(57)【要約】【課題】成形サイクルを長くすることなく、樹脂の結晶化を促進でき、優れた耐衝撃強度、及び耐熱温度を有する生分解性材料よりなる成形品を得る。【解決手段】バイオマス原料由来の樹脂の結晶化温度未満で、かつガラス転移温度未満に保持された金型内５に、バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、その後、冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、前記金型５から離型して成形品１（ハウジング）を得る工程を行い、その後に、前記成形品１の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス原料由来の樹脂の結晶化温度未満で、かつガラス転移温度未満に保持された金型内に、
前記バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、
冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、
前記金型から離型して成形品を得る工程と、
前記成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程とを有することを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
バイオマス原料由来の樹脂の結晶化温度未満で、かつガラス転移温度未満に保持された金型内に、
前記バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、
冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、
前記金型から離型して成形品を得る工程と、
当該成形体の歪みが大きい箇所を支持した状態で歪緩和させるアニール工程とを有することを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
バイオマス原料由来の樹脂のガラス転移温度以上であり、かつ結晶化温度以上に保持された金型内に、
前記バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、
冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、
前記金型から離型して成形品を得る工程と、
第２の金型内に収納し、結晶化温度近傍の温度で保持し、その後、徐冷するアニール工程を有することを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
前記アニール工程後、５℃／分以下の徐冷工程を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
前記アニール工程が、内部温度を制御可能な装置内にプラスチック成形品を収納し、バッチ処理により行われるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
前記アニール工程が、内部においてプラスチック成形品が移動可能な状態で、かつ移動方向に温度分布が制御されている装置内で行われるようになされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項７】
前記アニール工程が、温度制御された部材をバイオマス原料由来の樹脂成形体に当接することにより行うものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項８】
前記温度制御された部材を、プラスチック成形装置の取り出し機のハンド部に適用したことを特徴とする請求項７に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項９】
前記バイオマス原料由来の樹脂が、ポリ乳酸を主成分とするものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項１０】
多色成形、インサート成形、アウトサート成形のうちいずれかの方法により２次成形加工を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記成形体の形状寸法精度を必要とする箇所とその他の部位とは、互いに結晶化度が異なるものとしたことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法により作製されたバイオマス原料由来の樹脂成形体。
【請求項１２】
前記成形体が、所定のゲート部を有する部材であるものとし、前記歪みが大きい箇所が前記ゲート近傍であるものとし、請求項２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法により作製されたものであることを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体。
【請求項１３】
光学系のハウジングであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐衝撃強度、耐熱温度に関して優れているバイオマス原料由来の樹脂を含む成形体の製造方法、及びこれにより得られる樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチックは、多くの分野で大量に使用されており、それらの廃棄物によって景観阻害、海洋生物への悪影響、及び地球環境の汚染等の深刻な環境問題を引き起こしている。
従来、汎用されてきた石油原料由来の樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、これらの樹脂は、焼却、埋立により処分されてきた。
【０００３】
しかしながら、これらの処分方法は、環境の観点から問題視されている。
例えば焼却法においては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂は、燃焼カロリーが高いため、炉を痛め、炉の耐久寿命を短くしてしまうということが問題であった。
また、ポリ塩化ビニルは、燃焼カロリーは低いものの焼却時に有害なガスを発生するという問題がある。
埋立法においても、上記のような石油原料由来の樹脂は、化学的安定性が高いため、原形をとどめたまま半永久的に残留してしまい、これは埋立地の不足の深刻化を招いている。
すなわち上記のような石油原料由来の樹脂が自然環境中に廃棄された場合、これらは極めて安定性が高いため、長期間に亘って美観を損ねたり、海洋生物、鳥類等による誤食を招いたりし、環境破壊の原因となる。
【０００４】
上述したような問題の解決を図るために、近年、生分解性ポリマーの研究が盛んに行われている。
実用化が検討されている生分解性プラスチックとしては、脂肪族ポリエステル、変性ＰＶＡ(ポリビニルアルコール)、セルロースエステル化合物、デンプン変性体、及びこれらのブレンド体が挙げられる。
脂肪族ポリエステルとしては、半合成系重合体としてポリ乳酸系重合体が注目されている。
植物を主原料とする、いわゆるバイオマス原料由来の樹脂は、原料として石油をほとんど用いない点において環境面に優れており、バイオマス原料由来の樹脂の中でも、特にポリ乳酸は、優れた生分解性を有しているので、成形体の構成材料として注目されている。
【０００５】
しかし、バイオマス原料由来の樹脂は、一般に強度が低く、また耐熱性も低いため、実用に寄与するためには改質が必要である。
具体的には、融点やガラス転移温度が低く、その中間に位置する結晶化温度も低く、また、結晶化速度も遅い傾向がある。
例えばポリ乳酸は、融点が約１７０℃、結晶化温度が約１１０℃、ガラス転移温度が約５７℃であり、成形加工性には優れているが、結晶化速度が極めて遅く、通常の成形加工工程ではほとんど結晶化しない。そのため、結晶性高分子でありながら、成形品の耐熱性はこれまでガラス転移温度以下であった。
【０００６】
バイオマス原料由来の樹脂は、結晶化を促進することにより、耐衝撃強度と耐熱温度の向上が図られる。
結晶化を促進する具体的な技術としては、バイオマス原料由来の樹脂に結晶核剤のタルク、シリカ、乳酸カルシウム等の粉末を添加する方法がある（例えば、下記特許文献１参照。）。
また、他の技術としては、成形品の結晶化を促進するためにアニール処理する方法（例えば、下記特許文献２参照。）、金型内で結晶化を促進する方法（例えば、下記特許文献３参照。）等がある。
【０００７】
しかしながら、下記特許文献１に記載されているような、結晶核剤を添加する方法では、得られる成形品が脆くなることや、成形品の表面にひけが発生する等の不具合がある。
下記特許文献２に記載されている技術では、アニール処理中に成形品が変形する不具合が生じるという問題がある。
また、下記特許文献３に記載されている技術のように、金型内で結晶化を促進させると、金型占有時間が長く、タクト増加によるコストアップが問題となる。また、タクトを上げて離型をすると、非結晶化部が離型時に変形してしまうという不具合が生じる。
【０００８】
金型を２０〜４０℃の低温に一定保持して射出成形を行うことすると、ポリ乳酸の結晶化が遅くなり、工程に時間がかかりすぎてしまう。
このため結晶化を促進する温度、例えば９０〜１１０℃の一定温度に保持して行うこととすると、成形品の冷却に多くの時間を要するようになってしまう。
また、ガラス転移温度以上とした場合は、結晶化部分と非結晶化の部分の内、特に結晶部分が結晶化して終わった時にでも非結晶化の部分が軟化してしまい、柔らかくなってしまう。このために成形品を金型から離型する際に変形する等の不具合が生じた。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１９３１６５号公報
【特許文献２】特開平８−７３６２８号公報
【特許文献３】特開２００５−７４７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の問題を改善すべく、バイオマス原料由来の樹脂の耐衝撃強度と耐熱温度を向上させることが必要であるが、結晶化を促進させるためには、成形サイクルの見直しが課題となり、金型から離型後にアニール工程を設けて結晶化を促進させるようにすることが必要であるが、かかる工程においても、変形抑制の効果は未だ不充分であった。
【００１１】
そこで本発明においては、成形サイクルを長くすることなく、樹脂の結晶化を促進し、また、アニール工程による変形を実用上良好な範囲に抑制し、耐衝撃強度、耐熱温度に優れたバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供する技術の提案を行った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、バイオマス原料由来の樹脂の結晶化温度未満で、かつガラス転移温度未満に保持された金型内に、前記バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、その後、冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、前記金型から離型して成形品を得る工程を行い、この成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程を行うことを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１３】
請求項２の発明においては、バイオマス原料由来の樹脂の結晶化温度未満で、かつガラス転移温度未満に保持された金型内に、前記バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、その後、冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、前記金型から離型して成形品を得る工程を行い、この成形体の歪みが大きい箇所を支持した状態で歪緩和させるアニール工程を行うことを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１４】
請求項３の発明においては、バイオマス原料由来の樹脂のガラス転移温度以上であり、かつ結晶化温度以上に保持された金型内に、前記バイオマス原料由来の樹脂、又は石油原料由来の樹脂とバイオマス原料由来の樹脂とのブレンド樹脂を射出し、冷却固化することにより得られるバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法であって、前記金型から離型して成形品を得る工程を行い、第２の金型内に収納し、結晶化温度近傍の温度で保持し、形状修正を行い、その後、徐冷するアニール工程を行うことを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１５】
請求項４の発明においては、前記アニール工程後、５℃／分以下の徐冷工程を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１６】
請求項５の発明においては、前記アニール工程が、内部温度を制御可能な装置内にプラスチック成形品を収納し、バッチ処理により行われるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１７】
請求項６の発明においては、前記アニール工程が、内部においてプラスチック成形品が移動可能な状態で、かつ移動方向に温度分布が制御されている装置内で行われるようになされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１８】
請求項７の発明においては、前記アニール工程が、温度制御された部材をバイオマス原料由来の樹脂成形体に当接することにより行うものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００１９】
請求項８の発明においては、前記温度制御された部材を、プラスチック成形装置の取り出し機のハンド部に適用したことを特徴とする請求項７に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００２０】
請求項９の発明においては、前記バイオマス原料由来の樹脂が、ポリ乳酸を主成分とするものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００２１】
請求項１０の発明においては、多色成形、インサート成形、アウトサート成形のうちいずれかの方法により２次成形加工を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法を提供する。
【００２２】
請求項１１の発明においては、前記成形体の形状寸法精度を必要とする箇所とその他の部位とは、互いに結晶化度が異なるものとしたことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法により作製されたバイオマス原料由来の樹脂成形体を提供する。
【００２３】
請求項１２の発明においては、前記成形体が、所定のゲート部を有する部材であるものとし、前記歪みが大きい箇所が前記ゲート近傍であるものとし、請求項２に記載のバイオマス原料由来の樹脂成形体の製造方法により作製されたものであることを特徴とするバイオマス原料由来の樹脂成形体を提供する。
【００２４】
請求項１３の発明においては、前記成形品が光学系のハウジングであるものとする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明方法によれば、短い成形サイクルで樹脂の結晶化が促進でき、また、アニール工程による樹脂の変形を形状寸法精度を必要とする箇所以外に誘導でき、耐衝撃強度、耐熱温度に優れたバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できる（請求項１）。
【００２６】
樹脂の歪み緩和を促進でき、アニール工程による変形を防止でき、耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できる（請求項２）。
【００２７】
成形サイクルを長くすることなく、樹脂の結晶化を促進でき、また、離型時に生じた形状変形をアニール工程によって修正でき、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できる（請求項３）。
【００２８】
アニール工程後、５℃／分以下の徐冷工程を行うことにより、成形体の急冷が防止でき、変形が回避され、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できる（請求項４）。
【００２９】
前記アニール工程が内部温度を制御可能な装置内にバイオマス原料由来の樹脂成形体を収納し、バッチ処理により行うようにしたことにより、汎用の設備を使用してアニール処理工程を行うことができ、設備投資が抑制され、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体が低コストで提供できる（請求項５）。
【００３０】
バイオマス原料由来の樹脂成形体が内部を移動可能で、かつ移動方向に温度分布が制御されている装置を用いてアニール工程を行うこととしたことにより、このアニール工程を連続的に行うことができるようになり、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供することができる（請求項６）。
【００３１】
温度制御された部材をバイオマス原料由来の樹脂成形体に当接してアニール工程を行うようにしたことにより、形状を支持する部材と温度制御をする部材を共用でき、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できた（請求項７）。
【００３２】
前記温度制御された部材を、プラスチック成形装置の取り出し機ハンド部に適用したことにより、アニール工程をプラスチック成形装置の取り出し機ハンド部で行うことができるようになり、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できた（請求項８）。
【００３３】
前記バイオマス原料由来の樹脂としてポリ乳酸を主成分とするものを選定することにより、良好な成形加工性が実現でき、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できた（請求項９）。
【００３４】
前記バイオマス原料由来の樹脂成形体を、多色成形、インサート成形、またはアウトサート成形のうちいずれかによって２次成形加工を行うようにしたことにより、バイオマス原料由来の樹脂成形体の適用範囲が広がり、様々な成形体をバイオマス原料由来の樹脂で提供できるようになった（請求項１０）。
【００３５】
成形体全体の剛性が確保でき、かつアニール工程による変形を形状寸法精度を必要とする箇所以外に誘導でき、優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できる（請求項１１）。
【００３６】
歪み緩和による変形箇所を支持でき、かつ優れた耐衝撃強度、耐熱温度を有するバイオマス原料由来の樹脂成形体を低コストで提供できる（請求項１２）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
図１に、本発明方法に使用する、複写機やプリンタに適用される光学装置の筐体（ハウジング）の概略図を示す。
成形品としてのハウジング１は、光学素子を支持する支持台２、係合ピン３、底壁部４から構成されている光学装置の筐体である。
【００３８】
この光学装置において、形状寸法を必要とする箇所は、支持台２、係合ピン３である。
成型用樹脂としては、バイオマス原料由来の樹脂、例えばポリ乳酸と、ポリカーボネートとの５０ｗｔ％混合含有の、ブレンドバイオマス原料由来の樹脂を使用する。
ポリ乳酸は、融点が約１７０℃、結晶化温度が約１１０℃、ガラス転移温度が約５７℃であり、ポリカーボネートは、融点が約２２０℃、ガラス転移温度が約１４５℃である。
【００３９】
図２に、本発明方法に適用する射出成形用金型５の概略断面図を示す。
キャビティ面を形成する一対のキャビティ駒６によって囲まれた領域がキャビティ７である。
金型ベース８には、金型全体を加熱するためのカートリッジヒーター９と、熱電対１０が備えられており、カートリッジヒーター９と熱電対１０は、金型外部に用意された所定の温度制御装置（図示せず）に連結されているものとする。
【００４０】
次に、本発明方法の具体的な操作について説明する。
射出成形用金型５を、所定の射出成形機（図示せず）にセットし、ハウジング１の成形を行う。
シリンダー温度は２１０℃にセットし、金型をバイオマス原料由来の樹脂（この場合はポリ乳酸）の結晶化温度未満であり、かつそれのガラス転移温度未満である４０℃になるようにカートリッジヒーター９で加熱しておき、キャビティ７に溶融樹脂を充填する。そして、金型を４０℃に保持するように、カートリッジヒーター９の温度を調節しておく。
次に、キャビティ７内に、樹脂圧力を発生させて、樹脂をキャビティ駒６に密着させる。
次に、固化したバイオマス原料由来の樹脂成形体を、成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温放冷する。
【００４１】
上述のようにして離型した後、成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程を行う。
図３（ａ）、（ｂ）に、成形工程及びアニール工程のそれぞれの概略図を示す。
図３（ａ）の成形工程で作製されたハウジング１を図３（ｂ）のアニール工程に搬送する。
アニール工程においては、温度制御は、汎用の恒温槽１１を用いて行うこととし、ハウジング１の支持台２、係合ピン３の形状変形を防ぐように、支持部材１２を当接し、結晶化温度近傍の１１０℃で１時間保持し、その後、３℃／分でガラス転移温度以下である３０℃まで徐冷する。
【００４２】
図４に、成形品の温度履歴を示す。
徐冷速度は、３℃／分で実施した。
タクトを考えると、速度を大きくするほど低コストで生産できるが、５℃／分より速度を大きくすると、急冷により新たな歪みが発生してしまうことが確かめられた。よって、よって５℃／分以下、より望ましくは３℃／分以下で徐冷することが必要である。
【００４３】
本発明方法によれば、バイオマス原料由来の樹脂を用いて、成形サイクルを長くすることなく、樹脂の結晶化を促進することができ、また、アニール工程による変形を、形状寸法精度を必要とする箇所以外に誘導でき、優れた耐衝撃強度、及び耐熱温度を実現できる。
【００４４】
次に、本発明方法に対する比較例について説明する。
〔比較例１〕：上記アニール工程を行わないで成形品を作製する。
〔比較例２〕：上記アニール工程において、成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持しないで成形品を作製する。
〔比較例３〕：射出成形での金型温度を１００℃に設定し、次工程である上記アニール工程を行わずに成形品を作製する。
【００４５】
比較例１においては、成形品の結晶化が不充分となり、耐熱強度が弱く、また、耐熱温度も低く、実用上充分に優れたものは得られなかった。
比較例２においては、結晶化が進行し、耐熱強度、耐熱温度ともに実用上充分に優れたものとなったが、アニール工程の際に形状の変形が発生してしまった。
比較例３においては、金型内での冷却時間を制御することによって結晶化度を大きくすることはできたが、成形サイクルが長くなってしまい、コスト高を招来した。また、離型時に変形が生じてしまい、全体としての歩留まりは低かった。
【００４６】
上述した本発明方法による実施例では、アニール工程の際の変形を、形状寸法精度を必要とする箇所以外に誘導するようにしたため、優れた耐衝撃強度及び耐熱温度を有する成形体を低コストで作製できることが確かめられた。
【００４７】
上述した本発明に係る実施例により作製された成形体の結晶化度を測定したところ、支持された部分と支持されなかった部分とでは、結晶化度が異なっていることが確認された。
図５に、ポリ乳酸単体による半結晶化時間と温度との関係を示す。
本発明に係る実施例においては、アニール工程によって、図５に示す以上に、充分な結晶化時間を確保しているが、アニール工程中で支持された部分と支持されない部分とでは、温度履歴及び温度分布に違いが生じており、結晶化度の違いが生じたことが確かめられた。
【００４８】
本発明方法によって作製されたバイオマス原料由来の樹脂成形体としては、好適な例としてハウジングのような筐体が挙げられるが、本発明方法は、成形品の形状になんら依存せず、あらゆる形状の成形体に適用することができる。
つまり、成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程を経ることにより、所望の形状、所望の結晶化度を得るようにするという本発明方法は、いかなる成形体の作製工程に応用できるものである。
【００４９】
上記実施例１において、バイオマス原料由来の樹脂成形体としては、ポリ乳酸とポリカーボネートを５０ｗｔ％で含有するブレンドバイオマス原料由来の樹脂を適用したが、本発明は、この材料に限定されるものではない。
すなわち、ポリ乳酸１００％樹脂も適用でき、更にはこれの含有率についても適宜調整可能である。
また、ブレンド材についても、ＰＣ以外のＰＭＭＡ、ＰＳ、ＡＢＳ等、従来公知の樹脂材料を適用できる。
本発明方法においては、成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程を適用するという点に特徴を有しており、これにより、所望の形状、所望の結晶化度を実現し、これによって、耐衝撃強度、耐熱温度に関して優れている成形体を作製するものである。
【００５０】
上記実施例において、バイオマス原料由来の樹脂を用いた成形体の作製においては、射出成形法を適用しているが、本発明方法は、成形体の形状寸法精度を必要とする箇所を支持した状態で結晶化させるアニール工程を有している点に特徴があるものであり、特に射出成形の工程を必須とするものではない。例えば、圧入ピンやフックのような高耐久性を要求されるような成形体を作製する場合には、多色成形、インサート成形等の工程を適用することもできる。
【００５１】
本発明に係る実施例のバイオマス原料由来の樹脂の成形体作製工程においては、アニール工程を恒温槽中で行うこととしているが、本発明は、このような工程に限定されるものではない。例えば、支持部材１２自体に、温度制御をさせた材料を当接させる方法や、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、射出成形用金型から取り出したものを、温度分布を設けた温度制御装置１３内に、ベルトコンベア１４を用いて移動させて連続的にアニール処理を行うようにしてもよい。
また、恒温槽を用いてアニール工程を行う場合も、バッチ処理によって、多数の成形体を同時にアニールするようにしてもよく、この場合、生産性を著しく向上させることができる。
【００５２】
上述したように、本発明の成形品材料である、植物を主原料とするバイオマス原料由来の樹脂は、原料に石油をほとんど用いないという点で、環境に対する影響面で優れた材料であり、特に、ポリ乳酸は、生分解性に優れた材料である。
【００５３】
〔実施例２〕
図７に、複写機やプリンタに使用される入出力端子カバー１５の概略図を示す。
入出力端子カバー１５は、末端にゲート部１６を有している。
使用した樹脂は、上記実施例１と同様のポリ乳酸とポリカーボネートとを５０ｗｔ％ずつ含有するブレンドバイオマス原料由来の樹脂であるものとする。
【００５４】
次に、実施例２における工程を説明する。
射出成形工程に関しては、上記実施例１と同様であるものとする。
離型後、成形体の歪みが大きい箇所を支持した状態で、歪緩和させるアニール工程を行う。
図８（ａ）、（ｂ）にアニール工程の概略図を示す。なお、図８（ｂ）は図８(ａ)の要部の拡大図を示す。
アニール処理における温度制御は、プラスチック成形装置の取り出し機ハンド部１７にフィルムヒーター１８を設ける方法を採用している。
温度制御された部材を当接して温度制御を行うことにより、必要な箇所にのみ優先的にアニール効果が発揮され、短時間で、かつ省エネルギーでアニール工程を行うことができる。
制御温度は、結晶化温度近傍の１１０℃で１０分間保持し、その後、室温冷却している。
実施例２により、作製されたバイオマス原料由来の樹脂による成形体は、成形サイクルを長くすることなく、樹脂の結晶化を促進することができた。
また、アニール工程の温度制御をプラスチック成形装置の取り出し機ハンド部で行っているため、成形品取り出し工程とアニール工程を同時にでき、生産性に優れている。
また、アニール工程により、成形品の歪の緩和を充分に行うことができ、かつ歪の緩和に伴う変形を回避でき、耐衝撃強度、耐熱温度に優れたバイオマス原料由来の樹脂成形体が製造できた。
【００５５】
〔実施例３〕
図９（ａ）〜（ｃ）は、実施例３で作製した、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク基板１９の概略図である。図９(ａ)は概略平面図を示し、図９（ｂ）は概略断面図を示し、図９（ｃ）は拡大断面図を示す。
光ディスク基板１９は、円中心から充填を行い、放射状に樹脂を流動させて成形され、反り仕様等が比較的厳しい成形体である。
樹脂としては、実施例１と同様のポリ乳酸を主成分とするバイオマス原料由来の樹脂を使用する。
【００５６】
次に、実施例３における工程を説明する。
所定の射出成形用金型を射出成形機にセットし、光ディスク基板１９の成形を行う。
シリンダー温度は２１０℃にセットし、金型をバイオマス原料由来の樹脂のガラス転移温度以上であり、かつ結晶化温度以上である１２０℃になるようにヒーターで加熱しておき、キャビティに溶融樹脂を充填する。
そして、金型を１２０℃に保持しておく。
次に、キャビティ内に樹脂圧力を発生させて、樹脂をキャビティ駒に密着させ、次いで、固化したバイオマス原料由来の樹脂成形体を、成形品取り出し装置（図示せず）を用いて金型から取り出し、室温放冷する。
離型後、第２金型内に収納して所定温度で保持した後、徐冷するアニール工程を行う。
図１０に、アニール工程の概略図を示す。
この例における温度制御は、上型２０と下型２１とを用いて行い、これらを１１０℃にセットし、上型２０が上下に可動し加圧することで離型時に生じた変形、主に反り成分に対して、形状修正を行う。
結晶化温度近傍の１１０℃で１時間保持し、その後、３℃／分でガラス転移温度以下である３０℃まで徐冷する。
図１１に本実施例における成形品の温度履歴を示す。
【００５７】
本実施例においては、使用樹脂であるバイオマス原料由来の樹脂のガラス転移温度以上であり、かつ結晶化温度以上である１２０℃に温度設定した金型を用いて成形を行うため、転写性に優れており、光ディスク基板１９のような微細な形状を転写する必要がある成形品や、外観装飾のある成形品等に好適な方法である。
また、離型温度も高いため、離型時に反り等の変形が生じるおそれがあるが、本実施例においては、第２金型内に収納して更にアニール処理を行うことにより、形状修正がなされ、所望の形状の成形品が作製できる。
【００５８】
上記本発明方法に係る実施例によれば、成形サイクルを長くすることなく、樹脂の結晶化が促進され、また、離型による変形を、第２金型内で形状修正することができ、所望の形状の、耐衝撃強度、耐熱温度に優れたバイオマス原料由来の樹脂成形体が作製できた。
本実施例においては、第２金型で形状修正を行う工程を有しているため、第２金型が複雑にならない、例えば図１２（ａ）の概略平面図、図１２（ｂ）の概略断面図、図１２（ｃ）の拡大断面図に示すような、導光板２２等の板形状等の作製に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】光学装置の筐体（ハウジング）の概略図を示す。
【図２】本発明方法に適用する射出成形用金型の概略断面図を示す。
【図３】（ａ）成形工程図を示す。（ｂ）アニール工程図を示す。
【図４】成形品の温度履歴を示す。
【図５】ポリ乳酸単体による半結晶化時間と温度との関係を示す。
【図６】（ａ）成形工程図を示す。（ｂ）アニール工程図を示す。
【図７】成形品の一例である入出力端子カバーの概略図を示す。
【図８】（ａ）アニール工程の概略図を示す。（ｂ）図８(ａ)の要部の拡大図を示す。
【図９】（ａ）光ディスク基板の概略平面図を示す。（ｂ）光ディスク基板の概略断面図を示す。（ｃ）光ディスク基板の拡大断面図を示す。
【図１０】アニール工程の概略図を示す。
【図１１】成形品の温度履歴を示す。
【図１２】（ａ）板状体の概略平面図を示す。（ｂ）板状体の概略断面図を示す。（ｃ）板状体の拡大断面図を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１  ハウジング（成形品）
２  光学素子を支持する支持台
３  係合ピン
４  底壁部
５  射出成形用金型
６  キャビティ駒
７  キャビティ
８  金型ベース
９  カートリッジヒーター
１０  熱電対
１１  恒温槽
１２  支持部材
１３  温度制御装置
１４  ベルトコンベア
１５  入出力端子カバー
１６  ゲート部
１７  取り出し機ハンド部
１８  フィルムヒーター
１９  光ディスク基板
２０  上型
２１  下型
２２  導光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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