JP2003342452A - 射出成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乳酸系樹脂が本来有している生分解性をほと
んど損なうことなく、優れた耐衝撃性、耐熱性を具備し
た生分解性射出成形体を提供すること。 【解決手段】 射出成形体は、乳酸系樹脂、乳酸系樹脂
以外の脂肪族ポリエステル、および可塑剤を含有する樹
脂組成物からなる射出成形体であり、樹脂組成物を構成
する成分の溶解度パラメーター（ＳＰ値）が、不等式
乳酸系樹脂のＳＰ値＞乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエス
テルのＳＰ値＞可塑剤のＳＰ値 を満たす関係にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性の射出成
形体に関し、特に、耐衝撃性、耐熱性に優れた生分解性
の射出成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年環境問題の高まりから、プラスチッ
ク製品が自然環境中に棄却された場合に経時的に分解・
消失し、最終的に自然環境に悪影響を及ぼさないことが
求められ始めている。従来のプラスチックは、自然環境
中で長期にわたって安定であり、しかも嵩比重が小さい
ため、廃棄物埋め立て地の短命化を促進したり、自然の
景観や野生動植物の生活環境を損なうといった問題点が
指摘されていた。そこで、生分解性樹脂材料が注目を集
めるようになった。生分解性樹脂は、土壌中や水中で、
加水分解や生分解によって徐々に崩壊・分解が進行し、
微生物の作用により最終的には無害な分解物となること
が知られている。また、コンポスト（堆肥化）処理によ
って、容易に廃棄物処理ができる。

【０００３】実用化され始めている生分解性樹脂として
は、脂肪族ポリエステル、変性ＰＶＡ、セルロースエス
テル化合物、デンプン変性体、およびこれらのブレンド
体等がある。これらの生分解性樹脂材料はそれぞれ固有
の特徴を有し、この特徴に応じた用途展開が考えられ
る。中でも脂肪族ポリエステルが、幅広い特性と汎用樹
脂に近い加工性を有するため広く使われ始めている。ま
た、脂肪族ポリエステルの中でも乳酸系樹脂は、透明性
・剛性・耐熱性等が優れていることから、ポリスチレン
やポリエチレンテレフタレートの代替材料として、フィ
ルム包装材や射出成形分野において注目されている。

【０００４】しかし、乳酸系樹脂は本来有する脆性のた
め、耐衝撃性が必要な用途に使用することは非常に難し
い。例えばシートやフィルムの分野においては、乳酸系
樹脂以外の脂肪族ポリエステルを配合することにより耐
衝撃性を改良することができることが一般的に知られて
いる。しかし、射出成形体においては、ポリ乳酸に脂肪
族ポリエステルを配合するだけでは、十分な耐衝撃性の
改良効果が得られない。

【０００５】特開２０００−２７３２０７号公報には、
乳酸系樹脂と乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルと可
塑剤とを配合することにより耐衝撃性を改良する方法が
開示されている。しかし、この方法では、可塑剤が乳酸
系樹脂のガラス転移温度を低下させ、耐熱性を損なう。
また、可塑剤が耐衝撃性に与える効果は明らかでなく、
十分な耐衝撃性改良効果は得られない。

【０００６】また、特開平１１−１１６７８４号公報に
は、ポリ乳酸に脂肪酸エステルを添加し、結晶化を行う
ことにより耐衝撃性を改良する方法が開示されている。
しかし、この方法では脂肪酸エステルが核剤として働き
耐衝撃性を向上させる一方、可塑剤として働くため、著
しい耐熱性の低下を生じる。また、室温での弾性率が低
下するため硬さを必要とする用途には使用できない。

【０００７】通常、家電部品や車の部品として使用され
ている成形体には、その用途にもよるが耐衝撃性が要求
されるため、ＪＩＳ Ｋ−７１１０に基づいて測定した
アイゾット衝撃強度（ノッチ付き、２３℃）が、１５ｋ
Ｊ／ｍ²以上の樹脂が選択される。同様に耐熱性の観点
からは、動的粘弾性測定における貯蔵弾性率Ｅ’が１Ｇ
Ｐａまで低下する温度が５５℃以上である樹脂が選択さ
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、耐熱
性、耐衝撃性に優れた生分解性の射出成形体を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。すなわち本発明の射出成形体は、乳酸系樹
脂、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、および可塑
剤を含有する樹脂組成物からなる射出成形体であり、樹
脂組成物を構成する成分の溶解度パラメーター（ＳＰ
値）が、乳酸系樹脂のＳＰ値＞乳酸系樹脂以外の脂肪族
ポリエステルのＳＰ値＞可塑剤のＳＰ値の関係にあるこ
とを特徴とする。

【００１０】ここで、前記乳酸系樹脂のＳＰ値は、１
１．００〜１１．２０（ｃａｌ／ｃｍ ³）^1/2、前記乳酸
系樹脂以外の脂肪族ポリエステルのＳＰ値は、１０．０
１〜１０．９９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2、前記可塑剤のＳ
Ｐ値は、８．５０〜１０．００（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2で
あることができる。また、前記樹脂組成物は、乳酸系樹
脂と、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとを、６
０：４０〜９０：１０の範囲内の割合で含有し、かつ、
乳酸系樹脂と乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとの
合計が１００質量部に対して、可塑剤を０．５〜６質量
部配合することができる。また、前記樹脂組成物は、さ
らに無機フィラーを含有することができる。また、前記
樹脂組成物は、さらにカルボジイミド化合物を含有する
ことができる。また、前記樹脂組成物は、乳酸系樹脂
と、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルと、可塑剤
と、無機フィラーとの合計が１００質量部に対して、カ
ルボジイミド化合物を０．５〜１０質量部添加すること
ができる。また、射出成形体を６０〜１３０℃の範囲内
の温度で熱処理したものであることが好ましい。また、
ＪＩＳ Ｋ−７１１０に基づいて測定したアイゾット衝
撃強度が１５ｋＪ／ｍ²以上であり、かつ、貯蔵弾性率
Ｅ’が１ＭＰａまで低下する温度が５５℃以上であるこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。本発明に用いる乳酸系樹脂とは、構造単位がＬ−乳
酸であるポリ（Ｌ−乳酸）、構造単位がＤ−乳酸である
ポリ（Ｄ−乳酸）、構造単位がＬ−乳酸及びＤ−乳酸で
ある、ポリ（ＤＬ−乳酸）やこれらの混合体をいい、さ
らには、α−ヒドロキシカルボン酸等の他のヒドロキシ
カルボン酸単位や（脂肪族）ジオール／（脂肪族）ジカ
ルボン酸との共重合体であってもよい。しかし、この
時、乳酸系樹脂のＤＬ構成が、Ｌ体：Ｄ体＝１００：０
〜９０：１０、もしくは、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜１
０：９０であることが好ましく、Ｌ体：Ｄ体＝１００：
０〜９４：６、もしくは、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜
６：９４であることがより好ましい。かかる範囲外で
は、部品の耐熱性が得られにくく、用途が制限されるこ
とがある。乳酸系樹脂の代表的なものとしては、島津製
作所製ラクティシリーズ、三井化学社製レイシアシリー
ズ、カーギル・ダウ製Nature Worksシリーズなどがあげ
られる。

【００１２】乳酸系樹脂の重合法としては、縮重合法、
開環重合法など公知のいずれの方法を採用することがで
きる。例えば、縮重合法ではＬ−乳酸またはＤ−乳酸、
あるいはこれらの混合物を直接脱水縮重合して任意の組
成を持った乳酸系樹脂を得ることができる。また、開環
重合法では乳酸の環状二量体であるラクチドを、必要に
応じて重合調整剤等を用いながら、選ばれた触媒を使用
してポリ乳酸系重合体を得ることができる。ラクチドに
はＬ−乳酸の２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の２
量体であるＤ−ラクチド、さらにＬ−乳酸とＤ−乳酸か
らなるＤＬ−ラクチドがあり、これらを必要に応じて混
合して重合することにより任意の組成、結晶性をもつ乳
酸系樹脂を得ることができる。

【００１３】さらに、耐熱性を向上させるなどの必要に
応じ、少量共重合成分として、テレフタル酸のような非
脂肪族ジカルボン酸及び／又はビスフェノールＡのエチ
レンオキサイド付加物のような非脂肪族ジオールを用い
てもよい。さらにまた、分子量増大を目的として少量の
鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ
化合物、酸無水物などを使用することもできる。

【００１４】乳酸系樹脂に共重合される上記の他のヒド
ロキシ−カルボン酸単位としては、乳酸の光学異性体
（Ｌ−乳酸に対してはＤ−乳酸、Ｄ−乳酸に対してはＬ
−乳酸）、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒ
ドロキシ酪酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロ
キシ−３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メ
チル酪酸、２−メチル乳酸、２−ヒドロキシカプロン酸
等の２官能脂肪族ヒドロキシ−カルボン酸やカプロラク
トン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類
が挙げられる。

【００１５】乳酸系樹脂に共重合される上記脂肪族ジオ
ールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジ
オール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げ
られる。また、上記脂肪族ジカルボン酸としては、コハ
ク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデ
カン二酸等が挙げられる。

【００１６】乳酸系樹脂の重量平均分子量は、５万〜４
０万の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは
１０万〜２５万である。乳酸系樹脂の重量平均分子量が
５万より小さいと、実用物性がほとんど発現されず、４
０万より大きいと、溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣
る傾向がある。

【００１７】乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとし
ては、例えば、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を
縮合して得られる脂肪族ポリエステル、環状ラクトン類
を開環重合した脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリ
エステル等が挙げられる。

【００１８】上記脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸
を縮合して得られる脂肪族ポリエステルは、脂肪族ジオ
ールであるエチレングリコール、１，４−ブタンジオー
ルおよび１，４−シクロヘキサンジメタノール等と、脂
肪族ジカルボン酸であるコハク酸、アジピン酸、スベリ
ン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等の中から、それ
ぞれ１種類以上を選んで縮合重合して得られる。必要に
応じてイソシアネート化合物等でジャンプアップして所
望のポリマーを得ることができる。具体的例としては、
昭和高分子社製のビオノーレシリーズ、イレケミカル社
製のＥｎｐｏｌｅなどが挙げられる。

【００１９】上記環状ラクトン類を開環重合した脂肪族
ポリエステルとしては、環状モノマーであるε−カプロ
ラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレ
ロラクトン等が代表的に挙げられ、これらから１種類以
上が選ばれて重合される。具体的例としては、ダイセル
化学工業社製のセルグリーンシリーズが挙げられる。

【００２０】上記合成系脂肪族ポリエステルとしては、
環状酸無水物とオキシラン類、例えば、無水コハク酸と
エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等との共重
合体等が挙げられる。

【００２１】なお、耐衝撃性の改良効果の観点から、上
記乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルは、ガラス転移
温度（Ｔｇ）が０℃以下であることが好ましい。ガラス
転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族ポリエステルは、
乳酸系樹脂に対してゴム的な働きをし、本発明の射出成
形体に耐衝撃性を付与する。さらに、可塑剤はゴム的な
成分に溶け込み、脂肪族ポリエステルを膨潤させること
によって、より耐衝撃性を高めることができる。

【００２２】本発明に用いられる可塑剤は、その溶解度
パラメーター（ＳＰ値）が乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリ
エステルのＳＰ値よりも低いことが好ましく、かつ、Ｓ
Ｐ値が８．５０〜１０．００（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の範
囲にあるものが好ましい。本発明において、ＳＰ値と
は、Ｆｅｄｏｒｓ法［Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．１
４（２）１５２，（１９７４）］によって構造式から算
出される値である。本発明に好ましく用いられる可塑剤
の具体例としては、ジメチルアジペート、ジイソブチル
アジペート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイ
ソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート等のアジ
ピン酸エステル、ジブチルセバケート、ジ−２−エチル
ヘキシルセバケート等のセバシン酸エステル、ジ−２−
エチルヘキシルアゼレートなどのアゼライン酸エステ
ル、ジブチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジ
−２−エチルヘキシルフタレート、ジヘプチルフタレー
ト、ジイソデシルフタレート等のフタル酸エステル、ト
リブチルトリメリテート、トリ−２−エチルヘキシルト
リメリテート等のトリメリット酸エステルなどが挙げら
れる。

【００２３】可塑剤のＳＰ値が乳酸系樹脂以外の脂肪族
ポリエステルのＳＰ値より大きいと、可塑剤が乳酸系樹
脂と相溶し、乳酸系樹脂中に可塑剤が多く存在すること
となり、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルが膨潤し
ないだけでなく、乳酸系樹脂が可塑化するため耐熱性の
低下を生じる。また、可塑剤のＳＰ値が８．５０未満に
なると、乳酸系樹脂、および乳酸系樹脂以外の脂肪族ポ
リエステルは共に相溶性が低下し、射出成形体表面への
ブリードアウトが発生しやすく、実用上問題が生じやす
い。

【００２４】本発明に係る樹脂組成物に含まれる、乳酸
系樹脂と、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルと、可
塑剤とを、以下の不等式 乳酸系樹脂のＳＰ値＞乳酸系
樹脂以外の脂肪族ポリエステルのＳＰ値＞可塑剤のＳＰ
値 を満たすように選択すれば、可塑剤は乳酸系樹脂よ
りもＳＰ値が近くて相溶性が高い、乳酸系樹脂以外の脂
肪族ポリエステル中に移行し、この脂肪族ポリエステル
が膨潤するので、得られる射出成形体の耐衝撃性は向上
する。本発明においては、乳酸系樹脂のＳＰ値が１１．
００〜１１．２０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2の範囲内である
ことが好ましい。また、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエ
ステルのＳＰ値が１０．０１〜１０．９９（ｃａｌ／ｃ
ｍ³）^1/2の範囲内であることが好ましい。

【００２５】乳酸系樹脂と、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポ
リエステルとの配合割合は、質量比で、６０：４０〜９
０：１０の範囲内であることが好ましく、６５：３５〜
８５：１５の範囲内であることがさらに好ましい。かか
る範囲で乳酸系樹脂と乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエス
テルとを配合することにより、優れた耐熱性および耐衝
撃性を有する射出成形体を得ることができる。

【００２６】可塑剤の添加量は、乳酸系樹脂と脂肪族ポ
リエステルとの合計が１００質量部に対して、０．５〜
６質量部の割合で配合することが好ましく、１〜５質量
部の割合で配合することがさらに好ましい。かかる範囲
内で可塑剤を配合することにより、得られる射出成形体
は耐熱性を損なうことなく耐衝撃性の改良効果が得られ
る。

【００２７】本発明の射出成形体の熱処理条件は、熱処
理温度が６０〜１３０℃の範囲内であることが好まし
く、６５〜９０℃の範囲内であることがさらに好まし
い。熱処理温度が６０℃〜１３０℃の範囲内であれば、
可塑剤の熱運動が大きく、また、乳酸系樹脂中に含浸し
た可塑剤が乳酸系樹脂の結晶化により系外に放出されや
すくなるため、可塑剤は脂肪族ポリエステルに移行しや
すくなる。すると、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステ
ルは膨潤し、耐衝撃性が向上する。また、乳酸系樹脂中
の可塑剤が減少するため、乳酸系樹脂の可塑化が回復
し、ガラス転移温度の向上、すなわち耐熱性が向上す
る。

【００２８】また、成形体が変形や収縮を生じないよう
にするための熱処理時間は、組成および熱処理温度によ
って適宜定められるが、例えば、熱処理温度が７０℃の
場合は１５分〜５時間の範囲内で熱処理を行うことが好
ましく、熱処理温度が１３０℃の場合には１０秒〜３０
分の範囲内で熱処理を行うことが好ましい。熱処理の方
法としては、射出成形後に金型の温度を上げて金型内で
熱処理を行う方法や、熱処理をしない状態で射出成形体
を金型から取り出した後、熱風、蒸気、温水、遠赤外線
ヒーター、ＩＨヒーターなどで熱処理を行う方法が挙げ
られる。このとき、射出成形体の変形を防止するため
に、金型、樹脂型などで固定することが好ましい。ま
た、梱包した状態で熱処理を行うと、生産性が向上す
る。

【００２９】本発明においては、樹脂組成物中にさらに
無機フィラーを配合することで、金型からの離型時にお
ける変形防止効果、加熱時における収縮、反りの防止効
果が得られる。無機フィラーの添加量は、樹脂組成物全
量中５〜３０質量％の範囲内であることが好ましく、さ
らに好ましくは１０〜２０質量％である。

【００３０】本発明に用いられる無機フィラーの具体例
としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、ベント
ナイト、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、黒鉛、
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アン
チモン、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛、含水ホウ酸カルシ
ウム、アルミナ、マグネシア、ウォラストナイト、ゾノ
トライト、セピオライト、ウィスカー、ガラス繊維、金
属粉末、ビーズ、シリカバルーン、シラスバルーン、有
機系バルーンなどが挙げられる。また、上記無機フィラ
ー表面をチタン酸、脂肪酸、シランカップリング剤など
で処理することにより樹脂との接着性を向上させ、無機
フィラーの効果を向上させることが可能である。

【００３１】脂肪族ポリエステル系樹脂を多く配合した
成形体は、長期保管や長期使用によって、空気中の水蒸
気や、内容物または外部からの水分によって、加水分解
が生じ、機械物性の低下を招くなど、実用上大きな問題
があった。特に、６０℃、６０％ＲＨ以上の高温多湿の
雰囲気下では、短期間で分解が生じ、成形体は数時間か
ら数週間で分解してしまうことがある。なお、耐加水分
解性の観点からは、８５℃、８０％ＲＨの雰囲気下で、
１００時間の湿熱試験において、分子量保持率が７０％
以上であることが実用上好ましい。

【００３２】本発明の射出成形体に耐加水分解性を付与
するために、乳酸系樹脂と、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポ
リエステル樹脂と、可塑剤と、無機フィラーとの合計が
１００質量部に対してカルボジイミド化合物を０．５〜
１０質量部の範囲内で添加することが効果的である。カ
ルボジイミド化合物の添加量がかかる範囲内であれば、
耐加水分解性の改良効果が良好であり、カルボジイミド
化合物のブリードアウトによる成形体の外観不良や、可
塑化による機械物性の低下が生じない。また、生分解性
やコンポスト分解性が損なわれることもない。

【００３３】本発明に好ましく使用されるカルボジイミ
ド化合物は、下記一般式の基本構造を有するものが挙げ
られる。 −（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ−）_n− ただし、式中、ｎは１以上の整数を示し、Ｒは有機系結
合単位を示す。通常、ｎは、１〜５０の間で適宜設定さ
れる。また、Ｒとしては、例えば、脂肪族、脂環族、芳
香族の結合単位等が挙げられる。

【００３４】具体的には、例えば、ポリ（４，４'−ジ
フェニルメタンカルボジイミド）、ポリ（ｐ−フェニレ
ンカルボジイミド）、ポリ（ｍ−フェニレンカルボジイ
ミド）、ポリ（トリルカルボジイミド）、ポリ（ジイソ
プロピルフェニレンカルボジイミド）、ポリ（メチル−
ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド）、ポリ（ト
リイソプロピルフェニレンカルボジイミド）等や、これ
らの単量体が挙げられる。本発明において、カルボジイ
ミド化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせ
て用いてもよい。

【００３５】また、樹脂組成物には、本発明の効果を損
なわない範囲で、熱安定剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、光
安定剤、顔料、着色剤、滑剤、核剤等の添加剤を処方す
ることができる。

【００３６】次に、本発明における射出成形体の成形方
法について説明する。乳酸系樹脂と芳香族脂肪族ポリエ
ステルと可塑剤、必要に応じてさらに無機フィラー、カ
ルボジイミド化合物、その他の添加剤の混合は、同一の
射出成形機にそれぞれの原料を投入して行うことができ
る。射出成形機に原料を投入し、混合した後、そのまま
射出成形機から射出成形する方法、あるいは、ドライブ
レンドした原料を二軸押出機を用いてストランド形状に
押出してペレットを作成した後、再度射出成形機を用い
て射出成形体を作成する方法がある。

【００３７】いずれの方法においても原料の分解による
分子量の低下を考慮しなければならないが、均一に混合
させるためには後者を選択することが好ましい。本発明
においては、例えば乳酸系樹脂、脂肪族ポリエステル及
び可塑剤を十分に乾燥して水分を除去した後、二軸押出
機を用いて溶融混合し、ストランド形状に押出してペレ
ットを作成する。ただし、乳酸系樹脂はＬ−乳酸構造と
Ｄ−乳酸構造の組成比によって融点が変化すること、脂
肪族ポリエステルの混合の割合によって混合樹脂の融点
が変化すること等を考慮して、溶融押出温度を適宜選択
することが好ましい。実際には１００〜２５０℃の温度
範囲が通常選択される。

【００３８】上記方法にて作成したペレットを十分に乾
燥して水分を除去した後、射出成形を行う。本発明の射
出成形方法としては、特に限定されないが、代表的には
熱可塑性樹脂用の一般的な射出成形法、ガスアシスト成
形法及び射出圧縮成形法等の射出成形法を採用すること
ができる。その他目的に応じて、上記の方法以外でイン
モールド成形法、ガスプレス成形法、２色成形法、サン
ドイッチ成形法、ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ、ＳＣＯＲＩＭ等
を採用する事もできる。

【００３９】射出成形装置は、一般的な射出成形機、ガ
スアシスト成形機及び射出圧縮成形機等と、これらに用
いられる成形用金型及び付帯機器、金型温度制御装置及
び原料乾燥装置等から構成される。成形条件は射出シリ
ンダー内での樹脂の熱分解を避けるため、溶融樹脂温度
を１７０℃〜２１０℃の範囲で成形する事が好ましい。

【００４０】射出成形体を非晶状態で得る場合は、成形
サイクル（型閉〜射出〜保圧〜冷却〜型開〜取出）の冷
却時間を短くするため、金型温度はできるだけ低温に設
定することが好ましい。金型温度は、一般的には１５℃
〜５５℃であり、チラーを用いることも望ましい。しか
し、金型外で熱処理を行う場合の成形体の収縮や反り、
変形を抑えるためにはこの範囲で高温にすることが有利
である。

【００４１】また、樹脂組成物に無機フィラーを添加す
る「無機フィラー充填系」の場合には、無機フィラーの
充填量が多くなると成形品表面にフローマークが発生す
る場合がある。この時は、樹脂組成物に無機フィラーを
充填しない「未充填系」の射出速度よりも低速にするこ
とが好ましい。例えば、タルク１５質量％を含む樹脂組
成物を肉厚２ｍｍのプレート金型を備えたスクリュー径
２５ｍｍの射出成形機で射出成形する場合、射出速度が
３０ｍｍ／秒以下であればフローマークの無い成形体が
得られた。未充填樹脂の場合には５０ｍｍ／秒でもフロ
ーマークは発生しなかった。

【００４２】ヒケが発生がしやすい場合には、保持圧力
及び保持時間を十分に取ることが好ましい。例えば、保
持圧力は３０ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲内で、保持時
間は成形体の形状や肉厚に応じて１秒〜１５秒の範囲内
で適宜設定されることが好ましい。上記の肉厚２ｍｍの
プレートを成形する場合には保持時間が３秒前後とな
る。

【００４３】金型内で熱処理を行うためには、加熱した
金型内に溶融樹脂を充填した後、一定時間金型内で保持
する。金型温度としては、６０℃〜１３０℃であること
が好ましく、さらに好ましくは７０℃〜９０℃である。
金型温度が６０℃より下回ると熱処理に長時間を要し、
サイクルが長くなり過ぎる。一方１３０℃より上回ると
リリース時に変形を生じることがある。

【００４４】本発明の射出成形体は、優れた耐熱性、耐
衝撃性、さらには耐加水分解性を備えるため家電製品、
自動車部品、その他一般成形品として従来の樹脂と同様
に使用することができる。例えば、本発明によって、電
卓型成形体を形成することができる。図１（ａ）は、本
発明の実施態様の１つである電卓型成形体の平面図であ
り、（ｂ）はその正面図である。１〜６は貫通孔の穴あ
き部であり、１は計算結果等表示する窓部となる部分、
２，３は数字等のキー部分となる部分、４，５，６は爪
を掛ける部分である。

【００４５】

【実施例】以下に実施例を示して、本発明を具体的に説
明するが、これらにより本発明は何ら制限を受けるもの
ではない。なお、実施例中に示す測定値は次に示すよう
な条件で測定を行ない、算出した。実施例及び比較例に
おいて示されたＳＰ値は、Ｆｅｄｏｒｓ法［Ｐｏｌｙ
ｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．１４（２）１５２，（１９７
４）］によって構造式から算出される値である。

【００４６】（１）耐衝撃性 ＪＩＳ Ｋ−７１１０に基づいて、１号Ａ試験片を作成
し、２３℃におけるエッジワイズ方向のアイゾット衝撃
強度について測定を行った。なお、アイゾット衝撃強度
は、１５ｋＪ／ｍ²以上を実用基準とした。

【００４７】（２）耐熱性 岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーター「ＶＥ
Ｓ−Ｆ３」を用い、振動周波数１０Ｈｚ、温度０℃から
昇温速度３℃／ｍｉｎで昇温を行い、貯蔵弾性率Ｅ’が
１ＧＰａまで低下したときの温度を測定した。耐熱性の
実用基準として、貯蔵弾性率Ｅ’が１ＧＰａまで低下し
たときの温度が５５℃以上を実用基準とした。

【００４８】（３）寸法安定性 東芝機械社製の射出成形機「ＩＳ５０Ｅ」を用いて、図
１に示す電卓型非晶性成形体を得た。この時の成形条件
は、シリンダー温度１９５℃、金型温度２５℃、射出圧
力１１０ＭＰａ、射出時間１．５秒、保持圧力８０ＭＰ
ａ、保持時間３．０秒、背圧１０ＭＰａ、スクリュー回
転数１１０ｒｐｍであった。。成形後に測定室内（温度
２３℃、湿度５０％ＲＨ）で成形体を状態調整した後、
図におけるＸとＹの寸法を測定した。その後、指定され
た加熱条件（温度及び時間）でアニール処理を実施し
た。ただし、アニール処理には恒温恒湿オーブンを用
い、成形体に負荷のかからない状態で静置して行った。
アニール処理後、直ちに成形体を取り出し測定室内で状
態調整を行った。２４時間、状態調整を行った後、再度
ＸとＹの寸法を測定し、アニール処理による収縮率を算
出した。測定には三次元測定機を用いた。ＸとＹの収縮
率が共に１．０％未満であるものを記号「○」、Ｘまた
はＹの収縮率のいずれかが１．０以上２．０未満である
ものを記号「△」、ＸとＹの収縮率が共に２．０％以上
であるものを記号「×」で示した

【００４９】（４）脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂
の重量平均分子量 ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて、溶
媒クロロホルム、溶液濃度０．２ｗｔ／ｖｏｌ％、溶液
注入量２００μＬ、溶媒流速１．０ｍＬ／分、溶媒温度
４０℃で測定を行い、ポリスチレン換算で、乳酸系樹脂
の重量平均分子量を算出した。ただし、用いた標準ポリ
スチレンの重量平均分子量は、２００００００、４３０
０００、１１００００、３５０００、１００００、４０
００、６００である。

【００５０】（５）耐加水分解性 ８５℃、８０％ＲＨの条件下で湿熱試験を行い、１００
時間経過後の分子量保持率を以下の式により算出した。
分子量保持率は、７０％以上を実用基準とした。

【数１】

【００５１】（実施例１）乳酸系樹脂としてカーギル・
ダウ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１Ｄ」
（Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸＝９８．５／１．５、重量平均分
子量２０万）と、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル
として昭和高分子社製の「ビオノーレ３００３」（ポリ
ブチレンサクシネート８０モル％／アジペート２０モル
％の共重合体）と、可塑剤として田岡化学社製のジ−２
−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）とを、質量比で
８０：２０：２の割合で、三菱重工社製の４０ｍｍφ小
型同方向二軸押出機に投入して、１８０℃にてコンパウ
ンドを行い、ペレット形状にした。得られたペレットを
東芝機械社製の射出成形機「ＩＳ５０Ｅ」（スクリュー
径２５ｍｍ）を用い、Ｌ１００ｍｍ×Ｗ１００ｍｍ×ｔ
２ｍｍ、または４ｍｍの、厚さが異なる２種類の板材
（以下、それぞれ「３ｍｍ板」、「４ｍｍ板」と称す）
を射出成形した。主な成形条件は以下の通りである。 １）温度条件：シリンダー温度（１９５℃）、金型温度
（２０℃） ２）射出条件：射出圧力（１１５ＭＰａ）、保持圧力
（５５ＭＰａ） ３）計量条件：スクリュー回転数（６５ｒｐｍ）、背圧
（１５ＭＰａ） 次に、射出成形体をベーキング試験装置（大栄科学精器
製作所製、「ＤＫＳ−５Ｓ」）内に静置し、７０℃で
３．５時間熱処理を行った。４ｍｍ板を用いてアイゾッ
ト衝撃強度、２ｍｍ板を用いて貯蔵弾性率Ｅ’が１ＭＰ
ａまで低下したときの温度を測定した。結果を表１に示
す。

【００５２】（実施例２、３）実施例１において、「Ｎ
ａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１Ｄ」と、ビオノーレ３
００３と、ＤＯＡとの配合比を、質量比でそれぞれ、実
施例２においては７０：３０：２、実施例３においては
７０：３０：５に変更した以外は実施例１と同様にし
て、射出成形体を作成した。また、実施例１と同様に熱
処理を行い、また評価を行った。結果を表１に示す。

【００５３】（実施例４）実施例１において、可塑剤と
して、黒金化成社製のジメチルアジペート（ＤＭＡ）を
用い、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１Ｄ」と、ビ
オノーレ３００３と、ＤＭＡとの配合比を、質量比で７
０：３０：２に変更した以外は実施例１と同様にして、
射出成形体を得た。また、実施例１と同様に熱処理を行
い、また評価を行った。結果を表１に示す。

【００５４】（実施例５）実施例１において、乳酸系樹
脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリカプロラクト
ン（ダイセル化学工業社製、「セルグリーンＰ−Ｈ
７」）を用い、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１
Ｄ」と、セルグリーンＰ−Ｈ７と、ＤＯＡとの配合比を
質量比で７０：３０：２に変更した以外は実施例１と同
様にして、射出成形体を得た。また、実施例１と同様に
熱処理を行い、評価を行った。結果を表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】（実施例６〜８）実施例１において、無機
フィラーとして、日本タルク社製のミクロエースＬ１を
用い、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１Ｄ」、ビオ
ノーレ１００３、ビオノーレ３００３、ＤＯＡ、および
ミクロエースＬ１を表２に示す割合（質量比）で配合し
た以外は実施例１と同様にして、射出成形体を作成し
た。また、実施例１と同様に熱処理を行い、耐衝撃性、
耐熱性に加えて寸法安定性の評価を行った。結果を表２
に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】（比較例１）実施例１における樹脂組成物
の代わりに、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１Ｄ」
を用いた以外は実施例１と同様にして、射出成形体を作
成した。また、実施例１と同様にして熱処理を行い、評
価を行った。結果を表３に示す。

【００５９】（比較例２）実施例１において可塑剤を添
加せず、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３１Ｄ」と、
「ビオノーレ３００３」とを質量比７０：３０の割合で
コンパウンドした以外は実施例１と同様にして射出成形
体を作成した。また、実施例１と同様に熱処理を行い、
評価を行った。結果を表３に示す。

【００６０】（比較例３）可塑剤としてＤＭＰ（ＳＰ値
が１０．８０）を使用し、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ
４０３１Ｄ」、ビオノーレ３００３、およびＤＭＰを質
量比７０：３０：５の割合でコンパウンドした以外は実
施例１と同様にして、射出成形体を作成した。また、実
施例１と同様に熱処理を行い、評価を行った。結果を表
３に示す。

【００６１】（比較例４）可塑剤としてＴＥＣ（ＳＰ値
が１１．４６）を使用し、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ
４０３１Ｄ」、ビオノーレ３００３、およびＴＥＣを質
量比７０：３０：５の割合でコンパウンドした以外は実
施例１と同様にして、射出成形体を作成した。また、実
施例１と同様に熱処理を行い、評価を行った。結果を表
３に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】（実施例９、１０）無機フィラーとして日
本タルク株式会社製の「ミクロエースＬ１」を使用し、
カルボジイミド化合物としてラインケミー社製のスタバ
クゾールＰを使用し、「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０
３１Ｄ」、「ビオノーレ１００３」、「ビオノーレ３０
０３」、ＤＯＡ、「ミクロエースＬ１」、および「スタ
バクゾールＰ」を表４に示す割合でコンパウンドした以
外は実施例１と同様にして、射出成形体を作成した。ま
た、実施例１と同様に熱処理を行った後、前述の耐加水
分解性の評価を行った。結果を表４に示す。

【００６４】

【表４】

【００６５】表１〜４から明らかなように、実施例１〜
８の射出成形体は、アイゾット衝撃強度が１５ｋＪ／ｍ
²以上、貯蔵弾性率Ｅ’が１ＧＰａまで低下したときの
温度が５５℃以上、であり、耐衝撃性および耐熱性に優
れていることが分かった。なお、実施例９〜１０につい
ても同様に耐衝撃性及び耐熱性に優れていた。また、表
２から、寸法安定性について評価を行った実施例６〜８
は、実用レベル以上のものであることが分かった。表４
から、耐加水分解性について評価を行った実施例９〜１
０は、分子量保持率が７０％以上であり、優れた耐加水
分解性を有するものであることが分かった。なお、実施
例１〜１０の射出成形体は、生分解性であるので、環境
保護の観点からも優れたものである。一方、表３から明
らかなように、比較例１，２の射出成形体は、アイゾッ
ト衝撃強度が１５ｋＪ／ｍ²未満であり、耐衝撃性に劣
るものであることが分かった。また、比較例３，４の射
出成形体は、貯蔵弾性率Ｅ’が１ＧＰａまで低下したと
きの温度が５５℃未満であり、耐熱性に劣るものである
ことが分かった。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、優れた耐衝撃性及び耐
熱性を有する、生分解性の射出成形体を提供することが
できる。また、乳酸系樹脂が本来有している生分解性を
ほとんど損なうことなく、さらに耐加水分解性を具備し
た射出成形体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかる射
出成形体の平面図であり、（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１〜６ 穴あき部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｌ 101/16 Ｃ０８Ｌ 101/16 (72)発明者 高木 潤 滋賀県長浜市三ツ矢町５番８号 三菱樹脂 株式会社長浜工場内 Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AA81 AA83 AB03 AB18 AB21 AB26 AC10 AC12 AF01 AF23 AF45 AF53 AH07 AH12 BA01 BB05 BC03 BC10 4J002 CF032 CF181 CF191 DA027 DA067 DE077 DE127 DE147 DE237 DG047 DJ007 DJ037 DJ047 DJ057 DK007 DL007 EH086 EH146 ER008 FA017 FA037 FA047 FA087 FA107 FD017 FD026 GN00 GQ00 4J200 AA04 AA06 AA16 BA12 BA14 DA26 EA05 EA07 EA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乳酸系樹脂、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポ
   リエステル、および可塑剤を含有する樹脂組成物からな
   る射出成形体であり、樹脂組成物を構成する成分の溶解
   度パラメーター（ＳＰ値）が、乳酸系樹脂のＳＰ値＞乳
   酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルのＳＰ値＞可塑剤の
   ＳＰ値の関係にあることを特徴とする射出成形体。
2. 【請求項２】 前記乳酸系樹脂のＳＰ値が、１１．００
   〜１１．２０（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2、前記乳酸系樹脂以
   外の脂肪族ポリエステルのＳＰ値が、１０．０１〜１
   ０．９９（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2、前記可塑剤のＳＰ値
   が、８．５０〜１０．００（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2である
   ことを特徴とする請求項１記載の射出成形体。
3. 【請求項３】 前記樹脂組成物が、乳酸系樹脂と、乳酸
   系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとを、６０：４０〜９
   ０：１０の範囲内の割合で含有し、かつ、乳酸系樹脂と
   乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとの合計が１００
   質量部に対して、可塑剤を０．５〜６質量部配合したこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形体。
4. 【請求項４】 前記樹脂組成物が、さらに無機フィラー
   を含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか
   １項に記載の射出成形体。
5. 【請求項５】 前記樹脂組成物が、さらにカルボジイミ
   ド化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項記載の射出成形体。
6. 【請求項６】 前記樹脂組成物が、乳酸系樹脂と、乳酸
   系樹脂以外の脂肪族ポリエステルと、可塑剤と、無機フ
   ィラーとの合計が１００質量部に対して、カルボジイミ
   ド化合物を０．５〜１０質量部添加したことを特徴とす
   る請求項５記載の射出成形体。
7. 【請求項７】 射出成形体を６０〜１３０℃の範囲内の
   温度で熱処理したことを特徴とする請求項１から６のい
   ずれか１項に記載の射出成形体。
8. 【請求項８】 ＪＩＳ Ｋ−７１１０に基づいて測定し
   たアイゾット衝撃強度が１５ｋＪ／ｍ²以上であり、か
   つ、貯蔵弾性率Ｅ’が１ＭＰａまで低下する温度が５５
   ℃以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれ
   か１項記載の射出成形体。