WO2006097979A1 - 植物性樹脂組成物及び植物性樹脂成形体 - Google Patents

植物性樹脂組成物及び植物性樹脂成形体 Download PDF

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Sachio Ido
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters

Definitions

  • Vegetable resin composition and vegetable resin molded article Vegetable resin composition and vegetable resin molded article
  • the present invention relates to a plant fat composition and a plant fat molding using the same.
  • polylactic acid as a resin has high rigidity such as bending strength, but weak impact resistance such as Izod impact strength and low heat resistance such as deflection temperature under load. It is difficult to use alone on the body.
  • Patent Document 2 Patent Document 3, See Patent Document 4.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-244645
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-138119
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-342245
  • Patent Document 4 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-277497
  • Patent Document 2 describes a resin composition formed by blending polylactic acid, polyacetal resin and acrylic resin, and is excellent in moldability, workability, mechanical properties, and heat resistance. Compositions have been proposed.
  • Patent Document 3 discloses polylactic acid-based resin, aliphatic polyesters other than polylactic acid-based resin, and A resin composition containing a plasticizer is described, and a resin composition having excellent impact resistance and heat resistance has been proposed! RU
  • Patent Document 4 describes a resin composition containing a polylactic acid-based resin, an aliphatic polyester other than the polylactic acid-based resin and an inorganic filler, and the impact resistance of the polylactic acid-based resin. In addition, a resin composition with improved heat resistance has been proposed.
  • the polymer alloy of polylactic acid and thermoplastic resin as described above is usually obtained through a kneading step in which a pellet of polylactic acid and a pellet of thermoplastic resin are melted and mixed at a high temperature. .
  • a kneading step in which a pellet of polylactic acid and a pellet of thermoplastic resin are melted and mixed at a high temperature.
  • the characteristics such as impact resistance and heat resistance of the obtained polymer alloy cannot be improved.
  • the present invention relates to a mixture of polylactic acid and thermoplastic rosin that is microscopically and uniformly mixed, and has high impact resistance and heat resistance.
  • the vegetable rosin composition of the present invention is a vegetable rosin composition containing polylactic acid, thermoplastic rosin, and a compatibilizing agent, wherein the compatibilizing agent is an alkyl metatalylate. Is a polymer material, and the compatibilizer has a weight average molecular weight of 950,000 to 4.1 million.
  • the plant resin composition of the present invention is a plant resin composition formed from a plant resin composition containing polylactic acid, thermoplastic resin, and a compatibilizer.
  • the compatibilizing agent is a polymer material containing alkyl metatalylate as a monomer component, and the compatibilizing agent has a weight average molecular weight of 950,000 to 4.1 million.
  • FIG. 1 is a front view of a casing for a notebook personal computer showing an example of a plant-resin molded article of the present invention.
  • An example of the vegetable rosin composition of the present invention is a polymer alloy containing polylactic acid, thermoplastic rosin, and a compatibilizing agent, and the compatibilizing agent uses alkyl metatalylate as a monomer component.
  • the weight average molecular weight of the compatibilizer is from 950,000 to 4.1 million.
  • an example of a plant fat composition according to the present invention is a plant fat composition formed from the plant fat composition.
  • Polylactic acid is a plant-derived plant-derived (biodegradable) rosin, and by forming a molded body using the lactic acid containing polylactic acid, biodegradability is imparted to the molded body. be able to. As a result, even if the molded body is disposed of in the ground as it is, most of the molded body is naturally decomposed into harmless water and carbon dioxide by carbon present in the ground. In addition, since this molded body has low combustion heat and does not damage the furnace even when burned, it has little generation of harmful substances such as dioxin, so it has very low environmental impact and excellent environmental performance. Yes.
  • the molecular weight and molecular weight distribution of the polylactic acid are not particularly limited as long as it can be practically molded, but the weight average molecular weight is preferably 10,000 or more, more preferably 40,000. Above, particularly preferably 80,000 or more.
  • the above-mentioned rosin composition contains alkyl metatalylate as a monomer component and a polymer material having a weight average molecular weight of 950,000 to 4.1 million as a compatibilizing agent, polylactic acid is used. And thermoplastic resin are mixed microscopically and uniformly, and have high impact resistance and heat resistance.
  • the weight average molecular weight of the compatibilizer needs to be 950,000 to 4.1 million.
  • the alkyl metatalate that is a monomer component of the compatibilizer is preferably at least one selected from methyl metatalylate, ethyl metatalylate, propyl metatalylate, and butyl metatalylate. These form long chains by polymerization and entangle with the matrix resin polylactic acid and thermoplastic resin molecules to form a pseudo-crosslinked state, improving the impact resistance and heat resistance of the matrix resin. It is thought that it can be made.
  • Compatible The binder may be a homopolymer or a copolymer of the above monomer components.
  • the weight mixing ratio of the compatibilizing agent is preferably 5% by weight or more and 15% by weight or less based on the total weight of the resin composition. This is because the impact resistance of the resin composition can be further improved within this range.
  • thermoplastic resin is not particularly limited as long as it has higher impact resistance and heat resistance than polylactic acid, but polycarbonate, ABS resin, polycarbonate ABS resin alloy, polystyrene, high impact polystyrene, Preference is given to modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyacetal, polyamide, polypropylene, polymethylmethacrylate and at least one type of resin selected from polyethylene strength. This is because they have sufficiently higher impact resistance and heat resistance than polylactic acid.
  • the weight mixing ratio of polylactic acid to thermoplastic rosin is 4: 6—3: 7.
  • 6.5—3: 7 is more preferable. This is because within this range, the characteristics of polylactic acid and the characteristics of thermoplastic resin can be more effectively exhibited.
  • Crystal nucleating agents include organic nucleating agents and inorganic nucleating agents.
  • organic nucleating agents include benzoic acid metal salts and organic phosphoric acid ester metal salts.
  • Inorganic nucleating agents include For example, Tanorek, My Power, Montmorillonite, Kaolin, etc.
  • a silicone-based flame retardant, an organic metal salt-based flame retardant, an organic phosphorus-based flame retardant, a metal oxide-based flame retardant, a metal hydroxide-based flame retardant, and the like may be further added to the above-described rosin composition. I like it. Thereby, the flame retardancy is improved and the spread of fire can be suppressed, and the fluidity of the resin composition is improved, so that more excellent moldability can be secured.
  • a lactic acid-based polyester as a modifier to the above-mentioned rosin composition.
  • a lactic acid polyester a polymer obtained by copolymerizing lactic acid, dicarboxylic acid and diol can be used.
  • the dicarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid.
  • the diol include ethylene glycol, Examples include propylene glycol, 1,3 propanediol, 1,4 butanediol, 1,5 pentanediol, and 1,6 xylenediol.
  • hemp fiber As a filler, hemp fiber, chitin 'chitosan, coconut shell fiber, kenaf, short fiber derived from these (length: 10 mm or less), powder derived therefrom Etc. are preferably added.
  • the rigidity and heat resistance of the molded body can be further improved.
  • these are natural materials and do not reduce the plant nature of a molded object.
  • the resin composition further includes, as additives, plasticizers, weather resistance improvers, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, mold release agents, pigments, and colorants.
  • additives plasticizers, weather resistance improvers, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, mold release agents, pigments, and colorants.
  • Various fillers, antistatic agents, fragrances, foaming agents, antibacterial and antifungal agents, and the like can also be blended.
  • impact resistance, heat resistance, rigidity, etc. can be further improved, and other characteristics can be imparted.
  • select materials that are harmless to living organisms and that do not generate toxic gases due to combustion, and that have a low impact on the environment based on the characteristics of polylactic acid-based polymer alloys. Is preferred.
  • the plant-based resin molded product of the present invention includes, for example, a plant-based resin casing for electronic devices such as notebook computers and mobile phones.
  • FIG. 1 is a front view of a notebook personal computer casing showing an example of a plant-based resin-molded product of the present invention.
  • the housing in Fig. 1 can be formed by injection molding.
  • An example of a method for producing a vegetable rosin composition according to the present invention is a mixture of polylactic acid pellets and thermoplastic rosin pellets mixed at a weight mixing ratio of 4: 6-3: 7. A step of further mixing the compatibilizer and a step of kneading the mixture.
  • the polylactic acid pellets, the thermoplastic rosin pellets, and the compatibilizer may be dry blended and mixed, respectively.
  • a part of the compatibilizer may be polylactic acid or Pre-blended with thermoplastic rosin pellets, remaining compatibilizer, polylactic acid pellets
  • the pellets of thermoplastic resin may be dry blended and mixed.
  • a mixer a mill roll, a Banbury mixer, a super mixer, or the like can be used.
  • the mixing ratio of the compatibilizer should be 5-15% by weight with respect to the total weight of the resin composition.
  • Kneading can be performed using an extruder.
  • the extruder either a single-screw extruder or a twin-screw extruder can be used, but it is preferable to use a same-direction twin-screw extruder. It is also a force that allows more uniform mixing of the sorghum pellets and the compatibilizer.
  • the melting temperature shall be 210 ° C-230 ° C or less.
  • the compatibilizer may be supplied to a single screw extruder or a twin screw extruder using a side feeder or the like.
  • an example of the method for producing a vegetable resin composition in the present invention includes a step of forming the resin composition by injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, compression molding or the like.
  • the molding conditions can be set as follows.
  • the drying conditions of the resin composition before injection molding are a drying temperature of 70 ° C-100 ° C and a drying time of 4 hours to 16 hours.
  • the mold temperature during injection molding is 10 ° C-85 ° C
  • the cylinder temperature is 210 ° C-230 ° C
  • the cooling time is 10 seconds-90 seconds.
  • methylmethacrylate HMMA compatibilizer powder “Metaprene P-551A” (trade name, weight average) manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Molecular weight: 1.45 million) was prepared.
  • the weight mixing ratio of the MMA-based compatibilizer powder is 10 wt (wt)% with respect to the total weight of the resin composition.
  • JIS Z 2204 No. 1 obtained by drying the above-mentioned pellet-shaped resin composition at 90 ° C for 5 hours, followed by injection molding at a mold temperature of 80 ° C, a cylinder temperature of 220 ° C, and a cooling time of 30 seconds
  • a test piece (12 mm X 127 mm X 3.2 mm) was processed to form a JIS Z 2204 No. 2
  • an Izod impact test was conducted in accordance with JIS K 7110 using an Izod impact tester “B-121202403” (trade name) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The results are shown in Table 1.
  • the above pellet-like resin composition After drying the above pellet-like resin composition at 90 ° C for 5 hours, it was injection molded at a mold temperature of 80 ° C, a cylinder temperature of 220 ° C and a cooling time of 30 seconds, and a JIS Z 2204 No. 1 test piece ( 12 mm X 127 mm X 3.2 mm) and the bending strength was measured. Specifically, a universal strength tester “INSTORON5581” (trade name) manufactured by Instron was used, and a bending strength test was performed in accordance with JIS K 7203. The results are shown in Table 1 as flexural modulus.
  • the above pellet-like resin composition After drying the above pellet-like resin composition at 90 ° C for 5 hours, it was injection molded at a mold temperature of 80 ° C, a cylinder temperature of 220 ° C and a cooling time of 30 seconds, and a JIS Z 2204 No. 1 test piece ( 12 mm X 127 mm X 3.2 mm) and the deflection temperature under load was measured.
  • the heat deflection tester “148HD-PC” (trade name) manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd. was used, and the deflection temperature test was performed in accordance with «JIS K 7220 except for the size of the test piece. It was. The results are shown in Table 1.
  • a resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that no MMA-based compatibilizer powder was used, and Izod impact strength, bending strength, and deflection temperature under load were the same as in Example 1. Was measured respectively. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 A resin composition having only the strength of PLA pellets used in Example 1 was prepared, and Izod impact strength, bending strength and deflection temperature under load were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 From Table 1, the Izod impact strength of Example 1 using a compatibilizing agent was improved 7.8 times or more compared to Comparative Example 1 using no compatibilizing agent, and only polylactic acid was used. It can be seen that it is improved by 4.2 times or more compared with Comparative Example 2 that was present.
  • the flexural modulus of Example 1 is slightly lower than that of Comparative Example 2, but is sufficient for, for example, an electronic device casing.
  • the deflection temperature under load in Example 1 is higher than that in Comparative Example 2.
  • the polylactic acid-based polymer alloy of Example 1 can improve the impact resistance and heat resistance compared to the polylactic acid alone of Comparative Example 2.
  • a resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight average molecular weight of the MMA-based compatibilizer powder was changed, and the Izod impact strength, bending strength, and deflection temperature under load were the same as in Example 1. Was measured respectively. Further, as a reference example having a weight average molecular weight of 10 million or more, an acrylic resin added was measured in the same manner. The results are shown in Table 2. In Table 2, an example with a weight average molecular weight of 1.45 million corresponds to Example 1, and a sample without a weight average molecular weight indication corresponds to Comparative Example 1.
  • the weight of the compatibilizing agent added to the resin composition is shown in Table 2.
  • the average molecular weight needs to be 950,000 to 4.1 million. There was no significant change in bending elastic modulus and load deflection temperature.
  • a resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight mixing ratio of the MMA-based compatible glaze powder was changed, and Izod impact strength, bending strength and load were the same as in Example 1. Each deflection temperature was measured. The results are shown in Table 3. In Table 3, an example with a weight mixing ratio of 10 wt% corresponds to Example 1, and a weight mixing ratio of Owt% corresponds to Comparative Example 1.
  • the weight mixing ratio of the compatibilizer is preferably 5 wt% or more and 15 wt% or less with respect to the total weight of the resin composition. There was no significant change in flexural modulus and deflection temperature under load.
  • the weight mixing ratio of polylactic acid and thermoplastic rosin is preferably 4: 6—3: 7 ⁇ , more preferably 3.5: 6.5—3: 7. I understand that.

Abstract

　本発明は、ポリ乳酸と、熱可塑性樹脂と、相溶化剤とを含み、前記相溶化剤は、アルキルメタクリレートをモノマー成分とする高分子材料であり、前記相溶化剤の重量平均分子量は、９５万以上４１０万以下である植物性樹脂組成物を提供する。また、前記アルキルメタクリレートは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート及びブチルメタクリレートから選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。この植物性樹脂組成物を用いて植物性樹脂成形体を形成することにより、植物性樹脂成形体の耐衝撃性と耐熱性とを向上できる。

Description

明 細 書
植物性樹脂組成物及び植物性樹脂成形体
技術分野
[0001] 本発明は、植物性榭脂組成物とそれを用いた植物性榭脂成形体に関する。
背景技術
[0002] 近年、石油に代表される化石資源の大量消費による枯渴と、二酸化炭素濃度の増 加による地球温暖化が問題になりつつある。そのため、石油由来の汎用榭脂を植物 由来のポリ乳酸等の植物性榭脂で置き換えようとする動きが世界的に盛んになって いる。ポリ乳酸は、枯渴する心配のないトウモロコシ等の植物力 作られ、廃棄後も土 中の微生物の働きにより無害な水と二酸ィ匕炭素に分解される。また、ポリ乳酸は、そ の焼却によって発生した水と二酸ィ匕炭素が再び光合成により植物に戻るという循環 型の素材であり、環境に低負荷である。
[0003] 最近では、ノートパソコン、携帯電話等の電子機器の筐体に対してもポリ乳酸を主 成分とした植物性榭脂を使用することが提案されている (特許文献 1参照。 ) o
[0004] しかし、榭脂としてのポリ乳酸は、曲げ強さ等の剛性は大きいが、アイゾット衝撃強 度等の耐衝撃性が弱ぐ荷重たわみ温度等の耐熱性が低いため、電子機器の筐体 に単体で用いるのは困難である。その解決法の一つとして、ポリ乳酸の一部を耐衝 撃性や耐熱性に優れた石油由来の熱可塑性榭脂で置き換えたポリマーァロイが提 案されている (特許文献 2、特許文献 3、特許文献 4参照。 ) 0
特許文献 1：特開 2001—244645号公報
特許文献 2：特開 2003— 138119号公報
特許文献 3：特開 2003— 342452号公報
特許文献 4:特開 2004— 277497号公報
[0005] 特許文献 2には、ポリ乳酸、ポリアセタール榭脂及びアクリル榭脂を配合してなる榭 脂組成物が記載されており、成形性、加工性、機械特性及び耐熱性に優れた榭脂 組成物が提案されている。
[0006] 特許文献 3には、ポリ乳酸系榭脂、ポリ乳酸系榭脂以外の脂肪族ポリエステル及び 可塑剤を含有する榭脂組成物が記載されており、優れた耐衝撃性、耐熱性を具備し た榭脂組成物が提案されて！、る。
[0007] 特許文献 4には、ポリ乳酸系榭脂、ポリ乳酸系榭脂以外の脂肪族ポリエステル及び 無機フィラーを含有する榭脂組成物が記載されており、ポリ乳酸系榭脂の耐衝撃性 及び耐熱性を改良した榭脂組成物が提案されている。
[0008] 上記のようなポリ乳酸と熱可塑性榭脂とのポリマーァロイは、通常、ポリ乳酸のペレ ットと熱可塑性榭脂のペレットとを高温で溶融して混ぜ合わせる混練工程を経て得ら れる。この混練工程において、ポリ乳酸と熱可塑性榭脂とがミクロにかつ均一に混合 されないと、得られたポリマーァロイの耐衝撃性、耐熱性等の特性を向上できない。 従来、極性の有無などにより、ポリ乳酸と熱可塑性榭脂とをミクロに混合するには障 害が多ぐ理想的なポリマーァロイを形成することが困難であった。そのため、ポリ乳 酸と熱可塑性榭脂とのポリマーァロイは、期待したほどの耐衝撃性や耐熱性が得ら れな!ヽと!ヽぅ問題があった。
発明の開示
[0009] 本発明は、ポリ乳酸と熱可塑性榭脂とがミクロにかつ均一に混合され、耐衝撃性及 び耐熱性が高!ヽ植物性榭脂組成物及びそれを用いた植物性榭脂成形体を提供す る。
[0010] 本発明の植物性榭脂組成物は、ポリ乳酸と、熱可塑性榭脂と、相溶化剤とを含む 植物性榭脂組成物であって、前記相溶化剤は、アルキルメタタリレートをモノマー成 分とする高分子材料であり、前記相溶化剤の重量平均分子量は、 95万以上 410万 以下であることを特徴とする。
[0011] また、本発明の植物性榭脂成形体は、ポリ乳酸と、熱可塑性榭脂と、相溶化剤とを 含む植物性榭脂組成物から形成された植物性榭脂成形体であって、前記相溶化剤 は、アルキルメタタリレートをモノマー成分とする高分子材料であり、前記相溶化剤の 重量平均分子量は、 95万以上 410万以下であることを特徴とする。
[0012] 本発明は、上記構成を有することにより、耐衝撃性及び耐熱性の高いポリ乳酸を含 む植物性榭脂組成物及びそれを用いた植物性榭脂成形体を提供することができる。 図面の簡単な説明 [0013] [図 1]図 1は、本発明の植物性榭脂成形体の一例を示すノートパソコン用筐体の正面 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 本発明の植物性榭脂組成物の一例は、ポリ乳酸と、熱可塑性榭脂と、相溶化剤と を含むポリマーァロイであり、相溶化剤は、アルキルメタタリレートをモノマー成分とす る高分子材料であり、相溶化剤の重量平均分子量は、 95万以上 410万以下である。
[0015] また、本発明の植物性榭脂成形体の一例は、上記植物性榭脂組成物から形成さ れた植物性榭脂成形体である。
[0016] ポリ乳酸は、植物由来の植物性 (生分解性)榭脂であり、このポリ乳酸を含む榭脂を 用いて成形体を作製することにより、この成形体に生分解性を付与することができる。 これにより、この成形体は、そのまま地中に廃棄しても地中に存在する微生物によつ てその大部分が自然に無害な水と二酸ィ匕炭素に分解される。また、この成形体は、 燃焼しても燃焼熱が小さく炉を傷めにく 、のに加え、ダイォキシン等の有害物質の発 生が少ないため、環境負荷が小さぐ対環境性に非常に優れている。
[0017] 上記ポリ乳酸の分子量や分子量分布は、実質的に成形加工が可能であれば特に 限定されるものではないが、重量平均分子量としては、好ましくは 1万以上、より好ま しくは 4万以上、特に好ましくは 8万以上である。
[0018] また、上記榭脂組成物は、アルキルメタタリレートをモノマー成分とし、重量平均分 子量が 95万以上 410万以下の高分子材料を相溶化剤として含んでいるため、ポリ乳 酸と熱可塑性榭脂とが、ミクロにかつ均一に混合しており、高い耐衝撃性と耐熱性を 有する。
[0019] 上記榭脂組成物の耐衝撃性をポリ乳酸よりも向上させるためには、相溶化剤の重 量平均分子量は、 95万以上 410万以下であることが必要である。
[0020] 上記相溶化剤のモノマー成分であるアルキルメタタリレートとしては、メチルメタタリ レート、ェチルメタタリレート、プロピルメタタリレート及びブチルメタタリレートから選ば れる少なくとも一つが好ましい。これらは、重合により長鎖を形成し、マトリックス榭脂 であるポリ乳酸及び熱可塑性榭脂の分子と絡まることにより、擬似架橋状態を形成し 、マトリックス榭脂の耐衝撃性と耐熱性とを向上させることができると考えられる。相溶 ィ匕剤は、上記モノマー成分の単独重合体でもよぐ共重合体でもよい。
[0021] 上記相溶化剤の重量混合率は、榭脂組成物の全重量に対して 5重量％以上 15重 量％以下であることが好ましい。この範囲内であれば、榭脂組成物の耐衝撃性をより 向上できるからである。
[0022] 上記熱可塑性榭脂としては、ポリ乳酸よりも耐衝撃性と耐熱性とが高ければ特に限 定されないが、ポリカーボネート、 ABS榭脂、ポリカーボネート ABS榭脂ァロイ、ポリ スチレン、ハイインパクトポリスチレン、変性ポリフエ-レンエーテル、ポリブチレンテレ フタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリプロピレン、ポ リメチルメタタリレート及びポリエチレン力 選ばれる少なくとも 1種類の榭脂が好まし い。これらは、ポリ乳酸より耐衝撃性と耐熱性とが十分に高いからである。
[0023] ポリ乳酸と熱可塑性榭脂との重量混合比は、 4 : 6— 3 : 7であることが好ましぐ 3. 5
: 6. 5— 3 : 7がより好ましい。この範囲内であれば、ポリ乳酸の特性と熱可塑性榭脂 の特性とを共により効果的に発揮できるからである。
[0024] 上記榭脂組成物には、ポリ乳酸の結晶化を進めて剛性と耐熱性とを高めるために、 結晶核剤を配合することが好ましい。結晶核剤には有機系核剤と無機系核剤とがあ り、有機系核剤としては、例えば、安息香酸金属塩、有機リン酸エステル金属塩等が あり、無機系核剤としては、例えば、タノレク、マイ力、モンモリロナイト、カオリン等があ る。
[0025] 上記榭脂組成物には、さらにシリコーン系難燃剤、有機金属塩系難燃剤、有機リン 系難燃剤、金属酸化物系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤等を添加することが好ま しい。これにより、難燃性が向上して延焼が抑制できるとともに、榭脂組成物の流動 性が向上するため、より優れた成形性を確保することができる。
[0026] 上記榭脂組成物には、さらに改質剤として乳酸系ポリエステルを添加することが好 ましい。これにより、耐衝撃性が向上するのみならず、難燃ィ匕効果も向上する。この乳 酸系ポリエステルとしては、乳酸とジカルボン酸とジオールとを共重合したポリマーが 使用できる。このジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、 デカンジカルボン酸、シクロへキサンジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタ ル酸等を挙げることができる。また、ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、 プロピレングリコール、 1, 3 プロパンジオール、 1, 4 ブタンジオール、 1, 5 ペンタ ンジオール、 1, 6 キサンジオール等を挙げることができる。
[0027] 上記榭脂組成物には、さらに充填剤として、麻繊維、キチン'キトサン、椰子殻繊維 、ケナフ、これらから誘導された短繊維 (長さ 10mm以下）、これらから誘導された粉 体等を添加することが好ましい。これにより、成形体の剛性及び耐熱性をより向上で きる。また、これらは天然素材であり、成形体の植物性を低下させない。
[0028] 上記榭脂組成物には、さらに充填剤として、ガラス繊維、カーボン繊維、ガラスフレ ーク、ガラスビーズ等を添加することが好ましい。これにより、成形体の剛性やアイゾッ ト衝撃強度をより大きくできる。
[0029] 上記榭脂組成物には、さらに添加剤として、可塑剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、 熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、顔料、着色剤、各種フィラー、 帯電防止剤、香料、発泡剤、抗菌'抗カビ剤等を配合することも可能である。これらの 添カ卩により、耐衝撃性、耐熱性、剛性等がより改善されると共に、他の特性をも付与 できる。これらの添加剤の選択にあたっては、ポリ乳酸系ポリマーァロイの特性に鑑 みて、生物に対して無害なもので、燃焼により有毒ガスを発生しないなど、環境に対 して低負荷な材料を選択することが好まし 、。
[0030] また、本発明の植物性榭脂成形体には、例えば、ノートパソコン、携帯電話等の電 子機器の植物性榭脂筐体が含まれる。図 1は、本発明の植物性榭脂成形体の一例 を示すノートパソコン用筐体の正面図である。図 1の筐体は、射出成形により形成で きる。
[0031] 次に、本発明における植物性榭脂組成物及び植物性榭脂成形体の製造方法の実 施形態にっ 、て説明する。本発明における植物性榭脂組成物の製造方法の一例は 、ポリ乳酸のペレットと熱可塑性榭脂のペレットとを、重量混合比 4 : 6— 3 : 7の割合で 混合した混合物に、前述の相溶化剤をさらに混合する工程と、その混合物を混練す る工程とを含む。
[0032] 混合方法としては、ポリ乳酸のペレットと、熱可塑性榭脂のペレットと、相溶化剤とを それぞれドライブレンドして混合してもよぐまた、相溶化剤の一部をポリ乳酸又は熱 可塑性榭脂のペレットに予めプリブレンドし、残りの相溶化剤と、ポリ乳酸のペレットと 、熱可塑性榭脂のペレットとをドライブレンドして混合してもよい。混合機としては、ミ ルロール、バンバリ一ミキサー、スーパーミキサー等を使用できる。相溶化剤の重量 混合率は、榭脂組成物の全重量に対して 5重量％—15重量％とする。
[0033] 混練は押出機を用いて行うことができる。押出機としては、単軸押出機、二軸押出 機のいずれも使用できるが、同方向二軸押出機を使用することが好ましい。榭脂ペレ ットと相溶化剤とのより均一な混合が可能だ力もである。溶融温度は、 210°C— 230 °C以下とする。
[0034] さらに、相溶化剤は、サイドフィーダ一等を用いて単軸押出機又は二軸押出機に供 給してちょい。
[0035] また、本発明における植物性榭脂成形体の製造方法の一例は、上記榭脂組成物 を射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、圧縮成形等により成形する工程を 含む。成形条件としては、例えば射出成形の場合では、次のように設定できる。射出 成形前の榭脂組成物の乾燥条件は、乾燥温度が 70°C— 100°C、乾燥時間が 4時間 一 6時間である。また、射出成形の際の金型温度は、 10°C— 85°C、シリンダ温度は、 210°C— 230°C、冷却時間は、 10秒一 90秒である。
[0036] 次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
[0037] (実施例 1)
<榭脂組成物の作製 >
三井ィ匕学社製のポリ乳酸 (PLA)ぺレッド'レイシァ H— 100J" (商品名）を 80°Cで 5 時間乾燥させた。また、ダイセルポリマー社製のポリカーボネート ABS榭脂ァロイ（ PCZABS)ペレット"ノバロン S1100" (商品名）を 100°Cで 4時間乾燥させた。さら に、三菱レイヨン社製のメチルメタクリレー HMMA)系相溶化剤粉末"メタプレン P -551A" (商品名、重量平均分子量： 145万)を準備した。
[0038] 上記 PLAペレット 27重量部と、上記 PCZABSペレット 63重量部と、上記 MMA系 相溶化剤粉末 10重量部とを混合し、テクノベル (TECHNOVEL)社製の同方向回 転完全嚙合型 2ベントタイプ二軸押出機" KZW— 30MG" (商品名）を用いて、溶融 温度 230°Cで混練した。混練後、溶融物を押出機の口金よりストランド状に押出し、 水冷した後にペレタイザ一で切断し、本実施例のペレット状の榭脂組成物（ポリ乳酸 系ポリマーァロイ)を作製した。
[0039] PLAペレットと PCZABSペレットとの重量混合比は、 PLAペレット： PCZABSぺ レット = 27 : 63 = 3 : 7である。また、 MMA系相溶化剤粉末の重量混合率は、榭脂組 成物の全重量に対して 10重量 (wt) %である。
<アイゾット衝撃強度の測定 >
上記ペレット状の榭脂組成物を 90°Cで 5時間乾燥した後、金型温度 80°C、シリン ダ温度 220°C、冷却時間 30秒で射出成形して得られ^ JIS Z 2204 1号試験片（ 12mm X 127mm X 3. 2mm)を加工して、 JIS Z 2204 2号 A試験片（12mmX 64mm X 3. 2mm、ノッチ 2. 54mm)を成形し、アイゾット衝撃強度を測定した。具体 的には、東洋精機製作所製のアイゾット衝撃試験機" B-121202403" (商品名）を 使用し、 JIS K 7110に準拠して、アイゾット衝撃試験を行った。その結果を表 1に 示す。
<曲げ強さの測定 >
上記ペレット状の榭脂組成物を 90°Cで 5時間乾燥した後、金型温度 80°C、シリン ダ温度 220°C、冷却時間 30秒で射出成形し、 JIS Z 2204 1号試験片（12mm X 127mm X 3. 2mm)を成形し、曲げ強さを測定した。具体的には、インストロン社製 の万能試験機" INSTORON5581 " (商品名）を使用し、 JIS K 7203〖こ準拠して、 曲げ強さ試験を行った。その結果を曲げ弾性率として表 1に示す。
<荷重たわみ温度の測定 >
上記ペレット状の榭脂組成物を 90°Cで 5時間乾燥した後、金型温度 80°C、シリン ダ温度 220°C、冷却時間 30秒で射出成形し、 JIS Z 2204 1号試験片（12mm X 127mm X 3. 2mm)を成形し、荷重たわみ温度を測定した。具体的には、安田精機 製作所社製のヒートデストーシヨンテスタ" 148HD-PC" (商品名）を使用し、試験片 の大きさ以外 «JIS K 7220に準拠して、荷重たわみ温度試験を行った。その結果 を表 1に示す。
[0040] (比較例 1)
MMA系相溶化剤粉末を用いなカゝつた以外は、実施例 1と同様にして榭脂組成物 を作製し、実施例 1と同様にしてアイゾット衝撃強度、曲げ強さ及び荷重たわみ温度 をそれぞれ測定した。その結果を表 1に示す。
[0041] (比較例 2)
実施例 1で使用した PLAペレットのみ力もなる樹脂組成物を準備し、実施例 1と同 様にしてアイゾット衝撃強度、曲げ強さ及び荷重たわみ温度をそれぞれ測定した。そ の結果を表 1に示す。
[0042] [表 1]
Figure imgf000009_0001
[0043] 表 1から、相溶化剤を用いた実施例 1のアイゾット衝撃強度は、相溶化剤を用いな 力つた比較例 1に比べて 7. 8倍以上に向上し、ポリ乳酸のみを用いた比較例 2に比 ベて 4. 2倍以上に向上していることが分かる。また、実施例 1の曲げ弾性率は、比較 例 2に比べてやや低下するが、例えば、電子機器筐体用としては十分な強度である 。さらに、実施例 1の荷重たわみ温度は、比較例 2に比べて高くなつている。以上のよ うに、実施例 1のポリ乳酸系ポリマーァロイは、比較例 2のポリ乳酸単独に比べて耐衝 撃性及び耐熱性を向上できることが分かる。
<相溶化剤の分子量の最適化 >
MMA系相溶化剤粉末の重量平均分子量を変化させた以外は、実施例 1と同様に して樹脂組成物を作製し、実施例 1と同様にしてアイゾット衝撃強度、曲げ強さ及び 荷重たわみ温度をそれぞれ測定した。また、重量平均分子量が 1000万以上の参考 例としてアクリル榭脂を添加したものを同様に測定した。その結果を表 2に示す。なお 、表 2において、重量平均分子量 145万の例は、実施例 1に該当し、重量平均分子 量の表示がないものは、比較例 1に該当する。
[0044] [表 2] ァイリ' '？ト衝撃強度 曲げ弾性率 荷重たわみ温度 重量平均分子量
(kgf · cm/cm) (kgf/cm2) CC)
1 0 0 0万以上 1 . 9 2 9 9 8 5 7 8. 1
4 1 0万 1 1 - 1 2 8 4 8 3 8 1 . 0
3 6 0万 1 1 . 2 2 9 0 7 9 7 9. 1
1 4 5万 1 3. 3 2 8 8 4 8 7 8. 7
9 5万 6. 4 2 8 7 5 0 7 6. 7
2 8万 4. 6 2 7 2 2 0 7 6 - 6
一 1 . 7 2 8 8 0 5 8 0. 0
[0045] ポリ乳酸単独のアイゾット衝撃強度は約 3kgf'cmZcmであるから、ポリ乳酸よりも 2 倍以上高い耐衝撃性を得るには、表 2から、樹脂組成物に添加する相溶化剤の重量 平均分子量は、 95万以上 410万以下であることが必要である。なお、曲げ弾性率と 荷重たわみ温度にっ 、ては、大きな変化はなかった。
<相溶化剤の重量混合率の最適化 >
MMA系相溶ィ匕剤粉末の重量混合率を変化させた以外は、実施例 1と同様にして 榭脂組成物を作製し、実施例 1と同様にしてアイゾット衝撃強度、曲げ強さ及び荷重 たわみ温度をそれぞれ測定した。その結果を表 3に示す。なお、表 3において、重量 混合率が 10wt%の例は、実施例 1に該当し、重量混合率が Owt%のものは、比較 例 1に該当する。
[0046] [表 3]
Figure imgf000010_0001
[0047] 表 3から、相溶化剤の重量混合率は、榭脂組成物の全重量に対して 5wt%以上 15 wt%以下であることが好ましいことが分かる。なお、曲げ弾性率と荷重たわみ温度に ついては、大きな変化はな力つた。
<ポリ乳酸と熱可塑性榭脂との重量混合比の最適化 >
PLAペレットと PCZABCペレットとの重量混合比を変化させたことと、三菱レイヨン 社製のメチルメタタリレート（MMA)系相溶化剤の重量平均分子量を 410万とした"メ タブレン P— 531A" (商品名）を用いたこと以外は、実施例 1と同様にして榭脂組成 物を作製し、実施例 1と同様にしてアイゾット衝撃強度、曲げ強さ及び荷重たわみ温 度をそれぞれ測定した。その結果を表 4に示す。なお、表 4において、 PCZABCの みのものは、比較例 1に該当し、 PLAのみのものは、比較例 2に該当する。
[0048] [表 4]
Figure imgf000011_0001
[0049] 表 4から、ポリ乳酸と熱可塑性榭脂との重量混合比は、 4 : 6— 3 : 7であることが好ま し <、 3. 5 : 6. 5— 3 : 7がより好ましいことが分かる。
産業上の利用可能性
[0050] 以上のように本発明によれば、耐衝撃性及び耐熱性の高 ヽ植物性榭脂組成物及 びそれを用いた植物性榭脂成形体を提供でき、植物性榭脂組成物から形成したノ ートパソコン、携帯電話等を代表とする電子機器用筐体の耐衝撃性と耐熱性を向上 させることがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] ポリ乳酸と、熱可塑性榭脂と、相溶化剤とを含む植物性榭脂組成物であって、 前記相溶化剤は、アルキルメタタリレートをモノマー成分とする高分子材料であり、 前記相溶化剤の重量平均分子量は、 95万以上 410万以下であることを特徴とする 植物性榭脂組成物。
[2] 前記アルキルメタタリレートは、メチルメタタリレート、ェチルメタタリレート、プロピルメ タクリレート及びブチルメタタリレートから選ばれる少なくとも一つである請求項 1に記 載の植物性榭脂組成物。
[3] 前記相溶化剤の重量混合率は、前記榭脂組成物の全重量に対して 5重量％以上
15重量％以下である請求項 1に記載の植物性榭脂組成物。
[4] 前記熱可塑性榭脂は、ポリカーボネート、 ABS榭脂、ポリカーボネート ABS榭脂 ァロイ、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、変性ポリフエ-レンエーテル、ポリブ チレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリプ ロピレン、ポリメチルメタタリレート及びポリエチレン力も選ばれる少なくとも 1種類の榭 脂である請求項 1に記載の植物性榭脂組成物。
[5] 前記ポリ乳酸と前記熱可塑性榭脂との重量混合比は、 4 : 6-3 : 7である請求項 1に 記載の植物性榭脂組成物。
[6] ポリ乳酸と、熱可塑性榭脂と、相溶化剤とを含む植物性榭脂組成物から形成された 植物性榭脂成形体であって、
前記相溶化剤は、アルキルメタタリレートをモノマー成分とする高分子材料であり、 前記相溶化剤の重量平均分子量は、 95万以上 410万以下であることを特徴とする 植物性樹脂成形体。
[7] 前記アルキルメタタリレートは、メチルメタタリレート、ェチルメタタリレート、プロピルメ タクリレート及びブチルメタタリレートから選ばれる少なくとも一つである請求項 6に記 載の植物性榭脂成形体。
[8] 前記相溶化剤の重量混合率は、前記榭脂組成物の全重量に対して 5重量％以上 15重量％以下である請求項 6に記載の植物性榭脂成形体。
[9] 前記熱可塑性榭脂は、ポリカーボネート、 ABS榭脂、ポリカーボネート ABS榭脂 ァロイ、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、変性ポリフエ-レンエーテル、ポリブ チレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリプ ロピレン、ポリメチルメタタリレート及びポリエチレン力も選ばれる少なくとも 1種類の榭 脂である請求項 6に記載の植物性榭脂成形体。
前記ポリ乳酸と前記熱可塑性榭脂との重量混合比は、 4： 6-3 : 7である請求項 6に 記載の植物性榭脂成形体。
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