ポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および製造方法
【課題】 成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物、これを用いた成形品および製造方法を提供すること。
【解決手段】 ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部を配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および該組成物を射出成形する製造方法。
【解決手段】 ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部を配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および該組成物を射出成形する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および製造方法に関し、詳しくは、成形加工性、耐熱性、耐衝撃性に優れたポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油原料から合成される合成樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミドなどに代表され、生活必需品から工業製品に到るまで広く用いられている。これら合成樹脂の利便性、経済性は、我々の生活を大きく支えるに至り、合成樹脂は、まさに石油化学産業の基盤となっている。
一方で、石油資源の枯渇や二酸化炭素の大量排出による地球温暖化等、地球環境の悪化が懸念されている。
ポリ乳酸は、とうもろこし等の穀物資源から発酵により得られる乳酸を原料とする、植物由来の樹脂であり、優れた成形性を有しているが、固くて脆く、また耐熱性（加熱変形温度）が６０℃未満と低く、その改善が求められている。
【０００３】
上記課題を解決するために、ポリ乳酸系樹脂を繊維強化するという技術が幾つか提案されている。
例えば特許文献１には、ポリ乳酸系樹脂にガラス繊維を含有するガラス繊維強化ポリ乳酸樹脂組成物が提案されている。該組成物によって、優れた耐熱性、耐衝撃性が得られるとされている。
特許文献２には、ポリ乳酸とケナフ繊維を含有する生分解性樹脂組成物が提案されている。該組成物は、射出成形法により成形可能であり、優れた機械的強度、耐熱性が得られるとされている。
【特許文献１】特開２００５−３３６２２０号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１および２に開示された技術では、成形加工性、耐熱性、および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系樹脂組成物を提供することはできなかった。例えば、特許文献１に記載された組成物は、耐熱性には優れるが、耐衝撃性には改善の余地がある。また、ポリ乳酸系樹脂が天然物由来であるにもかかわらず、ガラス繊維という化学合成品を使用しているため、地球環境問題の観点からは望ましくない。また特許文献２に記載された組成物は、耐熱性には優れるが、ケナフ繊維の嵩高さのために、均一なブレンドが困難であり、また混練機へのケナフ繊維の自動供給が難しく、さらに必要に応じて配合前にケナフ繊維を事前乾燥する必要があり、取り扱い性や、コスト性に劣るという欠点がある。また、耐衝撃性には改善の余地がある。
このように、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物は、従来技術において知られていない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のとおりである。
１）ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部を配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
２）ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部および衝撃強度改質材（成分Ｃ）を５〜１００質量部配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
３）前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ｃ１）であることを特徴とする上記２）記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
４）前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）であることを特徴とする上記２）記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
５）上記１）〜４）のいずれかに記載の組成物を成形してなることを特徴とする成形品。
６）上記１）〜４）のいずれかに記載の組成物を、金型温度０℃〜４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
７）前記射出成形後、得られた射出成形物をさらに８０℃〜１４０℃でアニールすることを特徴とする上記６）に記載の成形品の製造方法。
８）上記１）〜４）のいずれかに記載の組成物を、金型温度８０℃〜１４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ポリ乳酸系樹脂にバサルトファイバーを配合することを特徴としているので、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る各成分について説明する。
本発明における成分Ａは、ポリ乳酸系樹脂である。ポリ乳酸系樹脂とは、乳酸を主成分とするポリエステルであって、好ましくは乳酸を５０質量％以上、特に好ましくは７５質量％以上含有し、本発明の目的を損なわない範囲においてその他の成分として乳酸以外の炭素数２〜１０の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、また、テレフタル酸などの芳香族化合物を含有するものであってもよい。本発明におけるポリ乳酸系樹脂は、乳酸のホモポリマー、前記他の成分を含むコポリマー、ならびにこれらの混合物を含む。
【０００９】
ポリ乳酸系樹脂の原料に用いられる乳酸類としては、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸もしくはそれらの混合物または乳酸の環状２量体であるラクタイドが挙げられ、これらは任意の割合で使用することができる。なお、乳酸類全量を１００モル％とした場合、含まれる対掌体は、０〜１５モル％が好ましく、０〜１２モル％であることがさらに好ましい。
【００１０】
また乳酸類と併用できるヒドロキシカルボン酸類としては、炭素数２〜１０の乳酸以外のヒドロキシカルボン酸類が好ましく、具体的にはグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などを好適に使用することができ、更にヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、例えば、グリコール酸の２量体であるグリコライドや６−ヒドロキシカプロン酸の環状エステルであるε−カプロラクトンも使用できる。
【００１１】
脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数２〜３０の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、具体的には、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、フェニルコハク酸、1,4-フェニレンジ酢酸等が挙げられる。これらは、単独で又は二種以上の組合せて使用することができる。
【００１２】
脂肪族ジオールとしては、炭素数２〜３０の脂肪族ジオールが好ましく、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノ一ル、１，４−ベンゼンジメタノール等が挙げられる。これらは、単独で又は二種以上の組合せて使用することができる。また少量のトリメチロールプロパン、グリセリンのような脂肪族多価アルコール、ブタンテトラカルボン酸のような脂肪族多塩基酸、多糖類等のような多価アルコール類を共存させて共重合させてもよく、またジイソシアネート化合物等のような結合剤(高分子鎖延長剤)を用いて分子量を上げてもよい。
成分Ａとしては特にポリ乳酸が好ましい。
【００１３】
ポリ乳酸系樹脂は、上記原料を直接脱水重縮合する方法、または上記乳酸類やヒドロキシカルボン酸類の環状２量体、例えばラクタイドやグリコライド、あるいはε−カプロラクトンのような環状エステル中間体を開環重合させる方法により得られる。
【００１４】
ポリ乳酸系樹脂を直接脱水重縮合して製造する場合は、原料である乳酸類、または乳酸類とヒドロキシカルボン酸類、脂肪族ジカルボン酸類、脂肪族ジオ−ル類とを好ましくは有機溶媒、特にフェニルエーテル系溶媒の存在下で共沸脱水縮合し、特に好ましくは共沸により留出した溶媒から水を除き実質的に無水の状態にした溶媒を反応系に戻す方法によって重合する。成分Ａの質量平均分子量は、７万以上３００万未満が好ましい。さらに好ましくは１０万以上１５０万以下である。
【００１５】
本発明における成分Ｂは、バサルトファイバーである。バサルトファイバーとは、玄武岩を溶融紡糸してフィラメント状の繊維にした材料である。なお本発明において、「ファイバー」とは、繊維径に対して繊維長が３倍以上であるものを意味する。
バサルトファイバーの繊維径は、好ましくは３〜５０μｍであり、より好ましくは５〜２５μｍである。繊維長は、好ましくは０．０３〜３０ｍｍであり、より好ましくは０．１〜１３ｍｍである。
バサルトファイバーは、玄武岩を加熱溶融し、公知の紡糸技術により所望の繊維径に紡糸し、裁断することによって得ることができる。なおバサルトファイバーは市販されているものを利用することもでき、例えば中部工業株式会社が販売するバサルトチョップドファイバー等が挙げられる。
【００１６】
バサルトファイバーの配合割合は、前記ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に対し、５〜１２０質量部であり、好ましくは１０〜１００質量部であり、さらに好ましくは
１０〜８０質量部である。バサルトファイバーの配合割合が５質量部未満では、耐熱性、耐衝撃性を高める効果を付与することができない。逆に１２０質量部を超えると、ペレット生産性が極端に悪くなる問題や、成形品の表面が荒れる問題が発生し、不利となる。
【００１７】
また、バサルトファイバーの表面には、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）の界面との接着性を付与または向上させるという観点や、ポリ乳酸系樹脂組成物のペレットコンパウンドの生産性を向上させるという観点や、得られる成形体の強度を高め、外観を良好にするという観点から、必要に応じて公知の集束剤処理（例えば、シランカップリング剤処理等）が施されていてもよい。シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−Ｎ’−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤処理の他に、必要に応じてエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ乳酸系樹脂等を用いることができる。
【００１８】
また本発明は、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部および衝撃強度改質材（成分Ｃ）を５〜１００質量部配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物を提供するものである。
前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）としては、ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ｃ１）、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）が好ましいものとして挙げられる。ガラス転移温度が室温以下であることにより、耐衝撃性を一層改善することができる。
【００１９】
ガラス転移温度が室温以下のポリエステル樹脂（成分Ｃ１）としては、特に、ポリブチレンアジペート、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、ポリエチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、及び上記の共重合体が好ましい。
これらポリエステルの質量平均分子量（Ｍｗ）は、１〜１００万が好ましく、３万〜５０万がより好ましく、５万〜３０万がさらに好ましい。
成分Ｃ１は、市販されているものも利用することができ、例えば、昭和高分子社製、ビオノーレシリーズ等が挙げられる。
【００２０】
コアシェルポリマー（成分Ｃ２）としては、下記の（Ｃ２−１）および（Ｃ２−２）の成分が好ましい。
（Ｃ２−１）コア成分としての共役ジエン系化合物を含む重合体に、シェル成分としての芳香族ビニル化合物および／または（メタ）アクリル酸エステル化合物をグラフト重合したグラフト共重合体。
共役ジエン系化合物としては、例えば、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエンなどが挙げられる。共役ジエン系化合物を重合する際に任意成分として、スチレン、メタクリル酸メチル等を存在させることも可能である。
【００２１】
シェルを構成するグラフト部分に使用される芳香族ビニル化合物としては、スチレン、４−メトキシスチレン、４−エトキシスチレン、４−プロポキシスチレン、４−ブトキシスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２−クロロスチレン、３−クロロスチレン、４−クロロスチレン、２，４−ジクロロスチレン、４−ブロモスチレン、２，５−ジクロロスチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、炭素数が１〜８を有するものが好適であり、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらはそれぞれ併用することもできる。
【００２２】
（Ｃ２−１）成分において、共役ジエン系化合物と芳香族ビニル化合物および／または（メタ）アクリル酸エステル化合物の割合は、前者２０〜６０質量％および後者４０〜８０質量％であるのが好ましい。本発明では、とくにメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂がとくに好ましい。また、市販されているものも利用することができ、例えば、カネカ社Ｂ−５６等が挙げられる。
【００２３】
（Ｃ２−２）コア成分としてのアクリル系ゴム粒子に、シェル成分としての芳香族ビニル化合物および／または（メタ）アクリル酸エステル化合物をグラフト重合したグラフト共重合体。
アクリル系ゴム粒子は、アクリル酸エステルを重合することにより得られる。アクリル酸エステルとしては、アルコール成分の炭素数２〜８を有するものが好適であり、例えばエチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステルとしては、炭素数が１〜８を有するものが好適であり、上記の（Ｃ２−１）成分の欄で説明したものが例示される。芳香族ビニル化合物も、上記の（Ｃ２−１）成分の欄で説明したものが例示される。（Ｃ２−２）成分におけるアクリル系ゴム粒子の割合は、４０〜９０重量％であるのが好ましい。（Ｃ２−２）成分は、市販されているものも利用することができ、例えば、三菱レイヨン社製、商品名：メタブレンＷ−３００が挙げられる。
【００２４】
前記のガラス転移温度が室温以下のポリエステル樹脂（成分Ｃ１）を使用する場合は、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に対し、成分Ｃ１は５〜１００質量部、好ましくは２０〜１００質量部配合するのがよい。
また、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）を使用する場合は、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に対し、成分Ｃ２は５〜１００質量部、好ましくは１０〜８０質量部配合するのがよい。
上記範囲であれば、成形品の耐衝撃性を高めると同時に、優れた外観、耐熱性を提供することができる。
【００２５】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物には、上記各成分の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、安定剤（酸化防止剤、光安定剤など）、難燃剤（臭素系難燃剤、燐系難燃剤、メラミン化合物など）、滑剤、離形剤、染料や顔料を含む着色剤、核化剤（有機カルボン酸金属塩など）、可塑剤、末端封鎖剤（エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物）、結晶核剤などを添加できる。
また、他の熱可塑性樹脂も添加することができ、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン系樹脂などを適宜添加することもできる。
【００２６】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物の製造方法については公知の方法を用いることができる。例えば、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）、バサルトファイバー（成分Ｂ）、衝撃強度改質剤（成分Ｃ）、および必要に応じてその他の樹脂、添加剤等を予めブレンドした後、樹脂の融点以上において、１軸または２軸押出機を用いて均一に溶融混練する方法をあげることができる。分散をよくする意味で二軸押出機を用いることが好ましい。また、生産性を考慮し、バサルトファイバー（成分Ｂ）を別にフィードすることも好ましい方法である。フィードする場所としては特に規定されないが、押出機を使用する場合は、混練部の途中からフィードする方法が、バサルトファイバーの断裂が少なくなり好ましい。これとは別に、バンバリーミキサー、加圧ニーダーのようなバッチ式混練機を使用する方法も例示される。
【００２７】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、あらゆる成形方法に対応でき、異形押出を含む押出成形、射出成形、ブロー成形、カレンダー成形、真空成形、エンボス成形など各種成形機による成形加工が可能である。上記射出成形、押出成形などの成形機は、通常使用される一般的な仕様のものが採用できる。例えば、射出成形の場合、一般的な射出成形機を使用することが可能である。一般的に、ペレット状コンパウンドを用いると、成形品の仕上りが良好であり、物理的性能も安定する。このように、本発明の組成物は、用途に応じて成形方法を選択することができる。
【００２８】
なお、成形前は、熱風式、真空バキューム式などの乾燥方法を用いてペレット状コンパウンドを予備乾燥するのが好ましい。予備乾燥により、溶融体の発泡による成形品の外観不良、物理特性の低下を紡糸することができる。また成形中は、ホッパドライヤーなどによって、吸湿を防止することが望ましい。
【００２９】
例えば射出成形法により各種形状の成形体を製造する場合、射出成形時のシリンダー温度は、好ましくは１６０〜２５０℃、更に好ましくは１８０〜２３０℃の範囲である。金型温度は予めポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）のガラス転移温度（Ｔｇ）以下である、０〜４０℃の範囲で冷却してもよい。これとは別に、金型温度は８０〜１４０℃の範囲であってもよい。金型温度を８０〜１４０℃に設定することにより、ポリ乳酸の結晶化度が進み、耐熱性に一層優れた成形品を得ることができる。
また、金型温度を０〜４０℃の範囲で冷却し、射出成形を行い、成形品を得た場合、必要に応じて得られた成形品を８０〜１４０℃でアニールすることにより、ポリ乳酸の結晶化が進み、耐熱性に一層優れた成形品を得ることができる。一方、金型温度をＴｇ付近の６０℃前後で行うと、ポリ乳酸の結晶化はほとんど進まず、材料が固化しない為、射出成形が困難である。
【００３０】
本発明によるポリ乳酸系樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準じて、荷重０.４５ＭＰａの条件下で測定した荷重たわみ温度は６０℃以上であり、好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは１００℃以上である。
【００３１】
本発明によるポリ乳酸系樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準じて測定した衝撃強度は、６０Ｊ／ｍ以上であり、好ましくは７０Ｊ／ｍ以上である。また更に好ましくは１００Ｊ／ｍ以上である。
【００３２】
本発明により得られた成形品は、電気・電子部品、建築土木部材、自動車部品、農業資材、包装材料、衣料および日用品など各種用途に利用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
なお、本実施例において使用した試料は以下のとおりである。
【００３４】
試料
（１）ポリ乳酸（Ａ−１）：Ｈ−１００、三井化学(株)製、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は８ｇ／１０分、融点は１６６℃、ガラス転移温度は５９℃。
（２）ポリ乳酸（Ａ−２）：Ｈ−４００、三井化学(株)製、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は４ｇ／１０分、融点は１６５℃、ガラス転移温度は５９℃。
（３）バサルトファイバー（Ｂ−１）：ＢＳ１３−３Ｐ−１１２、中部工業（株）、繊維径１３μｍ、繊維長３ｍｍ。
（４）比較成分・・・玄武岩粉砕物（Ｂ−２）：上記バサルトファイバー（Ｂ−１）を粉砕し、粒径１３μｍの粒状に加工したもの。
（５）比較成分・・・ケナフ繊維（Ｂ−３）：繊維長１〜３ｍｍのケナフ繊維。
（６）ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（ポリブチレンサクシネートアジペートＰＢＳＡ）（Ｃ１−１）：ビオノーレ＃３０２０、昭和高分子（株）製、ガラス転移温度は−４５℃。
（７）コアシェルポリマー（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂）（Ｃ２−１）：Ｂ−５６、カネカ社製。
（８）コアシェルポリマー（メチルメタクリレート・アクリル酸ブチル・スチレン樹脂）（Ｃ２−２）三菱レイヨン社製、商品名：メタブレンＷ−３００
【００３５】
実施例１〜９および比較例１〜４
前記各種成分を、下記表１記載の配合処方に従い配合し、タンブラーミキサーを用いて混合した。溶融混練機としては、スクリュー径２０ｍｍの異方向２軸押出機を用い、シリンダー温度１６０〜２１０℃に設定し、溶融混練を行った。溶融した樹脂を紐状に押し出し、水冷によって冷却した後、ペレタイザーに送り、ペレットを作製した。ペレットの１時間あたりの生産量を２ｋｇで製造したが、実施例６についてはストランド切れが起こり、生産量を落として生産した。このときのペレットの１時間あたりの生産量をペレット製造性として評価した。結果を併せて表１に示す。なお、配合処方単位は質量部である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
比較例２は溶融した紐状の樹脂に伸びがなく、ペレタイザーに送る段階で切れてしまい、ペレット製造不可であった。比較例３は、ケナフ繊維の嵩高さにより、押出機に材料が安定供給できない問題が発生した。また押出機から出てきた紐状の樹脂は発泡し、ペレタイザーに送る段階できれてしまった。さらにケナフ繊維を８０℃３時間除湿乾燥後混練したが、ブレンドした配合物が均一にならず、押し出される樹脂の量が不均一となり、ペレタイザーに送る段階で切れてしまい、ペレット製造不可であった。
【００３８】
次に、得られたペレットを用いて射出成形性を以下のようにして評価した。なお、ペレットには、射出成形前に、８０℃、３時間の除湿乾燥処理を行った。
射出成形は、型締め圧力８０ｔの射出成形機を用い、シリンダー設定温度１６０〜２２０℃とし、金型温度３０℃にて成形を行った。成形品の形状は、１／４インチ試験片、すなわち、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍのサイズを有する。１／４インチ試験片を射出成形するのに最低必要とする成形サイクル時間を射出成形性として評価した。結果を表２に示す。
【００３９】
前記の射出成形で得られた成形品に対し、１１０℃のオーブンで１時間、アニール処理を行った。
アニール処理後の成形品の物性評価を、以下の方法で実施した。
（１）荷重たわみ温度
ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準じて実施した。荷重０．４５ＭＰａ条件下で測定した。
耐熱性は下記基準によって評価した。
良好：荷重たわみ温度が１００℃以上。
良 ：荷重たわみ温度が６０℃以上１００℃未満
不良：荷重たわみ温度が６０℃未満。
（２）外観
成形品の外観を目視観察し、下記標準によって評価した。
良好：成形品表面にフローマークが見られなく、繊維の毛羽立ちが確認されない。
不良：成形品表面にフローマークが見られるか、もしくは繊維の毛羽立ちが確認される。
（３）衝撃強度
ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準じて実施した。
衝撃強度は下記基準によって評価した。
良好：ＩＺＯＤ衝撃強度が１００Ｊ／ｍ以上。
良 ：荷重たわみ温度が６０Ｊ／ｍ以上１００Ｊ／ｍ未満
不良：荷重たわみ温度が６０Ｊ／ｍ未満。
結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
表１および２の結果から、本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、成形加工性（成形サイクル時間）、耐熱性（荷重たわみ温度）、耐衝撃性をいずれも満足な結果を示していることがわかる。
【００４２】
実施例１０
実施例５において、金型温度３０℃にて成形を行った成型品について、アニール処理を行わない状態で、物性評価を行った。その結果、荷重たわみ温度は６５℃、外観は良好、耐衝撃性は８８Ｊ／ｍであった。
【００４３】
実施例１１
実施例５において、射出成形の金型温度を９０℃に変更したこと以外は、実施例５を繰り返した。その結果、成形サイクルは１５０秒、荷重たわみ温度は９０℃、外観は良好、耐衝撃性は７８Ｊ／ｍであった。
【００４４】
比較例５
比較例１において、射出成形の金型温度を９０℃に変更したこと以外は、比較例１を繰り返した。その結果、成形サイクル１８０秒以下では、金型温度が９０℃では材料が軟化し、射出成形品が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物を提供することができる。本発明の組成物を成形してなる成形品は、電気・電子部品、建築土木部材、自動車部品、農業資材、包装材料、衣料および日用品など各種用途に利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および製造方法に関し、詳しくは、成形加工性、耐熱性、耐衝撃性に優れたポリ乳酸系樹脂組成物、これを用いた成形品および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油原料から合成される合成樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミドなどに代表され、生活必需品から工業製品に到るまで広く用いられている。これら合成樹脂の利便性、経済性は、我々の生活を大きく支えるに至り、合成樹脂は、まさに石油化学産業の基盤となっている。
一方で、石油資源の枯渇や二酸化炭素の大量排出による地球温暖化等、地球環境の悪化が懸念されている。
ポリ乳酸は、とうもろこし等の穀物資源から発酵により得られる乳酸を原料とする、植物由来の樹脂であり、優れた成形性を有しているが、固くて脆く、また耐熱性（加熱変形温度）が６０℃未満と低く、その改善が求められている。
【０００３】
上記課題を解決するために、ポリ乳酸系樹脂を繊維強化するという技術が幾つか提案されている。
例えば特許文献１には、ポリ乳酸系樹脂にガラス繊維を含有するガラス繊維強化ポリ乳酸樹脂組成物が提案されている。該組成物によって、優れた耐熱性、耐衝撃性が得られるとされている。
特許文献２には、ポリ乳酸とケナフ繊維を含有する生分解性樹脂組成物が提案されている。該組成物は、射出成形法により成形可能であり、優れた機械的強度、耐熱性が得られるとされている。
【特許文献１】特開２００５−３３６２２０号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１および２に開示された技術では、成形加工性、耐熱性、および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系樹脂組成物を提供することはできなかった。例えば、特許文献１に記載された組成物は、耐熱性には優れるが、耐衝撃性には改善の余地がある。また、ポリ乳酸系樹脂が天然物由来であるにもかかわらず、ガラス繊維という化学合成品を使用しているため、地球環境問題の観点からは望ましくない。また特許文献２に記載された組成物は、耐熱性には優れるが、ケナフ繊維の嵩高さのために、均一なブレンドが困難であり、また混練機へのケナフ繊維の自動供給が難しく、さらに必要に応じて配合前にケナフ繊維を事前乾燥する必要があり、取り扱い性や、コスト性に劣るという欠点がある。また、耐衝撃性には改善の余地がある。
このように、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物は、従来技術において知られていない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のとおりである。
１）ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部を配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
２）ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部および衝撃強度改質材（成分Ｃ）を５〜１００質量部配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
３）前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ｃ１）であることを特徴とする上記２）記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
４）前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）であることを特徴とする上記２）記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
５）上記１）〜４）のいずれかに記載の組成物を成形してなることを特徴とする成形品。
６）上記１）〜４）のいずれかに記載の組成物を、金型温度０℃〜４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
７）前記射出成形後、得られた射出成形物をさらに８０℃〜１４０℃でアニールすることを特徴とする上記６）に記載の成形品の製造方法。
８）上記１）〜４）のいずれかに記載の組成物を、金型温度８０℃〜１４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ポリ乳酸系樹脂にバサルトファイバーを配合することを特徴としているので、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る各成分について説明する。
本発明における成分Ａは、ポリ乳酸系樹脂である。ポリ乳酸系樹脂とは、乳酸を主成分とするポリエステルであって、好ましくは乳酸を５０質量％以上、特に好ましくは７５質量％以上含有し、本発明の目的を損なわない範囲においてその他の成分として乳酸以外の炭素数２〜１０の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、また、テレフタル酸などの芳香族化合物を含有するものであってもよい。本発明におけるポリ乳酸系樹脂は、乳酸のホモポリマー、前記他の成分を含むコポリマー、ならびにこれらの混合物を含む。
【０００９】
ポリ乳酸系樹脂の原料に用いられる乳酸類としては、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸もしくはそれらの混合物または乳酸の環状２量体であるラクタイドが挙げられ、これらは任意の割合で使用することができる。なお、乳酸類全量を１００モル％とした場合、含まれる対掌体は、０〜１５モル％が好ましく、０〜１２モル％であることがさらに好ましい。
【００１０】
また乳酸類と併用できるヒドロキシカルボン酸類としては、炭素数２〜１０の乳酸以外のヒドロキシカルボン酸類が好ましく、具体的にはグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などを好適に使用することができ、更にヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、例えば、グリコール酸の２量体であるグリコライドや６−ヒドロキシカプロン酸の環状エステルであるε−カプロラクトンも使用できる。
【００１１】
脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数２〜３０の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、具体的には、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、フェニルコハク酸、1,4-フェニレンジ酢酸等が挙げられる。これらは、単独で又は二種以上の組合せて使用することができる。
【００１２】
脂肪族ジオールとしては、炭素数２〜３０の脂肪族ジオールが好ましく、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノ一ル、１，４−ベンゼンジメタノール等が挙げられる。これらは、単独で又は二種以上の組合せて使用することができる。また少量のトリメチロールプロパン、グリセリンのような脂肪族多価アルコール、ブタンテトラカルボン酸のような脂肪族多塩基酸、多糖類等のような多価アルコール類を共存させて共重合させてもよく、またジイソシアネート化合物等のような結合剤(高分子鎖延長剤)を用いて分子量を上げてもよい。
成分Ａとしては特にポリ乳酸が好ましい。
【００１３】
ポリ乳酸系樹脂は、上記原料を直接脱水重縮合する方法、または上記乳酸類やヒドロキシカルボン酸類の環状２量体、例えばラクタイドやグリコライド、あるいはε−カプロラクトンのような環状エステル中間体を開環重合させる方法により得られる。
【００１４】
ポリ乳酸系樹脂を直接脱水重縮合して製造する場合は、原料である乳酸類、または乳酸類とヒドロキシカルボン酸類、脂肪族ジカルボン酸類、脂肪族ジオ−ル類とを好ましくは有機溶媒、特にフェニルエーテル系溶媒の存在下で共沸脱水縮合し、特に好ましくは共沸により留出した溶媒から水を除き実質的に無水の状態にした溶媒を反応系に戻す方法によって重合する。成分Ａの質量平均分子量は、７万以上３００万未満が好ましい。さらに好ましくは１０万以上１５０万以下である。
【００１５】
本発明における成分Ｂは、バサルトファイバーである。バサルトファイバーとは、玄武岩を溶融紡糸してフィラメント状の繊維にした材料である。なお本発明において、「ファイバー」とは、繊維径に対して繊維長が３倍以上であるものを意味する。
バサルトファイバーの繊維径は、好ましくは３〜５０μｍであり、より好ましくは５〜２５μｍである。繊維長は、好ましくは０．０３〜３０ｍｍであり、より好ましくは０．１〜１３ｍｍである。
バサルトファイバーは、玄武岩を加熱溶融し、公知の紡糸技術により所望の繊維径に紡糸し、裁断することによって得ることができる。なおバサルトファイバーは市販されているものを利用することもでき、例えば中部工業株式会社が販売するバサルトチョップドファイバー等が挙げられる。
【００１６】
バサルトファイバーの配合割合は、前記ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に対し、５〜１２０質量部であり、好ましくは１０〜１００質量部であり、さらに好ましくは
１０〜８０質量部である。バサルトファイバーの配合割合が５質量部未満では、耐熱性、耐衝撃性を高める効果を付与することができない。逆に１２０質量部を超えると、ペレット生産性が極端に悪くなる問題や、成形品の表面が荒れる問題が発生し、不利となる。
【００１７】
また、バサルトファイバーの表面には、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）の界面との接着性を付与または向上させるという観点や、ポリ乳酸系樹脂組成物のペレットコンパウンドの生産性を向上させるという観点や、得られる成形体の強度を高め、外観を良好にするという観点から、必要に応じて公知の集束剤処理（例えば、シランカップリング剤処理等）が施されていてもよい。シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−Ｎ’−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤処理の他に、必要に応じてエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ乳酸系樹脂等を用いることができる。
【００１８】
また本発明は、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部および衝撃強度改質材（成分Ｃ）を５〜１００質量部配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物を提供するものである。
前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）としては、ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ｃ１）、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）が好ましいものとして挙げられる。ガラス転移温度が室温以下であることにより、耐衝撃性を一層改善することができる。
【００１９】
ガラス転移温度が室温以下のポリエステル樹脂（成分Ｃ１）としては、特に、ポリブチレンアジペート、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、ポリエチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、及び上記の共重合体が好ましい。
これらポリエステルの質量平均分子量（Ｍｗ）は、１〜１００万が好ましく、３万〜５０万がより好ましく、５万〜３０万がさらに好ましい。
成分Ｃ１は、市販されているものも利用することができ、例えば、昭和高分子社製、ビオノーレシリーズ等が挙げられる。
【００２０】
コアシェルポリマー（成分Ｃ２）としては、下記の（Ｃ２−１）および（Ｃ２−２）の成分が好ましい。
（Ｃ２−１）コア成分としての共役ジエン系化合物を含む重合体に、シェル成分としての芳香族ビニル化合物および／または（メタ）アクリル酸エステル化合物をグラフト重合したグラフト共重合体。
共役ジエン系化合物としては、例えば、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエンなどが挙げられる。共役ジエン系化合物を重合する際に任意成分として、スチレン、メタクリル酸メチル等を存在させることも可能である。
【００２１】
シェルを構成するグラフト部分に使用される芳香族ビニル化合物としては、スチレン、４−メトキシスチレン、４−エトキシスチレン、４−プロポキシスチレン、４−ブトキシスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２−クロロスチレン、３−クロロスチレン、４−クロロスチレン、２，４−ジクロロスチレン、４−ブロモスチレン、２，５−ジクロロスチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、炭素数が１〜８を有するものが好適であり、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらはそれぞれ併用することもできる。
【００２２】
（Ｃ２−１）成分において、共役ジエン系化合物と芳香族ビニル化合物および／または（メタ）アクリル酸エステル化合物の割合は、前者２０〜６０質量％および後者４０〜８０質量％であるのが好ましい。本発明では、とくにメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂がとくに好ましい。また、市販されているものも利用することができ、例えば、カネカ社Ｂ−５６等が挙げられる。
【００２３】
（Ｃ２−２）コア成分としてのアクリル系ゴム粒子に、シェル成分としての芳香族ビニル化合物および／または（メタ）アクリル酸エステル化合物をグラフト重合したグラフト共重合体。
アクリル系ゴム粒子は、アクリル酸エステルを重合することにより得られる。アクリル酸エステルとしては、アルコール成分の炭素数２〜８を有するものが好適であり、例えばエチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステルとしては、炭素数が１〜８を有するものが好適であり、上記の（Ｃ２−１）成分の欄で説明したものが例示される。芳香族ビニル化合物も、上記の（Ｃ２−１）成分の欄で説明したものが例示される。（Ｃ２−２）成分におけるアクリル系ゴム粒子の割合は、４０〜９０重量％であるのが好ましい。（Ｃ２−２）成分は、市販されているものも利用することができ、例えば、三菱レイヨン社製、商品名：メタブレンＷ−３００が挙げられる。
【００２４】
前記のガラス転移温度が室温以下のポリエステル樹脂（成分Ｃ１）を使用する場合は、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に対し、成分Ｃ１は５〜１００質量部、好ましくは２０〜１００質量部配合するのがよい。
また、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）を使用する場合は、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に対し、成分Ｃ２は５〜１００質量部、好ましくは１０〜８０質量部配合するのがよい。
上記範囲であれば、成形品の耐衝撃性を高めると同時に、優れた外観、耐熱性を提供することができる。
【００２５】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物には、上記各成分の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、安定剤（酸化防止剤、光安定剤など）、難燃剤（臭素系難燃剤、燐系難燃剤、メラミン化合物など）、滑剤、離形剤、染料や顔料を含む着色剤、核化剤（有機カルボン酸金属塩など）、可塑剤、末端封鎖剤（エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物）、結晶核剤などを添加できる。
また、他の熱可塑性樹脂も添加することができ、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン系樹脂などを適宜添加することもできる。
【００２６】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物の製造方法については公知の方法を用いることができる。例えば、ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）、バサルトファイバー（成分Ｂ）、衝撃強度改質剤（成分Ｃ）、および必要に応じてその他の樹脂、添加剤等を予めブレンドした後、樹脂の融点以上において、１軸または２軸押出機を用いて均一に溶融混練する方法をあげることができる。分散をよくする意味で二軸押出機を用いることが好ましい。また、生産性を考慮し、バサルトファイバー（成分Ｂ）を別にフィードすることも好ましい方法である。フィードする場所としては特に規定されないが、押出機を使用する場合は、混練部の途中からフィードする方法が、バサルトファイバーの断裂が少なくなり好ましい。これとは別に、バンバリーミキサー、加圧ニーダーのようなバッチ式混練機を使用する方法も例示される。
【００２７】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、あらゆる成形方法に対応でき、異形押出を含む押出成形、射出成形、ブロー成形、カレンダー成形、真空成形、エンボス成形など各種成形機による成形加工が可能である。上記射出成形、押出成形などの成形機は、通常使用される一般的な仕様のものが採用できる。例えば、射出成形の場合、一般的な射出成形機を使用することが可能である。一般的に、ペレット状コンパウンドを用いると、成形品の仕上りが良好であり、物理的性能も安定する。このように、本発明の組成物は、用途に応じて成形方法を選択することができる。
【００２８】
なお、成形前は、熱風式、真空バキューム式などの乾燥方法を用いてペレット状コンパウンドを予備乾燥するのが好ましい。予備乾燥により、溶融体の発泡による成形品の外観不良、物理特性の低下を紡糸することができる。また成形中は、ホッパドライヤーなどによって、吸湿を防止することが望ましい。
【００２９】
例えば射出成形法により各種形状の成形体を製造する場合、射出成形時のシリンダー温度は、好ましくは１６０〜２５０℃、更に好ましくは１８０〜２３０℃の範囲である。金型温度は予めポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）のガラス転移温度（Ｔｇ）以下である、０〜４０℃の範囲で冷却してもよい。これとは別に、金型温度は８０〜１４０℃の範囲であってもよい。金型温度を８０〜１４０℃に設定することにより、ポリ乳酸の結晶化度が進み、耐熱性に一層優れた成形品を得ることができる。
また、金型温度を０〜４０℃の範囲で冷却し、射出成形を行い、成形品を得た場合、必要に応じて得られた成形品を８０〜１４０℃でアニールすることにより、ポリ乳酸の結晶化が進み、耐熱性に一層優れた成形品を得ることができる。一方、金型温度をＴｇ付近の６０℃前後で行うと、ポリ乳酸の結晶化はほとんど進まず、材料が固化しない為、射出成形が困難である。
【００３０】
本発明によるポリ乳酸系樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準じて、荷重０.４５ＭＰａの条件下で測定した荷重たわみ温度は６０℃以上であり、好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは１００℃以上である。
【００３１】
本発明によるポリ乳酸系樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準じて測定した衝撃強度は、６０Ｊ／ｍ以上であり、好ましくは７０Ｊ／ｍ以上である。また更に好ましくは１００Ｊ／ｍ以上である。
【００３２】
本発明により得られた成形品は、電気・電子部品、建築土木部材、自動車部品、農業資材、包装材料、衣料および日用品など各種用途に利用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
なお、本実施例において使用した試料は以下のとおりである。
【００３４】
試料
（１）ポリ乳酸（Ａ−１）：Ｈ−１００、三井化学(株)製、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は８ｇ／１０分、融点は１６６℃、ガラス転移温度は５９℃。
（２）ポリ乳酸（Ａ−２）：Ｈ−４００、三井化学(株)製、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は４ｇ／１０分、融点は１６５℃、ガラス転移温度は５９℃。
（３）バサルトファイバー（Ｂ−１）：ＢＳ１３−３Ｐ−１１２、中部工業（株）、繊維径１３μｍ、繊維長３ｍｍ。
（４）比較成分・・・玄武岩粉砕物（Ｂ−２）：上記バサルトファイバー（Ｂ−１）を粉砕し、粒径１３μｍの粒状に加工したもの。
（５）比較成分・・・ケナフ繊維（Ｂ−３）：繊維長１〜３ｍｍのケナフ繊維。
（６）ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（ポリブチレンサクシネートアジペートＰＢＳＡ）（Ｃ１−１）：ビオノーレ＃３０２０、昭和高分子（株）製、ガラス転移温度は−４５℃。
（７）コアシェルポリマー（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂）（Ｃ２−１）：Ｂ−５６、カネカ社製。
（８）コアシェルポリマー（メチルメタクリレート・アクリル酸ブチル・スチレン樹脂）（Ｃ２−２）三菱レイヨン社製、商品名：メタブレンＷ−３００
【００３５】
実施例１〜９および比較例１〜４
前記各種成分を、下記表１記載の配合処方に従い配合し、タンブラーミキサーを用いて混合した。溶融混練機としては、スクリュー径２０ｍｍの異方向２軸押出機を用い、シリンダー温度１６０〜２１０℃に設定し、溶融混練を行った。溶融した樹脂を紐状に押し出し、水冷によって冷却した後、ペレタイザーに送り、ペレットを作製した。ペレットの１時間あたりの生産量を２ｋｇで製造したが、実施例６についてはストランド切れが起こり、生産量を落として生産した。このときのペレットの１時間あたりの生産量をペレット製造性として評価した。結果を併せて表１に示す。なお、配合処方単位は質量部である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
比較例２は溶融した紐状の樹脂に伸びがなく、ペレタイザーに送る段階で切れてしまい、ペレット製造不可であった。比較例３は、ケナフ繊維の嵩高さにより、押出機に材料が安定供給できない問題が発生した。また押出機から出てきた紐状の樹脂は発泡し、ペレタイザーに送る段階できれてしまった。さらにケナフ繊維を８０℃３時間除湿乾燥後混練したが、ブレンドした配合物が均一にならず、押し出される樹脂の量が不均一となり、ペレタイザーに送る段階で切れてしまい、ペレット製造不可であった。
【００３８】
次に、得られたペレットを用いて射出成形性を以下のようにして評価した。なお、ペレットには、射出成形前に、８０℃、３時間の除湿乾燥処理を行った。
射出成形は、型締め圧力８０ｔの射出成形機を用い、シリンダー設定温度１６０〜２２０℃とし、金型温度３０℃にて成形を行った。成形品の形状は、１／４インチ試験片、すなわち、１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍのサイズを有する。１／４インチ試験片を射出成形するのに最低必要とする成形サイクル時間を射出成形性として評価した。結果を表２に示す。
【００３９】
前記の射出成形で得られた成形品に対し、１１０℃のオーブンで１時間、アニール処理を行った。
アニール処理後の成形品の物性評価を、以下の方法で実施した。
（１）荷重たわみ温度
ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準じて実施した。荷重０．４５ＭＰａ条件下で測定した。
耐熱性は下記基準によって評価した。
良好：荷重たわみ温度が１００℃以上。
良 ：荷重たわみ温度が６０℃以上１００℃未満
不良：荷重たわみ温度が６０℃未満。
（２）外観
成形品の外観を目視観察し、下記標準によって評価した。
良好：成形品表面にフローマークが見られなく、繊維の毛羽立ちが確認されない。
不良：成形品表面にフローマークが見られるか、もしくは繊維の毛羽立ちが確認される。
（３）衝撃強度
ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準じて実施した。
衝撃強度は下記基準によって評価した。
良好：ＩＺＯＤ衝撃強度が１００Ｊ／ｍ以上。
良 ：荷重たわみ温度が６０Ｊ／ｍ以上１００Ｊ／ｍ未満
不良：荷重たわみ温度が６０Ｊ／ｍ未満。
結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
表１および２の結果から、本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、成形加工性（成形サイクル時間）、耐熱性（荷重たわみ温度）、耐衝撃性をいずれも満足な結果を示していることがわかる。
【００４２】
実施例１０
実施例５において、金型温度３０℃にて成形を行った成型品について、アニール処理を行わない状態で、物性評価を行った。その結果、荷重たわみ温度は６５℃、外観は良好、耐衝撃性は８８Ｊ／ｍであった。
【００４３】
実施例１１
実施例５において、射出成形の金型温度を９０℃に変更したこと以外は、実施例５を繰り返した。その結果、成形サイクルは１５０秒、荷重たわみ温度は９０℃、外観は良好、耐衝撃性は７８Ｊ／ｍであった。
【００４４】
比較例５
比較例１において、射出成形の金型温度を９０℃に変更したこと以外は、比較例１を繰り返した。その結果、成形サイクル１８０秒以下では、金型温度が９０℃では材料が軟化し、射出成形品が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、成形加工性、耐熱性および耐衝撃性を共に満足するポリ乳酸系組成物を提供することができる。本発明の組成物を成形してなる成形品は、電気・電子部品、建築土木部材、自動車部品、農業資材、包装材料、衣料および日用品など各種用途に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部を配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項２】
ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部および衝撃強度改質材（成分Ｃ）を５〜１００質量部配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項３】
前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ｃ１）であることを特徴とする請求項２記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項４】
前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）であることを特徴とする請求項２記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を成形してなることを特徴とする成形品。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を、金型温度０℃〜４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項７】
前記射出成形後、得られた射出成形物をさらに８０℃〜１４０℃でアニールすることを特徴とする請求項６に記載の成形品の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を、金型温度８０℃〜１４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項１】
ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部を配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項２】
ポリ乳酸系樹脂（成分Ａ）１００質量部に、バサルトファイバー（成分Ｂ）５〜１２０質量部および衝撃強度改質材（成分Ｃ）を５〜１００質量部配合したことを特徴とするポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項３】
前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、ガラス転移温度が室温以下の脂肪族ポリエステル樹脂（成分Ｃ１）であることを特徴とする請求項２記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項４】
前記衝撃強度改質材（成分Ｃ）が、コアシェルポリマー（成分Ｃ２）であることを特徴とする請求項２記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を成形してなることを特徴とする成形品。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を、金型温度０℃〜４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項７】
前記射出成形後、得られた射出成形物をさらに８０℃〜１４０℃でアニールすることを特徴とする請求項６に記載の成形品の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を、金型温度８０℃〜１４０℃で射出成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。
【公開番号】特開２００７−２４６６９３（Ｐ２００７−２４６６９３Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７２４１６（Ｐ２００６−７２４１６）
【出願日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（０００２５０３８４）リケンテクノス株式会社 (236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（０００２５０３８４）リケンテクノス株式会社 (236)
【Ｆターム（参考）】
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