JP2008239857A - 樹脂組成物、その製造方法及びその樹脂成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境負荷を低減することができると共に、得られる成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性に優れている樹脂組成物、その製造方法及びその樹脂成形体を提供する。
【解決手段】環境負荷の少ない樹脂組成物は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有するものである。そして、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%である。
【選択図】なし
【解決手段】環境負荷の少ない樹脂組成物は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有するものである。そして、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%である。
【選択図】なし
Description
本発明は、例えばドアトリム、ピラーガーニッシュ等の自動車用内装部品などとして好適に使用される樹脂組成物、その製造方法及びその樹脂成形体に関するものである。
近年における地球温暖化や石油資源の枯渇の問題に対処すべく、植物由来(バイオベース)のプラスチックを使用する検討が盛んに行われている。これは、植物由来のプラスチックを使用することにより、石油の使用量を抑えることができると共に、プラスチックの使用後に燃焼処理を行ったとき大気中の二酸化炭素(CO2)の収支が変化しないというカーボンニュートラルの概念に基づいてその使用が推奨されているためである。また、植物由来の材料の使用に際し、成形体質量のどれだけの割合が植物由来の材料で得られるものであるかを示す指標として「植物度」なる用語が使われ始めており、その度合いが高いほど環境に与える負荷が少ないものとして認識されつつある。その中でもポリ乳酸は、Nature Works社が年産14万トンのプラントを保有し、既に食品トレーやパーソナルコンピュータの筐体等の原料として供給され始めている。このほかにもバクテリアの体内にて合成されるポリヒドロキシブチレートが注目され始めている。ポリヒドロキシブチレートもバクテリアが糖分や植物油などを出発物質として合成するものであることから、広義の植物由来の材料として認知され始めている。
しかし、これら植物由来の材料を自動車内装部品等の厳しい条件が求められる用途において使用する場合には多くの課題がある。まず、ポリ乳酸はその光学純度が高いものは結晶性を有するものの、その結晶化速度が他の結晶性樹脂と比較して非常に遅いことから、通常の成形では低結晶状態となり耐熱性が低いという問題がある。そこで結晶化を促進させるために、金型による成形温度を100℃前後に設定して高価な結晶核剤を用いたり、成形後にアニール処理を施したりすることが試みられている。このほかにも、耐衝撃性が低く、条件によって加水分解を生じるなど、自動車内装部品等の成形体として使用するためには何らかの改良を行う必要がある。
具体的には、ポリ乳酸とポリカーボネート等の他の樹脂とをアロイ化して物性を改良するポリ乳酸樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、ポリ乳酸系樹脂組成物は溶融混練時の剪断下で相溶化させた後、非剪断下で相分離させて得られ、耐熱性や機械強度を改善するものである。また、ポリ乳酸とポリオレフィンとのブロック共重合体を形成し、そのブロック共重合体を相溶化剤として使用した樹脂組成物が知られている(例えば、特許文献2を参照)。すなわち、樹脂組成物は、ポリ乳酸、ポリオレフィン及び相溶化剤としてのブロック共重合体が含まれ、ポリ乳酸とポリオレフィンとの相溶性を高めて耐衝撃性などの物性を向上させるようになっている。
特開2004−250549号公報(第2頁、第3頁及び第11頁)
特開2005−281424号公報(第2頁、第3頁及び第6頁)
しかしながら、特許文献1に記載されているポリ乳酸系樹脂組成物においては、ポリ乳酸としてL体又はD体が95%以上含まれる光学純度の高いものが使用されているに過ぎず、ポリ乳酸とポリカーボネート等の他の樹脂との界面での接着性を十分発揮することができないものと考えられる。このため、ポリ乳酸系樹脂組成物より得られる成形体の耐熱性や、耐衝撃性等の機械的特性を高めることができないという問題があった。
また、特許文献2に記載されている樹脂組成物では、相溶化剤としてポリ乳酸とポリオレフィンとのブロック共重合体が用いられているが、このブロック共重合体はポリオレフィンの存在下に乳酸の2量体を開環重合又は乳酸を重縮合しなければならない。従って、そのようなブロック共重合体の製造条件が複雑であると共に、ポリ乳酸と組合せる他の樹脂毎にブロック共重合体を調製しなければならなかった。ブロック共重合体において、ポリ乳酸とブロック共重合体を形成する他の樹脂が樹脂組成物の樹脂と異なるときには、相溶化剤としての十分な効果が得られないという問題があった。
そこで本発明の目的とするところは、環境負荷を低減することができると共に、得られる成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性に優れている樹脂組成物、その製造方法及びその樹脂成形体を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1の樹脂組成物は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有するものである。そして、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%であることを特徴とする。
請求項2の樹脂組成物は、請求項1において、相溶化剤を含有することを特徴とする。
請求項3の樹脂組成物の製造方法は、請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物の製造方法である。すなわち、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有し、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%である組成物を押出機により溶融混練することを特徴とする。
請求項3の樹脂組成物の製造方法は、請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物の製造方法である。すなわち、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有し、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%である組成物を押出機により溶融混練することを特徴とする。
請求項4の樹脂成形体は、請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体であって、自動車内装部品に用いられるものであることを特徴とする。
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項1の樹脂組成物では、植物由来のポリエステルは質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有している。このため、低分子量ポリエステルが植物由来のポリエステルと石油系樹脂との界面の接着強度を高める役割を果たすものと考えられる。このため、樹脂組成物より得られる成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性が向上する。さらに、樹脂組成物には植物由来のポリエステルが含まれていることから、環境負荷を低減することができる。
請求項1の樹脂組成物では、植物由来のポリエステルは質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有している。このため、低分子量ポリエステルが植物由来のポリエステルと石油系樹脂との界面の接着強度を高める役割を果たすものと考えられる。このため、樹脂組成物より得られる成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性が向上する。さらに、樹脂組成物には植物由来のポリエステルが含まれていることから、環境負荷を低減することができる。
請求項2の樹脂組成物では、相溶化剤を含有することから、植物由来のポリエステルと石油系樹脂との相溶性を高めることができ、請求項1に係る発明の効果を一層向上させることができる。
請求項3の樹脂組成物の製造方法では、前記組成物を押出機により溶融混練することにより行われる。従って、請求項1又は請求項2に係る発明の効果を奏する樹脂組成物を均一組成にできると共に、容易に製造することができる。
請求項4の樹脂成形体では、請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物を成形してなり、自動車内装部品に用いられるものであることから、請求項1又は請求項2に係る発明の効果に加えて、自動車内装部品に要求される剛性を発揮することができる。
以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における樹脂組成物は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有するものである。そして、前記ポリエステルは質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%に設定される。ここで、植物由来のポリエステルの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算の質量平均分子量である。
本実施形態における樹脂組成物は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有するものである。そして、前記ポリエステルは質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%に設定される。ここで、植物由来のポリエステルの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算の質量平均分子量である。
前記植物由来のポリエステルは、高分子量ポリエステルを主体とし、低分子量ポリエステルを少量含有することにより、高分子量ポリエステルのもつ剛性向上機能と、低分子量ポリエステルのもつバインダー機能とが相俟って発現されるものと考えられる。
次に、植物由来のポリエステルは、前述のようにポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含むものである。植物由来のポリエステルは、樹脂組成物の植物度を高め、環境に対する負荷を低減させるための成分である。ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)は、それぞれ単独で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
ポリ乳酸はその光学純度が高い結晶性のポリ乳酸と、そのような結晶性を有しない非晶性のポリ乳酸とがあり、いずれも使用することができる。結晶性のポリ乳酸は、光学異性体であるL体の割合が3モル%未満又は97モル%を超え、D体又はL体の含有量が極めて高いものである。結晶性のポリ乳酸は、その結晶性に基づいて樹脂成形体の機械的特性や耐久性を向上させることができる点から好ましい。但し、結晶性のポリ乳酸は結晶化速度が遅いため、経時の収縮が発生する傾向があるが、非晶性のポリ乳酸はそのような傾向がない。植物由来のポリエステルの質量平均分子量は、1万〜30万程度で、15万〜25万が好ましい。
ポリ乳酸は、乳酸を主成分とするポリエステルであって、乳酸を50質量%以上含有することが好ましく、80質量%以上含有することが特に好ましい。乳酸としては、L−乳酸、D−乳酸、DL−乳酸、又はそれらの混合物、乳酸の環状2量体であるラクタイド等を用いることができる。ポリ乳酸としては、本発明の目的を損なわない範囲において、その他の成分として乳酸以外のヒドロキシカルボン酸、脂肪族カルボン酸、脂肪族ジオール等が含まれいてもよく、テレフタル酸等の芳香族化合物が含まれていてもよい。すなわち、乳酸の単独重合体、共重合体又は混合物のいずれであってもよい。
前記ヒドロキシカルボン酸としては、炭素数2〜10の乳酸以外のヒドロキシカルボン酸が好ましく、具体的にはグリコール酸、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等を好適に用いることができ、さらにヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、例えばグリコール酸の2量体であるグリコライドや6−ヒドロキシカプロン酸の環状エステルであるε−カプロラクトンも用いることができる。また、脂肪族カルボン酸としては、炭素数2〜30の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、具体的にはシュウ酸、コハク酸、グルタン酸、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、フェニルコハク酸、1,4−フェニレンジ酢酸等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
脂肪族ジオールとしては、炭素数2〜30の脂肪族ジオールが好ましく、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、ポ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、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−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、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
ポリヒドロキシブチレート(PHB)は、バイオガス(生ごみ等を嫌気性状態で発酵させて得られるガス)や天然ガス中のメタンを原料として微生物により生産される脂肪族ポリエステルであり、廃棄後には微生物によりバイオガスに戻り、リサイクルされる生分解性の樹脂である。このポリヒドロキシブチレートは、ガラス転移温度が室温よりも高い硬質樹脂である。ポリヒドロキシブチレートの質量平均分子量は、1万〜50万程度で、15万〜25万が好ましい。
ポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)(PHBH)は、上記のポリヒドロキシブチレートと同様に微生物によって産生される生分解性の脂肪族ポリエステルであり、例えばポリ(3−ヒドロキシブチレート−3−ヒドロキシヘキサノエート)などが用いられる。このポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)は、ガラス転移温度が室温よりも高い硬質樹脂からガラス転移温度が室温よりも低い軟質樹脂まで存在する。ポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)の質量平均分子量は、10万〜90万程度で、20万〜50万が好ましい。
樹脂組成物を構成する植物由来のポリエステルと石油系樹脂との合計量中における植物由来のポリエステルの含有量は、20〜60質量%であることが好ましい。植物由来のポリエステルの含有量が20質量%未満の場合には、植物由来樹脂の割合(植物度)が少なくなり、樹脂組成物から得られる樹脂成形体の植物度が小さくなって好ましくない。その一方、60質量%を超える場合には、植物由来のポリエステルの含有量が過剰となり、樹脂成形体の耐衝撃性等の機械的特性や耐熱性が低下する。さらに、ポリ乳酸等の植物由来のポリエステルをドメインとして固定することが困難となってくるため、樹脂成形体の耐久性が低下する。
続いて、石油系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含むものである。この石油系樹脂は、ポリ乳酸等の植物由来のポリエステルとポリマーアロイを形成する材料であり、樹脂組成物より得られる樹脂成形体の機械的特性や耐熱性を高める機能を発現するものである。ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートは、それぞれ単独で、又は2種以上を適宜組合せて使用することができる。
前記ポリプロピレンは結晶性の高分子物質で融点が高く、強度等に優れると共に、比重が小さく(0.90〜0.91)、樹脂組成物より得られる樹脂成形体の軽量化を図ることができ、かつ入手が容易で安価である。このポリプロピレンとしては、プロピレンと他の単量体、例えばエチレンとのランダム共重合体であってもよいし、ゴム成分を含有するブロックポリプロピレンであってもよい。さらに、ポリプロピレンとしては、ガラス繊維等の無機フィラーが含まれたポリプロピレンであってもよい。
ポリエチレンは、エチレンの重合により得られる長鎖状の高分子物質であり、比重が小さく、溶融時の粘度が低いため加工が容易である。ポリエチレンは、その製法によって密度が0.91〜0.94g/cm3の低密度ポリエチレンと、密度が0.94〜0.97g/cm3の高密度ポリエチレンとに分けられる。低密度ポリエチレンは長鎖又は短鎖の分枝を有し、結晶部分が少なく比較的柔らかいのに対し、高密度ポリエチレンは結晶部分が多く、硬い性質を有している。
ポリカーボネートは、ジオキシ化合物(ビスフェノール)や炭酸ジアリル等を原料として合成され、例えばビスフェノールAとホスゲンから合成され、炭酸エステル(カーボネート)の構造を有する透明な難燃性熱可塑性樹脂である。このポリカーボネートは、耐熱性、耐老化性に優れ、非常に強靭で耐衝撃性に優れている。
樹脂組成物を構成する植物由来のポリエステルと石油系樹脂との合計量中における石油系樹脂の含有量は40〜80質量%であることが好ましい。石油系樹脂の含有量が40質量%未満の場合には、樹脂組成物から得られる樹脂成形体の耐熱性が不足すると同時に、耐衝撃性などの機械的特性も低下し、目的とする樹脂成形体が得られ難くなる。その一方、石油系樹脂の含有量が80質量%を超える場合には、樹脂組成物の植物度が小さくなって環境負荷の低減効果が小さくなり好ましくない。
次に、相溶化剤は植物由来のポリエステルと石油系樹脂とを相溶状態へ導くものであり、この樹脂組成物から得られる樹脂成形体の機械的特性及び耐久性を向上させる機能を果たすものであり、必要に応じて配合される。相溶化剤としては、例えばアミン変性エラストマー(アミン変性熱可塑性エラストマー)等の極性基変性エラストマー、乳酸系ポリエステル共重合体、極性基変性ポリオレフィンなどが好適に用いられる。これらのうち、有機アミンで変性されたアミン変性エラストマーは、カルボキシル基等の他の極性基で変性されたエラストマーに比べて、ポリ乳酸等の植物由来のポリエステルに対する相溶性が格段に優れているため特に好ましい。
相溶化剤として具体的には、極性基変性エラストマーとして旭化成ケミカルズ(株)製の商品名タフテックM1943、乳酸系ポリエステル共重合体として大日本インキ化学工業(株)製の商品名プラメートPD−150、極性基変性ポリオレフィンとして三井化学(株)製の商品名タフマーMP0620等が挙げられる。
また、アミン変性エラストマーとして具体的には、アミン変性のスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、アミン変性の水添スチレン・ブタジエン共重合ゴム(HSBR)、アミン変性のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、アミン変性のスチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)、アミン変性のスチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)等が好適に用いられる。具体的には、アミン変性のSEBSとしてJSR(株)製、商品名ダイナロン8630P、アミン変性のHSBRとしてJSR(株)製、商品名ダイナロン4630P等が挙げられる。
これらのアミン変性エラストマーのうち、特にアミン変性のSEBSが好ましい。アミン変性のSEBSは、ドメインとなる植物由来のポリエステルをより微細かつ均一に分散させることができるものと考えられ、マトリックスとなる石油系樹脂との相溶性を高度に発現させることができる。
相溶化剤の含有量は、植物由来のポリエステルと石油系樹脂とのアロイ化によってポリマーアロイが形成されるに足る量であればよく、植物由来のポリエステルと石油系樹脂との合計量100質量部当たり0.5〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。相溶化剤の含有量が0.5質量部未満の場合、植物由来のポリエステルと石油系樹脂との相溶化が不十分となり、樹脂成形体の耐熱性や機械的特性が低下する。その一方、10質量部を超える場合、植物由来のポリエステルと石油系樹脂との相溶化には過剰となり、過剰量の相溶化剤が樹脂成形体の物性に悪影響を及ぼして好ましくない。
樹脂組成物には、上記各成分のほか、有機フィラー、可塑剤、酸化防止剤、加水分解抑制剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、難燃剤等を目的に応じて適宜配合することができる。それらの成分は、各用途における常法に従って所定量が配合される。有機フィラーとしては、例えばケナフ繊維、竹繊維、ヤシ繊維等の植物由来の繊維などが好適に用いられる。このような植物由来の繊維を用いることにより、樹脂組成物の植物度を高めることができる。
樹脂組成物の植物度は環境に与える負荷を減少させる観点から高い方が好ましいが、具体的には20〜60質量%であることが好ましい。この植物度が20質量%未満の場合、植物由来の材料以外の材料の割合が増大し、環境負荷低減効果が小さくなって好ましくない。その一方、60質量%を超える場合、環境に与える負荷は小さくなるが、樹脂成形体の機械的特性や耐熱性が低下する傾向を示す。
続いて、上記樹脂組成物の製造方法、つまりアロイ化について説明する。すなわち、植物由来のポリエステルと、石油系樹脂と、所望により相溶化剤とを含有する組成物を、押出機により溶融混練しながら押し出すことにより行われる。押出機としては、2軸押出機等が使用される。押出機から押し出されたストランド(紐状体)は、一定長さに切断されてペレット状に形成される。
この製造方法により、植物由来のポリエステルに含まれる高分子量ポリエステルのもつ剛性向上機能と、低分子量ポリエステルのもつバインダー機能とが発現されるものと推測される。さらに、相溶化剤を用いる場合には、相溶化剤のアミノ基等の極性基が植物由来のポリエステル側に作用し、相溶化剤を構成する重合体が石油系樹脂側に作用して樹脂組成物(ポリマーアロイ)が形成されるものと考えられる。このようにして得られる樹脂組成物は、石油系樹脂のマトリックス(母材相、海)中に植物由来のポリエステルがドメイン(分散相、島)として分散された構造を有している。このことは、透過型電子顕微鏡(TEM)で容易に確認することができる。
次に、前記樹脂組成物から得られる樹脂成形体について説明する。係る樹脂成形体は、前述した樹脂組成物を射出成形法、ブロー成形法などの成形法により、常法に従って成形を行うことで製造される。具体的に成形を行う場合には、例えば射出成形法により、樹脂組成物を190〜200℃で溶融し、金型の成形凹部へ射出し、金型温度を5〜50℃に保持して実施される。すなわち、ポリ乳酸のガラス転移温度(57〜58℃)よりも低い温度で成形を行うことができる。
このようにして製造される樹脂成形体は、耐衝撃性などの機械的特性及び耐熱性に優れ、しかも耐久性に優れている。具体的には、JIS K 7111に準拠して測定されるシャルピー衝撃強度が20〜40(kJ/cm2)である。また、耐熱性に関して具体的には、JIS K 7191−2 B法(荷重0.45MPa)に準拠して測定される低荷重たわみ温度が好ましくは70〜140℃である。さらに、樹脂成形体は80℃で24時間保持後の変形が少なく、耐熱変形性及び剛性に優れている。従って、樹脂成形体は、自動車内装部品として好適に用いられる。
さて、本実施形態の作用について説明すると、植物由来のポリエステル、石油系樹脂及び必要により相溶化剤を含有する組成物を押出機で混練し、押し出すことにより樹脂組成物が調製される。得られた樹脂組成物を例えば射出成形機を用いて金型内に射出し、金型温度40℃で成形を行うことにより所望とする樹脂成形体が製造される。
この場合、植物由来のポリエステルは質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有している。このため、低分子量ポリエステルは低分子量であるが故に、植物由来のポリエステルと石油系樹脂との界面においてバインダーとしての作用を発現することができるものと推測される。一方、高分子量ポリエステルは高分子量であるが故に、剛性等の機械的特性を向上させる作用を発現することができるものと考えられる。従って、このような低分子量ポリエステルの作用と高分子量ポリエステルの作用とが相乗的に働き、樹脂組成物より得られる成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性の向上を図ることができる。
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態における樹脂組成物では、植物由来のポリエステルは前述の高分子量ポリエステルと、低分子量ポリエステルとを含有している。このため、低分子量ポリエステルが植物由来のポリエステルと石油系樹脂との界面における接着強度を高めることができる。従って、樹脂成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性を向上させることができる。加えて、樹脂組成物には植物由来のポリエステルが含まれていることから、環境負荷を低減することができる。
・ 本実施形態における樹脂組成物では、植物由来のポリエステルは前述の高分子量ポリエステルと、低分子量ポリエステルとを含有している。このため、低分子量ポリエステルが植物由来のポリエステルと石油系樹脂との界面における接着強度を高めることができる。従って、樹脂成形体の耐熱性及び耐衝撃性等の機械的特性を向上させることができる。加えて、樹脂組成物には植物由来のポリエステルが含まれていることから、環境負荷を低減することができる。
・ 樹脂組成物に相溶化剤を含有することにより、植物由来のポリエステルと石油系樹脂との相溶性を高めることができ、上記の効果を一層向上させることができる。
・ 樹脂組成物の製造方法は、前記組成物を押出機により溶融混練することにより行われる。この製造方法によれば、樹脂組成物を均一組成にできると共に、容易に製造することができる。
・ 樹脂組成物の製造方法は、前記組成物を押出機により溶融混練することにより行われる。この製造方法によれば、樹脂組成物を均一組成にできると共に、容易に製造することができる。
・ 樹脂成形体は、樹脂組成物を成形して得られるものであり、自動車内装部品に要求される剛性を発揮することができる。
以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜6及び比較例1〜6)
下記に記載する植物由来のポリエステル、石油系樹脂、必要により相溶化剤を表1に示す含有量(質量部)で、2軸押出機〔神戸製鋼所(株)製、KTX30〕に投入し、バレル温度190℃、回転数500rpmの成形条件で混練し、直径2mmのストランドを押し出した。そして、そのストランドをストランドカッターで切断し、長さ2mm、直径2mmのペレット(樹脂組成物)を得た。次に、得られたペレットを射出成形機(ファナック社製、ロボショットS2000i、100A)に投入し、成形型内に射出し、金型温調機によりキャビティ面を40℃に調整した状態で樹脂成形体を製造した。
(実施例1〜6及び比較例1〜6)
下記に記載する植物由来のポリエステル、石油系樹脂、必要により相溶化剤を表1に示す含有量(質量部)で、2軸押出機〔神戸製鋼所(株)製、KTX30〕に投入し、バレル温度190℃、回転数500rpmの成形条件で混練し、直径2mmのストランドを押し出した。そして、そのストランドをストランドカッターで切断し、長さ2mm、直径2mmのペレット(樹脂組成物)を得た。次に、得られたペレットを射出成形機(ファナック社製、ロボショットS2000i、100A)に投入し、成形型内に射出し、金型温調機によりキャビティ面を40℃に調整した状態で樹脂成形体を製造した。
前記植物由来のポリエステルとしての高分子量ポリ乳酸及び低分子量ポリ乳酸は、それぞれ原料の乳酸をジフェニルエーテルと共沸脱水縮重合し、共沸により留出したジフェニルエーテルから水を除いて実質的に無水の状態にしたジフェニルエーテルを反応系に戻す方法によって製造した。この場合、高分子量ポリ乳酸のときには低分子量ポリ乳酸のときに比べて、共沸脱水縮重合に用いる重合開始剤の使用量を少なくし、かつ重合時間を長くすることによって行った。得られた高分子量ポリ乳酸及び低分子量ポリ乳酸は共に、L−乳酸(L体)98モル%及びD−乳酸(D体)2モル%の結晶性ポリ乳酸であった。
PLA:ポリ乳酸、高分子量PLAとして質量平均分子量18万のものを用い、低分子量PLAとして質量分子量800及び5千のものを用いた。
PHB:ポリヒドロキシブチレート、高分子量PHBとして質量平均分子量25万のものを用い、低分子量PHBとして質量平均分子量8千のものを用いた。
PHB:ポリヒドロキシブチレート、高分子量PHBとして質量平均分子量25万のものを用い、低分子量PHBとして質量平均分子量8千のものを用いた。
PHBH:ポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)、高分子量PHBHとして質量平均分子量20万のものを用い、低分子量PHBHとして質量平均分子量2万のものを用いた。
エチレン−オクテン共重合体:ダウケミカル日本社製、商品名エンゲージ8100
相溶化剤1:アミン変性HSBR(水添スチレン−ブタジエン共重合体)、JSR(株)製、商品名ダイナロン8630P
相溶化剤2:乳酸系ポリエステル共重合体、大日本インキ化学工業(株)製、商品名プラメートPD−150
相溶化剤3:マレイン酸変性PP、三洋化成工業(株)製、商品名ユーメックス1010
前記植物由来のポリエステルの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより下記の条件で測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。
相溶化剤1:アミン変性HSBR(水添スチレン−ブタジエン共重合体)、JSR(株)製、商品名ダイナロン8630P
相溶化剤2:乳酸系ポリエステル共重合体、大日本インキ化学工業(株)製、商品名プラメートPD−150
相溶化剤3:マレイン酸変性PP、三洋化成工業(株)製、商品名ユーメックス1010
前記植物由来のポリエステルの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより下記の条件で測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。
測定装置:(株)島津製作所製、SHIMADZU LC-10AD、検出器;SHIMADZU RID-6A、カラム:日立化成(株)製、GL-S350DT-5、GL-S370DT-5、溶媒:クロロホルム、濃度:1質量%、注入量10μl、流速1ml/min
ここで、比較例1では植物由来のポリエステルとして低分子量ポリエステルを含まないポリエステルを使用した例、比較例2では高分子量ポリエステルを含まないポリエステルを使用した例を示す。また、比較例3では低分子量のポリ乳酸に代えて、エチレン−オクテン共重合体を使用した例、比較例4ではポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が過多である例を示す。比較例5では低分子量ポリエステルの質量平均分子量が1千未満である例、比較例6ではポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が過少である例を示す。
ここで、比較例1では植物由来のポリエステルとして低分子量ポリエステルを含まないポリエステルを使用した例、比較例2では高分子量ポリエステルを含まないポリエステルを使用した例を示す。また、比較例3では低分子量のポリ乳酸に代えて、エチレン−オクテン共重合体を使用した例、比較例4ではポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が過多である例を示す。比較例5では低分子量ポリエステルの質量平均分子量が1千未満である例、比較例6ではポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が過少である例を示す。
そして、製造された各樹脂成形体について、シャルピー衝撃強度、耐熱性及び剛性を以下に示す方法により測定し、それらの結果を表1に示した。
シャルピー衝撃強度(kJ/cm2):JIS K 7111に準拠して測定した。
シャルピー衝撃強度(kJ/cm2):JIS K 7111に準拠して測定した。
低荷重たわみ温度(℃):JIS K 7191−2 B法(荷重0.45MPa)に準拠して測定した。
耐熱性及び剛性:自動車内装部品としてのドアトリムを成形して評価した。すなわち、樹脂成形体を温度80℃で24時間保持したときの変形の有無を専用ゲージにて判断し、次の評価基準で評価した。
耐熱性及び剛性:自動車内装部品としてのドアトリムを成形して評価した。すなわち、樹脂成形体を温度80℃で24時間保持したときの変形の有無を専用ゲージにて判断し、次の評価基準で評価した。
○:許容不可能な変形ではなかった、×:許容不可能な変形があった。
その一方、比較例1では低分子量ポリエステルを含まないポリエステルを使用したため、低分子量ポリエステルに基づく効果が得られず、シャルピー衝撃強度が大きく低下した。比較例2では高分子量ポリエステルを含まず、低分子量ポリエステルのみを使用したため、耐衝撃性、耐熱性及び剛性のいずれも低下した。比較例3では低分子量のポリ乳酸に代えてエチレン−オクテン共重合体を使用したことから、シャルピー衝撃強度は十分であるが、剛性が低下した。比較例4では高分子量ポリエステルの含有量が過少で低分子量ポリエステルの含有量が過多であったため、耐衝撃性、耐熱性及び剛性とも不十分であった。比較例5では低分子量ポリエステルの質量平均分子量が1千未満であったため、低分子量ポリエステルの機能が発現されず、耐衝撃性、耐熱性及び剛性とも不足した。比較例6ではポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が過少であったため、耐衝撃性を発揮することができなかった。
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記植物由来のポリエステルとして、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート及びポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を2種以上組合せて用いることもできる。さらに、その他の植物由来のポリエステル、例えば微生物産生の脂肪族ポリカーボネート、脂肪族ポリエーテル等を配合することも可能である。
・ 前記植物由来のポリエステルとして、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート及びポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を2種以上組合せて用いることもできる。さらに、その他の植物由来のポリエステル、例えば微生物産生の脂肪族ポリカーボネート、脂肪族ポリエーテル等を配合することも可能である。
・ 前記ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートに加えてその他のポリオレフィン等を用いることができる。そのようなポリオレフィンとしては、ポリブチレンやハロゲン化ポリオレフィンなどが挙げられる。
・ ポリ乳酸として、非晶性のポリ乳酸を使用したり、結晶性のポリ乳酸と非晶性のポリ乳酸とを適宜の割合で混合して使用したりすることができる。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記植物由来のポリエステルは、ポリ乳酸であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物。このように構成した場合、低分子量ポリ乳酸による作用が有効に働き、請求項1又は請求項2に係る発明の効果を向上させることができる。
・ 前記成形は、金型温度が5〜50℃で行われるものであることを特徴とする請求項4に記載の樹脂成形体。このように構成した場合、請求項4に係る発明の効果に加えて、樹脂成形体を低温で容易に成形することができる。
Claims (4)
- ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有し、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%であることを特徴とする樹脂組成物。
- 相溶化剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物の製造方法であって、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート又はポリ(ヒドロキシブチレート−ヒドロキシヘキサノエート)を含む植物由来のポリエステルと、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリカーボネートを含む石油系樹脂とを含有し、前記ポリエステルはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の質量平均分子量が10万〜50万の高分子量ポリエステルと、質量平均分子量が1千〜3万の低分子量ポリエステルとを含有すると共に、ポリエステル中の低分子量ポリエステルの含有量が0.5〜10質量%である組成物を押出機により溶融混練することを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体であって、自動車内装部品に用いられるものであることを特徴とする樹脂成形体。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013504702A (ja) * | 2009-09-23 | 2013-02-07 | エルジー・ハウシス・リミテッド | 床材及びその製造方法 |
JP5467871B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2014-04-09 | 株式会社カネカ | 組成物及びその成形体 |
JP2014227543A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 独立行政法人理化学研究所 | ポリエステル樹脂組成物およびその製造方法、並びに該樹脂組成物から形成される成形体 |
JP2015017227A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 出光ライオンコンポジット株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物および成形品 |
WO2024029335A1 (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 住友化学株式会社 | 組成物 |
WO2024080124A1 (ja) * | 2022-10-13 | 2024-04-18 | 住友化学株式会社 | 組成物の製造方法 |
-
2007
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5467871B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2014-04-09 | 株式会社カネカ | 組成物及びその成形体 |
JP2013504702A (ja) * | 2009-09-23 | 2013-02-07 | エルジー・ハウシス・リミテッド | 床材及びその製造方法 |
US9833974B2 (en) | 2009-09-23 | 2017-12-05 | Lg Hausys, Ltd | Flooring material and fabrication method thereof |
JP2014227543A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 独立行政法人理化学研究所 | ポリエステル樹脂組成物およびその製造方法、並びに該樹脂組成物から形成される成形体 |
JP2015017227A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 出光ライオンコンポジット株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物および成形品 |
WO2024029335A1 (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 住友化学株式会社 | 組成物 |
WO2024080124A1 (ja) * | 2022-10-13 | 2024-04-18 | 住友化学株式会社 | 組成物の製造方法 |
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