JP5409175B2 - 樹脂組成物、該樹脂組成物の製造方法および該樹脂組成物からなる成形体 - Google Patents
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(1)全100質量部のうち、架橋ポリ乳酸系樹脂(A)95〜99.5質量部と、融点が120〜125℃である脂肪酸アミド(B)0.5〜5質量部を含有する樹脂組成物。
(2)架橋ポリ乳酸系樹脂(A)が、ポリ乳酸系樹脂100質量部、過酸化物(C)0.01〜10質量部、かつ(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)および/またはアルコキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基から選ばれる官能基を2個以上有するシラン化合物(E)0.01〜5質量部を材料として作られていることを特徴とする上記(1)の樹脂組成物。
(3)上記(1)または(2)に記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
(4)ポリ乳酸系樹脂100質量部に、過酸化物(C)を0.01〜10質量部、かつ(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)および/またはアルコキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基から選ばれる官能基を2個以上有するシラン化合物(E)0.01〜5質量部を添加して架橋ポリ乳酸系樹脂(A)を得、樹脂組成物100質量部のうち、該架橋ポリ乳酸系樹脂(A)95〜99.5質量部と融点が120〜125℃である脂肪酸アミド(B)0.5〜5質量部を配合させることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
本発明の樹脂組成物は架橋ポリ乳酸系樹脂(A)、脂肪酸アミド(B)を含有するものである。架橋ポリ乳酸系樹脂とは、ポリ乳酸系樹脂に架橋構造を導入したものである。
上記ポリ(L−乳酸)を主体とするポリ乳酸系樹脂の融点は、光学純度によってその融点が異なるが、本発明においては、樹脂組成物を成形して得られる成形体の強度や耐熱性を考慮すると、160℃以上であることが好ましい。上記融点を160℃以上とするためには、ポリ(D−乳酸)の割合を約3モル%未満とすればよい。
ポリ乳酸系樹脂の190℃、荷重21.2Nにおけるメルトフローレート(MFR)は通常0.1〜50g/分、好ましくは0.2〜20g/10分、最適には0.5〜10g/10分である。メルトフローレートが50g/10分を超える場合は、溶融粘度が低すぎて成形物の機械的特性や耐熱性が劣る。メルトフローレートが0.1g/10分未満の場合は、成形加工時の負荷が高くなりすぎて操業性が低下する場合がある。
上記過酸化物(C)の具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(ブチルパーオキシ)トリメチルシクロヘキサン、ビス(ブチルパーオキシ)シクロドデカン、ブチルビス(ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート、ジブチルパーオキサイド、ビス(ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジメチルジ(ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジメチルジ(ブチルパーオキシ)ヘキシン、ブチルパーオキシクメン等が挙げられる。上記の中でも、架橋効率の観点から、ジブチルパーオキサイドが特に好ましい。
本発明において、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)とシラン化合物(E)は、過酸化物(C)と併用して使用することにより、ポリ乳酸系樹脂の架橋を促進し、樹脂組成物の結晶化促進と耐熱性の改善に寄与するものである。(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)とシラン化合物(E)は、過酸化物(C)と併用する際には、それぞれ一方のみ用いても、両方用いてもよい。
ビニル基を有する置換基としては、例えば、ビニル基、p−スチリル基が挙げられる。アクリル基を有する置換基としては、例えば、3−メタクリロキシプロピル基、3−アクリロキシプロピル基などが挙げられる。アルキル基としては例えば、メチル基、エチル基が挙げられる。エポキシ基を有する置換基としては、例えば、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)基などが挙げられる。
このようなシラン化合物の詳細な例、および商品名の例としては、テトラメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8114」、信越化学工業社製 商品名「KBM−04」)、テトラエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8124」、信越化学工業社製 商品名「KBE−04」)、メチルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8113」、信越化学工業社製 商品名「KBM−13」)、メチルトリエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8123」、信越化学工業社製 商品名「KBE−13」)、ジメチルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8112」)、ジメチルジエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8122」、信越化学工業社製 商品名「KBE−22」)、メチルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8117」)、メチルジエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8127」)、フェニルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8173」)、フェニルトリエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8178」、信越化学工業社製 商品名「KBE−103」)、ジフェニルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8172」)、ジフェニルジエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8177」)、ヘキシルトリメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−3063」、デシルトリメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−3103C」)、3−グリシドキシプロピルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL−8355」)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL−8350」、信越化学工業社製 商品名「KBM−403」)、ジメチルビニルメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8317」)、メチルビニルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8315」)、メチルビニルジエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8316」)、ジメチルビニルエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8318」)、ビニルトリメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−1003」)、ビニルトリエトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8311」、信越化学工業社製 商品名「KBE−1003」)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−303」)、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBE−402」)、p−スチリルトリトリメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−1403」)、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8375」、信越化学工業社製 商品名「KBM−502」)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン社製 商品名「TSL8370」信越化学工業社製 商品名「KBM−503」)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBE−502」)、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBE−503」、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−5103」)、3−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業社製 商品名「KBM−5102」)等が挙げられる。
ポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6Tなどが挙げられる。
熱安定剤や酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物などが例示される。
強化繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリアクリレート繊維、液晶ポリマーの繊維などの有機強化繊維などが挙げられる。
滑剤としては、各種カルボン酸系化合物を用いることができ、中でも、各種脂肪酸金属塩、特に、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムなどが好ましい。
可塑剤としては、前記過酸化物(C)、(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)または/およびシラン化合物(E)を溶解または分散させる媒体として例示された可塑剤が挙げられる。
耐衝撃剤としては、特に限定されず、コアシェル型構造を持つ(メタ)アクリル酸エステル系耐衝撃剤など、種々のものを用いることができる。耐衝撃剤は、市販品も好適に使用でき、たとえば、商品名「メタブレンシリーズ」(三菱レイヨン社製)などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、射出成形、ブロー成形、押出成形、インフレーション成形、インジェクションブロー成形、発泡シート成形、およびシート加工後の真空成形、圧空成形、真空圧空成形等の成形方法により、各種成形体とすることができる。すなわち、射出成形してなる成形体、あるいは押出成形してなるフィルム、シート、および該フィルム、シートから加工してなる成形体、あるいはブロー成形してなる中空体、およびこの中空体から加工してなる成形体などとすることができる。
(1)メルトフローレート(MFR)(g/10分)
JIS規格K−7210(試験条件D)に準拠して、190℃、荷重21.2Nで測定した。
(2)曲げ強さ(MPa)、曲げ弾性率(GMa)、曲げ破断歪(%)
ISO 178に準拠して測定した。本発明においては、曲げ破断歪が5%以上であるものが実用に耐えうるものであるとした。
(3)荷重たわみ温度(DTUL)(℃)
ISO 75−1に準拠し、荷重0.45MPaで測定した。本発明においては、荷重たわみ温度が(110)℃以上であるものが実用に耐えうるものであるとした。
(4)成形サイクル
射出成形機(東芝機械社製、商品名「IS−80G」)で、ASTMダンベル型試験片の成形試験を実施した。成形温度190℃で樹脂組成物を溶融し、金型に充填した。樹脂組成物が金型内に射出され、冷却された後に、成形体が金型に固着することなく、または抵抗無く取り出すことができ、突き出しピンによる変形が無く、良好に離型できるまでの時間(秒)を測定し、成形サイクルとした。本発明においては、成形サイクルは80秒以下であることが好ましく、70秒以下であるものがより好ましい。
(1)ポリ乳酸系樹脂(A)
カーギル・ダウ社製、商品名「Nature Works 6201D」(MFR:10g/10分、融点:168℃)
(2)過酸化物(C)
・ジ−t−ブチルパーオキサイド
日本油脂社製、商品名「パーブチルD」(以下、「PBD」と称する場合がある)
(3)(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)
・エチレングリコールジメタクリレート
日本油脂社製、商品名「ブレンマーPDE−50」(以下、「PDE」と称する場合がある)
(4)シラン化合物(E)
・ビニルトリメトキシシラン
信越化学工業社製、商品名「KBM−1003」(以下、「KBM」と称する場合がある)
(5)可塑剤
・中鎖脂肪酸トリグリセライド
理研ビタミン社製、商品名「アクターM−1」(以下、「M−1」と称する場合がある)(6)脂肪酸アミド(B)
・楠本化成社製、商品名「ディスパロン6200」(融点:128℃)(以下、「6200」と称する場合がある)
・楠本化成社製、商品名「ディスパロン6500」(融点:123℃)(以下、「6500」と称する場合がある)
・楠本化成社製、商品名「ディスパロン6700」(融点:135℃)(以下、「6700」と称する場合がある)
・伊藤製油社製、商品名「ITOHWAXJ−550」(融点:142℃)(以下、「J550」と称する場合がある)
(参考例1)
2軸押出機(東芝機械社製、商品名「TEM37BS型」)を使用して、押出機の根元供給口からポリ乳酸を供給し、また、混練機途中からポンプを用いて、PBE〔過酸化物(C)〕、PDE〔(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)〕、M−1(可塑剤)を表1に示す割合で混合した溶液を注入し、加工温度190℃、スクリュー回転数200rpm、吐出速度15kg/hの条件で溶融混練押出しを行った。そして、吐出された樹脂をペレット状にカッティングして架橋ポリ乳酸系樹脂(A−1)を得た。
表2および表5に示すように脂肪酸アミドの配合量、脂肪酸アミドの種類を変更した以外は、参考例1と同様にしてペレットを作製し、試験片(ISO型)を作製した(同時に、成形サイクルを測定した)。
(実施例3〜11、参考例8〜25)
架橋ポリ乳酸系樹脂の組成を表1に示したように変更した以外は、参考例1と同様にして架橋ポリ乳酸系樹脂〔(A−2)〜(A−10)〕を得た。
架橋ポリ乳酸系樹脂に代えて、表1に示すようにポリ乳酸系樹脂100質量部に対して可塑剤を2質量部配合した架橋されていないポリ乳酸系樹脂(A−11)を用いた以外は、参考例1と同様にしてペレットを作製し、試験片(ISO型)を作製した(同時に、成形サイクルを測定した)。
比較例2で得られた樹脂組成物は、脂肪酸アミドの配合量が本発明の規定量を満たしていないため、曲げ破断歪が小さく、曲げ特性に劣るものであった。
比較例4で得られた樹脂組成物は、融点の高い脂肪酸アミドを用いたものであったため、曲げ破断歪が小さく、曲げ特性に劣るものであった。
Claims (4)
- 全100質量部のうち、架橋ポリ乳酸系樹脂(A)95〜99.5質量部と、融点が120〜125℃である脂肪酸アミド(B)0.5〜5質量部を含有する樹脂組成物。
- 架橋ポリ乳酸系樹脂(A)が、ポリ乳酸系樹脂100質量部、過酸化物(C)0.01〜10質量部、かつ(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)および/またはアルコキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基から選ばれる官能基を2個以上有するシラン化合物(E)0.01〜5質量部を材料として作ら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。
- 請求項1または2に記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
- ポリ乳酸系樹脂100質量部に、過酸化物(C)を0.01〜10質量部、かつ(メタ)アクリル酸エステル化合物(D)および/またはアルコキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基から選ばれる官能基を2個以上有するシラン化合物(E)0.01〜5質量部を添加して架橋ポリ乳酸系樹脂(A)を得、樹脂組成物100質量部のうち、該架橋ポリ乳酸系樹脂(A)95〜99.5質量部と融点が120〜125℃である脂肪酸アミド(B)0.5〜5質量部を配合させることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
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