WO2024106426A1 - セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体 - Google Patents

セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体 Download PDF

Info

Publication number
WO2024106426A1
WO2024106426A1 PCT/JP2023/040922 JP2023040922W WO2024106426A1 WO 2024106426 A1 WO2024106426 A1 WO 2024106426A1 JP 2023040922 W JP2023040922 W JP 2023040922W WO 2024106426 A1 WO2024106426 A1 WO 2024106426A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
mass
resin composition
content
cellulose
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/040922
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄斗 佐野
清彦 當山
修吉 田中
緑 志村
拓馬 小澤
Original Assignee
日本電気株式会社
Necプラットフォームズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気株式会社, Necプラットフォームズ株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
Publication of WO2024106426A1 publication Critical patent/WO2024106426A1/ja

Links

Classifications

    • 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
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • 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
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/10Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C08L1/12Cellulose acetate
    • 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 cellulose acetate resin composition made from non-edible cellulose, and to a molded article made using the same.
  • Bioplastics made from plants and other renewable organic resources, can contribute to combating oil depletion and global warming, and are therefore beginning to be used in durable products such as electronic devices and automobiles, in addition to general products such as packaging, containers, and textiles.
  • concerns about future food shortages have led to a demand for the development of new bioplastics made from non-edible plant resources.
  • Cellulose acetate is a biomass material obtained by esterifying the hydroxyl groups of cellulose derived from non-edible plant resources such as wood fiber and cotton with acetic acid.
  • resin compositions based on cellulose acetate are imparted with thermoplasticity by adding a plasticizer.
  • Patent Document 1 describes a resin composition composed of cellulose acetate, a plasticizer, and a bleed-out inhibitor.
  • flame retardant measures are necessary, and it is known that flame retardants, particularly metal hydroxides, can be added to the resin composition.
  • the object of the present invention is to provide a cellulose-based resin composition that can form a molded article that has excellent flame retardancy and mechanical strength and suppresses the exudation of plasticizer.
  • the resin composition of the present invention comprises: Component A: cellulose acetate, Component B: a plasticizer which is a phosphoric acid ester; Component C: polyester, Component D: a metal hydroxide, A resin composition comprising: The content of the component B is 20 to 30% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C, The content of the component C is 0.5 to 10 mass% relative to 100 mass% of the total content of the components A, B and C, The content of the component D in the entire composition is 0.5 to 20 mass %.
  • the present invention provides a cellulose-based resin composition that can be used to form molded articles that have excellent flame retardancy and mechanical strength and suppress the exudation of plasticizers.
  • the resin composition of the present invention comprises Component A: cellulose acetate, Component B: a plasticizer which is a phosphoric acid ester; Component C: polyester, Component D: a metal hydroxide, A resin composition comprising: The content of the component B is 20 to 30% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C, The content of the component C is 0.5 to 10 mass% relative to 100 mass% of the total content of the components A, B and C, The content of the component D in the entire composition is 0.5 to 20 mass %.
  • the resin composition of the present invention contains cellulose acetate as component A.
  • cellulose acetate one in which acetyl groups have been introduced into at least a portion of the hydroxyl groups of cellulose as a raw material can be used.
  • Cellulose is a linear polymer formed by the polymerization of ⁇ -D-glucose molecules ( ⁇ -D-glucopyranose) via ⁇ (1 ⁇ 4) glycosidic bonds, as shown in the following formula (1) (n in the formula is a natural number).
  • Cellulose is the main component of plants, and can be obtained by separating and processing other components such as lignin from plants.
  • cotton e.g. cotton linters
  • pulp e.g. wood pulp
  • the shape, size and form of cellulose or its derivatives used as raw materials are preferably in powder form with an appropriate particle size and shape in terms of reactivity, solid-liquid separation and ease of handling.
  • fibrous or powdered material with a diameter of 1 to 100 ⁇ m (preferably 10 to 50 ⁇ m) and a length of 10 ⁇ m to 100 mm (preferably 100 ⁇ m to 10 mm) can be used.
  • the degree of polymerization of cellulose is preferably in the range of 50 to 5,000, more preferably 100 to 3,000, and even more preferably 100 to 1,000. If the degree of polymerization is too low, the strength, heat resistance, etc. of the produced resin may be insufficient. Conversely, if the degree of polymerization is too high, the melt viscosity of the produced resin may become too high, causing problems in molding.
  • Each glucose unit that constitutes cellulose has three hydroxyl groups.
  • the cellulose acetate of the present invention is cellulose to which acetyl groups have been introduced, utilizing these hydroxyl groups. By introducing acetyl groups into cellulose, the intermolecular forces (intermolecular bonds) of cellulose can be reduced, improving the plasticity of the resin composition.
  • the acetyl group can be introduced by reacting a hydroxy group in cellulose with an acylating agent.
  • the acetyl group corresponds to an organic group that is introduced in place of the hydrogen atom of the hydroxy group of cellulose.
  • the acylating agent is a compound that has at least one functional group that can react with the hydroxy group in cellulose, and examples of such an acylating agent include compounds that have a carboxyl group, a carboxylic acid halide group, or a carboxylic acid anhydride group. Specific examples include aliphatic monocarboxylic acids, their acid halides, and their acid anhydrides.
  • the average number of acetyl groups introduced per glucose unit of cellulose (DS Ac ) (acetyl group introduction ratio), i.e., the average number of hydroxy groups substituted with acetyl groups per glucose unit (hydroxy group substitution degree), can be set in the range of 0.1 to 3.0.
  • DS Ac is preferably 2.0 or more, more preferably 2.2 or more, and even more preferably 2.4 or more.
  • DS Ac is preferably 2.9 or less, more preferably 2.8 or less.
  • the average number of remaining hydroxyl groups per glucose unit of cellulose acetate can be set in the range of 0 to 2.9. Hydroxy groups may remain from the viewpoint of the maximum strength and heat resistance of the resin composition, and for example, the hydroxyl group residual degree may be 0.01 or more, and even 0.1 or more.
  • the hydroxyl group residual degree of the final product cellulose acetate is preferably 1.0 or less, more preferably 0.8 or less, and particularly preferably 0.6 or less.
  • the hydroxyl group residual degree is preferably 0.6 or less, more preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less, and particularly preferably 0.2 or less.
  • the molecular weight of cellulose acetate is preferably in the range of 10,000 to 400,000, more preferably in the range of 50,000 to 350,000, even more preferably in the range of 100,000 to 300,000, and even more preferably in the range of 150,000 to 250,000. If the molecular weight is too large, the fluidity of the resin composition will decrease, making processing difficult, and it may also be difficult to mix uniformly. Conversely, if the molecular weight is too small, the physical properties of the resin composition, such as impact resistance, may decrease. This weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) (commercially available standard polystyrene can be used as the standard sample).
  • GPC gel permeation chromatography
  • the content of component A is not particularly limited, but is preferably 45% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 55% by mass or more, relative to 100% by mass of the total content of components A, B, and C. Also, the content of component A is preferably 80% by mass or less, more preferably 78% by mass or less, and particularly preferably 75% by mass or less, relative to 100% by mass of the total content of components A, B, and C.
  • the resin composition of the present invention contains, as Component B, a plasticizer which is a phosphoric acid ester.
  • Component B may be used alone or in combination of two or more.
  • Component B functions as a plasticizer and a flame retardant, and can impart processing stability and flame retardancy to the resin composition.
  • Examples of Component B include, but are not limited to, one or more phosphoric acid esters selected from the group consisting of triphenyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl di-2,6-xylenyl phosphate, and compounds represented by the following formula (2).
  • component B is triphenyl phosphate from the viewpoint of flame retardancy and high compatibility with cellulose acetate. Triphenyl phosphate is less likely to volatilize and has high compatibility with component A.
  • the content of component B is preferably 20% by mass or more, more preferably 22% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more, based on 100% by mass of the total content of components A, B, and C.
  • the content of component B is preferably 30% by mass or less, more preferably 29% by mass or less, and more preferably 28% by mass or less, based on 100% by mass of the total content of components A, B, and C.
  • the content of component B is preferably 15 to 35 mass%, more preferably 17 to 32 mass%, and particularly preferably 20 to 30 mass%, relative to 100 mass% of the total content of components A and B. If the content of component B is too high, seepage from the molded product may occur, and if the content of component B is too low, the impact strength may be insufficient.
  • the resin composition of the present invention may contain other plasticizers within the scope of the present invention without impairing the effects of the present invention.
  • plasticizers include phthalate esters such as dibutyl phthalate, diaryl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl phthalate, di-2-methoxyethyl phthalate, ethylphthalyl/ethyl glycolate, and methylphthalyl/ethyl glycolate; tartaric acid esters such as dibutyl tartrate; adipic acid esters such as dioctyl adipate and diisononyl adipate; polyhydric alcohol esters such as triacetin, diacetyl glycerin, tripropionitrile glycerin, and glycerin monostearate; dibutyl adipate, dioctyl adipate, dibutyl azelate, and dioc
  • aliphatic dicarboxylic acid dialkyl esters such as ethyl citrate and dioctyl sebacate; citric acid esters such as triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, and acetyl tributyl citrate; epoxidized vegetable oils such as epoxidized soybean oil and epoxidized linseed oil; castor oil and its derivatives; benzoic acid esters such as ethyl O-benzoylbenzoate; aliphatic dicarboxylic acid esters such as sebacic acid esters and azelaic acid esters; unsaturated dicarboxylic acid esters such as maleic acid esters; and others such as N-ethyl toluenesulfonamide, O-cresyl p-toluenesulfonate, and tripropionin.
  • polyester refers to a polycondensate synthesized by polymerizing a carboxylic acid and/or an alcohol through an ester bond.
  • polyester include a polycondensate synthesized by dehydration condensation of a dicarboxylic acid and a diol, and a polycondensate synthesized by dehydration condensation of a hydroxycarboxylic acid.
  • dicarboxylic acids examples include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid, and adipic acid or succinic acid is preferable, and succinic acid is particularly preferable.
  • diols examples include 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, heptaethylene glycol, 1,2-benzenedimethanol, etc., with 1,4-butanediol being preferred.
  • hydroxycarboxylic acids include lactic acid, tartaric acid, citric acid, salicylic acid, gallic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, etc., with lactic acid being preferred.
  • polyesters By selecting a combination of a carboxylic acid and an alcohol, and a hydroxycarboxylic acid, it is possible to synthesize a variety of polyesters.
  • the polyester polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polylactic acid, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), polybutylene adipate terephthalate, polycaprolactone, and mixtures thereof are preferred, and a polyester selected from the group consisting of polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, and polylactic acid is more preferred, with polybutylene succinate being particularly preferred.
  • the content of component C is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more, relative to 100% by mass of the total content of components A, B, and C. Also, the content is preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and particularly preferably 6% by mass or less, relative to 100% by mass of the total content of components A, B, and C.
  • the content of component C within this range, the exudation (bleed-out) of component B can be suppressed. If the content of component C is too high, processing stability may be impaired, and if the content of component C is too low, the effect of suppressing the exudation of component B may be insufficient.
  • the content of component C is preferably 6 to 8 mass%, more preferably 6.2 to 7.8 mass%, and particularly preferably 6.5 to 7.7 mass%, relative to 100 mass% of the total content of components A and C.
  • the exudation (bleed-out) of component B can be suppressed. If the content of component C is too high, processing stability may be impaired, and if the content of component C is too low, the effect of suppressing the exudation of component B may be insufficient.
  • component B can improve flame retardancy and mechanical strength (impact resistance), but if the content of component B is high, bleeding may occur in high temperature and high humidity environments. Therefore, by adding component C, bleeding can be suppressed and the amount of component B can be increased. Therefore, by containing components A, B, and C, the resin composition of the present invention achieves both mechanical strength and bleeding suppression.
  • the resin composition of the present invention contains a metal hydroxide as component D. By containing a metal hydroxide, the resin composition can have improved flame retardancy.
  • metal hydroxides examples include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, etc.
  • aluminum hydroxide is particularly preferred because it has a high heat absorbing effect and excellent flame retardancy.
  • the surface of the metal hydroxide may be surface treated with various organic substances such as epoxy resin and phenol resin.
  • One type of metal hydroxide may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the 50% particle size (median size, D 50 ) of the metal hydroxide is not particularly limited, but is preferably 0.5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, and even more preferably 2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less.
  • the 50% particle size of the metal hydroxide is within this range, it has excellent dispersibility in the resin composition, which leads to improved flame retardancy and mechanical properties. If the 50% particle size of the metal hydroxide is too small, the viscosity of the resin composition may increase and the moldability may decrease. In addition, the increase in viscosity may increase the shear force during kneading or molding, which may cause deterioration of other components.
  • the average particle size of the metal hydroxide can be determined, for example, by measuring the volume-based median size by a diffraction/scattering method.
  • the content of component D is preferably 0.5% by mass to 20% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 17.5% by mass, relative to 100% by mass of the total amount of the resin composition. If the content of component D is too low, the flame retardancy may be insufficient. On the other hand, if the content of component D is too high, the toughness may decrease, resulting in a resin composition with poor mechanical properties.
  • the content of component D is preferably 0.5% by mass to 10% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 5% by mass, relative to 100% by mass of the total amount of the resin composition.
  • the content of component D is preferably 10% by mass to 20% by mass, and more preferably 10% by mass to 17.5% by mass, relative to 100% by mass of the total amount of the resin composition.
  • the resin composition of the present invention preferably further contains an anti-drip agent as component E.
  • an anti-drip agent As the anti-drip agent, a fluorine-based anti-drip agent (fluorine-containing polymer) is preferable, and it is more preferable to contain a fluorine-containing polymer that forms a fiber structure (fibril structure) in the resin composition. By blending a fluorine-containing polymer, the effect of suppressing the drip phenomenon during combustion can be improved.
  • Drip prevention agents include, for example, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene copolymers (e.g., tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymers, etc.), resins in which polytetrafluoroethylene is acrylic-modified, fluorine-based resins such as polyvinylidene fluoride and polyhexafluoropropylene, and perfluoroalkanesulfonic acid alkali metal salt compounds or perfluoroalkanesulfonic acid alkaline earth metal salts such as sodium perfluoromethanesulfonate, potassium perfluoro-n-butanesulfonate, potassium perfluoro-t-butanesulfonate, sodium perfluorooctane sulfonate, and calcium perfluoro-2-ethylhexanesulfonate.
  • polytetrafluoroethylene e.g., tetra
  • fluoropolymers such as fine powder fluoropolymers, aqueous dispersions of fluoropolymers, mixtures of powder fluoropolymers and acrylonitrile-styrene copolymers, and mixtures of powder fluoropolymers and polymethyl methacrylate can also be used as the fluorine-containing polymer.
  • silicone compounds such as silicone rubbers and layered silicates such as talc may be blended as other drip prevention agents. These may be used alone or in combination of two or more.
  • fluorine-based drip prevention agents having fibril-forming ability are preferred, with polytetrafluoroethylene being particularly preferred.
  • the molecular weight of the fluorine-based drip prevention agent is preferably 1 to 10 million, more preferably 2 to 9 million, in terms of number average molecular weight calculated from the standard specific gravity.
  • Such polytetrafluoroethylene may be in the form of a solid or an aqueous dispersion.
  • the content of component E is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 0.1 mass% or more, more preferably 0.2 mass% or more, and even more preferably 0.3 mass% or more, relative to 100 mass% of the total amount of the resin composition, and is preferably 2 mass% or less, more preferably 1.5 mass% or less, and even more preferably 1.0 mass% or less.
  • the flame retardancy is further improved.
  • the content of component E is preferably 0.1 to 10 mass%, more preferably 0.3 to 7 mass%, and particularly preferably 0.5 to 5 mass%, relative to 100 mass% of component D.
  • flame retardancy is further improved.
  • Component F Inorganic or organic granular or fibrous filler>
  • the resin composition of the present invention preferably contains an inorganic or organic granular or fibrous filler as component F. By adding these fillers, mechanical strength and rigidity can be further improved.
  • fillers include mineral particles (talc, mica, calcined silica, kaolin, sericite, bentonite, smectite, clay, silica, quartz powder, glass beads, glass powder, glass flakes, milled fiber, wollastonite (or wollastonite), etc.), boron-containing compounds (boron nitride, boron carbide, titanium boride, etc.), metal carbonates (magnesium carbonate, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, etc.), metal silicates (calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, magnesium aluminosilicate, etc.), metal oxides (magnesium oxide, etc.), metal sulfates (calcium sulfate, barium sulfate, etc.), metal carbides (silicon carbide, aluminum carbide, titanium carbide, etc.), metal nitrides (aluminum nitride, silicon nitride, titanium nitride, etc.
  • fibrous fillers examples include organic fibers (natural fibers, paper, etc.), inorganic fibers (glass fibers, asbestos fibers, carbon fibers, silica fibers, silica-alumina fibers, wollastonite, zirconia fibers, potassium titanate fibers, etc.), metal fibers, etc. These fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • the resin composition preferably contains glass fibers.
  • the strength of the molded body is improved by including glass fibers in the resin composition.
  • the glass fibers are not particularly limited, but the fiber length of the glass fibers before melt-kneading is preferably 0.5 mm or more, and preferably 30 mm or less, and more preferably 10 mm or less.
  • the cross-sectional shape of the glass fibers is not particularly limited, and examples thereof include circular, elliptical, oval, and non-circular.
  • the fiber diameter of the glass fibers may be, for example, 3 to 20 ⁇ m when the cross-sectional area is converted into a perfect circle.
  • the content of the glass fibers relative to the total mass of the resin composition may be 0 mass%, but is preferably 0.5 mass% or more, more preferably 1 mass% or more, and even more preferably 3 mass% or more, and is also preferably 20 mass% or less, more preferably 10 mass% or less, and even more preferably 8 mass% or less.
  • the content of component F is preferably 1 mass% or more, more preferably 2 mass% or more, and particularly preferably 3 mass% or more, relative to 100 mass% of the total amount of the resin composition. Also, relative to 100 mass% of the total amount of the resin composition, it is preferably 10 mass% or less, more preferably 8 mass% or less, and particularly preferably 5 mass% or less. By having the content of component F within this range, the resin composition can fully obtain the effect of improving the mechanical strength.
  • the resin composition may contain a colorant such as a black colorant.
  • the content of the colorant such as a black colorant is not limited, but can be set in the range of 0.01 to 10 phr (0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total mass of the components other than the colorant) relative to the total mass of the components other than the colorant.
  • the content of the colorant is preferably 0.05 phr or more, and preferably 0.1 phr or more, relative to the total mass of the components other than the colorant.
  • the content is preferably 5 phr or less, more preferably 3 phr or less, and even more preferably 2 phr or less.
  • the content of the colorant is preferably 1 phr or less, more preferably 0.3 phr or less, even more preferably 0.2 phr or less, and particularly preferably 0.1 phr or less.
  • the resin composition may contain a hydrolysis inhibitor.
  • a hydrolysis inhibitor is a compound that can react with carboxylic acid generated by hydrolysis of cellulose acetate or polyester.
  • Hydrolysis inhibitors include compounds having functional groups such as carbodiimide groups, epoxy groups, and oxazoline groups, and carbodiimide compounds having carbodiimide groups are preferred.
  • the carbodiimide compound may be a compound having two or more carbodiimide groups in the molecule, i.e., a polyvalent carbodiimide compound.
  • the polyvalent carbodiimide compound preferably has 30 or less carbodiimide groups in the carbodiimide compound.
  • a high molecular weight polycarbodiimide produced by subjecting a diisocyanate to a decarboxylation condensation reaction in the presence of a carbodiimide catalyst may be used as the carbodiimide compound.
  • carbodiimide compounds include monocarbodiimides such as aliphatic monocarbodiimides, alicyclic monocarbodiimides, and aromatic monocarbodiimides, and polycarbodiimides such as aliphatic polycarbodiimides, alicyclic polycarbodiimides, and aromatic polycarbodiimides.
  • aliphatic monocarbodiimides examples include diisopropylcarbodiimide, dimethylcarbodiimide, diisobutylcarbodiimide, and dioctylcarbodiimide.
  • An example of an alicyclic monocarbodiimide is dicyclohexylcarbodiimide.
  • Aromatic monocarbodiimides include N,N'-diphenylcarbodiimide and N,N'-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide.
  • Polycarbodiimides include those obtained by decarboxylation condensation reaction of the following diisocyanates:
  • diisocyanates include 1,4-phenylene diisocyanate, 1,3,5-triisopropyl-phenylene-2,4-diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylether diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylether diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1-methoxyphenyl-2,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and tetra
  • the number average molecular weight of the polycarbodiimide is not particularly limited, but it is preferable to use one having a molecular weight of, for example, preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and preferably 20,000 or less.
  • the carbodiimide compound may be either one that has an isocyanate group in the molecule or one that does not have an isocyanate group in the molecule, and can be selected appropriately.
  • both ends of the molecule or any part in the molecule may have a functional group such as an isocyanate group, or the molecular chain may be branched, giving a molecular structure different from other parts.
  • the carbodiimide compound may have a heterocycle or other functional group in the molecule.
  • carbodiimide compounds such as the Carbodilite (registered trademark) series manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd. (e.g., Carbodilite HMV-15CA, HMV-5CA-LC, LA-1); STABAXOL I POWDER, STABAXOL P, STABAXOL P 100 manufactured by LANXESS; and TCC-NP manufactured by Teijin Limited.
  • Carbodilite registered trademark
  • STABAXOL I POWDER STABAXOL P
  • STABAXOL P 100 manufactured by LANXESS
  • TCC-NP manufactured by Teijin Limited.
  • Examples of compounds containing epoxy groups include glycidyl ester compounds and glycidyl ether compounds.
  • Examples of compounds containing oxazoline groups include bisoxazoline compounds.
  • the hydrolysis inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the hydrolysis inhibitor is not particularly limited and may be 0% by mass relative to the total content of components A, B, and C, which is 100% by mass. However, for example, it is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.
  • the resin composition may contain, as other components, additives that are generally used in ordinary resin materials for molding, provided that the purpose of the present invention is not impaired.
  • additives include colorants, antioxidants such as phenolic and phosphorus-based, light stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antibacterial and antifungal agents, and fillers.
  • the resin composition may contain additives that are generally used in ordinary cellulose resins.
  • the method for producing the resin composition of the present invention is not particularly limited, and for example, the resin composition can be obtained by melt-mixing component A, component B, component C, and component D, and other components as necessary, in a normal mixer.
  • a compounding device such as a tumbler mixer, a ribbon blender, a single-screw or multi-screw mixer extruder, a kneading kneader, or a kneading roll can be used.
  • the mixture can be granulated into an appropriate shape as necessary, and can be pelletized using a pelletizer, for example.
  • the molded article formed using the resin composition according to the present invention can be molded into a desired shape by a normal molding method.
  • the thickness of the molded article is not particularly limited, but from the viewpoint of strength, it is preferably 0.5 mm or more, more preferably 0.8 mm or more.
  • the thickness of the molded article is preferably 1.0 mm or more, more preferably 1.6 mm or more, more preferably 2.0 mm or more, and even more preferably 3.2 mm or more.
  • the upper limit of the thickness of the molded article is not particularly limited, and can be appropriately set according to the required shape, strength, etc., but can be, for example, 10 mm or less, or even 5 mm or less.
  • the resin composition according to the present invention can be molded into a molded article according to the intended purpose using conventional molding methods such as injection molding, injection compression molding, extrusion molding, and hot press molding.
  • molded articles formed using the resin composition according to the present invention have excellent design properties, they can be applied to housings, exteriors, decorative panels, and decorative sheets, and can be used in place of components used in, for example, electronic devices, home appliances, building materials, furniture, and automobiles. For example, they can be used in housings and exterior parts of electronic devices and home appliances, interior components of building materials, and interior materials for automobiles.
  • Applications for electronic devices or home appliances include housings for personal computers, landline phones, mobile phone terminals, smartphones, tablets, POS terminals, routers, projectors, speakers, lighting equipment, copiers, multifunction printers, calculators, remote controls, refrigerators, washing machines, humidifiers, dehumidifiers, video recorders/players, vacuum cleaners, air conditioners, rice cookers, electric shavers, electric toothbrushes, dishwashers, broadcasting equipment, clock dials and exteriors, and cases for mobile devices such as smartphones.
  • Automotive applications include interior instrument panels, dashboards, cup holders, door trim, armrests, door handles, door locks, steering wheels, brake levers, ventilators, shift levers, etc.
  • UL94V is a method in which a burner flame (20 ⁇ 1 mm flame) is applied to the lower end of a test specimen of a given size held vertically for 10 seconds, and the flame retardancy is evaluated based on the subsequent burning time and dripping properties, etc., and the grades are 5V-A, 5V-B, V-0, V-1, V-2, and HB, ranked from best to worst. V-2 or higher is considered to be good flame retardancy.
  • V-0, V-1, and V-2 are as shown in Table 1 below. (Evaluation sample 1): Length 125 mm, width 13 mm, thickness 2.0 mm (Evaluation sample 2): Length 125 mm, width 13 mm, thickness 3.2 mm
  • the flaming combustion time is the length of time the test specimen continues to burn with a flame after the ignition source (burner) is removed, where t1 is the burning time after the first flame application, t2 is the burning time after the second flame application, and t3 is the afterglow (flameless combustion) time after the second flame application.
  • the second flame application is performed by immediately applying the burner flame to the test specimen for 10 seconds if the flame goes out after the first flame application.
  • the ignition of cotton by drips is determined by whether the marking cotton located 300 ⁇ 10 mm below the bottom end of the test specimen is ignited by drips from the test specimen.
  • a Charpy impact test was carried out using an evaluation sample having a shape of JIS K 7162 test piece 1A in accordance with JIS K7111-1 (notched: Type A (notch cutter tip R 0.25 mm)).
  • ⁇ Deflection temperature under load test> In accordance with JIS K 7191-2-2007, the oil temperature was raised at a constant rate (120°C/h), and a bending stress of 1.80 MPa was applied to an evaluation sample having a length of 80 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 4.0 mm. The temperature at which the specified deflection amount was reached was defined as the deflection temperature under load (support distance: 100 mm).
  • ⁇ Flexural modulus test> Using an evaluation sample having a length of 80 mm, a width of 10 mm and a thickness of 4.0 mm, the flexural modulus (GPa) was measured in accordance with JIS K 7171 (the average value of two samples was used).
  • Test Example 5 which contained Component C and Component D, seepage was suppressed. It was also confirmed that Test Example 5, which contained Component C and Component D, had a higher flexural modulus than Test Examples 2 to 4, which did not contain Component D (metal oxide). Test Example 5 also had good flame retardancy.
  • component E antioxidant-drip agent
  • the amount of component E is preferably 0.1 to 0.5 mass% of the entire composition.
  • the content of component D is preferably 10 to 20 mass% of the entire composition.
  • component F an inorganic or organic granular or fibrous filler. Furthermore, it was found that the amount of component F is preferably 1 to 10 mass% of the entire composition.
  • Component A cellulose acetate
  • Component B a plasticizer which is a phosphoric acid ester
  • Component C polyester
  • Component D a metal hydroxide
  • a resin composition comprising: The content of the component B is 20 to 30% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C, The content of the component C is 0.5 to 10 mass% relative to 100 mass% of the total content of the components A, B and C, A cellulose-based resin composition, wherein the content of component D relative to the entire composition is 0.5 to 20 mass %.
  • Appendix 2 The cellulose-based resin composition according to Appendix 1, wherein the component B is at least one selected from the group consisting of triphenyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl di-2,6-xylenyl phosphate, and a compound represented by the following formula (2):
  • Appendix 3 The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the component C is at least one selected from the group consisting of polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, and polylactic acid.
  • Appendix 4 The cellulose-based resin composition according to any of the preceding appendices, wherein component D is aluminum hydroxide.
  • (Appendix 5) The cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, wherein the content of component D relative to the total amount of the composition is 0.5 to 10 mass%.
  • Component E The cellulose-based resin composition of any of the preceding paragraphs, further comprising an anti-drip agent.
  • (Appendix 7) The cellulose-based resin composition according to claim 6, wherein the content of component E relative to the total amount of the composition is 0.01 to 2 mass%.
  • (Appendix 8) The cellulose-based resin composition according to claim 6, wherein the content of component D relative to the entire composition is 10 to 20 mass%.
  • Component F The cellulose-based resin composition described in any of the preceding appendices, further comprising an inorganic or organic granular or fibrous filler.
  • Component F The cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, wherein the content of the component B is 22 to 29% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C.
  • Appendix 11 The cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, wherein the content of the component B is 25 to 28% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C.
  • (Appendix 12) The cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, wherein the content of the component C is 1 to 7% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C.
  • (Appendix 13) The cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, wherein the content of the component C is 3 to 6% by mass relative to 100% by mass of the total content of the components A, B and C.
  • Component E A cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, comprising an anti-drip agent, and the content of component D is 10 to 17.5% by mass relative to 100% by mass of the total content of components A, B and C.
  • Component E The cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices, which does not contain an anti-drip agent and has a content of 0.5 to 5 mass% of the component D relative to a total content of 100 mass% of the components A, B and C.
  • Appendix 16 The cellulose-based resin composition according to any one of claims 9 to 15, wherein the content of component F is 1 to 10 mass% relative to 100 mass% of the total content of components A, B and C.
  • Appendix 17 4. The cellulose-based resin composition of any of the preceding paragraphs, further comprising a hydrolysis inhibitor.
  • Component A cellulose acetate
  • Component B a plasticizer which is a phosphoric acid ester
  • Component C polyester
  • Component D a metal hydroxide
  • a resin composition comprising:
  • the component B is at least one selected from the group consisting of triphenyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl di-2,6-xylenyl phosphate, and a compound represented by the following formula (2):
  • the component C is at least one selected from the group consisting of polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, and polylactic acid
  • Component D is aluminum hydroxide
  • the content of the component B is 20 to 30% by mass relative to 100% by mass
  • Appendix 20 A molded article formed using the cellulose-based resin composition according to any one of the preceding appendices.
  • Appendix 21 The molded article according to claim 20, which is any one of a housing, an exterior material, an interior material, a decorative plate, and a decorative sheet in electronic devices, home appliances, building materials, furniture, and automobiles.
  • the electronic device or home appliance is any one of a personal computer, a landline phone, a mobile phone terminal, a smartphone, a tablet, a POS terminal, a router, a projector, a speaker, a lighting fixture, a copier, a multifunction printer, a calculator, a remote control, a refrigerator, a washing machine, a humidifier, a dehumidifier, a video recorder/player, a vacuum cleaner, an air conditioner, a rice cooker, an electric shaver, an electric toothbrush, a dishwasher, a broadcasting equipment, and a clock.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

難燃性と機械強度に優れ、且つ、可塑剤のしみ出しが抑制された成形体を形成できるセルロース系樹脂組成物を提供する。成分A:酢酸セルロースと、成分B:リン酸エステルである可塑剤と、成分C:ポリエステルと、成分D:金属水酸化物と、を含む樹脂組成物であって、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物。

Description

セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体
 本発明は、非食用セルロースを原料とする酢酸セルロースの樹脂組成物、及びこれを用いた成形体に関する。
 植物等の再生可能な有機資源を原料とするバイオプラスチックは、石油枯渇対策や温暖化対策に寄与できるため、包装、容器、繊維等の一般製品に加え、電子機器、自動車等の耐久製品への利用が開始されている。特に、将来の食料不足への懸念から、非食用植物資源を原料とする新しいバイオプラスチックの開発が求められている。
 酢酸セルロースは、木材繊維や綿花等の非食用植物資源由来のセルロースを原料とし、そのヒドロキシ基を酢酸でエステル化することで得られるバイオマス素材である。一般に、酢酸セルロースをベースとした樹脂組成物においては、可塑剤を添加することにより熱可塑性が付与されている。例えば、特許文献1には、酢酸セルロースと可塑剤とブリードアウト抑制剤とで構成される樹脂組成物が記載されている。
 一方、酢酸セルロースをベースとした樹脂組成物を、電子機器等の高度な難燃性を要求される用途に適用するためには、難燃化対策が必要であり、樹脂組成物に難燃剤、特に金属水酸化物を添加することが知られている。
特開2007-161943号公報
 しかしながら、高い難燃性を得るために無機系難燃剤を多量に添加すると、靭性が低下する場合があり、難燃性と機械強度との両立は困難であった。この両立を図るには、可塑剤且つ難燃剤であるリン酸エステルの配合率を上げることが有効であるものの、リン酸エステルを多量に添加すると、高温高湿環境下でリン酸エステルのしみ出し(ブリードアウト)が発生する課題があった。
 本発明の目的は、上記した課題を鑑み、難燃性と機械強度に優れ、且つ、可塑剤のしみ出しが抑制された成形体を形成できるセルロース系樹脂組成物を提供することにある。
 前記の目的を達成するため、本発明の樹脂組成物は、
 成分A:酢酸セルロースと、
 成分B:リン酸エステルである可塑剤と、
 成分C:ポリエステルと、
 成分D:金属水酸化物と、
を含む樹脂組成物であって、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、
 前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物である。
 本発明によれば、難燃性と機械強度に優れ、可塑剤のしみ出しが抑制された成形体を形成できるセルロース系樹脂組成物を提供することができる。
[樹脂組成物]
 本発明の樹脂組成物は、
 成分A:酢酸セルロースと、
 成分B:リン酸エステルである可塑剤と、
 成分C:ポリエステルと、
 成分D:金属水酸化物と、
を含む樹脂組成物であって、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、
 前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物である。
<成分A:酢酸セルロース>
 本発明の樹脂組成物は、成分Aとして酢酸セルロースを含む。酢酸セルロースとして、セルロースを原料としてそのヒドロキシ基の少なくとも一部にアセチル基が導入されたものを用いることができる。
 セルロースは、下記式(1)で示されるβ-D-グルコース分子(β-D-グルコピラノース)がβ(1→4)グリコシド結合により重合した直鎖状の高分子である(式中のnは自然数を示す)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 セルロースは、草木類の主成分であり、草木類からリグニン等の他の成分を分離処理することによって得られる。このように得られたものの他、セルロース含有量の高い綿(例えば、コットンリンター)やパルプ(例えば、木材パルプ)を精製してあるいはそのまま用いることができる。原料に用いるセルロース又はその誘導体の形状やサイズ、形態は、反応性や固液分離、取り扱い性の点から、適度な粒子サイズ、粒子形状を持つ粉末形態のものを用いることが好ましい。例えば、直径1~100μm(好ましくは10~50μm)、長さ10μm~100mm(好ましくは100μm~10mm)の繊維状物あるいは粉末状物を用いることができる。
 セルロースの重合度は、グルコース重合度(平均重合度)として、50~5000の範囲が好ましく、100~3000がより好ましく、100~1000がさらに好ましい。重合度が低すぎると、製造した樹脂の強度、耐熱性等が十分でない場合がある。逆に、重合度が高すぎると、製造した樹脂の溶融粘度が高くなりすぎて成形に支障をきたす場合がある。
 セルロースを構成する各グルコース単位は3つのヒドロキシ基を有している。本発明における酢酸セルロースは、セルロースに、これらのヒドロキシ基を利用して、アセチル基が導入されたものである。アセチル基をセルロースに導入することにより、セルロースの分子間力(分子間結合)を低減することができ、樹脂組成物の可塑性を向上できる。
 上記のアセチル基は、セルロース中のヒドロキシ基とアシル化剤とが反応することで導入することができる。このアセチル基は、セルロースのヒドロキシ基の水素原子に代えて導入された有機基部分に相当する。このアシル化剤は、セルロース中のヒドロキシ基と反応できる官能基を少なくとも一つ持つ化合物であり、例えば、カルボキシル基、カルボン酸ハライド基、カルボン酸無水物基を有する化合物が挙げられる。具体的には、脂肪族モノカルボン酸、その酸ハロゲン化物、その酸無水物が挙げられる。
 セルロースのグルコース単位あたりの導入されたアセチル基の平均個数(DSAc)(アセチル基導入比率)、すなわちグルコース単位あたりのアセチル基で置換されたヒドロキシ基の平均個数(ヒドロキシ基置換度)は、0.1~3.0の範囲に設定することができる。アセチル基の導入効果を十分に得る点から、特に、耐水性、流動性等の観点からは、DSAcは2.0以上が好ましく、2.2以上がより好ましく、2.4以上がさらに好ましい。アセチル基の導入効果を得ながら、他の基(ヒドロキシ基等)の効果を十分に得る点から、DSAcは2.9以下が好ましく、2.8以下がより好ましい。
 ヒドロキシ基の残留量が多いほど、樹脂組成物の最大強度や耐熱性が大きくなる傾向がある一方で、吸水性が高くなる傾向がある。一方、ヒドロキシ基の変換率(置換度)が高いほど、吸水性が低下し、可塑性や破断歪みが増加する傾向がある一方で、最大強度や耐熱性が低下する傾向がある。これらの傾向等を考慮して、ヒドロキシ基の変換率を適宜設定することができる。
 酢酸セルロースのグルコース単位あたりの残存するヒドロキシ基の平均個数(ヒドロキシ基残存度)は、0~2.9の範囲に設定することができる。ヒドロキシ基は、樹脂組成物の最大強度や耐熱性等の観点から、残存していてもよく、例えば、ヒドロキシ基残存度は0.01以上であってもよく、さらに0.1以上であってもよい。特に、樹脂組成物の流動性の観点からは、最終生成酢酸セルロースのヒドロキシ基残存度は、1.0以下が好ましく、0.8以下がさらに好ましく、0.6以下が特に好ましい。また、ヒドロキシ基残存度は、樹脂組成物の流動性に加えて耐水性や耐衝撃性等の観点から0.6以下が好ましく、0.5以下がより好ましく、0.4以下がさらに好ましく、0.2以下が特に好ましい。
 酢酸セルロースの分子量は、重量平均分子量として、10000~400000の範囲が好ましく、50000~350000の範囲がより好ましく、100000~300000の範囲がさらに好ましく、150000~250000の範囲がよりさらに好ましい。分子量が大きすぎると、樹脂組成物の流動性が低くなり加工が困難になることに加え、均一な混合が困難になる場合がある。逆に分子量が小さすぎると、樹脂組成物の耐衝撃性等の物性が低下する場合がある。この重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により決定することができる(標準試料として市販の標準ポリスチレンを用いることができる)。
 本発明の樹脂組成物において、成分Aの含有量は、特に限定されないが、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対して、好ましくは45質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、特に好ましくは55質量%以上である。また、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対して、好ましくは80質量%以下であり、より好ましくは78質量%以下であり、特に好ましくは75質量%以下である。
<成分B:可塑剤>
 本発明の樹脂組成物は、成分Bとして、リン酸エステルである可塑剤を含む。成分Bは一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。成分Bは、可塑剤且つ難燃剤として機能し、樹脂組成物に、加工安定性及び難燃性を付与することができる。成分Bとしては、これらに限定されないが、リン酸トリフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、クレジルジ2,6-キシレニルホスフェート、及び下記式(2)で表される化合物からなる群から選ばれる一種以上のリン酸エステルが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記式(2)中、nは1以上の整数であり、1~3であることが好ましく、n=1であることがより好ましい。これら所定のリン酸エステルを用いることにより、衝撃強度の高い樹脂組成物を形成できる。
 本発明の一態様において、成分Bは、難燃化の観点及び酢酸セルロースとの相溶性が高いという観点から、リン酸トリフェニルであることがより好ましい。リン酸トリフェニルは、揮発しにくく、且つ、成分Aとの相溶性が高い。
 本発明の樹脂組成物において、成分Bの含有量は、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対し、20質量%以上であることが好ましく、より好ましくは22質量%以上であり、より好ましくは25質量%以上である。また、成分Bの含有量は、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対し、30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは29質量%以下であり、より好ましくは28質量%以下である。成分Bの含有量が該範囲内にあることにより、樹脂組成物を、難燃性及び機械強度に優れ、且つ、しみ出し(ブリードアウト)を抑制した成形体を得ることができる。成分Bの含有量が多すぎると、成形体からのしみ出しが発生してしまう場合があり、成分Bの含有量が少なすぎると、衝撃強度が不十分になってしまう場合がある。
 本発明の一態様において、成分Aと成分Bの合計含有量100質量%に対し、成分Bの含有量は、好ましくは15~35質量%、より好ましくは17~32質量%であり、特に好ましくは20~30質量%である。成分Bの含有量が多すぎると、成形体からのしみ出しが発生してしまう場合があり、成分Bの含有量が少なすぎると、衝撃強度が不十分になってしまう場合がある。
 本発明の樹脂組成物は、リン酸エステルである可塑剤に加えて、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の可塑剤を含むことができる。その他の可塑剤としては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジアリール、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジ-2-メトキシエチル、エチルフタリル・エチルグリコレート、メチルフタリル・エチルグリコレート等のフタル酸エステル;酒石酸ジブチル等の酒石酸エステル;アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル等のアジピン酸エステル;トリアセチン、ジアセチルグリセリン、トリプロピオニトリルグリセリン、グリセリンモノス テアレート等の多価アルコールエステル;ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジブチルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート等の脂肪族ジカルボン酸ジアルキルエステル;クエン酸トリエチル、クエン酸アセチル・トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル;エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等のエポキシ化植物油;ヒマシ油及びその誘導体;O-ベンゾイル安息香酸エチル等の安息香酸エステル;セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル等の脂肪族ジカルボン酸エステル;マレイン酸エステル等の不飽和ジカルボン酸エステル;その他、N-エチルトルエンスルホンアミド、p-トルエンスルホン酸O-クレジル、トリプロピオニン等が挙げられる。
<成分C:ポリエステル>
 本発明の樹脂組成物は、成分Cとして、ポリエステルを含む。成分Cは一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明において、「ポリエステル」とは、カルボン酸及び/又はアルコールを、エステル結合により重合させることによって合成された重縮合体である。ポリエステルとしては、ジカルボン酸とジオールとの脱水縮合により合成される重縮合体、及びヒドロキシカルボン酸の脱水縮合により合成される重縮合体が挙げられる。ジカルボン酸としては、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、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸等が挙げられ、アジピン酸あるいはコハク酸であることが好ましく、特にコハク酸であることが好ましい。ジオールとしては、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ヘプタエチレングリコール、1,2-ベンゼンジメタノール等が挙げられ、1,4-ブタンジオールであることが好ましい。ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、酒石酸、クエン酸、サリチル酸、没食子酸、6-ヒドロキシヘキサン酸等が挙げられ、乳酸であることが好ましい。カルボン酸とアルコールとの組み合わせ、及びヒドロキシカルボン酸を選択することによって、様々なポリエステルを合成することが可能である。ポリエステルとしては、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、ポリ乳酸、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリカプロラクトン及びこれらの混合物等が好ましく、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、ポリ乳酸からなる群から選ばれることがさらに好ましく、ポリブチレンサクシネートであることが特に好ましい。
 本発明の樹脂組成物において、成分Cの含有量は、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対し、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1質量%以上であり、特に好ましくは3質量%以上である。また、成分A、成分B及び成分Cの合計含有量100質量%に対し、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは7質量%以下であり、特に好ましくは6質量%以下である。成分Cの含有量が該範囲内にあることにより、成分Bのしみ出し(ブリードアウト)を抑制したものとすることができる。成分Cの含有量が多すぎると、加工安定性が損なわれる場合があり、成分Cの含有量が少なすぎると、成分Bのしみ出し抑制効果が不十分になってしまう場合がある。
 本発明の一態様において、成分Aと成分Cの合計含有量100質量%に対し、成分Cの含有量は、好ましくは6~8質量%、より好ましくは6.2~7.8質量%であり、特に好ましくは6.5~7.7質量%である。成分Cの含有量が該範囲内にあることにより、成分Bのしみ出し(ブリードアウト)を抑制したものとすることができる。成分Cの含有量が多すぎると、加工安定性が損なわれる場合があり、成分Cの含有量が少なすぎると、成分Bのしみ出し抑制効果が不十分になってしまう場合がある。
 成分Bの含有量を上げることで、難燃性と機械強度(耐衝撃性)を向上させることができる一方、成分Bの含有量が高いと、高温高湿度環境下において、しみ出しが発生する場合がある。そこで、成分Cを添加することで、しみ出しを抑制し成分Bの配合量を増やすことができる。したがって、本発明の樹脂組成物は、成分A、成分B及び成分Cを含むことで、機械強度としみ出し抑制が両立されたものとなる。
<成分D:金属水酸化物>
 本発明の樹脂組成物は、成分Dとして、金属水酸化物を含む。樹脂組成物は、金属水酸化物を含むことにより難燃性を向上できる。
 金属水酸化物として、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。これらのうち、水酸化アルミニウムは吸熱効果が高く、難燃性に優れるので特に好ましい。金属水酸化物の表面がエポキシ樹脂やフェノール樹脂をはじめとする各種有機物で表面処理されていてもよい。金属水酸化物は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
 金属水酸化物の50%粒子径(メジアン径、D50)は、特に限定されないが、0.5μm以上20μm以下であるのが好ましく、1μm以上10μm以下であるのがより好ましく、2μm以上4μm以下であることがさらに好ましい。金属水酸化物の50%粒子径が該範囲内にあると、樹脂組成物中での分散性に優れ、難燃性及び機械特性の向上につながる。金属水酸化物の50%粒子径が小さすぎると、樹脂組成物の粘度が上昇して成形性が低下してしまう場合がある。また、粘度上昇により混練時や成形時のせん断力が増加してしまい、他の成分の劣化が生じてしまう場合もある。一方、金属水酸化物の50%粒子径が大きすぎると、樹脂組成物の表面に凹凸が発生して意匠性が低下してしまう場合がある。なお、金属水酸化物の平均粒径は、例えば、回折・散乱法によって体積基準のメジアン径を測定することにより求めることができる。
 本発明の樹脂組成物において、成分Dの含有量は、樹脂組成物の総量100質量%に対して、0.5質量%~20質量%であることが好ましく、0.5質量%~17.5質量%であることがさらに好ましい。成分Dの含有量が少なすぎると難燃性が不十分となってしまう場合がある。一方、成分Dの含有量が多すぎると靭性が低下して機械特性に劣る樹脂組成物になってしまう場合がある。
 なお、後述する成分Eを含まない場合、成分Dの含有量は、樹脂組成物の総量100質量%に対して、0.5質量%~10質量%であることが好ましく、0.5質量%~5質量%であることがさらに好ましい。成分Dの含有量が該当範囲内にあることにより、一定の難燃性の担保及び、(比較的)良好な機械強度(耐衝撃性)を得ることができる。
 一方、成分Eを含む場合、成分Dの含有量は、樹脂組成物の総量100質量%に対して、10質量%~20質量%であることが好ましく、10質量%~17.5質量%であることがさらに好ましい。成分Dの含有量が該範囲内にあることにより、良好な難燃性及び一定の機械強度(耐衝撃性)を得ることができる。
<成分E:ドリップ防止剤>
 本発明の樹脂組成物は、成分Eとして、ドリップ防止剤をさらに含むことが好ましい。成分Eを含むことにより、樹脂組成物が加熱された時に収縮し、溶融した樹脂が滴下(ドリップ)して燃焼が広がることを防ぐ。ドリップ防止剤としては、フッ素系のドリップ防止剤(含フッ素ポリマー)が好ましく、樹脂組成物中で繊維構造(フィブリル状構造)を形成する含フッ素ポリマーを含むことがより好ましい。含フッ素ポリマーを配合することにより、燃焼時のドリップ現象の抑制効果を高めることができる。
 ドリップ防止剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン系共重合体(例えば、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体等)、ポリテトラフルオロエチレンがアクリル変性された樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のフッ素系樹脂やパーフルオロメタンスルホン酸ナトリウム塩、パーフルオロ-n-ブタンスルホン酸カリウム塩、パーフルオロ-t-ブタンスルホン酸カリウム塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ナトリウム塩、パーフルオロ-2-エチルヘキサンスルホン酸カルシウム塩等のパーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ金属塩化合物又はパーフルオロアルカンスルホン酸アルカリ土類金属塩等が挙げられる。また、前記含フッ素ポリマーとして、ファインパウダー状のフルオロポリマー、フルオロポリマーの水性ディスパージョン、粉体状のフルオロポリマーとアクリロニトリル・スチレン共重合体の混合物、粉体状のフルオロポリマーとポリメチルメタクリレートの混合物等の様々な形態のフルオロポリマーを用いることもできる。また同様に、その他のドリップ防止剤としてシリコンゴム類等のシリコーン化合物、タルク等の層状ケイ酸塩を配合してもよい。これらは一種を単独で使用してもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。
 これらのうち、フィブリル形成能を有するフッ素系ドリップ防止剤が好ましく、ポリテトラフルオロエチレンが特に好ましい。フッ素系ドリップ防止剤(特にポリテトラフルオロエチレン)の分子量は、標準比重から求められる数平均分子量において好ましくは100万~1000万、より好ましく200万~900万である。かかるポリテトラフルオロエチレンは、固体形状のものであっても、水性分散液形態のものであってもよい。
 本発明の樹脂組成物において、成分Eの含有量は、樹脂組成物の総量100質量%に対して、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、また、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以下である。成分Eの含有量が該範囲内にあることにより、難燃性がさらに向上する。
 本発明の一態様において、成分D100質量%に対し、成分Eの含有量は、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.3~7質量%であり、特に好ましくは0.5~5質量%である。成分Eの含有量が該範囲内にあることにより、難燃性がさらに向上する。
<成分F:無機系もしくは有機系の粒状又は繊維状の充填剤>
 本発明の樹脂組成物は、成分Fとして、無機系もしくは有機系の粒状又は繊維状の充填剤を含むことが好ましい。これらの充填剤を添加することによって、機械強度や剛性を一層向上できる。充填剤としては、例えば、鉱物質粒子(タルク、マイカ、焼成珪成土、カオリン、セリサイト、ベントナイト、スメクタイト、クレイ、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、ガラスフレーク、ミルドファイバー、ワラストナイト(又はウォラストナイト)等)、ホウ素含有化合物(窒化ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化チタン等)、金属炭酸塩(炭酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム等)、金属珪酸塩(珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、アルミノ珪酸マグネシウム等)、金属酸化物(酸化マグネシウム等)、金属硫酸塩(硫酸カルシウム、硫酸バリウム等)、金属炭化物(炭化ケイ素、炭化アルミニウム、炭化チタン等)、金属窒化物(窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタン等)、ホワイトカーボン、各種金属箔が挙げられる。繊維状の充填剤としては、有機繊維(天然繊維、紙類等)、無機繊維(ガラス繊維、アスベスト繊維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ウォラストナイト、ジルコニア繊維、チタン酸カリウム繊維等)、金属繊維等が挙げられる。これらの充填剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
 本実施形態の一態様において、樹脂組成物がガラス繊維を含むことが好ましい。樹脂組成物がガラス繊維を含むことにより成形体の強度が向上する。ガラス繊維は、特に限定はされないが、ガラス繊維の繊維長としては溶融混練前の形状で好ましくは0.5mm以上、また、好ましくは30mm以下、より好ましくは10mm以下であることが好ましい。ガラス繊維の断面形状は特に限定されず、例えば、円形、楕円形、長円形、非円形等が挙げられる。ガラス繊維の繊維径は、断面積を真円に換算したときの繊維径が、例えば、3~20μmであってもよい。本実施形態の一態様において、樹脂組成物の総質量に対するガラス繊維の含有量は、0質量%であってもよいが、例えば、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上であり、また、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下である。
 本発明の樹脂組成物において、成分Fの含有量は、樹脂組成物の総量100質量%に対して、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは2質量%以上であり、特に好ましくは3質量%以上である。また、樹脂組成物の総量100質量%に対して、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは8質量%以下であり、特に好ましくは5質量%以下である。成分Fの含有量が該範囲内にあることにより、樹脂組成物を、機械強度の向上効果を十分に得ることができる。
 本発明の一態様において、樹脂組成物は、黒色着色剤等の着色剤を含んでもよい。黒色着色剤等の着色剤の含有量は、限定はされないが、着色剤以外の成分の総質量に対し0.01から10phr(樹脂組成物の着色剤以外の成分の総質量100質量部に対し、0.01から10質量部)の範囲に設定できる。十分な着色効果を得る点から、着色剤の含有量は着色剤以外の成分の総質量に対し、0.05phr以上が好ましく、0.1phr以上が好ましい。十分な着色効果を得ながら着色剤の余剰量を抑える点から5phr以下が好ましく、3phr以下がより好ましく、2phr以下がさらに好ましい。また、光沢度等の外観の観点からは、着色剤の含有量は1phr以下が好ましく、0.3phr以下がより好ましく、0.2phr以下がさらに好ましく、0.1phr以下が特に好ましい。
 本実施形態の一態様において、樹脂組成物は、加水分解抑制剤を含んでもよい。加水分解抑制剤とは、酢酸セルロースやポリエステルの加水分解によって生じるカルボン酸と反応し得る化合物のことをいう。樹脂組成物が加水分解抑制剤を含むことにより、成形体の耐久性等を向上することができる。
 加水分解抑制剤としては、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基等の官能基を有する化合物等が挙げられ、カルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物が好ましい。
 カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基(-N=C=N-)を分子内に1個以上有する化合物である。カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基を分子内に2個以上含有する化合物、すなわち多価カルボジイミド化合物であってもよい。一態様において、多価カルボジイミド化合物は、カルボジイミド化合物中のカルボジイミド基が30個以下であるのが好ましい。また、カルボジイミド化合物として、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させることによって生成する高分子量のポリカルボジイミドを用いてもよい。
 カルボジイミド化合物としては、例えば、脂肪族モノカルボジイミド、脂環族モノカルボジイミド、芳香族モノカルボジイミド等のモノカルボジイミド、脂肪族ポリカルボジイミド、脂環族ポリカルボジイミド、芳香族ポリカルボジイミドなどのポリカルボジイミドが挙げられる。
 脂肪族モノカルボジイミドとしては、例えば、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド等が挙げられる。
 脂環族モノカルボジイミドとしては、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどが挙げられる。
 芳香族モノカルボジイミドとしては、N,N’-ジフェニルカルボジイミド、N,N’-ジ-2,6-ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどが挙げられる。
 ポリカルボジイミドとしては、以下のジイソシアネートを脱炭酸縮合反応させたものが挙げられる。かかるジイソシアネートとしては、例えば、1,4-フェニレンジイソシアネート、1,3,5-トリイソプロピル-フェニレン-2,4-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、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、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、1-メトキシフェニル-2,4-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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上を併用することができる。このような高分子量ポリカルボジイミドは、合成してもよいし市販品を使用してもよい。
 ポリカルボジイミドの数平均分子量は、特に限定はされないが、例えば、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、また好ましくは20000以下のものを用いるのが好ましい。
 カルボジイミド化合物としては、イソシアネート基を分子内に有するカルボジイミド化合物であってもイソシアネート基を分子内に有していないカルボジイミド化合物であってもよく、適宜選択することができる。ポリカルボジイミドにおいては、その分子の両端あるいは分子中の任意の部位が、イソシアネート基等の官能基を有する、あるいは、分子鎖が分岐しているなど他の部位と異なる分子構造となっていてもよい。また、カルボジイミド化合物は分子内に、複素環、他の官能基を有してもよい。
 カルボジイミド化合物として、市販品を用いてもよく、例えば、日清紡ケミカル社製のカルボジライト(登録商標)シリーズ(例えば、カルボジライト HMV-15CA、HMV-5CA-LC、LA-1);LANXESS社製のSTABAXOL I POWDER、STABAXOL P、STABAXOL P 100;帝人株式会社製のTCC-NP等が挙げられる。
 エポキシ基を含有する化合物としては、グリシジルエステル化合物、グリシジルエーテル化合物等が挙げられる。オキサゾリン基含有化合物としては、ビスオキサゾリン化合物等が挙げられる。
 加水分解抑制剤は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
 加水分解抑制剤の含有量は、特に限定はされず、成分A、成分B、成分Cの合計含有量100質量%に対して、0質量%であってもよいが、例えば、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
 樹脂組成物はその他の成分として、本発明の目的を損なわない範囲で、通常の成形用樹脂材料に一般に使用される添加剤を含んでいてもよい。そのような添加剤としては、例えば、着色剤、フェノール系やリン系等の酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、抗菌・防かび剤、充填剤等が挙げられる。特に、通常のセルロース樹脂に一般に使用される添加剤を含んでいてもよい。
[樹脂組成物の製造方法]
 本発明の樹脂組成物の製造方法は、特に限定はなく、例えば、成分A、成分B、成分C及び成分Dと、必要に応じて他の成分とを、通常の混合機で溶融混合することで樹脂組成物を得ることができる。混合機としては、例えば、タンブラーミキサー、リボンブレンダー、単軸や多軸混合押出機、混練ニーダー、混練ロール等のコンパウンディング装置を用いることができる。溶融混合後は、必要に応じて適当な形状に造粒を行うことができ、例えば、ペレタイザーを用いてペレット化することができる。
[成形体]
 本発明による樹脂組成物を用いて形成された成形体は、通常の成形方法により所望の形状にすることができる。成形体の厚さは、特に制限されないが、強度の観点からは、0.5mm以上が好ましく、0.8mm以上がより好ましい。さらに、難燃性の観点からは、成形体の厚さは1.0mm以上が好ましく、1.6mm以上がより好ましく、2.0mm以上がより好ましく、3.2mm以上がさらに好ましい。一方、成形体の厚さの上限も特に制限されず、求められる形状や強度等に応じて適宜設定することができるが、例えば10mm以下、さらに5mm以下とすることができる。
 本発明による樹脂組成物は、射出成形、射出圧縮成形、押し出し成形、熱プレス成形等の通常の成形方法により、使用目的に応じた成形体にすることができる。
 本発明による樹脂組成物を用いて形成された成形体は、意匠性に優れるため、筐体、外装、化粧板、化粧シートに適用でき、例えば、電子機器、家電製品、建材、家具、自動車に使用されている部材に代えて用いることができる。例えば、電子機器や家電製品の筐体及び外装部品、建材のインテリア部材、自動車の内装材にも使用することができる。
 電子機器あるいは家電製品の用途としては、パソコン、固定電話、携帯電話端末、スマートフォン、タブレット、POS端末、ルーター、プロジェクター、スピーカー、照明器具、複写機、複合機、電卓、リモコン、冷蔵庫、洗濯機、加湿器、除湿器、ビデオレコーダー・プレイヤー、掃除機、エアコン、炊飯器、電動髭剃り、電動歯ブラシ、食洗機、放送機器等の筐体、時計の文字板や外装、スマートフォン等携帯端末のケース類が挙げられる。
 自動車用途としては、内装のインストルメントパネル、ダッシュボード、カップホルダー、ドアトリム、アームレスト、ドアハンドル、ドアロック、ハンドル、ブレーキレバー、ベンチレーター、シフトレバー等が挙げられる。
 以下、具体例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 実施例及び比較例の樹脂組成物の製造に用いた各成分を以下に示す。
[樹脂組成物の各成分]
 実施例の樹脂組成物の製造に用いた各成分を以下に示す。
<成分A:酢酸セルロース>
(a1)酢酸セルロース(ダイセル社製、製品名:L-50、アセチル基の導入比率(置換度)DS=2.4、酢化度:55%、6%粘度に基づく重合度:180)
<成分B:可塑剤>
(b1)リン酸トリフェニル(大八化学工業製、製品名:TPP)
<成分C:ポリエステル>
(c1)ポリブチレンサクシネート(PTT MCC Biochem社製、商品名:FZ71PM)、重量平均分子量11万(標準ポリスチレン基準)、数平均分子量=5.3万(標準ポリスチレン基準)
<成分D:金属水酸化物>
(d1)水酸化アルミニウム(日本軽金属(株)製、製品名:BE023)(平均粒子径:2μm)
<成分E:ドリップ防止剤>
(e1)ポリテトラフルオロエチレン(ダイキン工業(株)製、製品名:ポリフロン MPA FA-500H)
<成分F:無機系もしくは有機系の粒状又は繊維状の充填剤>
 ガラス繊維(日東紡製、製品名:チョップドストランドCSG 3J-820、繊維長3mm、換算繊維径11μm相当 ※フラットファイバー)
[成形体の製造]
 表2~表5に示す配合比率で、構成材料をハンドミキシングにより十分に混合した。配合比率に関する数値の単位は、組成物全体に対する質量%である。
 得られた混合物を、同方向回転二軸押出機(STEER社製、製品名:Omega30H[φ30、L/D=60])に投入し、混練温度200℃、回転数120rpmで混練し、水冷回収してペレット化した。
 得られたペレットを成形直前に再度80℃で5時間乾燥して使用し、射出成形機(東芝機械製、製品名:EC20P)により、所定の寸法の成形体(評価用試料)を作製した。
[評価試験]
 作製した評価用試料について、下記の各評価を行った。
<難燃性(UL94V試験)>
 燃焼試験は、射出成形により得た燃焼試験用の試験片(評価用試料1又は2)を温度23℃、湿度50%の恒温室中に48時間放置した後、アンダーライターズ・ラボラトリーズが定めているUL94試験(機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験)に準拠して行った。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片の下端にバーナーの炎(20±1mm炎)を10秒間接炎し、その後の燃焼時間及びドリップ性等から難燃性を評価する方法であり、難燃性が良好な方から並べると、5V-A、5V-B、V-0、V-1、V-2、HBのグレードに分けられる。V-2以上であれば、難燃性が良いとする。V-0、V-1及びV-2は下記表1に示す通りである。
(評価用試料1):長さ125mm、幅13mm、厚さ2.0mm
(評価用試料2):長さ125mm、幅13mm、厚さ3.2mm
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 上記有炎燃焼時間とは、着火源(バーナー)を遠ざけた後、試験片が有炎燃焼を続ける時間の長さであり、t1は1回目の接炎後の前記燃焼時間、t2は2回目の接炎後の前記燃焼時間、t3は2回目の接炎後のアフターグロー(無炎燃焼)時間である。2回目の接炎は、1回目の接炎後に炎が消えた場合、直ちに試験片にバーナーの炎を10秒間接炎することで行なう。また、上記ドリップによる綿の着火とは、試験片の下端から300±10mm下にある標識用の綿が、試験片からの滴下(ドリップ)物によって着火されるかどうかによって決定される。
<シャルピー衝撃値試験>
 JIS K 7162 試験片1A形状の評価用試料を用いて、JIS K7111―1(ノッチ有り:タイプA(ノッチカッター先端R0.25mm))に準じて、シャルピー衝撃試験を行った。
<荷重たわみ温度試験>
 JIS K 7191-2-2007に準じて、油温を一定昇温(120℃/h)させ、長さ80mm、幅10mm、厚さ4.0mmの評価用試料に曲げ応力1.80MPaを与え、規定のたわみ量に達した温度を荷重たわみ温度とした(支点間距離:100mm)
<曲げ弾性率試験>
 長さ80mm、幅10mm、厚さ4.0mmの評価用試料を用い、JIS K 7171に準じて、曲げ弾性率(GPa)を測定した(2つの試料の平均値とした)。
<しみ出し試験>
 JIS K 7162 試験片1A形状の評価用試料を60℃85%RHの恒温恒湿槽に入れ、24時間後のしみ出し有無を目視で評価した。
〇:しみ出しが見られない、或いは極微量
×:しみ出しがある
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表2に示されるように、成分C(ポリエステル)を配合しない試験例1においては、可塑剤のしみ出しが生じたが、成分Cと成分Dを配合した試験例5においては、しみ出しが抑制された。また、成分Cと成分Dを配合した試験例5においては、成分D(金属酸化物)を配合しない試験例2~4と比べて、曲げ弾性率が上がることが確認された。また試験例5は、難燃性も良好であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表3に示されるように、成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対する成分Bの含有量が20~30質量%であり、成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対する成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~10質量%であると、難燃性及び機械強度に優れ、且つ、可塑剤のしみ出しが抑制された成形体が得られることがわかった。成分E(ドリップ防止剤)を含まない組成物の場合、組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~5質量%であると(試験例6及び7)、機械強度(シャルピー衝撃値)がさらに良好な結果となることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表4に示されるように、成分E(ドリップ防止剤)を配合することにより、難燃性がより向上し、V-1グレードが達成されることが確認された。成分Eの量は組成物全体に対して0.1~0.5質量%であることが好ましいことがわかった。また、成分Eを配合する場合には、成分Dの含有量は組成物全体に対して10~20質量%であることが好ましいことがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表5に示されるように、成分F(無機系もしくは有機系の粒状又は繊維状の充填剤)をさらに配合することにより、荷重たわみ温度が高くなり、機械強度がより向上することが確認された。さらに、成分Fの量は組成物全体に対して1~10質量%であることが好ましいことがわかった。
 以上、実施形態及び実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、本出願の開示事項は以下の付記に限定されない。
(付記1)
 成分A:酢酸セルロースと、
 成分B:リン酸エステルである可塑剤と、
 成分C:ポリエステルと、
 成分D:金属水酸化物と、
を含む樹脂組成物であって、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、
 前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物。
(付記2)
 前記成分Bが、リン酸トリフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、クレジルジ2,6-キシレニルホスフェート、および下記式(2)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、付記1に記載のセルロース系樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(付記3)
 前記成分Cが、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及びポリ乳酸からなる群から選ばれる少なくとも1つである、付記1又は2に記載の樹脂組成物。
(付記4)
 前記成分Dが、水酸化アルミニウムである、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記5)
 前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~10質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記6)
 成分E:ドリップ防止剤をさらに含む、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記7)
 前記組成物全体に対する前記成分Eの含有量が0.01~2質量%である、付記6に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記8)
 前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が10~20質量%である、付記6に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記9)
 成分F:無機系もしくは有機系の粒状又は繊維状の充填剤をさらに含む、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記10)
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が22~29質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記11)
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が25~28質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記12)
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が1~7質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記13)
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が3~6質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記14)
 成分E:ドリップ防止剤を含み、前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Dの含有量が10~17.5質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記15)
 成分E:ドリップ防止剤を含まず、前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Dの含有量が0.5~5質量%である、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記16)
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Fの含有量が1~10質量%である、付記9~15のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記17)
 さらに加水分解抑制剤を含む、先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記18)
 加水分解抑制剤の量が、成分A、成分B、成分Cの合計含有量100質量%に対して、0.1~5質量%である、付記17に記載のセルロース系樹脂組成物。
(付記19)
 成分A:酢酸セルロースと、
 成分B:リン酸エステルである可塑剤と、
 成分C:ポリエステルと、
 成分D:金属水酸化物と、
を含む樹脂組成物であって、
 前記成分Bが、リン酸トリフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、クレジルジ2,6-キシレニルホスフェート、および下記式(2)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 前記成分Cが、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及びポリ乳酸からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
 前記成分Dが、水酸化アルミニウムであり、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、
 前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、
 前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物。
(付記20)
 先行する付記のいずれかに記載のセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体。
(付記21)
 電子機器、家電製品、建材、家具及び自動車における筐体、外装材、内装材、化粧板、及び化粧シートのいずれかである、付記20に記載の成形体。
(付記22)
 電子機器及び家電製品が、パソコン、固定電話、携帯電話端末、スマートフォン、タブレット、POS端末、ルーター、プロジェクター、スピーカー、照明器具、複写機、複合機、電卓、リモコン、冷蔵庫、洗濯機、加湿器、除湿器、ビデオレコーダー・プレイヤー、掃除機、エアコン、炊飯器、電動髭剃り、電動歯ブラシ、食洗機、放送機器、及び時計のいずれかである、付記21に記載の成形体。
(付記23)
 自動車におけるインストルメントパネル、ダッシュボード、カップホルダー、ドアトリム、アームレスト、ドアハンドル、ドアロック、ハンドル、ブレーキレバー、ベンチレーター、及びシフトレバーのいずれかである、付記21に記載の成形体。
 

Claims (20)

  1.  成分A:酢酸セルロースと、
     成分B:リン酸エステルである可塑剤と、
     成分C:ポリエステルと、
     成分D:金属水酸化物と、
    を含む樹脂組成物であって、
     前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、
     前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、
     前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物。
  2.  前記成分Bが、リン酸トリフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、クレジルジ2,6-キシレニルホスフェート、および下記式(2)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載のセルロース系樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  3.  前記成分Cが、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及びポリ乳酸からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4.  前記成分Dが、水酸化アルミニウムである、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  5.  前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~10質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  6.  成分E:ドリップ防止剤をさらに含む、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  7.  前記組成物全体に対する前記成分Eの含有量が0.01~2質量%である、請求項6に記載のセルロース系樹脂組成物。
  8.  前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が10~20質量%である、請求項6に記載のセルロース系樹脂組成物。
  9.  成分F:無機系もしくは有機系の粒状又は繊維状の充填剤をさらに含む、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  10.  前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が22~29質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  11.  前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が25~28質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  12.  前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が1~7質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  13.  前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が3~6質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  14.  成分E:ドリップ防止剤を含み、前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Dの含有量が10~17.5質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  15.  成分E:ドリップ防止剤を含まず、前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Dの含有量が0.5~5質量%である、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  16.  前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Fの含有量が1~10質量%である、請求項9に記載のセルロース系樹脂組成物。
  17.  さらに加水分解抑制剤を含む、請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物。
  18.  加水分解抑制剤の量が、成分A、成分B、成分Cの合計含有量100質量%に対して、0.1~5質量%である、請求項17に記載のセルロース系樹脂組成物。
  19.  成分A:酢酸セルロースと、
     成分B:リン酸エステルである可塑剤と、
     成分C:ポリエステルと、
     成分D:金属水酸化物と、
    を含む樹脂組成物であって、
     前記成分Bが、リン酸トリフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジル、クレジルジ2,6-キシレニルホスフェート、および下記式(2)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     前記成分Cが、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及びポリ乳酸からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
     前記成分Dが、水酸化アルミニウムであり、
     前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Bの含有量が20~30質量%であり、
     前記成分A、B及びCの合計含有量100質量%に対し、前記成分Cの含有量が0.5~10質量%であり、
     前記組成物全体に対する前記成分Dの含有量が0.5~20質量%である、セルロース系樹脂組成物。
  20.  請求項1又は2に記載のセルロース系樹脂組成物を用いて形成された成形体。
PCT/JP2023/040922 2022-11-15 2023-11-14 セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体 WO2024106426A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-182357 2022-11-15
JP2022182357 2022-11-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024106426A1 true WO2024106426A1 (ja) 2024-05-23

Family

ID=91084461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/040922 WO2024106426A1 (ja) 2022-11-15 2023-11-14 セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024106426A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005162871A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Sony Corp 樹脂組成物、成形品、電気製品、樹脂組成物の製造方法
JP2007161943A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Daicel Chem Ind Ltd セルロースエステル系樹脂組成物
JP2011225841A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Fujifilm Corp 樹脂組成物、射出成形用樹脂組成物、成形体、及び電気電子機器用筐体
JP2013028771A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Fuji Xerox Co Ltd 樹脂組成物および樹脂成形体
JP2015172169A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 富士ゼロックス株式会社 樹脂組成物、及び樹脂成形体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005162871A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Sony Corp 樹脂組成物、成形品、電気製品、樹脂組成物の製造方法
JP2007161943A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Daicel Chem Ind Ltd セルロースエステル系樹脂組成物
JP2011225841A (ja) * 2010-03-30 2011-11-10 Fujifilm Corp 樹脂組成物、射出成形用樹脂組成物、成形体、及び電気電子機器用筐体
JP2013028771A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Fuji Xerox Co Ltd 樹脂組成物および樹脂成形体
JP2015172169A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 富士ゼロックス株式会社 樹脂組成物、及び樹脂成形体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4572516B2 (ja) 樹脂組成物の製造方法
EP2048190B1 (en) Method for the preparation of an aromatic polycarbonate resin composition and molded article thereof
JP5583912B2 (ja) ポリ乳酸樹脂組成物の製造法
JPWO2009041054A1 (ja) 樹脂組成物およびそれを成形した成形体
JP2005023260A (ja) 電気・電子部品
JP2011225841A (ja) 樹脂組成物、射出成形用樹脂組成物、成形体、及び電気電子機器用筐体
JP2010241943A (ja) 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物および成形体
JP2021121683A (ja) ポリエステル系樹脂組成物および成形体、並びにポリエステル系樹脂組成物の製造方法
JP6973505B2 (ja) セルロース系樹脂組成物、成形体及びこれを用いた製品
JP5372559B2 (ja) 芳香族ポリカーボネート樹脂組成物及びその成形品
JP5277531B2 (ja) 樹脂組成物およびそれからなる成形品
JP4777606B2 (ja) 難燃性射出成形体
WO2024106426A1 (ja) セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体
JP2014141581A (ja) ポリ乳酸系樹脂組成物
WO2024106436A1 (ja) セルロース系樹脂組成物及びこれを用いた成形体
JP5999389B2 (ja) セルロース系樹脂組成物およびその用途
JP7201086B2 (ja) セルロース系樹脂組成物、成形体及びこれを用いた製品
JP7310888B2 (ja) セルロース系樹脂組成物、成形体及びこれを用いた製品
WO2023008551A1 (ja) セルロース系樹脂組成物およびこれを用いた成形体
WO2023008552A1 (ja) セルロース系樹脂組成物およびこれを用いた成形体
JP2008045045A (ja) 難燃性乳酸系樹脂組成物
JPWO2019235505A1 (ja) 難燃性ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物
JP4386221B2 (ja) アセチルセルロース樹脂組成物およびその製造方法
WO2024106419A1 (ja) セルロース系樹脂組成物およびこれを用いた成形体
WO2011040378A1 (ja) セルロースエステル系樹脂組成物