JP5478054B2 - 結晶化ポリエステル樹脂成型物の製造方法、ポリエステル樹脂成型物用コンパウンド、及び結晶化ポリエステル樹脂成型物 - Google Patents
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Description
(b)前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A及び非架橋ポリエステル樹脂B(以下単に「樹脂B」という場合がある)の混合物(結晶誘起性マスターバッチM)(以下単に「マスターバッチM」という場合がある)と、非架橋ポリエステル樹脂Cとを含み、前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂Aと、前記非架橋ポリエステル樹脂Bとの混合割合が、前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂B0.5〜5質量部であり、前記結晶誘起性マスターバッチMと、前記非架橋ポリエステル樹脂Cとの混合割合が、前記結晶誘起性マスターバッチM1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂C4〜49質量部である混合物。ここで樹脂BはマスターバッチMの担体樹脂である。
本発明に使用されるポリエステル樹脂を、その加工工程毎で区別し、ポリエステル樹脂A’、ポリエステル樹脂Bまたはポリエステル樹脂Cとしたが、これらの各樹脂は、その構造中に多数のエステル結合を有し、さらに熱可塑性を有する従来公知のポリエステル樹脂である。好ましい樹脂として、特に結晶化速度が極めて遅い脂肪族ポリエステル樹脂、中でも植物由来の原料を主成分とするポリエステル樹脂が挙げられる。また、上記樹脂A’、樹脂B、樹脂Cはそれぞれ同一でも異なってもよいし、またはそれらの混合物でもよい。また、原料としての樹脂A、B、Cのペレットとしては、製造条件により非晶質状態、半結晶状態、あるいは結晶状態で供給される場合があるが、いずれも樹脂原料として押出し機や成型機などの加工機械中で溶融されて非晶質状態になる。以下、これら樹脂原料(ポリエステル樹脂A’、ポリエステル樹脂B、ポリエステル樹脂C)を総称して単に「原料樹脂」と称する場合がある。
実施例1
(1)樹脂A−1(結晶化誘起剤)の調製
ポリL−乳酸(樹脂A’)(以下、「ポリ乳酸」と称する)の粉末100gにラジカル架橋形成剤として、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(純度95%)0.4g(0.0022モル)を添加し、十分に混合した後、25mm二軸押出し機(L/D=42、混練温度200℃)にて混練し、ストランド状に水中に吐出して冷却し、ペレタイザーでカッティングして樹脂A−1ペレットを調製した。
ポリ乳酸(樹脂B)のペレット50部に上記樹脂A−1ペレット50部を混合した後、二軸押出し機にて混練し、ストランド状に水中に吐出して冷却し、ペレタイザーでカッティングしてマスターバッチM−1のペレットを調製した。
ポリ乳酸(樹脂C)のペレット48部に上記(2)で得られたマスターバッチM−1の2部を混合し、射出成型機でシリンダー温度を190℃に設定し、金型温度120℃、金型内保持時間90秒の成型条件で成型し、成型プレートD−1を得た。成型プレートD−1は樹脂の結晶に起因する半透明を示し、厚みの薄いフィルム状ではほぼ透明を示した。
実施例1(3)と同様にして、表4に示すポリ乳酸(樹脂C)のペレットに、マスターバッチM−1のペレットを混合し、射出成型機にて成型し、ポリ乳酸の成型プレートD−2〜D−4を得た。得られた成型プレートの示差走査熱量測定およびX線回析を行なった。表4に降温時の発熱ピーク温度、およびX線回析図の2θのピークの角度を示した。
ポリ乳酸(樹脂C)の樹脂粉のみを二軸押出し機(混練温度200℃)にて混練し、樹脂ペレットを形成させ、該ペレットの熱分析を行なった。図14に、上記ペレットの示差走査熱量測定チャートを示した。昇温時にペレットの融解を示す172℃がピークのシャープな吸熱を示したが、実施例1、2、3で示した降温時の結晶化に起因する発熱現象を示さずに冷却された。引続いて再度昇降温を行なったが、同様にペレットの融解を示す吸熱を示すのみであった。図15に、上記ペレットのX線回折図を示す。回折図にはピークはなく、ペレットがアモルファス(無定形)状態であることを示している。
ポリ乳酸(樹脂C)の樹脂粉100部に、無機結晶核剤としてタルク11部および炭酸カルシウム1部を添加し、十分に混合した後、二軸押出し機(混練温度200℃)にて混練し、ストランド状に水中に吐出、冷却してペレタイザーでカッティングして結晶核剤を含む樹脂ペレットを調製した。当該ペレットを射出成型機にてシリンダー温度190℃、金型温度105℃、冷却時間150秒にて成型し、白色のプレートを得た。該プレートの白色は添加した無機結晶核剤によるものである。
ポリ乳酸のペレット97部と実施例1(2)のマスターバッチM−1のペレット2部とフタロシアニン青色顔料を10%含有する顔料ポリ乳酸マスターバッチ1部とを混合し、二軸押出し機(L/D=52、混練温度200℃)にて混練し、樹脂ペレットを形成させた。次いで、得られたペレットを射出成型機にて金型温度115〜117℃、冷却時間120秒の条件で成型し、充分に結晶した淡青色の成型プレートを得た。成型プレートは優れた耐熱性を示した。
(1)ポリ乳酸−ポリブチレンテレフタレート(PBT)ブロック共重合ポリエステル樹脂(PBTセグメントの平均分子量約3000、含有率:約20質量%、樹脂A’)粉末を準備し、その100部に、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート0.4部を添加し、十分に混合して後、同様にして二軸押出機にて混練し、樹脂A−2のペレットを調製した。
(3)次いで、同様にしてマスターバッチM−2のペレットとポリ乳酸(樹脂C)のペレットを実施例1(3)、実施例2〜4の希釈比で混合し、射出成型機にて成型し、それぞれポリ乳酸の成型プレートDを得た。いずれの成型プレートDも同様に優れた結晶性を示した。
(1)マスターバッチMの調製
実施例1に準じて、下記の表5の第1欄に記載のポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネート・アジペート(PBSA)およびポリ(ε−カプロラクトン)(PCL)を樹脂A’として使用し、過酸化物として同様にt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(過酸化物−1)を使用して樹脂A−3〜A−5のペレットを調製した。
次いで、PBS、PBSAおよびPCLの樹脂ペレット50部に上記樹脂A−3〜A−5のペレット50部をそれぞれ添加し、十分に混合して後、同様にして二軸押出機にて混練し、マスターバッチM−3〜M−5のペレットを調製した。(3)次いで、同様にしてマスターバッチM−3〜M−5のペレットをそれぞれPBS、PBSAおよびPCLのペレットと実施例1(3)、実施例2〜4の希釈比で混合し、射出成型機にて成型し、それぞれのポリエステル成型プレートDを得た。いずれの成型プレートも同様に優れた結晶性を示した。
実施例1(1)で得られた樹脂A−1のペレット1部をポリ乳酸A(樹脂C)のペレットの19部、49部および99部にそれぞれ混合した後、それぞれ二軸押出し機(L/D=52、混練温度200℃)にて混練し、ストランド状に水中に吐出して冷却し、ペレタイザーでカッティングして樹脂ペレットを形成させた。次いで、得られたペレットをそれぞれ射出成型機にて金型温度115〜117℃、冷却時間120秒の条件で成型し、成型プレートE−1〜3を得た。いずれの成型プレートも優れた耐熱性を示した。
樹脂A−1のペレット1部と、フタロシアニン青色顔料を10%含有する顔料ポリ乳酸マスターバッチ1部とをポリ乳酸(樹脂C)のペレットの18部、48部および98部にそれぞれ混合した後、それぞれ二軸押出し機(L/D=52、混練温度200℃)にて混練し、ストランド状に水中に吐出して冷却し、ペレタイザーでカッティングして樹脂ペレットを形成させた。次いで、得られたペレットをそれぞれ射出成型機にて金型温度115〜117℃、冷却時間120秒の条件で成型し、成型プレートE−4〜6を得た。いずれの成型プレートも優れた耐熱性を示した。
Claims (12)
- 下記(a)又は(b)の混合物(コンパウンド)を、金型内に溶融射出して前記金型内に保持する工程と、
その後冷却して、成型物を構成しているポリエステル樹脂を、無機質結晶核剤を使用することなく結晶化させる工程と、
を有することを特徴とする結晶化ポリエステル樹脂成型物の製造方法。
(a)架橋形成剤により少なくとも1部に架橋点が形成された結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂Aと、非架橋ポリエステル樹脂Cとを含み、
前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂Aと、前記非架橋ポリエステル樹脂Cとの混合割合が、前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂C19〜99質量部である混合物。
(b)前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A及び非架橋ポリエステル樹脂Bの混合物(結晶誘起性マスターバッチM)と、非架橋ポリエステル樹脂Cとを含み、
前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂Aと、前記非架橋ポリエステル樹脂Bとの混合割合が、前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂B0.5〜5質量部であり、
前記結晶誘起性マスターバッチMと、前記非架橋ポリエステル樹脂Cとの混合割合が、前記結晶誘起性マスターバッチM1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂C4〜49質量部である混合物。 - 前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂Aを架橋する前の架橋前ポリエステル樹脂A’、前記非架橋ポリエステル樹脂B、及び前記非架橋ポリエステル樹脂Cは、それぞれ同一でも異なっても、又はそれらの混合物であってもよい請求項1に記載の製造方法。
- 前記架橋前ポリエステル樹脂A’、前記非架橋ポリエステル樹脂B、又は前記非架橋ポリエステル樹脂Cが、
少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸の重縮合物;少なくとも1種のラクトンの開環重合物;又は少なくとも1種の脂肪族ポリカルボン酸、脂環式ポリカルボン酸若しくは芳香族ポリカルボン酸と、少なくとも1種の脂肪族ポリオール、脂環式ポリオール若しくは芳香族ポリオールとの重縮合物;あるいはそれらのランダム共縮重合、ブロック共縮重合及び/又はグラフト共縮重合ポリエステル樹脂である請求項2に記載の製造方法。 - 前記ヒドロキシ脂肪族カルボン酸の炭素数が1〜18であり、前記脂肪族ラクトンの炭素数が3〜6であり、前記脂肪族ポリカルボン酸の炭素数が2〜10であり、前記脂環式ポリカルボン酸の炭素数が4〜10であり、前記芳香族ポリカルボン酸の炭素数が6〜12であり、前記脂肪族ポリオールの炭素数が2〜6であり、前記脂環式ポリオールの炭素数が4〜10であり、前記芳香族ポリオールの炭素数が6〜12である請求項3に記載の製造方法。
- 前記架橋前ポリエステル樹脂A’、前記非架橋ポリエステル樹脂B、又は前記非架橋ポリエステル樹脂Cが、乳酸、コハク酸、ヒドロキシ酪酸及び/又はヒドロキシヘキサン酸を構成成分とするポリエステル樹脂である請求項4に記載の製造方法。
- 前記架橋形成剤が、ラジカル発生剤及び/又は多官能性架橋剤である請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記ラジカル発生剤が、パーオキシカーボネート系、パーオキシエステル系、ジアシルパーオキサイド系、ジアルキルパーオキサイド系、パーオキシケタール系、及びハイドロパーオキサイド系から選ばれた少なくとも1種の過酸化物である請求項6に記載の製造方法。
- 前記ラジカル発生剤が、1,1’−アゾビスシクロアルカンカルボニトリル、2−(カルバモイルアゾ)アルキルニトリル、及び2−フェニルアゾ−4−アルコキシ−2,4−ジアルキルアルキルニトリルから選ばれた少なくとも1種のアゾ系ラジカル発生剤である請求項6に記載の製造方法。
- 前記多官能性架橋剤が、ポリエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリメチロール化合物、及びポリカルボジイミド化合物から選ばれた少なくとも1種の多官能性化合物である請求項6に記載の製造方法。
- 成型時における金型温度が、溶融樹脂の結晶化温度Tc±30℃であり、
前記金型内における前記(a)又は(b)の混合物の保持時間が5〜240秒である請求項1〜9のいずれか一項に記載の製造方法。 - 架橋形成剤により少なくとも1部に架橋点が形成された結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A及び非架橋ポリエステル樹脂Bの混合物であるマスターバッチMと、非架橋ポリエステル樹脂Cとを混練させてなり、
前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂Aと、前記非架橋ポリエステル樹脂Bとの混合割合が、前記結晶誘起性架橋ポリエステル樹脂A1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂B0.5〜5質量部であり、
前記結晶誘起性マスターバッチMと、前記非架橋ポリエステル樹脂Cとの混合割合が、前記結晶誘起性マスターバッチM1質量部当たり、前記非架橋ポリエステル樹脂C4〜49質量部であることを特徴とするポリエステル樹脂成型物用コンパウンド(但し無機質結晶核剤を含む場合を除く)。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする結晶化ポリエステル樹脂成型物。
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