JP3280938B2 - 熱可塑性樹脂添加剤 - Google Patents
熱可塑性樹脂添加剤Info
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Description
C)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエ
チレンテレフタレート(PET)、あるいはこれら同士
のブレンド、あるいはこれらの1つ、又は複数の樹脂に
他の樹脂がブレンドされたような熱可塑性樹脂は各種成
形行程において加熱、溶融されるときに熱分解を起こし
分子量が低下し、かつ、機械的性質が低下する。本発明
はこの時の熱分解を防ぐ熱可塑性樹脂添加剤および該添
加剤を用いる熱可塑性樹脂の熱安定化法に関する。
C、PBT、PETの各樹脂は熱溶融における分子量低
下が激しく、このため各成形行程で与えられる熱や混練
時のせん断応力によって分子量が著しく低下していた。
従って、製品のリサイクルはもちろんのこと、成形時に
発生するスプルー、ランナーのリサイクルは困難であっ
た。本発明は前述した樹脂材料の加熱、溶融時の分子量
低下を抑制し、リサイクル可能な材料とすることができ
る新規な熱可塑性樹脂添加剤および該添加剤を用いる熱
可塑性樹脂の熱安定化法を提供することを目的とする。
(1)タンニンとカップリング剤からなる熱可塑性樹脂
添加剤および(2)熱可塑性樹脂に対して該添加剤を5
〜3000ppm添加することを特徴とする熱可塑性樹
脂の熱安定化法により達成することができる。以下に本
発明を更に詳細に説明する。
る影響について鋭意研究を続けた結果、タンニンにカッ
プリング剤を加えたものまたは反応させたもの、あるい
はタンニンを加熱、脱水、縮重合したタンニンにカップ
リング剤を更に加えたものまたは反応せしめた化合物を
熱可塑性樹脂に添加することによって、熱可塑性樹脂の
加熱、溶融時の分子量低下を抑制できることを見出し本
発明を完成したものである。
界に分布する多数のフェノール性水酸基を有する複雑な
芳香族化合物の総称で、大きく分けてタンニンは加水分
解型と縮合型の2種類に分けられるが、いずれも天然化
合物であるため構造の異なる化合物が多数存在する。本
発明で用いられるタンニンはどちらであってもかまわな
い。
多価フェノール化合物を「合成タンニン」、「シンタ
ン」と呼んでいるが、本発明ではこの合成タンニンの中
で本発明で効果的に用いられる化合物も使用することが
できる。
おり本発明では特に区別はしない。
ナタンニンを(1)式に示した。更にチャイナタンニン
に対して述べるならば、没食子酸基10個がブドウ糖残
基の周囲に配座し、更に2つの没食子酸基を垂直方向
[(1)式の*印の個所]に結合させた構造であること
が明らかになっている。しかし化合物中心は必ずしもブ
ドウ糖に限られることもなく、セルローズ型の化合物で
あったりもする。このようにタンニンは広く自然界の植
物に含まれる化合物であるため、部分的に化学構造が異
なることは容易に類推できる。
カリ分解または加水分解などで得られる分解生成物も含
む意味で用いられ、例えばタンニンの加水分解で得られ
る(2)式で示した没食子酸のジデプシドなども使用す
ることができる。現在タンニンは日用品としてはイン
ク、医薬用としては止血剤、工業用としては皮の鞣し剤
や染色時の媒染剤として用いられ、最近においては食品
添加剤として用いられている。
味で用いられる。カテキンは3-ヒドロキシフラバンの
ポリヒドロキシ誘導体で多価フェノール化合物であり広
く自然界の植物に含まれる。カテキンは様々な分子構造
の異種型があるといわれているが、いづれも天然化合物
であるため構造の異なるカテキンが多数存在する。本発
明で用いられるカテキンは特に限定はなく、本発明の目
的に有効に使用し得るカテキンであればいかなるもので
あっても構わない。またカテキンは渋とも呼ばれてい
る。現在、カテキンは、医薬用としては抗ガン剤、工業
用としてはナイロンの色止め、媒染剤として用いられて
いる。
ては、チャイナタンニン、3,5,7,3′,4′-ペンタ
ヒドロキシフラバン(狭義のカテキン)などを挙げるこ
とができる。(3)式と(4)式と(5)式に化学構造
が異なるいろいろのタンニンとしてそれぞれカテキン
(3)、ケブロタンニン(4)、及びトルコタンニン
(5)を示した。
30℃好ましくは90〜160℃の温度で加熱、脱水し
て得られる縮重合されたタンニンも使用できる。この場
合加熱、脱水の条件は特に限定されないが通常70℃で
約8時間、230℃で約2分、90〜160℃で約2〜
3時間加熱、脱水される。タンニンを縮重合させる場
合、タンニンがある程度脱水されていることが必要で、
必ずしも全部縮重合されている必要はない。チャイナタ
ンニンの場合には、8〜11%程度脱水されたものが好
ましく使用される。このように縮重合させたタンニンは
縮重合によってタンニン中のOH基がある程度減少して
おり、従ってこれを熱可塑性樹脂に添加した場合に余分
に存在するOH基が樹脂の成形時に分解して樹脂中で発
泡して気泡などが生成するのを抑制することができ、熱
可塑性樹脂が一層熱安定化される利点がある。本発明で
はタンニンは1種または2種以上を混合して使用するこ
とができる。次に本発明でタンニンと併用されるカップ
リング剤は界面活性剤であってシラン系、チタネート
系、およびアルミネート系のカップリング剤が使用され
るが、本発明ではシラン系カップリング剤が好ましく使
用される。その中でも末端基がエポキシ基、ビニル基、
アミノ基などのものが好ましく使用される。これらのシ
ラン系カップリング剤としては具体的には、例えばビニ
ルトリエトキシシラン、γ-メタアクリロキシプロピル
トリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン
およびトリフロロプロピルメチルジメトキシシランなど
を挙げることができるが、特に好ましいシラン系カップ
リング剤としてはγ-メタアクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、トリフロロプロピルメチルジメトキシシランな
どを挙げることができる。カップリング剤は、タンニン
との混合物として、あるいはタンニンと反応させたタン
ニンとの化合物のかたちで使用することができる。タン
ニンはフェノール性水酸基を多数含む化合物であるた
め、熱可塑性樹脂との濡れ性があまりよくなく、従って
樹脂中へのタンニンの分散性が余りよくないと考えられ
る。カップリング剤はこのタンニンの樹脂中への分散性
を良好にし、樹脂の熱安定化をより一層高めるものと考
えられる。なおカップリング剤は1種または2種以上を
使用することができる。カップリング剤の使用量は特に
限定されないが、通常タンニンに対して5〜40重量%
(wt%)、好ましくは20〜35wt%使用される。
カップリング剤の量が5wt%未満ではタンニンの分子
を覆い尽くすことができないことから余り効果が少な
く、また40wt%を越えるとカップリング剤が遊離し
て樹脂の機械的強度に悪影響を与えるため好ましくな
い。本発明の熱可塑性樹脂添加剤は熱可塑性樹脂に対し
て5〜3000ppm添加される。この場合5ppm未
満では少なすぎて効果がなく、また3000ppmを越
えると、樹脂が成形時に加熱されたとき、タンニンが分
子内脱水して生成する水が多くなり、この水が樹脂内で
発泡するため好ましくない。特に好ましい添加量は10
〜800ppmである。本発明の熱可塑性樹脂添加剤は
粉末状などのかたちで、あるいはTHFや低級脂肪族ア
ルコールなどの溶剤に溶解したかたちで熱可塑性樹脂に
添加、混合して使用される。
対象とされる熱可塑性樹脂は特に限定されないが、ポリ
カーボネート樹脂(PC)、あるいは熱可塑性ポリエス
テル、中でもポリエチレンテレフタレート(PET)、
ポリブチレンテレフタレート(PBT)などが好都合で
ある。更にこれらどうしのブレンド、及びこれらの1
つ、又は複数の組み合わせと他の樹脂とのブレンド樹
脂、例えば、PC/ABS、PBT/ABS、PC/P
BT、PC/PET、PC/ポリスチレン、及びPC/
PBT/ポリスチレン、などのブレンド樹脂が好ましく
用いられる。
ング剤からなる添加剤を添加された熱可塑性樹脂は加
熱、溶融時の分子量低下が抑制され、成形品などのリサ
イクルが可能となる。
詳しく説明する。
1級)4gをめのう製乳鉢に投入し、更にシラン系カッ
プリング剤(信越化学工業(株)製 KBM503)1
gを加え、乳棒ですりつぶすように混合したところ、ペ
ースト状になる前の粉末を得た。これをcTSとした。
PC樹脂(帝人化成(株)製 ポリカーボネート樹脂;
商品名 パンライトL-1250 Mn=24700、
Mw=60800、Mw/Mn=2.46)を59.00
gを計量し、更にcTSを11.8mg加え、これをプ
ラストメーター(東洋精機製作所(株)製 ラボプラス
トミル 50C150型)に投入し、温度280℃、回
転速度32rpmにて混練した。この場合PCに対する
cTSの添加量は200ppmに相当する。この間10
分ごとに約0.05g程度を分子量測定試料として採取
した。
ロマトグラフィー(以下GPCと略称する;日立製作所
(株)製 L7000タイプ)を用い、試料濃度約0.
05wt%THF(テトラヒドロフラン)溶液としてキ
ャリア溶媒をTHF、圧力10kg/cm2、流量0.5
ml/min、検出器RI)を用いて分子量を測定し
た。結果を表1に記載した。なお、PCのバージンペレ
ットのMnは、24700であった。
い、結果を表1に併せて記載した。
(株)製 局方カテキン)に変えた以外は全く同様に行
った。結果を表1に併せて記載した。
0、1000、3000ppmの濃度になるように添加
し、それ以外は実施例1と同様にして分子量を測定し
た。結果を表2に記載した。
濃度になるよう調整した以外は実施例3と全く同様にし
て分子量を測定した。結果を表2に併せて記載した。
ス3200)、PET((株)クラレ製 クラペット
1030)、PC/ABSアロイ(宇部サイコン(株)
製 ウベロイ CX104)、PBT/ABSアロイ
(ダイセル化学工業(株)製 ノバロイB、B150
0)にそれぞれcTSが200ppmになるように実施
例1で用いたcTSを加え、これを各10kgずつ用意
した。これを射出成形機(東芝機械(株)製 IS-1
70型)のホッパーに全量投入し、ノズル温度280
℃、射出圧995kgf/cm2、保圧595kgf/
cm2、射出時間1.61sec、保圧時間21.4se
cの条件で240mm×200mm×2.4mmの板を
成形した。これを粉砕機(日水加工(株)製 FNSK
-15D)を用いて粉砕した。粉砕した樹脂の中から約
50gをMI用試料として取り出し、残り全て同条件に
て射出成形を4回行った。ここで得られた粉砕した試料
の溶融流れ(MI値)をメルトインデクサー(東洋精機
製作所(株)製 C-50型)を用いてMI値を求め
た。本来樹脂の劣化を分子量で評価すべきであるが、こ
こに挙げた各樹脂は分子量測定用のTHF溶媒に溶けな
いため、分子量を直接測定することができない。一方、
MI値と分子量は相関関係があるため、ここではMI値
による評価を行った。もちろんMI値の低い方が分子量
が大きく、MI値の増加は分子量の低下を表す。結果を
表3に記載した。
4と同様に行った。結果を表3に併せて記載した。
にカップリング剤と混合したタンニンの熱可塑性樹脂へ
の添加は、PC、あるいはポリエステル系樹脂の如き熱
可塑性樹脂の加熱、溶融時の分子量低下を抑制する。従
って本発明の熱可塑性樹脂添加剤を用いることによって
熱可塑性樹脂の熱安定化を達成することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 熱可塑性樹脂に対し、タンニンに対して
5〜40重量%のカップリング剤およびタンニンを両者
の合計で5〜3000ppm添加することを特徴とする
熱可塑性樹脂の熱安定化法。 - 【請求項2】 タンニンがタンニンを70〜230℃で
加熱、脱水して縮重合させたタンニンである請求項1記
載の熱安定化方法。 - 【請求項3】 カップリング剤がシラン系カップリング
剤である請求項1記載の熱安定化方法。 - 【請求項4】 タンニンがチャイナタンニンまたは3,
5,7,3′,4′-ペンタヒドロキシフラバンである請求
項1または2記載の熱安定化方法。 - 【請求項5】 熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリカーボネー
ト系樹脂、又はこのポリカーボネート系樹脂を含んだ熱
可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1記載の熱安
定化法。 - 【請求項6】 熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリエステル系
樹脂、又はこの樹脂を含む熱可塑性樹脂であることを特
徴とする請求項1記載の熱安定化法。
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