説明

熱可塑性樹脂組成物

【課題】 生分解性樹脂を含む樹脂組成物の耐衝撃強度、耐熱性、加工性のバランス改良。
【解決手段】 生分解性樹脂(A)1〜89.5重量%、ゴム強化スチレン系樹脂(B)98.5〜10重量%および(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)0.5〜40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。詳しくは、耐衝撃強度、耐熱性、加工性のバランスに優れた生分解性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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、生分解性を有する一方で上記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、その生分解性から、特に高湿度環境下において長期使用に耐え得る耐久性が懸念され、またノッチ付き衝撃強度および、耐熱性に劣るといった欠点がある。
一方、ABS樹脂は、優れた物性バランスおよび成形加工性を有しており、広範な分野に利用されている。
このため、例えば特開2000−327847号公報(特許文献1)には、脂肪族ポリエステル構造を持つ重合体とABS樹脂を含むポリオレフィンを配合して、自然環境の中で崩壊する高分子の改良技術が提案されている。しかしながら、これら組成物は、成形品の成形及び使用において樹脂の崩壊や劣化が危惧されるほか、耐衝撃性等の物性バランス面で必ずしも満足できる材料とは言い難い。
また、特開2004−269720号公報(特許文献2)、特開2005−171204号公報(特許文献3)には、ポリ乳酸とメタアクリル酸エステル系重合体からなる樹脂組成物が提案されているが、耐衝撃性が不十分であり、また十分な耐熱性を得るためには、メタクリル酸エステル系重合体が過剰に必要となり、結果として物性バランスが低下するという問題が発生する。
【特許文献1】特開2000−327847号公報
【特許文献2】特開2004−269720号公報
【特許文献3】特開2005−171204号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明者らは、生分解性樹脂とゴム強化スチレン系樹脂とからなる組成物における上記の品質上の問題点の改良について鋭意検討した結果、生分解性樹脂とゴム強化スチレン系樹脂とからなる組成物に特定量の(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体を配合してなる組成物が、耐衝撃強度、耐熱性、加工性のバランスに優れた樹脂組成物であることを見い出し、本発明に到達したものである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
すなわち本発明は、生分解性樹脂(A)1〜89.5重量%、ゴム強化スチレン系樹脂(B)98.5〜10重量%および(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)0.5〜40重量%からなる熱可塑性樹脂組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【0005】
本発明における生分解性樹脂を含む樹脂組成物は、耐衝撃強度、耐熱性、加工性のバランスに優れるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明の熱可塑性樹脂組成物につき詳細に説明する。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を構成する生分解性樹脂(A)としては、ポリエステル系の樹脂であり、ポリ乳酸、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、ポリブチレンサクシネート・テレフタレート、ポリエチレンサクシネート、およびポリブチレンサクシネート・カーボネート等のポリアルキレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸共重合体等が挙げられる。これらのうち、特にポリ乳酸、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、ポリブチレンサクシネート・テレフタレート、ポリエチレンサクシネートが好ましい。市販されているこれら生分解性樹脂としては、例えば三井化学(株)製 商品名:レイシア、ユニチカ(株)製 商品名:テラマック、昭和高分子(株)製 商品名:ビオノーレ、BASF社製 商品名:エコフレックス、デュポン社製 商品名:バイオマックス、(株)日本触媒製 商品名:ルナーレ、三菱瓦斯化学(株)製 商品名:ユーペック等が挙げられる。
【0007】
また、本発明に用いるゴム強化スチレン系樹脂(B)とは、ゴム状重合体の存在下にスチレン系単量体またはスチレン系単量体とシアン化ビニル系単量体および必要に応じて他の共重合可能な単量体の1種または2種以上とを共重合してなる樹脂である。
ゴム強化スチレン系樹脂(B)を構成することのできるゴム状重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエンースチレン共重合体、イソプレン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−イソプレン−スチレン共重合体、ポリクロロプレンなどのジエン系ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体、エチレン−ブテン−1−非共役ジエン共重合体、またポリブチルアクリレートなどのアクリル系ゴム、ポリオルガノシロキサン系ゴム、さらにはこれらの2種以上のゴムからなる複合ゴム等が挙げられ、一種又は二種以上用いることができる。これらのうち、特にジエン系ゴムが好ましい。
【0008】
スチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、ブロムスチレン等が挙げられ、一種又は二種以上用いることができる。特にスチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
スチレン系単量体と共に用いることのできるシアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられ、またスチレン系単量体とシアン化ビニル系単量体と共に用いることのできる他の共重合可能な単量体としては、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル等の不飽和酸系単量体、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドなどのマレイミド系単量体などが挙げられ、それらはそれぞれ一種又は二種以上用いることができる。
【0009】
ゴム強化スチレン系樹脂(B)を構成するゴム状重合体と単量体合計(スチレン系単量体、シアン化ビニル系単量体および他の共重合可能な単量体)との組成比率には制限はないが、組成物の物性バランス面、特に耐衝撃強度の面より、ゴム状重合体5〜70重量%、単量体合計95〜30重量%であることが好ましい。
また、ゴム強化スチレン系樹脂(B)の重合方法についても特に制限はなく、乳化重合、懸濁重合、塊状重合、溶液重合またはこれらの組み合わせにより製造することができる。
【0010】
本発明において用いられるアクリル酸エステル(共)重合体(C)とは、(メタ)アクリル酸エステル単量体を(共)重合してなる(共)重合体である。
(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等が挙げられる。
【0011】
本発明における熱可塑性樹脂組成物は、上記の生分解性樹脂(A)1〜89.5重量%、ゴム強化スチレン系樹脂(B)98.5〜10重量%および(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)0.5〜40重量%からなるものであり、この範囲外では樹脂組成物における耐衝撃強度、耐熱性、加工性のバランスが低下するため好ましくない。好ましくは生分解性樹脂(A)1〜69.5重量%、ゴム強化スチレン系樹脂(B)98.5〜30重量%および(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)0.5〜30重量%である。
【0012】
さらに本発明の熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃強度と耐熱性のバランスを調整するために、ゴム強化スチレン系樹脂(B)中のゴム状重合体の含有濃度の調整を目的とし、スチレン系単量体またはスチレン系単量体とシアン化ビニル系単量体および必要に応じて他の共重合可能な単量体の1種または2種以上とを共重合してなるスチレン系共重合体樹脂(D)を配合することができる。
スチレン系単量体またはスチレン系単量体とシアン化ビニル系単量体および必要に応じて他の共重合可能な単量体としては、上記ゴム強化スチレン系樹脂(B)の構成成分として例示したものが挙げられる。さらに耐熱性付与のために、スチレン系単量体としてα−メチルスチレンや、またN−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドなどのマレイミド系単量体を用いることが好ましい。
【0013】
また、本発明における熱可塑性樹脂組成物には、上記各成分の他に、その物性を損なわない限りにおいて、その目的に応じて樹脂の混合時、成形時等に安定剤、顔料、染料、補強剤(タルク、マイカ、クレー、ガラス繊維等)、着色剤(カーボンブラック、酸化チタン等)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤、無機および有機系抗菌剤等の公知の添加剤を配合することができる。
【0014】
本発明における生分解性樹脂(A)、ゴム強化スチレン系樹脂(B)、および(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)の混合方法としては、バンバリーミキサー、押出機等公知の混練機を用いる方法が挙げられる。又混合順序にも何ら制限はなく、三成分の一括混練はもちろんのこと、予め任意の二成分を混合した後に残る一成分を混合することも可能である。
【0015】
[実施例]
以下に実施例を用いて本発明を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。
【0016】
生分解性樹脂(A)
A−1:ポリ乳酸(三井化学(株)社製 LACEA H−400)
A−2:ポリ乳酸(三井化学(株)社製 LACEA H−440)
【0017】
ゴム強化スチレン系樹脂(B)
ゴム強化スチレン系樹脂(B−1〜B−4)を、それぞれ以下の方法により製造した。
B−1:容積が15リットルのプラグフロー塔型反応槽(「新ポリマー製造プロセス」(工業調査会、佐伯康治/尾見信三著)185頁、図7.5(b)記載の三井東圧タイプと同種の反応槽で10段に仕切られたC1/C0=0.955を示すもの。)に10リットルの完全混合槽2基を直列に接続した連続的重合装置を用いてゴム強化スチレン系樹脂を製造した。プラグフロー塔型反応槽が粒子形成工程を、第2反応器である1基目の完全混合槽が粒子径調整工程を、第3反応器が後重合工程を構成する。
プラグフロー塔型反応槽にスチレン54.6重量部、アクリロニトリル17.2重量部、エチルベンゼン22.4重量部、日本ゼオン社製Nipol NS320Sを5.8重量部、t−ドデシルメルカプタン0.20重量部、1、1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3、3、5−トリメチルシクロヘキサン0.045重量部からなる原料を調整し、この原料を3段の攪拌式重合槽列反応器に10kg/hで連続的に供給して単量体の重合をおこなった。3段目の槽より重合液を予熱器と減圧室より成る分離回収工程に導いた。
回収工程から出た樹脂は押出工程を経て粒状のペレットとしてゴム強化スチレン系樹脂B−1を得た。
【0018】
B−2:上記製法において、スチレン62.2重量部、アクリロニトリル10.3重量部、エチルベンゼン17.5重量部、日本ゼオン社製Nipol NS310Sを10.0重量部、t−ドデシルメルカプタン0.20重量部、1、1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3、3、5−トリメチルシクロヘキサン0.055重量部からなる原料を調整し、プラグフロー塔型反応槽に供給した以外は、上記製法と同様に行い、ゴム強化スチレン系樹脂B−2を得た。
【0019】
B−3:上記製法において、スチレン84.3重量部、エチルベンゼン10.5重量部、旭化成社製ジエン55AEを5.2重量部、1、1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3、3、5−トリメチルシクロヘキサン0.04重量部からなる原料を調整し、プラグフロー塔型反応槽に供給した以外は、上記製法と同様に行い、ゴム強化スチレン系樹脂B−3を得た。
【0020】
B−4:窒素置換した反応器にポリブタジエンラテックス(重量平均粒子径0.25μ、ゲル含有量90%)50部(固形分)、水150部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩0.1部、硫酸第2鉄0.001部、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.4部を入れ、60℃に加熱後、アクリロニトリル12.5部、スチレン37.5部およびキュメンハイドロパーオキサイド0.3部からなる混合物を3時間に亘り連続的に添加し、更に60℃で2時間重合した。その後、塩析・脱水・乾燥後、ゴム強化スチレン系樹脂B−4を得た。
【0021】
(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)
C−1:ポリメタクリル酸メチル(住友化学(株)製 スミペックスMG−SS)
C−2:ポリメタクリル酸メチル(住友化学(株)製 スミペックスMH−F)
【0022】
スチレン系共重合体樹脂(D)
D−1:スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体(電気化学(株)製 デンカIP MS−NC)
D−2:スチレン75重量部およびアクリロニトリル25重量部を公知の塊状重合法により共重合を行い共重合体D−2を製造した。
【0023】
〔実施例1〜10、比較例1〜6〕
上記、生分解性樹脂(A−1〜2)、ゴム強化スチレン系樹脂(B−1〜4)、(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C−1〜2)およびスチレン系共重合体樹脂(D−1〜2)を表1に示す配合割合で混合し、30mmニ軸押出機を用いて220℃で溶融混合し、ペレット化した後、射出成形機にて各種試験片を作成し、物性を評価した結果を表1に示す。なお、それぞれの評価方法を以下に示す。
【0024】
○加工性:ISO 1133に基づきメルトインデックス(220℃、10Kg)を測定した。単位:g/10分。
○衝撃強度
ISO 179に準拠し、ノッチ付きのシャルピー衝撃値を測定した。単位:kJ/m
○耐熱性
ISO 75に準拠し、荷重1.8MPaの荷重たわみ温度(℃)を測定した。
【0025】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0026】
以上のように、本発明は、生分解性樹脂とゴム強化スチレン系樹脂からなる組成物に、特定量の(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体を配合することにより、耐衝撃強度と耐熱性、加工性のバランスに優れた樹脂組成物が得られるものであり、家電分野、建材分野、サニタリー分野等に広く用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
生分解性樹脂(A)1〜89.5重量%、ゴム強化スチレン系樹脂(B)98.5〜10重量%および(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体(C)0.5〜40重量%からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【請求項2】
生分解性樹脂(A)がポリ乳酸である請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。

【公開番号】特開2007−211206(P2007−211206A)
【公開日】平成19年8月23日(2007.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−35149(P2006−35149)
【出願日】平成18年2月13日(2006.2.13)
【出願人】(399034220)日本エイアンドエル株式会社 (186)
【Fターム(参考)】