(57)【要約】【課題】成形体にした場合に耐熱性に優れる樹脂組成物を提供する。【解決手段】第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、前記層状珪酸塩は、層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、前記層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有される樹脂組成物である。2014152244.tif 000014    （Ｉ）（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、
前記層状珪酸塩は、層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、
前記層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、
前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有されることを特徴とする樹脂組成物。
【化１】
2014152244.tif 000011
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【請求項２】
前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、１０質量％以下含有されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、
前記層状珪酸塩は、層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、
前記層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、
前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有されることを特徴とする樹脂成形体。
【化２】
2014152244.tif 000012
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【請求項４】
前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、１０質量％以下含有されることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形体。
【請求項５】
層状珪酸塩の層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンを挿入する挿入工程と、
ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して０．０５質量部以上の前記挿入工程で得られた挿入層状珪酸塩と、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して０．１質量部以上の架橋剤とを混合し、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと前記ポリ乳酸樹脂のうち少なくとも一部とを反応させ、化学結合を形成する反応工程と、
を含むことを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
【化３】
2014152244.tif 000013
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【請求項６】
前記反応工程は、前記挿入層状珪酸塩を前記ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して１０質量部以下混合することを特徴とする請求項５に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
前記反応工程は、前記架橋剤を前記ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して１．０質量部以下混合することを特徴とする請求項５または６に記載の樹脂組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物、樹脂成形体および樹脂組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製品や電子・電気機器の部品には、ポリスチレン、ポリスチレン−ＡＢＳ樹脂共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の高分子材料が、耐熱性、機械強度等、特に、電子・電気機器の部品の場合には、環境変動に対する機械強度の維持性等に優れることから用いられている。
【０００３】
また、近年、環境問題等の観点から、生分解性ポリマの一種であるポリ乳酸樹脂を含む樹脂組成物およびその樹脂組成物を用いて得られる成形体が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ポリ乳酸を５０質量部以上含有した樹脂１００質量部と、層間にラクチド、もしくは重量平均分子量が５００００以下の低分子量ポリ乳酸が挿入されて、層間距離が２．６ｎｍ以上に拡大された層状珪酸塩０．１〜２０質量部とを溶融混練して、環境低負荷性樹脂組成物を得ること、この組成物を成形加工することで成形体を得ることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、層状珪酸塩と結晶性ポリエステルとからなり、該層状珪酸塩はジメチルジアルキルアンモニウム塩でイオン交換されており、イオン交換量は該層状珪酸塩のイオン交換容量に対し０．７以上０．９未満であるポリエステル樹脂組成物およびその成形体が記載され、前記ジメチルジアルキルアンモニウム塩が、ジメチルジオクタデシルアンモニウム塩またはジメチルジドデシルアンモニウム塩であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２３７５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１０８３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、成形体にした場合に耐熱性に優れる樹脂組成物、その樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体、ならびに、その樹脂組成物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、前記層状珪酸塩は、層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、前記層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有される樹脂組成物である。
【化１】
2014152244.tif 000002
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記層状珪酸塩が、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、１０質量％以下含有される請求項１に記載の樹脂組成物である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、前記層状珪酸塩は、層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、前記層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、前記層状珪酸塩は、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有される樹脂成形体である。
【化２】
2014152244.tif 000003
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記層状珪酸塩が、前記第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、１０質量％以下含有される請求項３に記載の樹脂成形体である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、層状珪酸塩の層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンを挿入する挿入工程と、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して０．０５質量部以上の前記挿入工程で得られた挿入層状珪酸塩と、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して０．１質量部以上の架橋剤とを混合し、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと前記ポリ乳酸樹脂のうち少なくとも一部とを反応させ、化学結合を形成する反応工程と、を含む樹脂組成物の製造方法である。
【化３】
2014152244.tif 000004
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記反応工程が、前記挿入層状珪酸塩を前記ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して１０質量部以下混合する請求項５に記載の樹脂組成物の製造方法である。
【００１４】
請求項７に係る発明は、前記反応工程が、前記架橋剤を前記ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して１．０質量部以下混合する請求項５または６に記載の樹脂組成物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によると、層間に挿入された上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有する架橋層状珪酸塩を特定の質量％で含まない場合に比較して、成形体にした場合に耐熱性に優れる。
【００１６】
請求項２に係る発明によると、層間に挿入された上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有する架橋層状珪酸塩を特定の質量％で含まない場合に比較して、成形体にした場合にさらに機械的特性に優れる。
【００１７】
請求項３に係る発明によると、層間に挿入された上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有する架橋層状珪酸塩を特定の質量％で含まない場合に比較して、耐熱性に優れる。
【００１８】
請求項４に係る発明によると、層間に挿入された上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有する架橋層状珪酸塩を特定の質量％で含まない場合に比較して、さらに機械的特性に優れる。
【００１９】
請求項５に係る発明によると、本構成を有さない場合に比較して、成形体にした場合に耐熱性に優れる樹脂組成物が得られる。
【００２０】
請求項６に係る発明によると、本構成を有さない場合に比較して、成形体にした場合にさらに機械的強度に優れる樹脂組成物が得られる。
【００２１】
請求項７に係る発明によると、本構成を有さない場合に比較して、成形体にした場合にさらに機械的強度に優れる樹脂組成物が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
本実施形態に係る樹脂組成物は、第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、層状珪酸塩は、層間に下記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された前記第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、層状珪酸塩は、第１のポリ乳酸樹脂および第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有される。
【化４】
2014152244.tif 000005
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【００２４】
本実施形態に係る樹脂組成物においては、層状珪酸塩の層間に挿入された上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合されることにより、単にアンモニウムイオンまたはポリ乳酸樹脂等が挿入された層状珪酸塩と比べて層間距離が広がるために、第１のポリ乳酸樹脂中で層状珪酸塩が高分散化され、少量の層状珪酸塩の添加でも成形体にした場合に耐熱性に優れると考えられる。単にアンモニウムイオンまたはポリ乳酸樹脂等が挿入された層状珪酸塩は、ポリ乳酸樹脂中で数枚単位での凝集物として分散するため、耐熱性の向上効果は十分ではない。
【００２５】
後述するように、層状珪酸塩の層間に第四級アンモニウムイオンが挿入された挿入層状珪酸塩と、ポリ乳酸樹脂と、過酸化物等の架橋剤とを例えば溶融混練して反応させ、架橋層状珪酸塩が高度に分散された樹脂組成物が得られる。反応スキームとしては、溶融混練の際に過酸化物等の架橋剤から発生したラジカルが、ポリ乳酸樹脂骨格中のα炭素から水素を引抜き、ポリ乳酸樹脂主鎖骨格中にラジカルが発生し、このラジカルと、挿入層状珪酸塩中の第四級アンモニウムイオン中のアルキレン基とがラジカル反応により化学結合することで、層状珪酸塩の劈開が促進され、ポリ乳酸樹脂中に高分散すると考えられる。得られた樹脂組成物は、成形体にした場合の耐熱性が極めて向上する。
【００２６】
＜ポリ乳酸樹脂＞
樹脂組成物の主体となる第１のポリ乳酸樹脂および層状珪酸塩の層間に挿入される第２のポリ乳酸樹脂として用いられるポリ乳酸樹脂は、植物由来であり、環境負荷の低減、具体的にはＣＯ２の排出量削減、石油使用量の削減等の効果がある。ポリ乳酸樹脂としては、乳酸の縮合体であれば、特に限定されるものではなく、ポリ−Ｌ−乳酸（以下「ＰＬＬＡ」ともいう）であっても、ポリ−Ｄ−乳酸（以下「ＰＤＬＡ」ともいう）であっても、それらが共重合やブレンドにより交じり合ったものでもよく、さらに、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とを混合したものであり、これらのらせん構造が噛み合った耐熱性の高い、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸（以下「ＳＣ−ＰＬＡ」ともいう）であってもよい。
【００２７】
共重合体あるいは混合体におけるポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸の成分比（モル比の割合％）は特に制限はないが、ポリ−Ｌ−乳酸の方がポリ−Ｄ−乳酸がよりもポリカーボネート・エポキシ化合物との反応性が高い等の点から、Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸として、５０／５０以上９９．９９／０．０１以下の範囲であることが好ましい。Ｌ−乳酸／Ｄ−乳酸が、５０／５０未満であると、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、９９．９９／０．０１を超えると、コストが増加する場合がある。
【００２８】
ポリ乳酸樹脂は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ユニチカ（株）製の「テラマックＴＥ４０００」、「テラマックＴＥ２０００」、「テラマックＴＥ７０００」、ネイチャーワークス社製の「Ｉｎｇｅｏ３２５１Ｄ」、「Ｉｎｇｅｏ３００１Ｄ」、「Ｉｎｇｅｏ４０３２Ｄ」等が挙げられる。
【００２９】
第１のポリ乳酸樹脂と第２のポリ乳酸樹脂とは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、第１のポリ乳酸樹脂と第２のポリ乳酸樹脂は、それぞれ１種単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００３０】
ポリ乳酸樹脂としては、植物由来のエチレングリコール、ジブタノール等の乳酸以外の他の共重合成分を含んでもよい。このような共重合成分は、全単量体成分中、通常１モル％以上５０モル％以下の含有量とすればよい。また、ポリ乳酸樹脂としては、変性したものを用いてもよく、例えば、無水マレイン酸変性ポリ乳酸、エポキシ変性ポリ乳酸、アミン変性ポリ乳酸などを用いてもよい。
【００３１】
ポリ乳酸樹脂の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、５０，０００以上３００，０００以下の範囲であることが好ましく、７０，０００以上２５０，０００以下の範囲であることがより好ましい。ポリ乳酸樹脂の重量平均分子量が５０，０００未満の場合、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合があり、ポリ乳酸の重量平均分子量が３００，０００を超える場合には加工性が不良となる場合がある。
【００３２】
ポリ乳酸樹脂には、製造上、ブチロラクトン、１，６−ジオキサシクロデカン−２，７−ジオン等の環状ラクトン等のラクトン化合物等が不純物として含まれる場合がある。そのようなラクトン化合物等の不純物の含有量が少ないことが好ましく、具体的には、ポリ乳酸の量に対して１０質量％未満であることが好ましく、５質量％未満であることがより好ましい。ラクトン化合物等の不純物の含有量が１０質量％以上であると、ポリカーボネート・エポキシ化合物等と反応して、ポリアミドとの反応性が低下し、その結果、成形体にした場合に機械的特性が低下する場合がある。
【００３３】
＜架橋層状珪酸塩＞
架橋層状珪酸塩の形成に用いられる層状珪酸塩とは、膨潤性の層状珪酸塩を意味し、例えばモンモリロナイト、サポナイト等のスメクタイト、膨潤性の合成マイカ（雲母）、グラファイト、イモゴライト、ベントナイト等が挙げられる。中でも、大きなアスペクト比を有し、物性向上効果が高い等の点から、膨潤性の合成マイカ、ベントナイトが好ましい。市販品としては、例えば、膨潤性フッ素雲母（商品名「ソマシフＭＥ−１００」、コープケミカル製）、膨潤性ベントナイト（商品名「クニピアＦ」、クニミネ工業製）等が挙げられる。
【００３４】
層状珪酸塩の層間に挿入される第四級アンモニウムイオンは、下記一般式（Ｉ）で示される。
【化５】
2014152244.tif 000006
（Ｉ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも１つは、それぞれ独立して直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、残りはそれぞれ独立して炭素数１以上３０以下のアルキル基または炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基を表す。）
【００３５】
アルキレン基は、直鎖または分岐の炭素数３以上３６以下のアルキレン基であり、ポリ乳酸樹脂との親和性等の点から、直鎖または分岐の炭素数５以上２５以下のアルキレン基が好ましい。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち１つが前記アルキレン基であればよく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち２つ、３つまたは４つが前記アルキレン基であってもよい。ポリ乳酸樹脂との親和性等の点から、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち１つまたは２つが前記アルキレン基であることが好ましい。
【００３６】
アルキル基は、炭素数１以上３０以下のアルキル基であり、ポリ乳酸樹脂との親和性等等の点から、炭素数１以上２２以下のアルキル基が好ましい。
【００３７】
ヒドロキシアルキル基は、炭素数１以上３以下のヒドロキシアルキル基であり、乳化安定性等の点から、炭素数１以上５以下のヒドロキシアルキル基が好ましい。乳化安定性等の点から、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち１つまたは２つが前記ヒドロキシアルキル基であることが好ましい。
【００３８】
樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の層間距離は、３．５オングストローム以上であることが好ましく、４．２オングストローム以上であることがより好ましく、４．４オングストローム以上であることがさらに好ましい。樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の層間距離が３．５オングストローム未満であると、架橋層状珪酸塩が樹脂組成物中で数枚単位での凝集物として分散してしまうため、耐熱性、機械的特性が損なわれる。なお、架橋層状珪酸塩の層間距離の上限は、現実的には８．０オングストローム程度が作製上の限界となる。
【００３９】
＜各成分の含有量＞
樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の含有量は特に限定されるものではないが、樹脂組成物中におけるポリ乳酸樹脂と層状珪酸塩の質量関係で表現すると、第１のポリ乳酸樹脂および第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上の範囲で含有され、０．９質量％以上の範囲であることがより好ましく、０．９４質量％以上の範囲であることがさらに好ましい。層状珪酸塩の含有量が０．０５質量％以上の範囲であると、架橋層状珪酸塩によるポリ乳酸樹脂の補強効果が発現し、かつ架橋層状珪酸塩同士の凝集も抑制され、成形体にした場合にバイオマス度と耐熱性とのバランスがとれた成形体となる。ここで、バイオマス度とは、植物等の生物由来の有機性資源であるバイオマス資源がどの程度含まれているかを表す指標であり、一般にバイオマス度は５０質量％以上であることが好ましい。本実施形態においては、樹脂組成物あるいは樹脂成形体中のポリ乳酸樹脂の含有量をバイオマス度とする。
【００４０】
また、樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の含有量は、上記同様に樹脂組成物中におけるポリ乳酸樹脂と層状珪酸塩の質量関係で表現すると、第１のポリ乳酸樹脂および前記第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、１０質量％以下の範囲であることが好ましく、９質量％以下の範囲であることがより好ましく、８．５質量％以下の範囲であることがさらに好ましい。層状珪酸塩の含有量が１０質量％を超える範囲であると、成形体の機械的特性が損なわれる場合がある。
【００４１】
＜各種測定方法＞
樹脂組成物中のポリ乳酸樹脂の含有量は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により測定する。樹脂組成物中のポリ乳酸樹脂に含まれるラクトン化合物等の不純物の含有量も、同様の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸樹脂の含有量は１Ｈ−ＮＭＲ分析により測定する。このようにして測定した樹脂成形体中のポリ乳酸樹脂の含有量から、樹脂組成物中のポリ乳酸樹脂の含有量が推定される。
【００４２】
樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の含有量は、試料中の有機物を高温で燃焼して除去し、残留物の質量を架橋層状珪酸塩分とする方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中の架橋層状珪酸塩の含有量も同様の方法により測定する。このようにして測定した樹脂成形体中の架橋層状珪酸塩の含有量から、樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の含有量が推定される。
【００４３】
樹脂組成物中のポリ乳酸樹脂の重量平均分子量は、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をサイズ排除クロマトグラフ（ＧＰＣ）にて、重量平均分子量を求める。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶解し分子量分布測定（ＧＰＣ）により分析する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸樹脂の重量平均分子量は、高分子を溶媒に溶解し、この溶液をサイズ排除クロマトグラフ（ＧＰＣ）にて、重量平均分子量を求める。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶解し、分子量分布測定（ＧＰＣ）により分析する。
【００４４】
樹脂組成物中のポリ乳酸樹脂のガラス転移温度は、熱分析装置（エスアイアイナノテクノロジ製、ＤＳＣ６０００型）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１の方法により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中のポリ乳酸樹脂のガラス転移温度は、熱分析装置（エスアイアイナノテクノロジ製、ＤＳＣ６０００型）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１の方法により測定する。
【００４５】
樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の層間距離は、Ｘ線回折により測定する。樹脂組成物を用いて得られる樹脂成形体中の架橋層状珪酸塩の層間距離も同様の方法により測定する。このようにして測定した樹脂成形体中の架橋層状珪酸塩の層間距離から、樹脂組成物中の架橋層状珪酸塩の層間距離が推定される。
【００４６】
＜その他成分＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、強化剤、耐候剤、強化剤、加水分解防止剤等の添加剤、触媒等のその他の成分をさらに含有してもよい。これらのその他の成分の含有量は、樹脂組成物の固形分全量を基準として、それぞれ１０質量％以下であることが好ましい。
【００４７】
＜樹脂組成物の製造方法＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、層状珪酸塩の層間に上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンを挿入する挿入工程と、挿入工程で得られた挿入層状珪酸塩と架橋剤とを混合し、挿入された第四級アンモニウムイオンとポリ乳酸樹脂のうち少なくとも一部とを反応させ、化学結合を形成する反応工程と、を含む方法により作製される。反応工程において、必要に応じてその他の成分を混合してもよし、必要に応じてその他の成分を別途混合してもよい。
【００４８】
挿入工程では、例えば、層状珪酸塩と温水等の水等の溶媒とを混合し、膨潤させつつ分散させ、その後、第四級アンモニウム塩を含有する水溶液等の溶液を添加し、必要に応じて加熱、撹拌することにより第四級アンモニウム塩のイオンとイオン交換反応させる。沈殿物をろ別、洗浄、乾燥、粉砕することにより、挿入層状珪酸塩が得られる。
【００４９】
反応工程では、例えば、加熱下にポリ乳酸樹脂を挿入層状珪酸塩と反応させる。例えば、２軸押出機等を使用して加工温度１８０℃以上２３０℃以下の範囲でポリ乳酸樹脂および挿入層状珪酸塩の溶融混練押出しを行い、過酸化物等の架橋剤を可塑剤等に溶解した溶液を注入し、反応させることにより得られる。
【００５０】
挿入層状珪酸塩の添加量は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部以上の範囲であることが好ましく、１質量部以上の範囲であることがより好ましい。挿入層状珪酸塩の添加量がポリ乳酸樹脂１００質量部に対して０．０５質量部未満であると、架橋層状珪酸塩によるポリ乳酸樹脂の補強効果が十分でない場合がある。また、挿入層状珪酸塩の添加量は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、１０質量部以下の範囲であることが好ましく、９質量部以下の範囲であることがより好ましい。挿入層状珪酸塩の添加量がポリ乳酸樹脂１００質量部に対して１０質量部を超えると架橋層状珪酸塩同士の凝集が発生する場合がある。
【００５１】
過酸化物等の架橋剤の添加量は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、０．１質量部以上の範囲であることが好ましく、０．２質量部以上の範囲であることがより好ましい。過酸化物等の架橋剤の量がポリ乳酸樹脂１００質量部に対して０．１質量部未満であると、架橋層状珪酸塩が十分劈開しない場合があり、得られる成形体の耐熱性が得られなくなる場合がある。また、過酸化物等の架橋剤の添加量は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、１．０質量部以下の範囲であることが好ましく、０．８質量部以下の範囲であることがより好ましい。過酸化物等の架橋剤の量がポリ乳酸樹脂１００質量部に対して１．０質量部を超えると、機械的特性が低下する場合がある。
【００５２】
第四級アンモニウム塩としては、第四級アンモニウムクロライド、第四級アンモニウムブロマイド、第四級アンモニウム等が挙げられる。
【００５３】
架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等の過酸化物等が挙げられ、ポリ乳酸樹脂の混練温度と、１／２半減期温度とのマッチング等の点から、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等の過酸化物が好ましい。
【００５４】
可塑剤としては、例えば、グリセリン系可塑剤、クエン酸系可塑剤等が挙げられ、ポリ乳酸樹脂との親和性等の点から、グリセリン系可塑剤が好ましい。
【００５５】
溶融混練は、例えば、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）、簡易ニーダ（東洋精機製、ラボプラストミル）等の公知の混練装置を用いて行えばよい。ここで、溶融混練の温度条件（シリンダ温度条件）としては、例えば、１５０℃以上２４０℃以下の範囲が好ましく、１７０℃以上２２０℃以下の範囲がより好ましい。これにより、機械的特性等に優れた成形体が得られ易くなる。
【００５６】
［樹脂成形体］
本実施形態に係る樹脂成形体は、第１のポリ乳酸樹脂と、層状珪酸塩と、を含み、層状珪酸塩は、層間に上記一般式（Ｉ）で示される第四級アンモニウムイオンおよび第２のポリ乳酸樹脂が挿入され、挿入された第四級アンモニウムイオンと第２のポリ乳酸樹脂とが化学結合された化学架橋構造を有し、層状珪酸塩の層間距離は３．５オングストローム以上であり、層状珪酸塩は、第１のポリ乳酸樹脂および第２のポリ乳酸樹脂の合計を１００質量％として、０．０５質量％以上含有される。
【００５７】
本実施形態に係る樹脂成形体は、例えば、上述した本実施形態に係る樹脂組成物を成形することにより得られる。例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形等の成形方法により成形して、本実施形態に係る樹脂成形体が得られる。生産性等の理由から、本実施形態に係る樹脂組成物を射出成形して得られたものであることが好ましい。
【００５８】
射出成形は、例えば、日精樹脂工業製「ＮＥＸ１５０」、日精樹脂工業製「ＮＥＸ７００００」、東芝機械製「ＳＥ５０Ｄ」等の市販の装置を用いて行えばよい。この際、シリンダ温度としては、樹脂の分解抑制等の観点から、１７０℃以上２５０℃以下の範囲とすることが好ましく、１８０℃以上２４０℃以下の範囲とすることがより好ましい。また、金型温度としては、生産性等の観点から、３０℃以上１００℃以下の範囲とすることが好ましく、３０℃以上６０℃以下の範囲とすることがより好ましい。
【００５９】
本実施形態に係る樹脂成形体は、耐熱性に優れる。
【００６０】
＜電子・電気機器の部品＞
本実施形態に係る樹脂成形体は、機械的強度（耐衝撃性、引張弾性率等）に優れたものになり得るため、電子・電気機器、家電製品、容器、自動車内装材などの用途に好適に用いられる。より具体的には、家電製品や電子・電気機器などの筐体、各種部品など、ラッピングフィルム、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの収納ケース、食器類、食品トレイ、飲料ボトル、薬品ラップ材などであり、中でも、電子・電気機器の部品に好適である。電子・電気機器の部品は、複雑な形状を有しているものが多く、また重量物であるので、重量物とならない場合に比べて高い耐衝撃性が要求されるが、本実施形態に係る樹脂成形体によれば、このような要求特性が十分満足される。本実施形態に係る樹脂成形体は、特に、画像形成装置や複写機等の筐体に適している。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６２】
＜製造例１＞
［挿入層状珪酸塩の調製］
層状珪酸塩として膨潤性フッ素雲母（ナトリウム型）（商品名「ソマシフＭＥ−１００」、コープケミカル株式会社製）１００質量部に６０℃の温水０．９９質量部を撹拌しながら加え、膨潤させつつ分散させた。その後、第四級アンモニウムクロライド（Ｒ１＝Ｃ１８Ｈ３５、Ｒ２＝ＣＨ３、Ｒ３＝Ｒ４＝ＣＨ２ＯＨ）を５質量部含有する水溶液１．４１質量部を徐々に添加し、６０℃に保って２４時間撹拌することによりナトリウムイオンとイオン交換反応させた。沈殿物をろ別し、超純水で洗浄を繰り返して残留ナトリウムイオンを除去したのち乾燥し、粉砕することにより、粉末状の挿入層状珪酸塩を得た。
【００６３】
＜製造例２〜６、比較製造例１，２＞
表１および表２に示す条件で、製造例１と同様にして挿入層状珪酸塩を得た。層状珪酸塩として膨潤性ベントナイト（商品名「クニピアＦ」、クニミネ工業製）を用いた。
【００６４】
＜実施例１＞
［樹脂組成物の調製］
表３に示す量で、ポリ乳酸樹脂（商品名「Ｉｎｇｅｏ４０３２Ｄ」、ネイチャーワークス社製、重量平均分子量１７０，０００）と製造例１で得られた挿入層状珪酸塩とをミキサーによりプレミキシングしたあと、２軸押出機（日本製鋼所社製、ＴＥＸ−３０α）を使用してトップフィーダからプレミキシングした材料を供給し、加工温度１９０℃で溶融混練押出しを行った。その際、混練機途中から、ポンプを用いて、架橋剤としての過酸化物（商品名「パーヘキサ２５Ｂ」、日本油脂社製）０．５質量部と、可塑剤であるグリセリンジアセトモノカプレート（商品名「リケマールＰＬ−０１９」、理研ビタミン製）５質量部に溶解した溶液を注入し、樹脂組成物を得た。そして、吐出された樹脂をペレット状にカッティングした。
【００６５】
得られたペレットは８０℃で４時間、熱風乾燥機を用いて乾燥後、射出成形機によりシリンダ温度１９０℃、金型温度１１０℃の条件で所定の評価用試験片を得た。
【００６６】
＜実施例２〜１２、比較例１〜４＞
表３，表４に示す条件で、実施例１と同様にして評価用試験片を得た。
【００６７】
［測定・評価］
（組成物中の層状珪酸塩の層間距離）
樹脂組成物中の層状珪酸塩の層間距離（オングストローム）を、Ｘ線回折装置（マックサイエンス社製ＭＸｌａｂｏ）を用い、銅線源より得られる波長０．１５４ｎｍのＸ線を使用して、管電圧４０ｋＶ、管電流２０ｍＡの条件で測定し、得られるピーク位置から、層状珪酸塩の底面間距離を求める方法により測定した。
【００６８】
（耐熱性（熱変形温度））
ＡＳＴＭ  Ｄ６４８の試験法規格に決められた荷重（０．４５ＭＰａ）を与えた状態で、試験片の温度をあげていき、たわみの大きさが規定の値になる温度（荷重たわみ温度：ＤＴＵＬ）を測定した。
【００６９】
（機械的特性）
［衝撃強度（耐衝撃性）］
ＩＳＯ多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、ＩＳＯ−１７９に規定の方法に従って耐衝撃試験装置（東洋精機社製、ＤＧ−５）によりシャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ２）を測定した。
【００７０】
［曲げ弾性率］
成形体の引張り強度（％）を、ＪＩＳ  Ｋ−７１１３に準じて測定した。
【００７１】
【表１】
2014152244.tif 000007
【００７２】
【表２】
2014152244.tif 000008
【００７３】
【表３】
2014152244.tif 000009
【００７４】
【表４】
2014152244.tif 000010
【００７５】
実施例１〜１２の樹脂組成物は、比較例１〜４の樹脂組成物に比べて、成形体にした場合に耐熱性に優れていた。実施例１，７，８は、ポリ乳酸樹脂に対する層状珪酸塩の含有量が１０質量％を超える実施例１１に比べて、成形体にした場合に機械的特性にも優れていた。実施例１，９，１０は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対する架橋剤の含有量が１．０質量部を超える実施例１２に比べて、成形体にした場合に機械的特性にも優れていた。