JP5862494B2 - 樹脂組成物及びその用途 - Google Patents
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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Description
本発明の樹脂組成物は、第1の相と第2の相とを有する。前記第1の相は、ポリエステル(A)からなる第1−1の相が、変性水添共役ジエン重合体(B)からなる第1−2の相中に分散してなる相である。前記第2の相は、ポリエステル(A)からなる相である。
本発明の樹脂組成物の構成の一例を、模式的に図1に示す。
ポリエステル(A)としては、例えば、(A1)脂肪族ヒドロキシカルボン酸を縮合成分の主成分とする縮合反応により得られる重合体、(A2)ジカルボン酸とジオールとを縮合成分の主成分とする縮合反応により得られる重合体が挙げられる。ここで「主成分」とは、当該成分割合が全縮合成分100モル%に対して80モル%以上であることを意味する。
重合体(A1)は、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を縮合成分の主成分とする縮合反応により得られる重合体である。脂肪族ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、乳酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、3−ヒドロキシヘキサン酸等のヒドロキシアルカン酸が挙げられる。また、重合体(A1)としては、例えば、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等の環状ラクトンを開環重合して得られるポリラクトンを挙げることもできる。
シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸等の多価カルボン酸;
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオ−ル、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ビスフェノール(例:ビスフェノ−ルA)にエチレンオキシドを付加反応させてなる芳香族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、リテトラメチレングリコール等の多価アルコール;
グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸;
グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−又はγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン;
が挙げられる。
ポリ乳酸の製造方法としては、従来公知の製造方法が挙げられ、例えば、乳酸を用いた直接重合法、ラクチドを用いた開環重合法(ラクチド法)が挙げられる。
重合体(A2)は、ジカルボン酸とジオールとを縮合成分の主成分とする縮合反応により得られる重合体である。
ポリエステル(A)は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明において、変性水添共役ジエン重合体(B)は、相容化剤の前駆体ということができる。変性水添共役ジエン重合体(B)としては、ポリエステル(A)との反応性の観点から、式(i)〜(iii)で表される少なくとも1種の基を有する共役ジエンブロック共重合体の水素添加体(B1)(以下「変性水添共役ジエンブロック共重合体(B1)」ともいう。)が好ましい。
保護基がアルキルシリル基である場合、シリル保護率は、下記式により表される。
シリル保護率は、変性水添共役ジエンブロック共重合体(B1)を精製した後、重クロロホルムを溶媒に使用し、400MHz、1H−NMRスペクトルから算出することができる。
まず、下記方法によって特定基を有する共役ジエンブロック共重合体を合成する。
〔A〕共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と他の単量体とを、式(i)〜(iii)で表される少なくとも1種の基を有する有機アルカリ金属化合物の存在下で反応させ、共役ジエンブロック共重合体を得る方法。
〔B〕共役ジエン化合物と式(i)〜(iii)で表される少なくとも1種の基を有する不飽和単量体とを、必要に応じて前記不飽和単量体以外の他の単量体とともに反応させ、共役ジエンブロック共重合体を得る方法。
〔C〕共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と他の単量体とを重合して得られたブロック共重合体の活性点に、式(i)〜(iii)で表される少なくとも1種の基を有する重合停止剤を反応させ、共役ジエンブロック共重合体を得る方法。
〔D〕共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と他の単量体とを重合して得られたブロック共重合体の活性点に、式(i)〜(iii)で表される少なくとも1種の基を有するカップリング剤を反応させ、共役ジエンブロック共重合体を得る方法。
〔E〕共役ジエン化合物、又は共役ジエン化合物と他の単量体とを重合して得られたブロック共重合体の活性点に、式(i)〜(iii)で表される少なくとも1種の基を有する不飽和単量体を反応させ、共役ジエンブロック共重合体を得る方法。
《重合開始剤》
上記重合反応において、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、特定基を有する有機アルカリ金属化合物、特定基を有しない有機アルカリ金属化合物が挙げられる。特定基を有する有機アルカリ金属化合物を用いる場合は、上記〔A〕の方法に該当する。
重合開始剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
特定基(式(i)〜(iii)で表される基)を有する有機アルカリ金属化合物としては、例えば、式(1)で表される有機アルカリ金属化合物が挙げられる。前記化合物を用いると、工業上、実用的なアニオン重合を効果的に行うことができる。
3−リチオ−1−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]アミノプロパン、2−リチオ−1−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]アミノエタン、3−リチオ−2,2−ジメチル−1−[N,N−ビス(トリメチルシリル)]アミノプロパン、3−リチオ−1−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリル]アミノプロパン、3−リチオ−1−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリル]アミノプロパン、3−リチオ−1−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリル]アミノエタン、3−リチオ−1−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリル]アミノエタン、3−リチオ−2,2−ジメチル−1−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリル]アミノプロパン、3−リチオ−2,2−ジメチル−1−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリル]アミノプロパン等の式(i)で表される基を有する有機アルカリ金属化合物;
が挙げられる。
特定基を有しない有機アルカリ金属化合物としては、例えば、有機リチウム化合物、有機ナトリウム化合物が挙げられ、これらの中でも有機リチウム化合物が好ましい。有機リチウム化合物としては、例えば、有機モノリチウム化合物、有機ジリチウム化合物、有機ポリリチウム化合物が挙げられる。
上記重合反応において、共役ジエン化合物としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−オクタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−シクロヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、ミルセン、クロロプレンが挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエン及びイソプレンは、重合反応性が高く、工業的に入手し易いので好ましい。共役ジエン化合物は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記重合反応において、共役ジエン化合物とともに、芳香族ビニル化合物等の他の単量体を用いることができる。他の単量体としては、例えば、特定基を有する不飽和単量体、特定基を有しない不飽和単量体が挙げられる。上記重合反応において、特定基を有する不飽和単量体を用いる場合は、上記〔B〕の方法に該当する。
他の単量体は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
特定基(式(i)〜(iii)で表される基)を有する不飽和単量体としては、例えば、式(2)で表される芳香族ビニル化合物、ビス(トリメチルシリル)アミノメチル(メタ)アクリレート、ビス(トリメチルシリル)アミノエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
p−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]スチレン、p−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノメチル]スチレン、p−[2−{N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ}エチル]スチレン、m−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]スチレン、m−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノメチル]スチレン、m−[2−{N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ}エチル]スチレン、o−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ]スチレン、o−[N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノメチル]スチレン、o−[2−{N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノ}エチル]スチレン、p−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノ]スチレン、p−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノメチル]スチレン、p−[2−{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノ}エチル]スチレン、p−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノ]スチレン、p−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノメチル]スチレン、p−2−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノ]エチルスチレン、o−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノ]スチレン、o−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノメチル]スチレン、o−[2−{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノ}エチル]スチレン、o−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノ]スチレン、o−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノメチル]スチレン、o−2−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノ]エチルスチレン、m−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノ]スチレン、m−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノメチル]スチレン、m−[2−{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−トリメチルシリルアミノ}エチル]スチレン、m−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノ]スチレン、m−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノメチル]スチレン、m−2−[N−{ジ(tert−ブチル)−メチルシリル}−N−トリメチルシリルアミノ]エチルスチレン等の式(i)で表される基を有する芳香族ビニル化合物;
p−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)スチレン、p−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノメチル)スチレン、p−[2−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)エチル]スチレン、m−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)スチレン、m−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノメチル)スチレン、m−[2−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)エチル]スチレン、o−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)スチレン、o−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノメチル)スチレン、o−[2−(N−メチル−N−トリメチルシリルアミノ)エチル]スチレン、p−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ]スチレン、p−[{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ}メチル]スチレン、p−[2−{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ}エチル]スチレン、p−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノ]スチレン、p−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノメチル]スチレン、p−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノエチル]スチレン、o−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ]スチレン、o−[{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ}メチル]スチレン、o−[2−{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ}エチル]スチレン、o−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノ]スチレン、o−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノメチル]スチレン、o−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノエチル]スチレン、m−[N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ]スチレン、m−[{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ}メチル]スチレン、m−[2−{N−(tert−ブチル−ジメチルシリル)−N−メチルアミノ}エチル]スチレン、m−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノ]スチレン、m−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノメチル]スチレン、m−[{N−ジ(tert−ブチル)−メチルシリル−N−メチル}アミノエチル]スチレン等の式(ii)で表される基を有する芳香族ビニル化合物;
が挙げられる。
特定基を有しない不飽和単量体としては、例えば、スチレン、tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルスチレン、1−ビニルナフタリン、2−ビニルナフタリン、2−ビニルアントラセン、9−ビニルアントラセン、p−ビニルベンジルプロピルエーテル、p−ビニルベンジルブチルエーテル、p−ビニルベンジルヘキシルエーテル、p−ビニルベンジルペンチルエーテル、m−N,N−ジエチルアミノエチルスチレン、p−N,N−ジエチルアミノエチルスチレン、p−N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、o−ビニルベンジルジメチルアミン、p−ビニルベンジルジメチルアミン、p−ビニルベンジルジエチルアミン、p−ビニルベンジルジ(n−プロピル)アミン、p−ビニルベンジルジ(n−ブチル)アミン、ビニルピリジン、2−ビニルビフェニル、4−ビニルビフェニル等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。
上記重合反応において、得られる共役ジエンブロック共重合体が活性点を有する場合、通常、重合停止剤を用いることにより、その活性点を失活させることが好ましい。重合停止剤としては、例えば、特定基を有する重合停止剤、特定基を有しない重合停止剤が挙げられる。
重合停止剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
特定基(式(i)〜(iii)で表される基)を有する重合停止剤としては、例えば、特定基を有するシラン化合物、特に式(3)で表されるシラン化合物が挙げられる。特定基を有する重合停止剤を用いる場合は、上記〔C〕の方法に該当する。
式(3)中、R8は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基又は炭素数1〜100のオルガノシロキシ基であり、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基である。R8が複数ある場合は、各R8は同一の基でも異なる基でもよい。R9は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基であり、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基である。R9が複数ある場合は、各R9は同一の基でも異なる基でもよい。
mは1、2又は3であり、nは1、2又は3である。
m及びnの和は2〜4の整数である。
N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルジメチルメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルジメチルエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルジメチルメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジエトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノエチルメチルジメトキシシラン等の式(i)で表される基を有するシラン化合物;
が挙げられる。
特定基を有しない重合停止剤としては、例えば、水素;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール等のアルコール類;塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化ブチル、塩化ベンジル、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、臭化ブチル、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ブチル等のハロゲン化アルキル;が挙げられる。これらの中でも、水素が好ましい。
重合が実質的に完了した時点で、重合末端に特定基を有するカップリング剤を反応させることにより、カップリング反応とともに重合体に特定基を導入することができる。カップリング反応において、反応温度は、通常0〜120℃、好ましくは50〜100℃であり、反応時間は、通常1〜30分、好ましくは5〜20分である。
カップリング剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
特定基を有するカップリング剤としては、例えば、上記式(3)において、m=2又は3であり、式(i)〜(iii)で表される基を有するアルコキシシラン化合物が挙げられる。
特定基を有しないカップリング剤としては、例えば、ハロゲン化合物、エポキシ化合物、カルボニル化合物、ポリビニル化合物が挙げられる。上記カップリング剤として、具体的には、メチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、ジブロモエタン、エポキシ化大豆油、ジビニルベンゼン、テトラクロロ錫、ブチルトリクロロ錫、テトラクロロゲルマニウム、ビス(トリクロロシリル)エタン、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、ジメチルテレフタル酸、ジエチルテレフタル酸、ポリイソシアネートが挙げられる。
共役ジエンブロック共重合体は、共役ジエン化合物又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物等の他の単量体とをブロック重合して得られたものであればよいが、得られる組成物の物性及び成形加工性の点から、共役ジエンブロック共重合体は、下記(A)〜(D)の重合体ブロックの中から選ばれた2種以上の重合体ブロックを含むブロック共重合体であることが好ましい。
(A)芳香族ビニル化合物単位量が80質量%以上である芳香族ビニル重合体ブロック。
(B)共役ジエン化合物単位量が80質量%以上であって、且つ1,2結合含量及び3,4結合含量の合計が30モル%未満の共役ジエン重合体ブロック。
(C)共役ジエン化合物単位量が80質量%以上であって、且つ1,2結合含量及び3,4結合含量の合計が30〜90モル%の共役ジエン重合体ブロック。
(D)共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのランダム共重合体ブロックであって、上記(A)〜(C)以外の重合体ブロック。
特定基を有する共役ジエンブロック共重合体の水素添加の方法、反応条件については特に限定はなく、例えば、20〜150℃、0.1〜10MPaの水素加圧下、水添触媒の存在下で行われる。
水添触媒は1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
脱溶媒の方法は特に限定されず、例えば、スチームストリッピング法、フラッシュ蒸発法、ドラムドライヤ法が挙げられる。水添共役ジエンブロック共重合体中の溶媒残量は、通常3質量%以下、好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下である。
スチームによる接触処理としては、脱溶媒槽中にて上記反応液とアルカリ水溶液とを混合し、続いて、得られた混合液とスチームとを接触させてもよく、脱溶媒槽中のアルカリ水溶液をスチームと接触させながら、上記反応液を脱溶媒槽に加えてもよく、その態様は特に限定されない。
本発明の樹脂組成物は、例えば、官能基Xを有するオレフィン重合体(C−1)、及び官能基Xを有するアクリル重合体(C−2)から選ばれる少なくとも1種(以下「官能基含有重合体(C)」ともいう。)をさらに含有してもよい。官能基Xとは、カルボキシ基、酸無水物基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、アルコキシシリル基、ヒドロキシ基、イソシアネート基及びオキサゾリン基から選ばれる少なくとも1種である。
本明細書において「官能基Xを有するオレフィン重合体」とは、オレフィン重合体をベースポリマーとし、このベースポリマーに1種又は2種以上の官能基Xが導入された重合体を意味する。
本明細書において「官能基Xを有するアクリル重合体」とは、アクリル重合体をベースポリマーとし、このベースポリマーに1種又は2種以上の官能基Xが導入された重合体を意味する。
本発明の樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、老化防止剤、有機顔料、無機顔料、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、結晶核剤、発泡核剤、可塑剤から選ばれる少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
本発明の樹脂組成物には、発泡核剤(造核剤)を含有させてもよい。
発泡核剤としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ、チタニア等の無機化合物の粉末が挙げられる。これらの発泡核剤を樹脂組成物に含有させることにより、発泡セル径を容易に調整することができ、適度な柔軟性等を有する発泡成形体を得ることができる。
本発明の樹脂組成物では、以下のように特定の相構造が形成されると推定される。すなわち、ポリエステル(A)と変性水添共役ジエン重合体(B)との溶融混練時間を増やすほど、これら成分(A)と成分(B)との反応が進み、共有結合が形成され、次第に成分(A)からなる海相と、成分(B)からなる島相が形成されていき、また、成分(B)からなる島相中には、当該島相自体を連続相とみた場合、さらに成分(A)からなる分散相が形成されていく。
混練温度は、ポリエステル(A)と変性水添共役ジエン重合体(B)との反応速度を向上させる観点から、通常150〜350℃、好ましくは160〜330℃、更に好ましくは180〜300℃であることが好ましい。
せん断速度は、ポリエステル(A)と変性水添共役ジエン重合体(B)との反応機会を増加させる観点から、通常100〜20000s−1、好ましくは150〜15000s−1、更に好ましくは200〜10000s−1である。また、単位時間当たりの混練機の電動機消費電力量を単位時間当たりの混練量で割った比エネルギーは、通常0.1〜10kWh/kg、好ましくは0.1〜8kWh/kg、更に好ましくは0.1〜6kWh/kgである。
先ず、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等の従来公知の混練機及びそれらを組み合わせてなる混練機を用いて、ポリエステル(A)と変性水添共役ジエン重合体(B)と、必要に応じて上記その他成分等のその他の任意成分とを混練りし、混合物を得る。混練にあたり、各成分を一括混練りする方法や、ある成分を混練りした後、残りの成分を添加して混練りする多段分割混練法を採用することができる。
以上で説明した、本発明の特定の相構造を有する樹脂組成物は、ポリオレフィン等の他の樹脂及びポリエステルから選ばれる少なくとも一種と混合されるマスターバッチとして、好適に用いることができる。また、ポリエステルとポリオレフィン等の他の樹脂との混合物に対する添加剤のように、二種以上の樹脂と混合して用いられる場合、ポリエステル及び前記他の樹脂に対する相容化剤としての効果もある。本発明の樹脂組成物を用いることにより、上述した簡便な方法でポリエステルとポリオレフィン等の他の樹脂とのポリマーアロイを製造する方法においても、各樹脂成分の混練が充分進行する。したがって、耐衝撃性等の物性に優れ、表層剥離や色むらのない樹脂成形体を得ることができる。
ポリオレフィンとしては、例えば、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン樹脂;ランダムタイプ、ブロックタイプ又はホモタイプ等のポリプロピレン樹脂(PP);エチレン・プロピレン共重合体(EPM)、エチレン・1−ブテン共重合体(EBM)、エチレン・ヘキセン共重合体(EHM)、エチレン・オクテン共重合体(EOM)等のエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体;プロピレン・1−ブテン共重合体(PBM)等のプロピレンと炭素数4〜20のα−オレフィンとの共重合体;エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体(EPBM)、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、エチレン・1−ブテン・ジエン共重合体(EBDM)等のエチレン系三元共重合体;ポリ1−ブテン(PB)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリブタジエン(PBD)が挙げられる。
ポリオレフィンは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリエステルとしては、上述のポリエステル(A)にて説明したものを用いることができ、具体例としては、例えば、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリプロピレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリヘキサメチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリシクロヘキサン−1,4−ジメチロールテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリネオペンチルテレフタレート/イソフタレート共重合体、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンサクシネートが挙げられる。これらの中でも、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンサクシネートが特に好ましい。
ポリエステルは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリマーアロイの製造において、本発明の樹脂組成物と他の重合体成分との配合比は、特に限定されないが、例えば以下のとおりに設定することができる。本発明の樹脂組成物の配合量は、他の重合体成分の合計100質量部に対して、通常1〜100質量部、好ましくは2〜70質量部である。他の重合体成分としては、例えば、ポリオレフィン等の他の樹脂、ポリエステルが挙げられる。
本発明の樹脂組成物と他の重合体成分との混合物は、発泡剤を用いて発泡成形してもよい。発泡剤としては、例えば、化学発泡剤、物理発泡剤を用いることができる。発泡剤は製造法に応じて選択することができる。発泡剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
化学発泡剤としては、例えば熱分解型発泡剤、中空粒子型発泡体が挙げられる。
物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン及びペンタンなどの脂肪族炭化水素;シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;クロロジフルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、クロロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、ジクロロフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、トリフルオロエタン、ジクロロテトラフロオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタン、パーフルオロシクロブタンなどのハロゲン化炭化水素;二酸化炭素、窒素、空気などの無機ガス;水が挙げられる。また、超臨界流体を用いて発泡体を成形することもできる。超臨界流体としては、例えば、窒素、二酸化炭素の超臨界流体が挙げられる。物理発泡剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
発泡方法は特に限定されず、バッチ法又は連続法のいずれの方法であってもよい。具体的には、押出成形、射出成形、プレス成形等の成形方法によって発泡させることができる。
成形体としては、例えば、食品包装容器、各種トレー、シート、チューブ、フィルム、繊維、積層物、コーティングやプリント基板の電気・電子部品、コンピュータ等のOA機器、家電の筺体、自動車内外装材、外板部品、精密部品、建材等の各種工業部品が挙げられる。
(変性)水添共役ジエンブロック共重合体の物性値は、以下の方法で測定した。
ビニル結合含量(1,2結合含量)は、赤外吸収スペクトル法(モレロ法)によって求めた。ただし、ビニル結合含量の単位は、モル%基準である。スチレン単位の含有量は、赤外吸収スペクトル法(モレロ法)により、検量線を作成して求めた。ただし、スチレン単位の含有量の単位は、質量%基準である。
水添率は、四塩化炭素を溶媒として用い、400MHz、1H−NMRスペクトルから算出した。
重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製、HLC−8120)法により測定された、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
・展開溶媒:THF
・測定温度:40℃
・カラム:TSKgel GMHxl
メルトフローレート(MFR)は、JIS K7210に準拠し、温度:230℃、荷重:2.16kgの条件下で測定した。
変性量は、重合体中のN原子含有極性基の含有量であり、下記式により表される。
変性量は、Analy.Chem.564(1952)記載のアミン滴定法による定量により求めた。即ち、水添変性重合体を精製後、有機溶剤に溶解し、指示薬としてメチルバイオレットを用い、溶液の色が紫から水色に変化するまでHClO4/CH3COOHを滴定することにより、変性量を求めた。
シリル保護率は、下記式により表される。
シリル保護率(%)=N原子含有極性基中のN原子に結合したアルキルシリル基(個)/[N原子含有極性基中のN原子に結合したアルキルシリル基(個)+N原子含有極性基中のN原子に結合した水素原子(個)]×100
シリル保護率は、水添変性重合体を精製した後、重クロロホルムを溶媒に使用し、400MHz、1H−NMRスペクトルから算出した。
シリル保護基数は、下記式により表される。
N原子含有極性基中のN原子に結合したアルキルシリル基(個)/重合体1分子鎖
以下の方法により、水添触媒(触媒A)を製造した。
撹拌機、滴下漏斗を備えた1L容量の三つ口フラスコを乾燥窒素で置換し、無水テトラヒドロフラン200ml及びテトラヒドロフルフリルアルコール0.2モルを加えた。その後、n−ブチルリチウム(以下「n−BuLi」ともいう。)/シクロヘキサン溶液(0.2モル)を三つ口フラスコ中に15℃にて滴下して反応を行い、テトラヒドロフルフリルオキシリチウムのテトラヒドロフラン溶液を得た。
[合成例1]
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(750g)、スチレン(450g)、及びn−ブチルリチウム(4.7g)を加え、50℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を20℃として、1,3−ブタジエン(4,250g)を加え、断熱重合を行った。30分後、スチレン(300g)を加え、さらに重合を行った。次いで、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン17gを加え、30分間反応させた。次いで、上記触媒A6g、トリエチルアルミニウム7g、及びn−BuLi1.9gを加え、水素圧1.0MPaを保つようにして1時間反応させた。反応後、反応液を70℃、常圧に戻して反応容器より抜き出し、重合体溶液を得た。
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(2.2g)、2,2−(ビステトラヒドロフルフリル)プロパン(12g)、スチレン(750g)、及びn−ブチルリチウム(6.0g)を加え、50℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を20℃として、1,3−ブタジエン(3,750g)を加え、断熱重合を行った。30分後、スチレン(500g)を加え、さらに重合を行った。次いで、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン22.7gを加え、30分間反応させた。次いで、上記触媒A5.3g、トリエチルアルミニウム9.4g、及びn−BuLi1.6gを加え、水素圧1.0MPaを保つようにして1時間反応させた。反応後、反応液を70℃、常圧に戻して反応容器より抜き出し、重合体溶液を得た。次いで、合成例1と同様にして脱溶媒及び乾燥を行うことで変性水添共役ジエンブロック共重合体(B―2)を得た。
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(1.25g)、1,3−ブタジエン(1500g)、及びn−ブチルリチウム(4.5g)を加え、70℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を30℃として、テトラヒドロフラン(90g)及び1,3−ブタジエン(2500g)を加え、断熱重合を行った。30分後、スチレン(1000g)を加え、30分間反応させた。次いで、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン(20.6g)を加え、30分間反応させた。次いで、上記触媒A(4.8g)、トリエチルアルミニウム(4.4g)、及びn−BuLi(2.0g)を加え、水素圧1.0MPaを保つようにして1時間反応させた。反応後、反応液を70℃、常圧に戻して反応容器より抜き出し、重合体溶液を得た。次いで、合成例1と同様にして脱溶媒及び乾燥を行うことで変性水添共役ジエンブロック共重合体(B―3)を得た。
窒素置換された内容積50リットルの反応容器に、シクロヘキサン(25kg)、テトラヒドロフラン(750g)、スチレン(450g)、及びn−ブチルリチウム(4.2g)を加え、50℃からの断熱重合を行った。反応完結後、温度を20℃として、1,3−ブタジエン(4,250g)を加え、断熱重合を行った。30分後、スチレン(300g)を加え、さらに重合を行った。次いで、上記触媒A6g、トリエチルアルミニウム7g、及びn−BuLi1.9gを加え、水素圧1.0MPaを保つようにして1時間反応させた。反応後、反応液を70℃、常圧に戻して反応容器より抜き出し、重合体溶液を得た。次いで、合成例1と同様にして脱溶媒及び乾燥を行うことで水添共役ジエンブロック共重合体(B―4)を得た。
[実施例1A]
ポリエステル(A)としてポリ乳酸50部、変性水添共役ジエン重合体(B)として合成例1で得られた(B−1)50部、老化防止剤(商品名「イルガノックス1010」、BASF社製)0.1部をヘンシェルミキサーにて室温で30秒間混合した。その後、得られた混合物を二軸押出機(同方向非噛み合い型スクリュー、L/D=33.5、(株)池貝製、品名「PCM−45」、以下同じ。)に吐出量20kg/時間で供給し、温度200℃、スクリュー回転数200rpm(せん断速度:470s−1)で押出を行い、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。このときの比エネルギーは0.4kWh/kgであった。得られたペレットを除湿乾燥機を用いて80℃で5時間乾燥を行った。得られた乾燥ペレットを二軸押出機に吐出量20kg/時間で供給し、温度200℃、スクリュー回転数200rpm(せん断速度:470s−1)で押出を行った。得られたペレットを除湿乾燥機を用いて80℃で5時間乾燥を行い、熱可塑性樹脂組成物(I)を得た。
実施例1Aにおいて、老化防止剤以外は表2に示す配合処方とすること以外は実施例1Aと同様にして、熱可塑性樹脂組成物(II)〜(VI)、(VIII)〜(X)を得た。
実施例1Aにおいて、老化防止剤以外は表2に示す配合処方とし、かつ二軸押出機の温度を280℃としたこと以外は実施例1Aと同様にして、熱可塑性樹脂組成物(VII)を得た。
ポリエステル(A)としてポリ乳酸40部、変性水添共役ジエン重合体(B)として合成例1で得られた(B−1)25部、官能基含有重合体(C)としてEGMA35部、老化防止剤(商品名「イルガノックス1010」、BASF社製)0.1部をヘンシェルミキサーにて30秒間混合した。その後、二軸押出機に吐出量30kg/時間で供給し、温度200℃、スクリュー回転数50rpmで押出を行い、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。このときの比エネルギーは0.07kWh/kgであった。得られたペレットを除湿乾燥機を用いて80℃で5時間乾燥を行い、熱可塑性樹脂組成物(XI)を得た。
得られた熱可塑性樹脂組成物について、下記評価を行った。評価結果を表2に示す。
JIS K7210に準拠して、熱可塑性樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を、温度230℃、荷重2.16kgの条件にて測定した。ただし、実施例7Aでは、MFRの測定条件を280℃、10kg荷重とした。得られた測定値を流動性の評価値とした。
熱可塑性樹脂組成物のペレットからミクロトームを用いて薄膜片を作製した。このとき、超薄片の面は樹脂流動方向に対して平行で、超薄片の切削位置は樹脂流動方向と垂直となる厚み方向の中心部分とした。次いでRuO4により染色した後、透過型電子顕微鏡((株)日立製作所製、商品名「H−7500」)により2000倍の写真を撮影した。この写真から相構造を確認した。このとき、ポリエステル(A)が明部、変性水添共役ジエン重合体(B)及び官能基含有重合体(C)が暗部となる。このとき、以下の指標で相構造を評価した。
上記で得られた写真を、画像解析ソフト(MediaCybernetics社製、商品名「Image−Pro Plus 6.2」を用いて、ポリエステル(A)からなる分散相が、変性水添共役ジエン重合体(B)からなる連続相中に分散してなる第1の相について、ポリエステル(A)からなる分散相の面積(Sa)及び数平均粒子径(Da)、並びに変性水添共役ジエン重合体(B)からなる連続相の面積(Sb)とポリエステル(A)からなる分散相の面積(Sa)との合計(Sa+Sb)を測定した。数平均粒子径(Da)については、J.MACROMOL.SCI.−PHYS.,B38(5&6),527(1999)に記載されている計算方法を用いた。
(A)ポリエステル
(A−1):ポリ乳酸:商品名「Ingeo 3001D」ネイチャーワークス社製
(A−2):ポリエチレンテレフタレート:商品名「RT523C」日本ユニペット社製
(A−3):ポリブチレンサクシネート:商品名「AZ91T」三菱化学製
(C)官能基含有重合体
(C−1):EGMA:商品名「ボンドファーストE」住友化学製、
特殊エチレン系コポリマー(コモノマー:グリシジルメタクリレート)
(C−2):エポキシ変性アクリル:商品名「パラロイドEXL-2314」、
ローム・アンド・ハース社製
[実施例1B]
熱可塑性樹脂組成物(I)10部、ポリ乳酸20部、ポリプロピレン70部をヘンシェルミキサーにて室温で30秒間混合し、ペレット混合物を得た。得られたペレット混合物を、型締力110トンの射出成形機(日本製鋼所製、商品名「J−110AD」)を用いて、温度200℃、背圧5MPaの条件で、80mm×55mm×2.4mm厚みの平板状成形体を作製した。
比較例1B〜3B、5B〜6B]
実施例1Bにおいて、表3に示す配合処方とすること以外は実施例1Bと同様にした。
実施例1Bにおいて、表3に示す配合処方とし、成形体作製時の射出成形機の温度を280℃とすること以外は実施例1Bと同様にした。
熱可塑性樹脂組成物(II)10部、ポリ乳酸20部、ポリプロピレン70部をヘンシェルミキサーにて室温で30秒間混合し、得られた混合物を二軸押出機に吐出量20kg/時間で供給し、温度200℃、スクリュー回転数200rpm(せん断速度:470s−1)で押出を行い、ペレットを得た。得られたペレットを除湿乾燥機を用いて80℃で5時間乾燥を行った。得られた乾燥ペレットを用いて、実施例1Bと同様にして平板状成形体を作製した。
ポリ乳酸(商品名「Ingeo 3001D」ネイチャーワークス社製)24部、合成例2で得られた(B−2)2.5部、EGMA(商品名「ボンドファーストE」住友化学製)3.5部、ポリプロピレン(商品名「BC06C」日本ポリプロ製)70部を室温でヘンシェルミキサーにて30秒間混合し、ペレットを得た。得られたペレットを用いて、実施例1Bと同様にして平板状成形体を作製した。なお、比較例4Bの成形体中の各成分の配合組成は、実施例4Bと同一となるよう調整している。
得られた成形体について、衝撃試験機((株)島津製作所製、商品名「ハイドロショットHITS−P10」)を用いて衝撃試験を行い、衝撃破壊エネルギーを測定した。得られた測定値を耐衝撃性の評価値とした。
得られた成形体の外観について、下記の指標で評価した。
AA:表層剥離及び色むらがなく、射出成形性が優れる。
BB:表層剥離又は色むらのいずれかの現象が発生しており、射出成形性が劣る。
(A)ポリエステル
(A−1):ポリ乳酸:商品名「Ingeo 3001D」ネイチャーワークス社製
(A−2):ポリエチレンテレフタレート:商品名「RT523C」日本ユニペット社製
(A−3):ポリブチレンサクシネート:商品名「AZ91T」三菱化学製
(D)ポリオレフィン
(D−1−1):ポリプロピレン:商品名「BC06C」日本ポリプロ製(MFR=60g/10分)
(D−1−2):ポリプロピレン:商品名「BC6C」日本ポリプロ製(MFR=2.5g/10分)
(D−2):ポリエチレン:商品名「モアテック0168」、プライムポリマー社製
20…第2の相(ポリエステル(A)からなる海相)
30…第1−1の相(ポリエステル(A)からなる分散相)
40…第1−2の相(変性水添共役ジエン重合体(B)からなる連続相)
Claims (13)
- 第1の相と第2の相とを有する樹脂組成物であり、
前記第1の相は、ポリエステル(A)からなる第1−1の相が、変性水添共役ジエン重合体(B)からなる第1−2の相中に分散してなる相であり、かつ
前記第2の相は、ポリエステル(A)からなる相であり、
前記変性水添共役ジエン重合体(B)が、式(i)で表される基、式(ii)で表される基及び式(iii)で表される基から選ばれる少なくとも1種の基を有する共役ジエンブロック共重合体の水素添加体(B1)であり、
前記変性水添共役ジエン重合体(B)の、式(i)で表される基、式(ii)で表される基及び式(iii)で表される基から選ばれる少なくとも1種の基及びその脱保護基の合計含有量が、重合体1分子鎖あたり、0.1〜2個である
ことを特徴とする樹脂組成物。
- 前記変性水添共役ジエン重合体(B)が、式(3)で表されるシラン化合物による変性水添共役ジエン重合体である、請求項1に記載の樹脂組成物。
R 8 (4-m-n) Si(OR 9 ) m X n (3)
[式(3)中、R 8 は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基又は炭素数1〜100のオルガノシロキシ基であり、R 8 が複数ある場合は、各R 8 は同一の基でも異なる基でもよく;R 9 は炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基又は炭素数7〜20のアラルキル基であり、R 9 が複数ある場合は、各R 9 は同一の基でも異なる基でもよく;
Xは式−A−X’で表される基であり、Aは炭素数1〜20のアルキレン基であり、X’は前記式(i)〜(iii)で表されるいずれかの基であり、Xが複数ある場合は、各Xは同一の基でも異なる基でもよく;
mは1、2又は3であり、nは1、2又は3であり;
m及びnの和は2〜4の整数である。] - 前記式(3)で表されるシラン化合物が、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−メチル−N−トリメチルシリルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、1−(3−トリエトキシシリルプロピル)−2,2,5,5−テトラメチル−1−アザ−2,5−ジシラシクロペンタンから選ばれる少なくとも1種である、請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記共役ジエンブロック共重合体が、下記(A)〜(D)の重合体ブロックの中から選ばれた2種以上の重合体ブロックを含むブロック共重合体である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
(A)芳香族ビニル化合物単位量が80質量%以上である芳香族ビニル重合体ブロック。
(B)共役ジエン化合物単位量が80質量%以上であって、且つ1,2結合含量及び3,4結合含量の合計が30モル%未満の共役ジエン重合体ブロック。
(C)共役ジエン化合物単位量が80質量%以上であって、且つ1,2結合含量及び3,4結合含量の合計が30〜90モル%の共役ジエン重合体ブロック。
(D)共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのランダム共重合体ブロックであって、上記(A)〜(C)以外の重合体ブロック。 - 前記共役ジエンブロック共重合体における芳香族ビニル化合物単位及び共役ジエン化合物単位の含有量の割合(芳香族ビニル化合物単位/共役ジエン化合物単位)が、質量比で、3/97〜80/20である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記第1の相において、透過型電子顕微鏡により撮影された電子顕微鏡写真に基づいて測定される、前記第1−1の相の面積(Sa)と前記第1−2の相の面積(Sb)とがなす比(Sa/(Sa+Sb))が、0.05〜0.9である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記第1の相において、前記第1−1の相は、前記第1−2の相中に粒子状に分散しており、透過型電子顕微鏡により撮影された電子顕微鏡写真に基づいて測定される、前記第1−1の相からなる粒子の数平均粒子径が10〜200nmである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記第1の相が島相を形成し、前記第2の相が海相を形成する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 全樹脂組成物中の、前記ポリエステル(A)由来の質量(MA)と前記変性水添共役ジエン重合体(B)由来の質量(MB)とがなす比(MA/(MA+MB))が、0.3〜0.7である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエステル(A)が、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンサクシネートから選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- さらに、下記官能基Xを有するオレフィン重合体(C−1)、及び下記官能基Xを有するアクリル重合体(C−2)から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
官能基X:カルボキシ基、酸無水物基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、アルコキシシリル基、ヒドロキシ基、イソシアネート基及びオキサゾリン基から選ばれる少なくとも1種。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の樹脂組成物からなるマスターバッチ。
- 請求項12に記載のマスターバッチと、ポリオレフィン及びポリエステルから選ばれる少なくとも1種との混合物を成形して得られる成形体。
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