JPH10324784A - 熱溶融性ポリビニルアルコール系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度及び耐衝撃性に優れるとともに、
形態安定性、寸法安定性が良好で、剛度も高い成形物を
与える熱溶融性ポリビニルアルコール系樹脂組成物を提
供すること。 【解決手段】 熱溶融可能な粘度平均重合度２００〜５
０００のポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）１００重量
部と、（イ）木綿又は合成繊維からなるカットファイバ
ー及び（ロ）無機質繊維の中から選ばれた少なくとも一
種の繊維状物質（Ｂ）３〜１０００重量部を含有する熱
溶融性ポリビニルアルコール系樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱溶融性ポリビニル
アルコール（以下、ＰＶＡと略記することがある。）系
樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、本発明は、機械的
強度及び耐衝撃性に優れるとともに、形態安定性，寸法
安定性、剛度、吸音性が良好な成形物を与える繊維状物
質含有熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＰＶＡは、一般的に強度、タフネスに優
れ、機械的強度は他のプラスチックスと比較してもより
優れた素材であることが知られており、フィルム，繊維
糊剤，紙へのコーティング剤などに広く使用されてい
る。またＰＶＡは代表的な水溶性樹脂であり、水と接触
するとＰＶＡのけん化度によって溶解速度は異なるが、
溶解してその形状をなくす性質を有している。さらにＰ
ＶＡは生分解性を有する樹脂であり、水に溶解したＰＶ
Ａは環境を汚染することなく自然に帰る特徴を有してい
る。ところで、熱溶融性ＰＶＡは成形直後は、硬く弾性
率の高い成形物を与えるが、長時間高湿度下に放置する
と吸湿し、形状や強度，伸度，弾性率などが大きく変化
するという問題があった。この問題点を解決するため
に、例えば、種々の添加物の配合や、ＰＶＡのけん化度
をできるだけ高くして樹脂の結晶性を高めることなどが
試みられているが、いずれも新たな問題点が生じ十分解
決されていないのが現状である。従来、タルク，クレ
ー，炭酸カルシウムなどの無機充填剤を配合することが
一般に行われているが、この場合、初期の強度や弾性率
は上昇するものの、放置すると時間の経過とともに物性
が変化することが多く、形態安定性は全く向上しない場
合がほとんどである。その上、耐衝撃性も無機充填剤の
配合量とともに低下するという問題があり、解決には至
っていない。またＰＶＡのけん化度を上げ、樹脂の結晶
性を高めて得られた成形物は、吸湿速度が遅く、吸湿し
ても初期の強度や弾性率を保持しやすいなど形態安定性
は比較的良好であるが、溶融成形性が大きく制限される
のを免れないという問題がある。すなわち、けん化度を
高くするとＰＶＡの融点が高くなり、ＰＶＡの分解温度
と成形温度とがきわめて近くなって、安定した成形条件
を取り得ないことが多い。このため、通常は可塑剤など
を多量に添加して融点を下げて成形することがなされて
いるが、この可塑剤添加のために吸湿性が大きくなり、
形態安定性が大きく低下するという問題が生じる。また
このような高けん化度ＰＶＡ成形物であっても、高い衝
撃強度は得られないものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、機械的強度及び耐衝撃性に優れるとともに、
温度、湿度による影響が少なく形態安定性や寸法安定
性、剛度、吸音性が良好である成形物を与える熱溶融性
ＰＶＡ系樹脂組成物を提供することを目的とするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有する熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物を開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、熱溶融可能な特定の重合
度を有するＰＶＡ系樹脂に、特定の繊維状物質を所定の
割合で配合することにより、その目的を達成しうること
を見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成した
ものである。すなわち、本発明は、熱溶融可能な粘度平
均重合度２００〜５０００のＰＶＡ系樹脂（Ａ）１００
重量部と、（イ）木綿又は合成繊維からなるカットファ
イバー及び（ロ）無機質繊維の中から選ばれた少なくと
も一種の繊維状物質（Ｂ）３〜１０００重量部を含有す
ることを特徴とする熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物を提供
するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の組成物においては、成分
（Ａ）として熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂が用いられる。
この熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂としては、熱溶融可能な
ものであればよく特に制限されず、種々のＰＶＡ系樹脂
を使用することができる。このようなものとしては、ビ
ニルエステルを常法に従って重合又は共重合したのち、
けん化処理して得られる重合体、具体的には、ビニルエ
ステル単独の重合体のけん化物、あるいはビニルエステ
ルと、α−オレフィン，ω−ヒドロキシ−α−オレフィ
ン，長鎖ビニルエーテル，ポリオキシアルキレン基含有
不飽和化合物，飽和分岐脂肪酸ビニル及び不飽和スルホ
ン酸塩などの中から選ばれた少なくとも一種の不飽和単
量体との共重合体のけん化物を挙げることができる。

【０００６】ここでビニルエステルとは酢酸ビニル，プ
ロピオン酸ビニル，ギ酸ビニル，バーサチック酸ビニ
ル，ピバリン酸ビニルなどが挙げられるが、工業的に生
産されコスト的に有利な酢酸ビニルが通常使用される。
本発明においては、この熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂とし
て、成形物の機械的強度，強靱性，可撓性などの面か
ら、粘度平均重合度が２００〜５０００の範囲にあるも
のが用いられる。この粘度平均重合度が２００未満のも
のは得られる成形物の機械的強度及び低温での耐衝撃強
度が小さく、落としたり、ものにぶつけたりした際に壊
れやすく、実用的でない。特に肉厚が薄い部分を含むボ
トルなどの成形物は、低い重合度のＰＶＡ系樹脂では強
度の点で問題がある。一方、粘度平均重合度が５０００
を超えると溶融粘度が高くなりすぎ、加工性が悪くな
る。成形物の物性及び加工性などを考慮すると、好まし
い粘度平均重合度は３００〜２０００の範囲である。

【０００７】また、このＰＶＡ系樹脂のけん化度は、熱
溶融可能であれば特に制限はなく、広い範囲で選ぶこと
ができる。このけん化度は、成形物の機械的強度や靭
性、特に形態安定性に強く関与しており、機械的強度や
形態安定性などを考慮すると、通常４０〜１００モル
％、好ましくは６０〜１００モル％である。無変性で通
常のＰＶＡの場合は、６０〜９５モル％の範囲が、成形
性及び成形物の機械的強度や他の機械的物性などの点か
ら好ましい。また、前述のビニルエステルと、α−オレ
フィン，ω−ヒドロキシ−α−オレフィン，長鎖ビニル
エーテル，ポリオキシアルキレン基含有不飽和化合物，
飽和分岐脂肪酸ビニル及び不飽和スルホン酸塩などの中
から選ばれた少なくとも一種の不飽和単量体との共重合
体をけん化して得られたＰＶＡ系樹脂では、けん化度は
８０〜１００モル％が好ましく、特に９０〜１００モル
％の範囲が好ましい。また、これらのＰＶＡ系樹脂にお
ける変性度の適正範囲は、成形性や生分解性などを考慮
すると０．５〜２０モル％の範囲が好ましく、特に１〜
１５モル％の範囲が好ましい。

【０００８】一方、本発明の組成物において、成分
（Ｂ）として用いられる繊維状物質は、（イ）木綿又は
合成繊維からなるカットファイバー及び（ロ）無機質繊
維の中から選ばれたものである。この繊維状物質は、成
形物の高い機械的物性を維持するとともに、形態安定
性，寸法安定性，耐衝撃性を改良するために使用され
る。また、荷重撓み温度が大幅に上昇することから、成
形物の耐熱性を向上させる効果も有している。

【０００９】この繊維状物質の配合量は、前記熱溶融可
能なＰＶＡ系樹脂１００重量部に対し、３〜１０００重
量部、好ましくは２０〜５００重量部、特に好ましくは
３０〜２００重量部の範囲で選定される。この配合量が
３重量部未満では所望の物性を有する成形物が得られ
ず、本発明の目的が達せられない。一方、１０００重量
部を越えると成形性が低下するとともに、強度や靭性な
ども低下する。

【００１０】前記（イ）成分の木綿又は合成繊維からな
るカットファイバーとしては、熱溶融可能なＰＶＡ系樹
脂と均一混合でき、接着性に優れているものであればい
ずれも使用することができる。中でもビニロン繊維、ポ
リアミド繊維、ポリイミド繊維、ポリスルフォン繊維、
アクリル繊維などが好ましく使用される。ポリプロピレ
ンやポリエステル繊維なども、通常ＰＶＡとの接着性は
あまりよくないが、繊維の表面処理やＰＶＡの変性など
によっては飛躍的に接着性が向上することもあり、使用
することができる。また、繊維のカット長は、配合して
成形性のあるものにするために、0.１〜２０ｍｍが好ま
しく、特に0.５〜５ｍｍの範囲が好適である。木綿の単
繊維の太さについては特に制限はなく、いずれの太さの
ものも使用することができる。また、合成繊維の使用可
能なデニール数は0.１〜５０デニールの範囲、好ましく
は１〜２０デニールの範囲がよい。これらのカットファ
イバーは、ＰＶＡ樹脂との相容性、分散性、接着性など
に優れているため、ＰＶＡ系樹脂に対してその物性や成
形性を低下させることなく、多量配合しうるという特徴
がある。さらに焼却時の残査が少ない上に充填剤等と比
較して軽量であることから好適に用いられる。このカッ
トファイバーは一種用いてもよく、二種以上を組み合わ
せて用いてもよい。

【００１１】一方、（ロ）成分の無機質繊維としては特
に制限はなく、プラスチック成形物の補強用として通常
使用されているものの中から適宜選択して用いることが
できる。この無機質繊維の例としては、ガラス繊維，炭
素繊維，アスベストなどを好ましく挙げることができ
る。繊維長は、通常0.１〜２０ｍｍ程度である。また、
ガラス繊維は、通常数十本が収束されたものをそのまま
使用することが多いが、混練中又は成形中に均一に分散
するものであれば、本発明でもそのまま使用することが
できる。最適繊維長は、混練時に切断されることが多
く、特に制限はない。この無機質繊維は一種用いてもよ
く、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明の組
成物においては、成分（Ｂ）の繊維状物質として、カッ
トファイバー及び無機質繊維を、それぞれ単独で用いて
もよく、また適当に組み合わせて用いてもよい。

【００１２】本発明の熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物に
は、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、
充填剤，可塑剤，他の熱可塑性樹脂、さらには着色剤，
香料，発泡剤，消臭剤，増量剤，滑剤，剥離剤，紫外線
吸収剤，熱安定化剤，難燃剤などの通常の添加剤を適宜
配合することができる。前記充填剤は、さらに硬度や剛
度を高め、重量感を与えるとともに、水崩壊性や生分解
性の速度を調整したり、ブロッキング防止性を発現させ
たり、印刷性を具備させるために使用することができ
る。この充填剤としては、例えばタルク，クレー，炭酸
カルシウム，シリカ，マイカ，アルミナ，酸化チタン，
酸化ジルコニウム，窒化ホウ素，窒化アルミニウムなど
の無機充填剤、尿素−ホルマリン系樹脂，メラミン−ホ
ルマリン系樹脂などの有機充填剤が挙げられる。この充
填剤の配合量は、特に制限はないが、熱溶融可能なＰＶ
Ａ系樹脂１００重量部に対し、好ましくは０〜３００重
量部、より好ましくは０〜１００重量部の範囲である。
また、前記可塑剤は、融点を低下させて、成形性を向上
させるとともに、成形物に柔軟性と靭性を付与する効果
を有する。この可塑剤としては特に制限はなく、ＰＶＡ
の可塑剤として一般に用いられているものを使用するこ
とができる。この可塑剤としては、例えばグリセリン，
ジグリセリン，ジエチレングリコールなどの多価アルコ
ール類、ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリ
コールなどのポリエーテル類、ビスフェノールＡ，ビス
フェノールＳなどのフェノール誘導体、その他Ｎ−メチ
ルピロリドンなどのアミド化合物、３価以上の多価アル
コール１モルに対し、アルキレンオキシド２〜４モル程
度を付加した化合物、さらには水などが挙げられる。こ
の可塑剤の配合量は、特に制限はないが、熱溶融可能な
ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対し、好ましくは０〜１０
０重量部、より好ましくは０〜２０重量部の範囲であ
る。さらに前記他の熱可塑性樹脂としては、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン
などの汎用樹脂が挙げられる。

【００１３】本発明の熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物の調
製方法については特に制限はなく、例えば（１）予め熱
溶融可能なＰＶＡ系樹脂と繊維状物質と所望により用い
られる各種添加成分とをブレンドしたのち、溶融混練し
てペレット化する方法、（２）所望により用いられる各
種添加成分をブレンドした熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂と
繊維状物質とを、混練機に別々に一定の割合で仕込みな
がら溶融混練後、ペレット化する方法などが挙げられ
る。ペレットの大きさは、外径が通常１〜１０ｍｍ、好
ましくは２〜８ｍｍの範囲で、かつ長さが、通常１〜１
２ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍの範囲である。本発明
の樹脂組成物を用いて溶融成形する方法としては特に制
限はなく、公知の各種成形方法、例えば射出成形法、ブ
ロー成形法、中空成形法などの押出成形法、圧締成形
法、Ｔダイからの押し出し製膜法、インフレーション製
膜法、熱成形法などの中から、状況に応じて適宜選択す
ることができる。また、この際、所望により、他の熱可
塑性樹脂を積層してもよい。この他の熱可塑性樹脂とし
ては、本発明の樹脂組成物の所望成分として、先に例示
したものと同じものを挙げることができる。このように
して得られた成形物は温度、湿度による影響が少なく、
形態安定性、寸法安定性、耐衝撃性に優れ、高い機械的
物性、剛度を有し、かつカットファイバーの場合、充填
剤を配合して得られた成形品と比較して軽量であり、廃
棄焼却時の残査が少ないため、種々の用途に供すること
ができる。またＰＶＡ系樹脂が本来有している生分解性
や耐有機薬品性、酸素バリヤー性についても、本発明の
組成物に引き継がれているため、種々の容器やフィル
ム，シート，成形物に成形して、ボビン部品、パーツフ
ィーダー、自動供給フィーダー、苗木用植木鉢、卵パッ
ク、果物用カップ、トレイ、型枠、ポータブルトレイ、
トイレタリー、ゴルフのティーやマーカーなどに使用す
ることができる。

【００１４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。なお実施例中とくに断りのないかぎり「％」及び
「部」は重量基準を表す。

【００１５】（１）重合度、けん化度の測定法法 ＪＩＳ Ｋ６７２６にて測定した。

【００１６】（２）評価方法 （２−１）曲げ物性 射出成形品を２０℃、相対湿度６５％ＲＨの雰囲気下で
７日間放置して調湿し、ＪＩＳ Ｋ７２０３に従い曲げ
強さ、曲げ弾性率を測定した。 （２−２）密度 重量法にて測定した。 （２−３）耐衝撃性 ＪＩＳ Ｋ７１１０に従いノッチ付きアイゾット衝撃値
を測定した。 （２−４）形態変形率 射出成形品を２０℃、相対湿度６５％ＲＨの雰囲気下で
７日間放置した時の寸法変化をノギスで測定した。 （２−５）荷重撓み温度 射出成形品を用い、ＪＩＳ Ｋ７２９７に従い測定し
た。

【００１７】実施例１ ５０℃で２４時間減圧乾燥した粘度平均重合度３５０，
けん化度７３モル％の部分けん化ＰＶＡ粉末１００部
と、ビニロン繊維（カット長５ｍｍ，1.５デニール，単
繊維強度１5.６g/dr）４５部を混合した後、下記の条件
で溶融混練、ペレット化を行い、本発明の樹脂組成物ペ
レット（径３ｍｍ，長さ４ｍｍ）を作製した。 （ペレット化条件） 東洋精機（株） ラボプラストミル ２軸 ２０ｍｍφ Ｌ／Ｄ＝２８ 回転数５０ｒｐｍ モーター２００Ｖ 定格２０Ａ 成形温度 １９０℃ このペレットを２００℃で射出成形した。射出成形品の
評価結果を表２に示す。

【００１８】実施例２〜５ 表１に示す組成物を使用したこと以外は、実施例１と同
様にして得られたペレットを射出成形した。射出成形品
の評価結果を表２に示す。

【００１９】なお、以下の実施例および比較例におい
て、繊維状物質としてビニロン繊維を使用した場合は、
実施例１と同じものを使用した。また、以下の実施例お
よび比較例において使用したＰＶＡ粉末は、実施例１と
同様にして、５０℃で２４時間減圧乾燥したものを使用
した。

【００２０】実施例６〜７ 表１に示す組成物を使用し、ペレット化温度２３０℃、
射出成形温度２３５℃としたこと以外は、実施例１と同
様にして得られたペレットを射出成形した。射出成形品
の評価結果を表２に示す。

【００２１】実施例８〜１３ 表１に示す組成物を使用したこと以外は、実施例１と同
様にして得られたペレットを射出成形した。射出成形品
の評価結果を表２に示す。

【００２２】比較例１〜８ 表１に示す組成物を使用したこと以外は、実施例１と同
様にして得られたペレットを射出成形した。射出成形品
の評価結果を表２に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】本発明の熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物
は、機械的強度及び耐衝撃性に優れる上に、形態安定
性，寸法安定性、剛度が良好な成形物を与えることがで
き、例えば容器，フィルム，シートなどの各種成形物に
好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恒成 直子 大阪府大阪市北区梅田１丁目12番39号 株 式会社クラレ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱溶融可能な粘度平均重合度２００〜５
   ０００のポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）１００重量
   部と、（イ）木綿又は合成繊維からなるカットファイバ
   ー及び（ロ）無機質繊維の中から選ばれた少なくとも一
   種の繊維状物質（Ｂ）３〜１０００重量部を含有するこ
   とを特徴とする熱溶融性ポリビニルアルコール系樹脂組
   成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱溶融性ポリビニルアル
   コール系樹脂組成物からなるペレット。
3. 【請求項３】 請求項１記載の熱溶融性ポリビニルアル
   コール系樹脂組成物からなる成形物。