JP4135760B2 - リグノフェノール誘導体、重合体、樹脂組成物および樹脂成形体 - Google Patents

リグノフェノール誘導体、重合体、樹脂組成物および樹脂成形体 Download PDF

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Description

本発明は、リグノフェノール誘導体、重合体、樹脂組成物および樹脂成形体に関する。
近年、環境保護の観点から、バイオマス材料として生分解性ポリエステル樹脂が注目されている。代表的な生分解性ポリエステル樹脂としてはポリ乳酸が挙げられる。
生分解性ポリエステルの使用例としては、例えば、植物由来の生分解性ポリ乳酸をベースプラスチックとし、植物由来のリグノフェノール誘導体とそのフェノール活性を利用して複合化させることにより、太陽光、雨水の作用による自然崩壊性が改善されたプラスチック成形品がある（例えば、下記特許文献１を参照。）。また、生分解性ポリエステルにアルコールリグニン誘導体を配合することにより伸展性を付与した脂肪族ポリエステル組成物がある（例えば、下記特許文献２を参照。）。
特開２００３−２６８２２２号公報 特開２００３−３１３４０１号公報
本発明の目的は、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れた植物度の高い樹脂組成物または樹脂成形体を製造する上で有用なリグノフェノール誘導体および重合体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れる樹脂組成物および樹脂成形体を提供することにある。
請求項１に記載の発明は、下記一般式（１）で表されることを特徴とするリグノフェノール誘導体にある。
Figure 0004135760
 （式（１）中、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は各々独立に置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリーレン基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基またはアミド基を表し、ａおよびｃは各々独立に０〜３の整数を示し、ｂは０〜４の整数を示し、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
請求項２に記載の発明は、下記一般式（２）〜（４）のうちのいずれかで表されることを特徴とする、請求項１に記載のリグノフェノール誘導体にある。
Figure 0004135760
（式（２）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
Figure 0004135760
（式（３）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
Figure 0004135760
（式（４）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のリグノフェノール誘導体を含有することを特徴とする樹脂組成物にある。
請求項４に記載の発明は、脂肪族ポリエステルをさらに含有することを特徴とする、請求項３に記載の樹脂組成物にある。
請求項５に記載の発明は、前記リグノフェノール誘導体の含有量が樹脂組成物全量を基準として５質量％以上１００質量％以下であることを特徴とする、請求項３または４に記載の樹脂組成物にある。
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載のリグノフェノール誘導体を含有することを特徴とする樹脂成形体にある。
請求項７に記載の発明は、脂肪族ポリエステルをさらに含有することを特徴とする、請
求項６に記載の樹脂成形体にある。
請求項８に記載の発明は、前記リグノフェノール誘導体の含有量が樹脂成形体全量を基準として５質量％以上１００質量％以下であることを特徴とする、請求項６または７に記載の樹脂成形体にある。
請求項１に記載の発明は、樹脂組成物または樹脂成形体の材料として用いた場合に、本構成を有していない場合と比較して、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度（例えば耐衝撃強度、以下同じ。）および耐熱性を高水準で達成できるという効果を有する。特に、請求項１に記載の発明により難燃性を高水準で達成できることは、リグニンから抽出したリグノフェノール自体の難燃性が非常に低いことを鑑みれば、極めて予想外の効果であるといえる。
請求項２に記載の発明は、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性を高水準で達成できるという請求項１に記載の発明による効果を有効に実現できるものである。
請求項３に記載の発明は、本構成を有していない植物由来のリグノフェノール誘導体またはアルコールリグニン誘導体を含有する樹脂組成物と比較して、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れるという効果を有する。特に、請求項４に記載の発明により難燃性を高水準で達成できることは、リグニンから抽出したリグノフェノール自体の難燃性が非常に低いことを鑑みれば、極めて予想外の効果であるといえる。
請求項４に記載の発明は、脂肪族ポリエステルと本構成を有していない植物由来のリグノフェノール誘導体またはアルコールリグニン誘導体とを含有する樹脂組成物と比較して、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れるという効果を有する。特に、請求項４に記載の発明により難燃性を高水準で達成できることは、脂肪族ポリエステルおよびリグニンから抽出したリグノフェノール自体それぞれの難燃性が非常に低いことを鑑みれば、極めて予想外の効果であるといえる。
請求項５に記載の発明は、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れるという請求項３または４に記載の発明の効果をより有効に実現できるという効果を有する。
請求項６に記載の発明は、本構成を有していない植物由来のリグノフェノール誘導体またはアルコールリグニン誘導体を含有する樹脂成形体と比較して、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れるという効果を有する。特に、請求項８に記載の発明により難燃性を高水準で達成できることは、リグニンから抽出したリグノフェノール自体の難燃性が非常に低いことを鑑みれば、極めて予想外の効果であるといえる。
請求項７に記載の発明は、脂肪族ポリエステルと本構成を有していない植物由来のリグノフェノール誘導体またはアルコールリグニン誘導体とを含有する樹脂成形体と比較して、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れるという効果を有する。特に、請求項７に記載の発明により難燃性を高水準で達成できることは、脂肪族ポリエステルおよびリグニンから抽出したリグノフェノール自体それぞれの難燃性が非常に低いことを鑑みれば、極めて予想外の効果であるといえる。
請求項８に記載の発明は、植物度を高水準に維持しつつ、難燃性、機械的強度および耐熱性に優れるという請求項６または７に記載の発明の効果をより有効に実現できるという効果を有する。
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
（リグノフェノール誘導体および重合体）
本実施形態に係るリグノフェノール誘導体は下記一般式（１）で表される。
Figure 0004135760
上記一般式（１）中、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は各々独立に置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリーレン基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基またはアミド基を表す。Ｘ１、Ｘ２またはＸ３がそれぞれ置換アルキル基、置換アルコキシ基、置換アリール基または置換アリーレン基である場合の置換基としては、水酸基、カルボン酸基、カルボン酸誘導体基、アルキル基、アルコキシ基などが挙げられる。
また、上記一般式（１）中、ａおよびｃは各々独立に０〜３の整数を示し、ｂは０〜４の整数を示し、ｎは１〜１００００の整数を示す。
上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体の好ましい例としては、下記一般式（２）〜（４）で表されるリグノフェノール誘導体が挙げられる。
Figure 0004135760
（式（２）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
Figure 0004135760
（式（３）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
Figure 0004135760
（式（４）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体は、単一構造であってもよく、あるいは構造が異なる２種以上の混合物であってもよい。なお、一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体が重合体混合物である場合、一般式（１）中のｎは重合体混合物全体についてのｎの平均値を意味する。
上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体が重合体である場合、その重量平均分子量は、機械的強度と成形性との両立の観点からは、ポリスチレン換算で、５０００以上５０００００以下であることが好ましく、８０００以上２０００００以下であることがより好ましい。また、より高い成形性を達成する観点からは、重合体の平均分子量は、ポリスチレン換算で、３０００以上６０００以下であることが好ましい。上記重量平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定される。本発明では、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフィ（ＧＰＣ：ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ ＳＣ−８０２０ 東ソー（株）社製）によって以下に記す条件で重量平均分子量を測定した。温度４０℃において、溶媒（テトラヒドロフラン）を毎分１．２ｍｌの流速で流し、濃度０．２ｇ／２０ｍｌのテトラヒドロフラン試料溶液を試料重量として３ｍｇ注入し、ＩＲ検出器を用いて測定を行った。試料の重量平均分子量の測定にあたっては、当該試料の有する分子量が数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される測定条件を選択した。なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で行ったＮＢＳ７０６ポリスチレン標準試料が、重量平均分子量Ｍｗ＝２８．８×１０4となることにより確認することができる。また、ＧＰＣのカラムとしては、前記条件を満足するＴＳＫ−ＧＥＬ、ＧＭＨ（東ソー（株）社製）を用いた。上述した各一般式中のｎは、このようにして測定した重量平均分子量を、繰り返しユニットの分子量で割った値として求めた。
上記一般式（Ｉ）で表されるリグノフェノール誘導体の製造方法としては、例えば、植物資源に含まれるリグニンをリグノフェノール誘導体に変換分離して取り出し、この末端を水添加による水酸基化および天然ケトンを用いた酸化反応によるカルボキシル化する方法が挙げられる。かかる製造方法により得られるリグノフェノール誘導体の構造は、針葉樹、広葉樹などの植物資源の相違によって異なる場合があるが、特性上問題はない。
また、上記製造方法により得られるリグノフェノール誘導体の修飾、すなわち一般式（Ｉ）中のＸ１、Ｘ２、Ｘ３で表される置換基の導入は、リグノフェノール誘導体中のベンゼン環において活性の高いＣ−Ｈ部位に、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３に対応した活性水酸基を有する化合物を反応させることにより、自己触媒作用で結合させることができる。アルキル基に修飾する場合は脂肪族アルコール、アルコキシ基に修飾させる場合は、アリール基ならフェノール類を、アリーレン基ならベンジルアルコール類を作用させれば、所望の官能基に修飾されたリグノフェノール誘導体を得ることができる。反応はメチルエチルケトン、アセトンなどの溶媒中、室温以上１５０℃以下程度の温度条件で、攪拌反応で実施することができる。
また、本実施形態に係る重合体は、下記一般式（５）で表される構造単位を有する。
Figure 0004135760
なお、一般式（５）中のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、ａ、ｂ、ｃ、ｎは式（１）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、ａ、ｂ、ｃ、ｎと同義であるため、ここでは重複する説明を省略する。
本実施形態に係る重合体が上記一般式（５）で表される構造単位からなる単独重合体である場合の例としては、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体が挙げられ、さらに、好ましい例としては上記一般式（２）〜（４）で表されるリグノフェノール誘導体が挙げられる。
また、本実施形態に係る重合体が上記一般式（５）で表される構造単位と他の構造単位とを有する場合、他の構造単位としては、脂肪族ポリエステル構造などのポリエステル構造、ポリカーボネート構造、芳香族ポリエステル構造、ポリアミド構造、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン構造、ポリスチレン構造、ポリアクリレート構造、ポリブタジエン構造、あるいはそれらの共重合体構造などが挙げられ、中でも脂肪族ポリエステル構造が好ましい。この場合、重合体はブロック共重合体又はランダム共重合体のいずれであってもよい。また、この場合の重合体の重量平均分子量は、上記一般式（５）で表される構造単位と他の構造単位との組み合わせに応じて適宜選定することができる。
本実施形態に係る重合体において、全構造単位に占める上記一般式（５）で表される構造単位の割合は、５ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下であることが好ましく、１０ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。上記一般式（５）で表される構造単位の割合が５ｍｏｌ％未満の場合、難燃性、機械的強度および耐熱性が低下する傾向にある。
（樹脂組成物）
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体を含有する。
本実施形態に係る樹脂組成物においては、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体のみで構成されてもよく、あるいは他の樹脂や添加剤をさらに含有してもよい。本実施形態に係る樹脂組成物において、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体および重合体の含有量の合計は、樹脂組成物全量を基準として、５質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上１００質量％以下であることがより好ましい。当該含有量の合計が５質量％未満であると、難燃性、機械的強度または耐熱性が低下する傾向にある。
本実施形態に係る樹脂組成物において、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体と併用される樹脂としては、脂肪族ポリエステル等のポリエステル、ポリカーボネートなどが挙げられ、中で脂肪族ポリエステルが好ましい。なお、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体と脂肪族ポリエステルとを併用した場合に優れた耐熱性および機械的強度が得られる理由については、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体のフェノール活性と、末端基反応基の活性が、混練や射出成形などの温度領域で、脂肪族ポリエステルの未反応末端と反応し、部分架橋や分子鎖延長が起こることに起因していると推察される。
脂肪族ポリエステルとしては、具体的には、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートなどが挙げられる。これらの中でも、植物由来として潜在量が多い点から、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸が好ましく、ポリ乳酸が特に好ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物が脂肪族ポリエステルを含有する場合、脂肪族ポリエステルの含有量は、樹脂組成物全量を基準として、好ましくは５質量％以上８０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上５０質量％以下である。脂肪族ポリエステルの含有量が５質量％未満の場合、柔軟性が低下する傾向があり、特殊な用途に使用できない場合や、溶剤による割れを起こし易くなる場合がある。また、８０質量％を超えると、機械強度が低下する傾向があり、特に高い機械強度を必要とする用途に使用できない場合がある。
また、本実施形態に係る樹脂組成物は、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体を含有するため、優れた難燃性を有するが、これらの成分以外に難燃剤をさらに含有することができる。
難燃剤としては、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、無機粒子系難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤のうち、臭素系難燃剤は優れた難燃効果を有するが、燃焼時に有毒ガスを発生する可能性がある。したがって、環境負荷低減の点からは、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤及び無機粒子系難燃剤が好ましい。
難燃剤の好ましい例としては、リン酸エステル系、縮合リン酸エステル系、リン重合ポリエステル系などのリン系難燃剤、シリコーンパウダー、シリコーン樹脂などのシリコーン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの無機粒子系難燃剤などが挙げられる。
難燃剤の含有量は、樹脂組成物全量を基準として、１質量％以上３０質量％以下が好ましく、３質量％以上２５質量％以下がより好ましい。
難燃剤以外の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、強化剤、相溶化剤、耐候剤、強化剤、加水分解防止剤、触媒等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は、樹脂組成物全量を基準としてそれぞれ５質量％以下であることが好ましい。
（樹脂成形体）
本実施形態に係る樹脂成形体は、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される構造単位を有する重合体を含有し、好ましくは、脂肪族ポリエステルを更に含有する。かかる樹脂成形体は、上述した本実施形態に係る樹脂組成物を成形して得ることができる。
本実施形態に係る樹脂成形体の製造方法は、特に限定されず、例えば、射出成形、射出圧縮成形、押し出し成形、ブロー成形、カレンダ成形、コーテイング、キャスト、浸漬塗布などが挙げられる。これらの中でも本実施形態に係るとの組み合わせにおいて、成形体の結晶化促進効果が高い射出成形が最も好ましい。
また、本実施形態に係る樹脂成形体の製造方法においては、樹脂組成物を成形する前に、樹脂組成物を十分に混合することが好ましい。樹脂組成物の混合は、例えば、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される重合体、さらには脂肪族ポリエステルなどの樹脂組成物の構成成分を、混練のような機械的な方法で混合しても良いし、有機溶剤溶解化に混合しても良いし、構成成分ごとに有機溶剤または水に溶解して混合し、界面反応させる方法でも良いし、乳化させて混合してもよい。中でも、本実施形態に係る樹脂組成物が脂肪族ポリエステルを含有する場合には、２軸混練にて、金属酸化物または、アルカリ金属水酸化物を添加し、温度１００℃以上２００℃未満で混合すると、脂肪族ポリエステルの官能基が上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される重合体の官能基と反応し、擬似的な、相互に貫入した高分子の網目（ＩＰＮ）ができ、耐熱性、耐衝撃性が高くなり、リグノフェノール水酸基が反応した状態になるので、耐酸化性が極めて高くなるため、特に好ましい。また、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される重合体、および脂肪族ポリエステル化合物の成形温度付近（１８０〜２００℃）における相溶性が極めて高く、個々の材料を個別に成形機に投入し、射出成形機内で混練しながらワンステップで成形することが可能である。さらに、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される重合体、および脂肪族ポリエステル化合物は成形機内で化学反応を起こすリアクテイブプロセッシング作用により、極めて高い耐衝撃強度を有する成形体を形成し、かつ、この化学反応が可逆的に繰り返されるため、粉砕、再射出成形を繰り返しても耐衝撃強度の低下がなく、リサイクル性に極めて優れている。
また、本実施形態に係る樹脂成形体を射出成形により製造する場合、本実施形態に係る樹脂組成物又はその構成材料をペレット状のコンパウンドとして射出成形機に投与してもよいが、生産性及び製造コストの点から、上記一般式（１）で表されるリグノフェノール誘導体または上記一般式（５）で表される重合体と、脂肪族ポリエステル化合物と、更には必要に応じて添加される難燃剤等の添加剤とを混練してそのまま射出成形することが好ましい。このようにコンパウンド工程を経ない場合であっても、リグノフェノール化合物と脂肪族ポリエステル化合物とを併用することによって、植物度が十分に高く、十分に高い機械的強度及び耐熱性を有し、更には高い難燃性、耐酸化性、耐候性及びリサイクル性を有する樹脂成形体を確実に製造することができる。
成形条件は、例えば射出成形の場合、射出温度は１６０〜２５０℃、金型温度は２０〜１４０℃、冷却時間は１０〜１２０秒が好ましい。
このようにして得られる本実施形態に係る樹脂成形体は、幅広い用途に適用することができる。本発明の樹脂成形体の用途としては、具体的には、電気・電子部品やその筐体、自動車部品、壁紙や外装材などの建材、食器、シート、緩衝材、繊維などが挙げられる。中でも、高い耐衝撃強度と難燃性、優れた耐加水分解性を要求され、使用量が多く低環境負荷効果も高い事務機器部品、筐体に好適である。ここで、筐体とは家電製品、容器、事務機器などの筐体を意味し、特に事務機器筐体は優れた耐候性が要求されるため好適である。
本実施形態に係る樹脂成形体を用いて筐体を構成する場合、筐体の全部が本実施形態に係る樹脂成形体で構成されていてもよいが、面衝撃強度等の性能が求められる部分が本実施形態に係る樹脂成形体で構成されていれば、他の部分は本実施形態に係る樹脂成形体以外の樹脂成形体で構成されていてもよい。具体的には、プリンター、複写機、ファックスなどの外装におけるフロントカバー、リアカバー、給紙トレイ、排紙トレイ、プラテンなどは本実施形態に係る樹脂成形体で構成されていることが好ましい。一方、内装カバー、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジなどは、本実施形態に係る樹脂成形体又はそれ以外の樹脂成形体のいずれで構成されていてもよい。
図１は、本実施形態に係る樹脂成形体を用いて構成された筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置の一例を示す図であり、画像形成装置を前側から見た外観斜視図である。図１の画像形成装置１００は、本体装置１１０の前面にフロントカバー１２０ａ，１２０ｂを備えている。これらのフロントカバー１２０ａ，１２０ｂは、ユーザーが装置内にアクセスできるよう開閉可能となっている。これにより、ユーザーは、トナーが消耗したときにトナーを補充したり、消耗したプロセスカートリッジを交換したり、装置内で紙詰まりが発生したときに詰まった用紙を取り除いたりすることができる。図１には、フロントカバー１２０ａ，１２０ｂが開かれた状態の装置が示されている。
本体装置１１０の上面には、用紙サイズや部数等の画像形成に関わる諸条件がユーザーからの操作によって入力される操作パネル１３０、及び、読み取られる原稿が配置されるコピーガラス１３２が設けられている。また、本体装置１１０は、その上部に、コピーガラス１３２上に原稿を自動的に搬送することができる自動原稿搬送装置１３４を備えている。更に、本体装置１１０は、コピーガラス１３２上に配置された原稿画像を走査して、その原稿画像を表わす画像データを得る画像読取装置を備えている。この画像読取装置によって得られた画像データは、制御部を介して画像形成ユニットに送られる。なお、画像読取装置及び制御部は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５０の内部に収容されている。また、画像形成ユニットは、着脱可能なプロセスカートリッジ１４２として筐体１５０に備えられている。プロセスカートリッジ１４２の着脱は、操作レバー１４４を回すことによって可能となる。
本体装置１１０の筐体１５０には、トナー収容部１４６が取り付けられており、トナー供給口１４８からトナーを補充することができる。トナー収容部１４６に収容されたトナーは現像装置に供給されるようになっている。
一方、本体装置１１０の下部には、用紙収納カセット１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃが備えられている。また、本体装置１１０には、一対のローラで構成される搬送ローラが装置内に複数個配列されることによって、用紙収納カセットの用紙が上部にある画像形成ユニットまで搬送される搬送経路が形成されている。なお、各用紙収納カセットの用紙は、搬送経路の端部近傍に配置された用紙取出し機構によって１枚ずつ取り出されて、搬送経路へと送り出される。また、本体装置１１０の側面には、手差しの用紙トレイ１３６が備えられており、ここからも用紙を供給することができる。
画像形成ユニットによって画像が形成された用紙は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５２によって支持された相互に当接する２個の定着ロールの間に順次移送された後、本体装置１１０の外部に排紙される。本体装置１１０には、用紙トレイ１３６が設けられている側と反対側に排出トレイ１３８が複数備えられており、これらのトレイに画像形成後の用紙が排出される。
画像形成装置１００において、フロントカバー１２０ａ，１２０ｂは、開閉時の応力及び衝撃、画像形成時の振動、画像形成装置内で発生する熱などの負荷を多く受ける。また、プロセスカートリッジ１４２は、着脱の衝撃、画像形成時の振動、画像形成装置内で発生する熱などの負荷を多く受ける。また、筐体１５０及び筐体１５２は、画像形成時の振動、画像形成装置内で発生する熱などの負荷を多く受ける。そのため、本実施形態に係る樹脂成形体は、画像形成装置１００のフロントカバー１２０ａ，１２０ｂ、プロセスカートリッジ１４２の外装、筐体１５０、及び筐体１５２として用いられるのが好適である。
以下、実施例および比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
［実施例１］
（リグノフェノール誘導体Ａの合成）
ヒノキ製材銘屑を２０メッシュの篩にかけ、篩を通過したチップ１０質量部をアセトン中に２０時間浸した後、８０℃で８時間真空乾燥し、脱脂した。脱脂後のチップに５０質量部のｐ−クレゾールを加え、室温で４時間攪拌し、次いで、７８％濃硫酸５０質量部を加え、３０℃で１時間攪拌した。その後、１０００質量部の蒸留水を加えて攪拌し、上層をデカンテーションで分離除去した。下層をジエチルエーテルに溶解し、アセトンを加え、分液漏斗を用いてジエチルエーテル層を抽出した。このジエチルエーテル層に蒸留水を加えて再沈殿させ、リグノフェノール誘導体を得た。
次に、得られたリグノフェノール誘導体１０質量部を、メチルエチルケトン１０質量部に溶解し、２００℃に加熱して、メタノール５質量部、テトラブトキシチタン０．００１質量部を加え、１時間攪拌した。このようにして、上記一般式（２）で表されるリグノフェノール誘導体の重合体混合物（一般式（２）中のｎ＝４０（重合体混合物の平均値）、重量平均分子量１８０００（ポリスチレン換算）、以下、「リグノフェノール誘導体Ａ」という。）を得た。得られたリグノフェノール誘導体Ａの赤外吸収スペクトルを図２に示す。なお、重量平均分子量の測定、ｎの導出は上述した方法で行った。
（樹脂組成物の調製および樹脂成形体の作製）
次に、得られた樹脂組成物を射出成形機（日精樹脂製、ＮＥＸ１５０）に投入し、シリンダ温度１８０℃、金型温度４０℃の条件で成形し、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片（厚み１．６ｍｍ）と、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（ＩＳＯ５２７）を成形した。ＵＬ９４−Ｖテスト試験片（厚み１．６ｍｍ）を用いてＵＬ９４−Ｖ燃焼テストを実施した。また、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片を加工し、耐衝撃試験装置（東洋精機製、ＤＧ−Ｃ）にてシャルピー耐衝撃試験を、ＨＤＴ測定装置（東洋精機製作所製、ＨＤＴ測定装置標準モデル）にて高荷重（１．８５ＭＰａ）の荷重たわみ温度（ＩＳＯ７５）を、それぞれ測定した。得られた結果を表１に示す。
（実施例２）
（リグノフェノール誘導体Ｂの合成）
テトラブトキシチタンの量を０．００１質量部から０．００５質量部に変更したこと及び撹拌時間を１時間から２時間に変更したこと以外は実施例１と同様にして、リグノフェノール誘導体の合成を実施した。このようにして、上記一般式（２）で表されるリグノフェノール誘導体の重合体混合物（一般式（２）中のｎ＝９０００（重合体混合物の平均値）、重量平均分子量３８０００００（ポリスチレン換算）、以下、「リグノフェノール誘導体Ｂ」という。）を得た。
（樹脂組成物の調製および樹脂成形体の作製）
リグノフェノール誘導体Ａの代わりにリグノフェノール誘導体Ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製し、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。なお、表１中、シャルピー耐衝撃試験の欄の「ＮＢ」は試験片が割れなかったこと（Not Break）を意味する。
（実施例３）
（リグノフェノール誘導体Ｃの合成）
メタノールの量を５質量部から７質量部に変更したこと、テトラブトキシチタンの量を０．００１質量部から０．０００５質量部に変更したこと及び撹拌時間を１時間から０．５時間に変更したこと以外は実施例１と同様にして、リグノフェノール誘導体の合成を実施した。このようにして、上記一般式（３）で表されるリグノフェノール誘導体の重合体混合物（一般式（３）中のｎ＝７０（重合体混合物の平均値）、重量平均分子量３１０００（ポリスチレン換算）、以下、「リグノフェノール誘導体Ｃ」という。）を得た。
（樹脂組成物の調製および樹脂成形体の作製）
リグノフェノール誘導体Ａの代わりにリグノフェノール誘導体Ｃを用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製し、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例４）
（リグノフェノール誘導体Ｄの合成）
メタノールの量を５質量部から１０質量部に変更したこと及びテトラブトキシチタンの量を０．００１質量部から０．０００５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にして、リグノフェノール誘導体の合成を実施した。このようにして、上記一般式（４）で表されるリグノフェノール誘導体の重合体混合物（一般式（４）中のｎ＝８５（重合体混合物の平均値）、重量平均分子量４２０００（ポリスチレン換算）、以下、「リグノフェノール誘導体Ｄ」という。）を得た。
（樹脂組成物の調製および樹脂成形体の作製）
リグノフェノール誘導体Ａの代わりにリグノフェノール誘導体Ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物を調製し、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例５）
リグノフェノール誘導体Ａの５０質量部とポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の５０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１９０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例６）
リグノフェノール誘導体Ａの２０質量部とポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の８０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１９０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例７）
リグノフェノール誘導体Ａの１０質量部とポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の９０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１９０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例８）
リグノフェノール誘導体Ａの１０質量部とポリ乳酸（テラマックＴＥ４０００、ユニチカ社製、重量平均分子量：４５０００（ポリスチレン換算値））の９０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１９０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例９）
リグノフェノール誘導体Ａの１０質量部とポリ乳酸（テラマックＴＥ４０００、ユニチカ社製、重量平均分子量：４５０００（ポリスチレン換算値））の４５質量部とポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ、帝人化成社製、重量平均分子量：２２０００）の４５質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度２２０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例１０）
リグノフェノール誘導体Ａの２０質量部とポリ乳酸（テラマックＴＥ４０００、ユニチカ社製、重量平均分子量：４５０００（ポリスチレン換算値））の４０質量部とポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ、帝人化成社製、重量平均分子量：２２０００）の４０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度２２０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例１１）
リグノフェノール誘導体Ａの２０質量部とポリ乳酸（テラマックＴＥ４０００、ユニチカ社製、重量平均分子量：４５０００（ポリスチレン換算値））の６０質量部とポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ、帝人化成社製、重量平均分子量：２２０００）の２０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度２２０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例１２）
リグノフェノール誘導体Ｂの１０質量部とポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の９０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１８０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（実施例１３）
リグノフェノール誘導体Ｃの１０質量部とポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の９０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１８０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
リグノフェノール誘導体Ｄの１０質量部とポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の９０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１８０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（比較例１）
ポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の８０質量部と縮合リン酸エステル系難燃剤（ＰＸ−２００、大八化学社製）の２０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１８０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（比較例２）
ポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の８０質量部と縮合リン酸エステル系難燃剤（ＴＰＰ、大八化学社製）の２０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１７５℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（比較例３）
ポリ乳酸（テラマックＴＥ４０００、ユニチカ社製、重量平均分子量：４５０００（ポリスチレン換算値））の８０質量部と縮合リン酸エステル系難燃剤（ＰＸ−２００、大八化学社製）の２０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度１７５℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（比較例４）
ポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の４０質量部とポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ、帝人化成社製、重量平均分子量：２２０００）の４０質量部と縮合リン酸エステル系難燃剤（ＴＰＰ、大八化学社製）の２０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度２２０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（比較例５）
ポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の４５質量部とポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ、帝人化成社製、重量平均分子量：２２０００）の４５質量部と縮合リン酸エステル系難燃剤（ＴＰＰ、大八化学社製）の１０質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度２２０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。なお、表１中、ＵＬ９４−Ｖテストの欄の「Ｎｏｔ」はＶ−２未達成であったことを意味する（以下、同様である。）。
（比較例６）
ポリ乳酸（レイシアＨ−１００、三井化学社製、重量平均分子量：９００００（ポリスチレン換算値））の４４質量部とポリカーボネート（パンライトＬ１２２５Ｙ、帝人化成社製、重量平均分子量：２２０００）の４４質量部と縮合リン酸エステル系難燃剤（ＴＰＰ、大八化学社製）の１０質量部とシリコーン系難燃剤（ＤＣ４、東レダウ社製）の２質量部との混合物を、２軸混練装置（東洋精機製作所、ラボプラストミルＬ／Ｄ２５タイプ）にて、シリンダ温度２２０℃で混練し、樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
（比較例７）
（リグノフェノール誘導体Ｘの合成）
ヒノキ製材銘屑を２０メッシュの篩にかけ、篩を通過したチップ１０質量部をアセトン中に２０時間浸した後、８０℃で８時間真空乾燥し、脱脂した。脱脂後のチップに５０質量部のｐ−クレゾールを加え、室温で４時間攪拌し、次いで、７８％濃硫酸５０質量部を加え、３０℃で１時間攪拌した。その後、１０００質量部の蒸留水を加えて攪拌し、上層をデカンテーションで分離除去した。下層をジエチルエーテルに溶解し、アセトンを加え、分液漏斗を用いてジエチルエーテル層を抽出した。このジエチルエーテル層に蒸留水を加えて再沈殿させ、リグノフェノール誘導体（以下、「リグノフェノール誘導体Ｘ」という。）を得た。
（樹脂組成物の調製および樹脂成形体の作製）
リグノフェノール誘導体Ｘの３０質量部と、乳鉢により十分に粉砕した無水マレイン酸６質量部とをビーカー内で混合した後、８０℃で十分乾燥させたポリ乳酸１０００質量部をポリ袋中で混ぜ、一軸押出成形機（東洋精機製、ラボプラストミル）内に投入して成形温度１９０℃、スクリュー回転４０ｐｐｍにて混練を数回繰り返し、ペレットを得た。得られたペレット１０３重量部にポリ乳酸８９７質量部を混合し、その混合物を一軸押出成形機（東洋精機製、ラボプラストミル）内に投入して成形温度１９０℃、スクリュー回転４０ｐｐｍにて混練し、リグノフェノール誘導体Ｘの含有量が１重量％の樹脂組成物を得た。このようにして得られた樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＵＬ９４−Ｖテスト用試験片およびＩＳＯ多目的ダンベル試験片を成形し、ＵＬ９４−Ｖ燃焼テスト、シャルピー耐衝撃試験および荷重たわみ温度の測定を実施した。得られた結果を表１に示す。
Figure 0004135760
本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置を示す外観斜視図である。 実施例１で得られたリグノフェノール誘導体Ａの赤外吸収スペクトルを示す図である。
符号の説明
１００…画像形成装置、１１０…本体装置、１２０ａ、１２０ｂ…フロントカバー、１３０…操作パネル、１３２…コピーガラス、１３４…自動原稿搬送装置、１３６…用紙トレイ、１４０ａ〜１４０ｃ…用紙収納カセット、１４２…プロセスカートリッジ、１４４…操作レバー、１４６…トナー収容部、１４８…トナー供給口、１５０、１５２…筐体。

Claims (8)

  1. 下記一般式（１）で表されることを特徴とするリグノフェノール誘導体。
    Figure 0004135760
     （式（１）中、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は各々独立に置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアリーレン基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基またはアミド基を表し、ａおよびｃは各々独立に０〜３の整数を示し、ｂは０〜４の整数を示し、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
  2. 下記一般式（２）〜（４）のうちのいずれかで表されることを特徴とする、請求項１に記載のリグノフェノール誘導体。
    Figure 0004135760
     （式（２）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
    Figure 0004135760
     （式（３）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
    Figure 0004135760
     （式（４）中、ｎは１〜１００００の整数を示す。）
  3. 請求項１または２に記載のリグノフェノール誘導体を含有することを特徴とする樹脂組成物。
  4. 脂肪族ポリエステルをさらに含有することを特徴とする、請求項３に記載の樹脂組成物。
  5. 前記リグノフェノール誘導体の含有量が樹脂組成物全量を基準として５質量％以上１００質量％以下であることを特徴とする、請求項３または４に記載の樹脂組成物。
  6. 請求項１または２記載のリグノフェノール誘導体を含有することを特徴とする樹脂成形体。
  7. 脂肪族ポリエステルをさらに含有することを特徴とする、請求項６に記載の樹脂成形体。
  8. 前記リグノフェノール誘導体の含有量が樹脂成形体全量を基準として５質量％以上１００質量％以下であることを特徴とする、請求項６または７に記載の樹脂成形体。
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