WO2008120821A1 - ポリ乳酸組成物 - Google Patents

ポリ乳酸組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2008120821A1
WO2008120821A1 PCT/JP2008/056824 JP2008056824W WO2008120821A1 WO 2008120821 A1 WO2008120821 A1 WO 2008120821A1 JP 2008056824 W JP2008056824 W JP 2008056824W WO 2008120821 A1 WO2008120821 A1 WO 2008120821A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
less
polylactic acid
weight
atom
lactic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2008/056824
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kiyotsuna Toyohara
Ryuji Nonokawa
Kohei Endo
Shin To
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Musashino Chemical Laboratory Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Musashino Chemical Laboratory Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd, Musashino Chemical Laboratory Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to EP08739930A priority Critical patent/EP2130871A1/en
Priority to JP2009507565A priority patent/JPWO2008120821A1/ja
Priority to BRPI0809414-4A priority patent/BRPI0809414A2/pt
Priority to US12/593,257 priority patent/US20100120991A1/en
Publication of WO2008120821A1 publication Critical patent/WO2008120821A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/06Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
    • C08G63/08Lactones or lactides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/16Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0059Degradable
    • B29K2995/006Bio-degradable, e.g. bioabsorbable, bioresorbable or bioerodible

Definitions

  • the present invention relates to a composition containing polylactic acid. More specifically, the present invention relates to a composition containing polylactic acid with improved injection moldability and an injection molded article comprising the same. Background art
  • plastics derived from petroleum are light, thin, tough, excellent in durability, can be easily and arbitrarily molded, and have been mass-produced to support our lives.
  • these plastics accumulate without being easily decomposed when disposed in the environment. Incineration also releases a large amount of carbon dioxide, which has spurred global warming.
  • polylactic acid has excellent heat resistance, and is a plastic that balances hue and mechanical strength.
  • petrochemical polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate
  • moldability In particular, there was a problem that it was inferior in injection moldability.
  • Patent Document 1 a method of adding polylactic acid and a copolymer of other aliphatic polyester to polylactic acid (Patent Document 1) and blending polylactic acid and polyolefin to improve the moldability of polylactic acid
  • Patent Document 2 various studies such as method (Patent Document 2) have been made, it is still insufficient.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 6-3 4 2 3 6 1
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-9008 Disclosure of Invention
  • An object of the present invention is to provide a polylactic acid composition having improved injection moldability and an injection molded article comprising the same.
  • the present inventors have found that the injection moldability of a polylactic acid composition is improved by controlling the amount of a specific metal atom in the polylactic acid, and have reached the present invention.
  • the present invention relates to (A) polylactic acid composed of 90 mol% or more of L-lactic acid units and less than 10 mol% of D-lactic acid units and / or copolymerization component units other than lactic acid. Department and
  • the polylactic acid composition satisfies the following requirements (a) to (g) at the same time.
  • the weight average molecular weight is 70,000 or more and 700,000 or less
  • COOH end group concentration is 30 equivalents Z ton or less
  • melt viscosity (P) At a melting temperature of 230 ° C, the melt viscosity (P) satisfies the following formula (1).
  • the present invention provides a polylactic acid comprising (A) 90 mol% or more of L-lactic acid units and less than 10 mol% of D-lactic acid units and / or copolymerization component units other than lactic acid. Parts by weight and (B) Polylactic acid composed of D—lactic acid units of 90 mol% or more and L—lactic acid units and copolymer component units other than Z or lactic acid, and less than 10 mol% (B) comprising 70 to 30 parts by weight,
  • the weight average molecular weight is 100,000 or more and 500,000 or less
  • melt viscosity (P) At a melting temperature of 230 ° C, the melt viscosity (P) satisfies the following formula (1).
  • the present invention includes that the polylactic acid unit A and the polylactic acid unit B form a stereocomplex crystal in the injection molded body.
  • polylactic acid is a polymer mainly containing L monolactic acid units, D-lactic acid units or a combination thereof represented by the following formula.
  • Polylactic acid includes polylactic acid (A) and polylactic acid (B).
  • Polylactic acid (A) is a polymer mainly containing L monolactic acid units.
  • Poly-L-lactic acid is 90-100 mol%, more preferably 95-100 mol%, more preferably Or 98 to 100 mol% of a single lactic acid unit.
  • Other units include units other than D-lactic acid units and lactic acid.
  • the D-lactic acid unit and the units other than lactic acid are preferably 0 to 10 mol%, more preferably 0 to 5 mol%, and still more preferably 0 to 2 mol%.
  • Polylactic acid (B) is a polymer mainly containing D-lactic acid units.
  • Poly-D monolactic acid contains 90-: L 0 0 mol%, more preferably 95-: 100 mol%, more preferably 98-100 mol% of 0-lactic acid units.
  • Other units include L-lactic acid units and units other than lactic acid.
  • the L monolactic acid unit and the units other than lactic acid are 0 to 10 mol%, preferably 0 to 5 mol%, more preferably 0 to 2 mol%.
  • Poly 1 L 1? Units other than lactic acid in L-acid or poly-D-lactic acid are units derived from dicarboxylic acids, polyhydric alcohols, hydroxycarboxylic acids, lactones, etc.
  • dicarboxylic acids include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid.
  • Polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pen diol, hexanediol, octanediol, glycerin, sorbitan, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol And aliphatic polyhydric alcohols such as those obtained by adding ethylene oxide to bisphenol.
  • the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid and hydroxybutyric acid.
  • lactone examples include glycolide, ⁇ -strength prolactone glycolide, ⁇ -strength prolactone,; 8-propiolactone, ⁇ 5-ptilolactone, mono- or pentyrolactone, pivalolactone, ⁇ -valerolactone, and the like.
  • the polylactic acid composition of the present invention comprises the above-mentioned polylactic acid ( ⁇ ) and polylactic acid (3), based on the total weight of polylactic acid ( ⁇ ) and polylactic acid ( ⁇ ). It must be in the range of ⁇ 70: 30, and preferably in the range of 45: 55-55: 45. If it is not within this range, heat resistance cannot be ensured.
  • the polylactic acid composition of the present invention is characterized by satisfying the following requirements) to (g). Each requirement will be described below.
  • the polylactic acid composition of the present invention has a weight average molecular weight of 70,000 to 700,000, preferably 100,000 to 500,000, more preferably 150,000 to 350,000. When it is within this range, sufficient mechanical properties can be obtained for practical use.
  • the weight average molecular weight is a weight average molecular weight value in terms of standard polystyrene as measured by gel permeation chromatography (GPC) using black mouth form as an eluent.
  • the polylactic acid composition having a weight average molecular weight in the above range has a polylactic acid (A) having a weight average molecular weight of 70,000 to 700,000, preferably 100,000 to 500,000, more preferably 150,000 to 350,000. It can be obtained by melt-kneading polylactic acid (B). (Requirement (b))
  • the total content (metal content) of Sn atom, Ti atom, A 1 atom and Ca atom of the polylactic acid composition of the present invention is 3 ppm or more based on the total weight of the polylactic acid composition.
  • p pm or less preferably 1 p pm or more and 15 p pm or less, more preferably 1 ppm or more and 1 O ppm or less.
  • These atoms are derived from the catalyst used in the production of polylactic acid (A) and polylactic acid (B), and if they are not within this range, melt stability is significantly impaired, which is not preferable.
  • a polylactic acid composition having a metal content in the above range can be obtained by using polylactic acid (A) and polylactic acid (B) produced using these metals as catalysts. That is, polylactic acid (A) and (B) has a metal atom of 3111 to 3000111 g, preferably 3 to 20 ppm, more preferably 3 to 15 ppm with respect to 1 kg of lactide. It is preferable to use those produced using a catalyst.
  • the content of P atom in the polylactic acid composition of the present invention is 0.01 p pm or more and 3000 ⁇ pm or less, preferably 10 p pm or more and 2 000 p pm or less, based on the total weight of the polylactic acid composition. Preferably, it is 45 ppm or more and 1000 ppm or less.
  • P atom is a catalyst deactivator in the production of polylactic acid (A) and polylactic acid (B) Although it is derived from a stabilizer, long-term durability is impaired if it is not within this range.
  • a polylactic acid composition having a P atom content in the above range uses polylactic acid (A) and polylactic acid (B) produced using a compound containing P atoms as a catalyst deactivator or stabilizer. Can be obtained.
  • Polylactic acid (A) and polylactic acid (B) have a P atom of from 0.0 lmg to 300 Omg, preferably from 5 Omg to 200 Omg, more preferably from 5 Omg to 100 Omg relative to lactide lKg.
  • P atom of from 0.0 lmg to 300 Omg, preferably from 5 Omg to 200 Omg, more preferably from 5 Omg to 100 Omg relative to lactide lKg.
  • Those produced using a catalyst deactivator or stabilizer are preferred.
  • Examples of compounds containing P atoms include phosphoric acid condensation such as phosphoric acid esters, phosphoric acid compounds, phosphorous acid esters, phosphorous acid compounds, hypophosphorous acid esters, hypophosphorous acid compounds, metaphosphoric acid compounds, and polyphosphoric acid compounds. And salts thereof, and acetyl phosphites can be preferably used.
  • the polylactic acid composition of the present invention needs to be (total number of g atoms of Sn, Ti, A 1 and C a) / (number of g atoms of P) force 0.01 or more and 5 or less.
  • the number of g atoms of Sn, Ti, Al, Ca, P means the number of moles.
  • a polylactic acid composition satisfying the above conditions can be obtained by adjusting the ratio of the catalyst and the catalyst deactivator or stabilizer in the production of polylactic acid (A) and polylactic acid (B). (Requirement (e))
  • the content of the compound having a molecular weight of 150 or less in the polylactic acid composition of the present invention is 0.2% by weight or less, preferably 0.04% by weight or less, more preferably 0. 0% by weight based on the polylactic acid composition. It is less than 02% by weight. If it is not within this range, long-term durability will be significantly reduced.
  • examples of the compound having a molecular weight of 150 or less include lactide, lactic acid and the like, but are not limited thereto.
  • the polylactic acid composition satisfying the above condition can be obtained by reducing the pressure in the reaction system during production and using polylactic acid (A) and polylactic acid (B) from which a compound having a molecular weight of 150 or less has been removed. It is also effective to reduce the pressure in the system when the polylactic acid (A) and the polylactic acid (B) are melt-kneaded.
  • the polylactic acid composition of the present invention has a strong lpoxyl end group concentration of 30 equivalent / ton or less, preferably 10 equivalent / ton or less, more preferably 8 equivalent Z ton or less. If it is not within this range, the hydrolysis resistance will decrease.
  • a polylactic acid composition satisfying the above conditions can be obtained by setting the amount of mixed carboxylic acid in the raw material to less than 4 equivalents Z ton and the residual water content to less than 30 ppm.
  • melt viscosity (P) In the polylactic acid composition of the present invention, the melt viscosity (P) must satisfy the following formula (1) at a melt temperature of 2300 ° C.
  • the preform when the melt viscosity is in this range, the preform can be prepared.
  • the polylactic acid composition satisfying the above conditions should be adjusted so that its polymer average molecular weight is 10 million or more in gel permeation chromatography in terms of styrene, and the melting point of the resin exceeds 200 ° C. Can be obtained.
  • composition of the present invention can be produced by melt-kneading polylactic acid (A) and polylactic acid (B).
  • Polylactic acid (A) and polylactic acid (B) can be produced by, for example, heating L- or D-lactide in the presence of a metal catalyst and ring-opening polymerization. Further, after low-molecular-weight polylactic acid containing a metal catalyst is crystallized, it can be produced by solid-phase polymerization by heating under reduced pressure or in an inert gas stream. Furthermore, it can be produced by a direct polymerization method in which lactic acid is subjected to dehydration condensation in the presence of an organic solvent Z in the absence of Z.
  • the polymerization reaction can be carried out in a conventionally known reaction vessel.
  • a vertical reaction vessel equipped with a high-viscosity stirring blade such as a helical rib blade can be used alone or in parallel.
  • Alcohol may be used as a polymerization initiator.
  • Such alcohol is preferably non-volatile without inhibiting the polymerization of polylactic acid.
  • decanol, dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, octadecanol, ethylene glycol, triethyleneglycol And benzyl alcohol are preferred Can be used.
  • a relatively low molecular weight lactic acid polyester obtained by the ring-opening polymerization method or the direct polymerization method of lactic acid described above is used as a prepolymer.
  • is a preferred form from the viewpoint of preventing adhesion, which is pre-crystallized in the temperature range of the glass transition temperature (T g) or more and less than the melting point (Tm).
  • the crystallized prepolymer is filled in a fixed vertical reaction vessel, or a reaction vessel in which the vessel itself rotates, such as a tumbler or kiln, and the glass transition temperature (Tg) of the prepolymer is less than the melting point (Tm). Is heated to a temperature range of. There is no problem even if the polymerization temperature is raised stepwise as the polymerization proceeds.
  • a method of reducing the pressure inside the reaction vessels or circulating a heated inert gas stream is also preferably used.
  • the metal catalyst used in the production of polylactic acid (A) and polylactic acid (B) is at least one metal selected from the group consisting of alkaline earth metals, rare earth metals, transition metals of the third period, aluminum, germanium, tin and antimony It is a compound containing.
  • alkaline earth metals include magnesium, calcium, and strontium.
  • rare earth metals include scandium, yttrium, lanthanum, and cerium.
  • transition metals in the third period include iron, cobalt, nickel, and zinc.
  • Metal catalysts can be added to the composition as carboxylates, alkoxides, aryloxides, or enolates of jS-diketones of these metals.
  • tin octylate, titanium tetraisopropoxide, and aluminum triisopropoxide are particularly preferable.
  • the metal catalyst is contained in an amount of 0.001 to 1 part by weight, preferably 0.005 to 0.1 part by weight, based on 100 parts by weight of polylactic acid. If the amount of the metal catalyst added is too small, the polymerization rate is remarkably lowered, which is not preferable. On the other hand, when the amount is too large, coloring of polylactic acid by reaction heat or coloring of a carpositimide compound is promoted, and the hue and thermal stability of the resulting composition are deteriorated.
  • the injection-molded article of the present invention comprises the above-mentioned polylactic acid (A) 30 to 70 parts by weight and polylactic acid (B) 70 to 30 parts by weight, and simultaneously satisfies the following requirements (a) to (g). It is characterized by that. Each requirement will be described below.
  • the weight average molecular weight of the injection-molded article of the present invention is 100,000 or more and 500,000 or less, preferably 150,000 or more and 350,000 or less. When it is within this range, it has good mechanical properties.
  • the weight average molecular weight is a weight average molecular weight value in terms of standard polystyrene as measured by gel permeation chromatography (GPC) using throat form as an eluent.
  • GPC gel permeation chromatography
  • An injection molded article having a weight average molecular weight in the above range can be obtained by injection molding the polylactic acid composition of the present invention having a weight average molecular weight of 70,000 to 700,000. (Requirement (b))
  • the total content (metal content) of Sn atom, Ti atom, A 1 atom and Ca atom of the injection molded product of the present invention is 5 p 13 m or more based on the total weight of the injection molded product 300 p pm or less, preferably 5 ⁇ pm or more and 150 p pm or less, more preferably 5 pp m or more and 20 p pm or less. If it is not within this range, the melt stability is impaired, and depolymerization proceeds.
  • An injection molded product with a metal content in the above range has a total content of Sn atoms, Ti atoms, A 1 atoms and Ca atoms (metal content) of 3 ppm or more and 3000 p 13 m or less. It can be obtained by injection molding a polylactic acid composition.
  • the content of P atom in the injection molded article of the present invention is 20 ppm or more and 5000 ppm or less, preferably 50 ppm or more and 2000 ppm or less, more preferably 50 ppm, based on the total weight of the injection molded article. More than 1000 p pm. If it is not within this range, the long-term durability will be significantly reduced.
  • An injection molded article having a P atom content in the above range can be obtained by injection molding the polylactic acid composition of the present invention.
  • the polylactic acid composition of the present invention comprises (total number of g atoms of Sn, T i, A 1 and C a) Z (number of g atoms in P) force Must be 0.01 or more and 5 or less.
  • the number of g atoms of Sn, Ti, Al, Ca, P means the number of moles.
  • the injection-molded product of the present invention has a content of a compound having a molecular weight of 150 or less based on the polylactic acid composition of 0.1% by weight or less, preferably 0.05% by weight or less, more preferably 0.02% by weight. % Or less. If it is not within this range, long-term durability will be significantly reduced.
  • the compounds having a molecular weight of 150 or less are not limited to those capable of illustrating lactide, lactic acid, and the like.
  • An injection molded article satisfying the above conditions can be obtained by injection molding the polylactic acid composition of the present invention. (Requirement (f))
  • the injection-molded article of the present invention has a strong lpoxyl end group concentration of 30 equivalents Z ton or less, preferably 15 equivalents Z ton or less, more preferably 10 equivalents / ton or less. If it is not within this range, the hydrolysis resistance will decrease.
  • An injection molded product that satisfies the above conditions can be obtained by injection molding the polylactic acid composition of the present invention.
  • the injection molded product of the present invention has a melt viscosity (P) satisfying the following formula (1) at a melting temperature of 230 ° C.
  • the preform when the melt viscosity is within this range, the preform can be easily molded.
  • An injection molded product that satisfies the above conditions can be obtained by injection molding the polylactic acid composition of the present invention.
  • the polylactic acid (A) and the polylactic acid (B) form a stereocomplex crystal in the injection molded body.
  • the content of stereocomplex crystals is preferably 80 to 100%, more preferably 95 to 100%.
  • the stereocomplex crystal referred to in the present invention is a differential scanning calorimeter (DS C)
  • DS C differential scanning calorimeter
  • the ratio of the melting peak at 195 ° C or higher is preferably 80% or higher, more preferably 90% or higher, and more preferably 95% or higher in the melting peak in the temperature rising process.
  • the melting point is in the range of 195 to 250 ° C, more preferably in the range of 200 to 220 ° C.
  • Melting enthalpy is 20 JZg or more, preferably 30 J / g or more.
  • Stereocomplex crystals can be formed by crystallization after obtaining an injection-molded product.
  • any known injection molding method can be employed to obtain an injection molded product.
  • a normal cold runner method can be employed.
  • a hot runner molding method is also possible.
  • injection molding injection compression molding, injection press molding, gas-assisted injection molding, foam molding (including by supercritical fluid injection), insert molding, in-mold coating molding, and heat insulation mold molding. Rapid heating and cooling mold molding, two-color molding, sandwich molding, and ultra-high speed injection molding can be adopted. The advantages of these various molding methods are already widely known.
  • the molding temperature in this case (specifically, the mold temperature of the molding machine) is 90 to 150 ° C, preferably 90 ° C to 130 ° C.
  • Mw weight average molecular weight
  • GPC-11 manufactured by Shodex was used, and 5 Omg of the composition was dissolved in 5 ml of black mouth form and developed at 40 ° C. black mouth form.
  • the weight average molecular weight (Mw) was calculated as a polystyrene equivalent value.
  • the amount was determined by the amount at the time of addition.
  • the stereocomplex crystal content is determined by the melting enthalpy ⁇ of the crystalline melting point appearing in the differential scanning calorimeter (DSC) at 150 ° C or higher and lower than 190 ° C, and the melting point of the crystalline melting point appearing at 190 ° C or higher and lower than 250 ° C. It was calculated from the following formula from the current rupiah ⁇ .
  • jetyloxyphosphonoethyl acetate manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.
  • strand polylactic acid A And was cut into pellets while cooling.
  • polylactic acid (D) was prepared in the same manner. That is, D-lactide 1 Next, 0.05 part by weight and 0.15 part by weight of stearyl alcohol were charged, and then the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen five times, and D-lactide was melted at 190. When D-lactide was completely melted, 0.05 part by weight of 2-ethyl hexanoate was added together with 500 L of toluene from the raw material charging port, and polymerized at 190 ° C. for 1 hour.
  • Example 1 The composition obtained in Example 1 was pelletized, dried in a dryer at 120 ° C for 4 hours, and then in an injection molding machine with a cylinder temperature of 230 ° C and a screw speed of 6 O rpm. Injection molding was performed at a primary pressure time of 0.5 seconds, a mold temperature of 120 ° C., and a cycle of 60 seconds.
  • sodium metaphosphate (neutral) (Wako Pure Chemical Industries) 0.1 part by weight is added to devolatilize excess L-lactide, and strand polylactic acid (A) is removed from the discharge port of the reaction vessel. Obtained and cut into pellets while cooling.
  • polylactic acid (D) Polylactic acid (D) was prepared in the same manner. That is, 100 parts by weight of D-lactide and 0.15 parts by weight of stearyl alcohol were charged, and then the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen five times, and D-lactide was melted at 190. When D-lactide was completely melted, 0.05 part by weight of 2-ethyl hexanoate was added together with 500 L of toluene from the raw material charging port, and polymerized at 190 ° C for 1 hour.
  • sodium metaphosphate (neutral) (Wako Pure Chemical Industries) 0.01 parts by weight is added, and finally the excess D-lactide is devolatilized, and the strand-shaped composition is discharged from the discharge port of the reaction vessel. , And cut into pellets while cooling.
  • Example 1 The composition obtained in Example 1 was pelletized, dried in a dryer at 120 ° C for 4 hours, and then in an injection molding machine at a cylinder temperature of 230, a screw rotation speed of 6 Orm, and a primary pressure. T injection molding at time 0.5 seconds, mold temperature 120, cycle 60 seconds. table 1
  • Example 1 Example 2 (Composition) (Injection molding) Weight average molecular weight (X 10 4 ) 13. 5 13
  • COO H terminal group concentration is less than 30 equivalents / kg 9 12 Melt viscosity (Shear rate 1000— (P a ⁇ s) / 2 23
  • the polylactic acid composition of the present invention is excellent in melt stability, long-term durability, hydrolysis resistance, and injection moldability.
  • the injection molding of the present invention is excellent in melt stability, long-term durability, and hydrolysis resistance.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

本発明の目的は、射出成形性の改善されたポリ乳酸を含有する組成物およびそれよりなる射出成形体を提供することにある。本発明の目的は、下記要件(a)~(g)を同時に満足する特定のポリ乳酸組成物によって達成される。   (a)重量平均分子量が7万以上70万以下であること。   (b)Sn原子、Ti原子、A1原子およびCa原子の合計含有量が3ppm以上20ppm以下であること、   (c)P原子を3ppm以上3000ppm以下含有すること、   (d)(Sn、Ti、A1、Caの合計g原子数)/(Pのg原子数)が0.01以上5以下であること、   (e)分子量150以下の化合物の含有量が0.2重量%以下であること、   (f)COOH末端基濃度が30当量/トン以下であること、   (g)溶解温度230℃において、溶融粘度(P)が下記式(1)を満足すること。   10Pa・s < P <100 Pa・s   (1)

Description

ポリ乳酸組成物 技術分野
本発明は、 ポリ乳酸を含有する組成物に関する。 さらに詳しくは射出成形性の 改善されたポリ乳酸を含有する組成物およびそれよりなる射出成形体に関する。 背景技術 明
石油由来のプラスチックの多くは軽く細 1て強靭であり耐久性に優れ、 容易かつ任 意に成形することが可能であり、 量産されて書我々の生活を多岐にわたって支えて きた。 しかし、 これらプラスチックは、 環境中に廃棄された場合、 容易に分解さ れずに蓄積する。 また、 焼却の際には大量の二酸化炭素を放出し、 地球温暖化に 拍車を掛けている。
力 る現状に鑑み、 脱石油原料から成る樹脂、 或いは微生物によって分解され る生分解性プラスチックが盛んに研究されるようになってきた。 現在検討されて いるほとんどの生分解プラスチックは、 脂肪族カルボン酸エステル単位を有し微 生物により分解され易い。 その反面、 熱安定性に乏しく、 溶融紡糸、 射出成形、 溶融製膜などの高温に晒される工程における分子量低下、 或いは色相悪化が深刻 である。
その中でもポリ乳酸は耐熱性に優れ、 色相、 機械強度のバランスが取れたブラ スチックである力 ポリエチレンテレフ夕レートゃポリブチレンテレフタレ一ト に代表される石油化学系ポリエステルと比較すると、 成形性、 特に射出成形性に 劣るという問題があった。 このような現状を打開すべく、 ポリ乳酸の成形性向上 についてポリ乳酸にポリ乳酸と他の脂肪族ポリエステルとの共重合体を添加する 方法 (特許文献 1 )、 ポリ乳酸とポリオレフインとをブレンドする方法 (特許文 献 2 ) 等の各種検討がなされているがいまだ不十分なものである。
(特許文献 1 ) 特開 2 0 0 6 - 3 4 2 3 6 1号公報 (特許文献 2) 特開 2007-9008号公報 発明の開示
本発明の目的は、 射出成形性の改善されたポリ乳酸組成物およびこれよりなる 射出成形体を提供することにある。
本発明者らは、 ポリ乳酸中の特定の金属原子の量を制御することにより、 ポリ 乳酸組成物の射出成形性が改善されることを見出し、 本発明に到達した。
即ち、 本発明は、 (A) L—乳酸単位 90モル%以上と D—乳酸単位および/ または乳酸以外の共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (A) 30〜 70重量部および
(B) D—乳酸単位 90モル%以上と L一乳酸単位および Zまたは乳酸以外の 共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (B) 70〜30重 量部からなり、
下記要件 (a) ~ (g) を同時に満足する、 ポリ乳酸組成物である。
(a) 重量平均分子量が 7万以上 70万以下であること、
(b) Sn原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合計含有量が 3 ppm 以上 3000 p pm以下であること、
(c) P原子を 0. 01 p pm以上 3000 p pm以下含有すること、
(d) (Sn、 T i、 A 1および C aの合計 g原子数) Z (Pの g原子数) が 0. 01以上 5以下であること、
( e ) 分子量 150以下の化合物の含有量が 0. 2重量%以下であること、
(f ) COOH末端基濃度が 30当量 Zトン以下であること、
(g) 溶融温度 230°Cにおいて、 溶融粘度 (P) が下記式 (1) を満足する こと。
l OPa . s < P <100 Pa ' s (1)
また本発明は、 (A) L—乳酸単位 90モル%以上と D—乳酸単位および/ま たは乳酸以外の共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (A) 30〜70重量部および (B) D—乳酸単位 90モル%以上と L—乳酸単位および Zまたは乳酸以外の 共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (B) 70〜30重 量部からなり、
下記要件 (a) 〜 (g) を同時に満足する、 射出成形体である。
(a) 重量平均分子量が 10万以上 50万以下であること、
(b) Sn原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合計含有量が 5 ppm 以上 300 p pm以下であること、
(c) P原子を 20 p pm以上 5000 p pm以下含有すること。
(d) (Sn、 T i、 A 1および C aの合計 g原子数) / (Pの g原子数) が 0. 01以上 5以下であること。
(e) 分子量 150以下の化合物の含有量が 0. 1重量%以下であること、
(f ) C〇〇H末端基濃度が 30当量/トン以下であること、
(g) 溶融温度 230°Cにおいて、 溶融粘度 (P) が下記式 (1) を満足する こと。
10P a - s < P <100 Pa - s (1)
また、 本発明には、 ポリ乳酸単位 Aとポリ乳酸単位 Bとが、 該射出成形体内で、 ステレオコンプレックス結晶を形成していることも包含される。 発明を実施するための最良の形態
本発明において、 ポリ乳酸は、 下記式で表される L一乳酸単位、 D—乳酸単位 またはこれらの組み合わせを主として含む重合体である。 ポリ乳酸は、 ポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) を包含する。
Figure imgf000004_0001
ポリ乳酸 (A) は、 L一乳酸単位を主として含む重合体である。 ポリ— L—乳 酸は、 90〜100モル%、 より好ましくは 95〜100モル%、 さらに好まし くは 9 8〜1 0 0モル%の 一乳酸単位を含有する。 他の単位としては、 D—乳 酸単位、 乳酸以外の単位が挙げられる。 D—乳酸単位、 乳酸以外の単位は、 好ま しくは 0〜1 0モル%、 より好ましくは 0〜5モル%、 さらに好ましくは 0〜2 モル%である。
またポリ乳酸 (B) は、 D—乳酸単位を主として含む重合体である。 ポリ— D 一乳酸は 9 0〜: L 0 0モル%、 より好ましくは 9 5〜: 1 0 0モル%、 さらに好ま しくは 9 8〜1 0 0モル%の0—乳酸単位を含有する。 他の単位としては、 L— 乳酸単位、 乳酸以外の単位が挙げられる。 L一乳酸単位、 乳酸以外の単位は、 0 〜1 0モル%、 好ましくは 0〜5モル%、 さらに好ましくは 0〜2モル%である。 ポリ一 L一? L酸またはポリ一 D—乳酸中の乳酸以外の単位は、 2個以上のエス テル結合形成可能な官能基を持つジカルボン酸、 多価アルコール、 ヒドロキシカ ルボン酸、 ラクトン等由来の単位およびこれら種々の構成成分からなる各種ポリ エステル、 各種ポリエーテル、 各種ポリカーボネート等由来の単位が例示される。 ジカルボン酸としては、 コハク酸、 アジピン酸、 ァゼライン酸、 セバシン酸、 テレフタル酸、 イソフタル酸等力 S挙げられる。 多価アルコールとしてはエチレン グリコール、 プロピレングリコール、 ブタンジオール、 ペン夕ンジオール、 へキ サンジオール、 オクタンジオール、 グリセリン、 ソルビタン、 ネオペンチルグリ コール、 ジエチレングリコール、 トリエチレングリコール、 ポリエチレングリコ ール、 ポリプロピレングリコ一ル等の脂肪族多価アルコール等あるいはビスフェ ノールにェチレンォキシドを付加させたものなどの芳香族多価アルコ一ル等が挙 げられる。 ヒドロキシカルボン酸として、 グリコール酸、 ヒドロキシ酪酸等が挙 げられる。 ラクトンとしては、 グリコリド、 ε—力プロラクトングリコリド、 ε 一力プロラクトン、 ;8—プロピオラクトン、 <5—プチロラクトン、 一またはァ 一プチロラクトン、 ピバロラクトン、 δ—バレロラクトン等が挙げられる。
本発明のポリ乳酸組成物は、 上記のポリ乳酸 (Α) とポリ乳酸 (Β) とが、 ポ リ乳酸 (Α) とポリ乳酸 (Β) との合計重量を基準として、 3 0 : 7 0〜7 0 : 3 0の範囲にある必要があり、 好ましくは 4 5 : 5 5 - 5 5 : 4 5の範囲である。 この範囲内に無いと耐熱性が確保できない。 本発明のポリ乳酸組成物は、 下記要件 ) 〜 (g) を満足することを特徴と する。 以下に各要件について説明する。
(要件 (a))
本発明のポリ乳酸組成物の重量平均分子量は、 7万以上 70万以下、 好ましく は 10万以上 50万以下、 より好ましくは 15万以上 35万以下である。 この範 囲内にあるときには、 実用に供するに十分な力学物性が得られる。 なお、 重量平 均分子量は溶離液にクロ口ホルムを用いたゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ ィ一 (GPC) 測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量値である。 重 量平均分子量が上記範囲のポリ乳酸組成物は、 重量平均分子量が 7万以上 70万 以下、 好ましくは 10万以上 50万以下、 より好ましくは 15万以上 35万以下 のポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) を溶融混練することにより得られる。 (要件 (b))
本発明のポリ乳酸組成物の Sn原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合 計含有量 (金属含有量) は、 ポリ乳酸組成物の全重量を基準として、 3 ppm以 上 3000 p pm以下、 好ましくは 1 p pm以上 15 p pm以下、 より好ましく は 1 ppm以上 1 Oppm以下である。 これらの原子は、 ポリ乳酸 (A) および ポリ乳酸 (B) の製造時の触媒由来のものであり、 この範囲内に無いと溶融安定 性が著しく損なわれるので好ましくない。
金属含有量が上記範囲のポリ乳酸組成物は、 これらの金属を触媒として製造さ れたポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) を用いることにより得られる。 即ち、 ポリ乳酸 (A) および (B) は、 ラクチド 1 Kgに対し、 3111 以上3000111 g以下好ましくは 3 p pm以上 20 p pm以下、 より好ましくは 3 p pm以上 1 5 p pm以下の金属原子を触媒として製造されたもの力好ましい。
(要件 (c))
本発明のポリ乳酸組成物の P原子の含有量は、 ポリ乳酸組成物の全重量を基準 として、 0. 01 p pm以上 3000 ρ pm以下、 好ましくは 10 p pm以上 2 000 p pm以下、 より好ましくは 45 p pm以上 1000 p pm以下である。 P原子は、 ポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) の製造時の触媒失活剤もしくは 安定剤に由来するものであるが、 この範囲内に無いと、 長期耐久性が損なわれる。 P原子の含有量が上記範囲のポリ乳酸組成物は、 触媒失活剤もしくは安定剤と して P原子を含有する化合物を用いて製造されたポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) を用いることにより得られる。 ポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) は、 ラクチド lKgに対し、 0. 0 lmg以上 300 Omg以下、 好ましくは 5 Om g以上 200 Omg以下、 より好ましくは 5 Omg以上 100 Omg以下の P原 子となるように触媒失活剤もしくは安定剤を用いて製造されたもの力好ましい。 用いる P原子を含む化合物としては、 リン酸エステル、 リン酸類、 亜リン酸エス テル類、 亜リン酸類、 次亜リン酸エステル類、 次亜リン酸類、 メタリン酸類、 ポ リリン酸類などのリン酸縮合物、 ならびにそれらの塩類、 さらに、 亜リン酸ァセ チル類などを好適に用いることができる。
(要件 (d))
本発明のポリ乳酸組成物は、 (Sn、 T i、 A 1および C aの合計 g原子数) / (Pの g原子数) 力 0. 01以上 5以下であること力必要である。 ここで、 S n、 T i、 Al、 Ca、 Pの g原子数とは、 モル数を意味するものである。 上記 条件を満たすポリ乳酸組成物は、 ポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) の製造時 の触媒および触媒失活剤もしくは安定剤の量比を調節することにより得られる。 (要件 (e))
本発明のポリ乳酸組成物の分子量 150以下の化合物の含有量は、 ポリ乳酸組 成物を基準として、 0. 2重量%以下、 好ましくは 0. 04重量%以下、 より好 ましくは 0. 02重量%以下でぁる。 この範囲内に無いと長期耐久性が著しく低 下する。 なお、 ここで分子量 150以下の化合物としては、 ラクチド、 乳酸等を 例示することができるが、 これらに限定されるものではない。 上記'条件を満たす ポリ乳酸組成物は、 製造時に反応系内を減圧にして、 分子量 150以下の化合物 を除去したポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) を用いることにより得られる。 また、 ポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) を溶融混練する際に系内を減圧にす ることも有効である。
(要件 (f)) 本発明のポリ乳酸組成物は、 力ルポキシル末端基濃度が 3 0当量/トン以下、 好ましくは 1 0当量/トン以下、 より好ましくは 8当量 Zトン以下である。 この 範囲内に無いと、 耐加水分解性が低下する。 上記条件を満たすポリ乳酸組成物は、 原料中の混入カルボン酸量を 4当量 Zトン未満、 残留水分量を 3 0 p p m未満と することで得られる。
(要件 ( g) )
本発明のポリ乳酸組成物は、 溶融温度 2 3 0 °Cにおいて、 溶融粘度 (P) が下 記式 (1 ) を満足することが必要である。
1 0 P a · s < P < 1 0 0 P a · s ( 1 )
ここで、 式 (1 ) において、 溶融粘度がこの範囲にある場合にはプリフォーム の成形を用意に行うことが出来る。 上記条件を満たすポリ乳酸組成物は、 その重 合平均分子量をスチレン換算のゲルパ一ミエーシヨンクロマトグラフィーにおい て 1 0万以上とし、 かつ樹脂の融点が 2 0 0 °Cを超えるよう調整することで得ら れる。
<ポリ乳酸組成物の製造方法 >
本発明の組成物は、 ポリ乳酸 (A)、 ポリ乳酸 (B) を溶融混練することによ り製造することができる。
ポリ乳酸 (A)、 ポリ乳酸 (B ) は、 例えば、 L—または D—ラクチドを金属 触媒の存在下、 加熱し開環重合させ製造することができる。 また、 金属触媒を含 有する低分子量のポリ乳酸を結晶化させた後、 減圧下または不活性ガス気流下で 加熱し固相重合させ製造することができる。 さらに、 有機溶媒の存在 Z非存在下 で、 乳酸を脱水縮合させる直接重合法で製造することができる。
重合反応は、 従来公知の反応容器で実施可能であり、 例えばヘリカルリポン翼 等、 高粘度用攪拌翼を備えた縦型反応容器を単独、 または並列して使用すること ができる。 重合開始剤としてアルコールを用いてもよい。 かかるアルコールとし ては、 ポリ乳酸の重合を阻害せず不揮発性であることが好ましく、 例えばデカノ ール、 ドデカノール、 テトラデカノール、 へキサデカノ一ル、 ォク夕デカノール、 エチレングリコール、 トリエチレングリコ一ル、 ベンジルアルコールなどを好適 に用いることができる。
固相重合法では、 前述した開環重合法や乳酸の直接重合法によつて得られた、 比較的低分子量の乳酸ポリエステルをプレポリマーとして使用する。 プレポリマ
—は、 そのガラス転移温度 (T g ) 以上融点 (Tm) 未満の温度範囲にて予め結 晶化させること力 融着防止の面から好ましい形態と言える。 結晶化させたプレ ポリマーは固定された縦型反応容器、 或いはタンブラ一やキルンの様に容器自身 が回転する反応容器中に充填され、 プレボリマーのガラス転移温度 (T g ) 以上 融点 (Tm) 未満の温度範囲に加熱される。 重合温度は、 重合の進行に伴い段階 的に昇温させても何ら問題はない。 また、 固相重合中に生成する水を効率的に除 去する目的で前記反応容器類の内部を減圧することや、 加熱された不活性ガス気 流を流通する方法も好適に併用される。
ポリ乳酸 (A) およびポリ乳酸 (B) 製造時に用いる金属触媒は、 アルカリ土 類金属、 希土類金属、 第三周期の遷移金属、 アルミニウム、 ゲルマニウム、 スズ およびアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む化合物で ある。 アルカリ土類金属として、 マグネシウム、 カルシウム、 ストロンチウムな どが挙げられる。 希土類金属として、 スカンジウム、 イットリウム、 ランタン、 セリウムなどが挙げられる。 第三周期の遷移金属として、 鉄、 コバルト、 ニッケ ル、 亜鉛が挙げられる。
金属触媒は、 これらの金属のカルボン酸塩、 アルコキシド、 ァリ一ルォキシド、 或いは jS—ジケトンのエノラート等として組成物に添加することができる。 重合 活性や色相を考慮した場合、 ォクチル酸スズ、 チタンテトライソプロポキシド、 アルミニウムトリイソプロポキシドが特に好ましい。
金属触媒は、 ポリ乳酸 1 0 0重量部に対して、 0 . 0 0 1重量部以上 1重量部 未満含有し、 好ましくは、 0 . 0 0 5重量部以上 0 . 1重量部未満である。 金属 触媒の添加量が少なすぎると重合速度が著しく低化するため好ましくない。 逆に 多すぎると反応熱によるポリ乳酸の着色、 或いはカルポジイミド系化合物の着色 を促し、 得られる組成物の色相と熱安定性が悪化する。
<射出成形体 > 次に、 本発明の射出成形体について説明する。
本発明の射出成形体は、 上述のポリ乳酸 (A) 30〜70重量部およびポリ乳 酸 (B) 70〜 30重量部からなるが、 下記要件 (a) 〜 (g) を同時に満足す ることを特徴とする。 以下に各要件について説明する。
(要件 ))
本発明の射出成形体の重量平均分子量は、 10万以上 50万以下、 好ましくは 15万以上 35万以下である。 この範囲内にあるときには、 良好な力学物性をも つ。 なお、 重量平均分子量は溶離液にク口口ホルムを用いたゲルパーミエ一ショ ンクロマトグラフィー (GPC) 測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分 子量値である。 重量平均分子量が上記範囲の射出成形体は、 重量平均分子量が 7 万以上 70万以下の本発明のポリ乳酸組成物を射出成形することにより得られる。 (要件 (b))
本発明の射出成形体の S n原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合計含 有量 (金属含有量) は、 射出成形体の全重量を基準として、 5 p 13 m以上 300 p pm以下、 好ましくは 5 ρ pm以上 150 p pm以下、 より好ましくは 5 pp m以上 20 p pm以下である。 この範囲内に無いと溶融安定性が損なわれ解重合 などが進むので好ましくない。 金属含有量が上記範囲の射出成形体は、 Sn原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合計含有量 (金属含有量) が、 3 ppm以 上 3000 p 13 m以下の本発明のポリ乳酸組成物を射出成形することにより得ら れる。
(要件 (C))
本発明の射出成形体の P原子の含有量は、 射出成形体の全重量を基準として、 20 p pm以上 5000 p pm以下、 好ましくは 50 p pm以上 2000 p pm 以下、 より好ましくは 50 p pm以上 1000 p pm以下である。 この範囲内に 無いと、 長期耐久性が著しく低下する。 P原子の含有量が上記範囲の射出成形体 は、 本発明のポリ乳酸組成物を射出成形することにより得られる。
(要件 (d))
本発明のポリ乳酸組成物は、 (Sn、 T i、 A 1および C aの合計 g原子数) Z (Pの g原子数) 力 0. 01以上 5以下であることが必要である。 ここで、 S n、 T i、 Al、 Ca、 Pの g原子数とは、 モル数を意味するものである。 上記 条件を満たす射出成形体は、 本発明のポリ乳酸組成物を射出成形することにより 得られる。
(要件 (e))
本発明の射出成形体は、 分子量 150以下の化合物の含有量が、 ポリ乳酸組成 物を基準として、 0. 1重量%以下、 好ましくは 0. 05重量%以下、 より好ま しくは 0. 02重量%以下である。 この範囲内に無いと長期耐久性が著しく低下 する。 なお、 ここで分子量 150以下の化合物としては、 ラクチド、 乳酸等を例 示することができる力 これらに限定されるものではない。 上記条件を満たす射 出成形体は、 本発明のポリ乳酸組成物を射出成形することにより得られる。 (要件 (f))
本発明の射出成形体は、 力ルポキシル末端基濃度が 30当量 Zトン以下、 好ま しくは 15当量 Zトン以下、 より好ましくは 10当量/トン以下である。 この範 囲内に無いと、 耐加水分解性が低下する。 上記条件を満たす射出成形体は、 本発 明のポリ乳酸組成物を射出成形することにより得られる。
(要件 (g))
本発明の射出成形体は、 溶融温度 230°Cにおいて、 溶融粘度 (P) が下記式 (1) を満足する。
10 P a · s く P <100 P a · s (1)
ここで、 式 (1) において、 溶融粘度がこの範囲にある場合にはプリフォーム の成形を容易に行うことが出来る。 上記条件を満たす射出成形体は、 本発明のポ リ乳酸組成物を射出成形することにより得られる。
さらに、 本発明においては、 ポリ乳酸 (A) とポリ乳酸 (B) とは、 射出成形 体内で、 ステレオコンプレックス結晶を形成していること力好ましい。 ステレオ コンプレックス結晶の含有率は、 好ましくは 80〜100%、 よりこの好ましく は 95~100%である。
本発明で言うステレオコンプレックス結晶とは、 試料の示差走査熱量計 (DS C) 測定において、 昇温過程における融解ピークのうち、 195°C以上の融解ピ ークの割合が好ましくは 80%以上、 より好ましくは 90%以上、 さらに好まし くは 95%以上であること。 融点は、 195〜250°Cの範囲、 より好ましくは 200〜220°Cの範囲であること。 融解ェンタルピーは、 20 JZg以上、 好 ましくは 30 J/g以上であることを言い、 具体的には、 示差走査熱量計 (DS C) 測定において、 昇温過程における融解ピークのうち、 195°C以上の融解ピ ークの割合が 90%以上であり、 融点が 195〜250での範囲にあり、 融解ェ ンタルピーが 20 J Zg以上であること力好ましい。 ステレオコンプレックス結 晶は、 射出成形体を得た後、 結晶化を行うことによって形成させることができる。 なお、 本発明において、 射出成形体を得るには、 公知の射出成形方法をいずれ も採用することができるが、 例えば、 通常のコールドランナー方式を採用するこ とができる。 またホットランナー方式の成形法も可能である。 このような射出成 形においては、 射出圧縮成形、 射出プレス成形、 ガスアシスト射出成形、 発泡成 形 (超臨界流体の注入によるものを含む)、 インサート成形、 インモールドコー ティング成形、 断熱金型成形、 急速加熱冷却金型成形、 二色成形、 サンドイッチ 成形、 および超高速射出成形などを採用することができる。 これら各種成形法の 利点は既に広く知られるところである。
この場合の成形温度 (具体的には成形機の金型温度) は、 90〜150°Cであ り、 好ましくは 90°C〜130°Cである。 実施例
以下、 実施例によって本発明を更に具体的に説明する。 ただし、 本発明は、 以 下の実施例によって何ら限定されるものではない。 実施例において組成物の物性 は以下の方法で測定 ύた。
(1) 重量平均分子量 (MW) の測定
重量平均分子量 (Mw) はショ一デックス製 G PC— 11を使用し、 組成物 5 Omgを 5mlのクロ口ホルムに溶解させ、 40°Cのクロ口ホルムにて展開した。 重量平均分子量 (Mw)、 はポリスチレン換算値として算出した。 (2) Sn原子量、 T i原子量、 Al原子量、 Ca原子量、 P原子量の測定
I PCにより求めた。
(3) Sn、 Tし Al、 Ca、 Pの各 g原子数の測定
添加時の量により求めた。
(4) 分子量 150以下の化合物の含有量の測定
GPCにより求めた。
(5) COOH末端基濃度の測定
中和滴定法により求めた。
(6) 溶融粘度の測定
Eゾールに溶解してキヤビラリ一法により求めた。
(7) ステレオコンプレックス結晶含有率 Xの算出法
ステレオコンプレックス結晶含有率 は、 示差走查熱量計 (DSC) において 150°C以上 190°C未満に現れる結晶融点の融解ェンタルピー ΔΗΑと、 19 0°C以上 250°C未満に現れる結晶融点の融解ェン夕ルピ一 ΔΗΒから下記式に て算出した。
Χ= {ΔΗΒ/ (ΔΗΑ+ΔΗΒ)} X 100 (%)
実施例 1
(ポリ乳酸 (A))
冷却留出管を備えた重合反応容器の原料仕込み口から、 窒素気流下で Lーラク チド 100重量部およびステアリルアルコール 0. 15重量部を仕込んだ。 続い て反応容器内を 5回窒素置換し、 L—ラクチドを 190°Cにて融解させた。 L— ラクチドが完全に融解した時点で、 原料仕込み口から 2—ェチルへキサン酸スズ 0. 05重量部をトルエン 500 Lと共に添加し、 190°Cで 1時間重合した。 重合終了後、 ジェチルォキシォキシホスホノエチルアセテート (城北化学工業 製) 0. 1重量部を加えて、 余剰 Lーラクチドを脱揮し、 反応容器の吐出口から ストランド状のポリ乳酸 (A) を得、 冷却しながらペレット状に裁断した。
(ポリ乳酸 (D))
次に、 同様の操作にてポリ乳酸 (D) の調製を行った。 即ち、 D—ラクチド 1 0 0重量部およびステアリルアルコール 0 . 1 5重量部を仕込み、 続いて反応容 器内を 5回窒素置換し、 D—ラクチドを 1 9 0 にて融解させた。 D—ラクチド が完全に融解した時点で、 原料仕込み口から 2—ェチルへキサン酸スズ 0 . 0 5 重量部をトルエン 5 0 0 Lと共に添加し、 1 9 0 °Cで 1時間重合した。
重合終了後、 ジェチルォキシォキシホスホノエチルアセテート (城北化学工業 製) 0 . 1重量部を加えて、 最後に余剰 D—ラクチドを脱揮し、 反応容器の吐出 口からストランド状の組成物を吐出し、 冷却しながらペレツト状に裁断した。 上記操作によって得られたポリ乳酸 (A) ペレット 5 0重量部とポリ乳酸 (B) ペレット 5 0重量部とを良く混合させた後、 東洋製機社製ニーダ一ラポプ ラストミル 5 0 C 1 5 0を使用し、 窒素ガス気流下 2 3 0 °Cで 1 0分間混練した。 組成物の特性を表 1に示す。 実施例 2
実施例 1で得られた組成物をペレツト化したのち乾燥機で 1 2 0 °C、 4時間乾 燥させた後、 射出成形機で、 シリンダー温度 2 3 0 °C、 スクリュー回転数 6 O r p m、 1次圧時間 0 . 5秒、 金型温度 1 2 0 °C、 サイクル 6 0秒で射出成形を行 つた。
実施例 3
(ポリ乳酸 (A))
冷却留出管を備えた重合反応容器の原料仕込み口から、 窒素気流下で L—ラク チド 1 0 0重量部およびステアリルアルコール 0 '· 1 5重量.部を仕込んだ。 続い て反応容器内を 5回窒素置換し、 L—ラクチドを 1 9 0 °Cにて融解させた。 L— ラクチドが完全に融解した時点で、 原料仕込み口から 2—ェチルへキサン酸スズ 0 . 0 5重量部をトルエン 5 0 0 と共に添加し、 1 9 0 で 1時間重合した。 重合終了後、 メタリン酸ナトリウム (中性) (和光純薬) 0 . 0 1重量部を加 えて、 余剰 Lーラクチドを脱揮し、 反応容器の吐出口からストランド状のポリ乳 酸 (A) を得、 冷却しながらペレット状に裁断した。
(ポリ乳酸 (D)) 次に、 同様の操作にてポリ乳酸 (D) の調製を行った。 即ち、 D—ラクチド 1 00重量部およびステアリルアルコール 0. 15重量部を仕込み、 続いて反応容 器内を 5回窒素置換し、 D—ラクチドを 190 にて融解させた。 D—ラクチド が完全に融解した時点で、 原料仕込み口から 2—ェチルへキサン酸スズ 0. 05 重量部をトルエン 500 Lと共に添加し、 190°Cで 1時間重合した。
重合終了後、 メタリン酸ナトリウム (中性) (和光純薬) 0. 01重量部を加 えて、 最後に余剰 D—ラクチドを脱揮し、 反応容器の吐出口からストランド状の 組成物を吐出し、 冷却しながらペレツト状に裁断した。
上記操作によって得られたポリ乳酸 (A) ペレット 50重量部とポリ乳酸 (B) ペレツト 50重量部とを良く混合させた後、 東洋製機社製二一ダーラポプ ラストミル 50 C 150を使用し、 窒素ガス気流下 230°Cで 10分間混練した。 組成物の特性を表 1に示す。 実施例 4
実施例 1で得られた組成物をペレット化したのち乾燥機で 120°C、 4時間乾 燥させた後、 射出成形機で、 シリンダー温度 230で、 スクリュー回転数 6 O r pm、 1次圧時間 0. 5秒、 金型温度 120 、 サイクル 60秒で射出成形を行 つ T 。 表 1
実施例 1 実施例 2 (組成物) (射出成形体) 重量平均分子量 (X 104) 13. 5 13
Sn原子、 T i原子、 A1原子、 Ca原子 12 (Sn) 12 (Sn) 合計含有量 (ppm)
P原子含有量 (p pm) 13. 8 13. 8
(Sn、 T i、 A Caの g原子数) / (Pの g原 3. 7 3. 7 子数)
分子量 150以下の化合物の含有量 (p pm) 320 400
COO H末端基濃度が 30当量/卜ン以下 9 12 溶融粘度 (せん断速度 1000— (P a · s) /2 23
30。C 表 2
Figure imgf000016_0001
発明の効果
本発明のポリ乳酸組成物は、 溶融安定性、 長期耐久性、 耐加水分解性および射 出成形性に優れる。 本発明の射出成形は、 溶融安定性、 長期耐久性、 耐加水分解 性に優れる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. (A) L一乳酸単位 90モル%以上と D—乳酸単位および Zまたは乳酸以 外の共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (A) 30〜7 0重量部および
(B) D—乳酸単位 90モル%以上と L—乳酸単位および Zまたは乳酸以外の 共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (B) 70〜30重 量部からなり、
下記要件 (a) 〜 (g) を同時に満足する、 ポリ乳酸組成物。
(a) 重量平均分子量が 7万以上 70万以下であること、
(b) S n原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合計含有量が 3 ppm 以上 3000 p pm以下であること、
(c) P原子を 0. 01 p pm以上 3000 p pm以下含有すること、
(d) (Sn、 T i、 A 1および C aの合計 g原子数) / (Pの g原子数) が 0. 01以上 5以下であること、
( e ) 分子量 150以下の化合物の含有量が 0. 2重量%以下であること、
(f ) C〇OH末端基濃度が 30当量 Zトン以下であること、
(g) 溶融温度 230°Cにおいて、 溶融粘度 (P) が下記式 (1) を満足する こと。
10 P a · s < P <100 Pa . s (1)
2. (A) L—乳酸単位 90モル%以上と D—乳酸単位および Zまたは乳酸以 外の共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (A) 30〜7 0重量部および
(B) D—乳酸単位 90モル%以上と L一乳酸単位および Zまたは乳酸以外の 共重合成分単位 10モル%未満とにより構成されるポリ乳酸 (B) 70〜30重 量部からなり、
下記要件 (a) 〜 (g) を同時に満足する、 射出成形体。 (a) 重量平均分子量が 10万以上 50万以下であること、
(b) Sn原子、 T i原子、 A 1原子および C a原子の合計含有量が 5 ppm 以上 300 p pm以下であること、
(c) P原子を 2 Oppm以上 500 Oppm以下含有すること。
(d) (Sn、 T i、 A 1および C aの合計 g原子数) / (Pの g原子数) が 0. 01以上 5以下であること。
( e ) 分子量 150以下の化合物の含有量が 0. 1重量%以下であること、
(f ) COOH末端基濃度が 30当量 Zトン以下であること、
(g) 溶融温度 230°Cにおいて、 溶融粘度 (P) が下記式 (1) を満足する こと。
10 P a · s < P <100 Pa ' s (1)
3. ポリ L一乳酸単位とポリ D—乳酸単位とが、 射出成形体内で、 ステレオコ ンプレックス結晶を形成している、 請求項 2記載の成形体。
PCT/JP2008/056824 2007-03-29 2008-03-31 ポリ乳酸組成物 Ceased WO2008120821A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08739930A EP2130871A1 (en) 2007-03-29 2008-03-31 Polylactic acid composition
JP2009507565A JPWO2008120821A1 (ja) 2007-03-29 2008-03-31 ポリ乳酸組成物
BRPI0809414-4A BRPI0809414A2 (pt) 2007-03-29 2008-03-31 Composição de ácido poliláctico, e, produto moldado por injeção
US12/593,257 US20100120991A1 (en) 2007-03-29 2008-03-31 Polylactic acid composition

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-089270 2007-03-29
JP2007089270 2007-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008120821A1 true WO2008120821A1 (ja) 2008-10-09

Family

ID=39808401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/056824 Ceased WO2008120821A1 (ja) 2007-03-29 2008-03-31 ポリ乳酸組成物

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20100120991A1 (ja)
EP (1) EP2130871A1 (ja)
JP (1) JPWO2008120821A1 (ja)
KR (1) KR20090123866A (ja)
CN (1) CN101646732A (ja)
BR (1) BRPI0809414A2 (ja)
TW (1) TW200909513A (ja)
WO (1) WO2008120821A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010097463A1 (fr) * 2009-02-27 2010-09-02 Futerro S.A. Procédé de production de stéréocomplexes plla/pdla

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792580B (zh) * 2010-03-26 2012-06-27 暨南大学 改性壳聚糖纤维与聚乳酸复合材料及其制备方法
KR101160980B1 (ko) * 2010-08-10 2012-06-29 주식회사 엘지화학 폴리실록산-폴리락타이드 블록 공중합체 및 이의 제조 방법
WO2013123364A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Andersen Corporation Polylactic acid containing building component
US10006165B2 (en) 2013-09-30 2018-06-26 3M Innovative Properties Company Fibers and wipes with epoxidized fatty ester disposed thereon, and methods
BR112016006896A2 (pt) 2013-09-30 2017-08-01 3M Innovative Properties Co fibra, manta, lenços umedecidos e processo para melhorar a estabilidade hidrolítica das fibras compreendendo um poliéster alifático
CN119220070A (zh) * 2024-05-13 2024-12-31 珠海金发生物材料有限公司 一种耐老化聚乳酸组合物及其制备方法和应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6136321A (ja) * 1984-07-27 1986-02-21 Daicel Chem Ind Ltd 新規なポリマ−およびその樹脂組成物
JPH0925400A (ja) * 1995-05-08 1997-01-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd ポリ乳酸系樹脂組成物及びその成形方法
WO2006009285A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Teijin Limited ポリ乳酸およびその製造方法
JP2006342361A (ja) 2006-08-25 2006-12-21 Mitsubishi Plastics Ind Ltd ポリ乳酸系重合体組成物及び成形品
JP2007009008A (ja) 2005-06-29 2007-01-18 Mitsui Chemicals Inc 耐熱性ポリ乳酸系樹脂組成物、およびその成形体
WO2007007892A1 (ja) * 2005-07-12 2007-01-18 Teijin Limited ポリ乳酸組成物
WO2007007893A1 (ja) * 2005-07-12 2007-01-18 Teijin Limited ステレオコンプレックスポリ乳酸を含有する組成物
WO2007043547A1 (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Teijin Limited ポリ乳酸組成物
JP2007191549A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Teijin Chem Ltd Oa機器外装部品
WO2008029934A1 (fr) * 2006-09-04 2008-03-13 Teijin Limited Fibre d'acide polylactique et procédé de fabrication

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4719246A (en) * 1986-12-22 1988-01-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polylactide compositions
EP0661325B1 (en) * 1993-12-28 2001-10-10 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Continuously production process for lactide copolymer

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6136321A (ja) * 1984-07-27 1986-02-21 Daicel Chem Ind Ltd 新規なポリマ−およびその樹脂組成物
JPH0925400A (ja) * 1995-05-08 1997-01-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd ポリ乳酸系樹脂組成物及びその成形方法
WO2006009285A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Teijin Limited ポリ乳酸およびその製造方法
JP2007009008A (ja) 2005-06-29 2007-01-18 Mitsui Chemicals Inc 耐熱性ポリ乳酸系樹脂組成物、およびその成形体
WO2007007892A1 (ja) * 2005-07-12 2007-01-18 Teijin Limited ポリ乳酸組成物
WO2007007893A1 (ja) * 2005-07-12 2007-01-18 Teijin Limited ステレオコンプレックスポリ乳酸を含有する組成物
WO2007043547A1 (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Teijin Limited ポリ乳酸組成物
JP2007191549A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Teijin Chem Ltd Oa機器外装部品
JP2006342361A (ja) 2006-08-25 2006-12-21 Mitsubishi Plastics Ind Ltd ポリ乳酸系重合体組成物及び成形品
WO2008029934A1 (fr) * 2006-09-04 2008-03-13 Teijin Limited Fibre d'acide polylactique et procédé de fabrication

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010097463A1 (fr) * 2009-02-27 2010-09-02 Futerro S.A. Procédé de production de stéréocomplexes plla/pdla

Also Published As

Publication number Publication date
CN101646732A (zh) 2010-02-10
KR20090123866A (ko) 2009-12-02
BRPI0809414A2 (pt) 2014-09-16
TW200909513A (en) 2009-03-01
EP2130871A1 (en) 2009-12-09
US20100120991A1 (en) 2010-05-13
JPWO2008120821A1 (ja) 2010-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI429679B (zh) Preparation method of polylactic acid block copolymer
CN101511936B (zh) 具有植物来源成分的聚碳酸酯树脂组合物
JPWO2008096895A1 (ja) ポリ乳酸の製造方法
WO2008018474A1 (en) Polylactic acid and method for producing the same
WO2008120821A1 (ja) ポリ乳酸組成物
CN101415776B (zh) 聚乳酸组合物
JP5175421B2 (ja) ステレオコンプレックスポリ乳酸およびその製造方法
JP4580888B2 (ja) ポリ乳酸組成物
WO2007043547A1 (ja) ポリ乳酸組成物
JP2008248176A (ja) ステレオコンプレックスポリ乳酸の製造方法
JP2008248022A (ja) ポリ乳酸組成物
JP2009235198A (ja) ポリ乳酸組成物
JP5190002B2 (ja) ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
JP4809021B2 (ja) ポリ乳酸組成物
JP5129945B2 (ja) ステレオコンプレックスポリ乳酸組成物
JPWO2008120825A1 (ja) ポリ乳酸組成物
JP2008248023A (ja) ポリ乳酸組成物
HK1140223A (en) Polylactic acid composition
JP2008248021A (ja) ポリ乳酸組成物
JP5007032B2 (ja) ステレオコンプレックスポリ乳酸組成物
JP5129944B2 (ja) ポリ乳酸組成物
HK1139169A (zh) 聚乳酸的制备方法
JP2009249460A (ja) ポリ乳酸組成物
HK1140505A (en) Polylactic acid composition

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880010599.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08739930

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020097017490

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009507565

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12593257

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008739930

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0809414

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20090928