JP6630998B2 - 樹脂組成物、及び樹脂成形体 - Google Patents
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Description
セルロースエステル樹脂と、ポリエーテルエステル化合物と、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂と、を含む樹脂組成物。
前記セルロースエステル樹脂が、下記一般式(1)で表されるセルロースエステル樹脂である<1>に記載の樹脂組成物。
前記一般式(1)で表されるセルロースエステル樹脂が、前記R1、R2、及びR3がそれぞれ独立に表すアシル基として、アセチル基を有し、且つ置換度が2.1以上2.6以下の樹脂である<2>に記載の樹脂組成物。
前記ポリエーテルエステル化合物が、下記一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物が、前記R5としてn−ブチレン基を表す化合物である<4>に記載の樹脂組成物。
前記一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物が、前記A1及び前記A2の少なくとも一方としてアリール基又はアラルキル基を表す化合物である<4>又は<5>に記載の樹脂組成物。
前記ポリエーテルエステル化合物の重量平均分子量(Mw)が、450以上650以下である<1>〜<6>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記ポリエーテルエステル化合物の25℃における粘度が、35mPa・s以上50mPa・s以下である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記ポリエーテルエステル化合物の溶解度パラメータ(SP値)が、9.5以上9.9以下である<1>〜<8>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記ポリヒドロキシアルカノエート樹脂が、下記一般式(3)で表されるポリヒドロキシアルカノエート樹脂である<1>〜<9>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記ポリヒドロキシアルカノエート樹脂が、3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロキシヘキサノエートとの共重合体樹脂である<1>〜<9>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記セルロースエステル樹脂と前記ポリエーテルエステル化合物との質量比(セルロースエステル樹脂/ポリエーテルエステル化合物)が、100/25以上100/5以下である<1>〜<11>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
前記セルロースエステル樹脂と前記ポリヒドロキシアルカノエート樹脂との質量比(セルロースエステル樹脂/ポリヒドロキシアルカノエート樹脂)が、100/8以上100/2以下である<1>〜<12>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
<1>〜<13>のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂成形体。
<3>に係る発明によれば、一般式(1)で表され、アシル基としてアセチル基を有するセルロースエステル樹脂の置換度が2.1未満又は2.6超えの場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
<5>に係る発明によれば、一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物が、R5としてn−エチレン基(−(CH2)2−)又はn−デシレン基(−(CH2)10−)を表す化合物である場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
<6>に係る発明によれば、一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物がA1及びA2としてt−ブチル基を表す化合物である場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
<8>に係る発明によれば、ポリエーテルエステル化合物の25℃における粘度が35Pa・s未満又は50mPa・s超えの場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
<9>に係る発明によれば、ポリエーテルエステル化合物の溶解度パラメータ(SP値)が9.5未満又は9.9超えの場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
<11>に係る発明によれば、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂がポリ乳酸である場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
<13>に係る発明によれば、一般式(1)で表されるセルロースエステル樹脂とポリヒドロキシアルカノエート樹脂との質量比(セルロースエステル樹脂/ポリヒドロキシアルカノエート樹脂)が、100/8未満又は100/2超えの場合に比べ、表面光沢性に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される
本実施形態に係る樹脂組成物は、セルロースエステル樹脂と、ポリエーテルエステル化合物と、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂と、を含む。
なお、本実施形態に係る樹脂組成物は、セルロースエステル樹脂を主成分として含む。主成分とは、樹脂組成物に含まれる各成分の中で最も含有割合(質量基準)が大きい成分を言う。
更に、この樹脂組成物の系に、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂を配合すると、セルロースエステル樹脂からの斥力を受け、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は微細な球状構造を形成する。そして、均一に近い状態で、球状構造のポリヒドロキシアルカノエート樹脂が分散することにより、光沢性を発現する。
また、本実施形態に係る樹脂組成物は、熱可塑性(流動性)を有し、成形性も高い。これは、セルロースエステル樹脂とポリエーテルエステル化合物との親和性が高く、両者の分散状態が均一に近く、高い等方性を作り出すと考えられるためである。
本実施形態に係る樹脂組成物は、セルロースエステル樹脂を含有する。セルロースエステル樹脂として具体的には、例えば、一般式(1)で表されるセルロースエステル樹脂が挙げられる。
nを250以上にすると、樹脂成形体の強度が高まりやすくなる。nを750以下にすると、樹脂成形体の柔軟性の低下が抑制されやすくなる。
つまり、セルロースエステル樹脂分子中にn個あるR1は、全て同一でも一部同一でも互いに異なっていてもよい。同様に、n個あるR2、及びn個あるA3も、各々、全て同一でも一部同一でも互いに異なっていてもよい。
置換度を2.1以上にすると、ポリエーテルエステル化合物との親和性が高まりやすくなる。置換度を2.6以下にすると、セルロースエステル樹脂の結晶化が抑え、熱可塑性が発現しやすくなる。このため、置換度上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
なお、置換度とは、セルロースエステル樹脂のアシル化の程度を示す指標である。具体的には、置換度は、セルロースエステル樹脂のD−グルコピラノース単位に3個ある水酸基がアシル基で置換された置換個数の分子内平均を意味する。
本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリエーテルエステル化合物を含有する。ポリエーテルエステル化合物として具体的には、例えば、一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物が挙げられる。
R4が表すアルキレン基の炭素数を3以上にすると、樹脂組成物の流動性の低下が抑制され、熱可塑性が発現しやすくなる。R4が表すアルキレン基の炭素数を10以下又はR4が表すアルキレン基を直鎖状にすると、セルロースエステル樹脂との親和性が高まりやすくなる。このため、R4が表すアルキレン基を直鎖状とし、且つ炭素数を上記範囲とすると、置換度上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
これら観点から、特に、R4が表すアルキレン基は、n−ヘキシレン基(−(CH2)6−)が望ましい。つまり、ポリエーテルエステル化合物は、R4としてn−ヘキシレン基(−(CH2)6−)を表す化合物であることが望ましい。
R5が表すアルキレン基の炭素数を3以上にすると、樹脂組成物の流動性の低下が抑制され、熱可塑性が発現しやすくなる。R5が表すアルキレン基の炭素数を10以下又はR5が表すアルキレン基を直鎖状にすると、セルロースエステル樹脂との親和性が高まりやすくなる。このため、R5が表すアルキレン基を直鎖状とし、且つ炭素数を上記範囲とすると、置換度上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
これら観点から、特に、R5が表すアルキレン基は、n−ブチレン基(−(CH2)4−)が望ましい。つまり、ポリエーテルエステル化合物は、R5としてn−ブチレン基(−(CH2)4−)を表す化合物であることが望ましい。
A1、及びA2が表すアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等の無置換アリール基;メチルフェニル基、t−ブチルフェニル基等の置換フェニル基が挙げられる。
A1、及びA2が表すアラルキル基としては、−RA−Phで示される基である。RAは、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上6以下(望ましくは炭素数1以上6以下)のアルキレン基を表す。Phは、無置換フェニル基:直鎖状又は分岐状の炭素数1以上6以下(望ましくは炭素数2以上4以下)のアルキル基で置換された置換フェニル基を表す。アラルキル基として具体的には、例えば、ベンジル基、フェニルメチル基(フェネチル基)、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等の無置換アラルキル基;メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、メチルフェネチル基等の置換アラルキル基が挙げられる。
mを1以上にすると、ポリエーテルエステル化合物がブリード(析出)し難くなる。mを5以下にすると、セルロースエステル樹脂との親和性が高まりやすくなる。このため、mを上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
重量平均分子量(Mw)を450以上にすると、ブリード(析出する現象)し難くなる。重量平均分子量(Mw)を650以下にすると、セルロースエステル樹脂との親和性が高まりやすくなる。このため、重量平均分子量(Mw)を上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
なお、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により測定される値である。具体的には、GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー社製、HPLC1100を用い、東ソー製カラム・TSKgel GMHHR−M+TSKgel GMHHR−M(7.8mmI.D.30cm)を使用し、クロロホルム溶媒で行う。そして、重量平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
粘度を35mPa・s以上にすると、セルロースエステル樹脂への分散性が向上しやすくなる。粘度を50mPa・s以下にすると、ポリエーテルエステル化合物の分散の異方性が出現し難くなる。このため、粘度を上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
なお、粘度は、E型粘度計にて測定される値である。
溶解度パラメータ(SP値)を9.5以上9.9以下にすると、セルロースエステル樹脂への分散性が向上しやすくなる。このため、溶解度パラメータ(SP値)を上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
溶解度パラメータ(SP値)は、Fedorの方法により算出された値である、具体的には、溶解度パラメータ(SP値)は、例えば、Polym.Eng.Sci.,vol.14,p.147(1974)の記載に準拠し、下記式によりSP値を算出する。
式:SP値=√(Ev/v)=√(ΣΔei/ΣΔvi)
(式中、Ev:蒸発エネルギー(cal/mol)、v:モル体積(cm3/mol)、Δei:各々の原子又は原子団の蒸発エネルギー、Δvi:各々の原子又は原子団のモル体積)
なお、溶解度パラメータ(SP値)は、単位として(cal/cm3)1/2を採用するが、慣行に従い単位を省略し、無次元で表記する。
また、同じ観点から、ポリエーテルエステル化合物は、25℃における粘度が35mPa・s以上50mPa・s以下であり、溶解度パラメータ(SP値)が9.5以上9.9以下である化合物が望ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂を含有する。ポリヒドロキシアルカノエート樹脂として具体的には、例えば、一般式(3)で表されるポリヒドロキシアルカノエート樹脂が挙げられる。
(一般式(3)中、R6は、炭素数1以上10以下のアルキレン基を表す。pは、1以上の整数を表す。)
pを10以上2000以下にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
つまり、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂は、1種のヒドロキシアルカノエート(ヒドロキシアルカン酸)の単独重合体であってもよいし、2種以上のヒドロキシアルカノエート(ヒドロキシアルカン酸)の共重合体であってもよい。
重量平均分子量(Mw)を 10000以上500000以下にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。重量平均分子量(Mw)は、ポリエーテルエステル化合物の重量平均分子量の測定方法と同様の方法により測定された値である。
セルロースエステル樹脂とポリエーテルエステル化合物との質量比(セルロースエステル樹脂/ポリエーテルエステル化合物)は、100/25以上100/5以下が望ましく、100/20以上100/9以下がより望ましい。
質量比を100/25以上にすると、ポリエーテルエステル化合物がブリード(析出)し難くなる。質量比を100/5以下にすると、セルロースエステル樹脂の分散状態の異方性が解消され、等方性が高くなると共に、セルロースエステル樹脂同士の分子間力も弱くなる。また、樹脂組成物の流動性の低下が抑制され、熱可塑性が発現しやすくなる。このため、質量比を上記範囲にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
質量比を100/8以上100/2以下にすると、樹脂成形体の表面光沢性が更に向上する。また、樹脂組成物の成形性が更に向上する。
本実施形態に係る樹脂組成物は、必要に応じて、さらに、上述した以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、難燃剤、相溶化剤、可塑剤、酸化防止剤、離型剤、耐光剤、耐候剤、着色剤、顔料、改質剤、ドリップ防止剤、帯電防止剤、耐加水分解防止剤、充填剤、補強剤(ガラス繊維、炭素繊維、タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミナ、ボロンナイトライド等)などが挙げられる。これらの成分の含有量は、樹脂組成物全体に対してそれぞれ、0質量%以上5質量%以下であることが望ましい。ここで、「0質量%」とはその他の成分を含まないことを意味する。
他の樹脂としては、例えば、従来公知の熱可塑性樹脂が挙げられ、具体的には、ポリカーボネート樹脂;ポリプロピレン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリオレフィン樹脂;ポリエステルカーボネート樹脂;ポリフェニレンエーテル樹脂;ポリフェニレンスルフィド樹脂;ポリスルフォン樹脂;ポリエーテルスルフォン樹脂;ポリアリーレン樹脂;ポリエーテルイミド樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリビニルアセタール樹脂;ポリケトン樹脂;ポリエーテルケトン樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹脂;ポリアリールケトン樹脂;ポリエーテルニトリル樹脂;液晶樹脂;ポリベンズイミダゾール樹脂;ポリパラバン酸樹脂;芳香族アルケニル化合物、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、及びシアン化ビニル化合物からなる群より選ばれる1種以上のビニル単量体を、重合若しくは共重合させて得られるビニル系重合体若しくは共重合体樹脂;ジエン−芳香族アルケニル化合物共重合体樹脂;シアン化ビニル−ジエン−芳香族アルケニル化合物共重合体樹脂;芳香族アルケニル化合物−ジエン−シアン化ビニル−N−フェニルマレイミド共重合体樹脂;シアン化ビニル−(エチレン−ジエン−プロピレン(EPDM))−芳香族アルケニル化合物共重合体樹脂;ポリオレフィン;塩化ビニル樹脂;塩素化塩化ビニル樹脂;などが挙げられる。これら樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、上記成分の混合物を溶融混練することにより製造される。ほかに、本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、上記成分を溶剤に溶解することにより製造される。溶融混練の手段としては公知の手段が挙げられ、具体的には例えば、二軸押出機、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、コニーダ等が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物を含む。つまり、本実施形態に係る樹脂成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物と同じ組成で構成されている。
具体的には、本実施形態に係る樹脂成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物を成形して得られる。成形方法は、例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形、カレンダ成形、コーティング成形、キャスト成形、ディッピング成形、真空成形、トランスファ成形などを適用してよい。
[混練]
表1〜表2に示す組成の材料を二軸混練装置(東芝機械製TEX41SS)に投入し、シリンダ温度を220℃以上250℃以下の範囲で混練し、樹脂組成物のペレット(以下「樹脂ペレット」と称する)を得た。なお、表1〜表2中、「部」とは、「質量部」を意味する。
得られたペレットを射出成形機(日精樹脂工業製、PNX40)に投入し、シリンダ温度を220℃以上250℃以下の範囲、金型温度を40℃以上60℃以下の範囲で、射出成形し、D2成形体(長さ60mm、幅60mm、厚み2mm)を得た。
得られたD2試験片、又は樹脂ペレットについて、次の評価を行った。結果を表1〜表2に示す。
メルトインデクサー(東洋精機社製G−01)を用い、220℃/21.2Nの条件で、樹脂ペレットのメルトフローレート(MFR:g/10min)を測定し、成形性について評価した。
また、グロスチェッカー(堀場製作所製IG410)により、D2試験片の表面の光沢度を測定し、表面光沢性を評価した。
・化合物1〜8: 既述のセルロースエステル樹脂の具体例参照
・化合物8〜23:既述のポリエーテルエステル化合物の具体例参照
・化合物24〜26: 既述のポリヒドロキシアルカノエート樹脂の具体例参照
・化合物27: 下記構造式(C1)で示される化合物
・化合物28: 下記構造式(C2)で示される化合物
・化合物29: トリフェニルフォスフェート(TPP、大八化学工業社製)
Claims (12)
- セルロースエステル樹脂と、ポリエーテルエステル化合物と、3−ヒドロキシブチレートと3−ヒドロキシヘキサノエートとののみの共重合体樹脂であるポリヒドロキシアルカノエート樹脂と、を含む樹脂組成物。
- 前記セルロースエステル樹脂が、下記一般式(1)で表されるセルロースエステル樹脂である請求項1に記載の樹脂組成物。
(一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1以上3以下のアシル基を表す。nは1以上の整数を表す。) - 前記一般式(1)で表されるセルロースエステル樹脂が、前記R1、R2、及びR3がそれぞれ独立に表すアシル基として、アセチル基を有し、且つ置換度が2.1以上2.6以下の樹脂である請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエーテルエステル化合物が、下記一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
(一般式(2)中、R4、及びR5は、それぞれ独立に、炭素数2以上10以下のアルキレン基を表す。A1、及びA2はそれぞれ独立に、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、又は炭素数7以上10以下のアラルキル基を表す。mは、1以上の整数を表す。) - 前記一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物が、前記R5としてn−ブチレン基を表す化合物である請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記一般式(2)で表されるポリエーテルエステル化合物が、前記A1及び前記A2の少なくとも一方としてアリール基又はアラルキル基を表す化合物である請求項4又は請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエーテルエステル化合物の重量平均分子量(Mw)が、450以上650以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエーテルエステル化合物の25℃における粘度が、35mPa・s以上50mPa・s以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリエーテルエステル化合物の溶解度パラメータ(SP値)が、9.5以上9.9以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記セルロースエステル樹脂と前記ポリエーテルエステル化合物との質量比(セルロースエステル樹脂/ポリエーテルエステル化合物)が、100/25以上100/5以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記セルロースエステル樹脂と前記ポリヒドロキシアルカノエート樹脂との質量比(セルロースエステル樹脂/ポリヒドロキシアルカノエート樹脂)が、100/8以上100/2以下である請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂成形体。
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