JPH0749492B2 - セルロ−ス誘導体熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無機充填材としてシリカを添加し、耐熱性、
表面硬度および剛性等の物性を向上させたセルロース誘
導体熱可塑性樹脂組成物に関する。

〔従来技術〕

セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオ
ネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロー
ス誘導体は、単独で加熱すると溶融と同時に著しく着色
し分解が起こるため、通常適宜な可塑剤の添加により、
流動性を高め熱分解を抑制し、よって成形性に富み、か
つ可撓性、透明性に優れたセルロース誘導体熱可塑性樹
脂とするが、このセルロース誘導体熱可塑性樹脂の適度
な吸湿性を生かし、更に無機充填材や染顔料等を添加し
て不透明にし、感触、風合等をベッ甲、水牛角、象牙に
近くしたものが、装飾品等にそれらの模造品として広く
使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、天然素材のベッ甲、水牛角、象牙に比べ
耐熱性、表面硬度等の性能面において不充分であり、セ
ルロース誘導体熱可塑性樹脂の用途拡大の障げとなって
いるのが現状である。

本発明は、分散性、成形性が良く、耐熱性、表面硬度、
剛性等が高い無機充填材含有セルロース誘導体熱可塑性
樹脂組成物を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記目的を達成するため種々の無機充填材
について鋭意検討した結果、セルロース誘導体熱可塑性
樹脂に特定の条件を満足するシリカを添加すれば、分散
性、成形性が良く、他の無機充填材よりも補強効果が強
く、耐熱性、表面硬度、剛性等が著しく改善されること
を知見したことに基づき、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、セルロース誘導体熱可塑性樹脂10
0重量部に対して、シラノール基数が100平方オングスト
ローム当り3.0以下で、かつBET比表面積が100〜210m²/g
のシリカを10〜40重量部配合してなるセルロース誘導体
熱可塑性樹脂組成物である。

本発明に使用されるセルロース誘導体としては、セルロ
ースアセテート、セルロースアセテートプロピオネー
ト、セルロースアセテートブチレートおよび硝酸セルロ
ースなどが挙げられるが、セルロースアセテートが好ま
しい。

このセルロースアセテートには種々の可塑剤が添加され
るが、その代表的なものとしては、ジメチルフタレー
ト、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジメト
キシエチルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレ
ート、ブチルフタリルブチルグリコレート等のフタル酸
エステル、トリアセチン、ジグリセリンテトラアセテー
ト等のグリセリンエステル、トリフェニルホスフェー
ト、トリクレジルホスフェート等の正燐酸エステル、ジ
ブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジブチルア
ゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケー
ト等の二塩基性脂肪酸エステルなどが挙げられ、そのな
かでもジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブ
チルフタレートが好ましい。可塑剤の添加量としてはセ
ルロースアセテート100重量部に対し、20〜50重量部が
最適であり、20重量部以下では著しく流動性が低下し、
成形温度が高くなり、樹脂の劣化や着色を生じる。ま
た、50重量部以上では流動性は向上するが、樹脂自体が
柔軟になり、硬度向上のためのシリカの添加量が多くな
り、衝撃強度が低下し、成形素材として好ましくない。

また、無機充填材としてのシリカは湿式法、乾式法など
各種のものが市販されているが、なかでも本発明の目的
のためには、シラノール基数が100平方オングストロー
ム当り3.0以下で、かつBET比表面積が100〜210m²/gの条
件を満すシリカが良く、このようなシリカとしては、例
えば湿式法により得られる沈殿シリカを加熱処理するこ
とによって製造されたものを挙げることができる。

ここで、本発明に言うシラノール基数とは熱分析法によ
り求めた値である。すなわち、加熱によりシラノール基
２個が縮合して水分子１個が生成するという脱水反応を
利用し、熱天秤による連続的な減量曲線から算出したも
のである。試料を900℃まで加熱し、150℃を基準として
900℃と150℃間の減量から下記の式より求めた。（但
し、150℃以下の減量は吸着水とした。） A:900℃と150℃間の減量（％） B:150℃以下の減量（％） C:試料のBET比表面積（m²/g） シラノール基数が3.0以上ではシリカ表面のシラノール
基に吸着する水分が多く、この結合水がセルロース誘導
体熱可塑性樹脂に配合し、成形用素材として造粒を行な
う工程において発泡したり、セルロース誘導体の加水分
解を促進したり、また水素結合により粒子間の自己凝集
力が強く働き、セルロース誘導体熱可塑性樹脂中への分
散が不良となるなど多くの問題を生じる。

一方、本発明で言うBET比表面積とは、BET法による窒素
ガス吸着量から求めた比表面積であり、その測定法はAS
TM D−3037に規定されている。このBET比表面積値はシ
リカの基本粒子径の代用値とされ、100m²/g未満では粒
径が荒く、これを配合し成形した場合、平滑な表面なら
びに充分な硬度が得られない。また210m²/gを越える
と、シリカ凝集体同志の凝集力が高くなりすぎ、シリカ
のセルロース誘導体熱可塑性樹脂への分散性が著しく悪
くなる。

シリカの添加量としては、セルロース誘導体熱可塑性樹
脂100重量部に対して、10〜40重量部が適当であり、10
重量部未満では、補強効果が不充分であり、また40重量
部を越えると著しく流動性が低下し、成形性が悪くな
り、衝撃強度等の物性も悪化する。

さらに、本発明に用いるシリカとしては、シラン系、チ
タネート系等のカップリング剤などで表面処理したもの
であってもよいが、未処理のものが好ましい。

本発明のシリカを配合したセルロース誘導体熱可塑性樹
脂組成物には、この他通常使用されている熱劣化防止の
ための熱安定剤、例えば、弱有機酸、エポキシ化合物、
フォスファイト、チオエーテルフォスファイト、フェノ
ール誘導体、チオフォスファイト、イミダゾール、アミ
ン誘導体、金属石鹸等や染顔料等を通常使用される分量
で適宜添加することができる。

本発明の樹脂組成物の製造には、単軸または二軸の混練
押出機、コニーダー、バンバリーミキサーなどの公知の
方法が使用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、特定の条件を満足するシリカを配合す
るものであるため、セルロース誘導体熱可塑性樹脂中へ
の分散性が良く成形性に優れ、他の無機充填材より補強
効果が大きく、剛性、耐熱性が高く、表面硬度が天然素
材の象牙、水牛角、ベッ甲に近い優れた特性を有するセ
ルロース誘導体熱可塑性樹脂組成物を得ることができ、
シート、フィルム、パイプ、印材、装飾品、眼鏡枠、工
具柄、食器具側、雑貨など広範囲に利用できるので実用
上価値の高いものである。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１〜３及び比較例１〜９ セルロースアセテートフレークース（酢化度55.0％，重
合度178,灰分含有量0.043％）100重量部に対し、可塑剤
としてジエチルフタレートを30重量部、熱安定剤として
エポキシ化大豆油0.2重量部およびトリデシルフォスフ
ァイト0.3重量部を加え、さらに第１表に示した無機充
填材をそれぞれ20重量部加え、万能混合撹拌機（三英製
作所製）で良く撹拌、混合し、80℃で４時間乾燥した。
乾燥したコンパウンドを40mmφの小型押出機を用い、22
0℃で溶融、混練後ペレット化した。このペレットを使
用し、流動性（メルトフローインデックス）を測定し
た。また、射出成形機で各種試験片を成形し、物性を比
較評価した。その結果を第１表に示した。第１表に示す
ように本発明による特定のシリカを配合したものは、他
の無機充填材を配合したものより熱変形温度が高く、耐
熱性、剛性（曲げ弾性率）が著しく向上し、また表面硬
度も比較例７〜９に示す天然素材の象牙、水牛角、ベッ
甲に近いセルロース誘導体熱可塑性樹脂組成物が得られ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セルロース誘導体熱可塑性樹脂100重量部
   に対して、シラノール基数が100平方オングストローム
   当り3.0以下で、かつBET比表面積が100〜210m²/gのシリ
   カを10〜40重量部配合してなるセルロース誘導体熱可塑
   性樹脂組成物。