(57)【要約】【課題】  本発明は、煩雑な工程を必要とせず、優れた成形性、２次加工性を有する高発泡倍率のポリ乳酸系発泡粒子を提供することである。【解決手段】  乳酸モノマーのＬ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５であるポリ乳酸系樹脂に、イソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物、且つヒマシ油系脂肪酸エステルを配合したポリ乳酸系樹脂組成物。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳酸モノマーのＬ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５であるポリ乳酸系樹脂に、イソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物、且つヒマシ油系脂肪酸エステルを配合してなるポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリイソシアネート化合物をポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して、０．５重量部以上５．０重量部以下配合してなる請求項１記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項３】
ヒマシ油系脂肪酸エステルをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上５．０重量部以下配合してなる請求項１又は２記載のポリ乳酸系樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３何れか一項に記載のポリ乳酸系樹脂組成物を基材樹脂としてなる発泡粒子。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高発泡倍率の発泡粒子を作製することができるポリ乳酸系樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石資源を原料とする発泡ポリオレフィン、ポリスチレンの代替として、特許文献１において、ポリ乳酸を主たる原料とする発泡成形体が提案されている。この発泡成形体は、非石油資源である澱粉を出発原料としており、近年の石油事情、環境保全の見地から見て非常に望ましいものであると言える。
【０００３】
この特許文献１から得られる発泡粒子あるいは発泡成形体は、成形性、２次加工性が良好であり、通常の梱包用緩衝材として十分使用できるものであった。しかしながら、当該特許文献には、具体的には、実施例に最大で発泡倍率２８倍の発泡粒子が開示されているのみであり、更なる軽量性、柔軟性、緩衝性等を満足させるために高発泡倍率の発泡粒子が要求されている。
高発泡倍率のポリ乳酸系発泡成形体を得る方法として、特許文献２には、ポリ乳酸系樹脂をベースとして（ｉ）発泡剤、発泡助剤等を含浸して予備発泡した後、乾熱処理をする方法、（ｉｉ）プロパンの如き低沸点のガスを発泡剤に用いて発泡させる方法、（ｉｉｉ）発泡剤、発泡助剤を含浸して減圧下で発泡し、樹脂のＴｇ以下に冷却した後、徐々に常圧に戻す方法が開示されている。
【０００４】
しかし、（ｉ）の方法では、乾熱処理が必要であるため工程が増えること、（ｉｉ）の方法では、発泡剤にプロパンを用いた場合、成形性が悪化すること、（ｉｉｉ）の方法では常圧に戻すために２４時間掛けなければならず生産性が悪くなるという問題がある。
【特許文献１】ＷＯ９９／２１９１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１７９８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、煩雑な工程を必要とせず、優れた成形性、２次加工性を有する高発泡倍率のポリ乳酸系発泡粒子が得られるポリ乳酸系樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題に基づき鋭意検討を行った結果、特定の可塑剤を添加することで高発泡倍率の、特には４５倍以上のポリ乳酸系樹脂発泡粒子を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
即ち本発明の第１は、乳酸モノマーのＬ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５であるポリ乳酸系樹脂に、イソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物、且つヒマシ油系脂肪酸エステルを配合してなるポリ乳酸系樹脂組成物に関する。
【０００８】
好ましい実施態様としては、前記ポリイソシアネート化合物をポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して、０．５重量部以上５．０重量部以下配合してなる前記記載のポリ乳酸系樹脂組成物に関し、別の好ましい実施態様としては、ヒマシ油系脂肪酸エステルをポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上５．０重量部以下配合してなる前記記載のポリ乳酸系樹脂組成物に関する。
【０００９】
本発明の第２は、記載のポリ乳酸系樹脂組成物を基材樹脂としてなる発泡粒子に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物によれば、煩雑な工程を必要とせず、成形性、２次加工性の優れた高発泡倍率、特には４５倍以上のポリ乳酸系発泡粒子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、ポリ乳酸系樹脂にポリイソシアネート化合物とヒマシ油系脂肪酸エステルを配合してなる。
【００１３】
本発明に用いるポリ乳酸系樹脂は、乳酸モノマーのＬ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５の範囲が好ましく、更に好ましくは９０／１０〜７０／３０、又は３０／７０〜１０／９０の範囲である。Ｌ体とＤ体のモル比が９５／５〜６０／４０、又は４０／６０〜５／９５の範囲の場合、結晶性が低いため高い倍率の発泡成形体が得やすい。また、ポリ乳酸系樹脂は、一部モノマーが乳酸と交換可能なヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジオール等で置き換わってもよく、エポキシ化大豆油やエポキシ化亜麻仁油等で一部分岐架橋されていても良い。
【００１４】
また本発明の効果を損なわない範囲において、他の樹脂を混合してもよい。例えば樹脂組成物として生分解性を保持させるのであれば、混合する樹脂もたとえば、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸のような生分解性を有するものであることが好ましい。
【００１５】
本発明において、イソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物、好ましくは、イソシアネート基≧２．３当量／モルを用いる。具体的なポリイソシアネート化合物としては、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート等があり、芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレン、ジフェニルメタン、ナフチレン、トリジン、キシレン、トリフェニルメタンを骨格とするポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロン、水素化ジフェニルメタンを骨格とするポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレン、リジンを骨格とするポリイソシアネート化合物があり、いずれも使用可能であるが、汎用性、取扱い性、耐候性等からトリレン、ジフェニルメタンを骨格とする芳香族ポリイソシアネート化合物、特にジフェニルメタンを骨格とするポリイソシアネートが好ましく使用される。
【００１６】
イソシアネート基≧２．０当量／モルのポリイソシアネート化合物の添加量は、該ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５．０重量部以下であることが好ましく、更に好ましくは１．０重量部以上３．０重量部以下である。添加量が０．５重量部以上であれば、ポリ乳酸樹脂組成物の溶融粘度を発泡に適した領域まで上昇できる傾向にあり、５．０重量部以下であれば発泡に阻害しない溶融粘度領域である傾向があるため好ましい。
【００１７】
本発明に用いるヒマシ油系脂肪酸エステルとは、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステル系化合物である。ヒマシ油はリシノール酸を主構成脂肪酸として含むトリグリセリドであり、ヒマシ油系脂肪酸エステルとしては、例えば、ヒマシ油又は水添ヒマシ油と、少なくとも一部がオキシ脂肪酸である一価の脂肪酸又はその脂肪酸を縮合した縮合脂肪酸とのエステル化反応等により精製されるものが挙げられる。
【００１８】
ヒマシ油系脂肪酸エステルの添加量は、該ポリ乳酸系樹脂１００重量部に対して０．１重量部以上５．０重量部以下が好ましく、更に好ましくは０．５重量部以上３．０重量部以下である。添加量が０．１重量部以上であれば、可塑化効果が得られる傾向にあり、５．０重量部以下であれば可塑剤のブリードアウトが生じにくい傾向がある。
【００１９】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物には、その他、発泡セルのサイズ、形状を整える目的で発泡核剤を添加しても良い。発泡核剤としては、一般的な発泡核剤を用いることができ、例えば、シリカ、マイカ、タルク、モンモリロナイト及びその誘導体、炭酸水素ナトリウム、クエン酸等が挙げられる。
【００２０】
上述のポリ乳酸系樹脂組成物を調製する方法としては、一般的な樹脂コンパウンドを調製するのに用いられる方法は何れも用いることができる。例えば、二軸押出機を用いて調整することができ、混練後、ペレット又はビーズ状の樹脂粒子を得ることが出来る。
【００２１】
次に本発明のポリ乳酸系樹脂組成物からポリ乳酸系発泡粒子を作製する方法について説明する。本発明のポリ乳酸系樹脂組成物は、例えば、二軸押出機による混練でペレット又はビーズ状の樹脂粒子を得た後、発泡剤を含浸させ含浸粒子とする。この含浸粒子は、予備発泡させ発泡粒子となす。発泡成形体を得るには、該発泡粒子を金型に入れ、更に加熱して２次発泡させ、所望の形状に成形することで得ることができる。
【００２２】
ポリ乳酸系樹脂組成物の樹脂粒子に発泡剤を含浸する方法としては、所望の発泡性が得られる発泡剤の存在下で十分な圧力がかかる条件さえそろっていれば特に限定されるものではない。例えば、水を分散媒とする系における含浸方法が挙げられる。
【００２３】
発泡剤としては、無機ガス、揮発性発泡剤、水等が挙げられ、無機ガスとしては二酸化炭素、窒素等が挙げられ、揮発性発泡剤としてはプロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、トリクロルフルオルメタン、ジクロルジフルオルエタン、ジクロルテトラフルオルエタン、テトラフルオロエタン、メチルクロライドなどのハロゲン化炭化水素等が挙げられる。なお、発泡剤は上記のものを単独で用いるほか、これらを混合して用いることもできる。
【００２４】
ポリ乳酸系樹脂組成物の樹脂粒子に発泡剤を含浸させてなるポリ乳酸系樹脂組成物の含浸粒子は、蒸気や熱風、高周波等によって予備発泡させて、発泡粒子となすが、その方法をしては一般的な方法が適用できるが、例えば、発泡スチロール用の予備発泡機を用いる方法が最も簡便で一般的である。
【００２５】
以上のように、本発明のポリ乳酸系樹脂組成物に発泡剤を含浸させ、次いで予備発泡を行うことで４５倍以上の高発泡倍率の発泡粒子を得ることが出来る。
【００２６】
以上のように、予備発泡したポリ乳酸系樹脂組成物の発泡粒子は、発泡スチロールや発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン等の成形に用いる成形機を用いて成形し、発泡成形体とすることができる。得られた発泡成形体は高発泡倍率であり、軽量性、柔軟性、緩衝性等を充分に満足しうるものとなる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。尚、評価は下記の方法で行った。
【００２８】
（評価方法）
（１）可塑剤のブリード性：含浸粒子を用いて、可塑剤のブリードアウトを目視にて観察した。
○：ブリードなし
×：ブリードあり
【００２９】
（２）発泡倍率の測定方法：内容積２０００ｃｍ３のポリエチレン製カップに発泡粒子を擦切り一杯量り取り、重量を測定し、風袋重量を差引いて発泡粒子の重量を求める。発泡粒子の重量と見かけ体積（２０００ｃｍ３）から下記の式により求められる。
発泡倍率＝見かけ体積（２０００ｃｍ３）／発泡粒子の重量
【００３０】
（３）成形性の評価方法：型内成形を用いて以下の基準で目視にて評価した。
○：良好
△：収縮気味
×：不良
【００３１】
（実施例１）
Ｌ体／Ｄ体＝９０／１０のポリ乳酸１００重量部とポリイソシアネート化合物（「ミリオネ−トＭＲ−２００」、イソシアネート基２．７〜２．８当量／モル、日本ポリウレタン工業（株）製）２．０重量部、ヒマシ油系脂肪酸エステル（「リックサイザー＃１６１８Ｒ」伊藤製油（株）製）１．０重量部を二軸押出機（ＴＥＭ３５Ｂ、東芝機械（株）製）にてシリンダ温度１８５℃で混練し、水中カッターを用いて約１ｍｍφのビーズ状樹脂粒子を得た。
得られたビーズ状樹脂粒子１００重量部に対して、水１００重量部、脱臭ブタン２５重量部、食塩１０重量部、ポリオキシエチレンオレイルエーテル（「ＤＯ−１０００」三洋化成（株）製）０．３重量部を耐圧容器に仕込み、９４℃で９０分間保持した。十分に冷却後取出し、乾燥して、含浸粒子とし、可塑剤のブリードアウトを評価した。
【００３２】
次いで、得られた含浸粒子を８５℃の蒸気に１分間曝すことで予備発泡させ、発泡粒子とし、発泡倍率を評価した。
この発泡粒子を室温で２日間熟成した後、成形用金型に充填し、１０３℃の蒸気で２０秒加熱して発泡成形体を得た。評価結果は表１の通りであった。
【００３３】
（実施例２〜４）
ヒマシ油系脂肪酸エステルの種類と添加量を表１のように変えた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３４】
（比較例１）
実施例１において、ヒマシ油系脂肪酸エステルを除いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３５】
（比較例２）
実施例１において、ヒマシ油系脂肪酸エステルの代わりに、ビス（２−エチルヘキシル）セバケート（ＤＯＳ）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３６】
（比較例３）
実施例１において、ヒマシ油系脂肪酸エステルの代わりに、ビス（ブチルジグリコール）アジペート（ＢＸＡ）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３７】
【表１】
2007138097.tif 000002
表１の実施例１〜４はいずれも可塑剤としてヒマシ油系脂肪酸エステルを配合させたため、得られた発泡粒子は４５倍以上の発泡倍率を有し、成形性も良好な結果が得られた。
【００３８】
一方、比較例１はヒマシ油系脂肪酸エステルを配合していないため、発泡粒子の発泡倍率が低い。また、比較例２と３はヒマシ油系脂肪酸エステル以外の可塑剤を使用しているため、可塑剤のブリードアウトが顕著に現れ、成形性を評価することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のポリ乳酸系樹脂組成物によれば、煩雑な工程を必要とせず、成形性、２次加工性の優れた高発泡倍率のポリ乳酸系発泡粒子を得ることができる。この結果、該発泡粒子から得られる発泡成形体に対して軽量性、柔軟性、緩衝性等の特性を付与することができ、ポリ乳酸系発泡成形体の用途の拡大に繋がる。