JP5936953B2 - ポリ乳酸樹脂組成物およびその樹脂成形体 - Google Patents
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Description
(A)ポリ乳酸。
(B)ソルビトール,マンニトール,およびこれらの脱水縮合物からなる群から選ばれた少なくとも一つと、エチレンオキサイドを主体とするアルキレンオキサイドと、炭素数8〜24の脂肪酸との反応生成物。
(C)水酸基を有する脂肪酸アミド。
以下、これらについて説明する。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物における上記ポリ乳酸(A成分)は、原料モノマーとして乳酸のみを縮重合させて得られるポリ乳酸、あるいは、原料モノマーとして乳酸成分と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸成分(以下、単に、ヒドロキシカルボン酸成分ともいう)とを縮重合させて得られるポリ乳酸の両方をあらわす。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物における可塑剤には、ソルビトール,マンニトール,およびこれらの脱水縮合物からなる群から選ばれた少なくとも一つと、エチレンオキサイドを主体とするアルキレンオキサイドと、炭素数8〜24の脂肪酸との反応生成物(B成分)が用いられる。上記脱水縮合物としては、例えば、ソルビタン、イソソルバイド、マンニタン、イソマンナイド等があげられる。また、上記「エチレンオキサイドを主体とするアルキレンオキサイド」とは、アルキレンオキサイドの過半がエチレンオキサイドであることを示し、アルキレンオキサイドの全てがエチレンオキサイドであるものをも含む趣旨である。なお、上記アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサイド以外のものをエチレンオキサイドと併用する場合、例えば、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、イソブチレンオキサイド等が併用される。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物における結晶核剤には、ポリ乳酸樹脂成形体の成形性、耐熱性、耐衝撃性、透明性等の観点から、水酸基を有する脂肪酸アミド(C成分)が用いられる。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物には、上記(A)〜(C)成分以外にも、本発明の効果を損なわない範囲(ポリ乳酸樹脂組成物全体の20重量%未満。好ましくは1〜15重量%の範囲、より好ましくは1〜10重量%の範囲。)で、他の樹脂が適宜含有されていてもよい。他の樹脂としては、例えば、アクリル樹脂,ポリプロピレン,ポリスチレン,ABS樹脂,AS樹脂,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルエーテルケトン,ポリエステル,ポリアセタール,ポリスルホン,ポリフェニレンオキサイド,ポリエーテルイミドなどの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂,メラミン樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,シリコーン樹脂,エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。なかでも、耐衝撃性等に優れ、透明性への影響がより少ない観点から、アクリル樹脂が好ましい。
また、本発明のポリ乳酸樹脂組成物には、必要に応じ、無機充填剤が含有されていてもよい。上記無機充填剤としては、具体的には、シリカ、シランカップリング剤等で表面処理されたシリカ、タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ガラス繊維、炭素繊維等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。なかでも、耐衝撃性および曲げ強度に優れるようになる観点から、シリカ(表面処理されたシリカも含む)が好ましい。
また、本発明のポリ乳酸樹脂組成物には、必要に応じ、加水分解抑制剤が含有されていてもよい。上記加水分解抑制剤としては、ポリカルボジイミド化合物やモノカルボジイミド化合物等のカルボジイミド化合物があげられ、ポリ乳酸樹脂成形体の成形性の観点からポリカルボジイミド化合物が好ましく、ポリ乳酸樹脂成形体の耐熱性、成形性、流動性、耐衝撃性及び結晶核剤の耐ブルーム性の観点から、モノカルボジイミド化合物がより好ましい。
また、本発明のポリ乳酸樹脂組成物には、可撓性等の物性向上の観点から、必要に応じ、耐衝撃性向上剤が含有されていてもよい。上記耐衝撃性向上剤としては、(メタ)アクリル酸重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体、エポキシ変性シリコーンアクリルゴム、ジエンとビニル単量体との共重合体およびその水素添加物、芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維、ジエンゴム、相溶化剤等を用いることができる。なお、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸および/またはメタクリル酸のことをあらわす。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸(A成分)と、可塑剤である特定の反応生成物(B成分)と、結晶核剤である脂肪酸アミド(C成分)と、必要に応じその他の材料とを、所定の割合で配合し、160〜240℃で溶融混合することにより、調製することができる。なお、上記溶融混合は、上記各材料を配合した後で行ってもよく、また、押出し機やバンバリーミキサー、ニーダー、加熱ロ−ル等を用いてポリ乳酸(A成分)を先に溶融させた後、その他の材料を配合し、ペレット状に形状を揃え調製してもよい。
ポリ乳酸(商品名:4032D、Natureworks社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノココエート(オキシエチレン基含有率:72重量%、商品名:ソルゲンTW−20、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(オキシエチレン基含有率:67重量%、商品名:ソルゲンTW−60、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート(オキシエチレン基含有率:67重量%、商品名:ソルゲンTW−80、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノベヘナート(オキシエチレン基含有率:64重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンマンニタンモノステアレート(オキシエチレン基含有率:67重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンイソソルバイドモノステアレート(オキシエチレン基含有率:65重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート(オキシエチレン基含有率:65重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンジラウレート(オキシエチレン基含有率:71重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンジベヘナート(オキシエチレン基含有率:62重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(オキシエチレン基含有率:51重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(オキシエチレン基含有率:86重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート(オキシエチレン基含有率:53重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート(オキシエチレン基含有率:83重量%、第一工業製薬社製)
ポリオキシエチレンソルビタンモノ−12−ヒドロキシステアレート(オキシエチレン基含有率:67重量%)
ポリオキシエチレンソルビタンセスキステアレート(オキシエチレン基含有率:65重量%)
ソルビタンモノステアレート(オキシエチレン基含有率:0重量%、商品名:ソルゲンTW−50V、第一工業製薬社製)
グリセリンモノステアレート(オキシエチレン基含有率:0重量%、商品名:エキセルS−95、花王社製)
コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル(オキシエチレン基含有率:64重量%)
ポリグリセリンの脂肪酸エステル(オキシエチレン基含有率:0重量%、商品名:チラバゾール VR−05、太陽化学社製)
N,N’−エチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド(商品名:ITOHWAX J−530、伊藤製油社製)
N,N’−ヘキサメチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド(商品名:ITOHWAX J−630、伊藤製油社製)
N,N’−キシリレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド(商品名:ITOHWAX J−700、伊藤製油社製)
N,N’−エチレンビス−8−ヒドロキシカプリル酸アミド(特開昭63−60956号公報に開示の製造方法により得られたもの)
N,N’−エチレンビス−2−ヒドロキシベヘン酸アミド(特開昭63−60956号公報に開示の製造方法により得られたもの)
タルク(商品名:MicroAce P−6、日本タルク社製)
ステアリン酸アミド(東京化成社製)
層間イオンがジオクタデシルジメチルアンモニウムイオンで置換されたモンモリロナイト(商品名:エスベンW、ホージュン社製)
ポリメチルメタクリレート(商品名:アクリペットHV、三菱レイヨン社製)
ポリD−乳酸で修飾されたシリカ(下記の合成例1により得られたもの)
[合成例1]テトラエトキシシラン10.0gを、D−乳酸(ピューラック社製、90質量%水溶液)990gに溶解させ、窒素バブリングさせながら130℃で4時間脱水縮合し、更に170℃、5mmHg減圧下で12時間攪拌して、脱水重合を行った後、その反応により得られた流動性のポリマーを取り出し、冷却固化させることにより、無色透明なポリD−乳酸で修飾されたシリカ(シリカ含有量:0.42%)を約680g得た。
乾式シリカ(商品名:レオロシールQS−102、トクヤマ社製、シリカ含有量:>99.9%)
ヒンダードフェノール酸化防止剤(商品名:IRGANOX 1076、BASF社製)
上記各材料を、後記の表1〜表5に示す割合で配合し、これを、2軸押出機(テクノベル社製、KZW20−30MG)を用いてそのシリンダー温度160〜190℃の条件で加熱混練し、樹脂組成物のペレットを得た。なお、上記ペレットは、減圧下、70℃の温度で12時間以上乾燥させた。
T−ダイ押出機(テクノベル社製)を使用して、上記ペレットから厚み0.4mmのシートを作製した後、シートを約300℃の赤外線ヒーターで上下から加熱して軟化させ、続いて90℃に温調した金型内に上記シートを入れて真空・圧空成形し、脱型することにより、樹脂成形体を得た。その脱型の際、上記金型から樹脂成形体が変形無く取り出せるまでの最短時間(金型保持時間)を測定した。なお、この最短時間が短いほど、生産性が高いことを示す。
上記のようにして金型成形して得られた樹脂成形体(ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体)を、90℃のオーブンに入れて30分間保持した。そして、上記加熱後に成形体に全く変形がみられなかったものを○、成形体が変形したものを×と評価した。
上記のようにして金型成形して得られた樹脂成形体(初期)の曇り度(ヘーズ)を、HAZEメーター(商品名:ヘーズコンピューター HZ−2、スガ試験機社製)により測定した。なお、この値(%)が小さいものほど透明性がよいことを示す。
上記樹脂成形体を90℃のオーブンに入れて24時間保持したものの曇り度(ヘーズ)を、HAZEメーター(商品名:ヘーズコンピューター HZ−2、スガ試験機社製)により測定した。なお、この値(%)が小さいものほど透明性がよいことを示す。
上記のようにして金型成形して得られた樹脂成形体(ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体)をアメリカFDAのFCN制度で定める溶出試験方法に従って溶出量を測定し累積推定1日摂取量(CEDI)を算出した。なお、溶出試験には擬似溶媒として10%エタノールを用い66℃、2時間の条件で加熱した。そして、擬似溶媒中に溶出した溶出物をガスクロマトグラフィーにて定量し溶出量を求めCEDI(ppm)を算出した。なお、この値が小さいほど、耐溶出性に優れることを示す。
Claims (8)
- 下記の(A)成分とともに、下記の(B)および(C)成分を含有することを特徴とするポリ乳酸樹脂組成物。
(A)ポリ乳酸。
(B)ソルビトール,マンニトール,およびこれらの脱水縮合物からなる群から選ばれた少なくとも一つと、エチレンオキサイドを主体とするアルキレンオキサイドと、炭素数8〜24の脂肪酸との反応生成物。
(C)水酸基を有する脂肪酸アミド。 - 上記(B)成分である反応生成物が、オキシエチレン基を30〜95重量%含有する請求項1記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 上記(B)成分である反応生成物が、アルキレンオキサイド由来の水酸基を有する請求項1または2記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 上記(B)成分である反応生成物が、分子内にエステル基を平均で0.5以上2.5未満有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 上記(C)成分である脂肪酸アミドが、水酸基を有する炭素数8〜24の脂肪酸と、アミノ基を2つ有する化合物とを反応させてなるビスアミド化合物である請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 上記(B)成分の含有量が、上記(A)成分100重量部に対して0.5〜10重量部の範囲である請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 上記(C)成分の含有量が、上記(A)成分100重量部に対して0.1〜0.7重量部の範囲である請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物からなることを特徴とする樹脂成形体。
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