JP2007099794A

JP2007099794A - 脂肪族ポリエステル樹脂組成物

Info

Publication number: JP2007099794A
Application number: JP2005287530A
Authority: JP
Inventors: Michiko Yoshida; 道子吉田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP4609268B2

Abstract

【課題】
本発明は、生分解性の特性を維持しつつ、剛性、耐熱性及び衝撃耐性に優れた脂肪族ポリエステル組成物を提供する。
【解決手段】
脂肪族及び／又は脂環式ジオール単位、並びに脂肪族及び／又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル（Ａ）と無機充填剤（Ｂ）とを含む脂肪族ポリエステル組成物であって、無機充填剤（Ｂ）がアスペクト比５以上、長径２５ミクロン以上、短径２０ミクロン以下、モース硬度３．５以上であることを特徴とする、脂肪族ポリエステル樹脂組成物を製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂組成物に関する。詳しくは、生分解性の特性を維持しつつ、剛性、耐熱性及び衝撃耐性に優れた脂肪族ポリエステル組成物に関する。

現代社会において、各種食品、薬品、雑貨用等の液状物や粉粒物、固形物の包装用資材、農業用資材、建築資材など幅広い用途で、紙、プラスチック、アルミ箔等が用いられている。特にプラスチックは強度、耐水性、成形性、透明性、コスト等において優れており、袋や容器として、多くの用途で使用されている。現在これらの用途に使用されているプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等がある。しかしながら、上記プラスチックからなる成形品は、自然環境下においては生分解又は加水分解しないか、又は分解速度が極めて遅いために、使用後埋設処理された場合は土中に残存したり、投棄された場合は景観を損ねたりすることがある。また、焼却処理された場合でも、有害なガスを発生したり、焼却炉を傷めたりするなどの問題がある。

そこで上述の問題を解決する手段として、生分解性を有する材料についての研究が数多くなされてきた。生分解性材料の代表例としては、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネートアジペートといった脂肪族ポリエステル樹脂やポリブチレンアジペートテレフタレートといった芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系樹脂が挙げられる。中でも、生分解性の高さから、使い捨て用途にはポリブチレンスクシネートやポリブチレンスクシネートアジペート等の柔軟性生分解材料が用いられる。しかし、これらの柔軟性の高い生分解性樹脂は一般に衝撃強度は高いが剛性、耐熱性、耐久性が低く、単身での使用は難しいのが現状である。

これらの問題点を克服するために、柔軟性脂肪族ポリエステル樹脂に天然無機鉱物をブレンドすることにより、環境負荷を最小限に抑え、且つ高耐熱性、高耐久性、高剛性、耐衝撃性の特性も兼ね備えるような組成物が開示されている。具体的には、平均粒径２０ミクロン以下、モース硬度３以上の天然無機鉱物である充填剤を０．０５〜２０重量％含有させた脂肪族ポリエステルが開示されている（特許文献１参照）。

また、アスペクト比５以上の無機充填剤をブレンドした乳酸系樹脂組成物や無機充填剤の粒子間距離を制御することでポリ乳酸系材料の物性向上を図る方法についても開示されている（特許文献２、３参照）。
特開平１０−１６８６４８号公報特開平２００２−１０５２９８号公報特開２００４−２４４４５７号公報

本発明者らの検討によれば、上述のような様々な充填剤を本発明で用いられる脂肪族ポリエステルにブレンドし、実用レベルの物性を備える脂肪族ポリエステル組成物を製造するには問題があった。具体的には、本発明で用いられる脂肪族ポリエステルに、特許文献１で開示されている粒子径及び濃度を特定した無機鉱物をブレンドしても十分な耐熱性を得られなかったり、特許文献２に開示してある乳酸系樹脂組成物に無機充填剤をブレンドしても、耐熱性がほとんど改善されないという問題があり、実用化は困難であった。更に特許文献３に開示してある粒子間距離を制御した無機充填剤を脂肪族ポリエステルにブレ
ンドしようとすると、融点付近での耐熱性は小さくなり、効果を得るためには粒状無機充填剤を大量に添加せねばならず、脆性は大幅に低下する等の問題点があった。また、高融点の材料をブレンドしても、ガラス転移温度で軟化してしまうため、熱変形温度が低く耐熱性が得られなかった。

そこで、本発明は、生分解性の特性を維持しつつ、剛性、耐熱性及び衝撃耐性に優れた脂肪族ポリエステル組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ジオール／ジカルボン酸系脂肪族ポリエステルに、特定の形状及び硬度を持った無機充填剤を一定量配合することによって、生分解性の特性を維持しつつ、剛性、耐熱性及び衝撃耐性に優れた脂肪族ポリエステル組成物を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明の要旨は、脂肪族及び／又は脂環式ジオール単位、並びに脂肪族及び／又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステルと無機充填剤とを含む脂肪族ポリエステル組成物であって、無機充填剤のアスペクト比５以上、長径２５ミクロン以上、短径２０ミクロン以下、モース硬度３．５以上であることを特徴とする、脂肪族ポリエステル樹脂組成物に存する。
本発明の第二の要旨は、総重量あたりの無機充填剤の配合量が１５重量％以上４５重量％以下であることを特徴とする、脂肪族ポリエステル樹脂組成物に存する。
本発明の第三の要旨は、無機充填剤（Ｂ）が繊維状無機充填剤であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物に存する。

本発明によれば、生分解性の特性を維持しつつ、剛性、耐熱性及び衝撃耐性に優れた脂肪族ポリエステル組成物が提供される。

以下、本発明につき詳細に説明する。
＜脂肪族ポリエステル（Ａ）＞
脂肪族ポリエステルは、脂肪族及び／又は脂環式ジオール単位、並びに脂肪族及び／又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする。好ましくは、脂肪族ポリエステルは、下記式（１）で表される脂肪族及び／又は脂環式ジオール単位、並びに下記式（２）で表される脂肪族及び／又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とするものである。

［化１］
−Ｏ−Ｒ^１−Ｏ− （１）
−ＯＣ−Ｒ^２−ＣＯ− （２）

（上記式（１），（２）中、Ｒ^１は２価の脂肪族炭化水素基又は２価の脂環式炭化水素基を、Ｒ^２は直接結合、２価の脂肪族炭化水素基、又は２価の脂環式炭化水素基を表す。）
式（１）のジオール単位を与えるジオール成分（ａ−１）は、炭素数が通常２以上１０以下のものであり、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、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挙げられ、中でもエチレングリコール、１，４−ブタンジオールが好ましく、１，４−ブタンジオールが特に好ましい。

式（２）のカルボン酸単位を与えるジカルボン酸成分（ａ−２）は、炭素数が通常２以上１０以下のものであり、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられ、中でもコハク酸、アジピン酸が好ましい。
なお、上記ジオール成分（ａ−１）、ジカルボン酸成分（ａ−２）は、それぞれ２種類以上を用いることもできる。

また、異なる２種以上の脂肪族ポリエステルをブレンドして用いることもできる。具体的には、（ａ−１）が１，４−ブタンジオール、（ａ−２）がコハク酸である脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ−１）と、（ａ−１）が１，４−ブタンジオール、（ａ−２）がコハク酸とアジピン酸である脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ−２）のブレンドが挙げられる。
本発明で用いる脂肪族ポリエステルには、更に脂肪族オキシカルボン酸単位が含有されていてもよい。

脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸成分の具体例としては、乳酸、グリコール酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシカプロン酸、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−ヒドロキシイソカプロン酸、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。又は、これらの低級アルキルエステル、分子内エステルであってもよい。また、これらに光学異性体が存在する場合には、Ｄ体、Ｌ体、又はラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体、又は水溶液のいずれであってもよい。これらの中で好ましいものは、乳酸又はグリコール酸である。これら脂肪族オキシカルボン酸成分は単独でも、２種以上の混合物としても使用することができる。

この脂肪族オキシカルボン酸成分の含有量は、脂肪族ポリエステルを構成する全構成成分中、下限が通常０モル％以上、好ましくは０．０１モル％以上であり、上限が通常３０モル％以下、好ましくは２０モル％以下、更に好ましくは１０モル％以下である。
また本発明の脂肪族ポリエステルは、３官能以上の、脂肪族及び／又は脂環式多価アルコール、脂肪族及び／又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物、又は脂肪族多価オキシカルボン酸を共重合成分として含有すると、得られる脂肪族ポリエステルの溶融粘度を高めることができ好ましい。この場合、３官能の脂肪族又は脂環式多価アルコールの具体例としては、トリメチロールプロパン、グリセリン又はその無水物が挙げられ、４官能の脂肪族又は脂環式多価アルコールの具体例としては、ペンタエリスリトールが挙げられる。３官能の脂肪族又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物の具体例としては、プロパントリカルボン酸又はその無水物が挙げられ、４官能の脂肪族又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物の具体例としては、シクロペンタンテトラカルボン酸又はその無水物が挙げられる。また、３官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、（ｉ）２個のカルボキシル基と１個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプと、（ii）１個のカルボキシル基と２個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には（ｉ）のタイプのリンゴ酸が挙げられる。また、４官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、（ｉ）３個のカルボキシル基と１個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプ、（ii）２個のカルボキシル基と２個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプ、（iii）３個のヒドロキシル基と１個のカルボキシル基を同一
分子中に共有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には、クエン酸や酒石酸が挙げられる。これらの３官能以上の成分は１種単独で使用することも２種以上混合して使用することもできる。

このような３官能以上の成分の含有量は、脂肪族ポリエステルを構成する全構成成分中、下限が通常０モル％以上、好ましくは０．０１モル％以上であり、上限が通常５モル％以下、好ましくは２．５モル％以下である。
また、脂肪族ポリエステルの融点の下限は、通常、８０℃以上あり、好ましくは、９０℃以上である。また上限は１４０℃以下であり、好ましくは１３０℃以下である。高すぎると、脂肪族ポリエステル系繊維（Ｂ）とのブレンド条件及びブレンド材料の成形条件が狭くなる傾向があり、低すぎると耐熱性が低下する傾向にある。

本発明において、脂肪族ポリエステルを得るためのジオール成分とジカルボン酸成分とのモル比は、その目的や原料の種類により好ましい範囲は異なるが、ジカルボン酸成分１モルに対するジオール成分の量は、通常、下限が通常０．８モル以上、好ましくは０．９モル以上であり、上限が通常１．５モル以下、好ましくは１．３モル以下、特に好ましくは１．２モル以下である。

また、脂肪族ポリエステルの数平均分子量は、通常、下限が通常１万以上、好ましくは３万以上であり、上限が通常５０万以下、好ましくは３０万以下である。
上記成分についてはバイオマス資源から得られるものであっても良い。
本発明で使用する脂肪族ポリエステルは、公知の方法で製造することができる。例えば、上記のジカルボン酸成分（ａ−２）とジオール成分（ａ−１）、更に脂肪族オキシカルボン酸単位や３官能以上の成分を導入する場合には、それらの成分も含めたジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び／又はエステル交換反応を行った後、減圧下での重縮合反応を行うといった溶融重合の一般的な方法や、有機溶媒を用いた公知の溶液加熱脱水縮合方法によって製造することができるが、経済性ならびに製造工程の簡略性の観点から、無溶媒下で行う溶融重合法が好ましい。

また、重縮合反応は、重合触媒の存在下に行うのが好ましい。重合触媒の添加時期は、重縮合反応以前であれば特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいてもよく、減圧開始時に添加してもよい。
重合触媒としては、一般には、周期表で、水素、炭素を除く１族〜１４族金属元素を含む化合物が挙げられる。具体的には、チタン、ジルコニウム、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群から選ばれた、少なくとも１種以上の金属を含むカルボン酸塩、アルコキシ塩、有機スルホン酸塩又はβ−ジケトナート塩等の有機基を含む化合物、更には前記した金属の酸化物、ハロゲン化物等の無機化合物及びそれらの混合物が挙げられる。

これらの中では、チタン、ジルコニウム、ゲルマニウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを含む金属化合物、並びにそれらの混合物が好ましく、その中でも、特に、チタン化合物及びゲルマニウム化合物が好ましい。また、触媒は、重合時に溶融或いは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。

これらの重合触媒として金属化合物を用いる場合の触媒添加量は、生成するポリエステルに対する金属量として、下限値が通常５ｐｐｍ以上、好ましくは１０ｐｐｍ以上であり、上限値が通常３００００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２５０ｐｐｍ以下、特に好ましくは１３０ｐｐｍ以下である。使用する触媒量が多すぎると、経済的に不利であるばかりでなくポリマーの熱安定性が低くなるのに対し、逆に少なすぎると重合活性が低くなり、それに伴いポリマー製造中にポリマーの分解が誘発されやすくなる。

ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び／又はエステル交換反応の反応温度は、下限が通常１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上、上限が通常２６０℃以下、好ましくは２５０℃以下である。反応雰囲気は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下である。反応圧力は、通常、常圧〜１０ｋＰａであるが、常圧が好ましい。
反応時間は、下限が通常１時間以上であり、上限が通常１０時間以下、好ましくは、４時間以下である。

ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び／又はエステル交換反応後の重縮合反応は、圧力を、下限が通常０．０１×１０^３Ｐａ以上、好ましくは０．０１×１０^３Ｐａ以上であり、上限が通常１．４×１０^３Ｐａ以下、好ましくは０．４×１０^３Ｐａ以下の真空度下として行う。この時の反応温度は、下限が通常１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上であり、上限が通常２６０℃以下、好ましくは２５０℃以下の範囲である。反応時間は、下限が通常２時間以上であり、上限が通常１５時間以下、好ましくは１０時間以下である。

本発明において脂肪族ポリエステルを製造する反応装置としては、公知の縦型あるいは横型撹拌槽型反応器を用いることができる。例えば、同一又は異なる反応装置を用いて、溶融重合のエステル化及び／又はエステル交換の工程と減圧重縮合の工程の２段階で行い、減圧重縮合の反応器としては、真空ポンプと反応器を結ぶ減圧用排気管を具備した攪拌槽型反応器を使用する方法が挙げられる。また、真空ポンプと反応器とを結ぶ減圧用排気管の間には凝縮器を結合し、該凝縮器にて重縮合反応中に生成する揮発成分や未反応モノマーを回収する方法が好んで用いられる。

また、脂肪族ポリエステルの製造工程の途中、又は製造された脂肪族ポリエステルには、その特性が損なわれない範囲において各種の添加剤、例えば、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤あるいは着色顔料等として無機微粒子や有機化合物を必要に応じて添加してもよい。着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄などの無機顔料の他、シアニン系、スチレン系、フタロシアイン系、アンスラキノン系、ペリノン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、キノクリドン系、チオインディゴ系などの有機顔料等を使用することができる。また、炭酸カルシウムやシリカなどの改質剤も使用することができる。
本発明のポリエステルは、カーボネート化合物やジイソシアネート化合物等の鎖延長剤を使用することもできる。
その量は、通常、ポリエステルを構成する全単量体単位に対し、カーボネート結合ならびにウレタン結合が１０モル％以下である。しかしながら、本発明のポリエステルを生分解性樹脂として使用する場合には、ジイソシアネートやカーボネート結合が存在すると、生分解性を阻害する可能性があるため、その使用量は、ポリエステルを構成する全単量体単位に対し、カーボネート結合が１モル％未満、好ましくは、０．５モル％以下、より好ましくは０．１モル％以下であり、ウレタン結合が、０．０６モル％未満、好ましくは０．０１モル％以下、より好ましくは０．００１モル％以下である。

カーボネート化合物としては、具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス（クロロフェニル）カーボネート、m-クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチレンカーボネート、ジアミルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネートなどが例示される。その他、フェノール類、アルコール類のようなヒドロキシ化合物から誘導される、同種、または異種のヒドロキシ化合物からなるカーボネート化合物が使用可能である。

ジイソシアネート化合物としては、具体的には、２,４−トリレンジイソシアネート、
２,４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合体、ジ
フェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の公知のジイソシアネートなどが例示される。

また、その他の鎖延長剤として、ジオキサゾリン、珪酸エステルなどを使用してもよい
。珪酸エステルとしては、具体的には、テトラメトキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジフェニルジヒドロキシラン等が例示される。
珪酸エステルは、環境保全ならびに安全性の面の理由からは、特にその使用量に制限はされないが、操作が煩雑になったり、重合速度に影響を与える可能性があるため、その使用量は少ない方が良い場合がある。従って、この含有量は、ポリエステルを構成する全単量体単位に対して、０．１モル％以下とするのが好ましく、１０ ^-5 モル％以下とする
のが更に好ましい。
溶融テンションを高めるために、毒性の低い化合物を添加する限り、少量のパーオキサイドを添加してもよく、ポリエステル末端基をカルボジイミド、エポキシ化合物、単官能性のアルコール又はカルボン酸で封止しても良い。

＜無機充填剤（Ｂ）＞
本発明で使用する無機充填剤の具体例を挙げると、天然鉱物、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、塩基性硫酸マグネシウム、セピオライト、ゾノトライト、ホウ酸アルミニウム、針状水酸化マグネシウム、その他ウィスカー等の針状充填剤や、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア、ロックウール等の繊維状無機充填剤や、黒鉛、ＢＮ(六方晶)、ＭＩＯ(板状酸化鉄)、板状炭カル、板状水酸化アルミニウム、ガラスフレーク、各種金属箔等の板状粒子が挙げられる。

上述の無機充填剤の中で、メタ珪酸カルシウム、ウィスカー形状の炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、カーボン繊維、ロックウール繊維等の充填剤が好ましく、中でも、アスペクト比、モース硬度ともに好適な範囲にあり、フィラー間の相互作用が発現しやすいメタ珪酸カルシウム、ロックウールが特に好ましい。通常はこれらの無機充填剤は単独で用いるが、所望ならば２種以上の無機充填剤の混合物として用いることができる。

無機充填剤の長径は、通常、上限が５００ミクロン以下、下限が２５ミクロン以上であり、好ましくは、上限３００ミクロン以下、下限が４０ミクロン以上であり、最も好ましくは、上限が１５０ミクロン以下、下限が５０ミクロン以上である。直径が小さすぎると、繊維の取り扱いが難しくなる傾向があり、大きすぎると、剛性、耐熱性などの期待される物性が発現しない傾向がある。

無機充填剤の短径は、通常、上限が２０ミクロン以下、下限が０．５ミクロン以上であり、好ましくは、上限が１５ミクロン以下、下限が１ミクロン以上であり、最も好ましくは、上限が１０ミクロン以下、下限が２ミクロン以上である。短径が小さすぎると、繊維の取り扱いが難しくなる傾向があり、大きすぎると、剛性、耐熱性などの期待される物性が発現しない傾向がある。

無機充填剤のアスペクト比は、通常、上限が１０００以下であり、下限が５以上であり、好ましくは、上限が５００以下、下限が１０以上である。最も好ましくは、上限が１００以下、下限１５以上である。この比が低すぎると、剛性、耐熱性などの期待していた物性が発現しない傾向があり、高すぎると、外観不良の原因になる傾向がある。ここでいうアスペクト比とは、無機充填剤の長径と短径の比である。

無機充填剤のモース硬度は、通常、上限が９以下であり、下限が３．５以上であり、最も好ましくは、上限が８以下、下限４以上である。このモース硬度が低すぎると、剛性、耐熱性などの物性が低くなる傾向があり、高すぎると、外観不良を起こしやすい傾向がある。ここでいうモース硬度とは、試料物質で標準物質をこすり、ひっかき傷の有無で硬さを測定した値を言う。標準物質は以下である。硬度１）滑石硬度２）石膏硬度３）方解石硬度４）蛍石硬度５）リン灰石硬度６）正長石硬度７）水晶硬度８）黄玉
硬度９）コランダム（鋼玉）硬度１０）ダイヤモンドである。

＜脂肪族ポリエステルと無機充填剤のブレンド方法＞
上述で合成された脂肪族ポリエステルと無機充填剤とをブレンド（混練）することにより、脂肪族ポリエステル組成物が得られる。
脂肪族ポリエステル組成物における脂肪族ポリエステルに対する無機充填剤の配合量（重量％）は、通常、上限が４５重量％以下であり、下限が１０重量％以上であり、好ましくは、上限が４０重量％以下、下限が１５重量％以上である。より好ましくは、上限が３８重量％以下であり、下限が１７重量％以上であり、特に好ましくは、上限が３５重量％以下、下限が２０重量％以上である。
無機充填剤の含有量が少なすぎると、無機充填剤の添加による剛性及び耐熱性の向上が不十分となる傾向にあり、無機充填剤の含有量が多すぎると、無機充填剤の添加による物性の向上が得られない場合があり、却って成形性等が低下する傾向にある。

また、本発明の脂肪族ポリエステル組成物には、公知慣用の酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、金属石鹸類、滑剤、界面活性剤、着色剤、発泡剤等を添加することもできる。本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されるものではないが、脂肪族ポリエステル組成物に対して、０．０１〜１０重量％が好ましい。
添加物は、任意の形態で配合できる。例えば、固体で配合してもよいし、溶剤に溶解した溶液として、あるいは、溶剤に分散させたスラリーとして配合してもよい。

本発明の脂肪族ポリエステルと無機充填剤の混練方法は特に制限されず、脂肪族ポリエステル中に無機充填剤を溶融させることなく分散せしめることが可能な方法であればよい。
脂肪族ポリエステルと無機充填剤を混練する温度は、無機充填剤の融解開始温度以下である。具体的には、混練によるせん断発熱を考慮した上で、無機充填剤が溶融せず脂肪族ポリエステルは溶融する温度を適宜選択し、それを混練する温度とする。

混練する時間は、特に限定されず、脂肪族ポリエステル中に無機充填剤が均一に分散している状態になればよく、混練樹脂量と種類やその他の混練条件によって適宜決めればよい。
混練装置は、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等が挙げられるが、押出機等を用いてポリマーを溶融させながら混練する方法を用いることもできる。

混練する際の回転数は、通常、上限が３００ｒｐｍ以下、下限が３０ｒｐｍ以上であるが、回転数が速すぎるとせん断発熱により樹脂の温度が著しく上昇し、無機充填剤が溶融する恐れがあり、回転数が遅すぎると混合が進まない傾向があるため、好ましくは上限が２５０ｒｐｍ以下、下限が３５ｒｐｍ以上、より好ましくは上限が２００ｒｐｍ以下、下限が４０ｒｐｍ以上である。

混練して得られた脂肪族ポリエステル組成物の成形方法は、通常の熱可塑性樹脂組成物の成形方法と同様な方法をいずれも適用することができる。
＜脂肪族ポリエステル組成物の物性＞
得られる脂肪族ポリエステル組成物は、樹脂成分中に脂肪族ポリエステル中に無機充填剤を溶融させることなく分散している状態にある組成物である。また特性としては、生分解性の特性を維持しつつ、優れた剛性、耐熱性及び衝撃耐性を有するものである。

脂肪族ポリエステル組成物をプレス成形することにより得られたシートの曲げ弾性率は、通常、上限が２２００Ｍｐａ以下、下限が１６００Ｍｐａ以上、好ましくは、上限が２０００Ｍｐａ以下、下限が１７００Ｍｐａ以上である。曲げ弾性率が高すぎると、逆に脆くなるため向があり、低すぎると、コシがなくなり成形品の形状保持が困難になる傾向が
ある。

また、脂肪族ポリエステル組成物をプレス成形することにより得られたシートのヒートサグ試験による１００℃における熱たわみ量は、通常、４ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下である。熱たわみ量が高いと、熱湯や蒸気にさらされる用途への適用が難しくなり、好ましくない。
脂肪族ポリエステル組成物をプレス成形することにより得られたシートの衝撃強度は、通常、上限が３０ＫＪ／ｍ^２以下、下限が４ＫＪ／ｍ^２以上、好ましくは、上限が２５ＫＪ／ｍ^２以下、下限が４．５ＫＪ／ｍ^２以上である。衝撃強度が低すぎると、脆く壊れやすい材料となる傾向があり、高すぎると、柔らかくこしの無い材料に
なる傾向がある。

＜脂肪族ポリエステル組成物の用途＞
得られる脂肪族ポリエステル組成物は、フィルム、ラミネートフィルム、シート、板、延伸シート、多孔性フィルム、合成紙、ブローボトル、発泡体などの各種成形品に利用可能である。

以下に本発明の実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。
尚、実施例及び比較例に用いた(A) 〜(D) の具体的物質は以下の通りである。
(A)脂肪族ポリエステル樹脂
A-1 ；三菱化学社製、ＡＺ９１Ｔ〔ポリブチレンサクシネート-乳酸コポリマー、融点１１０℃、ＭＦＲ＝４．５（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）〕
A-2 ；三井化学社製、H-100［ポリ乳酸、融点168℃、MFR=8（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）］
(B) 無機充填剤
B-1 ；NYCO社製ウォラストナイト（メタ珪酸カルシウム） NYGLOS8
（モース硬度4.5、長径136ミクロン、短径8ミクロン、アスペクト比17）
B-2 ；東洋タルク社製タルク TY-86（モース硬度１、長径１５ミクロン、短径２．５
ミクロン、アスペクト比６）
B-3 ；サンゴバン社製ベーマイトアルミナ（アルミナ繊維）（モース硬度8.5、長径0.09ミクロン、短径0.01ミクロン、アスペクト比９）
B-4 ；日本ロックウール株式会社製ロックウールエスファイバーFF１２０（モース硬度5.5、長径２００ミクロン、短径5ミクロン、アスペクト比40）
B-5 ; 扶桑化学工業社製微粒子シリカ SP-1B（モース硬度6、長径1ミクロン、短径1ミクロン、アスペクト比１）
＜長径、短径＞
走査型電子顕微鏡用サンプル台に両面テープを貼り、１ｍｇ以下程度の無機充填剤を上に載せ軽く加圧し、テープに付着していない無機充填剤を除いた後、電子顕微鏡用コーターで表面を金でコーティングし、走査型顕微鏡で形態観察、写真撮影した。平均的な長径（繊維状、針状の場合は長さ、板状の場合は最も長い径）及び短径（繊維状、針状の場合は直径、板状の場合は厚み）を求めた。ここで言う平均的な長径、短径とは、Ｎ＝２０の検体の長径、短径を写真画像から計測した後、標準メッシュ、ラテックス等の標準物質等で数値補正し、数平均値を求めたものである。

＜アスペクト比＞
無機充填材の長径、短径から、以下の式により求めた。
アスペクト比＝長径（ｍｍ）／短径（ｍｍ）
＜曲げ弾性率＞
プレス成形により得られたシートから曲げ試験片（長さ６０ｍｍ、幅８ｍｍ、厚さ２．０ｍｍ）を切り出し、２４時間以上状態調節（２３℃、５０ＲＨ％）した後、ＪＩＳＫ７２０３に規定される曲げ弾性率の測定方法に準じて前記曲げ試験片の曲げ弾性率を測定した。

＜ヒートサグ試験＞
プレスシートからヒートサグ試験片（長さ１２５ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ）を切り出し、２４時間以上状態調節（２３℃、５０ＲＨ％）したのち、ＪＩＳＫ７１９５規定されるヒートサグ測定方法に準じ、オーバーハング量１００ｍｍ、１００℃、1時
間保持後の熱たわみ量を測定した。

＜シャルピー衝撃強度＞
プレスシートからシャルピー衝撃試験片（長さ７５ｍｍ、幅８ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を切り出し、24時間以上状態調節(23℃、５０ＲＨ％)したのち、シートを３枚重ねにし、ＪＩＳＫ−７１１０−１９８４に準じハンマー容量５．５Ｊ、ハンマー持ち上げ角１３５°、ノッチ深さは１ｍｍでシャルピー衝撃強度を測定した。

＜モース硬度＞
無機充填剤を傷の無い平らな標準物質上にちりばめ、上から指で強く擦りつけた後、無機充填剤を取り除き、標準物質上のひっかき傷の有無からモース硬度を求めた。たとえば硬度４の蛍石に傷が付き、硬度５のリン灰石に傷が付かなかった場合、モース硬度は４．５である。標準物質には以下の物質を使用する。尚タルクは滑石と同成分であるため硬度１とした。硬度１）滑石硬度２）石膏硬度３）方解石硬度４）蛍石硬度５）リン灰石硬度６）正長石硬度７）水晶硬度８）黄玉硬度９）コランダム（鋼玉）硬度１０）ダイヤモンドである。

実施例１
脂肪族ポリエステル樹脂(Ａ−１)７０重量％と無機充填剤(Ｂ−１)３０重量％を、ラボプラストミル（東洋精機社製）により１３５℃、５０ｒｐｍにおいて１０分間混練した。その後平均５ミリ径の樹脂塊に粉砕し、脂肪族ポリエステル組成物とした。
得られた脂肪族ポリエステル組成物を２ｍｍ厚スペーサーにつめ、１５０℃、１０ｋｇｗ／ｃｍ^２の加圧下において５分間保ち、その後水冷プレスにより冷却しプレスシートに成形した。得られた脂肪族ポリエステルシートを切り出し、曲げ試験、衝撃強度試験、１００℃でのヒートサグ試験を行った。

実施例２
無機充填剤を（Ｂ−４）に変更したほかは実施例１同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。
実施例３
脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ−１）を90重量％、無機充填剤（Ｂ−１）を１０重量％に変更したしたほかは実施例１同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。

実施例４
脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ−１）を50重量％、無機充填剤（Ｂ−１）を５０重量％に変更したほかは実施例１同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。
比較例１
無機充填剤を（Ｂ−２）に変更したほかは実施例１同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。

比較例２
無機充填剤を（Ｂ−３）に変更したほかは実施例１同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。
比較例３
無機充填剤を（Ｂ−５）に変更したほかは実施例１同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。
比較例４
脂肪族ポリエステル（Ａ−１）を８０重量％、無機充填剤（Ｂ−５）を２０重量％に変更した他は比較例６同様の条件によりブレンド及びサンプル調整を行い、得られたサンプルにおいて実施例１と同項目の評価を行った。
比較例５
脂肪族ポリエステル樹脂（Ａ−２）を７０重量％、無機充填剤（Ｂ−１）を20重量％を、ラボプラストミル（東洋精機社製）により２００℃、５０ｒｐｍにおいて１０分間混練した。その後平均５ミリ径の樹脂塊に粉砕し、脂肪族ポリエステル組成物とした。
得られた脂肪族ポリエステル組成物を２ｍｍ厚スペーサーにつめ、２００℃、１０ｋｇｗ／ｃｍ^２の加圧下において５分間保ち、その後水冷プレスにより冷却しプレスシートに成形した。得られた脂肪族ポリエステルシートを切り出し、曲げ試験、衝撃強度試験、１００℃でのヒートサグ試験を行った。

結果を下表に示す。

Claims

脂肪族及び／又は脂環式ジオール単位、並びに脂肪族及び／又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル（Ａ）と無機充填剤（Ｂ）とを含む脂肪族ポリエステル組成物であって、無機充填剤（Ｂ）がアスペクト比５以上、長径２５ミクロン以上、短径２０ミクロン以下、モース硬度３．５以上であることを特徴とする、脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
脂肪族ポリエステル（Ａ）と無機充填剤（Ｂ）の合計重量に対する無機充填剤（Ｂ）の重量割合が１５重量％以上４５重量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
無機充填剤（Ｂ）が繊維状無機充填剤であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物。