JP5713730B2 - 樹脂組成物、成形方法および成形品 - Google Patents
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Description
しかしながら、ポリ乳酸樹脂そのものは、成形性や物性性能の点で、従来使用されている各種成形用樹脂に比べて劣っている。そこで、成形性や物性性能の改善のために、種々の添加剤を添加してポリ乳酸樹脂そのものを改質する方法や、あるいは、従来使用されている各種樹脂をポリ乳酸樹脂と混合(アロイ化)するなどの方法がとられている。
これまで、ポリオレフィン樹脂とポリ乳酸樹脂のアロイについては、ポリ乳酸樹脂の結晶化を促進して、耐熱性を改善する提案が数多くなされている。例えば、特許文献1や2には、無機充填材としてのタルクや、結晶核剤としてのトリメシン酸アミド系化合物やステアリン酸アミド系化合物などのアミド化合物を添加する方法が開示されている。
しかし、このような方法では、ポリ乳酸樹脂を結晶化させるために、成形時の金型温度が100℃近傍、少なくとも70〜80℃以上の温度であることが必要であり、ポリオレフィン樹脂の成形条件として一般的な、室温近傍の金型温度での成形条件に直接適用することは困難であった。この点は、通常のポリオレフィン樹脂用途への、ポリ乳酸樹脂アロイの置き換えに際して、大きな障害となるものであった。
中でもポリマーアロイは、本質的には非相溶系のポリマーを組み合わせたものであるため、射出成形時にはこのようなウェルドラインの発生が顕著となり、得られる成形品はウェルド強度が低下したものとなりやすい。
すなわち本発明の要旨は、下記の通りである。
(1)ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)と相溶化剤(C)と結晶核剤(D)とを含有する樹脂組成物であり、ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)との質量比率(A/B)が20/80〜60/40であり、ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、相溶化剤(C)の含有量が0.5〜20質量部であり、結晶核剤(D)の含有量が0.01〜10質量部であり、ポリオレフィン樹脂(B)がポリプロピレン樹脂であり、相溶化剤(C)が、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)またはエチレン・グリシジルメタクリレート共重合体であり、結晶核剤(C)がアルカントリカルボン酸アミド系化合物であることを特徴とする樹脂組成物。
(2)ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、結晶核剤(D)の含有量が0.05〜2質量部であることを特徴とする(1)記載の樹脂組成物。
(3)スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)のスチレン含有量が50質量%以上であることを特徴とする(1)または(2)記載の樹脂組成物。
(4)ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、(メタ)アクリル系樹脂(E)0.1〜5質量部を含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物を金型温度50℃未満で射出成形することを特徴とする成形方法。
(6)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物にて形成されていることを特徴とする成形品。
本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂(A)と、ポリオレフィン樹脂(B)と、相溶化剤(C)と、結晶核剤(D)としてのアルカントリカルボン酸アミド系化合物とを含有する。
そのうち、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)を用いることで、好ましいウェルド融着効果が得られる。さらにスチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)として、スチレン含有量が50質量%以上のものを用いることで、特に好ましいウェルド融着効果が得られる。
市販の結晶核剤(D)としては、例えば、新日本理化社製トリス(メチルシクロヘキシル)プロパントリカルボキサミド『リカクリアPC1』(1,2,3−プロパントリカルボン酸トリス(2−メチルシクロヘキシルアミド))などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物に適した射出成形条件の一例を挙げれば、シリンダ温度は、樹脂組成物の融点または流動開始温度以上、好ましくは190〜270℃とするのが適当である。成形温度が低すぎると成形品にショートが発生するなど操業性が不安定になったり、過負荷に陥りやすく、逆に、成形温度が高すぎると樹脂組成物が分解し、得られる成形品の強度が低下したり、着色する等の問題が発生しやすく、ともに好ましくない場合がある。
そのうち、充分なウェルド強度と耐熱性を必要とされる部品において、本発明の樹脂組成物は、特に有用である。
(1)ウェルド強度:
得られた樹脂組成物(ペレット)を85℃×10時間熱風乾燥したのち、東芝機械社製IS−80G型射出成形機を用いて金型表面温度30℃(温度調整なし)で、ASTM型ウェルド測定用試験片(両端から樹脂が充填され、中央部でウェルド形成)を得た。ISO178に従って、この試験片の曲げ強度を測定した。ウェルド強度は、22MPa以上であることが好ましく、27MPa以上であることがより好ましい。
(2)耐熱性:
得られた樹脂組成物(ペレット)を85℃×10時間熱風乾燥したのち、東芝機械社製IS−80G型射出成形機を用いて金型表面温度30℃(温度調整なし)で、一般物性測定用試験片(ISO型)を得た。ISO 75に準拠し、荷重0.45MPaで熱変形温度を測定した。熱変形温度は80℃以上であることが好ましい。
(3)耐衝撃性:
上記(2)と同様にして一般物性測定用試験片(ISO型)を得た。そして、ISO170に準拠してシャルピー衝撃強度[kJ/m2]を測定した。シャルピー衝撃強度は、2.6kJ/m2以上であることが好ましい。
(1)ポリ乳酸樹脂(A)
・カーギルダウ社製『3001D』(D体含有量1.4モル%、MI=10g/10分(190℃、2.16kgf))
・トヨタ自動車社製『S−12』(D体含有量0.1モル%、MI=8g/10分(190℃、2.16kgf))
・日本ポリプロ社製ポリプロピレン樹脂『ノバテックPP−BC03C』(MI=30g/10分(230℃、2.16kgf)、MI=10g/10分(190℃、2.16kgf))
(3−1)スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)
・JSR社製『ダイナロン8630P』(スチレン含有量15質量%、MI=15(230℃、2.16kgf))
・旭化成社製『タフテックH1043』(スチレン含有量67質量%、MI=2.0(230℃、2.16kgf))
・旭化成社製『タフテックM1943』(スチレン含有量20質量%、MI=8.0(230℃、2.16kgf))
(3−2)エチレン・グリシジルメタクリレート共重合体
・住友化学社製『ボンドファーストE』
(4−1)アルカントリカルボン酸アミド系化合物
・新日本理化社製トリス(メチルシクロヘキシル)プロパントリカルボキサミド『リカクリアPC1』(1,2,3−プロパントリカルボン酸トリス(2−メチルシクロヘキシルアミド))
(4−2)タルク
・林化成社製『MW−HST』
(4−3)トリメシン酸アミド系化合物
・新日本理化社製『TF−1』
(4−4)エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド系化合物
・川研ファインケミカル社製『WX−1』
・三菱レイヨン社製PMMA系樹脂(耐熱タイプ)『アクリペットVH』
二軸押出機(東芝機械社製TEM37BS型)を用い、ポリ乳酸樹脂(A)としての『3001D』32.0質量部、ポリオレフィン樹脂(B)としての『ノバテックPP−BC03C』68.0質量部、相溶化剤(C)としての『タフテックH1043』5.3質量部、結晶核剤(D)としてのアルカントリカルボン酸アミド系化合物『リカクリアPC1』0.2質量部、および(メタ)アクリル系樹脂(E)としての『アクリペットVH』1.1質量部をドライブレンドして押出機の根元供給口から供給し、バレル温度180℃、スクリュー回転数150rpm、吐出20kg/hの条件で、ベントを効かせながら押出しを実施した。押出機先端から吐出された樹脂をペレット状にカッティングして樹脂組成物のペレットを得た。
ポリ乳酸樹脂(A)、ポリオレフィン樹脂(B)、相溶化剤(C)、結晶核剤(D)、(メタ)アクリル系樹脂(E)の量、種類を変えた以外は実施例1と同様にして樹脂組成物のペレットを得た。
実施例のうち実施例1、2、3においては、相溶化剤(C)としてスチレンを50質量%以上含むSEBSを用い、かつ、結晶核剤(D)の配合量が特に好ましい範囲内であったため、ウェルド強度において特に優れた結果となり、かつ、耐熱性も特に優れた結果となった。
実施例3においては、ポリ乳酸樹脂(A)としてD体含有量の低いものを用いたため、耐熱性に特に優れた結果となった。
実施例7、8においては相溶化剤(C)としてSEBSを用いなかったため、ウェルド強度に改善の余地を残す結果となった。
実施例1、5、7においては、(メタ)アクリル系樹脂(E)を併用したため、それぞれ実施例2、4、8に比べて、ウェルド強度がさらに改善された。
一方、比較例1においては結晶核剤(D)が配合されていなかったため、耐熱性に劣る結果となった。比較例2〜4においては、結晶核剤(D)としてアルカントリカルボン酸アミド系化合物を用いなかったため、耐熱性、ウェルド強度、および耐衝撃性が、いずれも、好ましくない結果となった。
比較例5においては、ポリオレフィン樹脂(B)とポリ乳酸樹脂(A)の配合量が不適当であったため、耐熱性と耐衝撃性に劣る結果となった。
比較例6においては、相溶化剤(C)の配合量が過少であったため、ウェルド強度に劣る結果となった。比較例7においては、相溶化剤(C)の配合量が過多であったため、耐熱性に劣る結果となった。
比較例8においては、結晶核剤(D)の配合量が過大であったため、ウェルド強度や耐衝撃性に劣る結果となった。
Claims (6)
- ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)と相溶化剤(C)と結晶核剤(D)とを含有する樹脂組成物であり、ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)との質量比率(A/B)が20/80〜60/40であり、ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、相溶化剤(C)の含有量が0.5〜20質量部であり、結晶核剤(D)の含有量が0.01〜10質量部であり、ポリオレフィン樹脂(B)がポリプロピレン樹脂であり、相溶化剤(C)が、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)またはエチレン・グリシジルメタクリレート共重合体であり、結晶核剤(D)がアルカントリカルボン酸アミド系化合物であることを特徴とする樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、結晶核剤(D)の含有量が0.05〜2質量部であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
- スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロックポリマー(SEBS)のスチレン含有量が50質量%以上であることを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂(A)とポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、(メタ)アクリル系樹脂(E)0.1〜5質量部を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物を金型温度50℃未満で射出成形することを特徴とする成形方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物にて形成されていることを特徴とする成形品。
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