[发明专利]纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品

说明书

技术领域

本发明涉及纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品。由纤维增强的聚乳酸树脂组成的本发明的注塑制品在机械强度(尤其是冲击强度)以及阻燃性方面是优异的，并且适合用于各种记录介质(例如照相感光材料、磁性记录材料和光学记录材料)，用于照相机、复印机、打印机、影印设备、印刷机、医疗仪器、用于生命科学的仪器、信息机器(information appliances)等的结构部件、容器和功能部件。

背景技术

人们关注于来自包括植物的生物来源的生物质树脂作为新的树脂来源，其可能有助于防止全球暖化和建立良好的物质循环型社会。其中，聚乳酸树脂大量生产，以及在它们的实际使用方面的研究进一步向前，从而预期聚乳酸树脂的注塑制品具有广泛的应用。

实际上，聚乳酸树脂的注塑制品具有耐热性低的问题。如专利文献1所述，该问题可通过促进聚乳酸树脂的结晶而得到解决。然而，如果促进聚乳酸树脂的结晶，会产生另一个问题，例如由于注塑成型的周期延长而导致成本增加。

另外，聚乳酸树脂的注塑制品具有机械强度(例如耐冲击性)差的问题。如专利文献2中所述，该问题可通过将聚乳酸树脂与具有良好机械强度的石油树脂混合而解决。然而，为了使注塑制品具有足够的机械强度，而将聚乳酸树脂与石油树脂混合，将会降低注塑制品中聚乳酸树脂的比例，即，将植物基树脂的比例(来源于植物的树脂成分与注塑制品的所有树脂成分的比例)减少到约30％，而这样的比例不足以有助于防止全球变暖并建立良好的物质循环型社会。

如非专利文献1的第34页所述，使用填料(例如纤维玻璃、滑石和碳酸钙)来增强塑料(例如聚乳酸树脂)是一般公知的。

一种提高聚乳酸树脂的注塑制品的耐热性和机械强度的已知方法包括用纤维增强。纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品的植物基树脂比例可以增大到50％或更大，其有利地有助于防止全球变暖并建立良好的物质循环型社会。

专利文献3公开了可注塑成型的、纤维增强的聚乳酸树脂组合物，其含有聚乳酸树脂、玻璃纤维和平均颗粒尺寸为0.1至0.3μm的滑石。专利文献4公开了可注塑成型的、洋麻纤维增强的树脂组合物，其中聚乳酸用作可生物降解的树脂。

然而，用玻璃纤维或植物纤维(例如洋麻纤维)增强的注塑制品的机械强度对于某些应用来说可能是不够的。例如，为了支撑自身重量以及抵抗在运输期间的冲击，重量达10kg或以上的大型仪器的壳体需要更大的机械强度。将用作该壳体的注塑制品的平均厚度为2.0mm或以上。这样的注塑制品要求具有指定的机械强度，特别地，Izod冲击强度为5KJ/cm2或更大(JISK-7110)。如果用玻璃纤维或植物纤维(例如洋麻纤维)增强的聚乳酸树脂的注塑制品用作上述注塑制品，机械强度将是很差的，并且不能获得要求的Izod冲击强度。

而且，作为增强物的玻璃纤维可能暴露在注塑制品的表面，而刺痛与制品接触的人体。另一方面，植物纤维(例如洋麻纤维)的质量会变化，考虑到注塑制品质量的稳定性，因此使用植物纤维作为增强物是不佳的。

通过使用比玻璃纤维或植物纤维(例如洋麻纤维)具有更高强度(例如抗拉强度)的石油基纤维能够提高纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品的机械强度，因为纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品的强度取决于所使用的纤维的强度。

然而，仍然存在一个问题，聚乳酸树脂的注塑制品的机械强度低于预期，不能获得要求的Izod冲击强度，即使该树脂是用石油基纤维增强。

此外，假设聚乳酸树脂的注塑制品具有要求的Izod冲击强度，通过熔化之前的注塑制品来制备用于注塑成型的原料，并用这样的材料重复注塑成型而重新获得的注塑制品的机械强度将低于预期，不能获得要求的Izod冲击强度。换句话说，聚乳酸树脂注塑制品的可再生性较低。

如果要求纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品是阻燃的，优选地将具有更好阻燃效果的聚磷酸酯基阻燃剂(例如缩聚的磷酸酯或聚磷酸铵盐)与聚乳酸树脂混合。混合较大量的聚磷酸酯基的阻燃剂的确使得注塑制品的阻燃性较高，但与此同时给注塑制品带来了问题，例如机械强度降低，植物基树脂比例降低，并且可再生性降低。迄今，不可能获得在机械强度和阻燃性方面都优异的纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品。