プラスチック成形品及びその製造方法
【課題】環境負荷の軽減を図りつつ、低コストで耐衝撃性、耐熱性に優れたプラスチック成形品を作製する。
【解決手段】組み付け時あるいは使用時に力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品１において、主材料としてバイオマス原料樹脂が用い、前記力学的負荷がかかる部位２の樹脂結晶化度を、その他の部位の樹脂結晶化度よりも高くする。
【解決手段】組み付け時あるいは使用時に力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品１において、主材料としてバイオマス原料樹脂が用い、前記力学的負荷がかかる部位２の樹脂結晶化度を、その他の部位の樹脂結晶化度よりも高くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス原料由来の樹脂が主材料のプラスチック成形品、及びその製造方法に関するものであり、具体的には、製品への組付け時に力学的負荷のかかる部品や、使用時に力学的負荷のかかる部品で耐衝撃強度が必要なプラスチック成形品とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、膨大な量のプラスチック製品が使用されているが、その廃棄物により、自然への景観阻害、生物への脅威、環境汚染等の深刻な地球的環境問題を引き起こしている。
従来、汎用されている石油原料由来の樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、これらの処分方法としては、焼却、埋立てが行われている。
【０００３】
しかしながら、従来行われていた処分方法には、各種課題を有している。例えば焼却においては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂は、燃焼カロリーが高いため、焼却炉を痛めやすいことが問題となっていた。
また、ポリ塩化ビニルは、燃焼カロリーは比較的低いが、焼却時に有害なガスを発生し、大気汚染を引き起こすおそれがある。
埋立てについても、従来汎用されている石油原料由来の樹脂は、化学的安定性が高いため、原形をとどめたまま半永久的に残留してしまい、環境汚染や、埋立地自体の不足が深刻化する等の問題があった。
【０００４】
上述したように、従来汎用されているプラスチックが自然環境中に廃棄されると、科学的に安定であることから長期間に亘って美観を損ね、海洋生物、鳥類等の各種生物が誤って捕食したりし、生物資源への影響が深刻化している。
かかる問題を解決するべく、近年、生分解性ポリマーの研究が行われている。
実用化が検討されている生分解性プラスチックとしては、例えば脂肪族ポリエステル、変性ＰＶＡ(ポリビニルアルコール)、セルロースエステル化合物、デンプン変性体、およびこれらのブレンド体が挙げられる。
特に、脂肪族ポリエステルの中でも、半合成系重合体としてポリ乳酸系重合体が注目されている。
【０００５】
植物を主原料とするバイオマス原料由来の樹脂は、原料として石油をほとんど用いないという点で、環境面に対する影響を効果的に低減可能な材料である。
バイオマス原料由来の樹脂の中でも、特に、ポリ乳酸は、優れた生分解性を有しているので、成形体の構成材料として注目されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、バイオマス原料由来の樹脂は、一般に機械的強度が低く、また耐熱性も低いという、物性面で従来汎用されているプラスチックに比較して劣るという問題を有している。
具体的な物性を挙げれば、融点やガラス転移温度が低く、その中間に位置する結晶化温度も低く、また、結晶化速度も遅い。例えば、ポリ乳酸は、融点が約１７０℃、結晶化温度が約１１０℃、ガラス転移温度が約５７℃であり、成形加工性には優れるものの、結晶化速度が極めて遅く、通常の成形加工工程ではほとんど結晶化しない。そのため、結晶性高分子でありながら、成形品の耐熱性はガラス転移温度以下となり、実用的な樹脂としては改善の必要があった。
【０００７】
耐衝撃強度や耐熱温度については、バイオマス原料由来の樹脂の結晶化を促進させることにより向上するが、この結晶化を促進させるための技術としては、バイオマス原料由来の樹脂に結晶化核剤を添加する方法がある（例えば、下記特許文献２乃至４参照。）。
また、成形品の結晶化を促進するためにアニール処理する方法（例えば、下記特許文献５参照。）、金型内で結晶化を促進する方法（例えば、下記特許文献６、７参照。）等がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７４７９１号公報
【特許文献２】特許第３３５９７６４号公報
【特許文献３】特許第３３３４３３８号公報
【特許文献４】特許第２６８８３３０号公報
【特許文献５】特開平８−７３６２８号公報
【特許文献６】特開２００５−７４７９１号公報
【特許文献７】特開２００５−１３８４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した樹脂に結晶化核剤を添加する方法は、結晶化速度を高めるために結晶化核剤を添加しすぎると、成形品が脆くなったり、成形品の表面にひけが発生したりする等の不具合が生じやすい。
また、アニール処理で成形品全体の結晶化を促進させる方法は、成形品が不均一に収縮したり、成形歪が開放されて成形品が変形したりするという不具合が生じやすい。
更に、金型内で成形品全体の結晶化を促進させる方法は、工程上、樹脂の金型占有時間が長く、成形時間の増加によるコストアップの問題が生じる。かかる問題に鑑み、充分な成形時間を確保せずに成形品を離型しようとすると、金型温度は通常樹脂のガラス転移温度以上になっているため、結晶化が不充分（非晶状態）な箇所が軟化状態となり、離型時に変形してしまうという不具合が生じる。
【００１０】
そこで本発明においては、上述した従来技術の課題の解決を図るために、成形時間を長時間とすることなく、実用上充分な耐衝撃強度、及び耐熱性を有するバイオマス原料樹脂を用いた成形品、及びその製造方法を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品であり、主材料がバイオマス原料樹脂であり、前記力学的負荷がかかる部位を構成する樹脂結晶化度が、その他の部位を構成する樹脂結晶化度よりも高いものとしたプラスチック成形品を提供する。
【００１２】
請求項２の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、ネジ取り付け部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１３】
請求項３の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の突起部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１４】
請求項４の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、スナップフィット部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１５】
請求項５の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の位置決め部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１６】
請求項６の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位を構成する材料の樹脂結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０としたとき、０．８以上であることとした請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１７】
請求項７の発明においては、前記バイオマス原料樹脂が、生分解性樹脂と、石油原料樹脂とのブレンド体ものとした請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１８】
請求項８の発明においては、前記バイオマス原料樹脂中に、樹脂結晶化度を高めるために結晶化核剤が含有されているものとしたプラスチック成形品を提供する。
【００１９】
請求項９の発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有しており、前記力学的負荷がかかる部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲に設定し、その他の部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下に設定することとしたプラスチック成形品の製造方法を提供する。
【００２０】
請求項１０の発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程と、前記金型から取り出す工程と、前記力学的負荷がかかる部位のみを、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲で加熱し、結晶化を高める工程を有するプラスチック成形品の製造方法を提供する。
【００２１】
請求項１１の発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有するものとし、
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、その他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定するものとしたプラスチック成形品の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
組み付け時や、使用時に力学的負荷のかかる部位を含むプラスチック成形品において、前記成形品の主材料にバイオマス原料樹脂を用い、かつ前記力学的負荷のかかる部位を含む箇所が、その他の部位よりも樹脂の結晶化度が高いものとしたことにより、環境負荷の軽減を図りつつ、低コストで耐久性に優れたプラスチック成形品が得られた（請求項１乃至５）。
【００２３】
前記力学的負荷のかかる部位の結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０とした時に、０．８以上であるものとしたことにより、各種耐久消費財に使用可能な耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来のプラスチック成形品を低コストで提供できた（請求項６）。
【００２４】
前記バイオマス原料樹脂が、バイオマス原料樹脂と石油原料樹脂とのブレンド体としたことにより、力学的負荷のかかる部位だけではなく、成形品全体の耐衝撃強度や耐熱温度を底上げし、更に力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高められ、耐衝撃強度や耐熱温度に優れたバイオマス原料由来のプラスチック成形品を提供できた（請求項７）。
【００２５】
前記バイオマス原料樹脂に結晶化速度を高める結晶化核剤を含有させたことにより、樹脂の結晶化速度が高められ、成形時間を短縮でき、低コストで力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高められ、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来のプラスチック成形品を提供できた（請求項８）。
【００２６】
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の温度が使用するバイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃から＋４０℃の範囲で、かつ、他の部位を創製する金型の温度が、使用するバイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下であるものとしたことにより、成形時間を長くすることなく、力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高め、耐衝撃強度や耐熱温度を高めたバイオマス原料由来のプラスチック成形品を低コストで作製することができた（請求項９）。
【００２７】
前記プラスチック成形品を成形後に金型から取り出した後に、前記力学的負荷のかかる部位のみを、使用するバイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃から＋４０℃の範囲に加熱して、結晶化度を高めるようにしたことにより、前記金型の占有時間を短縮でき、低コストで力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高められ、高い耐衝撃強度や耐熱温度を有するバイオマス原料由来のプラスチック成形品を提供できた（請求項１０）。
【００２８】
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定したことにより、成形品の結晶化度が部位によって異なる場合でも、形状精度（寸法）を狙い通りの値にして作製でき、精度の高いバイオマス原料由来のプラスチック成形品が得られた（請求項１１）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
本発明のプラスチック成形品は、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するものであり、主材料はバイオマス原料樹脂であり、前記力学的負荷がかかる部位を構成する材料は、その他の部位を構成する材料に比較して、樹脂結晶化度が高いものである。
【００３０】
本発明は、従来公知のいずれのプラスチック成形品にも適用することができるものとし、力学的負荷がかかる部位とは、所定の部位が機械的、物理的な機能を発揮することにより、負荷を受ける部分を意味し、具体的には、ネジ取り付け部、他の部材との組み付け時の突起部、スナップフィット部、組み付け時の位置決め部等が挙げられる。
【００３１】
上述した力学的負荷がかかる部位を構成する材料に関しては、樹脂結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０としたとき、０．８以上であることが好ましい。これにより、この部位の耐衝撃強度や耐熱性を実用上充分に高められる。
なお、樹脂結晶化度を高めるために、結晶化核剤を適宜含有させてもよい。
【００３２】
本発明のプラスチック成形品に用いるバイオマス原料樹脂は、生分解性樹脂に、従来公知の石油原料樹脂を混合したブレンド体としてもよい。
これにより、一般に強度が低く耐熱性に劣る生分解性樹脂の機械的強度や物性の向上を図ることができる。
【００３３】
次に、本発明のプラスチック成形品の作製方法について説明する。
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて樹脂成形を行うが、このとき、目的とするプラスチック成形品の力学的負荷がかかる部位を創製する金型の温度を、バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲に設定し、その他の部位を創製する金型の温度を、バイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下に設定する。
【００３４】
また、力学的負荷がかかる部位の結晶化を高める工程は、射出成形工程とは別途行ってもよい。
すなわち、射出成形金型から取り出し、力学的負荷がかかる部位のみを、バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲で加熱し、結晶化を高める工程を別途行うようにしてもよい。
【００３５】
また、プラスチック成形品の、力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、その他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定することが好ましい。
【００３６】
〔実施例１〕
図１に、複写機やプリンタに使用される外装部品の１つであるカバーの概略図を示す。
図１（ａ）は側面図であり、図１（ｂ）は平面図である。
図２に、カバー１が組み付けられた状態の概略断面図を示す。
カバー１には、組み付け用の突起部２が４箇所設けられており、下部カバー３に取り付ける際には、カバー１を弾性変形させながら、図２に示すような状態に組み付けられるものとする。カバー１を下部カバー３から取り外す際も同様である。
【００３７】
カバー１の材料には、生分解性樹脂原料由来のポリ乳酸と、石油原料由来のポリカーボネートとを、６０：４０の比率で混合したブレンド体を使用した。
ポリ乳酸は、融点が約１７０℃、結晶化温度が約１１０℃、ガラス転移温度が約５７℃であり、ポリカーボネートは、融点が約２２０℃、ガラス転移温度が約１４５℃である。
更に、難燃剤、酸化防止剤、可塑化剤、相溶化剤、結晶化核剤等の各種添加剤を適量添加した。
【００３８】
下部カバー３の材料には、石油原料由来のＡＢＳ樹脂を使用した。
但し、本発明はこれに限定されるものではなく、他の石油原料由来の樹脂やバイオマス原料由来の樹脂を使用できるものとする。
【００３９】
図３に、本発明のプラスチック成形品を作製するための、射出成形用金型の概略構成図を示す。
キャビティ面を形成する一対のキャビティ駒５ａ、５ｂの組み付け用の突起部を含む部位を形成する一対の入駒６で囲まれたキャビティ７を有している。
入駒６には、カートリッジヒーター８、熱電対９が設けられており、カートリッジヒーター８と熱電対９は、金型外部に用意された温度制御装置（図示せず）に接続されている。
また、キャビティ駒５ａ，５ｂと、入駒６との間には、断熱部材１０が設けられている。
更に、金型ベース１１には、金型全体を加熱・冷却するための水管１２を設け、金型外部に設けた水媒体の温度制御装置（図示せず）に連結する。
なお、断熱部材１０には、従来公知の各種セラミックスや熱硬化性樹脂等を適用できる。
【００４０】
本実施例のプラスチック成形品は、以下のようにして作製した。
射出成形用金型３０を、所定の射出成形機（図示せず）にセットし、図１及び図２に示したカバー１の成形を行う。
シリンダー温度は２２０℃とし、金型全体の温度を、ポリ乳酸のガラス転移温度以下である３０℃にし、入駒６が具備するカートリッジヒーター８は、ポリ乳酸の結晶化温度以上の１２０℃に設定した。
キャビティ７に溶融樹脂を充填し、キャビティ７内に樹脂圧力を発生させた後、３分間かけて樹脂を冷却固化させ、その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型内から取り出し、室温下で冷却した。
これにより、本発明のプラスチック成形品が作製できた。
【００４１】
〔比較例１〕
本例において使用した射出成形用金型１３の断面概略図を図４に示す。
成形品は、上記実施例１と同様のカバー１であるものとし、原料樹脂についても、上記実施例１と同様とした。
この射出成形用金型１３は、キャビティ面を形成する一対のキャビティ駒１４ａ，１４ｂで囲まれたキャビティ１５を有している。
金型ベース１６には、カートリッジヒーター１７と熱電対１８が設けられており、カートリッジヒーター１７と熱電対１８は、金型外部の所定の温度制御装置（図示せず）に接続されている。
【００４２】
本例におけるプラスチック成形品を、以下のようにして作製した。
射出成形用金型４０を所定の射出成形機（図示せず）にセットし、カバー１の成形を行う。
シリンダー温度は２２０℃にし、金型温度はポリ乳酸の結晶化温度以上の１２０℃に設定した。
キャビティ１５に溶融樹脂を充填し、キャビティ１５内に樹脂圧力を発生させた後、３０分間かけて樹脂を充分に結晶化させ、その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温下で冷却した。
【００４３】
〔比較例２〕
成形品は、上記比較例１と同様のカバー１であるものとし、原料樹脂、射出成形用金型、成形設備についても、上記比較例１と同様のものを使用した。
射出成形用金型４０を所定の射出成形機（図示せず）にセットし、カバー１の成形を行う。
シリンダー温度は２２０℃にし、金型温度はポリ乳酸のガラス転移温度以下の３０℃に設定した。
キャビティ１４ａ、１４ｂに溶融樹脂を充填し、キャビティ内に樹脂圧力を発生させた後、３分間かけて樹脂を冷却固化させた。その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温下で冷却した。
【００４４】
次に、上述した実施例１、比較例１、２でそれぞれ作製したプラスチック成形品のサンプルを用いて、密度と結晶化度との相関を調べた。
実施例１、比較例１、比較例２で作製した成形品の突起部について密度測定を行い、比較例１の成形品密度を１、比較例２の成形品密度を０として、その割合から実施例１の結晶化度を算出したところ０．８３であった。
【００４５】
次に、実施例１及び比較例２で作製した成形品（カバー１）を、下部カバー３に組み付けしたところ、実施例１の成形品は割れや破損が生じることなく組み付けを行うことができた。これは、実施例１の成形品は、組み付けや取り外しの際に力学的負担がかかる部位である突起部２の結晶化度をその他の部位よりも高くなるように作製したため、耐衝撃強度に優れ、実用上高い機能を担保することができた。
一方、比較例２の成形品は、組み付けの際、あるいは取り外しの際に突起部２に割れが発生してしまった。比較例２の成形品は、カバー１の突起部２すなわち組み付けや取り外しの際に力学的負荷がかかる部位の樹脂結晶化度が、その他の部位の結晶化度よりも高くなるように作製しなかったため、衝撃強度に劣り、実用面における機能を充分に担保することができなかった。
【００４６】
上述したように、本発明のプラスチック成形品は、部位の機能に応じて結晶化度を制御したことにより、簡易な成形プロセスで、高い耐衝撃強度を有するものとすることができた。
【００４７】
〔実施例２〕
本例における成形品は、上記比較例１と同様のカバー１であるものとし、原料樹脂、射出成形用金型、成形設備についても、上記比較例１と同様のものを使用した。
射出成形用金型４０を所定の射出成形機（図示せず）にセットし、カバー１の成形を行った。
シリンダー温度を２２０℃とし、金型温度をポリ乳酸のガラス転移温度以下の３０℃に設定した。
キャビティ１４ａ、１４ｂに溶融樹脂を充填し、キャビティ内に樹脂圧力を発生させた後、１分間かけて樹脂を冷却固化させた。
その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温下で更に冷却した。
次に、図５の概略断面図に示す加熱治具５０を用意した。上述のようにして金型から取り出し冷却した成形品（カバー１）の突起部２が当接するように加熱治具５０にセットする。次に、加熱治具５０を、ポリ乳酸の結晶化温度以上である１２０℃に加熱し、３０分間保持して結晶化度を高めた。その後、室温まで冷却して成形品を加熱治具５０から取り出した。
本例においては、射出成形工程と、その後の結晶化を高める工程とを二工程に分けてプラスチック成形品を作製した。
このような工程としたことにより、樹脂が金型内を占有する時間を短縮化することができ、特に多くの製造ラインを持つ場合に、全体としてのコスト低減化を図ることができる。
【００４８】
上述した実施例において用いた樹脂は、ポリ乳酸とポリカーボネートのブレンド材としたが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。
例えば、バイオマス原料由来の樹脂では、原料として石油を殆ど用いずに、植物もしくは微生物から取り出されたものを原料として製造された樹脂であれば特に限定されず、ポリ乳酸の他、ポリグリコール酸、ポリカプロン酸、及びそれら樹脂を組み合わせたコポリマーやポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）等の微生物原料樹脂、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリエチレンアジペート、それら樹脂を組み合わせたコポリマー（ポリブチレンサクシネート・アジペート）、セルロース誘導体、デンプン、キチン、キトサン等の糖質系高分子等が使用できる。
また、ブレンドする石油原料樹脂は、ポリカーボネートの他、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等、各種樹脂材料が使用できる。
これらの配合比率についても、６０：４０に限定されるものではない。
適宜配合比を選定し、更には石油原料樹脂を含有させなかった場合においても、力学的負荷がかかる部位の結晶化度をその他の部位よりも高くすることによって、衝撃強度を高め耐熱性の向上効果が得られた。
【００４９】
上述した実施例１、２においては、プラスチック成形品の力学的負荷のかかる部位が、組付け用の突起部であるものとしたが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
例えば、ネジ取り付け部（ネジ用の穴部、またはタッピングネジの挿入部）、スナップフィット組付け時の位置決め部が挙げられ、これらはいずれもプラスチック成形品の組み付け時、あるいは使用時に力学的負荷のかかる部位であり、かかる部位に関して、樹脂結晶化度をその他の部位よりも高くなるように成形することにより、衝撃強度、耐熱性の向上効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）複写機やプリンタに使用される外装部品の１つであるカバーの概略側面図を示す。（ｂ）複写機やプリンタに使用される外装部品の１つであるカバーの概略平面図を示す。
【図２】カバーが組み付けられた状態の概略断面図を示す。
【図３】射出成形用金型の概略構成図を示す。
【図４】比較例で適用した射出成形用金型の概略構成図を示す。
【図５】加熱治具の概略断面図を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１ カバー
２ 突起部
３ 下部カバー
５ａ，５ｂ キャビティ駒
６ 入駒
７ キャビティ
８ カートリッジヒーター
９ 熱電対
１０ 断熱部材
１１ 金型ベース
１２ 水管
１４ａ，１４ｂ キャビティ駒
１５ キャビティ
１６ 金型ベース
１７ カートリッジヒーター
１８ 熱電対
１９ 加熱治具
２０ カートリッジヒーター
２１ 熱電対
２２ 断熱部材
３０ 射出成形用金型
４０ 射出成形用金型
５０ 加熱治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス原料由来の樹脂が主材料のプラスチック成形品、及びその製造方法に関するものであり、具体的には、製品への組付け時に力学的負荷のかかる部品や、使用時に力学的負荷のかかる部品で耐衝撃強度が必要なプラスチック成形品とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、膨大な量のプラスチック製品が使用されているが、その廃棄物により、自然への景観阻害、生物への脅威、環境汚染等の深刻な地球的環境問題を引き起こしている。
従来、汎用されている石油原料由来の樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、これらの処分方法としては、焼却、埋立てが行われている。
【０００３】
しかしながら、従来行われていた処分方法には、各種課題を有している。例えば焼却においては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂は、燃焼カロリーが高いため、焼却炉を痛めやすいことが問題となっていた。
また、ポリ塩化ビニルは、燃焼カロリーは比較的低いが、焼却時に有害なガスを発生し、大気汚染を引き起こすおそれがある。
埋立てについても、従来汎用されている石油原料由来の樹脂は、化学的安定性が高いため、原形をとどめたまま半永久的に残留してしまい、環境汚染や、埋立地自体の不足が深刻化する等の問題があった。
【０００４】
上述したように、従来汎用されているプラスチックが自然環境中に廃棄されると、科学的に安定であることから長期間に亘って美観を損ね、海洋生物、鳥類等の各種生物が誤って捕食したりし、生物資源への影響が深刻化している。
かかる問題を解決するべく、近年、生分解性ポリマーの研究が行われている。
実用化が検討されている生分解性プラスチックとしては、例えば脂肪族ポリエステル、変性ＰＶＡ(ポリビニルアルコール)、セルロースエステル化合物、デンプン変性体、およびこれらのブレンド体が挙げられる。
特に、脂肪族ポリエステルの中でも、半合成系重合体としてポリ乳酸系重合体が注目されている。
【０００５】
植物を主原料とするバイオマス原料由来の樹脂は、原料として石油をほとんど用いないという点で、環境面に対する影響を効果的に低減可能な材料である。
バイオマス原料由来の樹脂の中でも、特に、ポリ乳酸は、優れた生分解性を有しているので、成形体の構成材料として注目されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、バイオマス原料由来の樹脂は、一般に機械的強度が低く、また耐熱性も低いという、物性面で従来汎用されているプラスチックに比較して劣るという問題を有している。
具体的な物性を挙げれば、融点やガラス転移温度が低く、その中間に位置する結晶化温度も低く、また、結晶化速度も遅い。例えば、ポリ乳酸は、融点が約１７０℃、結晶化温度が約１１０℃、ガラス転移温度が約５７℃であり、成形加工性には優れるものの、結晶化速度が極めて遅く、通常の成形加工工程ではほとんど結晶化しない。そのため、結晶性高分子でありながら、成形品の耐熱性はガラス転移温度以下となり、実用的な樹脂としては改善の必要があった。
【０００７】
耐衝撃強度や耐熱温度については、バイオマス原料由来の樹脂の結晶化を促進させることにより向上するが、この結晶化を促進させるための技術としては、バイオマス原料由来の樹脂に結晶化核剤を添加する方法がある（例えば、下記特許文献２乃至４参照。）。
また、成形品の結晶化を促進するためにアニール処理する方法（例えば、下記特許文献５参照。）、金型内で結晶化を促進する方法（例えば、下記特許文献６、７参照。）等がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７４７９１号公報
【特許文献２】特許第３３５９７６４号公報
【特許文献３】特許第３３３４３３８号公報
【特許文献４】特許第２６８８３３０号公報
【特許文献５】特開平８−７３６２８号公報
【特許文献６】特開２００５−７４７９１号公報
【特許文献７】特開２００５−１３８４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した樹脂に結晶化核剤を添加する方法は、結晶化速度を高めるために結晶化核剤を添加しすぎると、成形品が脆くなったり、成形品の表面にひけが発生したりする等の不具合が生じやすい。
また、アニール処理で成形品全体の結晶化を促進させる方法は、成形品が不均一に収縮したり、成形歪が開放されて成形品が変形したりするという不具合が生じやすい。
更に、金型内で成形品全体の結晶化を促進させる方法は、工程上、樹脂の金型占有時間が長く、成形時間の増加によるコストアップの問題が生じる。かかる問題に鑑み、充分な成形時間を確保せずに成形品を離型しようとすると、金型温度は通常樹脂のガラス転移温度以上になっているため、結晶化が不充分（非晶状態）な箇所が軟化状態となり、離型時に変形してしまうという不具合が生じる。
【００１０】
そこで本発明においては、上述した従来技術の課題の解決を図るために、成形時間を長時間とすることなく、実用上充分な耐衝撃強度、及び耐熱性を有するバイオマス原料樹脂を用いた成形品、及びその製造方法を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品であり、主材料がバイオマス原料樹脂であり、前記力学的負荷がかかる部位を構成する樹脂結晶化度が、その他の部位を構成する樹脂結晶化度よりも高いものとしたプラスチック成形品を提供する。
【００１２】
請求項２の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、ネジ取り付け部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１３】
請求項３の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の突起部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１４】
請求項４の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、スナップフィット部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１５】
請求項５の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の位置決め部である請求項１に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１６】
請求項６の発明においては、前記力学的負荷がかかる部位を構成する材料の樹脂結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０としたとき、０．８以上であることとした請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１７】
請求項７の発明においては、前記バイオマス原料樹脂が、生分解性樹脂と、石油原料樹脂とのブレンド体ものとした請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラスチック成形品を提供する。
【００１８】
請求項８の発明においては、前記バイオマス原料樹脂中に、樹脂結晶化度を高めるために結晶化核剤が含有されているものとしたプラスチック成形品を提供する。
【００１９】
請求項９の発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有しており、前記力学的負荷がかかる部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲に設定し、その他の部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下に設定することとしたプラスチック成形品の製造方法を提供する。
【００２０】
請求項１０の発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程と、前記金型から取り出す工程と、前記力学的負荷がかかる部位のみを、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲で加熱し、結晶化を高める工程を有するプラスチック成形品の製造方法を提供する。
【００２１】
請求項１１の発明においては、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有するものとし、
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、その他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定するものとしたプラスチック成形品の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
組み付け時や、使用時に力学的負荷のかかる部位を含むプラスチック成形品において、前記成形品の主材料にバイオマス原料樹脂を用い、かつ前記力学的負荷のかかる部位を含む箇所が、その他の部位よりも樹脂の結晶化度が高いものとしたことにより、環境負荷の軽減を図りつつ、低コストで耐久性に優れたプラスチック成形品が得られた（請求項１乃至５）。
【００２３】
前記力学的負荷のかかる部位の結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０とした時に、０．８以上であるものとしたことにより、各種耐久消費財に使用可能な耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来のプラスチック成形品を低コストで提供できた（請求項６）。
【００２４】
前記バイオマス原料樹脂が、バイオマス原料樹脂と石油原料樹脂とのブレンド体としたことにより、力学的負荷のかかる部位だけではなく、成形品全体の耐衝撃強度や耐熱温度を底上げし、更に力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高められ、耐衝撃強度や耐熱温度に優れたバイオマス原料由来のプラスチック成形品を提供できた（請求項７）。
【００２５】
前記バイオマス原料樹脂に結晶化速度を高める結晶化核剤を含有させたことにより、樹脂の結晶化速度が高められ、成形時間を短縮でき、低コストで力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高められ、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来のプラスチック成形品を提供できた（請求項８）。
【００２６】
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の温度が使用するバイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃から＋４０℃の範囲で、かつ、他の部位を創製する金型の温度が、使用するバイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下であるものとしたことにより、成形時間を長くすることなく、力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高め、耐衝撃強度や耐熱温度を高めたバイオマス原料由来のプラスチック成形品を低コストで作製することができた（請求項９）。
【００２７】
前記プラスチック成形品を成形後に金型から取り出した後に、前記力学的負荷のかかる部位のみを、使用するバイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃から＋４０℃の範囲に加熱して、結晶化度を高めるようにしたことにより、前記金型の占有時間を短縮でき、低コストで力学的負荷のかかる部位の結晶化度を高められ、高い耐衝撃強度や耐熱温度を有するバイオマス原料由来のプラスチック成形品を提供できた（請求項１０）。
【００２８】
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定したことにより、成形品の結晶化度が部位によって異なる場合でも、形状精度（寸法）を狙い通りの値にして作製でき、精度の高いバイオマス原料由来のプラスチック成形品が得られた（請求項１１）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
本発明のプラスチック成形品は、少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するものであり、主材料はバイオマス原料樹脂であり、前記力学的負荷がかかる部位を構成する材料は、その他の部位を構成する材料に比較して、樹脂結晶化度が高いものである。
【００３０】
本発明は、従来公知のいずれのプラスチック成形品にも適用することができるものとし、力学的負荷がかかる部位とは、所定の部位が機械的、物理的な機能を発揮することにより、負荷を受ける部分を意味し、具体的には、ネジ取り付け部、他の部材との組み付け時の突起部、スナップフィット部、組み付け時の位置決め部等が挙げられる。
【００３１】
上述した力学的負荷がかかる部位を構成する材料に関しては、樹脂結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０としたとき、０．８以上であることが好ましい。これにより、この部位の耐衝撃強度や耐熱性を実用上充分に高められる。
なお、樹脂結晶化度を高めるために、結晶化核剤を適宜含有させてもよい。
【００３２】
本発明のプラスチック成形品に用いるバイオマス原料樹脂は、生分解性樹脂に、従来公知の石油原料樹脂を混合したブレンド体としてもよい。
これにより、一般に強度が低く耐熱性に劣る生分解性樹脂の機械的強度や物性の向上を図ることができる。
【００３３】
次に、本発明のプラスチック成形品の作製方法について説明する。
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて樹脂成形を行うが、このとき、目的とするプラスチック成形品の力学的負荷がかかる部位を創製する金型の温度を、バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲に設定し、その他の部位を創製する金型の温度を、バイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下に設定する。
【００３４】
また、力学的負荷がかかる部位の結晶化を高める工程は、射出成形工程とは別途行ってもよい。
すなわち、射出成形金型から取り出し、力学的負荷がかかる部位のみを、バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲で加熱し、結晶化を高める工程を別途行うようにしてもよい。
【００３５】
また、プラスチック成形品の、力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、その他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定することが好ましい。
【００３６】
〔実施例１〕
図１に、複写機やプリンタに使用される外装部品の１つであるカバーの概略図を示す。
図１（ａ）は側面図であり、図１（ｂ）は平面図である。
図２に、カバー１が組み付けられた状態の概略断面図を示す。
カバー１には、組み付け用の突起部２が４箇所設けられており、下部カバー３に取り付ける際には、カバー１を弾性変形させながら、図２に示すような状態に組み付けられるものとする。カバー１を下部カバー３から取り外す際も同様である。
【００３７】
カバー１の材料には、生分解性樹脂原料由来のポリ乳酸と、石油原料由来のポリカーボネートとを、６０：４０の比率で混合したブレンド体を使用した。
ポリ乳酸は、融点が約１７０℃、結晶化温度が約１１０℃、ガラス転移温度が約５７℃であり、ポリカーボネートは、融点が約２２０℃、ガラス転移温度が約１４５℃である。
更に、難燃剤、酸化防止剤、可塑化剤、相溶化剤、結晶化核剤等の各種添加剤を適量添加した。
【００３８】
下部カバー３の材料には、石油原料由来のＡＢＳ樹脂を使用した。
但し、本発明はこれに限定されるものではなく、他の石油原料由来の樹脂やバイオマス原料由来の樹脂を使用できるものとする。
【００３９】
図３に、本発明のプラスチック成形品を作製するための、射出成形用金型の概略構成図を示す。
キャビティ面を形成する一対のキャビティ駒５ａ、５ｂの組み付け用の突起部を含む部位を形成する一対の入駒６で囲まれたキャビティ７を有している。
入駒６には、カートリッジヒーター８、熱電対９が設けられており、カートリッジヒーター８と熱電対９は、金型外部に用意された温度制御装置（図示せず）に接続されている。
また、キャビティ駒５ａ，５ｂと、入駒６との間には、断熱部材１０が設けられている。
更に、金型ベース１１には、金型全体を加熱・冷却するための水管１２を設け、金型外部に設けた水媒体の温度制御装置（図示せず）に連結する。
なお、断熱部材１０には、従来公知の各種セラミックスや熱硬化性樹脂等を適用できる。
【００４０】
本実施例のプラスチック成形品は、以下のようにして作製した。
射出成形用金型３０を、所定の射出成形機（図示せず）にセットし、図１及び図２に示したカバー１の成形を行う。
シリンダー温度は２２０℃とし、金型全体の温度を、ポリ乳酸のガラス転移温度以下である３０℃にし、入駒６が具備するカートリッジヒーター８は、ポリ乳酸の結晶化温度以上の１２０℃に設定した。
キャビティ７に溶融樹脂を充填し、キャビティ７内に樹脂圧力を発生させた後、３分間かけて樹脂を冷却固化させ、その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型内から取り出し、室温下で冷却した。
これにより、本発明のプラスチック成形品が作製できた。
【００４１】
〔比較例１〕
本例において使用した射出成形用金型１３の断面概略図を図４に示す。
成形品は、上記実施例１と同様のカバー１であるものとし、原料樹脂についても、上記実施例１と同様とした。
この射出成形用金型１３は、キャビティ面を形成する一対のキャビティ駒１４ａ，１４ｂで囲まれたキャビティ１５を有している。
金型ベース１６には、カートリッジヒーター１７と熱電対１８が設けられており、カートリッジヒーター１７と熱電対１８は、金型外部の所定の温度制御装置（図示せず）に接続されている。
【００４２】
本例におけるプラスチック成形品を、以下のようにして作製した。
射出成形用金型４０を所定の射出成形機（図示せず）にセットし、カバー１の成形を行う。
シリンダー温度は２２０℃にし、金型温度はポリ乳酸の結晶化温度以上の１２０℃に設定した。
キャビティ１５に溶融樹脂を充填し、キャビティ１５内に樹脂圧力を発生させた後、３０分間かけて樹脂を充分に結晶化させ、その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温下で冷却した。
【００４３】
〔比較例２〕
成形品は、上記比較例１と同様のカバー１であるものとし、原料樹脂、射出成形用金型、成形設備についても、上記比較例１と同様のものを使用した。
射出成形用金型４０を所定の射出成形機（図示せず）にセットし、カバー１の成形を行う。
シリンダー温度は２２０℃にし、金型温度はポリ乳酸のガラス転移温度以下の３０℃に設定した。
キャビティ１４ａ、１４ｂに溶融樹脂を充填し、キャビティ内に樹脂圧力を発生させた後、３分間かけて樹脂を冷却固化させた。その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温下で冷却した。
【００４４】
次に、上述した実施例１、比較例１、２でそれぞれ作製したプラスチック成形品のサンプルを用いて、密度と結晶化度との相関を調べた。
実施例１、比較例１、比較例２で作製した成形品の突起部について密度測定を行い、比較例１の成形品密度を１、比較例２の成形品密度を０として、その割合から実施例１の結晶化度を算出したところ０．８３であった。
【００４５】
次に、実施例１及び比較例２で作製した成形品（カバー１）を、下部カバー３に組み付けしたところ、実施例１の成形品は割れや破損が生じることなく組み付けを行うことができた。これは、実施例１の成形品は、組み付けや取り外しの際に力学的負担がかかる部位である突起部２の結晶化度をその他の部位よりも高くなるように作製したため、耐衝撃強度に優れ、実用上高い機能を担保することができた。
一方、比較例２の成形品は、組み付けの際、あるいは取り外しの際に突起部２に割れが発生してしまった。比較例２の成形品は、カバー１の突起部２すなわち組み付けや取り外しの際に力学的負荷がかかる部位の樹脂結晶化度が、その他の部位の結晶化度よりも高くなるように作製しなかったため、衝撃強度に劣り、実用面における機能を充分に担保することができなかった。
【００４６】
上述したように、本発明のプラスチック成形品は、部位の機能に応じて結晶化度を制御したことにより、簡易な成形プロセスで、高い耐衝撃強度を有するものとすることができた。
【００４７】
〔実施例２〕
本例における成形品は、上記比較例１と同様のカバー１であるものとし、原料樹脂、射出成形用金型、成形設備についても、上記比較例１と同様のものを使用した。
射出成形用金型４０を所定の射出成形機（図示せず）にセットし、カバー１の成形を行った。
シリンダー温度を２２０℃とし、金型温度をポリ乳酸のガラス転移温度以下の３０℃に設定した。
キャビティ１４ａ、１４ｂに溶融樹脂を充填し、キャビティ内に樹脂圧力を発生させた後、１分間かけて樹脂を冷却固化させた。
その後、所定の成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温下で更に冷却した。
次に、図５の概略断面図に示す加熱治具５０を用意した。上述のようにして金型から取り出し冷却した成形品（カバー１）の突起部２が当接するように加熱治具５０にセットする。次に、加熱治具５０を、ポリ乳酸の結晶化温度以上である１２０℃に加熱し、３０分間保持して結晶化度を高めた。その後、室温まで冷却して成形品を加熱治具５０から取り出した。
本例においては、射出成形工程と、その後の結晶化を高める工程とを二工程に分けてプラスチック成形品を作製した。
このような工程としたことにより、樹脂が金型内を占有する時間を短縮化することができ、特に多くの製造ラインを持つ場合に、全体としてのコスト低減化を図ることができる。
【００４８】
上述した実施例において用いた樹脂は、ポリ乳酸とポリカーボネートのブレンド材としたが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。
例えば、バイオマス原料由来の樹脂では、原料として石油を殆ど用いずに、植物もしくは微生物から取り出されたものを原料として製造された樹脂であれば特に限定されず、ポリ乳酸の他、ポリグリコール酸、ポリカプロン酸、及びそれら樹脂を組み合わせたコポリマーやポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）等の微生物原料樹脂、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリエチレンアジペート、それら樹脂を組み合わせたコポリマー（ポリブチレンサクシネート・アジペート）、セルロース誘導体、デンプン、キチン、キトサン等の糖質系高分子等が使用できる。
また、ブレンドする石油原料樹脂は、ポリカーボネートの他、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等、各種樹脂材料が使用できる。
これらの配合比率についても、６０：４０に限定されるものではない。
適宜配合比を選定し、更には石油原料樹脂を含有させなかった場合においても、力学的負荷がかかる部位の結晶化度をその他の部位よりも高くすることによって、衝撃強度を高め耐熱性の向上効果が得られた。
【００４９】
上述した実施例１、２においては、プラスチック成形品の力学的負荷のかかる部位が、組付け用の突起部であるものとしたが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
例えば、ネジ取り付け部（ネジ用の穴部、またはタッピングネジの挿入部）、スナップフィット組付け時の位置決め部が挙げられ、これらはいずれもプラスチック成形品の組み付け時、あるいは使用時に力学的負荷のかかる部位であり、かかる部位に関して、樹脂結晶化度をその他の部位よりも高くなるように成形することにより、衝撃強度、耐熱性の向上効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）複写機やプリンタに使用される外装部品の１つであるカバーの概略側面図を示す。（ｂ）複写機やプリンタに使用される外装部品の１つであるカバーの概略平面図を示す。
【図２】カバーが組み付けられた状態の概略断面図を示す。
【図３】射出成形用金型の概略構成図を示す。
【図４】比較例で適用した射出成形用金型の概略構成図を示す。
【図５】加熱治具の概略断面図を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１ カバー
２ 突起部
３ 下部カバー
５ａ，５ｂ キャビティ駒
６ 入駒
７ キャビティ
８ カートリッジヒーター
９ 熱電対
１０ 断熱部材
１１ 金型ベース
１２ 水管
１４ａ，１４ｂ キャビティ駒
１５ キャビティ
１６ 金型ベース
１７ カートリッジヒーター
１８ 熱電対
１９ 加熱治具
２０ カートリッジヒーター
２１ 熱電対
２２ 断熱部材
３０ 射出成形用金型
４０ 射出成形用金型
５０ 加熱治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂が用いられており、
前記力学的負荷がかかる部位を構成する樹脂の結晶化度を、その他の部位の樹脂の結晶化度よりも高くしたことを特徴とするプラスチック成形品。
【請求項２】
前記力学的負荷がかかる部位が、ネジ取り付け部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項３】
前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の突起部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項４】
前記力学的負荷がかかる部位が、スナップフィット部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項５】
前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の位置決め部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項６】
前記力学的負荷がかかる部位を構成する材料の樹脂結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０としたとき、０．８以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラスチック成形品。
【請求項７】
前記バイオマス原料樹脂が、生分解性樹脂と、石油原料樹脂とのブレンド体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラスチック成形品。
【請求項８】
前記バイオマス原料樹脂に、樹脂結晶化度を高める結晶化核剤が含有されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラスチック成形品。
【請求項９】
少なくとも組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有しており、
前記力学的負荷がかかる部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲に設定し、
その他の部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下に設定することを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【請求項１０】
少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、
金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程と、
前記金型から取り出す工程と、
前記力学的負荷がかかる部位のみを、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲で加熱し、結晶化を高める工程を有することを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有しており、
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、その他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定したことを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【請求項１】
少なくとも組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂が用いられており、
前記力学的負荷がかかる部位を構成する樹脂の結晶化度を、その他の部位の樹脂の結晶化度よりも高くしたことを特徴とするプラスチック成形品。
【請求項２】
前記力学的負荷がかかる部位が、ネジ取り付け部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項３】
前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の突起部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項４】
前記力学的負荷がかかる部位が、スナップフィット部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項５】
前記力学的負荷がかかる部位が、組み付け時の位置決め部であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品。
【請求項６】
前記力学的負荷がかかる部位を構成する材料の樹脂結晶化度が、使用するバイオマス原料樹脂が完全に結晶化した状態を１．０としたとき、０．８以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラスチック成形品。
【請求項７】
前記バイオマス原料樹脂が、生分解性樹脂と、石油原料樹脂とのブレンド体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラスチック成形品。
【請求項８】
前記バイオマス原料樹脂に、樹脂結晶化度を高める結晶化核剤が含有されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラスチック成形品。
【請求項９】
少なくとも組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有しており、
前記力学的負荷がかかる部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲に設定し、
その他の部位を創製する金型の温度を、前記バイオマス原料樹脂のガラス転移温度以下に設定することを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【請求項１０】
少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、
金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程と、
前記金型から取り出す工程と、
前記力学的負荷がかかる部位のみを、前記バイオマス原料樹脂の結晶化温度を基準として−１０℃〜＋４０℃の範囲で加熱し、結晶化を高める工程を有することを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも、組み付け時あるいは使用時に、力学的負荷がかかる部位を有するプラスチック成形品の製造方法であって、
主材料としてバイオマス原料樹脂を用い、金型を用いて前記バイオマス原料樹脂を成形する工程を有しており、
前記力学的負荷のかかる部位を創製する金型の成形収縮率を、その他の部位を創製する金型の成形収縮率よりも大きく設定したことを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１６９４６８（Ｐ２００７−１６９４６８Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６９３２６（Ｐ２００５−３６９３２６）
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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