JP2007217448A

JP2007217448A - 脂肪族ポリエステル系樹脂組成物

Info

Publication number: JP2007217448A
Application number: JP2006036091A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yoshitome; 正記吉留
Original assignee: Advanced Plastics Compounds Co
Current assignee: Advanced Plastics Compounds Co
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】耐熱性および機械的強度に優れる脂肪族ポリエステル系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】脂肪族ポリエステル系樹脂１００重量部に対し、芳香族ポリカーボネート樹脂を４０重量部以上１００重量部未満含有し、更に、両者の合計１００重量部に対し、一分子中にオキシラン環を２つ以上有する重合体を０．５〜５重量部含有する脂肪族ポリエステル系樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は脂肪族ポリエステル系樹脂組成物に関する。

近年、ポリ乳酸をはじめとする脂肪族ポリエステル樹脂を使用した製品の開発が盛んに行われている。特に、ポリ乳酸は、剛性が高く、自動車部品や家電製品などへの搭載・実用化を目指し、精力的に開発が進められている。

しかしながら、ポリ乳酸の性質は、汎用樹脂、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などと比較し、各種の物性バランスが悪く、成形加工性も劣る。しかも、ポリ乳酸は、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が６０℃と室温より高く、また、結晶化速度が遅いため、例えば、射出成形の際の成形条件を汎用樹脂と同じくした場合、成形品は室温付近で急冷されて非晶状態で固化する。従って、得られた成形品は、耐熱性が低く、荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ）は６０℃程度となる。自動車部品や家電製品などへの搭載を目指した場合、この様な耐熱性の低さが最大の課題として挙げられており、耐熱性付与に対する取り組みが盛んに行われている。

例えば、高温金型を使用し、長時間成形品を保持させることにより、ポリ乳酸の結晶化を促進させ、耐熱性を向上させる方法が考案されている（特許文献１）。しかしながら、斯かる方法は、成形サイクルが長くなり、現実的な方法とは言えない。

一方、結晶核剤を配合し、高温金型を使用することにより、耐熱性良好な成形品を得る方法が提案されている（特許文献２）。しかしながら、斯かる方法で得られた成形品は、機械強度のバランス及び衝撃強度の点で改良の余地がある。

更には、触媒存在下、ポリ乳酸より高いＴｇを有するポリマーである芳香族ポリカーボネートと共に加熱脱水反応させることにより、耐熱性を向上させた乳酸コポリマーを製造する方法が考案されている（特許文献３）。しかしながら、斯かる方法によって耐熱性を十分に改良する場合、芳香族ポリカーボネートの含有量は５０〜９０重量％必要となる。従って、得られた組成物はもはやポリ乳酸系樹脂とは言えない。

特開２００２−８８１６１号公報特開２００３−１９２８８３号公報特開平９−２１６９４２号公報

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、耐熱性および機械的強度に優れる脂肪族ポリエステル系樹脂組成物を提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、脂肪族ポリエステル樹脂と芳香族カーボネート樹脂と特定の重合体とを特定の配合比率で溶融混合させることにより、脂肪族ポリエステル樹脂の耐熱性および耐衝撃性を改善し得ることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明の要旨は、脂肪族ポリエステル系樹脂１００重量部に対し、芳香族ポリカーボネート樹脂を４０重量部以上１００重量部未満含有し、更に、両者の合計１００重量部に対し、一分子中にオキシラン環を２つ以上有する重合体を０．５〜５重量部含有することを特徴とする脂肪族ポリエステル系樹脂組成物に存する。

本発明の樹脂肪族ポリエステル系樹脂組成物は、荷重たわみ温度が高く且つ耐衝撃性に優れ、また、特別な成形加工方法や成形条件を適用する必要がないため、多様な用途への使用が可能となり、しかも、得られた樹脂成形品は物性バランスに優れる。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明で使用される脂肪族ポリエステル樹脂としては、脂肪族ヒドロキシカルボン酸の脱水縮合で得られるポリマー、脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸および／またはこれらの無水物との脱水縮合で得られるポリマー等が挙げられる。

脂肪族ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、グリコール酸、乳酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などが挙げられる。

脂肪族多価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ｌ，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル一１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、ｌ，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。

脂肪族多価カルボン酸およびその無水物の具体例としては、シュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸およびその無水物が挙げられる。

本発明で使用する脂肪族ポリエステル樹脂は、上記の原料の脱水縮合により得られるホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーの何れであってもよい。また、二種以上の混合物であってもよい。

脂肪族ポリエステル樹脂の重量平均分子量（Mw）は、通常１万〜５００万、好ましくは３万〜３００万、更に好ましくは５万〜２００万、特に好ましくは７万〜１００万、顕著に好ましくは９万〜５０万である。重量平均分子量が１万より小さい場合、機械物性が十分でなかったり、逆に分子量が５００万より大きい場合、取扱が困難となり、また、不経済となる。

本発明で使用する芳香族ポリカーボネート樹脂は、一種以上のビスフェノール化合物とホスゲン又はジフェニルカーボネートの様な炭酸エステルとを反応させることによって製造される。

ビスフェノール化合物の具体例としては、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、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（すなわちビスフェノールＡ）、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）ペンタン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−３−メチルブタン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、ビス−（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）メタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）エタン、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−３−エチルフェニル）プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシ−３−イソプロピルフェニル）プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシ−３−ｓｅｃ−ブチルフェニル）プロパン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルプロパン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）ジベンジルメタン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、フェノールフタレイン等が挙げられる。本発明に好適なビスフェノール化合物は、ビスフェノールＡ又は１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタンである。

本発明で使用する芳香族ポリカーボネート樹脂は、芳香族ホモ・ポリカーボネート又は芳香族コポリカーボネートである。また、分岐構造を含んでいてもよい。分岐構造のポリカーボネートは、多官能性芳香族化合物を芳香族ジヒドロキシ化合物およびカーボネート先駆体と反応させることにより得られる。本発明で使用する芳香族ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、通常１０，０００〜７０，０００である。

本発明においては、一分子中にオキシラン環を２つ以上有する重合体（オキシラン環含有重合体）を使用する。オキシラン環含有重合体において、オキシラン環は重合体主鎖または側鎖の何れに存在してもよい。オキシラン環は加工時の熱により開環し、カルボン酸や水酸基およびアミド基などと反応する。オキシラン環含有重合体の重量平均分子量は、通常２，０００〜２０，０００である。上記のオキシラン環含有重合体の市販品としては、東亜合成社製「アルフォンＵＧ４０３０」（グリシジル変性アクリル樹脂）がある。

前記の各成分の使用割合は次の通りである。すなわち、芳香族ポリカーボネート樹脂の使用割合は、脂肪族ポリエステル系樹脂１００重量部に対し、４０重量部以上１００重量部未満、好ましくは５０重量部以上１００重量部未満、更に好ましくは、５５重量部以上１００重量部未満である。芳香族ポリカーボネート樹脂の使用割合が４０重量部未満の場合、芳香族ポリカーボネート樹脂によりもたらされる耐熱性および耐衝撃性の改良効果が十分とは言えず、芳香族ポリカーボネート樹脂の使用割合が１００重量部以上の場合は、両成分に対する芳香族ポリカーボネート樹脂の割合が５０重量％以上となり、脂肪族ポリエステル系樹脂組成物を提供せんとする本発明の主旨から外れる。一方、オキシラン環含有重合体の使用割合は、上記の両者の合計１００重量部に対し、０．５〜５重量部、好ましくは１〜３重量部、更に好ましくは１〜２．５重量部である。オキシラン環含有重合体の使用割合が０．５重量部未満の場合は、オキシラン環含有重合体によりもたらされる耐熱性および耐衝撃性の改良効果が十分でなく、オキシラン環含有重合体の使用割合が５重量部を超える場合は、成形加工性が著しく悪化する。

本発明の樹脂肪族ポリエステル系樹脂組成物は、必要性能を阻害しない範囲に於いて、各種の熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、増核剤、衝撃改良剤、顔料、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、充填剤、可塑剤、架橋剤、架橋助剤などを配合することが出来る。

本発明の樹脂肪族ポリエステル系樹脂組成物の製造方法に関しては何ら制限はない。例えば、各成分を任意の順序で又は同時に溶融混合することにより、各成分が均一に分布した組成物を得ることが出来る。なお、溶融混合手段としては公知の手段が挙げられる。例えば、単軸押出機や２軸押出機の様な連続混練機の他、ミルロール、バンバリーミキサー、加圧ニーダー等のバッチ式混練機が好適に使用できる。溶融混合温度は通常１６０℃〜２５０℃である。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜４並びに比較例１及び２：
表１に示す原料を使用した。表２に示す配合比率に従って秤量した原料を、内容量２０Ｌヘンシェルミキサー（回転数１００回転、撹拌時間３分）に投入して撹拌後、混合物を同方向２軸押出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０、回転数２００ｒｐｍ、設定温度２３０℃）へ投入して溶融混練した後、得られたストランド状の樹脂を冷却、裁断することにより、組成が均一なペレットを得た。

得られたペレットを９０℃で５時間乾燥後、射出成形機（型締め圧７５トン、射出容量１４５cm^３）に投入し、射出温度２３０℃、金型温度８０℃、射出時間１０秒、冷却時間４０秒の成形条件にてＪＩＳ試験用サンプル片を作成した。

引張試験はＪＩＳＫ７１６１に、アイゾット衝撃試験はＪＩＳＫ７１１０（２号試験片使用）に、荷重たわみ試験はＪＩＳK７１９１（Ｂ法）にそれぞれ準じた。試験結果を表２に示す。

Claims

脂肪族ポリエステル系樹脂１００重量部に対し、芳香族ポリカーボネート樹脂を４０重量部以上１００重量部未満含有し、更に、両者の合計１００重量部に対し、一分子中にオキシラン環を２つ以上有する重合体を０．５〜５重量部含有することを特徴とする脂肪族ポリエステル系樹脂組成物。
脂肪族ポリエステル系樹脂が乳酸成分を含む請求項１に記載の脂肪族ポリエステル系樹脂組成物。
一分子中にオキシラン環を２つ以上有する重合体が、メタクリル酸グリシジルから誘導される構成単位を少なくとも２つ有する請求項１又は２に記載の脂肪族ポリエステル系樹脂組成物。