JP2008088226A - 難燃性樹脂組成物および射出成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性および耐熱性を有する樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明の難燃性樹脂組成物は、乳酸系樹脂（Ａ）と、日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下である芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）と、水酸化アルミニウム（Ｃ）と、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）とを配合してなる難燃性樹脂組成物であり、これらの混合物中に占める芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が、５質量％以上、４０質量％以下であり、水酸化アルミニウム（Ｃ）の割合が、１０質量％以上、２５質量％以下であり、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の割合が、１質量％以上、１０質量％以下であり、かつ、ＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０規格を満たす。
【選択図】なし

Description

本発明は樹脂組成物および射出成形体に関し、特に、優れた難燃性、耐熱性を有する樹脂組成物およびこの樹脂組成物を用いてなる射出成形体に関するものである。

プラスチックは今や日常生活、産業等のあらゆる分野において広く浸透しており、全世界のプラスチックの年間生産量が約１億トンにも達している。この生産されたプラスチックの大半は使用後廃棄されており、これが地球環境を乱す原因の一つとして認識されるようになった。そのため、廃棄されても地球環境に悪影響を与えない材料が求められている。

また、通常のプラスチックの原料である石油等は枯渇性資源であるので、再生可能資源の活用が求められている。例えば、植物原料プラスチックは、再生可能な非枯渇性資源を利用して得られるので、石油等枯渇性資源の節約を図ることができ、しかも、使用後は生分解して自然に戻り、優れたリサイクル性を備えている。

植物原料プラスチックの中でも乳酸系樹脂は、澱粉の発酵により得られる乳酸を原料とし、化学工学的に量産可能であり、かつ、透明性、剛性、耐熱性等に優れている。そのため、特に乳酸系樹脂は、ポリスチレンやＡＢＳ樹脂の代替材料として、フィルム包装材や、家電、ＯＡ機器、自動車部品等の射出成形分野において注目されている。

家電、ＯＡ機器、自動車部品等の用途に用いられる射出成形体には火災防止のため耐熱性が要求される。乳酸系樹脂は、ポリスチレンやＡＢＳ樹脂と同様に燃焼しやすい材料であるため難燃化が要求されており、近年、様々な難燃化手法が検討されている。

例えば、特開２００４−１９００２５号公報には、ポリ乳酸樹脂と、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、窒素化合物系難燃剤、シリコーン系難燃剤およびその他の無機系難燃剤から選択される少なくとも２種類の難燃剤を含有してなる樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる技術において、シリコーン系難燃剤とポリ乳酸樹脂の組み合わせでは難燃性の向上効果はなく、また、縮合リン酸エステルのようなリン系難燃剤をポリ乳酸樹脂に添加した場合には、ポリ乳酸樹脂の耐熱性を著しく損なう。

特開２００４−１９００２６号公報には、ポリ乳酸１００質量部に対して、難燃剤を１００〜０．５質量部、および、ポリ乳酸以外の樹脂を１２０〜０．５質量部含有してなる樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）が、難燃剤を１種類だけ用いた場合には、ポリ乳酸以外の樹脂を含有することによる難燃性の低下が生じるので、家電、ＯＡ機器、自動車部品等に広く用いられるために必要なＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０、または、Ｖ−１の基準を満たすことができない。

特開２００５−３５０５３７号公報には、ポリ乳酸と、リン系難燃剤と、脂肪酸マグネシウムと、ポリフェノールとを含有する難燃性樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献３参照）が、ポリ乳酸に脂肪酸マグネシウムを配合した場合、成形時に著しい分解が生じ、また、それによって耐久性の低下が生じる。

特開２００６−１６４４６号公報には、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、難燃剤１００〜０．５質量部およびエポキシ化合物１０〜０．０１質量部を配合してなる樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献４参照）が、燃焼時におけるエポキシ化合物の分解、ガス化により、ポリ乳酸の難燃性が損なわれる。

特開２００６−１６４４７号公報には、ポリ乳酸１００質量部に対し、難燃剤１００〜０．５質量部およびフッ素系樹脂３〜０．０１質量部を配合してなる樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献５参照）が、ポリ乳酸に難燃剤とフッ素樹脂を添加した場合には、フッ素樹脂によりポリ乳酸の粘度が増加して難燃剤の分散性が低下するため、ポリ乳酸の難燃性を著しく損なうこととなる。

特開２００６−１８２９９４号公報には、ポリ乳酸樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、リン系難燃剤、タルク、フッ素系化合物からなる樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献６参照）が、タルクを配合することにより樹脂組成物の難燃性が低下し、それを補うためにリン系難燃剤を多量に配合することが必要になる。これにより樹脂組成物の耐熱性が損なわれるだけでなく難燃性も不十分になる。

特開２００４−１９００２５号公報 特開２００４−１９００２６号公報 特開２００５−３５０５３７号公報 特開２００６−１６４４６号公報 特開２００６−１６４４７号公報 特開２００６−１８２９９４号公報

このように従来の技術では、乳酸系樹脂および乳酸系樹脂以外の樹脂を含む樹脂組成物に、優れた難燃性を付与すること、およびこの樹脂組成物を用いて優れた難燃性を有する射出成形体を得ることは非常に困難であった。

本発明者らは、このような現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、効果の高い本発明を完成するに至った。
本発明の樹脂組成物は、乳酸系樹脂（Ａ）と、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下である芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）と、水酸化アルミニウム（Ｃ）と、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）とを配合してなる難燃性樹脂組成物であり、該乳酸系樹脂（Ａ）、該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、該水酸化アルミニウム（Ｃ）、および、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占める該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が、５質量％以上、４０質量％以下であり、該水酸化アルミニウム（Ｃ）の割合が、１０質量％以上、２５質量％以下であり、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の割合が、１質量％以上、１０質量％以下であり、かつ、ＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０の基準を満たすことを特徴とする。

本発明においては、さらに、難燃性樹脂組成物１００質量部に対して、燃焼時ドリップ防止剤を０．１質量部以上、２質量部以下の割合で配合することができる。

本発明の射出成形体は、乳酸系樹脂（Ａ）と、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下である芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）と、水酸化アルミニウム（Ｃ）と、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）とを配合してなる難燃性樹脂組成物であり、該乳酸系樹脂（Ａ）、該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、該水酸化アルミニウム（Ｃ）、および、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占める該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が、５質量％以上、４０質量％以下であり、該水酸化アルミニウム（Ｃ）の割合が、１０質量％以上、２５質量％以下であり、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の割合が、１質量％以上、１０質量％以下であり、かつ、ＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０の基準を満たす難燃性樹脂組成物を用いてなることを特徴とする。

本発明においては、射出成形体が、前記乳酸系樹脂（Ａ）の相対結晶化度χｃ（Ａ）と、乳酸系樹脂（Ａ）の結晶化熱量ΔＨｃ（Ａ）と、乳酸系樹脂（Ａ）の結晶融解熱量ΔＨｍ（Ａ）とに関し、下記式

χｃ（Ａ）＝｛ΔＨｍ（Ａ）−ΔＨｃ（Ａ）｝／ΔＨｍ（Ａ）≧０．９０

の関係を満たすことが好ましい。

また、本発明の射出成形体は、難燃性樹脂組成物１００質量部に対して、燃焼時ドリップ防止剤を０．１質量部以上、２質量部以下の割合でさらに配合することができる。

本発明によれば、ベース樹脂として乳酸系樹脂以外の樹脂を含む乳酸系樹脂リッチな樹脂組成物であっても優れた難燃性を付与することができ、また、この樹脂組成物を用いて優れた難燃性を有する射出成形体を得ることができる。

以下、本発明について説明する。
本発明の難燃性樹脂組成物は、乳酸系樹脂（Ａ）と、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下である芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）と、水酸化アルミニウム（Ｃ）と、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）とを配合してなる。

（乳酸系樹脂）
本発明に用いられる乳酸系樹脂（Ａ）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、これらの混合体である。
ここで、乳酸系樹脂のＤ乳酸（Ｄ体）とＬ乳酸（Ｌ体）の構成比は、Ｌ体：Ｄ体＝９９．９：０．１〜９７：３であることが好ましく、Ｌ体：Ｄ体＝９９．５：０．５〜９８：２であることがさらに好ましい。Ｄ乳酸の割合が０．１％未満では、生産性が低下することがあり、３％を超える場合には射出成形体の耐熱性が得られにくくなることがあって用途が制限されることがある。

乳酸系樹脂の重合法としては、縮合重合法、開環重合法等の公知の方法を採用することができる。例えば、縮合重合法では、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合重合して任意の組成を有する乳酸系樹脂を得ることができる。

また、開環重合法では、適当な触媒を選択し、必要に応じて重合調整剤も用いて、乳酸の環状二量体であるラクチドから乳酸系樹脂を得ることができる。ラクチドには、Ｌ−乳酸の二量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の二量体である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、結晶性を有する乳酸系樹脂を得ることができる。

さらに、耐熱性を向上させる等の必要に応じて、乳酸系樹脂の本質的な性質を損なわない範囲で、例えば、乳酸系樹脂成分を９０質量％以上含有する範囲内で、少量の共重合成分を添加することができる。少量の共重合成分としては、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等を用いることができる。
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、酸無水物等を使用することもできる。

乳酸系樹脂は、さらに、乳酸及び／又は乳酸以外のα−ヒドロキシカルボン酸等の他のヒドロキシカルボン酸単位との共重合体であっても、脂肪族ジオール及び／又は脂肪族ジカルボン酸との共重合体であってもよい。
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。

乳酸系樹脂に共重合される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挙げられる。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。

本発明に使用される乳酸系樹脂は、重量平均分子量が５万〜４０万の範囲であることが好ましく、更に好ましくは１０万〜２５万である。乳酸系樹脂の重量平均分子量が５万より小さい場合には、機械物性や耐熱性等の実用物性がほとんど発現されず、４０万より大きい場合には、溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣ることがある。

本発明に好ましく使用される乳酸系樹脂の代表的なものとしては、三井化学（株）製の「レイシア」シリーズ、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ」シリーズ等が商業的に入手されるものとして挙げられる。

（芳香族ポリカーボネート系樹脂）
本発明に用いられる芳香族ポリカーボネート系樹脂は、主成分がポリカーボネートである樹脂を意味する。ここで、「主成分」とは芳香族ポリカーボネート系樹脂全体の９０質量％以上を占めることをいう。本発明に好ましく用いられる芳香族ポリカーボネート系樹脂としては、フェノールとアセトンから合成されるビスフェノールＡを原料として界面重合法、エステル交換法、ピリジン法等によって製造されるもの、ビスフェノールＡとジカルボン酸誘導体、例えば、テレ（イソ）フタル酸ジクロリド等との共重合により得られるポリエステルカーボネート、ビスフェノールＡの誘導体、例えば、テトラメチレンビスフェノールＡ等の重合により得られるもの等が挙げられる。市販品として入手可能な芳香族ポリカーボネート系樹脂には、三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製の「ユーピロン」シリーズ、住友ダウ（株）製の「カリバー」シリーズ等がある。

本発明に用いられる芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下であり、１５以上、３０以下であることがより好ましい。芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）のメルトフローレートが１０未満の場合には、すなわち、芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の分子量が大きい場合には、成形温度を高くする必要があるので、成形温度が乳酸系樹脂の分解温度以上になって成形時に乳酸系樹脂の分解が生ずることがある。一方、芳香族ポリカーボネート系樹脂のメルトフローレートが５０より高い場合には、すなわち、芳香族ポリカーボネート系樹脂の分子量が小さい場合には、芳香族ポリカーボネート系樹脂の耐衝撃性が低下するので、乳酸系樹脂および芳香族ポリカーボネート系樹脂の混合物の耐衝撃性が低下する恐れがある。

（難燃剤）
乳酸系樹脂と芳香族ポリカーボネート系樹脂からなる混合物を難燃化するために難燃剤を配合することができる。しかしながら、乳酸系樹脂と芳香族ポリカーボネート系樹脂からなる混合物に難燃剤としてリン系化合物を配合すると、リン系化合物は、結晶性樹脂である乳酸系樹脂中にはほとんど存在せず、非晶性樹脂である芳香族ポリカーボネート系樹脂中に選択的に存在することとなる。そのため、燃焼時には、難燃化されていない乳酸系樹脂の部分が燃焼しやすく、結果的には射出成形体の難燃性が損なわれている。

そこで、本発明では、乳酸系樹脂と芳香族ポリカーボネート系樹脂の混合物に対して、難燃剤として水酸化アルミニウム（Ｃ）、及び、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）を配合した。このように配合すれば、水酸化アルミニウムにより乳酸系樹脂を難燃化し、ホスホニトリル酸フェニルエステルにより芳香族ポリカーボネート系樹脂を難燃化することができるので、結果的に優れた難燃性を実現することができる。特に、混合樹脂中における乳酸系樹脂の配合割合が多い場合、例えば、ベース樹脂（例えば乳酸系樹脂および芳香族ポリカーボネート系樹脂の混合樹脂）中、５０質量％以上が乳酸系樹脂であるような乳酸系樹脂リッチの場合であっても、樹脂組成物に優れた難燃性を付与することができる。

また、本発明においては、水酸化アルミニウムに、エポキシシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン、アミノシラン、イソシアネートシラン等のシランカップリング剤で表面処理を施すことができる。シランカップリング剤で表面処理を施すことにより、水酸化アルミニウムとベース樹脂等との親和性が向上し、難燃性、機械特性をさらに向上させることができる。

本発明に好ましく用いられる水酸化アルミニウムの平均粒径は、１μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上、４μｍ以下であることがより好ましい。水酸化アルミニウムの平均粒径が１μｍ未満では、粒子の凝集によって機械物性の低下を招く恐れがあり、５μｍより大きいと、水酸化アルミニウムが破壊の開始点となり、耐衝撃性の低下が生じることがある。

本発明に用いられる水酸化アルミニウムの付着水分は、０．１質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以下であることがより好ましい。水酸化アルミニウムの付着水分が０．１質量％より多い場合には、成形時に乳酸系樹脂、及び、ポリカーボネート系樹脂の分解を生じたり、成形品の外観、機械物性を損なうことがある。本発明において水酸化アルミニウムの付着水分は、例えば、水酸化アルミニウムの約０．５ｇ（但し、０．１ｍｇの単位まで秤量しておく）を、カールフィッシャー水分計（京都電子工業（株）製のＭＫＣ−５１０Ｎ）を用いて、温度１２０℃で水分量を測定して算出される。

本発明の樹脂組成物は、乳酸系樹脂（Ａ）、上記芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、水酸化アルミニウム（Ｃ）、およびホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占める芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が、５質量％以上、４０質量％以下であり、１０質量％以上、４０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上、４０質量％以下であることがより好ましい。芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が５質量％を下回る場合には、耐熱性の向上効果が得られず、４０質量％を上回る場合には、射出成形品の流動性が低下するため成形温度が高くなり、成形時における乳酸系樹脂の熱分解を生じる場合がある。

また、乳酸系樹脂（Ａ）、上記芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、水酸化アルミニウム（Ｃ）、およびホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占める水酸化アルミニウム（Ｃ）の割合は、１０質量％以上、２５質量％以下であり、１０質量％以上、２０質量％以下であることが好ましい。水酸化アルミニウム（Ｃ）の配合割合が１０質量％を下回ると、乳酸系樹脂の難燃化が不十分となり、２５質量％を上回る場合には、耐衝撃性が著しく低下する。

また、乳酸系樹脂（Ａ）、上記芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、水酸化アルミニウム（Ｃ）、およびホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占めるホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の割合は、１質量％以上、１０質量％以下であり、３質量％以上、７質量％以下であることが好ましい。ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の配合割合が１質量％を下回る場合には、芳香族ポリカーボネート系樹脂の難燃化が不十分となり、１０質量％を上回る場合には、射出成形体の耐熱性を著しく損ない、実用上十分な耐熱性を付与することができない。

（燃焼時ドリップ防止剤）
本発明においては、本発明の樹脂組成物に燃焼時ドリップ防止剤を添加することが好ましい。例えば、樹脂組成物１００質量部に対して、燃焼時ドリップ防止剤を０．１質量部以上、２質量部以下配合することが好ましく、０．５質量部以上、１質量部以下の割合で配合することが好ましい。燃焼時ドリップ防止剤を０．１質量部以上、２質量部以下配合することにより、得られる射出成形体の難燃性をさらに向上させることができる。

本発明に好ましく用いられる燃焼時ドリップ防止剤の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム、シリコーンレジン、変性シリコーン、タルク、マイカ、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、カーボンブラック、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも特にポリテトラフルオロエチレンは低添加量で優れた滴下抑制効果を付与することができる。市販品として入手可能なポリテトラフルオロエチレンの代表的なものとしては、ダイキン工業（株）製の「ポリフロン」シリーズ等が挙げられる。

（カルボジイミド化合物）
本発明においては、得られる成形体の耐久性をさらに向上させるために、さらにカルボジイミド化合物を配合することができる。本発明に用いられるカルボジイミド化合物としては、下記一般式に示す基本構造を有するものが好ましいものとして挙げられる。

−（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ−）n−

（上記式中、Ｒは有機系結合単位を示し、例えば、脂肪族、脂環族または芳香族であることができる。ｎは１以上の整数を示し、通常は、１〜５０の間で適宜決められる。ｎが２以上の場合に、２以上のＲは同一でも異なっていてもよい。）

具体的には、例えば、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、および、これらの単量体がカルボジイミド化合物として挙げられる。これらのカルボジイミド化合物は、単独、または、２種以上を組み合わせて用いることができる。

市販品として入手可能なカルボジイミド化合物の代表的なものとしては、日清紡績（株）製の「カルボジライト」シリーズ、ラインケミー社製の「スタバクゾール」シリーズが挙げられる。

カルボジイミド化合物の配合量は、射出成形体を形成するための樹脂組成物１００質量部に対して、０．１質量部以上、５質量部以下であることが好ましく、０．５質量部以上、３質量部以下であることがより好ましい。カルボジイミド化合物の配合量が、０．１質量部以上であれば、耐久性の向上効果が得られ、１０質量％以下であれば、カルボジイミド化合物の可塑化効果により射出成形体の耐熱性が低下したり、あるいは、過度の分子量向上による粘度上昇が生じることがないので、成形性に問題が生じることがない。

本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内で、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、結晶化促進剤、顔料、染料などの添加剤を配合することができる。

次に、本発明の樹脂組成物を用いて射出成形体を形成する方法について説明する。
乳酸系樹脂（Ａ）、芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、水酸化アルミニウム（Ｃ）、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）、および、その他添加剤などの各原料を、同一の射出成形機に投入して直接混合し、射出成形することにより射出成形体を形成することができる。あるいは、ドライブレンドした原料を、二軸押出機を用いてストランド形状に押出してペレットを作製しておき、このペレットを再度射出成形機に入れて射出成形することにより成形体を形成することができる。なお、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好ましい。

いずれの方法を採用するにしても、原料の分解による分子量の低下を考慮する必要があるが、各原料を均一に混合させるためには後者を選択することが好ましい。例えば、乳酸系樹脂（Ａ）、芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、水酸化アルミニウム（Ｃ）、および、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）、また、必要に応じて、カルボジイミド化合物、及び、その他の添加剤等を、十分に乾燥させて水分を除去した後、二軸押出機を用いて溶融混合し、ストランド形状に押出してペレットを作製する。なお、乳酸系樹脂はＬ−乳酸構造とＤ−乳酸構造の組成比によって融点が変化すること、乳酸系樹脂、芳香族ポリカーボネート系樹脂、水酸化アルミニウム、ホスホニトリル酸フェニルエステル等の混合割合によって樹脂組成物の流動開始温度、流動特性等が変化すること等を考慮して、溶融押出温度を適宜選択することが好ましい。実際には２１０℃以上、２４０℃以下の温度範囲が通常選択される。

上記方法によって作製されたペレットを十分に乾燥させて水分を除去した後、下記に示す方法を用いて射出成形体が形成される。

射出成形方法としては、例えば、熱可塑性樹脂を成形する場合に一般的に採用される射出成形法、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。また、その他目的に合わせて、上記の方法以外でも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等を採用することもできる。ただし、射出成形法はこれらに限定されるものではない。

用いられる射出成形装置は、一般的な射出成形機、ガスアシスト成形機、射出圧縮成形機等と、これらの成形機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、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、溶融樹脂温度が２１０℃以上、２４０℃以下の範囲で成形することが好ましい。

本発明の射出成形体は、乳酸系樹脂（Ａ）の相対結晶化度χｃ（Ａ）と、乳酸系樹脂（Ａ）の結晶化熱量ΔＨｃ（Ａ）と、乳酸系樹脂（Ａ）の結晶融解熱量ΔＨｍ（Ａ）とが下記式を満たすことが好ましい。すなわち、本発明においては、成形体の乳酸系樹脂（Ａ）が下記式を満たすことが好ましく、本発明の射出成形体は下記式の関係を満たすように８０℃以上、１３０℃以下の範囲で結晶化処理が施されていることが好ましい。このように結晶化処理が施されると、成形体の収縮、変形等を最小限に抑制しつつ、さらなる耐熱性を付与することができる。

χｃ（Ａ）＝｛ΔＨｍ（Ａ）−ΔＨｃ（Ａ）｝／ΔＨｍ（Ａ）≧０．９０

結晶化処理の方法としては、成形時の金型内で、または／および、金型から取り出した後に結晶化処理を施すことが有効である。生産性の面からは、射出成形体を形成する樹脂の結晶化速度が遅い場合には金型から取り出した後に結晶化処理を施すことが好ましく、結晶化速度が速い場合には金型内で結晶化処理を施すことが好ましい。

金型内で結晶化させる場合には、加熱した金型内に溶融樹脂を充填した後、所定時間金型内で保持する。この場合、金型温度は８０℃以上、１３０℃以下であることが好ましく、９０℃以上、１２０℃以下であることがさらに好ましい。結晶化処理時間は樹脂組成物等の組成、熱処理温度等によって適宜設定されることが好ましいが、例えば、結晶化処理時間は１秒以上、３００秒以下であることが好ましく、５秒以上、６０秒以下であることがさらに好ましい。上記範囲内の温度、および結晶化処理時間で結晶化処理を行うことにより、得られる成形体の耐熱性をさらに向上させることができる。

また、金型から成形体を取り出した後に結晶化処理を施す場合には、熱処理温度は６０℃以上、１３０℃以下の範囲内であることが好ましく、７０℃以上、１００℃以下の範囲内であることがさらに好ましい。熱処理温度が６０℃未満では成形工程において結晶化が進行しないことがあり、１３０℃より高いと成形体を冷却するときに変形や収縮が生じることがある。

結晶化処理時間は樹脂組成物の組成、熱処理温度等に応じて適宜設定されることが好ましいが、例えば、熱処理温度が７０℃の場合には結晶化処理時間が１５分以上、５時間以下であることが好ましく、１時間以上、４時間以下であることがより好ましく、２時間以上、３時間以下であることが特に好ましい。また、熱処理温度が１３０℃の場合には結晶化処理時間が１０秒以上、３０分以下であることが好ましく、１分以上、２０分以下であることがより好ましく、５分以上、１０分以下であることが特に好ましい。

結晶化処理の方法としては、予め金型温度を上昇させておき金型内で結晶化させる方法、あるいは、射出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ヒーター等で結晶化させる方法が挙げられる。結晶化処理を施す際には成形体を固定しないで行ってもよいが、成形体の変形を防止するためには、金型、樹脂型等で固定して行うことが好ましい。また、生産性を考慮して、梱包した状態で熱処理を行ってもよい。

このように、本発明の樹脂組成物を用いて形成された成形体は、優れた難燃性及び耐熱性を備えているので、難燃性、耐熱性等が必要とされる家電、自動車用途に広く使用することができる。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、これらにより本発明は何ら制限を受けるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。なお、各実施例及び各比較例は以下に示す方法で評価を行った。

（１）相対結晶化度
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ−７１２１に基づき、射出成形体から約１０ｍｇのサンプルを削り出し、パーキンエルマー社製のＤＳＣ−７を用い、１０℃／分の速度にて３０℃から２００℃まで昇温測定を行い、得られたサーモグラムより乳酸系樹脂の結晶化熱量ΔＨｃ（Ａ）、結晶融解熱量ΔＨｍ（Ａ）を読み取った。得られた値より、相対結晶化度χｃ（Ａ）を下記の式にて算出した。
χｃ（Ａ）＝｛ΔＨｍ（Ａ）−ΔＨｃ（Ａ）｝／ΔＨｍ（Ａ）

（２）難燃性
長さ１３５ｍｍ×幅１３ｍｍ×厚さ１．５ｍｍの試験片を用いて、Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社の安全標準ＵＬ９４垂直燃焼試験の手順に基づき、ｎ＝５にて燃焼試験を実施した。ＵＬ９４垂直燃焼試験（ＵＬ９４Ｖ）の判定基準に基づき判定を行い、Ｖ−１、もしくは、Ｖ−０の基準を満たすものを合格とした。

（３）荷重たわみ温度（耐熱性）
ＪＩＳ Ｋ−７１９１に基づいて、長さ１２０ｍｍ×幅１１ｍｍ×厚さ３ｍｍの試験片を作製し、東洋精器社製のＳ−３Ｍを用いて荷重たわみ温度の測定を行った。測定は、エッジワイズ方向、試験片に加える曲げ応力１．８ＭＰａの条件で行った。

（４）アイゾット衝撃強度
ＪＩＳ Ｋ−７１１０に基づいて、２号Ａ試験片（ノッチ付き、長さ６４ｍｍ×幅１２．７ｍｍ×厚さ４ｍｍ）を作製し、（株）東洋精機製作所製のＪＩＳＬ−Ｄを用いて２３℃におけるアイゾット衝撃強度の測定を行った。

（５）曲げ弾性率
日本工業規格ＪＩＳＫ−７１７１に基づいて、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍ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を用いて曲げ弾性率の測定を行った。

（実施例１）
乳酸系樹脂（Ａ）として、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製のＮａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ（Ｄ乳酸の割合：１．４％、重量平均分子量：２０万）、芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）として、三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製のユーピロンＳ２０００（ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレート：１２）、水酸化アルミニウム（Ｃ）として、昭和電工（株）製のＨＰ３５０ＳＴＥ（エポキシシランカップリング処理の水酸化アルミニウム、平均粒径：３．２μｍ）、及び、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）として、（株）伏見製薬所製のＦＰ−１００を用いた。Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００を質量比が４０：４０：１５：５の割合でドライブレンドした後、三菱重工（株）製の４０ｍｍφの小型同方向二軸押出機を用いて２００℃でコンパウンドし、ペレット形状にした。得られたペレットを東芝機械（株）製の射出成形機 ＩＳ５０Ｅ（スクリュー径２５ｍｍ）を用い、難燃性の評価用試験片として、長さ１３５ｍｍ×幅１３ｍｍ×厚さ１．５ｍｍの試験片を、荷重たわみ温度の評価用試験片として、長さ１２０ｍｍ×幅１１ｍｍ×厚さ３ｍｍの試験片を、アイゾット衝撃強度の評価用試験片として、長さ６４ｍｍ×幅１２．７ｍｍ×厚さ４ｍｍの試験片を、曲げ弾性率の評価用試験片として、長さ８０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ４ｍｍの試験片を射出成形して得た。ただし、主な成形条件は以下に示す通りである。

１）温度条件：シリンダー温度（２２０℃） 金型温度（４０℃）
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）

次に、得られた射出成形体（試験片）をベーキング試験装置（大栄科学精器製作所製のＤＫＳ−５Ｓ）内に静置し、１００℃で１時間熱処理を行った。得られた試験片を用いて、相対結晶化度、難燃性、荷重たわみ温度、アイゾット衝撃強度、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例２）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が４０：３５：１５：１０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた試験片について実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例３）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が５０：２５：１５：１０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた試験片について実施例１と同様の評価を行った。その、結果を表１に示す。

（実施例４）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が４０：２５：２５：１０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた試験片について実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例５）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が６０：１０：２０：１０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理を行って評価用試験片を作製した。得られた試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例６）
さらに燃焼時ドリップ防止剤として、ダイキン工業（株）製のポリフロンＭＰＡ ＦＡ−５００（ポリテトラフルオロエチレン）を用い、かつ、射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、ＦＰ−１００、及び、ポリフロンＭＰＡ ＦＡ−５００の質量比が４０：３５：１５：１０：１の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例７）
さらにカルボジイミド化合物として、日清紡績（株）製のカルボジライトＬＡ−１（ポリカルボジイミド）を用い、かつ、射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、ＦＰ−１００、及び、カルボジライトＬＡ−１の質量比が４０：３５：１５：１０：２の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（実施例８）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合量を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が４０：３５：１５：１０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形した。この試験片を評価用試験片とした。なお、この評価用試験片は熱処理が施されていない。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
射出成形体の形成に用いられるペレットの原料として、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄのみを用いた以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例２）
射出成形体の形成に用いられるペレットの原料として、ユーピロンＳ２０００のみを用いた以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例３）
射出成形体の形成に用いられるペレットの原料として、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、及び、ユーピロンＳ２０００を質量比７０：３０の割合でドライブレンドしたものを用いた以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例４）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合割合を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が４０：２５：１５：２０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例５）
射出成形体の形成に用いられるペレットの各原料の配合割合を、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００の質量比が４０：１０：４０：１０の割合となるように変更してドライブレンドした以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例６）
射出成形体の形成に用いられるペレットの原料として、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、及び、ＦＰ−１００を質量比６０：３０：１０の割合でドライブレンドしたものを用いた以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例７）
射出成形体の形成に用いられるペレットの原料として、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、及び、ＨＰ３５０ＳＴＥを質量比５０：２５：２５の割合でドライブレンドしたものを用いた以外は実施例１と同様の方法で、試験片を射出成形し、熱処理して評価用試験片を作製した。得られた評価用試験片について、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例８）
射出成形体の形成に用いられるペレットの原料として、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ、ユーピロンＳ２０００、ＨＰ３５０ＳＴＥ、及び、ＦＰ−１００を質量比１５：６０：１５：１０の割合でドライブレンドしたものを用いた以外は実施例１と同様の方法で、射出成形を行った。しかし、成形時に乳酸系樹脂が分解し、試験片を作製することができなかった。

表１から明らかなように、実施例１〜８の樹脂組成物および射出成形体は、ＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０の基準を満たすものであり、難燃性に優れていることが分かった。また、実施例１〜８の樹脂組成物および射出成形体は、荷重たわみ温度が５３℃以上であり、耐熱性に優れていることが分かった。さらにまた、実施例１〜８の樹脂組成物および射出成形体は、アイゾット衝撃強度、および、曲げ弾性率においても優れた結果が得られることが分かった。なお、実施例１〜７の射出成形体は、乳酸系樹脂がχｃ（Ａ）≧０．９０を満たすものであり、この射出成形体は優れた耐熱性を示すものであった。

一方、表１から明らかなように、比較例１、３および７の樹脂組成物および射出成形体はＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性が規格外のレベルであり、難燃性に劣ったものであることが分かった。比較例２および６の樹脂組成物および射出成形体は、曲げ弾性率が小さく、また、難燃性がＶ−２基準を満たすに過ぎず、本願の実施例１〜８より劣っていることが分かった。比較例４の樹脂組成物および射出成形体は荷重たわみ温度が５０℃未満であり耐熱性に劣ったものであり、比較例５の樹脂組成物および射出成形体はアイゾット衝撃強度が低いものであることが分かった。

本発明の樹脂組成物は、難燃性および／または耐熱性を必要とする用途に広く利用することができ、例えば、家電製品、自動車用製品等に利用することができる。また、これ以外にも、電気電子機器部品、日用品、食品容器、その他の一般的な射出成形品としても利用することができる。

Claims (5)

1. 乳酸系樹脂（Ａ）と、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下である芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）と、水酸化アルミニウム（Ｃ）と、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）とを配合してなる難燃性樹脂組成物であり、該乳酸系樹脂（Ａ）、該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、該水酸化アルミニウム（Ｃ）、および、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占める該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が、５質量％以上、４０質量％以下であり、該水酸化アルミニウム（Ｃ）の割合が、１０質量％以上、２５質量％以下であり、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の割合が、１質量％以上、１０質量％以下であり、かつ、ＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０の基準を満たすことを特徴とする難燃性樹脂組成物。
2. 難燃性樹脂組成物１００質量部に対して、燃焼時ドリップ防止剤を０．１質量部以上、２質量部以下の割合でさらに配合したことを特徴とする請求項１記載の難燃性樹脂組成物。
3. 乳酸系樹脂（Ａ）と、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づく３００℃、１．２ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが１０以上、５０以下である芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）と、水酸化アルミニウム（Ｃ）と、ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）とを配合してなる難燃性樹脂組成物であり、該乳酸系樹脂（Ａ）、該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）、該水酸化アルミニウム（Ｃ）、および、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の混合物中に占める該芳香族ポリカーボネート系樹脂（Ｂ）の割合が、５質量％以上、４０質量％以下であり、該水酸化アルミニウム（Ｃ）の割合が、１０質量％以上、２５質量％以下であり、該ホスホニトリル酸フェニルエステル（Ｄ）の割合が、１質量％以上、１０質量％以下であり、かつ、ＵＬ９４垂直燃焼試験に基づく難燃性がＶ−０の基準を満たす難燃性樹脂組成物を用いてなることを特徴とする射出成形体。
4. 前記乳酸系樹脂（Ａ）の相対結晶化度χｃ（Ａ）と、乳酸系樹脂（Ａ）の結晶化熱量ΔＨｃ（Ａ）と、乳酸系樹脂（Ａ）の結晶融解熱量ΔＨｍ（Ａ）とが、下記式
   
   χｃ（Ａ）＝｛ΔＨｍ（Ａ）−ΔＨｃ（Ａ）｝／ΔＨｍ（Ａ）≧０．９０
   
   の関係を満たすことを特徴とする請求項３記載の射出成形体。
5. 難燃性樹脂組成物１００質量部に対して、燃焼時ドリップ防止剤を０．１質量部以上、２質量部以下の割合でさらに配合したことを特徴とする請求項３または４記載の射出成形体。