樹脂成形体及び筐体並びに樹脂成形体の製造方法
【課題】 植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体、筐体、及び樹脂成形体の製造方法を提供すること。
【解決手段】 上記課題を解決する本発明の樹脂成形体は、ガラス布と、植物由来高分子化合物とを含有してなることを特徴とする。
【解決手段】 上記課題を解決する本発明の樹脂成形体は、ガラス布と、植物由来高分子化合物とを含有してなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体及び筐体並びに樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化、石油枯渇、廃棄物問題に代表される環境問題への取組み、持続型循環社会構築の考え方から、植物由来のバイオマス材料開発が盛んになされている。
【０００３】
家電製品や事務機器などの分野では、製品の部材構成において樹脂成形体の割合が増加していることから、特に樹脂成形体の材料としてバイオマス材料を利用することが期待されている。樹脂材料として用いられるバイオマス材料としては、例えば、石油を一切使用せずに穀物などから製造できるポリ乳酸などが注目されている。しかし、例えばポリ乳酸は、硬くて脆く、耐熱性が劣るため、その用途は農業用シートや家庭用ゴミ袋などに限定されており、家電製品や事務機器などの要求特性が高い部材としてそのまま使用すると破損や変形などの問題が生じてしまう。
【０００４】
樹脂の剛性や耐熱性などの特性を改善する方法としては、樹脂に繊維状物質や無機粒子などの各種フィラーを分散させる技術が知られている。このようなフィラーを含む樹脂成形体は、フィラーの分散不良による剛性低下を防止する観点から、例えば、樹脂とフィラーとの混合物を粉砕して得られるコンパウンドペレットを用いて、或いは、ペレット化された樹脂とペレット化されたフィラーとを混合して成形するなどにより製造される。前者の方法によって得られる樹脂成形体の具体例としては、下記特許文献１に開示された、主として乳酸成分からなる脂肪族ポリエステル樹脂とアスペクト比５以上を有する無機充填剤成分からなる乳酸系樹脂組成物の成形体がある。また、後者の方法によって得られる樹脂成形体の具体例としては、下記特許文献２に開示されたポリ乳酸とセルロース系繊維とからなる繊維強化プラスチックがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０５２９８号公報
【特許文献２】特開２００５−０１４４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の樹脂成形体であっても、耐衝撃強度及び耐熱性が必ずしも十分ではなく、要求特性の高い家電製品や事務機器などに使用するには更なる改善の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体、筐体、及び樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形体は、ガラス布と植物由来高分子化合物とを含有してなることを特徴とする。
【０００９】
上記「ガラス布」とは、ガラスを主成分とする繊維により構成される布を意味し、本明細書でいうガラス布にはガラス繊維織布及びガラス繊維不織布等が包含される。
【００１０】
本発明によれば、植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体を実現できる。このような効果が本発明によって奏される理由としては以下のとおり本発明者らは推察する。
【００１１】
従来の樹脂成形体において繊維状物質を樹脂に添加して機械強度を向上させようとすると、上述したようにフィラーの分散不良を防止する観点からペレタイズ工程が必要であった。これに対して、本発明の樹脂成形体は、布組織が十分維持されたガラス布と植物由来高分子化合物とを含んで構成されるものであることから、ガラス繊維の破損や高分子化合物の劣化を十分防止でき、ガラス繊維を高密度で含有することができるとともに繊維同士の絡み合いを十分に維持することができる。このことにより、極めて高い耐衝撃強度が達成されるとともに、繊維状物質の分散系では得られない水準の耐熱性が達成されたものと考えられる。
【００１２】
本発明の樹脂成形体において、上記植物由来高分子化合物が脂肪族ポリエステルであることが好ましい。この場合、更に高水準の機械強度を達成することができる。この効果は、脂肪族ポリエステルとガラス布との優れた接着性によるものと考えられる。
【００１３】
また、本発明の樹脂成形体においては、耐衝撃強度を十分確保する観点から、上記植物由来高分子化合物の含有量が、樹脂成形体全量基準で２０〜９５質量％であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の樹脂成形体においては、十分な植物度を有しつつ耐衝撃強度を向上させる観点から、上記ガラス布の含有量が、樹脂成形体全量基準で５〜７０質量％であることが好ましい。
【００１５】
本発明の樹脂成形体は、植物度、耐衝撃強度及び耐熱性のすべてを高水準で達成することができることから、事務機器部品であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、ガラス布と植物由来高分子化合物とを含有してなる樹脂成形体が、一部又は全部に用いられたことを特徴とする筐体を提供する。かかる筐体によれば、耐衝撃強度及び耐熱性を十分有しつつ高い植物度を有することから、環境負荷の低減を有効に実現できる。
【００１７】
また、本発明は、上記本発明の樹脂成形体を製造するため、以下の本発明の第１〜第３の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明の第１の樹脂成形体の製造方法は、成形型内で、少なくともガラス布と植物由来高分子化合物とを加熱加圧し一体化させることを特徴とする。かかる製造方法によれば、ガラス繊維の破損を十分防止しつつガラス布と植物由来高分子化合物とを一体化させることができるため、高い植物度を有し且つ優れた耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体を得ることができる。
【００１９】
本発明の第２の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布を配した射出成形用金型内に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂組成物を射出し成形することを特徴とする。かかる製造方法によれば、高い植物度を有し且つ優れた耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体を高い生産性で製造することができる。
【００２０】
本発明の第３の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸して樹脂成形体を得ることを特徴とする。かかる製造方法によれば、植物由来高分子化合物をガラス布中の空間にまで染み込ませることが可能となり、高い植物度及び優れた耐熱性を有するとともに、極めて高い耐衝撃強度を有する樹脂成形体を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明よれば、植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体、筐体、及び樹脂成形体の製造方法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】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
＜樹脂成形体＞
本実施形態の樹脂成形体は、ガラス布と、植物由来高分子化合物とを含有してなる。かかる樹脂成形体の構造としては、例えば、植物由来高分子化合物からなる樹脂マトリックスにガラス布が配された構造、及び、ガラス布に植物由来高分子化合物が含浸した構造などが挙げられる。
【００２４】
ガラス布としては、ガラス繊維織布、ガラス繊維不織布などが使用できる。
【００２５】
ガラス繊維織布及びガラス不職布を構成するガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｃガラス、Ｄガラス等からなるガラス繊維を用いることができる。また、ガラス繊維の繊維径は０．１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
【００２６】
また、ガラス繊維織布を構成する経糸及び緯糸は、ガラス繊維を１０本〜１００００本（好ましくは２０本〜２００本）束ねたガラス繊維束からなるものが好ましい。
【００２７】
更に、ガラス繊維織布は、上記のようなガラス繊維束を用いて、経糸方向及び緯糸方向の織密度が、それぞれ３０本〜１００本／２５ｍｍになるように織られたものが好ましい。
【００２８】
また、ガラス繊維織布は、製織に必要な集束剤が付着している段階のガラス繊維織布や集束剤を除去した段階のガラス繊維織布、あるいは公知の表面処理法でシランカップリング剤などが既に処理されているガラス繊維織布のいずれでもよい。
【００２９】
本実施形態において、ガラス繊維織布及びガラス繊維不織布は市販品を使用することができる。
【００３０】
ガラス繊維織布又はガラス繊維不織布として、商業的に入手可能なものとしては、例えば、「ガラスクロス」（ユニチカ社製）、「ガラスマット」（日東紡社製）、「ガラスマット」（旭硝子社製）、「ガラスマット」（日本板硝子社製）などが挙げられる。
【００３１】
本実施形態の樹脂成形体においては、入手が容易であるなどの理由からガラス繊維織布よりもガラス繊維不織布を用いるのが好ましい。
【００３２】
本実施形態の樹脂成形体に含まれる植物由来高分子化合物は、植物由来のものであれば特に限定されるものではないが、産業廃棄物を低減する観点から、生分解性高分子化合物であることが好ましい。生分解性高分子化合物としては、例えば、デンプン、キトサン、酢酸セルロース、蟻酸セルロースなどのセルロース類、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等の脂肪族ポリエステル、ポリカプロラクトン等などが挙げられる。これらの中でも、ガラス布との接着性が高いことから、脂肪族ポリエステルが好ましい。更に、脂肪族ポリエステルの中でも、ポリ乳酸が特に好ましい。これらの植物由来高分子化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いた場合、ガラス布との組み合わせにおいて、特に高い耐衝撃強度及び耐熱性を獲得することができる。この原因については必ずしも定かではないが、密度の高いポリ乳酸のカルボニル基がガラス布表面と相互作用することにより、ポリ乳酸とガラス布とが強固に接着されるためであると推測している。
【００３４】
また、本実施形態において、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を使用する場合、ポリ乳酸の重量平均分子量は５０００〜５０００００であることが好ましく、１００００〜２０００００であることがより好ましい。重量平均分子量が５０００未満であると、耐衝撃強度が低下する傾向があり、５０００００を越えると、成形性が損なわれる傾向がある。
【００３５】
本実施形態の樹脂成形体において、植物由来高分子化合物の含有量は、樹脂成形体全量を基準として２０〜９５質量％であることが好ましく、３０〜８０質量％であることがより好ましい。植物由来高分子化合物の含有量が２０質量％未満であると、植物度が低くなるため環境負荷低減効果が十分に得られにくくなる傾向があり、９５質量％を越えると、耐衝撃強度が著しく低下する傾向がある。
【００３６】
本実施形態の樹脂成形体において、ガラス布の含有量は、樹脂成形体全量を基準として５〜９５質量％であることが好ましく、２０〜７０質量％であることがより好ましい。ガラス布の含有量が５質量％未満であると、耐衝撃強度が不十分になる傾向があり、９５質量％を越えると、成形性が損なわれる傾向がある。
【００３７】
また、上述したガラス布は、比重が大きいものを用いるほど、成形体も重くなるという課題があるが、耐衝撃強度及び耐熱性は高くなるという利点があるので、要求特性により使い分けることが好ましい。本実施形態においては、上記のバランスを図る観点から、樹脂成形体の比重が１．２〜２．０の範囲内であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態の樹脂成形体を特に家電製品や事務機器を構成する樹脂成形体として用いる場合には、これらの樹脂成形体には極めて高い難燃性が要求されることがある。要求される難燃性のレベルは製品によって異なるが、概ねＵＬ９４規格におけるＶ−２相当以上の難燃性が要求されることが多い。本実施形態の樹脂成形体においては、難燃剤を添加することにより高水準の難燃性を達成することができる。
【００３９】
一般的に難燃剤として最も効果が高いと言われているのが臭素系難燃剤である。しかし、臭素系難燃剤は燃焼時に有毒ガスを発生する可能性があることから、環境負荷の点で好ましくない。一方、リン系、シリコーン系、及び、無機粒子系の難燃剤は環境負荷が小さく好ましいが、従来、高分子材料との相溶性が悪いなどの理由から、ブリードを起こしたり、機械強度の低下を招いたり、特にリン系難燃剤は加水分解性が高いといったような課題があった。そのため、従来、ポリ乳酸などの植物由来高分子化合物を含む樹脂成形体において、難燃性と機械強度との両立を果たすことは極めて難しかった。
【００４０】
これに対して、本実施形態の樹脂成形体によれば、難燃剤を更に含有させることにより、植物度、耐衝撃強度及び耐熱性を十分有しながら難燃性を高水準で達成することができる。
【００４１】
本実施形態の樹脂成形体に含有させる好適な難燃剤としては、リン酸エステルなどのリン系難燃剤、シリコーン系、その他無機系難燃剤等が挙げられる。
【００４２】
本実施形態の樹脂成形体において、難燃剤の含有量は、樹脂成形体全量を基準として１〜４０質量％であることが好ましく、３〜２０質量％であることがより好ましい。難燃剤の含有量が１質量％未満であると、難燃性が不十分になる傾向があり、４０質量％を越えると、耐衝撃強度が不十分になる傾向がある。
【００４３】
本実施形態の樹脂成形体は、上述した各成分以外に更に他の添加剤を含有していてもよい。かかる添加剤としては、例えば、熱安定剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、光安定剤、顔料、着色剤、相溶化剤、強化剤、耐加水分解防止剤等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に制限されないが、樹脂成形体全量を基準としてそれぞれ１０質量％以下であることが好ましい。
【００４４】
＜樹脂成形体の製造方法＞
次に、上述の本実施形態の樹脂成形体を製造する方法の好適な実施形態を説明する。
【００４５】
本実施形態の第１の樹脂成形体の製造方法は、成形型内で、少なくともガラス布と植物由来高分子化合物とを加熱加圧し一体化させる。
【００４６】
第１の樹脂成形体の製造方法に用いる成形型は、通常のプレス成形等で使用される金型を使用できる。
【００４７】
本実施形態の第１の樹脂成形体の製造方法では、例えば、以下の手順によりガラス布と植物由来高分子化合物との一体化を行うことができる。上記成形型内に、先ずガラス布を配置し、続いて、植物由来高分子化合物、及び、必要に応じて他の樹脂組成物を均一に充填する。次に、単動プレス機等の熱プレス機を用いて、植物由来高分子化合物の融点以上の温度、圧力０．０１〜１００ＭＰａの条件で成形型を加熱加圧する。
【００４８】
また、上記温度条件は１５０℃〜２４０℃の範囲内であることが好ましい。温度が１５０℃未満であると、植物由来高分子化合物の溶融粘度が高すぎて良好な成形が困難となる傾向にあり、２４０℃を超えると植物由来高分子化合物が熱分解して、着色や機械強度の低下を招きやすくなる傾向にある。特に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、上記温度範囲で加熱加圧を行うことが好ましい。
【００４９】
本実施形態においては、植物由来高分子化合物を成形型内に充填した後にガラス布を配置させてもよく、また、植物由来高分子化合物を充填する際に予め他の樹脂組成物と混合したものを用いてもよい。また、ガラス布は、本発明の効果を損なわない範囲で裁断されたものを用いることができる。
【００５０】
本実施形態においてガラス布及び植物由来高分子化合物の配合量は、樹脂成形体の植物度、耐衝撃強度及び耐熱性を高水準でバランスよく達成させる観点から、ガラス布１００質量部に対して植物由来高分子化合物を１０〜９００質量部の範囲内とすることが好ましい。
【００５１】
本実施形態の第１の樹脂成形体の製造方法によれば、ガラス布を高充填することができ、樹脂成形体の耐衝撃強度及び耐熱性を極めて高くできる。更に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、ガラス布との強い接着性により成形体の耐衝撃強度及び耐熱性をより向上させることができる。
【００５２】
本実施形態の第２の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布を配した射出成形用金型内に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂組成物を射出し成形する。
【００５３】
本実施形態の第２の樹脂成形体の製造方法では、例えば、以下の手順により射出成形を行うことができる。射出成形用金型内に、先ずガラス布を配置する。続いて、射出成形用金型内に射出成形機を用い植物由来高分子化合物を含む樹脂組成物を溶融射出する。
【００５４】
本実施形態で用いる射出成形機は通常のものが使用できる。
【００５５】
本実施形態で用いる樹脂組成物は、上述の植物由来高分子化合物及び必要に応じて難燃剤などの添加物を混合したものが挙げられる。また、樹脂組成物は、ペレット化されたものであることが好ましい。また、ガラス布は、本発明の効果を損なわない範囲で裁断されたものを用いることができる。
【００５６】
射出成形は、金型温度２０〜１３０℃、シリンダ温度（最高温度）１６０〜２３０℃、射出時間１０〜１２０秒、冷却時間１０〜１４０秒で行われることが好ましく、金型温度３０〜１１０℃、シリンダ温度（最高温度）１８０〜２００℃、射出時間３０〜６０秒、冷却時間２０〜４０秒で行われることがより好ましい。
【００５７】
本実施形態においてガラス布及び植物由来高分子化合物の配合量は、樹脂成形体の植物度、耐衝撃強度及び耐熱性を高水準でバランスよく達成させる観点から、ガラス布１００質量部に対して植物由来高分子化合物を１０〜９００質量部の範囲内とすることが好ましい。
【００５８】
本実施形態の第２の樹脂成形体の製造方法によれば、植物度が高く、耐衝撃強度及び耐熱性に優れた樹脂成形体を高い生産性で製造することができる。更に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、ガラス布との強い接着性により成形体の耐衝撃強度及び耐熱性をより向上させることができる。
【００５９】
本実施形態の第３の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸して樹脂成形体を得る。
【００６０】
本実施形態の第３の樹脂成形体の製造方法で用いる樹脂溶液は、例えば、植物由来高分子化合物及び必要に応じて難燃剤などの添加物を溶剤に溶解したものが挙げられる。
【００６１】
溶剤としては、植物由来高分子化合物を溶解できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、メタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。
【００６２】
樹脂溶液をガラス布に含浸する方法としては、例えば、浸漬塗布、吸引含浸、表面空すきこみなどが挙げられる。
【００６３】
本実施形態においては、ガラス布に植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸した後、これを加熱加圧（例えば、熱プレス）することにより、樹脂成形体を得ることができる。
【００６４】
本実施形態の第３の樹脂成形体の製造方法によれば、植物由来高分子化合物をガラス布の隙間までしみこませることができるため成形体の高密度化を達成することができ、極めて高い耐衝撃強度を有する樹脂成形体を得ることができる。更に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、ガラス布との強い接着性により成形体の耐衝撃強度及び耐熱性をより向上させることができる。
【００６５】
図１は、本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置を、前側から見た外観斜視図である。図１の画像形成装置１００は、本体装置１１０の前面にフロントカバー１２０ａ，１２０ｂを備えている。これらのフロントカバー１２０ａ，１２０ｂは、ユーザーが装置内にアクセスできるよう開閉可能となっている。これにより、ユーザーは、トナーが消耗したときにトナーを補充したり、消耗したプロセスカートリッジを交換したり、装置内でジャムが発生したときに詰まった用紙を取り除いたりすることができる。図１には、フロントカバー１２０ａ，１２０ｂが開かれた状態の装置が示されている。
【００６６】
本体装置１１０の上面には、用紙サイズや部数等の画像形成に関わる諸条件がユーザーからの操作によって入力される操作パネル１３０、及び、読み取られる原稿が配置されるコピーガラス１３２が設けられている。また、本体装置１１０は、その上部に、コピーガラス１３２上に原稿を自動的に搬送することができる自動原稿搬送装置１３４を備えている。更に、本体装置１１０は、コピーガラス１３２上に配置された原稿画像を走査して、その原稿画像を表わす画像データを得る画像読取装置を備えている。この画像読取装置によって得られた画像データは、制御部を介して画像形成ユニットに送られる。なお、画像読取装置及び制御部は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５０の内部に収容されている。また、画像形成ユニットは、着脱可能なプロセスカートリッジ１４２として筐体１５０に備えられている。プロセスカートリッジ１４２の着脱は、操作レバー１４４を回すことによって可能となる。
【００６７】
本体装置１１０の筐体１５０には、トナー収容部１４６が取り付けられており、トナー供給口１４８からトナーを補充することができる。トナー収容部１４６に収容されたトナーは現像装置に供給されるようになっている。
【００６８】
一方、本体装置１１０の下部には、用紙収納カセット１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃが備えられている。また、本体装置１１０には、一対のローラで構成される搬送ローラが装置内に複数個配列されることによって、用紙収納カセットの用紙が上部にある画像形成ユニットまで搬送される搬送経路が形成されている。なお、各用紙収納カセットの用紙は、搬送経路の端部近傍に配置された用紙取出し機構によって１枚ずつ取り出されて、搬送経路へと送り出される。また、本体装置１１０の側面には、手差しの用紙トレイ１３６が備えられており、ここからも用紙を供給することができる。
【００６９】
画像形成ユニットによって画像が形成された用紙は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５２によって支持された相互に当接する２個の定着ロールの間に順次移送された後、本体装置１１０の外部に排紙される。本体装置１１０には、用紙トレイ１３６が設けられている側と反対側に排出トレイ１３８が複数備えられており、これらのトレイに画像形成後の用紙が排出される。
【００７０】
本発明の樹脂成形体は、十分に高い耐衝撃強度及び耐熱性を有しているため、上述したような電子写真装置の外装筐体（ハウジング）、筐体を構成する部材（フロントカバー（図１におけるフロントカバー１２０ａ，１２０ｂ）、リアカバーなど）及び部品（給紙トレイ（図１における用紙トレイ１３６）、排紙トレイ（図１における排出トレイ１３８）、プラテンなど）として好適である。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７２】
＜樹脂成形体の作製＞
（実施例１）
まず、プレス成形後に縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み３ｍｍの成形体を得ることができる成形型（凹型）内に、ガラス布（日本板硝子社製、商品名「ガラスマット」、ガラス繊維不織布）６０質量部を均一に敷き詰め充填した。次に、充填したガラス布上にポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を均一に敷き詰め、成形型内にポリ乳酸及びリン酸エステルを充填した。
【００７３】
続いて、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により１９０℃、１００ＭＰａの条件で上記の充填物を加熱加圧した。これにより、ガラス布を含む１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００７４】
（実施例２）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布１０質量部、ポリ乳酸８０質量部及びリン酸エステル１０質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の樹脂成形体を得た。
【００７５】
（実施例３）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布７５質量部、ポリ乳酸２０質量部及びリン酸エステル５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の樹脂成形体を得た。
【００７６】
（実施例４）
実施例１におけるポリ乳酸３５質量部に代えてポリ−３−ヒドロキシ酪酸（モンサント社製、商品名「バイオポール」、重量平均分子量：４５０００）３５質量部を充填したこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の樹脂成形体を得た。
【００７７】
（実施例５）
まず、成形後に縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み３ｍｍの成形体を得ることができる射出成形用金型内に、ガラス布（日本板硝子社製、ガラスマット、商品名「ガラスマット」、ガラス繊維不織布）６０質量部を均一に敷き詰め充填した。一方、ポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を２００℃でコンパウンドし、樹脂ペレットを作製した。
【００７８】
上記で得られた樹脂ペレットを、射出成形機「ＥＸ−５０」（日精樹脂工業社製）を用いてガラス布を充填した上記射出成形用金型内に射出し、射出温度１９０℃、金型温度５０℃の条件で射出成形（インサート成形）した。これにより、ガラス布を含む１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００７９】
（比較例１）
プレス成形後に縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み３ｍｍの成形体を得ることができる成形型内に、ポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ（東レ社製、商品名「Ｖ５５４Ｒ１０」）１００質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）５０質量部を均一に充填した。次に、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により１９０℃、１００ＭＰａの条件で充填物を加熱加圧した。これにより、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００８０】
（比較例２）
比較例１におけるポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ１００質量部に代えてポリ乳酸−ナノクレイアロイ（ユニチカ社製、商品名「ＴＥ２１００」）１００質量部を充填したこと以外は比較例１と同様にして、比較例２の樹脂成形体を得た。
【００８１】
（比較例３）
ポリ乳酸（三井化学製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量９００００）１０質量部とガラス繊維（日東紡製、商品名「ＣＳ−３ＰＥ−９４１Ｓ」）２質量部とを、２軸混練機（東洋精機製、「ラボプラストミル」）で１８０℃にて混練し、得られたコンパウンドを、射出成形機（日精樹脂工業製、「ＮＥＸ１５０」）を用いて、シリンダ温度１８０℃、金型温度４０℃の条件で射出成形し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００８２】
上記で得られた実施例１〜５及び比較例１〜３の樹脂成形体について、耐熱性及び耐衝撃性を評価するため、下記の方法に基づいて荷重たわみ温度及びシャルピー耐衝撃強度を測定した。
【００８３】
［荷重たわみ温度の測定］
樹脂成形体から試料をＪＩＳ Ｋ７１９１−１ＨＤＴ試験で規定される寸法（２０ｍｍ×１０ｍｍ×３２ｍｍ）に切り出し、ＪＩＳ Ｋ７１９１−１に規定のＨＤＴ試験法に基づき、ＨＤＴ試験装置（東洋精機社製、Ｅモデル）を用い荷重たわみ温度（℃）を測定した。
【００８４】
［シャルピー耐衝撃強度］
樹脂成形体から切り出したＩＳＯダンベル試験片をノッチ加工し、デジタル耐衝撃試験装置（東洋精機社製、ＤＧ−Ｃ）を用いシャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ２）を測定した。
【００８５】
＜事務機器部品の作製＞
（実施例６）
カラーレーザープリンター（富士ゼロックス社製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ５００」）のフロントカバー成形用の金型（凹型）に、ガラス布（日本板硝子社製、商品名「ガラスマット」、ガラス繊維不織布）６０質量部を均一に敷き詰め充填した。次に、充填したガラス布上にポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量：９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を均一に敷き詰め、成形型内にポリ乳酸及びリン酸エステルを充填した。
【００８６】
続いて、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により２２０℃、２００ＭＰａの条件で上記の充填物を加熱加圧した。これにより、ガラス布を含むフロントカバーを得た。
【００８７】
（実施例７）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布１０質量部、ポリ乳酸８０質量部及びリン酸エステル１０質量部に変更したこと以外は実施例６と同様にして、実施例７のフロントカバーを得た。
【００８８】
（実施例８）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布７５質量部、ポリ乳酸２０質量部及びリン酸エステル５質量部に変更したこと以外は実施例６と同様にして、実施例８のフロントカバーを得た。
【００８９】
（実施例９）
実施例６におけるポリ乳酸３５質量部に代えてポリ−３−ヒドロキシ酪酸（モンサント社製、商品名「バイオポール」、重量平均分子量：４５０００）３５質量部を充填したこと以外は実施例６と同様にして、実施例９のフロントカバーを得た。
【００９０】
（実施例１０）
先ず、ポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量：９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を２００℃でコンパウンドし、樹脂ペレットを作製した。
【００９１】
上記で得られた樹脂ペレットを、射出成形機「ＥＸ−５０」（日精樹脂工業社製）を用いて、カラーレーザープリンター（富士ゼロックス社製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ５００」）のフロントカバー成形用の射出成型用金型内に射出し、射出温度１９０℃、金型温度５０℃の条件で射出成形（インサート成形）した。これにより、実施例１０のフロントカバーを得た。
【００９２】
（比較例４）
カラーレーザープリンター（富士ゼロックス社製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ５００」）のフロントカバー成形用の金型に、ポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ（東レ社製、商品名「Ｖ５５４Ｒ１０」）１００質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）５０質量部を均一に敷き詰め、成形型内にポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ及びリン酸エステルを充填した。
【００９３】
続いて、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により２２０℃、２００ＭＰａの条件で上記の充填物を加熱加圧した。これにより、比較例４のフロントカバーを得た。
【００９４】
（比較例５）
比較例４におけるポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ１００質量部に代えてポリ乳酸−ナノクレイアロイ（ユニチカ社製、商品名「ＴＥ２１００」）１００質量部を充填したこと以外は比較例４と同様にして、比較例５のフロントカバーを得た。
【００９５】
上記で得られた実施例６〜１０及び比較例４〜５のフロントカバーについて、耐熱性及び耐衝撃性を評価するため、下記の方法に基づく荷重たわみ温度及びシャルピー耐衝撃強度の測定、並びに耐熱性試験を行った。
【００９６】
［荷重たわみ温度の測定］
フロントカバーの中心部から試料をＪＩＳ Ｋ７１９１−１ＨＤＴ試験で規定される寸法（１０ｍｍ×２０ｍｍ×２４ｍｍ）に切り出し、ＪＩＳ Ｋ７１９１−１に規定のＨＤＴ試験法に基づき、ＨＤＴ試験装置（東洋精機社製、Ｅモデル）を用いて荷重たわみ温度（℃）を測定した。
【００９７】
［シャルピー耐衝撃強度］
フロントカバーの中心部から切り出したＩＳＯダンベル試験片をノッチ加工し、デジタル耐衝撃試験装置（東洋精機社製、ＤＧ−Ｃ）を用いシャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ２）を測定した。
【００９８】
［耐熱性試験］
フロントカバーを恒温恒湿槽内で、温度６０℃、湿度８５％の条件下、１０００時間保存した後、変形の有無を目視にて確認した。変形が見られたものを「変形有」、変形が見られなかったものを「変形無」で表１及び２に示した。
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表１及び表２に示されるように、本発明に係る実施例１〜５の樹脂成形体及び実施例６〜１０の事務機器部品（フロントカバー）は、優れた耐衝撃強度及び耐熱性を有していることが確認された。また、射出成形によって製造された実施例５及び実施例１０の樹脂成形体は、耐衝撃強度が更に優れていることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００…画像形成装置、１１０…本体装置、１２０ａ，ｂ…フロントカバー、１３６…用紙トレイ、１３８…排出トレイ、１４２…プロセスカートリッジ、１５０，１５２…筐体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体及び筐体並びに樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化、石油枯渇、廃棄物問題に代表される環境問題への取組み、持続型循環社会構築の考え方から、植物由来のバイオマス材料開発が盛んになされている。
【０００３】
家電製品や事務機器などの分野では、製品の部材構成において樹脂成形体の割合が増加していることから、特に樹脂成形体の材料としてバイオマス材料を利用することが期待されている。樹脂材料として用いられるバイオマス材料としては、例えば、石油を一切使用せずに穀物などから製造できるポリ乳酸などが注目されている。しかし、例えばポリ乳酸は、硬くて脆く、耐熱性が劣るため、その用途は農業用シートや家庭用ゴミ袋などに限定されており、家電製品や事務機器などの要求特性が高い部材としてそのまま使用すると破損や変形などの問題が生じてしまう。
【０００４】
樹脂の剛性や耐熱性などの特性を改善する方法としては、樹脂に繊維状物質や無機粒子などの各種フィラーを分散させる技術が知られている。このようなフィラーを含む樹脂成形体は、フィラーの分散不良による剛性低下を防止する観点から、例えば、樹脂とフィラーとの混合物を粉砕して得られるコンパウンドペレットを用いて、或いは、ペレット化された樹脂とペレット化されたフィラーとを混合して成形するなどにより製造される。前者の方法によって得られる樹脂成形体の具体例としては、下記特許文献１に開示された、主として乳酸成分からなる脂肪族ポリエステル樹脂とアスペクト比５以上を有する無機充填剤成分からなる乳酸系樹脂組成物の成形体がある。また、後者の方法によって得られる樹脂成形体の具体例としては、下記特許文献２に開示されたポリ乳酸とセルロース系繊維とからなる繊維強化プラスチックがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０５２９８号公報
【特許文献２】特開２００５−０１４４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の樹脂成形体であっても、耐衝撃強度及び耐熱性が必ずしも十分ではなく、要求特性の高い家電製品や事務機器などに使用するには更なる改善の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体、筐体、及び樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形体は、ガラス布と植物由来高分子化合物とを含有してなることを特徴とする。
【０００９】
上記「ガラス布」とは、ガラスを主成分とする繊維により構成される布を意味し、本明細書でいうガラス布にはガラス繊維織布及びガラス繊維不織布等が包含される。
【００１０】
本発明によれば、植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体を実現できる。このような効果が本発明によって奏される理由としては以下のとおり本発明者らは推察する。
【００１１】
従来の樹脂成形体において繊維状物質を樹脂に添加して機械強度を向上させようとすると、上述したようにフィラーの分散不良を防止する観点からペレタイズ工程が必要であった。これに対して、本発明の樹脂成形体は、布組織が十分維持されたガラス布と植物由来高分子化合物とを含んで構成されるものであることから、ガラス繊維の破損や高分子化合物の劣化を十分防止でき、ガラス繊維を高密度で含有することができるとともに繊維同士の絡み合いを十分に維持することができる。このことにより、極めて高い耐衝撃強度が達成されるとともに、繊維状物質の分散系では得られない水準の耐熱性が達成されたものと考えられる。
【００１２】
本発明の樹脂成形体において、上記植物由来高分子化合物が脂肪族ポリエステルであることが好ましい。この場合、更に高水準の機械強度を達成することができる。この効果は、脂肪族ポリエステルとガラス布との優れた接着性によるものと考えられる。
【００１３】
また、本発明の樹脂成形体においては、耐衝撃強度を十分確保する観点から、上記植物由来高分子化合物の含有量が、樹脂成形体全量基準で２０〜９５質量％であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の樹脂成形体においては、十分な植物度を有しつつ耐衝撃強度を向上させる観点から、上記ガラス布の含有量が、樹脂成形体全量基準で５〜７０質量％であることが好ましい。
【００１５】
本発明の樹脂成形体は、植物度、耐衝撃強度及び耐熱性のすべてを高水準で達成することができることから、事務機器部品であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、ガラス布と植物由来高分子化合物とを含有してなる樹脂成形体が、一部又は全部に用いられたことを特徴とする筐体を提供する。かかる筐体によれば、耐衝撃強度及び耐熱性を十分有しつつ高い植物度を有することから、環境負荷の低減を有効に実現できる。
【００１７】
また、本発明は、上記本発明の樹脂成形体を製造するため、以下の本発明の第１〜第３の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明の第１の樹脂成形体の製造方法は、成形型内で、少なくともガラス布と植物由来高分子化合物とを加熱加圧し一体化させることを特徴とする。かかる製造方法によれば、ガラス繊維の破損を十分防止しつつガラス布と植物由来高分子化合物とを一体化させることができるため、高い植物度を有し且つ優れた耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体を得ることができる。
【００１９】
本発明の第２の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布を配した射出成形用金型内に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂組成物を射出し成形することを特徴とする。かかる製造方法によれば、高い植物度を有し且つ優れた耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体を高い生産性で製造することができる。
【００２０】
本発明の第３の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸して樹脂成形体を得ることを特徴とする。かかる製造方法によれば、植物由来高分子化合物をガラス布中の空間にまで染み込ませることが可能となり、高い植物度及び優れた耐熱性を有するとともに、極めて高い耐衝撃強度を有する樹脂成形体を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明よれば、植物度が高く、且つ、家電製品や事務機器などの部品や筐体にも使用可能な耐衝撃強度及び耐熱性を有する樹脂成形体、筐体、及び樹脂成形体の製造方法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】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
＜樹脂成形体＞
本実施形態の樹脂成形体は、ガラス布と、植物由来高分子化合物とを含有してなる。かかる樹脂成形体の構造としては、例えば、植物由来高分子化合物からなる樹脂マトリックスにガラス布が配された構造、及び、ガラス布に植物由来高分子化合物が含浸した構造などが挙げられる。
【００２４】
ガラス布としては、ガラス繊維織布、ガラス繊維不織布などが使用できる。
【００２５】
ガラス繊維織布及びガラス不職布を構成するガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｃガラス、Ｄガラス等からなるガラス繊維を用いることができる。また、ガラス繊維の繊維径は０．１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
【００２６】
また、ガラス繊維織布を構成する経糸及び緯糸は、ガラス繊維を１０本〜１００００本（好ましくは２０本〜２００本）束ねたガラス繊維束からなるものが好ましい。
【００２７】
更に、ガラス繊維織布は、上記のようなガラス繊維束を用いて、経糸方向及び緯糸方向の織密度が、それぞれ３０本〜１００本／２５ｍｍになるように織られたものが好ましい。
【００２８】
また、ガラス繊維織布は、製織に必要な集束剤が付着している段階のガラス繊維織布や集束剤を除去した段階のガラス繊維織布、あるいは公知の表面処理法でシランカップリング剤などが既に処理されているガラス繊維織布のいずれでもよい。
【００２９】
本実施形態において、ガラス繊維織布及びガラス繊維不織布は市販品を使用することができる。
【００３０】
ガラス繊維織布又はガラス繊維不織布として、商業的に入手可能なものとしては、例えば、「ガラスクロス」（ユニチカ社製）、「ガラスマット」（日東紡社製）、「ガラスマット」（旭硝子社製）、「ガラスマット」（日本板硝子社製）などが挙げられる。
【００３１】
本実施形態の樹脂成形体においては、入手が容易であるなどの理由からガラス繊維織布よりもガラス繊維不織布を用いるのが好ましい。
【００３２】
本実施形態の樹脂成形体に含まれる植物由来高分子化合物は、植物由来のものであれば特に限定されるものではないが、産業廃棄物を低減する観点から、生分解性高分子化合物であることが好ましい。生分解性高分子化合物としては、例えば、デンプン、キトサン、酢酸セルロース、蟻酸セルロースなどのセルロース類、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等の脂肪族ポリエステル、ポリカプロラクトン等などが挙げられる。これらの中でも、ガラス布との接着性が高いことから、脂肪族ポリエステルが好ましい。更に、脂肪族ポリエステルの中でも、ポリ乳酸が特に好ましい。これらの植物由来高分子化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いた場合、ガラス布との組み合わせにおいて、特に高い耐衝撃強度及び耐熱性を獲得することができる。この原因については必ずしも定かではないが、密度の高いポリ乳酸のカルボニル基がガラス布表面と相互作用することにより、ポリ乳酸とガラス布とが強固に接着されるためであると推測している。
【００３４】
また、本実施形態において、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を使用する場合、ポリ乳酸の重量平均分子量は５０００〜５０００００であることが好ましく、１００００〜２０００００であることがより好ましい。重量平均分子量が５０００未満であると、耐衝撃強度が低下する傾向があり、５０００００を越えると、成形性が損なわれる傾向がある。
【００３５】
本実施形態の樹脂成形体において、植物由来高分子化合物の含有量は、樹脂成形体全量を基準として２０〜９５質量％であることが好ましく、３０〜８０質量％であることがより好ましい。植物由来高分子化合物の含有量が２０質量％未満であると、植物度が低くなるため環境負荷低減効果が十分に得られにくくなる傾向があり、９５質量％を越えると、耐衝撃強度が著しく低下する傾向がある。
【００３６】
本実施形態の樹脂成形体において、ガラス布の含有量は、樹脂成形体全量を基準として５〜９５質量％であることが好ましく、２０〜７０質量％であることがより好ましい。ガラス布の含有量が５質量％未満であると、耐衝撃強度が不十分になる傾向があり、９５質量％を越えると、成形性が損なわれる傾向がある。
【００３７】
また、上述したガラス布は、比重が大きいものを用いるほど、成形体も重くなるという課題があるが、耐衝撃強度及び耐熱性は高くなるという利点があるので、要求特性により使い分けることが好ましい。本実施形態においては、上記のバランスを図る観点から、樹脂成形体の比重が１．２〜２．０の範囲内であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態の樹脂成形体を特に家電製品や事務機器を構成する樹脂成形体として用いる場合には、これらの樹脂成形体には極めて高い難燃性が要求されることがある。要求される難燃性のレベルは製品によって異なるが、概ねＵＬ９４規格におけるＶ−２相当以上の難燃性が要求されることが多い。本実施形態の樹脂成形体においては、難燃剤を添加することにより高水準の難燃性を達成することができる。
【００３９】
一般的に難燃剤として最も効果が高いと言われているのが臭素系難燃剤である。しかし、臭素系難燃剤は燃焼時に有毒ガスを発生する可能性があることから、環境負荷の点で好ましくない。一方、リン系、シリコーン系、及び、無機粒子系の難燃剤は環境負荷が小さく好ましいが、従来、高分子材料との相溶性が悪いなどの理由から、ブリードを起こしたり、機械強度の低下を招いたり、特にリン系難燃剤は加水分解性が高いといったような課題があった。そのため、従来、ポリ乳酸などの植物由来高分子化合物を含む樹脂成形体において、難燃性と機械強度との両立を果たすことは極めて難しかった。
【００４０】
これに対して、本実施形態の樹脂成形体によれば、難燃剤を更に含有させることにより、植物度、耐衝撃強度及び耐熱性を十分有しながら難燃性を高水準で達成することができる。
【００４１】
本実施形態の樹脂成形体に含有させる好適な難燃剤としては、リン酸エステルなどのリン系難燃剤、シリコーン系、その他無機系難燃剤等が挙げられる。
【００４２】
本実施形態の樹脂成形体において、難燃剤の含有量は、樹脂成形体全量を基準として１〜４０質量％であることが好ましく、３〜２０質量％であることがより好ましい。難燃剤の含有量が１質量％未満であると、難燃性が不十分になる傾向があり、４０質量％を越えると、耐衝撃強度が不十分になる傾向がある。
【００４３】
本実施形態の樹脂成形体は、上述した各成分以外に更に他の添加剤を含有していてもよい。かかる添加剤としては、例えば、熱安定剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、光安定剤、顔料、着色剤、相溶化剤、強化剤、耐加水分解防止剤等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に制限されないが、樹脂成形体全量を基準としてそれぞれ１０質量％以下であることが好ましい。
【００４４】
＜樹脂成形体の製造方法＞
次に、上述の本実施形態の樹脂成形体を製造する方法の好適な実施形態を説明する。
【００４５】
本実施形態の第１の樹脂成形体の製造方法は、成形型内で、少なくともガラス布と植物由来高分子化合物とを加熱加圧し一体化させる。
【００４６】
第１の樹脂成形体の製造方法に用いる成形型は、通常のプレス成形等で使用される金型を使用できる。
【００４７】
本実施形態の第１の樹脂成形体の製造方法では、例えば、以下の手順によりガラス布と植物由来高分子化合物との一体化を行うことができる。上記成形型内に、先ずガラス布を配置し、続いて、植物由来高分子化合物、及び、必要に応じて他の樹脂組成物を均一に充填する。次に、単動プレス機等の熱プレス機を用いて、植物由来高分子化合物の融点以上の温度、圧力０．０１〜１００ＭＰａの条件で成形型を加熱加圧する。
【００４８】
また、上記温度条件は１５０℃〜２４０℃の範囲内であることが好ましい。温度が１５０℃未満であると、植物由来高分子化合物の溶融粘度が高すぎて良好な成形が困難となる傾向にあり、２４０℃を超えると植物由来高分子化合物が熱分解して、着色や機械強度の低下を招きやすくなる傾向にある。特に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、上記温度範囲で加熱加圧を行うことが好ましい。
【００４９】
本実施形態においては、植物由来高分子化合物を成形型内に充填した後にガラス布を配置させてもよく、また、植物由来高分子化合物を充填する際に予め他の樹脂組成物と混合したものを用いてもよい。また、ガラス布は、本発明の効果を損なわない範囲で裁断されたものを用いることができる。
【００５０】
本実施形態においてガラス布及び植物由来高分子化合物の配合量は、樹脂成形体の植物度、耐衝撃強度及び耐熱性を高水準でバランスよく達成させる観点から、ガラス布１００質量部に対して植物由来高分子化合物を１０〜９００質量部の範囲内とすることが好ましい。
【００５１】
本実施形態の第１の樹脂成形体の製造方法によれば、ガラス布を高充填することができ、樹脂成形体の耐衝撃強度及び耐熱性を極めて高くできる。更に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、ガラス布との強い接着性により成形体の耐衝撃強度及び耐熱性をより向上させることができる。
【００５２】
本実施形態の第２の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布を配した射出成形用金型内に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂組成物を射出し成形する。
【００５３】
本実施形態の第２の樹脂成形体の製造方法では、例えば、以下の手順により射出成形を行うことができる。射出成形用金型内に、先ずガラス布を配置する。続いて、射出成形用金型内に射出成形機を用い植物由来高分子化合物を含む樹脂組成物を溶融射出する。
【００５４】
本実施形態で用いる射出成形機は通常のものが使用できる。
【００５５】
本実施形態で用いる樹脂組成物は、上述の植物由来高分子化合物及び必要に応じて難燃剤などの添加物を混合したものが挙げられる。また、樹脂組成物は、ペレット化されたものであることが好ましい。また、ガラス布は、本発明の効果を損なわない範囲で裁断されたものを用いることができる。
【００５６】
射出成形は、金型温度２０〜１３０℃、シリンダ温度（最高温度）１６０〜２３０℃、射出時間１０〜１２０秒、冷却時間１０〜１４０秒で行われることが好ましく、金型温度３０〜１１０℃、シリンダ温度（最高温度）１８０〜２００℃、射出時間３０〜６０秒、冷却時間２０〜４０秒で行われることがより好ましい。
【００５７】
本実施形態においてガラス布及び植物由来高分子化合物の配合量は、樹脂成形体の植物度、耐衝撃強度及び耐熱性を高水準でバランスよく達成させる観点から、ガラス布１００質量部に対して植物由来高分子化合物を１０〜９００質量部の範囲内とすることが好ましい。
【００５８】
本実施形態の第２の樹脂成形体の製造方法によれば、植物度が高く、耐衝撃強度及び耐熱性に優れた樹脂成形体を高い生産性で製造することができる。更に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、ガラス布との強い接着性により成形体の耐衝撃強度及び耐熱性をより向上させることができる。
【００５９】
本実施形態の第３の樹脂成形体の製造方法は、ガラス布に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸して樹脂成形体を得る。
【００６０】
本実施形態の第３の樹脂成形体の製造方法で用いる樹脂溶液は、例えば、植物由来高分子化合物及び必要に応じて難燃剤などの添加物を溶剤に溶解したものが挙げられる。
【００６１】
溶剤としては、植物由来高分子化合物を溶解できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、メタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。
【００６２】
樹脂溶液をガラス布に含浸する方法としては、例えば、浸漬塗布、吸引含浸、表面空すきこみなどが挙げられる。
【００６３】
本実施形態においては、ガラス布に植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸した後、これを加熱加圧（例えば、熱プレス）することにより、樹脂成形体を得ることができる。
【００６４】
本実施形態の第３の樹脂成形体の製造方法によれば、植物由来高分子化合物をガラス布の隙間までしみこませることができるため成形体の高密度化を達成することができ、極めて高い耐衝撃強度を有する樹脂成形体を得ることができる。更に、植物由来高分子化合物としてポリ乳酸を用いる場合、ガラス布との強い接着性により成形体の耐衝撃強度及び耐熱性をより向上させることができる。
【００６５】
図１は、本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置を、前側から見た外観斜視図である。図１の画像形成装置１００は、本体装置１１０の前面にフロントカバー１２０ａ，１２０ｂを備えている。これらのフロントカバー１２０ａ，１２０ｂは、ユーザーが装置内にアクセスできるよう開閉可能となっている。これにより、ユーザーは、トナーが消耗したときにトナーを補充したり、消耗したプロセスカートリッジを交換したり、装置内でジャムが発生したときに詰まった用紙を取り除いたりすることができる。図１には、フロントカバー１２０ａ，１２０ｂが開かれた状態の装置が示されている。
【００６６】
本体装置１１０の上面には、用紙サイズや部数等の画像形成に関わる諸条件がユーザーからの操作によって入力される操作パネル１３０、及び、読み取られる原稿が配置されるコピーガラス１３２が設けられている。また、本体装置１１０は、その上部に、コピーガラス１３２上に原稿を自動的に搬送することができる自動原稿搬送装置１３４を備えている。更に、本体装置１１０は、コピーガラス１３２上に配置された原稿画像を走査して、その原稿画像を表わす画像データを得る画像読取装置を備えている。この画像読取装置によって得られた画像データは、制御部を介して画像形成ユニットに送られる。なお、画像読取装置及び制御部は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５０の内部に収容されている。また、画像形成ユニットは、着脱可能なプロセスカートリッジ１４２として筐体１５０に備えられている。プロセスカートリッジ１４２の着脱は、操作レバー１４４を回すことによって可能となる。
【００６７】
本体装置１１０の筐体１５０には、トナー収容部１４６が取り付けられており、トナー供給口１４８からトナーを補充することができる。トナー収容部１４６に収容されたトナーは現像装置に供給されるようになっている。
【００６８】
一方、本体装置１１０の下部には、用紙収納カセット１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃが備えられている。また、本体装置１１０には、一対のローラで構成される搬送ローラが装置内に複数個配列されることによって、用紙収納カセットの用紙が上部にある画像形成ユニットまで搬送される搬送経路が形成されている。なお、各用紙収納カセットの用紙は、搬送経路の端部近傍に配置された用紙取出し機構によって１枚ずつ取り出されて、搬送経路へと送り出される。また、本体装置１１０の側面には、手差しの用紙トレイ１３６が備えられており、ここからも用紙を供給することができる。
【００６９】
画像形成ユニットによって画像が形成された用紙は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５２によって支持された相互に当接する２個の定着ロールの間に順次移送された後、本体装置１１０の外部に排紙される。本体装置１１０には、用紙トレイ１３６が設けられている側と反対側に排出トレイ１３８が複数備えられており、これらのトレイに画像形成後の用紙が排出される。
【００７０】
本発明の樹脂成形体は、十分に高い耐衝撃強度及び耐熱性を有しているため、上述したような電子写真装置の外装筐体（ハウジング）、筐体を構成する部材（フロントカバー（図１におけるフロントカバー１２０ａ，１２０ｂ）、リアカバーなど）及び部品（給紙トレイ（図１における用紙トレイ１３６）、排紙トレイ（図１における排出トレイ１３８）、プラテンなど）として好適である。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７２】
＜樹脂成形体の作製＞
（実施例１）
まず、プレス成形後に縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み３ｍｍの成形体を得ることができる成形型（凹型）内に、ガラス布（日本板硝子社製、商品名「ガラスマット」、ガラス繊維不織布）６０質量部を均一に敷き詰め充填した。次に、充填したガラス布上にポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を均一に敷き詰め、成形型内にポリ乳酸及びリン酸エステルを充填した。
【００７３】
続いて、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により１９０℃、１００ＭＰａの条件で上記の充填物を加熱加圧した。これにより、ガラス布を含む１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００７４】
（実施例２）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布１０質量部、ポリ乳酸８０質量部及びリン酸エステル１０質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の樹脂成形体を得た。
【００７５】
（実施例３）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布７５質量部、ポリ乳酸２０質量部及びリン酸エステル５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の樹脂成形体を得た。
【００７６】
（実施例４）
実施例１におけるポリ乳酸３５質量部に代えてポリ−３−ヒドロキシ酪酸（モンサント社製、商品名「バイオポール」、重量平均分子量：４５０００）３５質量部を充填したこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の樹脂成形体を得た。
【００７７】
（実施例５）
まず、成形後に縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み３ｍｍの成形体を得ることができる射出成形用金型内に、ガラス布（日本板硝子社製、ガラスマット、商品名「ガラスマット」、ガラス繊維不織布）６０質量部を均一に敷き詰め充填した。一方、ポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を２００℃でコンパウンドし、樹脂ペレットを作製した。
【００７８】
上記で得られた樹脂ペレットを、射出成形機「ＥＸ−５０」（日精樹脂工業社製）を用いてガラス布を充填した上記射出成形用金型内に射出し、射出温度１９０℃、金型温度５０℃の条件で射出成形（インサート成形）した。これにより、ガラス布を含む１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００７９】
（比較例１）
プレス成形後に縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み３ｍｍの成形体を得ることができる成形型内に、ポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ（東レ社製、商品名「Ｖ５５４Ｒ１０」）１００質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）５０質量部を均一に充填した。次に、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により１９０℃、１００ＭＰａの条件で充填物を加熱加圧した。これにより、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００８０】
（比較例２）
比較例１におけるポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ１００質量部に代えてポリ乳酸−ナノクレイアロイ（ユニチカ社製、商品名「ＴＥ２１００」）１００質量部を充填したこと以外は比較例１と同様にして、比較例２の樹脂成形体を得た。
【００８１】
（比較例３）
ポリ乳酸（三井化学製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量９００００）１０質量部とガラス繊維（日東紡製、商品名「ＣＳ−３ＰＥ−９４１Ｓ」）２質量部とを、２軸混練機（東洋精機製、「ラボプラストミル」）で１８０℃にて混練し、得られたコンパウンドを、射出成形機（日精樹脂工業製、「ＮＥＸ１５０」）を用いて、シリンダ温度１８０℃、金型温度４０℃の条件で射出成形し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの平板樹脂成形体を得た。
【００８２】
上記で得られた実施例１〜５及び比較例１〜３の樹脂成形体について、耐熱性及び耐衝撃性を評価するため、下記の方法に基づいて荷重たわみ温度及びシャルピー耐衝撃強度を測定した。
【００８３】
［荷重たわみ温度の測定］
樹脂成形体から試料をＪＩＳ Ｋ７１９１−１ＨＤＴ試験で規定される寸法（２０ｍｍ×１０ｍｍ×３２ｍｍ）に切り出し、ＪＩＳ Ｋ７１９１−１に規定のＨＤＴ試験法に基づき、ＨＤＴ試験装置（東洋精機社製、Ｅモデル）を用い荷重たわみ温度（℃）を測定した。
【００８４】
［シャルピー耐衝撃強度］
樹脂成形体から切り出したＩＳＯダンベル試験片をノッチ加工し、デジタル耐衝撃試験装置（東洋精機社製、ＤＧ−Ｃ）を用いシャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ２）を測定した。
【００８５】
＜事務機器部品の作製＞
（実施例６）
カラーレーザープリンター（富士ゼロックス社製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ５００」）のフロントカバー成形用の金型（凹型）に、ガラス布（日本板硝子社製、商品名「ガラスマット」、ガラス繊維不織布）６０質量部を均一に敷き詰め充填した。次に、充填したガラス布上にポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量：９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を均一に敷き詰め、成形型内にポリ乳酸及びリン酸エステルを充填した。
【００８６】
続いて、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により２２０℃、２００ＭＰａの条件で上記の充填物を加熱加圧した。これにより、ガラス布を含むフロントカバーを得た。
【００８７】
（実施例７）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布１０質量部、ポリ乳酸８０質量部及びリン酸エステル１０質量部に変更したこと以外は実施例６と同様にして、実施例７のフロントカバーを得た。
【００８８】
（実施例８）
ガラス布、ポリ乳酸及びリン酸エステルの充填量をそれぞれ、ガラス布７５質量部、ポリ乳酸２０質量部及びリン酸エステル５質量部に変更したこと以外は実施例６と同様にして、実施例８のフロントカバーを得た。
【００８９】
（実施例９）
実施例６におけるポリ乳酸３５質量部に代えてポリ−３−ヒドロキシ酪酸（モンサント社製、商品名「バイオポール」、重量平均分子量：４５０００）３５質量部を充填したこと以外は実施例６と同様にして、実施例９のフロントカバーを得た。
【００９０】
（実施例１０）
先ず、ポリ乳酸（三井化学社製、商品名「レイシアＨ１００」、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１、重量平均分子量：９００００）３５質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）１５質量部を２００℃でコンパウンドし、樹脂ペレットを作製した。
【００９１】
上記で得られた樹脂ペレットを、射出成形機「ＥＸ−５０」（日精樹脂工業社製）を用いて、カラーレーザープリンター（富士ゼロックス社製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ５００」）のフロントカバー成形用の射出成型用金型内に射出し、射出温度１９０℃、金型温度５０℃の条件で射出成形（インサート成形）した。これにより、実施例１０のフロントカバーを得た。
【００９２】
（比較例４）
カラーレーザープリンター（富士ゼロックス社製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ５００」）のフロントカバー成形用の金型に、ポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ（東レ社製、商品名「Ｖ５５４Ｒ１０」）１００質量部及びリン酸エステル（大八化学社製、商品名「ＰＸ２００」）５０質量部を均一に敷き詰め、成形型内にポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ及びリン酸エステルを充填した。
【００９３】
続いて、単動熱プレス（東洋精機社製、「ＴＧ−１」）により２２０℃、２００ＭＰａの条件で上記の充填物を加熱加圧した。これにより、比較例４のフロントカバーを得た。
【００９４】
（比較例５）
比較例４におけるポリ乳酸−ポリカーボネートアロイ１００質量部に代えてポリ乳酸−ナノクレイアロイ（ユニチカ社製、商品名「ＴＥ２１００」）１００質量部を充填したこと以外は比較例４と同様にして、比較例５のフロントカバーを得た。
【００９５】
上記で得られた実施例６〜１０及び比較例４〜５のフロントカバーについて、耐熱性及び耐衝撃性を評価するため、下記の方法に基づく荷重たわみ温度及びシャルピー耐衝撃強度の測定、並びに耐熱性試験を行った。
【００９６】
［荷重たわみ温度の測定］
フロントカバーの中心部から試料をＪＩＳ Ｋ７１９１−１ＨＤＴ試験で規定される寸法（１０ｍｍ×２０ｍｍ×２４ｍｍ）に切り出し、ＪＩＳ Ｋ７１９１−１に規定のＨＤＴ試験法に基づき、ＨＤＴ試験装置（東洋精機社製、Ｅモデル）を用いて荷重たわみ温度（℃）を測定した。
【００９７】
［シャルピー耐衝撃強度］
フロントカバーの中心部から切り出したＩＳＯダンベル試験片をノッチ加工し、デジタル耐衝撃試験装置（東洋精機社製、ＤＧ−Ｃ）を用いシャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ２）を測定した。
【００９８】
［耐熱性試験］
フロントカバーを恒温恒湿槽内で、温度６０℃、湿度８５％の条件下、１０００時間保存した後、変形の有無を目視にて確認した。変形が見られたものを「変形有」、変形が見られなかったものを「変形無」で表１及び２に示した。
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表１及び表２に示されるように、本発明に係る実施例１〜５の樹脂成形体及び実施例６〜１０の事務機器部品（フロントカバー）は、優れた耐衝撃強度及び耐熱性を有していることが確認された。また、射出成形によって製造された実施例５及び実施例１０の樹脂成形体は、耐衝撃強度が更に優れていることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００…画像形成装置、１１０…本体装置、１２０ａ，ｂ…フロントカバー、１３６…用紙トレイ、１３８…排出トレイ、１４２…プロセスカートリッジ、１５０，１５２…筐体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス布と、植物由来高分子化合物と、を含有してなる樹脂成形体。
【請求項２】
ガラス布と、植物由来高分子化合物と、を含有してなる樹脂成形体が、一部又は全部に用いられたことを特徴とする筐体。
【請求項３】
成形型内で、少なくともガラス布と植物由来高分子化合物とを加熱加圧し一体化させる、樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
ガラス布を配した射出成形用金型内に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂組成物を射出し成形する、樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
ガラス布に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸して樹脂成形体を得る、樹脂成形体の製造方法。
【請求項１】
ガラス布と、植物由来高分子化合物と、を含有してなる樹脂成形体。
【請求項２】
ガラス布と、植物由来高分子化合物と、を含有してなる樹脂成形体が、一部又は全部に用いられたことを特徴とする筐体。
【請求項３】
成形型内で、少なくともガラス布と植物由来高分子化合物とを加熱加圧し一体化させる、樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
ガラス布を配した射出成形用金型内に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂組成物を射出し成形する、樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
ガラス布に、植物由来高分子化合物が含まれる樹脂溶液を含浸して樹脂成形体を得る、樹脂成形体の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−５０４４７（Ｐ２００８−５０４４７Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２６９６９（Ｐ２００６−２２６９６９）
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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