(57)【要約】  本発明は、ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含み、乳酸成分の含有率が５０質量％以上であり、２３０℃以下の混練温度で混練された組成物である射出成形用樹脂組成物を、１９０〜２３０℃の射出成形温度で射出成形して、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品が得られる射出成形品製造方法であり、成形品は従来と比較して高強度であって、例えば複写機やプリンター等の比較的大型で質量が高い製品に用いる部材として適用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含み、乳酸成分の含有率が５０質量％以上であり、２３０℃以下の混練温度で混練された組成物である射出成形用樹脂組成物を、１９０〜２３０℃の射出成形温度で射出成形して、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品を得る、射出成形品製造方法。
【請求項２】
前記射出成形用樹脂組成物中における前記ＰＥＴ繊維の含有率が１０〜３０質量％である、請求項１に記載の射出成形品製造方法。
【請求項３】
前記ＰＥＴ繊維の断面の直径Ｄが１〜２０μｍであり、前記ＰＥＴ繊維の長さＬ（μｍ）と前記直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１００〜１０００である、請求項１または２に記載の射出成形品製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形品製造方法によって製造した、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品。
【請求項５】
平均厚さＸが１．５ｍｍ以上であり、質量Ｙが０．１５ｋｇ以上である、請求項４に記載の高強度成形品。
【請求項６】
さらに下記の式（Ｉ）を満たす、請求項４または５に記載の高強度成形品。
式（Ｉ）：Ｙ／Ｘ＝０．０３〜３．３
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の高強度成形品を主部材とする筐体。
【請求項８】
請求項７に記載の筐体を有し、質量が１０ｋｇ以上である電子機器。
【請求項９】
複写機、プリンター、写真プリント機器、印刷機器、医療機器またはライフサイエンス機器である、請求項８に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＴ繊維強化ポリ乳酸系樹脂射出成形品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止、循環型社会の構築に貢献する観点から、植物等の生物由来のバイオマス樹脂（例えばポリ乳酸系樹脂）からなる部材を種々の製品に用いる試みがなされている。
ここで重大な課題となるのが前記部材の機械的強度不足である。この点を改善することを目的として、従来、いくつかの方法が提案された。【０００３】
例えば、ポリ乳酸に石油系樹脂を混合した組成物を用いた部材が提案された。ポリ乳酸に石油系樹脂を混合すれば、概ね混合比率の増加に伴い部材の強度は高くなる。
また、特開２００４−７１９８号公報では、ポリ乳酸、ガラス繊維、および平均粒径が０．１〜３μｍのタルクを含有し、前記ガラス繊維が繊維強化ポリ乳酸系樹脂全量に対して５〜６０質量％、前記タルクが繊維強化ポリ乳酸系樹脂に対して５〜２５質量％含有することを特徴とする繊維強化ポリ乳酸系樹脂組成物が提案された。この特許文献１には、この組成物によれば、新規な繊維強化ポリ乳酸樹脂組成物が提供され、該ポリ乳酸系樹脂組成物は射出成形などにより成形することにより、耐熱性かつ耐衝撃性などが大きい機械的強度を有する生分解性プラスチック成形品が得られると記載されている。【０００４】
また、特開２００３−４０７７９９号公報では、ケナフ繊維を含有した生分解性樹脂組成物（好ましくはポリ乳酸）であって、ケナフ繊維の含有量が１０〜５０質量％であることを特徴とするケナフ繊維強化樹脂組成物が提案された。この特開２００３−４０７７９９号公報には、このようなケナフ繊維強化樹脂組成物で成形した成形体の機械的強度を改善することができると共に、その耐熱性を大幅に向上させることができると記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような特開２００４−７１９８号公報、特開２００３−４０７７９９号公報に記載の組成物を用いれば、ポリ乳酸樹脂のみを用いた場合と比較し、成形品の強度をある程度改善することができる。
しかしながら、これらの組成物からなる部材（成形品）を複写機やプリンターのような比較的大型の製品の部材として用いることは困難であった。理由は、例えば複写機の場合、例えば携帯電話と比べて大型であり質量が高いので、より高い強度が求められるが、上記の特許文献に記載されるような組成物では、比較的大型の製品に用いる部材に要求される程度の強度を有する部材を得ることができないからである。
また、上記に示したポリ乳酸に石油系樹脂を混合した組成物を用いた部材では、石油系樹脂の混合率をより高めることで比較的大型の製品に用いる場合の部材に要求される強度を得ることができるが、石油系樹脂の混合率を７割程度にまで高める必要があり（すなわちポリ乳酸の含有率を３割以下程度に低減する必要があり）、地球温暖化防止、循環型社会の構築に貢献するという目的が達成されない。【０００６】
本発明は、このような課題を解決することを目的とする。
すなわち本発明の目的は、ポリ乳酸樹脂等の乳酸成分の含有率が５０質量％以上の樹脂組成物からなり、従来と比較して高強度であって、例えば複写機やプリンター等の比較的大型で質量が高い製品に用いる部材として適用することができるポリ乳酸樹脂射出成形品を製造することができる製造方法を提供することにある。また、この製造方法によって製造された成形品を提供することにある。さらに、この成形品を部材とした電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記のような課題を解決するために鋭意研究し、ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含み特定温度以下で混練された樹脂組成物を、特定の温度範囲で射出成形することで、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイド（空隙）の断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積の５０％以下であり、かつ、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化してない成形品が得られ、このような成形品が上記の課題を解決することを見出し本発明を完成させた。【０００８】
本発明は次に示す（１）〜（９）である。
（１）ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含み、乳酸成分の含有率が５０質量％以上であり、２３０℃以下の混練温度で混練された組成物である射出成形用樹脂組成物を、１９０〜２３０℃の射出成形温度で射出成形して、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品を得る、射出成形品製造方法。
（２）前記射出成形用樹脂組成物中における前記ＰＥＴ繊維の含有率が１０〜３０質量％である、上記（１）に記載の射出成形品製造方法。
（３）前記ＰＥＴ繊維の断面の直径Ｄが１〜２０μｍであり、前記ＰＥＴ繊維の長さＬ（μｍ）と前記直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１００〜１０００である、上記（１）または（２）に記載の射出成形品製造方法。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の射出成形品製造方法によって製造した、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品。
（５）平均厚さＸが１．５ｍｍ以上であり、質量Ｙが０．１５ｋｇ以上である、上記（４）に記載の高強度成形品。
（６）さらに下記の式（Ｉ）を満たす、上記（４）または（５）に記載の高強度成形品。
式（Ｉ）：Ｙ／Ｘ＝０．０３〜３．３
（７）上記（４）〜（６）のいずれかに記載の高強度成形品を主部材とする筐体。
（８）上記（７）に記載の筐体を有し、質量が１０ｋｇ以上である電子機器。
（９）複写機、プリンター、写真プリント機器、印刷機器、医療機器またはライフサイエンス機器である、上記（８）に記載の電子機器。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含み、乳酸成分の含有率が５０質量％以上の樹脂組成物からなり、従来と比較して高強度であって、例えば複写機やプリンター等の比較的大型で質量が高い製品に用いる部材として適用することができるポリ乳酸系樹脂射出成形品を製造することができる製造方法を提供することができる。また、この製造方法によって製造された成形品を提供することができる。さらに、この成形品を部材とした電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の成形品の切断面を１０，０００倍に拡大した顕微鏡写真であり、図１（ａ）はボイド率（ａ）が２％の場合であり、図１（ｂ）はボイド率（ａ）が４５％の場合である。
【図２】図２は、実施例４の射出成形品のＳＥＭ写真である。
【図３】図３は、実施例５の射出成形品のＳＥＭ写真である。
【図４】図４は、比較例４の射出成形品のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について説明する。
本発明の射出成形品製造方法は、ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維とを含み、乳酸成分の含有率が５０質量％以上であり、２３０℃以下の混練温度で混練された組成物である射出成形用樹脂組成物を、１９０〜２３０℃の射出成形温度で射出成形して、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積の５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品を得る、射出成形品製造方法である。
ここで、混練温度とは、混練時における前記射出成形用樹脂組成物の最高到達温度を意味するものとする。
また、射出成形温度とは、射出成形時における前記射出成形用樹脂組成物の最高到達温度を意味するものとする。
このような射出成形品製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。【００１２】
また、本発明の製造方法によって得られる高強度成形品を、以下では「本発明の成形品」ともいう。【００１３】
また、以下の説明では、本発明の成形品の切断面における、１つのＰＥＴ繊維の断面積に対するそのＰＥＴ繊維が接する周囲のボイドの断面積の比（百分率）を、そのＰＥＴ繊維における「ボイド率ａ」ともいう。
また、本発明の成形品の１つの切断面における３０個のＰＥＴ繊維のボイド率ａの単純平均値を、成形品のその切断面における「ボイド率ｂ」ともいう。
さらに、１つの成形品における任意の３箇所の切断面のボイド率ｂの単純平均値を、その成形品の「ボイド率ｃ」ともいう。
本発明の成形品は、ボイド率ｃが５０％以下である。
なお、単に「ボイド率」と記した場合はボイド率ａ、ｂおよびｃの全てを意味するものとする。
ボイド率ａの具体的な測定方法については後述する。【００１４】
本発明の製造方法では、特定の組成を有し、特定の温度で混練された組成物である射出成形用樹脂組成物を１９０〜２３０℃の射出成形温度で射出成形する。そうすると、例えば、図１に示したような断面を有する成形品（本発明の成形品）が得られる。図１は、本発明の成形品の切断面を例示する顕微鏡写真である。図１（ａ）はボイド率ａが２％の場合であり、図１（ｂ）はボイド率ａが４５％の場合である。【００１５】
本発明の成形品は、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して（すなわち、ボイド率ｃが）５０％以下であり、かつ、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない成形品である。
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、上記のような射出成形用樹脂組成物を射出成形する場合、混練温度および射出成形温度が２３０℃以下であると、前記ＰＥＴ繊維の劣化を抑制しつつ成形品を製造することができ、さらに、ボイド率ａを低下させることができて、得られた成形品のボイド率ｃを５０％以下とすることができることを見出した。そして逆に２３０℃よりも高すぎると前記ＰＥＴ繊維の収縮が大きく、それに起因して前記ＰＥＴ繊維の表面に微細なクラックが発生する傾向があることを見出した。クラックが発生すれば前記ＰＥＴ繊維の強度が低下し、結果的には成形品としての機械的強度は低下する。【００１６】
また、本発明者は、射出成形温度が１９０℃以上であると、前記射出成形用樹脂組成物に必要な流動性が付与され、前記射出成形用樹脂組成物の均一化が促進され、射出成形時における成形品内部の空隙の形成が抑制されることを見出した。これに対して前記射出成形用樹脂組成物の流動性が低いと、前記ポリ乳酸系樹脂と前記ＰＥＴ繊維との界面に空隙が生じる場合があることも見出した。【００１７】
本発明の製造方法では、上記のような特定の組成であり上記のような特定の混練温度で混練された前記樹脂組成物を、１９０〜２３０℃という狭い温度範囲において射出成形する。そうすると特に機械的強度が高く、例えば複写機やプリンターのような比較的大型の電子機器等の主部材に要求される高い強度を具備する成形品を製造することができる。射出成形に用いる組成物の組成や混練時の温度が本発明の製造方法の場合と異なる場合や、射出成形時の温度が本発明の製造方法の場合と異なる場合は、このような高い強度を具備する成形品を製造することはできない。【００１８】
本発明者は、混練時および射出成形時の温度が高すぎると、ボイド率ａが高まり成形品内部の空隙が拡大して機械的強度は低下し、これに加えて前記ＰＥＴ繊維が大きく収縮することで劣化して表面にクラックを生じ、そのクラックを起点に破断し、形成されたボイド内で前記ＰＥＴ繊維が流動的になることで、成形品の機械的強度が低くなると考えている。また、逆に射出成形時の温度が低すぎれば、前記射出成形用樹脂組成物の不均一化が生じ、さらに前記射出成形用樹脂組成物中に空隙が発生して得られた成形品の機械的強度が低くなると考えている。【００１９】
なお、以下において、成形品について「高い強度」、「高強度」およびこれに類する文言は、例えば複写機やプリンターのような比較的大型の電子機器等の主部材に要求される程度の高強度を意味するものとする。具体的には、本発明の製造方法によって得られる高強度成形品（本発明の成形品）をＪＩＳ  Ｋ−７１１０の規定されるアイゾット衝撃試験に供すれば、アイゾット衝撃強度は８以上となる。【００２０】
また、本発明の成形品は、上記のように、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品であるが、ここで「劣化していない」とは、全く劣化していないことを意味しない。本発明の製造方法における射出成形温度は１９０〜２３０℃であるが、この温度範囲外で射出成形した場合と比較して「劣化していない」ことを意味する。【００２１】
本発明の製造方法において用いる前記射出成形用樹脂組成物について説明する。
前記射出成形用樹脂組成物は、ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含む。そして、乳酸成分の含有率Ａ（以下、単に「含有率Ａ」と記す場合もある。）が５０質量％以上である。つまり、前記ポリ乳酸系樹脂中における乳酸成分の前記射出成形用樹脂組成物全質量に対する割合（百分率）が５０質量％以上である。例えば、後述するように、前記ポリ乳酸系樹脂が乳酸共重合体樹脂であって、乳酸単位が前記乳酸共重合体中において８０質量％の場合であれば、前記乳酸共重合体樹脂の０．８倍の質量の前記射出成形用樹脂組成物全質量に対する割合（百分率）が５０質量％以上である。また、例えば、前記ポリ乳酸系樹脂が乳酸単独重合体樹脂の場合であれば、前記乳酸単独重合体樹脂の質量の前記射出成形用樹脂組成物全質量に対する割合（百分率）が５０質量％以上である。
ここで、乳酸単位（乳酸成分）は以下の式で表される部分をいう。ｎは共重合体樹脂中の繰返し数である。【００２２】
【化１】
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【００２３】
本発明の製造方法において用いる前記射出成形用樹脂組成物は含有率Ａが５０質量％以上であるので、地球温暖化防止、循環型社会の構築に貢献し得る。含有率Ａは６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。後述する好ましい混練温度および射出成形温度とすることで、この含有率Ａをより高めることができる。【００２４】
本発明の製造方法においてポリ乳酸系樹脂とは、構成単位の少なくとも一部に乳酸成分を含む重合体を含むものであり、例えば、乳酸単独重合体樹脂、乳酸共重合体樹脂、これらを含むブレンド樹脂等が挙げられる。
また、前記乳酸成分の種類も特に限定されず例えばＬ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸またはこれらの混合物、または乳酸環状２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、ｍｅｓｏ−ラクチド、またはこれらの混合物を使用できる。【００２５】
前記ポリ乳酸系樹脂の製造方法も特に限定されない。例えば従来公知の方法で合成することができる。例えば、乳酸単独重合体樹脂は、例えばＬ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸またはこれらの混合物を直接脱水縮合するか、またはＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、ｍｅｓｏ−ラクチド、またはこれらの混合物等の開環重合によって得ることができる。また、乳酸共重合体樹脂は、例えば乳酸モノマーまたはラクチドと、前記モノマーと共重合可能な他の成分とを共重合して得ることができる。共重合可能な他の成分としては、例えば分子内に２個以上のエステル結合形成性の官能基をもつジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等、およびこれらの種々の構成成分よりなる各種ポリエステル、各種ポリエーテル、各種ポリカーボネート等が挙げられる。【００２６】
また、前記ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量も特に限定されず、例えば５０，０００〜５００，０００、好ましくは１００，０００〜２５０，０００である。重量平均分子量が５０，０００以上であると、得られる本発明の成形品の強度がより高まるので好ましい。重量平均分子量が５００，０００以下であると前記射出成形用樹脂組成物が均一になりやすく、それによって得られる本発明の成形品の強度がより高まる傾向があるので好ましい。【００２７】
本発明の製造方法において用いる前記射出成形用樹脂組成物は、このようなポリ乳酸系樹脂の他にＰＥＴ繊維を含む。
ＰＥＴ繊維はポリエチレンテレフタレートを主成分とする通常の繊維であれば、その形状、長さなどは特に限定されない。ＰＥＴボトルなどをリサイクルして得たＰＥＴ繊維を用いることもできる。この場合、地球温暖化防止、循環型社会の構築への貢献度がさらに高まるので好ましい。【００２８】
前記ＰＥＴ繊維の断面形状は限定されない。円状であってよく、この場合、ＰＥＴ繊維の製造コストが低くなり、加えて前記射出成形用樹脂組成物中での分散性が高まるので好ましい。また、星状、多角形、不定形、凹凸のある形状などの異型断面や異型断面複合断面であってもよく、この場合、前記射出成形用樹脂組成物中において前記ポリ乳酸系樹脂との接触面積が多くなり密着性が高まり、得られた本発明の成形品の強度が高まる傾向があるので好ましい。【００２９】
前記ＰＥＴ繊維の長さ（以下、「長さＬ」ともいう。）や断面の直径（以下、「直径Ｄ」ともいう。）も特に限定されない。例えば長さＬは１００〜２０，０００μｍであることが好ましく、１，０００〜１０，０００μｍであることがより好ましい。また、直径Ｄは１〜２０μｍが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。直径Ｄが小さい程、本発明の成形品の機械的強度が高まる傾向があり好ましい。ただし小さすぎると射出成形が困難になる場合がある。また、前記射出成形用樹脂組成物の均一化が困難になる場合がある。さらにコストが高まる傾向がある。よって上記のような範囲の直径Ｄであることが好ましい。
ここで「直径Ｄ」とは、前記ＰＥＴ繊維を長さ方向に垂直な方向で切断した場合における断面の直径を意味する。上記のような切断面が円状ではないＰＥＴ繊維の場合は、面積円相当径（Ｈｅｙｗｏｏｄ径）を意味するものとする。【００３０】
さらに、長さＬと直径Ｄとの比であるアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１００〜１，０００であることが好ましく、２００〜７００であることがより好ましく、３００〜５００であることがさらに好ましい。
本発明者は、アスペクト比とＭＤ収縮率とに相関があることを見出した。具体的には、アスペクト比が大きすぎるとＭＤ収縮率が大きくなり、前記ＰＥＴ繊維の表面にクラックが生じやすくなり、結果として射出成形して得た本発明の成形品の機械的強度が低下することを見出した。ここでクラックが生じるのは熱収縮によりＰＥＴ繊維表面にクラックが生じる現象で、自己内部応力に起因するものである。
また、アスペクト比が小さすぎても機械的強度が低下することを見出した。
そして、本発明者は、具体的に上記のような範囲のアスペクト比であると、得られる本発明の成形品の機械的強度がより高まることを見出した。【００３１】
また、前記ＰＥＴ繊維の表面を表面処理剤で処理することが好ましい。この場合、前記ＰＥＴ繊維と前記ポリ乳酸系樹脂との親和性が高まるので、前記ＰＥＴ繊維周囲の空隙が形成され難くなり、ボイド率ａが低下する傾向があるからである。用いることができる表面処理剤としては、例えば、イソフタル酸エステル類が挙げられる。【００３２】
このようなＰＥＴ繊維の前記射出成形用樹脂組成物中における含有率Ｂ（以下、単に「含有率Ｂ」ともいう。単位は「質量％」である。）は特に限定されず、例えば前記射出成形用樹脂組成物において前記ポリ乳酸系樹脂以外の残部であってよいが（すなわち、含有率Ａと含有率Ｂとの合計が１００質量％であってよいが）、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。得られる本発明の成形品の強度がより高まるからである。【００３３】
前記射出成形用樹脂組成物は、このようなポリ乳酸系樹脂およびＰＥＴ繊維を含むが、さらに可塑剤を含むことが好ましい。その含有率は限定されないが、１〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２０％であることがより好ましい。可塑剤を含むと混練温度および射出成形温度を低下させることができるので得られる成形品の強度をより高めることができるからである。すなわち、可塑剤を含むと、含まなかった場合と比較して、混練温度および射出成形温度を低下させても前記樹脂組成物を必要な程度均一化することができるので、前記ＰＥＴ繊維に対する熱負荷を低減することができ、前記ＰＥＴ繊維の劣化がより抑制され、得られる成形品の強度がより高まるからである。【００３４】
前記射出成形用樹脂組成物が上記のような好ましい範囲の含有率で可塑剤を含むと、含まなかった場合と比較して、本発明の製造方法において混練温度および射出成形温度を１０℃程度低減することができる。すなわち、本発明の製造方法において２３０℃以下である混練温度を２２０℃以下とすることができる。また、２３０℃以下である射出成形温度を２２０℃以下とすることができる。また、１９０℃〜２００℃であっても何ら問題なく前記樹脂組成物を必要な程度均一化することができ、本発明の成形品を得ることができる。これに対して、前記射出成形用樹脂組成物が可塑剤を含まない場合に１９０〜２００℃の射出成形温度で射出成形すると、射出成形時にショートする場合がある。また、得られた成形品内部に亀裂が生じる場合がある。したがって、前記射出成形用樹脂組成物が可塑剤を含まない場合は、射出成形温度を２００℃超とすることが好ましい。【００３５】
前記射出成形用樹脂組成物が含有することができる前記可塑剤は特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル、リン酸エステルまたはアジピン酸エステルその他エステル系可塑剤や、エポキシ系可塑剤が挙げられる。
この中でことに、モノマー型リン酸エステルを用いることが望ましい。【００３６】
このように前記射出成形用樹脂組成物は、前記ポリ乳酸系樹脂と前記ＰＥＴ繊維とを含み、さらに前記可塑剤を含むことが好ましいが、その他に、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、中和剤、顔料等の着色剤、分散剤、ロジン、合成ゴム類、無機質添加剤、難燃剤、抗菌剤、香料、離型剤、加水分解防止剤などの成分を含んでもよい。このようなその他の成分は合計で２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましい。【００３７】
本発明の製造方法において用いる前記射出成形用樹脂組成物は、上記のようにポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを含む。そして、この射出成形用樹脂組成物は２３０℃以下の混練温度で混練されたものである。
前記混練温度は１９０〜２３０℃であることが好ましく、２１０〜２２０℃であることがより好ましい。より好ましいボイド率とすることができ、加えて前記ＰＥＴ繊維の収縮が抑制され劣化し難くなるので、得られる本発明の成形品の強度がより高まるからである。また、前述したように、前記射出成形用樹脂組成物中における前記ポリ乳酸系樹脂の比率をより高めることができるからである。また、ＰＥＴ繊維のＭＤ収縮率が低くなるからである。ＭＤ収縮率とは前記ＰＥＴ繊維の長さ方向の収縮率を意味する。特に前記混練温度および前記射出成形温度が２２５〜２３０℃であると、ＭＤ収縮率は３〜１０％程度となり、ボイド率が１〜５％程度となる傾向があるので好ましい。【００３８】
混練方法は特に限定されない。例えば従来公知の混練機を用いて混練することができる。従来公知の混練機としては、例えば２軸混練機、東芝機械ＴＥＭ−２６ＳＳや日本製鋼所ＴＥＸ２８Ｖなどが挙げられる。
前述のように混練温度とは、混練時における前記射出成形用樹脂組成物の最高到達温度を意味するが、例えば２軸混練機を用いて混練する場合であれば、通常、スクリューのニーディング箇所から先端箇所における射出成形用樹脂組成物の最高温度が混練温度となる。【００３９】
また、このような方法で混練した前記射出成形用樹脂組成物は成形機で射出成形するため、ペレットとすることが好ましい。【００４０】
前記射出成形用樹脂組成物をペレットとする方法は特に限定されない。例えば従来公知のペレタイザーを用いてペレットを製造することができる。従来公知のペレタイザーとしては、例えば、神戸製鋼所製ＳＣＦ−１００などが挙げられる。【００４１】
ペレットの大きさや形も限定されない。例えば２〜３ｍｍの直径で高さが５〜１０ｍｍの円柱状のものが挙げられる。【００４２】
本発明の製造方法では、上記のような方法で得た前記射出成形用樹脂組成物を、１９０〜２３０℃の射出成形温度で射出成形する。
ここで、射出成形温度は２１０〜２２０℃が好ましい。より好ましいボイド率とすることができ、加えて前記ＰＥＴ繊維の収縮が抑制され劣化し難くなるので、得られる本発明の成形品の強度がより高まるからである。また、前述したように、前記射出成形用樹脂組成物中における前記ポリ乳酸系樹脂の比率をより高めることができるからである。また、ＰＥＴ繊維がＭＤ収縮率は低くなるからである。特に前記混練温度および前記射出成形温度が２２５〜２３０℃であると、ＭＤ収縮率は３〜１０％程度となる傾向があり、ボイド率が１〜５％程度となる傾向があるので好ましい。【００４３】
射出成形方法は特に限定されない。例えば従来公知の射出成形方法を適用することができる。例えば、ペレット状の前記射出成形用樹脂組成物を加熱溶融し、プランジャまたはスクリューによって金型内に加圧注入充填し、固化あるいは硬化して成形品にする射出成形方法が挙げられる。
より具体的には、例えばインラインスクリュー方式によって前記射出成形用樹脂組成物を射出成形して本発明の成形品を得ることができる。インラインスクリュー方式は、ペレット状の射出成形用樹脂組成物をホッパに投入する工程、加熱シリンダ内での可塑化・計量工程、加熱シリンダから金型内への射出工程、金型内での保圧・冷却工程および型開き後の取り出し工程から構成される。【００４４】
上記のように射出成形温度とは、射出成形時における前記射出成形用樹脂組成物の最高到達温度を意味するが、例えばインラインスクリュー方式による場合であれば、通常、金型に注入される直前のノズル付近における射出成形用樹脂組成物の温度が射出成形温度となる。【００４５】
このような本発明の製造方法によって、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対して５０％以下であり、内部の前記ＰＥＴ繊維が劣化していない高強度成形品、すなわち本発明の成形品を製造することができる。【００４６】
次に、本発明の成形品について説明する。
本発明の成形品は、切断面における前記ＰＥＴ繊維周囲のボイドの断面積が前記ＰＥＴ繊維の断面積に対する比率、すなわちボイド率ｃが５０％以下である。
このボイド率ｃは、３０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。本発明の成形品の強度がより高まるからである。【００４７】
さらに、前記ボイド率は０％ではないほうが好ましく、１％以上であることがより好ましい。本発明の成形品の強度がより高まるからである。
前述のようにボイド率は低いほど好ましいが、全くボイドがない、すなわちボイド率が０％であるよりも、わずかにボイドが存在するほうが本発明の成形品の強度がより高まる傾向がある。
この理由については明確でないが、本発明者は、ＰＥＴ繊維の長さ方向の強度と、成形品に力が加わった時のＰＥＴ繊維とポリ乳酸系樹脂との摩擦力とが関係していると推定している。【００４８】
本発明の成形品におけるボイド率ａの測定方法について説明する。
本発明の成形品においてボイド率ａは、次に説明する方法で測定した値を意味するものとする。
まず、本発明の成形品で製造した成形品を切断し、切断面の顕微鏡写真を得る。ここで倍率は１０，０００倍とする（すなわち、図１のような写真を得る。）。
そして、写真上において特定のＰＥＴ繊維断面の面積（「断面積Ｉ」とする）およびその周辺のボイド（そのＰＥＴ繊維が接しているボイド）の断面積（「断面積ii」とする）を求める。そして、これらの比（（断面積ii）／（断面積Ｉ）×１００）を算出して、そのＰＥＴ繊維におけるボイド率ａとする。【００４９】
本発明の成形品は、平均厚さ（以下、「平均厚さＸ」ともいう。）が１．５ｍｍ以上であり、かつ、質量（以下、「質量Ｙ」ともいう。）が０．１５ｋｇ以上であってよい。さらに、本発明の成形品は下記の式（Ｉ）を満たすものであってよい。【００５０】
式（Ｉ）：Ｙ／Ｘ＝０．０３〜３．３【００５１】
本発明の成形品は、上記の平均厚さＸおよび質量Ｙを満たすような比較的大きな成形品に通常求められる高い強度を具備する。また、上記のＹ／Ｘを満たすような薄くて大きな成形品に通常求められる高い強度を具備する。
上記に説明した本発明の製造方法における射出成形温度、Ｂ／Ａ、Ｌ／Ｄなどを好ましい範囲としたり、可塑剤を添加することで、より質量が高い成形品としても、高い強度を具備するものを成形することができる。例えば平均厚さＸを２ｍｍ以上かつ質量Ｙを０．２ｋｇ以上とすることができ、場合によっては平均厚さＸを３ｍｍ以上かつ質量Ｙを０．３ｋｇ以上とすることができ、さらに、場合によっては平均厚さＸを５ｍｍ以上かつ質量Ｙを０．５ｋｇ以上とすることができ、さらに、場合によっては平均厚さＸを１０ｍｍ以上かつ質量Ｙを１．０ｋｇ以上とすることができる。【００５２】
なお、平均厚さＸとは、本発明の成形品の任意の１０箇所における厚さの単純平均値を意味するものとする。【００５３】
また、本発明の成形品は、さらに下記の式（ＩＩ）を満たすものであることが好ましい。【００５４】
式（ＩＩ）：（Ｂ／Ａ）／Ｘ＝０．０２〜０．２【００５５】
本発明者は前記射出成形用樹脂組成物における含有率Ｂと含有率Ａとの比と、平均厚さＸとの間に式（ＩＩ）のような関係がある場合に、本発明の成形品の強度が特に高まることを見出した。【００５６】
式（ＩＩ）における（Ｂ／Ａ）／Ｘの値は０．０８〜０．１５であることが好ましく、この場合、Ｙ／Ｘを２．５〜３．３とすることができる。このような場合に、より本発明の成形品の強度が高まるからである。【００５７】
また、本発明の成形品を主部材として筐体を作成すれば、高強度の筐体が得られるので好ましい。【００５８】
また、このような筐体を電子機器に適用することが好ましい。このような筐体を有する電子機器は強度が高いので好ましい。例えばこの電子機器の質量が１０ｋｇ以上であり、求められる強度が高くても、それを満たすので好ましい。【００５９】
このような筐体を有する電子機器としては、具体的に、複写機、プリンター、写真プリント機器、印刷機器、医療機器、ライフサイエンス機器が挙げられる。
【実施例】
【００６０】
＜実施例１＞
ポリ乳酸系樹脂としてレイシア（登録商標）（商品番号：Ｈ−１００、三井化学社製）を用意した。また、ＰＥＴ繊維として、ポリエステルフィラメント糸（東洋紡績株式会社製）を用意した。
このＰＥＴ繊維の直径Ｄは１５μｍであり、長さＬは７０００μｍであり、Ｌ／Ｄは４６７である。【００６１】
次に、これらのポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維とを２軸混練押出機（東芝機械社製、商品番号：ＴＥＭ−２６ＳＳ）を用いて混合した。ポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維との合計量は４ｋｇとし、混合比はポリ乳酸系樹脂：ＰＥＴ繊維＝９０：１０（質量比）とした。混練温度は２２０℃とした。そして、混練後、押し出された射出成形用樹脂組成物を、断面の直径が２〜３ｍｍの略円形で長さが約７ｍｍのペレットとなるように水冷式ペレタイザーでカットし、得られたペレットを水道水に浸漬した。【００６２】
次に、水道水からペレット状の射出成形用樹脂組成物を取り出し、前記ペレットを、８０℃でかつ湿度がほぼ０％の条件で、乾燥機によって８時間程度乾燥した後、２００℃の射出成形温度で射出成形し、筐体を得た。筐体は平均厚さ４．０ｍｍ、２００ｍｍ角のものである。射出成形は、ファナック社製、電動射出成形機、商品番号：Ｓ−２０００ｉ１００Ａを用いて行った。【００６３】
次に、得られた筐体を切り出して、ＪＩＳ  Ｋ−７１１０の規定されるノッチ付き試験片を得た。試験片はタイプ１（長さ８０±２ｍｍ、幅１０．０±０．２ｍｍ、厚さ４．０±０．２ｍｍ）であり、ノッチはタイプＡ（ノッチ半径０．２５±０．０５ｍｍ、ノッチ部の幅８．０±０．２ｍｍ）である。ノッチ付き試験片の質量は３．３〜３．８ｇである。
そして得られたノッチ付き試験片をＪＩＳ  Ｋ−７１１０の規定されるアイゾット衝撃試験に供し、アイゾット衝撃強度を測定した。アイゾット衝撃強度を第１表に示す。
さらに、任意の箇所で切断し、切断面の顕微鏡写真を撮り、ボイド率ｂを測定した。
アイゾット衝撃強度およびボイド率ｂを第１表に示す。【００６４】
＜実施例２＞
実施例１において９０：１０としたポリ乳酸系樹脂とＰＥＴ繊維との混合比を７０：３０とし、さらに、実施例１において２００℃としていた射出成形温度を２１５℃とし、その他は同様とした試験を行った。
試験結果を第１表に示す。【００６５】
＜実施例３＞
実施例１において２００℃としていた射出成形温度を２３０℃とし、その他は同様とした試験を行った。
試験結果を第１表に示す。【００６６】
＜実施例４＞
実施例１で用いたポリ乳酸系樹脂およびＰＥＴ繊維と、さらに可塑剤および難燃剤として作用するモノマー型リン酸エステルの一種であるトリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）（大八化学工業株式会社製）、および難燃剤として作用する縮合型リン酸エステル（商品名：ＰＸ−２００、大八化学工業株式会社製）を用い、実施例１と同様の方法で混合した。ここでポリ乳酸系樹脂、ＰＥＴ繊維、ＰＰＳおよび縮合型リン酸エステルの合計量は４ｋｇとし、混合比は、ポリ乳酸系樹脂：ＰＥＴ繊維：ＰＰＳ：縮合型リン酸エステル＝６０：２０：１０：１０とした。混練温度は２００℃とした。そして混練後、得たペレットを実施例１と同様に処理し、同様の方法で射出成形を行った。ここで射出成形温度は２００℃とした。その後、実施例１と同様にアイゾット衝撃試験に供した。
また、得られた射出成形品のＳＥＭ写真を撮影して射出成形品中のＰＥＴ繊維表面におけるクラックの有無を確認した。図２に示す。【００６７】
＜実施例５＞
混練温度および射出成形温度を２２０℃とした以外は、全て実施例４と同様とした処理を行い、同様の試験に供した。さらに同様にＳＥＭ写真を撮影した。図３に示す。【００６８】
＜実施例６＞
別に、実施例１で製造した組成物を、実施例１に記載の条件で、箱型形状部品を成形した。厚みＸ＝２．０ｍｍの箱型形状（内装カバー、直方体のうち５つの面を有する略箱型の形状）の部品（縦：３００ｍｍ、横：８０ｍｍ、幅：２０ｍｍ）を射出成形金型により成形した。質量Ｙ＝０．１５ｋｇであった。成形によるクラックは生じず、かつ耐衝撃強度を有する、箱型形状部品を成形できた。【００６９】
＜比較例１＞
タルク（商品番号：Ｃ−３、日本タルク社製）と、ガラス繊維（チョップドストランド  フィラメント径１０μｍ、集束本数２０００本、旭ファイバー社製）とを用意した。【００７０】
次に、これらタルクおよびガラス繊維と、実施例１〜３と同じポリ乳酸系樹脂とを、実施例１〜３で用いたものと同じ２軸混練押出機を用いて混合した。混合時のこれらの合計量は実施例１の場合と同様とし、混合比はポリ乳酸系樹脂：タルク：ガラス繊維＝７０：１５：１５（質量比）とした。混練温度は２２０℃とした。そして、実施例１〜３と同様の方法で同様のペレットを得た。【００７１】
次に得られたペレット状の組成物を２２０℃の射出成形温度で射出成形した。射出成形は、実施例１〜５と同じ電動射出成形機を用いた。
そして、実施例１と同様にＪＩＳ  Ｋ−７１１０の規定されるノッチ付き試験片を成形した。
試験結果を第１表に示す。
比較例１は、特許文献１に記載されたものを追加実験する試験である。【００７２】
＜比較例２＞
ケナフ（平均繊維長３００μｍ〜２０ｍｍ）を用意した。
そして、このケナフと実施例１〜５で用いたものと同じポリ乳酸系樹脂とを、実施例１〜５で用いたものと同じ２軸混練押出機を用いて混合した。混合時のこれらの合計量は実施例１の場合と同様とし、混合比はポリ乳酸系樹脂：ケナフ＝８０：２０（質量比）とした。混練温度は２２０℃とした。そして、実施例１〜５と同様の方法で同様のペレットを得た。【００７３】
次に得られたペレット状の組成物を２２０℃の射出成形温度で射出成形した。射出成形は、実施例と同じ電動射出成形機を用いた。
そして、実施例１と同様にＪＩＳ  Ｋ−７１１０の規定されるノッチ付き試験片を成形した。
試験結果を第１表に示す。
比較例２は、特許文献２に記載されたものを追加実験する試験である。【００７４】
＜比較例３＞
実施例１において２００℃としていた射出成形温度を２４０℃とし、その他は同様とした試験を行った。
試験結果を第１表に示す。【００７５】
＜比較例４＞
ポリ乳酸系樹脂の混合比を７０質量％とし、ＴＰＰを用いず、さらに混練温度および射出成形温度を２３５℃とした以外は、全て実施例４と同様とした処理を行い、同様の試験に供した。さらに同様にＳＥＭ写真を撮影した。図４に示す。【００７６】
＜比較例５＞
実施例１において２２０℃としていた混練温度を１８０℃とし、その他は同様とした試験を行った。【００７７】
＜比較例６＞
実施例１において２００℃としていた射出成形温度を１８０℃とし、その他は同様とした試験を行った。【００７８】
【表１】
2009011312.tif 000004
【００７９】
実施例１〜５の場合、比較例１〜４と比較していずれもアイゾット衝撃強度が高くなった。特に射出形成温度が好ましい範囲内である実施例２の値が高くなった。
比較例１〜４の場合、アイゾット衝撃強度は７．５ｋＪ／ｍ２以下と低くなった。射出成形品がこの程度の強度の場合、例えば複写機やプリンター等の比較的大型で質量が高い製品に用いる部材として適用することはできない。【００８０】
また、図２に示したように混練温度および射出成形温度が２００℃の実施例４の射出成形品ではＰＥＴ繊維表面にクラックの発生はみられなかった。
また、図３に示したように混練温度および射出成形温度が２２０℃の実施例５の射出成形品ではＰＥＴ繊維表面のクラックの発生はわずかであった。
さらに、図４に示したように混練温度および射出成形温度が２３５℃の比較例４ではＰＥＴ繊維表面に顕著なクラックの発生が認められた。【００８１】
また、比較例５の場合、組成物の流動性が低く混練自体が困難であり、均一に混合することができなかった。したがって、このような組成物で射出成形を行って成形品を作成しても、ボイド率ｃは５０％超となり、強度も低くなる（衝撃強度が８ｋＪ／ｍ２未満となる）と考えられた。
また、比較例６の場合、流動性が低く射出成形時にショートした。また、外見上、成形品に亀裂が生じていた。したがって成形品を作成してもボイド率ｃは５０％超となっており、強度も低くなっている（衝撃強度が８ｋＪ／ｍ２未満となる）と考えられた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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