JP2015044975A - セルロースエステル組成物 - Google Patents
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Description
特許文献1は、セルロースエステル系樹脂組成物に関する発明であり、公知の可塑剤を配合できることが記載されている(段落番号0023)。
特許文献2は、平均置換度2.7以下のセルロースエステル、可塑剤及び充填剤で構成された樹脂組成物に関する発明である。
しかし、樹脂組成物の生成後あるいは成形後、経時によって樹脂中の可塑剤がブリードアウトすることが問題となっている。
(A)セルロースエステル100質量部に対して、
(B)可塑剤2〜100質量部、
(C)メチルメタクリレート系樹脂(エラストマーは含まない)0.5〜10質量部、
(D)(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む熱可塑性エラストマー1〜50質量部、
を含有するセルロースエステル組成物を提供する。
本発明の組成物で用いる(A)成分のセルロースエステルは公知のものであり(例えば、特許文献1に記載されているもの)、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、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を挙げることができる。
その他、ポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテート、アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルプロピルセルロース、アセチルヒドロキシエチルセルロース、アセチルヒドロキシプロピルセルロース等も挙げることができる。
(A)成分のセルロースエステルの重合度は、粘度平均重合度が好ましくは100〜1000、より好ましくは100〜500である。
本発明の組成物で用いる(B)成分の可塑剤は公知のものである。(B)成分の可塑剤としては、例えば、下記の可塑剤から選ばれる1種を使用することができ、2種以上組み合わせて使用することもできる。
芳香族カルボン酸エステル[フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシルなどのフタル酸ジC1-12アルキルエステル、フタル酸ジメトキシエチルなどのフタル酸C1-6アル
コキシC1-12アルキルエステル、フタル酸ブチルベンジルなどのフタル酸C1-12アルキル・アリール−C1-3アルキルエステル、エチルフタリルエチレングリコレート、ブチルフタリルブチレングリコレートなどのC1-6アルキルフタリルC2-4アルキレングリコレート、トリメリット酸トリメチル、トリメリット酸トリエチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ2−エチルヘキシルなどのトリメリット酸トリC1-12アルキルエステル、ピロメリット酸テトラオクチルなどのピロメリット酸テトラC1-12アルキルエステルなど]、
脂肪酸エステル[アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ブトキシエトキシエチル・ベンジル、アジピン酸ジブトキシエトキシエチルなどのアジピン酸エステル、アゼライン酸ジエチル、アゼライン酸ジブチル、アゼライン酸ジオクチルなどのアゼライン酸エステル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチルなどのセバシン酸エステル、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチルなど]、
等が挙げられ、中でもアジピン酸エステルが好ましい。
多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど)の低級脂肪酸エステル[ジグリセリンテトラアセテートなど]、
グリコールエステル(ジプロピレングリコールジベンゾエートなど)、
クエン酸エステル[クエン酸アセチルトリブチルなど]、
アミド類[N−ブチルベンゼンスルホンアミドなど]、
エステルオリゴマー(カプロラクトンオリゴマーなど)、
その他、難燃剤としても使用されるトリフェニルホスフェートなどのリン酸エステル、などを挙げることができる。
(B)成分の可塑剤は、芳香族カルボン酸エステルおよび脂肪酸エステルから選ばれるものが好ましい。
本発明の組成物で用いる(C)成分は、メチルメタクリレート系樹脂であるが、エラストマーは含まれない。
メチルメタクリレート系樹脂は、ホモポリマーであるポリメチルメタクリレート(PMMA)、メチルメタクリレートを主成分として使用するメチルメタクリレート共重合体である。
メチルメタクリレート共重合体の共重合成分としては、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなどのアクリル酸エステル、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルが挙げられる。
メチルメタクリレート共重合体の共重合成分としては、これらの中でもメチルアクリレートが好ましい。
重量平均分子量は、テトラヒドロフラン溶媒を用いたGPC測定により求めた標準ポリスチレン換算値とする。
本発明の組成物で用いる(D)成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む熱可塑性エラストマーである。なお、本発明において「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸の両方を含む意味で使用している。
(D)成分の熱可塑性エラストマーは、コアシェル構造の熱可塑性エラストマー、ブロック共重合体構造の熱可塑性エラストマーを使用することができる。
コアシェル構造の熱可塑性エラストマーとしては、コアを構成するゴム状重合体に対して、シェルを構成する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むモノマーがグラフト重合されたコアシェル構造のグラフト共重合体が好ましい。
ブロック共重合体構造の熱可塑性エラストマーとしては、(メタ)アクリル酸メチルエステル単位からなるブロック(Tg100〜120℃)と、(メタ)アクリル酸ブチルエステル単位からなるブロック(Tg-40〜-50℃)からなるものが好ましい。
ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリブチルアクリレート、ポリ(2−エチルヘキシルアクリレート)、ブチルアクリレート・2−エチルヘキシルアクリレート共重合体などのポリアルキルアクリレートゴム;
ポリオルガノシロキサンゴム等のシリコーン系ゴム;
ブタジエン−アクリル複合ゴム、ポリオルガノシロキサンゴムとポリアルキルアクリレートゴムとからなるIPN型複合ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−αオレフィン系ゴム(エチレン−プロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム、エチレン−オクテンゴム等)、エチレン−アクリルゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。これらは1種または2種以上を使用することができる。これらの中では、ブタジエンゴム、ポリアルキルアクリレートゴム(アクリルゴム)が好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチルが好ましい。
(D)成分としては市販品を使用することができ、例えば、ローム・アンド・ハース社製の「パラロイド(登録商標)EXL−2602」(ブタジエン−メチルメタクリレート共重合体からなるコア/シェル型グラフト共重合体)、同EXL−2603(ポリブタジエン/アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル共重合体からなるコア/シェル型グラフト共重合体)、同EXL−2633(ポリブタジエン/アクリル酸アルキル・メタクリル酸アルキル共重合体からなるコア/シェル型グラフト共重合体)、(株)クラレ製の「KURARITY(登録商標)」(ブロック共重合体型)などを挙げることができる。
公知の熱可塑性樹脂としては、ABS樹脂、AS樹脂等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612等のポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂等を挙げることができる。
公知の熱可塑性樹脂の含有割合は、(A)成分のセルロースエステルとの合計量中、40質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
充填剤としては、繊維状充填剤、非繊維状充填剤(粉粒状又は板状充填剤など)が含まれ、例えば、特許文献2(特開2005−194302号公報)の段落番号0025〜0032に記載のものを挙げることができる。
充填剤の含有割合は、(A)成分のセルロースエステル100質量部に対して、5〜50質量部が好ましく、より好ましくは5〜40質量部、さらに好ましくは5〜30質量部である。
難燃剤は公知のものや市販品を使用することができ、特開2003−261711号公報において一般式(I)で示されるナフチルホスフェート化合物や「PX−110」、芳香族縮合リン酸エステル、例えば大八化学工業(株)製の商品名「PX−200」、「CR−741」、「CR−733S」、「TCP」などを使用することができる。
またその他の難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリキシリルホスフェート、ジクレジル−2,6−ジメチルフェニルホスフェート、トリス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフェートなどのモノマータイプの有機リン系難燃剤、レゾルシンビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシンビス[(ビス−2,6−ジメチルフェニル)ホスフェート]、ハイドロキノンビス[(ビス−2,6−ジメチルフェニル)ホスフェート]、4,4’−ビフェノールビス[(ビス−2,6−ジメチルフェニル)ホスフェート]などのオリゴマータイプの有機リン系難燃剤、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、リン酸メラミン、メラミンシアヌレート、ポリリン酸アンモニウム、メラミン、熱硬化性樹脂被覆赤リン、オレフィン被覆赤リン、酸化チタン被覆赤りんおよびチタンアルミニウム縮合物被覆赤リンなどの安定化赤リン粉末などの赤リン粉末、シリコーン樹脂、シリコーングリース、シリコーンゴムおよびシリコーン油などのシリコーン系難燃剤などを使用することができる。
さらに、前記混合機で予備混合した後、一軸又は二軸押出機などの押出機で混練してペレットに調製する方法、加熱ロールやバンバリーミキサー等の混練機で溶融混練して調製する方法を適用することができる。
ヘンシェルミキサーを用いて、ミキサー内の摩擦熱で70℃以上となるように各組成物を攪拌混合した後、二軸押出機(シリンダー温度:200℃、ダイス温度:220℃)に供給し、押し出してペレット化した。
得られたペレットを、射出成形機に供給して、シリンダー温度200℃、金型温度50℃、成形サイクル30秒(射出15秒、冷却時間15秒)の条件で試験片を射出成形して、各評価試験に使用した。
(A)セルロースアセテート
・(株)ダイセル製、商品名「L50」、置換度2.5、粘度平均重合度180
・(株)ダイセル製、商品名「L20」、置換度2.5、粘度平均重合度150
(B)可塑剤
・DAIFATTY 101:大八化学工業(株)製、アジピン酸エステル系可塑剤
(C)メチルメタクリレート系樹脂
・560F:旭化成ケミカル(株)製、商品名「デルペット560F」、メタクリル酸メチル・アクリル酸メチル共重合体(メタクリル酸メチル成分を90質量%以上含有する)、重量平均分子量81,000
・LG2:住友化学(株)製、商品名「スミペックスLG2」、メタクリル酸メチル・アクリル酸メチル共重合体(メタクリル酸メチル成分を90質量%以上含有する)、重量平均分子量76,000
(D)熱可塑性エラストマー
・EXL−2602:ローム・アンド・ハース社製、「パラロイド(登録商標)EXL−2602」(ブタジエン−メチルメタクリレート共重合体からなるコア/シェル型グラフト共重合体)
<その他>
・T150:ダイセルポリマー(株)製、商品名「セビアンT150」、アクリロニトリル・メチルメタアクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体(MABS)
(MFR)
220℃、荷重10kgで測定した。
ISO527に準拠して、試験片の引張強さおよび引張呼び歪みを測定した(引張強さ単位:MPa、引張呼び歪み単位:%)。
ISO178に準拠して測定した(単位:MPa)。
ISO179/1eAに準じてシャルピー衝撃強さ(kJ/m2)を測定した(単位:KJ/m2)。
試験サンプル(5cm×9cm×厚さ3mmの射出成形片)を65℃、85%RHの雰囲気中に500時間または800時間放置したときのブリードアウトの有無を肉眼で観察した。
曲げ強さ試験後の試験サンプルにおいて、層状に剥離しなかったものを無し、層状に剥離したものを有とした。
Claims (7)
- (A)セルロースエステル100質量部に対して、
(B)可塑剤2〜100質量部、
(C)メチルメタクリレート系樹脂(エラストマーは含まない)0.5〜10質量部、
(D)(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含む熱可塑性エラストマー1〜50質量部、
を含有するセルロースエステル組成物。 - (D)熱可塑性エラストマーが、ゴム状重合体に(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むモノマーがグラフト重合されたコアシェル構造のグラフト共重合体である、請求項1記載のセルロースエステル組成物。
- (D)熱可塑性エラストマーが、ブタジエンゴム及びポリアルキルアクリレートゴムから選ばれるゴム状重合体にメタクリル酸メチルを含むモノマーがグラフト重合されたコアシェル構造のグラフト共重合体である、請求項1記載のセルロースエステル組成物。
- (A)セルロースエステルが、セルロースアセテート、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から選ばれるものである、請求項1〜3のいずれか1項記載のセルロースエステル組成物。
- (A)セルロースエステルが、置換度2.7以下のセルロースアセテートである、請求項1〜4のいずれか1項記載のセルロースエステル組成物。
- (B)可塑剤が、芳香族カルボン酸エステルおよび脂肪酸エステルから選ばれるものである、請求項1〜5のいずれか1項記載のセルロースエステル組成物。
- さらに充填剤を含有する、請求項1〜6のいずれか1項記載のセルロースエステル組成物。
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