JP5332999B2 - 樹脂組成物および成形体 - Google Patents
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Description
本実施の形態における樹脂組成物は、少なくとも(A)ポリ乳酸と(B)ガラス繊維とを含み、(A)ポリ乳酸と(B)ガラス繊維の質量比(A)/(B)が1.0以上、2.2以下である。本実施の形態において、ポリ乳酸(A)とガラス繊維(B)を質量比(A)/(B)が1.0以上2.2以下の範囲で配合する樹脂組成物は、本構成を有さない場合に比べ、難燃性を発現し、しかも耐衝撃強度と耐熱性についても高いレベルを実現できることを見出した。ポリ乳酸にガラス繊維を配合することで難燃性を付与できることは従来技術では知られていなかった。上記(A)/(B)の質量比により難燃性が付与される理由については定かではないが、一つはガラス繊維によるポリ乳酸の冷却効果が考えられる。すなわち、燃焼時にポリ乳酸がガラス繊維で冷却されることにより、温度低下し燃焼抑制されるのではないかと考えられる。この理由からはガラス繊維を入れれば入れるほど難燃性は向上するだろうと考えられるのだが、実際にはガラス繊維の量が増えすぎても難燃性は低下する。これは、ガラス繊維が多すぎるとガラス繊維が骨格となり、ポリ乳酸がドリップ(たれ)により自消することを妨げてしまうからであると考えられる。以上より、発明者らは、ポリ乳酸とガラス繊維を含む樹脂化合物が、従来奏し得なかった難燃性に加え耐衝撃性および耐熱性を発現するために、両者の特定の質量比が存在することを見出した。
ポリ乳酸は、植物由来であり、環境負荷の低減、具体的にはCO2の排出量削減、石油使用量の削減効果がある。ポリ乳酸としては、乳酸の縮合体であれば、特に限定されるものではなく、ポリ−L−乳酸(以下「PLLA」ともいう)であっても、ポリ−D−乳酸(以下「PDLA」ともいう)であっても、それらが共重合やブレンドにより交じり合ったものでもよく、さらに、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを混合したものであり、これらのらせん構造がうまく噛み合った耐熱性の高い、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸(以下「SC−PLA」ともいう)であってもよい。また、ポリ乳酸は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、ユニチカ(株)製の「テラマックTE4000」、「テラマックTE2000」、「テラマックTE7000」、三井化学(株)製の「レイシアH100」等が挙げられる。また、ポリ乳酸は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。なお、本実施形態において、ポリ乳酸は樹脂組成物の主成分として含まれる。ここで「主成分」とは、樹脂組成物全量に対して50質量%を超えることを意味する。
ガラス繊維は、表面にエポキシ系処理剤により表面処理が施されてなるものである。ガラス繊維を表面処理するエポキシ系処理剤としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ処理剤、フェノール型エポキシ処理剤、シロキサン変性型エポキシ処理剤等が挙げられる。このエポキシ系処理剤による処理量は、例えば、ガラス繊維100質量%に対して0.01質量%以上、5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上、3質量%以下がより好ましい。
リン酸塩としては、特に制限はなく、リン酸との塩構造を持つ化合物であれば、有機リン酸塩、無機リン酸塩のいずれも挙げられる。有機リン酸塩としては、リン酸アンモニウム、リン酸メラミン、リン酸グアジニン等が挙げられる。無機リン酸塩としては、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸マンガン等が挙げられる。これらの中でも、有機リン酸塩、特にポリリン酸アンモニウムが好ましい。このリン酸塩は、多官能化合物による分散向上効果が大きいことから好ましい。リン酸塩は1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
カルボジイミド化合物は、多官能化合物であり、ポリ乳酸の末端基(例えば カルボキシル基、水酸基等)と反応する官能基を2つ以上持つ化合物である。カルボジイミド化合物としては、例えば、脂肪族モノカルボジイミド、脂肪族ジカルボジイミド、芳香族モノカルボジイミド、芳香族ジカルボジイミド等が挙げられる。これらの中でも、2官能化合物(2つの官能基を持つ多官能化合物)、特に、2官能のカルボジイミド化合物が好ましい。2官能のカルボジイミド化合物は、ガラス繊維及びリン酸塩の分散性向上効果が高く好ましい。カルボジイミド化合物は1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
本実施の形態における樹脂組成物は、その他充填剤を含有してもよい。
本実施の形態における樹脂組成物は、上記(A)、(B)および(C)、(D)の成分と、必要に応じてその他成分とを、混練して作製される。
本実施の形態における成形体は、上述した本実施の形態における樹脂組成物を成形することにより得ることができる。例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形などの成形方法により成形して、本実施形態に係る成形体が得られる。本実施形態においては、成形体における成分(例えばガラス繊維やリン酸塩)の分散性の理由から、本実施形態の樹脂組成物を射出成形して得られたものであることが好ましい。
前述の本実施の形態における成形体は、機械的強度(耐衝撃性及び柔軟性)、耐熱性及び難燃性に優れたものになり得るため、電子・電気機器、家電製品、容器、自動車内装材などの用途に好適に用いることができる。より具体的には、家電製品や電子・電気機器などの筐体、各種部品など、ラッピングフィルム、CD−ROMやDVDなどの収納ケース、食器類、食品トレイ、飲料ボトル、薬品ラップ材などであり、中でも、電子・電気機器の部品に好適である。電子・電気機器の部品は、複雑な形状を有しているものが多く、また重量物であるので極めて高い耐衝撃強度及び面衝撃強度が要求されるが、本実施形態の樹脂成形体によれば、このような要求特性を十分満足させることができる。
表1に示す実施例1から実施例18、比較例7,8に示す組成を、2軸混練装置(東芝機械製、TEM58SS)にて、表1に示すシリンダ温度で混練し、樹脂組成物ペレットを得た。なお、ガラス繊維についてはサイドフィードから投入した。得られたペレットを射出成形機(日精樹脂工業製、NEX150)にて、実施例に示すシリンダ温度、金型温度で、ISO多目的ダンベル試験片(ISO527引張試験、ISO178曲げ試験に対応)(試験部厚さ4mm、幅10mm)と、UL−94におけるVテスト用UL試験片(厚さ:0.8mm、1.6mm)を成形した。
表1に示す比較例1から比較例6に示す組成を、実施例と同様に樹脂組成物ペレットを得て、射出成形、特性評価を実施した。結果を表2に示す。
得られた試験片を用いて、下記各測定・評価を行った。表2に結果を示す。
ISO多目的ダンベル試験片(ISO527引張試験、ISO178曲げ試験に対応、試験部厚さ4mm、幅10mm)を加工して、ISO179に従い耐衝撃試験装置(東洋精機製、DG−5)にてシャルピー耐衝撃強度を測定した。シャルピー耐衝撃強度は、数値が大きい程、耐衝撃性に優れていることを示す。
上記ISO多目的ダンベル試験片を用い、ISO75に準拠して1.80MPa荷重時の熱変形温度(重荷たわみ温度)を測定した。熱変形温度は、温度が高い程、耐熱性に優れていることを示す。
UL−94におけるVテスト用UL試験片(厚さ1.6mm)を用い、UL−94の方法でUL−Vテストを実施した。UL−Vテストの結果は、V−0が最も難燃性が高く、V−1がV−0に次いで最も難燃性が高く、V−2がV−1に次いで難燃性が高いことを示す。V−notは、V−2よりも難燃性に劣ることを示す。
試験片として厚さ2mm、10×10cmの平板を用い、この平板に対して1300mの高さから直径50mm、重さ500gの鋼球を落下衝突させ、割れが発生するかどうかを調べた。
Claims (4)
- 少なくとも(A)ポリ乳酸と(B)ガラス繊維とを含み、(A)ポリ乳酸と(B)ガラス繊維の質量比(A)/(B)が1.0以上、2.2以下であり、
(A)ポリ乳酸の重量平均分子量が、30,000以上、150,000以下であることを特徴とする樹脂組成物。 - (A)ポリ乳酸中にクレイが分散されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 少なくとも(A)ポリ乳酸と(B)ガラス繊維とを含み、(A)ポリ乳酸と(B)ガラス繊維の質量比(A)/(B)が1.0以上、2.2以下であり、
(A)ポリ乳酸の重量平均分子量が、30,000以上、150,000以下である成形体。 - (A)ポリ乳酸中にクレイが分散されていることを特徴とする請求項3に記載の成形体。
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