JP2009227784A - Flame-retardant polylactic acid-based resin composition and molded body formed by molding it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリ乳酸系難燃共重合体やドリップ防止成分を含有する難燃性ポリ乳酸系樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a flame retardant polylactic acid resin composition containing a polylactic acid flame retardant copolymer and an anti-drip component.
一般に、成形用の原料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ６、ＰＡ６６など）、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴなど）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂が使用されている。しかしながら、このような樹脂から製造された成形体は、成形性、機械的強度に優れているが、廃棄する際、ゴミの量を増すうえに、自然環境下で殆ど分解されないために、埋設処理しても半永久的に地中に残留する。 Generally, as a raw material for molding, resins such as polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polyamide (PA6, PA66, etc.), polyester (PET, PBT, etc.), polycarbonate (PC), etc. are used. ing. However, a molded body produced from such a resin is excellent in moldability and mechanical strength. However, when it is discarded, it increases the amount of dust and hardly decomposes in the natural environment. Even if it remains in the ground semipermanently.
一方、近年、環境保全の見地から生分解性ポリエステル樹脂が注目されている。生分解性ポリエステル樹脂の中でもポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートなどは、大量生産可能なためコストも安く、有用性が高い。そのうち、ポリ乳酸は既にトウモロコシやサツマイモ等の植物を原料として工業生産が可能となっており、使用後に焼却されても、これらの植物の生育時に吸収した二酸化炭素を考慮すると、炭素の収支として中立であることから、特に、地球環境への負荷の低い樹脂とされている。 On the other hand, in recent years, biodegradable polyester resins have attracted attention from the viewpoint of environmental conservation. Among biodegradable polyester resins, polylactic acid, polyethylene succinate, polybutylene succinate and the like are inexpensive and are highly useful because they can be mass-produced. Among them, polylactic acid has already been industrially produced from plants such as corn and sweet potato, and even if incinerated after use, considering the carbon dioxide absorbed during the growth of these plants, the carbon balance is neutral. Therefore, it is considered as a resin having a particularly low load on the global environment.
すでに、雑貨や使い捨て用途などでは、ポリ乳酸樹脂の適用がかなり進められており、さらに、一定レベル以上の樹脂性能が求められる電子機器筐体などの用途にもポリ乳酸樹脂の展開が図られ、一部実用化されている。 Already, the application of polylactic acid resin has been considerably advanced for miscellaneous goods and disposable applications, and further, polylactic acid resin has been developed for applications such as electronic equipment casings that require resin performance above a certain level. Some have been put to practical use.
これらの電気関係の製品への適用においては、多くの場合、高いレベルの難燃性、すなわちＵＬ９４規格Ｖ−１以上が求められることが多い。しかしながら、ポリ乳酸樹脂の燃焼性は高く、ポリ乳酸樹脂に一定レベル以上の難燃性を付与することは容易ではない。 In application to these electrical products, in many cases, a high level of flame retardancy, that is, UL94 standard V-1 or higher is often required. However, the polylactic acid resin has high combustibility, and it is not easy to impart flame retardancy of a certain level or more to the polylactic acid resin.
ＵＬ９４規格Ｖ−１以上の難燃性を得るためには、ドリップによる綿着火が生じてはならない。接炎時にほとんど着火せずに溶融落下することでＶ−１以上の難燃性が得られている場合でも、耐熱性などの他の物性を改良すると、溶融粘性が変わり、その結果、当初の難燃性が失われることがある。 In order to obtain flame resistance of UL94 standard V-1 or higher, cotton ignition by drip must not occur. Even when flame retardancy of V-1 or higher is obtained by melting and dropping with almost no ignition at the time of flame contact, improvement of other physical properties such as heat resistance changes the melt viscosity. Flame resistance may be lost.
ポリ乳酸樹脂に難燃性を付与する方法としては、例えば、特許文献１や特許文献２で開示されているように、各種難燃剤を配合することが一般的である。しかしながら、これら文献においては、Ｖ−１以上の高い難燃性を得るためには、２０質量部以上の高い割合で、難燃剤を配合するか、あるいは、芳香族ポリカーボネート樹脂などのポリ乳酸樹脂に比べて燃焼性が低い樹脂を配合することが必要となっている。 As a method for imparting flame retardancy to a polylactic acid resin, for example, various flame retardants are generally blended as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example. However, in these documents, in order to obtain high flame retardancy of V-1 or higher, a flame retardant is blended at a high ratio of 20 parts by mass or higher, or polylactic acid resin such as aromatic polycarbonate resin is added. It is necessary to blend a resin having lower combustibility.
一方、ポリ乳酸樹脂そのものに難燃性を付与する方法としては、例えば、特許文献３で開示されているように、ポリ乳酸と難燃成分の共重合体を用いる方法が挙げられる。しかしながら、この方法では、難燃性は３．１ｍｍ厚のみを検討しており、電子機器筐体などで実際に求められる、２ｍｍ厚以下での難燃性については検討されておらず、厚みによるドリップ状況の差異が大きいことから考えて、２ｍｍ厚以下では、充分な難燃性が得られない可能性がある。 On the other hand, examples of a method for imparting flame retardancy to the polylactic acid resin itself include a method using a copolymer of polylactic acid and a flame retardant component as disclosed in Patent Document 3. However, in this method, only the thickness of 3.1 mm is considered for the flame retardancy, and the flame retardance of 2 mm or less that is actually required for an electronic device casing or the like has not been studied. Considering that the difference in the drip situation is large, if the thickness is 2 mm or less, sufficient flame retardancy may not be obtained.
さらに、特許文献４では、ガラス繊維を配合して難燃性を付与することが開示されている。しかしながら、Ｖ−１以上の高い難燃性が得られている組成では、シリコーン系化合物や他樹脂が配合されているため、ポリ乳酸の比率が極めて低くなっており、その結果、当然、環境面での貢献度が低いものであった。 Furthermore, Patent Document 4 discloses that glass fiber is blended to impart flame retardancy. However, in a composition having a high flame retardancy of V-1 or higher, since a silicone compound or other resin is blended, the ratio of polylactic acid is extremely low. The contribution in was low.
このように、環境面から樹脂組成物におけるポリ乳酸樹脂の含有比率を高めるとともに、これにＶ−１以上の高度の難燃性を付与させることは困難なことであった。
本発明は、前記の問題点を解決しようとするものであり、高い難燃性を持ち、かつ、ポリ乳酸樹脂含有比率の高い難燃性ポリ乳酸系樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a flame retardant polylactic acid resin composition having high flame retardancy and a high polylactic acid resin content ratio. .
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリ乳酸樹脂に、特定のポリ乳酸系難燃共重合体とドリップ防止成分とを含有させた樹脂組成物が前記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明の要旨は、下記の通りである。
（１）ポリ乳酸樹脂（Ａ）と、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）と、ドリップ防止成分（Ｃ）とを含有する樹脂組成物であって、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）が、単量体成分として、乳酸成分とリン元素を含有するジオール成分とを含有し、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）におけるリン元素の含有量が２．０質量％以上であり、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との質量比（Ａ／Ｂ）が、７０／３０〜９５／５であり、ドリップ防止成分（Ｃ）が、フッ素樹脂系ドリップ防止剤および／または無機繊維であり、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、フッ素樹脂系ドリップ防止剤の含有量が０．０５〜０．５質量部であり、無機繊維の含有量が３〜２５質量部であることを特徴とする難燃性ポリ乳酸系樹脂組成物。
（２）ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）とを構成する全ポリ乳酸成分量に対して、Ｄ−乳酸成分量が０．６％以下であるか、または９９．４％以上であることを特徴とする（１）記載の樹脂組成物。
（３）ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部が、（メタ）アクリル酸エステル化合物０．０１〜５質量部と、過酸化物０．０２〜１０質量部とともに溶融混練されてなることを特徴とする（１）または（２）に記載の樹脂組成物。
（４）結晶核剤（Ｄ）をさらに含有し、その含有量が、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、０．０３〜５質量部であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の樹脂組成物。
（５）結晶核剤（Ｄ）が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする（４）記載の樹脂組成物。
（６）カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物から選ばれる１種以上の加水分解抑制剤（Ｅ）をさらに含有し、その含有量が、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、０．０５〜８質量部であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の樹脂組成物。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
As a result of intensive research in order to solve the above problems, the present inventors have found that a resin composition containing a specific polylactic acid-based flame retardant copolymer and an anti-drip component in a polylactic acid resin has solved the above problems. The inventors have found that this can be solved and have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A resin composition comprising a polylactic acid resin (A), a polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), and an anti-drip component (C), wherein the polylactic acid-based flame retardant copolymer ( B) contains a lactic acid component and a diol component containing a phosphorus element as monomer components, and the content of the phosphorus element in the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) is 2.0% by mass or more. Yes, the mass ratio (A / B) between the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) is 70/30 to 95/5, and the anti-drip component (C) is fluorine. Resin-based anti-drip agent and / or inorganic fiber, content of fluororesin-based anti-drip agent for 100 parts by mass of polylactic acid resin (A) and polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) Is 0.05 to 0.5 parts by mass, and the inorganic fiber content is 3 to 25 parts by mass. Flame retardant polylactic acid based resin composition according to.
(2) The D-lactic acid component amount is 0.6% or less with respect to the total polylactic acid component amount constituting the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), or The resin composition as described in (1), which is 99.4% or more.
(3) A total of 100 parts by mass of the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) comprises 0.01 to 5 parts by mass of a (meth) acrylic acid ester compound, The resin composition according to (1) or (2), wherein the resin composition is melt-kneaded together with 02 to 10 parts by mass.
(4) The crystal nucleating agent (D) is further contained, and the content is 0.03 with respect to 100 parts by mass in total of the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B). The resin composition according to any one of (1) to (3), which is ˜5 parts by mass.
(5) The crystal nucleating agent (D) is one or more selected from organic amide compounds, organic hydrazide compounds, carboxylic acid ester compounds, organic sulfonates, phthalocyanine compounds, melamine compounds, and organic phosphonates. (4) The resin composition according to (4),
(6) One or more hydrolysis inhibitors (E) selected from a carbodiimide compound, an epoxy compound, and an oxazoline compound are further contained, and the content thereof is a polylactic acid resin (A) and a polylactic acid-based flame retardant copolymer. It is 0.05-8 mass parts with respect to a total of 100 mass parts with (B), The resin composition in any one of (1)-(5) characterized by the above-mentioned.
(7) A molded article obtained by molding the resin composition according to any one of (1) to (6) above.
本発明によれば、高い難燃性を持ち、かつポリ乳酸樹脂比率の高い難燃性ポリ乳酸系樹脂組成物を提供することができる。この樹脂組成物を電気製品の筐体などに用いることで、低環境負荷材料であるポリ乳酸樹脂の使用範囲を大きく広げることができ、産業上の利用価値はきわめて高い。 According to the present invention, it is possible to provide a flame retardant polylactic acid resin composition having high flame retardancy and a high ratio of polylactic acid resin. By using this resin composition for a casing of an electrical product, the range of use of polylactic acid resin, which is a low environmental load material, can be greatly expanded, and the industrial utility value is extremely high.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の難燃性ポリ乳酸系樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂（Ａ）と、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）と、ドリップ防止成分（Ｃ）とを含有する樹脂組成物である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The flame retardant polylactic acid resin composition of the present invention is a resin composition containing a polylactic acid resin (A), a polylactic acid flame retardant copolymer (B), and an anti-drip component (C). .
本発明において、ポリ乳酸樹脂（Ａ）としては、耐熱性、成形性の面から、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（Ｄ−乳酸）、およびこれらの混合物または共重合体を用いることができ、生分解性および成形加工性の観点からは、ポリ（Ｌ−乳酸）を主体とすることが好ましい。 In the present invention, as the polylactic acid resin (A), poly (L-lactic acid), poly (D-lactic acid), and a mixture or copolymer thereof can be used from the viewpoint of heat resistance and moldability. From the viewpoint of biodegradability and moldability, poly (L-lactic acid) is preferably the main component.
また、ポリ（Ｌ−乳酸）を主体とするポリ乳酸樹脂（Ａ）の融点は、光学純度によってその融点が異なるが、本発明においては、成形体の機械的特性や耐熱性を考慮すると、融点を１６０℃以上とすることが好ましい。ポリ（Ｌ−乳酸）を主体とするポリ乳酸樹脂（Ａ）において、融点を１６０℃以上とするためには、Ｄ−乳酸成分の割合を約３モル％未満とすればよい。 Further, the melting point of the polylactic acid resin (A) mainly composed of poly (L-lactic acid) varies depending on the optical purity, but in the present invention, the melting point is considered in consideration of the mechanical properties and heat resistance of the molded body. Is preferably 160 ° C. or higher. In the polylactic acid resin (A) mainly composed of poly (L-lactic acid), in order to set the melting point to 160 ° C. or higher, the ratio of the D-lactic acid component may be less than about 3 mol%.
ポリ乳酸樹脂（Ａ）の１９０℃、荷重２１．２Ｎにおけるメルトフローレート（例えば、ＪＩＳ規格Ｋ−７２１０（試験条件４）による値）は通常０．１〜５０ｇ／１０分、好ましくは０．２〜２０ｇ／１０分、最適には０．５〜１０ｇ／１０分である。メルトフローレートが５０ｇ／１０分を超える場合は、溶融粘度が低すぎて成形体の機械的特性や耐熱性が劣る場合がある。また、メルトフローレートが０．１ｇ／１０分未満の場合は成形加工時の負荷が高くなって、操業性が低下する場合がある。 The melt flow rate (for example, a value according to JIS standard K-7210 (test condition 4)) of the polylactic acid resin (A) at 190 ° C. and a load of 21.2 N is usually 0.1 to 50 g / 10 minutes, preferably 0.2. -20 g / 10 min, optimally 0.5-10 g / 10 min. When the melt flow rate exceeds 50 g / 10 min, the melt viscosity is too low and the molded article may have poor mechanical properties and heat resistance. On the other hand, when the melt flow rate is less than 0.1 g / 10 minutes, the load at the time of molding increases, and the operability may be lowered.
ポリ乳酸樹脂（Ａ）は公知の溶融重合法で、あるいは、さらに固相重合法を併用して製造される。また、生分解性樹脂（Ａ）のメルトフローレートを所定の範囲に調節する方法として、メルトフローレートが大きすぎる場合は、少量の鎖長延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、ビスオキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物等を用いて樹脂の分子量を増大させる方法が挙げられる。逆に、メルトフローレートが小さすぎる場合はメルトフローレートの大きなポリエステル樹脂や低分子量化合物と混合する方法が挙げられる。 The polylactic acid resin (A) is produced by a known melt polymerization method or by further using a solid phase polymerization method. Further, as a method for adjusting the melt flow rate of the biodegradable resin (A) to a predetermined range, when the melt flow rate is too large, a small amount of chain extender, for example, a diisocyanate compound, a bisoxazoline compound, an epoxy compound And a method of increasing the molecular weight of the resin using an acid anhydride or the like. Conversely, when the melt flow rate is too small, a method of mixing with a polyester resin or a low molecular weight compound having a large melt flow rate can be used.
本発明において、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）は、単量体成分として、乳酸成分とリン元素を含有するジオール成分とを含み、共重合体（Ｂ）におけるリン元素の含有量が２．０質量％以上である共重合体である。 In the present invention, the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) includes, as monomer components, a lactic acid component and a diol component containing a phosphorus element, and the content of the phosphorus element in the copolymer (B) is The copolymer is 2.0% by mass or more.
ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）を構成する乳酸成分としては、前記ポリ乳酸樹脂（Ａ）を構成する乳酸成分が例示される。 Examples of the lactic acid component constituting the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) include the lactic acid component constituting the polylactic acid resin (A).
また、リン元素を含有するジオール成分としては、その化学構造は、特に限定されないが、難燃効果の点から、リン原子−酸素原子が存在する構造や、ベンゼン環をはじめとする芳香環が存在する構造を有するものが好ましい。リン原子−酸素原子が存在する構造では、燃焼時のスムーズな遊離リン酸生成による脱水・炭化促進効果があり、また、ベンゼン環をはじめとする芳香環が存在する構造でも、炭化促進効果がある。
リン元素を含有するジオール成分として、例えば、難燃性ポリエチレンテレフタレート樹脂製造の際の重合時添加用に市販されている各種ジオールを用いることが可能である。
リン元素を含有するジオール成分の具体的な市販品としては、例えば、日本化学工業製ｎ−ブチル−ビス（３−ヒドロキシプロピル）ホスファイトオキシド『ヒシコーリンＰＯ−４５００』、三光製芳香族含リンジオール『ＭＥ１００』、北興化学製ジフェニルホスフィニルハイドロキノン『ＰＰＱ』などが挙げられる。
これらのうち、フェノール類やハイドロキノン類については、アルキレングリコール類をヒドロキシル基部位に縮合させて、芳香環とヒドロキシル基の直結を回避することにより、ポリ乳酸への導入がより円滑におこなわれる場合がある。
In addition, the chemical structure of the diol component containing phosphorus element is not particularly limited, but from the viewpoint of flame retardancy, there is a structure in which a phosphorus atom-oxygen atom exists, and an aromatic ring including a benzene ring. What has the structure which does is preferable. In the structure where phosphorus atom-oxygen atom exists, there is an effect of promoting dehydration and carbonization by the smooth generation of free phosphoric acid during combustion, and also in the structure where aromatic ring such as benzene ring exists, there is also an effect of promoting carbonization. .
As the diol component containing a phosphorus element, for example, various diols that are commercially available for addition during polymerization in the production of a flame-retardant polyethylene terephthalate resin can be used.
Specific examples of commercially available diol components containing phosphorus element include n-butyl-bis (3-hydroxypropyl) phosphite oxide “Hishicolin PO-4500” manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., Sanko aromatic phosphorus-containing diol “ME100”, Hokuko Chemical's diphenylphosphinyl hydroquinone “PPQ” and the like.
Among these, with regard to phenols and hydroquinones, introduction into polylactic acid may be carried out more smoothly by condensing alkylene glycols to the hydroxyl group site and avoiding direct connection between the aromatic ring and the hydroxyl group. is there.
ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）の製造法としては、乳酸、ラクチド、乳鎖オリゴマーなどと、リン元素を含有するジオールとを原料として、重合によって製造することが可能である。また、市販のポリ乳酸樹脂に、リン元素を含有するジオール成分を導入することによって、製造することも可能である。ポリ乳酸樹脂に、リン元素を含有するジオール成分を導入する方法としては、例えば、ポリ乳酸の解重合および該ジオール成分のポリ乳酸への結合をおこなう操作と、分子鎖を延長して分子量を確保する操作とからなる方法が挙げられる。リン元素を含有するジオール成分をポリ乳酸へ結合せしめた後の分子鎖延長操作としては、例えば、鎖延長効果を持つ化合物を用いる方法が挙げられる。鎖延長効果を持つ化合物としては、種々のものを用いることができるが、例えば、イソシアネート基を持つ化合物を用いることができる。具体的な化合物名としては、例えば、シクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。 As a method for producing the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), it can be produced by polymerization using lactic acid, lactide, milk chain oligomer and the like and a diol containing a phosphorus element as raw materials. Moreover, it is also possible to manufacture by introducing a diol component containing a phosphorus element into a commercially available polylactic acid resin. Examples of a method for introducing a diol component containing a phosphorus element into a polylactic acid resin include an operation of depolymerizing polylactic acid and bonding the diol component to polylactic acid and extending the molecular chain to ensure molecular weight. The method which consists of operation to perform is mentioned. Examples of the molecular chain extending operation after the diol component containing phosphorus element is bonded to polylactic acid include a method using a compound having a chain extending effect. As the compound having a chain extension effect, various compounds can be used. For example, a compound having an isocyanate group can be used. Specific examples of the compound name include cyclohexyl diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and the like.
本発明において、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）におけるリン元素の含有量は２．０質量％以上であることが必要である。リン元素の含有量が２．０質量％未満の場合、ポリ乳酸樹脂（Ａ）に対してポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）配合量を多くしなければ、充分な難燃性を得ることができず、またそのような配合量においては、耐衝撃性等の物性性能が不充分となり、いずれも、本発明の目的を達することができない。 In the present invention, the phosphorus element content in the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) needs to be 2.0% by mass or more. When the phosphorus element content is less than 2.0% by mass, sufficient flame retardancy can be obtained unless the amount of the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) is increased relative to the polylactic acid resin (A). In such a compounding amount, physical properties such as impact resistance become insufficient, and none of the objects of the present invention can be achieved.
本発明の樹脂組成物は、ドリップ防止成分（Ｃ）を含有することが必要であり、ドリップ防止成分（Ｃ）として、フッ素樹脂系ドリップ防止剤または無機繊維を使用することができる。 The resin composition of the present invention needs to contain an anti-drip component (C), and a fluororesin-based anti-drip agent or inorganic fiber can be used as the anti-drip component (C).
フッ素樹脂系ドリップ防止剤は、特に限定されず、種々のものを用いることができる。市販のもとしては、例えば、ダイキン製『ポリフロンＦＡ』、あるいは三菱レーヨン製『メタブレンＡ３７００』、『メタブレンＡ３８００』などが挙げられる。 The fluororesin-based anti-drip agent is not particularly limited, and various types can be used. Examples of commercially available products include “Polyflon FA” manufactured by Daikin, “Metabrene A3700” and “Metabrene A3800” manufactured by Mitsubishi Rayon.
無機繊維も特に限定されず、種々のものを用いることができ、具体的には、例えば、ガラス繊維などを用いることができる。無機繊維の形態は特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ以下の長さに切断されたものは、樹脂組成物への混合・分散の点で好適に用いることができる。 The inorganic fibers are not particularly limited, and various types can be used. Specifically, for example, glass fibers can be used. Although the form of the inorganic fiber is not particularly limited, for example, those cut to a length of 100 mm or less can be suitably used in terms of mixing / dispersing into the resin composition.
本発明の樹脂組成物において、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）の質量比（Ａ／Ｂ）は、７０／３０〜９５／５の範囲であることが必要であり、７０／３０〜９０／１０であることが好ましく、７５／２５〜８５／１５であることがさらに好ましい。ポリ乳酸樹脂（Ａ）が、７０質量％未満であると、耐衝撃性や耐久性が低下することがあり、一方、９５質量％を超えると、難燃性が低下することがある。 In the resin composition of the present invention, the mass ratio (A / B) of the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) needs to be in the range of 70/30 to 95/5. It is preferably 70/30 to 90/10, and more preferably 75/25 to 85/15. If the polylactic acid resin (A) is less than 70% by mass, the impact resistance and durability may be reduced, whereas if it exceeds 95% by mass, the flame retardancy may be reduced.
本発明の樹脂組成物において、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）は、それらを構成する全ポリ乳酸成分量に対して、Ｄ−乳酸成分の含有量が０．６％以下であるか、または９９．４％以上であることが好ましい。また、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）は、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物ともに溶融混練されていることが好ましい。さらに、樹脂組成物は、結晶核剤を含有していることが好ましい。これらいずれかの条件が満足されると、樹脂組成物の結晶化が促進され、良好な成形性を得ることができる。 In the resin composition of the present invention, the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) have a D-lactic acid component content of 0 relative to the total polylactic acid component amount constituting them. It is preferably 6% or less, or 99.4% or more. The polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) are preferably melt-kneaded together with the (meth) acrylic acid ester compound and the peroxide. Furthermore, the resin composition preferably contains a crystal nucleating agent. When any of these conditions is satisfied, crystallization of the resin composition is promoted, and good moldability can be obtained.
本発明において、ポリ乳酸樹脂（Ａ）やポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）と溶融混練する（メタ）アクリル酸エステル化合物は、樹脂組成物の結晶化を促進し、耐熱性を改善することを目的として配合される。（メタ）アクリル酸エステル化合物の具体的な化合物としては、ポリ乳酸樹脂との反応性が高く、モノマーが残りにくく、かつ、毒性が少なく、樹脂の着色も少ないことから、分子内に２個以上の（メタ）アクリル基を有するか、または、１個以上の（メタ）アクリル基と１個以上のグリシジル基もしくはビニル基を有する化合物が好ましい。具体的な化合物としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、アリロキシ（ポリ）エチレングリコールモノメタクリレート、（ポリ）エチレングリコールジメタクリレート、（ポリ）エチレングリコールジアクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジメタクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジアクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジメタクリレート、または、これらのアルキレングリコール部が様々な長さのアルキレンの共重合体、ブタンジオールメタクリレート、ブタンジオールアクリレート等が挙げられる。 In the present invention, the (meth) acrylic ester compound melt-kneaded with the polylactic acid resin (A) or the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) promotes crystallization of the resin composition and improves heat resistance. It is formulated for the purpose. As a specific compound of the (meth) acrylic acid ester compound, two or more in the molecule because the reactivity with the polylactic acid resin is high, the monomer hardly remains, the toxicity is low, and the resin is less colored. Or a compound having one or more (meth) acryl groups and one or more glycidyl groups or vinyl groups. Specific compounds include glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycerol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, allyloxy polyethylene glycol monoacrylate, allyloxy (poly) ethylene glycol monomethacrylate, (poly) ethylene glycol Dimethacrylate, (poly) ethylene glycol diacrylate, (poly) propylene glycol dimethacrylate, (poly) propylene glycol diacrylate, (poly) tetramethylene glycol dimethacrylate, or alkylenes with various lengths of these alkylene glycols And the like, butanediol methacrylate, butanediol acrylate, and the like.
（メタ）アクリル酸エステル化合物の添加量は、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、０．０１〜５質量部であることが好ましく、０．０５〜１質量部であることがより好ましい。添加量が０．０１質量部未満では、目的とする耐熱性が得られず、また、過剰に添加すると、混練時の操業性が低下することがある。 The addition amount of the (meth) acrylic acid ester compound is 0.01 to 5 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B). Is preferable, and it is more preferable that it is 0.05-1 mass part. If the addition amount is less than 0.01 parts by mass, the desired heat resistance cannot be obtained, and if added in excess, the operability during kneading may be reduced.
本発明において、ポリ乳酸樹脂（Ａ）やポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）と溶融混練する過酸化物は、（メタ）アクリル酸エステル化合物とポリ乳酸樹脂との反応を促進し、耐熱性を改善することを目的として配合される。過酸化物の具体的な化合物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）トリメチルシクロヘキサン、ビス（ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ブチルビス（ブチルパーオキシ）バレレート、ジクミルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート、ジブチルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキシン、ブチルパーオキシクメンなどが挙げられる。 In the present invention, the peroxide to be melt kneaded with the polylactic acid resin (A) or the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) promotes the reaction between the (meth) acrylic acid ester compound and the polylactic acid resin, and is heat resistant. It is formulated for the purpose of improving the properties. Specific examples of the peroxide include benzoyl peroxide, bis (butylperoxy) trimethylcyclohexane, bis (butylperoxy) cyclododecane, butylbis (butylperoxy) valerate, dicumyl peroxide, and butylperoxide. Examples thereof include oxybenzoate, dibutyl peroxide, bis (butylperoxy) diisopropylbenzene, dimethyldi (butylperoxy) hexane, dimethyldi (butylperoxy) hexyne, and butylperoxycumene.
過酸化物の添加量は、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、０．０２〜１０質量部であることが好ましく、０．１〜５質量部であることがより好ましい。添加量が０．０２質量部未満では、目的とする効果が得られず、また、過剰に添加すると、混練時の操業性が低下することがある。 The amount of the peroxide added is preferably 0.02 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B). More preferably, it is 1-5 mass parts. If the addition amount is less than 0.02 parts by mass, the intended effect cannot be obtained, and if it is added excessively, the operability during kneading may be reduced.
上述のように、本発明においては、ポリ乳酸樹脂（Ａ）やポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）は、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とともに溶融混練することが好ましい。これらを溶融混練したのち、ドリップ防止成分（Ｃ）を加えて本発明の樹脂組成物を製造してもよい。また、後述するように、ポリ乳酸樹脂（Ａ）と、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）と、ドリップ防止成分（Ｃ）とを溶融混練して樹脂組成物を製造する際に、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを共存させて、ポリ乳酸樹脂（Ａ）、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）と、（メタ）アクリル酸エステル化合物、過酸化物との溶融混練や、ドリップ防止成分（Ｃ）との混合を同時に実施してもよい。 As described above, in the present invention, the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) are preferably melt-kneaded together with the (meth) acrylic acid ester compound and the peroxide. After these are melt-kneaded, the anti-drip component (C) may be added to produce the resin composition of the present invention. As will be described later, when a polylactic acid resin (A), a polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), and an anti-drip component (C) are melt-kneaded to produce a resin composition ( Melt of polylactic acid resin (A), polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), (meth) acrylic acid ester compound and peroxide in the presence of a meth) acrylic acid ester compound and a peroxide Kneading and mixing with the anti-drip component (C) may be performed simultaneously.
本発明の樹脂組成物は、結晶核剤（Ｄ）を含有していることが好ましい。結晶核剤（Ｄ）の含有により、樹脂組成物の結晶化が促進され、良好な成形性を得ることができる。
結晶核剤（Ｄ）としては、種々のものを用いることができ、具体的な市販品としては、新日本理化製『ＴＦ−１』、トヨタ製マスターバッチ『ＫＸ２３８Ｂ』、などが挙げられる。
また、結晶核剤（Ｄ）としては、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩、から選ばれる１種以上を用いることで、より優れた成形性が得られる。
The resin composition of the present invention preferably contains a crystal nucleating agent (D). By containing the crystal nucleating agent (D), crystallization of the resin composition is promoted, and good moldability can be obtained.
Various crystal nucleating agents (D) can be used, and specific commercial products include “TF-1” manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd. and master batch “KX238B” manufactured by Toyota.
The crystal nucleating agent (D) is at least one selected from organic amide compounds, organic hydrazide compounds, carboxylic acid ester compounds, organic sulfonates, phthalocyanine compounds, melamine compounds, and organic phosphonates. By using, more excellent moldability can be obtained.
有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物としては、一般式（１）〜（３）で表される化合物が好ましい。
Ｒ１−（ＣＯＮＨ−Ｒ２）ａ （１）
［式中、Ｒ１は炭素数２〜３０の飽和あるいは不飽和の脂肪鎖、飽和あるいは不飽和の脂肪環、あるいは、芳香環を表す。Ｒ２は炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数２〜１８のアルケニル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基あるいはシクロアルケニル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、あるいは、式（ａ）〜（ｄ）のいずれかで表される基を表し、１つ以上の水素原子がヒドロキシル基で置換されていても構わない。ａは２〜６の整数を表す。］
Ｒ９−（ＮＨＣＯ−Ｒ１０）ｆ （２）
［式中、Ｒ９は炭素数２〜３０の飽和あるいは不飽和の脂肪鎖、不飽和の脂肪環、あるいは、芳香環を表す。Ｒ１０は前記のＲ２と同義である。ｆは２〜６の整数を表す。］
Ｒ１１−（ＣＯＮＨＮＨＣＯ−Ｒ１２）ｈ （３）
［式中、Ｒ１１は炭素数２〜３０の飽和あるいは不飽和の脂肪鎖、不飽和の脂肪環、あるいは、芳香環を表す。Ｒ１２は前記のＲ２と同義である。ｈは２〜６の整数を表す。］
As the organic amide compound and the organic hydrazide compound, compounds represented by the general formulas (1) to (3) are preferable.
R 1- (CONH-R 2 ) a (1)
[Wherein, R 1 represents a saturated or unsaturated aliphatic chain having 2 to 30 carbon atoms, a saturated or unsaturated aliphatic ring, or an aromatic ring. R 2 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms or a cycloalkenyl group, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or the formula (a) Represents a group represented by any one of (d), and one or more hydrogen atoms may be substituted with a hydroxyl group. a represents an integer of 2 to 6. ]
R 9 - (NHCO-R 10 ) f (2)
[Wherein R 9 represents a saturated or unsaturated fatty chain having 2 to 30 carbon atoms, an unsaturated alicyclic ring, or an aromatic ring. R 10 has the same meaning as R 2 described above. f represents an integer of 2-6. ]
R 11 - (CONHNHCO-R 12 ) h (3)
[Wherein R 11 represents a saturated or unsaturated fatty chain having 2 to 30 carbon atoms, an unsaturated alicyclic ring, or an aromatic ring. R 12 has the same meaning as R 2 described above. h represents an integer of 2 to 6. ]
一般式（１）〜（３）で表される具体的な化合物としては、例えば、ヘキサメチレンビス−９、１０−ジヒドロキシステアリン酸ビスアミド、ｐ−キシリレンビス−９、１０ジヒドロキシステアリン酸アミド、デカンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、ヘキサンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジアニリド、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、トリメシン酸トリス（ｔ−ブチルアミド）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジアニリド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジベンゾイル−１，４−ジアミノシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ′−ジシクロヘキサンカルボニル−１，５−ジアミノナフタレン、エチレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドなどが挙げられる。 Specific compounds represented by the general formulas (1) to (3) include, for example, hexamethylene bis-9, 10-dihydroxy stearic acid bisamide, p-xylylene bis-9, 10 dihydroxy stearic acid amide, decanedicarboxylic acid. Dibenzoylhydrazide, hexanedicarboxylic acid dibenzoylhydrazide, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid dicyclohexylamide, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dianilide, N, N ′, N ″ -tricyclohexyltrimesic acid amide, trimesic acid tris (t -Butylamide), 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid dianilide, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dicyclohexylamide, N, N′-dibenzoyl-1,4-diaminocyclohexane, N, N′-dicyclohexanecarbonyl-1, - diaminonaphthalene, ethylene bis-stearic acid amide, N, N'-ethylenebis (12-hydroxystearic acid) amide, octane dicarboxylic acid dibenzoyl hydrazide.
このうち、樹脂中への分散性および耐熱性の面から、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドが好ましく、さらに、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミドが特に好ましい。 Of these, N, N ′, N ″ -tricyclohexyltrimesic acid amide, N, N′-ethylenebis (12-hydroxystearic acid) amide, and octanedicarboxylic acid are preferred in view of dispersibility in the resin and heat resistance. Dibenzoyl hydrazide is preferable, and N, N ′, N ″ -tricyclohexyltrimesic acid amide and N, N′-ethylenebis (12-hydroxystearic acid) amide are particularly preferable.
カルボン酸エステル系化合物としては、種々のものを用いることができるが、例えば、脂肪族ビスヒドロキシカルボン酸エステル等が好ましい。 Various compounds can be used as the carboxylic acid ester-based compound, and for example, aliphatic bishydroxycarboxylic acid esters are preferable.
有機スルホン酸塩としては、スルホイソフタル酸塩など、種々のものを用いることができるが、中でも、５−スルホイソフタル酸ジメチル金属塩が、結晶化促進効果の点から好ましい。さらに、バリウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩などが好ましい。 As the organic sulfonate, various compounds such as sulfoisophthalate can be used, and among them, dimethyl metal salt of 5-sulfoisophthalic acid is preferable from the viewpoint of the effect of promoting crystallization. Furthermore, barium salt, calcium salt, strontium salt, potassium salt, rubidium salt and the like are preferable.
フタロシアニン系化合物としては、種々のものをも用いることができるが、遷移金属錯体を用いることが好ましく、中でも、銅フタロシアニンが結晶化促進効果の点から好ましい。
メラミン系化合物としては、種々のものを用いることができるが、結晶化促進効果の点から、メラミンシアヌレートを用いることが好ましい。
有機ホスホン酸化合物としては、フェニルホスホン酸塩が、結晶化促進効果の点から好ましい。そのうち、特にフェニルホスホン酸亜鉛が好ましい。
Although various compounds can be used as the phthalocyanine compound, it is preferable to use a transition metal complex, and among them, copper phthalocyanine is preferable from the viewpoint of the effect of promoting crystallization.
Various compounds can be used as the melamine compound, but melamine cyanurate is preferably used from the viewpoint of the crystallization promoting effect.
As the organic phosphonic acid compound, phenylphosphonate is preferred from the viewpoint of the crystallization promoting effect. Of these, zinc phenylphosphonate is particularly preferred.
結晶核剤（Ｄ）としては、これらのものを単独、あるいは、２種以上を併用して配合することができる。
これら有機系の結晶核剤に対して、無機系の各種結晶核剤を併用しても構わない。
As the crystal nucleating agent (D), these may be used alone or in combination of two or more.
Various inorganic crystal nucleating agents may be used in combination with these organic crystal nucleating agents.
結晶核剤（Ｄ）の含有量は、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、０．０３〜５質量部であることが好ましく、０．１〜４質量部であることがより好ましい。含有量が０．０３質量部未満であると、配合することの効果が乏しい。一方、５質量部を超えて配合すると、結晶核剤としての効果が飽和し、経済的に不利であるだけでなく、生分解後の残渣分が増大するため、環境面でも好ましくない。 The content of the crystal nucleating agent (D) is 0.03 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the polylactic acid resin (A) and the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B). Preferably, it is 0.1-4 mass parts. If the content is less than 0.03 parts by mass, the effect of blending is poor. On the other hand, if it exceeds 5 parts by mass, the effect as a crystal nucleating agent is saturated, which is not only economically disadvantageous, but also increases the residue after biodegradation, which is not preferable in terms of environment.
本発明において加水分解抑制剤（Ｅ）は、樹脂組成物の耐久性を向上させ、その難燃性、および、耐熱性を長期間、安定的に維持することを目的として配合される。加水分解抑制剤（Ｅ）としては、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物から選ばれる１種以上が挙げられる。
具体的な物質としては、種々のものを用いることができるが、特に、イソシアネート基を含有するカルボジイミド化合物を用いることが好適である。イソシアネート基を含有するカルボジイミド化合物としては、分子中に１個以上のカルボジイミド基を有する化合物にイソシアネート基が導入された構造であれば特に限定されず、そのカルボジイミド骨格としては、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ′−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ′−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、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−トリイルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、４，４′−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド、テトラメチルキシリレンカルボジイミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどが例示される。
In the present invention, the hydrolysis inhibitor (E) is blended for the purpose of improving the durability of the resin composition and stably maintaining its flame retardancy and heat resistance for a long period of time. As a hydrolysis inhibitor (E), 1 or more types chosen from a carbodiimide compound, an epoxy compound, and an oxazoline compound are mentioned.
Various substances can be used as the specific substance, and it is particularly preferable to use a carbodiimide compound containing an isocyanate group. The carbodiimide compound containing an isocyanate group is not particularly limited as long as it has a structure in which an isocyanate group is introduced into a compound having one or more carbodiimide groups in the molecule, and the carbodiimide skeleton includes N, N′-di- -O-triylcarbodiimide, N, N'-dioctyldecylcarbodiimide, N, N'-di-2,6-dimethylphenylcarbodiimide, N-triyl-N'-cyclohexylcarbodiimide, N-triyl-N'-phenylcarbodiimide N, N′-di-p-nitrophenylcarbodiimide, N, N′-di-p-hydroxyphenylcarbodiimide, N, N′-di-cyclohexylcarbodiimide, N, N′-di-p-triylcarbodiimide, p-phenylene-bis-di-o-triylcarbodiimide, , 4'-dicyclohexylmethane carbodiimide, tetramethylxylylene carbodiimide, N, N-dimethyl-phenyl carbodiimide, N, etc. N'- di-2,6-diisopropylphenyl carbodiimide and the like.
加水分解抑制剤（Ｅ）の含有量は、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との合計１００質量部に対して、０．０５〜８質量部であることが好ましく、０．１〜５質量部であることがより好ましい。含有量が０．０５質量部未満では目的とする耐久性が得られない場合があり、また、８質量部を超えて添加すると、色調が大きく損なわれる場合がある。 Content of a hydrolysis inhibitor (E) is 0.05-8 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of a polylactic acid resin (A) and a polylactic acid-type flame retardant copolymer (B). Is preferable, and it is more preferable that it is 0.1-5 mass parts. When the content is less than 0.05 parts by mass, the intended durability may not be obtained, and when the content exceeds 8 parts by mass, the color tone may be greatly impaired.
本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂（Ａ）、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）、ドリップ防止成分（Ｃ）を含有し、好ましくは、結晶核剤（Ｄ）、加水分解抑制剤（Ｅ）を含有するものである。これらを混合する手段は、特に限定されないが、一軸あるいは二軸の押出機を用いて溶融混練する方法を挙げることができる。また、この溶融混練に際して、（メタ）アクリル酸エステル化合物、過酸化物を添加してもよい。混練状態をよくする意味で二軸の押出機を使用することが好ましい。混練温度は（ポリ乳酸樹脂の融点＋５℃）〜（ポリ乳酸樹脂の融点＋１００℃）の範囲が、また、混練時間は２０秒〜３０分が好ましい。この範囲より低温や短時間であると、混練や反応が不充分となったり、逆に、高温や長時間であると樹脂の分解や着色が起きる場合があり、ともに好ましくない。 The resin composition of the present invention contains a polylactic acid resin (A), a polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), and an anti-drip component (C), preferably a crystal nucleating agent (D), hydrolysis inhibition. Contains the agent (E). The means for mixing them is not particularly limited, and examples thereof include a melt kneading method using a uniaxial or biaxial extruder. Moreover, you may add a (meth) acrylic acid ester compound and a peroxide in this melt-kneading. In order to improve the kneading state, it is preferable to use a twin screw extruder. The kneading temperature is preferably in the range of (melting point of polylactic acid resin + 5 ° C.) to (melting point of polylactic acid resin + 100 ° C.), and the kneading time is preferably from 20 seconds to 30 minutes. When the temperature is lower than this range or for a short time, kneading or reaction becomes insufficient. On the other hand, when the temperature is high or for a long time, the resin may be decomposed or colored.
本発明の樹脂組成物にはその特性を大きく損なわない限りにおいて、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、無機充填材、植物繊維、耐候剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤等を添加することができる。熱安定剤や酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物などが例示される。無機充填材としては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、マグネシア、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、金属繊維、金属ウイスカー、セラミックウイスカー、チタン酸カリウム、窒化ホウ素、グラファイト、炭素繊維などが例示される。植物繊維としては、例えば、ケナフ繊維などが例示される。なお、本発明のポリエステル樹脂組成物にこれらを混合する方法は特に限定されない。 In the resin composition of the present invention, pigments, heat stabilizers, antioxidants, inorganic fillers, plant fibers, weathering agents, plasticizers, lubricants, mold release agents, antistatic agents, etc. Can be added. Examples of heat stabilizers and antioxidants include hindered phenols, hindered amines, sulfur compounds, copper compounds, alkali metal halides, and the like. Examples of the inorganic filler include talc, calcium carbonate, zinc carbonate, wollastonite, silica, alumina, magnesia, calcium silicate, sodium aluminate, calcium aluminate, sodium aluminosilicate, magnesium silicate, glass balloon, carbon black Zinc oxide, antimony trioxide, zeolite, hydrotalcite, metal fiber, metal whisker, ceramic whisker, potassium titanate, boron nitride, graphite, carbon fiber and the like are exemplified. Examples of plant fibers include kenaf fibers. In addition, the method of mixing these with the polyester resin composition of this invention is not specifically limited.
本発明の樹脂組成物は、射出成形、ブロー成形、押出成形、インフレーション成形、および、シート加工後の真空成形、圧空成形、真空圧空成形等の成形方法により、各種成形体とすることができる。とりわけ、射出成形法を採ることが好ましく、一般的な射出成形法のほか、ガス射出成形、射出プレス成形等も採用できる。本発明の樹脂組成物に適した射出成形条件の一例を挙げれば、シリンダ温度を樹脂組成物の融点または流動開始温度以上、好ましくは１７０〜２５０℃、最適には１７０〜２３０℃の範囲とし、また、金型温度は樹脂組成物の（融点−２０℃）以下とするのが適当である。成形温度が低すぎると成形品にショートが発生するなど操業性が不安定になったり、過負荷に陥りやすく、逆に、成形温度が高すぎると樹脂組成物が分解し、得られる成形体の強度が低下したり、着色する等の問題が発生しやすく、ともに好ましくない場合がある。 The resin composition of the present invention can be formed into various molded products by molding methods such as injection molding, blow molding, extrusion molding, inflation molding, and vacuum molding, pressure molding, and vacuum / pressure molding after sheet processing. In particular, it is preferable to adopt an injection molding method, and in addition to a general injection molding method, gas injection molding, injection press molding, and the like can be employed. As an example of injection molding conditions suitable for the resin composition of the present invention, the cylinder temperature is equal to or higher than the melting point or flow start temperature of the resin composition, preferably 170 to 250 ° C, optimally in the range of 170 to 230 ° C, Further, it is appropriate that the mold temperature is not higher than (melting point-20 ° C.) of the resin composition. If the molding temperature is too low, the operability becomes unstable, such as short-circuiting in the molded product, and overload tends to occur. Conversely, if the molding temperature is too high, the resin composition will decompose and the resulting molded product Problems such as reduction in strength and coloration are likely to occur, and both may be undesirable.
本発明の樹脂組成物は、成形の際に結晶化を促進させることにより、その耐熱性をさらに高めることができる。このための方法としては、例えば、射出成形時に金型内で結晶化を促進させる方法があり、その場合には、樹脂組成物の（ガラス転移温度＋２０℃）以上、（融点−２０℃）以下に保たれた金型内で、一定時間、成形品を保持した後、金型より取り出す方法が好適である。また、このような方法をとらずに金型より取り出された成形品であっても、あらためて、ガラス転移温度以上、（融点−２０℃）以下で熱処理することにより、結晶化を促進することができる。 The heat resistance of the resin composition of the present invention can be further improved by promoting crystallization during molding. As a method for this, for example, there is a method of promoting crystallization in a mold at the time of injection molding. In that case, the glass composition has a glass transition temperature of + 20 ° C. or higher and a melting point of −20 ° C. or lower. A method in which a molded product is held for a certain period of time in a mold held in a mold and then taken out from the mold is preferable. Moreover, even if it is a molded article taken out from the mold without taking such a method, crystallization can be promoted by heat treatment again at a glass transition temperature or higher and (melting point −20 ° C.) or lower. it can.
本発明の樹脂組成物を用いた成形体の具体例としては、パソコン筐体部品および筐体、携帯電話筐体部品および筐体、その他ＯＡ機器筐体部品等の電化製品用樹脂部品、バンパー、インストルメントパネル、コンソールボックス、ガーニッシュ、ドアトリム、天井、フロア、エンジン周りのパネル等の自動車用樹脂部品等が挙げられる。また、フィルム、シート、中空成形品などとすることもできる。 Specific examples of the molded body using the resin composition of the present invention include personal computer casing parts and casings, mobile phone casing parts and casings, other resin parts for electrical appliances such as OA equipment casing parts, bumpers, Examples include resin panels for automobiles such as instrument panels, console boxes, garnishes, door trims, ceilings, floors, and panels around the engine. Moreover, it can also be set as a film, a sheet | seat, a hollow molded product, etc.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。実施例および比較例の樹脂組成物の評価に用いた測定法は次のとおりである。
（１）難燃性：
ＵＬ９４に準拠して測定した。試験片は１．６ｍｍ厚のものを用いた。難燃性は、Ｖ−１以上であることが好ましい。
（２）耐衝撃性：
ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準拠してアイゾット衝撃値を測定し、２０Ｊ／ｍ以上を○とし、１５Ｊ／ｍ以上、２０Ｊ／ｍ未満を△とし、１５Ｊ／ｍ未満を×とした。
（３）耐久性：
６０℃９５％ＲＨ×２０日間の高温高湿処理をおこない、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して曲げ強度を測定し、高温高湿処理前の曲げ強度の測定値を基準にして、曲げ強度の保持率を求めた。８５％以上を○とし、７０％以上、８５％未満を△とし、７０％未満を×とした。
（４）成形性：
樹脂組成物を、東芝機械社製ＩＳ−８０Ｇ型射出成形機を用いて、金型表面温度を１０５℃に調整しながら、一般物性測定用試験片（ＡＳＴＭ型）を作製した。このとき、充填・保圧時間を３０秒に固定し、試験片が充分硬化し取り出し可能となる冷却時間を見極めた。冷却時間が４５秒未満を◎とし、４５秒以上、５５秒未満を○とし、５５秒以上、６５秒未満を△とし、６５秒以上を×とした。
（５）耐熱性：
ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準拠し、荷重０．４５ＭＰａで熱変形温度を測定し、８０℃以上を○とし、７０℃以上、８０℃未満を△とし、７０℃未満を×とした。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The measuring method used for evaluation of the resin composition of an Example and a comparative example is as follows.
(1) Flame retardancy:
Measured according to UL94. A test piece having a thickness of 1.6 mm was used. The flame retardancy is preferably V-1 or higher.
(2) Impact resistance:
The Izod impact value was measured according to ASTM D256, and 20 J / m or more was evaluated as ◯, 15 J / m or more and less than 20 J / m as Δ, and less than 15 J / m as ×.
(3) Durability:
Perform high-temperature and high-humidity treatment at 60 ° C and 95% RH for 20 days, measure the bending strength in accordance with ASTM D790, and use the measured value of the bending strength before the high-temperature and high-humidity treatment as a reference to determine the retention rate of the bending strength. Asked. 85% or more was rated as ◯, 70% or more and less than 85% as Δ, and less than 70% as x.
(4) Formability:
A test piece for general physical properties measurement (ASTM type) was prepared while adjusting the mold surface temperature to 105 ° C. using an IS-80G type injection molding machine manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. At this time, the filling / holding time was fixed at 30 seconds, and the cooling time during which the test piece was sufficiently cured and could be taken out was determined. A cooling time of less than 45 seconds was evaluated as ◎, 45 seconds or more and less than 55 seconds as ◯, 55 seconds or more and less than 65 seconds as Δ, and 65 seconds or more as x.
(5) Heat resistance:
According to ASTM D648, the heat distortion temperature was measured at a load of 0.45 MPa, 80 ° C. or higher was evaluated as ◯, 70 ° C. or higher and lower than 80 ° C. as Δ, and less than 70 ° C. as X.
また、実施例、比較例に用いた各種原料は次の通りである。
（１）ポリ乳酸樹脂（Ａ）：
・トヨタ製『Ｓ−１２』（Ｄ体含有量０．１％、メルトフローレート（１９０℃、２１．２Ｎ）８ｇ／１０分、融点１８０℃）
・カーギルダウ製『３００１Ｄ』（Ｄ体含有量１．４％、メルトフローレート（１９０℃、２１．２Ｎ）１０ｇ／１０分、融点１７０℃）
（２）リン元素を含有するジオール：
・日本化学工業製ｎ−ブチル−ビス（３−ヒドロキシプロピル）ホスファイトオキシド『ＰＯ−４５００』
（３）ポリ乳酸系共重合体
・ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）：
ポリ乳酸樹脂（Ｓ−１２）６０ｇと、リン元素を含有するジオール（ＰＯ−４５００）４０ｇとをガラス製重合管に入れ、窒素ガスで置換した後、攪拌しながら２３０℃まで加熱した。このまま、２時間反応した後、１９０℃に降温してシクロヘキシルジイソシアネート３０ｇをゆっくり加えた。３０分間攪拌反応した後、真空ポンプを用いて５ｈＰａまで減圧して３０分間後、窒素ガスを用いて常圧に戻し、ガラス管内の重合物を払い出して回収・粉砕し、リン元素の含有量が４．３質量％であるポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）を得た。
・リン元素低含有ポリ乳酸系共重合体：
ポリ乳酸樹脂（Ｓ−１２）を８５ｇに、リン元素を含有するジオール（ＰＯ−４５００）を１５ｇに変更した以外は、上記（Ｂ）と同様にして、リン元素の含有量が１．６質量％であるリン元素低含有ポリ乳酸系共重合体を得た。
（４）ドリップ防止成分（Ｃ）：
・ダイキン製フッ素樹脂系ドリップ防止剤『ＦＡ５００Ｃ』
・オーエンスコーニング製ガラス繊維『０３ＪＡＦＴ５９２』（以下、「ＦＴ５９２」と称す。）
（５）（メタ）アクリル酸エステル化合物：
・日本油脂製エチレングリコールジメタクリレート『ブレンマーＰＤＥ−５０』
（６）過酸化物：
・日本油脂製ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド『パーブチルＤ』
（７）結晶核剤（Ｄ）：
・新日本理化製Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド『ＴＦ−１』
（８）加水分解抑制剤（Ｅ）：
・日清紡製イソシアネート変性カルボジイミド『ＬＡ−１』（イソシアネート基含有率１〜３％）
（９）芳香族縮合リン酸エステル系難燃剤：
・大八化学製芳香族縮合リン酸エステル『ＰＸ２００』
Moreover, the various raw materials used for the Example and the comparative example are as follows.
(1) Polylactic acid resin (A):
・ Toyota “S-12” (D body content 0.1%, melt flow rate (190 ° C., 21.2 N) 8 g / 10 min, melting point 180 ° C.)
-Cargill Dow “3001D” (D-form content 1.4%, melt flow rate (190 ° C., 21.2 N) 10 g / 10 min, melting point 170 ° C.)
(2) Diol containing phosphorus element:
・ Nippon Chemical Industry n-butyl-bis (3-hydroxypropyl) phosphite oxide "PO-4500"
(3) Polylactic acid copolymer / polylactic acid flame retardant copolymer (B):
After putting 60 g of polylactic acid resin (S-12) and 40 g of diol (PO-4500) containing phosphorus element into a glass polymerization tube, and replacing with nitrogen gas, the mixture was heated to 230 ° C. with stirring. After the reaction for 2 hours, the temperature was lowered to 190 ° C., and 30 g of cyclohexyl diisocyanate was slowly added. After stirring and reacting for 30 minutes, the pressure is reduced to 5 hPa using a vacuum pump, and after 30 minutes, the pressure is returned to normal pressure using nitrogen gas, and the polymer in the glass tube is discharged and collected and crushed. The polylactic acid-type flame retardant copolymer (B) which is 4.3 mass% was obtained.
・ Polylactic acid copolymer with low phosphorus content:
The content of phosphorus element is 1.6 mass in the same manner as in the above (B) except that the polylactic acid resin (S-12) is changed to 85 g and the diol containing phosphorus element (PO-4500) is changed to 15 g. % Polyphosphoric acid copolymer having a low phosphorus element content.
(4) Anti-drip component (C):
・ Daikin's fluororesin anti-drip agent "FA500C"
-Owens Corning glass fiber “03JAFT592” (hereinafter referred to as “FT592”)
(5) (Meth) acrylic acid ester compound:
・ Nippon Oil Ethylene Glycol Dimethacrylate “Blemmer PDE-50”
(6) Peroxide:
・ N-Fat di-t-butyl peroxide "Perbutyl D"
(7) Crystal nucleating agent (D):
・ N, N ', N "-Tricyclohexyltrimesic acid amide" TF-1 "manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.
(8) Hydrolysis inhibitor (E):
・ Nisshinbo's isocyanate-modified carbodiimide “LA-1” (isocyanate group content: 1 to 3%)
(9) Aromatic condensed phosphate ester flame retardant:
・ Daihachi Chemical aromatic condensed phosphate ester "PX200"
実施例１
二軸押出機（東芝機械製ＴＥＭ−３７）を用い、ポリ乳酸樹脂（Ｓ−１２）８０質量部と、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）２０質量部と、ドリップ防止成分（ＦＡ５００Ｃ）０．５質量部と、結晶核剤０．５質量部と、加水分解抑制剤１質量部とをドライブレンドして押出機の根元供給口から供給し、バレル温度１８０℃、スクリュー回転数１８０ｒｐｍ、吐出１０ｋｇ／ｈの条件で、ベントを効かせながら押出しを実施した。さらに、（メタ）アクリル酸エステル化合物０．１質量部と過酸化物０．２質量部とをシリンダ内に供給した。押出機先端から吐出された樹脂をペレット状にカッティングして樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを７０℃×２４時間真空乾燥したのち、東芝機械社製ＩＳ−８０Ｇ型射出成形機を用いて、金型表面温度を１０５℃に調整しながら、一般物性測定用試験片（ＡＳＴＭ型）を成形し、各種測定に供した。
Example 1
Using a twin-screw extruder (TEM-37 manufactured by Toshiba Machine), 80 parts by mass of polylactic acid resin (S-12), 20 parts by mass of polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), and anti-drip component (FA500C) 0.5 parts by mass, 0.5 parts by mass of a crystal nucleating agent, and 1 part by mass of a hydrolysis inhibitor are dry-blended and supplied from the root supply port of the extruder, a barrel temperature of 180 ° C., a screw rotation speed of 180 rpm, Extrusion was carried out while venting was effected at a discharge rate of 10 kg / h. Further, 0.1 part by mass of (meth) acrylic acid ester compound and 0.2 part by mass of peroxide were supplied into the cylinder. The resin discharged from the tip of the extruder was cut into pellets to obtain pellets of the resin composition.
The obtained pellets were vacuum-dried at 70 ° C. for 24 hours, and then a test piece for measuring general physical properties (ASTM) while adjusting the mold surface temperature to 105 ° C. using an IS-80G injection molding machine manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. Mold) was molded and subjected to various measurements.
実施例２〜７、および比較例１〜５
表１に示すように各成分の種類と量を変更した以外は実施例１と同様にして樹脂組成物ペレットを得、これを射出成形して各種物性を測定した。
Examples 2-7 and Comparative Examples 1-5
As shown in Table 1, resin composition pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of each component were changed, and various physical properties were measured by injection molding.
実施例１〜７、比較例１〜５の評価結果をまとめて表１に示す。 Table 1 summarizes the evaluation results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5.
表１から明らかなように、実施例においては、難燃性、耐衝撃性、耐熱性、耐久性、成形性に優れた樹脂組成物が得られた。
なお、実施例１、４〜６においては、ポリ乳酸樹脂（Ａ）とポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）との比率が好適であったため、実施例２〜３と比較して、難燃性、耐衝撃性、耐久性のバランスにおいて、特に優れた結果が得られた。また、実施例１〜４においては、Ｄ−乳酸成分の含有量が好適であるため、実施例５〜６と比較して、成形性において、特に優れた結果が得られた。実施例１、４、６においては、加水分解抑制剤の配合量が適当であったため、実施例３、５と比較して、耐久性、色調の点でより好適な結果が得られた。
一方、比較例１において、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）が用いずに、芳香族縮合リン酸エステル系難燃剤を用いたところ、難燃剤の配合量が高いにもかかわらず、難燃性が得られなかった。比較例２においては、ドリップ防止成分（Ｃ）の含有量が少ないため、充分な難燃性が得られなかった。比較例３においては、リン元素の含有量が低いポリ乳酸系共重合体を用いたため、難燃性が得られず、比較例４、５においては、ポリ乳酸系難燃共重合体（Ｂ）の配合比率が規定した範囲を超えため、耐衝撃性等に劣る結果となった。
As is clear from Table 1, in the examples, resin compositions excellent in flame retardancy, impact resistance, heat resistance, durability, and moldability were obtained.
In Examples 1, 4 to 6, since the ratio of the polylactic acid resin (A) to the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B) was suitable, it was difficult compared to Examples 2 to 3. Particularly excellent results were obtained in terms of the balance of flammability, impact resistance and durability. Moreover, in Examples 1-4, since the content of the D-lactic acid component is suitable, particularly excellent results were obtained in moldability as compared with Examples 5-6. In Examples 1, 4, and 6, the blending amount of the hydrolysis inhibitor was appropriate, and thus more favorable results were obtained in terms of durability and color tone as compared with Examples 3 and 5.
On the other hand, in Comparative Example 1, when the aromatic condensed phosphate ester flame retardant was used without using the polylactic acid-based flame retardant copolymer (B), the amount of the flame retardant was high. Flammability was not obtained. In Comparative Example 2, sufficient flame retardancy was not obtained because the content of the anti-drip component (C) was small. In Comparative Example 3, since a polylactic acid copolymer having a low phosphorus element content was used, flame retardancy was not obtained. In Comparative Examples 4 and 5, the polylactic acid flame retardant copolymer (B) Since the blending ratio of exceeds the specified range, the impact resistance was inferior.
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