JPH09104809A - 乳酸系ポリエステル組成物の製造方法 - Google Patents

乳酸系ポリエステル組成物の製造方法

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JPH09104809A
JPH09104809A JP26283295A JP26283295A JPH09104809A JP H09104809 A JPH09104809 A JP H09104809A JP 26283295 A JP26283295 A JP 26283295A JP 26283295 A JP26283295 A JP 26283295A JP H09104809 A JPH09104809 A JP H09104809A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明が解決しようとする課題は、優れた柔
軟性と耐熱性等の機械的強度、成形性、貯蔵安定性及び
生分解性を有する乳酸系ポリエステル組成物の製造方法
及び該製造方法により製造される組成物を用いた成形方
法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、乳酸系ポリエステル(A)
と、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエ
ステル(B)と、キレート剤及び/または酸性リン酸エ
ステル類(C)とを、(A)/(B)の重量比が99/
1〜10/90となる範囲で、(A)と(B)との合計
100重量部に対して(C)が0.001〜5重量部と
なる範囲で用いて溶融混練することを特徴とする乳酸系
ポリエステル組成物の製造方法、及び該製造方法により
製造される組成物を用いた成形方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は乳酸系ポリエステル
と、ジカルボン酸成分及びジオ−ル成分から成るポリエ
ステルと、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル
類から構成される残留揮発成分とりわけ残留ラクチドの
少ない、熱安定性に優れ、しかも柔軟な性質を有する生
分解性乳酸系ポリエステル組成物の製造方法及び該製造
方法により製造される組成物を用いる成形方法に関す
る。
【0002】詳しくは、乳酸系ポリエステル組成物中の
残留ラクチド等が少なく、成形工程等において、乳酸系
ポリエステル組成物の分解が抑制され、残留ラクチドの
昇華による装置、成形品などへの付着が少なく、しか
も、高分子量が保持されることにより、機械的強度、柔
軟性の優れた乳酸系ポリエステル組成物が得られる製造
方法及び該製法により製造される組成物を用いる成形方
法に関するものである。
【0003】
【従来の技術】プラスチックの多くは軽くて、強く、耐
久性に優れ、着色や成形が容易などの利点を持っている
ため、それらの特性を活かし多岐の分野に多量使用され
ている。一方、プラスチックは化学的に極めて安定な化
合物であり、その廃棄物は自然環境下では殆ど分解され
ないため、自然界に蓄積され、河川、海洋、土壌などを
汚染することから、大きな社会問題になっている。この
環境汚染抑制手段として、水中や土中の微生物により分
解され、自然界の物質循環系に組み込まれ、環境を汚染
しない生分解性を有するプラスチックの開発が強く望ま
れている。
【0004】その一つとして、生分解性が良好で安全性
が高いポリ乳酸を汎用ポリマーとして活用しようとする
研究が盛んに行われている。しかし、ポリ乳酸は硬くて
脆いため、その改善として柔軟な性質を有するポリマー
とのブレンド或いは共重合化が検討されている。
【0005】ポリ乳酸と、ジカルボン酸成分とジオール
成分から成るポリエステルとのブレンド或いは共重合化
に関しては、特公表平4−504731号公報、USP
5202413号公報で公表されている。特公表平4−
504731号公報の中では、ポリ乳酸とポリエチレン
テレフタレートとのブレンド或いはエステル交換触媒に
よる共重合化の記載があるが、ポリエチレンテレフタレ
ートは融点が高く、ポリ乳酸との溶融ブレンド或いは共
重合化を高温で行う必要があるため、ポリ乳酸の一部が
分解され、そのブレンド物或いは共重合体は、着色及び
悪臭があり、また不透明で分子量が低く、柔軟性が不十
分で機械的強度が低く、しかも、生分解性が劣るもので
あった。
【0006】また、USP5202413号公報では、
ポリ乳酸と、脂肪族ジカルボン酸成分と脂肪族ジオール
成分から成るポリエステルとのブレンド物の記載がある
が、そのポリエステルは分子量が低いため、該ブレンド
物は満足される柔軟性、機械的強度、耐熱性及び成形加
工性が得られない。更に、特開昭63−145661号
公報で記載のポリ乳酸とポリカプロラクトンとの共重合
体は柔軟性については比較的良好であるが、耐熱性が低
く不透明であり、使用上かなりの制約がある。
【0007】また、ポリ乳酸と上記のようなポリエステ
ルとのブレンド物或いは共重合体は、概して、ラクチド
が多く残留されているため、成形加工性、耐熱性におい
て十分な性能を有しているとは言い難く、特殊な用途を
除いては、分解性が早く貯蔵安定性に劣り、汎用ポリマ
ーとして使用しにくいなどの問題点がある。特に、成形
加工時には、それらのポリマーは熱により分子量低下を
起こし、しかも、成形加工装置や成形加工品にラクチド
等が付着し、得られた成形品は十分な物性を得られず、
不良率も高く成形加工装置のトラブルの原因となる。こ
れは、重合時に残留したラクチド及び成形加工時に生成
したラクチドが大気中の水分などによって分解して有機
酸となりポリマー鎖を切断するためと考えられる。
【0008】そのため、ポリ乳酸、ポリ乳酸と他のポリ
エステルとのブレンド物或いは共重合体などの乳酸系ポ
リエステル中の残留ラクチドを低減する研究が盛んに行
われている。乳酸系ポリエステルからラクチドを除去す
る方法については、溶剤に浸漬によって抽出する方法、
良溶剤にポリマーを溶解し貧溶剤中で析出させる方法が
実験室レベルで行われている。工業的には、欧州特許5
32154号公報に二軸押出機による方法が、特開平5
−93050号公報にはストランド中の揮発成分を減圧
にしたポット内で除去する方法が開示されている。
【0009】しかしながら、これらの方法では減圧、加
熱下でラクチドを除いてもラクチドの再発生が起こり、
ポリマー中のラクチドを容易に減少させることができな
い。これは重合などに使用した触媒が、ポリマー鎖から
ラクチドを生成する反応の触媒として作用するためであ
る。
【0010】特開平6−116381号公報には、溶剤
によるポリ乳酸からの触媒の除去方法が開示されてい
る。この方法は大量の溶剤共存下でのポリ乳酸からの触
媒の除去方法であり、溶剤に溶解しているポリ乳酸に親
水性有機溶媒と弱酸を加え触媒成分を除くもので、ポリ
乳酸は粉末状、顆粒状、粒状、フレーク状、ブロック状
として析出し、かさ密度は0.6g/mlと比較的高
い。また、この方法では、触媒の除去に比較的長時間を
要し、しかも複雑な混合物となる廃溶剤の処理も煩雑で
あり、工業的にも不向きと考えられる。更に、この方法
で溶媒が少ない場合には触媒を十分に除くことができな
い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、優れた柔軟性と耐熱性等の機械的強度、成
形性、貯蔵安定性及び生分解性を有する乳酸系ポリエス
テル組成物の製造方法及び該製造方法により製造される
組成物を用いた成形方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、乳酸系ポリエステルと、ジカルボン酸成分及び
ジオ−ル成分から成るポリエステルに、キレート剤及び
/または酸性リン酸エステル類を溶融混練し、更には、
減圧下で残留揮発成分、とりわけ、残留ラクチドを脱揮
除去したところ、熱安定性が改善され、成形加工性、貯
蔵安定性、柔軟性や機械的強度の優れた生分解性を有す
る乳酸系ポリエステル組成物を得て本発明を完成するに
到った。
【0013】
【発明の実施の形態】即ち、本発明は、乳酸系ポリエス
テル(A)と、ジカルボン酸成分及びジオール成分から
成るポリエステル(B)と、キレート剤及び/または酸
性リン酸エステル類(C)とを、溶融混練することを特
徴とする乳酸系ポリエステル組成物の製造方法であり、
【0014】また、乳酸系ポリエステル(A)とジカル
ボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル
(B)のいずれか一方と、キレート剤及び/または酸性
リン酸エステル類(C)とを溶融混練した後、他方と再
度溶融混練するか、或いは(A)と(C)及び(B)と
(C)とをそれぞれ溶融混練した後、これらを再度溶融
混練することを特徴とする乳酸系ポリエステル組成物の
製造方法であり、
【0015】とりわけ、乳酸系ポリエステル(A)と、
キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)と
の溶融混練物に、ジカルボン酸成分及びジオール成分か
ら成るポリエステル(B)を、溶融混練することを特徴
とする乳酸系ポリエステル組成物の製造方法である。
【0016】更に、上記の乳酸系ポリエステル(A)
と、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエ
ステル(B)の重量比が99/1〜10/90となる範
囲で、(A)と、(B)との合計量100重量部に対し
てキレート剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)
が0.001〜5重量部となる範囲であることを特徴と
する乳酸系ポリエステル組成物の製造方法であり、
【0017】更に、キレート剤及び/または酸性リン酸
エステル類(C)を溶融混練した後、減圧下で揮発成分
を除去することを特徴とする乳酸系ポリエステル組成物
の製造方法に関する。また、乳酸系ポリエステル(A)
がポリ乳酸であることを特徴とする乳酸系ポリエステル
組成物の製造方法であり、更に、上記の製造法により製
造される乳酸系ポリエステル組成物である。
【0018】また、乳酸系ポリエステル(A)と、ジカ
ルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル
(B)に、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル
類(C)を混合して成形加工することを特徴とする乳酸
系ポリエステル組成物の成形方法であり、
【0019】更に、乳酸系ポリエステル(A)と、ジカ
ルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル
(B)に、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル
類(C)を溶融混練し、減圧下で揮発成分を除去した後
成形することを特徴とする乳酸系ポリエステル組成物の
成形方法である。
【0020】とりわけ、乳酸系ポリエステル(A)と、
キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)と
を溶融混練し、減圧下で揮発成分を除去後、ジカルボン
酸成分及びジオール成分から成るポリエステル(B)を
混合して成形することを特徴とする乳酸系ポリエステル
組成物の成形方法であり、特に、乳酸系ポリエステル
(A)がポリ乳酸である乳酸系ポリエステル組成物の成
形方法に関する。
【0021】また、乳酸系ポリエステル組成物中の揮発
成分の低減化に、槽型脱揮装置、薄膜蒸発装置或いはベ
ント付き押出機を用いて、温度130〜250℃、減圧
度0.01〜50torrで行うこと特徴とする揮発成
分の少ない乳酸系ポリエステル組成物の製造方法をも含
むものである。以下に、本発明を更に詳細に説明する。
【0022】本発明の乳酸系ポリエステル組成物は、乳
酸系ポリエステルと、ジカルボン酸成分とジオール成分
から成るポリエステルと、キレート剤及び/または酸性
リン酸エステル類から構成されるものであり、この構成
成分中のキレート剤及び酸性リン酸エステル類は重要な
因子で、乳酸系ポリエステル、或いはジカルボン酸成分
とジオール成分から成るポリエステル中に含まれている
触媒中の金属イオンと錯体を形成し、その活性を消失さ
せ、その組成物の熱安定性、貯蔵安定性を改善させ、成
形性、柔軟性、機械的強度などを大幅に向上させるもの
である。
【0023】本発明の乳酸系ポリエステル組成物の各構
成成分について、順次説明する。乳酸系ポリエステルに
ついては、特に限定されるものでないが、例えば、ポリ
乳酸や、乳酸と、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ
酪酸、3−ヒドロキシ吉草酸、4−ヒドロキシ吉草酸、
5−ヒドロキシ吉草酸、グリコール酸、ジメチルグリコ
ール酸、β−ヒドロキシプロパン酸、α−ヒドロキシ酪
酸、α−ヒドロキシカプロン酸、β−ヒドロキシカプロ
ン酸、γ−ヒドロキシカプロン酸、δ−ヒドロキシカプ
ロン酸、δ−ヒドロキシメチルカプロン酸、ε−ヒドロ
キシカプロン酸、ε−ヒドロキシメチルカプロン酸など
のヒドロキシカルボン酸との共重合体、
【0024】或いはラクチドと、グリコリド、ε−カプ
ロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ウンデカラクト
ン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどの環状エステ
ルや、ジカルボン酸成分とジオール成分から成るポリエ
ステルとの共重合体及びそれらの混合物から成る共重合
体を挙げることができる。
【0025】この乳酸系ポリエステルの製造方法として
は、特に、限定されるものではないが、乳酸や、乳酸と
乳酸以外のヒドロキシカルボン酸との縮重合、ラクチド
や、ラクチドとラクチド以外の環状エステルとの開環重
合、ラクチドと、ジカルボン酸成分とジオール成分から
成るポリエステルとの開環重合やエステル交換反応など
が挙げられる。
【0026】例えば、ポリ乳酸や乳酸の共重合体などの
乳酸系ポリエステルは、特開平6−172502号公
報、特開平7−172425号公報に開示されているよ
うに、溶剤の存在下或いは非共存下で、乳酸やその共重
合成分を脱水縮合したり、Polymer,20巻,1
459(1979年)に見られるように乳酸の脱水環状
二量体のラクチドやその共重合成分を触媒存在下で開環
重合することにより製造される。
【0027】乳酸は立体異性体を有するモノマーで、L
−乳酸、D−乳酸が存在する。L−乳酸、またはD−乳
酸のみを含む重合体は結晶化して高融点が得られる。ま
た、乳酸の脱水環状二量体のラクチドはD−ラクチド、
L−ラクチド、メソ−ラクチドの異性体があり、D−ラ
クチド或いはL−ラクチドのみを含む重合体も結晶化し
て高融点が得られる。そのため、乳酸系ポリエステルは
これら二種の乳酸或いは三種のラクチドを組み合わせる
ことによって好ましいポリマー特性を実現できる。
【0028】特に、乳酸系ポリエステルで優れた耐熱性
を得るためには、乳酸成分の光学活性は高い方が好まし
い。具体的には本発明の乳酸系ポリエステルの構成成分
の乳酸成分として、総乳酸中、L体或いはD体が70%
以上含まれることが好ましい。更に高い熱物性を得るた
めには、乳酸成分として、L体或いはD体が80%以上
であることが好ましい。また、ラクチドについても、L
−ラクチド或いはD−ラクチドを総ラクチド中、70%
以上を含まれることが好ましく、更に高い熱物性を発現
するためには、L−ラクチド或いはD−ラクチドを総ラ
クチド中80%以上であることが好ましい。
【0029】とりわけ、商業的にはL−乳酸の方が発酵
合成により安価で高純度のものが得られるため、乳酸系
ポリエステルの乳酸成分としてはL−乳酸を、ラクチド
としてはL−ラクチドを使用することが好ましい。一般
に、ポリ乳酸は、柔軟性に欠けることが知られている。
それらにジカルボン酸成分とジオール成分からなるポリ
エステルを混練することによって柔軟性が改善される。
【0030】このポリエステルの構成成分であるジカル
ボン酸成分としては、具体的には、芳香族ジカルボン酸
成分である無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ
る。また、脂肪族ジカルボン酸成分であるコハク酸、メ
チルコハク酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、メ
チルグルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル
酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ダイマー
酸など及びそれらの混合物が挙げられる。とりわけ、炭
素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸成分を使用した
ときには柔軟性が改善され、二重結合を有する無水マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、ダイマー酸などの使用
では耐熱性が改善される。
【0031】また、高分子量化を図るために、(無水)
トリメリット酸、(無水)ピロメリット酸、(無水)
3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸、1、2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、大日本
インキ化学工業(株)製のエピクロン4400などの多
価カルボン酸及びそれらの混合物を一部使用しても良
い。
【0032】また、ポリエステルの構成成分であるジオ
ール成分に関しては、特に種類を問わないが、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,2−ブチレン
グリコール、2,3−ブチレングリコール、1,3−ブ
チレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,
4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、
2,4−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シク
ロヘキサンジメタノール、2,2,4,−トリメチルペ
ンタン−1,3−ジオール、水添ビスフェノールA、キ
シレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレ
ングリコールなど及びそれらの混合物が挙げられる。
【0033】更にジオール成分として、エーテル結合の
酸素原子を多く有するポリオキシアルキレンを使用した
ときには柔軟性に優れる。例えば、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコ
ール、ポリペンタンジオール、ポリテトラメチレングリ
コール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリ
コールとのブロック共重合体などが挙げられる。
【0034】また、ポリエステルのジカルボン酸成分及
びジオ−ル成分として、脂肪族ジカルボン酸成分と脂肪
族ジオール成分を使用したときには、得られた乳酸系ポ
リエステルは生分解性や柔軟性に優れ、分岐鎖を有する
成分を使用したときには透明性に優れる傾向がある。
【0035】このジカルボン酸成分とジオール成分から
成るポリエステルは、ジカルボン酸成分とジオール成分
とをエステル化触媒の存在下に脱水、脱グリコール縮合
やエステル交換反応などにより製造される。
【0036】また、このジカルボン酸成分とジオール成
分から成るポリエステルとしては、重量平均分子量が1
万〜40万、好ましくは2万〜30万であることが好ま
しい。1万未満では満足できる機械物性を得ることがで
きない。40万を越えると生産性や成形性から好ましく
ない。また、このポリエステルとしては、常温で固形の
ものは成形後ブリーディングが少なく好ましい。更に、
軟化点が乳酸系ポリエステルより高いと乳酸系組成物の
耐熱性を高めることができる。
【0037】本発明で使用できるキレート剤としては、
有機系キレート剤と無機系キレート剤がある。有機系キ
レート剤は、吸湿性が少なく、熱安定性に優れる。使用
できる有機系キレートとしては、特に、限定されない
が、アミノ酸、フェノール類、ヒドロキシカルボン酸、
ジケトン類、アミン類、オキシム、フェナントロリン
類、ピリジン化合物、ジチオ化合物、配位原子としてN
含有フェノール、配位原子としてN含有カルボン酸、ジ
アゾ化合物、チオール類、ポルフィリン類などが挙げら
れる。
【0038】これらは、乳酸系ポリエステル組成物中に
含有される触媒の金属イオンと錯体を形成して触媒活性
を失わせるものである。具体的には、アミノ酸としては
グリシン、ロイシン、アラニン、セリン、α−アミノ酪
酸、アセチルアミノ酢酸、グリシルグリシン、グルタミ
ン酸など、フェノール類としてはアリザリン、t−ブチ
ルカテコール、4−イソプロピルトロポロン、クロモト
ロープ酸、タイロン、オキシン、没食子酸プロピルな
ど、ヒドロキシカルボン酸としては酒石酸、蓚酸、クエ
ン酸、クエン酸モノオクチル、ジベンゾイル−D−酒石
酸、ジパラトルオイル−D−酒石酸など、
【0039】ジケトン類としてはアセチルアセトン、ヘ
キサフルオロアセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、
テノイルトリフルオロアセトン、トリフルオルアセチル
アセトンなど、アミン類としてはエチレンジアミン、ジ
エチレントリアミン、1,2,3−トリアミノプロパ
ン、チオジエチルアミン、トリエチレンテトラミン、ト
リエタノールアミン、テトラエチレンペンタミン、ペン
タエチレンヘキサミンなど、オキシムとしてはジメチル
グリオキシム、α,α−フリルジオキシム、サリチルア
ルドキシムなど、
【0040】フェナントロリン類としてはネオクプロイ
ン、1,10−フェナントロリンなど、ピリジン化合物
としては2,2−ビピリジン、2,2’,2”−テルピ
リジルなど、ジチオ化合物としてはキサントゲン酸、ジ
エチルジチオカルバミン酸、トルエン−3,4−ジチオ
ールなど、配位原子N含有フェノールとしてはο−アミ
ノフェノール、オキシン、ニトロソR塩、2−ニトロソ
−5−ジメチルアミノフェノール、1−ニトロソ−2−
ナフトール、8−セレノキノリンなど、
【0041】配位原子N含有カルボン酸としてはキナル
ジン酸、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン二酢酸、ヒ
ドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、エチレンジア
ミン四酢酸、trans−シクロヘキサンジアミン四酢
酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラ
ミン六酢酸、アニリン二酢酸、2−スルホアニリン二酢
酸、3−スルホアニリン二酢酸、4−スルホアニリン二
酢酸、2−アミノ安息香酸−N,N−二酢酸、3−アミ
ノ安息香酸−N,N−二酢酸、4−アミノ安息香酸−
N,N−二酢酸、メチルアミン二酢酸、β−アラニン−
N,N−二酢酸、β−アミノエチルスルホン酸−N,N
−二酢酸、β−アミノエチルホスホン酸−N,N−二酢
酸など、
【0042】ジアゾ化合物としてはジフェニルカルバゾ
ン、マグネソン、ジチゾン、エリオクロムブラックT、
4−(2−チアゾリルアゾ)レゾルシン、1−(2−ピ
リジルアゾ)−2−ナフトールなど、チオール類として
はチオオキシン、チオナリド、1,1,1−トリフルオ
ロ−4−(2−チエニル)−4−メルカプト−3−ブテ
ン−2−オン、3−メルカプト−p−クレゾールなど、
ポルフィリン類としてはテトラフェニルポルフィン、テ
トラキス(4−N−メチルピリジル)ポルフィンなど、
その他としてクペロン、ムレキシド、ポリエチレンイミ
ン、ポリメチルアクリロイルアセトン、ポリアクリル酸
等、及びそれらの混合物を挙げることができる。
【0043】なかでも、効率よく乳酸系ポリエステル
や、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエ
ステル中に含まれる触媒の金属イオンと配位結合し、ポ
リマー鎖の切断を抑制する有機系キレート剤としては、
ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン二酢酸、テトラエチ
レンペンタミン、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三
酢酸、エチレンジアミン四酢酸、trans−シクロヘ
キサンジアミン四酢酸、
【0044】ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレ
ンテトラミン六酢酸などの配位原子N含有カルボン酸、
酒石酸、ジベンゾイル−D−酒石酸、ジパラトルオイル
−D−酒石酸、クエン酸、クエン酸モノオクチルなどの
ヒドロキシカルボン酸が挙げられる。特に、上記の配位
原子N含有カルボン酸は熱安定性や貯蔵安定性に優れ、
ヒドロキシカルボン酸は着色が少ない特徴を有してい
る。
【0045】無機系キレート剤は、吸湿性が高く、吸湿
すると、効果がなくなるため、取り扱いに注意が必要で
ある。具体的には、リン酸、亜リン酸、ピロリン酸、ポ
リリン酸などのリン酸類を挙げることができる。
【0046】キレート剤の有機系キレート剤或いは無機
系キレート剤の添加量はその種類、乳酸系ポリエステル
や、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエ
ステル中に含まれる触媒の種類、量によって異なるが、
乳酸系ポリエステルと、ジカルボン酸成分及びジオール
成分から成るポリエステルの合計量に対して、0.00
1重量部〜5重量部、或いは、使用触媒1重量部に対し
て0.1〜100重量部を添加することが好ましい。
【0047】いずれのキレート剤もポリマー鎖の切断を
抑えることができ、また、有機系キレート剤と無機系キ
レート剤を混合して使用しても差し支えない。また、本
発明で使用される酸性リン酸エステル類は、乳酸系ポリ
エステル組成物中に含有される触媒の金属イオンと錯体
を形成し、触媒活性を失わせ、ポリマー鎖の切断抑制に
大きな効果を示す。
【0048】酸性リン酸エステル類としては、酸性リン
酸エステル、ホスホン酸エステル、アルキルホスホン酸
など及びその混合物を指すもので、一般式を化1に示
す。
【0049】
【化1】
【0050】(式中、R1はアルキル基またはアルコキ
シル基、R2はアルキル基またはアルコキシル基または
ヒドロキシル基を表す。)
【0051】具体的には、酸性リン酸エステルとして
は、リン酸モノメチル、リン酸ジメチル、リン酸モノエ
チル、リン酸ジエチル、リン酸モノプロピル、リン酸ジ
プロピル、リン酸モノイソプロピル、リン酸ジイソプロ
ピル、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、リン酸モノ
ペンチル、リン酸ジペンチル、リン酸モノヘキシル、リ
ン酸ジヘキシル、リン酸モノオクチル、リン酸ジオクチ
ル、リン酸モノ2−エチルヘキシル、リン酸ジ2−エチ
ルヘキシル、リン酸モノデシル、
【0052】リン酸ジデシル、リン酸モノイソデシル、
リン酸ジイソデシル、リン酸モノウンデシル、リン酸ジ
ウンデシル、リン酸モノドデシル、リン酸ジドデシル、
リン酸モノテトラデシル、リン酸ジテトラデシル、リン
酸モノヘキサデシル、リン酸ジヘキサデシル、リン酸モ
ノオクタデシル、リン酸ジオクタデシル、リン酸モノフ
ェニル、リン酸ジフェニル、リン酸モノベンジル、リン
酸ジベンジルなど、
【0053】ホスホン酸エステルとしては、ホスホン酸
モノメチル、ホスホン酸モノエチル、ホスホン酸モノプ
ロピル、ホスホン酸モノイソプロピル、ホスホン酸モノ
ブチル、ホスホン酸モノペンチル、ホスホン酸モノヘキ
シル、ホスホン酸モノオクチル、ホスホン酸モノエチル
ヘキシル、ホスホン酸モノデシル、ホスホン酸モノイソ
デシル、ホスホン酸モノウンデシル、ホスホン酸モノド
デシル、ホスホン酸モノテトラデシル、ホスホン酸モノ
ヘキサデシル、ホスホン酸モノオクタデシル、ホスホン
酸モノフェニル、ホスホン酸モノベンジルなど、
【0054】アルキルホスホン酸としては、モノメチル
ホスホン酸、ジメチルホスホン酸、モノエチルホスホン
酸、ジエチルホスホン酸、モノプロピルホスホン酸、ジ
プロピルホスホン酸、モノイソプロピルホスホン酸、ジ
イソプロピルホスホン酸、モノブチルホスホン酸、ジブ
チルホスホン酸、モノペンチルホスホン酸、ジペンチル
ホスホン酸、モノヘキシルホスホン酸、ジヘキシルホス
ホン酸、イソオクチルホスホン酸、ジオクチルホスホン
酸、モノエチルヘキシルホスホン酸、ジエチルヘキシル
ホスホン酸、モノデシルホスホン酸、ジデシルホスホン
酸、
【0055】モノイソデシルホスホン酸、ジイソデシル
ホスホン酸、モノウンデシルホスホン酸、ジウンデシル
ホスホン酸、モノドデシルホスホン酸、ジドデシルホス
ホン酸、モノテトラデシルホスホン酸、ジテトラデシル
ホスホン酸、モノヘキサデシルホスホン酸、ジヘキサデ
シルホスホン酸、モノオクタデシルホスホン酸、ジオク
タデシルホスホン酸などや、モノフェニルホスホン酸、
ジフェニルホスホン酸、モノベンジルホスホン酸、ジベ
ンジルホスホン酸など、及びそれらの混合物を挙げるこ
とができる。
【0056】酸性リン酸エステル類は有機溶剤との溶解
性がよいため作業性に優れ、乳酸系ポリエステルとの反
応性に優れる。なかでも酸性リン酸エステルは触媒失活
に大きな効果を示す。酸性リン酸エステル類の添加量は
その種類、使用触媒の種類、混練条件によって異なる
が、乳酸系ポリエステルと、ジカルボン酸成分及びジオ
ール成分から成るポリエステルの合計量に対して0.0
01〜5重量部、或いは、使用触媒1重量部に対して
0.1〜100重量部を添加することが好ましい。
【0057】次に、本発明の乳酸系ポリエステル組成物
の製造方法について説明する。本発明の乳酸系ポリエス
テル組成物の製造方法には、乳酸系ポリエステルと、ジ
カルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル
と、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類と
を、同時に溶融混練する方法、
【0058】乳酸系ポリエステルと、ジカルボン酸成分
及びジオール成分から成るポリエステルとの溶融混合物
に、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類を溶
融混練する方法、
【0059】乳酸系ポリエステル(A)とジカルボン酸
成分及びジオール成分から成るポリエステル(B)のい
ずれか一方と、キレート剤及び/または酸性リン酸エス
テル類(C)とを溶融混練した後、他方と再度溶融混練
するか、或いは(A)と(C)及び(B)と(C)とを
それぞれ溶融混練した後、これらを再度溶融混練する方
法などがある。
【0060】なかでも、乳酸系ポリエステル(A)と、
キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)と
を予め溶融混練した後、ジカルボン酸成分及びジオール
成分から成るポリエステル(B)を溶融混練する方法が
品質上好ましい。
【0061】また、乳酸系ポリエステル組成物は、乳酸
系ポリエステルの合成終了段階で、キレート剤及び/ま
たは酸性リン酸エステル類(C)とを反応させ、好まし
くは脱揮したものに、ジカルボン酸成分及びジオール成
分から成るポリエステル(B)を溶融混練する方法によ
っても製造することができる。
【0062】乳酸系ポリエステル組成物の乳酸系ポリエ
ステル(A)と、ジカルボン酸成分及びジオール成分か
ら成るポリエステル(B)の比率としては、A/Bが9
9/1重量部〜10/90重量部であり、とりわけ、高
い融点を得るためには、A/Bが99/1重量部〜40
/60重量部であることが好ましい。
【0063】更に、高い剛性を得るためには、A/Bが
99/1重量部〜70/30重量部であり、優れた柔軟
性を得るためには、A/Bが70/30重量部〜40/
60重量部であることが、また、キレート剤及び/また
は酸性リン酸エステル類(C)の添加量は、(A)と、
(B)との合計量100重量部に対してが0.001〜
5重量部となる範囲であることが好ましい。
【0064】また、この組成物の混練条件としては、乳
酸系ポリエステル、或いはジカルボン酸成分及びジオー
ル成分から成るポリエステルに含まれる触媒の金属イオ
ンと、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類と
を十分配位結合させることが必要で、そのためには13
0〜250℃で、1〜60分間、好ましくは150〜2
20℃で2〜30分間である。
【0065】また、混和性を増すために、エステル交換
触媒を加えても良い。このとき使用されるエステル交換
触媒としては、一般的に知られている錫、亜鉛、鉛、チ
タン、ビスマス、ジルコニウム、ゲルマニウム、コバル
トなどの金属及びその化合物が挙げられ、金属化合物に
ついては、特に、金属有機化合物、炭酸塩、ハロゲン化
物が好ましい。
【0066】具体的には、オクタン酸錫、塩化錫、塩化
亜鉛、酢酸亜鉛、酸化鉛、炭酸鉛、塩化チタン、ジアセ
トアセトキシオキシチタン、テトラエトキシチタン、テ
トラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、酸化ゲ
ルマニウム、酸化ジルコニウムなどが適している。これ
らの添加量は反応成分100重量部に対して0.001
〜2重量部が好ましい。反応速度、着色などから、その
添加量は0.002〜0.5重量部が更に好ましい。
【0067】また、本発明の乳酸系ポリエステル組成物
の熱安定性や貯蔵安定性を改善するため、その組成物中
の残留揮発成分、とりわけ残留ラクチドを減圧下で脱揮
することが好ましい。その脱揮時期としては、キレート
剤或いは酸性リン酸エステル類の溶融混練した後の方
が、残留揮発成分を効果的に低減できて好ましい。
【0068】混練中或いは脱揮中のポリマーの分解や着
色を防ぐため、混練或いは脱揮する雰囲気は乾燥した不
活性ガス中がよい。特に窒素、アルゴンガス雰囲気下で
混練を行うことが好ましい。また、乳酸系ポリエステル
と、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエ
ステル、キレート剤、酸性リン酸エステル類などは、混
練前に予め乾燥させ水分を除去しておくことが好まし
い。
【0069】また、乳酸系ポリエステル組成物の製造に
は、溶剤などを使用することができる。溶剤の使用によ
り、乳酸系ポリエステル組成物の粘度は低められ、混練
中のせん断熱による局所発熱は抑制され、着色が減少さ
れる。使用できる溶剤として、ベンゼン、トルエン、エ
チルベンゼン、キシレン、シクロヘキサノン、イソプロ
ピルエーテルなどが挙げられる。
【0070】このようにして得られる乳酸系ポリエステ
ル組成物は、ある程度以上の分子量があることが好まし
いが、ポリヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸成分及
びジオール成分から成るポリエステル、キレート剤、酸
性リン酸エステル類などの種類、組合せ、添加量、混練
条件などにより大きく変わる。しかし品質面や成形加工
面から、重量平均分子量は2万〜40万の範囲が好まし
い。更に好ましくは3万〜30万である。2万未満では
満足できる機械的物性を得ることができない。40万を
越えると成形面や生産効率面から好ましくない。
【0071】次に、本発明の乳酸系ポリエステル組成物
の成形方法について説明する。本発明の乳酸系ポリエス
テル(A)と、ジカルボン酸成分及びジオール成分から
成るポリエステル(B)と、キレート剤及び/または酸
性リン酸エステル類(C)との組成物の成形方法として
は、乳酸系ポリエステル(A)と、ジカルボン酸成分及
びジオール成分から成るポリエステル(B)に、キレー
ト剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)を混合後
成形する方法、
【0072】また、乳酸系ポリエステル(A)と、ジカ
ルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル
(B)との溶融混練物に、キレート剤及び/または酸性
リン酸エステル類(C)を混合後成形する方法、
【0073】更に、乳酸系ポリエステル(A)と、ジカ
ルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル
(B)に、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル
類(C)を混合後、或いは乳酸系ポリエステル(A)
と、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポリエ
ステル(B)との溶融混練物に、キレート剤及び/また
は酸性リン酸エステル類(C)を溶融混練後、減圧下で
揮発成分を除去して成形する方法、
【0074】或いは、乳酸系ポリエステル(A)と、キ
レート剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)とを
溶融混練、減圧下で揮発成分を除去後、ジカルボン酸成
分及びジオール成分から成るポリエステル(B)を混合
して成形する方法等がある。また、乳酸系ポリエステル
組成物の製造工程、成形工程などで各種添加剤、ポリマ
ー、充填剤などを加えることができる。
【0075】例えば、粘度調節剤として、トリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリト
ール、グリセリンなどの多価アルコールなどを混練して
もよい。更に、軟質化、機械的強度、耐熱性など目的に
応じて乳酸以外のヒドロキシカルボン酸成分や環状エス
テルなどから成るポリエステルを1〜50重量%加える
ことができる。
【0076】これら成分ついては、特に限定されない
が、具体的には3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪
酸、3−ヒドロキシ吉草酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5
−ヒドロキシ吉草酸、グリコール酸、ジメチルグリコー
ル酸、β−ヒドロキシプロパン酸、α−ヒドロキシ酪
酸、γ−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシ枯草酸、δ−
ヒドロキシ枯草酸、α−ヒドロキシカプロン酸、β−ヒ
ドロキシカプロン酸、γ−ヒドロキシカプロン酸、δ−
ヒドロキシカプロン酸、δ−ヒドロキシメチルカプロン
酸、ε−ヒドロキシカプロン酸、ε−ヒドロキシメチル
カプロン酸などから成るポリヒドロキシカルボン酸、
【0077】グリコリド、ε−カプロラクトン、γ−バ
レロラクトン、γ−ウンデカラクトン、β−メチル−δ
−バレロラクトン、メソ−ラクチドなどの環状エステル
の重合体、及びそれらの混合物や共重合体を加えること
ができる。
【0078】また、本発明の乳酸系ポリエステル組成物
は、単独で十分に可塑性があり、優れた成形性を有する
が、特に高い流動性や柔軟性を図る場合には、コハク酸
ジエチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、
セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸
ジオクチル、アゼライン酸ジブチル、トリオクチルトリ
メリテート、フタル酸ジエチル、フタル酸ジオクチル、
ポリプロピレングリコールアジピン酸、アジピン酸ブタ
ンジオールなどの可塑剤を添加しても良い。
【0079】なかでも、アジピン酸系ポリエステル可塑
剤は、特に流動性や柔軟性の改良効果が大きい。また、
重量平均分子量が20,000以下で、ポリエステルの
末端がアルコールなどで封止されているものが成形時に
安定性が良く好ましい。
【0080】これらの可塑剤の添加量は、特に限定され
るものではないが、過剰の可塑剤がポリマーから溶出す
るブリーディングを避ける目的で、乳酸系ポリエステル
組成物100重量部に対して1重量部〜40重量部を添
加することが好ましい。また、軟化点が高く、常温で固
形の可塑剤はブリーディングが少ない傾向がある。
【0081】また、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マ
グネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バ
リウム、パルミチン酸ナトリウムなどの金属石鹸類、鉱
油、流動パラフィン、ステアリン酸、エチレンビスステ
アリルアマイドなどの滑剤を添加しても良い。
【0082】更に、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸
エステル塩、リン酸エステル塩などの陰イオン界面活性
剤、脂肪族アミン塩、脂肪族四級アンモニウム塩、芳香
族アンモニウム塩、複素環アンモニウム塩などの陽イオ
ン界面活性剤、ベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダ
ゾリン誘導体などの両性界面活性剤、アルキル及びアリ
ルポリアルキレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオ
キシプロピルアルキルエーテルなどのエーテル型、
【0083】グリセリンエステルのポリオキシエチレン
エーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエ
ーテルなどのエーテルエステル型、ポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、プロピレン
グリコールエステル、蔗糖エステルなどのエステル型、
脂肪族アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸
アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アミンオ
キシドなどの含窒素型などの非イオン界面活性剤を添加
しても良い。
【0084】滑剤や界面活性剤の添加量は、乳酸系ポリ
エステル組成物100重量部に対して0.01重量部〜
5重量部を添加することが好ましい。
【0085】また、乳酸系ポリエステルの耐熱性や剛性
を高めるために、一般的なフィラー、例えばタルク、炭
酸カルシウム、シリカ、クレー、ケイソウ土、パーライ
トなどの無機系充填剤、或いは木粉、澱粉、セルロー
ス、セルロース誘導体などの有機系充填剤を添加しても
良い。これらの充填剤の添加量、特に限定されるもので
はないが、乳酸系ポリエステル組成物100重量部に対
して、通常1重量部〜50重量部を添加することが好ま
しい。
【0086】更に、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤、難燃剤、ワックス類、結晶化促進剤な
どを混練工程などに添加しても良い。それらの添加量は
乳酸系ポリエステル組成物100重量部に対して0.0
1重量部〜5重量部が好ましい。具体的には、酸化防止
剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾー
ル、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−
ブチル−4−エチルフェノール、ジステアリル3,3’
−チオジプロピオネート、ジラウリル3,3’−チオジ
プロピオネートなどを、熱安定剤としては、トリフェニ
ルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリスノ
ニルフェニルホスファイトなどを、
【0087】紫外線吸収剤としては、p−t−ブチルフ
ェニルサリシレート、2−ヒドロキシ−4−メトキシベ
ンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−
カルボキシベンゾフェノン、2,4,5−トリヒドロキ
シブチロフェノンなどを、帯電防止剤としては、N,N
−ビス(ヒドリキシエチル)アルキルアミン、アルキル
アミン、アルキルアリルスルフォネート、アルキルスル
フォネートなどを、
【0088】難燃剤としては、ヘキサブロモシクロドデ
カン、トリス−(2,3−ジクロロプロピル)ホスフェ
ート、ペンタブロモフェニルアリルエーテルなどが挙げ
られる。また、酸化チタンやカーボンブラックなどの着
色剤を加えても良い。
【0089】次に、本発明で使用される乳酸系ポリエス
テル組成物の製造装置について説明する。本発明の乳酸
系ポリエステル組成物の製造装置としては、特に、限定
されないが、乳酸系ポリエステルと、ジカルボン酸成分
及びジオール成分から成るポリエステルと、キレート剤
及び/または酸性リン酸エステル類などの混練には、押
出機、ニーダー、リアクターなどを使用することができ
る。
【0090】押出機としては、単軸押出機或いは二軸押
出機を使用できるが、混練状態から二軸押出機が好まし
い。更に、混練後、引き続いて残留揮発成分などを減圧
下で除去するためにはベント口が付いているものが好ま
しい。ベント口は開口面積が大きく、多数個、具体的に
は1個から5個設けることが揮発成分の低減化から好ま
しい。ニーダーとしては、通常使用されているバッチ
式、連続式ものが使用できる。
【0091】リアクターとしては、通常の反応釜を使用
できるが、混練物質は粘度が高く、攪拌剪断応力により
生ずる攪拌熱による分子量低下や着色などから、剪断応
力が小さく、しかも均一に混合できるスタティック・ミ
キサーの使用が好ましい。具体的な混練条件としては、
温度130〜250℃、減圧度0.01〜50torr
で混練し、乳酸系ポリエステル組成物中の残留揮発成
分、とりわけ、残留ラクチドを除去することが好まし
い。
【0092】更に、混練機内は、不活性ガス雰囲気下で
外部大気に全く触れることなく混練されることが好まし
い。また、乳酸系ポリエステル組成物中の揮発成分、溶
剤、臭気成分などを除去するための脱揮装置としては、
槽型脱揮装置、薄膜蒸発装置、ベント付押出機、特にベ
ント付二軸押出機などが好ましく、それらの脱揮装置に
よって連続的に脱揮、ペレット化されることが好まし
く、推奨されるものである。
【0093】槽型脱揮装置としては、特開昭59−16
6506号公報、特開昭61−228012号公報、特
開平2−209902号公報などに開示されている装置
を使用することができる。具体的には、槽型脱揮装置
は、竪型多管式熱交換器と脱揮槽から成るもので、混練
工程から取り出された乳酸系エステル組成物を加熱する
ための竪型多管式熱交換器を脱揮槽上に設置し、熱交換
器を通過したその組成物が発泡しながら直ちに脱揮槽に
流下する構造を有する装置が好ましく、それらの装置を
二基直列に接続した方が、脱揮効率を高めることから更
に好ましい。
【0094】薄膜蒸発装置としては、竪置きにした円筒
状の外壁とその内側に液材料を壁面に押しつけるための
攪拌翼を有し、下部には処理した反応液を装置外へ取り
出すための機構が備わっているものが好ましい。更に、
乳酸系ポリエステル組成物を、乾燥機、流動乾燥機によ
って、減圧、加熱下で脱揮する方法がある。
【0095】脱揮装置による具体的な脱揮条件として
は、乳酸系ポリエステル組成物からの揮発成分の効率的
な除去、或いは乳酸系ポリエステル組成物ではラクチド
の再発生を防ぎ、その分子量を低下させず、着色を防止
するために、脱揮時間は0.5〜30分、好ましくは
0.5〜15分、更に好ましくは0.5〜5分、温度は
130〜250℃、更に好ましくは150〜220℃、
減圧度は0.1〜50torr、好ましくは0.1〜3
0torr、更に好ましくは0.1〜20torrで行
なうことが良い。
【0096】また、乾燥機による脱揮条件としては、得
られたヒドロキシカルボン酸系ポリエステル組成物のペ
レット或いは粉砕物の分子量を低下させないため、脱揮
時間は5〜400分、温度は60〜240℃、減圧度は
0.1〜50torrが好ましい。
【0097】更に、脱揮工程は不活性ガス雰囲気下で外
部大気に全く触れることなく脱揮されることが好まし
い。これらの脱揮条件により、乳酸系ポリエステル組成
物では、通常2〜5重量%程度残留しているラクチドを
1.0重量%以下に、必要に応じて0.1重量%以下に
することができる。
【0098】また、キレート剤及び/または酸性リン酸
エステル類を混練機や脱揮装置に供給ラインを設け、乳
酸系ポリエステルや、ジカルボン酸成分及びジオール成
分から成るポリエステルなどの混練時、或いは脱揮時に
供給することができる。
【0099】他の残留揮発成分を低減させる方法とし
て、乳酸系ポリエステル組成物を溶剤に溶解し、貧溶剤
に加えることによってポリマーを得る再沈澱法がある。
例えば、乳酸系ポリエステル組成物を溶解する溶剤とし
ては、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレ
ン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メ
チルイソブチルケトン、
【0100】メチルエチルケトン、イソプロピルエーテ
ル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロ
ロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、
クロロナフタレンなどとこれらの混合溶剤が好ましく、
貧溶剤としては水、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ノナン、デカン、ジエチルエーテルなどとこれ
らの混合溶剤が挙げられる。
【0101】再沈澱は、室温または加温しながら溶剤に
2〜20重量%の濃度で乳酸系ポリエステル組成物を溶
解後、攪拌しながら2〜15倍量の貧溶剤中に徐々に加
え、10〜180分静置し、沈澱させる方法が好まし
い。得られた沈澱を減圧下及び/または加熱下で残留し
た溶剤や揮発成分を取り除く。
【0102】これらの除去方法によって乳酸系ポリエス
テル組成物では、通常、2〜5重量%程度残留している
ラクチドを1.0%以下、更に必要に応じ、0.1%以
下に減少させることができる。
【0103】他の残留揮発成分を減少させる方法として
は、乳酸系ポリエステル組成物をポリマーの貧溶剤であ
り、かつ揮発成分を溶解できるような溶剤中の入れるこ
とによって、その組成物から揮発成分を除く溶剤による
洗浄方法がある。乳酸系ポリエステル組成物を洗浄する
溶剤としては、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酪酸メチ
ル、酪酸エチル、シクロヘキサノン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、イ
ソプロピルエーテル、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール、ジエチルエーテル等とこれらの混
合溶剤が挙げられる。
【0104】洗浄による方法は、室温または冷却或いは
加温しながら溶剤100重量部に対して2〜80重量部
の乳酸系ポリエステル組成物をいれ、2〜15分間攪拌
後、ポリマ−を取り出し、減圧下及び/または加熱下で
乾燥して行われる。
【0105】本発明の乳酸系ポリエステル、ジカルボン
酸成分及びジオール成分から成るポリエステル、キレー
ト剤、酸性リン酸エステル類などの混合物や溶融混練物
の成形には、通常の成形機、特に熱可塑性プラスチック
で使用されている成形機を使用することができる。
【0106】具体的には、フィルム用押出機、シート用
押出機、異形押出機、インフレーション成形機、発泡シ
ート用押出機、射出成形機、インジェクションブロー成
形機、ダイレクトブロー成形機などを挙げることができ
る。その成形条件としては、乳酸系ポリエステル、ジカ
ルボン酸及びジオールから成るポリエステル、キレート
剤、酸性リン酸エステル類などの混合物や溶融混練物の
分子量、組成比、成型方法により異なるが、温度は11
0〜250℃、好ましくは120〜220℃が良い。脱
揮するときには、減圧度は0.01〜50torrが好
ましい。
【0107】本発明による製造方法では、硬い性質を有
する乳酸系ポリエステル組成物から柔軟な性質を有する
ものまで提供できる。また、本発明で得られた乳酸系ポ
リエステル組成物は耐熱性、貯蔵安定性などに優れ、引
張り粘弾性は500〜50,000kg/cm2 を有す
るため、汎用ポリマーで広く使用されているシート及び
フィルムなどの包装材料を初め、発泡材料、押出成形材
料、射出成形材料、ブロー成形材料、インキ用材料、ラ
ミネーション用材料などの各種材料に使用することがで
きる。
【0108】しかも、良い生分解性を持つため、包装材
料、発泡材料、押出成形材料、射出成形材料、ブロー成
形材料、インキ用材料、ラミネーション用材料などに使
用された後に廃棄されたり、製造工程上から廃棄された
としても、廃棄物の減量に役立つ。特に海水中に投棄さ
れた場合でも、加水分解、微生物などによる分解を受け
る。海水中では1,2年の間にポリマーとしての強度が
劣化し、外形を保たないまでに分解される。
【0109】とりわけ、残留ラクチドが少ない乳酸系ポ
リエステル組成物では、熱安定性や貯蔵安定性に優れ、
成形加工時にポリマーの分解を抑制でき、加工性にも優
れる。そのため、本発明によって得られた乳酸系ポリエ
ステル組成物は、押出成形、射出成形、ブロー成形、イ
ンフレーション成形、積層成形、プレス成形などの種々
の方法により成形加工を行うことができ、汎用樹脂に使
用されている既存装置を用いて成形加工することが可能
である。また、得られた成形品は印刷、メッキ、真空蒸
着などが、更に、フィルムやシートでは製袋、真空成
形、圧空成形などの二次成形も可能である。
【0110】更に、乳酸系ポリエステル組成物は優れた
特性を有することから、用途としては、トレー、発泡ト
レー、ストレッチフィルム、シュリンクフィルム、飲料
用ボトル、歯ブラシ用ブリスターなどの包装資材、ハウ
ス用フィルム、トンネルフィルム、マルチフィルム、植
生シート、苗木用ポット、種ひも、肥料・農薬の被覆剤
などの農業・園芸用資材、フラットヤーンによる植生ネ
ット、重袋、工事用型枠、土木用シート、芝止め用杭な
どの土木用資材、漁網、海苔網、釣り糸、
【0111】釣り餌袋などの漁業用資材、紙おむつ、生
理用品包装、注射器などの生理用品ゴミ袋、レジ袋、ポ
リ袋、水切りネット、結束テープ、ICカード、磁気カ
ード、記録カード、保証カード、ペン、マーカー、ラベ
ル、離型紙、ゴルフティ、使い捨て剃刀の柄・皿・スプ
ーン・フォーク、紙のラミネーション容器、化粧品用ボ
トル、シャンプー・リンス用ボトル、書籍の被覆材、O
HPフィルムなどの日用・雑貨品、骨接合材,DDS用
材料、縫合糸、創傷被覆材などの医療用資材、その他、
忌避剤・抗菌剤の徐放化材、不織布による保水シート、
空気清浄用フィルター、植生シート、トンネルシート、
除草用バッグ、各種緩衝材などに有用である。
【0112】
【実施例】以下に実施例および比較例により、本発明を
更に具体的に説明する。なお、例中の部は特に記載のな
い限り全て重量基準である。また、分子量、残留ラクチ
ド、融点、熱安定性、貯蔵安定性及び生分解性試験は次
の方法により測定した。
【0113】分子量はゲルパーミエーションクロマトグ
ラフ(GPC)により測定し、ポリスチレン換算値とし
て示した。残留ラクチドは高速液体クロマトグラフによ
り測定した。融点はセイコー社製示差走査型熱量計DS
C−200型を用い、昇温速度10℃/分の条件で測定
し、得られた融解吸熱曲線から求めた。
【0114】熱安定性は250μmのシートを220
℃、5torrの減圧下で10分間放置後の重量及び分
子量の減少率で表した。また、貯蔵安定性は250μm
のシートを23℃、50%湿度で、3カ月間放置したと
きの分子量の減少率で示した。
【0115】生分解性試験は、容量100リットルの新
輝合成社製コンポスト化容器トンボミラクルコンポ10
0型を使用し、これに生ごみ50kgを入れ、250μ
m×10cm×10cmのシート状の試験片を置いて、
更に生ごみを約5cm程度の厚さに入れた。その上にア
ロン化成社製発酵促進剤ニュークサミノン500gをふ
りかけた。装置は屋外に設置した。試験開始から1カ月
後に取り出した試験片は、実施例、比較例共、全て脆
く、原形を止めない状態であった。
【0116】(実施例1)ポリ乳酸(L−ラクチド/D
−ラクチド=98/2、重量平均分子量196,00
0)70部と、芳香族ポリエステル(テレフタル酸25
モル%、イソフタル酸25モル%、エチレングリコール
20モル%、ネオペンチルグリコール30モル%、重量
平均分子量55,400)30部と、酒石酸0.2部と
を混合後、180℃に設定のベント付二軸押出機に供
給、溶融混練しながら減圧度5torrで、脱揮しペレ
ット化した。
【0117】得られた乳酸系ポリエステル組成物の重量
平均分子量は141,000であった。その外観は無色
透明で、臭いは殆どなく、残留ラクチドは0.2%であ
った。また、融点は163℃、熱安定性試験での重量及
び分子量の減少率はそれぞれ1%、2%で、また、貯蔵
安定性試験での分子量の減少率は2%であり、安定性に
優れていた。
【0118】(実施例2)乳酸系ポリエステル(L−ラ
クチド/D−ラクチド/グリコリド=93/2/5、重
量平均分子量189,000)90部と、脂肪族ポリエ
ステル(セバシン酸50モル%、プロピレングリコール
50モル%、重量平均分子量38,000)10部と、
リン酸モノ2−エチルヘキシルとリン酸ジ2−エチルヘ
キシルとの混合物0.2部を混合後、180℃に設定の
ベント付二軸押出機に供給、溶融混練しながら減圧度5
torrで脱揮しペレット化した。得られた乳酸系ポリ
エステル組成物の重量平均分子量は158,000であ
った。
【0119】その外観は無色透明で、臭いは殆どなく、
残留ラクチドは0.1%であった。また、融点は165
℃、熱安定性試験での重量及び分子量の減少率はそれぞ
れ1%、1%以下で、また、貯蔵安定性試験での分子量
の減少率は1%であり、かなり安定性に優れていた。
【0120】(実施例3)ポリL−乳酸(重量平均分子
量203,000)80部と、ポリD,L−乳酸(重量
平均分子量185,000)10部と、脂肪族ポリエス
テル(セバシン酸49モル%、無水ピロメリット酸1モ
ル%、分子量1000のポリプロピレングリコール40
モル%、プロピレングリコール10モル%、重量平均分
子量113,000)10部と、エチレンジアミン四酢
酸0.4部と、トリフェニルフォスファイト0.1部と
を混合後、180℃に設定のベント付二軸押出機に供
給、溶融混練しながら減圧度5torrで、脱揮しペレ
ット化した。得られた乳酸系ポリエステル組成物の重量
平均分子量は171,000であった。
【0121】その外観は淡黄色透明で、臭いは殆どな
く、残留ラクチドは0.1%以下であった。また、融点
は165℃、熱安定性試験での重量及び分子量の減少率
はそれぞれ1%、1%以下で、また、貯蔵安定性試験で
の分子量の減少率は1%であり、かなり安定性に優れて
いた。
【0122】(実施例4)ポリL−乳酸(重量平均分子
量203,000)90部と、脂肪族ポリエステル(メ
チルコハク酸49モル%、無水マレイン酸1モル%、ジ
プロピレングリコール成分50モル%、重量平均分子量
43,000)10部と、ピロリン酸0.2部とを混合
後、180℃に設定のベント付二軸押出機に供給、溶融
混練しながら減圧度5torrで脱揮しペレット化し
た。
【0123】得られた乳酸系ポリエステル組成物の重量
平均分子量は167,000であった。その外観は無色
透明で、臭いは殆どなく、残留ラクチドは0.3%であ
った。また、融点は170℃、熱安定性試験での重量及
び分子量の減少率はそれぞれ2%、1%で、また、貯蔵
安定性試験での分子量の減少率は2%であり、安定性に
優れていた。
【0124】(実施例5)ポリL−乳酸(重量平均分子
量203,000)70部、プラクセルH−7(ダイセ
ル社製)10部、脂肪族ポリエステル(セバシン酸50
モル%、1,4−ブタンジオール50モル%、重量平均
分子量46,000)20部、エチレンジアミン四酢酸
0.4部と、リン酸モノオクタデシルとリン酸ジオクタ
デシルの混合物0.2部とを混合後、180℃に設定の
ベント付二軸押出機に供給、溶融混練しながら減圧度5
torrで脱揮しペレット化した。
【0125】得られた乳酸系ポリエステル組成物の重量
平均分子量は144,000であった。その外観は無色
で、臭いは殆どなく、残留ラクチドは0.1%であっ
た。また、融点は162℃、熱安定性試験での重量及び
分子量の減少率はそれぞれ1%、1%以下で、また、貯
蔵安定性試験での分子量の減少率は1%であり、かなり
安定性に優れていた。
【0126】(実施例6)ポリL−乳酸(重量平均分子
量203,000)82部と、ポリD,L−乳酸(重量
平均分子量185,000)100部と、リン酸モノス
テアリルとリン酸ジステアリル0.2部とを混合後、1
80℃に設定のベント付二軸押出機に供給、溶融混練し
ながら減圧度5torrで脱揮しペレットP1を得た。
【0127】一方、脂肪族ポリエステル(アゼライン酸
50モル%、トリプロピレングリコール35モル%、エ
チレングリコール15モル%、重量平均分子量41,0
00)100部と、エチレンジアミン四酢酸0.4部と
を180℃に設定の反応器で30分間混練し(L1)を
得た。
【0128】P1/L1が92/8部の比率になる様に
フィーダーを使用して180℃に設定のベント付二軸押
出機に供給、溶融混練しながら減圧度5torrで脱揮
し乳酸系ポリエステル組成物のペレットを得た。その重
量平均分子量は176,000であった。その外観は淡
黄色透明で、臭いは殆どなく、残留ラクチドは0.1以
下%であった。また、融点は166℃、熱安定性試験で
の重量及び分子量の減少率はいずれも1%以下で、ま
た、貯蔵安定性試験での分子量の減少率は1%以下であ
り、極めて安定性に優れていた。
【0129】(実施例7)ポリL−乳酸(重量平均分子
量203,000)97部と、ポリD−乳酸(重量平均
分子量192,000)3部と、リン酸モノヘキサデシ
ルとリン酸ジヘキサデシルの混合物0.2部とをフィー
ダーで、180℃に設定のベント付二軸押出機に供給、
溶融混練しながら減圧度5torrで脱揮しペレット化
した。
【0130】得られたペレット60部と、脂肪族ポリエ
ステル(ドデカンジカルボン酸50モル%、1,6−ヘ
キサンジオール50モル%、重量平均分子量44,00
0)40部とを、180℃に設定のベント付二軸押出機
に供給、溶融混練し脱揮しながら乳酸系ポリエステル組
成物のペレットを得た。
【0131】その重量平均分子量は140,000であ
った。その外観は無色で、臭いは殆どなく、残留ラクチ
ドは0.1%以下であった。また、融点は164℃、熱
安定性試験での重量及び分子量の減少率はいずれも1%
以下で、また、貯蔵安定性試験での分子量の減少率は1
%以下であり、極めて安定性に優れていた。
【0132】(実施例8)脂肪族ポリエステル(コハク
酸49.8モル%、1,2,3.4−ブタンテトラカル
ボン酸 0.2モル%、1,4−ブタンジオール50モ
ル%、重量平均分子量125,000)100部と、ク
エン酸0.2部と、リン酸モノ2−エチルヘキシルとリ
ン酸ジ2−エチルヘキシルとの混合物0.2部とをブレ
ンド後、130℃に設定のベント付二軸押出機に供給、
溶融混練し、ペレット化した。
【0133】得られたペレット35部と、ポリL−乳酸
(重量平均分子量203,000)60部と、ポリD,
L−乳酸(重量平均分子量185,000)5部とを混
合後、180℃に設定のベント付二軸押出機に供給、溶
融混練しながら減圧度5torrで、脱揮し、乳酸系ポ
リエステル組成物のペレットを得た。
【0134】その重量平均分子量は157,000であ
った。その外観は無色で、臭いは殆どなく、残留ラクチ
ドは0.1%であった。また、融点は165℃、熱安定
性試験での重量及び分子量の減少率はそれぞれ1%、1
%で、また、貯蔵安定性試験での分子量の減少率は1%
以下であり、かなり安定性に優れていた。
【0135】(実施例9)脂肪族ポリエステル(セバシ
ン酸50モル%、プロピレングリコール50モル%、重
量平均分子量38,000)100部と、トリエチレン
テトラミン六酢酸0,2部とを180℃に設定の反応器
で30分間混練し(L2)を得た。L2を10部と、ポ
リ乳酸(L−ラクチド/D−ラクチド=98/2、重量
平均分子量196,000)90部とをフィダーで、1
80℃に設定のベント付二軸押出機に供給、溶融混練し
ながら減圧度5torrで、脱揮し、乳酸系ポリエステ
ル組成物のペレットを得た。
【0136】その重量平均分子量は162,000であ
った。その外観は淡黄色透明で、臭いは殆どなく、残留
ラクチドは0.1%以下であった。また、融点は168
℃、熱安定性試験での重量及び分子量の減少率はいずれ
も1%で、また、貯蔵安定性試験での分子量の減少率は
1%であり、安定性に優れていた。
【0137】(実施例10)ポリL−乳酸(重量平均分
子量203,000)92部とポリDL−乳酸(重量平
均分子量185,000)8部と、リン酸モノラウリル
とリン酸ジラウリルの混合物0.2部とを混合後、18
0℃に設定のベント付二軸押出機に供給、溶融混練しな
がら減圧度5torrで、脱揮しペレット化した。
【0138】得られたペレット80部と、脂肪族ポリエ
ステル(ドデカンジカルボン酸40モル%、アジピン酸
10モル%、1,6−ヘキサンジオール50モル%、重
量平均分子量45,000)20部とを、L/Dが3
0、シリンダー径が50mmの四ベント付二軸押出機に
より脱揮しながら押し出し、厚み1.0mmの臭いの殆
どない、表面状態の良好なシートが得られた。
【0139】押出条件として、シリンダー温度は170
℃、ベント条件の減圧度は1torr、スクリュー回転
数は20rpm、吐出量は5kg/hrで行った。得ら
れたシートの重量平均分子量は155,000であっ
た。残留ラクチドは0.1%以下であり、融点は165
℃であった。熱安定性試験での重量及び分子量の減少率
はいずれも1%以下であった。また、貯蔵安定性試験で
の分子量の減少率は1%以下であり、極めて安定性に優
れていた。
【0140】(比較例1)酒石酸を除く以外は実施例1
と同様の方法で、乳酸系ポリエステル組成物のペレット
を得た。その重量平均分子量は106,000であっ
た。その外観は褐色透明で、臭いは強く、残留ラクチド
は3.2%あった。また、融点は156℃、熱安定性試
験での重量及び分子量の減少率はそれぞれ11%、9%
で、また、貯蔵安定性試験での分子量の減少率は14%
であり、安定性は劣っていた。
【0141】(比較例2)リン酸モノ2−エチルヘキシ
ルとリン酸ジ2−エチルヘキシルとの混合物を除く以外
は実施例2と同様の方法で、乳酸系ポリエステル組成物
のペレットを得た。得られた乳酸系ポリエステル組成物
の重量平均分子量は106,000であった。
【0142】その外観は褐色透明で、臭いは強く、残留
ラクチドは3.8%あった。また、融点は157℃、熱
安定性試験での重量及び分子量の減少率はそれぞれ14
%、13%で、また、貯蔵安定性試験での分子量の減少
率は17%であり、安定性は劣っていた。
【0143】(比較例3)リン酸モノヘキサデシルとリ
ン酸ジヘキサデシルの混合物を除く以外は実施例7と同
様の方法で、乳酸系ポリエステル組成物のペレットを得
た。得られた乳酸系ポリエステル組成物の重量平均分子
量は102,000であった。その外観は褐色で、臭い
は強く、残留ラクチドは3.1%であった。また、融点
は161℃、熱安定性試験での重量及び分子量の減少率
はそれぞれ10%、8%で、また、貯蔵安定性試験での
分子量の減少率は13%であり、安定性は劣っていた。
【0144】(比較例4)トリエチレンテトラミン六酢
酸を除く以外は実施例9と同様の方法で、乳酸系ポリエ
ステル組成物のペレットを得た。得られた乳酸系ポリエ
ステル組成物の重量平均分子量は122,000であっ
た。その外観は褐色透明で、臭いは強く、残留ラクチド
は3.9%であった。また、融点は162℃、熱安定性
試験での重量及び分子量の減少率はそれぞれ14%、1
2%で、また、貯蔵安定性試験での分子量の減少率は1
6%であり、安定性は劣っていた。
【0145】(比較例5)リン酸モノラウリルとリン酸
ジラウリルの混合物を除く以外は実施例10と同様の方
法で、乳酸系ポリエステルのシートを得た。得られたシ
ートの重量平均分子量は118,000であった。臭い
は強く、残留ラクチドは3.7%であり、融点は158
℃であった。熱安定性試験での重量及び分子量の減少率
はそれぞれ12%、12%であった。また、貯蔵安定性
試験での分子量の減少率は15%であり、安定性は劣っ
ていた。
【0146】
【発明の効果】本発明は、乳酸系ポリエステル、ジカル
ボン酸成分及びジオール成分から成るポリエステルに、
キレート剤、酸性リン酸エステル類などを混練、脱揮す
ることによって、熱安定性、貯蔵安定性の他、柔軟性、
耐熱性、機械的物性、成形性加工性などの優れた生分解
性乳酸系ポリエステル組成物の製造方法と成形方法を提
供できる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳酸系ポリエステル(A)と、ジカルボ
    ン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル(B)
    と、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類
    (C)とを、(A)/(B)の重量比が99/1〜10
    /90となる範囲で、(A)と(B)との合計100重
    量部に対して(C)が0.001〜5重量部となる範囲
    で用いて溶融混練することを特徴とする乳酸系ポリエス
    テル組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 乳酸系ポリエステル(A)と、ジカルボ
    ン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル(B)
    のいずれか一方と、キレート剤及び/または酸性リン酸
    エステル類(C)とを溶融混練した後、他方と再度溶融
    混練するか、或いは(A)と(C)、(B)と(C)と
    をそれぞれ溶融混練した後、これらを再度溶融混練する
    方法であって、且つ、(A)/(B)の重量比が99/
    1〜10/90の範囲で、(A)と(B)との合計10
    0重量部に対して(C)が0.001〜5重量部である
    ことを特徴とする乳酸系ポリエステル組成物の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 乳酸系ポリエステル(A)と、キレート
    剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)との溶融混
    練物に、ジカルボン酸成分及びジオール成分から成るポ
    リエステル(B)を、(A)/(B)の重量比が99/
    1〜10/90となる範囲で、(A)と(B)との合計
    100重量部に対して(C)が0.001〜5重量部と
    なる範囲で用いて溶融混練することを特徴とする乳酸系
    ポリエステル組成物の製造方法。
  4. 【請求項4】 キレート剤及び/または酸性リン酸エス
    テル類(C)を溶融混合した後、減圧下で揮発成分を除
    去する請求項1、2または3に記載の乳酸系ポリエステ
    ル組成物の製造方法。
  5. 【請求項5】 乳酸系ポリエステル(A)がポリ乳酸で
    ある請求項1〜4のいずれか一つに記載の乳酸系ポリエ
    ステル組成物の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一つに記載の製
    造方法により製造される乳酸系ポリエステル組成物。
  7. 【請求項7】 乳酸系ポリエステル(A)と、ジカルボ
    ン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル(B)
    に、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類
    (C)を混合して成形することを特徴とする乳酸系ポリ
    エステル組成物の成形方法。
  8. 【請求項8】 乳酸系ポリエステル(A)と、ジカルボ
    ン酸成分及びジオール成分から成るポリエステル(B)
    に、キレート剤及び/または酸性リン酸エステル類
    (C)を溶融混練し、減圧下で揮発成分を除去した後、
    成形することを特徴とする乳酸系ポリエステル組成物の
    成形方法。
  9. 【請求項9】 乳酸系ポリエステル(A)と、キレート
    剤及び/または酸性リン酸エステル類(C)とを溶融混
    練し、減圧下で揮発成分を除去後、ジカルボン酸成分及
    びジオール成分から成るポリエステル(B)を混合して
    成形することを特徴とする乳酸系ポリエステル組成物の
    成形方法。
  10. 【請求項10】 乳酸系ポリエステル(A)がポリ乳酸
    である請求項7、8または9に記載の乳酸系ポリエステ
    ル組成物の成形方法。
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