JP5192409B2 - ポリ乳酸樹脂系成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリ乳酸樹脂系成形品とその製造方法に関するものである。

近年、地球温暖化等の環境問題に対する関心が高まるにつれ、プラスチック分野においては、石油由来の材料に代替するものとして、低エミッションかつカーボンニュートラルな植物由来の分解物を重合して得られる樹脂に注目が集まってきている。

中でも、植物由来の分解物の一種である乳酸を重合して得られたポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂は、結晶性を有し、他の植物由来樹脂と比較して物性の高い樹脂の一つであり、大量生産も可能で生産コストも比較的低い。そのため、ポリ乳酸樹脂を用いた各種の成形品が提案されている（特許文献１、２参照）。

特開２００５−２１２２４２号公報 特開２０００−１８５３８０号公報

しかしながら、ポリ乳酸樹脂を原料として用いた成形品は、加水分解による劣化が進行し易く、その表面部において加水分解が進行することにより荒れや亀裂（クラック）が発生するという問題点があった。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、表面部における加水分解による劣化が抑制され、これにより荒れや亀裂の発生を抑制することができ、耐久性を高めることができるポリ乳酸樹脂系成形品とその製造方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明のポリ乳酸樹脂系成形品の製造方法は、サンドイッチ成形機を用いて、ポリ乳酸樹脂組成物と、酸変性ポリプロピレン樹脂または酸変性ポリエチレン樹脂を添加したポリプロピレン樹脂からなる耐加水分解性樹脂とを同時成形することにより、ポリプロピレン樹脂を含有しないポリ乳酸樹脂組成物からなる中心層の表面全体を、前記耐加水分解性樹脂からなる厚み０．２〜５ｍｍの表層で被覆することを特徴としている。

本発明によれば、表層部における加水分解による劣化が抑制され、層間剥離も防止することができ、これにより荒れや亀裂の発生を抑制可能な耐久性の高いポリ乳酸樹脂系成形品を得ることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において中心層を構成するポリ乳酸樹脂組成物としては、好ましくは、ポリ乳酸樹脂を２５質量％以上含有する熱可塑性樹脂組成物が用いられる。

本発明において、中心層の表面全体を被覆する耐加水分解性の表層は、その少なくとも一部が耐加水分解性樹脂、すなわち主鎖にアミド、エステル、チオエステル、アセタール、ヘミアセタール、ケタール、ヘミケタール等の加水分解性の結合を持たない高分子材料、または加水分解性の結合が少ない高分子材料から構成されている。

耐加水分解性樹脂として、例えば、メタクリル樹脂、酸変性ポリプロピレン樹脂、酸変性ポリエチレン樹脂を添加したポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等を好ましく用いることができる。メタクリル樹脂はポリ乳酸樹脂との相溶性が良く、成形品界面での密着性が良好となる。ポリマー骨格の一部を酸変性し極性基を導入したポリプロピレンまたはポリエチレンは、ポリ乳酸樹脂およびポリプロピレンの両方に馴染みが良く、ポリプロピレンに添加することにより層間剥離を防止することができる。ＡＢＳ樹脂は、ブタジエンとポリ乳酸樹脂との馴染みが良いため、複層成形品の層間剥離が生じにくい。

耐加水分解性樹脂を用いることで、表層部に加水分解による劣化が生じないようにすることができ、荒れや亀裂の発生を抑えることができ、耐久性を高めることができる。

本発明では、ポリ乳酸樹脂組成物からなる中心層の表面全体が、耐加水分解性の表層で被覆される。例えば、サンドイッチ成形機を用いて、ポリ乳酸樹脂組成物および耐加水分解性樹脂を同時成形することで、ポリ乳酸樹脂組成物からなる中心層の表面全体が、耐加水分解性樹脂の表層、好ましくは厚み０．２〜５ｍｍの表層で被覆された成形品を得ることができる。なお、表層の厚みが０．２ｍｍ未満であると、中心層が加水分解して荒れや亀裂が発生する場合がある。また、表層の厚みが５ｍｍを超えても、加水分解を抑える効果に変わりはなく、表層の厚みが増える分だけ植物由来の材料の使用量が低下する。

あるいは、多色押出成形機等の押出成形機を用いて、ポリ乳酸樹脂組成物および耐加水分解性樹脂を同時成形することができる。このとき、中心層の端面部が耐加水分解性樹脂で被覆されない場合には、押出機による複層成形品の端面部を塗装、フィルム貼着、キャップ等により密閉することができる。すなわち、ポリ乳酸樹脂組成物からなる中心層の表面全体を、耐加水分解性樹脂を供給した部分は耐加水分解性樹脂により被覆し、そして端面部は塗装、フィルム貼着、キャップ等により被覆し、全体として耐加水分解性の表層で被覆することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
＜参考例１＞
中心層形成用のポリ乳酸樹脂として、テラマック ＴＰ−４０００（ユニチカ（株）製）を用い、表層形成用の耐加水分解性樹脂として、メタクリル樹脂（アクリペット ＶＨ５、三菱レイヨン（株）製）を用いた。

サンドイッチ成形機を用いて、表層がメタクリル樹脂、中心層がポリ乳酸樹脂となるように、ポリ乳酸樹脂組成物からなる中心層の表面全体がメタクリル樹脂の表層（厚み１ｍｍ）で被覆された全体の厚みが５ｍｍのダンベル形状の成形品（試験片）を作製した。なお、ダンベル形状は、ＪＩＳＫ７１１３の引張強さの試験片形状とした。

試験片を７０℃温水中に１４日間浸漬した後、２３℃２５％ＲＨで２日間乾燥し、表面状態を目視観察したが、荒れや亀裂（クラック）の発生はみられなかった。
＜実施例１＞
表層形成用の耐加水分解性樹脂として、ポリプロピレン樹脂（ノパテックＰＰＦＸ４Ｅ、日本ポリプロ（株）製）に酸変性ポリエチレン樹脂（モディック−ＡＰ Ｆ５３４Ａ、三菱化学（株）製）を２％添加し、溶融混練しペレット化したものを用い、それ以外は参考例１と同様にして試験片を得た。この試験片について参考例１と同様に、試験片を７０℃温水中に１４日間浸漬した後、２３℃２５％ＲＨで２日間乾燥し、表面状態を目視観察したが、荒れや亀裂（クラック）の発生はみられなかった。
＜参考例２＞
表層形成用の耐加水分解性樹脂として、ＡＢＳ樹脂（トヨラック１００、東レ（株）製）を用い、それ以外は参考例１と同様にして試験片を得た。この試験片について参考例１と同様に、試験片を７０℃温水中に１４日間浸漬した後、２３℃２５％ＲＨで２日間乾燥し、表面状態を目視観察したが、荒れや亀裂（クラック）の発生はみられなかった。
＜比較例１＞
表層形成用の耐加水分解性樹脂として、中心層形成用のポリ乳酸樹脂と同じポリ乳酸樹脂を用い、それ以外は参考例１と同様にして試験片を得た。この試験片について参考例１と同様に、試験片を７０℃温水中に１４日間浸漬した後、２３℃２５％ＲＨで２日間乾燥し、表面状態を目視観察したところ、表面に荒れや亀裂（クラック）が多数発生した。

Claims (1)

1. サンドイッチ成形機を用いて、ポリ乳酸樹脂組成物と、酸変性ポリプロピレン樹脂または酸変性ポリエチレン樹脂を添加したポリプロピレン樹脂からなる耐加水分解性樹脂とを同時成形することにより、ポリプロピレン樹脂を含有しないポリ乳酸樹脂組成物からなる中心層の表面全体を、前記耐加水分解性樹脂からなる厚み０．２〜５ｍｍの表層で被覆することを特徴とするポリ乳酸樹脂系成形品の製造方法。