JP5053607B2 - 射出成形品 - Google Patents
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Description
2軸押出機にて機能性フィラーを添加したペレットを作製した。なおポリ乳酸樹脂として、三井化学(株)の(1)レイシアH400、および(2)レイシアH440を使用した。機能性フィラーとしては、(1)4官能基をもつペンタエリスリトールにD-乳酸を50分子グラフト重合させたO4−50、および(2)2官能基をもつPEG600に50分子グラフト重合させたO2−50を使用した。
ポリ乳酸はガラス転移点が58℃と低いため、ある程度冷却に時間をかけて製品を取出さないと変形を起こしてしまう。そこで、変形を起こさない取り出し温度を検討するために、取り出し温度と寸法の変化の関係について検討を行った。なおレイシアH440を材料として用いて作製した400ml容器用プリフォーム(製品重量26g、肉厚4.28mm)を、サンプルとして使用した。射出時間が11秒、樹脂温度が184℃、金型温度(設定値)が18℃という条件で射出成形を行い、取り出し温度と全高変化率の関係を検討した(図1)。図1より、取り出し温度が高いと全高の収縮が起こってしまうことが認められた。更に全高変化率の許容範囲を±1%以内とし、その基準から70℃以下を適切な取り出し温度とした。
ポリ乳酸(PLA)樹脂として、三井化学レイシアH440と三井化学レイシアH400を使用した。一方機能性フィラーには、4官能基を持つペンタエリスリトールにD-乳酸を50分子グラフト重合させたもの(O4−50)と、2官能基を持つポリエチレングリコール(分子量600)にD-乳酸を50分子グラフト重合させたもの(O2−50)を使用した。そしてPLAにその機能性フィラーを10重量%添加した二軸押出機で作製したペレットを使用し、射出成形機にてプリフォームを作製した。そして機能性フィラーなしのブランクと比較し、成形サイクルが向上するか、検討を行った。更にヘイズの変化についても検討を行った。
三井化学レイシアH400単独の樹脂と、機能性フィラーとしてO2−50あるいはO4−50をレイシアH400に添加した樹脂において、加熱による流動性の変化を検討した。流動性を測定する装置としては島津製作所のフローテスタCFT-500Cを用いた。測定条件は、開始温度が150℃、昇温速度が10℃/分、ピストン荷重が10.0kgf/cm2、ノズルの穴径が1.0mm、長さが2.0mmであった。
機能性フィラーを添加した本発明のプリフォームと、従来から存在する結晶核剤を添加した材料で成形したプリフォームにおいて、透明性を比較した。両者の写真を図4に示す。なお図4の左側は、PLA樹脂レイシアH400に4官能基を持つペンタエリスリトールにD-乳酸を50分子グラフト重合させた機能性フィラー(O4−50)を添加した本発明のプリフォームであり、図4の左側は、結晶核剤を添加した材料で作製した従来品のプリフォームを示す。この結果から本発明のプリフォームは、結晶核剤を添加した材料から作製したプリフォームよりも、透明性において明らかに優れていることが判る。
等温結晶化挙動について検討するために、示差走査熱量計(DSC)を用いた。190℃で加熱溶融させ、100kgf/cm2でプレスし、水冷にて急冷することにより、測定サンプルを作製した。測定条件は以下の通りである。
1) 30℃で1分間維持する。
2) 30℃から設定温度(90℃, 100℃, 110℃, 120℃, 130℃)へ、100℃/分で加熱する。
3) 設定温度を維持し、結晶化ピーク温度までの時間を測定(昇温時測定)する。
4) 設定温度から200℃へ、300℃/分で加熱する。
5) 200℃を3分間維持する。
6) 200℃から設定温度へ、300℃/分で冷却する。
7) 設定温度を維持し、結晶化ピーク温度までの時間を測定(降温時測定)する。
PLA樹脂レイシアH400とレイシアH440を6:4の比でブレンドした材料を用いて、それらの材料単独の系と該材料に機能性フィラーを10%添加した系を材料とし、500ml飲料用プリフォームを製造した。そしてそのプリフォームにおいて、示差走査熱量測定(DSC)を検討した。測定器はPerkin-Elmer社製のPlyris-DSC7を使用した。測定温度は機能性フィラーを添加した系では30℃→250℃、機能性フィラーを添加しない系では30℃→190℃を採用した。昇温速度は10℃/分とした。機能性フィラーとしては、PEG600またはペンタエリスリトールにD-乳酸を50分子グラフト重合させたものを使用した。機能性フィラーの添加量は10重量%とした。DSC測定の結果を表3に示す。
H400に有機系フィラーを添加した材料と、H440に有機系フィラーを添加した材料を二軸押出機にてペレットにして、示差走査熱量測定(DSC)を検討した。DSCの測定方法は実施例7と同じである。機能性フィラーとしては、Aerosilシリカ300、PEG600、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールに、D-乳酸を10分子、30分子または50分子グラフト重合させたものを使用した。H400における結果を表4に、H440における結果を表5に、それぞれ示す。
Claims (15)
- ポリL-乳酸から成る樹脂に2〜4個の水酸基を持つ化合物にD-乳酸を30〜50分子グラフト重合させた機能性フィラーを配合した樹脂からなり、且つ透明であることを特徴とする射出成形品(ただし、開口部を熱処理したものを除く。)。
- 前記ポリL-乳酸が60,000〜80,000の数平均分子量を有することを特徴とする請求項1記載の射出成形品。
- 前記化合物が多糖又はオリゴ糖から選択される糖類であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形品。
- 前記オリゴ糖が5炭糖であることを特徴とする請求項3記載の射出成形品。
- 前記化合物がシリカナノ粒子からなる無機化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形品。
- 前記化合物がポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン又はペンタエリスリトールから選択される有機化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形品。
- 前記機能性フィラーが、4個の水酸基を持つペンタエリスリトールにD-乳酸を50分子グラフト重合させたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形品。
- 前記機能性フィラーが、2個の水酸基を持つポリエチレングリコールにD-乳酸を50分子グラフト重合させたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形品。
- 前記フィラーが2種以上の機能性フィラーをブレンドしてなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形品。
- 前記ポリエチレングリコールの分子量が200から1000の範囲にあることを特徴とする請求項8記載の射出成形品。
- 前記機能性フィラーの配合量が前記ポリL-乳酸に対して5〜20重量%であることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の射出成形品。
- 前記機能性フィラーの配合量が前記ポリL-乳酸に対して10重量%であることを特徴とする請求項11記載の射出成形品。
- 示差走査熱量計測定において、ポリL-乳酸から成る樹脂の単体での融点以外に融点ピークを1以上有することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の射出成形品。
- 前記射出成形品が2軸延伸ブロー成形用のプリフォームであることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1つの請求項記載の射出成形品。
- 前記射出成形品がカップであることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1つの請求項記載の射出成形品。
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