従来法：溶融混練法による複合化
溶融混練法は、複数の樹脂を加熱して溶融させながら混合し、ブレンドを形成する方法です。しかし、PLAとエラストマーは界面相溶性が低いため、そのままでは分散が不十分となりやすく、成形品の外観不良や界面剥離、物性低下を招くことがあります。
 

本開発：動的架橋法を適用した複合化
動的架橋法は、溶融混練中に架橋剤を添加して混合する方法です。この方法では、PLAとエラストマーの界面相互作用が向上し、エラストマー粒子をPLAマトリクス中に均一に分散させることができます。その結果、耐衝撃性や柔軟性などの機械特性が向上した高性能複合材料が得られます。

図2.混練方法の例

本開発品は、PLAと天然ゴム（NR）を複合・動的架橋することで、靭性や衝撃強度を改善したオールバイオマス材料です。衝撃強度はABSと同等レベルを実現し、代替材料としての活用が期待されます。

1) 機械物性
本開発品について、引張試験や衝撃試験、分散状態の観察を行い、材料特性を評価しました。

図3.サンプル作製、試験方法

PLA/NRブレンドに動的架橋を施すことで、分散状態が改善され、機械特性が大きく向上することが確認されました。特に、衝撃強度はPLA単体や未処理ブレンドに比べて大幅に高く、ABSと同等の値が得られました。

表1.試験結果

NR①、NR②は種類の異なる天然ゴムであり、分子量は同程度です。
「サンプル名_D」は動的架橋処理を行ったサンプルを示します。

2) 分散粒子径
SEM観察の結果、動的架橋を適用したPLA/NRブレンドでは、NRがPLAマトリクス中により微細かつ均一に分散していることが確認されました。この分散状態の改善が、耐衝撃性の向上に寄与していると考えられます。

図4.動的架橋の有無による分散粒子径の比較

3) 熱物性（ガラス転移温度、融点）
非相溶系の複合材料であるため、PLA/NRそれぞれのガラス転移温度が現れます。 融点はPLAの融解ピークのみ現れます。

表2.熱物性の比較

当社の耐衝撃性オールバイオマスプラスチック（ABS代替）は、以下の用途を想定しています。

- 家電・電子機器筐体
　リモコン、周辺機器、OA機器などの外装部品
- 日用品・生活用品
　収納用品、文具、家庭用品など耐衝撃性が求められる製品
- 自動車内装部品
　トリム部品、収納部品、カバー類など
- 産業機器・物流資材
　保護カバー、ケース、コンテナなど