JP2021088061A - 可溶性材料 - Google Patents
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本実施形態の可溶性材料は、親水性基を有する芳香族ジカルボン酸モノマーユニットA、親水性基を有さないジカルボン酸モノマーユニットB、及びモノマーユニットCを有する水溶性樹脂を含有し、水分率が0.3質量%以下である。本実施形態の可溶性材料によれば、複雑な内面形状を有する成形体を精度よく製造することができる可溶性材料を提供することができる。本実施形態の可溶性材料がこのような効果を奏する理由は定かではないが以下のように考えられる。
[芳香族ジカルボン酸モノマーユニットA]
前記水溶性樹脂は、親水性基を有する芳香族ジカルボン酸モノマーユニットを有する。本明細書において、前記水溶性樹脂が有する親水性基を有する芳香族ジカルボン酸モノマーユニットを、芳香族ジカルボン酸モノマーユニットAと称する。また、当該芳香族ジカルボン酸モノマーユニットAを誘導するための芳香族ジカルボン酸を、芳香族ジカルボン酸Aと称する。
前記水溶性樹脂は、前記親水性基を有さないジカルボン酸モノマーユニットを有する。本明細書において、前記水溶性樹脂が有する親水性基を有さないジカルボン酸モノマーユニットをジカルボン酸モノマーユニットBと称する。また、当該ジカルボン酸モノマーユニットBを誘導するためのジカルボン酸をジカルボン酸Bと称する。
前記水溶性樹脂は、カルボキシ基と反応する官能基を2つ有するモノマーから誘導されるモノマーユニットを有する。当該モノマーユニットは、水への溶解性を付与する観点、並びに前記可溶性材料に耐熱性及び耐湿性を付与する観点から、ジオールモノマーユニット又はジアミンモノマーユニットが好ましい。本明細書において、前記ジオールモノマーユニットを誘導するためのモノマーをジオールCと称し、前記ジアミンモノマーユニットを誘導するためのモノマーをジアミンCと称する。
前記可溶性材料は、水への溶解性を向上させる観点から、減粘剤として下記一般式(3)で示される有機塩化合物を含有してもよい。本明細書において下記一般式(3)で示される有機塩化合物を有機塩化合物αと称する。
(R1−SO3 −)nXn+ (3)
(前記一般式(3)中、R1は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を示し、nは1又は2の数を示し、Xn+はカチオンを示し、nが1のとき、Xn+はナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオン、又はホスホニウムイオンを示し、nが2のとき、Xn+はマグネシウムイオン、カルシウムイオン、バリウムイオン、又は亜鉛イオンを示す。)
本実施形態の成形体の製造方法は、前記可溶性材料を成形して得られた中子の少なくとも一部が金型と接触するように前記金型内に配置し、当該金型内に加熱溶融した熱可塑性樹脂を射出成形して前記中子と一体化された成形体を形成する射出成形工程と、前記中子と一体化された前記成形体を冷却した後に当該成形体を前記金型から取り出す取り出し工程と、前記金型から取り出された、前記中子と一体化された前記成形体の表面に現れている、前記中子の前記金型に接触していた部分に水を接触させて中子を除去する除去工程と、を有する。
100Lステンレス製反応器(撹拌機、窒素導入管付)に2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル(BP社製)、4.09kg、エチレングリコール(富士フィルム和光純薬社製、特級)3.06kg、5−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム(竹本油脂社製)1.69kg、チタンテトラブトキシド(東京化成工業社製、一級)1.71g、酢酸ナトリウム・三水和物(富士フィルム和光純薬社製、特級)42.0gを仕込み、常圧、窒素雰囲気下、1.5時間かけて温度を230℃に昇温し、230℃で360分加熱してエステル交換を行った。その後、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩(竹本油脂社製、商品名エレカットS−418)288gを添加し、15分間撹拌した。85%リン酸(シグマアルドリッチジャパン社製、特級)を637mg添加し、10分間撹拌した後、90分かけて260℃まで昇温し、同時に30mmHgまで減圧しながら撹拌して重縮合を行い、常圧に戻して水溶性樹脂1(ポリエステル樹脂)を含有する樹脂組成物1を得た。重量平均分子量は21000であった。
〔実施例1、2、及び比較例1で使用したペレットの作成〕
前記ポリエステル化合物52.5kg、及びクラリティLA2250(クラレ社製:熱可塑性エラストマー:ポリメタクリル酸メチル−ポリアクリル酸ブチル−ポリメタクリル酸メチルトリブロック共重合体)6.25kg、相溶化剤としてBondfast7B(住友化学社製:エチレン−酢酸ビニル-メタクリル酸グリシジル共重合体)2.5kgを減圧下60℃で乾燥後、重量フィーダーを使用して、二軸押出機(東芝機械社製:TEM−41SS、スクリュー径41mm、二条型)を用いてシリンダー温度220℃、スクリュー回転数250rpm、吐出速度70kg/hにて溶融混練し、白色混合物である組成物を得た。吐出された樹脂をペレタイザーでカットし、樹脂組成物ペレットを得た。
〔水溶性樹脂の組成〕
Agilent社製NMR、MR400を用いたプロトンNMR測定により、前記水溶性樹脂1の組成を求めることができる。
前記方法により求めた前記ポリエステル樹脂1の組成から、前記ポリエステル樹脂1中の親水性基(SO3)の量(単位:mmol/g)を求めることができる。
下記条件により、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法を用いて標準ポリスチレンから校正曲線を作成し、重量平均分子量(Mw)を求めた。
・装置:HLC−8320 GPC(東ソー社製、検出器一体型)
・カラム:α−M×2本(東ソー社製、7.8mmI.D.×30cm)
・溶離液:60mmol/Lリン酸+50mmol/L臭素化リチウムジメチルホルムアミド溶液
・流量:1.0mL/min
・カラム温度:40℃
・検出器:RI検出器
・標準物質:ポリスチレン
〔実施例1〕
二軸押出機で得られた樹脂組成物ペレットを、除湿乾燥機を用いて110℃、8時間で乾燥した。その後、温度23℃、相対湿度35%Rhの恒温恒湿室で16時間静置し、当該樹脂組成物ペレットの水分率を調整した。当該樹脂組成物ペレットの水分率は0.27%であった。水分率調整後の当該樹脂組成物ペレットを、射出成形機(日本製鋼所社製J110AD−180H、シリンダー温度設定6箇所)を用いて試験片(溶解時間測定用:角柱試験片(62mm×12.7mm×5mm)、熱変形温度用:角柱試験片(125mm×13mm×6.4mm))に射出成形した。当該射出成形機のシリンダー温度は、ノズル先端側から235℃、240℃、240℃、240℃、240℃、200℃に設定し、ホッパー下を45℃に設定した。金型温度は80℃に設定した。
二軸押出機で得られた前記樹脂組成物ペレットを、除湿乾燥機を用いて110℃、8時間で乾燥し、使用した。水分率は0.01%であった。射出成形は実施例1と同様に行った。
二軸押出機で得られた前記樹脂組成物ペレットを、除湿乾燥機を用いて110℃、8時間で乾燥した。その後、温度23℃、相対湿度35%Rhの恒温恒湿室で48時間静置し、ペレットを吸水させた。ペレットの水分率は0.88%であった。射出成形は実施例1と同様に行ったが、樹脂の流動性が高く、成形できなかった。
クラレ社製ポリビニルアルコール Mowiflex C500Tを、除湿乾燥機を用いて60℃20時間乾燥した。ペレットの水分率は0.10%であった。実施例1と同じ設備で、シリンダー温度を、ノズル先端側から170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、160℃に設定し、ホッパー下を45℃に設定して当該ポリビニルアルコールを成形し、成形体を得た。
ペレット1gを計りとり、カールフィッシャー水分計(三菱化学アナリテック社製 CA-200)を使用し、測定温度150℃で水分量を測定した。
角柱試験片(125mm×13mm×6.4mm)について、ASTM D648に基づいて、熱変形温度測定機(安田精機製作所社製)を用いて、エッジワイズ、昇温速度2℃/分、1.8MPaの荷重の条件で、0.254mm歪んだ際の荷重たわみ温度を求めた。熱変形温度の値が高いほど、耐熱性に優れていると評価することができる。
角柱試験片(62mm×12.7mm×5mm)を、70℃の水1Lの中に浸し、マグネティックスターラーを用いて水を300rpmで攪拌し、試験片が溶けるまでの時間を測定した。
Claims (11)
- 親水性基を有する芳香族ジカルボン酸モノマーユニットA、親水性基を有さないジカルボン酸モノマーユニットB、及びモノマーユニットCを有する水溶性樹脂を含有し、
水分率が0.3質量%以下である、可溶性材料。 - 下記一般式(3)で示される有機塩化合物αを含有する、請求項1に記載の可溶性材料。
(R1−SО3 −)nXn+ (3)
(前記一般式(3)中、R1は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を示し、Xn+はカチオンを示し、nは1又は2の数を示す。) - 前記水分率が0.01〜0.3質量%である、請求項1又は2に記載の可溶性材料。
- 前記水溶性樹脂中の全ジカルボン酸モノマーユニットの合計に対する、芳香族ジカルボン酸モノマーユニットAの割合が10〜70mol%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 前記水溶性樹脂の重量平均分子量が5000〜60000である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 前記親水性基がスルホン酸塩基である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 前記カチオンが、テトラアルキルホスホニウムイオンである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 前記モノマーユニットCが、カルボキシ基と反応する官能基を2つ有するモノマーから誘導される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 更に、エラストマーを含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 更に、相溶化剤を含有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の可溶性材料。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の可溶性材料を成形して得られた中子の少なくとも一部が金型と接触するように前記金型内に配置し、当該金型内に加熱溶融した熱可塑性樹脂を射出成形して前記中子と一体化された成形体を形成する射出成形工程と、
前記中子と一体化された前記成形体を冷却した後に当該成形体を前記金型から取り出す取り出し工程と、
前記金型から取り出された、前記中子と一体化された前記成形体の表面に現れている、前記中子の前記金型に接触していた部分に水を接触させて中子を除去する除去工程と、
を有する、成形体の製造方法。
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