JP2007023189A - 相溶化剤及び樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐熱性、耐衝撃性に優れた樹脂組成物を得ることができる相溶化剤及びそれを含む樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 ポリ−Ｄ乳酸またはＤ−乳酸−デンプン共重合樹脂からなるＡ成分と、融点または軟化点がポリ乳酸の融点または軟化点以下である生分解樹脂からなるＢ成分とのブロック重合体である相溶化剤、および、ポリＬ−乳酸と相溶化剤とを含む樹脂組成物である。該樹脂組成物はさらに、架橋剤、該相溶化剤以外の結晶化促進剤、柔軟性付与剤または相溶化剤を含むことが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、相溶化剤及びそれを含む樹脂組成物に関し、詳細には、耐熱性・耐衝撃性に優れた樹脂組成物に用いられる相溶化剤及びそれを含む樹脂組成物に関する。

従来より、（生分解性）樹脂組成物の材料としてポリ乳酸が用いられている。しかし、ポリ乳酸は一般に固く、耐衝撃性に劣るという性質を有しているため、その用途が限られてしまう傾向があった。
これに対して、例えば、特許文献１には、乳酸単位とポリエステル単位とからなる耐衝撃性付与剤をポリヒドロキシカルボン酸に付与することで、ブリードアウトを起こしにくく、柔軟性および透明性を維持しつつ、耐衝撃性を有するポリエステル組成物を得る技術が開示されている。

特開２００１‐３３５６２３号公報

しかしながら、上記技術では、ポリヒドロキシカルボン酸と混合される耐衝撃性付与剤の相溶性が不十分であり、低比率時の硬化が低いため、充分な耐衝撃性の改善効果を得るためには、ポリエステル組成物における耐衝撃性付与剤の混合比率を上げる必要がある。一方、耐衝撃性付与剤は柔軟性が高いため耐衝撃性付与剤の混合比率を上げると柔軟性の向上に伴い軟化温度が低下してしまい、耐熱性に劣るという問題がある。
本発明は、上記課題を解決する為になされたものであり、耐熱性、耐衝撃性に優れた樹脂組成物を得ることができる相溶化剤及びそれを含む樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、以下の構成を採用することによって、上記目的が達成され、本発明を成すに至った。
即ち本発明は、以下の通りである。
（１）ポリ−Ｄ乳酸またはＤ−乳酸−デンプン共重合樹脂からなるＡ成分と、融点または軟化点がポリ乳酸の融点または軟化点以下である生分解樹脂からなるＢ成分とのブロック重合体である相溶化剤。
（２）ポリＬ−乳酸と（１）に記載の相溶化剤とを含む樹脂組成物。

本発明の相溶化剤は、結晶化促進効果を有し、またポリＬ−乳酸と混合させることにより、耐熱性、耐衝撃性に優れた樹脂組成物とすることができる。

以下、本発明の相溶化剤及び樹脂組成物について詳細に説明する。
本発明の相溶化剤は、ポリ−Ｄ乳酸またはＤ−乳酸−デンプン共重合樹脂からなるＡ成分と、融点または軟化点がポリ乳酸の融点または軟化点以下である生分解樹脂からなるＢ成分とのブロック重合体であり、ブロック共重合方式は、特に限定されないが、Ａ−Ｂ型、Ａ−Ｂ−Ａ型、Ｂ−Ａ−Ｂ型のいずれを用いてもよい。
本発明の相溶化剤のＢ成分である、融点または軟化点がポリ乳酸以下の生分解樹脂としては、特に限定されないが、市販のポリカプロラクトン、カプロラクトン・ブチレンサクシレート、ポリブチレンアジペート・テレフタレート、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変性樹脂、ポリブチレンサクシネートカーボネート変性樹脂、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリヒドロキシブチレートなどが挙げられ、いずれを用いても良い。
本発明の相溶化剤の分子量は、１，０００〜２，０００，０００の範囲が好ましい。１，０００以下の場合、共晶を形成し、結晶加速度は大となるが，樹脂が蜂蜜状で取り扱いにくくなることがあり、２，０００，０００を越えると溶融粘度が大となり、重合終了時に取出しにくくなることがある。
本発明の相溶化剤を樹脂組成物に用いる際の添加量は、特に限定されないが、ベース樹脂１００重量部に対し、１〜１００重量部が好ましい。１重量部以下の場合、顕著な結晶化促進効果が得られず、樹脂組成物の耐熱性が向上しない。１００重量部以上添加すると、耐熱性は改善されるものの、現状では、樹脂のコストが大となることがある。

また、本発明に係る樹脂組成物はポリＬ−乳酸と、前記本発明の相溶化剤を含むことを特徴としている。
本発明に含まれるポリＬ−乳酸としては、特に限定されないが、９０％発酵乳酸とデンプンの混合物中に重合触媒を添加し、脱水重合を行ったものを使用するか、市販のポリ乳酸（三井化学（株）製 レイシアＨ−１００Ｊなど）または耐熱性のナノコンポジット充填剤入りのポリ乳酸など、いずれを用いてもよい。

また、本発明の樹脂組成物はさらに架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤としては、特に限定されないが、エポキシ系、シラン系、イソシアネート系など、ポリ乳酸の融点で蒸発しないものであれば、いずれを用いてもよい。
架橋剤の添加量は、特に限定されないが、ポリＬ−乳酸１００重量部に対し、０．０１〜１０重量部が好ましい。０．０１重量部以下の場合、顕著なポリ乳酸の対衝撃性改善効果がないことがある。３０重量部以上添加しても、耐熱性・耐衝撃性は低下することもある。

更に、本発明の樹脂組成物は、前述の本発明の相溶化剤以外の結晶化促進剤、柔軟性付与剤、柔軟性付与剤、相溶化剤を含んでいてもよい。
本発明の相溶化剤以外の結晶化促進剤としては、本発明の相溶化剤のＡ成分として挙げられたものが相当する。
本発明の相溶化剤以外の柔軟性付与剤としては本発明のＢ成分として挙げられたものが相当する。
この場合、本発明に用いられる柔軟性付与剤の添加量はＬ−ポリ乳酸１００重量部に対し、１〜１００重量部が好ましい。１重量部以下の場合、顕著なポリ乳酸の耐衝撃性改善効果がないことがある。１００重量部以上添加すると、樹脂組成物中の海島構造が逆転し、耐衝撃性は改善されるものの、耐熱性が低下することがある。

本発明の相溶化剤以外の相溶化剤としては、特に限定されないが、ポリ−Ｄまたはポリ−Ｌ乳酸，Ｄ−またはＬ−乳酸−デンプン共重合樹脂とポリカプロラクトン、ポリブチレンアジペート・テレフタレート、ポリブチレンサクシネートアジペート変性樹脂など、融点または軟化点がポリ乳酸以下の生分解樹脂をブロック共重合させたものが好ましい。共重合の手法は、樹脂どうしを減圧条件下で加熱溶融する脱水縮合反応や、２個以上のイソシアネート基やエポキシ基をもつ化合物を用いる架橋反応などが用いられる。
相溶化剤の添加量は、特に限定されないが、ポリ乳酸１００重量部に対し、１〜３０重量部が好ましい。１重量部以下の場合、顕著なポリ乳酸の対衝撃性改善効果がないことがある。３０重量部以上添加しても、耐衝撃性の改善効果は頭打ちとなることがある。また、引張強度と耐熱性が低下することもある。

以下本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
ａ．ポリ乳酸、本発明の相溶化剤、本発明の相溶化剤以外の相溶化、柔軟性付与剤、架橋剤の混合
ポリＬ−乳酸（三井化学（株）製 レイシアＨ−１００Ｊ） １００重量部、Ｄ−乳酸澱粉共重合樹脂：ポリブチレンサクシネート＝３：１（本発明の相溶化剤１、Ａ−Ｂ−Ａタイプ） ６．７重量部、ポリＬ−乳酸−ポリブチレンサクシネートブロック共重合樹脂（相溶化剤） １８．３重量部、ポリカプロラクトン（柔軟性付与剤）（ダイセル工業（株）製 プラクセル Ｈ−７） １０重量部の各ペレットをそれぞれ計量後、ＰＥ製の袋の中で予備混合したのち、（株）クリモト製ＳＩＫＲニーダを用いて混練し、ストランド上に押し出し、コンベア上で冷却後、ペレット化した。

ｂ．混合樹脂の射出形成
ａで作成した混合ペレットを（株）山城精機製作所製 ＳＡＶ−３０を用いて、ＪＩＳ ７１１３の１号引張試験片と荷重たわみ測定用の棒状試験片（１００ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ）を成形した。成形温度はスクリュウ上部、スクリュウ下部、ノズルの順番に、それぞれ１７０℃、１７５℃、１８０℃に設定した。また、金型温度（設定温度１２０℃で可動板側実測値）１１０℃、冷却時間１２０秒で実験を行った。
得られた試験片を１１０℃のオーブンで２時間加熱した。（得られた試験片はＪＩＳ Ｋ７１９１−２に準拠して熱変形温度を測定した。また、ＪＩＳ Ｋ７１１３の最大引張強度および破断時の伸びも併せて測定した。さらに、ＪＩＳ Ｋ７１１０に準拠してＩｚｏｄ衝撃強度を測定した。）結果を表１に示す。

実施例２
デュラネート（旭化成ケミカルズ（株）製 Ｐ３０１−７５Ｅ）（架橋剤） ０．５重量部を加えた以外は実施例１と同様にして試験片を作成したのち、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
結果を表１に表す。

実施例３
Ｄ−乳酸澱粉共重合樹脂：ポリブチレンサクシネート＝３：１をＤ−乳酸澱粉共重合樹脂：ポリブチレンサクシネート＝１：１ １０重量部（本発明の相溶化剤２、Ａ−Ｂタイプ）、ポリＬ−乳酸−ポリブチレンサクシネートブロック共重合樹脂を１５重量部に変更した以外は実施例２と同様にして試験片を作成したのち、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
結果を表１に表す。

比較例１
ポリＬ−乳酸 １００重量部のみを用い、また、金型温度を３０℃にした以外は実施例１〜３と同様にして試験片を作成し、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
結果を表１に表す。

比較例２
組成を以下のようにした以外は実施例１〜３と同様にして試験片を作成し、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
ポリＬ−乳酸 １００重量部
Ｄ−乳酸−０．１ｗ％−デンプン共重合樹脂 ５重量部
結果を表１に表す。

比較例３
組成を以下のようにした以外は実施例１〜３と同様にして試験片を作成し、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
ポリＬ−乳酸 １００重量部
Ｄ−乳酸−０．１ｗ％−デンプン共重合樹脂 ５重量部
ポリＬ−乳酸−ポリブチレンサクシネートブロック共重合樹脂 ２０重量部
結果を表１に表す。

比較例４
組成を以下のようにした以外は実施例１〜３と同様にして試験片を作成し、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
ポリＬ−乳酸 １００重量部
Ｄ−乳酸−０．１ｗ％−デンプン共重合樹脂 ５重量部
ポリＬ−乳酸−ポリブチレンサクシネートブロック共重合樹脂 ２０重量部
ポリカプロラクトン ５重量部
結果を表１に表す。

比較例５
組成を以下のようにした以外は実施例１〜３と同様にして試験片を作成し、同様に熱変形温度と最大引張強度および破断時の伸びと衝撃強度とを測定した。
ポリＬ−乳酸 １００重量部
Ｄ−乳酸−０．１ｗ％−デンプン共重合樹脂 ５重量部
ポリＬ−乳酸−ポリブチレンサクシネートブロック共重合樹脂 ２０重量部
ポリカプロラクトン １０重量部
結果を表１に表す。

表１から明らかなように、本発明に係る実施例１〜３は耐熱性・耐衝撃性に優れている。

本発明の樹脂組成物から得られる成形品は、自動車部品、家電製品、一般産業資材として使用できる。

Claims (2)

1. ポリ−Ｄ乳酸またはＤ−乳酸−デンプン共重合樹脂からなるＡ成分と、融点または軟化点がポリ乳酸の融点または軟化点以下である生分解樹脂からなるＢ成分とのブロック重合体である相溶化剤。
2. ポリＬ−乳酸と請求項１に記載の相溶化剤とを含む樹脂組成物。