JP2009293031A

JP2009293031A - ポリ乳酸樹脂組成物

Info

Publication number: JP2009293031A
Application number: JP2009136497A
Authority: JP
Inventors: Young-Mi Chung; 英美鄭; Chang-Do Jung; 昌道鄭
Original assignee: Cheil Industries Inc
Current assignee: Cheil Industries Inc
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2009-12-17
Also published as: EP2133392B1; US20090306287A1; US8044134B2; EP2133392A1; KR100962387B1; CN101597423A; CN101597423B; DE602009000766D1; ATE499413T1; KR20090126804A

Abstract

【課題】耐熱性、機械的強度、耐加水分解性などが顕著に改善された環境親和的な樹脂組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）ポリ乳酸樹脂２５〜８０質量部；（Ｂ）ポリカーボネート樹脂７５〜２０質量部；および前記（Ａ）ポリ乳酸樹脂と前記（Ｂ）ポリカーボネート樹脂との合計量１００質量部に対して、（Ｃ）アミン基含有鎖拡張剤０．０１〜５質量部を含む、ポリ乳酸樹脂組成物である。
【選択図】図１

Description

本発明はポリ乳酸樹脂組成物に関し、より詳しくは、優れた機械的強度および耐熱性を有し、かつ耐加水分解性にも優れるポリ乳酸樹脂組成物に関する。

最近まで高分子材料の研究方向は、強靭な特殊用高分子材料の開発および高分子物質の安全性に関するものが主に先導した。しかし、全世界的に廃プラスチックによる環境汚染問題が社会問題として台頭するに従って、環境親和性高分子材料の必要性が高まっている。

前記環境親和性高分子材料は、大きく分けて、光分解性高分子材料と、生分解性高分子材料とに分類される。環境の中で完全な生分解性を有する高分子材料は、主鎖に微生物による分解が可能な官能基を有している。このうち、脂肪族ポリエステル高分子は、加工性に優れて分解特性の調節が容易で最も多く研究されている。特にポリ乳酸（ＰｏｌｙｌａｃｔｉｃＡｃｉｄ、ＰＬＡ）は、全世界で１５万トン規模の市場が形成されており、食品包装材および容器、電子製品ケースなどの一般プラスチックが使用されていた分野までその適用範囲が拡大されている。現在までのポリ乳酸樹脂の主な用途は、ポリ乳酸の生分解性特性を利用した使い捨て製品、例えば、食品容器、ラップ、フィルムなどである。ポリ乳酸は、現在米国のネイチャーワークス（Ｎａｔｕｒｅｗｏｒｋｓ）社、日本のトヨタ自動車株式会社などで生産されている。

しかし、従来のポリ乳酸樹脂は、成形性、機械的強度、耐熱性が不足しており、薄膜製品の場合には容易に破損され、温度に対する抵抗性が低く、外部温度が摂氏６０度以上上昇すると成形製品の変形が起こるという問題がある。

このような問題を克服するために、ポリ乳酸と、石油由来の熱可塑性プラスチック、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂などとを混合する試みが行われている。

特許文献１および特許文献２では、ポリ乳酸−ＡＢＳ樹脂組成物を利用して耐熱性などを高める方法を提案しており、特許文献３および特許文献４などではポリ乳酸−ポリアミド樹脂組成物を利用してバイオマス含量を高める方法を提案している。また、特許文献５および特許文献６ではポリオキシメチレン−ポリ乳酸樹脂組成物を利用して耐熱性などを高める方法を提案している。

特許文献７では、ポリ乳酸とポリオレフィンとの混合物を形成する際、ポリオレフィンが連続相になる粘度を規定している。

特開１９９９−２７９３８０号公報特開２００６−０７０２２４号公報特開２００６−１４３７７２号公報米国特許第５２７２２２１号明細書特開２００３−１４７１８０号公報特開２００３−１３８１１９号公報特開２００６−３２１９８８号公報

しかしながら、特許文献１〜６に記載の樹脂をコンパウンディングする際、最も大きい問題はポリ乳酸の粘度が低いため、５０質量部以下のような少ない含有量でもポリ乳酸は連続相になり、ポリカーボネート樹脂は分散相になるということである。ポリ乳酸が連続相になると、熱安定性、耐加水分解性などの多くの物性が大きく向上しないためにポリカーボネート樹脂をブレンドする利点がほとんどなくなってしまう。

また、特許文献７では、具体的にポリ乳酸の粘度向上に対する方法が記載されていない。

そこで本発明は、耐熱性、機械的強度、耐加水分解性などが顕著に改善された環境親和的な樹脂組成物を提供することを目的とする。

また、本発明は、自動車、機械部品、電気・電子部品、事務機器または雑貨などの耐熱性および機械的強度が要求される成形製品に適したポリ乳酸樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、ポリ乳酸樹脂組成物を製造する際に、ポリ乳酸樹脂のカルボキシル基と反応することができるアミノ基を含有する鎖拡張剤を使用することによって、ポリ乳酸樹脂の粘度上昇を引き起こし、その結果、射出条件を選択することによってポリ乳酸樹脂の分散相への相転移を誘導して、耐熱性、機械的強度、耐加水分解性などが顕著に改善された環境親和的な樹脂組成物が形成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）ポリ乳酸樹脂２５〜８０質量部、（Ｂ）ポリカーボネート樹脂７５〜２０質量部、および前記（Ａ）と（Ｂ）との合計量１００質量部に対してアミノ基含有鎖拡張剤０．０１〜５質量部を含むポリ乳酸樹脂組成物である。

また、本発明は、前記ポリ乳酸樹脂組成物から製造される成形品を提供する。

本発明によるポリ乳酸樹脂組成物は、環境親和的な樹脂組成物であり、熱可塑性樹脂との混合性に優れている。したがって、耐熱性、衝撃強度、耐加水分解性などが改善されて、自動車、機械部品、電気・電子部品、事務機器または雑貨などの耐熱性および機械的強度が要求される多様な成形品の製造に好適に用いることができる。

本発明の実施例１で得られたペレットを、透過型電子顕微鏡を利用してモルフォロジーを観察した結果を示す写真である。本発明の比較例１で得られたペレットを、透過型電子顕微鏡を利用してモルフォロジーを観察した結果を示す写真である。

以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、これは例示として示されるものであって、これによって本発明が制限されることはなく、本発明は特許請求の範囲によって定義される。

本発明の一実施形態によるポリ乳酸樹脂組成物は（Ａ）ポリ乳酸樹脂２５〜８０質量部、（Ｂ）ポリカーボネート樹脂７５〜２０質量部、および前記（Ａ）ポリ乳酸樹脂と前記（Ｂ）ポリカーボネート樹脂との合計量１００質量部に対してアミン基含有鎖拡張剤０．０１〜５質量部を含む。

以下、本発明の一実施形態によるポリ乳酸樹脂組成物に含まれる各成分について具体的に説明する。

（Ａ）ポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂
一般に、ポリ乳酸樹脂は、とうもろこし澱粉を分解して得られる乳酸をモノマーとして、エステル縮合によって作られるポリエステル系樹脂である。

前記ポリ乳酸樹脂は、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＬＤ−乳酸、Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、またはＬＤ−ラクチドから形成されうる。これらポリ乳酸樹脂は、上記の乳酸またはラクチドの１種類のみから製造される単独重合体でもよいし、２種以上組み合わせて製造される共重合体樹脂であってもよい。前記ポリ乳酸樹脂は、耐熱性、成型性、および耐加水分解性のバランスを考慮して、Ｌ−乳酸単位を９５質量％以上含むことが好ましい。より好ましくは、前記Ｌ−乳酸単位９８〜９９．９９質量％、およびＤ−乳酸単位２〜０．０１質量％（ただし、Ｌ−乳酸単位とＤ−乳酸単位との合計量は１００質量％）であるポリ乳酸樹脂である。

また、前記ポリ乳酸樹脂は、成形加工が可能であれば、分子量や分子量分布に特に制限はないが、重量平均分子量が８万以上であるものを用いることが、成形品の機械的強度および耐熱性のバランスの面で好ましい。より好ましくは、重量平均分子量が９万〜５０万であるポリ乳酸樹脂を使用する。なお、本発明において、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ＧｅｌＰｅｒｍｅａｔｉｏｎＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）を用いて数平均分子量を求めた後、多分散指数（ＰｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙＩｎｄｅｘ）をかけて得られた値をさいようするものとする。

前記ポリ乳酸樹脂は、単独でもよいし２種以上組み合わせて用いてもよい。

また、前記ポリ乳酸重合体は、Ｌ−ラクチドまたはＤ−ラクチドを開環重合して得られる重合体であることが好ましい。

前記ポリ乳酸樹脂は、ポリ乳酸樹脂組成物中、２５〜８０質量部含まれ、好ましくは４０〜６０質量部で含まれる。ポリ乳酸樹脂の含量が前記範囲内であれば、バイオマスの適正な含有量を維持しながら、成形性および耐熱性のバランスが取れて好ましい。

（Ｂ）ポリカーボネート樹脂
前記ポリカーボネート樹脂は、下記化学式（１）で表されるジフェノール類を、ホスゲン、ハロゲン化ギ酸エステル、炭酸エステル、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される化合物と反応させて製造することができる。

前記化学式（１）中、Ａは単結合、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜５のアルキレン基、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜５のアルキリデン基、置換されているかまたは非置換の炭素数２〜５のアルケニレン基、置換されているかまたは非置換の炭素数３〜６のシクロアルキレン基、置換されているかまたは非置換の炭素数５〜６のシクロアルキリデン基、置換されているかまたは非置換の炭素数５〜６のシクロアルケニレン基、カルボニル基、硫黄原子およびスルホニル基からなる群より選択され、Ｒ_１１およびＲ_１２は、それぞれ独立して、置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜３０の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、または置換されているかもしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基であり、ｎ_１１およびｎ_１２は、それぞれ独立して、０〜４の整数であり、この際前記の「置換されている」とは、水素原子がハロゲン原子、炭素数１〜３０の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、炭素数１〜３０の直鎖状もしくは分枝状のハロアルキル基、炭素数６〜３０のアリール基、または炭素数１〜２０の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基で置換されていることを意味する。

前記ハロゲン化ギ酸エステルの具体例としては、例えば、クロロギ酸メチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸フェニル、ブロモギ酸メチル、またはブロモギ酸エチルなどが挙げられる。

前記炭酸エステルの具体例としては、例えば、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどが挙げられる。

炭素数１〜５のアルキレン基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、イソプロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｎ−ペンチレン基などが挙げられる。

炭素数２〜５のアルケニレン基の具体例としては、例えば、ビニレン基、１−メチルビニレン基、プロペニレン基、１−ブテニレン基、２−ブテニレン基、１−ペンテニレン基、２−ペンテニレン基などを挙げられる。

炭素数５〜６のシクロアルキレン基の具体例としては、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などが挙げられる。

炭素数５〜６のシクロアルケニレン基の具体例としては、例えば、シクロペンテニレン基、シクロヘキシニレン基などが挙げられる。

炭素数１〜３０の直鎖状または分枝状のアルキル基の具体例としては、例えば、例えば、メチル基、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−へキシル基、３−メチルペンタン−２−イル基、３−メチルペンタン−３−イル基、４−メチルペンチル基、４−メチルペンタン−２−イル基、１，３−ジメチルブチル基、３，３−ジメチルブチル基、３，３−ジメチルブタン−２−イル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、１−エチルペンチル基、１−（ｎ−プロピル）ブチル基、１，１−ジメチルペンチル基、１，４−ジメチルペンチル基、１，１−ジエチルプロピル基、１，３，３−トリメチルブチル基、１−エチル−２，２−ジメチルプロピル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、２−メチルヘキサン−２−イル基、２，４−ジメチルペンタン−３−イル基、１，１−ジメチルペンタン−１−イル基、２，２−ジメチルヘキサン−３−イル基、２，３−ジメチルヘキサン−２−イル基、２，５−ジメチルヘキサン−２−イル基、２，５−ジメチルヘキサン−３−イル基、３，４−ジメチルヘキサン−３−イル基、３，５−ジメチルヘキサン−３−イル基、１−メチルヘプチル基、２−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、２−メチルヘプタン−２−イル基、３−メチルヘプタン−３−イル基、４−メチルヘプタン−３−イル基、４−メチルヘプタン−４−イル基、１−エチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、１−プロピルペンチル基、２−プロピルペンチル基、１，１−ジメチルヘキシル基、１，４−ジメチルヘキシル基、１，５−ジメチルヘキシル基、１−エチル−１−メチルペンチル基、１−エチル−４−メチルペンチル基、１，１，４−トリメチルペンチル基、２，４，４−トリメチルペンチル基、１−イソプロピル−１，２−ジメチルプロピル基、１，１，３，３−テトラメチルブチル基、ｎ−ノニル基、１−メチルオクチル基、６−メチルオクチル基、１−エチルヘプチル基、１−（ｎ−ブチル）ペンチル基、４−メチル−１−（ｎ−プロピル）ペンチル基、１，５，５−トリメチルヘキシル基、１，１，５−トリメチルヘキシル基、２−メチルオクタン−３−イル基、ｎ−デシル基、１−メチルノニル基、１−エチルオクチル基、１−（ｎ−ブチル）ヘキシル基、１，１−ジメチルオクチル基、３，７−ジメチルオクチル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、１−エチルノニル基、ｎ−ドデシル基、１−メチルウンデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、１−メチルトリデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、などが挙げられる。

炭素数６〜３０のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、テトラヒドロナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、オクタレニル基、ａｓ−インダセニル基、ｓ−インダセニル基、ビフェニレニル基、アセナフチレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナレニル基、アントラセニル基、メチルアントラセニル基、９，１０−［１，２］ベンゼノアントラセニル基、フェナントリル基、１Ｈ−トリンデニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、テトラフェニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサヘリセニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、またはピラントレニル基などが好ましく挙げられる。

炭素数１〜３０の直鎖状または分枝状のハロアルキル基の具体例としては、例えば、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、フルオロメチル基、１−フルオロエチル基，２−フルオロエチル基、２−フルオロイソブチル基、１，２−ジフロロエチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロイソプロピル基、またはパーフルオロブチル基などが挙げられる。

炭素数１〜２０の直鎖状もしくは分枝状のアルコキシ基の具体例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、１，２−ジメチル−プロポキシ基、ｎ−へキシルオキシ基、３−メチルペンタン−２−イルオキシ基、３−メチルペンタン−３−イルオキシ基、４−メチルペンチルオキシ基、４−メチルペンタン−２−イルオキシ基、１，３−ジメチルブチルオキシ基、３，３−ジメチルブチルオキシ基、３，３−ジメチルブタン−２−イルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、１−メチルヘキシルオキシ基、３−メチルヘキシルオキシ基、４−メチルヘキシルオキシ基、５−メチルヘキシルオキシ基、１−エチルペンチルオキシ基、１−（ｎ−プロピル）ブチルオキシ基、１，１−ジメチルペンチルオキシ基、１，４−ジメチルペンチルオキシ基、１，１−ジエチルプロピルオキシ基、１，３，３−トリメチルブチルオキシ基、１−エチル−２，２−ジメチルプロピルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、２−メチルヘキサン−２−イルオキシ基、２，４−ジメチルペンタン−３−イルオキシ基、１，１−ジメチルペンタン−１−イルオキシ基、２，２−ジメチルヘキサン−３−イルオキシ基、２，３−ジメチルヘキサン−２−イルオキシ基、２，５−ジメチルヘキサン−２−イルオキシオキシ基、２，５−ジメチルヘキサン−３−イルオキシ基、３，４−ジメチルヘキサン−３−イルオキシ基、３，５−ジメチルヘキサン−３−イルオキシ基、１−メチルヘプチルオキシ基、２−メチルヘプチルオキシ基、５−メチルヘプチルオキシ基、２−メチルヘプタン−２−イルオキシ基、３−メチルヘプタン−３−イルオキシ基、４−メチルヘプタン−３−イルオキシ基、４−メチルヘプタン−４−イルオキシ基、１−エチルヘキシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、１−プロピルペンチルオキシ基、２−プロピルペンチルオキシ基、１，１−ジメチルヘキシルオキシ基、１，４−ジメチルヘキシルオキシ基、１，５−ジメチルヘキシルオキシ基、１−エチル−１−メチルペンチルオキシ基、１−エチル−４−メチルペンチルオキシ基、１，１，４−トリメチルペンチルオキシ基、２，４，４−トリメチルペンチルオキシ基、１−イソプロピル−１，２−ジメチルプロピルオキシ基、１，１，３，３−テトラメチルブチルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、１−メチルオクチルオキシ基、６−メチルオクチルオキシ基、１−エチルヘプチルオキシ基、１−（ｎ−ブチル）ペンチルオキシ基、４−メチル−１−（ｎ−プロピル）ペンチルオキシ基、１，５，５−トリメチルヘキシルオキシ基、１，１，５−トリメチルヘキシルオキシ基、２−メチルオクタン−３−イルオキシ基、ｎ−デシルオキシ基、１−メチルノニルオキシ基、１−エチルオクチルオキシ基、１−（ｎ−ブチル）ヘキシルオキシ基、１，１−ジメチルオクチルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、ｎ−ウンデシルオキシ基、１−メチルデシルオキシ基、１−エチルノニルオキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基、１−メチルウンデシルオキシ基、ｎ−トリデシルオキシ基、ｎ−テトラデシルオキシ基、１−メチルトリデシルオキシ基、ｎ−ペンタデシルオキシ基、ｎ−ヘキサデシルオキシ基、ｎ−ヘプタデシルオキシ基、ｎ−オクタデシルオキシ基、ｎ−ノナデシルオキシ基、またはｎ−エイコシルオキシ基などが挙げられる。

前記ジフェノール類の具体例としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、４，４'−ジヒドロキシジフェニル、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン、２，４−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−シクロヘキサン、２，２−ビス−（３−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）−プロパン、または２，２−ビス−（３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル）-プロパンなどが好ましく挙げられる。これらは、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。

前記ジフェノール類の中でも、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン、２，２−ビス−（３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル）−プロパン、または１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−シクロヘキサン（ビスフェノールＡ）がより好ましく、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン（ビスフェノールＡ）がさらに好ましい。

前記ポリカーボネート樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０，０００〜２００，０００であることが好ましく、１５，０００〜８０，０００であることがより好ましいが、これに限定されるわけではない。

また、前記ポリカーボネート樹脂の例としては、例えば、線状ポリカーボネート樹脂、分枝状ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂などが挙げられる。これらポリカーボネート樹脂は、単独でもよいし２種以上組み合わせて用いてもよい。

前記線状ポリカーボネート樹脂の例としては、例えば、ビスフェノールＡ系ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。

前記分枝状ポリカーボネート樹脂の例としては、例えば、トリメリット酸無水物、トリメリット酸などの多官能性芳香族化合物を、ジフェノール類または炭酸エステル類と反応させて製造したものが挙げられる。前記多官能性芳香族化合物は、分枝状ポリカーボネート樹脂を形成する化合物全量に対して０．０５〜２モル％含まれることが好ましい。

前記ポリエステルカーボネート樹脂の例としては、例えば、ジカルボン酸をジフェノール類または炭酸エステル類と反応させて製造したものがある。この際、前記炭酸エステル類としてはジフェニルカーボネートなどのジアリールカーボネート、エチレンカーボネートなどを使用することができる。

前記ポリカーボネート樹脂は、ポリ乳酸樹脂組成物中に２０〜７５質量部の含量で含まれ、４０〜６０質量部で含まれることが好ましい。ポリカーボネート樹脂の含量が前記範囲内である場合、耐熱性、衝撃強度、および環境親和性のバランス面で好ましい。

（Ｃ）アミノ基含有鎖拡張剤（ｃｈａｉｎｅｘｔｅｎｄｅｒ）
本発明において、アミノ基含有鎖拡張剤は、ポリ乳酸樹脂と結合してポリ乳酸樹脂の粘度上昇を引き起こす。その結果、射出条件を選択することによってポリ乳酸樹脂の分散相への相転移を誘導して、耐熱性、機械的強度、耐加水分解性などが顕著に改善された環境親和的なポリ乳酸樹脂組成物を形成させる役割を果たす。前記アミノ基含有鎖拡張剤は、ポリ乳酸樹脂のカルボキシル基と反応しうるアミノ基を含む化合物である。具体的には、アミノ基含有ポリシロキサン系化合物、またはアミノ基含有ポリオレフィン系重合体が好ましい。

前記アミノ基含有鎖拡張剤は、アミノ基として１級アミノ基、２級アミノ基、またはこれらの組み合わせを含むことができる。前記アミノ基は、アミノ基含有鎖拡張剤の総量に対して好ましくは０．１〜４０モル％、より好ましくは１〜２０モル％含まれる。

具体的には、アミノ基含有ポリメチルシロキサン、アミノ基含有ポリエチレン、またはアミノ基含有ポリプロピレンなどが挙げられる。さらに具体的には、シロキサン主鎖で構成されたアミノ基含有鎖拡張剤の構造は下記化学式（２）の通りである。

前記化学式（２）中、ｍは３００〜２０００であり、ｎは５以上であり、Ｒは炭素数１〜８の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、Ｘはアミノ基である。前記アミノ基はアルキレン基の主鎖で置換していてもよいし、アルキレン基の末端で置換していてもよい。

前記アミノ基含有鎖拡張剤は、粘度が１〜１００Ｐａ・ｓであることが好ましく、１０〜５０Ｐａ・ｓであることがより好ましい。前記アミノ基含有鎖拡張剤の粘度が前記範囲内である場合、樹脂からのブリードアウトや不要な物性低下を防止することができる。

該アミノ基含有鎖拡張剤は、合成してもよいし市販品を用いてもよい。
前記アミノ基含有鎖拡張剤は、前記（Ａ）ポリ乳酸樹脂と前記（Ｂ）ポリカーボネート樹脂との合計量１００質量部に対して、０．０１〜５質量部で含まれ、０．５〜３質量部で含まれることが好ましい。前記のような含量の範囲で含まれる場合、適切な溶融押出粘度を有するため、混合成形が容易である。

（Ｄ）その他の添加剤
上記のような組成を有するポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂相の粘度が上昇する際に、耐衝撃性と共に、さらに粘度を上昇させるように、耐衝撃性改良剤（ＩｍｐａｃｔＭｏｄｉｆｉｅｒ）をさらに含むことができる。

前記耐衝撃性改良剤は、ポリ乳酸樹脂相との親和力に優れたものが好ましく、具体的には、コア−シェル（ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ）型グラフト共重合体、直鎖状ポリエステル系重合体、およびオレフィン系共重合体からなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。

前記コア−シェル型グラフト共重合体は、例えば、ゴム成分のコア構造に不飽和単量体がグラフトされて堅固なセルを形成することでコア−シェル構造を有するようになる。具体的には、ジエン系ゴム、アクリル系ゴム、またはシリコン系ゴムなどのゴム成分に対して、スチレン、アルキル基またはハロゲン原子で置換されたスチレン、（メタ）アクリロニトリル、アクリル酸エステル類、メタクリル酸アルキルエステル類、カルボン酸無水物、Ｎ−アルキル置換マレイミド、およびＮ−アリール置換マレイミドからなる群より選択される少なくとも１種の不飽和単量体がグラフトされて形成されるコア−シェル型グラフト共重合体であることが好ましい。

前記ゴム成分は、ジエン系ゴム、アクリル系ゴムおよびシリコン系ゴムからなる群より選択される１種以上のゴムが好ましい。

前記ジエン系ゴムの例としては、例えば、ブタジエンゴム、エチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）などが挙げられる。

前記アクリル系ゴムの例としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸エステル単量体の１種または２種以上を（共）重合させて得られる（共）重合体が挙げられる。この共重合の際には、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、またはトリアリルシアヌレートなどの硬化剤を使用してもよい。

前記シリコン系ゴムは、環状シロキサン化合物を重合して形成されるものが好ましい。具体的な例としては、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサン、テトラメチルテトラフェニルシクロテトラシロキサン、またはオクタフェニルシクロテトラシロキサンなどの環状シロキサン化合物の１種または２種以上を用いて（共）重合させて得られる（共）重合体が挙げられる。この共重合の際には、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシランまたはテトラエトキシシランなどの硬化剤を使用してもよい。前記シリコン系ゴムのさらに具体的な例としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルシロキサンなどが挙げられる。

また、前記ゴム成分は、前記コア−シェル型グラフト共重合体１００質量部に対して５０〜９０質量部で含まれることが好ましい。前記範囲内では、樹脂との相溶性に優れ、その結果、優れた耐衝撃性改良効果を示しうる。

前記ゴム成分にグラフト可能な不飽和単量体としては、例えば、スチレン、アルキル基またはハロゲン原子で置換されたスチレン、（メタ）アクリロニトリル、炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル類炭素数１〜８のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル類、カルボン酸無水物、Ｎ−アルキル置換マレイミド、またはＮ−アリール置換マレイミドからなる群より選択される少なくとも１種の不飽和化合物を使用することができる。

前記炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル類、または前記炭素数１〜８のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル類は、それぞれ、アクリル酸またはメタクリル酸と炭素数１〜８のモノヒドリルアルコールとを反応させて形成されたエステル類である。これらの具体的な例としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、またはメタクリル酸ｎ−プロピルなどがあり、これらの中でアクリル酸ｎ−ブチルおよびメタクリル酸メチルがより好ましい。

前記カルボン酸無水物の例としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが挙げられる。

前記グラフト可能な不飽和単量体は、コア−シェル型グラフト共重合体中１００質量部に対して４０質量部以下で含まれることが好ましく、５〜３０質量部で含まれることがより好ましい。前記のような範囲内では、樹脂との相溶性に優れ、その結果、優れた耐衝撃性改良効果を示しうる。

前記直鎖状ポリエステル系重合体は、熱可塑性ポリエステルであることが好ましい。前記オレフィン系共重合体は、ポリオレフィンの主鎖に、エポキシ基を有する単量体、カルボン酸無水物、またはオキサゾリン化合物がグラフトされた共重合体であることが好ましい。

前記ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブテン、またはイソブチレンなどのオレフィン系単量体の１種以上を用いて製造することができる。前記ポリオレフィンは、一般的なオレフィン重合触媒であるチーグラー・ナッタ触媒を用いて製造することができ、より選択的な構造を作るためにはメタロセン系触媒を用いて製造することができる。組成物中での分散性向上のために、無水マレイン酸、グリシジルメタクリレート、オキサゾリンなどの単量体をポリオレフィンにグラフト反応させる。

ポリオレフィンに単量体をグラフトする方法は、当業者であれば容易に実施することができる。

前記耐衝撃性改良剤は、前記（Ａ）ポリ乳酸樹脂と前記（Ｂ）ポリカーボネート樹脂との合計量１００質量部に対して０．０１〜３０質量部で含まれることが好ましく、１〜１０質量部で含まれることがより好ましい。前記の含量の範囲で含まれる場合、耐衝撃性改良効果を得ることができ、さらに引張強度、曲げ強度、および曲げ弾性率などの機械的強度を向上させることができる。

その他にも、用途に応じて、本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、耐加水分解剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、離型剤、核剤、帯電防止剤、安定剤、有機・無機補強剤、着色剤、酸化防止剤、耐候剤、紫外線遮断剤、充填剤、可塑剤、接着助剤、および粘着剤からなる群より選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含むことができる。

前記離型剤の例としては、例えば、フッ素含有重合体、シリコンオイル、ステアリン酸の金属塩、モンタン酸の金属塩、モンタン酸エステルワックス、またはポリエチレンワックスなどが挙げられ、前記着色剤の例としては、染料または顔料が挙げられる。

前記紫外線遮断剤の例としては、例えば、酸化チタンまたはカーボンブラックなどが挙げられ、前記充填剤の例としては、例えば、シリカ、粘土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、またはガラスビードなどが挙げられ、前記核剤の例としては、例えば、タルクまたはクレーなどが挙げられる。

前記酸化防止剤の例としては、例えば、フェノール類、ホスファート類、チオエーテル類、またはアミン類などが挙げられ、耐候剤の例としては、例えば、ベンゾフェノン類またはアミン類などが挙げられる。

前記添加剤は、ポリ乳酸樹脂組成物の物性を低下させない範囲内で含むことができるが、好ましくは（Ａ）ポリ乳酸樹脂、（Ｂ）ポリカーボネート樹脂および（Ｃ）鎖伸長剤の合計量１００質量部に対して好ましくは４０質量部以下、より好ましくは０．１〜２０質量部である。

前記のような組成を有するポリ乳酸樹脂組成物は、鎖拡張剤によって誘導されるポリ乳酸樹脂の粘度上昇が起こり、適切な射出条件によって、共に混合する熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂との相転移が誘導されてポリ乳酸樹脂が分散相になる。

剪断速度:４０〜８０ｓｅｃ^−１、射出温度:２３０〜２５０℃の射出条件下での、ポリ乳酸樹脂の固有粘度（ηＡ）とポリカーボネート樹脂の固有粘度（ηＢ）との比（ηＡ／ηＢ）は、１以上であることが好ましく、下記数式１を満足することがより好ましい。比（ηＡ／ηＢ）が１以上である場合、上記射出条件下でのポリ乳酸樹脂の相転移が容易に誘導されて好ましい。

前記ポリ乳酸樹脂組成物は、一般的な樹脂組成物を製造する公知の方法で製造することができる。例えば、前記の各成分と、必要に応じてその他の添加剤とを混合した後、押出機内で溶融押出して、ペレット状に製造することができる。

前記ポリ乳酸樹脂組成物は、耐熱性および機械的強度が同時に要求される分野の成形品、例えば、自動車、機械部品、電気・電子部品、コンピュータなどの事務機器、または雑貨などの用途で用いることができる。特に、テレビ、コンピュータ、プリンタ、洗濯機、カセットプレーヤ、オーディオ、携帯電話などのような電気・電子製品のハウジングに好ましく適用される。

本発明の他の一実施形態によると、本発明は、前記ポリ乳酸樹脂組成物によって製造される成形品を提供する。

本発明の成形品を得るための成形方法は特に制限されず、具体的には、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形、発泡成形、圧空成形、または真空成形など公知の成形方法が挙げられる。

以下、本発明の好ましい実施例を記載する。但し、下記の実施例は本発明の好ましい一例に過ぎず、本発明が下記の実施例によって限定されるわけではない。

下記の実施例および比較例で使用された（Ａ）ポリ乳酸樹脂、（Ｂ）ポリカーボネート樹脂、（Ｃ）アミノ基含有鎖拡張剤、および（Ｄ）耐衝撃性改良剤の仕様は次の通りである。

（Ａ）ポリ乳酸樹脂
米国、ネイチャーワークス社製の４０３２Ｄを使用した。

（Ｂ）ポリカーボネート樹脂
重量平均分子量（Ｍｗ）が２５，０００である、ビスフェノールＡ系ポリカーボネートを使用した。

（Ｃ）アミノ基含有鎖拡張剤
粘度が１１．２Ｐａ・ｓであり、アミノ基含量が１．６２モル％、主鎖がポリメチルシロキサンであるアミノ基含有鎖拡張剤（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製）を使用した。

（Ｄ）耐衝撃性改良剤
三菱レイヨン株式会社製のメタブレンＳ−２００１（メタクリル酸メチル−アクリル酸ｎ−ブチル−ジメチルシロキサン共重合体）を耐衝撃性改良剤として使用した。

（実施例１）
下記表１に示した含量で各成分を混合し、ポリ乳酸樹脂組成物を製造した。ポリ乳酸樹脂５０質量部、ポリカーボネート樹脂５０質量部、アミノ基含有鎖拡張剤１質量部、および耐衝撃性改良剤５質量部を投入して、通常の二軸押出機で２００℃〜２３０℃の温度範囲で押出した後、押出物をペレット状に製造した。

（実施例２）
アミノ基含有鎖拡張剤を２質量部の量で添加したことを除いては、実施例１と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（実施例３）
アミノ基含有鎖拡張剤を３質量部の量で添加したことを除いては、実施例１と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（実施例４）
アミノ基含有ポリ乳酸樹脂の含量とポリカーボネート樹脂の含量とを表１のように変更したことを除いては、実施例３と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（実施例５）
ポリ乳酸樹脂の含量とポリカーボネート樹脂の含量とを表１のように変更したことを除いては、実施例３と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（実施例６）
耐衝撃性改良剤を使用しなかったことを除いては、実施例３と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（比較例１）
アミノ基含有鎖拡張剤を使用しなかったことを除いては、実施例１と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（比較例２）
アミノ基含有鎖拡張剤を１０質量部使用したことを除いては、実施例１と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

（比較例３）
アミノ基含有鎖拡張剤と耐衝撃性改良剤とを使用しなかったことを除いては、実施例５と同様にポリ乳酸樹脂組成物を製造した。

［物性評価］
実施例１〜３および比較例１〜３のペレットを、８０℃で４時間乾燥した後、６オンス（１オンス＝２８．３５グラム）の射出能力がある射出成形機を用いて、シリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃、成形サイクルを６０秒に設定して、ＡＳＴＭダンベル試験片を射出成形して試験片を製造した。

製造された試験片を用いて、下記の方法で各物性を測定し、その結果を下記表２に示した。

（１）熱変形温度（ＨＤＴ）：ＡＳＴＭＤ６４８に準じて測定した。

（２）Ｉｚｏｄ衝撃強度：ＡＳＴＭＤ２５６に準じて測定した。

（３）耐加水分解性：試験片を恒温恒湿機内（８０℃、９５％ＲＨ）に１２０時間放置した後曲げ強度を測定し、放置する前の曲げ強度に対する百分率（％）で耐加水分解性を示した。

前記表２に示したように、実施例１〜３のポリ乳酸樹脂組成物は、耐熱性が向上し、また、耐加水分解性も全て向上した。これに比べてアミノ基含有鎖拡張剤を使用しなかった比較例１は、衝撃強度および耐熱性が顕著に低下し、耐加水分解性も低下したことが確認できた。また、アミノ基含有鎖拡張剤の含量が増加するほど耐熱性および耐加水分解性が向上するが、これはポリ乳酸自体の物性向上によるものであることが分かった。

実施例４の場合、ポリ乳酸樹脂の含量が低いために、ポリ乳酸樹脂が分散相になって実施例３の物性と似ている。実施例５の場合は、ポリカーボネートの含量がポリ乳酸よりは高いが、アミノ基含有鎖拡張剤によって相転移が誘導されて、比較的高い耐熱性および耐加水分解性を示す。また、耐衝撃性改良剤を使用しなかった実施例６の場合も、比較例より優れた物性を示したことが確認できる。

これに対し、比較例２は、アミノ基含有鎖拡張剤を過剰に使用したことにより押出が不可能であった。また、実施例５と比較例３とを比較すると、高含量のポリ乳酸であってもアミノ基含有鎖拡張剤がない場合、相転移が起こらないため、ポリ乳酸の低い耐熱性と衝撃強度とを示すことが分かる。

上記の実施例１および比較例１で製造されたペレットを用いて製造した試験片に対して、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を利用してモルフォロジー（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）を観察した。その結果を図１および図２にそれぞれ示した。

図１は、本発明の実施例１によるペレットを用いて製造された試験片のモルフォロジーを観察した結果を示す写真であり、図２は、本発明の比較例１によるペレットを利用して製造された試験片のモルフォロジーを観察した結果を示す写真である。

図１および２において、白い部分がポリ乳酸樹脂であり、黒い部分がポリカーボネート樹脂である。

図１および図２に示すように、実施例１の場合、連続相がポリカーボネート樹脂で分散相がポリ乳酸樹脂となっていることに対して、比較例１の場合は、連続相がポリ乳酸樹脂である。

前記のような結果から、ポリ乳酸樹脂組成物にアミノ基含有鎖拡張剤が含まれることによって、相転移によってポリ乳酸樹脂が分散相になり、元々ポリ乳酸が有するぜい弱な耐熱性、耐加水分解性、および耐衝撃性などを全般的に向上させることが分かる。

本発明は、前記実施例に限定されるわけではなく、異なる多様な形態で製造することができ、当業者であれば、本発明の技術的思想や特徴を変更せずに、他の具体的な形態で実施できることが理解できるであろう。したがって、以上で説明した実施例は全て例示的なものに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

Claims

（Ａ）ポリ乳酸樹脂２５〜８０質量部;
（Ｂ）ポリカーボネート樹脂７５〜２０質量部；および
前記（Ａ）ポリ乳酸樹脂と前記（Ｂ）ポリカーボネート樹脂との合計量１００質量部に対して、（Ｃ）アミノ基含有鎖拡張剤０．０１〜５質量部、
を含むことを特徴とする、ポリ乳酸樹脂組成物。
前記ポリ乳酸樹脂は、Ｌ−乳酸単位を９５質量％以上含むことを特徴とする、請求項１に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
前記ポリカーボネート樹脂は、下記化学式（１）で表されるジフェノール類と、ホスゲン、ハロゲン化ギ酸エステル、および炭酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種の化合物との反応によって製造されることを特徴とする、請求項１または２に記載のポリ乳酸樹脂組成物：
前記化学式（１）中、Ａは単結合、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜５のアルキレン基、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜５のアルキリデン基、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜５のアルケニレン基、置換されているかまたは非置換の炭素数３〜６のシクロアルキレン基、置換されているかまたは非置換の炭素数５〜６のシクロアルキリデン基、置換されているかまたは非置換の炭素数５〜６のシクロアルケニレン基、カルボニル基、硫黄原子およびスルホニル基からなる群より選択され、
Ｒ_１１およびＲ_１２は、それぞれ独立して、置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基または置換されているかもしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基であり、
ｎ１１およびｎ１２は、それぞれ独立して、０〜４の整数である。
前記アミノ基含有鎖拡張剤は、アミノ基含有ポリシロキサン系化合物またはアミノ基含有ポリオレフィン系重合体であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
剪断速度４０〜８０ｓｅｃ^−１および射出温度２３０〜２５０℃の射出条件下における、ポリ乳酸樹脂の固有粘度（ηＡ）とポリカーボネート樹脂の固有粘度（ηＢ）との比（ηＡ／ηＢ）が１以上であり、かつポリ乳酸樹脂が分散相であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
前記ポリ乳酸樹脂組成物１００質量部に対して、０．０１〜３０質量部の耐衝撃性改良剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
前記耐衝撃性改良剤は、コア−シェル型グラフト共重合体、直鎖状ポリエステル系重合体、およびオレフィン系共重合体からなる群より選択される少なくとも１種であって、
前記コア−シェル型グラフト共重合体はジエン系ゴム、アクリル系ゴム、またはシリコン系ゴムに対して、スチレン、アルキル基またはハロゲン原子で置換されたスチレン、（メタ）アクリロニトリル、炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル類、炭素数１〜８のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル類、カルボン酸無水物、Ｎ−アルキル置換マレイミド、およびＮ−アリール置換マレイミドからなる群より選択される少なくとも１種の不飽和単量体がグラフトされて形成される共重合体であり、
前記直鎖状ポリエステル系重合体は熱可塑性ポリエステルであり、
前記オレフィン系共重合体は、ポリオレフィンの主鎖にエポキシ基を有する化合物、カルボン酸無水物、またはオキサゾリン化合物がグラフトされた共重合体であることを特徴とする、請求項６に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
耐加水分解剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤、離型剤、核剤、帯電防止剤、安定剤、有機・無機補強剤、着色剤、酸化防止剤、耐候剤、紫外線遮断剤、充填剤、可塑剤、接着助剤、および粘着剤からなる群より選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
請求項１〜８のいずれか１項に記載のポリ乳酸樹脂組成物から製造される成形品。