樹脂組成物ならびにその成形品
【課題】熱安定性の劣る機能性物質を高い分散性を確保しながら均一にポリオレフィン樹脂へ溶融混練する。
【解決手段】ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された、融点ないしは滴下点が１００℃以下かつ常温で個体の、Ｍｗ５００００以下の低分子量ポリオレフィンを分散剤とし耐熱性の劣る機能性物質、例えば発泡剤を低温にて分散処理し、さらに押出機にて低温にて溶融混練することにより機能性物質を分解させずに高い分散性を確保させることを特徴とする。
【解決手段】ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された、融点ないしは滴下点が１００℃以下かつ常温で個体の、Ｍｗ５００００以下の低分子量ポリオレフィンを分散剤とし耐熱性の劣る機能性物質、例えば発泡剤を低温にて分散処理し、さらに押出機にて低温にて溶融混練することにより機能性物質を分解させずに高い分散性を確保させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱安定性が劣り且つ分解温度以下で溶融しない機能性物質をポリオレフィン樹脂に高い分散能を付与させつつ低温にて溶融混練し造粒後さらに成形されることを特徴とする樹脂組成物ならびにその成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、分解温度が低い、即ち熱安定性に劣る機能性物質を熱可塑性樹脂、特にポリオレフィンに溶融混練し高い分散能を得ることは困難であり、種々の特別な所作が必要であった。例えば、プラスチックを難燃化するために低温にて分解し脱水反応を引き起こす金属水酸化物を用いて難燃性成形品を得る場合、使用される難燃剤が水酸化アルミニウムなどの分解温度近傍まで固体粒子で存在する物質を熱可塑性樹脂、特にポリオレフィン樹脂に溶融混練する場合、高い難燃剤の分散性を確保するため２軸押出機等の混練力に優れた混練機により高いせん断力を加えて微細に均一分散させることは一般的に用いられる手法である。
【０００３】
しかしながら本手法の場合、せん断力が加わる最中に発熱が生じ、難燃剤の分解温度を瞬間的にも上回ると難燃剤の分解が始まってしまい、混練機より吐出された状態では既に難燃剤が分解し、発泡してしまうため好ましくない。
【０００４】
用いられる機能性物質が分解温度の高いものを使用することも勿論有効であるが、使用可能な物質の制約を受け、例えば安価で普遍的に使用される物質が使用できなくなり好ましくない。
【０００５】
また、液状の分散剤、例えば流動パラフィンやノニオン系界面活性剤に機能性物質を混合、分散しペースト状の分散体を製造した後、熱可塑性樹脂と低せん断、低温にて溶融混練することも考えられるが、この場合、特にガラス転移点の低いポリオレフィン等では液状分散剤の添加量が増大すると成形品表面に液状分散剤がブリードアウトし、成形品をべたつかせるため実用的でない。
【特許文献１】なし。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は熱安定性が劣り、且つ分解温度近傍まで溶融しない機能性物質を低温にて微細且つ均一に分散させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の機能性物質を溶融混練した樹脂組成物は、低温にて溶融するポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された低分子量ポリオレフィンと、熱安定性に劣り、且つ分解温度以上まで固体で存在する機能性物質を予め低温にて分散処理した後、熱可塑性樹脂と溶融混練されることを特徴とする。
【０００８】
即ち、本発明は、分解開始温度が２００℃以下であり、且つ分解温度にて溶融しないことを特徴とする無機難燃剤の機能性物質０．１〜５０重量％に対し、融点ないしは滴下点が１００℃以下かつ常温にて固体であり、ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合されたＭｗ５００００以下の低分子量ポリオレフィンワックスであることを特徴とする分散剤組成物０．１〜５０重量％、ポリオレフィン樹脂４９．９〜９９．８重量％含有することを特徴とする樹脂組成物、および該樹脂組成物を用いてなる成形品に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の樹脂組成物は、熱安定性に劣る固体状の機能性物質を予め低温にて分散処理するため、樹脂組成物を作成する際の溶融混練時に分解することなく、且つ耐ブリードアウト性もあるため例えばフイルム状の成形品に成形加工した後でも表面のべとつき等による不具合は生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、本発明の機能性物質について説明する。プラスチック成形品へ種々の機能性を持たせるため近年では多くの機能性物質がプラスチック添加剤として用いられている。
【００１１】
例えばプラスチック成形品の成形加工時や高温使用時の酸化によるポリマーの分解抑制のために各種酸化防止剤、具体的にはフェノール系、リン系、硫黄系酸化防止剤が用いられる。屋外用途で用いられる成形品の寿命を向上させるため紫外線吸収剤や光安定剤、具体的にはベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やヒンダートアミン系光安定剤が使用される。プラスチック成形品の静電気による埃の付着防止には帯電防止剤、具体的にはアミン系やグリセライド系の化合物が用いられる。プラスチックを着色し成形品の意匠性を高めるため各種染料や無機ないしは有機顔料を分散処理した着色剤が用いられる、プラスチック成形品の表面のすべり性を改良するためにスリップ剤、具体的には脂肪酸アミド化合物が用いられる。成形品の軽量化のためには発泡剤、具体的にはアゾ化合物や炭酸塩等が用いられる。プラスチック成形品の難燃化を図るためには無機物としてリン系や金属水酸化物が、有機物としてハロゲン化合物やリン酸エステルが用いられる。
【００１２】
プラスチック成形品に難燃機能を付与させるためにはハロゲン系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤、リン系難燃剤や金属塩の水和物等が普遍的に用いられる。
【００１３】
これら機能性物質は通常熱可塑性樹脂に溶融混練し、熱可塑性樹脂に均一に分散された形態で成形品中に存在することが一般的である。
【００１４】
次に、本発明中のポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された低分子量ポリオレフィンについて述べる。ここで用いられるカルボン酸ないしはそのエステルとは一般的にアクリル酸、アクリル酸メチルないしはエチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチルないしはエチル、酢酸ビニル、モンタン酸ないしはモンタン酸メチル、エチル等が挙げられる。これらの酸ないしはそのエステル成分とポリエチレン成分を共重合することによりポリエチレン単独重合体と比較し、結晶化度の低下による透明性の向上、柔軟性の向上、融点ないしは滴下点の低下が特徴として挙げられる。本発明に用いられる低分子量ポリオレフィンワックスの融点ないしは滴下点は１００℃以下かつ常温にて固体である必要がある。ワックスの融点（滴下点）が１００℃を上回った場合、低温での難燃剤や発泡剤との混練が不可能となる。
【００１５】
本発明で用いられるポリオレフィン樹脂とは、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンならびにアクリル酸、酢酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボン酸ならびにそのエステルや無水物による変性体が含まれる。
【００１６】
[実施例]
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「％」は、「重量％」を表す。
［実施例１〜３］
表１に示す配合組成で、分散体部分は加圧ニーダーにて９０℃にてローター回転数６０ｒｐｍにて１０分間均一になるように分散処理した後、フルフライトスクリューを装填した単軸押出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）にてシリンダ温度１２０℃（実施例２では１５０℃）、スクリュー回転数８０ｒｐｍにてポリオレフィン樹脂と溶融混練し、直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状ペレットを作成した。
【００１７】
得られたペレットはさらにＴダイ付きフルフライトスクリュー装填の単軸押出機（口径＝３０ｍｍＬ／Ｄ＝３２）にてシリンダ・ダイ温度８０℃にて幅１３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのフイルムを成形し機能性物質の分散性とブリードアウト性を評価した。
［比較例１〜３］
表２に示す配合組成ならびに分散・溶融混練方法により実施例１〜３と同様のペレットを作成の上、実施例と同様のフイルム成形ならびに評価をおこなった。
【００１８】
但し、比較例1は分散体を予め作成せず、2軸押出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４３）にてシリンダ温度１３０℃、スクリュー回転数３５０ｒｐｍにて難燃剤とポリオレフィン樹脂を直接溶融混練し、ペレット化をおこなった。
【００１９】
比較例２の分散体作成時は実施例１と同方法であるが加圧ニーダーは常温にて運転した。
【００２０】
また、比較例3の分散体作成時は実施例１と同方法であるが加圧ニーダーは１２０℃にて運転した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
表１に示す方法では、ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された低分子量ポリオレフィンと固体である機能性物質を予め低温にて分散処理した後単軸押出機にて溶融混練した樹脂組成物は成形品としても優れた性能が確保されることがわかったのに対し、表２に示す方法では、機能性物質の分解やブリードアウトにより必ずしも良好な成形品が確保されないことがわかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱安定性が劣り且つ分解温度以下で溶融しない機能性物質をポリオレフィン樹脂に高い分散能を付与させつつ低温にて溶融混練し造粒後さらに成形されることを特徴とする樹脂組成物ならびにその成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、分解温度が低い、即ち熱安定性に劣る機能性物質を熱可塑性樹脂、特にポリオレフィンに溶融混練し高い分散能を得ることは困難であり、種々の特別な所作が必要であった。例えば、プラスチックを難燃化するために低温にて分解し脱水反応を引き起こす金属水酸化物を用いて難燃性成形品を得る場合、使用される難燃剤が水酸化アルミニウムなどの分解温度近傍まで固体粒子で存在する物質を熱可塑性樹脂、特にポリオレフィン樹脂に溶融混練する場合、高い難燃剤の分散性を確保するため２軸押出機等の混練力に優れた混練機により高いせん断力を加えて微細に均一分散させることは一般的に用いられる手法である。
【０００３】
しかしながら本手法の場合、せん断力が加わる最中に発熱が生じ、難燃剤の分解温度を瞬間的にも上回ると難燃剤の分解が始まってしまい、混練機より吐出された状態では既に難燃剤が分解し、発泡してしまうため好ましくない。
【０００４】
用いられる機能性物質が分解温度の高いものを使用することも勿論有効であるが、使用可能な物質の制約を受け、例えば安価で普遍的に使用される物質が使用できなくなり好ましくない。
【０００５】
また、液状の分散剤、例えば流動パラフィンやノニオン系界面活性剤に機能性物質を混合、分散しペースト状の分散体を製造した後、熱可塑性樹脂と低せん断、低温にて溶融混練することも考えられるが、この場合、特にガラス転移点の低いポリオレフィン等では液状分散剤の添加量が増大すると成形品表面に液状分散剤がブリードアウトし、成形品をべたつかせるため実用的でない。
【特許文献１】なし。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は熱安定性が劣り、且つ分解温度近傍まで溶融しない機能性物質を低温にて微細且つ均一に分散させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の機能性物質を溶融混練した樹脂組成物は、低温にて溶融するポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された低分子量ポリオレフィンと、熱安定性に劣り、且つ分解温度以上まで固体で存在する機能性物質を予め低温にて分散処理した後、熱可塑性樹脂と溶融混練されることを特徴とする。
【０００８】
即ち、本発明は、分解開始温度が２００℃以下であり、且つ分解温度にて溶融しないことを特徴とする無機難燃剤の機能性物質０．１〜５０重量％に対し、融点ないしは滴下点が１００℃以下かつ常温にて固体であり、ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合されたＭｗ５００００以下の低分子量ポリオレフィンワックスであることを特徴とする分散剤組成物０．１〜５０重量％、ポリオレフィン樹脂４９．９〜９９．８重量％含有することを特徴とする樹脂組成物、および該樹脂組成物を用いてなる成形品に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の樹脂組成物は、熱安定性に劣る固体状の機能性物質を予め低温にて分散処理するため、樹脂組成物を作成する際の溶融混練時に分解することなく、且つ耐ブリードアウト性もあるため例えばフイルム状の成形品に成形加工した後でも表面のべとつき等による不具合は生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、本発明の機能性物質について説明する。プラスチック成形品へ種々の機能性を持たせるため近年では多くの機能性物質がプラスチック添加剤として用いられている。
【００１１】
例えばプラスチック成形品の成形加工時や高温使用時の酸化によるポリマーの分解抑制のために各種酸化防止剤、具体的にはフェノール系、リン系、硫黄系酸化防止剤が用いられる。屋外用途で用いられる成形品の寿命を向上させるため紫外線吸収剤や光安定剤、具体的にはベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やヒンダートアミン系光安定剤が使用される。プラスチック成形品の静電気による埃の付着防止には帯電防止剤、具体的にはアミン系やグリセライド系の化合物が用いられる。プラスチックを着色し成形品の意匠性を高めるため各種染料や無機ないしは有機顔料を分散処理した着色剤が用いられる、プラスチック成形品の表面のすべり性を改良するためにスリップ剤、具体的には脂肪酸アミド化合物が用いられる。成形品の軽量化のためには発泡剤、具体的にはアゾ化合物や炭酸塩等が用いられる。プラスチック成形品の難燃化を図るためには無機物としてリン系や金属水酸化物が、有機物としてハロゲン化合物やリン酸エステルが用いられる。
【００１２】
プラスチック成形品に難燃機能を付与させるためにはハロゲン系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤、リン系難燃剤や金属塩の水和物等が普遍的に用いられる。
【００１３】
これら機能性物質は通常熱可塑性樹脂に溶融混練し、熱可塑性樹脂に均一に分散された形態で成形品中に存在することが一般的である。
【００１４】
次に、本発明中のポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された低分子量ポリオレフィンについて述べる。ここで用いられるカルボン酸ないしはそのエステルとは一般的にアクリル酸、アクリル酸メチルないしはエチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチルないしはエチル、酢酸ビニル、モンタン酸ないしはモンタン酸メチル、エチル等が挙げられる。これらの酸ないしはそのエステル成分とポリエチレン成分を共重合することによりポリエチレン単独重合体と比較し、結晶化度の低下による透明性の向上、柔軟性の向上、融点ないしは滴下点の低下が特徴として挙げられる。本発明に用いられる低分子量ポリオレフィンワックスの融点ないしは滴下点は１００℃以下かつ常温にて固体である必要がある。ワックスの融点（滴下点）が１００℃を上回った場合、低温での難燃剤や発泡剤との混練が不可能となる。
【００１５】
本発明で用いられるポリオレフィン樹脂とは、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンならびにアクリル酸、酢酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボン酸ならびにそのエステルや無水物による変性体が含まれる。
【００１６】
[実施例]
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「％」は、「重量％」を表す。
［実施例１〜３］
表１に示す配合組成で、分散体部分は加圧ニーダーにて９０℃にてローター回転数６０ｒｐｍにて１０分間均一になるように分散処理した後、フルフライトスクリューを装填した単軸押出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）にてシリンダ温度１２０℃（実施例２では１５０℃）、スクリュー回転数８０ｒｐｍにてポリオレフィン樹脂と溶融混練し、直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状ペレットを作成した。
【００１７】
得られたペレットはさらにＴダイ付きフルフライトスクリュー装填の単軸押出機（口径＝３０ｍｍＬ／Ｄ＝３２）にてシリンダ・ダイ温度８０℃にて幅１３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのフイルムを成形し機能性物質の分散性とブリードアウト性を評価した。
［比較例１〜３］
表２に示す配合組成ならびに分散・溶融混練方法により実施例１〜３と同様のペレットを作成の上、実施例と同様のフイルム成形ならびに評価をおこなった。
【００１８】
但し、比較例1は分散体を予め作成せず、2軸押出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４３）にてシリンダ温度１３０℃、スクリュー回転数３５０ｒｐｍにて難燃剤とポリオレフィン樹脂を直接溶融混練し、ペレット化をおこなった。
【００１９】
比較例２の分散体作成時は実施例１と同方法であるが加圧ニーダーは常温にて運転した。
【００２０】
また、比較例3の分散体作成時は実施例１と同方法であるが加圧ニーダーは１２０℃にて運転した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
表１に示す方法では、ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合された低分子量ポリオレフィンと固体である機能性物質を予め低温にて分散処理した後単軸押出機にて溶融混練した樹脂組成物は成形品としても優れた性能が確保されることがわかったのに対し、表２に示す方法では、機能性物質の分解やブリードアウトにより必ずしも良好な成形品が確保されないことがわかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解開始温度が２００℃以下であり、且つ分解温度にて溶融しないことを特徴とする無機難燃剤の機能性物質０．１〜５０重量％に対し、融点ないしは滴下点が１００℃以下かつ常温にて固体であり、ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合されたＭｗ５００００以下の低分子量ポリオレフィンワックスであることを特徴とする分散剤組成物０．１〜５０重量％、ポリオレフィン樹脂４９．９〜９９．８重量％含有することを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂組成物を用いてなる成形品。
【請求項１】
分解開始温度が２００℃以下であり、且つ分解温度にて溶融しないことを特徴とする無機難燃剤の機能性物質０．１〜５０重量％に対し、融点ないしは滴下点が１００℃以下かつ常温にて固体であり、ポリエチレンとカルボン酸ないしはそのエステルと共重合されたＭｗ５００００以下の低分子量ポリオレフィンワックスであることを特徴とする分散剤組成物０．１〜５０重量％、ポリオレフィン樹脂４９．９〜９９．８重量％含有することを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂組成物を用いてなる成形品。
【公開番号】特開２００８−８８３３９（Ｐ２００８−８８３３９Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７２５８７（Ｐ２００６−２７２５８７）
【出願日】平成１８年１０月４日（２００６．１０．４）
【出願人】（０００２２２１１８）東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月４日（２００６．１０．４）
【出願人】（０００２２２１１８）東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Ｆターム（参考）】
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