樹脂組成物および樹脂成形体
【課題】成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率に優れる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物である。
【解決手段】ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物および樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製品や電子・電気機器の部品には、ポリスチレン、ポリスチレン−ＡＢＳ樹脂共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の高分子材料が、耐熱性、機械強度等、特に、電子・電気機器の部品の場合には、環境変動に対する機械強度の維持性等に優れることから用いられている。
【０００３】
また、近年、環境問題等の観点から、生分解性ポリマの一種であるポリ乳酸樹脂を含む樹脂組成物およびその樹脂組成物を用いて得られる成形体が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、下記（１）〜（３）のポリマを含む組成物から得られる、衝撃強度が改良された複合材料が記載されている。
（１）マトリクスとしてのポリ乳酸（ＰＬＡ）、
（２）上記ＰＬＡマトリクス中の分散相としての少なくとも一種のポリアミド、
（３）α−オレフィン単位と、エポキシド、カルボン酸またはカルボン酸無水物単位とを含む少なくとも一種の官能化ポリオレフィン（Ａ）、任意成分として少なくとも一種の非官能化ポリオレフィン（Ｂ）を含むことができ、複合材料はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を含まない。
【０００５】
特許文献２には、（Ａ）ポリ乳酸樹脂ならびに芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン系共重合体、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、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、ポリメタクリル酸メチル樹脂およびセルロースエステル樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂との混合物に対し、所定の量、配合比率の（Ｂ−１）エポキシ化合物と（Ｂ−２）カルボジイミド化合物とを配合してなる、加水分解性、機械特性および耐熱性に優れる樹脂組成物およびその樹脂組成物からなる成形品が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５４００９０号公報
【特許文献２】特開２００８−２６６４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率に優れる樹脂組成物およびその樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満である、請求項１に記載の樹脂組成物である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満である、請求項１または２に記載の樹脂組成物である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記樹脂組成物において、前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満である、請求項４に記載の樹脂成形体である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記樹脂組成物において、前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満である、請求項４または５に記載の樹脂成形体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１によると、本構成を有さない場合に比べて、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【００１５】
本発明の請求項２によると、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％未満であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％以上である場合に比べて、バイオマス度が高くなり、成形体にした場合にバイオマス度と耐衝撃性および引張弾性率とのバランスがとれた成形体となる。
【００１６】
本発明の請求項３によると、ポリアミドの含有量がポリ乳酸の含有量に対して３０質量％以上である場合に比べて、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【００１７】
本発明の請求項４によると、本構成を有さない場合に比べて、耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【００１８】
本発明の請求項５によると、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％未満であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％以上である場合に比べて、バイオマス度が高くなり、バイオマス度と耐衝撃性および引張弾性率とのバランスがとれた成形体となる。
【００１９】
本発明の請求項６によると、ポリアミドの含有量がポリ乳酸の含有量に対して３０質量％以上である場合に比べて、耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
［樹脂組成物］
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物（以下、本明細書において、「ポリカーボネート・エポキシ化合物」と呼ぶ場合がある。）とを含む。ポリ乳酸、ポリアミドおよびポリカーボネートに加えて、相溶化剤としてポリカーボネート・エポキシ化合物を含むことにより、ポリ乳酸およびポリアミドとポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ基とが反応して架橋し、その架橋体のポリカーボネート・エポキシ化合物に由来するポリカーボネート部分とポリカーボネートとが相溶して、三元系の相互貫入構造を形成し、樹脂組成物全体の相溶性が向上すると考えられる。そのため、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体の耐衝撃性および引張弾性率が向上すると考えられる。
【００２２】
＜ポリ乳酸＞
ポリ乳酸は、植物由来であり、環境負荷の低減、具体的にはＣＯ２の排出量削減、石油使用量の削減等の効果がある。ポリ乳酸としては、乳酸の縮合体であれば、特に限定されるものではなく、ポリ−Ｌ−乳酸（以下「ＰＬＬＡ」ともいう）であっても、ポリ−Ｄ−乳酸（以下「ＰＤＬＡ」ともいう）であっても、それらが共重合やブレンドにより交じり合ったものでもよく、さらに、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とを混合したものであり、これらのらせん構造が噛み合った耐熱性の高い、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸（以下「ＳＣ−ＰＬＡ」ともいう）であってもよい。
【００２３】
共重合体あるいは混合体におけるポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸の成分比（モル比の割合％）は特に制限はないが、ポリ−Ｌ−乳酸の方がポリ−Ｄ−乳酸がよりもポリカーボネート・エポキシ化合物との反応性が高い等の点から、Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸として、５０／５０以上９９．９９／０．０１以下の範囲であることが好ましい。Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸が、５０／５０未満であると、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、９９．９９／０．０１を超えると、コストが増加する場合がある。
【００２４】
ポリ乳酸は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ユニチカ（株）製の「テラマックＴＥ４０００」、「テラマックＴＥ２０００」、「テラマックＴＥ７０００」、ネイチャーワークス社製の「ＮＷ４０３２Ｄ」、「３００１Ｄ」等が挙げられる。また、ポリ乳酸は、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００２５】
ポリ乳酸としては、植物由来のエチレングリコール、ジブタノール等の乳酸以外の他の共重合成分を含んでもよい。このような共重合成分は、全単量体成分中、通常１モル％以上５０モル％以下の含有量とすればよい。また、ポリ乳酸としては、変性したものを用いてもよく、例えば、無水マレイン酸変性ポリ乳酸、エポキシ変性ポリ乳酸、アミン変性ポリ乳酸などを用いてもよい。
【００２６】
ポリ乳酸の分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリ乳酸の重量平均分子量は、５０，０００以上３００，０００以下の範囲であることが好ましく、７０，０００以上２５０，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸の重量平均分子量が５０，０００未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリ乳酸の重量平均分子量が３００，０００を超える場合には加工性が不良となる場合がある。
【００２７】
ポリ乳酸のガラス転移温度は、特に限定されるものではないが、１００℃以上２５０℃以下の範囲であることが好ましく、１２０℃以上２００℃以下の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸のガラス転移温度が１００℃未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリ乳酸のガラス転移温度が２５０℃を超える場合には加工性が不良となる場合がある。
【００２８】
ポリ乳酸には、製造上、ブチロラクトン、１，６−ジオキサシクロデカン−２，７−ジオン等の環状ラクトン等のラクトン化合物等が不純物として含まれる場合がある。そのようなラクトン化合物等の不純物の含有量が少ないことが好ましく、具体的には、ポリ乳酸の量に対して１０質量％未満であることが好ましく、５質量％未満であることがより好ましい。ラクトン化合物等の不純物の含有量が１０質量％以上であると、ポリカーボネート・エポキシ化合物等と反応して、ポリアミドとの反応性が低下し、その結果、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合がある。
【００２９】
＜ポリアミド＞
ポリアミドは、１つまたは複数のモノマの重縮合で得られ、少なくとも一つのアミド基を有するポリマであればよく、特に限定されない。例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６等が挙げられる。また、ポリアミドとして、植物油であるひまし油等を原料としたものを用いてもよい。植物油であるひまし油等を原料としたポリアミドは、バイオマス度が高い等の利点がある。
【００３０】
ポリアミドは、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、旭化成社製の「レオナ１５００」、Ｄｕｐｏｎｔ社製の「Ｚｙｔｅｌ（登録商標）ＢＭ７３００ＴＨＳ ＢＫ３１７」等が挙げられる。ひまし油を原料としたポリアミドとしては、例えば、アルケマ社製の「ＰＡ−１１」、「ＰＡ−１２」等が挙げられる。また、ポリアミドは、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００３１】
ポリアミドの分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリアミドの重量平均分子量は、５，０００以上３００，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上１００，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリアミドの重量平均分子量が５，０００未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリアミドの重量平均分子量が３００，０００を超える場合には加工性が低下する場合がある。
【００３２】
ポリアミドのガラス転移温度は、特に限定されるものではないが、０℃以上２００℃以下の範囲であることが好ましく、２５℃以上１５０℃以下の範囲であることがより好ましい。ポリアミドのガラス転移温度が０℃未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリアミドのガラス転移温度が２００℃を超える場合には加工性が低下する場合がある。
【００３３】
＜ポリカーボネート＞
ポリカーボネートは、１つまたは複数のモノマの重縮合で得られ、少なくとも一つのカーボネート基を有するポリマであればよく、特に限定されない。例えば、ビスフェノールＡ型ポリカーボネート、ビスフェノールＳ型ポリカーボネート、ビフェニル型ポリカーボネート等の芳香族ポリカーボネートが挙げられる。
【００３４】
ポリカーボネートは、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、帝人化成社製の「Ｌ−１２５０Ｙ」、出光興産社製の「Ａ２２００」等が挙げられる。また、ポリカーボネートは、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい
【００３５】
ポリカーボネートの分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリカーボネートの重量平均分子量は、５，０００以上３０，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上２５，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネートの重量平均分子量が５，０００未満の場合、流動性過剰により加工性が低下する場合があり、ポリカーボネートの重量平均分子量が３０，０００を超える場合には流動性不足により加工性が低下する場合がある。
【００３６】
ポリカーボネートのガラス転移温度は、特に限定されるものではないが、１００℃以上２００℃以下の範囲であることが好ましく、１２０℃以上１８０℃以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネートのガラス転移温度が１００℃未満の場合、耐熱性が不足する場合があり、ポリカーボネートのガラス転移温度が２００℃を超える場合には加工性が不足する場合がある。
【００３７】
＜ポリカーボネート・エポキシ化合物＞
ポリカーボネート・エポキシ化合物としては、ポリカーボネート主鎖に、エポキシ基を末端に含む側鎖を有する化合物であればよく、特に制限はない。例えば、相溶化剤として、ポリカーボネート主鎖に、エポキシ基を末端に含む側鎖を有する化合物、「モディパーＣＬ４３０Ｇ」等が挙げられる。ポリカーボネート主鎖としては、上記ポリカーボネートと同様のものが挙げられる。エポキシ基は、ポリカーボネート主鎖のビスフェノール基等に直接結合していてもよく、カーボネート等を介して結合していてもよい。相溶化剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分全量を基準として、０．１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上３０質量％以下であることがより好ましい。相溶化剤の含有量が０．１質量％未満であると、樹脂組成物がポリカーボネート等の他の成分を含む場合に十分な相溶性が得られない場合があり、５０質量％を超えると、相溶化剤成分が組成物中に過剰となり、相溶化剤そのものの特性が出現し、特には機械的特性を低下させる場合がある。
【００３８】
相溶化剤としては、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ポリカーボネート主鎖に、エポキシ基を末端に含む側鎖を有する化合物である日油株式会社製の「モディパーＣＬ４３０Ｇ」等が挙げられる。また、相溶化剤は、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００３９】
ポリカーボネート・エポキシ化合物の分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量は、１，０００以上５０，０００以下の範囲であることが好ましく、３，０００以上３０，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量が１，０００未満の場合、流動性が高くなりすぎ、ポリカーボネート樹脂との流動性に差が大きく生じ、分散性不良を原因として、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量が５０，０００を超える場合には高融点により加工性が低下する場合がある。
【００４０】
ポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量は、特に限定されるものではないが、１０以上１，０００以下の範囲であることが好ましく、２０以上５００以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量が１０未満の場合、未反応基が多く生じ、熱特性が劣化する場合があり、ポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量が１，０００を超える場合には反応性が乏しく非相溶により、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合がある。
【００４１】
また、ポリカーボネートとエポキシ基を持つ化合物はブロック共重合体でもよい。さらには、ポリカーボネートと相溶性がよいポリマを主鎖にもつ構造物であってもよい。例えば、ポリスチレンを幹として、エポキシ基を側鎖に持つ化合物、具体的には、日油株式会社製の「モディパーＡ４４００」などがある。本相溶化の機構としては、エポキシ基がセルロースの水酸基と反応し、セルロースと相溶化剤が化学結合し、かつ、親和性の高い相溶化剤の幹であるポリカーボネートがポリカーボネートと混じるために相溶性が発現すると考えられる。よって、セルロースの水酸基と反応するものとして、エポキシ基以外のイソシアネート、オキサゾリン、酸無水物等を使用してもよい。
【００４２】
本実施形態において、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分全量を基準として、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることが好ましく、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が１０質量％以上６０質量％以下の範囲であり、ポリカーボネートの含有量が１０質量％以上５０質量％未満の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が６０質量％未満であり、ポリカーボネートの含有量が３５質量％以上であると、成形体にした場合にバイオマス度と耐衝撃性および引張弾性率とのバランスがとれた成形体となる。ここで、バイオマス度とは、植物等の生物由来の有機性資源であるバイオマス資源がどの程度含まれているかを表す指標であり、一般にバイオマス度は５０％以上であることが好ましい。本実施形態においては、樹脂組成物あるいは樹脂成形体中のポリ乳酸およびポリアミドの含有量をバイオマス度とする。また、樹脂成形体においては、樹脂成形体の全体の質量を基準として、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることが好ましく、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が１０質量％以上６０質量％以下の範囲であり、ポリカーボネートの含有量が３５質量％以上５０質量％未満の範囲であることがより好ましい。
【００４３】
また、ポリアミドの含有量は、特に限定されるものではないが、ポリ乳酸の含有量に対して４００質量％未満であることが好ましく、１０質量％以上４００質量％未満であることがより好ましい。ポリアミドの含有量がポリ乳酸の含有量に対して４００質量％以上であると、耐衝撃性および引張弾性率が低下する場合がある。
【００４４】
ポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、ポリ乳酸の含有量に対して８０質量％以上５００質量％以下の範囲であることが好ましく、９５質量％以上４００質量％以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量がポリ乳酸の含有量に対して８０質量％未満であると、樹脂組成物の相溶性が低下する場合があり、４００質量％を超えると、グリーン度が低下する場合がある。
【００４５】
樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。樹脂組成物中のポリ乳酸に含まれるラクトン化合物等の不純物の含有量も、同様の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量はＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。このようにして測定した樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量から、樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量が推定される。
【００４６】
樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量は、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をサイズ排除クロマトグラフ（ＧＰＣ）にて、重量平均分子量を求める。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶解し分子量分布測定（ＧＰＣ）により分析する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量は、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をサイズ排除クロマトグラフ（ＧＰＣ）にて、重量平均分子量を求める。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶解し、分子量分布測定（ＧＰＣ）により分析する。
【００４７】
樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートのガラス転移温度は、熱分析装置（エスアイアイナノテクノロジ製、ＤＳＣ６０００型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２１の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートのガラス転移温度は、熱分析装置（エスアイアイナノテクノロジ製、ＤＳＣ６０００型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２１の方法により測定する。
【００４８】
樹脂組成物中のポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。
【００４９】
ポリ乳酸の溶融粘度とポリアミドの溶融粘度が近い方が好ましく、具体的には、ポリ乳酸の溶融粘度とポリアミドの溶融粘度との差が、３０％以下であることが好ましい。ポリ乳酸の溶融粘度とポリアミドの溶融粘度が近いと良相溶の利点がある。
【００５０】
ポリ乳酸およびポリアミドの溶融粘度は、メルトインデックス装置（東洋精機製、Ｆ−Ｗ０１型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７２１０の方法により測定する。
【００５１】
＜難燃剤＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、難燃剤を含んでもよい。難燃剤を含むことにより、成形体にした場合に難燃性が向上する。難燃剤としては、一般にポリマの難燃剤として用いられるものを用いればよく、特に制限はない。例えば、ホウ酸系難燃助剤、アンモン系難燃助剤、その他の無機系難燃助剤、チッ素系難燃助剤、その他の有機系難燃助剤およびコロイド系難燃助剤からなる群から少なくとも１種であることが好ましい。ホウ酸系難燃助剤としては、例えば、ホウ酸亜鉛水和物、メタホウ酸バリウム、ほう砂などのホウ酸を含有する化合物等が挙げられる。アンモン系難燃助剤としては、例えば、硫酸アンモニウム等のアンモニア化合物等が挙げられる。その他無機系難燃助剤としては、例えば、フェロセンなどの酸化鉄系燃焼触媒、酸化チタンなどのチタンを含有する化合物、スルファミン酸グアニジンなどのグアニジン系化合物、さらに、ジルコニウム系化合物、モリブデン系化合物、錫系化合物、炭酸カリウムなどの炭酸塩化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水酸和金属及びその変性物等が挙げられる。チッ素系難燃助剤としては、例えば、トリアジン環を有するシアヌレート化合物等が挙げられる。その他の有機系難燃剤としては、例えば、無水クロレンド酸、無水フタル酸、ビスフェノールＡを含有する化合物、グリシジルエーテルなどのグリシジル化合物、ジエチレングリコール、ペンタエリスリトールなどの多価アルコール、変性カルバミド、シリコーンオイル、オルガノシロキサン等のシリコーン化合物が挙げられる。コロイド系難燃助剤としては、例えば、従来から使用されている難燃性を持つ水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水和金属化合物、アルミン酸化カルシウム、２水和石膏、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ砂、カオリンクレーなどの水和物、硝酸ナトリウムなどの硝酸化合物、モリブデン化合物、ジルコニウム化合物、アンチモン化合物、ドーソナイト、プロゴパイトなどの難燃性化合物のコロイド等が挙げられる。
【００５２】
難燃剤としては、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、芳香族縮合リン酸エステルである大八化学工業株式会社製の「ＣＲ−７４１」、大八化学社製の「ＰＸ−２００」等等が挙げられる。また、難燃剤は、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００５３】
他の難燃剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分全量を基準として、５質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。他の難燃剤の含有量が５質量％未満であると、成形体にした場合に十分な難燃性が得られない場合があり、１００質量％を超えると、機械的特性が低下する場合がある。
【００５４】
＜その他成分＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、強化剤、耐候剤、強化剤、加水分解防止剤等の添加剤、触媒等のその他の成分をさらに含有してもよい。これらのその他の成分の含有量は、樹脂組成物の固形分全量を基準として、それぞれ１０質量％以下であることが好ましい。
【００５５】
＜樹脂組成物の製造方法＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物と、必要に応じて、難燃剤や、その他の成分とを、混練して作製すればよい。
【００５６】
混練は、例えば、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）、簡易ニーダ（東洋精機製、ラボプラストミル）等の公知の混練装置を用いて行えばよい。ここで、混練の温度条件（シリンダ温度条件）としては、例えば、１７０℃以上２５０℃以下の範囲が好ましく、１８０℃以上２４０℃以下の範囲がより好ましい。これにより、耐衝撃性および引張弾性率に優れた成形体が得られ易くなる。
【００５７】
［樹脂成形体］
本実施形態に係る樹脂成形体は、例えば、上述した本実施形態に係る樹脂組成物を成形することにより得られる。例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形等の成形方法により成形して、本実施形態に係る樹脂成形体が得られる。生産性等の理由から、本実施形態に係る樹脂組成物を射出成形して得られたものであることが好ましい。
【００５８】
射出成形は、例えば、日精樹脂工業製「ＮＥＸ１５０」、日精樹脂工業製「ＮＥＸ７００００」、東芝機械製「ＳＥ５０Ｄ」等の市販の装置を用いて行えばよい。この際、シリンダ温度としては、樹脂の分解抑制等の観点から、１７０℃以上２５０℃以下の範囲とすることが好ましく、１８０℃以上２４０℃以下の範囲とすることがより好ましい。また、金型温度としては、生産性等の観点から、３０℃以上１００℃以下の範囲とすることが好ましく、３０℃以上６０℃以下の範囲とすることがより好ましい。
【００５９】
＜電子・電気機器の部品＞
本実施形態に係る樹脂成形体は、機械的強度（耐衝撃性、引張弾性率等）に優れたものになり得るため、電子・電気機器、家電製品、容器、自動車内装材などの用途に好適に用いられる。より具体的には、家電製品や電子・電気機器などの筐体、各種部品など、ラッピングフィルム、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの収納ケース、食器類、食品トレイ、飲料ボトル、薬品ラップ材などであり、中でも、電子・電気機器の部品に好適である。電子・電気機器の部品は、複雑な形状を有しているものが多く、また重量物であるので、重量物とならない場合に比べて高い耐衝撃性が要求されるが、本実施形態に係る樹脂成形体によれば、このような要求特性が十分満足される。本実施形態に係る樹脂成形体は、特に、画像形成装置や複写機等の筐体に適している。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
＜実施例１＞
表１の実施例１から実施例７に示す組成を、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）にて、シリンダ温度２３０℃で混練し、樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットを射出成形機（日精樹脂工業製、ＮＥＸ１５０）にて、シリンダ温度２２０℃、金型温度５０℃で、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（ＩＳＯ５２７引張試験、ＩＳＯ１７８曲げ試験に対応）（試験部厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ）と、ＵＬ−９４におけるＶテスト用ＵＬ試験片（厚さ：１．６ｍｍ）を成形した。
【００６２】
＜比較例１から比較例９＞
表２の比較例１から比較例９に示す組成を、実施例と同様に樹脂組成物ペレットを得て、射出成形を実施し、試験片を得た。
【００６３】
また、表１，２に示す各成分について、表３に商品名、メーカ名、物性等を示す。
【００６４】
＜測定・評価＞
得られた試験片を用いて、下記各測定・評価を行った。表１，２に結果を示す。
【００６５】
（燃焼試験）
ＵＬ−９４におけるＶテスト用ＵＬ試験片（厚さ１．６ｍｍ）を用い、ガスバーナーの炎を当てた試験片の燃焼の程度により、その等級を調べた。なお、燃焼試験の結果は、Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２、ＨＢの順で高いレベルである。
【００６６】
（シャルピー衝撃強度試験）
ＩＳＯ多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、ＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠して、デジタル衝撃試験機（東洋精機製、ＤＧ−５）により、持ち上げ角度１５０度、使用ハンマ２．０Ｊ、測定数ｎ＝１０の条件で、ＭＤ方向にシャルピー衝撃強度を測定した。シャルピー衝撃強度は、数値が大きい程、耐衝撃性に優れていることを示す（単位：Ｊ／ｃｍ）。評価基準を以下に示す。
◎：１０Ｊ／ｃｍ以上、またはＮＢ（Ｎｏ Ｂｒｅａｋ：破壊なし）
○：５Ｊ／ｃｍ以上
△：３．５Ｊ／ｃｍ以上
×：３．５Ｊ／ｃｍ未満
【００６７】
（引張弾性率測定）
オートグラフ装置（島津製作所製、ＡＧ−ＩＳ型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２７（１９９９）に規定される引張弾性率を測定した（単位：ＧＰａ）。評価基準を以下に示す。
◎：３ＧＰａ以上
○：２ＧＰａ以上３ＧＰａ未満
×：２ＧＰａ未満
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
【表３】
【００７１】
表１，２より、ポリ乳酸、ポリアミドおよびポリカーボネートに加えて、相溶化剤としてポリカーボネート・エポキシ化合物を用いることにより、比較例に比べて、耐衝撃性および引張弾性率が向上した。また、ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計を５０質量％以上としてバイオマス度を高くしても、耐衝撃性および引張弾性率に優れていた。さらに、難燃剤を併用することにより、所定基準並の難燃性が得られた。以上の結果から、本実施形態に係る樹脂組成物は、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率ともにバランスが取れ、特に画像形成装置の筐体の製造に好適である。また、本実施形態に係る樹脂成形体は、耐衝撃性および引張弾性率ともにバランスが取れ、特に画像形成装置の筐体に好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物および樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製品や電子・電気機器の部品には、ポリスチレン、ポリスチレン−ＡＢＳ樹脂共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の高分子材料が、耐熱性、機械強度等、特に、電子・電気機器の部品の場合には、環境変動に対する機械強度の維持性等に優れることから用いられている。
【０００３】
また、近年、環境問題等の観点から、生分解性ポリマの一種であるポリ乳酸樹脂を含む樹脂組成物およびその樹脂組成物を用いて得られる成形体が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、下記（１）〜（３）のポリマを含む組成物から得られる、衝撃強度が改良された複合材料が記載されている。
（１）マトリクスとしてのポリ乳酸（ＰＬＡ）、
（２）上記ＰＬＡマトリクス中の分散相としての少なくとも一種のポリアミド、
（３）α−オレフィン単位と、エポキシド、カルボン酸またはカルボン酸無水物単位とを含む少なくとも一種の官能化ポリオレフィン（Ａ）、任意成分として少なくとも一種の非官能化ポリオレフィン（Ｂ）を含むことができ、複合材料はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を含まない。
【０００５】
特許文献２には、（Ａ）ポリ乳酸樹脂ならびに芳香族ポリカーボネート樹脂、スチレン系共重合体、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、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、ポリメタクリル酸メチル樹脂およびセルロースエステル樹脂から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂との混合物に対し、所定の量、配合比率の（Ｂ−１）エポキシ化合物と（Ｂ−２）カルボジイミド化合物とを配合してなる、加水分解性、機械特性および耐熱性に優れる樹脂組成物およびその樹脂組成物からなる成形品が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５４００９０号公報
【特許文献２】特開２００８−２６６４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率に優れる樹脂組成物およびその樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満である、請求項１に記載の樹脂組成物である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満である、請求項１または２に記載の樹脂組成物である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記樹脂組成物において、前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満である、請求項４に記載の樹脂成形体である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記樹脂組成物において、前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満である、請求項４または５に記載の樹脂成形体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１によると、本構成を有さない場合に比べて、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【００１５】
本発明の請求項２によると、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％未満であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％以上である場合に比べて、バイオマス度が高くなり、成形体にした場合にバイオマス度と耐衝撃性および引張弾性率とのバランスがとれた成形体となる。
【００１６】
本発明の請求項３によると、ポリアミドの含有量がポリ乳酸の含有量に対して３０質量％以上である場合に比べて、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【００１７】
本発明の請求項４によると、本構成を有さない場合に比べて、耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【００１８】
本発明の請求項５によると、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％未満であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％以上である場合に比べて、バイオマス度が高くなり、バイオマス度と耐衝撃性および引張弾性率とのバランスがとれた成形体となる。
【００１９】
本発明の請求項６によると、ポリアミドの含有量がポリ乳酸の含有量に対して３０質量％以上である場合に比べて、耐衝撃性および引張弾性率が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
［樹脂組成物］
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物（以下、本明細書において、「ポリカーボネート・エポキシ化合物」と呼ぶ場合がある。）とを含む。ポリ乳酸、ポリアミドおよびポリカーボネートに加えて、相溶化剤としてポリカーボネート・エポキシ化合物を含むことにより、ポリ乳酸およびポリアミドとポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ基とが反応して架橋し、その架橋体のポリカーボネート・エポキシ化合物に由来するポリカーボネート部分とポリカーボネートとが相溶して、三元系の相互貫入構造を形成し、樹脂組成物全体の相溶性が向上すると考えられる。そのため、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体の耐衝撃性および引張弾性率が向上すると考えられる。
【００２２】
＜ポリ乳酸＞
ポリ乳酸は、植物由来であり、環境負荷の低減、具体的にはＣＯ２の排出量削減、石油使用量の削減等の効果がある。ポリ乳酸としては、乳酸の縮合体であれば、特に限定されるものではなく、ポリ−Ｌ−乳酸（以下「ＰＬＬＡ」ともいう）であっても、ポリ−Ｄ−乳酸（以下「ＰＤＬＡ」ともいう）であっても、それらが共重合やブレンドにより交じり合ったものでもよく、さらに、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とを混合したものであり、これらのらせん構造が噛み合った耐熱性の高い、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸（以下「ＳＣ−ＰＬＡ」ともいう）であってもよい。
【００２３】
共重合体あるいは混合体におけるポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸の成分比（モル比の割合％）は特に制限はないが、ポリ−Ｌ−乳酸の方がポリ−Ｄ−乳酸がよりもポリカーボネート・エポキシ化合物との反応性が高い等の点から、Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸として、５０／５０以上９９．９９／０．０１以下の範囲であることが好ましい。Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸が、５０／５０未満であると、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、９９．９９／０．０１を超えると、コストが増加する場合がある。
【００２４】
ポリ乳酸は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ユニチカ（株）製の「テラマックＴＥ４０００」、「テラマックＴＥ２０００」、「テラマックＴＥ７０００」、ネイチャーワークス社製の「ＮＷ４０３２Ｄ」、「３００１Ｄ」等が挙げられる。また、ポリ乳酸は、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００２５】
ポリ乳酸としては、植物由来のエチレングリコール、ジブタノール等の乳酸以外の他の共重合成分を含んでもよい。このような共重合成分は、全単量体成分中、通常１モル％以上５０モル％以下の含有量とすればよい。また、ポリ乳酸としては、変性したものを用いてもよく、例えば、無水マレイン酸変性ポリ乳酸、エポキシ変性ポリ乳酸、アミン変性ポリ乳酸などを用いてもよい。
【００２６】
ポリ乳酸の分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリ乳酸の重量平均分子量は、５０，０００以上３００，０００以下の範囲であることが好ましく、７０，０００以上２５０，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸の重量平均分子量が５０，０００未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリ乳酸の重量平均分子量が３００，０００を超える場合には加工性が不良となる場合がある。
【００２７】
ポリ乳酸のガラス転移温度は、特に限定されるものではないが、１００℃以上２５０℃以下の範囲であることが好ましく、１２０℃以上２００℃以下の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸のガラス転移温度が１００℃未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリ乳酸のガラス転移温度が２５０℃を超える場合には加工性が不良となる場合がある。
【００２８】
ポリ乳酸には、製造上、ブチロラクトン、１，６−ジオキサシクロデカン−２，７−ジオン等の環状ラクトン等のラクトン化合物等が不純物として含まれる場合がある。そのようなラクトン化合物等の不純物の含有量が少ないことが好ましく、具体的には、ポリ乳酸の量に対して１０質量％未満であることが好ましく、５質量％未満であることがより好ましい。ラクトン化合物等の不純物の含有量が１０質量％以上であると、ポリカーボネート・エポキシ化合物等と反応して、ポリアミドとの反応性が低下し、その結果、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合がある。
【００２９】
＜ポリアミド＞
ポリアミドは、１つまたは複数のモノマの重縮合で得られ、少なくとも一つのアミド基を有するポリマであればよく、特に限定されない。例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６等が挙げられる。また、ポリアミドとして、植物油であるひまし油等を原料としたものを用いてもよい。植物油であるひまし油等を原料としたポリアミドは、バイオマス度が高い等の利点がある。
【００３０】
ポリアミドは、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、旭化成社製の「レオナ１５００」、Ｄｕｐｏｎｔ社製の「Ｚｙｔｅｌ（登録商標）ＢＭ７３００ＴＨＳ ＢＫ３１７」等が挙げられる。ひまし油を原料としたポリアミドとしては、例えば、アルケマ社製の「ＰＡ−１１」、「ＰＡ−１２」等が挙げられる。また、ポリアミドは、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００３１】
ポリアミドの分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリアミドの重量平均分子量は、５，０００以上３００，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上１００，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリアミドの重量平均分子量が５，０００未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリアミドの重量平均分子量が３００，０００を超える場合には加工性が低下する場合がある。
【００３２】
ポリアミドのガラス転移温度は、特に限定されるものではないが、０℃以上２００℃以下の範囲であることが好ましく、２５℃以上１５０℃以下の範囲であることがより好ましい。ポリアミドのガラス転移温度が０℃未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリアミドのガラス転移温度が２００℃を超える場合には加工性が低下する場合がある。
【００３３】
＜ポリカーボネート＞
ポリカーボネートは、１つまたは複数のモノマの重縮合で得られ、少なくとも一つのカーボネート基を有するポリマであればよく、特に限定されない。例えば、ビスフェノールＡ型ポリカーボネート、ビスフェノールＳ型ポリカーボネート、ビフェニル型ポリカーボネート等の芳香族ポリカーボネートが挙げられる。
【００３４】
ポリカーボネートは、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、帝人化成社製の「Ｌ−１２５０Ｙ」、出光興産社製の「Ａ２２００」等が挙げられる。また、ポリカーボネートは、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい
【００３５】
ポリカーボネートの分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリカーボネートの重量平均分子量は、５，０００以上３０，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上２５，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネートの重量平均分子量が５，０００未満の場合、流動性過剰により加工性が低下する場合があり、ポリカーボネートの重量平均分子量が３０，０００を超える場合には流動性不足により加工性が低下する場合がある。
【００３６】
ポリカーボネートのガラス転移温度は、特に限定されるものではないが、１００℃以上２００℃以下の範囲であることが好ましく、１２０℃以上１８０℃以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネートのガラス転移温度が１００℃未満の場合、耐熱性が不足する場合があり、ポリカーボネートのガラス転移温度が２００℃を超える場合には加工性が不足する場合がある。
【００３７】
＜ポリカーボネート・エポキシ化合物＞
ポリカーボネート・エポキシ化合物としては、ポリカーボネート主鎖に、エポキシ基を末端に含む側鎖を有する化合物であればよく、特に制限はない。例えば、相溶化剤として、ポリカーボネート主鎖に、エポキシ基を末端に含む側鎖を有する化合物、「モディパーＣＬ４３０Ｇ」等が挙げられる。ポリカーボネート主鎖としては、上記ポリカーボネートと同様のものが挙げられる。エポキシ基は、ポリカーボネート主鎖のビスフェノール基等に直接結合していてもよく、カーボネート等を介して結合していてもよい。相溶化剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分全量を基準として、０．１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上３０質量％以下であることがより好ましい。相溶化剤の含有量が０．１質量％未満であると、樹脂組成物がポリカーボネート等の他の成分を含む場合に十分な相溶性が得られない場合があり、５０質量％を超えると、相溶化剤成分が組成物中に過剰となり、相溶化剤そのものの特性が出現し、特には機械的特性を低下させる場合がある。
【００３８】
相溶化剤としては、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ポリカーボネート主鎖に、エポキシ基を末端に含む側鎖を有する化合物である日油株式会社製の「モディパーＣＬ４３０Ｇ」等が挙げられる。また、相溶化剤は、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００３９】
ポリカーボネート・エポキシ化合物の分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量は、１，０００以上５０，０００以下の範囲であることが好ましく、３，０００以上３０，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量が１，０００未満の場合、流動性が高くなりすぎ、ポリカーボネート樹脂との流動性に差が大きく生じ、分散性不良を原因として、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量が５０，０００を超える場合には高融点により加工性が低下する場合がある。
【００４０】
ポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量は、特に限定されるものではないが、１０以上１，０００以下の範囲であることが好ましく、２０以上５００以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量が１０未満の場合、未反応基が多く生じ、熱特性が劣化する場合があり、ポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量が１，０００を超える場合には反応性が乏しく非相溶により、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合がある。
【００４１】
また、ポリカーボネートとエポキシ基を持つ化合物はブロック共重合体でもよい。さらには、ポリカーボネートと相溶性がよいポリマを主鎖にもつ構造物であってもよい。例えば、ポリスチレンを幹として、エポキシ基を側鎖に持つ化合物、具体的には、日油株式会社製の「モディパーＡ４４００」などがある。本相溶化の機構としては、エポキシ基がセルロースの水酸基と反応し、セルロースと相溶化剤が化学結合し、かつ、親和性の高い相溶化剤の幹であるポリカーボネートがポリカーボネートと混じるために相溶性が発現すると考えられる。よって、セルロースの水酸基と反応するものとして、エポキシ基以外のイソシアネート、オキサゾリン、酸無水物等を使用してもよい。
【００４２】
本実施形態において、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分全量を基準として、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることが好ましく、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が１０質量％以上６０質量％以下の範囲であり、ポリカーボネートの含有量が１０質量％以上５０質量％未満の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が６０質量％未満であり、ポリカーボネートの含有量が３５質量％以上であると、成形体にした場合にバイオマス度と耐衝撃性および引張弾性率とのバランスがとれた成形体となる。ここで、バイオマス度とは、植物等の生物由来の有機性資源であるバイオマス資源がどの程度含まれているかを表す指標であり、一般にバイオマス度は５０％以上であることが好ましい。本実施形態においては、樹脂組成物あるいは樹脂成形体中のポリ乳酸およびポリアミドの含有量をバイオマス度とする。また、樹脂成形体においては、樹脂成形体の全体の質量を基準として、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることが好ましく、ポリ乳酸およびポリアミドの含有量の合計が１０質量％以上６０質量％以下の範囲であり、ポリカーボネートの含有量が３５質量％以上５０質量％未満の範囲であることがより好ましい。
【００４３】
また、ポリアミドの含有量は、特に限定されるものではないが、ポリ乳酸の含有量に対して４００質量％未満であることが好ましく、１０質量％以上４００質量％未満であることがより好ましい。ポリアミドの含有量がポリ乳酸の含有量に対して４００質量％以上であると、耐衝撃性および引張弾性率が低下する場合がある。
【００４４】
ポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、ポリ乳酸の含有量に対して８０質量％以上５００質量％以下の範囲であることが好ましく、９５質量％以上４００質量％以下の範囲であることがより好ましい。ポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量がポリ乳酸の含有量に対して８０質量％未満であると、樹脂組成物の相溶性が低下する場合があり、４００質量％を超えると、グリーン度が低下する場合がある。
【００４５】
樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。樹脂組成物中のポリ乳酸に含まれるラクトン化合物等の不純物の含有量も、同様の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量はＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。このようにして測定した樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量から、樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の含有量が推定される。
【００４６】
樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量は、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をサイズ排除クロマトグラフ（ＧＰＣ）にて、重量平均分子量を求める。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶解し分子量分布測定（ＧＰＣ）により分析する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリカーボネート・エポキシ化合物の重量平均分子量は、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をサイズ排除クロマトグラフ（ＧＰＣ）にて、重量平均分子量を求める。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶解し、分子量分布測定（ＧＰＣ）により分析する。
【００４７】
樹脂組成物中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートのガラス転移温度は、熱分析装置（エスアイアイナノテクノロジ製、ＤＳＣ６０００型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２１の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸、ポリアミド、ポリカーボネートのガラス転移温度は、熱分析装置（エスアイアイナノテクノロジ製、ＤＳＣ６０００型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２１の方法により測定する。
【００４８】
樹脂組成物中のポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリカーボネート・エポキシ化合物のエポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ ７２３６の方法により測定する。
【００４９】
ポリ乳酸の溶融粘度とポリアミドの溶融粘度が近い方が好ましく、具体的には、ポリ乳酸の溶融粘度とポリアミドの溶融粘度との差が、３０％以下であることが好ましい。ポリ乳酸の溶融粘度とポリアミドの溶融粘度が近いと良相溶の利点がある。
【００５０】
ポリ乳酸およびポリアミドの溶融粘度は、メルトインデックス装置（東洋精機製、Ｆ−Ｗ０１型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７２１０の方法により測定する。
【００５１】
＜難燃剤＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、難燃剤を含んでもよい。難燃剤を含むことにより、成形体にした場合に難燃性が向上する。難燃剤としては、一般にポリマの難燃剤として用いられるものを用いればよく、特に制限はない。例えば、ホウ酸系難燃助剤、アンモン系難燃助剤、その他の無機系難燃助剤、チッ素系難燃助剤、その他の有機系難燃助剤およびコロイド系難燃助剤からなる群から少なくとも１種であることが好ましい。ホウ酸系難燃助剤としては、例えば、ホウ酸亜鉛水和物、メタホウ酸バリウム、ほう砂などのホウ酸を含有する化合物等が挙げられる。アンモン系難燃助剤としては、例えば、硫酸アンモニウム等のアンモニア化合物等が挙げられる。その他無機系難燃助剤としては、例えば、フェロセンなどの酸化鉄系燃焼触媒、酸化チタンなどのチタンを含有する化合物、スルファミン酸グアニジンなどのグアニジン系化合物、さらに、ジルコニウム系化合物、モリブデン系化合物、錫系化合物、炭酸カリウムなどの炭酸塩化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水酸和金属及びその変性物等が挙げられる。チッ素系難燃助剤としては、例えば、トリアジン環を有するシアヌレート化合物等が挙げられる。その他の有機系難燃剤としては、例えば、無水クロレンド酸、無水フタル酸、ビスフェノールＡを含有する化合物、グリシジルエーテルなどのグリシジル化合物、ジエチレングリコール、ペンタエリスリトールなどの多価アルコール、変性カルバミド、シリコーンオイル、オルガノシロキサン等のシリコーン化合物が挙げられる。コロイド系難燃助剤としては、例えば、従来から使用されている難燃性を持つ水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水和金属化合物、アルミン酸化カルシウム、２水和石膏、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ砂、カオリンクレーなどの水和物、硝酸ナトリウムなどの硝酸化合物、モリブデン化合物、ジルコニウム化合物、アンチモン化合物、ドーソナイト、プロゴパイトなどの難燃性化合物のコロイド等が挙げられる。
【００５２】
難燃剤としては、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、芳香族縮合リン酸エステルである大八化学工業株式会社製の「ＣＲ−７４１」、大八化学社製の「ＰＸ−２００」等等が挙げられる。また、難燃剤は、１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００５３】
他の難燃剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分全量を基準として、５質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。他の難燃剤の含有量が５質量％未満であると、成形体にした場合に十分な難燃性が得られない場合があり、１００質量％を超えると、機械的特性が低下する場合がある。
【００５４】
＜その他成分＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、強化剤、耐候剤、強化剤、加水分解防止剤等の添加剤、触媒等のその他の成分をさらに含有してもよい。これらのその他の成分の含有量は、樹脂組成物の固形分全量を基準として、それぞれ１０質量％以下であることが好ましい。
【００５５】
＜樹脂組成物の製造方法＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物と、必要に応じて、難燃剤や、その他の成分とを、混練して作製すればよい。
【００５６】
混練は、例えば、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）、簡易ニーダ（東洋精機製、ラボプラストミル）等の公知の混練装置を用いて行えばよい。ここで、混練の温度条件（シリンダ温度条件）としては、例えば、１７０℃以上２５０℃以下の範囲が好ましく、１８０℃以上２４０℃以下の範囲がより好ましい。これにより、耐衝撃性および引張弾性率に優れた成形体が得られ易くなる。
【００５７】
［樹脂成形体］
本実施形態に係る樹脂成形体は、例えば、上述した本実施形態に係る樹脂組成物を成形することにより得られる。例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形等の成形方法により成形して、本実施形態に係る樹脂成形体が得られる。生産性等の理由から、本実施形態に係る樹脂組成物を射出成形して得られたものであることが好ましい。
【００５８】
射出成形は、例えば、日精樹脂工業製「ＮＥＸ１５０」、日精樹脂工業製「ＮＥＸ７００００」、東芝機械製「ＳＥ５０Ｄ」等の市販の装置を用いて行えばよい。この際、シリンダ温度としては、樹脂の分解抑制等の観点から、１７０℃以上２５０℃以下の範囲とすることが好ましく、１８０℃以上２４０℃以下の範囲とすることがより好ましい。また、金型温度としては、生産性等の観点から、３０℃以上１００℃以下の範囲とすることが好ましく、３０℃以上６０℃以下の範囲とすることがより好ましい。
【００５９】
＜電子・電気機器の部品＞
本実施形態に係る樹脂成形体は、機械的強度（耐衝撃性、引張弾性率等）に優れたものになり得るため、電子・電気機器、家電製品、容器、自動車内装材などの用途に好適に用いられる。より具体的には、家電製品や電子・電気機器などの筐体、各種部品など、ラッピングフィルム、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの収納ケース、食器類、食品トレイ、飲料ボトル、薬品ラップ材などであり、中でも、電子・電気機器の部品に好適である。電子・電気機器の部品は、複雑な形状を有しているものが多く、また重量物であるので、重量物とならない場合に比べて高い耐衝撃性が要求されるが、本実施形態に係る樹脂成形体によれば、このような要求特性が十分満足される。本実施形態に係る樹脂成形体は、特に、画像形成装置や複写機等の筐体に適している。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
＜実施例１＞
表１の実施例１から実施例７に示す組成を、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）にて、シリンダ温度２３０℃で混練し、樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットを射出成形機（日精樹脂工業製、ＮＥＸ１５０）にて、シリンダ温度２２０℃、金型温度５０℃で、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（ＩＳＯ５２７引張試験、ＩＳＯ１７８曲げ試験に対応）（試験部厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ）と、ＵＬ−９４におけるＶテスト用ＵＬ試験片（厚さ：１．６ｍｍ）を成形した。
【００６２】
＜比較例１から比較例９＞
表２の比較例１から比較例９に示す組成を、実施例と同様に樹脂組成物ペレットを得て、射出成形を実施し、試験片を得た。
【００６３】
また、表１，２に示す各成分について、表３に商品名、メーカ名、物性等を示す。
【００６４】
＜測定・評価＞
得られた試験片を用いて、下記各測定・評価を行った。表１，２に結果を示す。
【００６５】
（燃焼試験）
ＵＬ−９４におけるＶテスト用ＵＬ試験片（厚さ１．６ｍｍ）を用い、ガスバーナーの炎を当てた試験片の燃焼の程度により、その等級を調べた。なお、燃焼試験の結果は、Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２、ＨＢの順で高いレベルである。
【００６６】
（シャルピー衝撃強度試験）
ＩＳＯ多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、ＪＩＳ Ｋ７１１１に準拠して、デジタル衝撃試験機（東洋精機製、ＤＧ−５）により、持ち上げ角度１５０度、使用ハンマ２．０Ｊ、測定数ｎ＝１０の条件で、ＭＤ方向にシャルピー衝撃強度を測定した。シャルピー衝撃強度は、数値が大きい程、耐衝撃性に優れていることを示す（単位：Ｊ／ｃｍ）。評価基準を以下に示す。
◎：１０Ｊ／ｃｍ以上、またはＮＢ（Ｎｏ Ｂｒｅａｋ：破壊なし）
○：５Ｊ／ｃｍ以上
△：３．５Ｊ／ｃｍ以上
×：３．５Ｊ／ｃｍ未満
【００６７】
（引張弾性率測定）
オートグラフ装置（島津製作所製、ＡＧ−ＩＳ型）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２７（１９９９）に規定される引張弾性率を測定した（単位：ＧＰａ）。評価基準を以下に示す。
◎：３ＧＰａ以上
○：２ＧＰａ以上３ＧＰａ未満
×：２ＧＰａ未満
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
【表３】
【００７１】
表１，２より、ポリ乳酸、ポリアミドおよびポリカーボネートに加えて、相溶化剤としてポリカーボネート・エポキシ化合物を用いることにより、比較例に比べて、耐衝撃性および引張弾性率が向上した。また、ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計を５０質量％以上としてバイオマス度を高くしても、耐衝撃性および引張弾性率に優れていた。さらに、難燃剤を併用することにより、所定基準並の難燃性が得られた。以上の結果から、本実施形態に係る樹脂組成物は、成形体にした場合に耐衝撃性および引張弾性率ともにバランスが取れ、特に画像形成装置の筐体の製造に好適である。また、本実施形態に係る樹脂成形体は、耐衝撃性および引張弾性率ともにバランスが取れ、特に画像形成装置の筐体に好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満であることを特徴とする、請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物を用いて得られることを特徴とする樹脂成形体。
【請求項５】
前記樹脂組成物において、前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることを特徴とする、請求項４に記載の樹脂成形体。
【請求項６】
前記樹脂組成物において、前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満であることを特徴とする、請求項４または５に記載の樹脂成形体。
【請求項１】
ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満であることを特徴とする、請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
ポリ乳酸と、ポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリカーボネート主鎖にエポキシ基を含む側鎖を有する化合物とを含む樹脂組成物を用いて得られることを特徴とする樹脂成形体。
【請求項５】
前記樹脂組成物において、前記樹脂組成物の全体の質量を基準として、前記ポリ乳酸および前記ポリアミドの含有量の合計が５０質量％以上であり、前記ポリカーボネートの含有量が５０質量％未満であることを特徴とする、請求項４に記載の樹脂成形体。
【請求項６】
前記樹脂組成物において、前記ポリアミドの含有量は、前記ポリ乳酸の含有量に対して３０質量％未満であることを特徴とする、請求項４または５に記載の樹脂成形体。
【公開番号】特開２０１２−４１３９４（Ｐ２０１２−４１３９４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１５５３（Ｐ２０１０−１８１５５３）
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]