説明

熱可塑性樹脂組成物およびフィルム又はシート

【課題】低白化性に優れ、かつ強度の良好なフィルム又はシートを提供すること。
【解決手段】ポリ乳酸樹脂(A)5〜95重量%、ブチル(メタ)アクリレートおよび/またはブタジエン5〜40重量%、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、フェニルメタクリレート、メチルメタアクリレート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドから選ばれた少なくとも1種の単量体95〜60重量%からなる単量体混合物を重合して得られた共重合体(B)95〜5重量%からなる熱可塑性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物に関するものである。さらに詳しくは、該熱可塑性樹脂組成物からなる、低白化性に優れ、かつフィルム強度の良好なフィルム又はシートに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリエチレンテレフタレート(以下PETと記す。)は、透明性、強度に優れるため、ペットボトルや各種包装用材料あるいは偏光板や拡散板等の光学用部品として使用されている。
しかしながら、PETは透明性や強度に優れるものの、成形性や印刷特性あるいは接着性に劣る、更には耐熱性の不足により使用条件によっては容易に成形品が変形してしまうことや、成形サイクルが長いという欠点を有していることが知られている。
これらの問題点に対して、結晶化を促進させる結晶核剤を添加したり、他のポリエステル樹脂(例えばポリブチレンテレフタレートやポリカーボネート樹脂)やABS樹脂等とのアロイ化が提案されているが、光学特性の低下の問題があるため、十分な問題解決には至っていない。
また、PETは、打ち抜き加工性、あるいは低白化性の点から各種包装材料、工業用途製品に使用されているが、表面硬度や耐候性に劣るといった問題点が指摘されている。一方、他の透明性樹脂としてはポリメチルメタアクリレート樹脂やポリカーボネート樹脂、メチルメタアクリレート−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリスチレン等が知られているが、そのコストや打ち抜き加工性、あるいは折り曲げ白化性等の低白化性の点からPETに替る材料は無いのが現状である。
一方、近年、地球的規模での環境問題として、石油化学製品の使用増加による石油資源の将来性が危ぶまれている。例えば、ポリ乳酸樹脂は植物であるとうもろこしや芋類を原料として得られる乳酸からなる樹脂であり、石油を原料としない環境対応型の樹脂として知られている。しかしながら、ポリ乳酸樹脂はフィルムあるいはシート成形における成形性や強度に劣るといった欠点がある。
【特許文献1】特開2004−292547号公報
【特許文献2】特開2002−194167号公報
【特許文献3】特開2004−189833号公報
【特許文献4】特開2007−246678号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は低白化性に優れ、かつ強度の良好なフィルム又はシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
すなわち本発明は、ポリ乳酸樹脂(A)5〜95重量%、ブチル(メタ)アクリレートおよび/またはブタジエン5〜40重量%、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、フェニルメタクリレート、メチルメタアクリレート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドから選ばれた少なくとも1種の単量体95〜60重量%からなる単量体混合物を重合して得られた共重合体(B)95〜5重量%からなる熱可塑性樹脂組成物、および該熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム又はシートを提供するものである。
【発明の効果】
【0005】
本発明のフィルム又はシートは、低コストであり、低白化性に優れ、かつ強度に優れるものであり、各種包装用材料や各種工業用製品として有効に使用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明におけるポリ乳酸(A)とは、ポリ乳酸および乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体を意味する。とうもろこしなどの植物から得られたでんぷんを発酵させて、乳酸とし、化学合成にてポリマー化したものである。
乳酸としては、L−および/またはD−乳酸、乳酸の二量体であるラクトンなどが挙げられる。さらに乳酸と共重合可能なヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸などが挙げられ、1種又は2種以上使用できる。
本発明においては、市販されているポリL−乳酸が好ましい。
ポリ乳酸の分子量には特に制限ないが、物理的、熱的特性の面より重量平均分子量が3万以上であることが好ましい。
ポリ乳酸としては、三井化学社製「LACEA」、米国Nature WorksLLC社製「Nature Works」、ユニチカ社製「テラマック」、東レ社製「エコディア」、三菱樹脂社製「エコロージュ」などの名称で市販されているものを利用できる。
【0007】
本発明における共重合体(B)は、ブチル(メタ)アクリレートおよび/またはブタジエン5〜40重量%、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、フェニルメタクリレート、メチルメタアクリレート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドから選ばれた少なくとも1種の単量体95〜60重量%からなる単量体混合物を重合して得られた共重合体であって、ガラス転移温度が40℃以上である。
ブチル(メタ)アクリレートおよび/またはブタジエンが5重量%未満(アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、フェニルメタクリレート、メチルメタアクリレート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドから選ばれた少なくとも1種の単量体が95重量%を超える)では十分な打ち抜き強度が得られず、またブチル(メタ)アクリレートおよび/またはブタジエンが40重量%を超える(アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、フェニルメタクリレート、メチルメタアクリレート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドから選ばれた少なくとも1種の単量体が60重量%未満)と最終製品に求められる剛性が不足する傾向にあるため好ましくない。
また、本発明における共重合体のガラス転移温度については何ら制限はないが、20℃以上であることが好ましく、特に最終製品の着色や成形性の点から30〜120℃であることが好ましい。
なお、ガラス転移温度については、上記にて使用する単量体の種類および使用比率により任意に調整することが可能である。また、ガラス転移温度ついては、セイコーインスツルメンツ社製 示差走査熱量計(DSC6200)を用い、窒素気流下で開始温度50℃、昇温速度2℃/分の条件により測定した。
【0008】
また、共重合体(B)おいては、その目的を阻害しない範囲内で他のビニル系単量体を使用することも可能である。このような他のビニル系単量体としては、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート2−エチルエキシルアクリレート、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フマロニトリル、ジビニルベンゼン、N−ヘキシルマレイミド、無水マレイン酸、アクリル酸、メタアクリル酸等が例示される。
【0009】
本発明における上記共重合体(B)の数平均ポリスチレン換算分子量は2万以上、分子量分布(Mw/Mn)は3.0未満であることが、成形性あるいは最終製品の強度の点から好ましい。これら数平均ポリスチレン換算分子量および分子量分布については、重合の際の反応温度や時間、開始剤等の重合時の添加剤の添加量等を変更することが可能である。なお、数平均ポリスチレン換算分子量および分子量分布は一般的なGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)を用いて測定が可能である。
【0010】
本発明における共重合体(B)は、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等の公知の重合法によって製造することができる。
【0011】
本発明においては、共重合体(B)中の200℃における揮発成分が多いと、フィルムあるいはシート加工時の目ヤニの原因ともなり、製品外観を損ねる不具合が発生しやすい。そのため揮発成分量は0.2重量%未満であることが好ましい。揮発成分量は、例えば重合終了時のストリッピング操作や、造粒の際に造粒機としてベント付造粒機を使用し、造粒温度や吐出量等の造粒条件を変更することにより調整することが可能である。
なお、揮発成分量は、セイコーインスツルメンツ社製 TG/DTA 6300を用い、窒素気流下において、測定開始温度50℃、昇温速度2℃/分の測定条件で昇温した際の200℃における重量減少率を測定することにより求めた。
【0012】
本発明における熱可塑性樹脂組成物は、上記のポリ乳酸樹脂(A)5〜95重量%および共重合体(B)95〜5重量%からなるものである。ポリ乳酸樹脂(A)が5重量%未満では成形性に劣る傾向にあり、また95重量%を超えると最終製品で要求される十分な強度が得られない傾向にあるため好ましくない。好ましくはポリ乳酸樹脂(A)が20重〜80重量%の範囲である。
【0013】
本発明の熱可塑性樹脂組成物においては、さらにTinuvin P、234、326、329、360(チバスペシャルティケミカルズ社製)等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、スミソーブ100、110、130(住友化学(株)製)等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、スミソーブ400(住友化学(株)製)等のベンゾエート系紫外線吸収剤、アデカスタブLA−77(旭電化工業(株)製)、Uvinul4050H、5050H(BASF社製)等のヒンダードアミン系光安定剤から選ばれた光安定剤やポリカルボジイミドなどの加水分解抑制剤を1種または2種以上添加することが可能である。
さらに目的に応じてシリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機微粒子や、メタクリル系樹脂、シリコン樹脂等からなる有機架橋微粒子、その他染顔料、滑剤、難燃剤、離型剤および酸化防止剤等を添加することも可能である。
【0014】
本発明におけるフィルムあるいはシート成形品は、ポリ乳酸(A)および共重合体(B)を直接に成型機に投入して作成、またはポリ乳酸(A)および共重合体(B)を通常の造粒機(例えばバンバリー、ロール、単軸押出機、2軸押出機等)を用いて溶融混練した後、インフレーション成形機、カレンダー成形機、シート押出機、フィルム押出機等の目的に応じた成形機を使用して作成することができる。また、多層成形機あるいはラミネート工法により他樹脂との多層フィルムあるいは多層シートとすることも可能である。
また、成形温度は160〜280℃であることが好ましい。成形温度が160℃未満では十分な溶融状態に無いため成形機に負担がかかりやすく、280℃を超えると変色や焼け異物混入による外観不良を引き起こす傾向にあるため好ましくない。
【0015】
さらに、本発明においては、得られたフィルム又はシート1mあたり、直径100〜500μmの欠点(フィルム又はシート中に含有するポリマー凝集物等の異物)が20個未満であることが好ましい。この欠点の個数は、特に共重合体(B)の重合の際の反応温度や反応時間等の反応条件の調整、あるいは本発明における組成物を造粒や成形する際に造粒機や成形機にフィルター(例えば金属メッシュや焼結フィルター)を取り付けることにより調整することが可能である。
【0016】
本発明のシート・フィルム成形品の具体的用途としては、食品包装、シールラミネート等の包装用材、磁気テープやコンデンサ、拡散板や偏光板、マスキングフィルムや剥離紙等の各種工業用材が挙げられる。
【0017】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。
【0018】
〔実施例〕
−ポリ乳酸樹脂(A)−
ポリ乳酸樹脂A−1:三井化学株式会社製 LACEA H−400を用いた。
【0019】
−共重合体(B)−
共重合体B−1:公知の塊状重合法により、ブチルアクリレート35重量部、アクリロニトリル15重量部、スチレン50重量部、t−ドデシルメルカプタン0.03重量部からなる単量体混合物の重合を行った。重合に続いて、反応槽から連続的に抜き出された重合液を脱揮発分装置に供給して未反応単量体や有機溶剤等の揮発性成分を分離した後、シリンダー温度200℃に設定した押出機を用いて樹脂のペレット化を行い、共重合体B−1を作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は47℃、数平均分子量は約6万、揮発分は0.19重量%であった。
【0020】
共重合体B−2:公知の乳化重合法により、ブタジエン25重量部、メチルメタアクリレート15重量部、スチレン60重量部、t−ドデシルメルカプタン0.1重量部からなる単量体混合物の重合を行った。得られたラテックスをストリッピング処理(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)した後、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、共重合体B−2を作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は63℃、数平均分子量は約4万、揮発分は0.16重量%であった。
【0021】
共重合体B−3:公知の乳化重合法により、ブチルアクリレート40重量部、アクリロニトリル10重量部、α−メチルスチレン50重量部、t−ドデシルメルカプタン0.1重量部からなる単量体混合物の重合を行った。得られたラテックスをストリッピング(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)処理した後、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、共重合体B−3を作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は71℃、数平均分子量は約4万、揮発分は0.17重量%であった。
【0022】
共重合体B−4:公知の乳化重合法により、ブチルアクリレート15重量部、アクリロニトリル15重量部、スチレン70重量部、t−ドデシルメルカプタン0.1重量部からなる単量体混合物の重合を行った。得られたラテックスをストリッピング処理(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)した後、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、共重合体B−4を作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は78℃、数平均分子量は約4万、揮発分は0.15重量%であった。
【0023】
共重合体B−5:公知の乳化重合法により、ブチルアクリレート35重量部、メチルメタアクリレート60重量部、スチレン5重量部、t−ドデシルメルカプタン0.3重量部からなる単量体混合物の重合を行った。得られたラテックスをストリッピング処理(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)した後、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、共重合体B−5を作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は46℃、数平均分子量は約3万、揮発分は0.16重量%であった。
【0024】
共重合体B−i:公知の乳化重合法により、アクリロニトリル20重量部、スチレン80重量部、t−ドデシルメルカプタン0.1重量部からなる単量体混合物の重合を行った。得られたラテックスをストリッピング処理(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)した後、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、共重合体B−iを作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は114℃、数平均分子量は約4万、揮発分は0.18重量%であった。
【0025】
共重合体B−ii:公知の乳化重合法によりスチレン25重量部、メチルメタアクリレート75重量部からなる単量体混合物の重合を行なった。得られたラテックスをストリッピング処理(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)した後、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、共重合体B−iiを得た。
得られた樹脂のガラス転移温度は106℃、数平均分子量は約4万、揮発分は0.18重量%であった。
【0026】
グラフト共重合体B−iii:公知の乳化重合法によりポリブタジエンラテックス100重量部(固形分50重量%)の存在下で、スチレン25重量部、メチルメタアクリレート75重量部からなる単量体混合物を重合を行なった。得られたラテックスをストリッピング処理した後(60℃、−0.1Mpaの条件下で8時間)、硫酸を用いて塩析・脱水を行い、グラフト重合体B−iiiを作成した。
得られた樹脂のガラス転移温度は106℃、数平均分子量は約4万、揮発分は0.1重量%であった。
【0027】
〔実施例1〜7、比較例1〜3〕
表1に示す組成比率に基づき、上記のポリ乳酸樹脂(A−1)および共重合体(B−1〜5、B−i〜iii)を混合した後、混合物100重量部当たりカルボジライト(LA−1 日清紡績製)を1部添加し、2軸押出機(設定温度220℃)で一括混練して各種組成物を得た。このようにして得られたペレットを80℃にて予備乾燥の後、長瀬産業製デナフィルターを装着したフィルム成形機(田辺プラスチック機械社製)を用いて、シリンダー設定温度230℃の条件で100μ厚みのフィルムを作成し、各種試験を行った。結果を表1に示す。なお、各種の試験条件は下記の通りである。
【0028】
透明性:ヘーズメーター(HM−150 村上色彩技術研究所)を用いて全光線透過率を測定した。単位:%
耐折り曲げ強さ試験:東洋精機社製MIT-D試験機を使用し、破断までの折り曲げ回数を測定した。単位:回
低白化性:JIS K 7113に準じ、引張り強度を測定した試料の白化の度合いを目視にて評価した。
○:白化なし
×:白化が認められる
欠点検査:表面欠陥検査装置(株アヤハエンジニアリング製 FITS−L)を用いて、直径100〜500μmの欠点数を測定した。
単位:個/1m
【0029】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0030】
本発明にて得られたフィルム・シート成形品は、低白化性に優れ、かつ打ち抜き加工性の良好なフィルム又はシートとして、各種包装用あるいは工業用製品として特に有効に使用可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリ乳酸樹脂(A)5〜95重量%、ブチル(メタ)アクリレートおよび/またはブタジエン5〜40重量%、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、フェニルメタクリレート、メチルメタアクリレート、マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドから選ばれた少なくとも1種の単量体95〜60重量%からなる単量体混合物を重合して得られた共重合体(B)95〜5重量%からなる熱可塑性樹脂組成物。
【請求項2】
共重合体(B)に含まれる200℃における揮発分が0.2重量%未満である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項3】
1mあたり、直径100〜500μmの欠点が20個未満である請求項1から2に記載のフィルム又はシート。

【公開番号】特開2009−242596(P2009−242596A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−90908(P2008−90908)
【出願日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【出願人】(399034220)日本エイアンドエル株式会社 (186)
【Fターム(参考)】