TWI411642B - Resin composition, molded article and the like - Google Patents

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TWI411642B
TWI411642B TW096101933A TW96101933A TWI411642B TW I411642 B TWI411642 B TW I411642B TW 096101933 A TW096101933 A TW 096101933A TW 96101933 A TW96101933 A TW 96101933A TW I411642 B TWI411642 B TW I411642B
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Katsuhiko Hironaka
Fumitaka Kondo
Keiichiro Ino
Yuichi Matsuno
Kiyotsuna Toyohara
Hirotaka Suzuki
Ryuji Nonokawa
Takaaki Matsuda
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Teijin Chemicals Ltd
Teijin Ltd
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Description

樹脂組成物、成形品及此等之製造方法
本發明係有關含有來自生物量(biomass)資源之聚合物的樹脂組成物及成形品。更詳細為,有關含有特定聚乳酸之具有優良耐熱性、耐水解性的樹脂組成物及其成形品。
熱可塑性樹脂因具有優良耐熱性、機械特性、耐衝擊性及尺寸安定性,故可廣泛使用於OA機器領域、汽車領域、電氣電子零件領域等用途。但另一方面熱可塑性樹脂之原料幾乎依存於石油資源。
近年來隨著石油資源枯絕危機,及造成地球暖化之空氣中二氧化碳增加問題,原料上不依賴石油,且既使燃燒也不會增加二氧化碳而可形成中性碳之生物量資源深受注目。連聚合物領域也盛行開發由生物量資源所產生之生物量塑料。
生物量塑料之代表例為聚乳酸,其於生物量塑料中具有較高之耐熱性及機械特性,因此廣泛使用於食器、包裝材料及雜質等用途。又開始檢討聚乳酸作為工業材料用之可能性。
但將聚乳酸作為使用熱可塑性樹脂領域上之工業材料用時,其機械特性、耐熱性等特性尚不足。又聚乳酸具有生分解性,因此使用於濕熱條件下會有明顯降低耐水解性之缺點。
又聚乳酸存在光學異構體,已知各自與L-乳酸及D-乳酸之聚合物的聚-L-乳酸及聚-D-乳酸混合時,會形成立體配位化合物,可成為熔點高於聚-L-乳酸或聚-D-乳酸單獨結晶的材料(參考專利文獻1、非專利文獻1)。又嘗試活用該立體配位化聚乳酸的耐熱性,使用於汽車零件及家電零件等工業用途(參考專利文獻2)。
但以工業上適用之熔融擠壓法製造該立體配位化聚乳酸時,極難充分進行立體配位化,而不充分之立體配位化將無法發揮該立體配位化聚乳酸之良好耐熱性的特性。又立體配位化聚乳酸傾向於結晶化速度比聚-L-乳酸或聚-D-乳酸快,因此射出成形時將無法有效充分生產。故該立體配位化聚乳酸朝向用途寬廣化之課題尚多。
上述發展過程中,有關減少原料依賴石油之塑料對環境負擔對策中,最近強力推展部分導入生物量塑料,既使熱可塑性樹脂也可添加玉米澱粉之提案(參考專利文獻3)。又曾提案含有熱可塑性樹脂及聚乳酸之組成物等(參考專利文獻4至6)。
另外有關聚乳酸曾嘗試,導入芳香族聚碳酸酯等樹脂及難燃劑作為工業材料用(參考專利文獻7)。
但任何情形活用為工業材料時,都無法解決來自聚乳酸性質會降低原有耐水解性之課題,因此成為現狀開發用途之障礙。
(專利文獻1)特開昭63-241024號公報(專利文獻2)特許第3583097號公報(專利文獻3)特表平7-506863號公報(專利文獻4)特許第3279768號公報(專利文獻5)特開2005-48066號公報(專利文獻6)特開2005-48067號公報(專利文獻7)特開2004-190026號公報
(非專利文獻1)Macromolecules,24,5651(1991)
(第1態樣)
本發明之目的為,提供使用來自生物量之聚乳酸,可減少環境負荷之樹脂組成物及成形品。又本發明之目的為,提供由熱可塑性樹脂(A成份)及聚乳酸(B成份)所形成具有優良耐水解性之樹脂組成物。又本發明之目的為,提供具有優良耐熱性、耐藥品性之樹脂組成物。又本發明之目的為,提供具有優良耐熱性、機械特性、耐水解性、耐藥品性之成形品。
本發明者們發現,將含有高溫下由含有90%以上L-乳酸單位之聚乳酸及含有90%以上D-乳酸單位之聚乳酸熔融混煉而得的立體配位化結晶含有率較高之聚乳酸,及熱可塑性樹脂(A成份)的樹脂組成物成形時,可得具有優良耐熱性、機械特性、耐水解性及耐藥品性之成形品,而完成本發明。
即本發明為一種樹脂組成物,其特徵為,含有熱可塑性樹脂(A成份)100重量份及聚乳酸(B成份)1至200重量份,(i)B成份係由,L-乳酸單位90至100莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-1成份),以及D-乳酸單位90至100莫耳%,與L-乳酸單位及乳酸以外的單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-4成份)所形成,(ii)B成份中B-1成份與B-4成份之重量比(B-1成份/B-4成份)為10/90至90/10,且(iii)樹脂組成物中B成份為,差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為20%以上。
又本發明為一種樹脂組成物之製造方法,其特徵為,將熱可塑性樹脂(A成份)100重量份及聚乳酸(B成份)1至200重量份熔融混煉而形成樹脂組成物之製造方法中,(i)B成份係由,L-乳酸單位90至100莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-1成份),以及D-乳酸單位90至100莫耳%與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-4成份)所形成,(ii)B成份中B-1成份與B-4成份之重量比(B-1成份/B-4成份)為10/90至90/10,且(iii)B成份為,差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為20%以上。
(第2態樣)
本發明之目的為,提供使用來自生物量之聚乳酸而減少環境負荷之樹脂組成物及成形品。又本發明之目的為,提供由聚乳酸(B成份)所形成具有優良耐水解性之樹脂組成物。本發明之另一目的為,具有優良耐熱性、耐藥品性之樹脂組成物。又本發明之目的為,具有優良耐熱性、機械特性、耐水解性、耐藥品性之成形品。
本發明者們發現,將含有高溫下由含有90%以上L-乳酸單位之聚乳酸及含有90%以上D-乳酸單位之聚乳酸熔融混煉而得的立體配位化結晶含有率較高之聚乳酸(B成份)的樹脂組成物成形時,可得具有優良耐熱性、機械特性、耐水解性、耐藥品性之成形品,而完成本發明。
即本發明為一種成形品,其含有差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為20%以上之聚乳酸(B成份)。
又本發明為一種成形品之製造方法,其為,將含有差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為70%以上之聚乳酸(B成份)的顆粒成形。
實施發明之最佳形態 第1態樣 〔樹脂組成物〕
本發明之樹脂組成物為,含有熱可塑性樹脂(A成份)100重量份及聚乳酸(B成份)1至200重量份之樹脂組成物。
<熱可塑性樹脂:A成份>
熱可塑性樹脂(A成份)較佳為,聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚烯烴系樹脂及苯乙烯系樹脂。其可單獨或2種以上組合使用。
(芳香族聚碳酸酯樹脂)
芳香族聚碳酸酯樹脂(以下單稱為"聚碳酸酯")為,2價苯酚與碳酸酯先驅物反應而得之物,反應方法如,表面聚縮合法、熔融酯交換法、碳酸酯預聚物之固相酯交換法及環狀碳酸酯化合物之開環聚合法等。A成份較佳為芳香族聚碳酸酯樹脂。特佳為雙酚A系之芳香族聚碳酸酯樹脂。
2價苯酚之具體例如,氫醌、間苯二酚、4,4'-聯苯酚、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(通稱"雙酚A")、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、2,2-雙(4-羥基苯基)戊烷、4,4'-(p-伸苯基二異亞丙基)二苯酚、4,4'-(m-伸苯基二異亞丙基)二苯酚、1,1-雙(4-羥基苯基)-4-異丙基環己烷、雙(4-羥基苯基)氧化物、雙(4-羥基苯基)硫化物、雙(4-羥基苯基)亞碸、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基苯基)酯、2,2-雙(3,5-二溴-4-羥基苯基)丙烷、雙(3,5-二溴-4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3-甲基苯基)硫化物、9,9-雙(4-羥基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴等。其中較佳為雙(4-羥基苯基)鏈烷,特佳為雙酚A(以下簡稱為"BPA")。
本發明除了泛用聚碳酸酯的雙酚A系之聚碳酸酯外,可以使用其他2價苯酚類製造之特殊聚碳酸酯為A成份。
例如,2價苯酚成份之一部分或全部使用4,4'-(m-伸苯基二異亞丙基)二苯酚(以下簡稱為"BPM")、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷(以下簡稱為"Bis-TMC")、9,9-雙(4-羥基苯基)芴及9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴(以下簡稱為"BCF")的聚碳酸酯(單獨聚合物或共聚物),適用於特別嚴格要求吸水時之尺寸變化及形態安定性的用途上。所使用的BPA以外之2價苯酚較佳為,構成該聚碳酸酯之全體2價苯酚成份的5莫耳%以上,特佳為10莫耳%以上。
特別是要求高剛性及更優良之耐水解性時,構成樹脂組成物之A成份特佳為,下列(1)至(3)之共聚合聚碳酸酯。
(1)構成該聚碳酸酯之2價苯酚成份100莫耳%中,BPM為20至80莫耳%(較佳為40至75莫耳%,更佳為45至65莫耳%),且BCF為20至80莫耳%(較佳為25至60莫耳%,更佳為35至55莫耳%)之共聚合聚碳酸酯。
(2)構成該聚碳酸酯之2價苯酚成份100莫耳%中,BPA為10至95莫耳%(較佳為50至90莫耳%,更佳為60至85莫耳%),且BCF為5至90莫耳%(較佳為10至50莫耳%,更佳為15至40莫耳%)之共聚合聚碳酸酯。
(3)構成該聚碳酸酯之2價苯酚成份100莫耳%中,BPM為20至80莫耳%(較佳為40至75莫耳%,更佳為45至65莫耳%),且Bis-TMC為20至80莫耳%(較佳為25至60莫耳%,更佳為35至55莫耳%)之共聚合聚碳酸酯。
該特殊聚碳酸酯可單獨使用或2種以上適當混合使用。又可與泛用之雙酚A型聚碳酸酯混合使用。
該特殊聚碳酸酯之製法及特性例如詳細記載於特開平6-172508號公報、特開平8-27370號公報、特開2001-55435號公報及特開2002-117580號公報等。
又上述各種聚碳酸酯中,調整共聚組成等使吸水率及Tg(玻璃化溫度)為下列範圍之物,可因聚合物本身具有良好之耐水解性,且既使成形後也可具有特別優良之低反撓性,而特別適用於要求形態安定性之領域。
(i)吸水率為0.05至0.15重量%,較佳為0.06至0.13重量%,且Tg為120至180℃之聚碳酸酯,或(ii)Tg為160至250℃,較佳為170至230℃,且吸水率為0.10至0.30重量%,較佳為0.13至0.30重量%,更佳為0.14至0.27重量%之聚碳酸酯。
該聚碳酸酯之吸水率為,使用直徑45mm、厚3.0mm之圓板狀試驗片,依據ISO 62-1980浸漬於23℃之水中24小時後測得的水分率。又Tg(玻璃化溫度)為,依據JISK 7121以差示掃描熱量計(DSC)測定求取之值。
又所使用之碳酸酯先驅物為,羰基鹵化物、碳酸酯或鹵甲酸酯等,具體例如,光氣、二苯基碳酸酯或2價苯酚之二鹵甲酸酯。
該由2價苯酚及碳酸酯先驅物以表面聚合法製造聚碳酸酯時,必要時可使用觸媒、末端停止劑、防止2價苯酚氧化用之防氧化劑等。又聚碳酸酯可為,與3官能以上之多官能性芳香族化合物共聚合而支化的聚碳酸酯。所使用的3官能以上之多官能性芳香族化合物如,1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)乙烷等。
含有生成支化聚碳酸酯因之多官能性化合物時,其對聚碳酸酯全量之比率可為0.001至1莫耳%,較佳為0.005至0.9莫耳%,特佳為0.01至0.8莫耳%。又特別是熔融酯交換法中,會出現生成支化構造之副反應時,該支化構造量對聚碳酸酯全量較佳為0.001至1莫耳%,更佳為0.005至0.9莫耳%,特佳為0.01至0.8莫耳%。該支化構造之比率可由1H-NMR測定算出。
又本發明之樹脂組成物中A成份用之芳香族聚碳酸酯樹脂可為,與芳香族或脂肪族(含脂環族)之2官能性羧酸共聚合而得的聚酯碳酸酯、與2官能性醇(含脂環族)共聚合而得的共聚合聚碳酸酯,及同時與該2官能性羧酸及2官能性醇共聚合而得的聚酯碳酸酯。又可為所得聚碳酸酯2種以上之摻合物。
所使用之脂肪族2官能性羧酸較佳為α,ω-二羧酸。脂肪族2官能性羧酸較佳如,癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸等之直鏈飽和脂肪族二羧酸及環己烷二羧酸等之脂環族二羧酸。2官能性醇較佳為脂環族二醇,例如環己烷二甲醇、環己二醇、三環癸烷二甲醇等。
又本發明所使用之A成份可為,與聚有機矽氧烷單位共聚合而得的聚碳酸酯-聚有機矽氧烷共聚物。
形成A成份之芳香族聚碳酸酯可為,不同於上述2價苯酚之聚碳酸酯、含有支鏈成份之聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚碳酸酯-聚有機矽氧烷共聚物等各種聚碳酸酯之2種以上的混合物。又可使用製造方法不同之聚碳酸酯、末端停止劑不同之聚碳酸酯等2種以上之混合物。
聚碳酸酯之製造方法中表面聚合法、熔融酯交換法、碳酸酯預聚物之固相酯交換法及環狀碳酸酯化合物之開環聚合法等之反應形式,可由各種文獻及專利公報等詳細得知。
形成A成份之芳香族聚碳酸酯樹脂的黏度平均分子量並無限制。但黏度平均分子量未達10,000時會降低強度等,又超過50,000時會降低成形加工特性。因此黏度平均分子量較佳為10,000至50,000,更佳為12,000至30,000,特佳為14,000至28,000。此時可於維持成形性等範圍內,混合黏度平均分子量超出該範圍之聚碳酸酯。例如,可添加黏度平均分子量超過50,000之高分子量聚碳酸酯成份。
本發明之黏度平均分子量係由,首先使用奧斯特瓦系德黏度計,由20℃下芳香族聚碳酸酯0.7g溶解於二氯甲烷100ml而得之溶液,以下列式算出比黏度(ηSP )。
比黏度(ηSP )=(t-t0 )t0 〔t0 為二氯甲烷之落下秒數,t為試料溶液之落下秒數〕其次以下列數式由所求取得比黏度(ηSP )算出黏度平均分子量(M)。
ηSP /c=〔η〕+0.45×〔η〕2 c(但〔η〕為極限黏度)〔η〕=1.23×10-4 M0.83 c=0.7
又測定本發明之樹脂組成物的黏度平均分子量時,係以下列要領進行。即,將該樹脂組成物溶解於20至30倍重量之二氯甲烷中,以氟鎂石過濾濾取可溶分後,去除溶液再充分乾燥,得二氯甲烷可溶分之固體。使用奧斯特瓦爾德黏度計,由該固體0.7g溶解於二氯甲烷100ml而得之溶液求取20℃的比黏度(ηSP ),再以上述式算出其黏度平均分子量M。
A成份之芳香族聚碳酸酯樹脂可為再利用之物。此時併用脫石油資源材料之B成份時,可增加滅少環境負荷之成份的比率,而成為減少環境負荷效果上較佳之材料。再利用之芳香族聚碳酸酯樹脂係指,至少來自製造目的製品時加工步驟所形成之樹脂成形品,不經聚合物分解步驟回收的樹脂。代表例如,由使用完畢之製品分別回收的樹脂成形品、製造製品時由產生不良品之物分別回收的樹脂組成物,及成形加工時由澆口流道等所產生的不要部分等所形成之樹脂成形品。又分解步驟係指,目的為將形成芳香族聚碳酸酯主鏈之鏈分解後,回收分解所生成之單體及低聚物的步驟,而非目的為混煉、粉碎及加工等之步驟中的熱分解。
再利用之芳香族聚碳酸酯樹脂較佳為,該樹脂材料100重量%中含有90重量%以上芳香族聚碳酸酯成份之物,更佳為含有95重量%以上,特佳為含有98重量%以上之物。
使用完畢之製品較佳如,隔音牆、玻璃窗、透光屋頂、汽車天窗等所代表之各種嵌窗材料、防風及汽車頭燈透鏡等透明零件、水瓶等容器,以及光記錄媒體等。其不含大量添加劑及其他樹脂等,故易得安定之目的品質。特佳之態樣如,透明聚碳酸酯成形品之表面層合硬塗被膜的成形品。該成形品因具有良好透明性,故多半會受硬塗劑影響而著色。該成形品之具體例如,各種嵌窗材料、防風及汽車頭頂透鏡等透明零件。
又所使用的再利用之芳香族聚碳酸酯樹脂可為,不要之樹脂成形品的粉碎物,及將粉碎物再熔融擠壓而得之顆粒。又樹脂成形品上實施印刷塗膜、密封、貼紙、化粧塗裝膜、導電塗裝、導電電鍍及金屬蒸鍍等之情形下,可使用去除該部分之粉碎物(去除後粉碎或粉碎後去除),及將該粉碎物再熔融擠壓而得之顆粒。但含有印刷塗膜等之情形下易受影響而著色,故將無法充分發揮本發明之效果。因此以去除印刷塗膜等為佳。該去除印刷塗膜及電鍍等之方法可為,以2座滾筒之間壓延的方法、接觸加熱加壓水、各種溶劑或酸。又可使用鹼水溶液等之方法、機械式削除該去除部分之方法、照射超音波之方法及爆發處理之方法等,且可組合使用該方法。
又透明聚碳酸酯成形品之表面層合硬塗被膜而得的成形品可達成良好色相,因此直接添加該粉碎物時可更有效減少環境負荷。粉碎物可由使用已知粉碎機粉碎成形品而得。
再利用之芳香族聚碳酸酯樹脂對A成份之芳香族聚碳酸酯樹脂100重量%的含量較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上,特佳為15重量%以上。上限可為100重量%,但實用上以50重量%以下可得特性安定之樹脂組成物而為佳。
(聚酯樹脂)
本發明所使用之聚酯樹脂為,二羧酸或其酯形成性衍生物和二醇聚縮合,或羥基羧酸或其酯形成性衍生物聚縮合而得的聚合物或共聚物,即聚乳酸以外之熱可塑性聚酯樹脂。
二羧酸或其酯形成性衍生物如,對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、5-鈉磺基間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4'-聯苯基二羧酸、雙(p-羧基苯基)甲烷、4,4'-芪二羧酸、4,4'-二苯基醚二羧酸、蒽二羧酸、伸乙基-雙-p-安息香酸等芳香族二羧酸。又如,草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、丙二酸、戊二酸等脂肪族二羧酸。又如,1,4-環己烷二羧酸等脂環式二羧酸及其之二甲基酯等。該二羧酸可單獨或2種以上混合使用。其中又以使用對苯二甲酸、2,6-萘二羧酸及其之二甲基酯為佳。
二醇如,乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、十甲二醇等脂肪族二醇。又如,1,4-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇等脂環式二醇。又如,p-苯二甲醇及雙酚A等二價苯酚等。又可為分子量400至6,000之長鏈二醇,即聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚四甲二醇為1種以上共聚物。該二醇成份可單獨或2種以上混合使用。其中又以使用乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇為佳。
又羥基羧酸如,乙醇酸、羥基丙酸、羥基丁酸、羥基戊酸、羥基己酸等脂肪族羥基羧酸及其酯形成性衍生物等。又如,p-羥基安息香酸、6-羥基-2-萘甲酸等芳香族羥基羧酸,及其酯形成性衍生物等。又可使用脂肪族羥基羧酸之縮合環狀酯,即乙交酯、己內酯等。該羥基羧酸成份可單獨2種以上混合使用。
由該單體組合形成之聚合物及共聚物的具體例如,聚對苯二酸乙二醇酯、聚(對苯二甲酸/間苯二甲酸)乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚(對苯二甲酸/間苯二甲酸)丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚(對苯二甲酸/間苯二甲酸)丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚(對苯二甲酸/琥珀酸)乙二醇酯、聚(對苯二甲酸/已二酸)乙二醇酯、聚(對苯二甲酸/癸二酸)乙二醇酯、聚(對苯二甲酸/琥珀酸)丙二醇酯、聚(對苯二甲酸/己二酸)丙二醇酯、聚(對苯二甲酸/癸二酸)丙二醇酯、聚(對苯二甲酸/琥珀酸)丁二醇酯、聚(對苯二甲酸/己二酸)丁二醇酯、聚(對苯二甲酸/癸二酸)丁二醇酯、環己烷二甲醇共聚合聚對苯二甲酸乙二醇酯等含芳香族之聚酯。又如,聚草酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚草酸新戊二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚(琥珀酸/己二酸)丁二醇酯、聚(琥珀酸/己二酸)丙二醇酯、聚(琥珀酸/己二醇酯)乙二醇酯、聚羥基烷酸酯、聚己內酯、聚乙醇酸等脂肪族聚酯。又如,聚琥珀酸丁二醇酯.碳酸酯等脂肪族聚酯碳酸酯。又如,p-氧基安息香酸/聚對苯二甲酸乙二醇酯、p-氧基安息香酸/6-氧基-2-萘甲酸等液晶性聚酯。
其中特佳之聚酯樹脂為,聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、環己烷二甲醇共聚合聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚萘二酸丁二醇酯等。
製造芳香族聚酯時可依常法,於存在含有鈦、鍺、銻等聚縮合觸媒下加熱,使二羧酸或其酯形成性衍生物與二醇或其酯形成性衍生物聚合後,將副產之水或低級醇排出系外的方法進行。
其中鍺系聚合觸媒如,鍺之氧化物、氫氧化物、鹵化物、醇鹽、酚鹽等。具體例如,氧化鍺、氫氧化鍺、四氯化鍺、四甲氧基鍺等。又鈦系聚合觸媒如有機鈦化合物,較佳之具體例如,鈦四丁氧化物、鈦異丙氧化物、草酸鈦、乙酸鈦、安息香酸鈦、偏苯三酸鈦,及四丁基鈦酸鹽與偏苯三酸酐之反應物等。有機鈦化合物之使用量較佳為,鈦原子對構成芳香族聚酯之酸成份的比率為3至12mg原子%。
又可併用先前已知之聚縮合前階段中使用於酯交換反應的錳、鋅、鈣、鎂等之化合物,及可於酯交換反應結束後以磷或亞磷酸之化合物等使該觸媒失活而聚縮合。該芳香族聚酯之製造方法可為分批式或連續聚合式。又所得之芳香族聚酯可添加各種安定劑及改質劑。
(苯乙烯系樹脂)
本發明所使用之苯乙烯系樹脂如,主要由芳香族乙烯基化合物所形成的苯乙烯系硬質樹脂,及含有橡膠質聚合物之苯乙烯系橡膠質樹脂。
本發明之苯乙烯系硬質樹脂係指,芳香族乙烯基化合物之聚合物或共聚物,及其與可共聚之乙烯基單體共聚而得的聚合物,又其為非晶性樹脂時係至少玻璃化溫度為40℃以上,結晶性樹脂時熔點為40℃以上之物。該玻璃化溫度及熔點係依據JIS K7121以差示掃描熱量計(DSC)測定求取。
上述之芳香族乙烯基化合物如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、o-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、乙烯基二甲苯、乙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、p-tert-丁基苯乙烯、乙烯基萘、甲氧基苯乙烯、一溴苯乙烯、二溴苯乙烯、氟苯乙烯及三溴苯乙烯等。特佳為苯乙烯。
又上述可與芳香族乙烯基化合物共聚合之其他乙烯基單體較佳如,氰化乙烯基化合物及(甲基)丙烯酸酯化合物。氰化乙烯基化合物如,丙烯腈、甲基丙烯腈等,特佳為丙烯腈。又(甲基)丙烯酸酯化合物如,甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、異丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、戊基(甲基)丙烯酸酯、己基(甲基)丙烯酸酯、辛基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯、十二(甲基)丙烯酸酯、十八基(甲基)丙烯酸酯、苯基(甲基)丙烯酸酯及苄基(甲基)丙烯酸酯等。又(甲基)丙烯酸酯係包含甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯化合物特佳如甲基甲基丙烯酸酯。
又可與氰化乙烯基化合物及(甲基)丙烯酸酯化合物以外之芳香族乙烯基化合物共聚合的其他乙烯基單體如,縮水甘油基甲基丙烯酸酯般含有環氧基之甲基丙烯酸酯、馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺及N-苯基馬來醯亞胺等之馬來醯亞胺單體、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、酞酸及衣康酸等之α,β-不飽和羧酸及其酐。
較佳之苯乙烯系硬質樹脂如,聚苯乙烯、MS共聚物、AS共聚物、MAS共聚物及SMA共聚物等。又該MS共聚物為,主要由甲基甲基丙烯酸酯及苯乙烯所形成之共聚物。AS共聚物為,主要由丙烯腈及苯乙烯所形成之共聚物。MAS共聚物為,主要由甲基丙烯酸酯、丙烯腈及苯乙烯所形成之共聚物。SMA共聚物為,主要由苯乙烯及馬來酸酐(MA)所形成之共聚物。其中特佳為AS共聚物。
AS共聚物可由塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合及乳化聚合之任何方法製造,但較佳以塊狀聚合法或懸浮聚合法製造。最佳以塊狀聚合法製造,且該聚合法最常使用於工業上。又共聚合之方法可為一般式共聚合,或多段式共聚合。AS共聚物之重量平均分子量以GPC測定時較佳為,標準苯乙烯換算下40,000至200,000。下限又以50,000為佳,更佳為70,000。又上限以160,000為佳,更佳為150,000。
苯乙烯系橡膠質樹脂係指,由玻璃化溫度10℃以下,較佳為-10℃以下,更佳為-30℃以下之橡膠成份所形成的聚合物,及該橡膠成份所形成之聚合物鍵結其他聚合物鏈而得的共聚物。又較佳為,橡膠質聚合物100重量%中至少含有35重量%,更佳為45質量%之該橡膠成份的聚合物。實用上橡膠成份之含量的上限較佳為90重量%。
本發明之苯乙烯系橡膠質樹脂更佳為,鍵結其他聚合物鏈而得的共聚物。製造橡膠成份以接枝鍵結其他聚合物鏈而得橡膠質聚合物時,已知多少會生成未接枝於橡膠成份之聚合物或共聚物。因此本發明之苯乙烯系橡膠質樹脂可為,含有該游離聚合物或共聚物之物。
本發明之苯乙烯系橡膠質樹脂如,SB(苯乙烯-丁二烯)共聚物、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物、MBS(甲基甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯)共聚物、MABS(甲基甲基丙烯酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物、MB(甲基甲基丙烯酸酯-丁二烯)共聚物、ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠)共聚物、AES(丙烯腈-乙烯丙烯橡膠-苯乙烯)共聚物、MA(甲基甲基丙烯酸酯-丙烯酸橡膠)共聚物、MAS(甲基甲基丙烯酸酯-丙烯酸橡膠-苯乙烯)共聚物、甲基甲基丙烯酸酯-丙烯酸.丁二烯橡膠共聚物、甲基甲基丙烯酸酯-丙烯酸.丁二烯橡膠-苯乙烯共聚物、甲基甲基丙烯酸酯-(丙烯酸.聚矽氧烷IPN橡膠)共聚物等。該共聚物佳均為,橡膠成份所形成之聚合物芯鍵結上述單體所形成的聚合物鏈,而得之芯-殼型接枝共聚物。
其中特佳為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS共聚物)。本發明之ABS共聚物中,橡膠粒徑較佳為0.1至5.0 μm,更佳為0.2至3.0 μm,特佳為0.2至1.5 μm。所使用之該橡膠粒徑的分布可為,單一分布或具有2山以上複數山之物,又其形態上橡膠粒子可為單一相,或橡膠粒子周邊含有封閉相而具有蠟腸構造之物。
接枝之氰化乙烯基化合物及芳香族乙烯基化合物對二烯系橡膠成份的重量比率(接枝率(重量%))較佳為10至100%,更佳為15至70%,特佳為15至40%。
ABS共聚物可以塊狀聚合、懸浮聚合、乳化聚合等任何方法製造,但以懸浮聚合、塊狀聚合為佳。又該製造方法中至少可生成未接枝於二烯系橡膠之AS共聚物。因此所製得的ABS共聚物一般為,與AS共聚物之混合物。
(聚烯烴樹脂)
本發明所使用之聚烯烴樹脂為,乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、5-甲基-1-己烯等α-烯烴之1種或2種以上聚合物。又可使用該聚合物之2種以上混合物。
本發明之聚烯烴樹脂可與其他可共聚合之單體成份共聚合。可共聚合之成份如,二烯系化合物、α,β-不飽和羧酸衍生物、苯乙烯系化合物、乙烯乙烯衍生物等。又該可共聚合成份如,丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、巴豆酸、甲基馬來酸、甲基富馬酸、中康酸、檸康酸、戊烯二酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸胺基乙酯、馬來酸二甲酯、衣康酸二甲酯、甲基丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鉀、甲基丙烯酸鎂、丙烯酸鋅、馬來酸酐、衣康酸酐、中康酸酐、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等。
聚烯烴樹脂之具體例如,聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-丙烯共聚物及丙烯-丁烯共聚物等。其可一種或二種以上組合使用。
<聚乳酸:B成份>
聚乳酸(B成份)係由,L-乳酸單位90至100莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-1成份),以及D-乳酸單位90至100莫耳%與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-4成份)所形成。
B-1成份及B-4成份為,下列式(i)所示以L-乳酸單位、D-乳酸單位為基本成份之聚乳酸。
聚乳酸(B成份)之重量平均分子量較佳為10萬至50萬,更佳為10萬至30萬。重量平均分子量為,以氯仿為溶離液利用凝膠滲透色譜法(GPC)測定之標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量值。
B成份係由,主要為L-乳酸單位所形成之B-1成份、B-2成份或B-3成份,及主要為D-乳酸單位所形成之B-4成份,B-5成份或B-6成份所形成。
(聚-L-乳酸)
B-1成份為,L-乳酸單位90至100莫耳%,與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸。B-2成份為,L-乳酸單位90至99莫耳%,與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位1至10莫耳%所構成的聚乳酸。B-3成份為,L-乳酸單位超過99莫耳%且100莫耳%以下,與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0莫耳%以上且未達1莫耳%所構成的聚乳酸。因此B-1成份包含B-2成份及B-3成份。又稱其為聚-L-乳酸。
(聚-D-乳酸)
B-4成份為,D-乳酸單位90至100莫耳%,與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%可構成的聚乳酸。B-5成份為,D-乳酸單位90至99莫耳%,與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位1至10莫耳%所構成的聚乳酸。B-6成份為,D-乳酸單位超過99莫耳%且100莫耳%以下,與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0莫耳%以上且未達1莫耳%所構成的聚乳酸。因此B-4成份包含B-5成份及B-6成份。又稱其為聚-D-乳酸。
聚乳酸(B成份)較佳由聚-L-乳酸及聚-D-乳酸之特定組合形成。即,聚乳酸(B成份)較佳由B-1成份及B-4成份形成,且B-1成份與B-4成份之重量比(B-1成份/B-4成份)為10/90至90/10。
又聚乳酸(B成份)較佳為,(1)由B-1成份及B-5成份形成,且B-1成份與B-5成份之重量比(B-1成份/B-5成份)為10/90至90/10。
(2)由B-4成份及B-2成份形成,且B-4成份與B-2成份之重量比(B-4成份/B-2成份)為10/90至90/10。
聚乳酸(B成份)特佳為,(1)由B-2成份及B-5成份形成,且B-2成份與B-5成份之重量比(B-2成份/B-5成份)為10/90至90/10之組合(組合1),(2)由B-3成份及B-5成份形成,且B-3成份與B-5成份之重量比(B-3成份/B-5成份)為10/90至90/10之組合(組合2),(3)由B-6成份及B-2成份形成,且B-6成份與B-2成份之重量比(B-6成份/B-2成份)為10/90至90/10之組合(組合3)。
以上之特佳組合如下所示。
〔L〕:L-乳酸單位〔D〕:D-乳酸單位
以上之聚乳酸(B成份)組合中,B-3成份及B-6成份之組合不包括於特佳範圍內。
聚乳酸(B成份)中,聚-L-乳酸與聚-D-乳酸之重量比(前者/後者)為10/90至90/10。為了形成更多立體配位物又以25/75至75/25為佳,更佳為40/60至60/40。另一方面聚合物的重量比未達10或超過90時,會優先均結晶化而難形成立體配位物故不宜。
聚乳酸(B成份)中乳酸以外之共聚成份可為具有2個以上可形成酯鍵之官能基的二羧酸、多價醇、羧基羧酸、內酯等之單位,及來自該各種構成成份所形成之各種聚酯、各種聚醚、各種聚碳酸酯等之單位,又可單獨或混合使用。
二羧酸如,琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等。多價醇如,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、甘油、山梨糖醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂肪族多價醇等。又如雙酚附加環氧乙烷之物等芳香族多價醇等。羥基羧酸如,乙醇酸、羥基丁基羧酸等。內酯如,乙交酯、ε-己內酯乙交酯、ε-己內酯、β-丙內酯、δ-丁內酯、β-或γ-丁內酯、新戊內酯、δ-戊內酯等。
(製造聚-L-聚酸或聚-D-乳酸)
聚-L-乳酸或聚-D-乳酸可由已知之聚乳酸的聚合方法製造。例如可以丙交酯之開環聚合、乳酸之脫水縮合及組合固相聚合之方法等製造。
製造聚-L-乳酸或聚-D-乳酸時,會生成副產物乳酸之環狀二聚物丙交酯。各聚乳酸於無損樹脂之熱安定性範圍內,可含有該丙交酯。該聚乳酸所含之丙交酯於結束聚乳酸聚合後,可以熔融減壓下去除之方法,或使用溶劑之萃取去除方法等由聚乳酸去除,而提升樹脂之熱安定性而為佳。聚乳酸所含之丙交酯對聚乳酸為2%以下,較佳為1%以下,更佳為0.5%以下。
聚-L-乳酸或聚-D-乳酸於無損樹脂之熱安定性範圍內,可含有關係聚合之觸媒。該觸媒如,各種錫化合物、鋁化合物、鈦化合物、鋯化合物、鈣化合物、有機酸類、無機酸類等。該觸媒又如,錫、鋁、鋯及鈦之脂肪酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、氧化物、氫氧化物、鹵化物、醇鹽或該金屬。具體例如,辛酸錫、鋁乙醯丙酮酸鹽、鋁烷氧化物、鈦烷氧化物、鈦烷氧化物、鋯烷氧化物。聚-L-乳酸或聚-D-乳酸所含之有關聚合的觸媒,於結束聚乳酸聚合後,可以使用溶液之萃取去除方法,或共存使該觸媒不活性化之已知安定劑的方法等去除或失活,而提升樹脂之熱安定性而為佳。
(形成立體配位物)
聚-L-乳酸及聚-D-乳酸係指,可同時混合熱可塑性樹脂(A成份)及其他成份製造樹脂組成物之物。
但同時混合熱可塑性樹脂(A成份)及其他成份之前,可預先於共存聚-L-乳酸及聚-D-乳酸下進行熱處理,以形成立體配位物為佳。
熱處理較佳於,以重量比10/90至90/10共存聚-L-乳酸(B-1至B-3成份)及聚-D-乳酸(B-4至B-6成份),及將溫度維持於245至300℃下進行。熱處理溫度更佳為270至300℃,特佳為280至290℃。超過300℃時將難抑制分解反應而不宜。熱處理時間並無特別限制,可為0.2至60分鐘,較佳為1至20分鐘。熱處理時之環境可為常壓之不活性環境下或減壓下。
熱處理可以熔融混煉聚-L-乳酸及聚-D-乳酸之方式進行。熱處理較佳以,混合一定量之粉狀或片狀聚-L-乳酸及聚-D-乳酸後熔融混煉的方式進行。又可於熔融聚-L-乳酸或聚-D-乳酸中任何一方後,加入另一方混煉。熱處理時又以儘可能均勻混合聚-L-乳酸及聚-D-乳酸為佳。
可均勻混合聚-L-乳酸及聚-D-乳酸之粉物或片物時,粉物或片物之大小並無特別限制,但較佳為3mm以下,更佳為1至0.25mm之大小。以粉狀或片狀混合時,可使用轉鼓式粉物混合器、連續式粉物混合器、各種銑床裝置等。
熔融混煉聚-L-乳酸(B-1至B-3成份)及聚-D-乳酸(B-4至B-6成份)時,可使用分批式附攪拌翼之反應器、連續式反應器、雙軸或單軸之擠壓機。
又可使用存在溶液下混合聚-L-乳酸及聚-D-乳酸後,再沈澱而得混合物之方法,或加熱去除溶液而得混合物。存在溶液下混合時較佳為,先各自調製聚-L-乳酸及聚-D-乳酸溶解於溶液之溶液再混合兩者,或雙方一起溶解混合於溶劑中。該溶劑可為能溶解聚-L-乳酸及聚-D-乳酸之物,並無特別限制。溶液較佳為,氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、苯酚、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、丁內酯、三噁烷、六氟異丙醇等單獨或2種以上混合物。既使存在溶劑下,也可加熱蒸發溶劑以無溶劑狀態進行熱處理。因長時間熱處理具有分解可能性,故溶劑蒸發後(熱處理)之升溫速度以可短時間進行為佳,並無特別限制。
本發明之樹脂組成物中,聚乳酸(B成份)之含量對熱可塑性樹脂(A成份)100重量份為1至200重量份,較佳為10至190重量份,更佳為20至180重量份。
(樹脂組成物之物性)
本發明之樹脂組成物以差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率(R195以上 )為20%以上,較佳為50%以上,又以80%以上為佳,更佳為90%以上,特佳為95%以上。R195以上 較大時可提高成形品之耐水解性。R195以上 較高時意味立體配位化結晶之含有率較高。R195以上 較高之聚乳酸可由,以245至300℃之高溫熔融混煉聚-L-乳酸及聚-D-乳酸而得。
R195以上 係使用DSC於氮氣下以升溫速度20℃/分測定,再以下列式由195℃以上(高溫)之融解峰面積及140至180℃(低溫)融解峰面積算出。
R195以上 (%)=A195以上 /(A195以上 +A140~180 )×100 R195以上 :195℃以上之融解峰的比率A195以上 :195℃以上之融解峰面積A140至180 :140至180℃之融解峰面積
對本發明之樹脂組成物進行DSC測定時,來自熱可塑性樹脂(A成份)之融解峰及來自聚乳酸之融解峰會出現於不同位置,因此易於區別兩者。
本發明之樹脂組成物的熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為20J/g以上,更佳為30J/g以上。本發明之樹脂組成物又以R195以上 為30%以上,熔點為195至250℃,融解熱函數為20J/g以上為佳。
本發明之樹脂組成物因含有立體配位化結晶之含有率較高的聚乳酸及熱可塑性樹脂,故可具有優良之耐熱性、耐水解性及耐藥品性。本發明之樹脂組成物的黏度平均分子量之保持率較佳為30%以上,更佳為60%以上,特佳為70%以上。
<結晶核劑:C成份>
本發明所使用之結晶核劑(C成份)主要係以,一般對聚乳酸、熱可塑性樹脂等結晶性樹脂可作為結晶核劑用之已知化合物為對象。
例如滑石、二氧化矽、石墨、碳粉、葉蠟石、石膏、中性黏土等無機質微粒子、及氧化鎂、氧化鋁、二氧化鈦等金屬氧化物、硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽、矽酸鹽、草酸鹽、硬脂酸鹽、安息香酸、水楊酸鹽、酒石酸鹽、磺酸鹽、褐煤蠟鹽、褐煤蠟酯鹽、對苯二甲酸鹽、安息香酸鹽、羧酸鹽等。
該作為結晶核劑(C成份)用之化合物中效果特佳為滑石,又以使用平均粒徑20 μm以下之物為佳,更佳為平均粒徑5 μm以下之物。
該結晶核劑之添加量會因結晶核劑之種類及形狀而使發現效果不同,故無法一併規定,對聚乳酸(B成份)100重量份可為0.01至5重量份,較佳為0.05至3重量份,更佳為0.1至2重量份。結晶核劑之添加量太少時將無法發現結晶核劑之效果,相反地既使過量也無法增加結晶核劑之效果,當然也會影響其他之機械特性。
結晶核劑(C成份)之添加方法並無特別限制,但以熔融混煉聚-L-乳酸及聚-D-乳酸形成立體配位化結晶後添加,對形成立體配位物影響較小為佳。
<無機填充物:D成份>
本發明之樹脂組成物另添加無機填充物(D成份)時,可提升機械特性、尺寸特性等。
無機填充物(D成份)可為玻璃纖維、碳纖維、玻璃片、矽灰石、高嶺土、雲母、滑石及各種晶鬚類(鈦酸鉀晶鬚、硼酸鋁晶鬚等)之一般已知的無機填充物。無機填充物之形狀可由纖維狀、片狀、球狀及中空狀中自由選擇,但為了提升樹脂組成物之強度及耐衝擊性又以纖維狀、片狀為佳。
其中無機填充物較佳為,由天然礦物之粉碎物所形成的無機填充劑,更佳為由矽酸鹽之天然礦物的粉碎物所形成之無機填充物,又就其形狀觀點較佳為雲母、滑石及矽灰石。
另外比較碳纖維般之石油資源材料,該無機填充物為脫石油資源材料,因此使用該環境負荷更低之原料時,可得意義高於使用環境負荷較小之B成份及C成份效果。又比較碳纖維等,前述較佳之無機填充物可得發現良好難燃性之效果。
雲母之平均粒徑為,以掃描型電子顯微鏡觀察時萃取1 μm以上之物後,算出合計1,000個之數平均而得的數平均粒徑。該數平均粒徑較佳為10至500 μm,更佳為30至400 μm,特佳為30至200 μm,最佳為35至80 μm。數平均粒徑未達10 μm時會降低衝擊強度。又超過500 μm時雖可提升衝擊強度但會使外觀變差。
所使用之雲母可為,以電子顯微鏡觀察實測時厚度為0.01至10 μm之物,較佳為0.1至5 μm之物。又可使用長寬比5至200,較佳為10至100之物。雲母又以白雲母為佳,其莫氏硬度約為3。比較金雲母等其他雲母,白雲母可達成高剛性及高強度,故可提供更適合之成形品。
又雲母之粉碎法可為,以乾式粉碎機粉碎雲母原石之乾式粉碎法。又可以乾式粉碎機粗粉碎雲母原石後加入水等粉碎助劑,有以淤漿狀態使用濕式粉碎機進行根本粉碎,其後脫水再乾燥之濕式粉碎法。所使用之雲母可為任何粉碎法之製造物,但以低成本之乾式粉碎法較具一般性。又濕式粉碎法可有效使雲母更薄更細但成本高。雲母可以矽烷偶合劑、高級脂肪酸酯及蠟等各種表面處理劑進行表面處理,另可使用各種樹脂、高級脂肪酸酯及蠟等集束劑造粒為顆粒狀。
本發明所使用之滑石係指,具有層狀構造之鱗片狀粒子,其化學組成為含水矽酸鎂。滑石一般係以化學式4SiO2 .3MgO.2H2 O表示,一般SiO2 含量為56至65重量%,MgO為28至35重量%,H2 O約為5重量%。其他少量成份中F2 O3 含量為0.03至1.2重量%、Al2 O3 為0.05至1.5重量%、CaO為0.05至1.2重量%、K2 O為0.2重量%以下、Na2 O為0.2重量%以下等。滑石之比重約為2.7,莫氏硬度為1。
滑石之平均粒徑較佳為0.5至30 μm。該平均粒徑係依據JISM 8016以安德烈吸量法測得之粒度分布求取積重率50%時的粒徑。滑石之粒徑又以2至30 μm為佳,更佳為5至20 μm,最佳為10至20 μm。0.5至30 μm之滑石除了可使樹脂組成物具有剛性及低各向異性外,還可賦予良好之表面外觀及難燃性。
又有關由原石粉碎製造滑石之方法並無特別限制,可利用軸法型輾法、環狀型輾法、輥輾法、球輾法、噴射輾法及容器回轉式壓縮剪斷型輾法等。又粉碎後之滑石較佳為,以各種分級機分級處理而整合粒徑分布之物。分級機並無特別限制,可為衝擊型慣性力分級機(可變衝擊機等)、利用附壁效果型慣性力分級機(彎頭噴射機等)、離心場分級機(多段旋風機、微膠合機、分散分離機、銳切機、渦輪旋風機、渦輪膠合機、微分離機及超級分離機等)等。
又就滑石之處理性等較佳為凝集狀態之物,其製法如脫氣壓縮之方法,使用集束劑進行壓縮之方法等。特別是脫氣壓縮之方法簡便且不會使不需要之集束劑樹脂成份混入本發明成形品中而為佳。
又本發明所使用之矽灰石實質上係以化學式CaSiO3 表示,一般SiO2 含量約為50重量%以上,CaO約為47重量%以上,其他含有Fe2 O3 、Al2 O3 等。矽灰石為,將矽灰石原石粉碎分級而得之白色針狀粉末,其莫氏硬度約為4.5。矽灰石之平均纖維徑較佳為0.5至20 μm,更佳為0.5至10 μm,最佳為1至5 μm。平均纖維徑係指,以掃描型電子顯微鏡觀察萃取0.1 μm以上之物後,合計1,000個之數平均而算出的值。
該無機填充物也可作為C成份之結晶核劑用,但使用於改良機械特性等目的時,係作為無機填充物(D成份)用。
無機填充物(D成份)之含量對熱可塑性樹脂(A成份)100重量份較佳為0.3至200重量份,更佳為1至100重量份,特佳為3至50重量份。D成份之含量少於0.3重量份時,對成形品之機械特性的補強效果將不足,又超過200重量份時會使成形加工性及色相變差而不宜。
<末端封鏈劑:E成份>
本發明之樹脂組成物中含有末端封鏈劑(E成份)時,可提高耐水解性。
末端封鏈劑(E成份)為,可與本發明之樹脂組成物中聚乳酸(B成份)之部分或全部的羧基末端反應而封鏈之物。例如,脂肪族醇、醯胺化合物等縮合反應型化合物,及碳化二亞胺化合物、環氧化合物、噁唑啉化合物、噁嗪化合物、氮雜環丙烷化合物等加成反應型化合物等。使用後者之加成反應型化合物時,例如無需將醇與羧基之脫水縮合反應所生成的末端封鏈般多餘之副生成物排出反應系外。
因此熔融混煉聚-L-乳酸(B-1至B-3成份)及聚-D-乳酸(B-4至B-6成份)時,添加加成反應型末端封鏈劑可利用副產物抑制樹脂分解,而得充分之羧基末端封鏈效果。結果可提升立體配位化聚乳酸之耐水解性。
所使用之碳化二亞胺(包含聚碳化二亞胺)可為,一般已知方法之合成物。例如以有機磷系化合物或有機金屬化合物為觸媒,於無溶劑或不活性溶劑中以約70℃以上之溫度,對各種聚異氰酸酯進行脫碳酸縮合反應而合成之物。
碳化二亞胺化合物所含之一碳化二亞胺化合物如,二環己基碳化二亞胺、二異丙基碳化二亞胺、二甲基碳化二亞胺、二異丁基碳化二亞胺、二辛基碳化二亞胺、t-丁基異丙基碳化二亞胺、二苯基碳化二亞胺、二-t-丁基碳化二亞胺、二-β-萘碳化二亞胺等,其中就工業易取得性特佳為,環己基碳化二亞胺或二異丙基碳化二亞胺。
又上述碳化二亞胺化合物所含之聚碳化亞二胺化合物可為各種方法之製造物,但基本上可使用先前聚碳化二亞胺之製造方法(美國專利第2941956號說明書,特公昭47-33279號公報、J.Org.Chem.28,2069-2075(1963)、Chemical Review 1981,Vol.81 No.4、p619-621)所製得之物。
製造聚碳化二亞胺化合物用之合成原料的有機二異氰酸酯如,芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯及其混合物。具體例如,1,5-萘二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、1,3-伸苯基二異氰酸酯、1,4-伸苯基二異氰酸酯、2,4-伸甲苯基二異氰酸酯、2,6-伸甲苯基二異氰酸酯、2,4-伸甲苯基二異氰酸酯及2,6-伸甲苯基二異氰酸酯之混合物、六伸甲基二異氰酸酯、環己烷-1,4-二異氰酸酯、伸二甲苯基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、四甲基伸二甲苯基二異氰酸酯、2,6-二異丙基苯基異氰酸酯、1,3,5-三異丙基苯、2,4-二異氰酸酯等。
又聚碳化二亞胺化合物可利用異氰酸酯等與聚碳化二亞胺化合物之末端異氰酸酯反應用化合物,適當控制聚合度。
該封止聚碳化二亞胺化合物之末端以控制聚合度用的單異氰酸酯如,苯基異氰酸酯、甲苯基異氰酸酯、二甲基苯基異氰酸酯、環己基異氰酸酯、丁基異氰酸酯、萘基異氰酸酯等。
末端封鏈劑(E成份)中環氧化合物例如,N-縮水甘油基酞醯亞胺、N-縮水甘油基-4-甲基酞醯亞胺、N-縮水甘油基-4,5-二甲基酞醯亞胺、N-縮水甘油基-3-甲基酞醯亞胺、N-縮水甘油基-3,6-二甲基酞醯亞胺、N-縮水甘油基-4-乙氧基酞醯亞胺、N-縮水甘油基-4-氯酞醯亞胺、N-縮水甘油基-4,5-二氯酞醯亞胺、N-縮水甘油基-3,4,5,6-四溴酞醯亞胺、N-縮水甘油基-4-n-丁基-5-溴酞醯亞胺、N-縮水甘油基琥珀醯亞胺、N-縮水甘油基六氫酞醯亞胺、N-縮水甘油基-1,2,3,6-四氫酞醯亞胺、N-縮水甘油基馬來醯亞胺、N-縮水甘油基-α,β-二甲基琥珀醯亞胺、N-縮水甘油基-α-乙基琥珀醯亞胺、N-縮水甘油基-α-丙基琥珀醯亞胺、N-縮水甘油基苯醯胺、N-縮水甘油基-p-甲基苯醯胺、N-縮水甘油基萘醯胺、N-縮水甘油基乙醯磺胺、N-甲基-4,5-環氧環己烷-1,2-二羧酸醯亞胺、N-乙基-4,5-環氧環己烷-1,2-二羧酸醯亞胺、N-苯基-4,5-環氧環己烷-1,2-二羧酸醯亞胺、N-萘基-4,5-環氧環己烷-1,2-二羧酸醯亞胺、N-甲苯基-3甲基-4,5--環氧環己烷-1,2-二羧酸醯亞胺、鄰苯基苯基縮水甘油醚、2-甲基辛基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、3-(2-聯苯基氧基)-1,2-環氧丙烷、烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、月桂基縮水甘油醚、苄基縮水甘油醚、環己基縮水甘油醚、α-甲酚縮水甘油醚、p-t-丁基苯基縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油醚、環氧乙烷、環氧丙烷、氧化苯乙烯、環氧辛烷、氫醌二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、氫化雙酚A-二縮水甘油醚等。
又如,對苯二甲酸二縮水甘油酯、四氫酞酸二縮水甘油酯、六氫酞酸二縮水甘油酯、酞酸二甲基二縮水甘油酯、伸苯基二縮水甘油醚、伸乙基二縮水甘油醚、三伸甲基二縮水甘油醚、四伸甲基二縮水甘油醚、六伸甲基二縮水甘油醚等。
該環氧化合物中可任意選擇1種或2種將聚乳酸單位之羧基末端封鏈,但就反應性較佳為,環氧乙烷、環氧丙烷、苯基縮水甘油醚、鄰苯基苯基縮水甘油醚、p-t-丁基苯基縮水甘油醚、N-縮水甘油基酞醯亞胺、氫醌二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、氫化雙酚A-二縮水甘油醚等。
末端封鏈劑(E成份)中噁唑啉化合物例如,2-甲氧基-2-噁唑啉、2-乙氧基-2-噁唑啉、2-丙氧基-2-噁唑啉、2-丁氧基-2-噁唑啉、2-戊氧基-2-噁唑啉、2-己氧基-2-噁唑啉、2-庚氧基-2-噁唑啉、2-辛氧基-2-噁唑啉、2-壬氧基-2-噁唑啉、2-癸氧基-2-噁唑啉、2-環戊氧基-2-噁唑啉、2-環己氧基-2-噁唑啉、2-烯丙氧基-2-噁唑啉、2-甲氧丙烯氧基-2-噁唑啉、2-丁烯氧基-2-噁唑啉、2-苯氧基-2-噁唑啉、2-甲酚-2-噁唑啉、2-o-乙基苯氧基-2-噁唑啉、2-o-苯基苯氧基-2-噁唑啉、2-o-苯基苯氧基-2-噁唑啉、2-m-乙基苯氧基-2-噁唑啉、2-m-丙基苯氧基-2-噁唑啉、2-p-苯基苯氧基-2-噁唑啉、2-甲基-2-噁唑啉、2-乙基-2-噁唑啉、2-丙基-2-噁唑啉、2-丁基-2-噁唑啉、2-戊基-2-噁唑啉、2-己基-2-噁唑啉、2-庚基-2-噁唑啉、2-辛基-2-噁唑啉、2-壬基-2-噁唑啉、2-癸基-2-噁唑啉、2-環戊基-2-噁唑啉、2-環己基-2-噁唑啉、2-烯丙基-2-噁唑啉、2-甲基丙烯基-2-噁唑啉、2-丁烯基-2-噁唑啉、2-苯基-2-噁唑啉、2-o-乙基苯基-2-噁唑啉、2-o-丙基苯基-2-噁唑啉、2-o-苯基苯基-2-噁唑啉、2-m-乙基苯基-2-噁唑啉、2-m-丙基苯基-2-噁唑啉、2-p-苯基苯基-2-噁唑啉等,又如,2,2'-雙(2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-乙基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4,4'-二乙基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-丙基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-丁基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-己基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-環己基-2-噁唑啉)、2,2'-雙(4-苄基-2-噁唑啉)、2,2'-p-伸苯基雙(2-噁唑啉)、2,2'-m-伸苯基雙(2-噁唑啉)、2,2'-o-伸苯基雙(2-噁唑啉)、2,2'-p-伸苯基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-p-伸苯基雙(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-m-伸苯基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-m-伸苯基雙(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基雙(2-噁唑啉)、2,2'-四伸甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-六伸甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-八伸甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-十伸甲基雙(2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-四伸甲基雙(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-9,9'-二苯氧基乙烷雙(2-噁唑啉)、2,2'-環伸己基雙(2-噁唑啉)、2,2'-二伸苯基雙(2-噁唑啉)等。又含有單體單位用之上述化合物的聚噁唑啉化合物等,例如苯乙烯.2-異丙烯基-2-噁唑啉共聚物等。該噁唑啉化合物中可任意選擇1種或2種以上化合物將聚乳酸單位之羧基末端封鏈。
末端封鏈劑(E成份)中噁嗪化合物例如,2-甲氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-乙氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-丙氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-丁氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-戊氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-己氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-庚氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-辛氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-壬氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-癸氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-環戊氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-環己氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-烯丙氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-甲基丙烯氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪、2-丁烯氧基-5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪等。
又如,2,2'-雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'伸甲基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-伸乙基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-伸丙基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-伸丁基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-六伸甲基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-p-伸苯基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-m-伸苯基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-伸萘基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-p,p'-二伸苯基雙(5,6-二氫基-4H-1,3-噁嗪)等。
又如,含有單體單位用之上述化合物的聚噁嗪化合物等。該噁嗪化合物中可任意選擇1種或2種以上化合物,將聚乳酸單位之羧基末端封鏈。
另外可由已知之噁唑啉化合物及上述噁嗪化合物等之中任意選擇併用1種或2種以上化合物,將聚乳酸之羧基末端封鏈,但就耐熱性、反應性及對脂肪族聚酯之親和性觀點,又以2,2'-m-伸苯基雙(2-噁唑啉)及2,2'-p-伸苯基雙(2-噁唑啉)為佳。
末端封鏈劑(E成份)中氮雜環丙烷化合物例如,單、雙或聚異氰酸酯化合物與伸乙基亞胺之加成反應物等。
又本發明可作為末端封鏈劑用之上述碳化二亞胺化合物、環氧化合物、噁唑啉化合物、噁嗪化合物、氮雜環丙烷化合物中,可併用2種以上化合物作為末端封鏈劑用。
本發明之樹脂組成物可因應用途進行適度之羧基末端基封鏈。具體上羧基末端封鏈程度為聚乳酸之羧基末端濃度為10當量/103 kg以下時,可提升耐水解性而為佳,更佳為6當量/103 kg以下。
將本發明之樹脂組成物中聚乳酸(B成份)的羧基末端封鏈之方法可為,使用縮合反應型或加成反應型等末端封鏈劑進行反應。利用縮合反應使羧基末端封鏈之方法可為,聚合物聚合時適量添加脂肪族醇、醯胺化合物等之縮合反應型末端封鏈劑後,減壓下進行脫水縮合反應等使羧基末端封鏈。就聚合物之高聚合度化觀點,又以結束聚合反應後添加縮合反應型之末端封鏈劑為佳。
利用加成反應使羧基末端封鏈之方法可為,以聚乳酸之熔融狀態使適量之碳化二亞胺化合物、環氧化合物、噁唑啉化合物、噁嗪化合物、氮雜環丙烷化合物等末端封鏈劑反應。又可於聚合物結束聚合反應後添加末端封鏈劑進行反應。
存在末端封鏈劑(E成份)下,將聚-L-乳酸(B-1至B-3成份)及聚-D-乳酸單位(B-4至B-6成份)熔融混煉,可抑制熱可塑性樹脂(A成份)分解惡化。
末端封鏈劑(E成份)之含量對聚乳酸(B成份)每100重量份較佳為0.01至5重量份,更佳為0.05至4重量份,特佳為0.1至3重量份。
<難燃劑:F成份>
本發明之樹脂組成物可添加難燃劑。難燃劑如,溴化環氧樹脂、溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯、溴化聚丙烯酸酯及氯化聚乙烯等鹵系難燃劑。又如,單磷酸酯化合物及磷酸酯低聚物化合物等磷酸酯系難燃劑。又如,膦酸酯低聚物、膦腈低聚物化合物、膦酸醯胺等磷酸酯難燃劑以外之有機磷系難燃劑。又如,有機磺酸鹼(土類)金屬鹽、硼酸金屬鹽系難燃劑及錫酸金屬鹽系難燃劑等有機金屬鹽系難燃劑。又如聚矽氧烷系難燃劑等。另外可添加難燃助劑(例如銻酸鈉、三氧化銻等)及防滴液劑(具有原纖維形成能之聚四氟乙烯等)等併用為難燃劑。
上述難燃劑中,不含氯原子及溴原子之化合物將不利於焚燒廢棄及熱循環上而需減少,因此本發明之成形品中又以使用另一特徵為減少環境負荷之難燃劑為佳。
又磷酸酯系難燃劑可得良好色相及發現提升成形加工性之效果而特佳。磷酸酯系難燃劑之具體例如,下列一般式(ii)所示1種或2種以上之磷酸酯化合物。
式中X為,氫醌、間苯二酚、雙(4-羥基二苯基)甲烷、雙酚A、二羥基二苯酯、二羥基萘、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基苯基)酮或雙(4-羥基苯基)硫化物所衍生之基。n為0至5之整數。n個不同磷酸酯之混合物時為0至5之平均值。R11 、R12 、R13 及R14 各自獨立為,受1個以上鹵原子取代或未取代之苯酚、甲酚、二甲苯酚、異丙基苯酚、丁基苯酚或p-枯基苯酚所衍生之基。
較佳之物為,式中X為氫醌、間苯二酚、雙酚A或二羥基二苯酯所衍生之基。n為1至3之整數或n個不同磷酸酯之摻合物的平均值。R11 、R12 、R13 及R14 各自獨立為,受1個以上鹵原子取代或較佳為未取代之苯酚、甲酚或二甲苯酚所衍生之基。
該有機磷酸酯系難燃劑中,磷酸酯化合物如三苯基磷酸酯。磷酸酯低聚物又以使用間苯二酚雙(二二甲苯基磷酸酯)及雙酚A雙(二苯基磷酸酯)可得優良耐水解性等而為佳。就耐熱性等更佳為間苯二酚雙(二二甲苯基磷酸酯)及雙酚A雙(二苯基磷酸酯)。其因具有良好耐熱性故無熱惡化揮發等弊端。
本發明之樹脂組成物中,難燃劑含量對熱可塑性樹脂(A成份)每100重量份較佳為0.05至50重量份。未達0.05重量份時將無法發現充分之難燃性,又超過50重量份時會損害成形品之強度及耐熱性等。
<熱安定劑:P成份>
本發明之樹脂組成物為了得到更良好的色相及安定流動性,較佳為含有磷系安定劑。特別是添加下列一般式(iii)所示之季戊四醇型亞磷酸酯化合物作為磷系安定劑為佳。
式中R1 、R2 獨立為氫原子、碳數1至20之烷基、碳數6至20之芳基至烷芳基、碳數7至30之芳烷基、碳數4至20之環烷基、碳數15至25之2-(4-氧基苯基)丙基取代芳基。又環烷基及芳基可受烷基取代。
季戊四醇型亞磷酸酯化合物之具體例如,二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、苯基雙酚A季戊四醇二亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二環己基季戊四醇二亞磷酸酯等,其中較佳為,二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯及雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。
其他磷系安定劑如,各種亞磷酸酯、膦酸酯化合物及磷酸酯化合物。
亞磷酸酯化合物如,三苯基亞磷酸酯、三(壬基苯基)亞磷酸酯、十三基亞磷酸酯、三辛基亞磷酸酯、三十八基亞磷酸酯、二癸基-苯基亞磷酸酯、二辛基-苯基亞磷酸酯、二異丙基-苯基亞磷酸酯、一丁基二苯基亞磷酸酯、一癸基二苯基亞磷酸酯、一辛基二苯基亞磷酸酯、2,2-伸甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)辛基亞磷酸酯、三(二乙基苯基)亞磷酸酯、三(二-iso-丙基苯基)亞磷酸酯、三(二-n-丁基苯基)亞磷酸酯、三(2,4-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯、及三(2,6-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯等。
又所使用之其他亞磷酸酯化合物可為與二價苯酚類反應具有環狀構造之物。例如2,2'-伸甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)(2,4-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯、2,2'-伸甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)(2-tert-丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯、2,2'-伸甲基雙(4-甲基-6-tert-丁基苯基)(2-tert-丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯、2,2'-亞乙基雙(4-甲基-6-tert-丁基苯基)(2-tert-丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯等。
磷酸酯化合物如,三丁基磷酸酯、三甲基磷酸酯、三甲酚磷酸酯、三苯基磷酸酯、三氯苯基磷酸酯、三乙基磷酸酯、二苯基甲酚磷酸酯、二苯基-鄰聯苯基磷酸酯、三丁氧基乙基磷酸酯、二丁基磷酸酯、二辛基磷酸酯、二異丙基磷酸酯等。較佳為三苯基磷酸酯、三甲基磷酸酯。
膦酸酯化合物如,四(2,4-二-tert-丁基苯基)-4,4'-伸聯苯基二膦酸酯、四(2,4-二-tert-丁基苯基)-4,3'-伸聯苯基二膦酸酯、四(2,4-二-tert-丁基苯基)-3,3'-伸聯苯基二膦酸酯、四(2,6-二-tert-丁基苯基)-4,4'-伸聯苯基二膦酸酯、四(2,6-二-tert-丁基苯基)-4,3'-伸聯苯基二膦酸酯、四(2,6-二-tert-丁基苯基)-3,3'-伸聯苯基二膦酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)-4-苯基-苯基膦酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)-3-苯基-苯基膦酸酯、雙(2,6-二-n-丁基苯基)-3-苯基-苯基膦酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基苯基)-4-苯基-苯基膦酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基苯基)-3-苯基-苯基膦酸酯等。較佳為四(二-tert-丁基苯基)-伸聯苯基二膦酸酯、雙(二-tert-丁基苯基)-苯基-苯基膦酸酯,更佳為四(2,4-二-tert-丁基苯基)-伸聯苯基二膦酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)-苯基-苯基膦酸酯。該膦酸酯化合物又以能與上述烷基具有2個以上取代芳基之亞磷酸酯化合物併用而為佳。
膦酸酯化合物又如,苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯及苯膦酸二丙酯等。
磷系安定劑可單獨或2種以上併用,但以至少添加有效量之季戊四醇型亞磷酸酯化合物為佳。磷系安定劑含量對熱可塑性樹脂(A成份)每100重量份較佳為0.001至1重量份,更佳為0.01至0.5重量份,特佳為0.01至0.3重量份。
<彎折抑制劑>
又本發明之樹脂組成物使用纖維狀無機填充物或片狀無機填充物時,為了抑制彎折可含有彎折抑制劑。彎折抑制劑可阻礙基本樹脂及無機填充物之間的密合性,而減少熔融混煉時作用於無機填充物之應力,故可抑制無機填充物彎折。彎折抑制劑之效果如,(1)提升剛性(增加無機填充物之長寬比)、(2)提升韌性、(3)提升導電性(導電性無機填充物時)等。彎折抑制劑之具體例為,(i)以對樹脂之親和性較低的化合物直接被覆於無機填充物表面時之該化合物、及(ii)具有對樹脂之親和性較低的構造,且具有能與無機填充物表面反應之官能基的化合物。
對樹脂之親和性較低的代表性化合物如各種滑劑。滑劑如,礦物油、合成油、高級脂肪酸酯、高級脂肪酸醯胺、聚有機矽氧烷(聚矽氧烷油、聚矽氧烷橡膠等)、烯烴系蠟(石蠟、聚烯烴蠟等)、聚烷二醇、氟化脂肪酸酯、三氟氯乙烯、聚六氟丙二醇等之氟油等。
將對樹脂之親和性較低的化合物直接被覆於無機填充物表面之方法如,(1)以化合物直接,或以該化合物之溶液或乳化液浸漬無機填充物之方法,(2)使無機填充物通過該化合物之蒸氣或粉體的方法,(3)以該化合物之粉體等高速照射無機填充物之方法,(4)擦附無機填充物及該化合物之機械方法等。
具有對樹脂之親和性較低的構造,且具有能與無機填充物表面反應之官能基的化合物如,經各種官能基修飾之前述滑劑。該官能基如,羧基、羧酸酐基、環氧基、噁唑啉基、異氰酸酯基、酯基、胺基、烷氧基矽烷基等。
較佳的彎折抑制劑之1為,矽原子鍵結碳數5以上之烷基的烷氧基矽烷化合物。該鍵結於矽原子之烷基的碳數較佳為5至60,又以5至20為佳,更佳為6至18,特佳為8至16。烷基以1或2個為佳,特佳為1個。又烷氧基較佳為甲氧基及乙氧基。該烷氧基矽烷化合物對無機填充物表面之反應性較高可得優良被覆率而為佳,因此適用於更微細之無機填充物。
另一較佳之彎折抑制劑為,具有羧基及羧酸酐基中所選出至少1種之官能基的聚烯烴蠟。其分子量較佳為重量平均分子量500至20,000,更佳為1,000至15,000。該聚烯烴蠟中,羧基及羧酸酐基中所選出至少1種之官能基用的羧基及羧酸酐基量,對滑劑每1g較佳為0.05至10meq/g,更佳為0.1至6meq/g,特佳為0.5至4meq/g。彎折抑制劑中官能基之比率較佳為,羧基以外之官能基比率同前述羧基及羧酸酐基之比率。
彎折抑制劑特佳如,α-烯烴與馬來酸酐之共聚物。該共聚物可以常法,於存在自由基觸媒下熔融聚合或本體聚合而得。該α-烯烴較佳為,碳數平均值為10至60之物。α-烯烴更佳為,碳數平均值為16至60之物,特佳為25至55之物。
彎折抑制劑含量對熱可塑性樹脂(A成份)每100重量份較佳為0.01至2重量份,更佳為0.05至1.5重量份,特佳為0.1至0.8重量份。
<彈性聚合物>
本發明之樹脂組成物可以彈性聚合物作為衝擊改良劑用。彈性聚合物如,玻璃化溫度為10℃以下之橡膠成份,與芳香族乙烯、氰化乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及可共聚合之乙烯化合物中所選出1種或2種以上的單體共聚合而得之接枝共聚物。較佳之彈性聚合物為,以橡膠成份為芯及以前述1種或2種以上單體為殼接枝共聚合而得的芯-殼型接枝共聚物。
又如,該橡膠成份與上述單體之嵌段共聚物。該嵌段共聚物之具體例如,苯乙烯.乙烯丙烯.苯乙烯彈性體(加氫苯乙烯.異戊二烯.苯乙烯彈性體)、及加氫苯乙烯.丁二烯.苯乙烯彈性體等熱可塑性彈性體。另外可使用其他熱可塑性彈性體用之已知各種彈性聚合物,例如聚胺基甲酸乙酯彈性體、聚酯彈性體、聚醚醯胺彈性體等。
衝擊改良劑較佳為芯-殼型接枝共聚物。芯-殼型接枝共聚物中,該芯粒徑較佳為重量平均粒徑0.05至0.8 μm,更佳為0.1至0.6 μm,特佳為0.1至0.5 μm。粒徑為0.05至0.8 μm時可達成良好之耐衝擊性。彈性聚合物較佳為含有40%以上橡膠成份,更佳為含有60%以上。
橡膠成份如,丁二烯橡膠、丁二烯-丙烯酸複合橡膠、丙烯酸橡膠、丙烯酸-聚矽氧烷複合橡膠、異丁烯-聚矽氧烷複合橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁二烯、乙烯-丙烯橡膠、丁腈橡膠、乙烯-丙烯酸橡膠、聚矽氧烷橡膠、環氧氯丙烷橡膠、氟橡膠及其不飽和鍵結部分添加氫之物。就防範燃燒時產生有害物質之觀點,又以不含鹵原子之橡膠成份有利於環境負荷面。
橡膠成份之玻璃化溫度較佳為-10℃以下,更佳為-30℃以下。橡膠成份特佳為丁二烯橡膠、丁二烯-丙烯酸複合橡膠、丙烯酸橡膠、丙烯酸-聚矽氧烷複合橡膠。複合橡膠係指,2種橡膠成份共聚合而得之橡膠、或不分離式相互絡合形成IPN構造般聚合而得之橡膠。
共聚合於橡膠成份之乙烯化合物中的芳香族乙烯如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、烷氧基苯乙烯、鹵化苯乙烯等。特佳為苯乙烯。又丙烯酸酯如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸辛酯等。甲基丙烯酸酯如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸辛酯等。特佳為甲基丙烯酸甲酯。其中又以含有甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯為必須成份特佳。其因為,對熱可塑性樹脂具有優良親和性,而可使該樹脂中存在更多彈性聚合物,因此可更有效使熱可塑性樹脂發揮所具有之良好耐衝擊性,結果可使樹脂組成物具有良好耐衝擊性。更具體為,接枝成份100重量%中(芯-殼型聚合物時為殼100重量%中)較佳為含有10重量%以上甲基丙烯酸酯,更佳為15重量%以上。
含有玻璃化溫度10℃以下之橡膠成份的彈性聚合物可為,以塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合之任何方法製造之物。共聚合之方式可為一段接枝或多段接枝。又可為與製造時副產之接枝成份單獨共聚物的混合物。又聚合法可為一般乳化聚合法以外,使用過硫酸鉀等引發劑之非皂聚合法、晶種聚合法、二階段膨潤聚合法等。又懸浮聚合法可為,個別保持水相及單體相下正確將兩者供給連續式分散機,並以分散機回轉數控制粒徑。又連續式製造方法中,使單體相通過數至數十μm徑之細徑篩孔或多孔質薄膜再供給具有分散能之水性液體,而可控制粒徑、芯-殼型接枝聚合物之該反應,可同時以1段式或多段式對芯及殼進行反應。
該彈性聚合物易由市售物取得,其中橡膠成份以丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠或丁二烯-丙烯酸複合橡膠為主體之物如,鐘淵化學工業(股)之卡內斯B系列(例如B-56等)、三菱人造絲(股)之美達普C系列(例如C-223A等)、W系列(例如W-450A等)、吳羽化學工業(股)之帕拉洛EXL系列(例如EXL-2602等)、HIA系列(例如HIA-15等)、BTA系列(例如BTA-III等)、KCA系列、洛姆安公司之帕拉洛EXL系列、KM系列(例如KM-336P、KM-357P等),及宇部賽空(股)UCL莫提范系列(尤耶姆(股)之UMG AXS系列)等。橡膠成份以丙烯酸-聚矽氧烷複合橡膠為主體之物如,三菱人造絲(股)之商品名美達普S-2001或SRK-200的市售物。
衝擊改良劑含量對熱可塑性樹脂(A成份)100重量份較佳為0.2至50重量份,更佳為1至30重量份,特佳為1.5至20重量份。含量為該範圍時可抑制剛性降低,而賦予組成物之良好耐衝擊性。
<其他>
能發揮本發明之範圍內,本發明之樹脂組成物可含有防氧化劑(例如阻胺苯酚系化合物、硫系防氧化劑等)、紫外線吸收劑(苯并三唑系、三嗪系、二苯甲酮系等)、光安定劑(HALS等)、離模劑(飽和脂肪酸酯、不飽和脂肪酸酯、聚烯烴系蠟、氟化合物、石蠟、蜜蠟等)、流動改質劑(聚己內酯等)、著色劑(碳黑、二氧化鈦、各種有機染料、金屬顏料等)、光擴散劑(丙烯酸交聯粒子、聚矽氧烷交聯粒子等)、螢光增白劑、蓄光顏料、螢光染料、防靜電劑、無機及有機抗菌劑、光觸媒系防污劑(微粒子氧化鈦、微粒子氧化鋅等)、紅外線吸收劑及光化學劑紫外線吸收劑等。該各種添加劑對熱可塑性樹脂之添加量可為已知量。
〔樹脂組成物之製造方法〕
樹脂組成物可由熱可塑性樹脂(A成份)100重量份及聚乳酸(B成份)1至200重量份熔融混煉而得。一般樹脂組成物之形態為顆粒狀。顆粒較佳為具有可切成單絲之形狀。例如較佳為直徑2至10mm、高2至15mm之圓柱狀。又以直徑3至10mm之球狀、長徑3至10mm之橢圓球狀為佳。
B成份如樹脂組成物項所說明。因此熔融混煉之聚乳酸(B成份)係由B-1成份及B-4成份所形成,且B-1成份與B-4成份之重量比(B-1成份/B-4成份)為10/90至90/10。
熔融混煉之B成份為,差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率(R195以上 )為20%以上。R195以上 較佳為50%以上,又以80%以上為佳,更佳為90%以上,特佳為95%以上。
B成份較佳為,以245至300℃熔融混煉B-1成份及B-4成份而得之物。
熱可塑性樹脂(A成份)如前述。又熔融混煉時可存在C成份、D成份及E成份等。該成份如樹脂組成物項所說明。又以存在0.01至5重量份之結晶核劑(C成份)下熔融混煉B成份100重量份為佳。C成份較佳為滑石。又以存在0.3至200重量份之無機填充物(D成份)下熔融混煉A成份100重量份為佳。較佳於存在0.01至5重量份之末端封鏈劑(E成份)下熔融混煉B成份100重量份。
熔融混煉前可預先混合各成份。預先混合之手段可為,諾塔混合機、V型摻混機、漢氏混合機、機械化學裝置、擠壓混合機等。預先混合時可使用擠壓造粒器或壓塊機器等造粒。
預先混合後可以放泄式雙軸擠壓機所代表的熔融混煉機熔融混煉,再以造粒機等機器進行顆粒化。熔融混煉機又如,班伯里混合機、混煉輥、恆熱攪拌容器等,但以放泄式雙軸擠壓機為佳。另外可使用預先混合各成份及其他任意成份,再各自獨立供給雙軸擠壓機所代表之熔融混煉機的方法。
又熱可塑性樹脂(A成份)係以成形品之粉碎物形態添加時,因該粉碎物具有較高特性,因此較佳為,混合其他高容積密度之成份供給擠壓機,或獨立供給時可同時將高容積密度之成份供給擠壓機。該製造方法可更進一步抑制起因於再利用之熱可塑性樹脂的樹脂變質,而得更優良色相之樹脂組成物。又液體狀之原料可另外使用液注裝置獨立供給。添加無機填充物時,可由擠壓機螺旋根部之第1供給口供給,但以由擠壓機中途之第2供給口的側邊料斗供給為佳。
〔成形品〕
本發明之樹脂組成物一般為顆粒狀,以其為原料利用射出成形、擠壓成形等各種成形方法可得成形品。
成形品之R195以上 較佳為20%以上,又以50%以上為佳,更佳為80%以上,特佳為90%以上,最佳為95%以上。
射出成形時可採用一般之低溫流道方式。又可使用熱流道方式之成形法。該射出成形可採用射出壓縮成形、射出加壓成形、氣體輔助射出成形、發泡成形(包括注入超臨界流體之方式)、插入成形、鑄入被覆成形、斷熱模具成形、急速加熱冷卻模具成形、雙色成形、夾層成形及超高速射出成形等。又該各種成形法之優點廣為人知。
擠壓成形可得異形擠壓成形品、片物、薄膜等成形品。薄膜成形可採用吹塑法、壓延法、鑄塑法等,又可延伸以形成熱收縮管。
本發明之樹脂組成物可以回轉成形、吹煉成形等方法得到中空成形品。
本發明之成形品包括汽車零件、電氣電子零件、電氣機器外裝零件、OA機器外裝零件及光碟基板。該成形品可另進行表面改質而賦予其他機能。該表面改質係指以蒸鍍(物質蒸鍍、化學蒸鍍等)、電鍍(電氣電鍍、無電解電鍍、熔融電鍍等)、塗裝、塗覆、印刷等方法,於樹脂成形品之表層上形成新層,又適用一般樹脂成形品所使用之方法。
(汽車零件)
本發明之汽車零件如,車輛外裝零件、車輛內裝零件、驅動系機構零件、電子控制系電子電氣零件、電子控制系機構零件、內燃機關關連零件、排氣系關連零件、各種顯示裝置零件、各種照明裝置零件等。具體例如,後面板、擋泥板、緩衝器、招牌、窗面板、側邊裝飾、柱狀物、排氣窗、側防護器、側面浮線、後防護器、後浮線、各種阻流板、車蓋、車頂面板、車廂蓋、可掀式車頂、車窗反射板、頭燈透鏡、鏡框、車內把手、雨刷零件、雨刷噴頭、自動天線零件、輔助器、車燈燈頭、車燈反射板、車燈殼、儀表板、中央音響架、偏針儀零件、計速器零件、空調器、油壓器、變壓器、配電器零件、氣罩、保除絲箱、感應箱、安全帶連結器、各種開關類、各種續電器類、燃料配管零件、引擎車蓋、引擎修飾罩、定時帶套、皮帶張力滑輪、導鏈器、鏈輪、發電線軸、空氣清淨箱、吸氣配管、電壓貯槽、燃料貯槽、併氣支管、燃料噴射零件、道器情報零件、汽車目視零件、汽車電腦零件等。
(電氣電子零件)
本發明之電氣電子零件係指,OA機器、家電製品、游戲機、特殊工業製品等電氣電子機器所具備之零件。
OA機器及家電製品等所具備之零件如,電線接續、絕緣電線接續或電氣電子機器與電線接續用之零件。例如各種接續器類、插座類、接插頭類、回路通道及切斷用之各種開關類、控制回路通電狀態用之各種電子元件類及其他內藏於電氣電子機器內之各種機構零件等。
具體例如,連接器、繼電器、蓄電箱、開關、運送卷軸、端子台、印刷基板、冷卻風扇、閥類、保護板、各種按紐類、各種方向盤類、各種感應器類、小型馬達類、各種接頭類、同調器零件、保險絲箱、保險絲挾持器、閃光盒、回路遮斷器零件、電磁開關器、偏向航、倒行器、鍵頂、滾筒、軸座、燈座等。
OA機器如,桌上型電腦、筆記型電腦、顯示裝置(CRT、液晶、電漿、投影及有機EL等)、滑鼠及印刷機、影印機、掃描機及傳真機(包含其複合機)、記錄媒體(CD、MD、DVD、次世代高密度光碟、硬碟等)之驅動器、記錄媒體(IC卡、智慧卡、記憶棒等)之讀取裝置等。
家電製品如,行動情報機(即PDA)、行動電話、行動書(辭典類等)、行動電視、光學相機、數位相機、中繼天線、電動工具、VTR、電熨斗、吹風機、電鍋、微波爐、加熱板、音響機器、照明機器、冰箱、空調、空氣清淨機、負離子器、打字機及鐘錶等。
遊戲機如,家庭用遊戲機、業務用遊戲機、彈珠台及投幣機等。又特殊工業製品如,使用於搬運矽回路板、集成電路片、玻璃基板等用之盤類、托膠、托箱、貨櫃類等。
(電氣機器外裝零件)
本發明之電子機器外裝零件如,桌上型電腦、筆記型電腦等電腦類之外裝零件。
(OA機器外裝零件)
OA機器外裝零件如,印刷機、影印機、掃描機及傳真機(包含其複合體)、顯示裝置(CRT、液晶、電漿、投射及有機EL等)、滑鼠等之外裝零件。又如,鍵盤之鍵及各種開關等開關機構零件、遊戲機(家庭用遊戲機、業務用遊戲機、彈珠台及投幣機等)之外裝零件等。OA機器如,行動情報機(即PDA)、行動電話、行動書籍(辭典類等)、行動電視、記錄媒體(CD、MD、DVD、次世代高密度光碟、硬碟等)之驅動器、記錄媒體(IC卡、智慧卡、記憶棒等)之讀取裝置、光學相機、數位相機、中繼天線、電動工具、VTR、電熨斗、吹風機、電鍋、微波爐、加熱板、音響機器、照明機器、冰箱、空調、空氣清淨機、負離子機、打字機、鐘錶等。
(光碟基板)
本發明之光碟基板為,將樹脂組成物顆粒射出成形而得之物。該射出成形除了一般冷卻流道方式之成形法外,可為加熱流道方式之成形法。該射出成形除了一般成形法外,可因應適當目的使用射出壓縮成形、射出加壓成形、氣體輔助射出成形、發泡成形(包括注入超臨界流體之方式)、插入成形、鑄入被覆成形、斷熱膜具成形、急速加熱冷卻模具成形、雙色成形、夾層成形及超高速射出成形等射出成形法製造成形品。該各種成形法之優點廣為人知。
該射出成形可使用射出成形機(包括射出壓縮成形機)。該射出成形機就抑制碳化物產生,及提高光碟基板信賴性觀點,又以使用樹脂附著於汽缸及螺旋較少,且具有耐蝕性及耐磨耗性之材料為佳,如此可得光學性優良之光碟基板。考量本發明之目的下,成形步驟之環境又以儘可能無菌為佳。又將供給成形用材料充分乾燥以去除水分,及排除滯留可避免熔融樹脂分解係重點之一。
光碟基板之形狀一般為圓板(圓盤)狀,其形狀及大小並無特別限制可依用途適當選定。又光碟基板之厚度較佳為0.3至1.2mm。本發明之光碟基板多半係於成形時利用沖壓法,於該基板之單面或雙面上設置坑及溝,但成形時可依光碟基板之用途不進行該項加工。
本發明之光碟基板上可因應用途層合反射層、記錄層、透光層(透明保護層)等,作為情報記錄媒體用之光碟。
反射層可由金屬元素單獨或二種以上複合形成。形成該反射層用之金屬較佳為,Al或Au單獨使用,或含有0.5重量%以上10重量%以下,特佳為3.0至10重量%之Ti的Al合金,或含有0.5至10重量%之Cr的Al合金。上述金屬所形成之反射層可由離子束濺射法、DC(直流)濺射法或RF濺射法等方法形成。
本發明之光碟基板上除了該反射層,基本上另形成記錄層(DVD-RAM、CD-R、DVD-R、DV-R等之相變化記錄層、染料記錄層、MO(光磁碟)之光磁性記錄層)及透光層時,可作為情報記錄媒體用光碟。該相變化記錄層例如可使用單體狀硫層或硫層化合物。具體上可使用Te、Se之各單體、Ge-Sb-Te、Ge-Te、In-Sb-Te、In-Se-Te-Ag、In-Se、In-Se-T1-Co、In-Sb-Se、Bi2 Te3 、BiSe、Sb2 Se3 、Sb2 Te3 等硫族化合物系材料。又光碟性記錄層可使用Tb-Fe-Co等非晶質合金薄膜等具有克爾效果及法拉弟效果等之磁性光學特性的垂直磁化層等。
記錄層之上下層又以設置可控制光學特性及熱特性之介電體層為佳。介電體層適用Al、Si等金屬、或半金屬元素之氮化物、氧化物及硫化物等。其具體例如,ZnS及SiO2 之混合物、AlN、Si3 N4 、SiO2 、Al2 O3 、ZnS、MgF2 等。
透光層係形成於記錄層上,或具有介電體層時之介電體層上。該透光層為保護記錄層及基板上之坑及溝用的透明保護層。該透光層之材料如,芳香族聚碳酸酯、非晶性聚烯烴系樹脂等之透明性熱可塑性樹脂,及各種熱硬化性(特別是光硬化性)榼脂等。形成透明保護層之方法如,於記錄層上貼合芳香族聚碳酸酯、非晶性聚烯烴系樹脂等熱可塑性樹脂所形成之片物等透明片的方法(此時之接著層較佳為光硬化性樹脂)。又如,以旋塗等方法塗佈紫外線硬化樹脂後照射紫外線以形成保護層之方法等。特別是使用透明片之方法中,可於其表面上另設置具有高硬度特性及防靜電性等之保護透明層。為了抑制慧形象差變小,透光層(具有保護透明層時包含其厚度)之厚度需限制於3至200 μm,特佳為100 μm。
光碟多半係利用,對光碟之透光層側照射光線,經由透光層到達及反射至記錄層等以進行情報信號記錄/再生。
又複印至本發明之光碟基板上的溝或坑構造,形成於基板上之層合構造、反射層(反射膜)或記錄層及透光層之構造並無特別限制,該溝或坑可設置於基板兩面上,反射層或記錄層及透光層可同時設置於兩面上。又光碟之上述般多層構造廣為人知,其詳細內容如特開平11-7658號公報等所記載。
下面將參考圖面以具體例詳細說明該光碟之多層構造。又圖面單純為代表性光碟之構造例,本發明之光碟基板的用途非限於該構造之光碟。
圖6至圖9各自為光記錄媒體用之光碟構造例,其係垂直於光碟面之剖面部分模式圖。圖6所示之光碟1為,本發明之樹脂組成物所形成的光碟基板(1)上,依序層合形成反射層(2)、記錄層(3)及透光層(4)之物。基板(1)之上表面形成,記錄數據情報及追蹤自動操作信號等之相位坑,及由前溝等微細凹凸等之一定凹凸圖型所形成的溝。又圖7所示之光碟2為,本發明之樹脂組成物所形成的光碟基板(1)上具有依序複數層合第1反射層(5)、第1記錄層(6)、中間層(7)、第2反射層(8)、第2記錄層(9)及透光層(4)之多層構造。又圖8所示之光碟3中,坑或溝係設置於聚乳酸樹脂組成物所形成之基板(1)兩面上,上面依序層合形成第1反射層(5)、第1記錄層(6)及透光層(4),下面依序層合形成第2反射層(8)、第2記錄層(9)及透光層(4)。又構成圖6至圖8所示光碟之基板、反射層、記錄層、透光層等所使用的材料可為,各自具有相同或類似特性之材料。
又圖9為,具有記錄層的上下層設置介電體層之構造的多層構造光碟4。該光碟4中,基板(1)上層合反射膜(10)、第1電介質層(11)、相變化型記錄層(12)及第2電介質層(13),又其表面被覆透光層(14),該層構造中各層厚度之一例如,基板1.1mm、反射膜60nm、第1電介質層19nm、相變化型記錄層24nm、第2電介質層100nm及透光層100 μm之態樣。
本發明除了具有已詳述之聚乳酸(B成份)所形成的光碟基板外,本發明之範圍內其上方層合之層構造及數量等並無設限。
本發明之光碟基板為,R195以上 較佳為20%以上,又以50%以上為佳,更佳為80%以上,特佳為95%以上。R195以上 較大時可提高成形品之耐水解性。
熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為20J/g以上,更佳為30J/g以上。
具體上又以R195以上 為30%以上,熔點為195至250℃之範圍內,融解熱函數為20J/g以上為佳。
又本發明之光碟基板可另進行表面改質以賦予其他機能。該表面改質係指,以蒸鍍(物理蒸鍍、化學蒸鍍等)、電鍍(電氣電鍍、無電解電鍍、熔融電鍍等)、塗裝、被覆、印刷等方法於樹脂成形品之表層上形成新層,又適用一般樹脂成形品所使用之方法。
第2態樣 〔成形品〕
本發明為,含有差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率(R195以上 )為20%以上之聚乳酸(B成份)的成形品。
(B成份)
聚乳酸(B成份)如第1態樣之項所說明。因此B成份較佳為,由L-乳酸單位90至100莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-1)成份,以及D-乳酸單位90至100莫耳%與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單體0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-4)成份所形成,且B-1成份與B-4成份之重量比(B-1成份/B-4成份)為10/90至90/10之範圍。
成形品中B成份之R195以上 較佳為70%以上,又以80%以上為佳,更佳為90%以上,特佳為95%以上。本發明之成形品因係由立體配位化結晶之含有率較高的聚乳酸所構成,故可具有優良之耐熱性、耐水解性及耐藥品性。本發明之成形品的分子量保持率較佳為60%以上,更佳為80%以上,特佳為90%以上。
(其他成份)
成形品可含有結晶核劑(C成份)、無機填充物(D成份)、末端封鏈劑(E成份)、難燃劑(F成份)、熱安定劑(P成份)及其他成份等。該成份如第1態樣之項所說明。因此較佳為,對B成份每100重量份含有0.01至5重量份之結晶核劑(C成份)。C成份較佳為滑石。又以對B成份每100重量份含有0.3至200重量份之無機填充物(D成份)為佳。對B成份每100重量份較佳為含有0.01至5重量份之末端封鏈劑(E成份)。
成形品之形狀較佳為塊狀。即比較1方向具有有效長之纖維及2方向具有有效長之薄膜,又以3方向具有有效長之物為佳。
第2態樣之成形品同樣以汽車零件、電氣電子零件、電氣機器外裝零件、OA機器外裝零件及光碟基板為佳。其具體例如第1態樣所說明。
〔成形品之製造方法〕
本發明係包括,將含有差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為70%以上之聚乳酸(B成份)顆粒成形,而得成形品之製造方法。
顆粒中B成份如第1態樣之樹脂組成物項所說明。顆粒中B成份之R195以上 較佳為80%以上,更佳為90%以上,特佳為95%以上。
顆粒中B成份較佳為,由L-乳酸單位90至100莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-1成份),以及D-乳酸單位90至100莫耳%與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單體0至10莫耳%所構成的聚乳酸(B-4成份)所形成,且B-1成份與B-4成份之重量比(B-1成份/B-4成份)為10/90至90/10之範圍。
B成份較佳為,共存B-1成份及B-4成份下以245至300℃混煉而得之聚乳酸。
共存B-1成份及B-4成份下以先前未有之高溫混煉時,可得R195以上 為70%以上之聚乳酸(B成份)。混煉溫度較佳為245至300℃,更佳為260至300℃。
顆粒較佳為,對B成份每100重量份含有0.01至5重量份之結晶核劑(C成份)。C成份較佳為滑石。顆粒又以對B成份每100重量份含有0.3至200重量份之無機填充物(D成份)為佳。又顆粒較佳為,對B成份每100重量份含有0.01至5重量份之末端封鏈劑(E成份)。
又以射出成形、擠壓成形、熱成形、吹煉成形或發泡成形進行成形為佳。下面將詳述射出成形品、擠壓成形品、熱成形品、吹煉成形品及發泡成形品。
(射出成形品)
射出成形品係由含有B成份之顆粒射出成形而得。模具溫度較佳為80至130℃,更佳為100至120℃。一般聚乳酸(聚-L-乳酸或聚-D-乳酸)為結晶性聚合物,但其結晶化速度非常慢,既使添加結晶核劑也很難以射出成形法得到結晶化成形品。又立體配位化物聚乳酸之結晶化速度雖比聚乳酸快,但既使添加結晶核劑也需有140℃以上之模具溫度。相對地使用R195以上 為70%以上之聚乳酸(B成份)時,可以有利於生產性之80℃至130℃的模具溫度射出成形而得結晶化成形品。模具溫度高於130℃時會減緩成形品之冷卻速度,而拉長成形循環故不宜。又低於80℃之溫度時固化會非常慢,或成為非晶狀態而不宜。
射出成形除了可採用一般之冷卻流道方式外,也可採用加熱流道方式。射出成形可採用射出壓縮成形、射出加壓成形、氣體輔助射出成形、發泡成形(包括注入超臨界流體之物)、插入成形、鑄入被覆成形、斷熱模具成形、急速加熱冷卻模具成形、雙色成形、夾層成形及超高速射出成形等。該各種成形法之優點廣為人知。
既使射出成形也不會降低成形品之R195以上 ,因此射出成形品之R195以上 可同顆粒中B成份之R195以上 。即射出成形品之R195以上 較佳為50%以上,又以80%以上為佳,更佳為90%以上,特佳為95%以上。195℃以上之融解峰的比率較大時,可提高成形品之耐水解性。
射出成形品之熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為20J/g以上,更佳為30J/g以上。
射出成形品較佳為,差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程中來自聚乳酸之融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為70%以上,熔點為195至250℃,融解熱函數為20J/g以上。
(擠壓成形品)
擠壓成形品係由,以200℃以上熔融顆粒後將所得之樹脂擠壓成形而得。又以結晶化溫度至熔點之溫度熱處理所得擠壓成形品為佳。
擠壓成形品為,熔融過程利用擠壓機之模頭形狀賦形的成形品,一般係以片物、薄膜、棒物、管物等形狀提供。該片物係指,由模頭等將熔融聚合物擠壓為片狀後冷卻之物,可無需特別之延伸處理。又薄膜係指,逐次延伸或同時延伸片物之單軸方向或雙軸方向,使分子鏈定向之物。
擠壓成形品可使用一般已知之製造方法。例如製造薄膜及片物時,例如可經由齒輪泵將原料聚乳酸供給接連T模頭或I模頭之單軸或雙軸螺旋擠壓機的貯槽後,於擠壓機之汽缸內熔融同時擠壓為片狀,再以鑄造滾軸冷卻而得。鑄造滾筒又以利用靜電密合裝置及氣動刮刀密合片物,可防止厚度斑及卷入空氣等而為佳。
擠壓成形品為薄膜時,可以先前已知之熱可塑性樹脂薄膜的製造方法進行。例如利用T模頭或I模頭之擠壓成形法,使用環狀模頭之吹塑擠壓成形法、流延成形法、壓延成形法、加壓成形法等。又以使用利用滾軸或拉幅器進行單軸延伸或雙軸延伸中任意之延伸方向成形為佳。雙軸延伸如逐次雙軸延伸、同時雙軸延伸等。
擠壓成形品之R195以上 較佳為20%以上,又以50%以上為佳,更佳為80%以上,特佳為90%以上,最佳為95%以上。R195以上 較大時可提高擠壓成形品之耐水解性。
熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為10J/g以上,更佳為20J/g以上,特佳為30J/g以上。
擠壓成形品較佳為,R195以上 為20%以上、熔點為195至250℃且融解熱函數為10J/g以上。
擠壓成形品除了可使用於構造零件、包裝用材料、電氣電子用途及汽車用途等工業材料等,也可活用為熱成形用材料。
擠壓成形品可另進行表面改質以賦予其他機能。該表面改質係指,以蒸鍍(物理蒸鍍、化學蒸鍍等)、電鍍(電氣電鍍、無電解電鍍、熔融電鍍等)、塗裝、被覆、印刷等方法於樹脂成形品之表層上形成新層,又適用一般片物、薄膜等擠壓成形品所使用之方法。
(熱成形品)
熱成形品係由,利用縫隙狀模頭將200℃以上熔融顆粒而得之樹脂擠壓為片狀的擠壓成形品後,將擠壓成形品加熱至玻璃化溫度以上進行熱成形而得。所得成形品較佳為,以結晶化溫度至熔點之溫度進行熱處理。熱成形品係使用片狀擠壓成形品製造。
片狀成形品可以已知之設備及方法製作。即片狀成形品可由,將原料供給擠壓機後通過縫隙狀模頭擠出,於鑄造轉筒上冷卻固化而片狀化之方法製得。將原料供給擠壓機之方法例如可使用1.混合各成份後利用擠壓機熔融混煉擠壓以調整顆粒,其後將該顆粒供給裝附縫隙狀模頭之擠壓機製作片物之方法,2.一旦調整組成不同之顆粒後,以一定量混合該顆粒再供給製作片物之擠壓機而得「片物」之方法,3.將各成份之1種或2種以上直接加入製作片物之擠壓機的方法等任何方法。其他如一旦製成之片物、熱成形品及/或熱成形時所產生之不成形屑粉碎後,以該薄片化之物作為1及2方法中片化時之材料或成份之一。又可混合添加細粉體狀之其他成份作為部分成份,但以能均勻添加該成份為佳。另外較佳為,將顆粒或成份供給擠壓機之前先行乾燥。
又鑄造時可使片物負荷靜電而密合於冷卻轉向上,而得優良平面性之片物。
將上述所得的本發明之片物熱成形,可賦予多樣形狀而適用於各種用途。
上述所得之片物可先以紅外線加熱器、熱板加熱器或熱風等預熱,再供給熱成形。熱成形之方法可使用陰模、陰模及陽模或管塞,又可採用真空成形、壓空成形或真空壓空成形。成形時可加熱陰模、陽模及管塞。對本發明之全部或部分片狀加工品及熱成形品進行相互或其他材料之接著加工時可提升加工度,另外可塗佈各種機能材料使用。
本發明之熱成形品的R195以上 較佳為20%以上,又以50%以上為佳,更佳為80%以上,特佳為90%以上,最佳為95%以上。R195以上 較大時可提高熱成形品之耐水解性。
熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為10J/g以上,更佳為20J/g以上,特佳為30J/g以上。
具體上較佳為,R195以上 為20%以上,熔點為195至250℃且融解熱函數為10J/g以上。
本發明之熱成形品因具有優良耐熱性及耐水解性,故適用於包裝用,例如雜貨、玩具、衣料品、食品等包裝用、或光學製品、OA製品、電氣製品、工具、機械、其他工業製品或其零件等包裝用。但本發明非限於包裝用,也可作為電氣機器、電子機器、OA機器、電動機械或其他各種機器之構成零件及零件構成材料用。又可作為各種膠帶之基材或製品之基材用。
另外本發明之熱成形品可進行表面改質以賦予其他機能。該表面改質係指,以蒸鍍(物理蒸鍍、化學蒸鍍等)、電鍍(電氣電鍍、無電解電鍍、熔融電鍍等)、塗裝、被覆、印刷等方法於樹脂成形品之表層上形成新層,又適用一般片物、薄膜等擠壓成形品所使用之方法。
(吹煉成形品)
吹煉成形品係由,將200℃以上熔融顆粒而得之樹脂成形以形成形坯後,將型坯加熱至玻璃化溫度以上,再進行吹煉成形而得。所得成形品較佳為,以結晶化溫度至熔點之溫度進行熱處理。
吹煉成形係指,將射出成形所得之容器或前置模定向吹煉而得之瓶子等中空狀成形品、直接吹煉而得之瓶子等中空狀成形品。定向吹煉及直接吹煉之方法可使用已知設備以已知方法製造。
吹煉成形品之R195以上 較佳為20%以上,又以50%以上為佳,更佳為80%以上,特佳為90%以上,最佳為95%以上。R195以上 較大時可提高吹煉成形品之耐水解性。
熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為10J/g以上,更佳為20J/g以上,特佳為30J/g以上。
吹煉成形品較佳為,R195以上 上為20%以上,熔點為195至250℃且融解熱函數為10J/g以上。
吹煉成形品除了可使用於構造零件及包裝材料等外,也可活用於電氣電子用途及汽車用途等工業材料上等。
又對吹煉成形品可另進行表面改質以賦予其他機能。該表面改質係指,以蒸鍍(物理蒸鍍、化學蒸鍍等)、電鍍(電氣電鍍、無電解電鍍、熔融電鍍等)、塗裝、塗覆、印刷等方法於樹脂成形品表層上形成新層,且適用一般成形品之加工方法。
(發泡成形品)
發泡成形品可由,以160℃以上熔融顆粒後,將所得樹脂發泡成形而得。又以結晶化溫度至熔點之溫度範圍對所得成形品進行熱處理為佳。
發泡成形品形成氣泡之方法可採用先前已知之各種方法。發泡成形品可由,樹脂組成物中含有熱分解型發泡劑下,將該發泡劑熱分解以形成氣泡,而形成發泡成形品之方法製造。該熱分解型發泡劑較佳為,預先與原料用聚乳酸均勻混合之態樣。其他方法可為,發泡成形品製造時直接混合聚乳酸顆粒,或以主劑形態混合發泡劑之方法。
熱分解型發泡劑如,偶氮化合物、二偶氮化合物、亞硝基化合物、疊氮化合物、四唑衍生物、三嗪衍生物、胺基脲衍生物、尿素衍生物、脈衍生物、碳酸鹽、重碳酸鹽、亞硝酸鹽等。
又本發明之發泡成形品可由,具備將可體積膨脹之化學物質會浸於前述聚乳酸的步驟,及使該聚乳酸內該化學物質體積膨脹以形成氣泡而得發泡成形品之步驟的方法製造。含浸時之氣體壓力較佳為1MPa以上,更佳為10MPa以上。
所使用之化學物質可為,常溫(23℃)常壓(大氣壓)下氣體狀態之有機或無機質的任意氣體。例如,二氧化碳(碳酸氣)、氮、氧、氬、水等無機質氣體,或呋喃、低分子量之烴、氯化脂肪族烴、溴化脂肪族烴、醇類、苯、甲苯、二甲苯、等有機氣體等。又低分子量烴如,戊烷、丁烷及己烷。又氯化脂肪族烴如氯化甲酯。又溴化脂肪族烴如溴化甲酯。又可使用各種氟化脂肪族烴(四氟乙烯等)。化學物質中又以二氧化碳為佳。因二氧化碳可於較低之溫度及較低之壓力下超臨界化,故易使用於本發明之較佳態樣中。另外可使用其他常溫下為液體之化學物質,該化學物質如,戊烷、新戊烷、己烷、庚烷、二氯甲烷及三氯乙烯及CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-141b等呋喃。
將化學物質含浸於聚乳酸之方法並無特別限制,例如可為,將氣體狀化學物質封入密封之高壓釜中,再加入壓力之方法。以熔融擠壓機形成發泡成形品時可為,使用放泄式螺旋擠壓機,並於放泄部分對熔融狀態之樹脂組成物注入氣體狀化學物質的方法。此時熔融狀態之樹脂組成物可以壓力密封狀態含浸化學物質。
又製造本發明之發泡成形品的較佳態樣為,由具備於射出成形機之汽缸內高壓下含浸可體積膨脹之化學物質的步驟,及將含浸該化學物質之樹脂組成物項入射出成形機之模具模槽內的步驟,以及實質不擴張該模槽下使組成物內之該化學物質的體積膨脹以形成氣泡而得發泡成形品之步驟的方法製造發泡成形品。該方法可得高形狀自由度、低壓下起因於樹脂填滿模具內的低反撓性、既使厚度變化大也少有鬚產生、優良輕量性及剛性,故可得到適用為構造材料之發泡成形品。
「實質不擴張模槽」係指,結束樹脂填充後模槽容量未產生變化,但於保證製品尺寸之範圍內可擴大。該模槽之擴張範圍對結束樹脂填充時之模槽容量較佳為1.05倍以內,更佳為1.01倍以內,特佳為1倍。含浸之化學物質會伴隨樹脂的冷卻固化而以補償體積收縮形態使體積膨脹以形成氣泡,結果可得尺寸形狀符合目的之發泡成形品且不會有厚度鬚及反撓。
又製造本發明之發泡成形品更佳為,使用含浸前述化學物質時,於常溫常壓以超臨界狀態含浸氣體狀該化學物質之方法。該方法可得微細且均質之發泡單元,故可更有效發揮本發明效果。
本發明之發泡成形品的R195以上 較佳為20%以上,又以50%以上為佳,更佳為80%以上,特佳為90%以上,最佳為95%以上。195℃以上之融解峰比率較高時,可提高發泡成形品之耐水解性。
熔點較佳為195至250℃,更佳為200至220℃。融解熱函數較佳為10J/g以上,更佳為20J/g以上,特佳為30J/g以上。
具體上較佳為,R195以上 為20%以上,熔點為195至250℃且融解熱函數為10J/g以上。
本發明之發泡成形品除了適用為構造零件、包裝用材料、容器、緩衝材料等,也可適用為電氣電子用途及汽車用途等之工業材料等。
另可對本發明之發泡成形品進行表面改質以賦予其他機能。該表面改質係指,以蒸鍍(物理蒸鍍、化學蒸鍍等)、電鍍(電氣電鍍、無電解電鍍、熔融電鍍等)、塗裝、塗覆、印刷等方法於樹脂成形品之表層上形成新層,又適用一般成形品之加工方法。
實施例
下面將以實施例詳述本發明,但本發明非限於該例。
(B成份)
以下列方法製造聚乳酸。以下列方法求取各物性值。
(1)還原黏度:將聚乳酸0.12g溶解於四氯乙烷/苯酚(容器比1/1)10mL中,測定35℃下還原黏度(mL/g)。
(2)重量平均分子量:聚乳酸之重量平均分子量(Mw)係由,使用GPC(柱溫度40℃,氯仿)再比較聚苯乙烯標準樣品而求取。
(3)結晶化點、熔點:使用DSC於氮氣下以升溫速度20℃/分測定聚乳酸,以求取結晶化點(Tc)及熔點(Tm)。
製造例1:製造B-3成份
將L-丙交酯(武藏野化學研究所股份公司製)50重量份加入聚合槽中,以氮取代系內後加入硬脂醇0.05重量份、觸媒用辛酸錫25×10-3 重量份,190℃下聚合2小時得B-3成份。所得B-3成份之還原黏度為1.48(mL/g)、重量平均分子量為11萬。熔點(Tm)為158℃,結晶化點(Tc)為117℃。
製造例2:製造B-6成份
將D-丙交酯(武藏野化學研究所股份公司製)50重量份加入聚合槽中,以氮取代系內後加入硬脂醇0.05重量份、觸媒用辛酸錫25×10-3 重量份,190℃下聚合2小時得B-6成份。所得B-6成份之還原黏度為1.95(mL/g)、重量平均分子量為11萬。熔點(Tm)為158℃,結晶化點(Tc)為121℃。
製造例3:製造B-2成份
將L-丙交酯(武藏野化學研究所股份公司製)48.75重量份及D-丙交酯(武藏野化學研究所股份公司製)1.25重量份加入聚合槽中,以氮取代系內後加入硬脂醇0.05重量份、觸媒用辛酸錫25×10-3 重量份,190℃下聚合2小時製造聚合物。以7%5N鹽酸之丙酮溶液洗淨該聚合物,去除觸媒後得B-2成份。所得B-2成份之還原黏度為1.47(mL/g)、重量平均分子量為10萬。熔點(Tm)為159℃,結晶化點(Tc)為120℃。
製造例4:製造B-5成份
將L-丙交酯(武藏野化學研究所(股)製)1.25重量份及D-丙交酯(武藏野化學研究所(股)製)48.75重量份加入聚合槽中,以氮取代系內後加入硬脂醇0.05重量份、觸媒用辛酸錫25×10-3 重量份,190℃下聚合2小時製造聚合物。以7%5N鹽酸之丙酮溶液洗淨該聚合物,去除觸媒後得B-5成份。所得B-5成份之還原黏度為1.76(mL/g)、重量平均分子量為12萬。熔點(Tm)為156℃,結晶化點(Tc)為120℃。
製造例5:製造聚乳酸1
將製造例1所得之B-3成份100重量份,及製造例2所得之B-6成份100重量份供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕後,以汽缸溫度280℃,螺旋回轉數150rpm、吐出量15kg/h及放泄減壓度3kPa之條件熔融擠壓為顆粒化,得聚乳酸1。
製造例6:製造聚乳酸2
將製造例3所得之B-2成份100重量份,及製造例4所得之B-5成份100重量份供給徑30mm之雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕後,以汽缸溫度280℃,螺旋回轉數150rpm、吐出量15kg/h及放泄減壓度3kPa之條件熔融擠壓為顆粒化,得聚乳酸2。
製造例7:製造聚乳酸3
將製造例3所得之B-2成份100重量份,及製造例4所得之B-5成份100重量份及碳化二亞胺化合物(卡波特HMV-8CA:日清紡(股)製)1重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕後,以汽缸溫度280℃,螺旋回轉數150rpm、吐出量15kg/h及放泄減壓度3kPa之條件熔融擠壓為顆粒化,得聚乳酸3。
製造例8:製造聚乳酸4
將製造例3所得之B-2成份100重量份及製造例4所得之B-5成份100重量份供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕後,以汽缸溫度230℃,螺旋回轉數150rpm、吐出量10kg/h及放泄減壓度3kPa之條件熔融擠壓為顆粒化,得聚乳酸4。
製造例9:製造聚乳酸5
除了汽缸溫度為260℃外,其他同製造例8之條件得聚乳酸5。
(A成份)
A-1:芳香族聚碳酸酯樹脂粉末(帝人化成(股)製:潘來特L-1250WP,黏度平均分子量23,900)
(C成份)
C-1:滑石(巴工業(股)製:HiTalc Premium HTP ultra 5C)
(D成份)
D-1:玻璃纖維(日本電氣硝子(股)製:ECS-03T-511,平均徑13 μm,裁長3mm之短玻璃絲)D-2:滑石(林化成(股)製:HST-0.8)
(E成份)
E:碳化二亞胺化合物(日清紡(股)製:卡波特HMV-8CA)
(F成份)
F-1:磷酸酯系難燃劑(大八化學(股)製:PX-200)F-2:具有原纖維形成能之聚四氟乙烯(大金工業(股)製:聚呋喃MPA FA-500)F-3:磷酸酯系難燃劑(大八化學(股)製:CR-741)
(P成份)
P-1:二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-8)
實施例1~12、比較例1 (顆粒)
將表1所示組成之芳香族聚碳酸酯樹脂(A成份)、聚乳酸(B成份)、結晶核劑(C成份)、無機填充物(D成份)、磷系安定劑(P成份)及磷酸酯系難燃劑(F成份)等供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕後,以汽缸溫度260℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa之條件熔融擠壓為顆粒化。
螺旋結構為,於側送料器位置之前設置第1段捏合區(送入捏合盤×2、送入回轉部×1、返回回轉部×1及返回捏合盤×1所構成),及於側送料器位置之後設置第2段捏合區(送入回轉部×1及返回回轉部×1所構成)。
實施例及比較例係各自以下列方法製造顆粒(成份說明同前述符號)。
(i)實施例1至3、6至7、10及比較例1
使用轉鼓將所有成份均勻混合製作預備混合物後,由擠壓機之第1供給口供給該混合物。又,PTFE係預先均勻混合於PC-1中使濃度為2.5重量%後,將該混合物供給轉鼓。
(ii)實施例4、5、8、9、11及12
使用側送料器由第2供給口供給無機填充物D-1,且由第1供給口供給剩餘所有成份預先以轉鼓混合之物。又PTFE係預先均勻混合於A-1中使濃度為2.5重量%後,將該混合物供給轉鼓。
(試驗片)
使用熱風循環式乾燥機以100℃將所得顆粒乾燥5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度240℃、模具溫度80℃、成形循環40秒之條件將乾燥後之顆粒成形為具有各種大小的試驗片。使用該試驗片評估195℃、以上之融解峰的比率(R195以上 )、彎曲強度、彎曲彈性率、荷重彎曲溫度、燃燒性及耐水解性,結果如表1所示。各物性之測定方法如下所示。又由成形品本體切出試驗片評估筆記電腦機殼及OA機器外裝零件至R195以上
(1)195℃以上之融解峰的比率(R195以上 ):使用DSC於氮氣下以升溫速度20℃/分測定,再由195℃以上(高溫)之融解峰面積及140至180℃(低溫)之融解峰面積,以下列式算出195℃以上之融解峰的比率(%)。
R195以上 (%)=A195以上 /(A195以上 +A140~180 )×100 R195以上 :195℃以上之融解峰的比率A195以上 :195℃以上之融解峰面積A140至180 :140至180℃之融解峰面積
(2)彎曲強度:依據ISO178測定彎曲強度。試驗片形狀:長80mm×寬10mm×厚4mm。
(3)彎曲彈性率:依據ISO178測定彎曲彈性率。試驗片形狀:長80mm×寬10mm×厚4mm。
(4)荷重彎曲溫度:依據ISO75-1及2測定荷重彎曲溫度。荷重:1.8MPa。
(5)燃燒性:使用美國安達拉公司製定之方法(UL94),評估試驗片厚1.6mm之難燃劑(僅評估添加磷酸酯系難燃劑之物)。
(6)耐水解性:使用加壓加熱試驗機以120℃×100%相對濕度之條件處理試驗片8小時後,測定黏度平均分子量,再求取處理前後之保持率。黏度平均分子量係指,試驗片中二氯甲烷可溶成份換算為芳香族聚碳酸酯樹脂之黏度平均分子量。求取黏度平均分子量之步驟如下所示。
(製作二氯甲烷可溶成份固體(試料))
混合試驗片及其20至30倍重量之二氯甲烷,以溶解試驗片中二氯甲烷可溶成份。以氟鎂石濾除二氯甲烷不溶成份後,由所得溶液去除二氯甲烷,再將殘留固體充分乾燥,得二氯甲烷可溶成份固體。
(求取黏度平均分子量之步驟)
20℃下使用奧氏黏度計測定該二氯甲烷可溶成份固體0.7g溶解於二氯甲烷100ml而得之試料溶液,及溶劑二氯甲烷的流下時間後,以下列式算出比黏度(ηSP )。
比黏度(ηSP )=(t-t0 )/t0 〔t0 為二氯甲烷之流下秒數,t為試料溶液之流下秒數〕其次由比黏度(η SP)以下列式算出極限黏度〔η〕。
ηSp /c=〔η〕+0.45×〔η〕2 c
由極限黏度〔η〕以下列式求取M作為黏度平均分子量。又下列式所使用之Mark-Houwink定數的K及a為,一般20℃下由聚碳酸酯樹脂之二氯甲烷溶液求取之值。
〔η〕=KMa (K=1.23×10-4 、a=0.83)
(7)耐藥品性(i)試驗2…汽車零件使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度240℃、模具溫度80℃、成形循環40秒之條件,依據ISO527-1及2將顆粒成形為厚3.2mm之汽車零件試驗片。室溫下以0.5%曲斜狀態將試驗片浸漬於艾索石油中12小時後,目視觀察試驗片之外觀,以判斷有無裂痕產生。試驗安裝概要如圖1所示。
○:未產生裂痕×:產生裂痕
又曲斜(ε=0.005)係指,以3點內兩端之2點的間距為L(100mm)、以試驗片厚度為h(3.2mm)及以試驗片提升至水平狀態之高度為y(mm)時,由ε=(6hy)/L2 式算出之值。
(ii)試驗3…連接器使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製N40A型)以汽缸溫度250℃、模具溫度90℃之條件將顆粒成形,製造外形20×5×5mm、12×2列之24銷用連接器。室溫下將所得連接器浸漬於甲醇中,1週後觀察表面狀態,再以下列基準評估。
◎:全無變化○:表面稍微粗糙,但可成為製品×:表面粗糙,無法成為製品
(iii)試驗4…筆記型電腦機殼使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用汽缸內徑50mm之射出成形機(住友重機械工業(股)製ULTRA220-NIVA),以汽缸溫度250℃及模具溫度80℃將顆粒成形為圖2至4所示之筆記型電腦機殼。室溫下將筆記型電腦機殼浸漬於甲醇中,1週後觀察表面狀態,再以下列基準評估。
◎:完全無變化○:表面稍微粗糙,但可成為製品×:表面粗糙,無法成為製品
(iv)試驗5…OA機器外裝零件使用熱風循環式乾燥機乾燥以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(日本製鋼所(股)製J1300E-C5),以汽缸溫度250℃及模具溫度80℃將顆粒成形為圖5所示之OA機器外裝零件。室溫下將OA機器外裝零件浸漬於甲醇中,1週後觀察表面狀態,再以下列基準評估。
◎:完全無變化○:表面稍微粗糙,但可成為製品×:表面粗糙,無法成為製品
由表1得知,本發明之樹脂組成物的R195以上 較高故可提高立體配位化結晶之含有率,因此可得優良耐水解性。含有末端封鏈劑(E成份)時可更進一步提升耐水解性。又本發明之成形品具有優良耐水解性及耐藥品性。另外含有無機填充物(D成份)時可提升機械強度。含有難燃劑(F成份)可提升難燃性。
實施例13
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂(帝人化成(股)製:TR-8550)100重量份、雙(2,4-二-t-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-24G)0.1重量份及三甲基磷酸酯(大八化學工業(股)製:TMP)0.05重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度250℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度250℃、模具溫度110℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例14
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂(溫特克(股)製:裘拉內700FP)100重量份、雙(2,4-二-t-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-24G)0.1重量份及阻胺苯酚系防氧化劑(吉巴斯公司製:伊路凱1076)0.1重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度250℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度250℃、模具溫度110℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例15
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、聚苯二甲酸乙二醇酯樹脂(帝人化成(股)製:TN-8065)100重量份、雙(2,6-二-t-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-36)0.1重量份及阻胺苯酚系防氧化劑(吉巴斯公司製:伊路凱1076)0.1重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度270℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度270℃、模具溫度110℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例16
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂(帝人化成(股)製:TQB-OT)100重量份、雙(2,6-二-t-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-36)0.1重量份及阻胺苯酚系防氧化劑(吉巴斯公司製:伊路凱1076)0.1重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度270℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度270℃、模具溫度110℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例17
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、ABS樹脂(日本耶安特(股)製:山塔克UT-61)100重量份、二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-8)0.1重量份及三甲基磷酸酯(大八化學工業(股)製:TMP)0.05重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度230℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度230℃、模具溫度80℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例18
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、ABS樹脂(日本耶安特(股)製:庫拉斯GA-704)100重量份、二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-8)0.1重量份及三甲基磷酸酯(大八化學工業(股)製:TMP)0.05重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度230℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度230℃、模具溫度80℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例19
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、ABS樹脂(日本耶安特(股)製:庫拉斯S3710)100重量份、二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-8)0.1重量份及三甲基磷酸酯(大八化學工業(股)製:TMP)0.05重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度230℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度230℃、模具溫度80℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
實施例20
將製造例7所得之聚乳酸3100重量份、聚乙烯樹脂(普來姆(股)製:海歇庫7000F)100重量份、二硬脂醯季戊四醇二亞磷酸酯(旭電化工業(股)製:亞得卡PEP-8)0.1重量份及阻胺苯酚系防氧化劑(吉巴斯公司製:伊路凱1076)0.1重量份,供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製:TEX30XSST)後,以汽缸溫度230℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。使用熱風循環式乾燥以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度230℃、模具溫度80℃、成形循環180秒射出成形,得成形片。
使用轉鼓機均勻混合所有成份製作預備混合物後,用擠壓機之第1供給口供給該混合物。
實施例21至24、比較例2光碟基板 (顆粒)
使用轉鼓機均勻混合表2所示組成之芳香族聚碳酸酯樹脂(A成份)、聚乳酸(B成份)、結晶核劑(C成份)及磷系安定劑(P成份)製作預備混合物後,由徑30mm之放泄式雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕之第1供給口供給該混合物,再以汽缸溫度260℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。
螺旋結構為,側送料器位置之前設置第1段捏合區(送入捏合盤×2、送入回轉部×1、返回回轉部×1及返回捏合盤×1所構成),及於側送料器位置之後設置第2段捏合區(送入回轉部×1及返回回轉部×1所構成)。
(試驗片)
使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以汽缸溫度240℃、模具溫度80℃、成形循環80秒之條件成形為,評估彎曲強度、彎曲彈性率、荷重彎曲溫度、耐水解性用之試驗片。以同上述方法測定試驗片之下列特性。
(1)195℃以上之融解峰的比率(2)彎曲強度(3)彎曲彈性率(4)荷重彎曲溫度(5)耐水解性
其測定結果如表2所示。
(光碟基板)
其次使用射出成形機(名機製作所(股)製:M35B-D-DM)及CD用壓杵(錐深100nm、錐列間隔1.6 μm),以汽缸溫度250℃、模具溫度80℃、成形循環60秒之條件將乾燥顆粒成形為,直徑120mm、厚1.2mm之光碟基板。測定光碟基板之各特性,結果如表2所示。
(1)耐藥品性:室溫下將光碟基板浸漬於甲醇中,1週後觀察表面狀態,再以下列基準評估。
◎:完全無變化○:表面稍微粗糙,但可成為製品×:表面粗糙,無法成為製品
(2)複印率:使用電子顯微鏡(精工電子工業(股):SPI3700),測定中央往外圍之40mm位置內5處複印至光碟基板上之溝深度,再以下列式:複印率(%)=100×光碟溝深度/壓杵溝深度
所示之複印率表示複印性。該值近似100%時複印性優良。
(3)表面狀態:使用共焦點反射顯微鏡(歐林帕斯光學工業(股)製:MX50),觀察壓杵中央往外圍之40mm位置內光碟基板之壓杵非複印面側,再以下列基準判斷。
○:完全無異物浮現及微細鬚毛之平滑異常現象出現△:僅確定有平滑異常現象×:明顯出現平滑異常現象
(光碟)
接著以下列方法製作光碟。於光碟基板上濺射形成厚70nm之A1金屬層,形成小型光碟之記錄層後,於該記錄層上以旋塗法塗佈厚10 μm之紫外線硬化樹脂,再以紫外線照射法硬化,形成保護層。使用光碟以下列方法評估光碟之耐熱性。
(1)耐熱性:對光碟依JIS S 8605所規定之條件(55℃,70%相對濕度,96小時)實施熱處理後,將市售CD音響可無問題再生者判定為○,無法再生者判定為×。
由表2得知,本發明之樹脂組成物具有優良耐熱性及耐水解性。本發明可得具有優良耐藥品性、耐熱性及複印性且表面狀態良好之光碟基板及光碟。
實施例25至28、比較例3至6 (顆粒)
將表3所示組成之聚乳酸(B成份)、結晶核劑(C成份)及無機填充物(D成份)供給徑30mm之放泄式雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕後,以汽缸溫度260℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。
螺旋結構為,側送料器位置之前設置第1段捏合區(送入捏合盤×2、送入回轉部×1、返回回轉部×1及返回捏合盤×1所構成),及於側送料器位置之後設置第2段捏合區(送入回轉部×1及返回回轉部×1所構成)。
實施例及比較例各自以下列方法製造該顆粒(成份說明中使用前述符號)。
(i)實施例25至27及比較例3至6使用轉鼓機均勻混合所有成份製作預備混合物後,由擠壓機之第1供給口供給該混合物。
(ii)實施例28由第2供給口使用側送料器供給無機填充物D-1後,以轉鼓機預先混合剩餘成份再由第1供給口供給。
(試驗片)
使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以表3所記載之模具溫度、汽缸溫度240℃、成形循環180秒,將乾燥後之顆粒成形為評估彎曲強度、彎曲彈性率、荷重彎曲溫度及耐水解性用之試驗片。使用該試驗片以前述方法測定除了耐水解性及耐藥品性1外之下列特性。該測定結果及射出成形性如表3所示。筆記型電腦機殼及OA機器外裝零件之R195以上 係由成形品本身切出試驗片後評估。
(1)195℃以上之融解峰的比率(R195以上 )(2)彎曲強度(3)彎曲彈性率(4)荷重彎曲彈性率(5)耐水解性:使用壓力加熱試驗機以120℃×100%相對濕度之條件處理8小時依據ISO178而得之試驗片後,評估分子量對處理前之值的保持率。又計算保持率係使用由GPC求取之聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)。
(6)耐藥品性(i)試驗1使用同上述評估彎曲強度用之試驗片,室溫下浸漬於甲醇中1個月後觀察表面狀態,再以下列基準評估。
×:表面粗糙化○:良好
(ii)試驗2(汽車零件)、(iii)試驗3(連接器)、(iv)試驗4(筆記型電腦機殼)、(v)試驗5(OA機器外裝零件)係以同前述方法測定評估。
由表3結果得知,本發明之樹脂組成物可具有優良射出成形狀,且可大幅提升所得成形品之耐水解性。又含有無機填充物時可提升機械特性,含有末端封鏈劑時可更進一步提升耐水解性。
實施例29至31、比較例7至10光碟基板
以下列方法調製顆粒後,依據ISO 178製造彎曲試驗片及光碟基板再評估。
(顆粒)
使用轉鼓機均勻混合表4所示組成之聚乳酸(B成份)、結晶核劑(C成份)及磷系安定劑(P成份)製作預備混合物後,由徑30mm之放泄式雙軸擠壓機〔日本製鋼所(股)製TEX30XSST〕之第1供給口供給該混合物,再以汽缸溫度260℃、螺旋回轉數150rpm、吐出量20kg/h及放泄減壓度3kPa熔融擠壓為顆粒化。
螺旋結構為,側送料器位置之前設置第1段捏合區(送入捏合盤×2、送入回轉部×1、返回回轉部×1及返回捏合盤×1所構成),及側送料器位置之後設置第2段捏合區(送入回轉部×1及返回回轉部×1所構成)。
(試驗片)
使用熱風循環式乾燥機以100℃乾燥所得顆粒5小時後,使用射出成形機(東芝機械(股)製:IS-150EN)以表4所記載之模具溫度、汽缸溫度240℃、成形循環180秒之條件,將乾燥後之顆粒成形為評估彎曲強度、彎曲彈性率及荷重彎曲溫度用之試驗片。以下列項目評估試驗片,又以前述方法進行評估。
(1)195℃以上之融解峰的比率(2)彎曲強度(3)彎曲彈性率(4)荷重彎曲溫度(5)耐水解性
(光碟基板)
其次使用射出成形機(名機製作所(股)製:M35B-D-DM)及CD用壓杵(錐深100nm、錐列間隔1.6 μm),以表4所記載之模具溫度、汽缸溫度250℃、成形循環60秒之條件將乾燥顆粒成形為直徑120mm、厚1.2mm之光碟基板。測定所得光碟基板之下列各特性,又以前述方法進行測定。該測定結果及射出成形狀如表4所示。
(1)複印率(2)表面狀態
(光碟)
接著以下列方法製作光碟。於濺射法於光碟基板上形成厚70nm之A1金屬層,以形成小型光碟之記錄層後,以旋塗法將厚10 μm之紫外線硬化樹脂塗佈於記錄層上,再以紫外線照射法硬化,形成保護層。使用光碟以前述方法評估光碟之耐熱性。
由表4得知,本發明之樹脂組成物具有優良射出成形性。本發明可得具有優良複印率、表面狀態、耐熱性及耐水解性之光碟基板。
實施例32至34、比較例11 擠壓成形品
調製表5所示組成之聚乳酸顆粒後,以90℃乾燥5小時。其次將顆粒供給擠壓機料斗,以熔融溫度250℃熔融後,通過1mm縫隙狀模頭擠壓於表面溫度25℃之回轉冷卻轉筒上,急冷後得厚0.3mm之片物。以下列方法評估所得片物之下列特性。又以前述方法評估195℃以上之融解峰的比率,結果如表5所示。
(1)195℃以上之融解峰的比率(2)拉伸強度、拉伸彈性率:依據JIS-C2318測定(3)耐水解性:恆溫恆濕槽中以65℃×95%相對濕度之條件處理片物100小時後,評估聚乳酸之重量平均分子量(Mw)對處理前之值的保持率。
由表5得知,本發明之擠壓成形品具有優良機械特性及耐水解性。
實施例35至37、比較例12 熱成形品
調製表6所示組成之聚乳酸顆粒後,以90℃乾燥5小時。其次將顆粒供給擠壓機料斗,以熔融溫度250℃熔融後,通過1mm之縫隙狀模頭擠壓於表面溫度25℃之回轉冷卻轉筒上,急冷後得厚0.5mm之片物。使用淺野研究所(股)製FC-1APA-W型真空壓空成形機上附設開口部56mm×121mm×底部38mm×102mm、深20mm塔狀模具,對預熱後之片物進行真空壓空成形。以下列方法評估成形性及所得熱成形品之特性。又以前述方法評估195℃以上之融解峰的比率,結果如表6所示。
(1)195℃以上融解峰的比率(2)成形性:觀察熱成形品之形態(3)耐水解性:恆溫恆濕槽中以65℃×95%相對濕度之條件100小時處理熱成形品後,評估聚乳酸之重量平均分子量(Mw)對處理前之值的保持率。
由表6得知,本發明之樹脂組成物具有優良熱成形性。本發明之熱成形品具有優良耐水解性。
實施例38至40、比較例13 吹煉成形品
調製表7所示組成之聚乳酸顆粒後,以90℃乾燥5小時。其次使用名機製作所(股)製射出成形機100DM將顆粒射出成形,再將所得預成形品吹煉成形,得內容積1.55升、胴部厚度300 μm之中空成形體。射出成形之條件設定為,汽缸溫度250℃及成形循環60秒。吹煉成形係使用可波普公司製LB01吹煉成形機。以下列方法測定所得中空成形體之各特性。又以前述方法評估195℃以上之融解峰的比率,結果如表7所示。
(1)195℃以上之融解峰的比率(2)落下破損率:將中空成形體裝滿碳酸水後,由高0.5m之斜度30度的混凝土落下求取破損率,以評估衝擊性。
(3)耐水解性:恆溫恆濕槽中以65℃×95%相對濕度之條件處理中空成形體100小時後,評估聚乳酸之重量平均分子量(Mw)對處理前之值的保持率。
由表7得知,本發明之吹煉成形品具有優良之機械特性及耐水解性。又含有末端封鏈劑(E成份)可提升耐水解性。
實施例41至43、比較例14 發泡成形品
調製表8所示組成之聚乳酸顆粒後,以90℃乾燥5小時。其次使用裝設5mm口徑之噴嘴模具的單軸螺旋擠壓機(口徑:40mm、L/D:30)將顆粒擠壓發泡。又擠壓發泡時於擠壓機汽缸途中,以對熔融物100份為2.0份之比率注入發泡劑用之液化丁烷氣體,於下列條件下以5kg/小時之比率得到氣泡細且良好的之條狀發泡成形品。
擠壓機供給部溫度:150至180℃,擠壓機壓縮部溫度:180至220℃,擠壓機熔融部溫度:180至220℃、擠壓機壓頭溫度:160至200℃,擠壓機模具部溫度:160至200℃,螺旋回轉數:32rpm。
開始製造發泡成形品起20分鐘後進行發泡成形品取樣,再以下列方法測定發泡成形品之各物性。又以前述方法評估195℃以上之融解峰的比率。
(1)195℃以上之融解峰的比率(2)表觀密度:依據JIS-K7222測定(3)氣泡狀態:以光學顯微鏡(60倍)評估發泡成形品之氣泡狀態。
(4)耐水解性:恆溫恆濕槽中,以65℃×95%相對濕度之條件處理發泡成形品100小時後,評估聚乳酸之重量平均分子量(Mw)對處理前之值的保持率,結果如表8所示。
由表8得知,本發明之發泡成形品具有優良耐水解性。又含有末端封鏈劑(E成份)時可更進一步提升耐水解性。
發明之效果 (第1態樣)
本發明因係使用來自生物量資源之聚乳酸,故可提供對環境負荷較小之樹脂組成物及成形品。本發明含有熱可塑性樹脂(A成份)及聚乳酸(B成份)之樹脂組成物的R195以上 值較大,可具有高結晶性,因此可具有高熔點。本發明之樹脂組成物可具有優良之耐熱性、耐水解性及耐藥品性。使用本發明之樹脂組成物的製造方法,可製造具有前述般優良特性之樹脂組成物。
本發明之成形品可具有優良之彎曲強度、彎曲彈性率等機械特性。又可提高荷重彎曲溫度,故具有優良耐熱性。另外具有優良耐水解性及耐藥品性。使用本發明之成形品的製造方法,可製造具有前述般優良特性之成形品。
(第2態樣)
本發明因係使用來自生物量資源之聚乳酸,故可提供對環境負荷較小之樹脂組成物及成形品。本發明含有聚乳酸(B成份)之樹脂組成物的R195以上 值較大,可具有高結晶性,因此可具有高熔點。本發明之樹脂組成物可具有優良之耐熱性、耐水解性及耐藥品性。又使用本發明之樹脂組成物的製造方法,可得具有前述般優良特性之樹脂組成物。
本發明之成形品可具有優良彎曲強度、彎曲彈性率等之機械特性。又可提高荷重彎曲溫度,故具有優良耐熱性。另外具有優良耐水解性及耐藥品性。使用本發明之成形品的製造方法,可得具有前述般優良特性之成形品。
產業上利用可能性
本發明之成形品因具有優良之耐熱性、機械特性、耐水解性及耐藥品性,故適用於各種電子電氣機器、OA機器、汽車零件、機械零件、其他農業資材、漁業資材、搬送容器、包裝容器、遊戲器及雜貨等各種用途上。
圖1為,耐藥品性之試驗2(汽車零件)用的進行3點彎曲用之夾具的斜視圖。
(圖1之符號說明)1...第1固定棒(直徑3.9mm之不鏽鋼製)2...試驗片之中心部分(設置於試驗片所描出弧形般頭頂部的位置上)3...應力負荷用之移動棒(直徑3.9mm之不鏽鋼製)4...應力負荷用之螺絲(貫穿台座7之背面部,由接觸無負荷時試驗片之位置旋入螺絲,且依據螺絲間距使試驗片負荷一定量之應力)5...試驗片6...第2固定棒(直徑3.9mm之不鏽鋼製)7...台座8...第2固定棒至應力負荷用之移動棒的水平距離(50.0mm)9...第1固定棒至應力負荷用之移動棒的水平距離(50.0mm)
圖2為,耐藥品性之試驗4用的筆記型電腦機殼表側之斜視圖(長178mm×寬245mm×緣高10mm,厚1.2mm)。
圖3為,該筆記型電腦機殼之表面側的正面圖。又出示閘閥位置及評估用試驗片之切取位置。
圖4為,該筆記型電腦機殼之背面側的正面圖。又出示附肋之突起物樣子(褪光面之部分為上下兩側具有肋之突起物)。
(圖2至圖4之符號說明)1...筆記型電腦機殼2...褪光表面部3...鏡面部4...閘閥(銷閘閥0.8mm,5處)5...195℃以上之融解峰的比率(R195以上 )測定用試驗片之採取位置6...附肋突起物(對應鏡面部裏側)7...附肋突起物(對應褪光表面部裏側)
圖5為,耐藥品性之試驗5用的OA機器外裝零件表面之斜視圖(外形尺寸長500mm、寬600mm、厚2.5mm)。
(圖5之符號說明)1...OA機器外裝零件2...銷側閘閥(側閘閥部之寬5mm、閘閥厚1.2mm、閘閥含模面長6mm、側閘閥帶寬8mm×長15mm、對帶部之銷閘閥直徑1.8mm)3...195℃以上之融解峰的比率(R195以上 )測定用試驗片之採取位置
圖6為,光碟垂直剖面之一例。
圖7為,光碟垂直剖面之一例。
圖8為,光碟垂直剖面之一例。
圖9為,光碟垂直剖面之一例。
(圖6至圖9之符號說明)1...基板2...反射層3...記錄層4...透光層5...第1反射層6...第1記錄層7...中間層8...第2反射層9...第2記錄層10...反射膜11...第1介電體層12...相變化型記錄層13...第2介電體層14...透光層
1...第1固定棒(直徑3.9mm之不鏽鋼製)
2...試驗片之中心部分(設置於試驗片所描出弧形般頭頂部的位置上)
3...應力負荷用之移動棒(直徑3.9mm之不鏽鋼製)
4...應力負荷用之螺絲(貫穿台座7之背面部,由接觸無負荷時試驗片之位置旋入螺絲,且依據螺絲間距使試驗片負荷一定量之應力)
5...試驗片
6...第2固定棒(直徑3.9mm之不鏽鋼製)
7...台座
8...第2固定棒至應力負荷用之移動棒的水平距離(50.0mm)
9...第1固定棒至應力負荷用之移動棒的水平距離(50.0mm)

Claims (17)

  1. 一種樹脂組成物,其特徵為,含有熱可塑性樹脂(A成份)100重量份及聚乳酸(B成份)1至200重量份,且(i)聚乳酸(B成份)係由組合1、2或3所構成,組合1係由B-2成份及B-5成份所構成,B-2成份與B-5成份之重量比(B-2成份/B-5成份)為10/90至90/10之範圍,組合2係由B-3成份及B-5成份所構成,B-3成份與B-5成份之重量比(B-3成份/B-5成份)為10/90至90/10之範圍,組合3係由B-6成份及B-2成份所構成,B-6成份與B-2成份之重量比(B-6成份/B-2成份)為10/90至90/10之範圍,B-2成份係由L-乳酸單位90至99莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位1至10莫耳%所構成,B-3成份係由L-乳酸單位超過99莫耳%且100莫耳%以下、與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0莫耳%以上且未達1莫耳%所構成,B-5成份係由D-乳酸單位90至99莫耳%與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位1至10莫耳%所構成,B-6成份係由D-乳酸單位超過99莫耳%且100莫耳%以下與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0莫耳%以上且未達1莫耳%所構成; (ii)聚乳酸(B成份)係藉由將組合1、2或3在245~300℃熱處理而得;(iii)樹脂組成物中之B成份為,差示掃描熱量計(DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為80%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之組成物,其中A成份為,芳香族聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚烯烴樹脂及苯乙烯系樹脂群中所選出至少1種之樹脂。
  3. 如申請專利範圍第1項之組成物,其中A成份為芳香族聚碳酸酯樹脂。
  4. 如申請專利範圍第3項之組成物,其中芳香族聚碳酸酯樹脂為雙酚A系。
  5. 如申請專利範圍第1項之組成物,其中對B成份每100重量份含有結晶核劑(C成份)0.01至5重量份。
  6. 如申請專利範圍第5項之組成物,其中結晶核劑(C成份)為滑石。
  7. 如申請專利範圍第1項之組成物,其中對A成份每100重量份含有無機填充物(D成份)0.3至200重量份。
  8. 如申請專利範圍第1項之組成物,其中對B成份每100重量份含有末端封鏈劑(E成份)0.01至5重量份。
  9. 一種樹脂組成物之製造方法,其係將熱可塑性樹脂(A成份)100重量份及聚乳酸(B成份)1至200重量 份熔融混煉形成樹脂組成物之製造方法,其特徵為(i)聚乳酸(B成份)係由組合1、2或3所構成,組合1係由B-2成份及B-5成份所構成,B-2成份與B-5成份之重量比(B-2成份/B-5成份)為10/90至90/10之範圍,組合2係由B-3成份及B-5成份所構成,B-3成份與B-5成份之重量比(B-3成份/B-5成份)為10/90至90/10之範圍,組合3係由B-6成份及B-2成份所構成,B-6成份與B-2成份之重量比(B-6成份/B-2成份)為10/90至90/10之範圍,B-2成份係由L-乳酸單位90至99莫耳%與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位1至10莫耳%所構成,B-3成份係由L-乳酸單位超過99莫耳%且100莫耳%以下、與D-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0莫耳%以上且未達1莫耳%所構成,B-5成份係由D-乳酸單位90至99莫耳%與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位1至10莫耳%所構成,B-6成份係由D-乳酸單位超過99莫耳%且100莫耳%以下與L-乳酸單位及/或乳酸以外之單位0莫耳%以上且未達1莫耳%所構成;(ii)聚乳酸(B成份)係藉由將組合1、2或3在245~300℃熱處理而得;(iii)樹脂組成物中之B成份為,差示掃描熱量計 (DSC)測定之升溫過程的融解峰中,195℃以上之融解峰的比率為80%以上。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中B成份為,以245至300℃熔融混煉B-1成份及B-4成份而得之物。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法,其中對B成份每100重量份,存在0.01至5重量份之結晶核劑(C成份)下熔融混煉。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法,其中C成份為滑石。
  13. 如申請專利範圍第9項之方法,其中對A成份每100重量份,存在0.3至200重量份之無機填充物(D成份)下熔融混煉。
  14. 如申請專利範圍第9項之方法,其中對B成份每100重量份,存在0.01至5重量份之末端封鏈劑(E成份)下熔融混煉。
  15. 一種成形品,其為,如申請專利範圍第1至8項中任一項之組成物所形成。
  16. 如申請專利範圍第15項之成形品,其為射出成形品。
  17. 如申請專利範圍第15項之成形品,其中成形品為,汽車零件、電氣電子零件、電氣機械外裝零件、OA機器外裝零件或光碟基板。
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