JPH10176038A

JPH10176038A - ポリ乳酸組成物およびその製造方法ならびに該組成物の成形品

Info

Publication number: JPH10176038A
Application number: JP11016897A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hirai; 良明平井; Yukio Horikawa; 幸雄堀川; Yoshiharu Kimura; 良晴木村
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-06-30
Anticipated expiration: 2017-04-10
Also published as: JP3752776B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高分子量で熱安定性に優れ、さらには成形時の
周辺環境汚染の無いポリ乳酸組成物、重合後の後処理を
必要としない熱安定性ポリ乳酸組成物の製造方法、ラク
チド含有量の少ないポリ乳酸組成物の効率的な製造方
法、および該ポリ乳酸組成物からなる成形品を提供す
る。【解決手段】ポリ乳酸とトリスアセチルアセトナトアル
ミニウムからなり、さらにはラクチド含有量の少ないポ
リ乳酸組成物を得ること。およびラクチドを溶融開環重
合する際に触媒としてトリスアセチルアセトナトアルミ
ニウムを用い、さらにはある程度まで重合を進行させる
第一工程と、減圧によりラクチドを除去する第二工程と
からなる製造方法。該ポリ乳酸組成物を溶融成形してな
る成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衣料用、日用生活
用、医薬品材料用、医療材料用、および農業、漁業、工
業、建築土木等の産業資材用に利用できる、粉末、繊
維、フィルム、および成形材料として好適なポリ乳酸組
成物、その製造方法および該組成物からの成形品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】化石原料由来の合成ポリマーに対して、
ポリ乳酸は穀物を発酵させて得られる乳酸を原料とする
ため、地球資源保護の観点から注目されている。また、
ポリ乳酸は土中、水中および生体内で容易に加水分解さ
れ、自然界に広く存在し動植物に対して無害な乳酸とな
り、最終的には代謝あるいは微生物分解によって二酸化
炭素と水とに分解されるため、生分解性材料としても注
目されている。更に近年は、特に生体に対する安全性が
高いことから、医薬、医療分野への応用が盛んに行われ
ている。

【０００３】ポリ乳酸の合成法としては、乳酸をオリゴ
マー化した後、これを解重合して環状二量体であるラク
チドを単離し、このラクチドを溶融開環重合させて得る
方法が知られている。この方法は、ラクチドの精製を充
分に行いさえすれば比較的容易に高分子量のポリ乳酸が
得られるため、非常に有用な方法である。

【０００４】このラクチド溶融開環重合の触媒としては
種々の金属化合物が報告されているが、中でもスズ化合
物、特にオクチル酸スズ（以下、Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂と略
記する）がその触媒活性の高さから、短い重合時間で高
分子量のポリ乳酸が得られるため好ましく用いられてい
る。

【０００５】

【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、第一にポリ乳酸の熱安定性の改善であり、
第二に成形加工時の揮発成分による周辺環境汚染の防止
を目的とするポリ乳酸中の残存ラクチドの低減である。

【０００６】まず、第一の課題について詳述する。ポリ
乳酸は他の熱可塑性プラスチックと同様、加熱溶融によ
る成形加工が可能である。しかし、Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂を
触媒として製造されたポリ乳酸は成型加工工程にて著し
く分子量が低下し、充分な強度を持つ成形品が得られな
いという問題点がある。その原因は加水分解、解重合お
よび環状オリゴマー化並びに分子内および分子間エステ
ル交換によるもので、このような反応にポリ乳酸中に残
存するスズ化合物が関与していることが知られている。

【０００７】この解決策として幾つかの方法が提案され
ている。例えば、ポリ乳酸重合生成物を水に対して不混
和性の有機溶媒に溶解し、次いで無機酸、水溶性有機酸
又は水溶性錯化剤を含む水性相又は水と接触させ、該有
機相を分離した後ポリ乳酸を公知の方法で単離すること
で触媒を除去する方法（特開昭６３−１４５３２７
号）、該重合生成物を親水性有機溶媒の存在下、酸性物
質と接触させることにより触媒を除去する方法（特開平
７−１０２０５３号）、あるいは該重合生成物にホウ素
化合物を添加し、触媒を失活させることで熱安定性を改
善する方法（特開平７−６２２１３号）等が挙げられ
る。

【０００８】しかし、第１、第２の方法は多量の溶媒と
労力、設備を必要とするためコスト面で不利となり、ま
たポリ乳酸中に浸透した溶媒の完全な除去が難しい等の
ため、品質面での問題点も多い。また、第３の方法は重
合生成物であるポリマーチップに微量の添加剤を均一に
分散させることは非常に難しく、この分散に溶媒を使用
した場合はその除去に関して問題が生じることは前記第
１、第２の方法と同様である。

【０００９】すなわち、重合生成物を後処理を加えずに
そのまま次の成型加工工程に用いることが工業的には理
想であるが、Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂触媒を用いたラクチド溶
融開環重合でこれを達成するのは困難である。

【００１０】一方、Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂以外の触媒による
ポリ乳酸重合の研究は数多くなされているが、得られた
重合生成物の熱安定性の観点から触媒を検討した例は無
い。

【００１１】本発明にて用いたトリスアセチルアセトナ
トアルミニウム（以下、Ａｌ（Ａｃａｃ）₃と略記す
る）がラクチドの溶融開環重合に際して触媒作用を有す
ることはＭａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．、１９９１、２
２８７〜２２９６、（１９９６）に記載されている。同
文献によれば、ラクチドに対して０．１モル％のＡｌ
（Ａｃａｃ）₃を用い１５０℃で５０時問重合させるこ
とにより重量平均分子量（Ｍｗ）１７．１万（数平均分
子量（Ｍｎ）９万、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．９より算出）のポ
リ乳酸が得られている。

【００１２】上記の例を工業化する場合に問題となる点
は、まず第一に重合時間がかかりすぎることである。こ
の問題点を解消する手段として容易に考えられる方法
は、重合温度を上げることと触媒量を増やすことであ
る。ところが、ラクチド溶融開環重合によるポリ乳酸重
合の場合、ラクチドとポリ乳酸の間に重合平衡が存在
し、その温度が高いほど平衡はラクチド側になることか
ら、重合温度を高くするほど重合度が上がりにくくなる
ことが知られている。また、触媒量に関してもスズ化合
物その他の触媒研究の結果、その量を増やせば増やすほ
ど重合度は低下することが当業者間での常識となってい
る。よって、前記の例の重合条件に対して、重合温度を
あげる、あるいは触媒量を増やす等の操作を行った場
合、得られるポリ乳酸の分子量は前記例の値よりもさら
に低いものになると考えられていた。これらがＡｌ（Ａ
ｃａｃ）₃が高分子量のポリ乳酸を得るためのラクチド
溶融開環重合触媒として工業的使用に適さないと判断さ
れていた所以である。

【００１３】次に第二の課題について詳述する。ポリ乳
酸をラクチドの溶融開環重合で製造した場合、重合生成
物中にラクチドが残存するのを避けることはできない。
この残存ラクチドは成形加工時に気化し、周辺環境の汚
染、成形金型の汚染、成形品中のボイド形成による強度
低下等の原因となる。ポリ乳酸にラクチドが残存する原
因は、モノマー（ラクチド）／ポリマー間の重合平衡に
より１５０℃以上ではモノマーは０にはならないからで
ある。

【００１４】このラクチドを重合生成物から除く方法と
して提案されているものとして、特開平３−１４８２９
号公報に記載の方法が挙げられる。同方法はラクチドの
開環重合による生体吸収性ポリエステル製造の後半ある
いは反応終了後に重合生成物を溶融状態に保ちながら減
圧し、残存ラクチドを系外に除くというものである。

【００１５】上記公報には開環重合に使用する触媒およ
び触媒量に関する特定はないが、実施例に記載されてい
るのは前と同様にＳｎ（Ｏｃｔ）₂でその使用量はラク
チドに対して０．０００８６〜０．００３２モル％の範
囲である。しかし上記範囲の触媒量では工業的に妥当な
時間で重合を完了させることは難しい。例えば、該公報
の実施例９にはＬ−ラクチドに対して０．００２４モル
％のＳｎ（Ｏｃｔ）₂を用いた例が開示されているが、
２００℃で常圧下１８０時間、さらに減圧下で２時間と
非常に長い重合時間を必要としている。

【００１６】一方、Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂の量を増やすと重
合速度は上昇するが、同時に解重合速度も大きくなり、
減圧によってラクチドを除いてもすぐに再生産されるた
め残存ラクチド量は低下せず、又そのまま減圧を続けれ
ばポリマー収率が低下してしまう。

【００１７】従って、Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂触媒によるポリ
乳酸重合において、減圧によるラクチド除去を工業的に
実施が可能な条件で行なうことは困難であった。

【００１８】本発明は上記の実情に鑑みなされたもので
あって、第一の課題に対しては高分子量でかつ熱安定性
に優れるため成形加工時の分子量低下が小さく、高強度
の成形品を与えるポリ乳酸組成物、ラクチド溶融開環重
合において重合後の後処理を必要としない高分子量かつ
熱安定性に優れたポリ乳酸組成物の新規な製造方法、お
よび該ポリ乳酸組成物からなる成形品の提供を目的とす
るものである。

【００１９】また、第二の課題に対しては成形加工時の
周辺環境汚染が無いポリ乳酸組成物、残存ラクチド量の
少ないポリ乳酸組成物を短時間で効率よく製造する方
法、および該ポリ乳酸組成物からなる成形品の提供を目
的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るための本発明は、Ｌ−及び／又はＤ−乳酸から成るポ
リ乳酸と、該ポリ乳酸の乳酸単位に対して０．０７５〜
２．０モル％のＡｌ（Ａｃａｃ）₃を含んで成るポリ乳
酸組成物を特徴とするものである。

【００２１】いまひとつの発明は、乳酸の環状二量体で
あるラクチドを溶融開環重合してポリ乳酸を製造するに
際し、触媒として該ラクチドに対して０．１５〜４．０
モル％のＡｌ（Ａｃａｃ）₃を用いることを特徴とする
ポリ乳酸組成物の製造方法である。

【００２２】また、いまひとつの発明は、Ｌ−及び／又
はＤ−乳酸から成るポリ乳酸と、該ポリ乳酸の乳酸単位
に対して０．０７５〜２．０モル％のＡｌ（Ａｃａｃ）
₃を含んで成るポリ乳酸組成物からなることを特徴とす
る成形品である。

【００２３】又、第二の目的を達成するための本発明
は、Ｌ−及び／又はＤ−乳酸からなり、ラクチドの含有
量が１％未満であるポリ乳酸と、該ポリ乳酸の乳酸単位
に対して０．０７５〜２．０モル％のＡｌ（Ａｃａｃ）
₃を含んで成るポリ乳酸組成物を特徴とするものであ
る。

【００２４】いまひとつの発明は、乳酸の環状二量体で
あるラクチドを溶融開環重合してポリ乳酸を製造するに
際し、触媒として該ラクチドに対して０．１５〜４．０
モル％のＡｌ（Ａｃａｃ）₃を用い、重合系中の残存ラ
クチド量が３０〜５％となるまで重合反応を進行させる
第一工程と、該工程の重合生成物を溶融状態で減圧下に
おき重合を完結させる第二工程とからなることを特徴と
するポリ乳酸組成物の製造方法である。

【００２５】さらに、いまひとつの発明は、Ｌ−及び／
又はＤ−乳酸からなり、ラクチドの含有量が１％未満で
あるポリ乳酸と、該ポリ乳酸の乳酸単位に対して０．０
７５〜２．０モル％のＡｌ（Ａｃａｃ）₃を含んで成る
ポリ乳酸組成物から成る事を特徴とする成形品である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるラクチドは前
述したように乳酸をオリゴマー化した後解重合すること
によって得られる乳酸の環状二量体である。乳酸にはＬ
−乳酸とＤ−乳酸が存在し、それに伴ってラクチドにも
Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、Ｄ、Ｌ−ラクチド、ラセ
ミラクチドが存在する。本発明に用いられるラクチドの
光学純度は特に限定されるものではないが、得られる高
分子量ポリ乳酸の融点はポリ乳酸の光学純度によって決
定され、高純度のものほど高融点のポリ乳酸が得られる
ため、より耐熱性の高いポリ乳酸を望むならば高光学純
度のラクチドを用いることが好ましい。

【００２７】ラクチドの溶融開環重合においては水酸基
を有する化合物が重合の開始剤として働くため、生成す
るポリ乳酸の分子量は原料中の水酸基濃度によって決定
される。例えば、ホモポリマーの場合、重量平均分子量
２０万以上のポリ乳酸を得るためには原料中の水分量は
５ｐｐｍ〜６０ｐｐｍの範囲内にあることが必要であ
る。

【００２８】本発明に用いられるＡｌ（Ａｃａｃ）₃は
前述したようにその使用量がラクチドに対して０．１モ
ル％では十分な分子量のポリ乳酸は得られない。しか
し、本発明者等は該Ａｌ（Ａｃａｃ）₃が当業者の常識
に反して、その使用量を増やすことで得られるポリ乳酸
の分子量が増大することを見出した。本発明におけるＡ
ｌ（Ａｃａｃ）₃の使用量は、ラクチドに対して０．１
５〜４．０モル％（ポリ乳酸の乳酸単位にたいしては
０．０７５〜２．０モル％）である。０．１５モル％未
満では得られるポリ乳酸の分子量が充分ではなく、使用
量が増えると得られるポリ乳酸の分子量は大きくなるが
３．０モル％付近で分子量の増加が飽和し、それ以上で
はむしろ分子量が低下する。また、Ａｌ（Ａｃａｃ）₃
の使用量増加に伴って得られたポリ乳酸の熱安定性は低
下する傾向にあり、４．０モル％より多く使用すること
は熱安定性の点からも不利である。

【００２９】本発明における重合温度は特に限定される
ものではないが、１８０〜２００℃であることが好まし
い。１８０℃より低温では重合に長時間を要するととも
に、得られたポリ乳酸の融点よりも低温であるため攪拌
が不能となり好ましくない。また、２００℃より高温で
はラクチドとポリ乳酸の平衡がラクチド側に偏りすぎる
ため重合度が上がりにくくなり、またラクチドの生成量
が増大するためポリ乳酸の収率が低下する。

【００３０】重合生成物中の残存ラクチドを低減させる
手段として、重合をある程度まで進行させる第一工程
と、その重合生成物から減圧によってラクチドを除去す
る第二工程とに分けて行なうことが望ましい。該第一工
程の終点は重合生成物中の残存ラクチド量が３０〜５％
に達した時点である。残存ラクチド量が３０％より多い
時点で第一工程を終了させると、残ったラクチドは第二
工程にて除かれるわけであるからポリマー収率は７０％
より小さくなり不経済である。また第一工程終了時の残
存ラクチド量が５％未満であれば、第二工程にて十分ラ
クチドが除去されない。これは残存ラクチドが重合生成
物中で可塑剤として作用し、減圧下での自身の揮発を助
けていると考えられる。

【００３１】第一工程に要する時間は通常は６０〜６０
０分であるが使用した触媒の量、重合温度、系内の水分
量などによって異なるため、系中の残存ラクチド量をチ
ェックしてその時間を適宜選択すればよい。又、第一工
程を実施するための重合装置は特に限定されるものでは
ないが、例えば攪拌装置と加熱機構を備えたバッチ式反
応容器、あるいはエクストルーダータイプの連続式反応
装置等を挙げることができる。ただし、前述したように
本反応は系中の水分量によって生成するポリ乳酸の重合
度が左右されるため、反応系は無水雰囲気下であること
が望ましく、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で
重合させることが望ましい。

【００３２】上記第一工程で得られる重合生成物を第二
工程に移行させる方法は得に限定されるものではない
が、その間も重合生成物は無水雰囲気下にあることが好
ましい。従って、例えば不活性ガスでシールされたバッ
チ式反応容器中で第一工程を行なった場合には、重合生
成物を反応容器外に取り出さず、そのまま系を減圧にし
て第二工程を行なうのが望ましい。また、連続反応装置
で第一工程を行なった場合には、その取り出し口から第
二工程へ無水雰囲気下で直接移送するか、あるいは取り
出した後無水雰囲気下で貯蔵し、しかる後第二工程に移
すという方法を挙げることができる。

【００３３】本発明の第二工程は、第一工程で得られた
重合生成物中の残存ラクチドを低減させる工程であり、
その終点とするところは残存ラクチドの量が１％未満と
なった時点が好適に選ばれる。第二工程の温度条件は重
合生成物の融点以上であることが必須である。例えば、
ポリＬ乳酸ホモポリマーの場合には１８０℃以上である
ことが必要である。また、その上限は前述のように２０
０℃以下である事が好ましい。２００℃より高温にする
とポリ乳酸の解重合速度が上昇し、いくら減圧によって
ラクチドを除いてもラクチドが再生産することにより終
点に達しない虞がある。また減圧の条件は特に限定され
るものではないが、減圧度は低ければ低いほど終点に達
するまでの時間が短縮されるため、好ましくは１０ｍｍ
Ｈｇ以下、より好ましくは５ｍｍＨｇ以下である。

【００３４】本発明の成形品は、前述のごとき本発明の
ポリ乳酸組成物を溶融成形してなる成形品である。前記
成形品の例としては射出、押し出し等の各種成形品、フ
ィルム、シ−トまたは未延伸もしくは延伸配向された繊
維、さらには前記繊維からの繊維構造物（編物、織物、
不織布、紙、紐、テ−プ、ロ−プ、網など）、さらには
合成皮革の様な前記フィルムやシートと繊維との複合物
が挙げられるがこれらに限定されるものではない。

【００３５】これら成形品の用途としては、防虫、保
温、防霜、遮光、防草用フィルム、シ−ト、繊維構造物
等の農業用用途、乗り物の内装や電気製品等の工業用用
途、法面緑化保護用シ−トや繊維構造物等の土木用用
途、床や壁材等の建築用途、使い捨て器具、使い捨て衣
料、靴や鞄等も含めた日用生活用品、玩具やゲーム機等
を含めた遊具、生理用品等を含めた衛生医療用途、漁
網、釣り糸、各種養殖用ロ−プ、網などの漁業用用途等
が挙げられるがこれらに限定される物ではない。

【００３６】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。なお
その前に本明細書における種々の特性値の測定法を記述
する。

【００３７】＜重量平均分子量＞クロロホルムを溶離液
としたＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によって
ポリ乳酸組成物中のポリマ−部の重量平均分子量（Ｍ
ｗ）を測定した。なお、分子量較正曲線はポリスチレン
を用いて作成した。

【００３８】＜残存ラクチド量＞前述のＧＰＣ測定にお
けるポリマー部、及びモノマー（ラクチド）部の面積か
ら、下記式にて求められる値を重合生成物中の残存ラク
チド量とした。

【００３９】残存ラクチド量（％）＝モノマー部の面積
／（ポリマー部の面積＋モノマー部の面積）×１００

【００４０】＜曲げ強度＞五酸化燐存在下、室温で２４
時間減圧乾燥したポリ乳酸組成物を２００℃、５分の条
件で圧縮成形し、厚さ約１．６ｍｍの成形板を得た。こ
れより、幅１５ｍｍ、長さ８０ｍｍの試験片を切り出
し、支点間距離２６ｍｍ、試験速度０．８ｍｍ／分の条
件で曲げ強度を測定した。

【００４１】＜物性安定性＞成形品とした時の物性とし
ての安定性を、次の様に成形安定性で調べた。すなわ
ち、成形前のポリ乳酸組成物（重合後）を前述した圧縮
成形法で成形した（成形後）。重合後および成形後のポ
リ乳酸組成物の重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、下記
式にて成形安定性を求めた。

【００４２】成形安定性（％）＝ポリ乳酸組成物Ｍｗ
（成形後）／ポリ乳酸組成物Ｍｗ（重合後）×１００

【００４３】また、成形品の安定性を成形作業を行う代
わりに以下の方法による熱安定性で代表させた。すなわ
ち、溶融処理前のポリ乳酸組成物（重合後）約３ｇを、
試験管中窒素下で１８０℃、１時間加熱（溶融処理）
し、得られたポリ乳酸組成物（溶融後）をえた。重合後
と溶融後のポリ乳酸組成物の重量平均分子量（Ｍｗ）を
前述の方法で測定し、下記式にて熱安定性を求めた。

【００４４】熱安定性（％）＝ポリ乳酸組成物Ｍｗ（溶
融後）／ポリ乳酸組成物Ｍｗ（重合後）×１００

【００４５】＜収率＞重合原料であるラクチドの重量
と、重合生成物であるポリ乳酸組成物の重量から、重合
反応の収率を下記式より求めた。

【００４６】収率（％）＝ポリ乳酸組成の重量／原料の重量×１００

【００４７】（実施例１）Ｌ−ラクチド（水分率３１ｐ
ｐｍ、ＰＵＲＡＣ社製）１２０ｇ（８３３ｍｍｏｌ）と
Ａｌ（Ａｃａｃ）₃２．７０ｇ（８．３３ｍｍｏｌ）
を、攪拌装置、窒素導入管を備えた反応容器に投入し、
窒素置換の後、窒素気流下で１８０℃に加熱し溶融開環
重合させた。このとき、触媒であるＡｌ（Ａｃａｃ）₃
の量は、原料のＬ−ラクチドに対して１．０モル％、生
成したポリ乳酸組成物の乳酸単位に対しては０．５モル
％であった。分子量の上昇が飽和した時点で反応を終了
し重合生成物を系外に取り出した。得られたポリ乳酸組
成物およびこれを成形して得られた成形板の特性は表１
に示すとおりであった。重合後のポリ乳酸組成物の重量
平均分子量は４３．２万と非常に大きく、また成形後も
３２．４万（成形安定性７５．０％）の高分子量を保持
しているため、成形板の曲げ強さも９９８ｋｇｆ／ｃｍ
²と非常に大きなものであった。これは触媒としてＳｎ
（Ｏｃｔ）₂を用いて得られたポリ乳酸組成物成形板の
曲げ強度（比較例１）の約１．６倍の値であった。

【００４８】（比較例１）実施例１におけるＡｌ（Ａｃ
ａｃ）₃に代えて該ラクチドに対して０．１ｍｏｌ％の
Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂を触媒として用いる以外は実施例１と
同様にして溶融開環重合をおこなった。得られたポリ乳
酸組成物およびこれを成形して得られた成形板の特性は
表１に示すとおりであった。重合後のポリ乳酸組成物の
重量平均分子量は実施例１と同様に４５．６万の高分子
であったが、成形によって分子量が１２．４万（成形安
定性２７．２％）まで大きく低下し、そのため成形板の
曲げ強さも６２５ｋｇｆ／ｃｍ²しかなく実施例１に比
べてはるかに小さい値であった。

【００４９】

【表１】

【００５０】実施例１および比較例１によるポリ乳酸組
成物の溶融処理した前後の重量平均分子量を表２に示
す。成形品の安定性の場合と同様に実施例１によるもの
が３６．５万の高分子量を保持し、熱安定性も８４．５
％と高値を示すのに対し、比較例１によるものは分子量
が７．８万と著しく低下し、熱安定性が１７．３％と低
値を示した。この結果もＡｌ（Ａｃａｃ）₃触媒による
ポリ乳酸組成物の熱安定性の高さを示すものである。ま
た、同処理が成形のシミュレ−ションとして妥当である
ことを示すものである。

【００５１】（実施例２〜６）実施例１におけるＡｌ
（Ａｃａｃ）₃の触媒量を表２のとおりにする以外は実
施例１と同様にして溶融開環重合をおこなった。得られ
たポリ乳酸組成物の特性値は表２に示すとおりである。
いずれからも重量平均分子量の大きなポリ乳酸が得ら
れ、溶融処理後も２０万以上の重量平均分子量（熱安定
性６０％以上）を保持しており、熱安定性の高いポリ乳
酸組成物が得られた。

【００５２】（比較例２）Ａｌ（Ａｃａｃ）₃の触媒量
を０．２７０ｇ（０．８３３ｍｍｏｌ）とする以外は実
施例１と同様にして溶融開環重合をおこなった。このと
き、Ａｌ（Ａｃａｃ）₃は、原料のＬ−ラクチドに対し
て０．１モル％、生成したポリ乳酸組成物の乳酸単位に
対しては０．０５モル％となる。得られた重合生成物の
特性値は表２に示すとおりであり、重量平均分子量が２
０万以下と低値であり、本発明の方法（実施例１〜６）
によって得られるものより小さかった。

【００５３】（比較例３）Ａｌ（Ａｃａｃ）₃の触媒量
を１３．５ｇ（４１．６ｍｍｏｌ）とする以外は実施例
１と同様にして溶融開環重合をおこなった。このとき、
Ａｌ（Ａｃａｃ）₃は、原料のＬ−ラクチドに対して
５．０モル％、生成したポリ乳酸組成物の乳酸単位に対
しては２．５モル％となる。得られた重合生成物の特性
値は表２に示すとおりであり、溶融処理後の重量平均分
子量が２０万以下、熱安定性が５１．９％と低値であ
り、本発明の方法（実施例１〜６）によって得られるも
のより小さかった。

【００５４】

【表２】

【００５５】（実施例７）Ｌ−ラクチド（水分率１１ｐ
ｐｍ、ＰＵＲＡＣ社製）６０ｇ（４１６ｍｍｏｌ）とＡ
ｌ（Ａｃａｃ）₃０．６７５ｇ（２．０８ｍｍｏｌ）
を、攪拌装置、窒素導入管を備えた反応容器に投入し
た。このとき、触媒であるＡｌ（Ａｃａｃ）₃の量は、
原料のＬ−ラクチドに対して０．５モル％であった。窒
素置換の後、第一工程として窒素気流下で１８０℃に加
熱し溶融開環重合させた。残存ラクチド量が約１５％に
なった時点で第二工程として系を３ｍｍＨｇまで減圧し
さらに１８０℃で加熱、重合させた。分子量の上昇が飽
和した時点で反応を終了し重合生成物を系外に取り出し
た。得られたポリ乳酸組成物の特性は表３に示す通りで
あり、Ｍｗが３６．２万で残存ラクチド量が０．１％と
非常に少ないポリ乳酸組成物が４８．２ｇ（収率８０．
３％）得られた。また、１８０℃で１時間溶融処理した
後のＭｗは３２．４万と分子量保持率が高く、熱安定性
は９０％と優れたものであった。

【００５６】（実施例８）実施例７において第一工程終
了後に一旦窒素下で重合生成物を系外に取り出し、冷
却、粉砕の後に再び反応容器に戻し、第二工程を行なっ
た。得られた重合生成物の特性は表３に示す通りであ
り、実施例７と同様に高重合度で熱安定性は８８％と優
れたポリ乳酸組成物が得られた。

【００５７】（比較例４）実施例７において第一工程を
ポリ乳酸組成物の分子量の上昇が飽和する時点までと
し、第二工程を行なわなかった以外は実施例７と同様に
して重合を行なった。得られた重合生成物の特性は表３
に示す通りであり、残存ラクチド量が３．５％と非常に
多いものであった。

【００５８】（比較例５）実施例７におけるＡｌ（Ａｃ
ａｃ）₃に代えて、該ラクチドに対して０．１モル％の
Ｓｎ（Ｏｃｔ）₂を用いた以外は実施例７と同様にして
重合を行なった。得られたポリ乳酸組成物の特性は表３
に示す通りであり、残存ラクチド量が１．８％と非常に
多く、熱安定性も２１％と低いものであった。

【００５９】

【表３】

【００６０】（実施例９、１０）実施例７における第一
工程を残存ラクチドが２８．３％および６．４％になる
までとした以外は実施例７と同様にして重合を行なっ
た。得られた重合生成物の特性は表４に示す通りであ
り、いずれの場合も高重合度、低残存ラクチド量のポリ
乳酸組成物が高収率で得られた。

【００６１】（比較例６）実施例７における第一工程を
残存ラクチド量が３９．１％になるまでとした以外は実
施例７と同様にして重合を行なった。得られた重合生成
物の特性は表４に示す通りであり、第一工程終了後の残
存ラクチド量が多かったため、高重合度、低残存ラクチ
ド量の重合生成物が得られたがその収率は５５．２％と
低いものであった。

【００６２】（比較例７）実施例７における第一工程を
残存ラクチド量が４．３％になるまでとした以外は実施
例７と同様にして重合を行なった。得られた重合生成物
の特性は表４に示す通りであり、第一工程終了後の残存
ラクチド量が少なくなりすぎたため、第二工程でのラク
チド除去が十分に行われず、残存ラクチド量が２．３％
となった

【００６３】

【表４】

【００６４】

【発明の効果】本発明のポリ乳酸組成物は熱安定性が高
いため成形加工の際の分子量が２０万以上に保持され、
高強度の成形品が得られる。また、本発明の方法はラク
チド溶融開環重合後の後処理を必要とせず、高分子量で
熱安定性に優れたポリ乳酸組成物を得ることができるた
め、工業的に非常に利用価値が高い。また、触媒として
従来のスズ化合物に替わりより安全なアルミニウム化合
物を用いているため、生体内材科、あるいは食品関係へ
の使用に際しても安全性が高い。また、本発明のポリ乳
酸組成物は残存ラクチド量が少ないため成形加工時にラ
クチドが揮発し周辺環境を汚染することがなく、成形品
中に残存ラクチドに由来するボイドの形成とそれに起因
する低強度部分が無い成形品を得ることができる。ま
た、本発明の方法はポリ乳酸中の残存ラクチドの除去
に、再沈や洗浄等の溶媒除去工程を要する方法を用い
ず、重合に要する時間も短いため工業的価値が非常に高
い。さらに、本発明の成形品は高強度であるため、衣料
用、日用生活用、医薬品材料用、医療材料用、および農
業、漁業、工業、建築、土木などの産業資材用に用いる
粉末、繊維、フイルム、および成形材料として極めて好
適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌ−及び／又はＤ−乳酸から成るポリ乳
酸と、該ポリ乳酸の乳酸単位に対して０．０７５〜２．
０モル％のトリスアセチルアセトナトアルミニウムを含
んで成るポリ乳酸組成物。
【請求項２】ポリ乳酸中のラクチドが１％未満である
ことを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸組成物。
【請求項３】乳酸の環状二量体であるラクチドを溶融
開環重合してポリ乳酸を製造するに際し、触媒として該
ラクチドに対して０．１５〜４．０モル％のトリスアセ
チルアセトナトアルミニウムを用いることを特徴とする
ポリ乳酸組成物の製造方法。
【請求項４】重合系中の残存ラクチド量が３０〜５％
となるまで重合反応を進行させる第一工程と、該工程の
重合生成物を溶融状態で減圧下におき重合を完結させる
第二工程とからなることを特徴とする請求項３記載のポ
リ乳酸組成物の製造方法。
【請求項５】第二工程の減圧度が１０ｍｍＨｇ以下で
あることを特徴とする請求項４記載のポリ乳酸組成物の
製造方法。
【請求項６】請求項１または請求項２記載のポリ乳酸
組成物からなる成形品。