(57)【要約】【課題】結晶性及び耐熱変形性の向上を図るとともに、良好な耐加水分解性を確保することが可能な乳酸系樹脂組成物及びその成形品を提供する。【解決手段】乳酸系樹脂組成物は、カルボジイミド化合物によりカルボキシル基末端の少なくとも一部が封鎖されているポリ乳酸と、結晶核剤と、カップリング剤により表面処理されている補強繊維と、同じくカップリング剤により表面処理されている無機粒子とを含有してなる。そして、この乳酸系樹脂組成物におけるポリ乳酸由来の残留モノマー濃度は２０００ｐｐｍ以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボジイミド化合物によりカルボキシル基末端の少なくとも一部が封鎖されているポリ乳酸と、結晶核剤と、カップリング剤により表面処理されている補強繊維と、カップリング剤により表面処理されている無機粒子とを含有してなり、前記ポリ乳酸由来の残留モノマーの濃度が２０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする乳酸系樹脂組成物。
【請求項２】
前記補強繊維及び前記無機粒子は、それぞれｐＨが７〜９であることを特徴とする請求項１に記載の乳酸系樹脂組成物。
【請求項３】
前記カルボジイミド化合物は、ＴＧＡ（熱重量解析）における５％重量減少温度が３００℃以上であり、カルボジイミド基濃度が０．８当量／２００ｇ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乳酸系樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の乳酸系樹脂組成物を成形して得られる成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳酸系樹脂組成物及びその成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリ乳酸は、微生物や酵素の働きにより分解する性質、いわゆる生分解性を示し、人体に無害な乳酸や二酸化炭素と水になることから、近年においては汎用樹脂の代替物として注目されている。このようなポリ乳酸を含有する組成物（以下、乳酸系樹脂組成物という）としては、以下に示すものが知られている。例えば特許文献１においては、実質的に、ポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸とのブレンド物のみからなり、ポリＬ−乳酸及び／又はポリＤ−乳酸のカルボキシル基末端の少なくとも一部が封鎖されている乳酸系樹脂組成物が記載されている。この特許文献１に記載の乳酸系樹脂組成物によれば、ポリ乳酸におけるカルボキシル基末端濃度が低下していることから、耐加水分解性に優れる成形品を得ることができる。
【０００３】
また、特許文献２においては、ポリ乳酸と、補強繊維と、結晶核剤とを含有してなる乳酸系樹脂組成物が記載されている。この種の補強繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維等が挙げられる。結晶核剤の具体例としては、タルク、カオリン、カオリナイト、シリカ等の無機系核剤の他、ソルビトール系核剤、リン系核剤、脂肪族ポリエステル系核剤等の有機系核剤が挙げられる。この特許文献２に記載の乳酸系樹脂組成物によれば、補強繊維及び結晶核剤の作用効果により、耐熱性及び剛性に優れる成形品を得ることができる。
【０００４】
さらに、特許文献３においては、ポリ乳酸と、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステル樹脂とからなる複合樹脂と、アスペクト比５以上を有する無機充填剤成分とを含有してなり、衝撃強度が５ｋＪ／ｍ２以上である乳酸系樹脂組成物が記載されている。この種の無機充填剤成分の具体例としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、タルク、マイカ等が挙げられる。そして、この無機充填剤成分は、シラン系カップリング剤により表面処理されている。この特許文献３に記載の乳酸系樹脂組成物によれば、無機充填剤成分の作用効果により、耐衝撃性に優れる成形品を得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−３０２０８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１３４３号公報
【特許文献３】特開２００２−１０５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、ポリ乳酸は結晶性樹脂であるが、その結晶化速度は小さく、実際には非晶性樹脂に近い挙動を示す。このため、特許文献１のように、カルボキシル基末端の少なくとも一部を封鎖しただけでは、ポリ乳酸の結晶性に何ら影響を及ぼすことはできず、充分な結晶化速度は得られない。このため、特許文献１に記載の乳酸系樹脂組成物を用いて所定の成形品を成形する際には、乳酸系樹脂組成物を結晶化させるために金型内で保持する時間（冷却時間）が長期化して成形サイクルの低下を招く。ひいては、生産性が低下することとなる。そして、仮に、短時間で金型を離型した場合には、乳酸系樹脂組成物の結晶化不足に起因して、成形品の機械的強度が著しく低下するおそれがある。さらに、特許文献１に記載の乳酸系樹脂組成物は、実質的にポリ乳酸のみからなるため、融点以下の５０〜１００℃程度の比較的低温でも容易に熱変形する可能性があり、成形品の耐熱変形性を充分に確保することが困難であった。
【０００６】
これに対し、特許文献２に記載の乳酸系樹脂組成物においては、結晶核剤が含有されているため、充分な結晶性はたしかに確保される。しかしながら、ポリ乳酸のカルボキシル基末端濃度が高くなっており、このカルボキシル基が酸触媒として作用することで加水分解性が促進される可能性が高い。また、特許文献３に記載の乳酸系樹脂組成物においても、上記特許文献２と同様に、ポリ乳酸のカルボキシル基末端に起因して加水分解性が促進される可能性が高い。すなわち、上記従来の乳酸系樹脂組成物においては、結晶性、耐熱変形性及び耐加水分解性のいずれか一つが不充分であり、この点においてなお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、結晶性及び耐熱変形性の向上を図るとともに、良好な耐加水分解性を確保することが可能な乳酸系樹脂組成物及びその成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の乳酸系樹脂組成物は、カルボジイミド化合物によりカルボキシル基末端の少なくとも一部が封鎖されているポリ乳酸と、結晶核剤と、カップリング剤により表面処理されている補強繊維と、カップリング剤により表面処理されている無機粒子とを含有してなり、前記ポリ乳酸由来の残留モノマーの濃度が２０００ｐｐｍ以下であることを要旨とする。
【０００９】
本発明の乳酸系樹脂組成物に含有されているポリ乳酸は、カルボジイミド化合物によりカルボキシル基末端の少なくとも一部が封鎖されているため、このカルボキシル基末端を酸触媒とする加水分解が抑制される。さらに、乳酸系樹脂組成物におけるポリ乳酸由来の残留モノマーの濃度は２０００ｐｐｍ以下であって極めて低いことから、カルボキシル基末端に起因しての、耐加水分解性の低下が極力抑制される。そして、カルボキシル基末端の封鎖を行うカルボジイミド化合物の反応量を少なくすることが可能となるとともに、カルボジイミド化合物の反応効率（封鎖効率）の向上が図られるようになる。
【００１０】
また、本発明の乳酸系樹脂組成物は、結晶核剤が含有されることで成形時における結晶化が促進されるため、金型内で保持する時間（冷却時間）の短縮化が図られ、成形サイクルが向上する。さらに、本発明の乳酸系樹脂組成物は、カップリング剤により表面処理されてなる補強繊維及び無機粒子が含有されている。このため、カップリング剤の作用効果により、ポリ乳酸に対する補強繊維及び無機粒子の界面接着性が高められ、耐熱変形性に加えて耐加水分解性のさらなる向上も図られることとなる。すなわち、本発明の乳酸系樹脂組成物によれば、結晶性、耐熱変形性及び剛性の向上が図られ、良好な耐加水分解性を確保することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明の乳酸系樹脂組成物は、請求項１に記載の発明において、前記補強繊維及び前記無機粒子は、それぞれｐＨが７〜９であることを要旨とする。
仮に、補強繊維及び無機粒子のｐＨが過剰に高い場合（例えば、ｐＨが９超）には、乳酸系樹脂組成物中に存在する過剰の水酸化物イオンにより、その加水分解が促進される可能性が高い。これに対し、本発明によれば、補強繊維及び前記無機粒子のｐＨがそれぞれ７〜９であることから、乳酸系樹脂組成物の加水分解を助長する水酸化物イオンの量は適度なものとなっており、この水酸化物イオンに起因しての、耐加水分解性の低下が極力抑制される。
【００１２】
請求項３に記載の発明の乳酸系樹脂組成物は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記カルボジイミド化合物は、ＴＧＡ（熱重量解析）における５％重量減少温度が３００℃以上であり、カルボジイミド基濃度が０．８当量／２００ｇ以上であることを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、５％重量減少温度が３００℃以上であるカルボジイミド化合物によってカルボキシル基末端の封鎖を行うことで、充分な耐熱性が確保された乳酸系樹脂組成物が得られる。また、本発明のカルボジイミド化合物におけるカルボジイミド基濃度は０．８当量／２００ｇ以上であることから、ポリ乳酸中のカルボキシル基末端を充分に封鎖し得る量のカルボジイミド基が存在することとなり、乳酸系樹脂組成物における良好な耐加水分解性が容易に得られる。
【００１４】
請求項４に記載の発明の成形品は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の乳酸系樹脂組成物を成形して得られることを要旨とする。
上記構成によれば、結晶性、耐熱変形性及び耐加水分解性のいずれもが充分に確保された成形品が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の乳酸系樹脂組成物及びその成形品によれば、結晶性及び耐熱変形性の向上が図られ、良好な耐加水分解性を確保することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の乳酸系樹脂組成物を具体化した一実施形態を説明する。
本実施形態の乳酸系樹脂組成物は、ポリ乳酸と、結晶核剤と、補強繊維と、無機粒子とを含有してなる。この乳酸系樹脂組成物は、主に、インストルメントパネル、センターコンソール、コンソールボックス、コンソールドア、カップホルダー等の自動車内装部品の成形材料として使用される。以下、本実施形態の乳酸系樹脂組成物を形成する各成分について順次説明する。
【００１７】
まず、ポリ乳酸は、乳酸系樹脂組成物から得られる成形品に生分解性を付与するために含有される。このポリ乳酸の具体例としては、例えば、Ｌ−乳酸のホモポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体等が挙げられる。本実施形態のポリ乳酸においては、カルボキシル基末端の少なくとも一部が、カルボジイミド化合物のカルボジイミド基により封鎖されている。この種のカルボジイミド化合物の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ´−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジ−tert.−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ´−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−トリイルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、ｐ−フェニレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、ヘキサメチレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミド，Ｎ，Ｎ′−ベンジルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ′−フェニルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−フェニル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ′−トリルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−エチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−エチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｏ−イソブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｐ−イソブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，６−ジエチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−エチル−６−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−イソブチル−６−イソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ′−ジ−２，４，６−トリイソブチルフェニルカルボジイミド等が挙げられる。本実施形態においては、これらのカルボジイミド化合物の中から１種又は２種以上の化合物を任意に選択してポリ乳酸のカルボキシル基末端を封鎖すればよい。そして、これらのなかでも、ポリ乳酸のカルボキシル基末端に対する反応性に優れるとともに、乳酸系樹脂組成物に良好な耐熱性を付与することができるといった観点から、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドが特に好ましい。
【００１８】
本実施形態のカルボジイミド化合物は、その５％重量減少温度が３００℃以上であることが好ましく、３２０℃以上であることが特に好ましい。同重量減少温度の上限としては、一般に３７０℃以下が入手可能で適切である。なお、このカルボジイミド化合物の５％重量減少温度は、ＴＧＡ（熱重量解析）により、窒素ガス雰囲気中における２３℃から２０℃／分の昇温速度で６００℃まで昇温した際に測定した値である。５％重量減少温度が３００℃未満である場合には、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性が低下する可能性がある。また、ポリ乳酸の製造時の熱により、カルボジイミド化合物の重量減少（分解）が生じ、カルボキシル基末端の封鎖が完全に行われないおそれがある。
【００１９】
同カルボジイミド化合物におけるカルボジイミド基濃度は、０．８当量／２００ｇ以上であり、１当量／２００ｇ以上が好ましく、３当量／２００ｇ以上であることが特に好ましい。カルボジイミド基濃度が１当量／２００ｇ未満である場合には、ポリ乳酸のカルボキシル基末端の封鎖に寄与するカルボジイミド基が充分に存在していないこととなり、同カルボキシル基末端の封鎖が不充分となる。ひいては、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐加水分解性を低下させる可能性が高い。
【００２０】
乳酸系樹脂組成物中におけるポリ乳酸の含有量は、３０〜８０質量％であり、好ましくは４５〜７０質量％である。ポリ乳酸の含有量が３０質量％未満である場合には、成形品を射出成形する際、充分な流動性が得られない可能性がある。一方、ポリ乳酸の含有量が８０質量％を超える場合には、充分な耐熱変形性及び剛性が得られ難く、好ましくない。
【００２１】
本実施形態のように、ポリ乳酸を含有する乳酸系樹脂組成物においては、未重合の乳酸（ポリ乳酸由来の残留モノマー）が含まれている。本実施形態の乳酸系樹脂組成物中における残留モノマーの濃度は、２０００ｐｐｍ以下であり、１５００ｐｐｍ以下が好ましく、１０００ｐｐｍ以下が特に好ましい。このように、残留モノマー濃度を２０００ｐｐｍ以下にした状態で末端封鎖処理することにより、封鎖の効率性が一層向上するとともに酸分解性が一層抑制されるようになる。
【００２２】
乳酸系樹脂組成物中における残留モノマーの濃度が２０００ｐｐｍを超える場合には、そうした残留モノマー由来のカルボキシル基末端濃度も高くなり、このカルボキシル基が酸触媒として作用することで加水分解性が促進されてしまう可能性がある。ひいては、乳酸系樹脂組成物（成形品）における耐加水分解性の低下を招くこととなる。さらに、この乳酸系樹脂組成物（成形品）における耐加水分解性を好適に維持すべく、濃度が２０００ｐｐｍを超える残留モノマーのカルボキシル基末端を充分に封鎖しようとすると、極めて過剰な量のカルボジイミド化合物が必要となり、経済的でない。
【００２３】
また、本実施形態の乳酸系樹脂組成物におけるカルボキシル基末端濃度は、８当量／１０３ｋｇ以下であることが好ましく、６当量／１０３ｋｇ以下であることが特に好ましい。乳酸系樹脂組成物におけるカルボキシル基末端濃度が８当量／１０３ｋｇを超える場合には、残留するカルボキシル基末端を酸触媒とする、乳酸系樹脂組成物の加水分解が促進される可能性がある。
【００２４】
次に、結晶核剤は、成形時における乳酸系樹脂組成物の結晶性（結晶化速度）を高めるために含有される。この種の結晶核剤は、無機系核剤と有機系核剤とに区分される。無機系核剤の具体例としては、例えば、タルク、カオリン、カオリナイト、カオリンクレー、硫酸バリウム、シリカ、乳酸カルシウム、安息香酸ナトリウム等が挙げられる。有機系核剤の具体例としては、例えば、芳香族カルボン酸金属塩、芳香族リン酸エステル類、芳香族アミド・エステル類、脂肪酸アミド、有機スルホン酸塩、ロジン酸誘導体、ベンジリデンソルビトール化合物、植物系ワックス、（メタ）アクリル酸系コポリマーの金属塩等が挙げられる。また、この有機系核剤としては、例えば、陽イオン交換能を有する層状粘土鉱物が有機アンモニウム塩化合物により有機化されている有機化粘土を用いてもよい。これらの結晶核剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、本実施形態では、成形時における乳酸系樹脂組成物の結晶性（結晶化速度）を容易に高めることができるとともに、安価であるといった観点から、タルクが特に好ましい。
【００２５】
また、ポリ乳酸を１００重量部としたとき、結晶核剤の含有量は０．１〜５重量部であり、好ましくは１〜３重量部である。結晶核剤の含有量が０．１重量部未満の場合には、乳酸系樹脂組成物の結晶性（結晶化速度）が充分に高められない可能性が高い。一方、結晶核剤の含有量が５重量部を超える場合には、結晶化促進効果が少なく、経済的でない。
【００２６】
補強繊維は、乳酸系樹脂組成物（成形品）における充分な耐熱変形性及び剛性を確保するために含有される。この種の補強繊維の具体例としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維等の無機系繊維の他、アラミド繊維等の有機系繊維が挙げられる。これらの補強繊維は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、本実施形態では、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性及び剛性を容易に高めることができるといった観点から、ガラス繊維が特に好ましい。
【００２７】
本実施形態の補強繊維の表面は、カップリング剤により表面処理されている。この種のカップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等が挙げられる。
【００２８】
シラン系カップリング剤の具体例としては、例えば、３−エポキシプロピルトリメトキシシラン、３−エポキシプロピルトリエトキシシラン、３−エポキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−エポキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−エポキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−エポキシプロピルジメチルエトキシシラン、３−エポキシプロピルエチルジメトキシシラン、３−エポキシプロピルジエチルメトキシシラン、３−エポキシプロピルエチルジエトキシシラン、３−エポキシプロピルジエチルエトキシシラン、４−エポキシブチリルトリメトキシシラン、６−エポキシヘキシルトリメトキシシラン、８−エポキシオクチルトリメトキシシラン、４−エポキシブチリルトリエトキシシラン、６−エポキシヘキシルトリエトキシシラン、８−エポキシオクチルトリエトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤や、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤の他、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００２９】
チタネート系カップリング剤の具体例としては、例えば、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトラ（２、２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシル）ホスファイトチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタイノルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等が挙げられる。
【００３０】
アルミネート系カップリング剤の具体例としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムアルキルアセトアセテート、イソプロポキシアルミニウムアルキルアセトアセテートモノ（ジオクチルホスフェート）、ジイソプロポキシアルミニウムモノメタクリレート、アルミニウム−２−エチルヘキサノエートオキサイドトリマー、アルミニウムステアレートオキサイドトリマー、アルキルアセトアセテートアルミニウムオキサイドトリマー等が挙げられる。
【００３１】
ジルコニウム系カップリング剤の具体例としては、例えば、ジルコニウムトリブトキシステアレート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）等が挙げられる。
【００３２】
これらのカップリング剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本実施形態では、これらのカップリング剤の中でも、ポリ乳酸との相溶性が容易に向上して充分な耐熱変形性及び耐加水分解性を確保することができるといった観点から、シラン系カップリング剤が好ましく、その中でもエポキシ系シランカップリング剤が特に好ましい。なお、補強繊維とポリ乳酸との相溶性を充分に確保することができるのであれば、補強繊維に対するカップリング剤の配合量は特に限定されるものではない。
【００３３】
乳酸系樹脂組成物中における補強繊維の含有量は、１５〜６０質量％であり、好ましくは２０〜６０質量％であり、より好ましくは３０〜５０質量％である。補強繊維の含有量が１５質量％未満の場合には、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性及び剛性が充分に高められない可能性が高い。一方、補強繊維の含有量が６０質量％を超える場合には、成形加工性が低下する可能性がある。
【００３４】
本実施形態の補強繊維の平均繊維径は、７〜１５μｍ、好ましくは９〜１３μｍである。また、同補強繊維の平均繊維長は、５０μｍ以上、好ましくは１３０μｍ以上である。なお、ここでいう「平均繊維径」とは、本実施形態の乳酸系樹脂組成物を用いて成形された所定の成形品に関し、例えばクロロホルム等の溶剤によりポリ乳酸を溶解させた後、残った補強繊維を画像処理によって解析し、そのときの画像からランダムに選択した１００本の補強繊維の繊維径の平均値を算出したものである。また、「平均繊維長」とは、本実施形態の乳酸系樹脂組成物を用いて成形された所定の成形品に関し、例えばクロロホルム等の溶剤によりポリ乳酸を溶解させた後、残った補強繊維を画像処理によって解析し、そのときの画像からランダムに選択した１００本の補強繊維の繊維長の平均値を算出したものである。
【００３５】
補強繊維の平均繊維径が７μｍ未満及び補強繊維の平均繊維長が５０μｍ未満の場合には、補強繊維の作用効果が充分に発揮されず、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性及び剛性が充分に高められない可能性が高い。一方、補強繊維の平均繊維径が１５μｍを超える場合には、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性についてそれ以上の効果はみられず、経済的でない。
【００３６】
この補強繊維のｐＨは、７〜９であることが好ましい。なお、補強繊維のｐＨは、蒸留水中に補強繊維を浸漬して５分間攪拌した後に、その蒸留水のｐＨを測定することにより求められる。ちなみに、補強繊維は、その性質上ｐＨが７未満となることはほとんどない。補強繊維のｐＨが９を超える場合には、乳酸系樹脂組成物中に存在する過剰の水酸化物イオンにより、その加水分解が促進される可能性が高く、好ましくない。
【００３７】
無機粒子は、前記補強繊維と同様、乳酸系樹脂組成物（成形品）における充分な耐熱変形性を確保するために含有される。この種の無機粒子の具体例としては、例えば、マイカ、ワラストナイト、セリサイト、ガラスフレーク等の他、ガラスマイクロバルーン、アルミナバルーン、セラミックバルーン等の無機中空体が挙げられる。これらの無機粒子は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本実施形態では、これらの無機粒子の中でも、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性を容易に向上させることができるといった観点から、マイカが特に好ましい。
【００３８】
乳酸系樹脂組成物中における無機粒子の含有量は、１〜５０質量％であり、好ましくは１０〜３０質量％である。無機粒子の含有量が１質量％未満の場合には、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性が充分に高められない可能性が高い。一方、無機粒子の含有量が５０質量％を超える場合には、成形品の強度が低下する可能性が高い。
【００３９】
本実施形態の無機粒子の表面は、カップリング剤により表面処理されている。この種のカップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等が挙げられる。なお、各種カップリング剤の具体例は上記と同様である。これらのカップリング剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本実施形態では、これらのカップリング剤の中でも、ポリ乳酸との相溶性が容易に向上して充分な耐熱変形性、剛性及び耐加水分解性を確保することができるといった観点から、シラン系カップリング剤が好ましく、その中でもエポキシ系シランカップリング剤が特に好ましい。なお、無機粒子とポリ乳酸との相溶性を充分に確保することができるのであれば、無機粒子に対するカップリング剤の配合量は特に限定されるものではない。
【００４０】
この無機粒子の粒径は、１〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍである。無機粒子の粒径が１μｍ未満の場合には、無機粒子の作用効果が充分に発揮されず、乳酸系樹脂組成物（成形品）の耐熱変形性及び剛性が充分に高められない可能性が高い。一方、無機粒子の粒径が１００μｍを超える場合には、乳酸系樹脂組成物中における無機粒子の分散性が低下することとなり、好ましくない。
【００４１】
さらに、本実施形態の無機粒子のアスペクト比は７以上であることが好ましく、１０以上であることが特に好ましい。この無機粒子のアスペクト比が７未満である場合には、補強効果が低下し、無機粒子の作用効果が充分に発揮されない可能性がある。
【００４２】
この無機粒子のｐＨは、７〜９であることが好ましい。なお、無機粒子のｐＨは、蒸留水中に無機粒子を浸漬して５分間攪拌した後に、その蒸留水のｐＨを測定することにより求められる。無機粒子は、性質上ｐＨが７未満となることはほとんどない。無機粒子のｐＨが９を超える場合には、乳酸系樹脂組成物中に存在する過剰の水酸化物イオンにより、その加水分解が促進される可能性が高く、好ましくない。
【００４３】
なお、本実施形態の乳酸系樹脂組成物には、その他の成分として、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、静電気防止剤、離型剤、香料、抗菌剤、防カビ剤、難燃剤、発泡剤、可塑剤等の各種添加剤が含有されてもよい。
【００４４】
また、本実施形態の乳酸系樹脂組成物の降温結晶化ピーク温度は１００〜１５０℃であり、好ましくは１２０〜１４０℃である。降温結晶化ピーク温度が１００℃未満の場合には、乳酸系樹脂組成物の結晶化速度（結晶性）が低下し、成形時における冷却時間が長期化する可能性が高い。一方、降温結晶化ピーク温度が１５０℃を超える場合には、ポリ乳酸の固化が速くなり、射出成形時における充分な流動性が保たれない可能性がある。さらに、乳酸系樹脂組成物の結晶化熱量は、３０Ｊ／ｇ以上が好ましく、４０Ｊ／ｇ以上が特に好ましい。この結晶化熱量が３０Ｊ／ｇ未満の場合には、乳酸系樹脂組成物の結晶化速度（結晶性）が低下し、成形時における冷却時間が長期化する可能性が高い。なお、この乳酸系樹脂組成物の結晶化ピーク温度及び結晶化温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）による１０℃／ｍｉｎの降温サーモグラムにおいて測定したものである。
【００４５】
さて、本実施形態の乳酸系樹脂組成物は、例えば、所定量の上記各成分を高速攪拌機に投入して攪拌することにより調製される。そして、ここで得られた乳酸系樹脂組成物から所望の成形品を製造するには、まず、乳酸系樹脂組成物を例えば２軸押出機により所定温度で溶融混練して押出し、コンパウンド材料を作成する。その後、ここで得られたコンパウンド材料を例えば射出成形機に投入して所定条件で射出成形することにより、所望の成形品が得られる。
【００４６】
なお、乳酸系樹脂組成物の調製方法、及び成形品の成形方法に関しては、上記の方法に限定されるものではない。すなわち、乳酸系樹脂組成物を調製する方法としては、例えば、単軸押出機、ロール、ニーダー、ブラベンダープラストグラフ、バンバリーミキサー等を用いる方法が挙げられる。また、成形品の成形方法としては、例えば、押出成形、ブロー成形、インフレーション成形、異形押出成形、真空圧空成形等が挙げられる。
【００４７】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）  本実施形態の乳酸系樹脂組成物は、カルボジイミド化合物によりカルボキシル基末端の少なくとも一部が封鎖されているポリ乳酸と、結晶核剤と、カップリング剤により表面処理されている補強繊維と、同じくカップリング剤により表面処理されている無機粒子とを含有してなる。カルボキシル基末端の一部を封鎖することで、カルボキシル基末端を酸触媒とする加水分解を抑制することができ、結晶核剤の作用効果によって成形時における乳酸系樹脂組成物の結晶化を促進することができる。さらに、カップリング剤によって表面処理されてなる補強繊維及び無機粒子の作用効果により、耐熱変形性の向上が図られるとともに、耐加水分解性のさらなる向上も図ることができる。
【００４８】
また、乳酸系樹脂組成物中におけるポリ乳酸由来の残留モノマー濃度は２０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。これによれば、残留モノマー中のカルボキシル基末端に起因しての、耐加水分解性の低下を極力抑制することができる。
【００４９】
（２）  本実施形態の乳酸系樹脂組成物においては、シラン系カップリング剤により表面処理されてなる補強繊維及び無機粒子を含有することが好ましい。これによれば、ポリ乳酸に対する補強繊維及び無機粒子の相溶性が向上し、充分な耐熱変形性及び耐加水分解性を確保することができる。
【００５０】
（３）  補強繊維及び無機粒子のｐＨは、それぞれ７〜９であることが好ましい。これによれば、乳酸系樹脂組成物中の水酸化物イオンに起因しての、耐加水分解性の低下を極力抑制することができる。
【００５１】
（４）  乳酸系樹脂組成物中におけるカルボキシル基末端濃度は８当量／１０３ｋｇ以下であることが好ましい。これによれば、カルボキシル基末端を起因とする加水分解を好適に抑制することができる。
【００５２】
（５）  本実施形態のカルボジイミド化合物においては、ＴＧＡ（熱重量解析）における５％重量減少温度が３００℃以上であることが好ましい。これによれば、ポリ乳酸製造時の熱によるカルボジイミド化合物の重量減少（分解）を好適に抑制することができる。さらに、充分な耐熱性が確保された乳酸系樹脂組成物を得ることができる。また、同カルボジイミド化合物におけるカルボジイミド基濃度は１当量／２００ｇ以上であることが好ましい。これによれば、ポリ乳酸中のカルボキシル基末端を充分に封鎖し得る量のカルボジイミド基が存在することとなり、乳酸系樹脂組成物における充分な耐加水分解性を容易に確保することができる。
【００５３】
（６）  無機粒子のアスペクト比は７以上であることが好ましい。これによれば、無機粒子の作用効果が好適に発揮され、充分な耐熱変形性を確保することができる。また、無機粒子の粒径は１〜１００μｍであることが好ましい。これによれば、乳酸系樹脂組成物中における無機粒子の分散性を向上させることができるとともに、その充分な耐熱変形性を確保することができる。
【００５４】
（７）  本実施形態の乳酸系樹脂組成物においては、降温結晶化ピーク温度が１００〜１５０℃であるとともに、結晶化熱量が３０Ｊ／ｇ以上であるため、成形時における充分な結晶性（結晶化速度）を確保することができる。
【００５５】
（８）  本実施形態の乳酸系樹脂組成物から得られる成形品によれば、結晶性、耐熱変形性及び耐加水分解性のいずれをも充分に確保することができる。
（９）  本実施形態の乳酸系樹脂組成物から得られる成形品においては、補強繊維の平均繊維径が７〜１５μｍであり、平均繊維長が５０μｍ以上であることから、充分な耐熱変形性を確保することができる。
【００５６】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  カルボキシル基末端濃度が８当量／１０３ｋｇ以下であることを特徴とする乳酸系樹脂組成物。このような構成によれば、乳酸系樹脂組成物におけるカルボキシル基末端濃度が極めて低いものとなっており、カルボキシル基末端を起因とする加水分解を極力抑制することができる。
【００５７】
・  前記補強繊維及び前記無機粒子は、シラン系カップリング剤により表面処理されていることを特徴とする乳酸系樹脂組成物。このような構成によれば、ポリ乳酸に対する補強繊維及び無機粒子の相溶性が向上し、充分な耐熱変形性、剛性及び耐加水分解性を確保することができる。
【００５８】
・  前記無機粒子の粒径は１〜１００μｍであることを特徴とする乳酸系樹脂組成物。このような構成によれば、乳酸系樹脂組成物中における無機粒子の分散性を向上させることができるとともに、その充分な耐熱変形性を確保することができる。
【００５９】
・  前記無機粒子のアスペクト比は７以上であることを特徴とする乳酸系樹脂組成物。このような構成によれば、無機粒子の作用効果が好適に発揮され、充分な耐熱変形性及び剛性を確保することができる。
【００６０】
・  降温結晶化ピーク温度は１００〜１５０℃であるとともに、結晶化熱量が３０Ｊ／ｇ以上であることを特徴とする乳酸系樹脂組成物。このような構成によれば、充分な結晶性を確保することができる。
【００６１】
・  請求項６に記載の成形品であって、補強繊維の平均繊維径が７〜１５μｍであり、平均繊維長が５０μｍ以上であることを特徴とする成形品。このような構成によれば、耐熱変形性に優れる成形品を得ることができる。
【実施例】
【００６２】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜７）
[乳酸系樹脂組成物の調製]
ここでは、まず表１に示す各成分を混合して乳酸系樹脂組成物を調製した。そして、ここで得られた各例の乳酸系樹脂組成物に関し、下記に示す測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。なお表１において、結晶核剤としてのタルク、及びカルボジイミド化合物としてのＮ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドの配合量を示す数値は、ポリ乳酸を１００重量部としたときの重量部を意味する。その他の成分の配合量を示す数値は、乳酸系樹脂組成物に対する質量％である。また、このＮ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドの５％重量減少温度は３００℃であり、カルボジイミド基濃度は１当量／２００ｇである。
（１）乳酸系樹脂組成物中におけるカルボキシル基末端濃度の測定
ここでは、所定量の乳酸系樹脂組成物をｏ−クレゾール（含水率：５％）に溶解し、次いでジクロロメタンを適量添加した後、０．０２規定のＫＯＨメタノール溶液にて滴定することにより、乳酸系樹脂組成物中におけるカルボキシル基末端濃度を測定した。
（２）乳酸系樹脂組成物中における残留モノマー濃度の測定
ここでは、各例の乳酸系樹脂組成物をアセトニトリルに４時間浸漬し、抽出された検体を高速液体クロマトグラフにて測定し、予め作成した乳酸検量線に基づいて残留モノマー濃度を算出した。
（３）乳酸系樹脂組成物の結晶性に関する評価
ここでは、２５０ｍｍ×３５ｍｍ×３０ｍｍの箱形状金型（金型温度：１１０℃）に各例の乳酸系樹脂組成物（温度：２２０℃）を充填し、乳酸系樹脂組成物が結晶化（硬化）するまでの時間を測定した。すなわち、乳酸系樹脂組成物が結晶化（硬化）するまでの時間が短いほど、結晶性に優れていることを意味する。
[試験片の作成]
ここでは、乳酸系樹脂組成物を調製した後、これを、２軸同方向回転押出機（池貝（株）製、口径：４５ｍｍ、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：２００回転／ｍｉｎ、シリンダ温度：２２０℃）を用いて溶融混練して真空吸引下で押出し，コンパウンド材料を得た。なお、前記「Ｌ／Ｄ」とは、押出機におけるスクリュー長さとシリンダ内径との比率を意味する。次に、ここで得られたコンパウンド材料をインライン式射出成形機（日精樹脂（株）製、金型温度：１１０℃、シリンダ温度：２２０℃、射出内圧：１２０ＭＰａ）に投入して射出成形することで、所定の試験片（ＩＳＯ５２７に準拠する引張試験用ダンベル）を得た。そして、各例の試験片に関し、下記に示す評価及び測定を行った。その結果を表１に示す。
＜耐熱変形性の評価＞
（１）曲げ強度の測定
ここでは、各試験片の耐熱変形性を評価すべく、ＩＳＯ１７８に準拠して、所定温度（２３℃、８０℃）の雰囲気下における各試験片の曲げ強度を測定した。
（２）熱変形温度の測定
ここでは、各試験片の耐熱変形性を評価すべく、ＩＳＯ７５（荷重：１８．２ＭＰａ）に準拠して荷重たわみ温度（熱変形温度）を測定した。
＜耐加水分解性の評価＞
ここでは、まず、ＩＳＯ１８０に準拠して各試験片のＩｚｏｄ衝撃強度Ｒ１を測定した（表１参照）。次に、各試験片を、温度が５０℃で湿度が９５％の雰囲気下で５００時間保持した後、ＩＳＯ１８０に準拠して各試験片のＩｚｏｄ衝撃強度Ｒ２を測定した。そして、このＲ２に対するＲ１の割合を、Ｉｚｏｄ衝撃強度保持率として算出し、耐加水分解性の評価を行った。すなわち、このＩｚｏｄ衝撃強度保持率が大きいほど、耐加水分解性に優れていることを意味する。
【００６３】
【表１】
2007154002.tif 000002
【００６４】
表１から明らかなように、実施例１〜５の乳酸系樹脂組成物においては、カルボキシル基末端が封鎖されているポリ乳酸、結晶核剤、カップリング剤により表面処理されている補強繊維と無機粒子が含有されているため、乳酸系樹脂組成物の結晶性（冷却時間）が向上しており、成形品の耐熱変形性（曲げ強度、熱変形温度）及び耐加水分解性（Ｉｚｏｄ衝撃強度保持率）も充分に確保されている。より詳しくは、乳酸系樹脂組成物の冷却時間が３０分以内、２３℃における成形品の曲げ強度が１８０００ＭＰａ以上、８０℃における成形品の曲げ強度が７０００ＭＰａ以上、熱変形温度が１５０℃以上、Ｉｚｏｄ衝撃強度保持率が８０％以上とされている。また、これら実施例１〜５においては、乳酸系樹脂組成物中における残留モノマー濃度が１５００ｐｐｍ以下であることから、残留モノマーのカルボキシル基末端に起因しての加水分解が極力抑制され、良好な耐加水分解性が確保されていることがわかる。さらに、実施例１〜４と実施例５とを比較した場合、実施例１〜４においては、無機粒子のｐＨが７〜９の範囲内であるため、特に良好な耐加水分解性が得られていることがわかる。
【００６５】
これに対し、比較例１及び２の乳酸系樹脂組成物に関しては、ポリ乳酸のカルボキシル基末端が封鎖されておらず、また結晶核剤、補強繊維及び無機粒子の全て又はいずれか一つが含有されていないため、結晶性、耐熱変形性及び耐加水分解性のいずれもが不充分なものであった。さらに、比較例３に関しては強化繊維に表面処理が施されていないため、比較例５〜７に関しては無機粒子に表面処理が施されていないため、ポリ乳酸に対する界面接着性が低下し、成形品における耐加水分解性の低下を招いたものと考えられる。特に、比較例７に関しては、乳酸系樹脂組成物中におけるカルボキシル基末端濃度が８当量／１０３ｋｇ超となっていることから、成形品における耐加水分解性の低下が促進されたものと考えられる。そして、比較例４の乳酸系樹脂組成物に関しては、残留モノマー濃度が過剰に高いことに起因して加水分解が促進されたものと思われる。