JP2012062465A - 樹脂組成物および樹脂成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリ乳酸と、モノカルボジイミド化合物と、ホスファゼン化合物とを含む樹脂組成物である。
【選択図】なし
Description
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、ポリ乳酸と、モノカルボジイミド化合物と、ホスファゼン化合物とを含む。ポリ乳酸にモノカルボジイミド化合物およびホスファゼン化合物に加えることにより、モノカルボジイミド化合物がポリ乳酸の末端基(例えば、カルボキシル基、ヒドロキシル基)と結合することによって分子鎖の延長が起こり、また、ホスファゼン化合物の可塑化効果によってポリ乳酸の末端基の分子運動が促進され、ポリ乳酸の末端基とモノカルボジイミド化合物との反応性が高められると考えられる。その結果、樹脂そのものの伸びが向上し、本実施形態に係る樹脂組成物を用いると、従来技術では難しかったポリ乳酸を含む樹脂成形体において、鋼球落下試験特性の向上が実現されると考えられる。また、モノカルボジイミド化合物が脂肪族系のモノカルボジイミドであると、その化学構造の単純さから、脂肪族系のモノカルボジイミド以外を用いた場合に比べて、ポリ乳酸の末端基との反応性がさらに高められると考えられる。その結果、樹脂そのものの伸びが向上し、樹脂成形体において、鋼球落下試験特性のより一層の向上が実現されると考えられる。
本実施の形態における樹脂として、ポリ乳酸が好適である。ポリ乳酸は、植物由来であり、環境負荷の低減、具体的にはCO2の排出量削減、石油使用量の削減効果がある。ポリ乳酸としては、乳酸の縮合体であれば、特に限定されるものではなく、ポリ−L−乳酸(以下「PLLA」ともいう)であっても、ポリ−D−乳酸(以下「PDLA」ともいう)であっても、それらが共重合やブレンドにより交じり合ったものでもよく、さらに、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを混合したものであり、これらのらせん構造がうまく噛み合った耐熱性の高い、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸(以下「SC−PLA」ともいう)であってもよい。
ホスファゼン化合物としては、分子中に−P=N−結合を有する化合物であればよく、特に制限はなく、例えば、以下の構造式(1)を有する鎖状または環状の化合物が挙げられる。構造式(1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基等の炭素数1以上10以下の直鎖、分岐、環状のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1以上10以下の直鎖、分岐、環状のアルコキシル基、フェニル基等の炭素数6以上15以下のアリール基、フェニルオキシ基等の炭素数6以上15以下のアリールオキシ基等を示し、nは3以上8以下である。鎖状の場合、末端基は水素原子である。好ましくは、環状フェノキシホスファゼン、鎖状フェノキシホスファゼン、フェノキシホスファゼン、架橋フェノキシホスファゼンが挙げられる。中でも耐湿熱性等の点から、環状フェノキシホスファゼンが好ましい。ホスファゼン化合物は、ポリ乳酸と相溶することでポリ乳酸の分子鎖運動を助長すると考えられる。
モノカルボジイミド化合物としては、カルボジイミド基を1つ有する化合物であればよく、特に制限はない。モノカルボジイミド化合物は、ポリ乳酸の末端基(例えばカルボキシル基、水酸基等)同士を結合し、分子鎖長を延長すると考えられる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、難燃剤を含んでもよい。難燃剤を含むことにより、成形体にした場合に難燃性が向上する。難燃剤としては、一般に樹脂の難燃剤として用いられるものを用いればよく、特に制限はない。例えば、無機系難燃剤および有機系難燃剤が挙げられる。無機系難燃剤の具体例としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、低融点ガラス等のシリカ系の難燃剤、有機系難燃剤の具体例としては、リン酸塩化合物、リン酸エステル化合物等が挙げられる。本実施形態で用いられる難燃剤としては、上記に例示したもののなかでも、鋼球落下試験特性および難燃性等の点から融点が200℃以上である難燃剤が好ましく、例えば融点を有さない難燃剤が挙げられ、特に難燃効率等の点からリン酸塩化合物、特にポリリン酸アンモニウムが好ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、ゴム材料を含んでもよい。ゴム材料を含むことにより、成形体にした場合に鋼球落下試験特性が向上する。ゴム材料としては、シリコーン・アクリル複合ゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴム、天然ゴム等が挙げられる。ポリ乳酸と相溶しやすい、難燃性および鋼球落下試験特性等の点からアクリル系のゴム材料が好ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、ドリップ防止剤を含んでもよい。ドリップ防止剤を含むことにより、成形体にした場合に抗ドリップ(溶融滴下)性が向上する。
本実施形態に係る樹脂組成物は、必要に応じて、相溶化剤、酸化防止剤、強化剤、耐候剤、強化剤、加水分解防止剤等の添加剤、触媒等のその他の成分をさらに含有してもよい。これらのその他の成分の含有量は、樹脂組成物の固形分全量を基準として、全体として10質量%以下であることが好ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、ポリ乳酸と、モノカルボジイミド化合物と、ホスファゼン化合物と、必要に応じて、難燃剤、ゴム材料、ドリップ防止剤や、その他の成分とを、混練して作製すればよい。
本実施形態に係る樹脂成形体は、例えば、上述した本実施形態に係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、熱プレス成形等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。
本実施形態に係る樹脂成形体は、機械的強度(鋼球落下試験特性等)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鋼球落下試験特性が要求されるが、本実施形態に係る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。本実施形態に係る樹脂成形体は、特に、画像形成装置や複写機等の筐体に適している。
表1の実施例1から実施例13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190℃で混練し、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190℃、金型温度110℃で、UL−94におけるVテスト用UL試験片(厚さ:1.6mm)、鋼球落下試験用試験片(厚さ:2mm)を成形した。
表1の比較例1から比較例5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、射出成形を実施し、試験片を得た。
得られた試験片を用いて、下記各測定・評価を行った。表1に結果を示す。
上記UL試験片を用いて、UL−94の水平および垂直燃焼試験を行った。なお、燃焼試験の結果は、V0、V1、V2、HBの順で高いレベルである。
SUS製の治具に固定したテストピースに対して、直径50mm、重さ500gの鋼球を、落下衝突させ、テストピースに割れが生じる高さを耐鋼球落下性として評価した。テストピースはより部品に近い材料で評価したため、図1に示すようなテストピース10でテストした。表1に結果を示す。
◎:70cmの高さから落としたときに割れない
○:70cmの高さから落としたときに割れる
△:50cmの高さから落としたときに割れる
×:30cmの高さから落としたときに割れる
Claims (10)
- ポリ乳酸と、モノカルボジイミド化合物と、ホスファゼン化合物とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
- 融点が200℃以上である難燃剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記難燃剤は、リン酸塩化合物であることを特徴とする、請求項2に記載の樹脂組成物。
- アクリル系のゴム材料を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記モノカルボジイミド化合物が、脂肪族系のモノカルボジイミド化合物であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- ポリ乳酸と、モノカルボジイミド化合物と、ホスファゼン化合物とを含む樹脂組成物を用いて得られることを特徴とする樹脂成形体。
- 前記樹脂組成物は、融点が200℃以上である難燃剤を含むことを特徴とする、請求項6に記載の樹脂成形体。
- 前記難燃剤は、リン酸塩化合物であることを特徴とする、請求項7に記載の樹脂成形体。
- 前記樹脂組成物は、アクリル系のゴム材料を含むことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか1項に記載の樹脂成形体。
- 前記モノカルボジイミド化合物が、脂肪族系のモノカルボジイミド化合物であることを特徴とする、請求項6〜9のいずれか1項に記載の樹脂成形体。
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