JP2018024729A - 塩素含有樹脂組成物及び塩素含有樹脂成型体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハイドロタルサイト型粉体に、シリコーンオイル、及び/又は、炭素数12以上の炭素鎖を有する液状脂肪酸を乾式混合する工程(I)、及び、更に塩素含有樹脂を混合する工程(II)を含む塩素含有樹脂組成物の製造方法。
【選択図】なし
Description
まず本発明の第一の態様である塩素含有樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明の塩素含有樹脂組成物(単に「樹脂組成物」とも称す)の製造方法は、ハイドロタルサイト型粉体に、シリコーンオイル、及び/又は、炭素数12以上の炭素鎖を有する液状脂肪酸を乾式混合する工程(I)、及び、更に塩素含有樹脂を混合する工程(II)を含む。なお、通常の樹脂組成物の製造時に採用される1又は2以上のその他の工程を更に含んでもよい。
工程(I)は、ハイドロタルサイト型粉体に、シリコーンオイル、及び/又は、炭素数12以上の炭素鎖を有する液状脂肪酸を乾式混合する工程である。混合方法は、乾式混合であれば特に限定されない。例えば、ヘンシェルミキサーやスーパーミキサーで混合することが好適である。
以下、工程(I)で使用する原料について説明する。
ハイドロタルサイト型粉体は、ハイドロタルサイト型構造を有するものであれば特に限定されないが、例えば、マグネシウム元素(Mg)及び/又は亜鉛元素(Zn)と、アルミニウム元素(Al)とを含むことが好ましい。これにより、成型体の熱安定性及び耐熱性がより向上するとともに、プレートアウト発生を充分に抑制することができる。中でも、この効果をより一層発揮させる観点から、マグネシウム元素及び亜鉛元素の合計量と、アルミニウム元素量とのモル比〔(Mg+Zn)/Al〕が2.20以下であることが好適である。より好ましくは2.15以下、更に好ましくは2.10以下、特に好ましくは2.05以下である。また、下限は特に限定されないが、1.9以上が好ましく、より好ましくは2.0以上である。
{(Mg)x(Zn)y}(Al)z(OH)2(An−)x/n・mH2O (1)
(式中、An−は、n価の層間アニオンを表す。x、y及びzは、0<x<1、0≦y<1、0.2≦z≦0.4、x+y+z=1を満たす数である。n及びmは、それぞれ1≦n≦4、及び、0≦mを満たす数である。)で表されるものである。これにより、耐熱性や熱安定性がより向上する。
ここで、y=0であるものは、Mg/Al系ハイドロタルサイトと称され、0<yであるものは、亜鉛変性ハイドロタルサイトとも称される。本発明では、これらのいずれも好適に使用できる。
なお、粒子形状は、走査型電子顕微鏡等によって観察することができる。
本明細書中、平均粒子径は、例えば、レーザー回折粒度分布測定装置(HORIBA製LA950)を用いてD50として測定することができる。
D50とは、体積基準での50%積算粒径を意味し、粉体をある粒子径から2つに分けたとき、大きい側と小さい側が等量となる径をいう。具体的には、以下の方法に従って求められる。
サンプル(試料粉体)0.1gに0.025wt%(質量%)ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液60mLを加え、超音波ホモジナイザー(US−600、日本精機製作所製)を用いて、強度をV−LEVEL3に設定して2分間分散処理を行うことにより、サンプルの懸濁液を準備する。この後、0.025wt%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を試料循環器に循環させ、透過率が80〜95%になるように上記懸濁液を滴下して、循環速度5、撹拌速度1にて、60秒間超音波分散してから測定を行う。
具体的には、以下の条件によりBET比表面積を求める。
使用機:マウンテック社製、Macsorb Model HM−1220
雰囲気:窒素ガス(N2)
外部脱気装置の脱気条件:105℃−15分
比表面積測定装置本体の脱気条件:105℃−5分
シリコーンオイルとしては特に限定されないが、例えば、メチルハイドロゲンポリシロキサン;ジメチルポリシロキサン;メチルハイドロゲンポリシロキサンとジメチルポリシロキサンとのコポリマー;トリメトキシシリル基やトリエトキシシリル基等の反応性トリアルコキシシリル基含有オルガノポリシロキサン;メチルフェニルシリコーン;アミノ変性シリコーン;シランカップリング剤等のカップリング剤;等が好適である。
炭素数12以上の炭素鎖を有する液状脂肪酸(単に「液状脂肪酸」とも称す)において、「液状」とは、0〜35℃の任意の温度で液状であることを意味する。
本明細書中、吸油量は、JIS K5101−13−1(2004年:精製あまに油法)に準拠して測定する。
本明細書中、かさ比重は、JIS K6720−2(1999年:プラスチック-塩化ビニルホモポリマー及びコポリマー(PVC))に準拠して測定する。
工程(II)は、上記工程(I)で得られる混合物に、更に塩素含有樹脂を混合する工程である。混合方法は特に限定されないが、乾式混合であることが好ましい。具体的には、例えば、ヘンシェルミキサーやスーパーミキサーで混合することが好適である。
以下、各成分について説明する。
塩素含有樹脂は、塩素原子を含む樹脂(重合体)である限り特に限定されないが、塩化ビニル系樹脂が好ましい。これにより、柔軟性や難燃性に優れる成型体が得られる。
なお、塩素含有樹脂と塩素非含有樹脂とのブレンド品を使用してもよいし、また塩化ビニル系樹脂を得るための重合方法は特に限定されない。
工程(II)では、更に有機酸亜鉛を混合することが好ましい。すなわち上記樹脂組成物は、有機酸亜鉛を更に含むことが好適である。これにより、塩素含有樹脂の塩素が安定化され、加工時、また使用時に変色が抑制されるという効果を発揮できるため、より外観を低下させることなく成型体を得ることが可能になる。
工程(II)ではまた、更に充填剤を混合することが好ましい。これにより、成形品の寸法安定性や成形品の強度が向上し、成型体用途に好ましい樹脂組成物が得られる。充填剤は中和剤としても機能する。
工程(II)ではまた、更にβ−ジケトン化合物を混合することが好ましい。これにより、成形(成型)時の着色性改善を図ることができる。
工程(II)ではまた、成型中の樹脂混練状態の調整や成形品のツヤなど外観調整等のために、必要に応じてポリエチレンワックス、パラフィンワックス等の炭化水素ワックス及び/又は脂肪酸エステルワックスを混合してもよい。具体的には、ポリエチレンワックスとしては、例えば、三井化学社製ハイワックスシリーズ、三洋化成社製サンワックスシリーズ、三洋化成社製ビスコールシリーズ、日本精蝋社製ルバックスシリーズ等が挙げられる。エステルワックスとしては、例えば、リケンビタミン社製リケスタシリーズ、エメリー社製ロキシオールシリーズ等が挙げられる。
工程(II)ではまた、必要に応じてその他の成分を混合してもよい。例えば、耐熱助剤、上記ワックス以外の滑剤(例えば脂肪酸モノグリセライド等の内滑剤)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、架橋助剤、可塑剤等の各種添加剤が挙げられる。添加剤はそれぞれ特に限定されないが、例えば、耐熱助剤としてはジペンタリスリトール等の多価アルコール化合物や、エポキシ樹脂等のエポキシ化合物が挙げられ、滑剤としてはステアリン酸モノグリセライド、パルミチン酸モノグリセライド、ステアリン酸、パルミチン酸等が挙げられ、架橋助剤としてはトリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられ、可塑剤としてはジオクチルフタレート(DOP)やトリオクチルトリメリテート(TOTM)、ジオクチルアジペート(DOA)等が挙げられる。
次に本発明の第二の態様である塩素含有樹脂成型体の製造方法について説明する。
本発明の塩素含有樹脂成型体(単に「成型体」とも称す)の製造方法は、上述した本発明の第一の態様である製造方法により得られた塩素含有樹脂組成物を成型する工程(「成型工程」とも称す)を含む。言い替えると、本発明の成型体の製造方法は、上述した工程(I)、工程(II)及び成型工程を含む。なお、塩素含有樹脂組成物の製造と同時に成型工程を行ってもよいし、通常の成型体の製造時に採用される1又は2以上のその他の工程を更に含んでもよい。
成型工程は、上記樹脂組成物を成型する工程である。成型方法は特に限定されず、押出成型、射出成型、ロール成形、ディップ成型、ブロー成型等が挙げられる。中でも、押出成型が好適である。これにより、本発明によるプレートアウト発生抑制効果をより発揮することが可能になる。すなわち上記成型工程は、押出成型工程であることが好ましく、本発明の製造方法により得られる成型体は、押出成型体(押出成形品)であることが好ましい。押出成型(押出成形)は、押出成形機を用いて行うことが好ましい。
上述した本発明の製造方法により得られる成型体は、熱安定性及び耐熱性に優れ、色調や透明性も良好で、しかも塩素含有樹脂由来の各種物性に優れるものである。成型体の形状は特に限定されず、シート状、フィルム状の他、ひも状、板状、棒状、ペレット状、管状等のその他の形状が挙げられる。また、成型体として具体的には、例えば、農業用フィルム等の各種フィルム、電線、パイプ、樹脂窓枠等が好適である。
後述の表1〜3に記載する原料は以下のとおりである。
(1)塩素含有樹脂
塩化ビニル系樹脂:信越化学社製、TK−1000、重合度1100
HT−1:組成式Mg4Al2(OH)12・CO3・3H2O、堺化学工業社製「STABIACE HT−1」、吸油量55ml/100g
HT−7:組成式Mg3.5Zn0.5Al2(OH)12・CO3・3H2O、堺化学工業社製「STABIACE HT−7」、吸油量40ml/100g
シリコーンオイル:信越化学工業社製、KF−96H−1万CS
リシノレイン酸:小倉合成工業社製、リシノレイン酸
イソステアリン酸:クローダ社製、PRISORINE 3503
オレイン酸:ミヨシ油脂社製、PM810
ステアリン酸亜鉛:堺化学工業社製、SZ−P
炭酸カルシウム:白石カルシウム社製、μ−powder3S、比表面積8.5m2/g
ジベンゾイルメタン:ロディア社製β−ジケトン化合物、ロディアスタブ83P
ポリエチレンワックス:三井化学社製、ハイワックス220MP
エステルワックス:理研ビタミン社製、リケスターSL−02
ステアリン酸カルシウム:堺化学工業社製、SC−P
ジペンタエリスリトール:広栄化学社製、ジペンタリット300
20Lヘンシェルミキサー(日本コークス工業製)に、ハイドロタルサイト型粉体としてHT−1又はHT−7を投入後、回転中にシリコーンオイル又は液状脂肪酸を所定量添加した。シリコーンオイル又は液状脂肪酸を添加後、1800rpmにて3分撹拌後、混合物を抜き出した。各混合物の吸油量及びかさ比重を上述した方法にて測定した。例えば混合物2では、ハイドロタルサイト粉末1kgに対してシリコンオイルを50g添加し、1800rpmにて3分撹拌後、混合物を抜き出した。結果を表1に示す。なお、表1に記載の「混合物1」は、ハイドロタルサイト型粉体HT−1そのもの(シリコーンオイルや液状脂肪酸を添加しなかった)であるが、便宜上「混合物1」と標記した。
塩素含有樹脂3kgに対し、他の材料を表2、3に記載の比率で計量した。計量した材料を、20Lヘンシェルミキサー(日本コークス工業製)を用い、混合物の温度が100℃になるまで混合して樹脂組成物を作製した。
例えば試験例A1では、塩化ビニル系樹脂3kg、上記2、で得た混合物2を30g、炭酸カルシウム150g、ステアリン酸カルシウム15g、ステアリン酸亜鉛30g、ジペンタエリスリトール15g、ジベンゾイルメタン15g、ポリエチレンワックス15g、エステルワックス15gをそれぞれ計量してヘンシェルミキサーに投入し、ヘンシェルミキサーの羽根を2000rpmで回転させ混合物の温度が100℃になった時点でヘンシェルミキサーから排出した。
なお、試験例A9では、工程(I)を行わず、工程(II)のみを行った。つまり、塩素含有樹脂に対し、ハイドロタルサイト型粉体、シリコーンオイル、有機酸亜鉛及び他の添加剤を表2に記載の比率で計量し、上記と同様に混合して樹脂組成物を作製した。このときのシリコーンオイルの量は、ハイドロタルサイト型粉体HT−1(すなわち「混合物1」)100質量部に対し、10質量部とした。
冷却機能を備えた吸引サイジング(成形品の表面性を平滑にする装置)を有するラボ押出機(東洋精機製、コニカル2D20C型、押出条件:C1 175℃、C2 180℃、C3 185℃、AD 185℃、D1 180℃、D2 205℃、金型:パイプ用)にて上記樹脂組成物を使用し、5時間かけてパイプを成型した。
各試験例において、以下の方法に従って各種物性等を評価した。結果を表2、3に示す。
(1)プレートアウト性
上記「4、成型加工」におけるパイプ成型中及び成型が終了した後、金型及びサイジングへのプレートアウト発生状況(すなわち、金型やサイジングへの付着物の発生状況)を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
◎:金型及びサイジングへの付着物は確認されなかった。
〇:成形途中には確認されなかったが、成型終了時には金型及びサイジングに少量の付着物が確認された。
△:成型途中から金型及びサイジングに付着物が確認されたが、成型したパイプには異常が見られなかった。
×:成型途中から金型及びサイジング全面に付着物があり、金型またはサイジングから剥がれた付着物が成型したパイプに付着していた。
上記「4、成型加工」で得られたパイプの表面のスジ発生状況を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
◎:スジが発生しておらず、表面外観が良好であった。
〇:スジが僅かに発生していたが、概ね表面外観は良好であった。
△:浅いスジが発生していたが、許容できる範囲内であった。
×:深いスジが発生又はスジが多く発生していた。
上記「4、成型加工」で得られたパイプ100gを破砕機にて破砕し、破砕品をロール表面温度180℃に調整した8インチロール機(KANSAI ROLL社製)にて、5分間混練し、厚さ0.3mmのシートを作成した。このシートを用い、以下それぞれの試験を行った。
上記で作成したシートをESPEC社製ギアオーブン180℃に入れて30分間及び50分間保持した。保持する前後のシートを用い、色差計(日本電色工業製、同時測光方式分光式色差計SQ−2000)にて色相を測定しΔEを求めた。
なお、30分間保持した時点でΔEが15以下では、色調が良好であり問題が発生する可能性が低く、ΔEが15を超えると、成型加工機の故障等のトラブルが発生するおそれがあるとされる。
上記シートを13枚重ねてプレス表面温度190℃のプレス機(TOYOSEIKI MINI TEST PERESS−10)を用い、厚さ3mmになるように100kg/cm2にて20分間及び30分間保持した。プレス前後のシートで、前述の色差計にて下記基準にて色差を測定しΔEを求めた。
なお、20分間保持した時点でΔEが10以下では、色調が良好であり問題が発生する可能性が低く、ΔEが10以上では、成型加工機の故障等のトラブルが発生するおそれがあるとされる。
Claims (7)
- ハイドロタルサイト型粉体に、シリコーンオイル、及び/又は、炭素数12以上の炭素鎖を有する液状脂肪酸を乾式混合する工程(I)、及び、
更に塩素含有樹脂を混合する工程(II)を含む
ことを特徴とする塩素含有樹脂組成物の製造方法。 - 前記工程(I)で得られる混合物は、吸油量が50ml/100g以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 前記工程(I)で得られる混合物は、かさ比重が0.33g/ml以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。 - 前記工程(I)におけるシリコーンオイル及び/又は液状脂肪酸の使用量(2種以上使用する場合はその合計量)は、前記ハイドロタルサイト型粉体100質量部に対し、1〜30質量部である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。 - 前記ハイドロタルサイト型粉体は、マグネシウム元素(Mg)及び/又は亜鉛元素(Zn)と、アルミニウム元素(Al)とを含む
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られた塩素含有樹脂組成物を成型する工程を含む
ことを特徴とする塩素含有樹脂成型体の製造方法。 - 前記成型工程は、押出成型工程である
ことを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
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