JP6192988B2 - ポリ乳酸樹脂組成物 - Google Patents
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Description
〔1〕 ポリ乳酸樹脂に、該ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートを10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物を10〜100質量部、及びカルボジイミド化合物を配合し、溶融混練して得られるポリ乳酸樹脂組成物であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3であるポリ乳酸樹脂組成物。
〔2〕 架橋ポリ乳酸樹脂に、該架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートを10質量部を超えて、50質量部以下、及びメラミン化合物を10〜100質量部を配合し、溶融混練して得られるポリ乳酸樹脂組成物であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、ポリ乳酸樹脂組成物。
〔3〕 前記〔1〕又は〔2〕記載のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体。
〔4〕 前記〔1〕又は〔2〕記載のポリ乳酸樹脂組成物を180〜220℃のシリンダーに供給して、30〜110℃の金型内に射出成形する、成形体の製造方法。
〔5〕 ポリ乳酸樹脂、トリアリールホスフェート、メラミン化合物、及びカルボジイミド化合物を含む原料を溶融混練する、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法であって、該ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートが10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物が10〜100質量部であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
〔6〕 架橋ポリ乳酸樹脂、トリアリールホスフェート、及びメラミン化合物を含む原料を溶融混練する、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法であって、該架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートが10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物が10〜100質量部であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
〔7〕 前記〔1〕又は〔2〕記載のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体を用いる、該成形体からのトリアリールホスフェートのブリードの抑制方法。
ポリ乳酸樹脂としては、市販されているポリ乳酸樹脂(例えば、三井化学社製、商品名:レイシアH−100、H−280、H−400、H−440等や、Nature Works社製、商品名:Nature Works PLA/NW3001D、NW4032D等)の他、乳酸やラクチドから公知の方法に従って合成したポリ乳酸樹脂が挙げられる。強度や耐熱性の向上の観点から、光学純度が好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上のポリ乳酸樹脂が好ましく、例えば、比較的分子量が高く、また光学純度の高いNature Works社製ポリ乳酸樹脂(NW4032D等)が好ましい。光学純度とは、ポリ乳酸樹脂中、L体又はD体の占めるモル%の割合のことである。
試料のポリ乳酸樹脂3gをクロロホルム100mLに溶解させ、そこにベンジルアルコール50mLと少量のフェノールフタレインエタノール溶液を加え、0.05Nの水酸化カリウムエタノール溶液で滴定することにより求める。
本発明で用いられるトリアリールホスフェートは、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含むトリアリールホスフェート(以下、単にトリアリールホスフェートともいう)であればよいが、なかでも、以下の一般式:
(R1R2ArO)x(ArO)3−xPO
(式中、Arはベンゼン環を示し、R1、R2は、同一又は異なって、水素原子あるいは炭素数1又は2のアルキル基を示すが、共に水素原子である場合は除く。xは1〜3の整数を示す)
で表される化合物が好ましい。
本発明で用いられるメラミン化合物は、構造中にメラミン骨格を有する化合物であり、塩を形成している。メラミン化合物の例としては、リン酸メラミン、リン酸ジメラミン、ポリリン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、フタル酸メラミン、メラミンフタルイミド、ホウ酸メラミン、リン酸メラミンアンモニウム、ポリリン酸メラミンアンモニウム、メラミンシアヌレート、メラミンイソシアヌレートなどが挙げられる。メラミン化合物を含むポリ乳酸樹脂組成物の耐衝撃性、難燃性、耐久性、耐ブリード性を考慮すると、これらの内、ポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート、及びメラミンイソシアヌレートが好ましく、メラミンシアヌレート及び/又はメラミンイソシアヌレートがより好ましい。
好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が11〜50質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、
より好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜42質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、
さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜60質量部であり、
さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が20〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜60質量部であり、
さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が25〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜55質量部である。
好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が11〜50質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、
より好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜42質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、
さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜60質量部であり、
さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が20〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜60質量部であり、
さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が25〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜55質量部である。
本発明には、耐久性、耐衝撃性、耐ブリード性、難燃性の観点から、カルボジイミド化合物を用いることが好ましい。ここで、カルボジイミド化合物は、前述のトリアリールホスフェート、前述のメラミン化合物、及びポリ乳酸樹脂と共に溶融混練する際に、ポリ乳酸樹脂とは別個に配合されるものである。カルボジイミド化合物としては、モノカルボジイミド化合物や前記架橋ポリ乳酸樹脂の調製に用いたのと同様のポリカルボジイミド化合物が挙げられる。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、さらに可塑剤を配合し、溶融混練することもできる。可塑剤を配合することにより、ポリ乳酸樹脂又は架橋ポリ乳酸樹脂の可塑性を高めて結晶化を促進することができ、耐衝撃性により優れるものとなる。
また、本発明においては、ポリ乳酸樹脂又は架橋ポリ乳酸樹脂の結晶化速度を向上させ、耐衝撃性を向上する観点から、有機結晶核剤を配合し、溶融混練することができる。有機結晶核剤は、以下の(a)〜(d)からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機結晶核剤を用いることが好ましい。
(a)イソインドリノン骨格を有する化合物、ジケトピロロピロール骨格を有する化合物、ベンズイミダゾロン骨格を有する化合物、インジゴ骨格を有する化合物、フタロシアニン骨格を有する化合物、及びポルフィリン骨格を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機化合物〔有機結晶核剤(a)という〕
(b)カルボヒドラジド類、ウラシル類、及びN−置換尿素類からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機化合物〔有機結晶核剤(b)という〕
(c)芳香族スルホン酸ジアルキルの金属塩、リン酸エステルの金属塩、フェニルホスホン酸の金属塩、ロジン酸類の金属塩、芳香族カルボン酸アミド、及びロジン酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の有機化合物〔有機結晶核剤(c)という〕
(d)分子中に水酸基とアミド基を有する化合物及びヒドロキシ脂肪酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の有機化合物〔有機結晶核剤(d)という〕
また、本発明の一態様として、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法を提供する。
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、加工性が良好であり、公知の方法に従って各種成形体とすることができる。成形方法としては、公知の方法を用いることができるが、例えば、本発明のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形することにより、耐衝撃性、耐ブリード性、難燃性に優れる成形体を提供することができる。よって、本発明はまた、本発明のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体を提供する。
本発明はまた、成形体の耐ブリード性が良好なことから、トリアリールホスフェートのブリード抑制方法を提供する。
<3> カルボジイミド化合物が、好ましくはモノカルボジイミド化合物及びポリカルボジイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはポリカルボジイミド化合物であり、さらに好ましくは芳香族ポリカルボジイミド化合物及び脂環族ポリカルボジイミド化合物であり、よりさらに好ましくは芳香族ポリカルボジイミド化合物である、前記<1>又は<2>に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<4> ポリ乳酸樹脂組成物に配合されるカルボジイミド化合物とトリアリールホスフェートの配合質量比(カルボジイミド化合物/トリアリールホスフェート)が、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.025以上、より更に好ましくは0.028以上であり、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.05以下、更に好ましくは0.04以下、より更に好ましくは0.038以下であり、また、好ましくは0.01〜0.1、より好ましくは0.02〜0.05、さらに好ましくは0.025〜0.04、より更に好ましくは0.028〜0.038である、前記<1>〜<3>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<5> トリアリールホスフェートの配合又は含有量が、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、10質量部を超えるものであり、好ましくは11質量部以上、より好ましくは15質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、更により好ましくは25質量部以上であり、50質量部以下であり、好ましくは42質量部以下、より好ましくは38質量部以下であり、また、10質量部を超え、50質量部以下であり、好ましくは11〜50質量部、より好ましくは15〜42質量部、さらに好ましくは15〜38質量部、より更に好ましくは20〜38質量部、より更に好ましくは25〜38質量部である、前記<1>〜<4>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<6> メラミン化合物の配合又は含有量が、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、10質量部以上であり、好ましくは20質量部以上、より好ましくは33質量部以上であり、100質量部以下であり、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは55質量部以下であり、また、10〜100質量部、好ましくは20〜70質量部、より好ましくは20〜60質量部、さらに好ましくは33〜60質量部、より更に好ましくは33〜55質量部である、前記<1>〜<5>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<7> ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートとメラミン化合物の合計配合量が、好ましくは40質量部以上、より好ましくは50質量部以上、更に好ましくは70質量部以上であり、好ましくは120質量部以下、より好ましくは90質量部以下、更に好ましくは85質量部以下であり、好ましくは40〜120質量部、より好ましくは50〜90質量部、更に好ましくは70〜85質量部である、前記<1>〜<6>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<8> ポリ乳酸樹脂組成物中のポリ乳酸樹脂の配合又は含有量が、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下であり、好ましくは30〜80質量%、より好ましくは40〜70質量%、さらに好ましくは50〜60質量%である、前記<1>〜<7>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<9> ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が11〜50質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、より好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜42質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜60質量部であり、さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が20〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜60質量部であり、さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が25〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜55質量部である、前記<1>〜<8>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<10> ポリ乳酸樹脂が、ポリ乳酸樹脂とポリカルボジイミドとを、予め好ましくは180℃以上、より好ましくは190℃以上、更に好ましくは195℃以上であり、好ましくは230℃以下、より好ましくは220℃以下であり、好ましくは180〜230℃、より好ましくは190〜220℃、更に好ましくは195〜220℃で混練し、冷却して得られた架橋ポリ乳酸樹脂を含む、前記<1>〜<9>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<11> ポリカルボジイミドの使用量が、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.25質量部以上、さらに好ましくは0.5質量部以上であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは2質量部以下、さらに好ましくは1.5質量部以下であり、好ましくは0.1〜5質量部、より好ましくは0.25〜2質量部、さらに好ましくは0.5〜1.5質量部である、前記<10>に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<12> ポリ乳酸樹脂と架橋ポリ乳酸樹脂の合計中、架橋ポリ乳酸樹脂の含有量(架橋ポリ乳酸樹脂と未架橋ポリ乳酸樹脂の合計量中の架橋ポリ乳酸樹脂の含有量)は、好ましくは30〜100質量%、より好ましくは50〜100質量%、さらに好ましくは80〜100質量%である、前記<10>又は<11>記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<13> 架橋ポリ乳酸樹脂に、該架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートを10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物を10〜100質量部を、溶融混練して得られた架橋ポリ乳酸樹脂組成物であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、ポリ乳酸樹脂組成物。
<14> 架橋ポリ乳酸樹脂のカルボキシル基末端濃度が、好ましくは20mmol/kg以下、より好ましくは15mmol/kg以下、更に好ましくは12mmol/kg以下、より更に好ましくは10mmol/kg以下であり、3mmol/kg以上であることが好ましく、好ましくは3〜20mmol/kg、より好ましくは3〜15mmol/kg、更に好ましくは3〜12mmol/kg、より更に好ましくは3〜10mmol/kgである、前記<10>〜<13>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<15> ポリ乳酸樹脂組成物中の架橋ポリ乳酸樹脂の配合又は含有量が、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下であり、好ましくは30〜80質量%、より好ましくは40〜70質量%、さらに好ましくは50〜60質量%である、前記<10>〜<14>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<16> トリアリールホスフェートの配合又は含有量が、架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、10質量部を超えるものであり、好ましくは11質量部以上、より好ましくは15質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、より更に好ましくは25質量部以上であり、50質量部以下であり、好ましくは42質量部以下、より好ましくは38質量部以下であり、また、10質量部を超え、50質量部以下であり、好ましくは11〜50質量部、より好ましくは15〜42質量部、さらに好ましくは15〜38質量部、より更に好ましくは20〜38質量部、より更に好ましくは25〜38質量部である、、前記<10>〜<15>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<17> トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含むトリアリールホスフェートであって、好ましくは、以下の一般式:
(R1R2ArO)x(ArO)3−xPO
(式中、Arはベンゼン環を示し、R1、R2は、同一又は異なって、水素原子あるいは炭素数1又は2のアルキル基を示すが、共に水素原子である場合は除く。xは1〜3の整数を示す)
で表される化合物である、前記<1>〜<16>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<18> トリアリールホスフェートが、好ましくはトリキシレニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ジキシレニルフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、及びクレジルジフェニルホスフェートからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはトリキシレニルホスフェート及び/又はクレジルジフェニルホスフェートである、前記<1>〜<17>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<19> メラミン化合物の配合又は含有量が、架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、10質量部以上であり、好ましくは20質量部以上、より好ましくは33質量部以上であり、100質量部以下であり、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは55質量部以下であり、また、10〜100質量部、好ましくは20〜70質量部、より好ましくは20〜60質量部、さらに好ましくは33〜60質量部、より更に好ましくは33〜55質量部である、前記<10>〜<18>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<20> メラミン化合物が、好ましくはリン酸メラミン、リン酸ジメラミン、ポリリン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、フタル酸メラミン、メラミンフタルイミド、ホウ酸メラミン、リン酸メラミンアンモニウム、ポリリン酸メラミンアンモニウム、メラミンシアヌレート、メラミンイソシアヌレートからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート、及びメラミンイソシアヌレートからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、さらに好ましくはメラミンシアヌレート及び/又はメラミンイソシアヌレートである、前記<1>〜<19>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<21> 架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が11〜50質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、より好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜42質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜70質量部であり、さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が15〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜60質量部であり、さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が20〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜60質量部である、さらに好ましくは、トリアリールホスフェートの配合量が25〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜55質量部である、前記<10>〜<20>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<22> ポリ乳酸樹脂組成物におけるトリアリールホスフェートとメラミン化合物の質量の比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が、0.2以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上であり、3以下、好ましくは2以下、より好ましくは0.9以下、更に好ましくは0.8以下であり、また、0.2〜3であり、好ましくは0.3〜2、より好ましくは0.4〜2、さらに好ましくは0.4〜0.9、より更に好ましくは0.5〜0.8である、前記<1>〜<21>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<23> 架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートとメラミン化合物の合計配合量が、好ましくは40質量部以上、より好ましくは50質量部以上、更に好ましくは70質量部以上であり、好ましくは120質量部以下、より好ましくは90質量部以下、更に好ましくは85質量部以下であり、好ましくは40〜120質量部、より好ましくは50〜90質量部、更に好ましくは70〜85質量部である、前記<10>〜<22>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<24> 更に、有機結晶核剤を配合して、溶融混練してなる、前記<1>〜<23>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<25> 有機結晶核剤の配合又は含有量が、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜5質量部、より好ましくは0.5〜3質量部、さらに好ましくは0.7〜3質量部、よりさらに好ましくは0.7〜2質量部である、前記<24>に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<26> 有機結晶核剤の配合又は含有量が、架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜5質量部、より好ましくは0.5〜3質量部、さらに好ましくは0.7〜3質量部、よりさらに好ましくは0.7〜2質量部である、前記<24>に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<27> 更に、可塑剤を配合し、溶融混練してなる、前記<1>〜<26>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<28> 可塑剤の配合又は含有量が、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは1〜30質量部、さらに好ましくは3〜25質量部、よりさらに好ましくは5〜20質量部、更により好ましくは6〜18質量部である、前記<27>に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<29> 可塑剤の配合又は含有量が、架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは1〜30質量部、さらに好ましくは3〜25質量部、よりさらに好ましくは5〜20質量部、更により好ましくは6〜18質量部である、前記<27>に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<30> 溶融混練温度が、好ましくは170℃以上、より好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下であり、好ましくは170〜240℃、より好ましくは170〜220℃、さらに好ましくは180〜220℃である、前記<1>〜<29>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
<31> 前記<1>〜<30>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体。
<32> 前記<1>〜<30>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物を好ましくは180℃以上であり、好ましくは220℃以下、より好ましくは210℃以下であり、好ましくは180〜220℃、より好ましくは180〜210℃のシリンダーに供給して、好ましくは110℃以下、より好ましくは90℃以下、さらに好ましくは80℃以下であり、好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、さらに好ましくは60℃以上であり、好ましくは30〜110℃、より好ましくは40〜90℃、さらに好ましくは60〜80℃の金型内に射出成形することを特徴とする、前記<31>記載の成形体の製造方法。
<33> ポリ乳酸樹脂、トリアリールホスフェート、メラミン化合物、及びカルボジイミド化合物を含む原料を溶融混練する、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法であって、該ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートが10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物が10〜100質量部であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、前記<1>記載のポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
<34> 架橋ポリ乳酸樹脂、トリアリールホスフェート、及びメラミン化合物を含む原料を溶融混練する、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法であって、該架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートを10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物が10〜100質量部であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、前記<9>記載のポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
<35> 溶融混練温度が、好ましくは170℃以上、より好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下であり、好ましくは170〜240℃、より好ましくは170〜220℃、さらに好ましくは180〜220℃である、前記<33>又は<34>記載のポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
<36> 前記<1>〜<30>いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体を用いる、該成形体からの前記トリアリールホスフェートのブリードの抑制方法。
ポリ乳酸樹脂としてポリ乳酸樹脂(a−1)(NatureWorks製、4032Dカルボキシル基末端濃度22mmol/kg)50部と、ポリカルボジイミド系架橋剤としてポリ(ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)(日清紡ケミカル社製、カルボジライトLA−1)0.5部を、2軸押出機(池貝鉄工社製、PCM−45)にて、シリンダーの設定温度200℃、回転数100rpm、30kg/hの供給量で溶融混練し、溶融混練物のストランドカットを行い、ポリ乳酸樹脂がポリカルボジイミド系架橋剤により架橋した架橋ポリ乳酸樹脂(架橋ポリ乳酸樹脂)のペレット(径:3〜4mm)を得た。得られた架橋ポリ乳酸樹脂のカルボキシル基末端濃度は、7mmol/kgであった。
[工程A]
表1〜4に示す組成物原料を、同方向噛み合型二軸押出機(東芝機械社製 TEM−41SS)を用いて190℃で溶融混練し、ストランドカットを行い、ポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。なお、得られたペレットは、110℃で2時間除湿乾燥し、水分量を500ppm以下とした。尚、実施例17〜22には、前記ポリカルボジイミドで処理したポリ乳酸樹脂を用いた。
工程Aで得られたペレットを、シリンダー温度を200℃とした射出成形機(日本製鋼所 J75E−D)を用いて射出成形し、金型温度80℃、成形時間60秒でテストピース〔角柱状試験片(125mm×12mm×6mm)、(125mm×12mm×1.6mm)、(63mm×13mm×6mm)〕を得た。
〔ポリ乳酸樹脂〕
4032D:ポリ乳酸樹脂、Nature Works4032D(ネイチャーワークス社製)
〔有機結晶核剤〕
スリパックスH:エチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド(日本化成社製)
PPA−Zn:無置換のフェニルホスホン酸亜鉛塩(日産化学工業社製)
〔炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含む、トリアリールホスフェート(トリアリールホスフェート)〕
CDP:クレジルジフェニルホスフェート(大八化学工業社製)
TXP:トリキシレニルホスフェート(大八化学工業社製)
〔他のリン系化合物〕
TPP:トリフェニルホスフェート(大八化学工業社製)
レオフォス65:トリアリールホスフェートイソプロピル化物(味の素ファインテクノ社製)
SPB−100:ヘキサフェノキシシクロホスファゼン(大塚化学社製)
HCA:9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド(三光社製)、ジアリール化合物
Fyrolflex RDP:1,3−フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)(ICL−IP JAPAN社製)
〔メラミン化合物〕
メラミンシアヌレート:MC−6000(日産化学工業社製)
ポリリン酸メラミン:アピノンMPP−A(三和ケミカル社製)
〔含窒素化合物〕
スルファミン酸グアニジン:アピノン-101(三和ケミカル社製)
〔カルボジイミド化合物〕
ポリカルボジイミド:スタバクゾールP(Rhein Chemie社製)、芳香族ポリカルボジイミド化合物
モノカルボジイミド:スタバクゾールI LF(Rhein Chemie社製)
LA−1:カルボジライトLA−1(日清紡ケミカル社製)、脂環族ポリカルボジイミド化合物
テストピース〔角柱状試験片(125mm×12mm×1.6mm)〕を用いて、Underwriters Laboratories社の安全標準UL94 垂直燃焼試験の手順に基づき、垂直に保持した試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させて、その後燃焼が30秒以内に止まったならば、さらに10秒間接炎させるという燃焼試験を5個の試料について実施した。UL94垂直燃焼試験(UL94V)の判定基準に基づき、V−2、V−1、V−0の判定を行った。判定基準を以下に示した。なお、これらの判定基準に当てはまらないものについては難燃性をNotとした。
・V−0
いずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試料がない。
5個の試料に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が50秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる、燃焼する粒子を落下させる試料がない。
2回目の接炎の後、30秒以上赤熱を続ける試料がない。
・V−1
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試料がない。
5個の試料に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる、燃焼する粒子を落下させる試料がない。
2回目の接炎の後、60秒以上赤熱を続ける試料がない。
・V−2
いずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試料がない。
5個の試料に対する10回の接炎に対する総燃焼時間が250秒を超えない。
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がない。
試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる、燃焼する粒子の落下が許容される。
2回目の接炎の後、60秒以上赤熱を続ける試料がない。
テストピース(63mm×13mm×6mm)を用いて、ASTM D256に基づき、Izod衝撃試験機(安田精機製作所社製)を使用して、n=10にて衝撃試験を実施してIzod衝撃強度(J/m)を測定し、それらの数平均値を示した。Izod衝撃強度(J/m)が高いほど耐衝撃性に優れることを示す。Izod衝撃強度(J/m)は、60J/m以上が好ましく、65J/m以上がより好ましい。
テストピース(125mm×12mm×6mm)を用いて温度60℃/湿度85%の条件で恒温室に400時間保管し、その後室温で1晩静置後、試験例2の耐衝撃性の評価を実施した。得られた結果については、耐久性試験実施前の初期物性値から保持率[%]を算出した。算出方法については下記に示す。
保持率[%]=(耐久性試験実施後の耐衝撃性試験結果)/(耐久性試験実施前の耐衝撃性試験結果)×100
耐久性(保持率[%])は、55%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、70%以上が更に好ましく、80%以上が更により好ましい。
テストピース(125mm×12mm×1.6mm)を用いて温度60℃/湿度85%の条件で恒温室に1週間静置後、その表面外観における添加剤のブリードの有無を目視で観察し、下記の判定基準で耐ブリード性の評価を行った。ブリードが少ないほど、耐ブリード性に優れることを示す。
3:目視でも確認できず、指でなぞっても液体が付着しない。
2:目視では確認できないが、指でなぞると指にわずかに液体の付着感がある。
1:目視で成形体表面に液滴が確認され、指でなぞると指に液体が付着し、成形体表面に液体の筋が生じる。
Claims (21)
- ポリ乳酸樹脂に、該ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートを10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物を10〜100質量部、及びカルボジイミド化合物を配合し、溶融混練して得られるポリ乳酸樹脂組成物であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3であるポリ乳酸樹脂組成物。
- カルボジイミド化合物の配合量が、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部である、請求項1に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- カルボジイミド化合物が、芳香族ポリカルボジイミド化合物を含む、請求項1又は2に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂組成物に配合されるカルボジイミド化合物とトリアリールホスフェートの質量比(カルボジイミド化合物/トリアリールホスフェート)が0.01〜0.1である、請求項1〜3のいずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートとメラミン化合物との合計配合量が40〜120質量部である請求項1〜4いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートの配合量が15〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜60質量部である、請求項1〜5いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートの配合量が20〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜60質量部である、請求項1〜6いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂が、ポリ乳酸樹脂とポリカルボジイミドとを予め180〜230℃で混練し、冷却して得られた架橋ポリ乳酸樹脂を含む、請求項1〜7いずれか記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 架橋ポリ乳酸樹脂に、該架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートを10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物を10〜100質量部をを配合し、溶融混練して得られたポリ乳酸樹脂組成物であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、ポリ乳酸樹脂組成物。
- 架橋ポリ乳酸樹脂のカルボキシル基末端濃度が3〜20mmol/kgである、請求項8又は9に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- トリアリールホスフェートが、トリキシレニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、ジキシレニルフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、及びクレジルジフェニルホスフェートからなる群から選ばれる一種以上である請求項1〜10いずれか記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- メラミン化合物がメラミンシアヌレート又はメラミンイソシアヌレートである請求項1〜11いずれか記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートとメラミン化合物との合計配合量が40〜120質量部である請求項8〜12いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 更に、有機結晶核剤を配合してなる、請求項1〜13のいずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートの配合量が15〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が20〜60質量部である、請求項8〜14のいずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートの配合量が20〜38質量部であって、メラミン化合物の配合量が33〜60質量部である、請求項8〜15のいずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 請求項1〜16いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体。
- 請求項1〜16いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物を180〜220℃のシリンダーに供給して、30〜110℃の金型内に射出成形する、成形体の製造方法。
- ポリ乳酸樹脂、トリアリールホスフェート、メラミン化合物、及びカルボジイミド化合物を含む原料を溶融混練する、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法であって、該ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートが10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物が10〜100質量部であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、請求項1記載のポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
- 架橋ポリ乳酸樹脂、トリアリールホスフェート、及びメラミン化合物を含む原料を溶融混練する、ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法であって、該架橋ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、トリアリールホスフェートが10質量部を超えて、50質量部以下、メラミン化合物が10〜100質量部であって、前記トリアリールホスフェートが、炭素数1又は2のアルキル基を有するアルキルアリール基を1つ以上含み、前記トリアリールホスフェートと前記メラミン化合物の質量比(トリアリールホスフェート/メラミン化合物)が0.2〜3である、請求項9記載のポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜16いずれかに記載のポリ乳酸樹脂組成物を射出成形して得られる成形体を用いる、該成形体からの前記トリアリールホスフェートのブリードの抑制方法。
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