KR101577381B1 - 수지 조성물 및 수지 성형체 - Google Patents

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Abstract

셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 50phr 이상 80 phr 이하와,
폴리카보네이트를 20phr 이상 50phr 이하와,
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 5phr 이상 20 phr 이하를 함유하는 수지 조성물을 제공한다.

Description

수지 조성물 및 수지 성형체{RESIN COMPOSITION AND RESIN MOLDED ARTICLE}
본 발명은, 수지 조성물 및 수지 성형체에 관한 것이다.
종래, 수지 조성물로서는 여러가지의 것이 제공되어, 각종 용도로 사용되고 있다. 특히 가전 제품이나 자동차의 각종 부품, 하우징 등에 사용되거나, 또한 사무 기기, 전자 전기 기기의 하우징 등의 부품에도 열가소성 수지가 사용되고 있다.
근래 지구 규모에서의 환경 문제에 대하여, 식물 유래의 수지의 이용은, 온실 효과 가스 배출량을 저감할 수 있는 재료로서 큰 기대를 불러 모으고 있다. 종래로부터 알려져 있는 식물 유래의 수지의 하나로, 셀룰로오스 유도체가 있다. 셀룰로오스 유도체는, 종래, 도료로서의 용도나 섬유로서의 용도로는 널리 이용되고 있지만, 셀룰로오스 유도체의 수지 성형체에의 이용시에는 아직 이용되고 있는 예는 거의 보이지 않는다.
예를 들면, 셀룰로오스에스테르(총 평균 치환도 2.7 이하의 아세트산셀룰로오스 등)와, 비(非)셀룰로오스에스테르계 열가소성 수지(방향족 폴리에스테르계 수지, 방향족 폴리카보네이트 수지 등)와, 상기 셀룰로오스에스테르에 대한 가소제(인산에스테르, 프탈산에스테르 등)와, 블리드 아웃(bleed out) 억제제(축합 인산에스테르 등)로 구성한 셀룰로오스에스테르계 수지 조성물이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2007-161943호 참조).
또한, (A) 폴리젖산 수지 및 (B) 셀룰로오스에스테르에서 선택되는 1종 이상의 수지 10 질량％ 이상 75 질량％ 이하, (C) 방향족 폴리카보네이트 수지 25 질량％ 이상 90 질량％ 이하 및 (D) 상용화제(相溶化劑)(예를 들면 무기 충전제, 글리시딜 화합물 또는 산무수물을 그래프트 또는 공중합한 고분자 화합물, 방향족 폴리카보네이트쇄를 갖는 그래프트 폴리머 및, 유기 금속 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종)를, (A) 및 (B)에서 선택되는 1종 이상과 (C) 성분의 합계량 100 질량부에 대하여 1 질량부 이상 50 질량부 이하 배합하고, 또한 (E) 난연제, (F) 불소계 화합물, (G) 에폭시 화합물을 배합하여 이루어지는 수지 조성물이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2006-111858호 참조).
또한, (A) 열가소성 폴리에스테르 수지, (B) 셀룰로오스를 주성분으로 하는 섬유, (C) 제1 난연제를 함유하고 있고, 상기 (A):(B)＝95:5∼5:95이며, 상기 (A) 열가소성 폴리에스테르 수지는, 원료의 일부로서, 바이오매스(biomass) 재료를 함유하는 것이고, (C) 제1 난연제는, 하기 식 (1) 「(C3H6N6)n·Hn +2PnO3n +1」에 의해 표시되는 2,4,6-트리아미노-1,3,5-트리아진 골격을 갖는 인산염(폴리인산멜라민)이며, 상기 (B) 셀룰로오스를 주성분으로 하는 섬유의 함유량을 100 중량부로 했을 때에, 상기 (C) 제1 난연제는 1∼20 중량부임을 특징으로 하는 섬유 강화 난연성 수지 조성물이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2008-303288호 참조).
또한, 열가소성 수지, 셀룰로오스계 필러, 무기질 필러 및 발포제를 함유하는 목질계 수지 조성물에 있어서, 셀룰로오스계 필러가 함(含)불소 폴리머의 존재 하에서 실리콘에 의해 변성 처리한 것인 목질계 수지 조성물이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특허3704280호 참조).
또한, 백도(白度) 80％ 이상의 셀룰로오스 분말 1∼60 중량％와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(이하, ABS 수지) 40∼99 중량％로 이루어지는 수지 조성물 100 중량부에 대하여, 착색제 3∼20 중량％와, 당해 ABS 수지에 대하여, 200℃에서의 전단(剪斷) 속도 103sec-1 하에서의 용융 점도의 비(比)가 0.4 이하 또는 2.5 이상인 스티렌계 수지 80∼97 중량％로 이루어지는 수지 조성물 0.1∼10 중량부와 발포제 0.01∼1 중량부를 혼합 성형하여 얻어지는 비중이 0.5∼1.0인 나뭇결조(調) 수지 성형물이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특허3695958호 참조).
본 발명의 과제는, 얻어지는 수지 성형체의 기계적 강도가 향상되는 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 의하면,
셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 50phr 이상 80 phr 이하와,
폴리카보네이트를 20phr 이상 50phr 이하와,
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 5phr 이상 20 phr 이하를 함유하는 수지 조성물(여기서 「phr」이란 「per hundred resin」의 약자로, 전 수지 성분 100 질량부에 대한 「질량부」이며, 상기 전 수지 성분이란 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와 폴리카보네이트의 합을 말하고, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체는 상기 전 수지 성분에 포함되지 않는다)이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 의하면,
셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 50phr 이상 80 phr 이하와,
폴리카보네이트를 20phr 이상 50phr 이하와,
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 5phr 이상 20 phr 이하를 함유하는 수지 성형체(여기서 「phr」이란 「per hundred resin」의 약자로, 전 수지 성분 100 질량부에 대한 「질량부」이며, 상기 전 수지 성분이란 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트와 폴리카보네이트의 합을 말하고, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체는 상기 전 수지 성분에 포함되지 않는다)가 제공된다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 수지 성형체를 구비하는 전자·전기 기기의 부품의 일례를 나타내는 모식도.
본 실시 태양에 있어서의 양상에 의하면, 이하의 수지 조성물이 제공된다.
즉, 본 실시 태양에 있어서 양상 1에 의하면,
셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 95phr 이하와,
아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지를 5phr 이상 50phr 이하를 함유하는 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 2에 의하면,
또한, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상 함유하는 양상 1에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 3에 의하면,
셀룰로오스에스테르의 함유량이 50phr 이상 80phr 이하이고,
또한 폴리카보네이트를 함유하며, 폴리카보네이트의 함유량과 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지의 함유량의 합계가 20phr 이상 50phr 이하인 양상 1 또는 2에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 4에 의하면,
상기 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상 20phr 이하로 함유하는 양상 1∼3 중 어느 1항에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 5에 의하면,
셀룰로오스에스테르가 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트인 양상 1∼4 중 어느 1항에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 6에 의하면,
또한, 하기 구조식 (1)으로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물을 5phr 이상 40phr 이하 함유하는 양상 1∼5 중 어느 1항에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
Figure 112014101494648-pat00001
본 실시 태양에 있어서 양상 7에 의하면,
또한, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 0.005phr 이상 20phr 이하 함유하는 양상 1∼6 중 어느 1항에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 8에 의하면,
드립 방지제를 더 함유하는 양상 1∼7 중 어느 1항에 기재된 수지 조성물이 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 9에 의하면,
셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 95phr 이하와,
아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지를 5phr 이상 50phr 이하를 함유하는 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 10에 의하면,
또한, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상 함유하는 양상 9에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 11에 의하면,
셀룰로오스에스테르의 함유량이 50phr 이상 80phr 이하이고, 또한 폴리카보네이트를 함유하며, 폴리카보네이트의 함유량과 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지의 함유량의 합계가 20phr 이상 50phr 이하인 양상 9 또는 10에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 12에 의하면,
상기 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상 20phr 이하로 함유하는 양상 9∼11 중 어느 1항에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 13에 의하면,
셀룰로오스에스테르가 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트인 양상 9∼12 중 어느 1항에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 14에 의하면,
또한, 상기 구조식 (1)으로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물을 5phr 이상 40phr 이하 함유하는 양상 9∼13 중 어느 1항에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 15에 의하면,
또한, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 0.005phr 이상 20phr 이하 함유하는 양상 9∼14 중 어느 1항에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 16에 의하면,
드립 방지제를 더 함유하는 양상 9∼15 중 어느 1항에 기재된 수지 성형체가 제공된다.
본 실시 태양에 있어서 양상 1 및 5에 의하면, 셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 95phr 이하와, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지를 5phr 이상 50phr 이하를 함유하지 않을 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체의 기계적 강도가 향상되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 2에 의하면, 셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 95phr 이하와, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지를 5phr 이상 50phr 이하를 함유하는 조성에 있어서, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상으로 함유하지 않을 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체의 치수 안정성이 향상되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 3에 의하면, 셀룰로오스에스테르의 함유량이 50phr 이상 80phr 이하이고, 또한 폴리카보네이트를 함유하며, 폴리카보네이트의 함유량과 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지의 함유량의 합계가 20phr 이상 50phr 이하이지 않을 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체의 기계적 강도가 향상되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 4에 의하면, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 20phr을 초과하여 함유할 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체의 인장 강도가 향상되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 6에 의하면, 구조식 (1)으로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물을 5phr 이상 40phr 이하로 함유하지 않을 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 달성하는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 7에 의하면, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 0.005phr 이상 20phr 이하로 함유하지 않을 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 확실히 달성하는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 8에 의하면, 드립 방지제를 함유하지 않을 경우에 비하여, 얻어지는 수지 성형체의 내충격성이 향상되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 9와 13에 의하면, 셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 95phr 이하와, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지를 5phr 이상 50phr 이하를 함유하지 않을 경우에 비하여, 기계적 강도가 향상된 수지 성형체를 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 10에 의하면, 셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 95phr 이하와, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지를 5phr 이상 50phr 이하를 함유하는 조성에 있어서, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상으로 함유하지 않을 경우에 비하여, 치수 안정성이 향상된 수지 성형체를 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 11에 의하면, 셀룰로오스에스테르의 함유량이 50phr 이상 80phr 이하이고, 또한 폴리카보네이트를 함유하며, 폴리카보네이트의 함유량과 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지의 함유량의 합계가 20phr 이상 50phr 이하이지 않을 경우에 비하여, 기계적 강도가 향상된 수지 성형체를 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 12에 의하면, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 20phr을 초과하여 함유할 경우에 비하여, 수지 성형체의 인장 강도가 향상된 수지 성형체를 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 14에 의하면, 구조식 (1)으로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물을 5phr 이상 40phr 이하로 함유하지 않을 경우에 비하여, UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 달성한 수지 성형체를 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 15에 의하면, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 0.005phr 이상 20phr 이하로 함유하지 않을 경우에 비하여, UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 확실히 달성한 수지 성형체를 제공할 수 있다.
본 실시 태양에 있어서 양상 16에 의하면, 드립 방지제를 함유하지 않을 경우에 비하여, 내충격성이 향상된 수지 성형체를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 수지 조성물 및 수지 성형체의 일례인 실시 형태에 대해서 설명한다.
[수지 조성물]
본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 셀룰로오스에스테르와, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지(이하, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지라고 함)를 함유하는 수지 조성물이다.
그리고, 셀룰로오스에스테르의 함유량을 50phr 이상 95phr 이하로 하고, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지의 함유량을 5phr 이상 50phr 이하로 하고 있다.
또한, 「phr」이란 「per hundred resin」의 약자로, 전 수지 성분 100 질량부에 대한 「질량부」이다. 여기서의 전 수지 성분이란, 셀룰로오스에스테르와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지의 합을 나타낸다.
본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 상기 구성에 의해 얻어지는 수지 성형체의 기계적 강도가 향상된다.
구체적으로는, 예를 들면 성형시의 수지의 유동 방향(이하, 「머신 다이렉션 방향」이라고도 함)의 기계적 강도는, 셀룰로오스에스테르 단체(單體)로 30Mpa 정도, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지(예를 들면 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지) 단체로 40Mpa 정도임에 대하여, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에서는, 상기 배합비로 양자를 혼합함으로써, 셀룰로오스에스테르의 단체보다도 향상된다.
또한, 예를 들면 성형시의 수지의 유동 방향을 횡단하는 방향(이하, 「트래버스 다이렉션 방향」이라고도 함)의 기계적 강도는, 셀룰로오스에스테르 단체로 30Mpa 정도, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 공중합체 단체로 50Mpa 정도임에 대하여, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에서는, 상기 배합비로 양자를 혼합함으로써, 예를 들면 60Mpa을 초과하여, 각각의 단체를 초과하는 결과가 된다.
이 이유로서 추측되는 것은, 셀룰로오스에스테르 중에서 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지의 고차 구조의 형성이다. 얻어지는 수지 성형체가 비교적 투명하므로, 셀룰로오스에스테르 중에서 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지가 미세하게 분산되어 있는 것이 추측된다. 실제로 전자 현미경으로 관찰하면 100nm 이상 500nm 이하로 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지가 분산되어 있는 것이 관찰된다. 그때, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지의 도메인은 구상(球狀)이 아니고, 예를 들면 약간 단(短)섬유상의 형상으로 분산되어 있다.
이 점에서, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지의 미세한 단섬유가 셀룰로오스에스테르 중에 존재함으로써, 성형시의 수지의 유동 방향을 횡단하는 면에서도 단섬유가 상호 관입(貫入)하여, 머신 다이렉션 방향과 트래버스 다이렉션 방향의 쌍방에 있어서, 또는 특히 트래버스 다이렉션 방향에 있어서, 기계적 강도가 향상된다고 추측하고 있다.
그리고, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에 의해 얻어지는 수지 성형체는, 이 기계적 경도 향상에 의해, 예를 들면 종래 웰드(weld)(유동한 수지 조성물의 이음매)의 약함을 염려하여 부품을 두껍게 설계했던 부재 등을 박육화(薄肉化)할 수 있어, 결과 비용 다운으로 이어진다. 또한, 웰드를 부하(負荷)가 집중되지 않는 곳에 배치하는 등, 성형시의 게이트 설계 등을 궁리할 필요를 덜어, 설계의 자유도가 확대됨과 동시에 비용 다운으로도 이어진다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 또한, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상 함유하는 것이어도 된다.
여기에서, 종래, 셀룰로오스 유도체(예를 들면 셀룰로오스에스테르 등), 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지 및, 상용화제를 함유하는 조성의 수지 조성물이 알려져 있다.
그러나, 환경 문제를 배경으로, 식물 유래의 수지를 많이 사용하는 것이 요구되는 요즈음, 식물성 유래의 수지, 즉 셀룰로오스 유도체(예를 들면 셀룰로오스에스테르 등)를 50phr 이상으로 풍부한 조성으로 하면, 얻어지는 수지 성형체의 치수 안정성이 불충분함을 알 수 있었다. 이 경향은, 습열 환경 하(온도 65℃, 습도 85％의 환경 하를 의미한다. 이 표현은, 특별히 정의를 하지 않을 경우, 이하에서도 같은 조건을 의미한다)에서 보다 현저하게 나타나는 것도 알 수 있었다.
그래서, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에서는, 셀룰로오스에스테르 50phr 이상 95phr 이하와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지 5phr 이상 50phr 이하를 함유하는 조성에 있어서, 상용화제로서 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상으로 배합하는 것이 좋다.
상기 조성에 의해, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에서는, 얻어지는 수지 성형체의 치수 안정성이 향상된다. 그 결과, 얻어지는 수지 성형의 습열 환경 하에서의 수축이 억제되고, 예를 들면, 응력 집중 등에 의한 수지 성형체의 갈라짐 등이 억제된다.
또한, 이 이유는 분명하지는 않지만, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물의 겔분율을 측정하면, 당해 겔분율이 향상되고 있기 때문에, 상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체(그 중합 성분으로서의 글리시딜 화합물)에 함유되는 에폭시기와 셀룰로오스에스테르에 함유되는 수산기가 결합하고, 이 결합에 의해 가교(架橋) 구조를 형성한다고 추측되기 때문이다.
또한, 상술한 바와 같이 추측되는 작용으로부터, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체의 함유량이 증가하면 증가할수록 가교 구조가 보다 많이 형성되어진다. 따라서, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체의 함유량에는, 이론상 특별히 상한은 존재하지 않는다.
더하여, 상기 조성에 의해, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에서는, 얻어지는 수지 성형체의 광택성의 저감, 기계적 특성(특히 신장)의 향상에 대해서도 실현된다. 기계적 특성(특히 신장)의 향상에 의해, 예를 들면 보스 등의 나사 고정이나, 셀프 탭핑 등에 의한 응력 집중이 분산되기 쉬워져, 수지 성형체의 파손이 억제되기 쉬워진다.
여기에서, 수지 성형체의 광택은 표면에서 종류가 다른 수지가 난(亂)반사하여 발생하는 것이 알려져 있지만, 상용화제로서 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체 중합체를 선택함으로써, 난반사가 발생하기 어려운 정도까지 수지(셀룰로오스에스테르와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지)가 분산되기 때문에, 얻어지는 수지 성형체의 광택성이 저감된다고 생각된다.
그리고, 수지(셀룰로오스에스테르와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지)가 분산되므로, 기계적 특성(특히 신장)도 향상된다고 생각된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지로 이루어지는 수지 성형체나, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지와 폴리카보네이트로 이루어지는 수지 성형체 등과 동등한 내충격성, 자립 형상 유지성(이를 실현하기 위한 탄성률)을 갖는 수지 성형체를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 또한 폴리카보네이트를 함유하며, 폴리카보네이트의 함유량과 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지의 함유량의 합계가 20phr 이상 50phr 이하인 것이어도 된다. phr은 전 수지 성분 100 질량부에 대한 「질량부」이며, 이와 같이 수지 조성물이 셀룰로오스에스테르와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지에 더하여 폴리카보네이트를 더 함유하는 경우에는, 전 수지 성분이란 셀룰로오스에스테르와 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체를 함유하는 수지와 폴리카보네이트의 합을 나타낸다.
상기 조성에 의해, 얻어지는 수지 성형체의 기계적 특성이 향상된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 80phr 이하와, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지 및 폴리카보네이트를 그 합계로 20phr 이상 50phr 이하를 함유하는 조성에 있어서, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 0.1phr 이상으로 배합한 것이어도 된다.
상기 조성에 의해, 셀룰로오스에스테르, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지 및, 폴리카보네이트를 함유하는 조성으로, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 배합함으로써, 얻어지는 수지 성형체의 치수 안정성이 향상된다.
더하여, 얻어지는 수지 성형체의 광택성의 저감, 기계적 특성(특히 신장)의 향상에 대해서도 실현된다.
이 이유도 분명하지는 않지만, 상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체(그 중합 성분으로서의 글리시딜 화합물)에 함유되는 에폭시기와 셀룰로오스에스테르에 함유되는 수산기가 결합하고, 이 결합에 의해 가교 구조를 형성함과 함께, 당해 공중합체에 함유되는 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 부위가 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지와 상용하고, 그리고 또한 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지와 폴리카보네이트가 상용하므로, 가교 구조를 가지면서 3개의 수지가 서로 상용한다고 생각되기 때문이다.
여기에서, 셀룰로오스에스테르, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지 및, 폴리카보네이트를 함유하는 조성에서는, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지와 폴리카보네이트와의 혼합물로 구성된 수지 성형체가 시장에 많이 나와 있으므로, 당해 수지 성형체를 재생(리사이클)한 것을 원료로 하여 사용할 수 있는 점에서 유리하다.
이하, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물의 각 성분의 상세에 대해서 설명한다.
(수지)
-셀룰로오스에스테르-
셀룰로오스에스테르로서는, 예를 들면 셀룰로오스아세테이트류를 호적하게 들 수 있고, 구체적으로는, 예를 들면 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트메틸레이트, 셀룰로오스아세테이트히드록시에틸레이트, 셀룰로오스아세테이트히드록시프로필레이트, 셀룰로오스부티레이트히드록시프로필레이트, 셀룰로오스디아세테이트 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 가공성의 관점에서 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(CAP), 셀룰로오스디아세테이트(DAC)가 좋다.
여기에서, 셀룰로오스에스테르는, 수지 성형체의 내충격성을 향상시키는 관점에서 가소제(예를 들면, 프탈산에스테르를 제외하고, 아디페이트계 가소제, 폴리에스테르계 가소제 등)를 셀룰로오스에스테르에 대하여 5 질량％ 이상 25 질량％ 이하로 함유한 것이어도 된다.
가소제의 함유량이 너무 적으면, 수지 성형체의 내충격성이 얻어지기 어려워지고, 너무 많으면, 수지 조성물의 유동성의 저하, 수지 성형체의 인장 강도가 저하되기 쉬워질 경우가 있다.
셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 10000 이상 100000 이하의 범위인 것이 바람직하고, 15000 이상 80000 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
이 중량 평균 분자량이 너무 작을 경우, 유동성이 과잉이 되어 가공할 수 없는 경우가 있고, 이 중량 평균 분자량이 너무 클 경우에는 유동성이 부족하여 가공할 수 없는 경우가 있다.
또한, 중량 평균 분자량은 겔퍼미에이션 크로마토그래피 장치(시마즈세이사쿠쇼제 Prominence GPC형)를 사용하고, 측정 컬럼에는 Shim-pack GPC-80M을 사용하여 측정된 값이다. 이하, 마찬가지이다.
셀룰로오스에스테르는, 수지 조성물 중에 50phr 이상 95phr 이하로 함유하지만, 바람직하게는 55phr 이상 95phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 너무 적으면, 수지 조성물(그 성형체)이 일본 바이오 플라스틱 협회에 의한 「그린 플라스틱」 또는 「바이오매스 플라스틱」 식별 표시 제도의 인증이 얻어지기 어려운 한편, 너무 많으면, 수지 성형체의 하중 휨 온도(열변형 온도(HDT) : Heat Deflection Temperature)가 저하되기 쉬워질 경우가 있다.
-아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지-
아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 아크릴로니트릴과 스티렌과의 공중합체(그 공중합비가 질량비로 예를 들면 10:1 내지 1:10)를 함유하는 수지이면 된다.
아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지로서 구체적으로는, 예를 들면 아크릴로니트릴·스티렌 수지(AS 수지), 아크릴로니트릴·스티렌·아크릴산 수지 ASA 수지) 및, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지(ABS 수지) 등의 적어도 1종을 들 수 있고, 이들 2종 이상의 혼합물(폴리머 알로이)이어도 된다.
이들 수지 중에서도, 비용의 관점에서는, AS 수지나 ABS 수지가 좋다. AS 수지나 ABS 수지도, 특별히는 한정하는 것이 아니지만, 공중합 뿐만 아니라, 폴리머 블렌드법으로 제조된 것이어도 된다.
아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지의 중량 평균 분자량은 1000 이상 100000 이하의 범위인 것이 바람직하고, 5000 이상 50000 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
이 중량 평균 분자량이 너무 작을 경우, 유동성이 과잉이 되어 가공성이 저하될 경우가 있고, 이 중량 평균 분자량이 너무 클 경우에는 유동성이 부족하여 가공성이 저하될 경우가 있다.
아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지는, 수지 조성물 중에 5phr 이상 50phr 이하로 함유하지만, 바람직하게는 10phr 이상 30phr 이하 함유하는 것이 좋다.
단, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지는, 후술하는 폴리카보네이트와 병용할 경우, 수지 조성물 중에, 폴리카보네이트와의 합계량으로 20phr 이상 50phr 이하 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 너무 적으면, 수지 성형체의 하중 휨 온도(열변형 온도(HDT) : Heat Deflection Temperature)가 저하되기 쉬워지는 한편, 너무 많으면, 수지 조성물(그 성형체)이 일본 바이오 플라스틱 협회에 의한 「그린 플라스틱」 또는 「바이오매스 플라스틱」 식별 표시 제도의 인증이 얻어지기 어려워질 경우가 있다.
여기에서, 본 실시 형태에 따른 수지 조성물에서는, 후술하는 폴리카보네이트를 함유하지 않을 경우에, 얻어지는 수지 성형체의 투명성도 발현된다.
이 이유는 분명하지는 않지만, 상술한 바와 같이, 셀룰로오스에스테르 중에서 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지가 미세하게 분산되기 때문이라고 생각된다.
특히, 상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 배합한 경우, 당해 공중합체(그 중합 성분으로서의 글리시딜 화합물)에 함유되는 에폭시기와 셀룰로오스에스테르에 함유되는 수산기가 결합하고, 이 결합에 의해 가교 구조를 형성함과 함께, 당해 공중합체에 함유되는 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 부위가 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지와 상용한다고 생각되고, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지가 셀룰로오스에스테르에 의해 미세하게 분산된다고 생각되므로, 얻어지는 수지 성형체의 투명성이 발현하기 쉬워진다.
-폴리카보네이트-
폴리카보네이트는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 반복 단위로서 (-O-R-OCO-)를 갖는 것을 들 수 있다. 또한, R은 디페닐프로판, p-크실렌 등을 들 수 있다. -O-R-O는, 디옥시 화합물이면 특별히 한정되는 것이 아니다.
폴리카보네이트로서 구체적으로는, 예를 들면 비스페놀 A형 폴리카보네이트, 비스페놀 S형 폴리카보네이트, 비페닐형 폴리카보네이트 등의 방향족 폴리카보네이트를 들 수 있다.
폴리카보네이트는, 실리콘이나 운데카산아미드와의 공중합체여도 된다.
폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은 5000 이상 30000 이하의 범위인 것이 바람직하고, 10000 이상 25000 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
폴리카보네이트의 중량 평균 분자량이 5000 미만인 경우, 유동성이 과잉이 되어 가공성이 저하될 경우가 있고, 폴리카보네이트의 중량 평균 분자량이 30000을 초과할 경우에는 유동성이 부족하여 가공성이 저하될 경우가 있다.
폴리카보네이트는, 수지 조성물 중에, 20phr 이상 50phr 이하, 바람직하게는 20phr 이상 45phr 이하, 보다 바람직하게는 20phr 이상 40phr 이하로 함유해도 좋다. 수지 조성물 중에 후술하는 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지를 함유하는 경우에는, 아크릴로니트릴 및 스티렌의 공중합체 함유 수지와의 합계로 20phr 이상 50phr 이하 함유하는 것이 좋지만, 바람직하게는 20phr 이상 45phr 이하, 보다 바람직하게는 20phr 이상 40phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 너무 적으면, 수지 성형체의 하중 휨 온도(열변형 온도(HDT) : Heat Deflection Temperature)가 저하되기 쉬워지는 한편, 너무 많으면, 수지 조성물(그 성형체)이 일본 바이오 플라스틱 협회에 의한 「그린 플라스틱」 또는 「바이오매스 플라스틱」 식별 표시 제도의 인증이 얻어지기 어려워질 경우가 있다.
(상용화제)
상용화제로서는, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체가 적용된다.
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머는, 단량체로서의 아크릴로니트릴과 스티렌과의 공중합체(예를 들면, 중합비 : 아크릴로니트릴／스티렌＝10／100 이상 100／10 이하)이다.
글리시딜 화합물로서는, 예를 들면 글리시딜기를 갖는 단량체(예를 들면, 글리시딜메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트 등을 들 수 있고, 호적하게는 글리시딜메타크릴레이트)를 들 수 있고, 글리시딜기를 갖는 단량체와 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 알켄(예를 들면 에틸렌 등) 등의 다른 단량체와의 공중합체로 이루어지는 폴리머도 들 수 있다.
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체로서 구체적으로는, 예를 들면 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머와 에틸렌·글리시딜메타크릴레이트 폴리머와의 그래프트 공중합체, 폴리카보네이트 폴리머와 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머와 글리시딜메타크릴레이트와의 공중합체 등을 들 수 있다.
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체에 있어서, 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머와 글리시딜 화합물과의 공중합비는, 예를 들면 질량비(아크릴로니트릴·스티렌 폴리머／글리시딜 화합물)에서 100／100 이상 1000／1 이하인 것이 좋고, 바람직하게는 100／50 이상 1000／2 이하, 보다 바람직하게는 100／50 이상 1000／3 이하이다.
아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체의 중량 평균 분자량은, 예를 들면 500 이상 100000 이하인 것이 좋고, 바람직하게는 500 이상 75000 이하, 보다 바람직하게는 500 이상 50000 이하이다.
상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체는, 수지 조성물 중에 0.1phr 이상으로 함유하는 것이 좋고, 바람직하게는 0.1phr 이상 20phr 이하, 보다 바람직하게는 0.1phr 이상 15phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 0.1phr 미만이면, 수지 성형체의 치수 안정성이 실현되기 어려워지거나, 수지 조성물의 성형성이 저하되기 쉬워질 경우가 있고, 또한, 수지 성형체의 광택이 발현되기 쉬워질 경우가 있다. 또한, 상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체의 함유량이 어느 정도 많아지면, 셀룰로오스에스테르와의 가교가 너무 강해져, 취화(脆化)하기 쉬워지고, 유연한 구조가 작용하여 얻어지는 수지 성형체의 인장 강도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 인장 강도를 고려한 용도로 수지 성형체를 사용할 경우에는, 20phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
또한, 수지 조성물이, 셀룰로오스에스테르를 50phr 이상 80phr 이하 함유하고, 폴리카보네이트를 20phr 이상 50phr 이하 함유하는 경우에는, 상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체는, 수지 조성물 중에, 5phr 이상으로 함유하는 것이 좋고, 바람직하게는 5phr 이상 20phr 이하, 보다 바람직하게는 5phr 이상 15phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
또한, 상용화제로서의 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체에 다른 성분이 공중합되어 있을 경우에는, 수지 조성물을 구성하는 수지와의 상용성을 손상시키지 않도록, 수지 조성물 중에의 함유량은 상기 범위 내에서 적절히 조정하는 것이 좋다.
예를 들면, 폴리카보네이트를 함유시킬 경우, 그 함유량이 상대적으로 많은 수지 조성물과 적은 수지 조성물에 대해서, 상기 다른 성분으로서 폴리카보네이트를 많이 함유하는 상용화제를 사용할 때에는, 폴리카보네이트의 함유량이 상대적으로 많은 수지 조성물보다도 상대적으로 적은 수지 조성물에 대하여, 상용화제를 보다 많이 함유하도록 조정하는 것이 좋다.
-난연제-
본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 난연성을 부여하는 목적으로, 난연제를 함유해도 된다.
난연제로서는, 예를 들면 인계, 실리콘계, 함질소계, 황산계, 무기 수산화물계 등의 난연제를 들 수 있다.
인계 난연제로서는, 축합 인산에스테르, 폴리인산멜라민, 폴리인산암모늄, 폴리인산알루미늄, 피로인산멜라민 등을 들 수 있다.
상기 축합 인산에스테르 중에서도, 난연제로서 특히 호적하게는, 상기 구조식(1)으로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물을 들 수 있다.
이 상기 구조식(1)로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물에 의해, 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에 있어서 V-2 이상을 달성한다.
실리콘계 난연제로서는 디메틸실록산, 나노실리카, 실리콘 변성 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.
함질소계 난연제로서는 멜라민 화합물, 트리아진 화합물 등을 들 수 있다.
황산계 난연제로서는 황산멜라민, 황산구아니딘 등을 들 수 있다.
무기 수산화물계 난연제로서는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 몬모릴로나이트 등을 들 수 있다.
이들 난연제 중에서도, 난연성 향상의 관점에서 인계, 황산계, 무기 수산화물계의 난연제가 좋고, 특히 상온(예를 들면 25℃)에서 고체상의 난연제(예를 들면 폴리인산멜라민, 폴리인산암모늄, 폴리인산알루미늄, 피로인산멜라민, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 몬모릴로나이트 등)가 좋다.
또한, 난연제로서는 합성한 것을 사용해도 되고 시판품을 사용해도 된다.
인계 난연제의 시판품으로서는, 다이하치가가쿠제의 PX-200, PX-202, CR-741, CE-733S, TPP, 부텐하임제의 TERRAJU C80, 클라리언트제의 EXOLIT AP422, EXOLIT OP930 등을 들 수 있다.
실리콘계 난연제의 시판품으로서는, 도레이다우실리콘제의 DC4-7081 등을 들 수 있다.
함질소계 난연제의 시판품으로서는, ADEKA제의 FP2200 등을 들 수 있다.
황산계 난연제의 시판품으로서는, 산와케미컬제의 아피논 901, 시모노세키미츠이가가쿠제의 피로인산멜라민, ADEKA제의 FP2100 등을 들 수 있다.
무기 수산화물계 난연제의 시판품으로서는, 사카이가가쿠고교제의 MGZ3, MGZ300, 니혼케이킨조쿠제 B103ST 등을 들 수 있다.
난연제는, 수지 조성물 중에, 예를 들면 5phr 이상 50phr 이하로 함유하는 것이 좋지만, 바람직하게는 5phr 이상 40phr 이하로 함유하는 것이 좋다. 특히 상기 방향족 축합 인산에스테르 화합물은, 수지 조성물 중에, 예를 들면, 5phr 이상 40phr 이하로 함유하는 것이 좋지만, 바람직하게는 5phr 이상 30phr 이하, 보다 바람직하게는 10phr 이상 25phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 너무 적으면, 수지 성형체에 난연성이 발현되기 어려워지는 한편, 너무 많으면, 수지 조성물의 성형성이 저하될 경우가 있다.
(난연 조제)
난연 조제로서는, 각종 공지의 난연 조제를 들 수 있지만, 이들 중에서도, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 호적하게 들 수 있다.
이들 난연 조제는, 난연제와 함께 병용함으로써 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 확실히 달성한다.
여기에서, 상기 화합물에서 선택되는 1종인 난연 조제는, 수지 성형체를 발포시킴으로써 유동화, 또는 분해시킴으로써 유동화시켜, 난연(혹은 용융) 적하(滴下)하는 현상(드립)이 발생하기 쉬워져, 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 확실히 달성한다.
또한, 수지 성형체를 발포시키면, 수지 성분이 조(粗)하게 되어 드립이 발생하기 쉬워지고, 성형체를 분해시키면(주로 수지 성분의 셀룰로오스프로피오네이트를 분해시키면), 저(低)분자체가 발생하여 드립이 발생하기 쉬워진다고 생각된다.
암모니아염 화합물은, 발포성의 난연 조제이며, 예를 들면 250℃ 이상 400℃ 이하에서 발포하는 것이 좋고, 구체적으로는, 예를 들면 암모니아를 방출하는 암모니아염(예를 들면 폴리인산암모늄, 인산암모늄, 구아니딘 화합물 등)을 들 수 있다.
멜라민염 화합물로서는, 발포성의 난연 조제이며, 예를 들면 250℃ 이상 400℃ 이하에서 발포하는 것이 좋고, 구체적으로는, 예를 들면 질소 가스를 방출하는 멜라민염(예를 들면 멜라민시아누레이트, 시아누르산염계의 디카르복시시아누레이트 등)을 들 수 있다.
황산염 화합물은, 산 촉매계의 난연 조제이며, 예를 들면 250℃ 이상 400℃ 이하에서 분해를 개시하는 것이 좋고, 구체적으로는, 예를 들면 황산멜라민, 황산멜람, 탈수 명반 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 황산염 화합물(특히 황산멜라민)이 바람직하다.
난연 조제로서의 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종은, 수지 조성물 중에, 예를 들면 0.005phr 이상 20phr 이하로 함유하는 것이 좋지만, 바람직하게는 0.005phr 이상 15phr 이하, 보다 바람직하게는 0.005phr 이상 10phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 너무 적으면, 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-2 이상을 확실히 달성하기 어려워지는 한편, 너무 많으면, 수지 조성물의 성형성이 저하될 경우가 있다.
(드립 방지제)
드립 방지제로서는, 불소계 수지(예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA) 등) 등을 들 수 있다.
이 드립 방지제를 난연제와 함께 병용함으로써, 수지 성형체의 내충격성이 향상된다. 이 드립 방지제를 사용함으로써, 유동화시켜, 연소(혹은 용융) 적하하는 현상(드립)의 발생이 억제되어, 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-1 이상의 난연성을 달성하기 쉬워진다.
이것은, 드립 방지제가 수지 소성물(수지 성형체)에 망목상(網目狀)으로 분산되어 있기 때문이라고 생각된다.
드립 방지제는, 수지 조성물 중에, 예를 들면 0.01phr 이상 5phr 이하로 함유하는 것이 좋지만, 바람직하게는 0.1phr 이상 3phr 이하, 보다 바람직하게는 0.1phr 이상 0.5phr 이하로 함유하는 것이 좋다.
이 함유량이 너무 적으면, 수지 성형체의 내충격성이 저하될 경우가 있음과 함께, 수지 성형체가 UL 규격의 UL94 시험에서 V-1 이상을 달성하기 어려워지는 한편, 너무 많으면, 수지 조성물의 성형성이 저하될 경우가 있다.
-기타 성분-
본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 효과를 손상시키지 않는 범위에서 상기 각 성분 외에, 기타 성분을 함유하고 있어도 된다.
기타 성분으로서는, 예를 들면 가소제, 산화 방지제, 이형제(離型劑), 내광제(耐光劑), 내후제(耐候劑), 착색제, 안료, 개질제, 대전 방지제, 내(耐)가수분해 방지제, 충전제, 보강제(유리 섬유, 탄소 섬유, 탈크, 클레이, 마이카, 유리 플레이크, 밀드 글래스(milled glass), 유리 비드, 결정성 실리카, 알루미나, 질화규소, 질화알루미나, 붕소니트리드 등) 등을 들 수 있다.
기타 성분은, 수지 조성물 중에, 예를 들면 0phr 이상 10phr 이하인 것이 좋고, 0phr 이상 5phr 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기에서 「0phr」이란 기타 성분을 함유하지 않은 형태를 의미한다.
(수지 조성물의 제조 방법)
본 실시 형태에 따른 수지 조성물은, 상기 각 성분을 용융 혼련함으로써 제조된다.
여기에서, 용융 혼련의 수단으로서는 공지의 수단을 사용할 수 있고, 예를 들면 2축 압출기, 헨쉘 믹서, 밴버리 믹서, 단축 스크류 압출기, 다축 스크류 압출기, 코니더(co-kneader) 등을 들 수 있다.
[수지 성형체]
본 실시 형태에 따른 수지 성형체는, 상기 실시 형태에 따른 수지 조성물을 함유하여 구성된다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 수지 성형체는, 상기 실시 형태에 따른 수지 조성물을 성형함으로써 얻을 수 있다.
또한, 예를 들면 사출 성형, 압출 성형, 블로우 성형, 열프레스 성형, 캘린더 성형, 코팅 성형, 캐스트 성형, 딥핑 성형, 진공 성형, 트랜스퍼 성형 등의 성형 방법에 의해 본 실시 형태에 따른 수지 조성물을 성형하여, 본 실시 형태에 따른 수지 성형체를 얻을 수 있다.
여기에서, 상기 본 실시 형태에 따른 수지 조성물의 성형 온도(예를 들면 압출 온도, 사출 온도)로서는, 예를 들면 180℃ 이상 230℃ 이하인 것이 좋다.
이 성형 온도가 너무 낮으면 성형성이 악화될 경향이 있고, 너무 높으면 얻어지는 수지 성형체의 기계적 특성(특히 신장)이 저하되어, 단단하고 깨지기 쉬워질 경향이 있다.
여기에서, 폴리카보네이트를 함유할 경우여도, 당해 폴리카보네이트는 본래 240℃ 이상의 성형 온도가 필요하지만, 상용화제로서 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 배합한 경우, 상기 범위의 성형 온도에서의 성형이 실현된다.
상기 사출 성형은, 예를 들면 닛세이쥬시고교제 NEX500, NEX150, 닛세이쥬시고교제 NEX70000, 도시바기카이제 SE50D 등의 시판하는 장치를 사용하여 행해도 된다. 이때, 실린더 온도로서는, 수지의 분해 억제의 관점에서 170℃ 이상 230℃ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 180℃ 이상 230℃ 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 금형 온도로서는, 생산성의 관점에서 30℃ 이상 100℃ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하고, 30℃ 이상 60℃ 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 수지 성형체는, 전자·전기 기기, 가전 제품, 용기, 자동차 내장재 등의 용도로 호적하게 사용된다. 보다 구체적으로는, 가전 제품이나 전자·전기 기기 등의 하우징, 각종 부품 등, 랩핑 필름, CD-ROM이나 DVD 등의 수납 케이스, 식기류, 식품 트레이, 음료병, 약품 랩재 등이며, 그 중에서도, 전자·전기 기기의 부품에 호적하다.
특히, 본 실시 형태에 따른 수지 성형체가 폴리카보네이트 불(不)배합일 때 등 투명성을 가질 경우에는, 플라텐(platen) 커버 등의 투명성을 필요로 하는 투명 부품에 호적하게 적용될 수 있다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 성형체를 구비하는 전자·전기 기기의 부품의 일례인 화상 형성 장치를, 전측(前側)에서 본 외관 사시도이다.
도 1의 화상 형성 장치(100)는, 본체 장치(110)의 전면(前面)에 프론트 커버(120a,120b)를 구비하고 있다. 이들 프론트 커버(120a,120b)는, 조작자가 장치 내를 조작하도록 개폐 자재(自在)로 되어 있다. 이에 따라, 조작자는 토너가 소모됐을 때에 토너를 보충하거나, 소모된 프로세스 카트리지를 교환하거나, 장치 내에서 종이 걸림이 발생했을 때에 걸린 용지를 제거한다. 도 1에는, 프론트 커버(120a,120b)가 열려진 상태인 장치가 나타나 있다.
본체 장치(110)의 상면에는, 용지 사이즈나 부(部) 수 등의 화상 형성에 관계되는 여러 조건이 조작자로부터의 조작에 의해 입력되는 조작 패널(130) 및, 독취(讀取)되는 원고가 배치되는 카피 유리(132)가 마련되어 있다. 또한, 본체 장치(110)는 그 상부에 카피 유리(132) 위에 원고를 반송하는 자동 원고 반송 장치(134)를 구비하고 있다. 또한, 본체 장치(110)는, 카피 유리(132) 위에 배치된 원고 화상을 주사(走査)하여, 그 원고 화상을 나타내는 화상 데이터를 얻는 화상 독취 장치를 구비하고 있다. 이 화상 독취 장치에 의해 얻어진 화상 데이터는, 제어부를 거쳐 화상 형성 유닛으로 보내진다. 또한, 화상 독취 장치 및 제어부는, 본체 장치(110)의 일부를 구성하는 하우징(150)의 내부에 수용되어 있다. 또한, 화상 형성 유닛은, 착탈 자재인 프로세스 카트리지(142)로서 하우징(150)에 구비되어 있다. 프로세스 카트리지(142)의 착탈은, 조작 레버(144)를 돌림으로써 행해진다.
본체 장치(110)의 하우징(150)에는, 토너 수용부(146)가 부착되어 있고, 토너 공급구(148)로부터 토너가 보충된다. 토너 수용부(146)에 수용된 토너는 현상 장치에 공급되도록 되어 있다.
한편, 본체 장치(110)의 하부에는, 용지 수납 카세트(140a,140b,140c)가 구비되어 있다. 또한, 본체 장치(110)에는, 한 쌍의 롤러로 구성되는 반송 롤러가 장치 내에 복수개 배열됨으로써, 용지 수납 카세트의 용지가 상부에 있는 화상 형성 유닛까지 반송되는 반송 경로가 형성되어 있다. 또한, 각 용지 수납 카세트의 용지는, 반송 경로의 단부(端部) 근방에 배치된 용지 취출 기구에 의해 1매씩 취출되어, 반송 경로로 송출된다. 또한, 본체 장치(110)의 측면에는, 수동식 용지 공급부(136)가 구비되어 있으며, 여기에서도 용지가 공급된다.
화상 형성 유닛에 의해 화상이 형성된 용지는, 본체 장치(110)의 일부를 구성하는 하우징(152)에 의해 지지된 상호 접촉하는 2개의 정착 롤 사이에 순차적으로 이송된 후, 본체 장치(110)의 외부로 배지(排紙)된다. 본체 장치(110)에는, 용지 공급부(136)가 마련되어 있는 측과 반대측에 용지 배출부(138)가 복수 구비되어 있으며, 이들 용지 배출부에 화상 형성 후의 용지가 배출된다.
화상 형성 장치(100)에 있어서, 예를 들면 프론트 커버(120a,120b), 프로세스 카트리지(142)의 외장, 하우징(150) 및, 하우징(152)에, 본 실시 형태에 따른 수지 성형체가 사용되고 있다.
[실시예]
이하에 실시예를 들어 본 실시 형태를 구체적으로 설명하지만, 본 실시 형태는 이들 실시예에 제한되는 것이 아니다.
[실시예 101∼140, 비교예 101∼112]
표 1∼7에 따른 성분(수량의 단위는 「phr」)을 2축 혼련 장치(도시바기카이제, TEM58SS)에서, 실린더 온도 210℃로 혼련하여, 수지 조성물인 펠렛(pellet)을 얻었다.
얻어진 펠렛을 사출 성형기(도시바기카이사제, 제품명 「NEX500」)를 사용하여 실린더 온도 210℃, 금형 온도 50℃로 사출 성형하고, ISO 다목적 덤벨 시험편(ISO527 인장 시험, ISO178 굽힘 시험(bending test)에 대응, 시험부 두께 4㎜, 폭 10㎜)과, UL-94에서의 V-테스트용 UL 시험편(두께 : 0.8㎜, 1.6㎜)을 성형했다.
[평가]
(식물도)
각 예에서 사용한 수지 조성물에 대해서, 식물도를 하기 식에 의해 산출했다.
식 : 식물도＝셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 질량×(셀룰로오스 질량／셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 질량)／전(全)질량
(투명성)
얻어진 수지 조성물의 펠렛을 프레스 성형기(도요세이키제 파인라보프레스 M-1)에 의해 성형하고, 두께 100㎛의 시험용 시트를 제작했다.
그 시험용 시트의 광투과율을, 자외·가시광 분광 광도계(시마즈세이사쿠쇼제 UV-1800)에 의해 측정하고, 투명성을 평가했다.
또한, 측정 파장은 550nm로 했다.
또한, 표 중 「-」은 측정 불가를 나타내고 있다.
(광택)
얻어진 ISO 다목적 덤벨 시험편을 눈으로 보고, 광택의 유무에 대해서 조사했다.
(난연성)
-UL-V 시험-
V 테스트용 UL 시험편을 사용하여, UL-94HB 시험에 규정의 방법에 준거하여, UL 챔버(도요세이키제)로 UL-V 테스트를 실시했다. 결과의 표시는, 난연성이 높은 쪽부터 순서대로 V-0, V-1, V-2, HB이며, HB보다 뒤떨어질 경우, 즉 시험편이 연소(延燒)해 버린 경우를 「failure」라고 표시했다.
또한, 사출 성형할 수 없어 시험편을 제작할 수 없었던 것은, 실질상 생산 불가능하다는 이유에서 검토를 중지했다.
(기계적 특성)
-인장 강도, 신장-
ISO 다목적 덤벨 시험편을 사용하여, ISO527에 준거하여, 평가 장치(시마즈세이사쿠쇼제, 정밀 만능 시험기 오토 그래프 AG-IS 5kN)로, 인장 강도 및, 신장에 대해서 측정했다.
-내충격성-
ISO 다목적 덤벨 시험편에 노치(notch) 가공을 실시하고, 이를 사용하여 JIS-K7111(2006년)에 준거하여, 평가 장치(도요세이키제 DG-UB2)로 샤르피(Charpy) 충격 시험으로부터 내충격성을 측정했다.
-하중 휨 온도(HDT)-
ISO 다목적 덤벨 시험편을 사용하고, ISO178 굽힘 시험에 준거하여, HDT 측정 장치(도요세이키사제, HDT-3)를 사용하여, 1.8MPa의 하중에 있어서의 하중 휨 온도를 측정했다.
(내습열성)
-습열 시험 후의 내충격성-
ISO 다목적 덤벨 시험편에 대하여, 다음과 같이 하여 습열 시험을 행한 후, 상기와 같이 하여 내충격성을 측정했다.
습열 시험은, 습열 시험기(THN042PA; ADVANTEC제)로 65℃×85％×400시간의 조건으로 행했다.
-치수 안정성-
ISO 다목적 덤벨 시험편에 대하여, 상기 습열 시험을 행하기 전후에, 덤벨 시험편의 TD 방향(폭방향)의 치수 변화{(습열 시험 후／습열 시험 전)-1}%를 조사했다. 단, 치수 안정성에 대해서는 실시예 101∼137, 비교예 101∼106에 대해서 행했다.
(웰드 강도)
ISO 다목적 덤벨 시험편을 사용하고, ISO527에 준거하여, 평가 장치(시마즈세이사쿠쇼제, 정밀 만능 시험기 오토 그라프 AG-IS 5kN)로 머신 다이렉션 방향에서의 인장 강도 및 트래버스 다이렉션 방향에서의 굽힘 강도에 대해서 측정했다. 단, 웰드 강도에 대해서는, 실시예 138∼140, 비교예 107∼112에 대해서 행했다.
[표 1]
Figure 112014101494648-pat00002
[표 2]
Figure 112014101494648-pat00003
[표 3]
Figure 112014101494648-pat00004
[표 4]
Figure 112014101494648-pat00005
[표 5]
Figure 112014101494648-pat00006
[표 6]
Figure 112014101494648-pat00007
[표 7]
Figure 112014101494648-pat00008
상기 결과로부터, 실시예 138∼140에서는, 비교예 107∼112에 비하여 웰드 강도가 향상되고 있음을 알 수 있다.
제2 발명에 있어서의 실시예 101∼136에서는, 실시예 137 및 비교예 101∼106에 비하여 치수 안정성이 향상되고 있음을 알 수 있다.
또한, 폴리카보네이트를 배합하지 않고, 셀룰로오스에스테르와 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지를 배합한 본 실시예에서는, 투명성이 발현되고 있는 것도 알 수 있다.
또한, 표 1∼7의 상세는 이하와 같다.
-수지-
·CAP482(이스토만케미컬사제) : 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트
·TP360A40000-12(이스토만케미컬사제) : 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트의 가소제 들어감
·PA756S(치메이사제) : ABS 수지
·스타이락 AS 783(아사이가세이케미컬사제) : AS 수지
·팬라이트 TN7300(테이진가세이사제) : 폴리카보네이트／ABS 수지
-상용화제-
·모디퍼 A4400(니혼유시사제) : 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머와 에틸렌·글리시딜메타크릴레이트 폴리머와의 그래프트 공중합체
-난연제-
·PX-200(다이하치가가쿠사제) : 방향족 축합 인산에스테르 화합물
[실시예 201∼234, 비교예 201∼210]
표 8∼12에 따른 성분(수량의 단위는 「phr」)을 2축 혼련 장치(도시바기카이제, TEM58SS)에서, 실린더 온도 210℃로 혼련하여, 수지 조성물의 펠렛을 얻었다.
얻어진 펠렛을, 사출 성형기(도시바기카이사제, 제품명 「NEX500」)를 사용하여 실린더 온도 210℃, 금형 온도 50℃로 사출 성형하고, ISO 다목적 덤벨 시험편(ISO527 인장 시험, ISO178 굽힘 시험에 대응, 시험부 두께 4㎜, 폭 10㎜)과, UL-94에서의 V 테스트용 UL 시험편(두께 : 0.8㎜, 1.6㎜)을 성형했다.
[평가]
식물도, 광택, 난연성, 기계적 특성(인장 강도, 신장, 내충격성, 하중 휨 온도(HDT)), 내습열성(습열 시험 후의 내충격성, 치수 안정성)에 대해, 상술한 바와 같은 방법에 의해 평가했다.
[표 8]
Figure 112014101494648-pat00009
[표 9]
Figure 112014101494648-pat00010
[표 10]
Figure 112014101494648-pat00011
[표 11]
Figure 112014101494648-pat00012
[표 12]
Figure 112014101494648-pat00013
또한, 표 6∼12의 재료종의 상세는, 이하와 같다.
-수지-
·CAP482(이스토만케미컬사제) : 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트
·TP360A40000-12(이스토만케미컬사제) : 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트
·칼리바 200(스미토모다우사제) : 폴리카보네이트(중량 평균 분자량 26000)
-상용화제-
·모디퍼 A4400(니혼유시사제) : 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머와 에틸렌·글리시딜메타크릴레이트 폴리머와의 그래프트 공중합체
·모디퍼 CL430G(니혼유시사제) : 방향족 폴리카보네이트 및 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머의 그래프트 폴리머와 글리시딜메타크릴레이트와의 공중합체
·lotader 8900(아르케마사제) : 에틸렌, 메틸아크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트(GMA)와의 공중합체
-난연제-
·PX-200(다이하치가가쿠사제) : 구조식 (1)으로 표시되는 방향족 축합 인산에스테르 화합물
·CR-741(다이하치가가쿠사제) : 하기 구조식 참조
·PX-202(다이하치가가쿠사제) : 하기 구조식 참조
-난연 조제-
·아피논 901(산와케미컬사제) : 황산멜라민
-드립 방지제-
·FA-500(다이킨고교사제) : PTFE(사불화에틸렌 수지)
Figure 112014101494648-pat00014
실시예 201∼234에서는, 폴리카보네이트 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트에 더하여, 상용화제로서 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 사용함으로써, 비교예 201∼210에 비하여 치수 안정성이 향상됐다. 또한, 특정한 난연제를 특정량 첨가함으로써, V-2 이상의 난연성을 얻을 수 있었다. 또한, 드립 방지제를 첨가함으로써 내충격 강도가 향상됐다.
상기 결과로부터, 실시예 201∼234에 따른 수지 조성물은, 성형체로 했을 경우에 치수 안정성이 우수하여, 화상 형성 장치의 하우징의 제조에 호적함을 알 수 있다. 또한, 실시예 201∼234에 따른 수지 성형체는 치수 안정성이 우수하여, 화상 형성 장치의 하우징에 호적함을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 50phr 이상 80 phr 이하와,
    폴리카보네이트를 20phr 이상 50phr 이하와,
    아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 5phr 이상 20 phr 이하를 함유하며,
    상기 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체가, 폴리카보네이트 수지가 주쇄이며, 글리시딜 메타크릴레이트로 변성한 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체가 측쇄인 그래프트 공중합체인, 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    또한, 방향족 축합 인산 에스테르 화합물을 5phr 이상 40phr 이하로 함유하는 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    또한, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 0.005phr 이상 20phr 이하 함유하는 수지 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    드립 방지제를 더 함유하는 수지 조성물.
  5. 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 50phr 이상 80 phr 이하와,
    폴리카보네이트를 20phr 이상 50phr 이하와,
    아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체를 5phr 이상 20 phr 이하를 함유하며,
    상기 아크릴로니트릴·스티렌 폴리머 및 글리시딜 화합물의 공중합체가, 폴리카보네이트 수지가 주쇄이며, 글리시딜 메타크릴레이트로 변성한 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체가 측쇄인 그래프트 공중합체인, 수지 성형체.
  6. 제5항에 있어서,
    또한, 방향족 축합 인산 에스테르 화합물을 5phr 이상 40phr 이하로 함유하는 수지 성형체.
  7. 제6항에 있어서,
    또한, 암모니아염 화합물, 멜라민염 화합물, 및 황산염 화합물에서 선택되는 1종을 0.005phr 이상 20phr 이하 함유하는 수지 성형체.
  8. 제6항에 있어서,
    드립 방지제를 더 함유하는 수지 성형체.
  9. 삭제
  10. 삭제
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