(57)【要約】【課題】燃焼時間の短縮を実現することができる射出成形体を提供すること。【解決手段】本発明の射出成形体は、（Ａ）乳酸系樹脂と、（Ｂ）乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体と、（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理を施された金属水酸化物と、（Ｄ）脂肪酸とからなる樹脂組成物であり、この樹脂組成物中に占める（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物の割合が１０〜３０質量％、（Ｄ）脂肪酸の割合が０．１〜５．０質量％である樹脂組成物を用いてなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）乳酸系樹脂と、（Ｂ）乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体と、（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理を施された金属水酸化物と、（Ｄ）脂肪酸とからなる樹脂組成物であり、該樹脂組成物中に占める（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物の割合が１０〜３０質量％、（Ｄ）脂肪酸の割合が０．１〜５．０質量％である樹脂組成物を用いてなることを特徴とする射出成形体。
【請求項２】
前記金属水酸化物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項１記載の射出成形体。
【請求項３】
前記金属水酸化物は平均粒径が０．１μｍ〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形体。
【請求項４】
前記樹脂組成物１００質量部に対して、さらに、芳香族カルボジイミド化合物を０．５〜５．０質量部配合した樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の射出成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性を有する射出成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックは今や日常生活、産業等のあらゆる分野において広く浸透しており、全世界のプラスチックの年間生産量が約１億トンにも達している。この生産されたプラスチックの大半は使用後廃棄されており、これが地球環境を乱す原因の一つとして認識されるようになった。そのため、廃棄されても地球環境に悪影響を与えない材料が求められている。
【０００３】
また、通常のプラスチックの原料である石油等は枯渇性資源であるので、再生可能資源の活用が求められている。例えば、植物原料プラスチックは、再生可能な非枯渇性資源を利用して得られるので、石油等枯渇性資源の節約を図ることができ、しかも、使用後は生分解して自然に戻り、優れたリサイクル性を備えている。
【０００４】
植物原料プラスチックの中でも乳酸系樹脂は、澱粉の発酵により得られる乳酸を原料とし、化学工学的に量産可能であり、かつ、透明性、剛性、耐熱性等に優れている。そのため、特に乳酸系樹脂は、ポリスチレンやＡＢＳの代替材料として、家電、ＯＡ機器、自動車部品等の射出成形分野において注目されている。
【０００５】
家電、ＯＡ機器、自動車部品等の用途に用いられる射出成形体には火災防止のため難燃性が要求される。ところが、ポリスチレン、ＡＢＳは燃焼しやすいので、難燃性を付与するために主としてハロゲン系、特に臭素系難燃剤が使用されてきた。しかし、ハロゲン系難燃剤からは燃焼時にダイオキシン類のような有害ガスが発生する場合があり、廃棄物焼却処理やサーマルリサイクルの際の安全性には課題がある。また、ハロゲン系難燃剤の代替難燃剤としてリン化合物があるが、安全性や環境調和性が不十分であり、成形性や耐熱性等の実用面にも悪影響を与えるものもある。このため、非ハロゲン系難燃剤、非リン系難燃剤が求められており、ハロゲン系難燃剤等の代替化が進行しつつある。金属水酸化物は、分解時に有害ガスを発生することのない難燃剤であり、環境調和型難燃剤として注目されている。
【０００６】
ところで、乳酸系樹脂もポリスチレン、ＡＢＳと同様に燃焼しやすい材料であるため、難燃剤を配合することが必要であるが、乳酸系樹脂に金属水酸化物を配合すると、樹脂混練時に金属水酸化物中のアルカリイオンによって分解して分子量の低下、及び機械強度の低下を生じる。加えて、金属水酸化物によって難燃性を付与する場合には、多量の金属水酸化物を配合しなければならず、機械物性の低下が生じる。
【０００７】
特開平８−２５２８２３号広報には、生分解性プラスチック原料よりなるペレットに水酸化アルミニウムあるいは水酸化マグネシウムを３０重量％〜５０重量％配合することにより難燃性を付与する手法が開示されている。かかる公報では表面処理が施されていない水酸化アルミニウムあるいは水酸化マグネシウムを用いているので、十分な難燃性を付与することができず、しかも乳酸系樹脂の分子量低下を招くことがあるため実用上十分な技術とは言えない。
【０００８】
また、乳酸系樹脂に耐衝撃性を付与するために乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル及び／又は芳香族脂肪族ポリエステルを配合することが行われるが、この場合には、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル又は芳香族脂肪族ポリエステルによって燃焼が促進されるので、十分な難燃性を有する射出成形体を得ることはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２５２８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、燃焼時間の短縮を実現することができる射出成形体、すなわち、難燃性が向上された射出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】
【００１１】
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、効果の高い本発明を完成するに至った。
本発明の射出成形体は、（Ａ）乳酸系樹脂と、（Ｂ）乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体と、（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理を施された金属水酸化物と、（Ｄ）脂肪酸とからなる樹脂組成物であり、該樹脂組成物中に占める（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物の割合が１０〜３０質量％、（Ｄ）脂肪酸の割合が０．１〜５．０質量％である樹脂組成物を用いてなることを特徴とする。
ここで、前記金属水酸化物は水酸化アルミニウムであることが好ましい。水酸化アルミニウムは他の金属水酸化物と比較してコスト面で優れており、また、より低温で高い吸熱反応を生じるため乳酸系樹脂の難燃化に適した難燃剤である。
【００１２】
また、前記金属水酸化物は平均粒径が０．１μｍ〜５．０μｍであることができる。平均粒径が０．１〜５．０μｍである金属水酸化物を配合することで、耐衝撃性の低下を最小限に抑えつつ難燃性を付与することができる。
【００１３】
本発明の射出成形体を形成する樹脂組成物は、さらに芳香族カルボジイミド化合物を配合することが好ましく、上記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分からなる樹脂組成物１００質量部に対して、カルボジイミド化合物を０．５〜５．０質量部配合することが好ましい。カルボジイミド化合物を配合することによって、乳酸系樹脂の耐久性をさらに向上させることができ、高い耐久性が必要とされる用途へ使用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、乳酸系樹脂等に、シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物を難燃剤として配合した混合物に、さらに、脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドを配合することにより、難燃剤の添加量が少なくても優れた難燃性を付与することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について説明する。
本発明の射出成形体は、（Ａ）乳酸系樹脂と、（Ｂ）乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体と、（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理が施された金属水酸化物と、（Ｄ）脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドとからなる樹脂組成物を用いてなる。ただし、この樹脂組成物中に占める（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物の割合は１０〜３０質量％であり、（Ｄ）脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドの割合は０．１〜５．０質量％である。
【００１６】
本発明に用いられる乳酸系樹脂（Ａ）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、これらの混合体である。ここで、乳酸系樹脂のＤ乳酸（Ｄ体）とＬ乳酸（Ｌ体）の構成比は、Ｌ体：Ｄ体＝１００：０〜９０：１０、もしくは、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜１０：９０であることが好ましく、Ｌ体：Ｄ体＝９９．５：０．５〜９４：６、もしくは、Ｌ体：Ｄ体＝０．５：９９．５〜６：９４であることがより好ましい。Ｌ体とＤ体の構成比がかかる範囲外では、成形体の耐熱性が得られにくく、用途が制限されることがある。
【００１７】
乳酸系樹脂の重合法としては、縮合重合法、開環重合法等の公知の方法を採用することができる。例えば、縮合重合法では、Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸、あるいはこれらの混合物を直接脱水縮合重合して任意の組成を有する乳酸系樹脂を得ることができる。
【００１８】
また、開環重合法では、適当な触媒を選択し、必要に応じて重合調整剤も用いて、乳酸の環状二量体であるラクチドから乳酸系樹脂を得ることができる。ラクチドには、Ｌ−乳酸の二量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の二量体である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、結晶性を有する乳酸系樹脂を得ることができる。
【００１９】
さらに、耐熱性を向上させる等の必要に応じて、少量の共重合成分を添加することができ、例えば、乳酸系樹脂成分を９０質量％以上含有する範囲内で、少量の共重合成分として、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等を用いることができる。
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、酸無水物等を使用することもできる。
【００２０】
乳酸系樹脂は、さらに、乳酸及び／又は乳酸以外の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との共重合体であっても、脂肪族ジオール及び／又は脂肪族ジカルボン酸との共重合体であってもよい。
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−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。
【００２１】
乳酸系樹脂に共重合され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，１，４−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、セバシン酸及びドデカン二酸等が挙げられる。
【００２２】
本発明に使用される乳酸系樹脂は、重量平均分子量が５万〜４０万の範囲であることが好ましく、更に好ましくは１０万〜２５万である。乳酸系樹脂の重量平均分子量が５万より小さい場合には、機械物性や耐熱性等の実用物性がほとんど発現されず、４０万より大きい場合には、溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣ることがある。
【００２３】
本発明に好ましく使用される乳酸系樹脂の代表的なものとしては、三井化学（株）製の「レイシア」シリーズ、カーギル・ダウ社製の「Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ」シリーズ等が商業的に入手されるものとして挙げられる。
【００２４】
本発明の射出成形体の形成に用いられる樹脂組成物は、更に、乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体を含む。乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体を配合することにより、難燃性を損なうことなく耐衝撃性を付与することができる。ただし、かかる共重合体中に占める乳酸系樹脂の割合は、耐熱性の点から下限は１０質量％であることが好ましく、２０質量％であることが更に好ましい。一方、上限は、耐衝撃性付与効果の点から８０質量％であることが好ましく、７０質量％であることが更に好ましい。
【００２５】
共重合体の構造としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体が挙げられ、何れの構造でもよいが、特に耐衝撃性改良効果、透明性の点からブロック共重合体又はグラフト共重合体が好ましい。ランダム共重合体の具体例としては、三菱化学（株）製「ＧＳ−Ｐｌａ」シリーズが挙げられ、ブロック共重合体又はグラフト共重合体の具体例としては、大日本インキ化学工業（株）製「プラメート」シリーズが挙げられる。
【００２６】
その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジオールとジカルボン酸とを脱水縮合した構造を持つポリエステル、又は、ポリエーテルポリオールを、ラクチドと開環重合あるいはエステル交換反応させて得る方法や、ジオールとジカルボン酸とを脱水縮合した構造を持つポリエステル、又は、ポリエーテルポリオールを、乳酸系樹脂と脱水・脱グリコール縮合、あるいは、エステル交換反応することによって得る方法が挙げられる。
【００２７】
上記ジオール成分としては、特に限定されないが、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ペプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール等の直鎖状ジオール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール等の分岐鎖状ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオールが挙げられる。
【００２８】
また、上記ジカルボン酸成分としては、特に限定されないが、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の直鎖状ジカルボン酸、メチルコハク酸、ジメチルコハク酸、エチルコハク酸、２−メチルグルタル酸、２−エチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、３−エチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、２−エチルアジピン酸、３−メチルアジピン酸、３−エチルアジピン酸、メチルグルタル酸等の分岐状ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサハイドロフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、無水フタル酸、ビスフェノールＡ、ビフェノール等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【００２９】
また、上記乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体は、イソシアネート化合物やカルボン酸無水物を用いて所定の分子量に調整することが可能である。ただし、加工性、耐久性の点から、乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体の重量平均分子量は５万〜３０万の範囲が好ましく、１０万〜２５万の範囲がより好ましい。
【００３０】
本発明に用いられる樹脂組成物は、さらに、（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物を含有する。
金属水酸化物の具体例としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カルシウム・アルミネート水和物、酸化スズ水和物、プロゴバイト等が挙げられる。これらの中でも、より低温で高い吸熱反応を生じるため優れた難燃効果を有し、かつコスト面でも有利である水酸化アルミニウムを用いることが特に好ましい。
【００３１】
上記金属水酸化物は、シランカップリング剤で表面処理される。シランカップリング剤で表面処理されることによって、機械強度の低下を抑制することができ、難燃性の向上を図ることができる。また、樹脂との混練時や射出成形体の成形時に分子量の低下を抑制することができる。シランカップリング剤の種類としては、エポキシシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン、アミノシラン、イソシアネートシラン等が挙げられるが、分散性、難燃性付与効果からエポキシシランを用いることが特に好ましい。
【００３２】
シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物の平均粒径は０．１〜５．０μｍの範囲にあることが好ましく、０．５〜３．０μｍの範囲にあることがより好ましい。平均粒径が０．１μｍ以上、５．０μｍ以下の金属水酸化物を配合することにより、機械強度の低下を最小限に抑制することができる。
【００３３】
本発明においては、さらに金属水酸化物に加えて難燃助剤を配合することで、さらに難燃効率を向上させることができる。難燃助剤の具体的な例としては、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、硝酸鉄、硝酸銅、スルフォン酸金属塩等の金属化合物、赤リン、高分子量リン酸エステル、フォスファゼン化合物等のリン化合物、メラミンシアヌレート等の窒素化合物、ジメチルシリコーン、フェニルシリコーン、フッ素シリコーン等のシリコーン化合物、あるいは、硝酸アンモニウム等の硝酸化合物等が挙げられる。
【００３４】
本発明に用いられる樹脂組成物は、さらに、（Ｄ）脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドを含有する。脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドを配合することにより、金属水酸化物の分散性を向上させることができ、また、少ない添加量で優れた難燃性を付与することができ、脂肪酸等を配合しない場合と比較して、ＵＬ９４に基づく垂直燃焼試験における燃焼時間を大幅に短縮させることができる。
【００３５】
本発明に用いられる脂肪酸としては、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘニン酸、モンタン酸等が挙げられる。また、本発明に用いられる脂肪酸アミドとしては、ステアリン酸アミド、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等のモノアミド、エチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等のビスアミドが挙げられる。これらの中でも、脂肪酸アミドを用いることが好ましく、脂肪酸アミドの中でも、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミドを用いることが特に好ましい。また、耐久性が必要とされる用途に用いる場合には、樹脂への影響（分解）が少ない脂肪酸アミドを使用することが好ましい。
【００３６】
本発明においては、（Ａ）乳酸系樹脂、（Ｂ）乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体、（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物、及び、（Ｄ）脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドの樹脂組成物中に占める（Ｃ）シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物の割合は、１０〜３０質量％であることが好ましく、１５〜２５質量％であることがより好ましい。（Ｃ）成分の配合割合が１０質量％以上、３０質量％以下であれば、機械的強度及び耐久性の著しい低下を引き起こすことなく、難燃性を付与することができる。
【００３７】
（Ｄ）脂肪酸及び／又は脂肪酸アミドの配合割合は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び、（Ｄ）成分からなる樹脂組成物中、０．１〜５．０質量％であることが好ましく、０．５〜３．０質量％であることがより好ましい。（Ｄ）成分の配合割合が０．１質量％以上、５．０質量％以下であれば、乳酸系樹脂の耐久性低下を生じることなく、また、（Ｄ）成分が可塑剤として作用することによる耐熱性の低下を生じることなく、燃焼時間の短縮を図ることができる
【００３８】
本発明の射出成形体の形成に用いられる樹脂組成物は、更に、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル及び／又は芳香族脂肪族ポリエステルを含むことができる。乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとしては、例えば、乳酸系樹脂を除くポリヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸と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て得られる脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステル、菌体内で生合成される脂肪族ポリエステル等を挙げることができる。本発明に用いられる芳香族脂肪族ポリエステルとしては、脂肪族鎖の間に芳香環を導入することによって結晶性を低下させたものを用いることができる。例えば、芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分、及び脂肪族ジオール成分を縮合して得られる。
【００３９】
ところで、射出成形体は長期間保存される場合には、空気中の水蒸気や外部からの水分によって加水分解を起こし、機械物性の低下を招くことがあった。
本発明においては、射出成形体に耐加水分解性を付与するために、さらにカルボジイミド化合物を用いることが好ましい。カルボジイミド化合物の添加量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び、（Ｄ）成分からなる樹脂組成物１００質量部に対して、０．５〜５．０質量部であることが好ましく、より好ましくは１．０〜４．０質量部である。カルボジイミド化合物の添加量が樹脂組成物１００質量部に対して０．５質量部未満では、十分な耐久性を付与することが出来ないことがある。一方、５．０質量部より多いと射出成形体の軟質化を生じ、耐熱性が低下することがある。
【００４０】
本発明に用いられるカルボジイミド化合物は、下記一般式に示す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、Ｒは有機系結合単位を示し、例えば、脂肪族、脂環族又は芳香族であることができる。ｎは１以上の整数を示し、通常は１〜５０の間で適宜決められる。ｎが２以上の場合に、２以上のＲは同一でも異なっていてもよい。
【００４１】
具体的には、例えば、ビス（ジプロピルフェニル）カルボジイミド、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、及び、これらの単量体がカルボジイミド化合物として挙げられる。これらのカルボジイミド化合物は、単独、又は、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
本発明の樹脂組成物に配合されるカルボジイミド化合物としては、芳香族カルボジイミド化合物であることが好ましい。脂肪族カルボジイミド化合物でも耐加水分解性付与効果は十分にあるが、芳香族カルボジイミド化合物の方がより効果的に耐加水分解性を付与することができる。
【００４３】
本発明に用いられる樹脂組成物には、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、染料等の添加剤を処方することができる。
【００４４】
次に、本発明の射出成形体の成形方法について説明する。
本発明の射出成形体は、乳酸系樹脂、乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体、シランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物、脂肪酸及び／又は脂肪酸アミド、及び、必要に応じて、その他の添加剤等の各原料を、同一の射出成形機に投入し、直接混合して射出成形することにより得ることができる。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製しておき、このペレットを再度射出成形機に入れて射出成形体を作製することができる。
【００４５】
いずれの方法で射出成形体を形成するにしても原料の分解による分子量の低下を考慮する必要があるが、各原料を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。例えば、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、及び、必要に応じて添加剤等の各原料を、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製する。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、乳酸系樹脂とその他の成分と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１６０〜２３０℃の温度範囲が通常選択される。
【００４６】
上記方法にて作製したペレットを十分に乾燥して水分を除去した後、以下の方法で射出成形を行う。
例えば、熱可塑性樹脂を成形する場合に一般的に採用される射出成形法、ガスアシスト成形法、射出圧縮成形法等の射出成形法によって得ることができる。また、その他目的に合わせて、上記の方法以外でも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等を採用することもできる。ただし、射出成形法はこれらに限定されるものではない。
【００４７】
用いられる射出成形装置は、一般的な射出成形機、ガスアシスト成形機、射出圧縮成形機等と、これらの成形機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、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、溶融樹脂温度が１７０℃〜２１０℃の範囲で成形することが好ましい。
【００４８】
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に、金型温度はできるだけ低温とすることが好ましい。金型温度は、一般的には１５℃〜５５℃であることが好ましく、チラーを用いることも望ましい。ただし、後結晶化時の成形体の収縮、反り、及び、変形を抑えるためには、金型温度をこの範囲でも高温側に設定することが有利である。
【００４９】
射出成形によって得られる成形体に、熱処理を行い結晶化させてもよい。このように成形体を結晶化させることにより、成形体の耐熱性をさらに向上させることができる。結晶化処理は、成形時の金型内、及び／又は、金型から取り出した後に行うことができる。生産性の面からは、射出成形体を形成する樹脂組成物の結晶化速度が遅い場合には、金型から取り出した後に結晶化処理を行うことが好ましく、一方、結晶化速度が速い場合には、金型内で結晶化処理を行ってもよい。
【００５０】
金型から成形体を取り出した後に結晶化処理を行う場合、熱処理温度は６０〜１３０℃の範囲であることが好ましく、７０〜９０℃の範囲であることが更に好ましい。熱処理温度が６０℃未満では、成形工程において結晶化が進行しないことがあり、１３０℃より高いと、成形体を冷却する際に変形や収縮が生じることがある。加熱時間は射出成形体を構成する樹脂の組成、及び熱処理温度によって適宜決められるが、例えば、熱処理温度が７０℃の場合には１５分〜５時間熱処理を行う。また、熱処理温度が１３０℃の場合には１０秒〜３０分間熱処理を行う。
【００５１】
結晶化させる方法としては、予め所定温度まで加熱された金型を用いて射出成形し、そのまま金型内で結晶化させる方法、射出成形後に金型の温度を上げ金型内で結晶化させる方法、あるいは、射出成形体を非晶状態で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ヒーター等で結晶化させる方法等が挙げられる。結晶化の際、射出成形体を固定しなくてもよいが、成形体の変形を防止するために、金型、樹脂型等で固定することが好ましい。また、生産性を考慮に入れて、梱包した状態で熱処理を行うこともできる。
【００５２】
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く、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。なお、各実施例及び各比較例は以下に示す方法で評価を行った。
【００５３】
（１）燃焼時間の評価
長さ１３５ｍｍ×幅１３ｍｍ×厚さ３ｍｍの試験片を用いて、Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社の安全標準ＵＬ９４垂直燃焼試験の手順に基づき、ｎ＝５にて燃焼試験を実施した。５本の試験片に関して、各試験片における１回目、２回目の接炎時における残炎時間（ｔ１＋ｔ２）の５本の試験片の合計燃焼時間をＴとした。
【００５４】
（２）アイゾット衝撃強度
日本工業規格  ＪＩＳ−７１１０に基づいて、２号Ａ試験片（ノッチ付き、Ｌ６４ｍｍ×Ｗ１２．７ｍｍ×ｔ４ｍｍ）を作製し、東洋精機製作所製のＪＩＳＬ−Ｄを用いて、２３℃におけるアイゾット衝撃強度の測定を行った。アイゾット衝撃強度は、５ｋＪ／ｍ２以上を合格とした。
【００５５】
（実施例１）
乳酸系樹脂としてカーギル・ダウ社製のＮａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ（Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸＝９８．６／１．４、重量平均分子量２０万）、乳酸系樹脂とジオール及びジカルボン酸との共重合体として、大日本インキ化学工業（株）製のプラメートＰＤ−１５０（ポリ乳酸とプロピレングリコール及びセバシン酸との共重合体、ポリ乳酸：５０モル％、プロピレングリコール：２５モル％、セバシン酸：２５モル％、重量平均分子量：１０万）、エポキシシランカップリング剤で表面処理された金属水酸化物として、日本軽金属（株）製のエポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ（水酸化アルミニウム、平均粒径：１μｍ）、及び、脂肪酸として、花王（株）製のルナックＳ−９８（ステアリン酸）を用いた。Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ、及び、ルナックＳ−９８を質量比６９：２０：１０：１の割合でドライブレンドした後、三菱重工（株）製の４０ｍｍφ小型同方向二軸押出機を用いて１８０℃でコンパウンドし、ペレット形状にした。得られたペレットを東芝機械（株）製の射出成形機  ＩＳ５０Ｅ（スクリュー径２５ｍｍ）を用い、Ｌ２００ｍｍ×Ｗ３ｍｍ×ｔ３ｍｍの板材を射出成形した。ただし、主な成形条件は以下の通りである。射出成形によって得られた板材を用いて、燃焼性の評価試験及びアイゾット衝撃強度の測定を行った。その結果を表１に示す。
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）
【００５６】
（比較例１）
実施例１において脂肪酸を用いずに、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、及び、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴを質量比７０：２０：１０の割合でドライブレンドした以外は実施例１と同様にして、ペレット及び板材を作製した。また、得られた板材について、実施例１と同様の方法で評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例２）
実施例１において、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ、及び、ルナックＳ−９８を質量比５９：２０：２０：１の割合でドライブレンドした以外は実施例１と同様にして、ペレット及び板材を作製した。また、得られた板材について、実施例１と同様の方法で評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５８】
（比較例２）
実施例１において脂肪酸を使用せずに、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、及び、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴを質量比６０：２０：２０の割合でドライブレンドした以外は実施例１と同様にしてペレット及び板材を作製した。また、得られた板材について実施例１と同様の方法で評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５９】
（実施例３）
脂肪酸として花王（株）製のルナックＢＡを用い、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ、及び、ルナックＢＡを質量比５９：２０：２０：１の割合でドライブレンドした後、実施例１と同様の方法で射出成形体（板材）を作製した。また、得られた板材について実施例１と同様に評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例４）
脂肪酸アミドとして日本化成（株）製のスリパックスＥ（エチレンビスステアリン酸アミド）を用い、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ、及び、スリパックスＥを質量比５９：２０：２０：１の割合でドライブレンドした後、実施例１と同様の方法で射出成形体（板材）を作製した。また、得られた板材について実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６１】
（実施例５）
脂肪酸アミドとして日本化成（株）製のスリパックスＬ（エチレンビスラウリン酸アミド）を用い、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ、及び、スリパックスＬを質量比５９：２０：２０：１の割合でドライブレンドした後、実施例１と同様の方法で射出成形体（板材）を作製した。また、得られた板材について実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６２】
（比較例３）
実施例１において、エポキシシランカップリング処理ＢＦ−０１３ＳＴの替わりに水酸化アルミニウム粉末（純度９９．８％、粒径５〜１０μｍ）を用い、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、水酸化アルミニウム粉末を質量比７０：３０の割合でドライブレンドした後、実施例１と同様にして射出成形体（板材）を作製した。また、得られた板材について実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６３】
（実施例６）
実施例１において、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（芳香族ポリカルボジイミド化合物）を用い、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ４０３２Ｄ、プラメートＰＤ−１５０、エポキシシランカップリング処理ＢＦ０１３ＳＴ、スリパックスＥ、及び、スタバクゾールＰを質量比５９：２０：２０：１：１の割合でドライブレンドした後、実施例１と同様にして射出成形体（板材）を作製した。また、得られた板材について実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
表１から明らかなように、脂肪酸又は脂肪酸アミドを配合することにより、ＵＬ９４垂直燃焼試験における燃焼時間を大幅に短縮できることが分かった。なお、実施例１〜６の射出成形体（板材）は、耐衝撃性にも優れたものであり、耐衝撃性の低下を最小限に抑えつつ難燃性を付与できることが分かった。