JPWO2009004769A1 - 結晶性ポリ乳酸樹脂組成物およびそれからなる成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
[式中、R1は、炭素数2〜30の飽和あるいは不飽和の脂肪鎖、飽和あるいは不飽和の脂肪環、あるいは、芳香環を表す。R2は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基あるいはシクロアルケニル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、あるいは、下記の式(a)〜(d)のいずれかで表される基を表す。1つ以上の水素原子がヒドロキシル基で置換されてもよい。aは2〜6の整数を表す。]
R9−(NHCO−R10)f (2)
[式中、R9は炭素数2〜30の飽和あるいは不飽和の脂肪鎖、不飽和の脂肪環、または芳香環を表す。R10は前記のR2と同義である。fは2〜6の整数を表す。]
R11−(CONHNHCO−R12)h (3)
[式中、R11は、炭素数2〜30の飽和あるいは不飽和の脂肪鎖、不飽和の脂肪環、または芳香環を表す。R12は前記のR2と同義である。hは2〜6の整数を表す。]
一般式(1)〜(3)で表される具体的な化合物としては、例えば、ヘキサメチレンビス−9、10−ジヒドロキシステアリン酸ビスアミド、p−キシリレンビス−9、10ジヒドロキシステアリン酸アミド、デカンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、ヘキサンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジアニリド、N,N′,N″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、トリメシン酸トリス(t−ブチルアミド)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアニリド、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、N,N′−ジベンゾイル−1,4−ジアミノシクロヘキサン、N,N′−ジシクロヘキサンカルボニル−1,5−ジアミノナフタレン、エチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビス(12−ヒドロキシステアリン酸)アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドなどがあげられる。
(1)D体含有量:
ポリ乳酸樹脂(A)または樹脂組成物の約0.3gを1N−水酸化カリウム/メタノール溶液6mLに加え、65℃にて充分撹拌した後、硫酸450μLを加えて、65℃にて撹拌し、ポリ乳酸を分解させた。そのサンプル5mLと、純水3mLと、塩化メチレン13mLとを混合して振り混ぜた。そしてこれを静置分離した後、下部の有機層を約1.5mL採取し、孔径0.45μmのHPLC用ディスクフィルターでろ過後、HewletPackard社製「HP−6890SeriesGCsystem」でGC測定した。乳酸メチルエステルの全ピーク面積に占めるD−乳酸メチルエステルのピーク面積の割合(%)を算出し、これをD体含有量(%)とした。
ポリ乳酸樹脂(A)または樹脂組成物を、JIS K7210に準拠し、190℃において測定した。
ISO準拠の試験片を射出成形機において所定の成形条件で成形した際、得られた試験片を変形することなく取り出せる最短の所要時間(射出時間+保圧時間+冷却時間)を、成形サイクルとした。なお、成形サイクルが100秒を上回る場合は、成形作業性が著しく劣るだけでなく、シリンダ内に滞留する溶融樹脂の劣化の影響も大きくなり、実用上成形困難であるため、成形サイクルの見極めにおいては上限を100秒とした。
ISO 75に準拠し、荷重0.45MPaで熱変形温度を測定した。そのとき、熱変形温度が100℃を超えるものを「優秀」と評価して「◎」と表し、熱変形温度が80〜100℃であるものを「良好」と評価して「○」と表し、熱変形温度が70〜80であるものを「やや劣る」と評価して「△」と表し、熱変形温度が70℃未満であるものを「不良」と評価して「×」と表した。
金型温度80℃で成形された試験片を用い、X線回折装置(理学電気工業社製、RAD-rB)において、WAXD反射フィルム法によって広角X線回折測定をおこない、多重ピーク分離法で解析することにより得られた結晶部面積比率を用いて測定した。成形サイクルが100秒を上回る場合は、成形サイクル100秒における成形試験片を用いて測定した。
DSC測定装置(Perkin Elmer Thermal Analysis)を用い、試料を完全融解した後、50℃/分で降温し、そのときのピーク面積から、結晶化の際の熱量(J/g)を算出した。このピークのピークトップの温度を結晶化ピーク温度とした。
成形したISO試験片を50℃50%RHの高温高湿度環境に72時間曝したうえで、ISO178に準拠して曲げ強度を測定した。そのとき、暴露前の値に対する保持率が95%以上であれば「優秀」と評価して「◎」と表し、80〜95%であれば「良好」と評価して「○」と表し、50〜80%であれば「やや劣る」と評価して「△」と表し、50%以下であれば「不良」と評価して「×」と表した。
(1)ポリ乳酸樹脂(A)
・S−06:トヨタ社製、D体含有量=0.2モル%、MFR=4g/10分
・S−09:同社製、D体含有量=0.1モル%、MFR=6g/10分
・S−12:同社製、D体含有量=0.1モル%、MFR=8g/10分
・S−17:同社製、D体含有量=0.1モル%、MFR=11g/10分
・A−1:同社製、D体含有量=0.6モル%、MFR=2g/10分
・TE−4000:ユニチカ社製、D体含有量=1.4%、MFR=10g/10分
・合成例1:D体含有量0.08モル%のL−ラクチド2,000gと、ヘキサンジオール1.4gとをガラス製重合管内に入れ、窒素気流下、加熱融解した。その後、ジオクチル錫0.4gを加え、撹拌しながら180℃で1時間反応させた。その30分後に5hPaに減圧し、その後、生成したポリL-乳酸樹脂を払い出した。得られたポリL-乳酸樹脂は、D体含有量が0.08モル%、MFRが15g/10分であった。
・トヨタ社製、KX238B(ポリ乳酸をベースとした、結晶核剤10質量%含有マスターバッチ)
・N,N′−エチレンビス(12−ヒドロキシステアリン酸)アミド:川研ファインケミカル社製、WX−1
・N,N′,N″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド:新日本理化社製、TF−1
・5−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム:東京化成工業社製
・オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド:アデカ社製、T−1287N
(3)(メタ)アクリル酸エステル化合物(C)
・エチレングリコールジメタクリレート:日本油脂社製、ブレンマーPDE−50
(4)過酸化物(D)
・ジ−t−ブチルパーオキサイド:日本油脂社製、パーブチルD
(5)反応性化合物
・イソシアネート変性カルボジイミド:日清紡社製、LA−1(イソシアネート基含有率1〜3質量%)
・カルボジイミド:松本油脂製薬社製、EN−160
(6)架橋剤
・ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HMDI」と称す)
実施例1
ポリ乳酸樹脂として表1に示すようにS−12を90質量部用い、また結晶核剤としてKX238B(結晶核剤10質量%含有)を10質量部(結晶核剤量:1質量部)用いた。これらをドライブレンドして二軸押出機(東芝機械社製、TEM37BS型)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200rpm、吐出量15kg/hの条件で、ベントを効かせながら押出しを実施した。
ポリ乳酸樹脂、結晶核剤、(メタ)アクリル酸エステル化合物、過酸化物、反応性化合物について、配合の有無、種類、量を変えた。それ以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物ペレットを得た。
Claims (11)
- D体含有量が0.6モル%以下である、または99.4モル%以上であるポリ乳酸樹脂(A)95〜99.97質量部と、結晶核剤(B)0.03〜5質量部とを含有することを特徴とする結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 結晶核剤(B)が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 結晶核剤(B)が、N,N′,N″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、N,N′−エチレンビス(12−ヒドロキシステアリン酸)アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、および5−スルホイソフタル酸ジメチル金属塩から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂(A)100質量部に対して、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、およびオキサゾリン化合物から選ばれる1種以上の反応性化合物(E)0.1〜20質量部を含有することを特徴とする請求項1記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- D体含有量が0.6モル%以下である、または99.4モル%以上であるポリ乳酸樹脂(A)100質量部と、(メタ)アクリル酸エステル化合物(C)0.01〜20質量部と、過酸化物(D)0.02〜20質量部とが溶融混練されたものであることを特徴とする結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- D体含有量が0.6モル%以下である、または99.4モル%以上であるポリ乳酸樹脂(A)100質量部と、ポリ乳酸樹脂(A)95〜99.97質量部に対して0.03〜5質量部の結晶核剤(B)と、(メタ)アクリル酸エステル化合物(C)0.01〜20質量部と、過酸化物(D)0.02〜20質量部とが溶融混練されたものであることを特徴とする結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 結晶核剤(B)が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項6記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 結晶核剤(B)が、N,N′,N″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、N,N′−エチレンビス(12−ヒドロキシステアリン酸)アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、および5−スルホイソフタル酸ジメチル金属塩から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項6記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂(A)100質量部に対して、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、およびオキサゾリン化合物から選ばれる1種以上の反応性化合物(E)0.1〜20質量部を含有することを特徴とする請求項5記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂(A)100質量部に対して、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、およびオキサゾリン化合物から選ばれる1種以上の反応性化合物(E)0.1〜20質量部を含有することを特徴とする請求項6記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物。
- 請求項1から10までのいずれか1項に記載の結晶性ポリ乳酸樹脂組成物が成形されたものであることを特徴とする成形体。
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