの文献に記載の消臭性成分(脱臭剤)を添加しても、未だ、脂肪酸(酢酸など)による臭気を充分に低減できない。
特許第2533764号公報(請求項1)
特開平10−306175号公報(請求項3、段落番号[0008])
特開平10−279817号公報(請求項1、段落番号[0021])
特開平7−310005号公報(請求項1、段落番号[0005][0006][0007])
特開2003−128798号公報(請求項1、段落番号[0011][0012])
従って、本発明の目的は、異臭(特に、酢酸などの有機酸臭)を高いレベルで低減でき、かつ環境的な負荷が小さい樹脂組成物及びその成形品を提供することにある。
本発明の他の目的は、異臭の発生が少なく、種々の物性(機械的強度、耐衝撃性などの機械的特性や、難燃性、耐熱性などの化学的特性)のバランスに優れたセルロースエステル系樹脂組成物及びその成形品を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、成形過程および成形後において、セルロースエステルからの異臭(特に、酢酸などの有機酸臭)の発生を著しく抑制できるとともに、成形性に優れたセルロースエステル系樹脂組成物及びその成形品を提供することにある。
本発明の別の目的は、セルロールエステル(又は樹脂組成物)からの異臭(特に、酢酸などの有機酸臭)の発生を抑制する方法を提供することにある。
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、可塑化されたセルロースエステル(特に、酢酸セルロースなどのセルロースエステルと可塑剤との組成物)に、カルボジイミド化合物を配合(添加)することにより、異臭(酢酸などの有機酸臭)が著しく少ないセルロースエステル系樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の樹脂組成物(セルロースエステル系樹脂組成物、セルロース系樹脂組成物)は、可塑化されたセルロースエステルおよびカルボジイミド化合物で構成されている。前記可塑化されたセルロースエステルは、セルロースエステルと可塑剤とで構成されていてもよい。前記セルロースエステルの平均置換度は、通常、2.7以下(例えば、1.7〜2.7程度)であってもよい。前記可塑剤は、リン酸エステル(特に芳香族リン酸エステル)で構成されていてもよく、例えば、リン酸エステルと縮合型リン酸エステルとで構成してもよい。
前記カルボジイミド化合物は、分子内に少なくとも1つのカルボジイミド基(−N=C=N−)を有する化合物であればよく、例えば、脂肪族モノカルボジイミド類、脂環族モノカルボジイミド類、芳香族モノカルボジイミド類、脂肪族ポリカルボジイミド類、脂環族ポリカルボジイミド類、および芳香族ポリカルボジイミド類から選択された少なくとも1種であってもよい。前記カルボジイミド化合物の割合は、セルロースエステル100重量部に対して、例えば、0.05〜5重量部程度であってもよい。
本発明の樹脂組成物は、さらに、充填剤を含んでいてもよく、このような充填剤は、繊維状充填剤、板状充填剤及び粉粒状充填剤から選択された少なくとも一種であってもよい。このような充填剤は、タルク、マイカ、ウォラストナイト及び窒化ホウ素から選択された少なくとも一種であり、かつ平均粒径(又は平均繊維径)5μm以下であってもよい。前記樹脂組成物が充填剤を含む場合、可塑剤と充填剤との割合(重量比)は、前者/後者=95/5〜30/70程度であってもよい。
前記樹脂組成物は、安定性(消臭能力)を高めるため、さらに、エポキシ化合物を含んでいてもよい。また、前記樹脂組成物は、さらに、有機酸、チオエーテル系化合物、および亜リン酸エステルから選択された少なくとも1種の安定化剤を含んでいてもよい。
本発明の樹脂組成物は、高温での溶融工程を含む成形方法に好適に利用でき、例えば、射出成形に用いてもよい。本発明には、前記樹脂組成物で形成された成形品も含まれる。また、本発明は、可塑化されたセルロースエステルに、カルボジイミド化合物を添加して、可塑化されたセルロースエステル(セルロースエステル樹脂組成物、その成形品を含む)を消臭(および脱臭)する方法も含む。
本発明の樹脂組成物(およびその成形品)では、可塑化されたセルロースエステル(特に、酢酸セルロースなどのセルロースエステルと可塑剤との組成物)とカルボジイミド化合物とを組み合わせるため、異臭(特に、酢酸などの有機酸臭)を高いレベルで低減できるとともに、植物由来の環境適合性樹脂であって、かつ一定の生分解性を有するセルロースエステルを使用するため、環境的な負荷が小さい。また、本発明の樹脂組成物は、異臭の発生が少なく、種々の物性(機械的強度、耐衝撃性などの機械的特性、難燃性、耐熱性などの化学的特性など)のバランスにも優れている。さらに、本発明の樹脂組成物は、成形過程(又は加工時)および成形後(又は使用時)において、セルロースエステルからの異臭(特に、酢酸などの有機酸臭)の発生を著しく抑制できるとともに、流動性、剛性及び寸法精度に優れているため、成形性にも優れている。そのため、本発明の樹脂組成物は、高温での溶融工程を含む射出成形などの成形方法であっても適用可能である。このような樹脂組成物は、家電製品やOA機器の筐体などのように、剛性、難燃性及び寸法精度が良好で、このような特性が必要とされる分野に特に適している。
本発明の樹脂組成物は、可塑化されたセルロースエステルおよびカルボジイミド化合物で構成されている。
[可塑化されたセルロースエステル]
可塑化されたセルロースエステル(以下、単にセルロースエステルということがある)において、セルロースエステルとしては、例えば、セルロース有機酸エステル[セルロースアセテート(酢酸セルロース)、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースC2-6カルボン酸エステル]、前記有機酸エステルの誘導体(ポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテートなどのグラフト体など)、セルロース有機酸エステル・エーテル類(アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルプロピルセルロースなどのC2-6アシルセルロースC1-6アルキルエーテル、アセチルヒドロキシエチルセルロース、アセチルヒドロキシプロピルセルロースなどのC2-6アシルセルロースヒドロキシC2-6アルキルエーテルなど)、セルロース無機酸エステル(硝酸セルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロースなど)、セルロース有機酸・無機酸混合エステル(硝酸酢酸セルロースなど)などが挙げられる。これらのセルロースエステルは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
可塑化されたセルロースエステル(以下、単にセルロースエステルということがある)において、セルロースエステルとしては、例えば、セルロース有機酸エステル[セルロースアセテート(酢酸セルロース)、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースC2-6カルボン酸エステル]、前記有機酸エステルの誘導体(ポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテートなどのグラフト体など)、セルロース有機酸エステル・エーテル類(アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルプロピルセルロースなどのC2-6アシルセルロースC1-6アルキルエーテル、アセチルヒドロキシエチルセルロース、アセチルヒドロキシプロピルセルロースなどのC2-6アシルセルロースヒドロキシC2-6アルキルエーテルなど)、セルロース無機酸エステル(硝酸セルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロースなど)、セルロース有機酸・無機酸混合エステル(硝酸酢酸セルロースなど)などが挙げられる。これらのセルロースエステルは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらのセルロースエステルのうち、セルロース有機酸エステル、特に酢酸セルロース(又はセルロースアセテート)が好ましい。
セルロースエステル(例えば、酢酸セルロース)において、成形性及び機械的特性の点から、置換基(アシル基)の平均置換度は、通常、2.7以下である場合が多く、好ましくは1.7〜2.7、さらに好ましくは1.8〜2.6(特に2〜2.5)程度であってもよい。生分解性の点からは、セルロースエステルの平均置換度は、例えば、1.7〜2.5、好ましくは1.8〜2.4、さらに好ましくは1.9〜2.3(特に2〜2.2)程度であってもよい。
セルロースエステルの重合度は、特に制限されず、粘度平均重合度100〜1000、好ましくは100〜500、さらに好ましくは200〜500(特に200〜400)程度であってもよい。
可塑化されたセルロースエステルとしては、(i)可塑剤を含むセルロースエステル(又は可塑剤とセルロールエステルとで構成された組成物、外部可塑化セルロースエステル)、(ii)セルロースエステルを化学修飾、共重合、グラフト重合などにより可塑化したセルロースエステル(内部可塑化セルロースエステル)などが挙げられる。
なお、内部可塑化セルロールエステル(ii)において、化学修飾する方法としては、セルロースエステル(例えば、酢酸セルロース)に、軟質成分として、長鎖アシル基(例えば、炭素数5以上のアシル基)を導入する方法などが挙げられる。また、内部可塑化セルロースエステルにおいて、グラフト重合により可塑化する方法としては、セルロースエステル(例えば、酢酸セルロース)に、ラクトン(ε−カプロラクトンなど)などを重合(グラフト重合)させて可塑化する方法(例えば、特開昭59−86621号公報、特開昭60−188401号公報、特開昭60−212422号公報、特開昭61−37814号公報、特開平11−255870号公報などに記載の方法)などが挙げられる。
本発明では、通常、可塑化されたセルロースエステルとして、可塑剤を含むセルロースエステルを使用する場合が多い。すなわち、本発明では、可塑化されたセルロースエステル(以下、単にセルロールエステルということがある)を、通常、セルロースエステル(内部可塑化セルロースエステルを含む)と可塑剤とで構成する場合が多い。
なお、前記樹脂組成物は、樹脂として少なくともセルロースエステルを含んでいればよく、樹脂としてセルロースエステルのみを含んでいてもよく、他の樹脂を含んでいてもよい。
[可塑剤]
前記のように、外部可塑化したセルロースエステルを使用する場合、前記樹脂組成物は可塑剤を含む。
前記のように、外部可塑化したセルロースエステルを使用する場合、前記樹脂組成物は可塑剤を含む。
可塑剤としては、例えば、リン酸エステル{脂肪族リン酸エステル[リン酸トリアルキルエステル(リン酸トリエチル、リン酸トリブチルなどのリン酸トリC1-12アルキルエステル)、リン酸トリアルコキシアルキルエステル(例えば、リン酸トリブトキシエチルなどのリン酸トリC1-6アルコキシC1-12アルキルエステル)など]、芳香族リン酸エステル[リン酸アルキルジアリールエステル(例えば、リン酸オクチルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニルなどのリン酸C1-20アルキル−ジC6-15アリールエステル、好ましくはリン酸C1-12アルキル−ジC6-10アリールエステル)、リン酸トリアリールエステル(例えば、リン酸トリフェニル(TPP)、リン酸トリクレジル(TCP)、リン酸トリ(イソプロピルフェニル)、リン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸クレジル−2,6−ジ(キシレニル)などのリン酸トリC6-15アリールエステル、好ましくはリン酸トリC6-10アリールエステルなど)など]、縮合リン酸エステルなど}、芳香族カルボン酸エステル[フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル(DEHP)などのフタル酸ジC1-12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、フタル酸ブチルベンジルなどのフタル酸C1-12アルキル・アリール−C1-3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、トリメリット酸トリメチル、トリメリット酸トリエチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ2−エチルヘキシル(TOTM)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アルキルエステルなど]、脂肪酸エステル[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(BXA)などのアジピン酸エステル、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などのセバシン酸エステルなどのC6-12ジカルボン酸C1-12アルキルエステル、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチルなど]、多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど)の低級脂肪酸エステル[トリアセチン(TA)、ジグリセリンテトラアセテートなど]、グリコールエステル(ジプロピレングリコールジベンゾエートなど)、クエン酸エステル[クエン酸アセチルトリブチル(OACTB)など]、アミド類[N−ブチルベンゼンスルホンアミド(BM−4)など]、エステルオリゴマー(カプロラクトンオリゴマーなど)などを含んでいてもよい。これらの可塑剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの可塑剤のうち、リン酸エステルが好ましい。そのため、可塑剤は、少なくともリン酸エステルで構成してもよい。可塑剤としてリン酸エステルを用いると、難燃性及び耐熱性も向上できる。リン酸エステルの中でも、難燃性を向上させる点から、芳香族リン酸エステル(縮合リン酸エステルを含む)が好ましい。また、可塑剤(非縮合リン酸エステル系可塑剤、例えば、縮合リン酸エステル以外のリン酸エステル、特に芳香族リン酸エステル)と、縮合リン酸エステルとを組み合わせて使用してもよい。可塑剤(特に、芳香族リン酸エステル)と縮合リン酸エステルとを組み合わせると、可塑剤(非縮合リン酸エステル系可塑剤)のブリードアウトを抑制できる。
(縮合リン酸エステル)
縮合リン酸エステルは、通常、オキシ塩化リンなどのリン成分と、ポリオール類(通常、芳香族ポリオール類)と、モノアルコール類(特に、フェノール類などのモノヒドロキシアレーン類)との反応生成物(特に、芳香族縮合リン酸エステル)であり、少なくとも2つ(特に2つ)のリン酸単位を分子中に有する化合物である。
縮合リン酸エステルは、通常、オキシ塩化リンなどのリン成分と、ポリオール類(通常、芳香族ポリオール類)と、モノアルコール類(特に、フェノール類などのモノヒドロキシアレーン類)との反応生成物(特に、芳香族縮合リン酸エステル)であり、少なくとも2つ(特に2つ)のリン酸単位を分子中に有する化合物である。
ポリオール類としては、非芳香族ポリオール(例えば、脂肪族ポリオールなど)、芳香族ポリオール(通常、多価フェノール類、ビスフェノール類など)などが例示できる。ポリオール類は、通常、少なくとも芳香族ポリオールで構成されている。
代表的な多価フェノール(ポリヒドロキシベンゼン)類としては、例えば、ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール、ヒドロキノンなど)、置換基を有するジヒドロキシベンゼン{アルキル−ジヒドロキシベンゼン[ジヒドロキシトルエン(3,5−ジヒドロキシトルエンなど)、5−t−ブチルレゾルシノール、ジヒドロキシキシレン(2,6−ジヒドロキシ−p−キシレンなど)などのモノ又はジC1-10アルキル−ジヒドロキシベンゼンなど]、アリール−ジヒドロキシベンゼン(2,4−ジヒドロキシビフェニルなどのC6-10アリール−ジヒドロキシベンゼンなど)、ハロ−ジヒドロキシベンゼン(2,4−ジフルオロヒドロキノンなど)、アシル−ジヒドロキシベンゼン(2,4−ジヒドロキシアセトフェノンなどのC2-6アルキルカルボニル−ジヒドロキシベンゼン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノンなどのC6-10アリールカルボニル−ジヒドロキシベンゼンなど)など}などのジヒドロキシベンゼン類;これらのジヒドロキシベンゼン類に対応するトリヒドロキシベンゼン類[例えば、トリヒドロキシベンゼン(ヒドロキシヒドロキノンなど)、トリヒドロキシアセトフェノンなど]などが挙げられる。
代表的なビスフェノール類としては、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類[例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタンなどの置換基を有していてもよいビス(ヒドロキシフェニル)C1-10アルカン]、ビス(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン類[例えば、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどの置換基を有していてもよいビス(ヒドロキシフェニル)C5-10シクロアルカン]、ビス(ヒドロキシフェニル)エーテル類(4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホン類(4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホキシド類(4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシドなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)スルフィド類(4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィドなど)、ビス(ヒドロキシフェニル−アルキル)アレーン類[4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノールなど]などが挙げられる。
これらのうち、好ましいポリオール類は、ジヒドロキシベンゼン類[ジヒドロキシベンゼン(レゾルシノール、ヒドロキノンなど)、アルキル−ジヒドロキシベンゼン、ハロ−ジヒドロキシベンゼンなどの置換基を有していてもよいジヒドロキシベンゼン(特に、置換基を有していてもよいレゾルシノール)]などが挙げられる。
モノアルコール類としては、非芳香族モノアルコール(脂肪族アルコールなど)、モノヒドロキシアレーン類が挙げられる。モノアルコール類は、通常、モノヒドロキシアレーン類であってもよい。代表的なモノヒドロキシアレーン類としては、例えば、フェノール類{例えば、フェノール、置換基を有するフェノール類[アルキルフェノール(o、m又はp−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノールなどのモノ又はジC1-10アルキルフェノール、好ましくはモノ又はジC1-6アルキルフェノール、さらに好ましくはジC1-4アルキルフェノール)、アリールフェノール(o−フェニルフェノールなどのモノ又はジC6-10アリールフェノールなど)、シクロアルキルフェノール(2−シクロヘキシルフェノールなどのモノ又はジC5-10シクロアルキルフェノールなど)などの炭化水素基を有するフェノール、アルコキシフェノール(o−メトキシフェノールなどのモノ又はC1-10アルコキシフェノールなど)、ハロフェノール(クロロフェノールなどのモノ又はジハロフェノールなど)、アシルフェノール(例えば、ヒドロキシアセトフェノンなどのC1-6アルキル−カルボニルフェノール、ヒドロキシベンゾフェノンなどのC6-10アリール−カルボニルフェノール)など]など}などの置換基を有していてもよいモノヒドロキシC6-10アレーンなどが含まれる。
これらのモノアルコール類のうち、フェノール、炭化水素基を有するフェノール類が好ましく、特にアルキルフェノールが好ましい。なお、リン成分およびポリオール類と反応させるモノアルコール類は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。
好ましい縮合リン酸エステルは、芳香族縮合リン酸エステル(すなわち、ポリオール類が芳香族ポリオール類であり、かつモノアルコール類がモノヒドロキシアレーン類である縮合リン酸エステル)である。
代表的な縮合リン酸エステルには、例えば、下記式(1)で表される化合物(フェノール類およびジヒドロキシベンゼン類を原料とする縮合リン酸エステル)などが含まれる。
(式中、R1〜R3は、同一又は異なって置換基を示し、kおよびmは0〜5の整数、nは0〜4の整数を示す。)
上記式(1)において、R1〜R3で表される置換基としては、例えば、炭化水素基[アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などのC1-10アルキル基、好ましくはC1-8アルキル基、さらに好ましくはC1-6アルキル基など)、シクロアルキル基(シクロへキシル基などのC5-10シクロアルキル基など)、アリール基(フェニル基、トリル基、キシリル基などのC6-10アリール基など)など]、アルコキシ基(メトキシ基などのC1-4アルコキシ基など)、アシル基(アセチル基などのC1-6アシル基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基などのC1-4アルコキシカルボニル基など)、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)などが挙げられる。
上記式(1)において、R1〜R3で表される置換基としては、例えば、炭化水素基[アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などのC1-10アルキル基、好ましくはC1-8アルキル基、さらに好ましくはC1-6アルキル基など)、シクロアルキル基(シクロへキシル基などのC5-10シクロアルキル基など)、アリール基(フェニル基、トリル基、キシリル基などのC6-10アリール基など)など]、アルコキシ基(メトキシ基などのC1-4アルコキシ基など)、アシル基(アセチル基などのC1-6アシル基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基などのC1-4アルコキシカルボニル基など)、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)などが挙げられる。
好ましい置換基(例えば、R1およびR2)は、炭化水素基、特に、アルキル基(メチル基などのC1-4アルキル基など)などが挙げられる。
また、置換数k、mおよびnの合計が1以上の整数(例えば、2〜8、好ましくは3〜6程度)である場合が多く、特にkおよびmが、それぞれ1以上(例えば、2〜4、好ましくは2〜3、特に2)であってもよい。
置換基R1〜R3の置換位置は、特に限定されず、例えば、末端のベンゼン環の置換基R1およびR2の置換位置は、ベンゼン環の2〜6位から適宜選択でき、通常、少なくとも2位(又は6位)に置換基R1又はR2が置換していてもよい。例えば、置換基R1およびR2は、kおよびmが2であるとき、2位および6位、2位および3位、2位および4位などに置換していてもよく、特に、2位および6位に置換していてもよい。
前記式(1)で表される化合物のうち、好ましい縮合リン酸エステルには、下記式(2)で表される化合物などが含まれる。
(式中、R1a、R1b、R2aおよびR2bは同一又は異なってアルキル基を示す。)
上記式(2)において、R1a、R1b、R2aおよびR2bで表されるアルキル基としては、前記例示のアルキル基(メチル基などのC1-4アルキル基など)などが挙げられる。
上記式(2)において、R1a、R1b、R2aおよびR2bで表されるアルキル基としては、前記例示のアルキル基(メチル基などのC1-4アルキル基など)などが挙げられる。
前記式(1)又は(2)で表される化合物には、例えば、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジクレジルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)などのレゾルシノールビスアリールホスフェート類(後述の式(3)で表される化合物);ハイドロキノンビス(ジフェニルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジクレジルホスフェート)、ハイドロキノンビス(ジキシリルホスフェート)などのハイドロキノンビスアリールホスフェート類などが含まれる。
また、上記式(2)で表される化合物のうち、特に好ましい縮合リン酸エステルには、レゾルシノールビス(2,6−ジアルキルフェニルホスフェート)、すなわち、下記式(3)で表される化合物が含まれる。
(式中、R1a、R1b、R2aおよびR2bは前記に同じ。)
前記縮合リン酸エステルは、室温(例えば、15〜30℃程度)で液状又は固体状であってもよい。好ましい縮合リン酸エステルには、効率よくブリードアウトを抑制するという観点から、室温で固体状の縮合リン酸エステルが含まれる。
前記縮合リン酸エステルは、室温(例えば、15〜30℃程度)で液状又は固体状であってもよい。好ましい縮合リン酸エステルには、効率よくブリードアウトを抑制するという観点から、室温で固体状の縮合リン酸エステルが含まれる。
縮合リン酸エステル(例えば、室温で固体状の縮合リン酸エステル)の融点は、例えば、10℃以上(例えば、20〜250℃程度)の範囲から選択でき、例えば、30℃以上(例えば、35〜220℃程度)、好ましくは40℃以上(例えば、50〜200℃程度)、さらに好ましくは60℃以上(例えば、70〜150℃程度)、特に80℃以上(例えば、85〜130℃程度)であってもよい。なお、縮合リン酸エステルを2種以上組みあわせる場合、各縮合リン酸エステルそれぞれの融点が上記範囲であってもよく、縮合リン酸エステル全体の融点が上記範囲であってもよい。また、縮合リン酸エステルが不純物を含む場合、縮合リン酸エステルそのもの[又は高純度(例えば、純度99〜100%程度)の縮合リン酸エステル]の融点が、上記範囲であってもよい。
なお、可塑剤(特に、非縮合リン酸エステル系可塑剤)は、前記セルロースエステルとの相溶性の観点から、前記セルロースエステルの溶解性パラメータ(SP値)と同程度のSP値を有するのが好ましい。前記有機酸セルロースエステルのSP値は、置換度や種類によって異なるが、例えば、酢酸セルロースで10〜11(MPa)1/2程度である。従って、可塑剤のSP値は、例えば、8〜12(MPa)1/2、好ましくは8.5〜12(MPa)1/2、さらに好ましくは9〜12(MPa)1/2程度であってもよい。SP値がこの範囲から外れると、セルロースエステルに対する可塑化効果は不充分で、セルロースエステルに充分な熱可塑性を付与できない場合がある。すなわち、セルロースエステルがフレーク状のままであったり、塊状になったとしても高粘度であり、流動性を示さない。なお、本発明における溶解性パラメータ(SP、下記式ではδ)は、下記式で表されるスモール(Small)の式に準じる。
δ=dΣ(Δδ)/M
(式中、dは密度、Δδは構成原子団に対応する溶解度パラメータ、Mは分子量を示す)
なお、スモールの式は、SP値が未知の物質に対し、上記のように、構成原子団に相当する溶解性パラメータ(又は溶解度パラメータ)を用いて溶解度パラメータを求める式であり、例えば、「可塑剤−その理論と応用−(初版第1刷) 村井孝一編著;第14〜16頁;(株)幸書房」などを参照できる。
(式中、dは密度、Δδは構成原子団に対応する溶解度パラメータ、Mは分子量を示す)
なお、スモールの式は、SP値が未知の物質に対し、上記のように、構成原子団に相当する溶解性パラメータ(又は溶解度パラメータ)を用いて溶解度パラメータを求める式であり、例えば、「可塑剤−その理論と応用−(初版第1刷) 村井孝一編著;第14〜16頁;(株)幸書房」などを参照できる。
可塑剤は、常温で固体であってもよく、セルロースエステルとの親和性の点から、常温で液状であってもよい。なお、常温で固体の可塑剤であっても、ヘンシェルミキサーなどの混合機により混練し、外部からの加熱又は混合機中の回転による摩擦熱で、系中の温度が可塑剤の融点以上に上昇すれば、可塑剤とセルロースエステルとは充分に混ざり合う。また、液状の可塑剤と固体の可塑剤とを組み合わせて用いてもよい。
可塑剤(リン酸エステルなど)の割合は、前記セルロースエステル100重量部に対して、例えば、1〜80重量部、好ましくは5〜65重量部(例えば、5〜40重量部)、さらに好ましくは10〜35重量部(特に20〜35重量部)程度であってもよい。可塑剤の割合が少ないほど剛性は高くなり、加熱変形温度(HDT)も高くなる。しかし、可塑剤の割合が前記範囲よりも小さいと、可塑化効果が現れなくなるとともに、組成物の吸湿度が高くなり、高温高湿下における成形品の寸法安定性が低くなる。また、可塑剤の割合が前記範囲よりも大きいと、剛性が低下し、薄肉(例えば、1mm厚さ)成形すると、バリが発生し、生産性が低くなるとともに、成形後、可塑剤が揮散して収縮することにより寸法精度が悪化する虞がある。
なお、可塑剤として、非縮合リン酸エステル系可塑剤[例えば、リン酸エステル(縮合型リン酸エステル以外のリン酸エステル)など]と縮合型リン酸エステルとを併用する場合、縮合型リン酸エステルの割合は、非縮合型リン酸エステル系可塑剤100重量部に対して、3〜60重量部、好ましくは5〜50重量部(例えば、8〜45重量部)、さらに好ましくは10〜40重量部(例えば、15〜35重量部)程度であってもよい。
[カルボジイミド化合物]
カルボジイミド化合物は、分子内にカルボジイミド基[−N=C=N−]を少なくとも1つ有する化合物であればよく、モノカルボジイミド類であってもよく、ポリカルボジイミド類であってもよい。
カルボジイミド化合物は、分子内にカルボジイミド基[−N=C=N−]を少なくとも1つ有する化合物であればよく、モノカルボジイミド類であってもよく、ポリカルボジイミド類であってもよい。
モノカルボジイミド類としては、分子内に1つのカルボジイミド基を有する化合物、例えば、下記式(A)で表される化合物などが含まれる。
R1−N=C=N−R2 (A)
(式中、R1およびR2は、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。)
R1およびR2で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基[例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、オクタデシル基などのC1-30アルキル基、好ましくはC1-25アルキル基、さらに好ましくはC1-20アルキル基、特にC1-10アルキル基など)など]、脂環族炭化水素基[例えば、シクロアルキル基(例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などのC4-10シクロアルキル基、好ましくはC5-8シクロアルキル基、さらに好ましくはC5-6シクロアルキル基など)、シクロアルケニル基(例えば、シクロヘキセニル基などのC4-10シクロアルケニル基、好ましくはC5-8シクロアルケニル基、さらに好ましくはC5-6シクロアルケニル基など)など]、芳香族炭化水素基[例えば、アリール基(フェニル基、ナフチル基などのC6-15アリール基、好ましくはC6-10アリール基、さらに好ましくはC6-8アリール基)、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6-10アリール−C1-4アルキル基など)など]などが挙げられる。
(式中、R1およびR2は、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。)
R1およびR2で表される炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基[例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、オクタデシル基などのC1-30アルキル基、好ましくはC1-25アルキル基、さらに好ましくはC1-20アルキル基、特にC1-10アルキル基など)など]、脂環族炭化水素基[例えば、シクロアルキル基(例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などのC4-10シクロアルキル基、好ましくはC5-8シクロアルキル基、さらに好ましくはC5-6シクロアルキル基など)、シクロアルケニル基(例えば、シクロヘキセニル基などのC4-10シクロアルケニル基、好ましくはC5-8シクロアルケニル基、さらに好ましくはC5-6シクロアルケニル基など)など]、芳香族炭化水素基[例えば、アリール基(フェニル基、ナフチル基などのC6-15アリール基、好ましくはC6-10アリール基、さらに好ましくはC6-8アリール基)、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6-10アリール−C1-4アルキル基など)など]などが挙げられる。
前記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、前記炭化水素基(アルキル基、シクロアルキル基、アリール基など)、アシル基(アセチル基などのC1-6アシル基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基などのC1-4アルコキシカルボニル基など)、アミノ基、置換アミノ基[例えば、N,N−ジアルキルアミノ基(例えば、N,N−ジメチルアミノ基などのN,N−ジC1-6アルキルアミノ基、好ましくはN,N−ジC1-4アルキルアミノ基)など]、ヒドロキシル基、ニトロ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子など)、シアノ基、ケトン基[又はオキソ基(前記炭化水素基を構成する炭素原子と炭素−酸素二重結合した酸素原子)]などが挙げられる。置換基は、単独で又は二種以上組み合わせて置換していてもよい。
なお、前記式(A)において、R1およびR2は、同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
代表的なモノカルボジイミド化合物としては、脂肪族モノカルボジイミド類、脂環族モノカルボジイミド類、芳香族モノカルボジイミド類などが挙げられる。
脂肪族モノカルボジイミド類としては、例えば、ジアルキルカルボジイミド類[例えば、1,3−ジメチルカルボジイミド、1,3−ジイソプロピルカルボジイミド、1−イソプロピル−3−t−ブチルカルボジイミド、1,3−ジヘキシルカルボジイミド、1,3−ジオクチルカルボジイミド、1−イソプロピル−3−ドデシルカルボジイミド、1,3−ジオクチルデシルカルボジイミド、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミドなどの置換基を有していてもよいジC1-30アルキルカルボジイミド(好ましくはジC1-25アルキルカルボジイミド、さらに好ましくはジC1-20アルキルカルボジイミド)など]などが挙げられる。
脂環族モノカルボジイミド類としては、例えば、ジシクロアルキルカルボジイミド類[例えば、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミドなどの置換基を有していてもよいジC4-10シクロアルキルカルボジイミド(好ましくはジC5-8シクロアルキルカルボジイミド、さらに好ましくはジC5-6シクロアルキルカルボジイミド)など]などが挙げられる。
芳香族モノカルボジイミド類としては、例えば、ジアリールカルボジイミド類[例えば、N,N’−ジフェニルカルボジイミド、N,N’−ジトリルカルボジイミド(N,N’−ジo−トリルカルボジイミド、N,N’−ジp−トリルカルボジイミドなど)、N,N’−ビス(2,6−ジメチルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(2,6−ジエチルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(2−エチル−6−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(ジプロピルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド(N,N’−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドなど)、N,N’−ビス(2,4,6−トリイソプロピルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(2−イソブチル−6−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(2,6−ジt−ブチルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ビス(2,4,6−トリイソブチルフェニル)カルボジイミド、N−フェニル−N’−トリルカルボジイミド、N,N’−ジ−β−ナフチルカルボジイミド、N,N’−ジ(ニトロフェニル)カルボジイミド(N,N’−ジ(p−ニトロフェニル)カルボジイミドなど)、N,N’−ジ(アミノフェニル)カルボジイミド(N,N’−ジ(p−アミノフェニル)カルボジイミドなど)、N,N’−ジ(ヒドロキシフェニル)カルボジイミド(N,N’−ジ(p−ヒドロキシフェニル)カルボジイミドなど)などの置換基を有していてもよいジC6-15アリールカルボジイミド(好ましくはジC6-10アリールカルボジイミド、さらに好ましくはジC6-8アリールカルボジイミド)、ベンジルイソプロピルカルボジイミドなど]、脂環族炭化水素基を有する芳香族モノカルボジイミド類[例えば、アリールシクロアルキルカルボジイミド類(例えば、N−トリル−N’−シクロヘキシルカルボジイミドなどの置換基を有していてもよいC6-15アリール−C4-10シクロアルキルカルボジイミド(好ましくはC6-10アリール−C5-8シクロアルキルカルボジイミド、さらに好ましくはC6-8アリール−C5-6シクロアルキルカルボジイミド)など]などが挙げられる。
ポリカルボジイミド類は、分子内に少なくとも2つのカルボジイミド基を有する化合物、例えば、下記式(B)で表される構成単位(繰り返し単位)を有する化合物などが含まれる。
−(N=C=N−R3)n− (B)
(式中、R3は、置換基を有していてもよい二価の炭化水素基、nは2以上の整数を示す。)
上記式(B)において、基R3としては、前記例示のR1およびR2で表される炭化水素基(一価の炭化水素基)に対応する二価の基、例えば、脂肪族炭化水素基[例えば、アルキレン基又はアルキリデン基(メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基などのC1-30アルキレン基、好ましくはC1-25アルキレン基、さらに好ましくはC1-20アルキレン基など)など]、脂環族炭化水素基{例えば、シクロアルキレン基(例えば、シクロヘキシレン基などのC4-10シクロアルキレン基、好ましくはC5-8シクロアルキレン基)、シクロアルケニレン基(例えば、シクロヘキセニレン基などのC5-10シクロアルケニレン基)、アルキルシクロアルカン(例えば、メチルシクロヘキサンなど)に対応する二価基(例えば、メチレン−シクロヘキシレン基などのC1-10アルキレン−C4-10シクロアルキレン基、好ましくはC1-6アルキレンC5-8シクロアルキレン基など)、ジシクロアルキルアルカンに対応する二価基(例えば、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイル基などのジC4-10シクロアルキル−C1-10アルカン−ジイル基、好ましくはジC5-8シクロアルキル−C1-6アルカン−ジイル基、さらに好ましくはジC5-6シクロアルキル−C1-4アルカン−ジイル基など)など}、芳香族炭化水素基{アリーレン基[フェニレン基(1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基などのC6-15アリーレン基、好ましくはC6-10アリーレン基、さらに好ましくはC6-8アリーレン基など]、芳香脂肪族炭化水素基[例えば、ジアリールアルカンに対応する二価基(ジフェニルメタン−4,4’−ジイル基などのジC6-15アリール−C1-10アルカン、好ましくはジC6-10アリール−C1-6アルカン、さらに好ましくはジC6-8アリール−C1-4アルカンなど)、ジアルキルアレーンに対応する二価基(例えば、α,α’−キシリレン基などのジC1-10アルキル−C6-15アレーン−ジイル基、好ましくはジC1-6アルキル−C6-10アレーン−ジイル基、さらに好ましくはジC1-4アルキル−C6-8アレーン−ジイル基など)など}などが挙げられる。
(式中、R3は、置換基を有していてもよい二価の炭化水素基、nは2以上の整数を示す。)
上記式(B)において、基R3としては、前記例示のR1およびR2で表される炭化水素基(一価の炭化水素基)に対応する二価の基、例えば、脂肪族炭化水素基[例えば、アルキレン基又はアルキリデン基(メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基などのC1-30アルキレン基、好ましくはC1-25アルキレン基、さらに好ましくはC1-20アルキレン基など)など]、脂環族炭化水素基{例えば、シクロアルキレン基(例えば、シクロヘキシレン基などのC4-10シクロアルキレン基、好ましくはC5-8シクロアルキレン基)、シクロアルケニレン基(例えば、シクロヘキセニレン基などのC5-10シクロアルケニレン基)、アルキルシクロアルカン(例えば、メチルシクロヘキサンなど)に対応する二価基(例えば、メチレン−シクロヘキシレン基などのC1-10アルキレン−C4-10シクロアルキレン基、好ましくはC1-6アルキレンC5-8シクロアルキレン基など)、ジシクロアルキルアルカンに対応する二価基(例えば、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイル基などのジC4-10シクロアルキル−C1-10アルカン−ジイル基、好ましくはジC5-8シクロアルキル−C1-6アルカン−ジイル基、さらに好ましくはジC5-6シクロアルキル−C1-4アルカン−ジイル基など)など}、芳香族炭化水素基{アリーレン基[フェニレン基(1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基などのC6-15アリーレン基、好ましくはC6-10アリーレン基、さらに好ましくはC6-8アリーレン基など]、芳香脂肪族炭化水素基[例えば、ジアリールアルカンに対応する二価基(ジフェニルメタン−4,4’−ジイル基などのジC6-15アリール−C1-10アルカン、好ましくはジC6-10アリール−C1-6アルカン、さらに好ましくはジC6-8アリール−C1-4アルカンなど)、ジアルキルアレーンに対応する二価基(例えば、α,α’−キシリレン基などのジC1-10アルキル−C6-15アレーン−ジイル基、好ましくはジC1-6アルキル−C6-10アレーン−ジイル基、さらに好ましくはジC1-4アルキル−C6-8アレーン−ジイル基など)など}などが挙げられる。
また、基R3は、置換基を有していてもよく、このような置換基としては、前記例示の置換基と同様の置換基(例えば、アルキル基、アリール基など)が例示できる。
前記式(B)において、基R3は、繰り返し単位毎に同じであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、ポリカルボジイミド化合物は、単独重合体であってもよく、異種のモノマー(ジイソシアネート化合物など)を原料とする共重合体であってもよい。
前記式(B)において、繰り返し単位数nは、2以上(例えば、2〜100程度)であればよく、例えば、3〜50、好ましくは4〜40、さらに好ましくは5〜30(例えば、8〜20)程度であってもよい。なお、ポリカルボジイミド類の構造は、鎖状(直鎖状、分岐鎖状)、網目状などであってもよく、通常、鎖状であってもよい。
代表的なポリカルボジイミド類としては、例えば、脂肪族ポリカルボジイミド類、脂環族ポリカルボジイミド類、芳香族ポリカルボジイミド類などが挙げられる。
脂肪族ポリカルボジイミド類としては、例えば、ポリアルキレンカルボジイミド[例えば、ポリヘキサメチレンカルボジイミド、ポリ(3−メチルヘキサメチレンカルボジイミド)などのポリ(C2-30アルキレンカルボジイミド)、好ましくはポリ(C2-25アルキレンカルボジイミド)、さらに好ましくはポリ(C2-20アルキレンカルボジイミド)、特にポリ(C2-10アルキレンカルボジイミド)]などが含まれる。
脂環族ポリカルボジイミド類としては、例えば、ポリジシクロアルキルアルカンカルボジイミド[例えば、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)などのポリ(ジC4-10シクロアルキル−C1-10アルカンカルボジイミド)、好ましくはポリ(ジC5-8シクロアルキル−C1-6アルカンカルボジイミド)、さらに好ましくはポリ(ジC5-6シクロアルキル−C1-4アルカンカルボジイミド)など]などが含まれる。
芳香族ポリカルボジイミド類としては、例えば、ポリアリーレンカルボジイミド[例えば、ポリm−フェニレンカルボジイミド、ポリp−フェニレンカルボジイミド、ポリトリレンカルボジイミド、ポリ(ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(メチルジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などのポリ(C6-15アリーレンカルボジイミド)、好ましくはポリ(C6-10アリーレンカルボジイミド)、さらに好ましくはポリ(C6-8アリーレンカルボジイミド)など]、ポリジアリールアルカンカルボジイミド[例えば、ポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)などのポリ(ジC6-15アリール−C1-10アルカンカルボジイミド)、好ましくはポリ(ジC6-10アリール−C1-6アルカンカルボジイミド)、さらに好ましくはポリ(ジC6-8アリール−C1-4アルカンカルボジイミド)など]などが含まれる。
なお、ポリカルボジイミド類の末端(前記式(B)で表される化合物の末端)は、特に限定されず、原料由来の基(特に、イソシアネート基)などであってもよく、イソシアネート基に対して反応性の基を有する化合物、例えば、アミン(第1級又は第2級アミンなど)、カルボン酸又は酸無水物、アルコール[例えば、アルカノール類(例えば、メタノールなどのアルカノール類)、グリコール類(エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどの(ポリ)アルキレングリコールなど)など]、モノイソシアネート類[例えば、アルキルイソシアネート(エチルイソシアネートなどのC1-20アルキルイソシアネートなど)、シクロアルキルイソシアネート(シクロヘキシルイソシアネートなどのC5-10シクロアルキルイソシアネートなど)、アリールイソシアネート(フェニルイソシアネートなどのC6-10アリールイソシアネートなど)]などを用いて封鎖されていてもよい。これらのイソシアネート基に対して反応性の基を有する化合物は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。
カルボジイミド化合物(モノカルボジイミド類、ポリカルボジイミド類)は、塩(例えば、塩酸塩など)を形成していてもよい。
このようなカルボジイミド化合物は、市販品を用いてもよく、イソシアネート類(モノイソシアネート類、ジイソシアネート類など)などを用いて慣用の方法で合成することもできる。例えば、モノカルボジイミド類は、モノイソシアネート類を反応(脱炭酸)させることにより得ることができ、ポリカルボジイミド類は、ポリイソシアネート類(特に、ジイソシアネート類)又はその多量体(二量体、三量体など)を反応(脱炭酸)させることにより得ることができる。なお、イソシアネート類の反応は、無触媒下で行ってもよく、カルボジイミド生成触媒[例えば、ホスホリン系化合物、ホスホリンオキサイド系化合物(例えば、1−メチル−1−オキソホスホリン、1−エチル−3−メチル−3−ホスホリン−1−オキサイドなど)、ホスホリンスルフィド系化合物などのリン系化合物など]の存在下で行ってもよい。
モノイソシアネート類としては、前記基R1およびR2に対応するモノイソシアネート類、例えば、脂肪族モノイソシアネート(例えば、アルキルイソシアネート(例えば、メチルイソシアネートなどのC1-30アルキルイソシアネートなど)、脂環族モノイソシアネート(例えば、シクロヘキシルイソシアネートなどのC4-10シクロアルキルイソシアネートなど)、芳香族モノイソシアネート(例えば、フェニルイソシアネートなどのC6-15アリールイソシアネート)などが挙げられる。
ジイソシアネート類としては、前記基R3に対応するジイソシアネート類、例えば、脂肪族ジイソシアネート[アルカンジイソシアネート(例えば、トリメチレンジイソシアネートなどのC2-30アルカンジイソシアネートなど)など]、脂環族ジイソシアネート{例えば、シクロアルカンジイソシアネート(例えば、1,4−シクロヘキサンジイソシアネートなどのC4-10シクロアルカンジイソシアネート)、脂環脂肪族ジイソシアネート[例えば、イソシアナトアルキル−イソシアナトシクロアルカン(例えば、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネートなどのイソシアナトC1-10アルキル−イソシアナトC4-10シクロアルカン)、ジイソシアナトアルキルシクロアルカン(例えば、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンなどのジ(イソシアナトC1-10アルキル)C4-10シクロアルカン)、ジイソシアナトシクロアルキルアルカン(例えば、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、4,4’−メチレンビス(2−エチル−6−メチルシクロヘキシルイソシアネート)などのジ(イソシアナトC4-10シクロアルキル)C1-10アルカン)など]など}、芳香族ジイソシアネート{例えば、ジイソシアナトアレーン[例えば、p−フェニレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルベンゼンジイソシアナート、1,3,5−トリイソプロピル−2,4−ジイソシアナトベンゼンなどのジイソシアナトC6-15アレーン]、芳香脂肪族ジイソシアネート[例えば、ジイソシアナトアルキルアレーン(例えば、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどのジ(イソシアナトC1-10アルキル)C6-15アレーン)、ジイソシアナトアリールアルカン(例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートなどのジ(イソシアナトC6-15アリール)C1-10アルカン)など]など}などが挙げられる。ジイソシアネート類は、単独で又は二種以上組みあわせてもよい。
好ましいカルボジイミド化合物には、脂肪族モノカルボジイミド類、脂環族モノカルボジイミド類、芳香族モノカルボジイミド類、脂肪族ポリカルボジイミド類、脂環族ポリカルボジイミド類、芳香族ポリカルボジイミド類などが含まれる。
特に、安全性(又は毒性)の観点から、ポリカルボジイミド類(例えば、脂肪族ポリカルボジイミド類、脂環族ポリカルボジイミド類、および芳香族ポリカルボジイミド類から選択された少なくとも1種)を好適に使用してもよい。
カルボジイミド化合物は、単独で又は二種以上組みあわせてもよい。
カルボジイミド化合物の割合は、セルロースエステル(外部可塑化されたセルロールエステルにおけるセルロースエステル、又は内部可塑化されたセルロースエステルを意味する。以下、成分割合において同じ)100重量部に対して、0.01〜10重量部程度の範囲から選択でき、通常、0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜5重量部、さらに好ましくは0.2〜3重量部程度であってもよい。特に、本発明では、セルロースエステル100重量部に対して、0.1〜3重量部、好ましくは0.15〜2.5重量部、さらに好ましくは0.2〜2重量部(例えば、0.3〜1.5重量部)程度の少量であっても、高い消臭能でセルロースエステルを消臭できる。
[充填剤]
本発明の樹脂組成物は、さらに充填剤を含んでいてもよい。可塑化されたセルロールエステル(特に、セルロースエステルと可塑剤とで構成された外部可塑化されたセルロースエステル)と充填剤とを組み合わせると、環境的な負荷が小さく、流動性、剛性及び寸法精度に優れた樹脂組成物を効率よく得ることができる。
本発明の樹脂組成物は、さらに充填剤を含んでいてもよい。可塑化されたセルロールエステル(特に、セルロースエステルと可塑剤とで構成された外部可塑化されたセルロースエステル)と充填剤とを組み合わせると、環境的な負荷が小さく、流動性、剛性及び寸法精度に優れた樹脂組成物を効率よく得ることができる。
充填剤には、繊維状充填剤、非繊維状充填剤(粉粒状又は板状充填剤など)が含まれる。これらの充填剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
繊維状充填剤としては、例えば、有機繊維(天然繊維、紙類など)、無機繊維(ガラス繊維、アスベスト繊維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ウォラストナイト、ジルコニア繊維、チタン酸カリウム繊維など)、金属繊維などが挙げられる。これらの繊維状充填剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの繊維状充填剤のうち、天然繊維、紙類、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維など、特に天然繊維が好ましい。天然繊維としては、例えば、パルプ[コットン、種毛(カポック、ポンパックスなど)、靱皮繊維(亜麻、大麻、ラミー、ジュート、こうぞ、みつまたなど)、単子葉植物繊維(竹、わら、バガス、エスパルトなど)、木材繊維(例えば、針葉樹、広葉樹などの木材繊維)、葉繊維(マニラ麻、サイザル麻など)など]又は再生パルプ、前記靱皮繊維、単子葉植物繊維、葉繊維をパルプ化せずに直接的に得られた繊維などが例示できる。紙類は、古紙であってもよい。
繊維状充填剤(例えば、天然繊維)の平均繊維長は、溶融混練におけるフィードを円滑に行い、耐衝撃性を改良する点から、例えば、10mm以下(例えば、0.1〜10mm)、好ましくは0.5〜10mm、さらに好ましくは1〜5mm程度である。繊維状充填剤の平均繊維径は、例えば、0.1〜50μm、好ましくは0.5〜30μm、さらに好ましくは1〜10μm程度である。
非繊維状充填剤のうち、粉粒状又は板状充填剤としては、鉱物質粒子(タルク、マイカ、焼成珪成土、カオリン、セリサイト、ベントナイト、スメクタイト、クレー、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、ガラスフレーク、ミルドファイバー、ワラストナイト(又はウォラストナイト)など)、ホウ素含有化合物(窒化ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化チタンなど)、金属炭酸塩(炭酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムなど)、金属珪酸塩(珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、アルミノ珪酸マグネシウムなど)、金属酸化物(酸化マグネシウムなど)、金属水酸化物(水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなど)、金属硫酸塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウムなど)、金属炭化物(炭化ケイ素、炭化アルミニウム、炭化チタンなど)、金属窒化物(窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタンなど)、ホワイトカーボン、各種金属箔などが挙げられる。これらの非繊維状充填剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの非繊維状充填剤のうち、鉱物質粒子(タルク、マイカ、シリカ、ウォラストナイトなど)、ホウ素含有化合物(窒化ホウ素など)、特に、タルク、マイカ、窒化ホウ素が好ましい。タルクとしては、例えば、鉱山から採取したタルク鉱石を慣用の方法で分級したタルクなどが使用できる。窒化ホウ素は、例えば、尿素、ジシアンジアミド、塩化アンモニウムなどをホウ酸に添加し、アンモニウム中で高温で還元窒化し、慣用の方法で分級した窒化ホウ素などが使用できる。
非繊維状充填剤(粉粒状又は板状充填剤)の平均粒径(又は平均径)は、30μm以下程度の範囲から選択できるが、例えば、10μm以下(0.1〜10μm)、好ましくは5μm以下(例えば、0.3〜5μm)、さらに好ましくは0.5〜5μm(特に1〜5μm)程度である。
これらの無機充填剤のうち、通常、粉粒状充填剤、特に鉱物質微粒子(例えば、タルクなど)が好ましく用いられるが、成形性の点からは、繊維状充填剤も好ましく用いることができる。
充填剤の割合は、前記セルロースエステル100重量部に対して、例えば、1〜40重量部、好ましくは3〜30重量部、さらに好ましくは5〜25重量部程度であってもよい。また、前記樹脂組成物中における充填剤の割合は、例えば、樹脂組成物全体の0.1〜25重量%、好ましくは0.5〜20重量%、さらに好ましくは1〜20重量%程度であってもよい。
可塑剤と充填剤との割合(重量比)は、前者/後者=99/1〜10/90程度の範囲から選択できるが、通常、95/5〜30/70、好ましくは90/10〜40/60、さらに好ましくは85/15〜50/50程度である。このような範囲で、可塑剤と充填剤とを組み合わせると、樹脂組成物の流動性及び剛性を効率よく向上できる。
[エポキシ化合物]
本発明の樹脂組成物は、安定化剤として、さらに、エポキシ化合物を含有していてもよい。エポキシ化合物は、溶融工程を有する成形(例えば、射出成形)によって、有機酸(酢酸など)などの揮発成分が発生するのを低減できるので、前記カルボジイミド化合物と組み合わせることにより、より一層、樹脂組成物からの異臭(又はその発生)を低減するとともに、消臭能を高めることができる。また、本発明では、エポキシ化合物を使用することにより、樹脂組成物(又は成形品)の着色を効率よく抑制又は防止することができる。
本発明の樹脂組成物は、安定化剤として、さらに、エポキシ化合物を含有していてもよい。エポキシ化合物は、溶融工程を有する成形(例えば、射出成形)によって、有機酸(酢酸など)などの揮発成分が発生するのを低減できるので、前記カルボジイミド化合物と組み合わせることにより、より一層、樹脂組成物からの異臭(又はその発生)を低減するとともに、消臭能を高めることができる。また、本発明では、エポキシ化合物を使用することにより、樹脂組成物(又は成形品)の着色を効率よく抑制又は防止することができる。
エポキシ化合物としては、例えば、脂環式エポキシ化合物、グリシジルエステル化合物、グリシジルエーテル化合物、グリシジルアミン化合物、長鎖脂肪族エポキシ化合物などが挙げられる。これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
脂環式エポキシ化合物としては、例えば、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、3,4−エポキシ−1−[8,9−エポキシ−2,4−ジオキサスピロ[5.5]ウンデカン−3−イル]−シクロヘキサンなどのエポキシ−[エポキシ−オキサスピロC8-15アルキル]−シクロC5-12アルカン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートや4,5−エポキシシクロオクチルメチル−4′,5′−エポキシシクロオクタンカルボキシレートなどのエポキシC5-12シクロアルキルC1-3アルキル−エポキシC5-12シクロアルカンカルボキシレート、ビス(2−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペートなどのビス(C1-3アルキルエポキシC5-12シクロアルキルC1-3アルキル)ジカルボキシレートなどが挙げられる。これらの脂環式エポキシ化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
グリシジルエステル化合物としては、例えば、脂肪族カルボン酸グリシジルエステル(酢酸グリシジルエステル、酪酸グリシジルエステル、ラウリン酸グリシジルエステル、パルミチン酸グリシジルエステル、ステアリン酸グリシジルエステルなどの飽和C2-24脂肪族カルボン酸グリシジルエステルや、アジピン酸ジグリシジルエステル、ドデカン二酸ジグリシジルエステルなどの脂肪族ジカルボン酸ジグリシジルエステルなど)、不飽和カルボン酸グリシジルエステル[(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、オレイン酸グリシジルエステル、リノール酸グリシジルエステルなどの不飽和C2-24脂肪族カルボン酸グリシジルエステルなど]、芳香族カルボン酸グリシジルエステル(安息香酸グリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステルなど)などが挙げられる。これらのグリシジルエステル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
グリシジルエーテル化合物としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂など)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など)などが挙げられる。これらのグリシジルエーテル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
グリシジルアミン化合物としては、例えば、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジンなどが挙げられる。これらのグリシジルアミン化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
長鎖脂肪族エポキシ化合物としては、例えば、エポキシ化油脂(エポキシ化大豆油、エポキシ化ヒマシ油、エポキシ化アマニ油など)、エポキシ化脂肪酸アルキル(エポキシ化ステアリン酸メチル、エポキシ化ステアリン酸ブチル、エポキシ化ステアリン酸オクチルなどのエポキシ化C8-24脂肪酸C1-12アルキルなど)、エポキシ化ポリブタジエン、長鎖α−オレフィンオキシドなどが挙げられる。これらの長鎖脂環族エポキシ化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。エポキシ化大豆油は、例えば、ダイセル化学工業(株)から、商品名ダイマック「S−300K」(融点−5℃〜5℃、比重0.991)として入手できる。
これらのエポキシ化合物のうち、脂環式エポキシ化合物や長鎖脂肪族エポキシ化合物、特に、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、4,5−エポキシシクロオクチルメチル−4′,5′−エポキシシクロオクタンカルボキシレートなどのエポキシC5-12シクロアルキルC1-3アルキル−エポキシC5-12シクロアルカンカルボキシレートや、エポキシ化大豆油などのエポキシ化油などが好ましい。
エポキシ化合物の割合は、前記セルロースエステル100重量部に対して、0.05〜5重量部程度の範囲から選択でき、揮発成分の臭気(有機酸臭など)を感じない程度にまで揮発成分の発生を抑制する点から、例えば、0.1〜5重量部、好ましくは0.3〜4重量部、さらに好ましくは0.5〜3重量部(例えば、0.5〜1重量部)程度であってもよい。
また、エポキシ化合物の割合は、カルボジイミド化合物100重量部に対して、例えば、10〜5000重量部、好ましくは20〜3000重量部、さらに好ましくは30〜2000重量部程度であってもよい。
[安定化剤]
本発明の樹脂組成物には、さらに、有機酸、チオエーテル化合物、亜リン酸エステル化合物などの安定化剤が含まれていてもよい。このような安定化剤とカルボジイミド化合物とを組みあわせることにより、前記セルロースエステル(樹脂組成物)からの異臭の発生をより一層効率よく低減できる。また、これらの安定化剤を使用することにより、樹脂組成物(又は成形品)の着色を効率よく抑制又は防止することができる。これらの安定化剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明の樹脂組成物には、さらに、有機酸、チオエーテル化合物、亜リン酸エステル化合物などの安定化剤が含まれていてもよい。このような安定化剤とカルボジイミド化合物とを組みあわせることにより、前記セルロースエステル(樹脂組成物)からの異臭の発生をより一層効率よく低減できる。また、これらの安定化剤を使用することにより、樹脂組成物(又は成形品)の着色を効率よく抑制又は防止することができる。これらの安定化剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(有機酸)
有機酸としては、通常、pKa値が、1以上(例えば、1〜10)、好ましくは2以上(例えば、2〜8)程度の弱有機酸を使用できる。このような有機酸としては、例えば、モノカルボン酸類[脂肪族カルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプリル酸などのC1-10脂肪族カルボン酸など)、脂環族カルボン酸(シクロヘキサンカルボン酸など)、芳香族カルボン酸(安息香酸、ナフトエ酸などのC7-12芳香族カルボン酸など)など]、ポリカルボン酸類[脂肪族飽和ポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸などのC2-10脂肪族飽和ポリカルボン酸など)、脂肪族不飽和ポリカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ソルビン酸などのC4-10脂肪族不飽和ポリカルボン酸など)、脂環族ポリカルボン酸(1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸などのC8-10脂環族ポリカルボン酸など)、芳香族ポリカルボン酸(フタル酸、トリメリット酸などのC8-12芳香族ポリカルボン酸など)など]、オキシカルボン酸類[脂肪族オキシカルボン酸(グリコール酸、乳酸、オキシ酪酸、グリセリン酸などのC2-10脂肪族オキシカルボン酸など)、芳香族オキシカルボン酸(サリチル酸、オキシ安息香酸、没食子酸などのC7-12芳香族オキシカルボン酸など)など]、オキシポリカルボン酸類[脂肪族オキシポリカルボン酸(酒石酸、クエン酸、リンゴ酸などのC2-10脂肪族オキシポリカルボン酸など)など]、複素環式カルボン酸(ピリジンカルボン酸など)、芳香族スルホン酸(ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸などのC6-10芳香族スルホン酸など)などが挙げられる。これらの有機酸は、無水物又は水和物であってもよい。これらの有機酸は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
有機酸としては、通常、pKa値が、1以上(例えば、1〜10)、好ましくは2以上(例えば、2〜8)程度の弱有機酸を使用できる。このような有機酸としては、例えば、モノカルボン酸類[脂肪族カルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプリル酸などのC1-10脂肪族カルボン酸など)、脂環族カルボン酸(シクロヘキサンカルボン酸など)、芳香族カルボン酸(安息香酸、ナフトエ酸などのC7-12芳香族カルボン酸など)など]、ポリカルボン酸類[脂肪族飽和ポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸などのC2-10脂肪族飽和ポリカルボン酸など)、脂肪族不飽和ポリカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ソルビン酸などのC4-10脂肪族不飽和ポリカルボン酸など)、脂環族ポリカルボン酸(1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸などのC8-10脂環族ポリカルボン酸など)、芳香族ポリカルボン酸(フタル酸、トリメリット酸などのC8-12芳香族ポリカルボン酸など)など]、オキシカルボン酸類[脂肪族オキシカルボン酸(グリコール酸、乳酸、オキシ酪酸、グリセリン酸などのC2-10脂肪族オキシカルボン酸など)、芳香族オキシカルボン酸(サリチル酸、オキシ安息香酸、没食子酸などのC7-12芳香族オキシカルボン酸など)など]、オキシポリカルボン酸類[脂肪族オキシポリカルボン酸(酒石酸、クエン酸、リンゴ酸などのC2-10脂肪族オキシポリカルボン酸など)など]、複素環式カルボン酸(ピリジンカルボン酸など)、芳香族スルホン酸(ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸などのC6-10芳香族スルホン酸など)などが挙げられる。これらの有機酸は、無水物又は水和物であってもよい。これらの有機酸は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの有機酸のうち、脂肪族カルボン酸(酢酸、プロピオン酸など)などのモノカルボン酸類、脂肪族飽和ポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸など)や脂肪族不飽和ポリカルボン酸(マレイン酸、フマル酸など)などのポリカルボン酸類、脂肪族オキシカルボン酸(グリコール酸、乳酸など)などのオキシカルボン酸類、脂肪族オキシポリカルボン酸(クエン酸、リンゴ酸など)などのオキシポリカルボン酸類、特に、クエン酸又はその水和物(クエン酸一水和物など)などのC2-6脂肪族オキシポリカルボン酸が好ましい。
有機酸の割合は、前記セルロースエステル100重量部に対して、例えば、0.005〜0.5重量部、好ましくは0.01〜0.1重量部、さらに好ましくは0.02〜0.05重量部程度である。有機酸の割合が、この範囲にあると、耐酸化効果を発揮して、成形品の着色が抑制されるとともに、セルロースエステルの分解による有機酸のブリードアウトも効率よく抑制できる。
また、有機酸の割合は、カルボジイミド化合物100重量部に対して、例えば、0.01〜60重量部、好ましくは0.1〜40重量部、さらに好ましくは0.3〜20重量部(例えば、0.5〜10重量部)程度であってもよい。
(チオエーテル化合物)
チオエーテル化合物は、酸化を防止するために使用され、例えば、ジラウリル−3,3′−チオジブロピオネート、ジトリデシル−3,3′−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3′−チオジプロピオネート、ジパルミチル−3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3′−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル−3,3′−チオジプロピオネート、パルミチルステアリル−3,3′−チオジプロピオネートなどのジアルキルチオジカルボキシレートなどを例示できる。これらのチオエーテル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
チオエーテル化合物は、酸化を防止するために使用され、例えば、ジラウリル−3,3′−チオジブロピオネート、ジトリデシル−3,3′−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3′−チオジプロピオネート、ジパルミチル−3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3′−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル−3,3′−チオジプロピオネート、パルミチルステアリル−3,3′−チオジプロピオネートなどのジアルキルチオジカルボキシレートなどを例示できる。これらのチオエーテル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらのチオエーテル化合物のうち、ジラウリル−3,3′−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3′−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3′−チオジプロピオネートなどのジC10-22アルキル−3,3′−チオジC2-6脂肪族カルボキシレートなどが好ましい。
チオエーテル化合物の割合は、前記セルロースエステル100重量部に対して、例えば、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部、さらに好ましくは0.1〜1重量部(特に0.1〜0.5重量部)程度であってもよい。
また、チオエーテル化合物の割合は、カルボジイミド化合物100重量部に対して、例えば、0.1〜200重量部、好ましくは1〜100重量部、さらに好ましくは5〜80重量部(例えば、10〜60重量部)程度であってもよい。
(亜リン酸エステル化合物)
亜リン酸エステル化合物は熱安定性を向上させるために使用され、例えば、トリアリールホスファイト(トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリキシレニルホスファイト、トリナフチルホスファイトなど)、ジアリールアルキルホスファイト(ジフェニルイソオクチルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイトなどのジアリールC1-18アルキルホスファイトなど)、アリールジアルキルホスファイト(フェニルジイソオクチルホスファイトなどのアリールC1-18ジアルキルホスファイトなど)、トリアルキルホスファイト(トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリ−n−ブチルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリイソデシルホスファイトなどのトリC1-18アルキルホスファイトなど)、ジアルキルホスファイト(ジラウリルホスファイトなどのジC1-18アルキルホスファイトなど)、アルキルアリール単位を含むホスファイト[トリス(2,4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、ジノニルフェニル−o−ビフェニルホスファイトなどのトリス(C1-18アルキル−アリール)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイトなど]、脂肪族カルボン酸亜リン酸エステル(トリステアリルホスファイトなどのC1-18脂肪族カルボン酸亜リン酸エステルなど)、アルキレンオキシド単位を含むホスファイト(ポリジプロピレングリコールノニルフェニルホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールホスファイトなど)、サイクリックネオペンタン単位を含むホスファイト[サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイトなど]、ジホスファイト類(ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジドデシルペンタエリスリトールジホスファイト、4,4′−イソプロピリデンジフェニルジドデシルジホスファイトなど)、トリホスファイト類[ヘプタシスジプロピレングリコールトリホスファイト、ヘキサ・トリデシル−1,1,3−トリ(3−t−ブチル−6−メチル−4−オキシフェニル)−3−メチルプロパントリホスファイト]などが挙げられる。これらの亜リン酸エステル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
亜リン酸エステル化合物は熱安定性を向上させるために使用され、例えば、トリアリールホスファイト(トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリキシレニルホスファイト、トリナフチルホスファイトなど)、ジアリールアルキルホスファイト(ジフェニルイソオクチルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイトなどのジアリールC1-18アルキルホスファイトなど)、アリールジアルキルホスファイト(フェニルジイソオクチルホスファイトなどのアリールC1-18ジアルキルホスファイトなど)、トリアルキルホスファイト(トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリ−n−ブチルホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリイソデシルホスファイトなどのトリC1-18アルキルホスファイトなど)、ジアルキルホスファイト(ジラウリルホスファイトなどのジC1-18アルキルホスファイトなど)、アルキルアリール単位を含むホスファイト[トリス(2,4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、ジノニルフェニル−o−ビフェニルホスファイトなどのトリス(C1-18アルキル−アリール)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイトなど]、脂肪族カルボン酸亜リン酸エステル(トリステアリルホスファイトなどのC1-18脂肪族カルボン酸亜リン酸エステルなど)、アルキレンオキシド単位を含むホスファイト(ポリジプロピレングリコールノニルフェニルホスファイト、テトラフェニルジプロピレングリコールホスファイトなど)、サイクリックネオペンタン単位を含むホスファイト[サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイトなど]、ジホスファイト類(ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ジドデシルペンタエリスリトールジホスファイト、4,4′−イソプロピリデンジフェニルジドデシルジホスファイトなど)、トリホスファイト類[ヘプタシスジプロピレングリコールトリホスファイト、ヘキサ・トリデシル−1,1,3−トリ(3−t−ブチル−6−メチル−4−オキシフェニル)−3−メチルプロパントリホスファイト]などが挙げられる。これらの亜リン酸エステル化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの亜リン酸エステル化合物のうち、分岐アルキル基を含むホスファイト、例えば、トリC6-18アルキルホスファイト(トリイソデシルホスファイトなど)、分岐C3-6アルキル基(t−ブチル基など)を含むホスファイト[トリス(2,4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイトなど]などが好ましい。
亜リン酸エステル化合物の割合は、前記セルロースエステル100重量部に対して、例えば、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部、さらに好ましくは0.1〜1重量部(特に0.3〜0.8重量部)程度であってもよい。
また、亜リン酸エステル化合物の割合は、カルボジイミド化合物100重量部に対して、例えば、0.2〜400重量部、好ましくは2〜200重量部、さらに好ましくは10〜150重量部(例えば、20〜120重量部)程度であってもよい。
[酸変性樹脂]
前記樹脂組成物には、さらに、酸変性樹脂が含まれていてもよい。前記樹脂組成物に酸変性樹脂を添加すると、酸変性樹脂が滑剤(外部滑剤)として作用するためか、溶融混練における障害[例えば、シリンダーの損傷、混練機における摩擦音(スクリューの摩擦音など)など]を効率よく防止できる。酸変性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
前記樹脂組成物には、さらに、酸変性樹脂が含まれていてもよい。前記樹脂組成物に酸変性樹脂を添加すると、酸変性樹脂が滑剤(外部滑剤)として作用するためか、溶融混練における障害[例えば、シリンダーの損傷、混練機における摩擦音(スクリューの摩擦音など)など]を効率よく防止できる。酸変性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
酸変性樹脂は、酸基(カルボキシル基、酸無水物基など)又はその誘導性基(アミド基、イミド基、エステル基など)により変性されている。酸変性樹脂を構成する樹脂としては、慣用の熱可塑性樹脂、例えば、オレフィン系樹脂、ビニル系樹脂(ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなど)、スチレン系樹脂[ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体など]、ハロゲン含有ビニル系樹脂(ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体など)、アクリル系樹脂(ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体など)などのビニル重合系樹脂;ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンアリレート、又はこれらのコポリエステルなど)、ポリアミド系樹脂(ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド11、ポリアミド12など)などの縮合系樹脂などが挙げられる。
オレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテンなどのα−オレフィン(α−C2-10オレフィン)の単独又は共重合体、α−オレフィンと共重合性単量体との共重合体などが利用できる。このようなオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂(ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー樹脂など)、ポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−ブテン共重合体など)などが例示できる。オレフィン系樹脂としては、少なくともプロピレン単位を含むポリプロピレン系樹脂であるのが好ましい。
なお、変性は、慣用の方法で行うことができる。例えば、ビニル重合系樹脂では、対応するビニル単量体と、酸基(又はその誘導性基)を有する化合物(単量体)とを共重合(ランダム、ブロック又はグラフト共重合)する方法、ビニル重合系樹脂に対して、酸基を有する化合物をグラフト重合する方法などにより、酸基を導入(又は酸基により変性)してもよい。また、縮合系樹脂では、酸基を有する化合物(単量体)を樹脂(縮合系樹脂)にグラフト重合させることにより、酸基を導入(又は酸基により変性)してもよい。
このような酸基を有する化合物(又は単量体)には、不飽和カルボン酸、例えば、不飽和モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、アンゲリカ酸などのC3-8アルケンカルボン酸、好ましくはC3-6アルケンカルボン酸;ソルビン酸など)、アルケンジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸などのC4-10アルケンジカルボン酸、好ましくはC4-8アルケンジカルボン酸など)、これらの不飽和カルボン酸に対応する酸無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸など)などの他、これらの化合物の誘導体(アルカリ又はアルカリ土類金属などの金属塩、アミド、イミド、エステルなど)なども含まれる。これらのうち、不飽和ジカルボン酸又はその無水物、特に、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸無水物が好ましい。酸基を有する化合物は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
好ましい酸変性樹脂には、酸変性オレフィン系樹脂(酸基により変性されたオレフィン系樹脂)、特に、無水マレイン酸、無水イタコン酸などにより変性された酸変性ポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレンなど)などが含まれる。このような酸変性オレフィン系樹脂は、セルロースエステルとの相溶性に優れている。
酸変性樹脂は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
酸変性樹脂の数平均分子量は、例えば、5000〜100000、好ましくは8000〜75000程度であってもよく、通常、10000以上(例えば、10000〜70000、好ましくは15000〜70000、さらに好ましくは20000〜50000)程度であってもよい。
また、酸変性樹脂において、酸基(酸基を有する化合物)の割合(共重合割合)は、例えば、酸変性樹脂に対して0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%、さらに好ましくは3〜15重量%程度であってもよい。
酸変性樹脂の割合は、セルロースエステル100重量部に対して、0.05〜20重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.1〜15重量部、好ましくは0.2〜10重量部(例えば、0.5〜10重量部)、さらに好ましくは0.3〜5重量部(例えば、0.4〜3重量部)程度であってもよい。
なお、本発明の樹脂組成物は、慣用の消臭性成分(又は消臭剤)、例えば、鉱物類又はその誘導体[ハイドロタルサイト化合物(ハイドロタルサイト系化合物)又はその焼成物、ゼオライト、モンモリロナイト、ケイソウ土、白土、麦飯石など]、金属化合物[酸化チタン、酸化鉄、水酸化鉄、酸化亜鉛、アルミナ(活性アルミナなど)、シリカゲル、ヒドロキシアパタイトなどの金属酸化物又は金属水酸化物;金属リン酸塩(四価金属リン酸塩など)、金属硫酸塩(硫酸第1鉄など)金属炭酸塩(炭酸亜鉛など)などの金属無機酸塩など]、炭(活性炭、木炭、竹炭など)などの無機系消臭剤などを含んでいてもよい。消臭剤は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。消臭剤の形状(又は形態)は、特に限定されないが、通常、粉粒状(又は粉末)である場合が多い。消臭剤(粉粒状消臭剤)の平均粒径は、例えば、0.01〜20μm、好ましくは0.02〜10μm、さらに好ましくは0.05〜5μm程度であってもよい。
また、本発明の樹脂組成物は、用途に応じて、慣用の添加剤、例えば、他の安定化剤(例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、耐光安定剤など)、着色剤(染料、顔料など)、難燃剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、分散剤、流動化剤、ドリッピング防止剤、抗菌剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明の樹脂組成物は、慣用の方法で調製することができ、例えば、各成分をタンブラーミキサー、ヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ニーダーなどの混合機を用いて乾式又は湿式で混合して調製してもよい。さらに、前記混合機で予備混合した後、一軸又は二軸押出機などの押出機で混練してペレットに調製したり、加熱ロールやバンバリーミキサーなどの混練機で溶融混練して調製してもよい。溶融混練の温度は、可塑剤などの各成分の融点に応じて選択でき、例えば、50〜220℃、好ましくは60〜200℃、さらに好ましくは70〜150℃程度である。例えば、可塑剤として、TPP(融点約50℃)を用いた場合、ミキサー内の摩擦熱で70℃以上になるように攪拌混合してもよい。
このようにして得られた樹脂組成物は、射出成形、押出成形、真空成形、異型成形、発泡成形、インジェクションプレス成形、プレス成形、ブロー成形、ガス注入成形などによって各種成形品に成形することができる。これらの成形方法のうち、高温での溶融工程を含む成形方法に用いるのが好ましく、特に、異臭(酢酸などの有機酸臭)の発生が著しく少なく、しかも、流動性、剛性及び寸法精度が高いため、射出成形に用いるのが好ましい。さらに、この樹脂組成物は、射出成形の成形サイクルを短くしても、強度や伸度などの機械的特性や耐熱性に優れた成形品を得ることが可能であり、生産性が高い。例えば、成形サイクルを5分以下(例えば、10秒〜5分程度)、好ましくは10秒〜3分、さらに好ましくは10秒〜1分(特に10〜40秒)程度にすることが可能である。さらに、前記樹脂組成物は、前記特性を有するため、薄肉(例えば、0.5〜3mm程度)で射出成形により成形しても、バリの発生が抑制される。射出成形におけるシリンダー温度は、特に限定されず、100〜250℃(例えば、100〜220℃)、好ましくは120〜240℃(例えば、120〜200℃)、さらに好ましくは130〜230℃(例えば、130〜180℃)程度であってもよい。また、金型温度は、特に限定されず、30〜150℃程度の範囲から選択でき、例えば、40〜120℃、好ましくは45〜110℃(例えば、50〜100℃)程度であってもよい。
本発明では、前記のように、前記可塑化されたセルロースエステルに、少なくともカルボジイミド化合物を添加することにより、可塑化されたセルロースエステルを高いレベルで消臭できる。詳細には、本発明では、カルボジイミド化合物を使用することにより、成形過程(溶融混練過程など)や成形後において、前記セルロースエステル(又はセルロースエステル組成物及びその成形体)から発生する異臭(特に酢酸などの有機酸臭)を高い消臭性で消臭(及び脱臭)できる。
本発明の樹脂組成物は、機械的強度のバランスに優れるとともに、異臭が少なく、環境的な負荷も小さい。また、本発明の樹脂組成物は成形性が高く、例えば、薄肉品の成形においてバリの発生が少ない射出成形が可能である。さらに、得られる成形品は、難燃性及び耐熱性も高い。そのため、本発明の樹脂組成物は、各種用途、例えば、OA・家電機器分野、電気・電子分野、通信機器分野、サニタリー分野、自動車などの輸送車両分野、家具・建材などの住宅関連分野、雑貨分野などの各パーツ、ハウジング、ケーシング、筐体などに好適に使用することができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
[混練方法]
ヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製、FM型20L)を用いて、ミキサー内の摩擦熱で70℃以上となるように、表1に示す成分を攪拌して混合した。得られた混合物を二軸押出機(池見(株)製、PCM30、シリンダー温度:170℃、ダイス温度:220℃)に供給し、押し出してペレット化した。得られたペレットを、射出成形機(東芝(株)製、IS100E)に供給して、シリンダー温度220℃、金型温度50℃、成形サイクル30秒(射出15秒、冷却時間15秒)の条件で試験片を射出成形した。得られた試験片について、下記の特性評価を行った結果を表1に示す。
ヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製、FM型20L)を用いて、ミキサー内の摩擦熱で70℃以上となるように、表1に示す成分を攪拌して混合した。得られた混合物を二軸押出機(池見(株)製、PCM30、シリンダー温度:170℃、ダイス温度:220℃)に供給し、押し出してペレット化した。得られたペレットを、射出成形機(東芝(株)製、IS100E)に供給して、シリンダー温度220℃、金型温度50℃、成形サイクル30秒(射出15秒、冷却時間15秒)の条件で試験片を射出成形した。得られた試験片について、下記の特性評価を行った結果を表1に示す。
[各成分の内容]
以下に、表1に示す成分の内容を示す。なお、表1において、「部」とは、「重量部」を意味する。
以下に、表1に示す成分の内容を示す。なお、表1において、「部」とは、「重量部」を意味する。
酢酸セルロース:ダイセル化学工業(株)製、商品名「L40」、置換度2.5、粘度平均重合度170、SP値11
TPP:大八化学工業(株)製、トリフェニルホスフェート、分子量326、リン含有率9.5重量%、沸点399℃、比重1.21、融点48.5℃、引火点225℃、SP値10.5
PX200:縮合リン酸エステル系難燃剤:大八化学工業(株)製、商品名「PX200」、レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)、リン分8.7%以上
[OC6H3(CH3)2]2P(O)OC6H4OP(O){OC6H3(CH3)2}2
タルク:竹原化学(株)製、商品名「ハイトロンA」
ウォラストナイト:川鉄鉱業(株)製、商品名「PH450」
カルボジイミド化合物(1):ポリ(4,4'−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)(重合度10)
なお、上記カルボジイミド化合物(1)は、特開平11−80522号公報の実施例の合成例1に記載の方法、すなわち、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート590gとシクロヘキシルイソシアネート62.6g及び触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド)6.12gを、180℃で48時間反応させることにより合成したものを用いた。
TPP:大八化学工業(株)製、トリフェニルホスフェート、分子量326、リン含有率9.5重量%、沸点399℃、比重1.21、融点48.5℃、引火点225℃、SP値10.5
PX200:縮合リン酸エステル系難燃剤:大八化学工業(株)製、商品名「PX200」、レゾルシノールビス(ジキシリルホスフェート)、リン分8.7%以上
[OC6H3(CH3)2]2P(O)OC6H4OP(O){OC6H3(CH3)2}2
タルク:竹原化学(株)製、商品名「ハイトロンA」
ウォラストナイト:川鉄鉱業(株)製、商品名「PH450」
カルボジイミド化合物(1):ポリ(4,4'−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)(重合度10)
なお、上記カルボジイミド化合物(1)は、特開平11−80522号公報の実施例の合成例1に記載の方法、すなわち、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート590gとシクロヘキシルイソシアネート62.6g及び触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド)6.12gを、180℃で48時間反応させることにより合成したものを用いた。
カルボジイミド化合物(2):1,3−ジイソプロピルカルボジイミド(川口化学工業(株)製)
酸化ジルコニウム:東亞合成(株)製、商品名「ケスモンNS−80E」、平均粒径 1.3μm
エポキシ化合物:ダイセル化学工業(株)製、商品名「セロキサイド2021P」、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
チオエーテル化合物:日本油脂(株)製、商品名「アンチオックスL」、ジラウリルチオジプロピオネート
亜リン酸エステル:旭電化(株)製、商品名「アデカスタブ3010」、トリイソデシルホスファイト。
酸化ジルコニウム:東亞合成(株)製、商品名「ケスモンNS−80E」、平均粒径 1.3μm
エポキシ化合物:ダイセル化学工業(株)製、商品名「セロキサイド2021P」、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
チオエーテル化合物:日本油脂(株)製、商品名「アンチオックスL」、ジラウリルチオジプロピオネート
亜リン酸エステル:旭電化(株)製、商品名「アデカスタブ3010」、トリイソデシルホスファイト。
[加熱変形温度(HDT)]
ASTM D648に準拠し、荷重0.45MPaで測定した。
ASTM D648に準拠し、荷重0.45MPaで測定した。
[曲げ強度]
3点曲げ法 JIS K 7203に準じて測定した(単位:MPa)。
3点曲げ法 JIS K 7203に準じて測定した(単位:MPa)。
[曲げ弾性率]
ASTM D−790に準拠し、曲げ弾性率を測定した。
ASTM D−790に準拠し、曲げ弾性率を測定した。
[耐衝撃性]
得られた成形品を用いて、JIS K 7113規定の2号のダンベルを打ち抜き、試験片を得た。前記試験片の両端を支持し、シャルピー衝撃試験機に供して衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
得られた成形品を用いて、JIS K 7113規定の2号のダンベルを打ち抜き、試験片を得た。前記試験片の両端を支持し、シャルピー衝撃試験機に供して衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
[難燃性]
UL−94試験法に準拠し、1/16インチ(約1.6mm)厚みのテストピースを使用して評価した。
UL−94試験法に準拠し、1/16インチ(約1.6mm)厚みのテストピースを使用して評価した。
[遊離酢酸濃度の定量方法]
得られた成形品を少量切り出し、加熱して発生するガスを捕集し、HSS−GC(Head Space Sampler−Gas Chromatography)で分析し、酢酸濃度を求めた。なお、遊離酢酸濃度の測定(分析)条件は、以下の通りである。
得られた成形品を少量切り出し、加熱して発生するガスを捕集し、HSS−GC(Head Space Sampler−Gas Chromatography)で分析し、酢酸濃度を求めた。なお、遊離酢酸濃度の測定(分析)条件は、以下の通りである。
HSS装置(Agilent Technology(株)製、「HP7694」):オーブン温度60℃、ループ温度80℃、ライン(Tr.Line)温度120℃、加熱平衡時間(EQ Time)30分、ループ体積1ml、サンプルヴァイアル体積20ml、サンプル(切り出した成形品)重量0.5〜0.7g。
GC装置(Agilent Technology(株)製、「HP6890」):カラム[J&W(株)製、「DB−1」 30m−0.25mmI.D.−1.00um(62)]、キャリア[ヘリウムHe、ガス流量(const.flow mode)1ml/min]、インジェクション(INJ)温度200℃、検出器(DET/FID)=280℃、スプリット(Split)= 10:1、オーブン温度[40℃(3min.)−10℃/min.−200℃(1min.)→15℃/min.−280℃(10min.)]
なお、表1において、酢酸濃度「0」とは、検出限界以下であったことを意味し、酢酸に相当するピークを検出しなかったことを示す。
なお、表1において、酢酸濃度「0」とは、検出限界以下であったことを意味し、酢酸に相当するピークを検出しなかったことを示す。
[官能試験]
前記試験片をポリエチレン袋に入れて密閉し、2時間放置した。そして、この放置したポリエチレン袋を開放した直後のポリエチレン袋内の臭気について、人間の臭覚で以下の基準で官能評価を行った。
前記試験片をポリエチレン袋に入れて密閉し、2時間放置した。そして、この放置したポリエチレン袋を開放した直後のポリエチレン袋内の臭気について、人間の臭覚で以下の基準で官能評価を行った。
○…無臭又はほとんど酢酸臭がない
△…かすかに酢酸臭がある
×…酢酸臭がある
なお、無作為に抽出した5人により上記の評価を行ったが、評価は同じであった。
△…かすかに酢酸臭がある
×…酢酸臭がある
なお、無作為に抽出した5人により上記の評価を行ったが、評価は同じであった。
表1の結果から明らかなように、実施例で得られた成形品は、各種機械的強度のバランスに優れ、しかも酢酸臭気濃度が低い。これに対して、カルボジイミド化合物を添加していない比較例1では、機械物性、難燃性は同じレベルにあるものの、成形品からの酢酸濃度が高い。また、消臭剤として酸化ジルコニウムを添加した比較例2では、比較例1に比べて若干酢酸濃度を低減できるものの、成形品からの酢酸濃度を充分に低減することができなかった。
Claims (14)
- 可塑化されたセルロースエステルおよびカルボジイミド化合物で構成されているセルロースエステル系樹脂組成物。
- 可塑化されたセルロースエステルが、セルロースエステルと可塑剤とで構成されている請求項1記載の樹脂組成物。
- セルロースエステルの平均置換度が、2.7以下である請求項1記載の樹脂組成物。
- 可塑剤が、リン酸エステルで構成されている請求項2記載の樹脂組成物。
- カルボジイミド化合物が、脂肪族モノカルボジイミド類、脂環族モノカルボジイミド類、芳香族モノカルボジイミド類、脂肪族ポリカルボジイミド類、脂環族ポリカルボジイミド類、および芳香族ポリカルボジイミド類から選択された少なくとも1種である請求項1記載の樹脂組成物。
- カルボジイミド化合物の割合が、セルロースエステル100重量部に対して、0.05〜5重量部である請求項1記載の樹脂組成物。
- さらに、繊維状充填剤、板状充填剤及び粉粒状充填剤から選択された少なくとも一種の充填剤を含む請求項1記載の樹脂組成物。
- 充填剤が、タルク、マイカ、ウォラストナイト及び窒化ホウ素から選択された少なくとも一種であり、かつ平均粒径5μm以下である請求項7記載の樹脂組成物。
- さらに、充填剤を含み、可塑剤と充填剤との割合(重量比)が、前者/後者=95/5〜30/70である請求項2記載の樹脂組成物。
- さらに、エポキシ化合物を含む請求項1記載の樹脂組成物。
- さらに、有機酸、チオエーテル系化合物、および亜リン酸エステルから選択された少なくとも1種の安定化剤を含む請求項1記載の樹脂組成物。
- 射出成形に用いる請求項1記載の樹脂組成物。
- 請求項1記載の樹脂組成物で形成された成形品。
- 可塑化されたセルロースエステルに、カルボジイミド化合物を添加して、可塑化されたセルロースエステルを消臭する方法。
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