JP2007056247A - 難燃性樹脂組成物ならびにそれからなる成形品 - Google Patents

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Abstract

【課題】真珠光沢のない成形品外観と面衝撃に優れる難燃性樹脂組成物ならびにそれからなる成形品を提供する。
【解決手段】(A)ポリ乳酸樹脂95〜5重量%、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂5〜95重量%、ならびに(A)および(B)の合計100重量部に対して、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物0.1〜50重量部および(D)難燃剤0.1〜50重量部を配合してなる樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、真珠光沢のない成形品外観と面衝撃に優れる難燃性樹脂組成物、ならびにそれからなる成形品に関するものである。
ポリ乳酸樹脂は、高い融点を持ち、また溶融成形可能であることから、実用上優れた生分解性ポリマーとして期待されている。また、将来的にはバイオ原料から作られる汎用ポリマーとしての利用も期待され、射出成形、押出成形などで種々の成形品とされる。
しかしながら、ポリ乳酸樹脂は耐衝撃性に劣り脆いという欠点があり、改質が望まれていた。
また、芳香族ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性および機械特性に優れ、透明製品や工業用製品などとして多用途に用いられているが流動性に劣るという欠点があり、改質が望まれていた。
特許文献1には、前記の芳香族ポリカーボネート樹脂の流動性を改質する方法として、ポリ乳酸を配合することが提案されている。しかしながら、得られる材料は真珠光沢を持つため用途が制限されることと、溶融混練時にバラス効果を起こしやすく、生産性に劣るという課題があった。
特許文献2には、ポリ乳酸樹脂の耐衝撃性改質のため、ポリカーボネートを配合することが提案されている。
特許文献3には、ポリ乳酸樹脂とポリカーボネートやポリスチレンなどにポリイソシアネート化合物を配合した発泡性に優れる組成物が提案されている。
特許文献4には、ポリ乳酸樹脂、ポリカーボネートなどの高分子に多官能トリアジン化合物を配合した医用材料が提案されている。
しかしながら、特許文献2〜特許文献4の組成物は、真珠光沢あるいは面衝撃のいずれかの性能、あるいは難燃化し難いという課題があった。
ここで、2種以上のポリマー同士を溶融混合することは、ポリマーブレンドまたはポリマーアロイとして広く知られており、個々のポリマーの欠点を改質する方法として広く利用されている。しかしながら、2種以上のポリマー同士を溶融混合した場合の多くは、粘度、分子量や分子構造などの違いにより、個々の相に分離し、粗大分散構造を有し、溶融混練時にバラス効果を起こしストランドペレット化することが困難な場合が多く、得られる射出成形品の表面に相分離による混合ムラが見られ、成形品外観に真珠光沢、表面剥離およびフローマークの発生などを引き起こす場合がある。
本発明に用いるポリ乳酸樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂のポリマーブレンドも個々の相に分離する相分離構造を有するため、前記の溶融混練練時のバラス効果や得られる射出成形品の表面に相分離による混合ムラが見られ、前記の真珠光沢や表面剥離およびフローマークの発生を引き起こすものと推察される。
このような相分離を改良する方法として、次の相溶化剤を配合することが提案されている。
特許文献5には、ポリ乳酸樹脂とポリカーボネートにラジカル反応開始剤を窒素雰囲気下、溶融混合することが提案されていが、面衝撃を改善できる方法には至っていなかった。
また、ポリ乳酸樹脂は、それ自体燃焼し易いため、難燃化が必要な部材には使用することができなかった。一方、芳香族ポリカーボネート樹脂は、ポリ乳酸樹脂より燃焼し難い材料として知られている。しかし、ポリ乳酸樹脂とのポリマーブレンド組成物は、燃焼し易いため、難燃化が必要な部材には使用することができなかった。
前記の特許文献1と特許文献5には、ポリ乳酸樹脂などに難燃剤を配合し得ることが開示されているが、高度な難燃性を得る具体的手段についての開示はなかった。
特許第3279768号公報(第1−2頁)、(段落番号[0008]) 特開平11−140292号公報(第1−2頁) 特開2000−17038号公報(第1−2頁) 特開2003−695号公報(第1−2頁) 特開2002−371172号公報(第1−2頁)
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果、達成されたものである。
したがって、本発明の目的は、ポリ乳酸樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂にアクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物および臭素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤およびその他の無機系難燃剤から選択された1種以上の難燃剤を配合して、真珠光沢のない成形品外観と面衝撃に優れる難燃性樹脂組成物、ならびにそれからなる成形品、
ポリ乳酸樹脂成分と芳香族ポリカーボネート樹脂成分の分散構造が、ポリ乳酸樹脂成分中に芳香族ポリカーボネート樹脂成分を5%以上含有する相構造を持つことを特徴とする樹脂組成物からなる真珠光沢のない成形品外観と面衝撃に優れる難燃性樹脂組成物、ならびにそれからなる成形品を提供することにある。
本発明者らは、ポリ乳酸樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂にアクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物および臭素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤およびその他の無機系難燃剤から選択された1種以上の難燃剤を配合してなる難燃性樹脂組成物、ポリ乳酸樹脂成分と芳香族ポリカーボネート樹脂成分の分散構造において、ポリ乳酸樹脂成分中に芳香族ポリカーボネート樹脂成分が5%以上含有する相構造を持つことを特徴とする樹脂組成物は、上記の目的に合致する優れた特性を有することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、
(イ)(A)ポリ乳酸樹脂95〜5重量%、(C)芳香族ポリカーボネート樹脂5〜95重量%ならびに(A)および(B)の合計100重量部に対して、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物0.1〜50重量部および(D)難燃剤0.1〜50重量部を配合してなる難燃性樹脂組成物。
(ロ)前記(D)難燃剤が臭素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤およびその他の無機系難燃剤から選択された1種以上からなる難燃剤である(イ)に記載の難燃性樹脂組成物。
(ハ)(A)成分と(B)成分の分散構造において、(A)ポリ乳酸樹脂成分中に(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分が5%以上含有する相構造を持つことを特徴とする(イ)〜(ロ)のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
(ニ)さらに(E)フッ素系樹脂を配合してなる(イ)〜(ハ)のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
(ホ)厚み1.6mm(1/16インチ)の成形品のUL規格の難燃性が、V−2、V−1およびV−0のいずれかの難燃性能を有する(イ)〜(ニ)のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
(ヘ)厚み1.6mm(1/16インチ)の成形品のUL規格の難燃性が5Vの難燃性能を有する(ホ)に記載の難燃性樹脂組成物。
(ト)(イ)〜(ヘ)のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物からなる成形品。
本発明は、真珠光沢のない成形品外観と面衝撃に優れる難燃性樹脂組成物ならびにそれからなる成形品であり、本発明の成形品は、上記の特性を生かして、機械機構部品、電気・電子部品、建築部材、自動車部品および日用品など各種用途に有効に利用することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いられる(A)ポリ乳酸樹脂とは、L−乳酸及び/またはD−乳酸を主たる構成成分とするポリマーであるが、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。他のモノマー単位としては、エチレングリコール、ブロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオ−ル、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノ−ルA、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリテトラメチレングリコールなどのグリコール化合物、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マロン酸、グルタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸などのジカルボン酸、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、およびカプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラクトン、ウンデカラクトン、1,5−オキセパン−2−オンなどのラクトン類を挙げることができる。このような他の共重合成分は、全単量体成分に対し、0〜30モル%であることが好ましく、0〜10モル%であることが好ましい。
本発明においては、相溶性の点から、乳酸成分の光学純度が高い(A)ポリ乳酸樹脂を用いることが好ましい。すなわち、(A)ポリ乳酸樹脂の総乳酸成分の内、L体が80%以上含まれるかあるいはD体が80%以上含まれることが好ましく、L体が90%以上含まれるかあるいはD体が90%以上含まれることが特に好ましく、L体が95%以上含まれるかあるいはD体が95%以上含まれることが更に好ましく、L体が98%以上含まれるかあるいはD体が98%以上含まれることが更に好ましい。
また、L体が80%以上含まれるポリ乳酸とD体が80%以上含まれるポリ乳酸を併用して用いることも好ましく、L体が90%以上含まれるポリ乳酸とD体が90%以上含まれるポリ乳酸を併用して用いることがさらに好ましい。
(A)ポリ乳酸樹脂は、変性したものを用いてもよく、例えば、無水マレイン酸変性ポリ乳酸樹脂、エポキシ変性ポリ乳酸樹脂、アミン変性ポリ乳酸樹脂などを用いることにより、耐熱性だけでなく、機械特性も向上する傾向にあり好ましい。
(A)ポリ乳酸樹脂の製造方法としては、公知の重合方法を用いることができ、乳酸からの直接重合法、およびラクチドを介する開環重合法などを挙げることができる。
(A)ポリ乳酸樹脂の分子量や分子量分布については、実質的に成形加工が可能であれば特に制限されるものではないが、重量平均分子量としては、通常1万以上、好ましくは4万以上、さらに8万以上であることが望ましい。上限としては、成形時の流動性の点から35万以下であることが好ましい。ここでいう重量平均分子量とは、ゲルパーミテーションクロマトグラフィーで測定したポリメチルメタクリレート(PMMA)換算の分子量をいう。
(A)ポリ乳酸樹脂の融点については、特に制限されるものではないが、120℃以上であることが好ましく、さらに150℃以上であることが好ましい。(A)ポリ乳酸樹脂の融点は光学純度が高いほど高くなる傾向にあるため、上記融点の高いポリ乳酸樹脂は、光学純度の高いポリ乳酸樹脂を用いればよい。
本発明における(B)芳香族ポリカーボネート樹脂とは、芳香族二価フェノール系化合物とホスゲン、または炭酸ジエステルとを反応させることにより得られる芳香族ホモまたはコポリカーボネートなどの芳香族ポリカーボネートが挙げられ、ゲルパーミテーションクロマトグラフィーで測定したポリメチルメタクリレート(PMMA)換算の重量平均分子量が5000〜500000の範囲のものが好ましく用いられ、示差熱量計で測定されるガラス転移温度が100〜155℃の範囲にあるものが好ましく用いられる。
また、前記の芳香族二価フェノール系化合物としては、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−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、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)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジエチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1−フェニル−1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等が使用でき、これら単独あるいは混合物として使用することができる。また、ヒンダードフェノール系、イオウ系およびリン系の酸化防止剤などの化合物を一種以上を含有していても良い。
(A)と(B)成分の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂95〜5重量%、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂5〜95重量%であり、(A)ポリ乳酸樹脂90〜10重量%、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂10〜90重量%であることが好ましく、(A)ポリ乳酸樹脂85〜15重量%、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂15〜85重量%であることが特に好ましい。
本発明において、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂を配合することで、(A)ポリ乳酸樹脂の、熱変形温度を高くすることができ、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の配合量が5重量%未満では前記の改質効果が不十分であり、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の配合量が95重量%を越える場合は成形時の流動性に劣るため好ましくない。
本発明における(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物とは、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂を相溶化させ、かつ面衝撃を改質するものである。ここで、(C)成分を配合せずに、(A)成分と(B)成分を溶融混練した場合は、バラス効果が大きく溶融ストランドが引けずペレット化が困難になる課題、あるいは真珠光沢や表面剥離およびフローマークなどによる成形品表面外観を大きく損なう課題があり、これは(A)成分に(B)成分が相溶せずに粗大分散しているために生じるものと推定される。そして本発明における(C)成分は、(A)成分と(B)成分の相溶性を改質し、前記の溶融混練時の課題と成形品の外観を改良させる作用と面衝撃を改良するものである。
(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物としては、少なくとも一種以上のアクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフト共重合体の分岐鎖として含む高分子化合物であり、この場合、主鎖となる高分子の例としてはポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル系樹脂、およびポリカーボネート樹脂などをあげることができる。また、グラフトの形態がコアシェル構造でないものが好ましい。
前記のポリオレフィンとは、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、3−メチルブテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘプテン−1、オクテン−1などのα−オレフィンの単独重合体、ランダムまたはブロックなどの形態をなす相互共重合体、これらα−オレフィンの過半重量と他の不飽和単量体とのランダム、ブロックもしくはグラフトなどの共重合体化したものを指し、ここで他の不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、グリシジルメタクリル酸、アリールマレイン酸イミド、アルキルマレイン酸イミドなどの不飽和有機酸またはその誘導体、あるいは酢酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル、あるいはスチレン、メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、あるいはビニルトリメチルメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなどのビニルシラン、あるいはジシクロペンタジエン、4−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを用いることができ、共重合の場合には、α−オレフィンや他の単量体は、2種に限らず、複数種からなるものであってもよい。
また、前記のポリスチレンとは、スチレン、メチルスチレン、グリシジル置換スチレンなどのスチレン系モノマーの単独重合体、ランダムまたはブロックなどの形態をなす相互共重合体、これらの過半重量と他の不飽和単量体とのランダム、ブロックもしくはグラフトなどの共重合体化したものを指し、ここで他の不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、グリシジルメタクリル酸、アリールマレイン酸イミド、アルキルマレイン酸イミドなどの不飽和有機酸またはその誘導体、あるいは酢酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル、あるいはスチレン、メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、あるいはビニルトリメチルメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなどのビニルシラン、あるいはジシクロペンタジエン、4−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを用いることができ、共重合の場合には、α−オレフィンや他の単量体は、2種に限らず、複数種からなるものであってもよい。
また、前記のアクリル系樹脂とは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、グリシジルメタクリル酸などのアクリル系樹脂モノマーの単独重合体、ランダムまたはブロックなどの形態をなす相互共重合体、これらの過半重量と他の不飽和単量体とのランダム、ブロックもしくはグラフトなどの共重合体化したものを指し、ここで他の不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、グリシジルメタクリル酸、アリールマレイン酸イミド、アルキルマレイン酸イミドなどの不飽和有機酸またはその誘導体、あるいは酢酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル、あるいはスチレン、メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、あるいはビニルトリメチルメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなどのビニルシラン、あるいはジシクロペンタジエン、4−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを用いることができ、共重合の場合には、α−オレフィンや他の単量体は、2種に限らず、複数種からなるものであってもよい。
さらに、ポリカーボネート樹脂とは、(B)成分と同種の芳香族ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリエステルカーボネート樹脂および分岐(架橋)ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、これらの過半重量と他の不飽和単量体とのランダム、ブロックもしくはグラフトなどの共重合体化したものを指し、ここで他の不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、グリシジルメタクリル酸、アリールマレイン酸イミド、アルキルマレイン酸イミドなどの不飽和有機酸またはその誘導体、あるいは酢酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル、あるいはスチレン、メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、あるいはビニルトリメチルメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなどのビニルシラン、あるいはジシクロペンタジエン、4−エチリデン−2−ノルボルネンなどの非共役ジエンなどを用いることができ、共重合の場合には、α−オレフィンや他の単量体は、2種に限らず、複数種からなるものであってもよい。
ここで、グラフトによって導入されるアクリル樹脂は、、(メタ)アクリル酸エステル単量体を重合して、又は(メタ)アクリル酸エステル単量体とこれと共重合可能な単量体とを共重合して得られる重合体であり、(メタ)アクリル酸エステル単量体の例としては、(メタ)アクリル酸と、炭素数1〜12のアルコールとのエステルが挙げられ、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル等を挙げることができる。中でも、メタクリル酸メチル単独(以下、PMMAと略する。)、またはメタクリル酸メチルと他の共重合体性ビニルまたはビニリデン系単量体の混合物を重合して得られるものが好ましく、さらに好ましくは80重量%以上のメタクリル酸メチルを含有するものである。他の共重合体性ビニルまたはビニリデン系単量体としては、好ましくはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどの炭素数1〜8のアクリル酸アルキルエステル、スチレン、およびアクリロニトリルが挙げられる。導入されるメタクリル樹脂は、一種に限らず、複数種でも可能である。
同様にグラフトによって導入されるスチレン樹脂は、スチレン単独(以下、PSと略する。)、またはスチレンとアクリロニトリルとの共重合体(以下、ASと略する。)が好ましく用いられる。
また、アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物の具体例としては、ポリエチレン−g−ポリメタクリル酸メチル(PE−g−PMMA)(“−g−”は、グラフトを表す。以下同じ。)、ポリプロピレン−g−ポリメタクリル酸メチル(PP−g−PMMA)、ポリ(エチレン/プロピレン)−g−ポリメタクリル酸メチル(EPM−g−PMMA)(“−/−”は共重合を表す。以下同じ。)、ポリ(エチレン/アクリル酸エチル)−g−ポリメタクリル酸メチル(EEA−g−PMMA)、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)−g−ポリメタクリル酸メチル(EVA−g−PMMA)、ポリ(エチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸)−g−ポリメタクリル酸メチル(E/EA/MAH−g−PMMA)、ポリ(エチレン/グシジルメタクリレート)−g−ポリメタクリル酸メチル(E/GMA−g−PMMA)、ポリ(アクリル酸エチル/グリシジルメタクリレート)−g−ポリメタクリル酸メチル(EA/GMA−g−PMMA)、ポリカーボネート−g−ポリメタクリル酸メチル(PC−g−PMMA)、ポリエチレン−g−ポリスチレン(PE−g−PS)、ポリプロピレン−g−ポリスチレン(PP−g−PS)、ポリ(エチレン/プロピレン)−g−ポリスチレン(EPM−g−PS)、ポリ(エチレン/アクリル酸エチル)−g−ポリスチレン(EEA−g−PS)、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)−g−ポリスチレン(EVA−g−PS)、ポリ(エチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸)−g−ポリスチレン(E/EA/MAH−g−PS)、ポリ(エチレン/グシジルメタクリレート)−g−ポリスチレン(E/GMA−g−PS)、ポリ(アクリル酸エチル/グリシジルメタクリレート)−g−ポリスチレン(EA/GMA−g−PS)、ポリカーボネート−g−ポリスチレン(PC−g−PS)、ポリエチレン−g−AS(PE−g−AS)、ポリプロピレン−g−AS(PP−g−AS)、ポリ(エチレン/プロピレン)−g−AS(EPM−g−AS)、ポリ(エチレン/アクリル酸エチル)−g−AS(EEA−g−AS)、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)−g−AS(EVA−g−AS)、ポリ(エチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸)−g−AS(E/EA/MAH−g−AS)、ポリ(エチレン/グリシジルメタクリレート)−g−AS(E/GMA−g−AS)、ポリ(アクリル酸エチル/グリシジルメタクリレート)−g−AS(EA/GMA−g−AS)、ポリカーボネート−g−AS(PC−g−AS)などが挙げられ、とくにポリ(エチレン/グリシジルメタクリレート)−g−ポリメタクリル酸メチル(E/GMA−g−PMMA)、ポリ(エチレン/グリシジルメタクリレート)−g−ポリスチレン(E/GMA−g−PS)、ポリ(エチレン/グリシジルメタクリレート)−g−AS(E/GMA−g−AS)などが好ましい例として挙げられる。かかる(C)成分のアクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物は、一種または2種以上で用いてもよい。
また、(C)成分の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対し、0.1重量部〜50重量部が好ましく、より好ましくは0.2重量部〜40重量部、とくに好ましくは0.3重量部〜30重量部であり、0.1重量部未満では相溶化と面衝撃の改質効果が小さく、50重量部を越すと機械特性が低下するため好ましくない。
また、本発明には、(C)成分と共に(C)成分以外のグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物を配合することができ、難燃性樹脂組成物の靱性を上げる効果がある。前記の(C)成分以外のグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物としては、限定されるものではないが、アクリロニトリル/スチレン、エチレン共重合体およびポリアミド樹脂などにグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合により含む高分子化合物であり、その中から選ばれる一種または2種以上で使用される。また、上記のエチレン共重合体の例としては、エチレンをモノマーとし、共重合可能なモノマーとしてはプロピレン、ブテン−1、酢酸ビニル、イソプレン、ブタジエンあるいはアクリル酸、メタクリル酸などのモノカルボン酸類あるいはこれらのエステル酸類、マレイン酸、フマル酸あるいはイタコン酸などのジカルボン酸から製造される共重合体が挙げられ、具体例としては、アクリロニトリル/スチレン/グリシジルメタクリレート、エチレン/プロピレン−g−無水マレイン酸、エチレン/グリシジルメタクリレート、エチレン/アクリル酸エチル/グリシジルメタクリレート、エチレン/アクリル酸メチル/グリシジルメタクリレート、エチレンエチルアクリレート−g−無水マレイン酸、エチレン/ブテン1−g−無水マレイン酸、スチレン/エチレン/ブタジエン/無水マレイン酸、ポリエチレン/無水マレイン酸ワックスなどが具体例の一部として挙げられる。
また、本発明の(C)成分とともに無機充填剤を配合することができ、難燃性樹脂組成物の成形品外観を向上させる効果がある。無機充填剤としては、例えば板状、針状あるいは粒状のものが挙げられ、(A)成分、(B)成分および(C)成分中で均一に分散可能な無機充填剤が好ましく、珪酸鉱物、珪酸塩鉱物や種々の鉱物類を粉砕などの加工により微粉化したものが好ましく用いられる。具体例としては、ベントナイト、ドロマイト、バーライト、微粉ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、酸化ケイ素、ドーソナイト、シラスバルーン、クレー、セリサイト、長石粉、カオリン、ゼオライト(合成ゼオライトも含む)、滑石、マイカおよびワラステナイト(合成ワラステナイトも含む)、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ハイドロタルサイトおよびシリカなどが挙げられ、滑石やシリカは得られる成形品の白色性が高く好ましく用いられる。
前記の無機充填剤は、特に平均粒径は10μm以下であることが機械的性質の低下が少なく、より好ましくは5μm以下であることが好ましい。下限としては、製造時のハンドリング性の点から0.5μm以上の平均粒径であることが好ましく、1μm以上の平均粒径であることがより好ましい。また、平均粒径の測定はレーザー回折散乱式の方法で測定される累積分布50%平均粒子径とする。
また、ワラステナイト、カオリンなど針状無機物は、アスペクト比(平均長さ/平均径)が3〜20が好ましく、平均径は10μm以下であることが機械的性質の低下が少なく、より好ましくは平均径が5μm以下であることが好ましい。
また、無機充填剤の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対し、0.5重量部〜50重量部が好ましく、より好ましくは0.7重量部〜40重量部、とくに好ましくは1重量部〜30重量部であり、0.5重量部未満では剛性を上げる効果が小さく、50重量部を越すと面衝撃や機械的性質が低下するため好ましくない。
本発明で使用する(D)難燃剤とは、樹脂に難燃性を付与する目的で添加される物質であれば特に限定されるものではなく、具体的には、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤、およびその他の無機系難燃剤などが挙げられ、これら少なくとも一種以上を選択して用いることができる。
本発明で用いられる臭素系難燃剤の具体例としては、デカブロモジフェニルオキサイド、オクタブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモ無水フタル酸、ヘキサブロモシクロドデカン、ビス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)エタン、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ヘキサブロモベンゼン、1,1−スルホニル[3,5−ジブロモ−4−(2,3−ジブロモプロポキシ)]ベンゼン、ポリジブロモフェニレンオキサイド、テトラブロムビスフェノール−S、トリス(2,3−ジブロモプロピル−1)イソシアヌレート、トリブロモフェノール、トリブロモフェニルアリルエーテル、トリブロモネオペンチルアルコール、ブロム化ポリスチレン、ブロム化ポリエチレン、テトラブロムビスフェノール−A、テトラブロムビスフェノール−A誘導体、テトラブロムビスフェノール−A−エポキシオリゴマーまたはポリマー、テトラブロムビスフェノール−A−カーボネートオリゴマーまたはポリマー、ブロム化フェノールノボラックエポキシなどのブロム化エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノール−A−ビス(2−ヒドロキシジエチルエーテル)、テトラブロムビスフェノール−A−ビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロムビスフェノール−A−ビス(アリルエーテル)、テトラブロモシクロオクタン、エチレンビスペンタブロモジフェニル、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、ポリ(ペンタブロモベンジルポリアクリレート)、オクタブロモトリメチルフェニルインダン、ジブロモネオペンチルグリコール、ペンタブロモベンジルポリアクリレート、ジブロモクレジルグリシジルエーテル、N,N′−エチレン−ビス−テトラブロモフタルイミドなどが挙げられる。なかでも、テトラブロムビスフェノール−A−エポキシオリゴマー、テトラブロムビスフェノール−A−カーボネートオリゴマー、ブロム化エポキシ樹脂が好ましい。
本発明で用いられるリン系難燃剤は特に限定されることはなく、通常一般に用いられるリン系難燃剤を用いることができ、代表的にはリン酸エステル、ポリリン酸塩などの有機リン系化合物や赤リンが挙げられる。
上記の有機リン系化合物におけるリン酸エステルの具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジ(イソプロピルフェニル)フェニルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリクレジルホスフィンオキサイド、メタンホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、レゾルシノールポリ(ジ−2,6−キシリル)ホスフェート、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート、ハイドロキノンポリ(2,6−キシリル)ホスフェートならびにこれらの縮合物などの縮合リン酸エステルを挙げることができる。市販の縮合リン酸エステルとしては、例えば大八化学社製PX−200、PX−201、PX−202、CR−733S、CR−741、CR747などを挙げることができる。特に、下記(1)式で示される縮合リン酸エステルが加水分解性の面から好ましく用いることができる。
Figure 2007056247
(上式において、Ar、Ar、Ar、Arは、同一または相異なる、ハロゲンを含有しない芳香族基を表す。また、Xは下記の(2)〜(4)式から選択される構造を示し、下記(2)〜(4)式中、R〜Rは同一または相異なる水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、Yは直接結合、O、S、SO、C(CH、CH、CHPhを表し、Phはフェニル基を表す。また、(1)式のnは0以上の整数である。また、(1)式のk、mはそれぞれ0以上2以下の整数であり、かつ(k+m)は0以上2以下の整数である。)なお、かかる芳香族縮合リン酸エステルは、異なるnや、異なる構造を有する芳香族縮合リン酸エステルの混合物であってもよい。
Figure 2007056247
Figure 2007056247
Figure 2007056247
前記式(1)の式中nは0以上の整数であり、上限は難燃性の点から40以下が好ましい。好ましくは0〜10、特に好ましくは0〜5である。
またk、mは、それぞれ0以上2以下の整数であり、かつk+mは、0以上2以下の整数であるが、好ましくはk、mはそれぞれ0以上1以下の整数、特に好ましくはk、mはそれぞれ1である。
また前記式(2)〜(4)の式中、R〜Rは同一または相異なる水素または炭素数1〜5のアルキル基を表す。ここで炭素数1〜5のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ネオペンチル基などが挙げられるが、水素、メチル基、エチル基が好ましく、とりわけ水素が好ましい。
またAr、Ar、Ar、Arは同一または相異なる、ハロゲンを含有しない芳香族基を表す。かかる芳香族基としては、ベンゼン骨格、ナフタレン骨格、インデン骨格、アントラセン骨格を有する芳香族基が挙げられ、なかでもベンゼン骨格、あるいはナフタレン骨格を有するものが好ましい。これらはハロゲンを含有しない有機残基(好ましくは炭素数1〜8の有機残基)で置換されていてもよく、置換基の数にも特に制限はないが、1〜3個であることが好ましい。具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ナフチル基、インデニル基、アントリル基などの芳香族基が挙げられるが、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が好ましく、特にフェニル基、トリル基、キシリル基が好ましい。
なかでも下記化合物(5)、(6)が好ましく、特に化合物(5)が好ましい。
Figure 2007056247
Figure 2007056247
また、リン酸、ポリリン酸と周期律表IA族〜IVB族の金属、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミンとの塩からなるリン酸塩、ポリリン酸塩を挙げることもできる。ポリリン酸塩の代表的な塩として、金属塩としてリチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、鉄(II)塩、鉄(III)塩、アルミニウム塩など、脂肪族アミン塩としてメチルアミン塩、エチルアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、エチレンジアミン塩、ピペラジン塩などがあり、芳香族アミン塩としてはピリジン塩、トリアジン塩、メラミン塩、アンモニウム塩などが挙げられる。
また、上記の他、トリスクロロエチルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート)などの含ハロゲンリン酸エステル、また、リン原子と窒素原子が二重結合で結ばれた構造を有するホスファゼン化合物、リン酸エステルアミドを挙げることができる。
また、赤リンとしては、未処理の赤リンのみでなく、熱硬化性樹脂被膜、金属水酸化物被膜、金属メッキ被膜から成る群より選ばれる1種以上の化合物被膜により処理された赤リンを好ましく使用することができる。熱硬化性樹脂被膜の熱硬化性樹脂としては、赤リンを被膜できる樹脂であれば特に制限はなく、例えば、フェノール−ホルマリン系樹脂、尿素−ホルマリン系樹脂、メラミン−ホルマリン系樹脂、アルキッド系樹脂などが挙げられる。金属水酸化物被膜の金属水酸化物としては、赤リンを被膜できるものであれば特に制限はなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化チタンなどを挙げることができる。金属メッキ被膜の金属としては、赤リンを被膜できるものであれば特に制限はなく、Fe、Ni、Co、Cu、Zn、Mn、Ti、Zr、Alまたはこれらの合金などが挙げられる。さらに、これらの被膜は2種以上組み合わせて、あるいは2種以上に積層されていてもよい。
本発明で用いられる窒素化合物系難燃剤としては、脂肪族アミン化合物、芳香族アミン化合物、含窒素複素環化合物、シアン化合物、脂肪族アミド、芳香族アミド、尿素、チオ尿素などを挙げることができる。なお、上記リン系難燃剤で例示したようなポリリン酸アンモニウムなど含窒素リン系難燃剤はここでいう窒素化合物系難燃剤には含まない。脂肪族アミンとしては、エチルアミン、ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロオクタンなどを挙げることができる。芳香族アミンとしては、アニリン、フェニレンジアミンなどを挙げることができる。含窒素複素環化合物としては、尿酸、アデニン、グアニン、2,6−ジアミノプリン、2,4,6−トリアミノピリジン、トリアジン化合物などを挙げることができる。シアン化合物としては、ジシアンジアミドなどを挙げることができる。脂肪族アミドとしては、N,N−ジメチルアセトアミドなどを挙げることができる。芳香族アミドとしては、N,N−ジフェニルアセトアミドなどを挙げることができる。
上記において例示したトリアジン化合物は、トリアジン骨格を有する含窒素複素環化合物であり、トリアジン、メラミン、ベンゾグアナミン、メチルグアナミン、シアヌル酸、メラミンシアヌレート、メラミンイソシアヌレート、トリメチルトリアジン、トリフェニルトリアジン、アメリン、アメリド、チオシアヌル酸、ジアミノメルカプトトリアジン、ジアミノメチルトリアジン、ジアミノフェニルトリアジン、ジアミノイソプロポキシトリアジンなどを挙げることができる。
メラミンシアヌレートまたはメラミンイソシアヌレートとしては、シアヌール酸またはイソシアヌール酸とトリアジン化合物との付加物が好ましく、通常は1対1(モル比)、場合により1対2(モル比)の組成を有する付加物を挙げることができる。また、公知の方法で製造されるが、例えば、メラミンとシアヌール酸またはイソシアヌール酸の混合物を水スラリーとし、良く混合して両者の塩を微粒子状に形成させた後、このスラリーを濾過、乾燥後に一般には粉末状で得られる。また、上記の塩は完全に純粋である必要は無く、多少未反応のメラミンないしシアヌール酸、イソシアヌール酸が残存していても良い。また、樹脂に配合される前の平均粒径は、成形品の難燃性、機械的強度、表面性の点から100〜0.01μmが好ましく、更に好ましくは80〜1μmである。
窒素化合物系難燃剤の中では、含窒素複素環化合物が好ましく、中でもトリアジン化合物が好ましく、さらにメラミンシアヌレートが好ましい。
また、上記窒素化合物系難燃剤の分散性が悪い場合には、トリス(β−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどの分散剤やポリビニルアルコール、金属酸化物などの公知の表面処理剤などを併用してもよい。
本発明で用いられるシリコーン系難燃剤としては、シリコーン樹脂、シリコーンオイルを挙げることができる。前記シリコーン樹脂は、SiO、RSiO3/2、RSiO、RSiO1/2の構造単位を組み合わせてできる三次元網状構造を有する樹脂などを挙げることができる。ここで、Rはメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、または、フェニル基、ベンジル基等の芳香族基、または上記置換基にビニル基を含有した置換基を示す。前記シリコーンオイルは、ポリジメチルシロキサン、およびポリジメチルシロキサンの側鎖あるいは末端の少なくとも1つのメチル基が、水素元素、アルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、アミノ基、エポキシ基、ポリエーテル基、カルボキシル基、メルカプト基、クロロアルキル基、アルキル高級アルコールエステル基、アルコール基、アラルキル基、ビニル基、またはトリフロロメチル基の選ばれる少なくとも1つの基により変性された変性ポリシロキサン、またはこれらの混合物を挙げることができる。さらには、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂にシリコーン系樹脂やポリジメチルシロキサンなどのシリコーン化合物を共重合させた樹脂を用いても良い。
本発明で用いられるその他の無機系難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ、ヒドロキシスズ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、メタスズ酸、酸化スズ、酸化スズ塩、硫酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一錫、酸化第二スズ、ホウ酸亜鉛、ホウ酸カルシウム、ホウ酸アンモニウム、オクタモリブデン酸アンモニウム、タングステン酸の金属塩、タングステンとメタロイドとの複合酸化物酸、スルファミン酸アンモニウム、黒鉛、膨潤性黒鉛などを挙げることができる。中でも、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛、膨潤性黒鉛が好ましい。
前記(D)難燃剤は、1種で用いても、2種以上併用して用いてもかまわない。なお、水酸化アルミニウムを用いる場合は、(A)ポリ乳酸樹脂と(B)芳香族ポリカーボネート樹脂を予め混練し、混練温度210℃以下で溶融混合して用いることが好ましい。
前記(D)難燃剤の中では、ハロゲンを全く含有しないリン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤およびその他の無機系難燃剤から選択される少なくとも1種または2種以上を組み合わせて用いることが好ましい。上記において難燃剤を2種以上併用する場合、リン系難燃剤と他の難燃剤を併用することが好ましい。リン系難燃剤と併用する窒素化合物系難燃剤としては、含窒素複素環化合物が好ましく、中でもトリアジン化合物が好ましく、さらにメラミンシアヌレートが好ましい。また、リン系難燃剤と併用するシリコーン系難燃剤としては、、シリコーン樹脂やポリジメチルシロキサンなどのシリコーン化合物を共重合した(B)芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。また、リン系難燃剤と併用するその他の無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛および膨潤性黒鉛が好ましい。また、リン系難燃剤との配合比率は任意の量を組み合わせることができ、とくに難燃剤100重量%中のリン系難燃剤の量は5重量%以上であることが好ましく、5〜95重量%であることがより好ましい。
(D)難燃剤の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、1〜50重量部であり、さらには2〜45重量部が好ましく、とくに好ましくは3重量部〜40重量部であり、1重量部未満では難燃性を与える効果が小さく、50重量部を越すと面衝撃や機械的性質が低下するため好ましくない。
本発明においては、(A)成分と(B)成分の分散構造において、(A)ポリ乳酸樹脂成分中に(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分が5%以上含有する相構造を持つことを特徴とすることが好ましい。このような相構造の代表例を図1に示す。このような構造を持つことで、特異的に面衝撃が向上し、優れた特性が得られる。
このような相構造の樹脂組成物は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物、(D)難燃剤の各成分を混練性に優れる2軸押出機などの溶融混練機で混練することにより得ることができる。(C)成分は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂と相溶性に優れ、(A)ポリ乳酸樹脂の末端と(C)成分が反応することにより上記のような相構造の組成物が得られると考えられる。
また、(A)成分と(B)成分の分散構造において、(B)芳香族ポリカーボネート成分中に(A)ポリ乳酸樹脂成分の一部好ましくは5%以上が含有する分散構造も好ましい。
また、(A)成分と(B)成分の分散構造において、(A)ポリ乳酸樹脂成分中に(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分が5%以上含有すると同時に、(B)芳香族ポリカーボネート成分中にさらに(A)ポリ乳酸樹脂成分が5%以上が含有する分散構造がさらに好ましい。このような相構造の代表例を図2に示す。また、上記の分散構造に該当しない相構造の例を図3に示す。
前記の分散構造の観察方法としては、例えば、ペレット、プレス成形品、あるいは射出成形品などから切削した試料を光学顕微鏡や透過型電子顕微鏡により観察することができる。とくに、透過型電子顕微鏡を用いることによって(B)成分の含有量を精度よく測定できる。例えば、ペレット状の樹脂組成物から切削した試料を透過型電子顕微鏡の倍率10000倍で観察して観察部位を写真に撮った場合、その写真は(A)ポリ乳酸樹脂成分は白色、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分は黒色として識別される。(C)と(D)成分を配合しないポリ乳酸樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂の場合は、ポリ乳酸樹脂成分単独と芳香族ポリカーボネート樹脂成分単独の分散構造となり、ポリ乳酸樹脂成分中にさらに芳香族ポリカーボネート樹脂が存在することはほとんどない。一方、さらに(C)と(D)成分を配合したポリ乳酸樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂の場合は、ポリ乳酸樹脂成分中にさらに芳香族ポリカーボネート樹脂の分散が観察されることがある。このポリ乳酸樹脂成分中の芳香族ポリカーボネート樹脂成分の量は、前記の写真中のポリ乳酸樹脂成分中に存在する芳香族ポリカーボネート樹脂成分の面積を画像解析により測定し、下記式からポリ乳酸樹脂成分中に存在する芳香族ポリカーボネート樹脂成分の割合を%で求めることができる。
ポリ乳酸樹脂成分中の芳香族ポリカーボネート樹脂成分の割合(%)
=(ポリ乳酸樹脂成分中に存在する芳香族ポリカーボネート樹脂成分の面積)÷(ポリ乳酸樹脂成分の面積)×100
ここで、それぞれの成分の割合を求めるには、前記の写真の複写から、ポリ乳酸樹脂成分、芳香族ポリカーボネート樹脂成分を示す部分を切り抜いて重量を測定し、下記の式でポリ乳酸樹脂成分中に含有する芳香族ポリカーボネート樹脂成分の割合を%で求める方法により求めることができる。
ポリ乳酸樹脂成分中の芳香族ポリカーボネート樹脂成分の割合(%)
=(ポリ乳酸樹脂中に存在する芳香族ポリカーボネート樹脂の重量)÷(ポリ乳酸樹脂成分の重量)×100
本発明では、さらに(E)フッ素系樹脂を配合することができる。本発明における(E)フッ素系樹脂とは、物質分子中にフッ素を含有する樹脂であり、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン/プロピレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ビニリデンフルオライド/エチレン共重合体などが挙げられるが、中でもポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライドが好ましく、特にポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体が好ましく、さらにはポリテトラフルオロエチレンが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン粒子と有機系重合体とからなるポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体も好ましく用いられる。ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂の分子量は10万〜1000万の範囲のものが好ましく、とくに10万〜100万の範囲のものがより好ましく、本発明の押出成形性と難燃性にとくに効果がある。ポリテトラフルオロエチレンの市販品としては、三井・デュポンフロロケミカル(株)製の“テフロン(登録商標)”6−J、“テフロン(登録商標)”6C−J、“テフロン(登録商標)”62−J、旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製の“フルオン”CD1やCD076などが市販されている。また、ポリテトラフルオロエチレン粒子と有機系重合体とからなるポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体の市販品としては、三菱レイヨン(株)から、“メタブレン(登録商標)”Aシリーズとして市販され、“メタブレン(登録商標)”A−3000、“メタブレン(登録商標)”A−3800などが市販されている。また、ポリテトラフルオロエチレンの“テフロン(登録商標)”6−Jなどは凝集し易いため、他の樹脂組成物と共にヘンシェルミキサーなどで機械的に強く混合すると凝集により塊が生じる場合があり、混合条件によってはハンドリング性や分散性に課題がある。一方、ポリテトラフルオロエチレン粒子と有機系重合体とからなるポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体は前記のハンドリング性や分散性に優れ、とくに好ましく用いられる。前記のポリテトラフルオロエチレン粒子と有機系重合体とからなるポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体とは、限定されるものではないが、特開2000−226523号公報で開示されているポリテトラフルオロエチレン粒子と有機系重合体とからなるポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体などが挙げられ、前記の有機系重合体としては芳香族ビニル系単量体、アクリル酸エステル系単量体、およびシアン化ビニル系単量体を10重量%以上含有する有機系重合体などであり、それらの混合物でもよく、ポリテトラフルオロエチレン含有混合粉体中のポリテトラフルオロエチレンの含有量は0.1重量%〜90重量%であることが好ましい。
また、(E)フッ素系樹脂の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.01〜3重量部であり、好ましくは0.02〜2重量部が好ましく、より好ましくは0.03〜1重量部が好ましく、フッ素系樹脂の配合量が3重量部を越すと本発明の流動性や難燃性が逆に低下し、0.01重量部未満では難燃性向上に効果が認められない。
本発明の難燃性樹脂組成物は、UL規格の難燃性が、厚み1.6mm(1/16インチ)の成形品でV−2、V−1およびV−0のいずれかの難燃性能、あるいはUL規格5Vの難燃性能を有するものであることが好ましい。ここでUL規格とは、アメリカUL規格サブジェクト94(UL−94規格)での難燃性が厚み1.6mm(1/16インチ)の成形品でV−2、V−1、V−0 の性能を持つ難燃性樹脂組成物、さらには前記のV−2、V−1、V−0 の性能を持ちながら5Vの性能を併せ持つ難燃性樹脂組成物である。とくに、好ましい態様においてはV−1、V−0の性能と5Vの性能を併せ持つことが可能であり、より好ましい態様においてはV−0の性能と5Vの性能を併せ持つことが可能な(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物、および(D)難燃剤が配合された難燃性樹脂組成物である。また、(E)フッ素系樹脂を併用することによって、燃焼時のドリッピングを防止するため、燃焼時間を短縮する効果がある。
ここで、UL−94規格の難燃性について説明すると、難燃性の試験方法には水平試験と垂直試験があり、水平試験をクリアする材料は難燃性ランクHBとして評価される。また、試験材料を垂直に固定して炎を材料の下部に当てて試験を行う垂直試験は水平試験より燃えやすくなるため、材料としては高度な難燃性が要求され、難燃性ランクとしてV−2、V−1、V−0が定められ、数字が小さい程難燃性に優れ、ここではV−0が最も高度な難燃性ランクとなる。さらに、前記の垂直試験の規格を満足する材料は12.7cm(5インチ)の炎で垂直試験を行う5V試験を行うことができる。前記のV−2、V−1、V−0を定める垂直試験の炎は1.9cm(3/4インチ)であることから、さらに高度な難燃性が要求される。また、UL−94規格は、前記の難燃性試験の規格を満足した試験片厚みと水平試験あるいは垂直試験の結果で定められる。一例としては、1.6mm(1/16インチ)厚みの材料がV−0を示せば、1.6mm(1/16インチ)厚みV−0として定められ、さらに、その材料が5V規格もクリアした場合は1.6mm(1/16インチ)厚みV−0、かつ1.6mm(1/16インチ)厚み5Vとして定められる。なお、V−2、V−1、V−0を定める垂直試験と5V試験において試験片の肉厚は異なっていてもよい。
本発明においては、さらに(F)エポキシ化合物を配合することができ、(F)エポキシ化合物としては、単官能のエポキシ化合物であっても2官能以上のエポキシ化合物であってもよいが、グリシジル基を有するエポキシ化合物であることが好ましく、例えばグリシジルエステル化合物、グリシジルエーテル化合物、およびグリシジルエステルエーテル化合物が挙げられる。これらのエポキシ化合物は1種以上で用いることができる。前記のグリシジルエステル化合物としては、限定されるものではないが、具体例として、安息香酸グリシジルエステル、t−Bu−安息香酸グリシジルエステル、P−トルイル酸グリシジルエステル、シクロヘキサンカルボン酸グリシジルエステル、ペラルゴ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、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、ベヘン酸グリシジルエステル、バーサティク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、リノレイン酸グリシジルエステル、ベヘノール酸グリシジルエステル、ステアロール酸グリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、ビ安息香酸ジグリシジルエステル、メチルテレフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリシジルエステル、コハク酸ジグリシジルエステル、セバシン酸ジグリシジルエステル、ドデカンジオン酸ジグリシジルエステル、オクタデカンジカルボン酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸トリグリシジルエステル、ピロメリット酸テトラグリシジルエステルなどが挙げられ、これらは1種または2種以上を用いることができる。
また、前記のグリシジルエ−テル化合物としては、限定されるものではないが、具体例として、フェニルグリシジルエ−テル、P−フェニルフェニルグリシジルエ−テル、1,4−ビス(β,γ−エポキシプロポキシ)ブタン、1,6−ビス(β,γ−エポキシプロポキシ)ヘキサン、1,4−ビス(β,γ−エポキシプロポキシ)ベンゼン、1−(β,γ−エポキシプロポキシ)−2−エトキシエタン、1−(β,γ−エポキシプロポキシ)−2−ベンジルオキシエタン、2,2−ビス−[р−(β,γ−エポキシプロポキシ)フェニル]プロパンおよびビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタンなどのその他のビスフェノールとエピクロルヒドリンの反応で得られるジグリシジルエーテルなどが挙げられ、これらは1種または2種以上を用いることができる。
また、好ましく用いられる(F)エポキシ化合物としては、単官能のグリシジルエステル化合物とグリシジルエーテル化合物を併用したエポキシ化合物あるいは単官能のグリシジルエステル化合物、さらに好ましくは、単官能のグリシジルエステル化合物が得られる組成物の粘度安定性と耐加水分解性のバランスに優れている。
また、(F)エポキシ化合物のエポキシ当量は、500未満のエポキシ化合物が好ましく、さらにはエポキシ当量400未満のエポキシ化合物が特に好ましい。ここで、エポキシ当量とは、1グラム当量のエポキシ基を含むエポキシ化合物のグラム数であり、エポキシ化合物をピリジンに溶解し、0.05N塩酸を加え45℃で加熱後、指示薬にチモールブルーとクレゾールレツドの混合液を用い、0.05N苛性ソーダで逆滴定する方法により求めることができる。
また、(F)エポキシ化合物は粘度安定性と機械特性を阻害せずに加水分解性を向上させることに大きな効果があり、(F)エポキシ化合物の配合量は粘度安定性と加水分解性の面から、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜9重量部、より好ましくは0.1〜8重量部である。なお、前記(F)エポキシ化合物には、グリシジル化合物をグラフトあるいは共重合した高分子化合物は含まれない。
本発明においては、さらに(J)アルカリ土類金属化合物を配合することができ、アルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、およびバリウム化合物などのアルカリ土類金属化合物が好ましく挙げられる。また、前記の(J)アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酢酸塩、乳酸塩、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸およびモンタン酸などの有機酸塩が挙げられる。また、前記のアルカリ土類金属化合物の具体例としては、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、乳酸マグネシウム、乳酸カルシウム、乳酸バリウム、さらにはオレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸およびモンタン酸などの有機酸のマグネシウム塩、カルシウム塩、およびバリウム塩などが挙げられる。この中で、アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩が好ましく用いられ、特に、水酸化マグネシウムおよび炭酸カルシウムが好ましく用いられ、より好ましくは炭酸カルシウムが用いられる。かかるアルカリ土類金属は1種または2種以上で用いることができる。また、上記の炭酸カルシウムは製造方法により、コロライド炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、湿式粉砕微粉重質炭酸カルシウム、湿式重質炭酸カルシウム(白亜)などが知られており、いずれも本発明に包含される。これらのアルカリ土類金属化合物は、シランカップリング剤、有機物および無機物などの一種以上の表面処理剤で処理されていても良く、形状は粉末状、板状あるいは繊維状であっても構わないが、平均粒径10μm以下の粉末状で用いることが分散性などから好ましい。さらに粒径が細かいと加水分解性の向上効果が大きく好ましい。
また、(J)アルカリ土類金属化合物を配合する効果としては、難燃剤、とくにリン系難燃剤は加水分解され易いため、ポリ乳酸樹脂の加水分解性に悪影響を与えるが、エポキシ化合物に加えてアルカリ土類金属化合物を併用して添加することにより、前記の加水分解されたリン系難燃剤から生じるリン酸をアルカリ土類金属化合物で中和することによって、より一層加水分解性を向上しているものと推定される。また、アルカリ土類金属化合物の代わりに、アルカリ金属化合物を用いる場合、アルカリ金属化合物は、アルカリ性を有する場合が多く通常はポリ乳酸樹脂の加水分解を促進するため好ましくない。本発明で用いる(J)アルカリ土類金属化合物は、中性状態では水に難溶性であり、燐酸エステルが分解して系が酸性になった場合に酸性環境下で溶解し中和作用を示すものが好ましく用いられる。中性状態の溶解度は、例えば化学便覧、丸善株式会社発行(昭和41年)等の便覧に記載されており、水への溶解度が1g/100g水以下が好ましく、さらに好ましくは10−1g/100g水以下である。ちなみに最も好ましく用いられる炭酸カルシウムの水に対する溶解度は5.2×10−3g/100g水である。
また、(J)アルカリ土類金属化合物の配合量は、機械特性と加水分解性の面から、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜9重量部、より好ましくは0.1〜8重量部である。
本発明においては、さらに(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂、および(C)成分に含まれる樹脂以外の(G)熱可塑性樹脂を配合することができ、(G)熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、セルロースエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系樹脂、スチレン系樹脂エラストマー、シリコーン化合物含有コアシェルゴム、アイオノマー樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニルスルフィド樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ、ポリエステル樹脂、セルロースエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン化合物含有コアシェルゴムが特に好ましく用いられる。
また、上記の(G)熱可塑性樹脂の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂および(B)ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.5〜200重量部であり、さらに1〜150重量部であることが好ましく、一種以上で用いられる。
上記の(G)熱可塑性樹脂の中で好ましく用いられるポリエステル樹脂とは、(イ)ジカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体とジオールあるいはそのエステル形成性誘導体、(ロ)ヒドロキシカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体、(ハ)ラクトンから選択された一種以上を重縮合してなる重合体または共重合体であり、ポリ乳酸樹脂以外の熱可塑性ポリエステル樹脂である。
上記ジカルボン酸あるいはそのエステル形成性誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4´−ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マロン酸、グルタル酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸単位およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。
また、上記ジオールあるいはそのエステル形成性誘導体としては、炭素数2〜20の脂肪族グリコールすなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ダイマージオールなど、あるいは分子量200〜100000の長鎖グリコール、すなわちポリエチレングリコール、ポリ−1,3−プロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど、芳香族ジオキシ化合物すなわち、4,4´−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールFなど、及びこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。
また、上記ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。上記ラクトンとしてはカプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラクトン、ウンデカラクトン、1,5−オキセパン−2−オンなどを挙げることができる。これらの重合体ないしは共重合体の具体例としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ビスフェノールA(テレフタレート/イソフタレート)、ポリブチレンナフタレート、ポリブチレン(テレフタレート/ナフタレ−ト)、ポリプロピレンナフタレート、ポリプロピレン(テレフタレート/ナフタレート)、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメチレン/エチレン)テレフタレート、ポリ(シクロヘキサンジメチレン/エチレン)(テレフタレート/イソフタレート)、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)/ビスフェノールA、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)/ビスフェノールAなどの芳香族ポリエステルや、ポリブチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリプロピレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリエチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリプロピレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/スルホイソフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/スルホイソフタレート/サクシネート)、ポリプロピレン(テレフタレート/スルホイソフタレート/サクシネート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバテート)、ポリプロピレン(テレフタレート/セバテート)、ポリエチレン(テレフタレート/セバテート)、ポリブチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(プロピレンオキシド/エチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリ(プロピレンオキシド/エチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(プロピレンオキシド/エチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(プロピレンオキシド/エチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリプロピレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレンテレフタレート・ポリ−ε−カプロラクトンなどポリエーテルあるいは脂肪族ポリエステルを芳香族ポリエステルに共重合した共重合体やポリエチレンオキサレート、ポリプロピレンオキサレート、ポリブチレンオキサレート、ポリネオペンチルグリコールオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリプロピレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレン(サクシネート/アジペート)、ポリプロピレン(サクシネート/アジペート)、ポリエチレン(サクシネート/アジペート)、ポリヒドロキシ酪酸及びβ−ヒドロキシ酪酸とβ−ヒドロキシ吉草酸とのコポリマーなどのポリヒドロキシアルカノエート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステル、ポリブチレンサクシネート・カーボネートなどの脂肪族ポリエステルカーボネート、p−オキシ安息香酸/ポリエチレンテレフタレート、p−オキシ安息香酸/6−オキシ−2−ナフトエ酸などの共重合ポリエステルなどの液晶性ポリエステルが挙げられる。
これらの中で、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる重合体が好ましく、具体的には、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ(シクロヘキサンジメチレン/エチレン)テレフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリブチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリエチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリプロピレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリプロピレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリエチレン(テレフタレート/サクシネート)を好ましく挙げることができる。上記芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる重合体中の全ジカルボン酸に対する芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体の割合が30モル%以上であることがさらに好ましく、40モル%以上であることが特に好ましい。
また、これらの中では、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオールから選ばれる脂肪族ジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる重合体がさらに好ましく、具体的には、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリプロピレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、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(テレフタレート/アジペート)、ポリプロピレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリプロピレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)を好ましく挙げることができる。上記テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とブタンジオールまたはそのエステル形成性誘導体を主成分として重縮合してなる重合体中の全ジカルボン酸に対するテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体の割合が30モル%以上であることがさらに好ましく、40モル%以上であることが特に好ましい。
上記ポリエステル樹脂の好ましい例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリブチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリエステルエラストマー、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリブチレンサクシネートを挙げることができ、特に好ましい例としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート・ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリエチレン(テレフタレート/サクシネート)、ポリブチレンサクシネートから選択される少なくとも1種を挙げることができ、単独で使用しても良いし、2種以上混合して用いても良く、ポリエステル樹脂を配合することにより、難燃性、成形性、耐熱性、機械特性のいずれかが改善された樹脂組成物ならびに成形品を得ることができる。
上記の(G)熱可塑性樹脂の中で好ましく用いられるセルロースエステル樹脂とは、セルロースの水酸基がエステル化剤によって封鎖されているものを言う。具体的なエステル化剤としは、塩化アセチル、塩化プロピオニルなどの酸塩基物、無水酢酸、無水ピロピオン酸、無水酪酸などの酸無水物、アミド化合物、エステル化合物などのカルボン酸化合物誘導体、およびε−カプロラクトンなどの環状エステルなどが挙げられる。
上記セルロースエステル樹脂の好ましい例としては、セルロースアセテート、セルロースジアセテートセルローストリアセテート、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、セルロースアセテートフタレートなどが挙げられ、(A)ポリ乳酸樹脂との相溶性または混和性の観点から、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、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、セルロースアセテートフタレートが好ましく、さらにはセルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートがより好ましい。また、セルロースにおける水酸基の置換度(セルロースエステルに置換された水酸基の平均個数)は、グルコース単位あたり0.5〜2.9であることが好ましい。また、(A)ポリ乳酸樹脂とのより良好な相溶性または混和性の観点から、置換度は1.5〜2.9であることが好ましく、また2.0〜2.8であることがより好ましい。また、上記の置換度は、アルカリ加水分解により生成したエステル化剤を高速液体クロマトグラフィーに供し定量することによって求めることができる。
上記の(G)熱可塑性樹脂の中で好ましく用いられるポリアミド樹脂とは、アミノ酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸を出発原料としたアミド結合を有する熱可塑性重合体である。
アミノ酸としては、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などが挙げられ、ラクタムとしてはε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどが挙げられる。
ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、2,4−ジメチルオクタメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、3,8−ビス(アミノメチル)トリシクロデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどが挙げられる。
ジカルボン酸としてはアジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2−クロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ジグリコール酸などが挙げられる。
上記ポリアミド樹脂の好ましい例としては、ポリカプロアミド(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン6/10)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン6/12)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン11/6)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタル/イソフタルアミド(ナイロン6T/6I)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンPACM12)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド(ナイロンジメチルPACM12)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン11T)、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド(ナイロン11T(H))及びこれらのポリアルキレングリコールなどとの共重合体などの共重合ポリアミド、混合ポリアミド、ポリアミドエラストマーなどである。これらの中で、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6/10、ナイロン6/12、ナイロン11/6及びこれらとポリエチレングリコールなどとの共重合などの共重合ポリアミド、混合ポリアミド、ポリアミドエラストマーが好ましく、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6/ポリエチレングリコール、ポリアミドエラストマーがさらに好ましく、ナイロン6、ナイロン6/ポリエチレングリコールが特に好ましい。
また、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)ポリカーボネート樹脂の熱安定性の問題から、使用するポリアミド樹脂の融点は90℃以上240℃以下であることが好ましく、100℃以上230℃以下であることがさらに好ましい。
上記のポリアミド樹脂は単独で使用しても良いし、2種以上混合して用いても良く、ポリアミド樹脂を配合することで、本発明の樹脂組成物の成形性、機械特性、耐熱性を改質した樹脂組成物ならびに成形品を得ることができる。
上記(G)熱可塑性樹脂の中で好ましく用いられるスチレン系樹脂とは、前記(C)成分のスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物を除くスチレン系樹脂であり、スチレン以外に含有する成分として、αーメチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸nーブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸nーブチル、アクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル、マレイミド、Nーメチルマレイミド、Nーエチルマレイミド、Nーフェニルマレイミド、Nーシクロヘキシルマレイミドなどのマレイミド系単量体、ジエン化合物、マレイン酸ジアルキルエステル、アリルアルキルエーテル、不飽和アミノ化合物、ビニルアルキルエーテルなどをさらに共重合してもよく、限定されるものではないが、スチレンを含有するスチレン系樹脂の具体例としては、ポリスチレン樹脂、耐衝撃性ポリスチレン樹脂(ハイインパクトポリスチレン樹脂)、アクリロニトリル/スチレン共重合体(以下AS樹脂と略す)、ABS樹脂、アクリレート/スチレン/アクリロニトリル共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル/エチレン/スチレン(AES樹脂)などが挙げられ、とくにAS樹脂が好ましく用いられる。
前記の好ましく用いられるAS樹脂中の主成分のスチレンとアクリロニトリルの量は少なくとも70重量%以上共重合されていることが好ましく、スチレンとアクリロニトリルの共重合割合は、10重量%以上50重量%未満のアクリロニトリル量が好ましく、20重量%以上40重量%未満のアクリロニトリル量がさらに好ましい。アクリロニトリルの含量が適切な範囲にある場合に、特にリン系難燃剤を用いた場合に、耐ブリード性に優れた樹脂組成物ならびに成形品を得ることができる。
上記(G)熱可塑性樹脂の中で好ましく用いられるシリコーン化合物含有コアシェルゴムの好ましい例としては、シリコーン・アクリル複合コアシェルゴムを挙げることができる。
本発明においては、さらに(H)繊維状強化材を配合することができ、耐熱性とくに熱変形温度の向上を図ることができる。
本発明で用いる(H)繊維状強化材としては、通常熱可塑性樹脂の強化に用いられるものを用いることができる。具体的には、ガラス繊維、アスベスト繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、金属繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、マグネシウム系ウイスカー、珪素系ウイスカー、セピオライト、アスベスト、スラグ繊維、ゾノライト、エレスタダイト、石膏繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維および硼素繊維などの無機繊維状強化材、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、再生セルロース繊維、アセテート繊維、ケナフ、ラミー、木綿、ジュート、麻、サイザル、亜麻、リネン、絹、マニラ麻、さとうきび、木材パルプ、紙屑、古紙およびウールなどの有機繊維状強化材これらの繊維強化材の中では、無機繊維状強化材が好ましく、特にガラス繊維やホウ酸アルミニウムウイスカーが好ましい。また、有機繊維状強化材の使用も好ましく、ポリ乳酸樹脂の生分解性を生かすという観点からは天然繊維や再生繊維がさらに好ましく、特にケナフが好ましい。また、配合に供する繊維状強化材のアスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)は5以上であることが好ましく、10以上であることがさらに好ましく、20以上であることが熱変形温度を向上させる観点からはさらに好ましい。
上記の繊維状強化材は、エチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆または集束処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤などで処理されていても良い。
また、(H)繊維状強化材の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.1〜200重量部が好ましく、0.5〜100重量部がさらに好ましい。
本発明においては、さらに(I)可塑剤を配合することができ、可塑剤としては、一般にポリマーの可塑剤として用いられる公知のものを特に制限なく用いることができ、例えばポリエステル系可塑剤、グリセリン系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤およびエポキシ系可塑剤などを挙げることができる。
ポリエステル系可塑剤の具体例としては、アジピン酸、セバチン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ロジンなどの酸成分と、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのジオール成分からなるポリエステルや、ポリカプロラクトンなどのヒドロキシカルボン酸からなるポリエステルなどを挙げることができる。これらのポリエステルは単官能カルボン酸もしくは単官能アルコールで末端封鎖されていてもよく、またエポキシ化合物などで末端封鎖されていてもよい。
グリセリン系可塑剤の具体例としては、グリセリンモノアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレートおよびグリセリンモノアセトモノモンタネートなどを挙げることができる。
多価カルボン酸系可塑剤の具体例としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジルなどのフタル酸エステル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリヘキシルなどのトリメリット酸エステル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸n−オクチル−n−デシル、アジピン酸メチルジグリコールブチルジグリコール、アジピン酸ベンジルメチルジグリコール、アジピン酸ベンジルブチルジグリコールなどのアジピン酸エステル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチルなどのクエン酸エステル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシルなどのアゼライン酸エステル、セバシン酸ジブチル、およびセバシン酸ジ−2−エチルヘキシルなどのセバシン酸エステルなどを挙げることができる。
ポリアルキレングリコール系可塑剤の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)ブロックおよび/又はランダム共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエチレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のプロピレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のテトラヒドロフラン付加重合体などのポリアルキレングリコールあるいはその末端エポキシ変性化合物、末端エステル変性化合物、および末端エーテル変性化合物などの末端封鎖化合物などを挙げることができる。
エポキシ系可塑剤とは、一般にはエポキシステアリン酸アルキルと大豆油とからなるエポキシトリグリセリドなどを指すが、その他にも、主にビスフェノールAとエピクロロヒドリンを原料とするような、いわゆるエポキシ樹脂も使用することができる。
その他の(I)可塑剤の具体例としては、ネオペンチルグリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチレートなどの脂肪族ポリオールの安息香酸エステル、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、オレイン酸ブチルなどの脂肪族カルボン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチルなどのオキシ酸エステル、ペンタエリスリトール、、ポリアクリル酸エステルおよびパラフィン類などを挙げることができる。本発明で使用する(I)可塑剤としては、上記に例示したものの中でも、特にポリエステル系可塑剤およびポリアルキレングリコール系可塑剤から選択した少なくとも1種が好ましく、2種以上の併用を行ってもよい。
また、(I)可塑剤の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、30〜0.01重量部の範囲が好ましく、20〜0.1重量部の範囲がさらに好ましく、10〜0.5重量部の範囲が特に好ましい。
本発明においては、(I)可塑剤を配合することで、成形性、耐熱性が向上するので好ましい。
本発明においては、さらに結晶核剤を配合することができ、結晶核剤としては、公知の窒化物などの無機系核剤、有機カルボン酸金属塩などの有機系核剤、ソルビトール類、および(A)ポリ乳酸樹脂より融点の高い高分子核剤などが挙げられ、1種のみでもよくまた2種以上の併用を行ってもよい。
また、結晶核剤の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.01〜30重量部が好ましく、0.05〜20重量部がさらに好ましく、0.1〜10重量部が特に好ましい。
本発明においては、結晶核剤を配合することで、成形性、耐熱性が向上するので好ましい。
本発明においては、(I)可塑剤と結晶核剤とを各々単独で用いてもよいが、両者を併用して用いることが成形性の点において好ましい。
本発明においては、さらに(K)層状珪酸塩を配合することができ、成形性の改質が可能である。また、(K)層状珪酸塩は層間に存在する交換性陽イオンが有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩を配合することがさらに好ましい。本発明における層間に存在する交換性陽イオンが有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩とは、交換性の陽イオンを層間に有する層状珪酸塩の交換性の陽イオンを、有機オニウムイオンで置き換えた包接化合物である。
交換性の陽イオンを層間に有する層状珪酸塩は、幅0.05〜0.5μm、厚さ6〜15オングストロームの板状物が積層した構造を持ち、その板状物の層間に交換性の陽イオンを有している。そのカチオン交換容量は0.2〜3meq/gのものが挙げられ、好ましくはカチオン交換容量が0.8〜1.5meq/gのものである。
また、(K)層状珪酸塩の具体例としてはモンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトなどのスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、ハロイサイト、カネマイト、ケニヤイト、燐酸ジルコニウム、燐酸チタニウムなどの各種粘土鉱物、Li型フッ素テニオライト、Na型フッ素テニオライト、Na型四珪素フッ素雲母、Li型四珪素フッ素雲母等の膨潤性雲母等が挙げられ、天然のものであっても合成されたものであっても良い。これらのなかでもモンモリロナイト、ヘクトライトなどのスメクタイト系粘土鉱物やNa型四珪素フッ素雲母、Li型フッ素テニオライトなどの膨潤性合成雲母が好ましい。
また、有機オニウムイオンとしてはアンモニウムイオンやホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどが挙げられる。これらのなかではアンモニウムイオンとホスホニウムイオンが好ましく、特にアンモニウムイオンが好んで用いられる。アンモニウムイオンとしては、1級アンモニウム、2級アンモニウム、3級アンモニウム、4級アンモニウムのいずれでも良く、1級アンモニウムイオンとしてはデシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、オレイルアンモニウム、ベンジルアンモニウムなどが挙げられ、2級アンモニウムイオンとしてはメチルドデシルアンモニウム、メチルオクタデシルアンモニウムなどが挙げられ、3級アンモニウムイオンとしてはジメチルドデシルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウムなどが挙げられ、 4級アンモニウムイオンとしてはベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウム、ベンザルコニウムなどのベンジルトリアルキルアンモニウムイオン、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルドデシルアンモニウム、トリメチルオクタデシルアンモニウムなどのアルキルトリメチルアンモニウムイオン、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジドデシルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウムなどのジメチルジアルキルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウム、トリドデシルメチルアンモニウムなどのトリアルキルメチルアンモニウムイオン、ベンゼン環を2個有するベンゼトニウムイオンなどが挙げられる。また、これらの他にもアニリン、p−フェニレンジアミン、α−ナフチルアミン、p−アミノジメチルアニリン、ベンジジン、ピリジン、ピペリジン、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、末端にアミノ基を有するポリアルキレングリコールなどから誘導されるアンモニウムイオンなども挙げられる。これらのアンモニウムイオンの中でも、好ましい化合物としては、トリオクチルメチルアンモニウム、ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウム、ベンザルコニウムなどが挙げられる。これらのアンモニウムイオンは、一般的には、混合物として入手可能であり、前記の化合物名称は少量の類縁体を含む代表化合物の名称である。これらは、1種類で使用しても良いし、2種類以上を混合して使用しても良い。
また、反応性の官能基を持つものや親和性の高いものが好ましく、12−アミノドデカン酸、末端にアミノ基を有するポリアルキレングリコールなどから誘導されるアンモニウムイオンなども好ましい。
本発明で用いられる層間に存在する交換性陽イオンが有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩は交換性の陽イオンを層間に有する層状珪酸塩と有機オニウムイオンを公知の方法で反応させることにより製造することができる。具体的には、水、メタノール、エタノールなどの極性溶媒中でのイオン交換反応による方法か、層状珪酸塩に液状あるいは溶融させたアンモニウム塩を直接反応させることによる方法などが挙げられる。
本発明において、(K)層状珪酸塩に対する有機オニウムイオンの量は、層状珪酸塩の分散性、溶融時の熱安定性、成形時のガス、臭気の発生抑制などの点から、層状珪酸塩の陽イオン交換容量に対し通常、0.4〜2.0当量の範囲であるが、0.8〜1.2当量であることが好ましい。
また、これら(K)層状珪酸塩は上記の有機オニウム塩に加え、反応性官能基を有するカップリング剤で予備処理して使用することは、より優れた機械的強度を得るために好ましい。かかる反応性官能基を有するカップリング剤としては、イソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、エポキシ化合物などが挙げられる。
本発明において、(K)層状珪酸塩の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対して、0.1〜40重量部が好ましく、0.5〜30重量部がさらに好ましく、1〜20重量部が特に好ましい。
本発明においては、さらに、カーボンブラック、酸化チタン、弁柄、群青、焼成イエローおよびさらに種々の色の顔料や染料を1種以上配合することにより種々の色に樹脂を調色、耐候(光)性、および導電性を改良することも可能であり、顔料や染料の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対し、0.01〜10重量部、好ましくは0.02〜9重量部、より好ましくは0.03〜8重量部である。
また、前記のカーボンブラックとしては、限定されるものではないが、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、アントラセンブラック、油煙、松煙、および、黒鉛などが挙げられ、平均粒径500nm以下、ジブチルフタレート吸油量50〜400cm3/100gのカーボンブラックが好ましく用いられ、処理剤として酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、ポリオール、シランカップリング剤などで処理されていても良い。
また、前記の酸化チタンとしては、ルチル形、あるいはアナターゼ形などの結晶形を持ち、平均粒子径5μm以下の酸化チタンが好ましく用いられ、処理剤として酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、ポリオール、シランカップリング剤などで処理されていても良い。また、上記のカーボンブラック、酸化チタン、および種々の色の顔料や染料は、本発明の難燃性樹脂組成物との分散性向上や製造時のハンドリング性の向上のため、種々の熱可塑性樹脂と溶融ブレンドあるいは単にブレンドした混合材料として用いても良い。とくに、前記の熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸樹脂などのポリエステル樹脂が好ましく、ポリ乳酸樹脂がとくに好ましく用いられる。
本発明の樹脂組成物に対しては、本発明の目的を損なわない範囲で、安定剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、耐光剤、紫外線吸収剤、銅害防止剤など)、離型剤(脂肪酸、脂肪酸金属塩、オキシ脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪族部分鹸化エステル、パラフィン、低分子量ポリオレフィン、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、変成シリコーン)などを必要に応じて添加することができる。
本発明の樹脂組成物の製造方法については特に限定されるものではないが、例えば(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物、(D)難燃剤、必要に応じて(C)成分以外のグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物、無機充填材、必要に応じてその他の添加剤を予めブレンドした後、(A)ポリ乳酸樹脂の融点以上において、1軸または2軸押出機を用いて均一に溶融混練する方法で製造される。
本発明の樹脂組成物は、独特の特性を持つ組成物であり、押出成形、射出成形、ブロー成形、および未延伸糸、延伸糸、超延伸糸など各種繊維への紡糸などの方法によって、各種製品形状に加工し利用することができ、とくに機械機構部品、電気・電子部品、自動車部品、光学機器、建築・土木部材および日用品など各種用途の成形品として利用することができ、特に機械機構部品、電気・電子部品、自動車部品の成形品として好ましく用いられる。
上記の押出成形により得られる押出成形品としては、フイルム、インフレフィルム、シート、チューブおよび丸棒など各種形状の棒などの押出成形品が挙げられ、延伸されて使用することもでき、機械機構部品、電気・電子部品、自動車部品、光学機器、建築部材および日用品などの各種用途の成形品にさらに加工されて、利用することができる。
また、機械機構部品としては、洗浄用治具、オイルレス軸受、船尾軸受、水中軸受、などの各種軸受、モーター部品、ライター、タイプライターなどを挙げることができる。
電機・電子部品としては、電気機器のハウジング、OA機器のハウジング、各種カバーや筐体、各種ギヤー、各種ケース、センサー、LEDランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、ブレーカー、プラグ、プリント配線板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、CDトレイ、カートリッジ、カセット、ソーター、ACアダプター、充電台、配電盤、コンセントカバー、電話機関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、パソコン筐体および内部部品、CRTディスプレー筐体および内部部品、プリンター筐体および内部部品、携帯電話、ハンドヘルド型モバイルなどの携帯端末筐体および内部部品、記録媒体(CD、DVD、PD、FDDなど)ドライブの筐体および内部部品、複写機の筐体および内部部品、ファクシミリの筐体および内部部品、VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、ビデオカメラ、オーディオ・レーザーディスク(登録商標)・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品、電子楽器、家庭用ゲーム機、携帯型ゲーム機などの筐体および内部部品、パラボラアンテナなどを挙げることができる。
自動車部品としては、内装部品、外装部品、アンダーフード部品を挙げることができ、具体的にはインストルメントパネル、トリム、トルクコントロールレバー、安全ベルト部品、レジスターブレード、ウオッシャーレバー、ウインドレギュレーターハンドル、ウインドレギュレーターハンドルのノブ、パッシングライトレバー、サンバイザーブラケット、コンソールボックス、トランクカバー、スペアタイヤカバー、天井材、床材、内板、シート材、ドアパネル、ドアボード、ステアリングホイール、バックミラーハウジング、エアーダクトパネル、ウィンドモールファスナー、スピードケーブルライナー、サンバイザーブラケット、ヘッドレストロッドホルダー、各種モーターハウジング、各種プレート、各種パネル、ルーフレール、フェイシア、フェンダー、ガーニッシュ、バンパー、バンパーコーナー、バンパースカートラジエーターグリル、ボンネット、ドアミラーステー、スポイラー、フードルーバー、ホイールカバー、ホイールキャップ、グリルエプロンカバーフレーム、ランプリフレクター、ランプベゼル、ドアハンドル、ドアパネル、サイドミラーハウジング、センターピラー、エアーアウトレットルーバー、エンブレム、外装用トリム・モール、スライドルーフ、テールランプリム、精密機械関連部品、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエターグリル、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、ワイパーモーター関係部品、デュストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ソレノイドボビンなどを挙げることができる。
光学機器としては、顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などを挙げることができる。
また、ブロー成形品としては、ジャバラ、ブーツ、ボトルおよび異径管・筒類として必要な形状に成形加工され、機械機構部品、電気・電子部品、自動車部品、光学機器、建築部材および日用品などの成形品として各種用途に利用することができる。
以下に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
[実施例1〜47、比較例1〜26]
D体の含有量が1.2%であり、PMMA換算の重量平均分子量が16万である(A)ポリL乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物、(D)難燃剤、必要に応じて、<1>(C)成分と異なるグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物、無機充填材、フッ素系樹脂、エポキシ化合物、アルカリ土類金属塩、他の熱可塑性樹脂、繊維強化材、層状珪酸塩、可塑剤、他の安定剤を、それぞれ表1〜表5に示した割合で混合し、30mm径の2軸押出機により、シリンダー温度250℃、回転数150rpmの条件で溶融混練を行い、ダイスからストランド状に溶融ガットを引き、冷却バスで水冷し、ストランドカッターでペレット化した樹脂組成物を得た。
なお、表1〜表5における(B)芳香族ポリカーボネート樹脂、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトまたは共重合により含む高分子化合物、(D)難燃剤、(E)フッ素系樹脂、(F)エポキシ化合物、(G)他の熱可塑性樹脂、(H)繊維強化材、(I)可塑剤、(J)アルカリ土類金属塩、(K)層状珪酸塩、(L)その他の添加剤および<1>(C)成分以外のグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物、無機充填材は、次の内容を示すものである。なお、(C)〜(L)成分、<1>および無機充填材の配合量は、(A)ポリ乳酸樹脂、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂の合計量100重量部に対する配合量である。
(B)芳香族ポリカーボネート樹脂(出光石油化学工業(株)製“A−1900”)
C−1:ポリ(エチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸)−g−ポリメタクリル酸メチル(日本油脂(株)製“モディパー”A−8200)。
C−2:エチレン/グリシジルメタクリレート−g−ポリメタクリル酸メチル(日本油脂(株)製“モディパー”A−4200)。
C−3:芳香族ポリカーボネート樹脂−g−AS樹脂(日本油脂(株)製“モディパー”C−L430D)。
C−4:芳香族ポリカーボネート樹脂−g−無水マレイン酸/AS樹脂(日本油脂(株)製“モディパー”C−L440−G)。
C−5:コアシェルゴム(コアがブタジエン、シェルがメチルメタクリレートとエチルアクリレート、呉羽化学工業(株)製"パラロイド"EXL−2602)。
(C)成分以外のグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物
<1>−1:エチレン/アクリル酸メチル/グリシジルメタクリレート(住友化学工業(株)製“ボンドファースト”7M)。
<1>−2:エチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸(住友化学工業(株)製“ボンダイン”HX8290)。
<1>−3:スチレン/エチレン/ブタジエン/無水マレイン酸(旭化成工業(株)製“タフプレン”M1943)。
<1>−4:ポリエチレン/無水マレイン酸ワックス(三井化学(株)製“三井ハイワックス”1105A)。
無機充填剤1:滑石(日本タルク(株)製“P−6”、平均粒径約4μm)。
無機充填剤2:滑石(日本タルク(株)製“MS−P”、平均粒径約12μm)。
D−1:縮合リン酸エステル(大八化学工業(株)製“PX−200”)。
D−2:トリフェニルホスフェート(大八化学工業(株)製“TPP”)。
D−3:メラミンシアヌレート(日産化学工業(株)製“MC−440”)。
D−4:ポリリン酸アンモニウム(鈴裕化学(株)製“ファイアカット”FCP730)。
D−5:ポリリン酸メラミン(DSM社製“メルプア”200)。
D−6:ホウ酸亜鉛(ボラックス社製“ファイアーブレーク”ZB)。
E−1:テトラフルオロエチレン(三井・デュポンフロロケミカル(株)製“テフロン (登録商標)”6−J)。
E−2:アクリル変性テトラフルオロエチレン(三菱レイヨン(株)製“メタブレン (登録商標)”A−3800)。
F−1:バーサティク酸グリシジルエステル(ジャパンエポキシレジン(株)製“カージュラE10”)。
F−2:ビスフェノールAジグリシジルエーテル(ジャパンエポキシレジン製“エピコート”828)。
G−1:ナイロン6樹脂(東レ(株)製“アミラン”CM1010)。
G−2:ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)樹脂(BASF製“エコフレックス”)。
G−3:シリコーン・アクリル複合コアシェルゴム(三菱レイヨン(株)製“メタブレン”SX−005)。
G−4:ポリエステルエラストマー樹脂(東レ・デュポン(株)製“ハイトレル”4057)。
G−5:AS樹脂(スチレン/アクリロニトリル=74/26、東レ(株)製)。
G−6:ポリブチレンテレフタレート(東レ(株)製“トレコン”1401X31)。
G−7:ポリトリメチレンテレフタレート樹脂(シェル製“コルティナ”)。
G−8:ポリエチレン(テレフタレート/サクシネート)樹脂(デュポン製“バイオマックス”)。
G−9:ナイロン6/ポリエチレングリコール樹脂(三洋化成工業(株)製“ペレスタット”)。
G−10:ポリブチレンサクシネート樹脂(昭和高分子製“ビオノーレ”1001)。
G−11:ポリメタクリル酸メチル樹脂(住友化学製“スミペックス”LG35)。
G−12:ポリカプロラクトン樹脂(ダイセル化学工業(株)製“プラクセル”H7)。
G−13:セルロースアセテートプロピオネート(イーストマンケミカル社製“CAP”、アセテート置換度0.1、プロピオネート置換度2.93)。
G−14:アイオノマー(三井・デュポンポリケミカル(株)製“ハイミラン”1555、アルカリ金属塩はナトリウムイオン)。
G−15:アイオノマー(三井・デュポンポリケミカル(株)製“ハイミラン”1706、アルカリ金属塩は亜鉛イオン)。
G−16:スチレン/エチレン/ブタジエン/スチレン(シェル化学(株)製“クレイトン”1650)。
G−17:スチレン/ブタジエン/スチレン/エポキシ(ダイセル化学工業(株)製“エポフレンド”A1010)。
H−1:チョップドストランドのガラス繊維(日東紡績(株)製CS−3J948)。
I−1:エチレンビスラウリン酸アミド(日本油脂(株)製“スリパックス”L)。
I−2:ポリエチレン・プロピレングリコール(旭電化工業(株)製“プルロニック”F68)。
J−1(アルカリ土類金属塩):炭酸カルシウム(同和カルファイン(株)製“KSS1000”)。
K−1:有機化層状珪酸塩(コープケミカル(株)製“MTE”)。
L−1(ヒンダードフェノール系酸化防止剤):ペンタエリスリチル−テトラキス{3−(3,5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}(日本チバガイギー(株)製“イルガノックス”1010)。
また、得られた難燃性樹脂組成物のペレットを用い、下記の(1)に示す性能を評価した。
また、得られた難燃性樹脂組成物について、(株)東芝機械製IS55EPN射出成形機を用い、シリンダー温度240℃、金型温度80℃で射出成形を行い、種々の射出成形品を得た。得られた射出成形品を用い、下記の(2)〜(6)に示す性能を評価した。
(1)分散構造の観察方法とポリ乳酸樹脂中に含有する芳香族ポリカーボネート樹脂の量
ペレット化した難燃性樹脂組成物から透過型電子顕微鏡の試料を切削し、透過型電子顕微鏡の倍率10000倍で分散構造の観察を行い、観察部位を写真に撮った。その写真は(A)ポリ乳酸樹脂は白色、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂は黒色として識別され、ポリ乳酸樹脂中に含有する芳香族ポリカーボネート樹脂の量は、写真を複写機でA−4サイズに拡大し、ポリ乳酸樹脂を示す部分10個を切り抜いて重量を測定し、次にポリ乳酸樹脂中(前記の10個)に存在する芳香族ポリカーボネート樹脂を切り抜いて重量を測定後、下記の式でポリ乳酸樹脂中に含有する芳香族ポリカーボネート樹脂の割合を%で求めた。
ポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合(%)=
(ポリ乳酸樹脂中に存在する芳香族ポリカーボネート樹脂の重量)÷(ポリ乳酸樹脂の重量)×100
上記の値から、ポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合(%)が5%以上含有する相構造を持つ難燃性樹脂組成物は、相構造の判定○とした。また、5%未満の達しなかった難燃性樹脂組成物は、相構造の判定×とした。
(2)成形品外観
射出成形により作製した80mm×80mm×3mm厚みの角板の表面外観を目視観察し、真珠光沢、表面剥離およびフローマークの発生の有無とその程度について、下記の指針で評価した。なお、この評価は樹脂組成物の相溶性を判断する指標としても活用できる。
◎:真珠光沢、表面剥離およびフローマークの発生がなく、室内の蛍光灯ラインが鮮明に見える。
○:真珠光沢、表面剥離およびフローマークの発生はないものの、室内の蛍光灯ラインが不鮮明に見える。
△:真珠光沢、表面剥離の発生はないが、フローマークが認められる。
×:真珠光沢あるいは表面剥離が認められる。
××:溶融混練時のバラス効果によりペレット化が困難、溶融ポリマーを冷却後に粉砕して射出成形試料とした。
(3)面衝撃
射出成形により、直径40mmの厚み1mmと厚み2mmの2種類の円板を成形し、落錘衝撃試験機に水平にセットし、上部から5Rの鉄製の錘を落下させた。落下させる錘の重量と高さから衝撃エネルギーを求めた。
(4)難燃性
射出成形により作製した127mm×12.7mm×0.8mm(5インチ×1/2インチ×1/32インチ)の試験片を用いて、アメリカUL規格サブジェクト94(UL94)の垂直燃焼試験法に準拠して燃焼試験を行い、難燃性を評価し、その評価ランクは難燃性が優れる順にV−0、V−1、V−2で示され、前記のランクに該当しなかった物は規格外とした。さらに、V−0、V−1、V−2と評価された材料は同規格の5V試験を行い、規格を満たす材料を合格とした。
(5)加水分解性
射出成形により作製した3mm厚みのASTM1号ダンベル試験片をタバイエスペック(株)製“ヒューミディキャビネット”LHL−112の恒温高湿漕に投入した。なお、恒温高湿漕の温度と湿度および処理時間の条件は、60℃×95%RH×200hで行い、ASTM法D638に従い引張試験を行い、次式より引張強度保持率を求め、加水分解性の指標とした。
引張強度保持率(%)=(処理後の引張強度÷未処理品の引張強度)×100
(6)熱変形温度
射出成形により作製した3mm厚みの試験片を用い、ASTM法D648に従い、1.82MPaの荷重条件で熱変形温度を求めた。
これらの結果を表1〜表5に併せて示す。
Figure 2007056247
Figure 2007056247
Figure 2007056247
Figure 2007056247
Figure 2007056247
表1の実施例1〜18から、本発明の(A)〜(D)成分を配合した難燃性樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が5%以上を示し、成形品外観、面衝撃および難燃性に優れる難燃性樹脂組成物からなる成形品と言える。また、表1の実施例19から、(C)成分にコアシェルゴムを配合した難燃性樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が5%以上を示し、成形品外観、面衝撃に優れるものの、難燃性に劣る難燃性樹脂組成物からなる成形品と言える。
また、実施例13から、平均粒径10μm以下の無機充填剤をさらに配合した材料は、とくに成形品外観に優れていた。
表2の比較例1〜3から、(C)と(D)成分を配合しない材料は、ポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が5%未満を示し、成形品外観と面衝撃に劣る成形品と言える。
また、比較例4に示す(C)成分の配合量が本発明の範囲以上の材料の場合は、射出成形において固化が遅いため、熱変形による成形品の外観不良が認められ、成形品外観の判定を×にした。したがって、比較例4は本発明成形品の利用用途である機械機構部品、電気・電子部品、自動車部品、光学機器、建築部材および日用品など各種用途の成形品に適合が困難な材料と言える。
また、比較例5に示す(D)成分の配合量が本発明の範囲以上の材料の場合は、30mm径の2軸押出機の供給部に(D)成分が融着したため、押出混練が出来なくなり、難燃性樹脂組成物を得ることができなかった。
また、比較例6〜9は、(C)成分の替わりに、<1>の(C)成分と異なるグリシジル化合物または酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物を配合した材料であるが、いずれもポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が5%未満を示し、成形品外観と面衝撃は不十分であった。
表3の比較例10〜26は、(C)成分の替わりに、(G)他の熱可塑性樹脂を配合した材料であるが、いずれもポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が5%未満を示し、成形品外観と面衝撃は不十分であった。
表4の実施例20〜36は、本発明の実施例2の(A)〜(D)成分に、さらに(G)他の熱可塑性樹脂を配合した材料であり、ポリ乳酸樹脂中の芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が5%以上を示し、面衝撃あるいは熱変形温度のどちらかが、さらに改善された難燃性樹脂組成物からなる成形品と言える。なお、実施例2の熱変形温度は73℃であった。
表5の実施例37〜47は、さらに(E)フッ素系樹脂を配合した材料であり、面衝撃の低下もなく、高度なV−0の難燃性を示した。さらに、実施例42以外の材料は難燃性5V試験も合格する難燃性樹脂組成物と言える。
また、実施例39〜42から、(F)エポキシ化合物を配合した材料は、本発明の性能と難燃性を維持しながら加水分解性に優れ、アルカリ土類金属塩またはヒンダードフェノール系酸化防止剤を併用した材料はさらに高度な加水分解性を示す難燃性樹脂組成物と言える。
また、実施例43〜46は、(H)ガラス繊維、(I)可塑剤、(K)有機化層状珪酸塩の少なくとも一種を配合した難燃性樹脂組成物であり、本発明の性能と難燃性を維持しながら熱変形温度を改質する効果があると言える。とくに、(H)ガラス繊維は熱変形温度の改質効果が高かった。
また、実施例47は、実施例37に無機充填剤を配合した材料であり、本発明の性能と難燃性を維持しながら成形品外観を改質する効果があると言える。
本発明における(A)ポリ乳酸樹脂成分中に(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分が含有する相構造を示す図である。 本発明における(A)ポリ乳酸樹脂成分中に(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分が含有すると同時に、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分中に(A)ポリ乳酸樹脂成分が含有する相構造を示す図である。 従来技術におけるポリ乳酸樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂の相構造を示す図である。

Claims (7)

  1. (A)ポリ乳酸樹脂95〜5重量%、(B)芳香族ポリカーボネート樹脂5〜95重量%、ならびに(A)および(B)の合計100重量部に対して、(C)アクリル樹脂あるいはスチレン樹脂ユニットをグラフトにより含む高分子化合物0.1〜50重量部および(D)難燃剤0.1〜50重量部を配合してなる難燃性樹脂組成物。
  2. (D)難燃剤が臭素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤および無機系難燃剤から選択された1種以上からなる難燃剤である請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
  3. (A)成分と(B)成分の分散構造において、(A)ポリ乳酸樹脂成分中に(B)芳香族ポリカーボネート樹脂成分が5%以上含有する相構造を持つことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
  4. さらに(E)フッ素系樹脂を配合してなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
  5. 厚み1.6mm(1/16インチ)の成形品のUL規格の難燃性がV−2、V−1およびV−0のいずれかの難燃性能を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
  6. 厚み1.6mm(1/16インチ)の成形品のUL規格の難燃性が5Vの難燃性能を有する請求項5に記載の難燃性樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物からなる成形品。
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