生分解性ポリエステル樹脂組成物及びそれからなる成形体
【課題】 耐加水分解性を有する生分解性ポリエステル樹脂組成物及び成形体を提供する。
【解決手段】 生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、７０℃、相対湿度９５％の条件下で８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上であることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物。生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、また（メタ）アクリル酸エステル化合物０.０５〜１０質量部と過酸化物０.１〜２０質量部とにより架橋されてなることを特徴とする上記生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【解決手段】 生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、７０℃、相対湿度９５％の条件下で８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上であることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物。生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、また（メタ）アクリル酸エステル化合物０.０５〜１０質量部と過酸化物０.１〜２０質量部とにより架橋されてなることを特徴とする上記生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温高湿度下で長期使用に耐えうる耐加水分解性、耐久性を有するポリ乳酸樹脂組成物及びそれより得られる成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の見地から、ポリ乳酸をはじめとする生分解性樹脂が注目されている。生分解性樹脂のうちでポリ乳酸は、透明性が良好で、かつ最も耐熱性が高い樹脂の１つであり、またトウモロコシやサツマイモ等の植物由来原料から大量生産可能なためコストが安く、さらに石油原料の使用量削減にも貢献できることから、有用性が高い。
【０００３】
しかし、ポリ乳酸には、長期使用時の耐久性が低いという欠点がある。特に高温高湿度下においてはこの傾向が非常に顕著である。ポリ乳酸の加水分解反応は、分子鎖末端のカルボキシル基が触媒として進行し、特に高温高湿度下ではそれが加速度的に進行する。そのため、ポリ乳酸樹脂単体で作製した成形体は長期使用時の耐久性、高温高湿度下の保存安定性が不十分で、長期使用や高温高湿条件での使用による劣化に伴う強度や分子量の低下などが問題となり、長期使用や高温高湿条件での使用には耐えられなかった。
【０００４】
この問題を解決する方法として、特許文献１には、ポリ乳酸のカルボキシル末端を特定のカルボジイミド化合物で封鎖することで耐加水分解性を向上させる技術が開示されている。しかし、この方法では、カルボキシル末端がカルボジイミド化合物により封鎖し切れず、カルボキシル末端が残っているためか、耐加水分解性が不十分であった。
【０００５】
また、特許文献２には、カルボジイミド化合物に、紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤等の添加剤を併用することでポリ乳酸の耐加水分解性を向上させる技術も開示されている。確かに本方法により、耐加水分解性はカルボジイミド化合物を単独で用いる際に比べ向上する。しかしながら、耐加水分解性を向上させるために添加剤を増やすと、製造工程が複雑化したり、コスト高になるため好ましくない。添加剤の種類や、添加量を増やすことなく、十分な耐加水分解性を持ったポリ乳酸樹脂組成物を得ることが望ましい。
【特許文献１】特開２００１−２６１７９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するものであり、耐加水分解性に優れた生分解性ポリエステル樹脂組成物及び成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物とを溶融混練法によって混合する際に、その練り強度を高めることにより、耐加水分解性が大きく向上した樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、７０℃、相対湿度９５％の条件下で８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上であることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（２）生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、また（メタ）アクリル酸エステル化合物０.０５〜１０質量部と過酸化物０.１〜２０質量部とにより架橋されてなることを特徴とする（１）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（３）カルボジイミド化合物が、モノカルボジイミド化合物であることを特徴とする（１）または（２）に記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（４）モノカルボジイミド化合物が、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドであることを特徴とする（３）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（５）生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、結晶核剤０.０３〜５質量部を含有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（６）結晶核剤が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする（５）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（７）結晶核剤が、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、およびオクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドから選ばれる１種以上であることを特徴とする（５）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物からなる成形体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐加水分解性に優れた生分解性ポリエステル樹脂組成物を得ることが可能である。また、生分解性ポリエステル樹脂は生分解性を有することから廃棄する際にはコンポスト化が可能であるので、ゴミの減量化、肥料としての再利用が可能となる。さらに、例えばポリ乳酸であれば植物由来であるため、環境負荷の低減と石油資源の枯渇防止に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における生分解性ポリエステル樹脂としては、α−及び／又はβ−ヒドロキシカルボン酸単位を主成分とする脂肪族ポリエステルや、脂肪族ジカルボン酸成分と脂肪族ジオール成分からなるポリエステルが挙げられる。
【００１０】
α−及び／又はβ−ヒドロキシカルボン酸単位の例としては、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸、又はこれらの混合物、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、３−ヒロドキシ吉草酸、３−ヒドロキシカプロン酸等、およびこれらの混合物、共重合体が挙げられ、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸が特に好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の例としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン酸、またはその誘導体としての低級アルキルエステル化合物、酸無水物などを挙げることができる。なかでも好ましいのは、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸である。
脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１,６−ヘキサンジオールなどが挙げられる。特に好ましいのは１，４−ブタンジオールである。
なお、ポリエステル樹脂として生分解性を損なわない範囲であれば、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸が共重合されていてもよく、こうした共重合ポリエステルも本発明でいう生分解性ポリエステル樹脂に含まれる。
【００１１】
本発明において生分解性ポリエステル樹脂の具体例としては、ポリ（Ｄ−乳酸）、ポリ（Ｌ−乳酸）のほか、ポリ（エチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンサクシネート−ｃｏ−ブチレンアジペート）等に代表されるジオールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステル、ポリグリコール酸、ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）、ポリ（３−ヒドロキシ吉草酸）、ポリ（３−ヒドロキシカプロン酸）等のポリヒドロキシカルボン酸、ポリ（ε−カプロラクトン）やポリ（δ−バレロラクトン）に代表されるポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（ブチレンサクシネート−ｃｏ−ブチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンアジペート−ｃｏ−ブチレンテレフタレート）などの芳香族成分を含むポリエステル樹脂、ポリエステルアミド、ポリエステルカーボネート、澱粉等の多糖類等が挙げられる。これらの成分は、１種でも、２種以上用いてもよく、混合されていてもよいし、共重合されていてもよい。
【００１２】
生分解性ポリエステル樹脂としては、植物由来原料からなる樹脂を５０質量％以上含有する樹脂を用いると、植物由来度が高いことから石油資源の削減効果が高くなり、好ましい。より好ましくは、植物由来原料からなる樹脂を６０質量％以上使用することであり、さらに好ましくは８０質量％以上とすることである。植物由来原料からなるポリエステル樹脂としては、ポリ乳酸のほか、ポリ（ブチレンサクシネート）などが挙げられる。植物由来原料からなる樹脂としてポリ乳酸を用いると、成形性、透明性、耐熱性が向上するため特に好ましい。ポリ乳酸としては、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（Ｄ−乳酸）、およびこれらの混合物または共重合体、ステレオコンプレックス共晶体などを挙げることができる。また用いるポリ乳酸は工業的な生産の容易さを考慮すると、Ｌ／Ｄ比＝０．０５／９９．９５〜９９．９５／０．０５（ｍｏｌ％）のものが好ましく、この間であれば特に制限なく使用できる。
【００１３】
生分解性ポリエステル樹脂は公知の溶融重合法で、あるいは必要に応じてさらに固相重合法を併用して製造される。また、ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）及びポリ（３−ヒドロキシ吉草酸）等については微生物による生産が可能である。
【００１４】
本発明において生分解性ポリエステル樹脂の分子量は特に限定されないが、例えばポリ乳酸であれば、重量平均分子量（Ｍｗ）が５万〜３０万の範囲であれば好ましく使用することが出来、さらに好ましくは８万〜２５万、さらに好ましくは１０万〜２０万の範囲である。Ｍｗは示差屈折率検出器を備えたゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）装置をもちい、テトラヒドロフランを溶出液として４０℃で標準ポリスチレン換算で求めた値である。上記分子量範囲であれば特に問題なく使用できる。
また粘度の指標としては、１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックス（ＭＦＩ）が、０．１〜５０ｇ／１０分の範囲であれば好ましく使用することができ、さらに好ましくは、０．２〜４０ｇ／１０分の範囲である。
また本発明に用いる生分解性ポリエステル樹脂は、一部が架橋されていてもかまわない。また、エポキシ化合物などで修飾されていてもかまわない。
【００１５】
本発明において用いられるカルボジイミド化合物の具体例としては、同一分子内に１個のカルボジイミド基を有するモノカルボジイミドとして、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−トリルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリル−Ｎ′−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジ−ｏ−トリルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、ヘキサメチレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミド，Ｎ，Ｎ′−ベンジルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−フェニル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−エチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−エチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−イソブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−イソブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジエチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−エチル−６−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−イソブチル−６−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリイソブチルフェニルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、ｔ−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド、ジ−ｔ−ブチルカルボジイミドなどが挙げられる。
同一分子内に２個以上のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミドとしては、芳香族ポリカルボジイミド（例えば、ラインヘミー社製スタバックゾールＰ、スタバックゾールＰ−１００など）、脂肪族（脂環族）ポリカルボジイミド（例えば、日清紡績株式会社製ＬＡ−１など）が挙げられる。
これらカルボジイミド化合物は単独で使用してもよいが２種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明では耐加水分解性向上の点から、モノカルボジイミドが好ましく、特にＮ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドが好ましい。
【００１６】
カルボジイミド化合物の配合量は生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜８質量部、さらに好ましくは１〜５質量部である。０．１質量部未満では本発明の目的とする長期の耐湿熱性や外観の安定性が得られず、１０質量部を超えて用いると強度低下等、他の物性に悪影響を与える。
【００１７】
ポリエステルの加水分解反応は分子鎖末端のカルボキシル基が多く残存しているほど早く進行するため、樹脂組成物中のカルボキシル基濃度（以下、［ＣＯＯＨ］とも表記する。）が低いほど耐加水分解性を向上させるには好ましい。カルボキシル基濃度としては、３．０ｍｏｌ／ｔｏｎ以下であることが好ましく、１．５ｍｏｌ／ｔｏｎ以下であることがさらに好ましく、１．０ｍｏｌ／ｔｏｎ以下であることが最も好ましい。カルボキシル基濃度を適切な範囲にするには、カルボジイミド化合物中のカルボジイミド基濃度や、カルボジイミド化合物の添加量を適宜調整することで可能となる。測定方法としては滴定法や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などが挙げられるが、具体的な測定方法は実施例に記載した。
【００１８】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は、カルボジイミド化合物を含み、７０℃、相対湿度９５％の条件下において８４０時間経過後の強度保持率が８０％以上であることを特徴とする。ここでの強度保持率は、樹脂組成物を用いて射出成形により曲げ試験片を作製し、ＡＳＴＭ−７９０に基づいて測定し、７０℃９５％ＲＨでの湿熱試験前後の曲げ強度保持率を算出したものである。また湿熱試験は熱変形の起こりうる高温で行っているため、試験片に変形が生じ、試験結果にばらつきが生じる恐れある。そのため、成形時に結晶化していない試料は、湿熱試験前に曲げ試験片を１２０℃で３０分間処理し、十分に結晶化させてから湿熱試験を行っている。
【００１９】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物の製造方法としては、一般的な混練機を用いて生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物を溶融混練する方法、また、乳酸から直接重合する手法や、環状二量体であるラクチドを開環重合する手法で重合度を高めていき、目的の重合度となった段階でカルボジイミド化合物を添加する方法などが挙げられるが、カルボジイミドの分散性、添加の簡便性などの理由から溶融混練を適用することが好ましい。
【００２０】
溶融混練に際しては、単軸押出機、二軸押出機、ロール混練機、ブラベンダー等の一般的な混練機を使用することが出来るが、練り強度を強めることが耐加水分解性を向上させるのに非常に重要な要素であるため、分散性向上のためには二軸押出機を使用することが好ましい。
【００２１】
二軸混練機のスクリュータイプには主に深溝二条ネジ、標準二条ネジ、三条ネジがあり、いずれのものでも適用できる。これらの溶融混練機を用いる際には、正規方向への樹脂移送を目的とした、（溶融樹脂進行方向に対し）正リードスクリュー等の様なパーツだけでなく、ニーディングディスクや、（溶融樹脂進行方向に対し）逆リードスクリュー等のパーツを用いた混練部を設けることが好ましい。またその混練部は樹脂温度の過度の上昇による、樹脂の分解を防ぐため、二箇所、三箇所と複数に分けてあることが好ましい。図１には２条ネジタイプの混練機に適応するスクリューパーツの一例を示す。（ａ）は逆リードスクリュー、（ｂ）は最も一般的な正リードスクリュー、（ｃ）は正リードニーディングディスク、（ｄ）は逆リードニーディングディスク、（ｅ）幅広ディスクである。本発明において、正リードスクリューとは、溶融樹脂を樹脂進行方向に移送する効果をもたらすもの、逆リードスクリューとは、溶融樹脂進行方向に対し逆方向への樹脂移送、樹脂シールを行う効果をもたらすものを指す。また、本発明でいう幅広ディスクとは、二軸混練機のシリンダ内壁と回転しているディスクの間に樹脂が入り込んだ際に、溶融樹脂をすり潰すようにして分散させるものを指す。幅広となっているため、すり潰すことによる分散効果は大きいが、樹脂を移送する効果は弱くなっている。また本発明における正リードニーディングディスクとは、幅広ディスクと同様のすり潰しによる樹脂の分散効果に加え樹脂を正規方向に移送させる効果をもたらすものを指し、逆リードニーディングディスクとは、すり潰しによる樹脂の分散効果に加え溶融樹脂進行方向に対し逆方向へ樹脂を移送させる効果をもたらすものを指す。そして、本発明において、樹脂の練り効果をより強めることが出来るスクリューパーツとは逆リードスクリュー、幅広ディスク、正リードニーディングディスク、逆リードニーディングディスクを指すものである。これらのスクリューパーツの例を図１に示しているが、これらのスクリューパーツは一例に過ぎず、特に形状が詳細に限定されるものではなく、溶融混練時に同様の効果をもたらすものであれば適用可能である。これらのスクリューパーツを組み合わせることや個数を増やすことで、樹脂の練り効果をより強めることができる。本発明においては、正リードスクリューと、樹脂の練り効果を強めることができる逆リードスクリュー、正リードニーディングディスク、逆リードニーディングディスク、幅広ディスク等を組み合わせた構成の混練部を設けることが好ましく、混練部を複数箇所設けることは、分散性が向上するため好ましい。スクリュー構成において、逆リードスクリュー、正リードニーディングディスク、逆リードニーディングディスク、幅広ディスク等、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計が好ましくはスクリュー全長に占める割合は１０〜５０％、さらに好ましくは１５〜４０％、さらに好ましくは１８〜３０％となる。５０％を超えると樹脂温度の過度の上昇により樹脂の分解が促進されるため、本発明の目的とする長期の耐湿熱性が得られにくい。また１０％を下回る場合は、カルボジイミドとカルボキシル末端が十分に反応しないためか、カルボキシル末端が樹脂中に残存するため、本発明の目的とする長期の耐湿熱性が得られにくい。また混練部の構成はこの混練前後工程に水分や揮発成分類を脱気するためにベント吸引機構を設けてもよい。
【００２２】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物を、生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物とを溶融混練して製造する場合、混練温度は、生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１９０〜２２０℃の範囲である。混練温度が低すぎると樹脂の流動性の低下により装置の過負荷に陥りやすい。逆に混練温度が高すぎるとポリ乳酸が分解し、得られる樹脂組成物の強度低下、着色等の問題が発生するため好ましくない。
【００２３】
本発明に用いる生分解性ポリエステル樹脂組成物の結晶化速度が遅い場合、生産性を考慮し、結晶化を促進するために、結晶核剤を用いることが好ましい。本発明において用いられる結晶核剤は特に限定されるものではないが、その結晶化促進効果の点から、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上のものを用いることが好ましい。
【００２４】
有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物の具体例としては、ヘキサメチレンビス−９，１０−ジヒドロキシステアリン酸ビスアミド、ｐ−キシリレンビス−９，１０ジヒドロキシステアリン酸アミド、デカンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、ヘキサンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジアニリド、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、トリメシン酸トリス（ｔ−ブチルアミド）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジアニリド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、Ｎ，Ｎ′−ジベンゾイル−１，４−ジアミノシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ′−ジシクロヘキサンカルボニル−１，５−ジアミノナフタレン、エチレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドなどがあげられる。
このうち、樹脂中への分散性および耐熱性の面から、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドが好ましく、さらに、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミドが特に好ましい。
【００２５】
カルボン酸エステル系化合物としては、モノカルボン酸エステル、エチレングリコールモノエステル及びエチレングリコールジエステル、グリセリンモノエステル、グリセリンジエステル及びグリセリントリエステルなどが挙げられ、種々のものを用いることができる。具体例としては、ラウリン酸セチルエステル、ステアリン酸セチルエステル、モノラウリン酸グリコール、モノステアリン酸グリコール、ジラウリン酸グリコール、ジパルミチン酸グリコール、ジステアリン酸グリコール、モノラウリン酸グリセリンエステル、モノステアリン酸グリセリンエステル、ジラウリン酸グリセリンエステル、ジステアリン酸グリセリンエステル、トリラウリン酸グリセリンエステル、トリステアリン酸グリセリンエステル等が挙げられる。
有機スルホン酸塩としては、スルホイソフタル酸塩など、種々のものを用いることができるが、中でも、５−スルホイソフタル酸ジメチル金属塩が、結晶化促進効果の点から好ましい。さらに、ナトリウム塩、バリウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩などが好ましく、特に、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウムが好ましい。
フタロシアニン系化合物としては、種々のものをも用いることができるが、遷移金属錯体を用いることが好ましく、中でも、銅フタロシアニンが結晶化促進効果の点から好ましい。
メラミン系化合物としては、種々のものを用いることができるが、結晶化促進効果の点から、メラミンシアヌレートを用いることが好ましい。
有機ホスホン酸化合物としては、フェニルホスホン酸塩が、結晶化促進効果の点から好ましい。そのうち、特にフェニルホスホン酸亜鉛が好ましい。
結晶核剤としては、これらのものを単独、あるいは、２種以上を併用して配合することができ、有機系の結晶核剤に対して、無機系の各種結晶核剤を併用しても構わない。
【００２６】
結晶核剤の配合量は、生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、０．０３〜５質量部であることが好ましく、０．１〜４質量部であることがより好ましい。結晶核剤の配合量が０．０３質量部未満であると、結晶化を促進する効果が乏しい。一方、５質量部を超えて配合すると、結晶核剤としての効果が飽和し、経済的に不利であるだけでなく、生分解後の残渣分が増大するため、環境面でも好ましくない。
【００２７】
本発明において、生分解性ポリエステル樹脂は、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とによって架橋されることが好ましい。生分解性ポリエステル樹脂を架橋することによって、結晶化を促進し、耐熱性を改善することができる。
【００２８】
本発明において使用する（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、生分解性ポリエステル樹脂との反応性が高く、モノマーが残りにくく、かつ、毒性が少なく、樹脂の着色も少ないことから、分子内に２個以上の（メタ）アクリル基を有するか、または、１個以上の（メタ）アクリル基と１個以上のグリシジル基もしくはビニル基を有する化合物が好ましい。具体的な化合物としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、アリロキシ（ポリ）エチレングリコールモノメタクリレート、（ポリ）エチレングリコールジメタクリレート、（ポリ）エチレングリコールジアクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジメタクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジアクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジメタクリレート、または、これらのアルキレングリコール部が様々な長さのアルキレンの共重合体、ブタンジオールメタクリレート、ブタンジオールアクリレート等が挙げられる。
【００２９】
（メタ）アクリル酸エステル化合物の添加量は、生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部、好ましくは０．０５〜１質量部である。０．０５質量部未満では、目的とする耐熱性が得られず、また、１０質量部を超えて添加すると、混練時の操業性が低下する。
【００３０】
本発明において、過酸化物は、（メタ）アクリル酸エステル化合物と生分解性ポリエステル樹脂との反応を促進し、耐熱性を改善することを目的として配合されるものであり、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）トリメチルシクロヘキサン、ビス（ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ブチルビス（ブチルパーオキシ）バレレート、ジクミルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート、ジブチルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキシン、ブチルパーオキシクメンなどが挙げられる。
【００３１】
過酸化物の添加量は、生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部、好ましくは０．２〜１０質量部である。０．１質量部未満では、目的とする効果が得られず、また、２０質量部を超えて添加すると、混練時の操業性が低下する場合がある。
【００３２】
生分解性ポリエステル樹脂を、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とによって、架橋する方法としては、これらを溶融混練する方法が挙げられる。溶融温度としては、生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２５０℃、さらに好ましくは１９０〜２３０℃の範囲である。混練温度が低すぎると樹脂の流動性の低下により装置の過負荷に陥りやすい。逆に混練温度が高すぎるとポリ乳酸が分解し、得られる樹脂組成物の強度低下、着色等の問題が発生するため好ましくない。
【００３３】
本発明において生分解性ポリエステル樹脂を架橋する場合、末端封鎖と架橋とを同時に実施しても、分けて実施してもよい。これらを同時に実施する場合は、生分解性ポリエステル樹脂と、カルボジイミド化合物と、（メタ）アクリル酸エステル化合物と、過酸化物とからなる混合物を溶融混練すればよい。また、生分解性ポリエステル樹脂の末端封鎖と架橋とを分けて実施する場合は、耐加水分解性向上の点から、末端封鎖を先に実施することが好ましい。すなわち、生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物とを溶融混練して、生分解性ポリエステル樹脂の末端を封鎖し、次いで（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを添加して溶融混練し、架橋を実施することが好ましい。なお、生分解性ポリエステル樹脂の末端を封鎖後に、混練機から取り出さず、連続して混練機の途中から（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを添加してもよく、また、末端を封鎖した生分解性ポリエステル樹脂を混練機から取り出してから、これに（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを加え、あらためて混練機に投じて溶融混練してもよい。
【００３４】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、本発明で規定した以外の熱安定剤や酸化防止剤、カルボキシル基との反応性を有する化合物、顔料、耐候剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材等を添加してもよい。熱安定剤や酸化防止剤としては、たとえば、ホスファイト系化合物、フェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ビンダードアミン系化合物、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいはこれらの混合物を使用することができる。カルボキシル基との反応性を有する化合物としては、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、オキサゾリン系化合物、あるいはこれらの混合物を使用することが出来る。これらの添加剤は一般に溶融混練時あるいは重合時に加えられる。無機充填材としては、タルク、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、金属繊維、金属ウイスカー、セラミックウイスカー、チタン酸カリウム、窒化ホウ素、グラファイト、ガラス繊維、炭素繊維、層状珪酸塩等が挙げられる。有機充填材としては、澱粉、セルロース微粒子、木粉、おから、モミ殻、フスマ、ケナフ等の天然に存在するポリマーやこれらの変性品が挙げられる。
【００３５】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、本発明で規定した以外の樹脂を用いてもよい。樹脂としては、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステルアミド、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート等が挙げられる。これらの成分は、１種でも、２種以上用いてもよく、単に混合されていてもよいし、共重合されていてもよい。
【００３６】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は、射出成形、ブロー成形、押出成形、繊維成形などの公知の成形方法により、各種成形体とすることができる。
【００３７】
射出成形法としては、一般的な射出成形法のほか、ガス射出成形、射出プレス成形等も採用できる。射出成形時のシリンダ温度は生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１９０〜２２０℃の範囲である。成形温度が低すぎると樹脂の流動性の低下により成形不良や装置の過負荷に陥りやすい。逆に成形温度が高すぎるとポリ乳酸が分解し、成形体の強度低下、着色等の問題が発生するため好ましくない。一方、金型温度に関しては、樹脂組成物のＴｇ以下とする場合には、好ましくは（Ｔｇ−１０℃）以下である。また、剛性、耐熱性向上を目的として結晶化を促進するためにＴｇ以上、（Ｔｍ−３０℃）以下とすることもできる。用いる生分解性ポリエステル樹脂の結晶化速度が遅い場合は、成形サイクルを早め生産性を高めるため、結晶核剤、もしくは架橋剤を添加することで、結晶化速度を速めてもよい。また、成形体を取り出したあとに、上記温度範囲で熱処理をすることにより結晶化させてもよい。本発明により得られた樹脂組成物は、射出成形法により得られた成形体の場合、バンパー、インパネ、ドアトリム等の自動車用樹脂部品等、高温高湿下になり得る用途に特に適している。
【００３８】
ブロー成形法としては、例えば原料チップから直接成形を行うダイレクトブロー法や、まず射出成形で予備成形体（有底パリソン）を成形後にブロー成形を行う射出ブロー成形法が挙げられる。また予備成形体成形後に連続してブロー成形を行うホットパリソン法、いったん予備成形体を冷却し取り出してから再度加熱してブロー成形を行うコールドパリソン法のいずれの方法も採用できる。本発明により得られた樹脂組成物は、ブロー成形法により得られた成形体の場合、パイプやガソリンタンクの様な自動車用樹脂部品など、高温高湿下になり得る用途に特に適している。
【００３９】
押出成形法としては、Ｔダイ法、丸ダイ法等を適用することができる。押出成形温度は生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１９０〜２２０℃の範囲である。成形温度が低すぎると操業が不安定になったり、過負荷に陥りやすく、逆に成形温度が高すぎるとポリ乳酸成分が分解し、押出成形体の強度低下や着色等の問題が発生するため好ましくない。押出成形により、シートやパイプ等を作製することができる。本発明により得られた樹脂組成物は、押し出し成形法により得られた成形体の場合、自動洗浄機にかける皿、椀、鉢、箸、スプーン、フォーク、ナイフ等の食器のように、高温高湿下に何度もなり得る用途に特に適している。
【００４０】
その他、押出成形法により得られたシートまたはパイプの具体的用途としては、深絞り成形用原反シート、バッチ式発泡用原反シート、クレジットカード等のカード類、下敷き、クリアファイル、ストロー、農業・園芸用硬質パイプ等が挙げられる。また、シートは、さらに、真空成形、圧空成形、及び真空圧空成形等の深絞り成形を行うことで、食品用容器、農業・園芸用容器、ブリスターパック容器、及びプレススルーパック容器などを製造することができる。深絞り成形温度及び熱処理温度は、（Ｔｇ＋２０℃）〜（Ｔｇ＋１００℃）であることが好ましい。深絞り温度が（Ｔｇ＋２０℃）未満では深絞りが困難になり、逆に深絞り温度が（Ｔｇ＋１００℃）を超えると樹脂組成物が分解し偏肉が生じたり、配向がくずれて耐衝撃性が低下したりする場合がある。食品用容器、農業・園芸用容器、ブリスターパック容器、及びプレススルーパック容器の形態は特に限定されないが、食品、物品、及び薬品等を収容するためには深さ２ｍｍ以上に深絞りされていることが好ましい。容器の厚さは特に限定されないが、強力の点から、５０μｍ以上であることが好ましく、１５０〜５００μｍであることがより好ましい。食品用容器の具体的例としては、生鮮食品のトレー、インスタント食品容器、ファーストフード容器、弁当箱等が挙げられる。農業・園芸用容器の具体例としては、育苗ポット等が挙げられる。また、ブリスターパック容器の具体的例としては、食品以外にも事務用品、玩具、乾電池等の多様な商品群の包装容器が挙げられる。
【００４１】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物を用いて製造されるその他の成形品としては、流動体用容器、容器用キャップ、定規、筆記具、クリアケース、ＣＤケース等の事務用品、台所用三角コーナー、ゴミ箱、洗面器、歯ブラシ、櫛、ハンガー等の日用品、植木鉢、育苗ポット等の農業・園芸用資材、プラモデル等の各種玩具類、エアコンパネル、各種筐体等の電化製品用樹脂部品等が挙げられる。なお、流動体用容器の形態は、特に限定されないが、流動体を収容するためには深さ２０ｍｍ以上に成形されていることが好ましい。容器の厚さは特に限定されないが、強力の点から、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．１〜５ｍｍであることがより好ましい。流動体用容器の具体例としては、乳製品や清涼飲料水及び酒類等の飲料用コップ及び飲料用ボトル、醤油、ソース、マヨネーズ、ケチャップ、食用油等の調味料の一時保存容器、シャンプー・リンス等の容器、化粧品用容器、農薬用容器等が挙げられる。
【００４２】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は繊維とすることもできる。その作製方法は特に限定されないが、溶融紡糸し、延伸する方法が好ましい。溶融紡糸温度としては、１６０℃〜２６０℃が好ましい。１６０℃未満では溶融押出しが困難となる傾向にあり、一方、２５０℃を超えると分解が顕著となって、高強度の繊維を得られ難くなる傾向にある。溶融紡糸した繊維糸条は、目的とする繊維径となるようにＴｇ以上の温度で延伸させるとよい。
【００４３】
上記方法により得られた繊維は、衣料用繊維、産業資材用繊維、短繊維不織布などとして利用される。本発明により得られた繊維は、車載される場合のように高温高湿下になり得る用途には特に適している。
【００４４】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は長繊維不織布に展開することもできる。その作製方法は特に限定されないが、上記樹脂組成物を高速紡糸法により繊維を堆積した後ウェッブ化し、さらに熱圧接等の手段を用いて布帛化することにより得ることができる。本発明により得られた長繊維不織布は、車載される場合のように高温高湿下になり得る用途には特に適している。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
［原料］
以下に、実施例、比較例において用いた各種原料を示す。
（１）生分解性ポリエステル樹脂：
ＰＬＡ１：ポリ乳酸（ネイチャーワークス社製 ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ４０３２Ｄ）、Ｌ体／Ｄ体＝９８．６／１．４（ｍｏｌ％）、重量平均分子量（ＭＷ）＝１７０，０００、融点＝１７０℃、ＭＦＩ＝２．５ｇ／１０分（１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、［ＣＯＯＨ］＝２２ｍｏｌ／ｔｏｎ。
ＰＬＡ２：ポリ乳酸（ネイチャーワークス社製 ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ６２０１Ｄ）、Ｌ体／Ｄ体＝９８．７／１．３（ｍｏｌ％）、重量平均分子量（ＭＷ）＝１４０，０００、融点＝１６６℃、ＭＦＩ＝８．０ｇ／１０分（１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、［ＣＯＯＨ］＝３０ｍｏｌ／ｔｏｎ。
（２）カルボジイミド化合物
Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド（松本油脂製薬製ＥＮ１６０）
（３）結晶核剤
Ｎ１：Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド（川研ファインケミカル製 ＷＸ−１）
Ｎ２：Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド（新日本理化製 ＴＦ−１）
Ｎ３：オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド（ＡＤＥＫＡ製 Ｔ−１２８７Ｎ）
Ｎ４：５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム（東京化成工業製）
（４）架橋剤（メタ）アクリル酸エステル化合物：
エチレングリコールジメタクリレート（日本油脂製 ブレンマーＰＤＥ−５０）
（５）過酸化物：
ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド（日本油脂製 パーブチルＤ）
【００４７】
［スクリュー構成］
溶融混練時のスクリューは二条ネジ形状のもので、その構成は、第一正リードスクリュー部、第一混練部、第二正リードスクリュー部、第二混練部、第三正リードスクリュー部の順とした。第一混練部及び第二混練部は図１記載のスクリューパーツを用いて構成した。すなわち、第一混練部は供給側から順番に（ｅ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｄ）の各パーツを使用した。また、第二混練部は下記Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれかの構成のものを用いた。
【００４８】
Ｓ１：供給側から順番に（ｅ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）の各パーツを使用した構成。
第二混練部としてＳ１を用いたスクリューでは、逆リードスクリュー（ａ）、正リードニーディングディスク（ｃ）、逆リードニーディングディスク（ｄ）、幅広ディスク（ｅ）等、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計がスクリュー全長に占める割合は２１％である。
【００４９】
Ｓ２：供給側から順番に（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ａ）の各パーツを使用した構成。
この構成は、上記Ｓ１のうち、練り強度を強めるのに寄与している（ｅ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｃ）の各ディスクを、練り強度への寄与の少ない正リードスクリュー（ｂ）に変更したものである。
第二混練部としてＳ２を用いたスクリューでは、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計がスクリュー全長に占める割合は１１％である。本スクリュー構成では、Ｓ１を用いた構成と比較し練り強度が弱くなっている。
【００５０】
Ｓ３：供給側から順番に（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）の各パーツを使用した構成。
この構成は、上記Ｓ１のうち、練り強度を強めるのに寄与している（ｅ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｃ）の各ディスク及び（ａ）の逆リードスクリューを、練り強度への寄与の少ない正リードスクリュー（ｂ）に変更したものである。
第二混練部としてＳ３を用いたスクリューでは、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計がスクリュー全長に占める割合は８％である。本スクリュー構成では、Ｓ２を用いた構成と比較して、さらに練り強度が弱くなっている。
【００５１】
［評価方法］
以下に、実施例及び比較例の評価に用いた測定法を示す。
（１）カルボキシル末端基濃度：［ＣＯＯＨ］（単位［ｍｏｌ／ｔｏｎ］）
樹脂組成物０．１５ｇを２０ｍｌの塩化メチレンに加え、１時間静置したのち、フェノールレッドを指示薬として０．１Ｎの水酸化カリウムのベンジルアルコール溶液で滴定を行い、中和に消費された水酸化カリウム溶液の液量（ｍｌ）をＡ、同様に樹脂組成物を含まない系の滴定も行い、その中和に消費された水酸化カリウム溶液の液量（ｍｌ）をＢとし、各数値を用いて下記式によりカルボキシル末端基濃度を求めた。
［ＣＯＯＨ］＝（Ａ−Ｂ）×Ｆ×６６６
（式中、Ｆは水酸化カリウム溶液のファクターである。）
（２）曲げ破断強度：
樹脂組成物を射出成形して（５インチ）×（１／２インチ）×（１／８インチ）の成形片を得た。結晶核剤を添加していない樹脂組成物を用いる場合は、成形時の金型温度を１５℃として、結晶化させずに試験片を得、これをアニール処理したものを試料とした。結晶核剤を添加した樹脂組成物を用いる場合は、成形時の金型温度を１１０℃とし、金型内部で結晶化させて試験片を得、これを試料とした。ＡＳＴＭ−７９０に準じて変形速度１ｍｍ／分で荷重をかけ、曲げ破断強度を測定した。試験片の作製条件は下記の通りである。
射出成形条件：射出成形は、射出成形機（東芝機械社製ＩＳ-８０Ｇ型）を用い、シリンダ温度１９０〜１６０℃、金型温度１５℃（結晶核剤添加しない場合）、もしくは１１０℃（結晶核剤添加する場合）、ＡＳＴＭ規格の１／８インチ３点曲げ試験片用金型を用いて行った。
アニール処理条件：アニール処理は１２０℃のオーブン中で３０分間加熱することにより行った。
（３）湿熱試験：
恒温恒湿器（ヤマト科学製ＩＧ４００型）を用い、上記（２）で作製した試験片を、温度７０℃、相対湿度９５％の環境下に保存処理した。約１７０時間ごとに試験片を３本ずつ回収し、曲げ強度測定と外観評価を行った。
曲げ強度保持率（％）は下記式より算出した。
（曲げ強度保持率）＝（湿熱試験後の曲げ強度）／（湿熱試験前の曲げ強度）×１００
（４）外観評価（目視）：
外観評価は試験片表面を目視で観察して行った。基準を以下に示した。
◎：全く変化なし。
○：表面が若干白化した。
△：表面が粉状に変質した。
×：ひび割れが発生、または変形した。
【００５２】
実施例１
１００質量部のポリ乳酸樹脂、４質量部のカルボジイミド化合物をドライブレンドしたのち、池貝社製ＰＣＭ−３０型二軸押出機を用いて、温度１９０℃、スクリュー回転数１５０ｒｐｍの条件で、第二混練部がＳ１構成であるスクリューを使用して溶融混練した。また、第三正リードスクリュー部でベント吸引を行った。
以上のスクリュー構成及びベントの位置として溶融混練を行った後、０．４ｍｍ径×３孔のダイスよりストランドを押し出した。押出後、ペレット状への加工、乾燥を行い、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５３】
実施例２〜５
ドライブレンド時に、１００質量部のポリ乳酸樹脂、４質量部のカルボジイミド化合物に対し、表に記載の結晶核剤を１質量部添加する以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５４】
実施例６
実施例１の樹脂組成物を溶融混練する際に、混練途中の第二正リードスクリュー部付近のシリンダ内部に、架橋剤０．１質量部と過酸化物０．２質量部を添加する以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５５】
実施例７
実施例１と同一組成、同一手法で樹脂組成物を得た。ただし、溶融混練には、第二混練部がＳ２構成であるスクリューを使用した。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５６】
比較例１
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５７】
比較例２
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例７と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５８】
比較例３
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例２と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５９】
比較例４
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例６と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００６０】
比較例５
実施例１と同一組成、同一手法で樹脂組成物を得た。ただし、溶融混練には、第二混練部がＳ３構成であるスクリューを使用した。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
実施例１〜７では、８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上である耐加水分解性を有する生分解性樹脂組成物が得られた。
特に、実施例１、７、比較例５の比較より明らかなように、溶融混練時の第二混練部のスクリュー構成を変更して、練り強度を強めるスクリューパーツをより多く用いるほど、耐加水分解性が向上していた。具体的には、比較例５では、８４０時間経過時に強度保持率が８０％を下回ったのに対し、実施例７では同時間経過時には８０％を超えており、さらに、実施例１では、１３４０時間経過しても強度保持率が８０％以上であった。また、比較例５、実施例７では、５００時間経過後から表面が変質し始めたのに対し、実施例１では、１０００時間経過時にも良好な表面状態を保持していた。
上述のように、カルボジイミド化合物を用いて耐加水分解性を向上させる際、練り強度を強めると耐加水分解性が向上した。混練時の練り強度は非常に重要な要素であるといえる。練り強度を強めることにより耐加水分解性が向上した理由は明らかではないが、練り強度を強めることで、カルボジイミド化合物がより分散するようになり、混練中、カルボキシル末端基とカルボジイミド化合物が反応しやすくなったことが要因と考えられる。
【００６３】
ところで、実施例１と、実施例２〜５と、実施例６とでは、それぞれ試料を結晶化させる手法が異なっている。すなわち、実施例１は、アニール処理により結晶化させる手法であり、また、実施例２〜５は、樹脂組成物中に結晶核剤を添加し、結晶化速度を高め、射出成形時に金型内部で結晶化させる手法であり、さらに、実施例６は、架橋剤、過酸化物を溶融混練時に添加しておくことで、結晶化速度を高め、射出成形時に金型内部で結晶化させる手法である。いずれの手法によって結晶化させても、強度保持率推移や外観変化推移にほとんど違いが無く、これら結晶化手法は、耐加水分解性を向上させる効果に違いが無いといえる。
【００６４】
一方、比較例１〜４において、カルボジイミド化合物の含有量を低下させたところ、耐加水分解性の向上が十分に起きず、対応する実施例に比較して、それぞれ強度保持率推移に大きな違いがあった。すなわち、対応する実施例１、２、６、７では、１３４０時間（実施例７では８４０時間）経過しても強度保持率が８０％以上であったのに対し、比較例１〜４では、１７０時間経過後には曲げ強度を測定出来ないほど分解が進んでいた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】二軸混練機の代表的スクリューパーツの模式図面である。
【符号の説明】
【００６６】
（ａ）逆リードスクリュー
（ｂ）正リードスクリュー
（ｃ）正リードニーディングディスク
（ｄ）逆リードニーディングディスク
（ｅ）幅広ディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温高湿度下で長期使用に耐えうる耐加水分解性、耐久性を有するポリ乳酸樹脂組成物及びそれより得られる成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の見地から、ポリ乳酸をはじめとする生分解性樹脂が注目されている。生分解性樹脂のうちでポリ乳酸は、透明性が良好で、かつ最も耐熱性が高い樹脂の１つであり、またトウモロコシやサツマイモ等の植物由来原料から大量生産可能なためコストが安く、さらに石油原料の使用量削減にも貢献できることから、有用性が高い。
【０００３】
しかし、ポリ乳酸には、長期使用時の耐久性が低いという欠点がある。特に高温高湿度下においてはこの傾向が非常に顕著である。ポリ乳酸の加水分解反応は、分子鎖末端のカルボキシル基が触媒として進行し、特に高温高湿度下ではそれが加速度的に進行する。そのため、ポリ乳酸樹脂単体で作製した成形体は長期使用時の耐久性、高温高湿度下の保存安定性が不十分で、長期使用や高温高湿条件での使用による劣化に伴う強度や分子量の低下などが問題となり、長期使用や高温高湿条件での使用には耐えられなかった。
【０００４】
この問題を解決する方法として、特許文献１には、ポリ乳酸のカルボキシル末端を特定のカルボジイミド化合物で封鎖することで耐加水分解性を向上させる技術が開示されている。しかし、この方法では、カルボキシル末端がカルボジイミド化合物により封鎖し切れず、カルボキシル末端が残っているためか、耐加水分解性が不十分であった。
【０００５】
また、特許文献２には、カルボジイミド化合物に、紫外線吸収剤、酸化防止剤、熱安定剤等の添加剤を併用することでポリ乳酸の耐加水分解性を向上させる技術も開示されている。確かに本方法により、耐加水分解性はカルボジイミド化合物を単独で用いる際に比べ向上する。しかしながら、耐加水分解性を向上させるために添加剤を増やすと、製造工程が複雑化したり、コスト高になるため好ましくない。添加剤の種類や、添加量を増やすことなく、十分な耐加水分解性を持ったポリ乳酸樹脂組成物を得ることが望ましい。
【特許文献１】特開２００１−２６１７９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するものであり、耐加水分解性に優れた生分解性ポリエステル樹脂組成物及び成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物とを溶融混練法によって混合する際に、その練り強度を高めることにより、耐加水分解性が大きく向上した樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、７０℃、相対湿度９５％の条件下で８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上であることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（２）生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、また（メタ）アクリル酸エステル化合物０.０５〜１０質量部と過酸化物０.１〜２０質量部とにより架橋されてなることを特徴とする（１）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（３）カルボジイミド化合物が、モノカルボジイミド化合物であることを特徴とする（１）または（２）に記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（４）モノカルボジイミド化合物が、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドであることを特徴とする（３）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（５）生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、結晶核剤０.０３〜５質量部を含有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（６）結晶核剤が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする（５）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（７）結晶核剤が、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、およびオクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドから選ばれる１種以上であることを特徴とする（５）記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物からなる成形体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐加水分解性に優れた生分解性ポリエステル樹脂組成物を得ることが可能である。また、生分解性ポリエステル樹脂は生分解性を有することから廃棄する際にはコンポスト化が可能であるので、ゴミの減量化、肥料としての再利用が可能となる。さらに、例えばポリ乳酸であれば植物由来であるため、環境負荷の低減と石油資源の枯渇防止に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における生分解性ポリエステル樹脂としては、α−及び／又はβ−ヒドロキシカルボン酸単位を主成分とする脂肪族ポリエステルや、脂肪族ジカルボン酸成分と脂肪族ジオール成分からなるポリエステルが挙げられる。
【００１０】
α−及び／又はβ−ヒドロキシカルボン酸単位の例としては、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸、又はこれらの混合物、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、３−ヒロドキシ吉草酸、３−ヒドロキシカプロン酸等、およびこれらの混合物、共重合体が挙げられ、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸が特に好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の例としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン酸、またはその誘導体としての低級アルキルエステル化合物、酸無水物などを挙げることができる。なかでも好ましいのは、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸である。
脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１,６−ヘキサンジオールなどが挙げられる。特に好ましいのは１，４−ブタンジオールである。
なお、ポリエステル樹脂として生分解性を損なわない範囲であれば、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸が共重合されていてもよく、こうした共重合ポリエステルも本発明でいう生分解性ポリエステル樹脂に含まれる。
【００１１】
本発明において生分解性ポリエステル樹脂の具体例としては、ポリ（Ｄ−乳酸）、ポリ（Ｌ−乳酸）のほか、ポリ（エチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ブチレンサクシネート−ｃｏ−ブチレンアジペート）等に代表されるジオールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステル、ポリグリコール酸、ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）、ポリ（３−ヒドロキシ吉草酸）、ポリ（３−ヒドロキシカプロン酸）等のポリヒドロキシカルボン酸、ポリ（ε−カプロラクトン）やポリ（δ−バレロラクトン）に代表されるポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（ブチレンサクシネート−ｃｏ−ブチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンアジペート−ｃｏ−ブチレンテレフタレート）などの芳香族成分を含むポリエステル樹脂、ポリエステルアミド、ポリエステルカーボネート、澱粉等の多糖類等が挙げられる。これらの成分は、１種でも、２種以上用いてもよく、混合されていてもよいし、共重合されていてもよい。
【００１２】
生分解性ポリエステル樹脂としては、植物由来原料からなる樹脂を５０質量％以上含有する樹脂を用いると、植物由来度が高いことから石油資源の削減効果が高くなり、好ましい。より好ましくは、植物由来原料からなる樹脂を６０質量％以上使用することであり、さらに好ましくは８０質量％以上とすることである。植物由来原料からなるポリエステル樹脂としては、ポリ乳酸のほか、ポリ（ブチレンサクシネート）などが挙げられる。植物由来原料からなる樹脂としてポリ乳酸を用いると、成形性、透明性、耐熱性が向上するため特に好ましい。ポリ乳酸としては、ポリ（Ｌ−乳酸）、ポリ（Ｄ−乳酸）、およびこれらの混合物または共重合体、ステレオコンプレックス共晶体などを挙げることができる。また用いるポリ乳酸は工業的な生産の容易さを考慮すると、Ｌ／Ｄ比＝０．０５／９９．９５〜９９．９５／０．０５（ｍｏｌ％）のものが好ましく、この間であれば特に制限なく使用できる。
【００１３】
生分解性ポリエステル樹脂は公知の溶融重合法で、あるいは必要に応じてさらに固相重合法を併用して製造される。また、ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）及びポリ（３−ヒドロキシ吉草酸）等については微生物による生産が可能である。
【００１４】
本発明において生分解性ポリエステル樹脂の分子量は特に限定されないが、例えばポリ乳酸であれば、重量平均分子量（Ｍｗ）が５万〜３０万の範囲であれば好ましく使用することが出来、さらに好ましくは８万〜２５万、さらに好ましくは１０万〜２０万の範囲である。Ｍｗは示差屈折率検出器を備えたゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）装置をもちい、テトラヒドロフランを溶出液として４０℃で標準ポリスチレン換算で求めた値である。上記分子量範囲であれば特に問題なく使用できる。
また粘度の指標としては、１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックス（ＭＦＩ）が、０．１〜５０ｇ／１０分の範囲であれば好ましく使用することができ、さらに好ましくは、０．２〜４０ｇ／１０分の範囲である。
また本発明に用いる生分解性ポリエステル樹脂は、一部が架橋されていてもかまわない。また、エポキシ化合物などで修飾されていてもかまわない。
【００１５】
本発明において用いられるカルボジイミド化合物の具体例としては、同一分子内に１個のカルボジイミド基を有するモノカルボジイミドとして、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−トリルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリル−Ｎ′−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジ−ｏ−トリルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、ヘキサメチレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミド，Ｎ，Ｎ′−ベンジルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−フェニル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−エチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−エチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−イソブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−イソブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジエチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−エチル−６−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−イソブチル−６−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリイソブチルフェニルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、ｔ−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド、ジ−ｔ−ブチルカルボジイミドなどが挙げられる。
同一分子内に２個以上のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミドとしては、芳香族ポリカルボジイミド（例えば、ラインヘミー社製スタバックゾールＰ、スタバックゾールＰ−１００など）、脂肪族（脂環族）ポリカルボジイミド（例えば、日清紡績株式会社製ＬＡ−１など）が挙げられる。
これらカルボジイミド化合物は単独で使用してもよいが２種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明では耐加水分解性向上の点から、モノカルボジイミドが好ましく、特にＮ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドが好ましい。
【００１６】
カルボジイミド化合物の配合量は生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜８質量部、さらに好ましくは１〜５質量部である。０．１質量部未満では本発明の目的とする長期の耐湿熱性や外観の安定性が得られず、１０質量部を超えて用いると強度低下等、他の物性に悪影響を与える。
【００１７】
ポリエステルの加水分解反応は分子鎖末端のカルボキシル基が多く残存しているほど早く進行するため、樹脂組成物中のカルボキシル基濃度（以下、［ＣＯＯＨ］とも表記する。）が低いほど耐加水分解性を向上させるには好ましい。カルボキシル基濃度としては、３．０ｍｏｌ／ｔｏｎ以下であることが好ましく、１．５ｍｏｌ／ｔｏｎ以下であることがさらに好ましく、１．０ｍｏｌ／ｔｏｎ以下であることが最も好ましい。カルボキシル基濃度を適切な範囲にするには、カルボジイミド化合物中のカルボジイミド基濃度や、カルボジイミド化合物の添加量を適宜調整することで可能となる。測定方法としては滴定法や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などが挙げられるが、具体的な測定方法は実施例に記載した。
【００１８】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は、カルボジイミド化合物を含み、７０℃、相対湿度９５％の条件下において８４０時間経過後の強度保持率が８０％以上であることを特徴とする。ここでの強度保持率は、樹脂組成物を用いて射出成形により曲げ試験片を作製し、ＡＳＴＭ−７９０に基づいて測定し、７０℃９５％ＲＨでの湿熱試験前後の曲げ強度保持率を算出したものである。また湿熱試験は熱変形の起こりうる高温で行っているため、試験片に変形が生じ、試験結果にばらつきが生じる恐れある。そのため、成形時に結晶化していない試料は、湿熱試験前に曲げ試験片を１２０℃で３０分間処理し、十分に結晶化させてから湿熱試験を行っている。
【００１９】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物の製造方法としては、一般的な混練機を用いて生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物を溶融混練する方法、また、乳酸から直接重合する手法や、環状二量体であるラクチドを開環重合する手法で重合度を高めていき、目的の重合度となった段階でカルボジイミド化合物を添加する方法などが挙げられるが、カルボジイミドの分散性、添加の簡便性などの理由から溶融混練を適用することが好ましい。
【００２０】
溶融混練に際しては、単軸押出機、二軸押出機、ロール混練機、ブラベンダー等の一般的な混練機を使用することが出来るが、練り強度を強めることが耐加水分解性を向上させるのに非常に重要な要素であるため、分散性向上のためには二軸押出機を使用することが好ましい。
【００２１】
二軸混練機のスクリュータイプには主に深溝二条ネジ、標準二条ネジ、三条ネジがあり、いずれのものでも適用できる。これらの溶融混練機を用いる際には、正規方向への樹脂移送を目的とした、（溶融樹脂進行方向に対し）正リードスクリュー等の様なパーツだけでなく、ニーディングディスクや、（溶融樹脂進行方向に対し）逆リードスクリュー等のパーツを用いた混練部を設けることが好ましい。またその混練部は樹脂温度の過度の上昇による、樹脂の分解を防ぐため、二箇所、三箇所と複数に分けてあることが好ましい。図１には２条ネジタイプの混練機に適応するスクリューパーツの一例を示す。（ａ）は逆リードスクリュー、（ｂ）は最も一般的な正リードスクリュー、（ｃ）は正リードニーディングディスク、（ｄ）は逆リードニーディングディスク、（ｅ）幅広ディスクである。本発明において、正リードスクリューとは、溶融樹脂を樹脂進行方向に移送する効果をもたらすもの、逆リードスクリューとは、溶融樹脂進行方向に対し逆方向への樹脂移送、樹脂シールを行う効果をもたらすものを指す。また、本発明でいう幅広ディスクとは、二軸混練機のシリンダ内壁と回転しているディスクの間に樹脂が入り込んだ際に、溶融樹脂をすり潰すようにして分散させるものを指す。幅広となっているため、すり潰すことによる分散効果は大きいが、樹脂を移送する効果は弱くなっている。また本発明における正リードニーディングディスクとは、幅広ディスクと同様のすり潰しによる樹脂の分散効果に加え樹脂を正規方向に移送させる効果をもたらすものを指し、逆リードニーディングディスクとは、すり潰しによる樹脂の分散効果に加え溶融樹脂進行方向に対し逆方向へ樹脂を移送させる効果をもたらすものを指す。そして、本発明において、樹脂の練り効果をより強めることが出来るスクリューパーツとは逆リードスクリュー、幅広ディスク、正リードニーディングディスク、逆リードニーディングディスクを指すものである。これらのスクリューパーツの例を図１に示しているが、これらのスクリューパーツは一例に過ぎず、特に形状が詳細に限定されるものではなく、溶融混練時に同様の効果をもたらすものであれば適用可能である。これらのスクリューパーツを組み合わせることや個数を増やすことで、樹脂の練り効果をより強めることができる。本発明においては、正リードスクリューと、樹脂の練り効果を強めることができる逆リードスクリュー、正リードニーディングディスク、逆リードニーディングディスク、幅広ディスク等を組み合わせた構成の混練部を設けることが好ましく、混練部を複数箇所設けることは、分散性が向上するため好ましい。スクリュー構成において、逆リードスクリュー、正リードニーディングディスク、逆リードニーディングディスク、幅広ディスク等、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計が好ましくはスクリュー全長に占める割合は１０〜５０％、さらに好ましくは１５〜４０％、さらに好ましくは１８〜３０％となる。５０％を超えると樹脂温度の過度の上昇により樹脂の分解が促進されるため、本発明の目的とする長期の耐湿熱性が得られにくい。また１０％を下回る場合は、カルボジイミドとカルボキシル末端が十分に反応しないためか、カルボキシル末端が樹脂中に残存するため、本発明の目的とする長期の耐湿熱性が得られにくい。また混練部の構成はこの混練前後工程に水分や揮発成分類を脱気するためにベント吸引機構を設けてもよい。
【００２２】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物を、生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物とを溶融混練して製造する場合、混練温度は、生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１９０〜２２０℃の範囲である。混練温度が低すぎると樹脂の流動性の低下により装置の過負荷に陥りやすい。逆に混練温度が高すぎるとポリ乳酸が分解し、得られる樹脂組成物の強度低下、着色等の問題が発生するため好ましくない。
【００２３】
本発明に用いる生分解性ポリエステル樹脂組成物の結晶化速度が遅い場合、生産性を考慮し、結晶化を促進するために、結晶核剤を用いることが好ましい。本発明において用いられる結晶核剤は特に限定されるものではないが、その結晶化促進効果の点から、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上のものを用いることが好ましい。
【００２４】
有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物の具体例としては、ヘキサメチレンビス−９，１０−ジヒドロキシステアリン酸ビスアミド、ｐ−キシリレンビス−９，１０ジヒドロキシステアリン酸アミド、デカンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、ヘキサンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジアニリド、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、トリメシン酸トリス（ｔ−ブチルアミド）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸ジアニリド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジシクロヘキシルアミド、Ｎ，Ｎ′−ジベンゾイル−１，４−ジアミノシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ′−ジシクロヘキサンカルボニル−１，５−ジアミノナフタレン、エチレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドなどがあげられる。
このうち、樹脂中への分散性および耐熱性の面から、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドが好ましく、さらに、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミドが特に好ましい。
【００２５】
カルボン酸エステル系化合物としては、モノカルボン酸エステル、エチレングリコールモノエステル及びエチレングリコールジエステル、グリセリンモノエステル、グリセリンジエステル及びグリセリントリエステルなどが挙げられ、種々のものを用いることができる。具体例としては、ラウリン酸セチルエステル、ステアリン酸セチルエステル、モノラウリン酸グリコール、モノステアリン酸グリコール、ジラウリン酸グリコール、ジパルミチン酸グリコール、ジステアリン酸グリコール、モノラウリン酸グリセリンエステル、モノステアリン酸グリセリンエステル、ジラウリン酸グリセリンエステル、ジステアリン酸グリセリンエステル、トリラウリン酸グリセリンエステル、トリステアリン酸グリセリンエステル等が挙げられる。
有機スルホン酸塩としては、スルホイソフタル酸塩など、種々のものを用いることができるが、中でも、５−スルホイソフタル酸ジメチル金属塩が、結晶化促進効果の点から好ましい。さらに、ナトリウム塩、バリウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩などが好ましく、特に、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウムが好ましい。
フタロシアニン系化合物としては、種々のものをも用いることができるが、遷移金属錯体を用いることが好ましく、中でも、銅フタロシアニンが結晶化促進効果の点から好ましい。
メラミン系化合物としては、種々のものを用いることができるが、結晶化促進効果の点から、メラミンシアヌレートを用いることが好ましい。
有機ホスホン酸化合物としては、フェニルホスホン酸塩が、結晶化促進効果の点から好ましい。そのうち、特にフェニルホスホン酸亜鉛が好ましい。
結晶核剤としては、これらのものを単独、あるいは、２種以上を併用して配合することができ、有機系の結晶核剤に対して、無機系の各種結晶核剤を併用しても構わない。
【００２６】
結晶核剤の配合量は、生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、０．０３〜５質量部であることが好ましく、０．１〜４質量部であることがより好ましい。結晶核剤の配合量が０．０３質量部未満であると、結晶化を促進する効果が乏しい。一方、５質量部を超えて配合すると、結晶核剤としての効果が飽和し、経済的に不利であるだけでなく、生分解後の残渣分が増大するため、環境面でも好ましくない。
【００２７】
本発明において、生分解性ポリエステル樹脂は、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とによって架橋されることが好ましい。生分解性ポリエステル樹脂を架橋することによって、結晶化を促進し、耐熱性を改善することができる。
【００２８】
本発明において使用する（メタ）アクリル酸エステル化合物としては、生分解性ポリエステル樹脂との反応性が高く、モノマーが残りにくく、かつ、毒性が少なく、樹脂の着色も少ないことから、分子内に２個以上の（メタ）アクリル基を有するか、または、１個以上の（メタ）アクリル基と１個以上のグリシジル基もしくはビニル基を有する化合物が好ましい。具体的な化合物としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリセロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、アリロキシ（ポリ）エチレングリコールモノメタクリレート、（ポリ）エチレングリコールジメタクリレート、（ポリ）エチレングリコールジアクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジメタクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジアクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジメタクリレート、または、これらのアルキレングリコール部が様々な長さのアルキレンの共重合体、ブタンジオールメタクリレート、ブタンジオールアクリレート等が挙げられる。
【００２９】
（メタ）アクリル酸エステル化合物の添加量は、生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部、好ましくは０．０５〜１質量部である。０．０５質量部未満では、目的とする耐熱性が得られず、また、１０質量部を超えて添加すると、混練時の操業性が低下する。
【００３０】
本発明において、過酸化物は、（メタ）アクリル酸エステル化合物と生分解性ポリエステル樹脂との反応を促進し、耐熱性を改善することを目的として配合されるものであり、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）トリメチルシクロヘキサン、ビス（ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ブチルビス（ブチルパーオキシ）バレレート、ジクミルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート、ジブチルパーオキサイド、ビス（ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジメチルジ（ブチルパーオキシ）ヘキシン、ブチルパーオキシクメンなどが挙げられる。
【００３１】
過酸化物の添加量は、生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部、好ましくは０．２〜１０質量部である。０．１質量部未満では、目的とする効果が得られず、また、２０質量部を超えて添加すると、混練時の操業性が低下する場合がある。
【００３２】
生分解性ポリエステル樹脂を、（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とによって、架橋する方法としては、これらを溶融混練する方法が挙げられる。溶融温度としては、生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２５０℃、さらに好ましくは１９０〜２３０℃の範囲である。混練温度が低すぎると樹脂の流動性の低下により装置の過負荷に陥りやすい。逆に混練温度が高すぎるとポリ乳酸が分解し、得られる樹脂組成物の強度低下、着色等の問題が発生するため好ましくない。
【００３３】
本発明において生分解性ポリエステル樹脂を架橋する場合、末端封鎖と架橋とを同時に実施しても、分けて実施してもよい。これらを同時に実施する場合は、生分解性ポリエステル樹脂と、カルボジイミド化合物と、（メタ）アクリル酸エステル化合物と、過酸化物とからなる混合物を溶融混練すればよい。また、生分解性ポリエステル樹脂の末端封鎖と架橋とを分けて実施する場合は、耐加水分解性向上の点から、末端封鎖を先に実施することが好ましい。すなわち、生分解性ポリエステル樹脂とカルボジイミド化合物とを溶融混練して、生分解性ポリエステル樹脂の末端を封鎖し、次いで（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを添加して溶融混練し、架橋を実施することが好ましい。なお、生分解性ポリエステル樹脂の末端を封鎖後に、混練機から取り出さず、連続して混練機の途中から（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを添加してもよく、また、末端を封鎖した生分解性ポリエステル樹脂を混練機から取り出してから、これに（メタ）アクリル酸エステル化合物と過酸化物とを加え、あらためて混練機に投じて溶融混練してもよい。
【００３４】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、本発明で規定した以外の熱安定剤や酸化防止剤、カルボキシル基との反応性を有する化合物、顔料、耐候剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材等を添加してもよい。熱安定剤や酸化防止剤としては、たとえば、ホスファイト系化合物、フェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ビンダードアミン系化合物、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいはこれらの混合物を使用することができる。カルボキシル基との反応性を有する化合物としては、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、オキサゾリン系化合物、あるいはこれらの混合物を使用することが出来る。これらの添加剤は一般に溶融混練時あるいは重合時に加えられる。無機充填材としては、タルク、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、金属繊維、金属ウイスカー、セラミックウイスカー、チタン酸カリウム、窒化ホウ素、グラファイト、ガラス繊維、炭素繊維、層状珪酸塩等が挙げられる。有機充填材としては、澱粉、セルロース微粒子、木粉、おから、モミ殻、フスマ、ケナフ等の天然に存在するポリマーやこれらの変性品が挙げられる。
【００３５】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、本発明で規定した以外の樹脂を用いてもよい。樹脂としては、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステルアミド、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート等が挙げられる。これらの成分は、１種でも、２種以上用いてもよく、単に混合されていてもよいし、共重合されていてもよい。
【００３６】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は、射出成形、ブロー成形、押出成形、繊維成形などの公知の成形方法により、各種成形体とすることができる。
【００３７】
射出成形法としては、一般的な射出成形法のほか、ガス射出成形、射出プレス成形等も採用できる。射出成形時のシリンダ温度は生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１９０〜２２０℃の範囲である。成形温度が低すぎると樹脂の流動性の低下により成形不良や装置の過負荷に陥りやすい。逆に成形温度が高すぎるとポリ乳酸が分解し、成形体の強度低下、着色等の問題が発生するため好ましくない。一方、金型温度に関しては、樹脂組成物のＴｇ以下とする場合には、好ましくは（Ｔｇ−１０℃）以下である。また、剛性、耐熱性向上を目的として結晶化を促進するためにＴｇ以上、（Ｔｍ−３０℃）以下とすることもできる。用いる生分解性ポリエステル樹脂の結晶化速度が遅い場合は、成形サイクルを早め生産性を高めるため、結晶核剤、もしくは架橋剤を添加することで、結晶化速度を速めてもよい。また、成形体を取り出したあとに、上記温度範囲で熱処理をすることにより結晶化させてもよい。本発明により得られた樹脂組成物は、射出成形法により得られた成形体の場合、バンパー、インパネ、ドアトリム等の自動車用樹脂部品等、高温高湿下になり得る用途に特に適している。
【００３８】
ブロー成形法としては、例えば原料チップから直接成形を行うダイレクトブロー法や、まず射出成形で予備成形体（有底パリソン）を成形後にブロー成形を行う射出ブロー成形法が挙げられる。また予備成形体成形後に連続してブロー成形を行うホットパリソン法、いったん予備成形体を冷却し取り出してから再度加熱してブロー成形を行うコールドパリソン法のいずれの方法も採用できる。本発明により得られた樹脂組成物は、ブロー成形法により得られた成形体の場合、パイプやガソリンタンクの様な自動車用樹脂部品など、高温高湿下になり得る用途に特に適している。
【００３９】
押出成形法としては、Ｔダイ法、丸ダイ法等を適用することができる。押出成形温度は生分解性ポリエステル樹脂組成物の融点（Ｔｍ）または流動開始温度以上であることが必要であり、適用する樹脂により最適な範囲は異なるが、例えばポリ乳酸の場合、好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１９０〜２２０℃の範囲である。成形温度が低すぎると操業が不安定になったり、過負荷に陥りやすく、逆に成形温度が高すぎるとポリ乳酸成分が分解し、押出成形体の強度低下や着色等の問題が発生するため好ましくない。押出成形により、シートやパイプ等を作製することができる。本発明により得られた樹脂組成物は、押し出し成形法により得られた成形体の場合、自動洗浄機にかける皿、椀、鉢、箸、スプーン、フォーク、ナイフ等の食器のように、高温高湿下に何度もなり得る用途に特に適している。
【００４０】
その他、押出成形法により得られたシートまたはパイプの具体的用途としては、深絞り成形用原反シート、バッチ式発泡用原反シート、クレジットカード等のカード類、下敷き、クリアファイル、ストロー、農業・園芸用硬質パイプ等が挙げられる。また、シートは、さらに、真空成形、圧空成形、及び真空圧空成形等の深絞り成形を行うことで、食品用容器、農業・園芸用容器、ブリスターパック容器、及びプレススルーパック容器などを製造することができる。深絞り成形温度及び熱処理温度は、（Ｔｇ＋２０℃）〜（Ｔｇ＋１００℃）であることが好ましい。深絞り温度が（Ｔｇ＋２０℃）未満では深絞りが困難になり、逆に深絞り温度が（Ｔｇ＋１００℃）を超えると樹脂組成物が分解し偏肉が生じたり、配向がくずれて耐衝撃性が低下したりする場合がある。食品用容器、農業・園芸用容器、ブリスターパック容器、及びプレススルーパック容器の形態は特に限定されないが、食品、物品、及び薬品等を収容するためには深さ２ｍｍ以上に深絞りされていることが好ましい。容器の厚さは特に限定されないが、強力の点から、５０μｍ以上であることが好ましく、１５０〜５００μｍであることがより好ましい。食品用容器の具体的例としては、生鮮食品のトレー、インスタント食品容器、ファーストフード容器、弁当箱等が挙げられる。農業・園芸用容器の具体例としては、育苗ポット等が挙げられる。また、ブリスターパック容器の具体的例としては、食品以外にも事務用品、玩具、乾電池等の多様な商品群の包装容器が挙げられる。
【００４１】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物を用いて製造されるその他の成形品としては、流動体用容器、容器用キャップ、定規、筆記具、クリアケース、ＣＤケース等の事務用品、台所用三角コーナー、ゴミ箱、洗面器、歯ブラシ、櫛、ハンガー等の日用品、植木鉢、育苗ポット等の農業・園芸用資材、プラモデル等の各種玩具類、エアコンパネル、各種筐体等の電化製品用樹脂部品等が挙げられる。なお、流動体用容器の形態は、特に限定されないが、流動体を収容するためには深さ２０ｍｍ以上に成形されていることが好ましい。容器の厚さは特に限定されないが、強力の点から、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．１〜５ｍｍであることがより好ましい。流動体用容器の具体例としては、乳製品や清涼飲料水及び酒類等の飲料用コップ及び飲料用ボトル、醤油、ソース、マヨネーズ、ケチャップ、食用油等の調味料の一時保存容器、シャンプー・リンス等の容器、化粧品用容器、農薬用容器等が挙げられる。
【００４２】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は繊維とすることもできる。その作製方法は特に限定されないが、溶融紡糸し、延伸する方法が好ましい。溶融紡糸温度としては、１６０℃〜２６０℃が好ましい。１６０℃未満では溶融押出しが困難となる傾向にあり、一方、２５０℃を超えると分解が顕著となって、高強度の繊維を得られ難くなる傾向にある。溶融紡糸した繊維糸条は、目的とする繊維径となるようにＴｇ以上の温度で延伸させるとよい。
【００４３】
上記方法により得られた繊維は、衣料用繊維、産業資材用繊維、短繊維不織布などとして利用される。本発明により得られた繊維は、車載される場合のように高温高湿下になり得る用途には特に適している。
【００４４】
本発明の生分解性ポリエステル樹脂組成物は長繊維不織布に展開することもできる。その作製方法は特に限定されないが、上記樹脂組成物を高速紡糸法により繊維を堆積した後ウェッブ化し、さらに熱圧接等の手段を用いて布帛化することにより得ることができる。本発明により得られた長繊維不織布は、車載される場合のように高温高湿下になり得る用途には特に適している。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００４６】
［原料］
以下に、実施例、比較例において用いた各種原料を示す。
（１）生分解性ポリエステル樹脂：
ＰＬＡ１：ポリ乳酸（ネイチャーワークス社製 ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ４０３２Ｄ）、Ｌ体／Ｄ体＝９８．６／１．４（ｍｏｌ％）、重量平均分子量（ＭＷ）＝１７０，０００、融点＝１７０℃、ＭＦＩ＝２．５ｇ／１０分（１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、［ＣＯＯＨ］＝２２ｍｏｌ／ｔｏｎ。
ＰＬＡ２：ポリ乳酸（ネイチャーワークス社製 ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ６２０１Ｄ）、Ｌ体／Ｄ体＝９８．７／１．３（ｍｏｌ％）、重量平均分子量（ＭＷ）＝１４０，０００、融点＝１６６℃、ＭＦＩ＝８．０ｇ／１０分（１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）、［ＣＯＯＨ］＝３０ｍｏｌ／ｔｏｎ。
（２）カルボジイミド化合物
Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド（松本油脂製薬製ＥＮ１６０）
（３）結晶核剤
Ｎ１：Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド（川研ファインケミカル製 ＷＸ−１）
Ｎ２：Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド（新日本理化製 ＴＦ−１）
Ｎ３：オクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジド（ＡＤＥＫＡ製 Ｔ−１２８７Ｎ）
Ｎ４：５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム（東京化成工業製）
（４）架橋剤（メタ）アクリル酸エステル化合物：
エチレングリコールジメタクリレート（日本油脂製 ブレンマーＰＤＥ−５０）
（５）過酸化物：
ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド（日本油脂製 パーブチルＤ）
【００４７】
［スクリュー構成］
溶融混練時のスクリューは二条ネジ形状のもので、その構成は、第一正リードスクリュー部、第一混練部、第二正リードスクリュー部、第二混練部、第三正リードスクリュー部の順とした。第一混練部及び第二混練部は図１記載のスクリューパーツを用いて構成した。すなわち、第一混練部は供給側から順番に（ｅ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｄ）の各パーツを使用した。また、第二混練部は下記Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれかの構成のものを用いた。
【００４８】
Ｓ１：供給側から順番に（ｅ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）の各パーツを使用した構成。
第二混練部としてＳ１を用いたスクリューでは、逆リードスクリュー（ａ）、正リードニーディングディスク（ｃ）、逆リードニーディングディスク（ｄ）、幅広ディスク（ｅ）等、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計がスクリュー全長に占める割合は２１％である。
【００４９】
Ｓ２：供給側から順番に（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ａ）の各パーツを使用した構成。
この構成は、上記Ｓ１のうち、練り強度を強めるのに寄与している（ｅ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｃ）の各ディスクを、練り強度への寄与の少ない正リードスクリュー（ｂ）に変更したものである。
第二混練部としてＳ２を用いたスクリューでは、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計がスクリュー全長に占める割合は１１％である。本スクリュー構成では、Ｓ１を用いた構成と比較し練り強度が弱くなっている。
【００５０】
Ｓ３：供給側から順番に（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）、（ｂ）の各パーツを使用した構成。
この構成は、上記Ｓ１のうち、練り強度を強めるのに寄与している（ｅ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｃ）の各ディスク及び（ａ）の逆リードスクリューを、練り強度への寄与の少ない正リードスクリュー（ｂ）に変更したものである。
第二混練部としてＳ３を用いたスクリューでは、練りを強める効果のあるスクリューパーツの長さの総計がスクリュー全長に占める割合は８％である。本スクリュー構成では、Ｓ２を用いた構成と比較して、さらに練り強度が弱くなっている。
【００５１】
［評価方法］
以下に、実施例及び比較例の評価に用いた測定法を示す。
（１）カルボキシル末端基濃度：［ＣＯＯＨ］（単位［ｍｏｌ／ｔｏｎ］）
樹脂組成物０．１５ｇを２０ｍｌの塩化メチレンに加え、１時間静置したのち、フェノールレッドを指示薬として０．１Ｎの水酸化カリウムのベンジルアルコール溶液で滴定を行い、中和に消費された水酸化カリウム溶液の液量（ｍｌ）をＡ、同様に樹脂組成物を含まない系の滴定も行い、その中和に消費された水酸化カリウム溶液の液量（ｍｌ）をＢとし、各数値を用いて下記式によりカルボキシル末端基濃度を求めた。
［ＣＯＯＨ］＝（Ａ−Ｂ）×Ｆ×６６６
（式中、Ｆは水酸化カリウム溶液のファクターである。）
（２）曲げ破断強度：
樹脂組成物を射出成形して（５インチ）×（１／２インチ）×（１／８インチ）の成形片を得た。結晶核剤を添加していない樹脂組成物を用いる場合は、成形時の金型温度を１５℃として、結晶化させずに試験片を得、これをアニール処理したものを試料とした。結晶核剤を添加した樹脂組成物を用いる場合は、成形時の金型温度を１１０℃とし、金型内部で結晶化させて試験片を得、これを試料とした。ＡＳＴＭ−７９０に準じて変形速度１ｍｍ／分で荷重をかけ、曲げ破断強度を測定した。試験片の作製条件は下記の通りである。
射出成形条件：射出成形は、射出成形機（東芝機械社製ＩＳ-８０Ｇ型）を用い、シリンダ温度１９０〜１６０℃、金型温度１５℃（結晶核剤添加しない場合）、もしくは１１０℃（結晶核剤添加する場合）、ＡＳＴＭ規格の１／８インチ３点曲げ試験片用金型を用いて行った。
アニール処理条件：アニール処理は１２０℃のオーブン中で３０分間加熱することにより行った。
（３）湿熱試験：
恒温恒湿器（ヤマト科学製ＩＧ４００型）を用い、上記（２）で作製した試験片を、温度７０℃、相対湿度９５％の環境下に保存処理した。約１７０時間ごとに試験片を３本ずつ回収し、曲げ強度測定と外観評価を行った。
曲げ強度保持率（％）は下記式より算出した。
（曲げ強度保持率）＝（湿熱試験後の曲げ強度）／（湿熱試験前の曲げ強度）×１００
（４）外観評価（目視）：
外観評価は試験片表面を目視で観察して行った。基準を以下に示した。
◎：全く変化なし。
○：表面が若干白化した。
△：表面が粉状に変質した。
×：ひび割れが発生、または変形した。
【００５２】
実施例１
１００質量部のポリ乳酸樹脂、４質量部のカルボジイミド化合物をドライブレンドしたのち、池貝社製ＰＣＭ−３０型二軸押出機を用いて、温度１９０℃、スクリュー回転数１５０ｒｐｍの条件で、第二混練部がＳ１構成であるスクリューを使用して溶融混練した。また、第三正リードスクリュー部でベント吸引を行った。
以上のスクリュー構成及びベントの位置として溶融混練を行った後、０．４ｍｍ径×３孔のダイスよりストランドを押し出した。押出後、ペレット状への加工、乾燥を行い、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５３】
実施例２〜５
ドライブレンド時に、１００質量部のポリ乳酸樹脂、４質量部のカルボジイミド化合物に対し、表に記載の結晶核剤を１質量部添加する以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５４】
実施例６
実施例１の樹脂組成物を溶融混練する際に、混練途中の第二正リードスクリュー部付近のシリンダ内部に、架橋剤０．１質量部と過酸化物０．２質量部を添加する以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５５】
実施例７
実施例１と同一組成、同一手法で樹脂組成物を得た。ただし、溶融混練には、第二混練部がＳ２構成であるスクリューを使用した。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５６】
比較例１
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５７】
比較例２
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例７と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５８】
比較例３
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例２と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００５９】
比較例４
カルボジイミド化合物の量を０．０５質量部とする以外は全て実施例６と同様にして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００６０】
比較例５
実施例１と同一組成、同一手法で樹脂組成物を得た。ただし、溶融混練には、第二混練部がＳ３構成であるスクリューを使用した。得られた樹脂組成物を前述の評価方法にのっとり評価し、評価結果を表１に示した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
実施例１〜７では、８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上である耐加水分解性を有する生分解性樹脂組成物が得られた。
特に、実施例１、７、比較例５の比較より明らかなように、溶融混練時の第二混練部のスクリュー構成を変更して、練り強度を強めるスクリューパーツをより多く用いるほど、耐加水分解性が向上していた。具体的には、比較例５では、８４０時間経過時に強度保持率が８０％を下回ったのに対し、実施例７では同時間経過時には８０％を超えており、さらに、実施例１では、１３４０時間経過しても強度保持率が８０％以上であった。また、比較例５、実施例７では、５００時間経過後から表面が変質し始めたのに対し、実施例１では、１０００時間経過時にも良好な表面状態を保持していた。
上述のように、カルボジイミド化合物を用いて耐加水分解性を向上させる際、練り強度を強めると耐加水分解性が向上した。混練時の練り強度は非常に重要な要素であるといえる。練り強度を強めることにより耐加水分解性が向上した理由は明らかではないが、練り強度を強めることで、カルボジイミド化合物がより分散するようになり、混練中、カルボキシル末端基とカルボジイミド化合物が反応しやすくなったことが要因と考えられる。
【００６３】
ところで、実施例１と、実施例２〜５と、実施例６とでは、それぞれ試料を結晶化させる手法が異なっている。すなわち、実施例１は、アニール処理により結晶化させる手法であり、また、実施例２〜５は、樹脂組成物中に結晶核剤を添加し、結晶化速度を高め、射出成形時に金型内部で結晶化させる手法であり、さらに、実施例６は、架橋剤、過酸化物を溶融混練時に添加しておくことで、結晶化速度を高め、射出成形時に金型内部で結晶化させる手法である。いずれの手法によって結晶化させても、強度保持率推移や外観変化推移にほとんど違いが無く、これら結晶化手法は、耐加水分解性を向上させる効果に違いが無いといえる。
【００６４】
一方、比較例１〜４において、カルボジイミド化合物の含有量を低下させたところ、耐加水分解性の向上が十分に起きず、対応する実施例に比較して、それぞれ強度保持率推移に大きな違いがあった。すなわち、対応する実施例１、２、６、７では、１３４０時間（実施例７では８４０時間）経過しても強度保持率が８０％以上であったのに対し、比較例１〜４では、１７０時間経過後には曲げ強度を測定出来ないほど分解が進んでいた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】二軸混練機の代表的スクリューパーツの模式図面である。
【符号の説明】
【００６６】
（ａ）逆リードスクリュー
（ｂ）正リードスクリュー
（ｃ）正リードニーディングディスク
（ｄ）逆リードニーディングディスク
（ｅ）幅広ディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、７０℃、相対湿度９５％の条件下で８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上であることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、また（メタ）アクリル酸エステル化合物０.０５〜１０質量部と過酸化物０.１〜２０質量部とにより架橋されてなることを特徴とする請求項１記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
カルボジイミド化合物が、モノカルボジイミド化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項４】
モノカルボジイミド化合物が、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドであることを特徴とする請求項３記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項５】
生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、結晶核剤０.０３〜５質量部を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項６】
結晶核剤が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項５記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項７】
結晶核剤が、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、およびオクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドから選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項５記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物からなる成形体。
【請求項１】
生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、７０℃、相対湿度９５％の条件下で８４０時間保持した時の曲げ強度保持率が８０％以上であることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
生分解性ポリエステル樹脂１００質量部が、カルボジイミド化合物０．１〜１０質量部により末端封鎖されてなり、また（メタ）アクリル酸エステル化合物０.０５〜１０質量部と過酸化物０.１〜２０質量部とにより架橋されてなることを特徴とする請求項１記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
カルボジイミド化合物が、モノカルボジイミド化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項４】
モノカルボジイミド化合物が、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドであることを特徴とする請求項３記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項５】
生分解性ポリエステル樹脂１００質量部に対して、結晶核剤０.０３〜５質量部を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項６】
結晶核剤が、有機アミド化合物、有機ヒドラジド化合物、カルボン酸エステル系化合物、有機スルホン酸塩、フタロシアニン系化合物、メラミン系化合物、および有機ホスホン酸塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項５記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項７】
結晶核剤が、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリシクロヘキシルトリメシン酸アミド、Ｎ，Ｎ′−エチレンビス（１２−ヒドロキシステアリン酸）アミド、およびオクタンジカルボン酸ジベンゾイルヒドラジドから選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項５記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性ポリエステル樹脂組成物からなる成形体。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１２６９０５（Ｐ２００９−１２６９０５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０１７０３（Ｐ２００７−３０１７０３）
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
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