JP3583097B2

JP3583097B2 - 乳酸系樹脂成形体

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Publication number: JP3583097B2
Application number: JP2001324849A
Authority: JP
Inventors: 潤高木
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JP2003128900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサイクル性に優れた自動車部品、家電部品等の製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年わが国では、年間約５００万台の「使用済み自動車」が発生している。このうち中古車輸出分を除いた４００〜４５０万台が、解体リサイクル対象の車両となっている。この中でいわゆる不法投棄車両は１重量％以内と推定されるが、それも路上放棄車処理協力会等の処理によって、最終的には使用済み自動車の９９重量％以上が回収、処理されている。そのリサイクルの流れは以下のとおりである。
【０００３】
回収された使用済み車は「解体業界」で部品を取り外し、中古部品として市場に供給すると共に適正処理した後で、例えば、ガソリン、オイル等の液類やバッテリーなど危険物を取り外した後で、ボデースクラップとなる。
ボデースクラップは、ガラスやシートなどを含んだまま金属原料として流通しており、後工程の「シュレッダー業界」で再資源化される。シュレッダー業界では、シュレッダーマシンでボデースクラップを破砕し、機械式選別機や人手により「選別」して金属類を回収すると同時に、ガラス屑や廃プラスチック類はシュレッダーダストとして分別し、埋め立て処分している。このようなリサイクルシステムは、１９７０年以来普及しており、現在では自動車重量の７５〜８０重量％がリサイクルされている。
【０００４】
しかし近年において、シュレッダー業界では、鉄スクラップ価格の低落と埋め立て処分費の継続的な上昇により急速に経済性が悪化し、ボデースクラップは従来の「有価物」としての扱いから「産業廃棄物」としての扱いに変わりつつある。
特にシュレッダーダストの埋め立て処分費は、処分場の新規埋め立て地が各地で住民訴訟問題を引き起こす等、極めて困難であり、上昇することはあっても低下する事は無い状況にある。
【０００５】
これまでシュレッダーダストは、ガラス屑や廃プラスチック類等、基本的に有害物質を含まない廃棄物として、水処理機能を持たない単純な「安定型埋め立て処分場」に埋め立て処分されてきた。ところが、シュレッダーダストを含む産業廃棄物の不正投棄事件が起こり、その解決の目処はまだ立っていない。
その後シュレッダーダストに対する厚生省、環境庁による実態調査が始まり、９３年に水質汚染に関わる環境基準の強化、９４年に廃掃法の改正があり、シュレッダーダストは９６年４月より、従来の安定型埋め立て処分から遮水機能と廃水処理機能を持った「管理型埋め立て処分」に移行することが決まった。ただし、埋め立て処分費は安定型に比べ管理型の方が高く、さらに高騰することとなった。
【０００６】
自動車リサイクルを巡る政府、産業界の動きは世界的に同期しながら進んでいる。わが国においては、法規制ではなく関係業界の自主的な取り組みによる自動車リサイクルとして「リサイクル・イニシアティブ」が通産省によってまとめられ、１９９７年に公表された。
国内のリサイクル率目標は、２００２年に８５重量％以上、２０１５年に９５重量％以上、さらに日本独自の目標として２００２年にシュレッダーダスト埋め立て処分量５分の３以下、２０１５年に埋め立て処分量５分の１以下となっている。
現在、自動車は、解体段階、シュレッダー段階、シュレッダーダスト分別処理の各段階を通じて７５〜８０重量％リサイクルされており、残りの２０〜２５重量％がシュレッダーダストとして埋め立て処分されている。
以上のような状況から、自動車の廃棄処分にかかる課題は、このシュレッダーダストの埋め立て処分に代わる新たなリサイクルルートの構築であり、そのためにはサーマルリサイクル技術を始めとした、新たなリサイクル技術の開発が必要となってくる。サーマルリサイクル技術の開発はそれなりに進んできたが、燃焼に伴うダイオキシン発生問題や燃焼残さの処理の問題もあり、完全なリサイクル技術とは言えない。
また、オイル化の検討もされているが、純度の問題等で実用的でない。
【０００７】
一方、家電のリサイクルにおいても、２００１年から家電リサイクル法が施行され、部品等のリサイクル率は上昇してきてはいるが、基板類やモーター等の有用部品を除いた筐体等は、とりわけ大型家電においては、最終的には、しばしば自動車ボデースクラップとともに、シュレッダーダスト化されている。したがって、家電のリサイクルにおいても、上記の自動車リサイクルと同様の課題を抱えている。
【０００８】
ちなみに、シュレッダーダストの４９重量％は樹脂類、１５重量％は繊維、７重量％はゴムとなっており、全体の３分の２はポリマー類、すなわち、広義の樹脂類であり、シュレッダーダストの問題は、言い換えれば、「金属・ガラス等と混在した樹脂の処理」の問題に他ならない。自動車廃棄物や家電廃棄物問題を解決し、目標通りリサイクルを推進するためには、リサイクル性に優れた部品やシュレッダーダストを開発し、経済的なリサイクル方法を確立する必要があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、本発明の課題は、物性・リサイクル性に優れた自動車部品、家電部品等の製品を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、本発明を完成するに至った。本出願にかかる発明は、以下の（１）〜（３）によって達成される。
（１）乳酸系樹脂組成物を主成分として含む成形体であって、該成形体が、実質的にポリＬ−乳酸と、実質的にポリＤ−乳酸の混合体からなり、ステレオコンプレックスを形成していることを特徴とする成形体。
（２）乳酸系樹脂組成物を主成分として含む成形体であって、該乳酸系樹脂組成物が更に無機充填材を含有し、該無機充填材が層状珪酸塩であり、成形後にナノコンポジットを形成していることを特徴とする成形体。
（３）前記成形体は自動車部品又は家電部品であることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明における乳酸系樹脂とは、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。
ただし、乳酸系樹脂のＤＬ構成が、Ｌ体：Ｄ体＝１００：０〜９０：１０、もしくは、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜１０：９０であることが重要である。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】
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も採用することができる。例えば、縮重合法ではＬ−乳酸または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】
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、少量の共重合成分として、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してもよい。
【００１５】
乳酸系樹脂に共重合される他のヒドロキシ−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、セバシン酸およびドデカン二酸等が挙げられる。
【００１７】
共重合として最も好ましいものは、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、耐衝撃性を発現する上で好ましい。
【００１８】
乳酸系樹脂の重量平均分子量の好ましい範囲としては、５万から４０万、さらに好ましくは１０万から２５万である。この範囲を下回る場合は実用物性がほとんど発現されず、上回る場合には、溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣る。
【００１９】
本発明においては、１）乳酸系樹脂３０〜１００％、２）Ｔｇが０℃以下の脂肪族ポリエステル、および／または、芳香族脂肪族ポリエステル０〜５０重量％、３）無機充填材０〜５０重量％、４）加水分解防止剤０〜１０重量％、５）可塑剤０〜５０重量％の乳酸系樹脂組成物とすることが望ましい。
【００２０】
ガラス転移点Ｔｇが０℃以下、より好ましくは−２０℃以下である脂肪族ポリエステル、および／または、芳香族脂肪族ポリエステルを混合することによって、自動車部品、および家電部品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。また、添加量が、上記範囲を上回る場合には、リサイクル率の低下を招くことがある。
脂肪族ポリエステル、および／または、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、および／または、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、および／または、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、合成系脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸、および／または、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、および／または、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）製のビオノーレ、イレケミカル社製のＥｎｐｏｌｅ、三菱ガス化学社製のユーペック、イーストマンケミカル社製のＥａｓｔｅｒｂｉｏ、ＢＡＳＦ社製のＥｃｏｆｌｅｘ等が挙げられる。
【００２１】
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、これから１種類以上選ばれて重合される。
【００２２】
合成系脂肪族ポリエステルとしては、環状酸無水物とオキシラン類、例えば、無水コハク酸とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等との共重合体等が挙げられる。
【００２３】
無機充填材は、剛性、耐摩擦性、耐熱性（核剤効果もあり）、耐久性等の向上を目的として添加される。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、かかる範囲を上回ると、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。
【００２４】
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、１０重量％、好ましくは、５重量％が限度である。
【００２５】
層状珪酸塩とは、アルミニウム、マグネシウム、リチウム等から選ばれる元素を含む８面体シートの上下に、珪酸４面体シートが重なって１枚の板状結晶層を形成している２：１型の構造を持ち、その板状結晶層の層間に交換性の陽イオンを有しているものである。その１枚の板状結晶の大きさは、通常、幅０．０５〜０．５μｍ、厚さ６〜１５オングストロームである。また、その交換性陽イオンのカチオン交換容量は０．２〜３ｍｅｑ／ｇのものが挙げられ、好ましくはカチオン交換容量が０．８〜１．５ｍｅｑ／ｇのものである。
層状珪酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトなどのスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、ハロイサイト、カネマイト、ケニヤイト、燐酸ジルコニウム、燐酸チタニウムなどの各種粘土鉱物、Ｌｉ型フッ素テニオライト、Ｎａ型フッ素テニオライト、Ｎａ型四珪素フッ素マイカ、Ｌｉ型四珪素フッ素マイカ等の膨潤性マイカ等が挙げられ、天然のものであっても合成されたものであっても良い。これらのなかでもモンモリロナイト、ヘクトライトなどのスメクタイト系粘土鉱物や、Ｎａ型四珪素フッ素マイカ、Ｌｉ型フッ素テニオライトなどの膨潤性合成マイカが好ましい。
【００２６】
層状珪酸塩は、層間に存在する交換性陽イオンが有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩であることが好ましい。未交換のものでは、乳酸系樹脂の加水分解を誘起することがある。有機オニウムイオンとしてはアンモニウムイオンやホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどが挙げられる。これらのなかではアンモニウムイオンとホスホニウムイオンが好ましく、特にアンモニウムイオンが好んで用いられる。アンモニウムイオンとしては、１級アンモニウム、２級アンモニウム、３級アンモニウム、４級アンモニウムのいずれでも良い。１級アンモニウムイオンとしてはデシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、オレイルアンモニウム、ベンジルアンモニウムなどが挙げられる。
２級アンモニウムイオンとしてはメチルドデシルアンモニウム、メチルオクタデシルアンモニウムなどが挙げられる。３級アンモニウムイオンとしてはジメチルドデシルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウムなどが挙げられる。４級アンモニウムイオンとしてはベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウムなどのベンジルトリアルキルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウム、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルドデシルアンモニウム、トリメチルオクタデシルアンモニウムなどのアルキルトリメチルアンモニウムイオン、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジドデシルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウムなどのジメチルジアルキルアンモニウムイオンなどが挙げられる。
また、これらの他にもアニリン、ｐ−フェニレンジアミン、α−ナフチルアミン、ｐ−アミノジメチルアニリン、ベンジジン、ピリジン、ピペリジン、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などから誘導されるアンモニウムイオンなども挙げられる。これらのアンモニウムイオンの中でも、トリオクチルメチルアンモニウム、トリメチルオクタデシルアンモニウム、ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、ベンジルジメチルオクタデシルアンモニウム、オクタデシルアンモニウム、１２−アミノドデカン酸から誘導されるアンモニウムなどが好んで用いられる。
【００２７】
加水分解防止剤は、自動車部品、家電部品としての耐久性を付与するために添加される。加水分解防止剤の種類としては、疎水性ワックス、疎水性可塑剤、オレフィン系樹脂、カルボジイミド化合物等が挙げられる。
【００２８】
疎水性ワックスとしては、１）流動パラフィン、天然パラフィン、合成パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、フルオロカーボンワックス等の炭化水素系ワックス、２）高級脂肪酸、オキシ脂肪酸等の脂肪酸系ワックス、３）脂肪族アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等の脂肪族アミド系ワックス、４）脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステルワックス、脂肪酸ポリグリコールエステル等のエステル系ワックス、５）脂肪アルコール、多価アルコール、ポリグリセロール等のアルコール系ワックス、６）金属石鹸、７）および、これらの混合系が挙げられる。
【００２９】
１）炭化水素系ワックスとしては、流動パラフィン、マイクロクリスタリンワックスが、２）脂肪酸系ワックスとしては、ステアリン酸、ラウリン酸が、３）脂肪族アミド系ワックスとしては、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリロアミド、エチレンビスステアリロアミドが、４）エステル系ワックスとしては、ブチルステアレート、硬化ひまし油、エチレングリコールモノステアレートが、５）アルコール系ワックスとしては、セチルアルコール、ステアリルアルコールが、６）金属石鹸としては、ステアリン酸アルミ、ステアリン酸カルシウムが、効果およびコスト面で好適に用いられる。
【００３０】
上記疎水性可塑剤としては、下記（１）〜（８）に示される化合物から少なくとも１種類選ばれてなる。
（１）Ｈ_５Ｃ_３（ＯＨ）_３−ｎ（ＯＯＣＣＨ_３）ｎ０＜ｎ≦３
これは、グリセリンのモノ−、またはジ−、またはトリアセテ−トであり、これらの混合物でも構わないが、ｎは３に近い方が好ましい。
（２）グリセリンアルキレート（アルキル基は炭素数２〜２０、水酸基の残基があってもよい）、またはジグリセリンアルキレート。例えば、グリセリントリプロピオネート、グリセリントリブチレート、ジグリセリンテトラアセテート
（３）エチレングリコールアルキレート（アルキル基は炭素数１〜２０、水酸基の残基があってもよい）。例えば、エチレングリコールジアセテート
（４）エチレン繰り返し単位が５以下のポリエチレングリコールアルキレート（アルキル基は炭素数１〜２０、水酸基の残基があってもよい）。例えば、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジアセテート
（５）脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜２０）。例えば、ステアリン酸ブチル
（６）脂肪族ジカルボン酸アルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜２０、カルボキシル基の残基があってもよい）。例えば、ジ（２−エチルヘキシル）アジペート、ジ（２−エチルヘキシル）アゼレート。
（７）芳香族ジカルボン酸アルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜２０、カルボキシル基の残基があってもよい）。例えば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート。
（８）脂肪族トリカルボン酸アルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜２０、カルボキシル基の残基があってもよい）。例えば、クエン酸トリメチルエステル。
（９）重量平均分子量２万以下の低分子量脂肪族ポリエステル。例えば、コハク酸とエチレングリコール／プロピレングリコール縮合体（大日本インキ（株）によってポリサイザ−の商品名で販売されている。）
（１０）天然油脂およびそれらの誘導体。例えば、大豆油、エポキシ化大豆油、ひまし油、桐油、なたね油。
【００３１】
オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンを中心に、それらの誘導体、共重合体を広く用いることができる。例えば、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＬＬＰＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＶＬＤＰＥ（超低密度ポリエチレン）、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）、メタロセン系樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＩＯ（アイオノマー）、ＥＡＡ（エチレンアクリル酸共重合体）、ＥＭＭＡ（エチレンメチルメタクリレート共重合体）、ＥＭＡ（エチレンメチルアクリレート共重合体）、ＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート共重合体）、接着性ポリオレフィン樹脂等があげられる。乳酸系樹脂との分散性を考慮すると、ホモポリマーよりも、ＥＶＡやＩＯ等の少量の極性官能基を持った樹脂が好ましい。
【００３２】
カルボジイミド化合物としては、分子内に少なくともひとつのカルボジイミド基を有する化合物が挙げられる。これらのカルボジイミド化合物は、脂肪族、脂環族、芳香族のいずれかでもよい。
例えば、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）等が挙げられる。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。
【００３３】
加水分解防止剤の添加量が、上記範囲を上回ると、部品成形体の加工性や物性が低下する等の不具合が生ずる。オレフィン系樹脂の過剰添加は、耐衝撃性の低下や外観不良を惹起し、一方、疎水性ワックス、疎水性可塑剤、カルボジイミド化合物の過剰添加は、粘度の低下に伴う成形加工性低下、機械強度の低下、成形体表面へのブリード、べたつきを引き起こす。
【００３４】
また、軟質部品や弾性体部品を得る場合には、軟質成分の共重合の手法に加え、乳酸系樹脂組成物への可塑剤の添加が有効である。可塑剤としては、限定されないが、上記疎水性可塑剤の例示の中から好適に使用できる。添加量が上記範囲を超えると、経時的に可塑剤がブリードしたり、機械物性が著しく低下したりする。
【００３５】
自動車部品又は家電部品としてより高い耐熱性を得るために、ステレオコンプレックスを形成させることもできる。これは、実質的にポリＬ乳酸と、実質的にポリＤ乳酸を混合することで達成できる。実質的にとは、乳酸系樹脂のＤＬ構成が、Ｌ体：Ｄ体＝１００：０〜９０：１０、好ましくは、１００：０〜９４：６、もしくは、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜１０：９０、好ましくは、Ｌ体：Ｄ体＝０：１００〜６：９４であることを指す。通常、上記乳酸系樹脂の融点は、１４０〜１７０℃であるが、ステレオコンプレックスとすることで、２００〜２３０℃に上昇し、部品として高い耐熱性が付与され易い。
【００３６】
自動車部品、および家電部品においては、帯電防止剤の添加が望ましい。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、０．１〜１０重量％、好ましくは、０．３〜４．０重量％である。
（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および／またはその脂肪酸エステル
（２）ポリエチレングリコールおよび／また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等のポリエチレングリコール付加物、またはポリプロピレングリコール付加物
【００３７】
また、本発明の効果を損なわない範囲で、熱安定剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、光安定剤、顔料、着色剤、滑剤、核剤等の添加剤を処方することができる。
【００３８】
本発明の自動車部品および家電部品は、原料樹脂のポリマー構造、配合組成、成形加工上の工夫により、リジッド体、弾性体、繊維構造体、または、発泡体として、成形され、利用される。
【００３９】
自動車部品のリジット体としては、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等が挙げられる。
弾性体としては、エンジン防振ゴム、各種チューブ、各種パッキン、タイヤ、タイミングベルト等が挙げられ、繊維構造体としては、シート、ピロー、マット、内板、ドアパネル、ドアボード、天井材、エアバッグ、シートベルト、内装材等が挙げられ、発泡体としては、シートクッション、断熱シート、内装材等が挙げられる。
【００４０】
家電部品のリジット体としては、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、弾性体としては、防振ゴム、チューブ、パッキン、ドアサッシ、タイミングベルト等が挙げられ、繊維構造体としては、フィルター、カバー等が挙げられ、発泡体としては、断熱材、空間充填材等が挙げられる。
【００４１】
次に、成形法について説明する。本発明においては、部品の成形法、および成形装置は、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。また、繊維構造体としては、織物、編み物、不織布、ＦＲＰ、ＳＭＣ等の形態に加工される。
【００４２】
射出成形、押出成形、ブロー成形等の溶融成形を行う場合には、組成物の各成分をドライブレンドして、成形機に直接供しても構わないが、２軸押出機等を用い、事前にコンパウンド化を行い、組成物をペレット化しておくことが望ましい。事前にコンパウンドを行う方が、各成分の機能発現、トータルの作業性の観点から有利である。
【００４３】
本発明において重要なことは、樹脂組成、樹脂温度、金型温度、冷却条件等を調整（特に金型温度）したり、再加熱熱処理を行うなどして、乳酸系樹脂組成物に含まれる乳酸系樹脂成分の相対結晶化度を３０〜１００％の範囲に制御することである。かかる範囲を下回ると、成形部品の耐熱性や湿熱耐久性が得られにくい。特に、耐熱性の面からは、部品が、６０℃を越える雰囲気で変形し、自動車部品や家電部品として、使用が制限され、用途が限定される。結晶化を促進することで、６０〜１３０℃の雰囲気に曝されても変形しなくなる。相対結晶化度は、乳酸系樹脂のＤＬ比や、組成物の種類、核剤の添加などにより、変化するが、一般に冷却速度が遅いほど増大する。
【００４４】
金型を用いる成形法の場合には、相対結晶化度と成形性のバランスをとるために、金型温度が６０〜１３０℃、好ましくは、８０〜１２０℃であることが好ましい。
かかる温度以下では、結晶化速度が遅く、所望の相対結晶化度を得るのに時間がかかり過ぎ、かかる温度以上では、結晶化速度は速いが、成形体の金型へ粘着が起こりやすく、成形サイクルが上がらなかったり、金型からの取り出し時に成形体が変形したり、さらに高温では、逆に結晶化速度が低下することがある。金型への接触時間は、１〜１０００秒、好ましくは１０〜１００秒の範囲で調整される。
【００４５】
また、用途によっては、これらの自動車部品、および家電部品が、天然繊維と複合されてなることが好ましい。天然繊維とは、麻、黄麻、ケナフ、バガス、ジュート、とうもろこし繊維、竹繊維、羊毛などを指し、広義に天然物由来の、レーヨン、ビスコース、アセテート等も包含する。
天然繊維と複合することにより、部品の剛性や、耐衝撃性が向上する。また、近年、自動車や家電業界では、比重やリサイクル性の観点から、ガラス繊維が忌避される傾向にあり、天然繊維の使用は、このような不都合がない。また、乳酸系樹脂は、デンプンを原料として製造されるので、オール植物由来となりコンセプトの合一化を図ることができる。
混合割合としては、用途にもよるが、乳酸系樹脂組成物：天然繊維＝９９：１〜６０：４０（重量％）が好ましい。かかる範囲を下回ると、剛性や耐衝撃性改良効果が得られず、上回ると、成形加工性や機械物性が低下してくる。
複合の方法としては、短繊維の樹脂組成物への練り込み、繊維引き抜き成形による長繊維強化ペレット（ＬＦＰ）を得る方法に加え、プレス成形による織布・不織布への乳酸系樹脂組成物の含浸法や、乳酸系樹脂組成物と天然素材の混繊不織布のプレス成形等が挙げられる。
【００４６】
発泡成形に関しては、公知のいかなる方法を採用することもできる。すなわち、成形の形態としては、型発泡、押出発泡いずれでもよく、発泡の手段としては、化学発泡、ガス発泡、延伸ボイド発泡等が挙げられる。乳酸系樹脂の融点の関係から、化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）や炭酸水素ナトリウム等が好適であり、ガス発泡のガスとしては、二酸化炭素が均一なセルを得やすい。押出発泡においては、発泡に好適な高い溶融張力を得るために、ジクミルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、２，２−ジ−ｔ−ブチルパーオキシブタン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、ｔ−アミルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ吉草酸−ｎ−ブチルエステル、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、１，３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３等の有機過酸化物を、０．０５〜２．０重量％添加すると良い。
【００４７】
以上のように成形加工された乳酸系樹脂組成物からなる自動車部品、および家電部品は、使用した後、シュレッダーダストを経て、廃棄物リサイクルを容易に行うことができる。すなわち、基本的な手順としては、金属やガラスが混入している可能性があるシュレッダーダストを、容器の中に封入し、除湿空気や窒素などの不活性ガスをパージしながら加熱して、乳酸系樹脂を分解し、揮発した蒸気を回収すれば良い。
加熱温度としては、１５０〜２８０℃、好ましくは、１７０〜２５０℃の範囲が望ましい。かかる温度を下回ると、蒸気の発生度合いが少なく、工業的にコストがかかり、逆に上回ると、熱による副反応の割合が大きくなり、有効な蒸気を回収しがたい。また、加熱容器および回収経路を１００ｔｏｒｒ以下、好ましくは２０ｔｏｒｒの減圧にすると、蒸気が回収しやすい。
蒸気の主成分は、ポリ乳酸のモノマーであるラクチドであり、少量の乳酸や乳酸二量体を含む。Ｌラクチド、およびＤラクチドの融点は９５℃であるため、回収系を９５℃以下、好ましくは、６０℃以下、さらに好ましくは３０℃以下に冷却することにより、固体ラクチドの回収効率が高まる。
【００４８】
加熱時にシュレッダーダストに、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸スズ、ジラウリル酸スズ、ジパルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸スズ、α−ナフエト酸スズ、β−ナフトエ酸スズ、オクチル酸スズ等のスズ化合物、テトラプロピルチタネート等のチタン系化合物、ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコニウム系化合物等を、０．１〜３重量％添加すると、乳酸系樹脂の分解速度が早まるが、必ずしも必要ではない。シュレッダーダスト中に、多かれ少なかれ金属等の触媒成分が含まれ、同様の加速効果を発現していると考えられる。
【００４９】
また、シュレッダーダスト中の乳酸系樹脂組成物からなる構成成分が０．１〜１．０％の水分を含有していると分解速度の加速効果を得られる。０．１％以下では、水分が存在しない時と分解速度に差がなく、１．０％を上回ると、分解は早いが、有効成分であるラクチドの収率が低下し、好ましくない。水分の存在により、乳酸系樹脂の主鎖が切断され、ラクチド生成の活性点である分子末端が増加するためと考えられる。
【００５０】
こうして、回収されたラクチドは、米国特許４，０５７，５３７号明細書に開示されるような公知の方法により再度重合して、容易に乳酸系樹脂として用いることができる。
【００５１】
【実施例】
以下に実施例を示すが、これらにより本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ない、算出した。
（１）相対結晶化度
成形体を５ｍｍφの１０ｍｇ程度の鱗片状に削り出し、パーキンエルマー製ＤＳＣ−７を用い、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に基づいて昇温測定を行い、下記の式により算出した。
相対結晶化度（重量％）＝｛（△Ｈｍ−△Ｈｃ）／△Ｈｍ｝×１００
ここで、△Ｈｍ：乳酸系樹脂成分の融解熱量
△ＨＣ：乳酸系樹脂成分の結晶化熱量
（２）耐衝撃性（アイゾット衝撃試験）
試料を幅１０ｍｍ×長さ８０ｍｍ×厚み４ｍｍに直接成形するか、成形体から切り出し、ＪＩＳＯ１８０に基づき、安田精機製作所製の万能衝撃試験機（型番２５８）を用い、ノッチ付（ノッチタイプＡ）、エッジワイズでアイゾット衝撃試験を行った。なお、単位は、ＫＪ／ｍ^２である。
（４）耐熱性
成形体を１００℃の熱風オーブン中に３０分静置した。目視で判定を行い、変形が認められなかったものを○、わずかに変形が認められたものを△、明らかに変形したものを×として示した。また、一部の検討では、１３０℃の試験を行った。
（５）乳酸系樹脂の重量平均分子量
東ソー（株）製のゲルパーミエーションクロマトグラフィーＨＬＣ−８１２０ＧＰＣに、（株）島津製作所製のクロマトカラム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。
（６）湿熱耐久性（分子量保持率）
成形体を、８５℃×８５重量％に調整したタバイエスペック製の恒温恒湿機ＬＨ−１１２中に、３０時間静置した。試験前後の乳酸系樹脂の分子量保持率（重量％）を算出し、以下の判定を行った。
○ 分子量保持率が７５〜１００重量％
△ 分子量保持率が５０〜７４重量％
× 分子量保持率が０〜４９重量％
（７）水分率
シュレッダーダスト中から、目視で乳酸系樹脂組成物からなる構成成分を選別し、カールフィッシャー法により求めた。
（８）ボードの曲げ弾性率、および曲げ最大荷重
５０×１５０ｍｍの試験片を１００ｍｍの間隔をあけて２点で支え、支点間の中央の点において、試験片の上面から５０ｍｍ／分の速度で荷重を加えた。このときの変位と荷重の関係から、曲げ弾性率、および曲げ最大荷重を算出した。
（９）リサイクル性
最終的にリサイクルできた乳酸系樹脂の重量を、最初に部品成形に要した乳酸系樹脂の重量で除すことにより、リサイクル率を百分率（％）で算出し、以下の基準にしたがい判定を行った。
○ リサイクル率が５０〜１００重量％
△ リサイクル率が２０〜４９重量％
× リサイクル率が０〜１９重量％
（１０）総合評価
下記の基準にしたがい、総合評価を行った。
○ 良好
△ 用途限定等により使用可能
× 不良
【００５２】
（参考例ａ）
Ｌ体：Ｄ体＝９９：１であるカーギル・ダウ社製の乳酸系樹脂：ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ４０３１Ｄ（重量平均分子量２０万）と、ガラス転移温度Ｔｇが−４５℃である昭和高分子社製の脂肪族ポリエステル樹脂（ポリブチレンサクシネートアジペート）：ビオノーレ３００３と、無機充填材として、日本タルク社製のタルク：ミクロエースＬと、加水分解防止剤として、バイエル社製のカルボジイミド：スタバクゾールＰを、乳酸系樹脂／脂肪族ポリエステル／無機充填材／加水分解防止剤＝６５／２８／１５／２（重量％）でドライブレンドし、三菱重工社製の小型同方向２軸押出機を用い、２００℃でコンパウンドし、原料ペレットを得た。
コンパウンドした原料を、東芝社製の射出成形機ＴＳ１７０を用い、樹脂温度２００℃、金型温度４０℃で、３５×１１８×１７ｍｍの携帯電話の筐体（２ピース、重量２２ｇ）を射出成形した。次に、この筐体を枠に固定して、８０℃で、１０分間加熱し結晶化処理を行った。
この筐体に０．５ｇの金属枠と共に、１．２ｇのアクリル樹脂の窓をつけ、筐体表面に２液型ウレタン塗料でメタリックブルーに塗装を行い、実装ユニット、シールド板、ポリドーム、アンテナ収納ケース等の他の部品は、それぞれ既存の材料を用いて、携帯電話を組み立て、電話機能としては支障なく使用できることを確認した。表１に、相対結晶化度、耐熱性、湿熱耐久性の評価結果をまとめた。
また、同時にアイゾット試験片形状の金型を備えた日精樹脂工業社製の小型射出成形機ＰＳ４０Ｅ５Ａに供し、シリンダー温度２００℃、金型温度８０℃、成形サイクル４０秒で射出成形を行い、成形体を得た。耐衝撃性の試験結果を表１に示す。
【００５３】
（参考例１）
参考例ａで作製した携帯電話を用いて、以下の参考実験を行った。この携帯電話１００台を使用した後、解体し、実装ユニット、シールド板、ポリドーム、アンテナ収納ケース等は取り外し、残った筐体部分（窓および窓枠付き）を、渡辺製鋼所社製のプラスチック粉砕機プランキーＰＣ２２を用いて粉砕し、金属やアクリル樹脂が混入したシュレッダーダストとした。
このシュレッダーダスト（水分率０．３％）を冷却装置と連結した１０Ｌのステンレス容器中に入れ、２３０℃に加熱し、少量の窒素をパージする一方で、１０torrで冷却装置側から減圧し、３時間そのままの状態にした。
【００５４】
その結果、冷却壁面に、１．８Ｋｇの針状結晶が析出し、ＩＲ測定の結果、Ｌラクチドであることが分かった。成形時の乳酸系樹脂の使用量から計算すると、回収率は８０％以上であった。加熱容器の中には、窓のアクリル樹脂、窓枠の金属、ウレタン塗料や、無機フィラー、未分解の乳酸系樹脂等の残渣が残っていた。
【００５５】
回収したＬラクチドに、オクチル酸スズ１５ｐｐｍ添加し、攪拌機と加熱装置を備えた５Ｌバッチ式重合槽に入れた。窒素置換を行い、１８５℃、攪拌速度１００ｒｐｍで、１２０分重合を行った。得られた溶融物を、真空ベントを３段備えた三菱重工社製の３０ｍｍφ同方向２軸押出機に供し、ベント圧４ｔｏｒｒで脱揮しながら、２００℃でストランド状に押し出し、ペレット化した。得られた乳酸系樹脂の重量平均分子量は２０万、Ｌ体含有量は９９．５％であった。１．６Ｋｇの乳酸系を得ることができ、乳酸系樹脂のリサイクル率は、７２％であった。
【００５６】
（参考例ｂ）
脂肪族ポリエステル樹脂の代わりに、脂肪族芳香族ポリエステル樹脂であるイーストマンケミカル社製のイースターバイオを用いた以外は参考例ａと同様にして、筐体を作製し、また、この筐体を用いて携帯電話を組み立てた。また、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。
【００５７】
（参考例ｃ）
加水分解防止剤を添加せず、乳酸系樹脂／脂肪族ポリエステル／無機充填材／加水分解防止剤＝６５／３０／１５／０（重量％）と変更した以外は、参考例ａと同様にして、筐体を作製し、また、この筐体を用いて携帯電話を組み立てた。また、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。
【００５８】
（実施例４）
無機充填材の一部（１５重量％中の３重量％）を、ホージュン社製の有機化ベントナイトに変更した以外は、参考例ａと同様にして、筐体を作製し、また、この筐体を用いて携帯電話を組み立てた。また、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。
ただし、有機化ベントナイトは、表面がトリメチルステアリルベンジルアンモニウムで表面処理されたナノコンポジット用無機充填材である。
またこの時、耐熱性試験として、参考例ａの成形品では変形が発生する１３０℃の試験も行ったが、変形は見られなかった。
【００５９】
（参考例ｄ）
乳酸系樹脂／脂肪族ポリエステル／無機充填材／加水分解防止剤＝８３／０／１５／２（重量％）と変更する以外は、参考例ａと同様にして、筐体を作製し、また、この筐体を用いて携帯電話を組み立てた。また、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。得られた成形体は耐衝撃性が乏しく好ましくないが、用途や使用法を限定すれば、使用することができる。
【００６０】
（参考例ｅ）
射出成形後の結晶化処理を行わない以外は、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。耐熱性が乏しく好ましくないが、用途や使用法を限定すれば、使用することができる。
【００６１】
（実施例７）
乳酸系樹脂の半分を、ピューラック社製のポリＤ−乳酸：ピュラソーブポリマーＰＤに変更する以外は、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。この時、ポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸とブレンドすることで、一部ステレオコンプレックスが形成していることをＤＳＣで確認した。
さらに、耐熱性試験として、参考例ａの成形品では変形が発生する１３０℃の試験も行ったが、変形は見られなかった。
【００６２】
（参考例ｆ）
広末産業社製の竹繊維（直径７０μｍ繊維長５００μｍ）を参考例ａの樹脂組成物に対し、１０重量部添加し、乳酸系樹脂／脂肪族ポリエステル／無機充填材／加水分解防止剤／竹繊維＝６５／２８／１５／２／１０という組成のコンパウンドペレットを用いる以外は、参考例ａと同様にして、筐体を作製し、また、この筐体を用いて携帯電話を組み立てた。また、参考例ａ及び参考例１と同様の方法で評価を行った。結果を表１に示す。
また、耐熱性試験として、参考例ａの成形品では変形が発生する１３０℃の試験も行ったが、変形は見られなかった。
【００６３】
【表１】

【００６７】
（実施例１１）
黄麻繊維（平均繊維径２０デニール、繊維長３０〜５０ｍｍ）と、乳酸系樹脂繊維（カネボウ合繊社製のラクトロン、重量平均分子量１５万のポリＬ乳酸１００％、繊維径５デニール、繊維長５０ｍｍ）とを重量比で、黄麻繊維：乳酸系樹脂繊維＝７０／３０となるように均一に混綿して、目付が１５０ｇ／ｍ^２のウエブを作製した。このウエブに対して、ニードルパンチを２００本／ｍ^２の密度で施すことにより、厚さ３ｍｍのニードルパンチ不織布を作製した。この不織布をロール温度１８０℃、ロール間クリアランスの熱ロールにて、挟圧することにより、厚さ０．３ｍｍのシートを得た。
１ｍ角に切り出した、このシート１０枚を積み重ね、１００ｔ熱プレス機によって、１８０℃で１５分熱プレスし、１５分かけて徐冷して結晶化させ、ボードを得た。
できあがったボードの曲げ弾性率は、３．６ＧＰａ、曲げ最大荷重は２８Ｎ／５０ｍｍであり、従来のＰＰ繊維とケナフ繊維を用いて作製したボード以上の性能が得られた。
【００６８】
ボードをバックドアボードとして用い、三菱自動車社製の自家用車ディンゴのバックドアに装着し、２ヶ月間で計２０００Ｋｍ運転したが問題は発生しなかった。
【００６９】
【発明の効果】
以上、詳しく説明したように、本発明によれば、物性・リサイクル性に優れた自動車部品や家電部品等の製品を提供することができる。

Claims

乳酸系樹脂組成物を主成分として含む成形体であって、該成形体が、実質的にポリＬ−乳酸と、実質的にポリＤ−乳酸の混合体からなり、ステレオコンプレックスを形成していることを特徴とする成形体。
乳酸系樹脂組成物を主成分として含む成形体であって、該乳酸系樹脂組成物が更に無機充填材を含有し、該無機充填材が層状珪酸塩であり、成形後にナノコンポジットを形成していることを特徴とする成形体。
前記成形体が自動車部品又は家電部品であることを特徴とする請求項１または２記載の成形体。