WO2014112650A1 - ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

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aliphatic
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aromatic
carbodiimide
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貴彦 伊藤
善宏 山崎
彰 谷口
沙織 小谷
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日清紡ケミカル株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/29Compounds containing one or more carbon-to-nitrogen double bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a polyester resin composition capable of suppressing highly toxic gas generated during production.
  • Polyester resins are widely used for films, sheets, etc. because of their excellent transparency, mechanical strength, melt stability, solvent resistance, and recyclability. It is also used for cases. However, since the polyester resin has a property of being easily hydrolyzed as compared with the conventional general-purpose resin, an aromatic carbodiimide is added for the purpose of improving the hydrolysis resistance. ing.
  • Patent Document 1 discloses an aliphatic polyester resin composition in which the hydrolysis resistance of an aliphatic polyester resin composition is improved by blending an aromatic monocarbodiimide compound with an aliphatic polyester resin such as polylactic acid. Things are listed.
  • polyester resin composition described in Patent Document 1 since the polyester resin and the aromatic carbodiimide are mixed, hydrolysis of the polyester resin can be suppressed, but the polyester resin and the aromatic carbodiimide are mixed.
  • the mixing temperature is higher than the melting temperature of the polyester resin, the carboxyl group of the polyester resin reacts with the carbodiimide group of the aromatic monocarbodiimide and the aromatic monocarbodiimide is decomposed, resulting in a large amount of highly toxic gas derived from the isocyanate group. This causes a problem that the working environment and safety are deteriorated.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in order to improve the hydrolysis resistance stability of the polyester resin, toxicity generated when the aromatic carbodiimide is mixed at a temperature higher than the melting temperature of the polyester resin. It is possible to provide a polyester resin composition that can suppress a high gas.
  • the present inventors have found that a polyester resin and an aromatic carbodiimide, and further a polyester resin composition containing an aliphatic polycarbodiimide is derived from an aromatic carbodiimide. It has been found that the generation of highly toxic cracked gas can be greatly reduced.
  • the present invention is a polyester resin composition containing a polyester resin (A), an aromatic carbodiimide (B) and an aliphatic polycarbodiimide (C), wherein the polyester resin (A) is an aliphatic polycarboxylic acid and Polyester resin (a-1) comprising these dialkyl esters or aliphatic polycarboxylic acid anhydrides and aliphatic polyols, aromatic polycarboxylic acids and dialkyl esters thereof, or aromatic polycarboxylics Polyester resin (a-2) comprising acid anhydride of acid and aliphatic polyol, polyester resin (a-3) comprising 3-hydroxyalkanoic acid, polyethylene terephthalate (a-4), or polyester resin (a-1) ) And (a-2) polyester resin assembly (a-5) It is to things, the a gist.
  • the polyester resin composition capable of suppressing highly toxic gas generated when the aromatic carbodiimide is mixed at a temperature higher than the melting temperature of the polyester resin. Things can be provided.
  • the present invention is a polyester resin composition containing a specific polyester resin (A) and an aromatic carbodiimide (B) and further an aliphatic polycarbodiimide (C), the amount of highly toxic gas derived from the aromatic carbodiimide is generated. Can be effectively suppressed.
  • polyester resin (A) a polyester resin (a-1) comprising an aliphatic polyvalent carboxylic acid and a dialkyl ester thereof, or an acid anhydride of an aliphatic polyvalent carboxylic acid and an aliphatic polyol.
  • a polyester resin (a-2) composed of an aromatic polyvalent carboxylic acid and dialkyl esters thereof or an acid anhydride of an aliphatic polyvalent carboxylic acid and an aliphatic polyol; a polyester resin composed of a 3-hydroxyalkanoic acid ( a-3), polyethylene terephthalate (a-4), or polyester resin (a-5) made of a copolymer of polyester resins (a-1) and (a-2) is used.
  • aliphatic polyvalent carboxylic acid for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid can be used.
  • dialkyl esters such as dimethyl esters and diethyl esters, and acid anhydrides of aliphatic polyvalent carboxylic acids can also be used.
  • dialkyl esters such as dimethyl esters and diethyl esters, and acid anhydrides of aliphatic polyvalent carboxylic acids
  • These aliphatic polyvalent carboxylic acids, dialkyl esters thereof, and acid anhydrides of aliphatic polyvalent carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
  • succinic acid, adipic acid, and dialkyl esters thereof, succinic anhydride, and adipic anhydride are preferable.
  • the aliphatic polyol include ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,3-butanediol, and octamethylene glycol.
  • 1, 2-cyclohexanedimethanol and trimethylolpropane can be used alone or in combination. Of these, 1,4-butanediol is preferred.
  • aromatic polyvalent carboxylic acid for example, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,3-dicarboxylic acid can be used.
  • dialkyl esters such as dimethyl esters and diethyl esters, and acid anhydrides of aromatic polyvalent carboxylic acids can also be used.
  • aromatic polyvalent carboxylic acids, dialkyl esters, and aromatic polycarboxylic acid anhydrides may be used alone or in combination of two or more.
  • 3-hydroxyalkanoic acid for example, one kind selected from 3-hydroxybutyric acid, 3-hydroxyvaleric acid, 3-hydroxyhexanoic acid, 3-hydroxyoctanoic acid, 3-hydroxydecanoic acid, 3-hydroxydodecanoic acid or Two or more kinds can be used.
  • polyester resin (a-1) one or more selected from polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, and polyethylene succinate can be used. Of these, polybutylene succinate is preferred.
  • polyester resin (a-2) one or more selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate can be used.
  • polyester resin (a-5) one or more selected from polyethylene succinate terephthalate, polyethylene adipate terephthalate, polybutylene adipate terephthalate, and polytetramethylene adipate terephthalate can be used. Of these, polybutylene adipate terephthalate is preferred.
  • the aromatic carbodiimide (B) is not particularly limited as long as the carbodiimide group is directly bonded to the aromatic ring, and examples thereof include aromatic monocarbodiimide and aromatic polycarbodiimide.
  • aromatic monocarbodiimide examples include diphenylcarbodiimide, bis (methylphenyl) carbodiimide, bis (methoxyphenyl) carbodiimide, bis (nitrophenyl) carbodiimide, bis (dimethylphenyl) carbodiimide, bis (diisopropylphenyl) carbodiimide, bis ( One or more selected from di-t-butylphenyl) carbodiimide and bis (triphenylsilyl) carbodiimide can be used.
  • bis (diisopropylphenyl) carbodiimide is preferable from the viewpoint of improving the hydrolysis resistance of the polyester resin.
  • aromatic polycarbodiimide examples include those having a basic structure represented by the following general formula (II).
  • n represents an integer of 2 or more, and R represents an aromatic group.
  • the aromatic polycarbodiimide can be synthesized, for example, by decarboxylation condensation reaction of various organic diisocyanates using an organophosphorus compound or an organometallic compound as a catalyst.
  • Examples of the organic diisocyanate used as a raw material for producing the aromatic polycarbodiimide include 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, , 4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 3,3 ′, 5,5′-tetraisopropylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 1,3,5-triisocyanate
  • One or more selected from isopropylbenzene-2,4-diisocyanate can be used. Among these, 1,3,5-triisopropylbenzene-2,4-diisocyanate is preferable from the viewpoint of high stability and imparting excellent hydrolysis resistance to the polyester resin composition.
  • the content of the aromatic carbodiimide (B) with respect to 100 parts by mass of the polyester resin (A) is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 7 parts by mass from the viewpoint of improving hydrolysis resistance. More preferably, it is 0.7 to 3 parts by mass.
  • the aliphatic polycarbodiimide (C) is a polycarbodiimide having two or more carbodiimide groups in the molecule, and the carbodiimide group is bonded to a carbon atom other than the aromatic ring.
  • Aliphatic polycarbodiimides can be synthesized by, for example, using an organophosphorus compound or an organometallic compound as a catalyst and subjecting various organic diisocyanates to a decarboxylation condensation reaction.
  • the degree of polymerization of the aliphatic polycarbodiimide is preferably 2 to 20, more preferably 6 to 8, from the viewpoint of suppressing toxic gases.
  • Diisocyanates for producing aliphatic polycarbodiimides include hexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl). )
  • One or more selected from cyclohexane, xylylene diisocyanate and tetramethyl xylylene diisocyanate can be used.
  • 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate is more preferable from the viewpoint of effectively suppressing generation of toxic gas.
  • the content of the aliphatic polycarbodiimide (C) with respect to 100 parts by mass of the polyester resin (A) is preferably from 0.1 to 10 parts by mass, more preferably from 0.5 to 10 parts, from the viewpoint of expressing the effect of suppressing toxic gas. 7 parts by mass, more preferably 0.7-3 parts by mass.
  • the polyester resin composition of the present invention contains additives in addition to the polyester resin (A), aromatic carbodiimide (B) and aliphatic polycarbodiimide (C), as long as the effects of the present invention are not impaired. Also good.
  • additives include inorganic fillers, reinforcing agents, colorants (titanium oxide, etc.), stabilizers (radical scavengers, antioxidants, etc.), flame retardants (known metal hydrates, halogen flame retardants, phosphorus series) Flame retardants), known crystal nucleating agents (talc, etc.), antibacterial agents, fungicides, and the like.
  • Silica, alumina, sand, clay, ore, etc. can be used as the inorganic filler, and needle-like inorganic substances can be used as the reinforcing material.
  • the antibacterial agent include silver ions, copper ions, zeolites containing these, and the like.
  • the mechanism for suppressing the generation of toxic gas derived from isocyanate groups is such that the carboxyl group present in the polyester resin (A) and the carbodiimide group of the highly reactive aliphatic polycarbodiimide (C) react preferentially, As a result, most of the aromatic carbodiimide (B) does not react with the carboxyl group of the polyester resin (A), but remains in the polyester resin (A) as it is, and the aliphatic polycarbodiimide (C) is not converted into the polyester resin (A It is considered that a high amount of highly toxic gas is not generated.
  • the polyester resin (A) and the aromatic carbodiimide (B) are mixed in the presence of the aliphatic polycarbodiimide (C) from the viewpoint of effectively suppressing the generation of toxic gas. It is preferable.
  • (A) component and (B) component and (C) component are mixed simultaneously, (A) component and (C) component are mixed, and then (B) component is mixed.
  • the method and the method of mixing (A) component and (C) component, (B) component, and (C) component, after mixing each, are mentioned.
  • the masterbatch which mixed (B) component and (C) component each individually or both to (A) component is created, and these are mixed instead of said (B) component and (C) component, and are mixed.
  • a method is also mentioned. Among these, from the viewpoint of production efficiency, the method of mixing the component (B) and the component (C) simultaneously with the component (A), the component (A) and the component (C) are mixed, and then the component (B) A method of mixing the components (A) and (C) and then a method of mixing the components (B) is more preferable.
  • the polyester resin composition of the present invention is an injection molding method, a film molding method, a blow molding method, a foam molding method, etc., for use in electrical and electronic equipment such as housings for electrical appliances, building materials, automotive parts, daily necessities, It can be processed into molded products for medical and agricultural applications.
  • the method for molding the polyester resin composition of the present invention is not particularly limited, and is a molding method required for production of ordinary electrical / electronic equipment products, such as known injection molding, injection / compression molding, and compression molding methods. Can be applied. About the temperature at the time of these melt mixing and shaping
  • Synthesis Example 1 Production of aliphatic polycarbodiimide 100 parts by mass of 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate and 0.5 parts by mass of a carbodiimidization catalyst (3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide) The mixture was placed in a reaction tube equipped with a reflux tube and a stirrer, and stirred at 185 ° C. for 15 hours under a nitrogen stream to obtain isocyanate-terminated poly 4,4′-dicyclohexylmethane carbodiimide.
  • a carbodiimidization catalyst 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide
  • Example 1 100 parts by mass of PET resin (“TRN-8550FF” manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) was melted at 270 ° C. with a laboratory mixer, and then 1 part by mass of the aliphatic polycarbodiimide obtained in Synthesis Example 1 and 1 L of stavaxol. 1 part by mass (aromatic monocarbodiimide, manufactured by Rhein Chemie) was added simultaneously and mixed for 2.5 minutes. Immediately after mixing for 2.5 minutes, the resin mixture was removed from the mixer, 250 mL of the generated gas was collected and adsorbed on the adsorbent, and the adsorbate was analyzed by GC-MS. The concentration of cracked gas was calculated from the peak of 2,6-diisopropylphenyl isocyanate, which is a cracked gas component appearing at a retention time of 10.1 minutes. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 100 parts by mass of PBS resin (polybutylene succinate, “Bionore 1001MD” manufactured by Showa Denko KK) was melted at 270 ° C. using a laboratory mixer, and then 1 mass of the aliphatic polycarbodiimide obtained in Synthesis Example 1 After adding 1 part (mixing time 1), 1 part by weight of stavaxol 1LF (aromatic monocarbodiimide, manufactured by Rhein Chemie) was added and further mixed for 2.5 minutes (mixing time 2).
  • PBS resin polybutylene succinate, “Bionore 1001MD” manufactured by Showa Denko KK
  • Example 6 Analysis was performed in the same manner as in Example 5 except that the composition and conditions described in Table 2 were followed. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Examples 2-4 Analysis was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the composition and conditions described in Table 1 were followed. The results are shown in Table 1.
  • PET Polyethylene terephthalate “TRN-8550FF” manufactured by Teijin Chemicals Ltd.
  • PBS Polybutylene succinate “Bionore 1001MD” manufactured by Showa Denko KK (Ester resin consisting of aliphatic polycarboxylic acid and aliphatic polyol)
  • PHA polyhydroxybutanoic acid, “EM5400A” manufactured by Echoman (Ester resin consisting of 3-hydroxybutanoic acid)
  • PLA Polylactic acid, “Ingeo Biopolymer 4032D” manufactured by Nature Works
  • polyester resin composition of the present invention it is possible to effectively suppress highly toxic gas generated when a polyester resin and an aromatic carbodiimide are mixed. it can.

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Abstract

 ポリエステル樹脂(A)、芳香族カルボジイミド(B)及び脂肪族ポリカルボジイミド(C)を含有するポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)が、脂肪族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-1)、芳香族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-2)、3-ヒドロキシアルカン酸からなるポリエステル樹脂(a-3)、ポリエチレンテレフタレート(a-4)、又はポリエステル樹脂(a-1)及び(a-2)の共重合体からなるポリエステル樹脂(a-5)であるポリエステル樹脂組成物。

Description

ポリエステル樹脂組成物
 本発明は、製造時に発生する毒性の高いガスを抑制することができるポリエステル樹脂組成物に関する。
 ポリエステル樹脂は、透明性、機械的強度、溶融安定性、耐溶剤性、及びリサイクル性に優れていることから、フィルム、シート等に広く利用されており、更に近年では、家電製品やOA機器の筐体等にも使用されている。
 しかしながら、ポリエステル樹脂は、従来の汎用樹脂に比べて容易に加水分解される性質を有していることから、耐加水分解性を向上させることを目的として、芳香族カルボジイミドを添加することが行なわれている。
 例えば、特許文献1には、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル樹脂に対して芳香族モノカルボジイミド化合物を配合することにより、脂肪族ポリエステル樹脂組成物の耐加水分解性を向上させた脂肪族ポリエステル樹脂組成物が記載されている。
国際公開第2008/010355号
 特許文献1に記載されるポリエステル樹脂組成物においては、ポリエステル樹脂と芳香族カルボジイミドとを混合しているため、ポリエステル樹脂の加水分解を抑制することができるが、ポリエステル樹脂と芳香族カルボジイミドとを混合した場合、ポリエステル樹脂の溶融温度以上で混合中にポリエステル樹脂のカルボキシル基と芳香族モノカルボジイミドのカルボジイミド基とが反応し、芳香族モノカルボジイミドが分解する結果、イソシアネート基由来の毒性の高いガスが多量に発生し、作業環境及び安全性が低下するという問題が生じる。
 本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであって、ポリエステル樹脂の耐加水分解安定性を向上させるために、芳香族カルボジイミドをポリエステル樹脂の溶融温度以上で混合する際に発生する毒性の高いガスを抑制することができるポリエステル樹脂組成物を提供することができる。
 本発明者らは、前記毒性の高いガスを抑制する技術について鋭意検討を行った結果、ポリエステル樹脂及び芳香族カルボジイミド、更に脂肪族ポリカルボジイミドを含有するポリエステル樹脂組成物が、芳香族カルボジイミドに由来する毒性の高い分解ガスの発生を大幅に減少させることができることを見出した。
 すなわち本発明は、ポリエステル樹脂(A)、芳香族カルボジイミド(B)及び脂肪族ポリカルボジイミド(C)を含有するポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)が、脂肪族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-1)、芳香族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は芳香族多価カルボン酸の酸無水物と脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-2)、3-ヒドロキシアルカン酸からなるポリエステル樹脂(a-3)、ポリエチレンテレフタレート(a-4)、又はポリエステル樹脂(a-1)及び(a-2)の共重合体からなるポリエステル樹脂(a-5)であるポリエステル樹脂組成物、を要旨とするものである。
 本発明によれば、ポリエステル樹脂の耐加水分解安定性を向上させるために、芳香族カルボジイミドをポリエステル樹脂の溶融温度以上で混合する際に発生する毒性の高いガスを抑制することができるポリエステル樹脂組成物を提供することができる。
 本発明は、特定のポリエステル樹脂(A)及び芳香族カルボジイミド(B)、更に脂肪族ポリカルボジイミド(C)を含むポリエステル樹脂組成物であるため、芳香族カルボジイミドに由来する毒性の高いガスの発生量を効果的に抑制することができる。
<ポリエステル樹脂(A)>
 本発明においては、ポリエステル樹脂(A)として、脂肪族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-1)、芳香族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-2)、3-ヒドロキシアルカン酸からなるポリエステル樹脂(a-3)、ポリエチレンテレフタレート(a-4)、又はポリエステル樹脂(a-1)及び(a-2)の共重合体からなるポリエステル樹脂(a-5)を用いる。
 脂肪族多価カルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸を用いることができる。また、これらのジメチルエステル、ジエチルエステル等のジアルキルエステルや、脂肪族多価カルボン酸の酸無水物を用いることもできる。
 これらの脂肪族多価カルボン酸、これらのジアルキルエステル、脂肪族多価カルボン酸の酸無水物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 これらの中では、コハク酸、アジピン酸、及びこれらのジアルキルエステル、コハク酸無水物、アジピン酸無水物が好ましい。
 脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、オクタメチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパンから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 これらの中では、1,4-ブタンジオールが好ましい。
 芳香族多価カルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,3-ジカルボン酸を用いることができる。また、これらのジメチルエステル、ジエチルエステルなどのジアルキルエステルや、芳香族多価カルボン酸の酸無水物を用いることもできる。
 これらの芳香族多価カルボン酸や、これらのジアルキルエステル、芳香族多価カルボン酸の酸無水物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 3-ヒドロキシアルカン酸としては、例えば、3-ヒドロキシ酪酸、3-ヒドロキシ吉草酸、3-ヒドロキシヘキサン酸、3-ヒドロキシオクタン酸、3-ヒドロキシデカン酸、3-ヒドロキシドデカン酸から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 ポリエステル樹脂(a-1)としては、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリエチレンサクシネートから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 これらの中では、ポリブチレンサクシネートが好ましい。
 ポリエステル樹脂(a-2)としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 ポリエステル樹脂(a-5)としては、ポリエチレンサクシネートテレフタレート、ポリエチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリテトラメチレンアジペートテレフタレートから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 これらの中では、ポリブチレンアジペートテレフタレートが好ましい。
<芳香族カルボジイミド(B)>
 芳香族カルボジイミド(B)は、カルボジイミド基が芳香族環に直接結合しているカルボジイミドであれば特に制限はなく、芳香族モノカルボジイミド、及び芳香族ポリカルボジイミドが挙げられる。
 芳香族モノカルボジイミドとしては、下記一般式(I)の基本構造を有するものを挙げることができる。
  R-N=C=N-R’   (I)
(式中、R、R’は、それぞれ独立に芳香族基を示す。)
 芳香族モノカルボジイミドの具体例としては、ジフェニルカルボジイミド、ビス(メチルフェニル)カルボジイミド、ビス(メトキシフェニル)カルボジイミド、ビス(ニトロフェニル)カルボジイミド、ビス(ジメチルフェニル)カルボジイミド、ビス(ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(ジ-t-ブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(トリフェニルシリル)カルボジイミドから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 これらの中では、ポリエステル樹脂の耐加水分解性を向上させる観点から、ビス(ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドが好ましい。
 芳香族ポリカルボジイミドとしては、下記一般式(II)の基本構造を有するものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、nは2以上の整数を示し、Rは芳香族基を示す。)
 芳香族ポリカルボジイミドは、例えば、触媒として有機リン系化合物又は有機金属化合物を用い、各種有機ジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させることにより合成することができる。
 芳香族ポリカルボジイミドを製造するための原料となる有機ジイソシアネートとしては、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、3,3’,5,5’-テトライソプロピルビフェニル-4,4’-ジイソシアネート、1,3,5-トリイソプロピルベンゼン-2,4-ジイソシアネートから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 これらの中では、安定性が高く、ポリエステル樹脂組成物に優れた耐加水分解性を付与する観点から、1,3,5-トリイソプロピルベンゼン-2,4-ジイソシアネートが好ましい。
 ポリエステル樹脂(A)100質量部に対する芳香族カルボジイミド(B)の含有量は、耐加水分解性を向上させる観点から、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.5~7質量部、更に好ましくは0.7~3質量部である。
<脂肪族ポリカルボジイミド(C)>
 脂肪族ポリカルボジイミド(C)は、分子内に2つ以上のカルボジイミド基を有し、カルボジイミド基が芳香族環以外の炭素原子に結合しているポリカルボジイミドである。
 脂肪族ポリカルボジイミドは、例えば、触媒として有機リン系化合物又は有機金属化合物を用い、各種有機ジイソシアネートを、脱炭酸縮合反応させることにより合成することができる。
 脂肪族ポリカルボジイミドの重合度は、有毒ガスを抑制する観点から、好ましくは2~20、より好ましくは6~8である。
 脂肪族ポリカルボジイミドを製造するためのジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、キシリレンジイソシアネート及びテトラメチルキシリレンジイソシアネートから選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。
 これらの中では、有毒ガスの発生を効果的に抑制する観点から、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートがより好ましい。
 ポリエステル樹脂(A)100質量部に対する脂肪族ポリカルボジイミド(C)の含有量は、有毒ガスを抑制する効果を発現させる観点から、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.5~7質量部、更に好ましくは0.7~3質量部である。
<添加剤>
 本発明のポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂(A)、芳香族カルボジイミド(B)及び脂肪族ポリカルボジイミド(C)に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、添加剤を含有していてもよい。
 添加剤として、例えば、無機フィラー、補強剤、着色剤(酸化チタン等)、安定剤(ラジカル補足剤、酸化防止剤等)、難燃剤(公知の金属水和物、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤等)、公知の結晶核剤(タルク等)、抗菌剤や防かび剤等を挙げることができる。
 無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、砂、粘土、鉱滓等が使用でき、補強材としては針状無機物等が使用可能である。また、抗菌剤として、銀イオン、銅イオン、これらを含有するゼオライト等を例示できる。
<混合方法及び混合順序>
 各種成分の混合手段に、特に制限はなく、公知の混合機、例えば、単軸や二軸の押出機、ロール混合機等による溶融混合が可能である。
 本発明のポリエステル樹脂組成物が有毒ガスの発生を抑制することができるメカニズムとしては、以下のメカニズムが考えられる。すなわち、イソシアネート基由来の有毒ガスの発生を抑制する機構は、ポリエステル樹脂(A)中に存在するカルボキシル基と、反応性の高い脂肪族ポリカルボジイミド(C)のカルボジイミド基が優先的に反応し、その結果、芳香族カルボジイミド(B)のほとんどがポリエステル樹脂(A)のカルボキシル基と反応することなく、そのままポリエステル樹脂(A)内に留まり、また、脂肪族ポリカルボジイミド(C)はポリエステル樹脂(A)との反応により分解しないため、毒性の高いガスが多量に発生しないと考えられる。
 従って、各成分の混合順序としては、有毒ガスの発生を効果的に抑制する観点から、脂肪族ポリカルボジイミド(C)の存在下でポリエステル樹脂(A)と芳香族カルボジイミド(B)とを混合することが好ましい。
 具体的な混合順序としては、(A)成分に、(B)成分及び(C)成分を同時に混合する方法、(A)成分及び(C)成分を混合した後、(B)成分を混合する方法、及び(A)成分と(C)成分、(B)成分と(C)成分とをそれぞれ混合した後、それらを混合する方法が挙げられる。
 また、(B)成分、(C)成分それぞれ単独、又は両方を(A)成分に混合したマスターバッチを作成し、これらを上記(B)成分、(C)成分の代わりに使用して混合する方法も挙げられる。
 これらの中では、製造効率の観点から、(A)成分に、(B)成分及び(C)成分を同時に混合する方法、(A)成分及び(C)成分を混合した後、(B)成分を混合する方法が好ましく、(A)成分及び(C)成分を混合した後、(B)成分を混合する方法がより好ましい。
<用途>
 本発明のポリエステル樹脂組成物は、射出成形法、フィルム成形法、ブロー成形法、発泡成形法等により、電化製品の筐体等の電気・電子機器用途、建材用途、自動車部品用途、日用品用途、医療用途、農業用途等の成形体に加工できる。
<成形方法>
 本発明のポリエステル樹脂組成物を成形する方法としては、特に制限はなく、公知の射出成形、射出・圧縮成形、圧縮成形法等、通常の電気・電子機器製品の製造に必要とされる成形方法を適用できる。これらの溶融混合や成形時における温度については、ポリエステル樹脂の溶融温度以上で設定することが可能である。
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
合成例1:脂肪族ポリカルボジイミドの製造
 4,4'-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート100質量部とカルボジイミド化触媒(3-メチル-1-フェニル-2-ホスホレン-1-オキシド)0.5質量部とを、還流管及び撹拌機付き反応容器に入れ、窒素気流下185℃で15時間撹拌し、イソシアネート末端ポリ4,4'-ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドを得た。
 赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2150cm-1前後のカルボジイミド基による吸収ピークを確認した。NCO%を測定した結果4.88%(重合度=6.7)であった。
 次いで、上記で得られたイソシアネート末端ポリ4,4'-ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドを120℃まで加熱し、これにポリエチレングリコールモノメチルエーテル(平均分子量400)40質量部を加え、150℃まで加熱して撹拌しながら5時間反応させた。
 赤外吸収(IR)スペクトル測定により波長2200~2300cm-1のイソシアネート基の吸収が消失したことを確認して、反応容器から取り出し、室温まで冷却し淡黄色透明で粘稠な脂肪族ポリカルボジイミドを得た。
<(A)成分、(B)成分、及び(C)成分を同時に混合する実施例>
実施例1
 PET樹脂(帝人化成(株)製「TRN-8550FF」)100質量部をラボミキサーにより270℃の条件下で溶融させた後、合成例1で得られた脂肪族ポリカルボジイミド1質量部とスタバクゾール1LF(芳香族モノカルボジイミド、ラインケミー社製)1質量部とを同時に加え、2.5分間混合した。
 2.5分間混合後、直ちに樹脂混合物をミキサーから取り出し、発生ガスを250mL採取し吸着剤に吸着させ、その吸着物をGC-MSにより分析した。リテンションタイム10.1分に現れる分解ガス成分である、2,6-ジイソプロピルフェニルイソシアネートのピークから、分解ガスの濃度を算出した。結果を表1に示す。
実施例2~4
 表1に記載の配合及び条件にしたがったこと以外は実施例1と同様に分析を行った。結果を表1に示す。
<(A)成分と(C)成分とを混合した後、(B)成分を混合する実施例>
実施例5
 PBS樹脂(ポリブチレンサクシネート、昭和電工(株)製「ビオノーレ 1001MD」)100質量部をラボミキサーにより270℃の条件下で溶融させた後、合成例1で得られた脂肪族ポリカルボジイミド1質量部を加えて1分間(混合時間1)混合した後、スタバクゾール1LF(芳香族モノカルボジイミド、ラインケミー社製)1質量部を加え、さらに2.5分間(混合時間2)混合した。
 2.5分間混合後、直ちに樹脂混合物をミキサーから取り出し、発生ガスを250mL採取し吸着剤に吸着させ、その吸着物をGC-MSにより分析した。リテンションタイム10.1分に現れる分解ガス成分である、2,6-ジイソプロピルフェニルイソシアネートのピークから、分解ガスの濃度を算出した。結果を表2に示す。
実施例6
 表2に記載の配合及び条件にしたがったこと以外は実施例5と同様に分析を行った。結果を表2に示す。
比較例1
 PET樹脂(帝人化成(株)製「TRN-8550FF」)100質量部をラボミキサーにより270℃の条件下で溶融させた後、スタバクゾール1LF(芳香族カルボジイミド、ラインケミー社製)1質量部を加え、2.5分間混合した。
 2.5分間混合後、直ちに樹脂混合物をミキサーから取り出し、発生ガスを250mL採取し吸着剤に吸着させ、その吸着物をGC-MSにより分析した。リテンションタイム10.1分に現れる分解ガス成分である、2,6-ジイソプロピルフェニルイソシアネートのピークから、分解ガスの濃度を算出した。結果を表1に示す。
比較例2~4
 表1に記載の配合及び条件にしたがったこと以外は比較例1と同様に分析を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
表の記号について
PET:ポリエチレンテレフタレート
    帝人化成(株)製「TRN-8550FF」
PBS:ポリブチレンサクシネート
    昭和電工(株)製「ビオノーレ 1001MD」
    (脂肪族多価カルボン酸と脂肪族ポリオールからなるエステル系樹脂)
PHA:ポリヒドロキシブタン酸、エコーマン社製「EM5400A」
    (3-ヒドロキシブタン酸からなるエステル樹脂)
PLA:ポリ乳酸、ネイチャーワークス社製
    「Ingeo Biopolymer 4032D」
 実施例及び比較例の結果から明らかなように、本発明のポリエステル樹脂組成物によれば、ポリエステル樹脂と芳香族カルボジイミドとを混合した際に生じる毒性の高いガスを、効果的に抑制することができる。

Claims (4)

  1.  ポリエステル樹脂(A)、芳香族カルボジイミド(B)及び脂肪族ポリカルボジイミド(C)を含有するポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)が、脂肪族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-1)、芳香族多価カルボン酸及びこれらのジアルキルエステル、又は脂肪族多価カルボン酸の酸無水物と、脂肪族ポリオールとからなるポリエステル樹脂(a-2)、3-ヒドロキシアルカン酸からなるポリエステル樹脂(a-3)、ポリエチレンテレフタレート(a-4)、又はポリエステル樹脂(a-1)及び(a-2)の共重合体からなるポリエステル樹脂(a-5)であるポリエステル樹脂組成物。
  2.  ポリエステル樹脂(A)100質量部に対する芳香族カルボジイミド(B)の含有量が0.1~10質量部である、請求項1に記載のポリエステル樹脂組成物。
  3.  ポリエステル樹脂(A)100質量部に対する脂肪族ポリカルボジイミド(C)の含有量が0.1~10質量部である、請求項1又2に記載のポリエステル樹脂組成物。
  4.  脂肪族ポリカルボジイミド(C)が4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートから製造したものである、請求項1~3のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
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