(57)【要約】【課題】生分解性を有し、剛性、衝撃強度、生産性に優れ、家電品、携帯情報端末の筐体、プラスチック部品用成形材料として有用な生分解性樹脂複合材料成形品を提供する。【解決手段】結晶性の生分解性樹脂では融点、非晶性の生分解樹脂ではガラス転移温度を転移温度としたときに、該転移温度の異なる２つ以上の生分解性樹脂からなり、１つ以上の生分解性樹脂が繊維状に分散した高剛性および耐衝撃性を有する生分解性樹脂複合材料成形品である。また、成形時の成形温度が、生分解性樹脂の最高転移温度より低いことを特徴とする前記生分解性樹脂複合材料成形品の製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性の生分解性樹脂では融点、非晶性の生分解樹脂ではガラス転移温度を転移温度としたときに、該転移温度の異なる２つ以上の生分解性樹脂からなり、１つ以上の生分解性樹脂が繊維状に分散した高剛性および耐衝撃性を有する生分解性樹脂複合材料成形品。
【請求項２】
生分解性樹脂が、ポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、デンプン、酢酸セルロースのいずれか２種以上からなる請求項１記載の生分解性樹脂複合材料成形品。
【請求項３】
繊維状に分散した生分解性樹脂が１０重量％以上、５０重量％以下含まれる請求項１または２記載の生分解性樹脂複合材料成形品。
【請求項４】
２つ以上の生分解性樹脂の最高転移温度と最低転移温度が１０℃以上異なる請求項１、２または３記載の生分解性樹脂複合材料成形品。
【請求項５】
成形時の成形温度が、生分解性樹脂の最高転移温度より低いことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の生分解性樹脂複合材料成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性および耐衝撃性を有し、かつ生分解性を有する生分解性樹脂複合材料成形品に関し、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、テレビ、掃除機、炊飯器などの家電品、携帯電話などの携帯情報端末の筐体、電子電気部品などに用いられるプラスチック部品用成形材料として有用な生分解性樹脂複合材料成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
家電品、携帯情報端末、電子電気部品の成形材料には、環境配慮の観点から、廃棄処理時に有害物質を排出せず、地球環境に悪影響を及ぼさない高剛性および耐衝撃性を有する樹脂材料が望まれる。そこで近年、土中または水中の微生物により分解され得る生分解性樹脂が開発され、様々な種類が市販されている。しかしながら、従来の生分解性樹脂は、剛性が汎用樹脂と比較して低いという欠点を有し、一方、剛性を有する生分解性樹脂は、衝撃強度が低いという欠点を有するため、家電品、携帯情報端末、電子電気部品への適用が困難である。
【０００３】
生分解性樹脂の剛性不足という欠点を補うため、たとえば特許文献１および２では、環境対応を損なわない木材などからなる天然繊維を強化材とする生分解性複合材料が提案されている。しかし、これらの材料は繊維によっては十分な剛性が得られず、補強効果を高めるために繊維の含有量、分散性を高める必要があり、繊維径、樹脂の粒径に制約が生じ、さらに生産時の制御が必要である。また、繊維の充填は衝撃強度の低下を招く。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４６２１９号公報
【特許文献２】特開平９−３０２２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、生分解性を有し、剛性、衝撃強度、生産性に優れ、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、テレビ、掃除機、炊飯器などの家電品、携帯電話などの携帯情報端末の筐体、電子電気部品などに用いられるプラスチック部品用成形材料として有用な生分解性樹脂複合材料成形品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は前記課題を解決するために、生分解性樹脂の組み合わせ、成形方法に関して鋭意研究を重ねた結果、高い剛性、衝撃強度をあわせもつ条件を見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち本発明は、結晶性の生分解性樹脂では融点、非晶性の生分解樹脂ではガラス転移温度を転移温度としたときに、該転移温度の異なる２つ以上の生分解性樹脂からなり、１つ以上の生分解性樹脂が繊維状に分散した高剛性および耐衝撃性を有する生分解性樹脂複合材料成形品に関する。
【０００８】
生分解性樹脂は、ポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、デンプン、酢酸セルロースのいずれか２種以上からなることが好ましい。
【０００９】
繊維状に分散した生分解性樹脂は１０重量％以上、５０重量％以下含まれることが好ましい。
【００１０】
２つ以上の生分解性樹脂の最高転移温度と最低転移温度が１０℃以上異なることが好ましい。
【００１１】
成形時の成形温度が、生分解性樹脂の最高転移温度より低いことを特徴とする前記生分解性樹脂複合材料成形品の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高剛性および耐衝撃性を有する生分解性樹脂複合材料成形品を提供することができる。また、この生分解性樹脂複合材料成形品は生分解性樹脂のみで構成されており、補強材としてガラス繊維や難分解性プラスチックなどを含まないため、この生分解性複合材料成形品を利用した物品を廃棄する場合に廃棄物としての処理が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の高剛性および耐衝撃性を有する生分解性樹脂複合材料成形品は、結晶性の生分解性樹脂では融点、非晶性の生分解樹脂ではガラス転移温度を転移温度としたときに、該転移温度の異なる２つ以上の生分解性樹脂からなり、１つ以上の生分解性樹脂が繊維状に分散したものである。
【００１４】
本発明で使用される生分解性樹脂は生分解性を有していればよく、とくに限定されるものではない。具体的には、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート／アジペート、ポリブチレンサクシネート／カーボネートなどのポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、デンプン、酢酸セルロース、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリ（２−オキセタノン）、化工デンブン、セルロース、キチン、キトサン、グルテン、ゼラチン、ゼイン、大豆タンパク、コラーゲン、ケラチン、天然ゴム、ポリエチレングリコール、ポリリンゴ酸などがあげられ、これらのいずれかの融点の異なる２種以上を混合して使用することができる。これらのうち、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート／アジペート、ポリブチレンサクシネート／カーボネートなどのポリブチレンサクシネート系樹脂、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、デンプン、酢酸セルロースが剛性、耐衝撃性などの点から好ましい。
【００１５】
市販されている生分解性樹脂としては、たとえば、コーンポール（日本コーンスターチ（株）製）、テラマック（ユニチカ（株）製）、ＧＳＰｌａ（三菱化学（株）製）、ビオノーレ（昭和高分子（株）製）、マタービー（日本合成化学工業（株）製）、ラクティ（（株）島津製作所製）、レイシア（三井東圧化学（株）製）、セルグリーンおよびプラセル（ダイセル化学工業（株）製）、バイオポール（日本モンサント（株）製）、エコフレックス（ＢＡＳＦジャパン（株）製）、ルナーレ（（株）日本触媒製）、ノボン（チッソ（株）製）などがあげられる。
【００１６】
繊維状に分散する生分解性樹脂は、要求される耐衝撃性の大きさに応じて適宜配合量を選択することが可能であるが、樹脂組成物中に１０重量％以上、さらには２０重量％以上配合することが好ましい。生分解性樹脂の配合量が１０重量％未満であると、剛性向上効果を充分に得ることができない傾向がある。また、添加量を多くすると衝撃強度が低下する傾向が見られるので、５０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがさらに好ましい。
【００１７】
繊維状に分散する生分解性樹脂の弾性率は、２〜１５ＧＰａであることが好ましく、５〜１０ＧＰａであることがさらに好ましい。弾性率が２ＧＰａ未満であると剛性の向上が得られない傾向があり、１５ＧＰａより大きい場合は耐衝撃性の低下が著しい傾向がある。
【００１８】
本発明における生分解性樹脂は、結晶性および非晶性のいずれであってもよく、これらを混合して用いてもよい。結晶性生分解性樹脂は融点を有し、一般的に融点以上の温度で溶融成形可能である。一方、非晶性生分解性樹脂は融点を有さないが、ガラス転移温度以上で溶融状態となり、成形可能となる。そこで、２つ以上の生分解性樹脂のうち、結晶性の生分解性樹脂では融点、非晶性の生分解樹脂ではガラス転移温度を転移温度としたときに、射出成形時の成形温度を最高転移温度を有する樹脂の転移温度より低くすることにより、１つ以上の樹脂を繊維状に分散させることができる。成形温度は、最低転移温度を有する樹脂の転移温度以上であり、最高転移温度を有する樹脂の転移温度より１０〜４０℃低いことが好ましく、２０〜３０℃低いことがより好ましい。最高転移温度を有する樹脂の転移温度より高い場合には、高転移温度を有する樹脂の繊維状分散が充分に生じず、高い剛性が得られない傾向がある。ここで、成形温度より高い転移温度を有する樹脂は、射出成形時には溶融状態ではないが、軟化しているため、成形時のせん断力によって引き伸ばされ、繊維状に分散する。
【００１９】
２つ以上の生分解性樹脂の最高転移温度と最低転移温度は、１０℃以上、さらには３０℃以上異なることが好ましい。２つ以上の生分解性樹脂の最高転移温度と最低転移温度の差が１０℃未満であると、高転移温度の樹脂が溶融状態に近い状態で射出成形されることとなるため繊維状に分散しない傾向がある。
【００２０】
繊維状に分散した樹脂の平均アスペクト比（繊維長／繊維径）は、５〜２００が好ましく、５０〜１００であることがより好ましい。平均アスペクト比が５より小さいと、剛性の向上が得られない傾向があり、２００より大きいと、耐衝撃性の低下が著しい傾向がある。
【００２１】
本発明の生分解性樹脂複合材料成形品には、その剛性、衝撃特性を損なわない範囲で、公知の樹脂用添加剤を加えてもよい。樹脂用添加剤の具体例としては、たとえば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、表面処理剤、熱伝導改良剤、潤滑性向上剤、着色剤、染料、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤、難燃剤、メッキ特性改良剤などを挙げることができる。
【００２２】
本発明の生分解性樹脂複合材料成形品は、射出成形、押出成形などの樹脂のせん断力、伸張力がかかる加工法によって、精度よく所望形状に成形することができる。得られる成形品は、高転移温度を有する樹脂の繊維状の分散により高剛性を有する上に、高い衝撃強度を有する。
【００２３】
本発明の生分解性樹脂複合材料成形品は、上述のような優れた剛性と衝撃特性を有することから、たとえばエアコン、冷蔵庫、洗濯機、テレビ、掃除機、炊飯器などの家電品、携帯電話などの携帯情報端末の筐体、電子電気部品などに用いられるプラスチック部品用成形材料の構成材料として使用することができる。
【実施例】
【００２４】
つぎに、本発明にかかわる生分解性樹脂複合材料成形品の実施例を挙げ、本発明の効果を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更実施可能である。
【００２５】
実施例１〜５
最低転移温度を有するコハク酸生分解性樹脂Ａ（商品名：ＧＳＰｌａ、三菱化学（株）製、融点１１２℃、曲げ弾性率０．７ＧＰａ）、最高転移温度を有するポリ乳酸生分解性樹脂Ｂ（商品名：テラマック、ユニチカ（株）製、融点１７０℃、曲げ弾性率３．４ＧＰａ）をそれぞれ表１の配合割合で混合し、ペレットを得た。混合には、シリンダー温度を１９０℃に設定した二軸押出機（商品名：ＴＥＸ−３０α、（株）日本製鋼所製）を用いた。
【００２６】
得られたペレットを、表１に記載したシリンダー温度および金型温度４０℃の射出成形条件下において射出成形機（商品名：ＴＨ８０Ｅ９ＶＥ、日精樹脂工業（株）製）で成形し、試験片を形成した。得られた試験片をＴＥＭにより観察した結果、最高転移温度を有する樹脂Ｂが繊維状に分散していることがわかった。
【００２７】
次に、得られた試験片の機械的特性を測定した。なお、引張強度はＩＳＯ−５２７、曲げ強度及び曲げ弾性率はＩＳＯ−１７８、シャルピー衝撃強さ（ノッチ無し）はＩＳＯ−１７９に基づいてそれぞれ測定した。結果を表１に示す。
【００２８】
比較例１
樹脂Ｂを含まない試験片をシリンダー温度２００℃、金型温度４０℃の射出成形条件で作製し、得られた試験片の機械的特性を測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2005171193.tif 000002
【００３０】
表１から、低転移温度を有する樹脂Ａと高転移温度を有する樹脂Ｂを混合した実施例１〜５では、樹脂Ｂを含まない比較例１に比べて曲げ弾性率および曲げ強度に優れることがわかる。成形温度が高転移温度を有する樹脂Ｂの転移温度より１０℃低い実施例２では、高い衝撃強度を維持し、かつ１．２ＧＰａと、最も高い曲げ弾性率となった。なお、樹脂Ｂを５０重量％配合した実施例５では、曲げ弾性率は２．２ＧＰａと非常に高くなるが、衝撃強度が２００ｋＪ／ｍ2と、他と比べて低くなることがわかる。