(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリ乳酸を含有する組成物を射出成形した場合、該成形品がポリ乳酸のガラス転移温度付近で急激に弾性率が低下するという従来の欠点を解決し、常温金型で成形しても耐熱性に優れる生分解性樹脂組成物を提供する。【解決手段】ポリ乳酸を６５〜７５質量％含みポリブチレンサクシネートを３５〜２５質量％含む高分子成分と、前記高分子成分１００質量部に対して５〜２５質量部のタルクと、を２００〜２３０℃で混練して得られた生分解性樹脂組成物。好ましくは、混練時間が５分以上である前記生分解性樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸を６５〜７５質量％含みポリブチレンサクシネートを３５〜２５質量％含む高分子成分と、前記高分子成分１００質量部に対して５〜２５質量部のタルクと、を２００〜２３０℃で混練して得られた生分解性樹脂組成物。
【請求項２】
混練時間が５分以上である請求項１に記載の生分解性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸を含む生分解性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球的規模での環境問題に対して、近年では廃棄物の有効活用の観点からトウモロコシなど農作物の廃棄部分などから抽出できるでんぷんを発酵させて得られる乳酸の重合体であるポリ乳酸の利用が検討されている。ポリ乳酸は生分解性のプラスチックであり、廃棄時の環境負荷低減の観点からも優れた材料である。
【０００３】
ポリ乳酸は耐熱性が低いため、ポリ乳酸のこれらの特性の向上を目的としてポリ乳酸を結晶化するための検討がなされている。例えば、ポリ乳酸を結晶化させるためにタルク等の結晶核剤を添加したり、成形条件をコントロールしたりする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１では、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート／タルクを７０／３０／１０（質量比）の割合で添加することによりポリ乳酸の結晶化が促進され耐熱性が向上することが開示されている。
【特許文献１】特許第３５９９５３３号明細書（実施例３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の樹脂組成物を射出成形材料に適用した際、常温金型で成形した成形品の５０〜１００℃における弾性率の最小値が１００ＭＰａに満たず、耐熱性に問題がある。これは、常温金型で成形するとポリ乳酸の結晶化が十分ではなく、ポリ乳酸のガラス転移温度（６０℃）付近で弾性率が急激に低下してしまうためであると推察される。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、常温金型で成形しても耐熱性に優れる生分解性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、本発明は、
＜１＞  ポリ乳酸を６５〜７５質量％含みポリブチレンサクシネートを３５〜２５質量％含む高分子成分と、前記高分子成分１００質量部に対して５〜２５質量部のタルクと、を２００〜２３０℃で混練して得られた生分解性樹脂組成物である。
【０００８】
＜２＞  混練時間が５分以上である＜１＞に記載の生分解性樹脂組成物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、常温金型で成形しても耐熱性に優れる生分解性樹脂組成物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の生分解性樹脂組成物について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の生分解性樹脂組成物は、ポリ乳酸を６５〜７５質量％含みポリブチレンサクシネートを３５〜２５質量％含む高分子成分と、前記高分子成分１００質量部に対して５〜２５質量部のタルクと、を２００〜２３０℃で混練して得られたものである。
【００１２】
ポリ乳酸の融点は１７０℃付近であり、ポリブチレンサクシネートの融点は１１０℃付近であることから、通常２００℃以上の樹脂温度で混練することは考え難い。ところが、本発明者は２００〜２３０℃の樹脂温度でポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート及びタルクを混練することによりこれらを含む樹脂組成物の耐熱性が向上するとの予期せぬ効果があることを見いだし、本発明を完成させた。
【００１３】
混練温度が２００℃未満であると、樹脂組成物の耐熱性に問題を生ずることがある。また、混練温度が２３０℃よりも高いと、生分解性樹脂組成物が黄変することがある。本発明における好ましい混練温度は、２００〜２３０℃であり、さらに好ましくは２１０℃である。
【００１４】
引用文献１では、段落番号００８２に記載のように実施例においてポリ乳酸とポリブチレンサクシネートとタルクとをヘンシェルミキサーで混合後、押出機シリンダー設定温度１７０℃〜２１０℃の条件にてペレット化し、該ペレットを（株）日本製鋼所製ＪＳＷ−７５射出成形機シリンダー設定温度１８０℃〜２００℃の条件にて溶融し、成形温度（金型温度）２５℃、冷却時間（成形サイクル）２５秒の条件でＡＳＴＭ物性用試験片を作成している。しかし、本発明者の知見によれば押出機シリンダー設定温度や射出成形機シリンダー設定温度を各々１７０℃〜２１０℃及び１８０℃〜２００℃に設定したとしても樹脂組成物の温度は２００℃には到達しない。また、ペレット化及び射出成形の際の加熱時間もおおよそ１分程度である。
【００１５】
高分子成分に含まれるポリ乳酸の含有量が６５質量％未満であると（即ちポリブチレンサクシネートの含有量が３５質量％よりも多いと）ポリブチレンサクシネートの融解に伴う耐熱性の低下が生ずることがある。また、高分子成分に含まれるポリ乳酸の含有量が７５質量％よりも多いと（即ちポリブチレンサクシネートの含有量が２５質量％未満であると）ポリ乳酸の結晶化が不完全となり、耐熱性が低下することがある。本発明においては、高分子成分にはポリ乳酸が６８〜７２質量％含まれ、ポリブチレンサクシネートが３２〜２８質量％含まれていることが好ましく、ポリ乳酸及びポリブチレンサクシネートが各々７０質量％及び３０質量％含まれていることが特に好ましい。
【００１６】
本発明の生分解性樹脂組成物に用いることのできるポリ乳酸は、ポリＬ−乳酸又はポリＤ−乳酸のいずれであってもよく、両方を併用することもできる。本発明の生分解性樹脂組成物に用いられるポリＬ−乳酸の重量平均分子量は、１０万〜３０万が好ましく、１５万〜２５万がさらに好ましく、１８万〜２２万が特に好ましい。また、本発明の生分解性樹脂組成物に用いられるポリＤ−乳酸の重量平均分子量は、１０万〜３０万が好ましく、１５万〜２５万がさらに好ましく、１８万〜２２万が特に好ましい。
【００１７】
また、ポリＬ−乳酸及びポリＤ−乳酸の分子量増大を目的として、少量の鎖延長剤を添加しても良い。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物を添加して高分子量化したり、あるいはカーボネート化合物を用いたりして脂肪族ポリエステルカーボネートを得るようにしても良い。
【００１８】
また、ポリＬ−乳酸及びポリＤ−乳酸中に残存するモノマー量は、２０００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５００ｐｐｍ以下であると良い。ポリＬ−乳酸及びポリＤ−乳酸を製造する重合方法において、モノマー／ポリマーの反応平衡により、相当量のモノマー（ラクチド）の一部や低分子量（オリゴマー）がポリマー中に残存する。この残存モノマーや低分子量オリゴマーが最終製品（成形品、フィルム、繊維など）に存在すると一種の可塑剤或いは加水分解のトリガーとして作用し、経時的な強度劣化を促進する原因となる。またラクチドは昇華性物質であり、例えば繊維の紡糸工程で昇華し、ダイスやノズルに付着して糸切れの原因になったり、昇華物が異臭の原因になったりする。このために、ポリＬ−乳酸及びポリＤ−乳酸に残存するモノマーはできるだけ低減させることが好ましい。低モノマー化の方法としては、例えば特許第３０５５４２２号公報に記載されているモノマーを昇華させる方法や特開平９−１１０９６７号公報に記載されている溶剤による洗浄処理などがある。
【００１９】
本発明の生分解性樹脂組成物に含有されるポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸との混合比（質量比）は、８０：２０〜２０：８０であることが好ましく、７５：２５〜２５：７５がさらに好ましく、６０：４０〜４０：６０が特に好ましい。
【００２０】
本発明の生分解性樹脂組成物に用いることのできるポリブチレンサクシネートは特に限定されるものではない。ポリブチレンサクシネートはコハク酸（ＨＯＣＯＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）と１，４−ブタンジオール（ＨＯ（ＣＨ２）４ＯＨ）とを原料として脱水重縮合により合成することができる。また、ポリブチレンサクシネートは例えばビオノーレ（昭和高分子）として上市されており、容易に入手可能である。
【００２１】
本発明の生分解性樹脂組成物には、ポリ乳酸及びポリブチレンサクシネートを含む高分子成分１００質量部に対して５〜２５質量部のタルクが添加される。タルクの添加量が５質量部未満であるとポリ乳酸の結晶化が十分ではなく、耐熱性が低下することがある。また、タルクの添加量が２５質量部よりも多いと樹脂組成物の耐衝撃性が著しく低下することが懸念される。本発明においては、高分子成分１００質量部に対して８〜１５質量部のタルクが添加されることが好ましく、さらに好ましくは１０質量部である。
【００２２】
高分子成分とタルクとの混練には、一軸又は多軸押出機やロールミル、バンバリーミキサー、ニーダー、ブラベンダー等を用いることができる。混練を実施する前にヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー等によりポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート及びタルクを均一に予備混合することが好ましい。
【００２３】
混練時間は５分以上であることが好ましく、５〜１５分がさらに好ましく、８〜１０分が特に好ましい。ここで、混練時間とは樹脂組成物の温度が２００〜２３０℃になった状態で混練された時間をいう。
【００２４】
さらに、本発明の生分解性樹脂組成物には、必要に応じて、従来公知の可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、各種フィラー、帯電防止剤、離型剤、香料、滑剤、難燃剤、発泡剤、充填剤、抗菌剤・抗カビ剤等の各種添加剤を配合してもよい。
【００２５】
本発明の生分解性樹脂組成物は、主として、一般のプラスチックと同様に、各種成形品の成形材料として用いられる。
【００２６】
本発明の生分解性樹脂組成物を成形するに際しては、一般のプラスチックと同様の押出成形、射出成形、ブロー成形、真空成形、圧縮成形等の成形を行うことができ、シート、棒、ビン、容器等の各種成形品を容易に得ることができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。
【００２８】
［実施例１］
ポリ乳酸（商品名Ｕ’Ｚ−ＢＯ、トヨタ自動車社製、重量平均分子量２０万）７０質量部と、ポリブチレンサクシネート（商品名ＧＳＰｌａ、三菱化学社製）３０質量部と、タルク（商品名ミクロエースＰ６、日本タルク社製）１０質量部と、をドライブンレンドし、それをラボブラストミル（東洋精機社製）を用いて混練温度２００℃で１０分間溶融混練後、金型温度３０℃、冷却時間６０秒で平板に成形して生分解性樹脂組成物成形品を得た。得られた生分解性樹脂組成物成形品を目視により確認したところ、黄変は生じていなかった。なお、本実施例において混練温度及び混練時間とは、樹脂が所定の温度に達した状態で混練された時間をいい、例えば「２００℃で１０分間溶融混練」とは組成物の温度が２００℃とされた状態で１０分間混練されたことを意味する。
【００２９】
動的粘弾性測定装置を用いて生分解性樹脂組成物成形品の弾性率（５０〜１００℃の間の弾性率の最小値）を求めた。図１に生分解性樹脂組成物成形品の弾性率の測定結果の具体例を示す。得られた結果を表１に示す。なお、生分解性樹脂組成物成形品の弾性率は１００ＭＰａ以上であることが好ましく、１５０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
【００３０】
［実施例２及び３並びに比較例１〜４］
表１に示す混練温度及び混練時間とした以外は実施例１と同様にして生分解性樹脂組成物成形品を評価した。得られた結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2008101092.tif 000002
【００３２】
表１から、混練温度が２００℃未満であると弾性率が低く（比較例１）、混練時間を長くしても１００ＭＰａ以上の弾性率を得ることができないことがわかる。また、混練温度が２３０℃を超えると成形品が黄変し好ましくない（比較例３及び４）。なお、上記弾性率が大きいほど耐熱性に優れることを示す。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１における生分解性樹脂組成物成形品の弾性率の測定結果を示す図である。
【図１】
2008101092.tif 000003