JP2005023250A - 繊維強化成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】植物由来原料を主成分とし、実質的に非生分解性の耐熱性、強度、剛性、耐久性に優れる繊維強化成形体、並びに、自動車部品又は家電部品を提供することを目的とする。
【解決手段】乳酸系樹脂を主成分とする生分解性樹脂（Ａ）と、アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維（Ｂ）と、加水分解防止剤（Ｃ）とを含有し、Ａ：Ｂ＝６０：４０〜９９：１（質量比）、かつ、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ＝１００：０．１〜１００：５．０（質量比）である繊維強化成形体を用いる。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、植物由来原料を主成分とし、耐熱性、強度、剛性、耐久性に優れる繊維強化成形体、並びに、自動車部品又は家電部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラスチックは、その優れた加工性や物性から、包装材、日用品、農業土木軽資材、家電部品、自動車部品等に広く使用されている。その一方で、枯渇性資源である石油を原料としている点が大きな社会問題になっている。
【０００３】
これらの問題を解決するために、植物由来の生分解性プラスチックが、実用化され始めている。代表的な製品例としては、乳酸系樹脂がある。乳酸系樹脂は、とうもろこしや砂糖大根を原料とし発酵を行って得られる乳酸を重合したプラスチックである。
ところが、乳酸系樹脂は、特許文献１〜２に開示されるように、包装材や日用品のような消費材としての実用化例は多数あるが、家電部品や自動車部品のような耐久材として高度な要求特性が求められる分野には、使用実績はほとんどない。この１つの理由としては、家電部品や自動車部品として使用する場合には、この用途で広く使われているＡＢＳ樹脂やフィラー充填ＰＰ樹脂と比べて、乳酸系樹脂は耐熱性、強度、剛性、耐久性が乏しいからである。
【０００４】
これに対し、特許文献３には、耐熱性の改良方法が開示されるなど、いくつかの改良方法が知られている。また、特許文献４〜５には、生分解性樹脂と天然繊維の複合体が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２０７０４１号公報
【特許文献２】
特開平７−３０８９６１号公報
【特許文献３】
特開平８−１９３１６５号公報
【特許文献４】
特開平９−１６９８９７号公報
【特許文献５】
特開２００２−１４６２１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献３には、家電部品や自動車部品として総合的に物性を改良する方法は開示されていない。また、上記特許文献４〜５には、生分解性樹脂と天然繊維の複合体が開示されているが、強度や耐久性の面で全く十分と言えなかった。
さらにまた、これらの各特許文献は、生分解性を大きな特徴として挙げているが、家電部品や自動車部品としては、実質的に非生分解性のものが求められている。
【０００７】
そこでこの発明は、植物由来原料を主成分とし、実質的に非生分解性の耐熱性、強度、剛性、耐久性に優れる繊維強化成形体、並びに、自動車部品又は家電部品を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、乳酸系樹脂を主成分とする生分解性樹脂（Ａ）と、アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維（Ｂ）と、加水分解防止剤（Ｃ）とを含有し、Ａ：Ｂ＝６０：４０〜９９：１（質量比）、かつ、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ＝１００：０．１〜１００：５．０（質量比）である繊維強化成形体を用いることにより、上記課題を解決したのである。
【０００９】
乳酸系樹脂に所定の繊維及び加水分解防止剤を含有させるので、耐熱性、強度、剛性、耐久性等を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下において、この発明について詳細に説明する。
この発明における生分解性樹脂とは、乳酸系樹脂を主成分とする樹脂である。この乳酸系樹脂とは、構造単位がＬ−乳酸であるポリＬ−乳酸、構造単位がＤ−乳酸であるポリＤ−乳酸、構造単位がＬ−乳酸及びＤ−乳酸である、ポリＤＬ−乳酸やこれらの混合体をいい、さらには、α−ヒドロキシカルボン酸やジオール／ジカルボン酸との共重合体であってもよい。
【００１１】
上記乳酸系樹脂のＤＬ構成は、Ｌ体：Ｄ体＝１００：０〜９０：１０、又は、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜１０：９０が必要である。かかる範囲外では、部品の耐熱性が得られにくく、用途が制限されることがある。
【００１２】
上記乳酸系樹脂の重合法としては、縮重合法、開環重合法など公知のいずれの方法を採用することができる。例えば、縮重合法ではＬ−乳酸又はＤ−乳酸、あるいはこれらの混合物を直接脱水縮重合して任意の組成を持った乳酸系樹脂を得ることができる。
【００１３】
また、開環重合法では乳酸の環状二量体であるラクチドを、必要に応じて重合調整剤等を用いながら、選ばれた触媒を使用してポリ乳酸系重合体を得ることができる。ラクチドにはＬ−乳酸の２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の２量体であるＤ−ラクチド、さらにＬ−乳酸とＤ−乳酸からなるＤＬ−ラクチドがあり、これらを必要に応じて混合して重合することにより任意の組成、結晶性をもつ乳酸系樹脂を得ることができる。
【００１４】
さらに、耐熱性を向上させるなどの必要に応じ、少量共重合成分として、テレフタル酸のような非脂肪族ジカルボン酸及び／又はビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物のような非脂肪族ジオールを用いてもよい。
さらにまた、分子量増大を目的として少量の鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物などを使用できる。
【００１５】
上記乳酸系樹脂に共重合される上記の他のヒドロキシ−カルボン酸単位としては、乳酸の光学異性体（Ｌ−乳酸に対してはＤ−乳酸、Ｄ−乳酸に対してはＬ−乳酸）、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシｎ−酪酸、２−ヒドロキシ３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ３−メチル酪酸、２−メチル乳酸、２−ヒドロキシカプロン酸等の２官能脂肪族ヒドロキシ−カルボン酸やカプロラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類が挙げられる。
【００１６】
乳酸系樹脂に共重合される上記脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール，１，４−シクロヘキサンジメタノール等があげられる。また、上記脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸及びドデカン二酸等が挙げられる。
【００１７】
共重合で最も好ましいのは、ブロック共重合である。ポリ乳酸セグメントをＡ、例えばジオールジカルボン酸セグメントをＢとすると、典型的にＡＢＡブロックコポリマーとすることにより、透明性と耐衝撃性を具備したポリマーとすることができる。この場合、Ｂのセグメントのガラス転移温度（Ｔｇ）は、０℃以下であることが、耐衝撃性の発現上好ましい。
【００１８】
上記生分解性樹脂（Ａ）として用いられる樹脂としては、上記の乳酸系樹脂以外に、必要に応じて、ガラス転移点Ｔｇが０℃以下である脂肪族ポリエステル及び／又は芳香族脂肪族ポリエステルを乳酸系樹脂に５〜５０質量部混合することができる。これを混合させることによって、上記生分解性樹脂（Ａ）に耐衝撃性を付与することができる。ガラス転移点Ｔｇが０℃を越えると、耐衝撃性改良効果が乏しい。
【００１９】
上記脂肪族ポリエステル及び／又は芳香族脂肪族ポリエステルとしては、乳酸系樹脂を除く脂肪族ポリエステル樹脂、例えば、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸及び／又は芳香族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステル及び／又は脂肪族芳香族ポリエステル、並びに、環状ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
【００２０】
上記肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸及び／又は芳香族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステル及び／又は芳香族脂肪族ポリエステルは、脂肪族ジオールであるエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等と、脂肪族ジカルボン酸であるコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等、及び／又は、芳香族ジカルボン酸であるテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の中から、それぞれ１種類以上選んで縮合重合して得られる。必要に応じてイソシアネート、エポキシ化合物等でジャンプアップして所望のポリマーを得ることができる。具体的には、昭和高分子（株）製ビオノーレ、イレケミカル社製Ｅｎｐｏｌｅ、三菱ガス化学（株）製ユーペック、イーストマンケミカル社製Ｅａｓｔｅｒｂｉｏ、ＢＡＳＦ社製Ｅｃｏｆｌｅｘ等が、挙げられる。
【００２１】
上記環状ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステルとしては、環状モノマーであるε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等が代表的に挙げられ、これらから１種類以上選ばれて重合される。
【００２２】
この発明においては、上記生分解性樹脂（Ａ）と、アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維（Ｂ）と、加水分解防止剤（Ｃ）とを、Ａ：Ｂ＝６０：４０〜９９：１（質量比）、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ＝１００：０．１〜１００：５．０（質量比）で混合することが重要である。
【００２３】
上記生分解性樹脂（Ａ）、特に乳酸系樹脂は、溶融成形時に加水分解を起こしやすいので、あらかじめ乾燥するか、真空ベント押出工程を経ることが望ましい。
【００２４】
上記アラミド繊維は、ポリパラフェニレンテレフタラミドや、コポリパラフェニレン・３．４‘オキシジフェニレン・テレフタラミド等の芳香族アミド構造を有する樹脂からなる繊維である。具体例としては、デュポン社製「ケブラー」、帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」、「トワロン」等がある。これらは、通常、アラミド原料を硫酸やＮ−メチルピロリドンに溶解させ、湿式紡糸することにより繊維に成形される。
【００２５】
また、ＬＣＰ（液晶樹脂（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ））繊維は、溶融時に液晶性を示す樹脂からなる繊維であり、この樹脂は通常溶融時に液晶性を示すポリエステルを指す。溶融時に液晶性を示すポリエステルとは、９０°直交した２枚の偏光板の間にある加熱試料台上にポリエステル試料粉末を置いて昇温していった時に流動可能な温度域において、光を透過しうる性質を有するものを意味している。
【００２６】
このような芳香族ポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール及び／又は芳香族ヒドロキシカルボン酸やこれらの誘導体からなるもので、場合によりこれらと脂環族ジカルボン酸、脂環族ジオール、脂肪族ジオールやこれらの誘導体との共重合体も含まれる。
【００２７】
ここで、上記芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソフタル酸、４，４′ジカルボキシジフェニル、２，６−ジカルボキシナフタレン、１，２−ビス（４−カルボキシフェノキシ）エタン等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体があげられる。芳香族ジオールとしてはヒドロキノン、レゾルシン、４，４′−ジヒドロキシジフェニル、４，４′−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルメタン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、２，６−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロゲン基等の核置換体があげられる。
【００２８】
上記芳香族ヒドロキシカルボン酸としてはｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸、１−ヒドロキシナフタレン−５−カルボン酸等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体があげられる。脂環族ジカルボン酸としては、ｔｒａｎｓ−１，４−ジカルボキシシクロヘキサン、ｃｉｓ−１，４−ジカルボキシシクロヘキサン等やこれらのアルキル、アリール、ハロゲン基の置換体があげられる。脂環族及び脂肪族ジオールとしてはｔｒａｎｓ−１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、ｃｉｓ−１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、キシリレンジオール等があげられる。
【００２９】
ＬＣＰの繊維は、通常これらのポリエステル原料を溶融紡糸することにより得られる。
【００３０】
繊維の具体例としては、ヒドロキシ安息香酸とヒドロキシナフタレンカルボン酸からなる（株）クラレ製「ベクトラン」や、ヒドロキシ安息香酸を主成分とした住友化学工業（株）製「エコノール繊維」等が挙げられる。
【００３１】
この発明においては、生分解性樹脂（Ａ）と上記アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維（Ｂ）を、Ａ：Ｂ＝６０：４０〜９９：１（質量比）、好ましくは、Ａ：Ｂ＝７０：３０〜９５：５（質量比）の割合で混合することが重要である。上記繊維がかかる範囲を下回ると、耐熱性、強度、剛性を改良する効果が乏しく、自動車部品、家電部品として好適な物性を有しない。上回る場合には、成形機へのフィード不良や溶融樹脂の流動性が不良になり、成形加工性に損なわれる。
【００３２】
上記アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維の直径としては、１〜４０μｍ、好ましくは５〜２０μｍであることが望ましい。かかる範囲を下回ると、繊維の価格が上がり経済性が低下したり、嵩密度の低下によりハンドリング性が低下する。逆に上回ると、乳酸系樹脂の強度改良効果が低下する。
【００３３】
上記アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維の長さとしては、０．５〜３０ｍｍ、好ましくは、１〜１０ｍｍ、さらに好ましくは、２〜６ｍｍであることが望ましい。かかる範囲を下回ると、乳酸系樹脂の耐熱性や強度の改良効果が乏しく、逆に上回ると、成形機のホッパーでブリッジを起こすなど作業性が低下したり、溶融特性を著しく阻害する等の問題を生ずる。
【００３４】
上記アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維の形態としては、上記直径と長さを有する範囲で、ステープル、カットフィラメント、チョップドストランド、チョップドストランドマット、パルプ等、任意の形態をとることができる。
【００３５】
乳酸系樹脂に対する分散性や接着性の改良を目的として、上記アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維に表面処理剤を塗布することもできる。表面処理剤としては、エポキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、オキサゾニル基、水酸基、アミノ基などを２個以上持った化合物、例えば、ＥＧＭＡ−δ−Ａｓ酸無水物変性ポリスチレン、酸無水物変性ポリオレフィン、ＥＧＭＧ、エポキシ樹脂、酸無水物変性ポリエステル、フェノギン樹脂、ジニトロアミン、酸無水物変性ポリエステルなどが好ましい。
【００３６】
上記アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維を乳酸系樹脂へ混合する方法としては、特に限定されないが、とりわけ以下の２つの方法が好ましい。一つ目の方法は、あらかじめ所定の長さを有するカット繊維やステープルを２軸押出機や溶融ミキサーを用いて、乳酸系樹脂に練り込んでコンパウンドを作製する方法である。この時、繊維を押出機にフィードするにあたり、まず乳酸系樹脂のみを溶融させた後、サイドフィーダー等で２軸押出機の半ばから繊維をフィードしてもよい。
【００３７】
また、二つ目の方法は、連続フィラメントや連続ステープルヤーンを巻き出し、乳酸系樹脂をクロスヘッドダイから押し出すと同時に繊維に樹脂を、被覆・含浸させるという、いわゆる引き抜き成形法を利用したものである。引き抜き成形されたストランドは、ペレットカッター等により、適当なサイズにカットされ樹脂ペレットとされる。樹脂ペレットに含まれる繊維の長さは、樹脂ペレットの長さとほぼ同等に制御される。
【００３８】
次に、この発明においては、乳酸系樹脂（Ａ）と、アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維（Ｂ）と、加水分解防止剤（Ｃ）が、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ＝１００：０．１〜１００：５．０（質量比）となるように、加水分解防止剤が処方されることが重要である。
【００３９】
上記添加量を下回る場合には、耐久性が低下し、同時に非生分解性が損なわれる。かかる範囲を上回る場合には、カルボジイミド化合物のブリードアウトによる成形体の外観不良や、可塑化による機械物性の低下が起こる。
【００４０】
上記加水分解防止剤としては、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、酸無水物、オキサゾリン化合物、メラミン化合物等が挙げられるが、最も好適に用いられるのは、下記構造式（１）を有するカルボジイミド化合物である。
−（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ−）ｎ− （１）
（上記式（１）において、ｎは１以上の整数を示す。Ｒはその他の有機系結合単位を示す。これらのカルボジイミド化合物は、Ｒの部分が、脂肪族、脂環族、芳香族のいずれかでもよい。）
通常ｎは１〜５０の間で適宜決められる。
【００４１】
上記構造式（１）を有するカルボジイミド化合物の具体的としては、ビス（ジプロピルフェニル）カルボジイミド、ポリ（４，４′−ジフェニルメタンカルボジイミド）、ポリ（ｐ−フェニレンカルボジイミド）、ポリ（ｍ−フェニレンカルボジイミド）、ポリ（トリルカルボジイミド）、ポリ（ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド）、ポリ（メチル−ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド）、ポリ（トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド）等、及び、これらの単量体があげられる。このカルボジイミド化合物は、単独、又は、２種以上組み合わせて用いられる。
【００４２】
カルボジイミド化合物の具体例としては、ラインケミー社製「スタバクゾール」、日清紡社製「カルボジライト」等が挙げられる。
【００４３】
この発明にかかる繊維強化成形体を、自動車部品、家電部品用に使用する場合、無機充填材、結晶化促進剤、難燃剤、帯電防止剤等を処方することが好ましい。
【００４４】
上記無機充填材としては、剛性、耐摩擦性、耐熱性（結晶化促進効果もあり）等の向上を目的として、上記繊維強化成形体１００重量部に対し、２０重量部以下の範囲で添加することができる。具体的には、シリカ、タルク、カオリン、クレー、アルミナ、非膨潤性マイカ、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪藻土、アスベスト、ガラス繊維、金属粉等が例示される。添加量が、２０重量部を上回ると、衝撃強度、成形加工性、耐加水分解性等が低下する傾向にあり、好ましくない。
【００４５】
また、無機充填材として、層状珪酸塩を活用することもできる。層状珪酸塩は、乳酸系樹脂とナノコンポジットを形成し、部品の耐熱性や剛性を飛躍的に向上させる。また、平板粒子が整列することで、樹脂内部への水の進入を困難にし、耐加水分解性やガスバリア性も向上させる。ただし、層状珪酸塩は、樹脂中にナノ分散した場合においては、粘度の上昇により溶融成形性を著しく低下させるので、添加量としては、上記繊維強化成形体１００重量部に対し、１０重量部、好ましくは、５重量部が限度である。
【００４６】
上記結晶化促進剤としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、ベントナイト、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、黒鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛、含水ホウ酸カルシウム、アルミナ、マグネシア、ウォラストナイト、ゾノトライト、セピオライト、ウィスカー、ガラス繊維、金属粉末、ビーズ、シリカバルーン、シラスバルーンなどがあげられる。また、上記結晶化促進剤の表面をチタン酸、脂肪酸、シランカップリング剤などで処理することにより樹脂との接着性を向上させ、結晶化促進効果を向上させることも可能である。
結晶化促進剤の配合量としては、上記繊維強化成形体１００重量部に対し、０．１〜５質量部配合することがより好ましい。かかる範囲を下回ると結晶化促進効果が得られず、上回る場合には、衝撃強度、成形加工性、耐加水分解性等が低下する傾向にあり、好ましくない。
【００４７】
上記難燃剤としては、ノンハロゲン系の水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、カルシウムアルミネートシリケート、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、ポリリン酸塩、メラミンシアヌレート、ジメラミンフォスフェート、メラミンボレート、スルファミン酸グアニシン、リン酸グアニジン、リン酸グアニール、赤リン、ビニルフォスフェートオリゴマー、トリフェニルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ポリリン酸アンモン、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、酸化鉄、フェロセン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化銅、酸化モリブデン、酸化ビスマス、酸化珪素、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム等を好適に用いることができる。添加量は、難燃剤の効果を見ながら決められるが、上記繊維強化成形体１００重量部に対し、１０〜６０質量部、好ましくは、１５〜５０質量部の範囲で決められる。かかる範囲を下回ると、難燃効果が発揮されず、逆に上回ると、加工時の流動特性や、成形体の強度や耐衝撃性が損なわれる。
【００４８】
上記帯電防止剤としては、溶融成形中の加水分解防止の観点から下記の（１）〜（３）の化合物から選ばれることが好ましい。添加量としては、上記繊維強化成形体１００重量部に対し、０．１〜１０重量部、好ましくは、０．３〜４．０重量部である。かかる範囲を下回ると効果が発現せず、上回るとブリードアウトによる成形体の外観不良や、可塑化による機械物性の低下や、耐久性の低下が起こる。
【００４９】
（１）エチレングリコール・ジエチレングリコール・トリエチレングリコール・グリセリン・トリメチロールプロパン・ペンタエルスリット・ソルビット等の多価アルコール及び／又はその脂肪酸エステル。
（２）ポリエチレングリコール及び／又はその脂肪酸エステル。
（３）高級アルコール・多価アルコール・アルキルフェノールのポリエチレングリコール付加物、又はポリプロピレングリコール付加物。
【００５０】
また、この発明の効果を損なわない範囲で、熱安定剤、核剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、光安定剤、滑剤、顔料、染料、可塑剤などの添加剤を処方することができる。
【００５１】
この発明においては、部品の成形法、及び成形装置は、既知の方法、装置を採用することができるが、部品形状に合わせ、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、ＳＭＣ法が好適に用いられる。
【００５２】
射出成形を行う場合においては、熱可塑性樹脂用の一般射出成形法、ガスアシスト成形法、射出圧縮成形法等の射出成形法を採用することができる。その他目的に合わせて、上記の方法以外でインモールド成形法、ガスプレス成形法、２色成形法、サンドイッチ成形法、ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ、ＳＣＯＲＩＭ等を採用することもできる。
【００５３】
射出成形装置は一般射出成形機、ガスアシスト成形機及び射出圧縮成形機等と、これらに用いられる成形用金型及び付帯機器、金型温度制御装置及び原料乾燥装置等から構成される。成形条件は射出シリンダー内での樹脂の熱分解を避けるため、溶融樹脂温度を１７０℃〜２１０℃の範囲で成形することが好ましい。
【００５４】
射出成形体を非晶状態で得る場合は、成形サイクル（型閉〜射出〜保圧〜冷却〜型開〜取出）の冷却時間を短くする点から金型温度はできるだけ低温とする事が好ましい。一般的には１５℃〜５５℃で、チラーを用いることも望ましい。しかし、後結晶化時の成形体の収縮及び反り、変形を抑える点ではこの範囲で高温とすることが有利である。
【００５５】
また、成形品にさらなる耐熱性を付与するために、成形時の金型内、又は／及び、金型から取り出した後に結晶化処理を行うことが有効である。金型内で結晶化させる場合、加熱した金型内に溶融樹脂を充填した後、一定時間金型内で保持する。金型温度としては、８０℃〜１３０℃、好ましくは９０℃〜１２０℃、冷却時間としては、１〜３００秒、好ましくは５〜３０秒である。かかる温度、冷却時間にて金型内で結晶化処理を行うことで、射出成形体の耐熱性をさらに向上することができる。
【００５６】
また、金型から成形体を取り出した後に結晶化させる場合、熱処理温度は、６０〜１３０℃の範囲が好ましく、７０〜９０℃の範囲がより好ましい。熱処理温度が６０℃より低い場合、成形行程において結晶化が進行せず、１３０℃より高い場合は、成形体の冷却時において変形や収縮を生じる。加熱時間は組成、及び熱処理温度によって適宜決められるが、例えば、７０℃の場合は１５分〜５時間熱処理を行う。また、１３０℃の場合は１０秒〜３０分熱処理を行う。
【００５７】
結晶化の方法としては、事前に温度の上げられた金型で成形し、金型内で結晶化させる方法や、成形後に金型の温度を上げ金型内で結晶化させる方法、あるいは、成形体を非晶状態で金型から取り出した後、熱風、蒸気、温水、遠赤外線ヒーター、ＩＨヒーターなどで結晶化させる方法があげられる。この時、成形体の変形を防止するために、金型、樹脂型などで固定することが好ましい。また、生産性を考慮に入れて、梱包した状態で熱処理を行うこともできる。
【００５８】
この発明にかかる繊維強化成形体は、自動車部品、及び家電部品として利用することができる。具体的な自動車部品の例としては、フロントバンパー、フェーシャ、フェンダー、サイドガーニッシュ、ピラーガーニッシュ、リアスポイラー、ボンネット、ラジエータグリル、ドアハンドル、ヘッドランプレンズ、インパネ、トリム、エアクリーナーケース、吸気ダクト、サージタンク、燃料タンク、インテークマニホールド、ディストリビューター部品、燃料噴射部品、電装コネクター、エンジンロッカーカバー、エンジンオーナメントカバー、タイミングベルトカバー、ベルトテンショナープーリー、チェインガイド、カムスプロケット、ジェネレーターボビン、内板、ドアパネル、ドアボード、天井材等が挙げられる。
【００５９】
また、具体的な家電部品の例としては、筐体、キャビネット、ローラー、ファン、軸受け、プリント基板、コネクター、バルブ、ケース、シールド板、ボタン、スイッチハンドル等が挙げられる。
【００６０】
【実施例】
以下に実施例を示すが、これらによりこの発明は何ら制限を受けるものではない。なお、実施例中に示す測定値は次に示すような条件で測定を行い、算出した。
【００６１】
（１）荷重たわみ温度（耐熱性）
ＪＩＳＫ−７１９１に基づいてＬ１２０ｍｍ×Ｗ１１ｍｍ×ｔ３ｍｍの試験片を作成し、東洋精器社製Ｓ−３Ｍを用いて荷重たわみ温度（ＨＤＴ）の測定を行った。測定は、フラットワイズ方向、試験片に加える曲げ応力４５．１Ｎ／ｃｍ^２の条件で行った。
【００６２】
（２）曲げ強さ、曲げ弾性率（剛性）
ＪＩＳＫ−７１７１に基づいてＬ８０ｍｍ×Ｗ１０ｍｍ×ｔ４ｍｍの試験片を作成し、インテスコ社製精密万能材料試験機ＭＯＤＥＬ２０１０を用いて曲げ強さ、及び、曲げ弾性率の測定を行った。
【００６３】
（３）乳酸系樹脂の重量平均分子量
東ソー（株）製ゲルパーミエーションクロマトグラフィーＨＬＣ−８１２０ＧＰＣに、（株）島津製作所製クロマトカラムＳｈｉｍ−ＰａｃｋシリーズのＧＰＣ−８００ＣＰを装着し、溶媒クロロホルム、溶液濃度０．２ｗｔ／ｖｏｌ重量％、溶液注入量２００μｌ、溶媒流速１．０ｍｌ／分、溶媒温度４０℃で測定を行い、ポリスチレン換算で、乳酸系樹脂の重量平均分子量を算出した。用いた標準ポリスチレンの重量平均分子量は、２００００００、６７００００、１１００００、３５０００、１００００、４０００、６００である。
【００６４】
（４）コンポスト分解試験（耐生分解性／耐久性）
家庭用コンポスター（静岡製機（株）製 商品名：エコロンポＥＣ−２５Ｄ）に、園芸用の腐葉土１０Ｋｇと、ドッグ・フード（日本ペットフード（株）製 商品名：ビタワン）５ｋｇを混合して入れ、さらに水５００ｍｌを加え、厚み２００ｍｍの埋土とした。試験サンプルを埋土の底面から５０ｍｍの高さに配置して埋設した。内部を５８℃に保ち、毎日２００ｍｌの水を追加して、１０週間テストを行った。テストの前後の重量平均分子量を測定し、下記の式から重量平均分子量保持率を算出し、下記の基準で評価した。
重量平均分子量保持率＝（コンポスト試験後の重量平均分子量）／（コンポスト試験前の重量平均分子量）×１００（％）
耐生分解性：○…重量平均分子量保持率：９０〜１００％
△…重量平均分子量保持率：６０〜 ８９％
×…重量平均分子量保持率： ０〜 ５９％
【００６５】
（実施例１）
Ｌ体：Ｄ体＝９９：１であるカーギル・ダウ社製乳酸系樹脂：ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ４０３１Ｄ（重量平均分子量２０万）（Ａ）と、帝人テクノプロダクツ社製アラミド繊維：テクノーラチョップドファイバーＴ−３２０（平均直径１２μｍ、平均長さ３ｍｍ）（Ｂ）と、ラインケミー社製カルボジイミド化合物：スタバクゾールＩ（ビス（ジプロピルフェニル）カルボジイミド）（Ｃ）と、結晶化促進剤として、日本タルク社製タルク：ミクロエースＬ（Ｄ）とを、Ａ：Ｂ＝８０：２０（重量％）、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ：Ｄ＝１００：２：３（質量部）になるように調合し、ヘンシェルミキサーでブレンドし、熱風オーブン中で７０℃で５時間乾燥させた後、三菱重工業（株）製４０ｍｍφ小型同方向二軸押出機を用いて、１８０℃でコンパウンドし、ペレット形状にした。
【００６６】
得られたペレットを東芝機械（株）製射出成形機 ＩＳ５０Ｅ（スクリュー径２５ｍｍ）を用い、Ｌ１００ｍｍ×Ｗ１００ｍｍ×ｔ３ｍｍ、４ｍｍの板材を射出成形した。主な成形条件は以下の通り。
１）温度条件：シリンダー温度（１９５℃） 金型温度（２０℃）
２）射出条件：射出圧力（１１５ＭＰａ） 保持圧力（５５ＭＰａ）
３）計量条件：スクリュー回転数（６５ｒｐｍ） 背圧（１５ＭＰａ）
【００６７】
次に、射出成形体をベーキング試験装置（大栄科学精器製作所製ＤＫＳ−５Ｓ）内に静置して、７０℃で３．５時間熱処理を行い、結晶化を促進させた。４ｍｍ板を用いて、曲げ強度、引張り弾性率、耐生分解性の評価を、３ｍｍ板を用いて荷重たわみ温度の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６８】
（比較例１）
乳酸系樹脂（Ａ）と、アラミド繊維（Ｂ）と、カルボジイミド化合物（Ｃ）と、結晶化促進剤（Ｄ）を、Ａ：Ｂ＝１００：０（重量％）、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ：Ｄ＝１００：２：３（質量部）と変更する以外は、実施例１と同様の方法で、板材を得た。評価結果を表１に示す。
【００６９】
（比較例２）
乳酸系樹脂（Ａ）と、アラミド繊維（Ｂ）と、カルボジイミド化合物（Ｃ）と、結晶化促進剤（Ｄ）を、Ａ：Ｂ＝５０：５０（重量％）、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ：Ｄ＝１００：２：３（質量部）と変更するのみで、コンパウンドを実施しようとしたが、ヘンシェルミキサーでも均一に分散できず、また、２軸押出機のフィードが安定せず、コンパウンド不能であった。
【００７０】
（実施例２）
ヒドロキシ安息香酸を主成分とするＬＣＰ原料である住化スーパーＥ６０００（ニート）を、シリコープラ工業社製３０ｍｍφ単軸押出機を用いて、紡糸温度３９０℃、引き取り速度３００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸し、ボビンに巻き取った。紡糸口金は、孔径０．０７ｍｍ、孔長０．１４ｍｍ、孔数３００のものを用い、得られた繊維の平均直径は１７μｍであった。
次に、Ｌ体：Ｄ体＝９９：１であるカーギル・ダウ社製乳酸系樹脂：ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ４０３１Ｄ（重量平均分子量２０万）（Ａ）と、ラインケミー社製カルボジイミド化合物：スタバクゾールＰ（ポリ（ジプロピルフェニル）カルボジイミド）（Ｃ）と、結晶化促進剤として、日本タルク社製タルク：ミクロエースＬ１（Ｄ）を、Ａ：Ｃ：Ｄ＝１００：３：３（質量部）になるように調合し、ヘンシェルミキサーでブレンドし、熱風オーブン中で７０℃で５時間乾燥させた後、引き抜き成形用クロスヘッドダイを連結したシリコープラ工業社製３０ｍｍφ単軸押出機にフィードする一方で、先に得られたＬＣＰ繊維のマルチフィラメント５組をそれぞれのボビンから巻き出し、クロスヘッドダイのホールに通して、樹脂温１８０℃でＬＣＰ繊維マルチフィラメントに樹脂被覆・含浸を行い、水槽で冷却した後、ペレットカッターを通した。得られたペレット原料の平均直径は１．５ｍｍ、平均長さは３ｍｍであった。また、ペレット中の乳酸系樹脂（Ａ）に対するＬＣＰ繊維（Ｂ）の割合は、Ａ：Ｂ＝８０：２０（重量％）であった。したがって、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ：Ｄ＝１００：２．５：２．５となる。
このペレット原料を用い、実施例１と同様の方法で射出成形を行い評価を行った。結果を表１示す。
【００７１】
（比較例３）
Ｌ体：Ｄ体＝９９：１であるカーギル・ダウ社製乳酸系樹脂：ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ４０３１Ｄ（重量平均分子量２０万）（Ａ）と、結晶化促進剤として、日本タルク社製タルク：ミクロエースＬ１（Ｄ）を、Ａ：Ｄ＝１００：３（質量部）とする以外は、実施例２と同様の方法で、板材を得た。したがって、Ａ：Ｂ＝８０：２０（重量％）、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ：Ｄ＝１００：０：２．５となる。評価結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】

【００７３】
【発明の効果】
この発明によると、植物由来原料を主成分とし、実質的に非生分解性の耐熱性、強度、剛性、耐久性に優れる繊維強化成形体、並びに、自動車部品又は家電部品を提供することができる。

Claims (4)

1. 乳酸系樹脂を主成分とする生分解性樹脂（Ａ）と、アラミド繊維及び／又はＬＣＰ繊維（Ｂ）と、加水分解防止剤（Ｃ）とを含有し、Ａ：Ｂ＝６０：４０〜９９：１（質量比）、かつ、（Ａ＋Ｂ）：Ｃ＝１００：０．１〜１００：５．０（質量比）である繊維強化成形体。
2. 実質的に非生分解性である請求項１記載の繊維強化成形体。
3. 上記加水分解防止剤（Ｃ）が、カルボジイミド化合物である請求項１又は２に記載の繊維強化成形体。
4. 自動車部品又は家電部品として使用される、請求項１乃至３のいずれかに記載の繊維強化成形体。