JP2011184542A - 樹脂組成物および樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】本構成を有しない場合に比べ、耐衝撃性、難燃性及び耐湿熱性が優れる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】樹脂組成物は、少なくとも、樹脂と、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物と、を含む。また、前記非水溶性の多価アルコールの含有量は、前記非水溶性の硫酸系化合物の含有量を１００質量部としたときに、４０質量部以上、９９質量部以下である。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物および樹脂成形体に関する。

電気製品や電子・電気機器の部品には、ポリスチレン、ポリスチレン−ＡＢＳ樹脂共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の高分子材料が、耐熱性、機械強度、特に、電子・電気機器の部品の場合には、環境変動に対する機械強度の維持性に優れることから用いられている。

また近年、電気製品や電子・電気機器の部品において、難燃性が要求されることから、電気製品や電子・電気機器の部品に用いられる樹脂組成物には、難燃剤が混合されている。難燃剤として、一般に、ハロゲン系化合物、アンチモン系化合物、リン系化合物、水和金属化合物、無機系化合物などが知られている。

また、耐水性に優れ難燃性を樹脂組成物に付与できる多価アルコール系難燃剤が提案され、例えば、特許文献１には、難燃剤として特定の構造を有する耐水性の多価アルコール誘導体を用い、特定の構造を有する耐水性の多価アルコール誘導体と、特にポリリン酸アンモニウムと、メラミン又はアルギニンとからなる複合難燃性粉体が提案されている。また、特許文献２には、エチレングリコールなどの水溶性多価アルコールの硫酸エステル塩を必須成分とするセルロース系材料用難燃剤が提案されている。

特開２０００−７３０６５号公報 特開平１１−８０７３６号公報

本発明の課題は、本構成を有しない場合に比べ、成形体にしたとき、耐衝撃性、難燃性及び耐湿熱性が優れる樹脂組成物を提供することである。

本発明の樹脂組成物および樹脂成形体は、以下の特徴を有する。

（１）少なくとも、樹脂と、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物と、を含む樹脂組成物である。

（２）前記非水溶性の多価アルコールは、ペンタエリスリトールの脱水縮合物、グリセリンの脱水縮合物、ソルビトールの脱水縮合物からなる群より選ばれた１種または２種以上である上記（１）に記載の樹脂組成物である。

（３）前記非水溶性の多価アルコールの含有量は、前記非水溶性の硫酸系化合物の含有量を１００質量部としたときに、４０質量部以上、９９質量部以下である上記（１）又は（２）に記載の樹脂組成物である。

（４）前記非水溶性の硫酸系化合物は、窒素を含有する非水溶性の硫酸系化合物である上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の樹脂組成物である。

（５）少なくとも、樹脂と、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物と、を含む樹脂成形体である。

（６）前記非水溶性の多価アルコールは、ペンタエリスリトールの脱水縮合物、グリセリンの脱水縮合物、ソルビトールの脱水縮合物からなる群より選ばれた１種または２種以上である上記（５）に記載の樹脂成形体である。

（７）前記非水溶性の多価アルコールの含有量は、前記非水溶性の硫酸系化合物の含有量を１００質量部としたときに、４０質量部以上、９９質量部以下である上記（５）又は（６）に記載の樹脂成形体である。

（８）前記非水溶性の硫酸系化合物は、窒素を含有する非水溶性の硫酸系化合物である上記（５）から（７）のいずれか１つに記載の樹脂成形体である。

請求項１に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、耐衝撃性、難燃性及び耐湿熱性が共に向上する。

請求項２に記載の発明によれば、水溶性の多価アルコールに比べ、耐湿熱性が向上する。

請求項３に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、耐衝撃性が向上する。

請求項４に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、難燃性が向上する。

請求項５に記載の発明によれば、耐衝撃性、難燃性及び耐湿熱性が共に優れる樹脂成形体が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、水溶性の多価アルコールに比べ、耐湿熱性が優れる樹脂成形体が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、耐衝撃性に優れた樹脂成形体が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、難燃性に優れた樹脂成形体が提供される。

以下、本発明における樹脂組成物および樹脂成形体の実施の形態を説明する。なお、本実施形態は本発明を実施するための一例であり、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

［樹脂組成物］
本実施の形態における樹脂組成物は、少なくとも、樹脂と、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物と、を含む。

＜樹脂＞
本実施の形態における樹脂組成物に用いられる樹脂としては特に制限されないが、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、メチルペンテン、熱可塑性加硫エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、ポリシリコーン、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、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリプロピレン、ポリフタルアミド、ポリオキシメチレン、ポリメチルペンテン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリロニトリル、ポリメトキシアセタール、ポリイソブチレン、熱可塑性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブタジエンスチレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリベンゾイミダゾール、ポリブタジエンアクリルニトリル、ポリブテン−１、ポリアリルスルホン、ポリアリレート、ポリアクリロニトリル、熱可塑性ポリエステルアルキド樹脂、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリアクリル酸、ポリアミド、天然ゴム、ニトリルゴム、メチルメタクリレートブタジエンスチレン共重合体、イソプレンゴム、アイオノマー、ブチルゴム、フラン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、プロピオン酸セルロース、ヒドリンゴム、カルボキシメチルセルロース、クレゾール樹脂、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、ビスマレイミドトリアジン、シス１・４ポリブタジエン合成ゴム、アクリロニトリルスチレンアクリレート、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体、アクリル酸エステルゴム、ポリ乳酸等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。

＜非水溶性の多価アルコール化合物＞
本実施の形態に用いられる非水溶性の多価アルコール化合物は、１単位あたりの分子中に２個以上のヒドロキシル基を持つもの、例えば、ペンタエリスリトールの脱水縮合物、グリセリンの脱水縮合物、ソルビトールの脱水縮合物からなる群より選ばれた１種または２種以上である。

本実施の形態の樹脂組成物における非水溶性の多価アルコール化合物の含有量は、後述する非水溶性の硫酸系化合物の含有量を１００質量部としたときに、４０質量部以上、９９質量部以下であることが好ましい。上記範囲外の構成の場合、樹脂組成物より成形した樹脂成形体の耐衝撃性が劣ることがある。

＜非水溶性の硫酸系化合物＞
本実施の形態における非水溶性の硫酸系化合物として、２５０℃以上、３５０℃以下の分解点を有する硫酸系化合物が用いられる。非水溶性の硫酸系化合物の分解点が、２５０℃未満の場合には、加工工程における熱分解を起因とする成形不良という不具合が有り、一方、非水溶性の硫酸系化合物の分解点が３５０℃を超えると、難燃性が低下するという不具合がある。

本実施の形態における非水溶性の硫酸系化合物として、例えば、窒素含有の硫酸メラミンや、以下に示す一般式（１），（２）に記載の化合物が挙げられる。

−Ｘ−Ａ^１（−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ａｒ^１）_ｍ・・・（１）
（式中、Ａ^１は置換もしくは未置換の芳香族基を示し、Ｘは−ＳＯ_２−で表される２価の基を示し、Ａｒ^１は置換もしくは未置換のフェニル基を示し、ｍは１〜３の整数を示す。）

（Ａｒ^２−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−）_ｎＡ^２−Ｘ−Ａ^１（−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ａｒ^１）_ｍ・・・（２）
（式中、Ａ^１及びＡ^２は各々独立に、置換もしくは未置換の芳香族基を示し、Ｘは−ＳＯ_２−で表される２価の基を示し、Ａｒ^１及びＡｒ^２は各々独立に、置換もしくは未置換のフェニル基を示し、ｍ及びｎは各々独立に、１〜３の整数を示す。）

本実施の形態における非水溶性の硫酸系化合物として、上記一般式（２）に含まれる以下の硫酸系化合物を用いてもよい。以下の式（３）に記載の化合物の製造方法は、特開２００９−８４５１３号公報に記載されており、その製造方法を参照のこと。

＜その他成分＞
本実施の形態における樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、強化剤、相溶化剤、耐候剤、強化剤、加水分解防止剤等の添加剤、触媒などをさらに含有してもよい。これらの添加剤及び触媒の含有量は、樹脂組成物の固形分全量を基準として、それぞれ５質量％以下であることが好ましい。

＜樹脂組成物の製法＞
本実施の形態における樹脂組成物は、例えば、樹脂と、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物とを、混練して作製される。

前記混練は、例えば、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）、簡易ニーダー（東洋精機製、ラボプラストミル）等の公知の混練装置を用いて行う。ここで、混練の温度条件（シリンダ温度条件）としては、１７０℃以上、２５０℃以下が好ましく、１８０℃以上、２４０℃以下がより好ましい。これにより、混練時に上記硫酸系化合物が樹脂中に溶け込んでしまうことが抑制され、耐熱性、難燃性、及び耐衝撃性が共に優れた成形体が得られ易くなる。

［樹脂成形体］
本実施の形態における樹脂成形体は、例えば、上述した本実施の形態における樹脂組成物を成形することにより得られる。例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形などの成形方法により成形して、本実施形態に係る樹脂成形体が得られる。本実施形態においては、成形体における成分（例えば硫酸系化合物）の分散性の理由から、本実施形態の樹脂組成物を射出成形して得られたものであることが好ましい。

前記射出成形は、例えば、日精樹脂工業製「ＮＥＸ１５０」、日精樹脂工業製「ＮＥＸ７００００」、東芝機械製「ＳＥ５０Ｄ」等の市販の装置を用いて行う。この際、シリンダ温度としては、樹脂の分解抑制などの観点から、１７０℃以上、２５０℃以下とすることが好ましく、１８０℃以上、２４０℃以下とすることがより好ましい。また、金型温度としては、生産性の観点から、３０℃以上、１００℃以下とすることが好ましく、３０℃以上、６０℃以下とすることがより好ましい。

＜電子・電気機器の部品＞
前述の本実施の形態における樹脂成形体は、機械的強度（耐衝撃性など）、耐熱性及び難燃性に優れたものになり得るため、電子・電気機器、家電製品、容器、自動車内装材などの用途に好適に用いられる。より具体的には、家電製品や電子・電気機器などの筐体、各種部品など、ラッピングフィルム、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの収納ケース、食器類、食品トレイ、飲料ボトル、薬品ラップ材などであり、中でも、電子・電気機器の部品に好適である。電子・電気機器の部品は、複雑な形状を有しているものが多く、また重量物であるので、重量物とならない場合に比べて高い耐衝撃強度及び面衝撃強度が要求されるが、本実施形態の樹脂成形体によれば、このような要求特性が十分満足される。本実施の形態における樹脂成形体は、特に、画像形成装置や複写機などの筐体に適している。

以下実施例及び比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１から実施例１９：
表１に示す実施例１から実施例１９に示す組成を、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）にて、シリンダ温度は、ＡＢＳ樹脂は２２０℃、ＰＰＥ樹脂は２４０℃として混練し、樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットを射出成形機（日精樹脂工業製、ＮＥＸ１５０）にて、シリンダ温度は、ＡＢＳ樹脂は２２０℃、ＰＰＥ樹脂は２４０℃として、金型温度は、ＡＢＳ樹脂とＰＰＥ樹脂ともに６０℃として、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（ＩＳＯ５２７引張試験、ＩＳＯ１７８曲げ試験に対応）（試験部厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ）を成形した。

比較例１から比較例２３：
表２に示す比較例１から比較例２３に示す組成を、実施例と同様に樹脂組成物ペレットを得て、射出成形、特性評価を実施した。結果を表２に示す。

また、表１，２に示す各成分の略称について、表３に商品名、メーカー名を示す。

＜測定・評価＞
得られた試験片を用いて、下記各測定・評価を行った。表１，２に結果を示す。

（ＵＬ−燃焼熱量測定）
ＵＬ−９４におけるＶテスト用ＵＬ試験片（厚さ１．６ｍｍ）を用い、「マルチカロリーメータ ＭＣＭ−２」（東洋精機製作所製）を行い、総燃焼発熱量を測定した（単位：ｋＪ）。

（シャルピー試験方法）
ＩＳＯ多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、ＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠して、デジタル衝撃試験機（東洋精機製、ＤＧ−５）により、持ち上げ角度１５０度、使用ハンマー２．０Ｊ、測定数ｎ＝１０の条件で、ＭＤ方向にシャルピー衝撃強度を測定した。シャルピー衝撃強度は、数値が大きい程、耐衝撃性に優れていることを示す（単位：Ｊ／ｃｍ^２）。

（引張弾性率）
ＪＩＳ Ｋ７１２７（１９９９）に規定される引張弾性率を測定した（単位：ＭＰａ）。

（耐湿熱性の試験方法）
ＩＳＯ多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを、６０℃、湿度８５％の条件下に放置し、５００時間後に、示差熱走査熱量測定装置「セイコーＩＩ」（セイコーインスツル（株）製）を用い、樹脂の２５０℃におけるホールド性を評価した。ホールド性１００％とは、質量が全く減少しない状態をいい、ホールド性０％とは、全て分解し質量がなくなる状態をいう。

表１，２より、非水溶性の多価アルコールと２５０℃以上、３５０℃以下の分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物を併用することにより、本構成を有しない場合に比べ、所定基準並の難燃性を有しつつ、耐衝撃性、引張弾性率が向上し、湿熱性は所定基準内であった。難燃性については、実施例と比較例とを比べると実施例のＵＬ−燃焼熱量測定値がほぼ１０（ｋＪ）以下に対して、比較例は１０（ｋＪ）を超えており、明らかな優位性がある。シャルピー衝撃強度、耐湿熱性も同様の傾向である。以上の結果から、本実施の形態における樹脂成形体は、難燃性、耐衝撃性、引張弾性率、耐湿熱性ともにバランスが取れ、特に画像形成装置の筐体に好適である。

本発明の活用例として、耐衝撃性、難燃性及び耐湿熱性を有する樹脂成形体への適用がある。

Claims (8)

1. 少なくとも、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物と、を含むことを特徴とする樹脂組成物。
2. 前記非水溶性の多価アルコールは、ペンタエリスリトールの脱水縮合物、グリセリンの脱水縮合物、ソルビトールの脱水縮合物からなる群より選ばれた１種または２種以上であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記非水溶性の多価アルコールの含有量は、前記非水溶性の硫酸系化合物の含有量を１００質量部としたときに、４０質量部以上、９９質量部以下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。
4. 前記非水溶性の硫酸系化合物は、窒素を含有する非水溶性の硫酸系化合物であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
5. 少なくとも、非水溶性の多価アルコール化合物と、２５０℃以上３５０℃以下に分解点を有する非水溶性の硫酸系化合物と、を含むことを特徴とする樹脂成形体。
6. 前記非水溶性の多価アルコールは、ペンタエリスリトールの脱水縮合物、グリセリンの脱水縮合物、ソルビトールの脱水縮合物からなる群より選ばれた１種または２種以上であることを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形体。
7. 前記非水溶性の多価アルコールの含有量は、前記非水溶性の硫酸系化合物の含有量を１００質量部としたときに、４０質量部以上、９９質量部以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の樹脂成形体。
8. 前記非水溶性の硫酸系化合物は、窒素を含有する非水溶性の硫酸系化合物であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂成形体。