別紙２ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ名研究背景研究目的及び目標成果概要ポリ乳酸射出成形による自動車モジュール部品の新規開発 (研究背景) 自動車の燃費対策としての軽量化、地球環境保護の観点からの脱石油資源や二酸化炭素排出の削減を目的とし、原料が植物由来のポリ乳酸(PLA)を用いて自動車部品をつくることが求められている。しかし、これまで PLA による自動車部品の開発は、材料物性の問題から成形方法が圧縮成形に限られていた。（研究目的及び目標） PLA の弱点である耐熱性と耐衝撃性を飛躍的に向上させた複合化材と、射出成形による自動車モジュール部品を新規に開発し、早期の実用化を図ることを目的として、次の目標を掲げて研究開発を実施した。引張強度：140MPa、曲げ弾性率：6GPａ、熱変形温度：150℃、Izod 衝撃強度： 40kJ/㎡、2 分以内での結晶化度：50%、抗菌性：抗菌剤 2wt%添加での抗菌活性発現、難燃性：UL 規格 V-0 相当の達成、ケミカルリサイクル：酵素分解評価法の確立とケミカルリサイクルへの適用本研究開発の 2 年間の実施によって、次のような成果を得ることができた。（１）PLA 基材の物性改善マトリックス材（母材）の物性改善のため、市販の PLA に結晶化促進核剤、無機フィラー、他の生分解性ポリマーならびに相溶化剤等を添加した。以下に、市販 PLA の物性値→改質材の測定値（目標達成度％）を示す。・引張強度：70MPa→70MPa(50%)、曲げ弾性率：3.7GPａ→5GPａ(83%)、熱変形温度：53℃→150℃(100%)、Izod 衝撃強度：3kJ/㎡→42kJ/㎡(100%)。・マトリックス材候補の No.35 配合では、引張強度：50MPa(36%)、曲げ弾性率： 2GPａ(33%)、熱変形温度：110℃(73%)、Izod 衝撃強度：7kJ/㎡(18%)で、現行のガラス繊維強化ポリプロピレン(PP)のマトリック材の物性値をほとんどの項目で上回っていた。上記のマトリックス材とガラス長繊維との複合化を実施した。諸物性の測定中であるが、マトリックス材で目標値が未達成であった引張強度と曲げ弾性率の項目も、達成できる見込みである。（２）射出成形・モジュール化技術の開発・結晶化促進核剤の探索：本研究グループが開発した核剤（乳酸共重合物(3∼ 6wt%添加)）の結晶化促進効果が大で、2 分以内での PLA 結晶化が可能であった（達成度：100%）。・金型内での結晶化条件の検討：金型温度 110℃、保持時間 1 分、の成形条件を確立した（達成度：100%）。・複合化材モジュール化技術の開発：結晶化に必要な金型温度、保持時間、成形サイクルの制約条件などを多面的に検討した。金型表面温度を制御する方法として新規の｢サイクル加熱冷却法｣を選定し、ドア及びインパネモジュール部品数点の試作品を作製した（下図写真参照、達成度：100%）。・モジュール化材の性能評価：上記の試作部品を対象に、成形性（寸法変化、結晶化度、短期耐熱性など）、信頼性（剛性、長期耐熱性、耐冷熱繰り返し性、耐寒性、耐寒衝撃性など）の性能評価を行った結果、僅かに基準値を外れた項目はあったが、ほぼ完全に満足できる成果が得られた（達成度：100%）。・2 分以内でのポリ乳酸複合化材の結晶化度：マトリックス材で検討した結果、 PLA 部分の結晶化度が 50%であった（達成度：100%）。（３）その他の将来技術の開発・抗菌化技術：スクリーニング試験で選定されたテルペン誘導体などの化合物 1 について、ポリ乳酸配合フィルムの作製から簡易評価方法までを確立することができた。複数のテルペン誘導体等を 5wt％添加することで、抗菌および抗カビ活性を確認することができた（達成度：65%）。・難燃化技術：No.35 配合に 18wt%以上のポリリン酸メラミンを添加すれば、 UL-94 規格の V-0 相当の難燃効果があることが確認できた。また、FMVSS 規格に対しては、No.35 配合そのもので基準をクリアするが、1∼3wt%程度のポリリン酸メラミンを添加すれば、自己消火することが分った（達成度：90%）。・ケミカルリサイクル化技術：クリプトコッカス sp.S2 リパーゼを用いれば、 No.35 材は PLA 以上の分解性があることが分った。プロティナーゼ K はポリカプロラクトン(PCL)には作用しないことから、PLA 分解成分との分離を行えば、分解物のケミカルリサイクルが可能であることが分った（達成度 95%）。ドアモジュール及びインパネモジュール部品の試作例本研究開発は概ね順調にすすみ、上述のように 2 年間で多くの研究成果を得ることができた。今後１年間程度の補完研究を継続し、コスト、軽量化、物性の長期信頼性確保などの検討を行い、早期の実用化に結びつける計画である。なお、本研究開発の成果である、生分解性結晶化促進核剤、生分解性相溶化剤、部分生分解性強化繊維などによる PLA の改質について、特許を 3 件出願した（特願 2005-209019、2005-209020、2005-235102）。連絡窓口財団法人ひろしま産業振興機構（担当；山縣）連絡先 tel 082-240-7713 fax 082-504-7317 2