JP3990501B2

JP3990501B2 - ポリオレフィン系樹脂組成物

Info

Publication number: JP3990501B2
Application number: JP27280698A
Authority: JP
Inventors: 啓二児山; 幸一村上; 實上田; ▲ひで▼明松田
Original assignee: Okura Kogyo KK
Current assignee: Okura Kogyo KK
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000103912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線等による変色が防止された、ポリオレフィンと木質系材料中の水酸基に多塩基酸無水物を付加エステル化して得られるエステル化木質系材料からなるポリオレフィン系樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオレフィンに木粉等の木質系材料を配合した組成物を成形加工することは従来から行われている。しかしながら、木質系材料は安価で大量に入手できるという長所を有している反面、木質系材料をポリオレフィンに多量に混入すると流動性が低下し成形加工が困難となったり、衝撃強度が低下するという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する方法のひとつとして木質系材料中の水酸基に多塩基酸無水物を付加エステル化して得られるエステル化木質系材料がポリオレフィンに対して優れた親和性を示すことを利用して、これとポリオレフィンとからなるポリオレフィン系樹脂組成物（特開平９−３１６２４８号公報等）が提案されている。この樹脂組成物は未処理の木粉をポリオレフィンに配合した従来の樹脂組成物に比べて流動性、成形性には優れているが、得られる成形体が紫外線等に曝された場合の変色が大きいという問題があった。
【０００４】
一方、ポリオレフィン系樹脂組成物の紫外線等による影響を防止する方法として、従来から、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を添加する方法、或いは紫外線により発生したラジカルを捕捉するＨＡＬＳ等を添加する方法が知られている。しかしながら、上述したポリオレフィンとエステル化木質系材料からなるポリオレフィン系樹脂組成物にこれらを添加してもあまり効果はなく、また、紫外線吸収剤等の添加量を多くすると、成形体からブリードアウトするといった問題があった。
【０００５】
また、木材の光劣化防止方法として、油性塗料、合成樹脂塗料等を木材表面に塗装するという方法が知られているが、塗装工程が繁雑で、費用が高くつくという欠点があることからポリオレフィンとエステル化木質系材料からなるポリオレフィン系樹脂組成物に適用することは困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紫外線等に曝されても変色が少ない、ポリオレフィンとエステル化木質系材料からなるポリオレフィン系樹脂組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、特定の変色防止剤（Ｃ）をポリオレフィン（Ａ）と木質系材料中の水酸基に多塩基酸無水物を付加エステル化して得られ、含水率が２ｗｔ％以下である乾燥エステル化木質系材料（Ｂ）からなる樹脂組成物に配合した場合に紫外線等による変色が少なくなることを見いだし本発明に到った。
【０００８】
すなわち、本発明は次のポリオレフィン系樹脂組成物である。
（１）ポリオレフィン（Ａ）、木質系材料中の水酸基に多塩基酸無水物を付加エステル化して得られ、含水率が２ｗｔ％以下である乾燥エステル化木質系材料（Ｂ）、及び、ハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム及び酸化カルシウムからなる群から選ばれる変色防止剤（Ｃ）からなり、該変色防止剤（Ｃ）の配合量が（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重量部に対して０．０５〜１０重量部であることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
（２）多塩基酸無水物が無水マレイン酸であることを特徴とする（１）記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
（３）（Ａ）と（Ｂ）の配合割合が重量比で、Ａ：Ｂ＝７０〜３０：３０〜７０であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
（４）変色防止剤（Ｃ）の配合量が（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重量部に対して０．５〜５重量部であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明で用いられるポリオレフィン（Ａ）とは、炭素数２〜２０のα−オレフィンの単独重合体または共重合体である。ポリオレフィン（Ａ）の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等で代表されるα−オレフィンの単独重合体、及びエチレン・プロピレン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等で代表されるα−オレフィンの共重合体が挙げられる。また、本発明においては上記ポリオレフィン（Ａ）を単独で或いは２種以上を任意の混合比で混合して使用できる。
【００１０】
本発明で用いられるエステル化木質系材料（Ｂ）は、木質系材料中の水酸基に多塩基酸無水物を付加エステル化することによって、木質系材料と多塩基酸無水物とがエステル基を介して化学的に結合したものである。エステル化によって木質系材料中に導入される多塩基酸無水物の割合は木質系材料に対して０．５〜２０ｗｔ％、好ましくは１．０〜１０ｗｔ％である。更に、本発明においては、含水率が５ｗｔ％以下、好ましくは２ｗｔ％以下である乾燥エステル化木質材（Ｂ）を使用するのが好ましい。エステル化木質系材料（Ｂ）中にこれを超える水分が存在するとエステル結合が加水分解され易くなるので好ましくない。そして、このようなエステル化木質系材料（Ｂ）は、例えば、反応系内に溶媒を使用することなく、６０℃以上の反応温度で乾燥木材小片と多塩基酸無水物とを反応させることによって容易に製造することができる（特開昭５９−３３１３３号公報参照）。
【００１１】
なお、本発明においては、木質系材料は、リグノセルロース、セルロースまたはこれらの誘導体を含む物質を意味しており、例えば、木粉、木質パルプ、ワラやモミガラ等の植物繊維、或いはパーティクルボード等の研磨時に発生するサンダー粉等が挙げられる。特に、木質系材料として多量のリグニンを含有している木粉、サンダー粉を用いた場合に本発明を適用するのが好ましい。また、多塩基酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水へキサヒドロフタル酸、無水イタコン酸、無水アジピン酸等が挙げられる。特に、多塩基酸無水物として無水マレイン酸を用いた場合に本発明を適用するのが好ましい。
【００１２】
更に、本発明においては、変色防止剤（Ｃ）を配合することを特徴とするものである。この変色防止剤（Ｃ）はハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム、酸化カルシウムからなる群から選ばれるものであって、配合量は上述したポリオレフィン（Ａ）とエステル化木質系材料（Ｂ）の合計量１００重量部に対して０．０５〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。配合量が０．０５重量部未満では、紫外線による変色を減少させる効果が発揮されず、また、１０重量部を超えた場合には上記変色防止剤が塩基性を有しているのでエステル化木質系材料（Ｂ）の脱エステル反応が起こる可能性があるので好ましくない。
このような変色防止剤（Ｃ）は１種単独で使用することもできるし、２種以上を併用することもできる。また、品質を問わず各種のものが使用できるが、作業性、均一分散性の点より平均粒子径は０．１〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍのものが好適である。
【００１３】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は上記ポリオレフィン（Ａ）、エステル化木質系材料（Ｂ）及び変色防止剤（Ｃ）を必須成分とするものであるが、この際ポリオレフィン（Ａ）とエステル化木質系材料（Ｂ）の配合割合が重量比で、Ａ：Ｂ＝７０〜３０：３０〜７０になるようにするのが好ましい。エステル化木質系材料（Ｂ）の配合割合が７０を超えると成形加工が困難になり、３０未満では木質系材料を配合する目的が達成できなくなるので好ましくない。
更に、本発明においては、ポリオレフィン系樹脂組成物の成形加工性、熱流動性を向上させるために有機過酸化物（Ｄ）を配合することが好ましい。有機過酸化物（Ｄ）の配合割合は（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重量部に対して０．００１〜1重量部である。
【００１４】
このような有機過酸化物（Ｄ）としては、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルペルオキシド、ヒドロペルオキシド、ケトンペルオキシド等の有機ペルオキシド、アルキルペルエステル等の有機ペルエステル、ペルオキシジカーボネート等が特に制限なく使用できる。例えば、ベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ペルオキシベンゾエート）へキシン−３、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルアセテート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）へキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）へキサン、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔ−ブチルペルオキシフェニルアセテート、ｔ−ブチルペルオキシイソブチレート、ｔ−ブチルペルオキシｓｅｃ−オクテート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、クミルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシジエチルアセテート等を挙げることができる。これらの中では、ジクミルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）へキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンが好ましい。このような（Ｄ）有機過酸化物は１種単独で用いることもできるし、２種以上を併用することもできる。
【００１５】
更に、本発明で使用するポリオレフィン系樹脂組成物は必要に応じて無機系の充填剤、例えばマイカ、ガラス繊維等、あるいは有機系の充填剤、例えばポリエステル、ポリアミド繊維等、その他に難燃剤、安定剤、酸化防止剤、可塑剤等の各種添加剤や染料、顔料等の着色剤等を添加することも可能である。また、紫外線吸収剤、光安定剤等と併用することも可能である。
【００１６】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、例えば、上記原材料を１５０〜２６０℃、好ましくは１７０〜２３０℃で１０秒〜３０分、好ましくは３０秒〜５分加熱混練することで製造できる。加熱混練の温度が２６０℃を超えると木質系材料の分解によるガスが発生するので好ましくない。加熱混練装置としては特に限定はないが、例えば、ブレンダー、ニーダー、ミキシングロール、バンバリーミキサー、１軸もしくは２軸の押出機等が挙げられる。特に、冷却コントロールの効く２軸押出機等を使用するのが好ましい。
【００１７】
このようにして得られるポリオレフィン系樹脂組成物は、押出成形機、射出成形機等の通常の成形手段を用いて成形加工することにより各種成形体とすることができる。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体の利用分野は特に制限されず、従来から熱可塑性樹脂が用いられている多くの分野に使用することができるが、電気絶縁材料、工業用部品材料、建築用材料等の分野に好適に利用でき、中でも住宅部材、建築材料、家電製品として特に好適に利用できる。
【００１８】
具体的には、巾木、表面化粧板、ドア材、外壁材、洗面化粧台、カウンター材、基礎受け板、窓枠、壁材、廻り縁木、手すり、取っ手、構造材、土木角材、柱、床柱、飾り柱、耐震材、建具天井材、下地材、床、コンクリートパネル、足場材、遮蔽板、遮音板、家具の箱天井、扉、前板裏板、棚板、袖板、幕板、甲板、背板、座板、トレー、マナ板、厨房部材、防水材、防かび材、防腐材、雨戸板、腰板、側板、バスユニット床バン、バス天井、バス壁、バス、スノコ、桶、衛陶機器、便座、便蓋、ラジオテレビ受信機、キャビネット、ステレオキャビネット、アンプキャビネット、スピーカー、ピアノオルガンの親板、大屋根、巻き屋根、上下巻物板等として好適に利用できる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の実施例について説明する。使用した原材料、評価方法は以下の通りである。
＜ポリオレフィン（Ａ）＞
ポリプロピレン（以下、ＰＰと称す。）：ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）＝５５ｇ／１０分、密度＝０．９ｇ／ｃｍ^３
＜エステル化木質系材料（Ｂ）＞
乾燥木粉（ドイツ国レッテンマイヤー社製、商品名：リグノセルＣ１２０）が無水マレイン酸によってエステル化されていて、エステル化により導入された無水マレイン酸が木粉に対して２．４ｗｔ％である無水マレイン酸エステル化木粉（以下、ＭＡ木粉と称す。）を使用した。なお、ＭＡ木粉の含水率は０．５ｗｔ％以下であった。
＜変色防止剤（Ｃ）＞
Ｃ１：ハイドロタルサイト（商品名：ＤＨＴ−４Ａ、協和化学工業(株)製）
Ｃ２：炭酸ナトリウム
Ｃ３：酸化カルシウム６５％含有マスターバッチ（ベースポリマー：ポリエチレン、商品名：ＢｅｌｌＣＭＬ−ＶＥ、近江化学工業(株)製）
＜光安定剤＞
Ｃ４：紫外線吸収剤（商品名：スミソーブ３００、住友化学工業（株）製）
Ｃ５：ＨＡＬＳ（商品名：キマソーブ９４４、チバガイギ（株）製）
＜有機過酸化物（Ｄ）＞
１，３−ビス（２−ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン（以下、ＰＯと称す。）
【００２０】
＜変色評価のための測定方法＞
(株)安田精機製作所製褪色試験機にポリオレフィン系樹脂組成物成形体を取り付けて、水銀ランプにて３時間紫外線を照射して、ミノルタカメラ(株)製色彩色差計を用いて、照射前と照射後の変色の度合である色差ΔＥ^＊ａｂを測定した。
【００２１】
実施例１〜４、比較例１〜３
ポリオレフィン（Ａ）、エステル化木質系材料（Ｂ）、有機過酸化物（Ｄ）及び変色防止剤（Ｃ）又は光安定剤を表１に示す割合で、連続ニーダーに供給し、１８０℃で、３分加熱混練してポリオレフィン系樹脂組成物を得た。次いで、(株)ホーライ製シートペレタイザーを用いて４ｍｍ角のペレットとし、武井商店製卓上超小型射出成形機により成形した成形体を用いて評価を行った。結果を同じく表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１からも明らかなように、変色防止剤（Ｃ）を配合した実施例１〜４の本発明のポリオレフィン系樹脂組成物からなる成形体の変色が少ないのに対して、全くそれらを添加していない比較例１の成形体は変色が大きかった。また、従来から知られている紫外線吸収剤（比較例２）やＨＡＬＳ（比較例３）を配合しても紫外線による変色を防止する効果は認められなかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン（Ａ）に木質系材料としてエステル化木質系材料（Ｂ）を使用しているので木質系材料の含有率が極めて高いにもかかわらず、押出成形や射出成形が可能であるという特徴を有している。しかも、変色防止剤（Ｃ）を配合することにより紫外線等に曝されても変色の少ない成形体が得られるようになった。したがって、意匠性や高級感を必要とする分野においても本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の成形体を使用することが可能となった。

Claims

ポリオレフィン（Ａ）、木質系材料中の水酸基に多塩基酸無水物を付加エステル化して得られ、含水率が２ｗｔ％以下である乾燥エステル化木質系材料（Ｂ）、及び、ハイドロタルサイト、炭酸ナトリウム及び酸化カルシウムからなる群から選ばれる変色防止剤（Ｃ）からなり、該変色防止剤（Ｃ）の配合量が（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重量部に対して０．０５〜１０重量部であることを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
多塩基酸無水物が無水マレイン酸であることを特徴とする請求項１記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
（Ａ）と（Ｂ）の配合割合が重量比で、Ａ：Ｂ＝７０〜３０：３０〜７０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
変色防止剤（Ｃ）の配合量が（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重量部に対して０．５〜５重量部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物。