CN103328571A - 聚乳酸树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
一种聚乳酸树脂组合物,其含有:聚乳酸树脂,增塑剂、优选为式(4)及/或式(5)所表示的增塑剂,式(1)所表示的脂肪酸聚氧乙二醇酯或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物等的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂。本发明的聚乳酸树脂组合物可适宜地用于日用杂货品、食品包装材料、家电部件、家电部件用包装材料、汽车部件等各种工业用途。
Description
技术领域
本发明涉及聚乳酸树脂组合物。更详细地,本发明涉及二次加工性、尤其是热成型性改善了的聚乳酸树脂组合物,使用该组合物得到的片材,对该片材进行二次加工得到的成型体,该片材的二次加工方法及含有该成型体的包装材料。
背景技术
在食品容器、包装容器中,使用以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等聚烯烃或以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为代表的聚酯等各种塑料。
另一方面,因环境意识的提高,作为这样的树脂的代替品,正在进行具有良好的生物降解性,甚至用于食品容器也安全、优异的环保型树脂的开发,其中,聚乳酸树脂作为具有优异的生物降解性的环保型树脂,正在进行许多讨论。此外,因聚乳酸树脂在透明性方面也优异,故还期待其应用于食品容器、包装容器。
但是,聚乳酸树脂不仅具有硬且脆的物性,其二次加工性也低,在成型为食品容器、包装容器等时,其有柔软性不足、折弯时变白等问题,变成成型体的赋形性差。
因此,现状为聚乳酸树脂的成型品主要限制性地用于硬质成型品领域,为了弥补这些缺点,尝试了添加各种增塑剂等方法。
例如,以增塑剂与聚乳酸的亲和性、抑制由增塑剂的分子量增加引起的渗出(Bleed out)为目标,例如,进行了将乳酸或乳酸低聚物、脂肪族多元羧酸酯或聚乳酸与聚亚烷基醚等的共聚物用作增塑剂的尝试。但是,这些增塑剂在成型时的热稳定性低,得到的成型物的强度差,而且二次加工性的改善不充分,还发生渗出的问题等,出现了各种各样的问题。
另一方面,公开了通过在聚乳酸中组合特定的增塑剂(琥珀酸酯类)及晶体成核剂(有机系晶体成核剂),虽维持了透明性,但还促进了热成型中的结晶化,可提高成型体的耐热性等(参照专利文献1)。此外同样地,公开了通过将滑石用作晶体成核剂,在其中组合非离子性表面活性剂,促进结晶化并使耐热性提高(参照专利文献2)。
然而,作为可代替各种塑料的树脂,以往的聚乳酸树脂的话必须进行更进一步的改良。即,在聚乳酸树脂的热成型中,希望开发:维持透明性,可进行热成型的温度范围广,具有充分的结晶化速度,即可实现充分的热成型性(可兼具赋形性和结晶化的温度范围广)那样的改质剂(添加剂)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-130895号公报
专利文献2:日本特开2007-246624号公报
发明内容
本发明涉及:
〔1〕一种聚乳酸树脂组合物,其含有聚乳酸树脂、增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂,
式(1):
R1-O(A1O)p-R2(1)
〔式中,R1表示碳原子数8~22的烷基、总碳原子数8~22的酰基或氢原子,R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数、其是满足0<p≤300的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种〕
式(2):
[化1]
(式中,R3表示碳原子数1~10的亚烷基,R4及R5表示可以具有取代基的碳原子数5~21的直链或支链烷基,它们可相同或不同)
式(3):
[化2]
(式中,R6表示碳原子数1~10的亚烷基,R7及R8表示可以具有取代基的碳原子数6~22的直链或支链烷基,它们可相同或不同)。
〔2〕一种片材,其含有上述〔1〕所述的聚乳酸树脂组合物,其相对结晶度为80%以下,
〔3〕一种成型体,其是将上述〔2〕所述的片材真空成型或加压成型而成,
〔4〕一种片材的二次加工方法,其特征在于,将上述〔2〕所述的片材真空成型或加压成型,以及
〔5〕一种包装材料,其包含上述〔3〕所述的成型体。
附图说明
图1:图1表示在热成型性评价时使用的模具。
具体实施方式
本发明者等鉴于这样的状况而专心研究,结果发现,除了聚乳酸树脂、增塑剂以外,通过进一步组合特定的晶体成核剂和特定的非离子性表面活性剂,可得到维持透明性的同时,也可兼具热成型中的赋形性和结晶化,即热成型性显著改善了的聚乳酸树脂组合物,从而完成了本发明。
本发明涉及含有可给予聚乳酸树脂充分的二次加工性的添加剂、且二次加工性、尤其是热成型性改善了的聚乳酸树脂组合物,使用该组合物得到的片材,对该片材进行二次加工得到的成型体,该片材的二次加工方法及含有该成型体的包装材料。此外,本发明涉及透明性、耐热性、耐渗出性优异的聚乳酸树脂组合物,使用该组合物得到的片材,对该片材进行二次加工得到的热成型品等成型体,该片材的二次加工方法及含有该成型体的包装材料。
因本发明的聚乳酸树脂组合物的二次加工性,尤其是热成型性优异,故通过对使用本发明的聚乳酸树脂组合物得到的片材、膜等进行热加工,可发挥成型体极易成型这样的效果。此外,因热成型性优异,故本发明的聚乳酸树脂组合物的透明性、耐热性、耐渗出性优异。
本发明的聚乳酸树脂组合物具有1个特征:除了聚乳酸树脂以外,还含有特定的添加剂,即增塑剂、特定的非离子性表面活性剂、特定的晶体成核剂。
(增塑剂)
作为本发明中的增塑剂,没有特别限定可列举出公知的增塑剂,可列举如:邻苯二甲酸二辛酯等邻苯二甲酸酯或琥珀酸二辛酯等琥珀酸酯、己二酸二辛酯等己二酸酯这样的多元羧酸酯、甘油等脂肪族多元醇的脂肪酸酯等,但从使聚乳酸树脂组合物的透明性、耐热性、耐渗出性提高的观点考虑,优选含有式(4)所表示的化合物及/或式(5)所表示的化合物。
式(4):
R9-O(A2O)m-CORCOO-(A2O)n-R10 (4)
(式中,R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数1~4的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其表示0≤m≤5、0≤n≤5且满足1≤m+n≤8的数)
式(5):
R11O-CO-R12-CO-〔(OR13)sO-CO-R12-CO-〕tOR11 (5)
〔式中,R11为碳原子数1~4的烷基,R12为碳原子数2~4的直链亚烷基,R13为碳原子数2~6的亚烷基,s表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其为1~6的整数,t表示(OR13)sO-CO-R12-CO-的重复数,其为1~6的数,其中,全部R12可相同或不同,全部R13可相同或不同〕
因式(4)所表示的羧酸酯具有充分的分子量及热稳定性,此外其与聚乳酸树脂的亲和性高,所以发挥如下效果:耐挥发性优异,可赋予柔软性而不损害组合物的透明性。
式(4)中的R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基。作为碳原子数1~4的烷基,其可以是直链或支链,可具体列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等。在它们之中,从与聚乳酸树脂的亲和性提高的观点考虑,优选碳原子数1~2的烷基,即甲基、乙基。而且,R9及R10可相同或不同。此外,从耐挥发性提高的观点考虑,优选苄基。
式(4)中的R表示碳原子数1~4的亚烷基。作为碳原子数1~4的亚烷基,其可以是直链或支链,可具体列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、四亚甲基等。在它们之中,从与聚乳酸树脂的亲和性、可塑化效率提高的观点考虑,优选碳原子数2~3的亚烷基,即亚乙基、亚丙基、亚异丙基。
式(4)中的A2表示碳原子数2或3的亚烷基,A2O表示氧化亚烷基。作为碳原子数2或3的亚烷基,其可以是直链或支链,可列举出亚乙基、亚丙基、亚异丙基等。而且,m个A2及n个A2可相同或不同。
式(4)中的m及n分别表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0≤m≤5、0≤n≤5且1≤m+n≤8的数。在本发明中,从与聚乳酸树脂的亲和性、可塑化效率的提高的观点考虑,优选0≤m≤5、0≤n≤5且4≤m+n≤8,更优选0≤m≤5、0≤n≤5且6≤m+n≤8,进一步优选m和n分别为3。
从耐挥发性、耐渗出性、可塑化效率提高的观点考虑,优选式(4)所表示的化合物的平均分子量为250以上,更优选为250~700,进一步优选为300~600,更进一步优选为330~500。而且,在本说明书中,可根据在JIS K0070中记载的方法求出皂化值,根据下式通过计算求出增塑剂的平均分子量。
平均分子量=56108×(酯基数)/皂化值
因此,作为式(4)所表示的羧酸酯,
<1>优选下述化合物:R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数1~4的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0≤m≤5、0≤n≤5且1≤m+n≤8的数的化合物,
<2>更优选下述化合物:R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数1~4的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0≤m≤5、0≤n≤5且4≤m+n≤8的数的化合物,
<3>进一步优选下述化合物:R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数1~4的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0≤m≤5、0≤n≤5且6≤m+n≤8的数的化合物,
<4>更进一步优选下述化合物:R9及R10表示碳原子数1~2的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数2~3的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其中,m=3、n=3。
作为这样的式(4)所表示的羧酸酯的具体例子,可列举如:丙二酸、琥珀酸、戊二酸、2-甲基琥珀酸、己二酸等饱和二元羧酸与二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、三甘醇单甲醚、三甘醇单乙醚、四乙二醇单甲醚等聚乙二醇单烷基醚或苄醇的二元酯。其中,从耐渗出性、可塑化效率提高的观点考虑,优选琥珀酸酯,更优选琥珀酸与三甘醇单甲醚的二元酯。此外,从耐挥发性提高的观点考虑,优选己二酸与二甘醇单甲醚/苄醇混合物(重量比:1/1)的酯化合物。
因式(5)所表示的羧酸酯具有充分的分子量及热稳定性,此外其与聚乳酸树脂的亲和性高,故发挥如下效果:耐挥发性优异,可赋予柔软性而不损害组合物的透明性。
式(5)中的R11表示碳原子数1~4的烷基,在1个分子中存在2个,存在于分子的两末端。作为碳原子数1~4的烷基,其可以是直链或支链,作为烷基的碳原子数,从与聚乳酸树脂的相溶性和可塑化效率提高的观点考虑,优选为1~4,更优选为1~2。可具体列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基,其中,从与聚乳酸树脂的相溶性和可塑化效率提高的观点考虑,优选甲基、乙基,更优选甲基。
式(5)中的R12表示碳原子数2~4的直链亚烷基。可具体列举出亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基,其中,从与聚乳酸树脂的相溶性和可塑化效率提高的观点考虑,优选亚乙基。其中,全部R12可相同或不同。
式(5)中的R13表示碳原子数2~6的亚烷基,OR13作为氧化亚烷基,存在于重复单元中。作为碳原子数2~6的亚烷基,其可以是直链或支链,作为亚烷基的碳原子数,从与聚乳酸树脂的相溶性和可塑化效率提高的观点考虑,优选为2~6,更优选为2~3。可具体列举出亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚异丙基、1,2-亚丁基、1,3-亚丁基、1,4-亚丁基、2-甲基-1,3-亚丙基、1,2-亚戊基、1,4-亚戊基、1,5-亚戊基、2,2-二甲基-1,3-亚丙基、1,2-亚己基、1,5-亚己基、1,6-亚己基、2,5-亚己基、3-甲基-1,5-亚戊基,其中,从与聚乳酸树脂的相溶性和可塑化效率提高的观点考虑,优选亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基。其中,全部R13可相同或不同。
s表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其为1~6的整数。从与聚乳酸树脂的相溶性及耐挥发性提高的观点考虑,优选1~3的整数。
t表示(OR13)sO-CO-R12-CO-〔也称作式(5)中的重复单元〕的重复数(平均聚合度),其为1~6的数。从与聚乳酸树脂的相溶性和可塑化效率提高的观点考虑,优选为1~4的数。
因此,作为式(5)所表示的羧酸酯,
<1>优选为下述化合物:R11为碳原子数1~4的烷基,R12为碳原子数2~4的直链亚烷基,R13为碳原子数2~6的亚烷基,s表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其为1~6的整数,t表示(OR13)sO-CO-R12-CO-的重复数,其为1~6的数,其中,全部R12可相同或不同,全部R13可相同或不同的化合物,
<2>更优选为下述化合物:R11为碳原子数1~2的烷基,R12为亚乙基,R13为碳原子数2~3的亚烷基,s表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其为1~3的整数,t表示(OR13)sO-CO-R12-CO-的重复数,其为1~4的数,其中,全部R12可相同或不同,全部R13可相同或不同的化合物。
在这样的式(5)所表示的羧酸酯中,从耐挥发性提高的观点考虑,优选选自琥珀酸、戊二酸、己二酸的至少1种二元酸与选自二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇的至少1种二元醇的低聚酯〔在式(5)中,t=1.2~3〕。
式(4)及式(5)所表示的羧酸酯可使用市售品或根据公知的制备方法合成的羧酸酯,例如式(4)所表示的羧酸酯可根据在日本特开2006-176748号公报中公开的那样的方法制备。
从使聚乳酸树脂组合物的透明性、耐热性、耐渗出性提高的观点考虑,相对于聚乳酸树脂100重量份,优选本发明的聚乳酸树脂组合物中的增塑剂的含量为1~40重量份,更优选为1~30重量份,进一步优选为1~20重量份。还要求非晶片材的耐热性时,优选聚乳酸树脂组合物的玻璃化转变温度高,相对于聚乳酸树脂100重量份,优选本发明的聚乳酸树脂组合物中的增塑剂的含量为1~10重量份,更优选为1~7重量份,进一步优选为1~5重量份。此外,作为式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯在全部增塑剂中的含量,从耐渗出性、可塑化效率、二次加工性提高的观点考虑,优选为60重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为90重量%以上。而且,在本说明书中,式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的含量是指,在组合物中含有的式(4)所表示的羧酸酯和式(5)所表示的羧酸酯的总含量,全部增塑剂是指,在组合物中含有的式(4)所表示的化合物和式(5)所表示的化合物和其他增塑剂的总和。
此外,从耐渗出性、二次加工性、耐热性提高的观点考虑,相对于聚乳酸树脂100重量份,优选本发明的聚乳酸树脂组合物中的式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的含量为1~30重量份,更优选为1~20重量份,进一步优选为1~10重量份。若为1重量份以上,则二次加工性变良好,若为30重量份以下,则可使耐热性、耐渗出性良好。
(非离子性表面活性剂)
作为本发明中的非离子性表面活性剂,其为式(1)所表示的化合物,
式(1):
R1-O(A1O)p-R2 (1)
〔式中,R1表示碳原子数8~22的烷基、总碳原子数8~22的酰基或氢原子,R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0<p≤300的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种〕。
因式(1)所表示的化合物对聚乳酸树脂、晶体成核剂等的亲和性及分散性良好,故通过将其与式(4)所表示的增塑剂组合,发挥可实现热成型中的透明性、充分的热成型性(可兼具赋形性和结晶化的温度范围广)这样的效果。
式(1)中的R1表示碳原子数8~22的烷基、总碳原子数8~22的酰基或氢原子。
作为碳原子数8~22的烷基,其可为直链或支链,可以饱和或不饱和,具体来说,可列举出辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基(月桂基)、十三烷基、十四烷基(肉豆蔻基)、十五烷基、十六烷基(鲸蜡基)、十七烷基、十八烷基(硬脂基)、十九烷基、二十烷基、山嵛基等直链烷基;2-乙基己基、1-十六烷基、异癸基、异硬脂基等支链烷基,除此之外,还可列举出十一碳烯基、油基等不饱和烷基等。作为总碳原子数8~22的酰基,若总碳原子数为8~22,则可以饱和或不饱和,可举例示出辛酰基、壬酰基、癸酰基、十一碳酰基、十二碳酰基(月桂酰基)、十三碳酰基、十四碳酰基、十五碳酰基、十六碳酰基、十七碳酰基、十八碳酰基、十九碳酰基、二十碳酰基、山嵛酰基等直链酰基,除此以外,还可举例示出2-乙基己酰基等支链酰基、来源于油酸的不饱和酰基等。
在它们之中,作为式(1)中的R1,优选为总碳原子数8~22的饱和或不饱和酰基,更优选为总碳原子数10~18的饱和或不饱和酰基。
式(1)中的R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基。
作为碳原子数1~4的烷基,其可为直链或支链,可具体列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基。
作为总碳原子数2~4的酰基,可以饱和或不饱和,可具体举例示出乙酰基、丙酰基、丁酰基等。
在它们之中,R1为碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基时,作为式(1)中的R2,优选为氢原子或甲基,更优选为氢原子。此外,式(1)中的R1为氢原子时,R2也优选为氢原子。
式(1)中的A1表示碳原子数2或3的亚烷基,A1O表示氧化亚烷基。作为碳原子数2或3的亚烷基,其可以是直链或支链,虽可列举出亚乙基、亚丙基、亚异丙基等,但优选为亚乙基或亚异丙基。而且,p个A1O可相同或不同,不同时的重复单元可以为嵌段型或无规型,但优选为嵌段型,优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型的嵌段型,从成型温度范围和透明性的观点考虑,更优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型。
式(1)中的p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,且0<p≤300,R1为碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基时,优选为2≤p≤50,更优选为5≤p≤20。R1为氢原子时优选为10≤p≤200,更优选为20≤p≤100。此外,R1及R2均为氢原子时,优选为10≤p≤200,更优选为20≤p≤100。此外进一步,R1为氢原子时,(A1O)p优选含有不同的A1O,其中更优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型的嵌段型,进一步优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,此时的构成各嵌段单元的A1O的数(p’)分别优选为5≤p’≤80,更优选为5≤p’≤60。进一步,此时的聚氧乙烯(EO)与聚氧丙烯(PO)的重量比(EO/PO)优选为5/95~70/30,更优选为5/95~60/40,进一步优选为10/90~50/50,进一步优选为10/90~40/60,进一步优选为10/90~30/70,进一步优选为15/85~25/75。
从聚乳酸树脂组合物原料的熔融混炼时的流动性、成型时的耐渗出性提高的观点考虑,式(1)所表示的化合物的平均分子量优选为300~100000,更优选为500~50000,进一步优选为500~10000,进一步优选为500~6000。进一步从包含聚乳酸树脂组合物的非晶态的片材的耐热性的观点考虑,进一步优选为1000~6000,更进一步优选为2000~6000。而且,在本说明书中,非离子性表面活性剂的平均分子量可根据在后述的实施例中记载的方法来求出。
因此,作为式(1)所表示的化合物,R1为碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基时,
<1>优选为下述化合物:R1表示碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基,R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0<p≤300的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<2>更优选为下述化合物:R1表示碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基,R2表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足2≤p≤50的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<3>进一步优选为下述化合物:R1表示碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基,R2表示氢原子或甲基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足2≤p≤50的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<4>进一步优选为下述化合物:R1表示总碳原子数8~22的饱和或不饱和的酰基,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足2≤p≤50的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<5>进一步优选为下述化合物:R1表示总碳原子数10~18的饱和或不饱和的酰基,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足2≤p≤50的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<6>进一步优选为下述化合物:R1表示总碳原子数10~18的饱和或不饱和的酰基,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足5≤p≤20的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物。
此外,作为式(1)所表示的化合物,R1为氢原子时,
<1>优选为下述化合物:R1表示氢原子,R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0<p≤300的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<2>更优选为下述化合物:R1表示氢原子,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足10≤p≤200的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种的化合物,
<3>进一步优选为下述化合物:R1表示氢原子,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足10≤p≤200的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基不相同,重复单元为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型的嵌段型,构成各嵌段单元的p’是满足5≤p’≤80的数的化合物,
<4>进一步优选为下述化合物:R1表示氢原子,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足10≤p≤200的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基不相同,重复单元为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,构成各嵌段单元的p’是满足5≤p’≤80的数,聚氧乙烯(EO)与聚氧丙烯(PO)的重量比(EO/PO)为5/95~70/30的化合物,
<5>R1表示氢原子,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足20≤p≤100的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基不相同,重复单元为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,构成各嵌段单元的p’是满足5≤p’≤60的数,聚氧乙烯(EO)与聚氧丙烯(PO)的重量比(EO/PO)为5/95~70/30的化合物。
作为这样的式(1)所表示的化合物的具体例子,例如,碳原子数8~22的脂肪族醇与聚氧乙二醇、聚氧丙二醇的单或二元醚化物,或碳原子数8~22的脂肪酸与聚氧乙二醇或聚氧丙二醇的单或二元酯化物,除此以外,可列举出它们的甲基醚,但从柔软性、与上述式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的相溶性提高的观点考虑,优选为脂肪酸聚氧乙二醇酯、脂肪酸与甲基聚乙二醇的酯、更优选为油酸等长链脂肪酸与聚乙二醇的酯。
式(1)所表示的化合物可以是市售品或使用根据公知的制备方法合成的物质。作为适宜的市售品,可列举如脂肪酸聚氧乙二醇酯(例如,花王公司制,“Emanon(エマノ一ン)4110”等Emanon系列)。此外,作为其他优选的例子,虽可列举出作为高分子型非离子的聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(例如,ADEKA公司制,商品名:Adeka Pluronic(アデカプルロニツク)非离子系列),但从透明性、相溶性、流动性的观点考虑,更优选为在聚氧乙二醇两末端加成聚合环氧丙烷,即所谓的反嵌段型的Adeka Pluronic非离子。具体来说,作为适宜的市售品,可列举如ADEKA公司制Adeka Pluronic25R-2、25R-1等。
在本发明中,在不损害本发明的效果的范围内,可使用除了式(1)所表示的非离子性表面活性剂以外的公知的其他表面活性剂。作为这样的表面活性剂的种类,虽无特别限定,但从避免混炼时的聚乳酸树脂的分解的观点考虑,优选使用除了离子性表面活性剂以外的表面活性剂。
此外,从二次加工性、耐渗出性提高的观点考虑,相对于聚乳酸树脂100重量份,本发明的聚乳酸树脂组合物中的式(1)所表示的非离子性表面活性剂的含量优选为0.1~10重量份,更优选为0.1~5重量份,进一步优选为0.1~3重量份。若为0.1重量份以上,则二次加工性变良好,若为10重量份以下则可使耐渗出性良好。
此外进一步,为了不损害式(4)及式(5)所表示的增塑剂的柔软性的效果,相对于式(4)及式(5)所表示的增塑剂的总量100重量份,优选式(1)所表示的非离子性表面活性剂为1~50重量份,更优选为5~50重量份,进一步优选为5~45重量份。
(晶体成核剂)
作为本发明中的晶体成核剂,其是式(2)及/或式(3)所表示的化合物,
式(2):
[化3]
(式中,R3表示碳原子数1~10的亚烷基,R4及R5表示可以具有取代基的碳原子数5~21的直链或支链烷基,它们可相同或不同)
式(3):
[化4]
(式中,R6表示碳原子数1~10的亚烷基,R7及R8表示可以具有取代基的碳原子数6~22的直链或支链烷基,它们可相同或不同)。
式(2)所表示的化合物具有生成多个聚乳酸树脂的结晶核的效果,其结果是,因聚乳酸树脂形成微晶,故发挥透明性提高这样的效果。
式(2)中的R3表示碳原子数1~10的亚烷基,其可以是直链或支链。可具体列举出亚乙基、亚丙基、四亚甲基、六亚甲基、间亚二甲苯基等。在它们之中,从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为亚乙基、六亚甲基、间亚二甲苯基,更优选为亚乙基。
式(2)中的R4及R5表示可以具有取代基的碳原子数5~21的直链或支链烷基,可以饱和或不饱和,它们可相同或不同。作为R4及R5的取代基,可列举出羟基等。作为R4及R5的具体例子,可举例示出庚基、壬基、十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基、二十一烷基(Henicosyl group)、十七烯基、11-羟基十五烷基等。在它们之中,从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基、十七烯基、11-羟基十五烷基,更优选为11-羟基十五烷基。
因此,作为式(2)所表示的化合物,
<1>优选为下述化合物:R3表示碳原子数1~10的亚烷基,R4及R5表示可以具有取代基的碳原子数5~21的直链或支链烷基,它们可相同或不同的化合物,
<2>更优选为下述化合物:R3表示亚乙基、六亚甲基或间亚二甲苯基,R4及R5表示十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基、十七烯基或11-羟基十五烷基,它们可相同或不同的化合物,
<3>进一步优选为下述化合物:R3表示亚乙基,R4及R5均表示11-羟基十五烷基的化合物。
作为这样的式(2)所表示的化合物的具体例子,可列举出可以具有取代基的总碳原子数8~22的脂肪酸类与乙二胺或1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、间二甲苯二胺等二胺类的二酰胺。在它们之中,从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为亚乙基双脂肪酸酰胺、亚丙基双脂肪酸酰胺、亚丁基双脂肪酸酰胺、六亚甲基双脂肪酸酰胺、间二甲苯双脂肪酸酰胺,更优选为亚乙基双棕榈酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、六亚甲基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、间二甲苯双(12-羟基硬脂酸)酰胺,进一步优选为亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、六亚甲基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、间二甲苯双(12-羟基硬脂酸)酰胺。
式(3)所表示的化合物有生成多个聚乳酸树脂的结晶核的效果,其结果是,因聚乳酸树脂形成微晶,故发挥透明性提高这样的效果。
式(3)中的R6表示碳原子数1~10的亚烷基,其可以是直链或支链。可具体举例示出亚乙基、亚丙基、四亚甲基、六亚甲基、八亚甲基等。这些之中从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为亚乙基、四亚甲基、八亚甲基,更优选为亚乙基、四亚甲基。
式(3)中的R7及R8表示可以具有取代基的碳原子数6~22的直链或支链烷基,可以饱和或不饱和,它们可相同或不同。此外作为R7及R8的取代基可列举出羟基等。作为R7及R8的具体例子,可举例示出辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十二烷基、十八烯基、12-羟基十八烷基等。这些之中从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十八烯基、12-羟基十八烷基,更优选为十六烷基、十八烷基、十八烯基、12-羟基十八烷基。
因此,作为式(3)所表示的化合物,
<1>优选为下述化合物:R6表示碳原子数1~10的亚烷基,R7及R8表示可以具有取代基的碳原子数6~22的直链或支链烷基,它们可相同或不同的化合物,
<2>更优选为下述化合物:R6表示亚乙基、四亚甲基或八亚甲基,R7及R8表示十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十八烯基或12-羟基十八烷基,它们可相同或不同的化合物,
<3>进一步优选为下述化合物:R6表示亚乙基或四亚甲基,R7及R8表示十六烷基、十八烷基、十八烯基或12-羟基十八烷基,它们可相同或不同的化合物。
作为这样的式(3)所表示的化合物的具体例子,可列举出可以具有取代基的碳原子数6~22的脂肪族单胺类与琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸等的二元羧酸类的二酰胺。在它们之中,从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为琥珀酸棕榈双酰胺、琥珀酸硬脂双酰胺、琥珀酸油基双酰胺、琥珀酸-12-羟基硬脂双酰胺、己二酸棕榈双酰胺、己二酸硬脂双酰胺、己二酸油基双酰胺、己二酸-12-羟基硬脂双酰胺,更优选为琥珀酸棕榈双酰胺、琥珀酸硬脂双酰胺、琥珀酸油基双酰胺、琥珀酸-12-羟基硬脂双酰胺。
此外,在式(2)及式(3)所表示的化合物之中,从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为式(2)所表示的双酰胺类。
式(2)及式(3)所表示的化合物可以是市售品或使用根据公知的制备方法合成的物质。
在本发明中,在不损害本发明的效果的范围内,可使用除了式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂以外的公知的其他晶体成核剂。作为其他晶体成核剂,可举例示出天然或合成硅酸盐化合物、氧化钛、硫酸钡、磷酸三钙、碳酸钙、磷酸钠等金属盐或高岭石、埃洛石、滑石、蒙脱石、蛭石(vermiculite)、云母等无机化合物,除此以外,还可举例示出苯膦酸金属盐等。作为它们的含量,从不损害本发明的效果的观点考虑,相对于聚乳酸树脂100重量份,优选为1重量份以下,更优选为0.5重量份以下。作为式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂在全部晶体成核剂中的含量,从聚乳酸树脂组合物的透明性提高的观点考虑,优选为60重量%以上,更优选为80重量%以上,进一步优选为实质上100重量%。而且,式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂的含量是指,在组合物中含有的式(2)所表示的晶体成核剂和式(3)所表示的晶体成核剂的总含量;全部晶体成核剂是指,在组合物中含有的式(2)所表示的晶体成核剂、式(3)所表示的晶体成核剂和其他晶体成核剂的总和。
此外,就本发明的聚乳酸树脂组合物中的式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂的含量而言,从对聚乳酸树脂的相溶性、透明性提高的观点考虑,相对于聚乳酸树脂100重量份,优选为0.01~3重量份,更优选为0.01~2重量份,进一步优选为0.01~1重量份。若为0.01重量份以上则聚乳酸树脂组合物的透明性变良好,若为3重量份以下,则因可维持对聚乳酸树脂的相溶性,故可使透明性良好。
此外进一步,为了不损害式(4)及式(5)所表示的增塑剂的柔软性的效果,相对于式(4)及式(5)所表示的增塑剂的总量100重量份,优选式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂为0.5~50重量份,更优选为0.5~30重量份,进一步优选为1.0~20重量份,更进一步优选为2~10重量份。
在本发明中,通过组合使用式(4)所表示的增塑剂及/或式(5)所表示的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)所表示的晶体成核剂及/或式(3)所表示的晶体成核剂,可实现热成型时的透明性、充分的热成型性(可兼具赋形性和结晶化的温度范围广),其被推断是:因为式(1)所表示的非离子性表面活性剂对聚乳酸树脂、晶体成核剂的亲和性·分散性良好,故各自的分散性提高,变得可发挥上述效果。
(聚乳酸树脂)
本发明中的聚乳酸树脂是指,聚乳酸或乳酸与羟基羧酸的共聚物。作为羟基羧酸,可列举出羟基乙酸、羟基丁酸、羟基吉草酸、羟基戊酸、羟基己酸、羟基庚酸等,优选为羟基乙酸、羟基己酸。
优选的聚乳酸的分子结构包括L-乳酸(L体)或D-乳酸(D体)的任意一个单元80~100摩尔%和其对映体的乳酸单元0~20摩尔%。此外,乳酸与羟基羧酸的共聚物包括L-乳酸或D-乳酸的任意一个单元85~100摩尔%和羟基羧酸单元0~15摩尔%。
从L-乳酸、D-乳酸及羟基羧酸之中选出必须的结构的物质作原料,通过脱水缩聚可制得这些聚乳酸树脂。优选从作为乳酸的环状二聚物的丙交酯、作为羟基乙酸的环状二聚物的乙交酯及己内酯等选出必须的结构的物质通过开环聚合来制得。在丙交酯中有作为L-乳酸的环状二聚物的L-丙交酯、作为D-乳酸的环状二聚物的D-丙交酯、D-乳酸与L-乳酸环状二聚化而成的内消旋丙交酯及作为D-丙交酯与L-丙交酯的外消旋混合物的DL-丙交酯。在本发明中任意一种丙交酯均可使用。其中,主原料优选为D-丙交酯或L-丙交酯。
在本发明中,从聚乳酸树脂组合物的成型性提高的观点考虑,优选使用乳酸成分的光学纯度高的聚乳酸树脂。即,在聚乳酸树脂的全部乳酸成分之内,优选包含80%以上L体或D体,更优选包含90%以上L体或D体,进一步优选包含95%以上L体或D体,进一步优选包含98%以上L体或D体,进一步优选包含99%以上L体或D体。
此外,在本发明中,作为聚乳酸,从聚乳酸树脂组合物的成型性、透明性提高及包含聚乳酸树脂组合物的成型体的强度和耐冲击性的兼具、耐热性提高的观点考虑,也可使用包含使用以不同的异构体为主要成分的乳酸成分得到的两种聚乳酸的立构复合聚乳酸。构成立构复合聚乳酸的一种聚乳酸〔以下,记为聚乳酸(A)〕含有L体90~100摩尔%和包括D体的其他成分0~10摩尔%。另一种聚乳酸〔以下,记为聚乳酸(B)〕含有D体90~100摩尔%和包括L体的其他成分0~10摩尔%。而且,作为上述L体及D体以外的其他成分,可列举出具有可形成2个以上酯键的官能团的二元羧酸、多元醇、羟基羧酸、内酯等,此外,还可以是在分子内具有2个以上未反应的上述官能团的聚酯、聚醚、聚碳酸酯等。
立构复合聚乳酸中的聚乳酸(A)与聚乳酸(B)的重量比〔聚乳酸(A)/聚乳酸(B)〕优选为10/90~90/10,更优选为20/80~80/20,进一步优选为40/60~60/40。
从使包含聚乳酸树脂组合物的成型体的机械物性提高,使挤出成型时的熔融张力降低的观点考虑,聚乳酸树脂的重均分子量优选为100,000以上,从聚乳酸树脂组合物成型时的流动性提高的观点考虑优选为400,000以下。而且,聚乳酸树脂的重均分子量可采用凝胶渗透色谱法(GPC),使用氯仿作为溶剂,使用东曹社制高温SEC柱(GMHHR-H系列)作为柱,以流量1.0mL/min、柱温40℃,使用差示折射率检测器(RI)作为检测器,使用具有已知的分子量的苯乙烯作为参照进行换算来求出。
作为聚乳酸树脂,除了市售的聚乳酸树脂(例如,三井化学社制:商品名lacea(レイシア)H-100、H-280、H-400、H-440等或Nature Works社制:商品名Nature Works PLA/NW3001D、NW4032D等)以外,可列举出由乳酸、丙交酯合成的聚乳酸。从强度、耐热性提高的观点考虑,优选光学纯度90%以上的聚乳酸,例如,优选分子量较高,此外光学纯度高的Nature Works社制聚乳酸(NW4032D等)。
因此,作为本发明的聚乳酸树脂组合物的形态,可列举出以下的形态作为优选的形态。
<1>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂的形态
<2>含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)所表示的晶体成核剂的形态
<3>含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(3)所表示的晶体成核剂的形态
<4>含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及式(3)所表示的晶体成核剂的形态
<5>含有聚乳酸树脂、包含式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)所表示的晶体成核剂的形态
<6>含有聚乳酸树脂、包含式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(3)所表示的晶体成核剂的形态
<7>含有聚乳酸树脂、包含式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及式(3)所表示的晶体成核剂的形态
<8>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)所表示的晶体成核剂的形态
<9>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(3)所表示的晶体成核剂的形态
<10>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及式(3)所表示的晶体成核剂的形态
在它们之中,作为优选例子,可列举出例如,
<11>一种形态,其含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)所表示的晶体成核剂,其中,
式(1)所表示的化合物为所述的化合物:R1表示总碳原子数10~18的饱和或不饱和的酰基,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足5≤p≤20的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种,
<12>一种形态,其含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)所表示的晶体成核剂,其中,
式(1)所表示的化合物为如下所述的化合物:R1表示氢原子,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足20≤p≤100的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基不相同,重复单元为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,构成各嵌段单元的p’是满足5≤p’≤60的数,聚氧乙烯(EO)与聚氧丙烯(PO)的重量比(EO/PO)为5/95~70/30。
此外,本发明的聚乳酸树脂组合物除了含有聚乳酸树脂、包含式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂以外,还可进一步含有水解抑制剂。即,作为本发明的聚乳酸树脂组合物的一个形态,可列举出含有聚乳酸树脂、包含式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的聚乳酸树脂组合物。更详细地,例如,作为本发明的聚乳酸树脂组合物的其他形态,可列举出以下的形态。
<1’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<2’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<3’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<4’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)及式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<5’>含有聚乳酸树脂、包含式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂,式(2)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<6’>含有聚乳酸树脂、包含式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<7’>含有聚乳酸树脂、包含式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)及式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<8’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<9’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
<10’>含有聚乳酸树脂、包含式(4)及式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂、式(2)及式(3)所表示的晶体成核剂以及水解抑制剂的形态
作为水解抑制剂,可列举出聚碳化二亚胺化合物、单碳化二亚胺化合物等碳化二亚胺化合物,从使聚乳酸树脂组合物的耐久性、耐冲击性提高的观点考虑,优选聚碳化二亚胺化合物,从使聚乳酸树脂组合物的耐久性、成型性(流动性)提高的观点考虑,优选单碳化二亚胺化合物。此外,从使包含聚乳酸树脂组合物的成型体的耐久性、耐冲击性、成型性进一步提高的观点考虑,还可将单碳化二亚胺与聚碳化二亚胺并用。
作为聚碳化二亚胺化合物,可列举出聚(4,4’-二苯基甲烷碳化二亚胺)、聚(4,4’-二环己基甲烷碳化二亚胺)、聚(1,3,5-三异丙基苯)聚碳化二亚胺、聚(1,3,5-三异丙基苯及1,5-二异丙基苯)聚碳化二亚胺等,作为单碳化二亚胺化合物,可列举出N,N’-二-2,6-二异丙基苯基碳化二亚胺等。
就上述碳化二亚胺化合物而言,为了满足包含聚乳酸树脂组合物的成型体的耐久性、耐冲击性及成型性,可单独或2种以上组合使用。此外,聚(4,4’-二环己基甲烷碳化二亚胺)可购入Carbodilite(カルボジライト)LA-1(日清纺化学社制)、聚(1,3,5-三异丙基苯)聚碳化二亚胺及聚(1,3,5-三异丙基苯及1,5-二异丙基苯)聚碳化二亚胺可购入Stabaxol(スタバクゾ一ル)P及Stabaxol P-100(Rhein Chemie公司制)、NN’-二-2,6-二异丙基苯基碳化二亚胺可购入Stabaxol I(Rhein Chemie公司制),分别进行使用。
从使包含聚乳酸树脂组合物的成型体的透明性、成型性提高的观点考虑,相对于聚乳酸树脂100重量份,优选水解抑制剂的含量为0.05~3重量份,更优选为0.10~2重量份。
从耐冲击性、韧性等物性提高的观点考虑,本发明的聚乳酸树脂组合物可以含有核壳型橡胶。作为具体例子,可列举出(核:硅酮/丙烯酸聚合物,壳:甲基丙烯酸甲酯聚合物)、(核:硅酮/丙烯酸聚合物,壳:甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物)、(核:丁二烯/苯乙烯聚合物,壳:甲基丙烯酸甲酯聚合物)、(核:丙烯酸聚合物,壳:甲基丙烯酸甲酯聚合物)等。从使透明性提高的观点考虑,优选作为市售品的三菱丽阳公司制:Metablen(メタブレン)S-2006、S-2100、S-2200、W-600A;罗门哈斯公司制:Paraloid(パラロイド)BPM-500。相对于聚乳酸树脂100重量份,核壳型橡胶的含量优选为1~30重量份,更优选为2~20重量份。
本发明的聚乳酸树脂组合物在不妨碍本发明的目的达成的范围内,即在不损害热成型性等二次加工性的范围内可含有填充剂(无机填充剂、有机填充剂)、阻燃剂、抗氧化剂、烃系蜡类或作为阴离子型表面活性剂的润滑剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、防雾剂、光稳定剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、发泡剂等作为上述以外的其他成分。此外同样地,在不损害本发明的效果的范围内还可添加其他高分子材料、其他树脂组合物。
本发明的聚乳酸树脂组合物只要含有聚乳酸树脂、包含式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂就可没有特别限定地制备,例如,可以将含有聚乳酸树脂、包含式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂、进一步根据需要的各种添加剂的原料使用密闭式捏合机、单螺杆或双螺杆挤出机、开放辊型混炼机等公知的混炼机进行熔融混炼来制备。而且,原料预先使用亨舍尔混合机、超级混合机(Super mixer)等混合均匀后,还可供于熔融混炼。
从提高聚乳酸树脂组合物的成型性及防止劣化的观点考虑,熔融混炼温度优选为160~220℃,更优选为170~200℃,进一步优选为180~190℃。熔融混炼时间根据熔融混炼温度、混炼机的种类的不同而不能一概确定,但优选为15~900秒钟。
得到的熔融混炼物的玻璃化转变温度(Tg)根据式(1)~(5)所表示的化合物、其他添加剂的含量的不同而不能一概确定,但优选为30~60℃,更优选为30~55℃,进一步优选为35~55℃。此外,将进行热成型之前的非晶态的片材保存于仓库或运输时,从非晶片材的耐热性的观点考虑优选为40~58℃,更优选为45~58℃。
此外,结晶温度(Tc)根据式(1)~(5)所表示的化合物、其他添加剂的含量的不同而不能一概确定,但优选为50~110℃,更优选为50~100℃,进一步优选为60~90℃。而且,在本说明书中,聚乳酸树脂组合物的玻璃化转变温度(Tg)及结晶温度(Tc)可以使用例如DSC测定装置来测定。具体来说,可列举出根据JIS K7121,对7.5mg测定样品量,升温条件为从25℃到200℃以每分钟15℃进行测定的方法。
因这样得到的熔融混炼物的热成型性等二次加工性优异,故本发明还提供可被加工成耐热性优异的成型品等的、非晶态或半结晶态的成型体(例如,片状成型体)。而且,在本说明书中,非晶态是表示对结晶区域来说非晶区域足够多的状态,具体来说,其是指根据后述试验例5的方法求出的相对结晶度不足60%的状态、通过与半结晶态同样的方法求出的相对结晶度为60~80%的状态。因此,非晶态或半结晶态的成型体是指相对结晶度为80%以下的成型体。
就非晶态或半结晶态的成型体而言,例如,将本发明的聚乳酸树脂组合物成型为片状成型体时,可通过挤出成型、加压成型来制备。
就挤出成型而言,使填充于加热了的挤出机的本发明的聚乳酸树脂组合物熔融后从T型冲模挤出,使此挤出的片状成型物立即与冷却辊接触,将片材冷却至Tg以下,从冷却辊分离,将它们卷绕于卷绕辊,可制得片状成型体。
从将聚乳酸树脂组合物均匀混合且防止聚乳酸树脂的劣化的观点考虑,挤出机的温度优选为170~240℃,更优选为175~220℃,进一步优选为180~210℃。此外,从制得非晶态或半结晶态的成型体的观点考虑优选冷却辊的温度为40℃以下,更优选为30℃以下,进一步优选为10℃以下。
此外,从使非晶质区域的成型性提高的观点考虑,优选挤出速度为1~200m/分钟,更优选为5~150m/分钟,进一步优选为10~100m/分钟。
通过加压成型使片状成型体成型时,可利用具有片材形状的框将本发明的聚乳酸树脂组合物围绕而进行加压成型来制备。
作为加压成型的温度和压力,例如,制备非晶态或半结晶态的成型体时,优选在170~240℃的温度、5~30MPa的压力的条件下,更优选在175~220℃的温度、10~25MPa的压力的条件下,进一步优选在180~210℃的温度、10~20MPa的压力的条件下进行加压。加压时间根据加压的温度和压力的不同而不能一概确定,但优选为1~10分钟,更优选为2~8分钟,进一步优选为3~6分钟。
此外,在上述条件下加压后立即优选在0~40℃的温度、5~30MPa的压力的条件下,更优选在10~30℃的温度、10~25MPa的压力的条件下,进一步优选在10~20℃的温度、10~20MPa的压力的条件下加压然后冷却。加压时间根据加压的温度和压力的不同而不能一概确定,但为了将本发明的聚乳酸树脂组合物充分冷却而制成非晶或半结晶态,优选为10秒钟~10分钟,更优选为20秒钟~10分钟,进一步优选为30秒钟~10分钟。
制备非晶态或半结晶态的片状成型体时,从得到其厚度均匀的成型体(二次加工品)的观点考虑,优选为0.1~1.5mm,更优选为0.2~1.4mm,进一步优选为0.3~1.2mm。
因这样得到的非晶态或半结晶态的片材的可热成型的温度范围大、热成型性良好,故二次加工变容易。此外,因式(1)所表示的非离子性表面活性剂对聚乳酸树脂的亲和性良好,故其耐渗出性优异。因此,本发明的非晶态或半结晶态的片材可适宜用于二次加工用途。
此外,在本发明中,例如,可以使用真空加压成型机,将本发明的非晶态或半结晶态的片材设置于模具内,将模具内保持在加压或非加压状态下进行成型,由此制成成型体(二次加工品)。因此,本发明还提供将本发明的非晶态或半结晶态的片材进行二次加工得到的成型体(二次加工品)。即,本发明提供:将使用本发明的聚乳酸树脂组合物制得的片材进行真空成型或加压成型而成的成型体以及使用本发明的聚乳酸树脂组合物制得的片材的二次加工方法。
真空成型或加压成型而成的成型体没有特别限定可根据公知的方法成型,例如,可以使用真空加压成型机等,将由上述制备的非晶态或半结晶态的片材加热至聚乳酸树脂的Tg以上,使用模具在真空状态下成型为所希望的形状来制得。
作为模具温度,从聚乳酸树脂组合物的结晶化速度提高及加工性提高的观点考虑,优选为120℃以下,更优选为115℃以下,进一步优选为110℃以下。此外,优选为70℃以上,更优选为75℃以上,进一步优选为80℃以上。从这样的观点考虑,优选模具温度为70~120℃,更优选为75~115℃,进一步优选为80~110℃。
从包含聚乳酸树脂组合物的成型体的耐热性及生产率提高的观点考虑,例如在80℃的模具中,在模具内的保持时间优选为2~60秒钟,更优选为3~30秒钟,进一步优选为5~20秒钟。因本发明的聚乳酸树脂组合物的结晶化速度快,故即使是像上述那样的较短的保持时间也能制得具有充分的耐热性的成型体。
因本发明的非晶态或半结晶态的片材的热成型性良好,故这样得到的成型体的嵌合性优异。此外,因由式(4)及/或式(5)所表示的化合物引起的软质化效果优异,故得到的膜的结晶性高,其耐热性、透明性优异。
而且,在本发明中,可以通过将由上述得到的非晶态或半结晶态的片材优选地在60~120℃,更优选地在70~110℃的温度下维持进行结晶化来制成结晶片。
作为使用本发明的聚乳酸树脂组合物制得的片材的二次加工方法,只要是将该片材成型制备上述成型体的方法就没有特别限定,同上。
因这样制得的本发明的成型体的结晶性高并且耐渗出性、耐热性、透明性优异,故可用于日用杂货品、家电部件、家电部件用包装材料、汽车部件等各种各样的工业用途,其中,可适宜地用作以食品包装为首的各种包装材料。
实施例
以下,示出实施例及比较例对本发明加以具体说明,但本发明不限于下述实施例。而且,室温是指15~30℃。
〔增塑剂、非离子性表面活性剂的平均分子量〕
根据JIS K0070中记载的方法求出皂化值,根据下式通过计算求出平均分子量。
平均分子量=56108×(酯基数)/皂化值
增塑剂的制备例1(琥珀酸与三甘醇单甲醚的二元酯)
在配备搅拌机、温度计、脱水管的3L烧瓶中,加入琥珀酸酐500g、三甘醇单甲醚2463g、对甲苯磺酸一水合物9.5g,边在内部空间吹入氮气(500mL/分钟)边在减压下(4~10.7kPa)、110℃下使其反应15小时。反应液的酸值为1.6(KOHmg/g)。在反应液中添加27g吸附剂Kyoward(キヨ一ワ一ド)500SH(协和化学工业社制)然后在80℃、2.7kPa下搅拌45分钟过滤后,在液温115~200℃、压力0.03kPa下蒸馏除去三甘醇单甲醚,冷却至80℃后,减压过滤残余液体,作为滤液,得到琥珀酸与三甘醇单甲醚的二元酯〔(MeEO3)2SA〕。得到的二元酯的重均分子量为410、粘度(23℃)为27mPa·s、酸值为0.2KOHmg/g、皂化值为274KOHmg/g、羟值为1KOHmg/g以下、色相为APHA200。
增塑剂的制备例2(琥珀酸与二甘醇的低聚酯)
在四口烧瓶(带有搅拌机、温度计、滴液漏斗、蒸馏管、氮气进气管)中加入二甘醇999g(9.41摩尔)及28%含甲醇钠的甲醇溶液23.6g(甲醇钠0.122摩尔),边在常压(101.3kPa)、120℃下搅拌0.5小时边蒸馏出甲醇后,边用3小时滴入琥珀酸二甲酯(和光纯药工业社制)4125g(28.2摩尔)使其反应,边同时蒸馏出反应生成的甲醇。接着,在压力50~760mmHg、75℃下蒸馏出甲醇后,再添加含28%甲醇钠的甲醇溶液4.4g(甲醇钠0.023摩尔),在压力22~760mmHg、100℃下蒸馏出甲醇。添加Kyoward600S(协和化学工业社制)41g,在压力30mmHg、80℃下搅拌1小时后,进行减压过滤。在压力2mmHg、70~190℃下加热滤液,蒸馏除去未反应的琥珀酸二甲酯,得到琥珀酸与二甘醇的低聚酯〔MeSA-DEG(t=1.5)〕。
实施例1~18、比较例1~8及参考例1
按表1~3中所示的量使用表1~3中所示的原料,利用PARKER公司制双螺杆挤出混炼机(HK-25D),在混炼温度180℃、转速90转/分钟下进行10分钟混炼,制备聚乳酸树脂组合物。
而且,表1~3中的原料同下。
<聚乳酸树脂>
NW4032D:聚乳酸树脂,NatureWorks LLC公司制,NatureWorks4032D,光学纯度98.5%,熔点160℃,重均分子量180000
<增塑剂>
(MeEO3)2SA:通过上述增塑剂的制备例1制备的琥珀酸与三甘醇单甲醚的二元酯化合物,平均分子量为410,式(4)中的R9及R10为甲基,R为亚乙基,A2为亚乙基,m=3、n=3的化合物
DAIFATTY-101:己二酸与二甘醇单甲醚/苄醇=1/1混合物的二元酯,大八化学工业社制,平均分子量为338,式(4)中的R9为甲基,R10为苄基,R为四亚甲基,A2为亚乙基,m=2、n=0的化合物
MeSA-DEG(t=1.5):通过上述增塑剂的制备例2制备的琥珀酸与二甘醇的低聚酯,平均分子量为430,式(5)中的R11为甲基,R12为亚乙基,R13为亚乙基,s=2、t=1.5的化合物
<非离子性表面活性剂>
Emanon4110:油酸聚氧乙二醇单酯,花王公司制,平均分子量为680,式(1)中的R1为来源于油酸的不饱和酰基,R2为氢原子,A1为亚乙基,p为9的化合物
Adeka Pluronic25R-2:聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物,ADEKA公司制,平均分子量为3500,式(1)中的R1及R2为氢原子,(A1O)p为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,聚氧亚丙基的总计p’为47,聚氧亚乙基的总计p’为16,式(1)中的总计p为63的化合物
Poem(ポエム)J-0081HV:硬脂酸十甘油酯,理研vitamin公司制
Emanon1112:月桂酸聚氧乙二醇单酯,花王公司制,平均分子量为685,式(1)中的R1为来源于月桂酸的酰基,R2为氢原子,A1为亚乙基,p为11的化合物
Adeka Pluronic25R-1:聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物,ADEKA公司制,平均分子量为3050,式(1)中的R1及R2为氢原子,(A1O)p为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,聚氧亚丙基的总计p’为47,聚氧亚乙基的总计p’为7,式(1)中的总计p为54的化合物
EmalexGIS-120:异硬脂酸聚氧乙烯甘油酯(EO20摩尔),日本乳化(Nihon Emulsion)公司制
<晶体成核剂>
SLIPACKS H:亚乙基双-12-羟基硬脂酸酰胺,日本化成社制,式(2)中的R4及R5为11-羟基十五烷基,R3为亚乙基的化合物
滑石:micro ace(マイクロエ一ス)P-6,日本talc公司制
SLIPACKS ZHH:六亚甲基双-12-羟基硬脂酸酰胺,日本化成社制,式(2)中的R4及R5为11-羟基十五烷基,R3为六亚甲基的化合物
SLIPACKS8:亚乙基双辛酸酰胺,日本化成社制,式(2)中的R4及R5为庚基,R3为亚乙基的化合物
SLIPACKS0:亚乙基双辛酸酰胺,日本化成社制,式(2)中的R4及R5为十七烷基,R3为亚乙基的化合物
NJSTAR TF-1:均苯三甲酸三环己酰胺,新日本理化社制
<水解抑制剂>
Carbodilite LA-1:聚碳化二亚胺,日清纺化学社制
非晶态的片材的制备
关于制得的聚乳酸树脂组合物,使用金属板(铁板)和厚度0.4mm、20cm正方形的金属制间隔框(宽度1cm)共两张,在框内的中央夹入规定量(约22g)的聚乳酸树脂组合物,使用东洋精机社制的自动加压成型机,首先在180℃/4MPa的温度/压力下加压2分钟后,接着在180℃/20MPa的温度/压力下加压2分钟,之后,立即迅速冷却至室温制得片材。将制得的片材(厚度0.4mm)切成15cm×15cm的正方形。
结晶状态的片材的制备
关于制得的聚乳酸树脂组合物,使用金属板(铁板)和厚度0.4mm、20cm正方形的金属制间隔框(宽度1cm)共两张,在框内的中央夹入规定量(约20g)的聚乳酸树脂组合物,使用东洋精机社制的自动加压成型机,首先在180℃/4MPa的温度/压力下加压2分钟后,接着在180℃/20MPa的温度/压力下加压2分钟,之后,迅速冷却至室温制得非晶态的片材。将制得的片材进一步在80℃/10MPa的温度/压力下加压3分钟后,放置冷却至室温从间隔框取出,制得20cm正方形的片材。
关于制得的组合物及片材,根据以下试验例1~6来评价特性。结果显示在表1~3中。
试验例1<耐渗出性的评价>
关于各组合物的结晶状态的片材,通过目视观察片材的表面,确认了渗出的有无。将完全未确认到渗出的情况记为“A”,将仅确认到一点渗出的情况记为“B”,将确认到大量渗出的情况记为“C”。而且,关于参考例1,因未使用除了聚乳酸树脂以外的原料,且未渗出,故未进行评价。
试验例2<嵌合性评价>
就嵌合性评价而言,使用单发真空加压成型机(脇坂制作所社制,FVS-500P WAKITEC),将上述切出的非晶态的片材安装在导杆(Guide)上,通过改变在将加热器温度设定成400℃的加热器内部中的保持时间,对片材进行加热直至片材的表面的温度变至表2中显示的温度。使用设定成在各表中记载的温度的上下模具对加热至各温度的片材进行真空成型,在模具内保持10秒钟然后取出真空成型体(盖)。使制得的盖嵌合于市售品的容器(商品名汤吞90志野CP化成社制)的主体部分(φ81mm高度51mm材质加入了PP的低发泡PS制),将可容易地嵌合的情况记为“A”,将除此以外的情况记为“B”。就片材的表面的温度而言,利用表面温度计直接测定加热后的片材的表面温度。而且,在图1中表示使用的模具。
试验例3<耐热性评价1>
将通过上述嵌合性评价得出的可容易地嵌合的成型体浸渍于80℃的热水之中30秒后,将嵌合性不发生变化的情况记为“A”,将嵌合性大幅变化的情况记为“B”。
试验例4<透明性评价>
切取通过上述嵌合性评价得出的可容易地嵌合的成型体的一部分,利用雾度计(HM-150型村上色彩技术研究所社制),测定雾度值,将其作为透明度的指标。雾度值越小表示透明性越优异。
试验例5<结晶性的评价>
切取上述非晶态的片材及通过上述嵌合性评价得出的可容易地嵌合的成型体的一部分,求出相对结晶度。具体来说,使用PerkinElmer制DSC,以15℃/min使其从25℃升温至200℃,由观察到的冷结晶放热峰的绝对值ΔHc和结晶熔融峰的绝对值ΔHm根据下式求出相对结晶度。
相对结晶度(%)=((ΔHm-ΔHc)/ΔHm)×100
试验例6<耐热性评价2>
关于非晶态的片材,切出12cm×12cm的样品,画出纵横各10cm间隔的划线,根据在JIS K7133中记载的方法,在各温度一定下放置24小时,测定各自的加热尺寸变化(热收缩率)。对温度从25℃到60℃为止以1℃为单位对各温度下的热收缩率进行测定,将在纵向或横向较大的热收缩率为0.3%以下的最大的温度作为非晶片的耐热性。
[表1]
*各原料的用量表示相对于聚乳酸树脂100重量份的用量(重量份)。
1)表示相对于增塑剂100重量份的非离子性表面活性剂的用量(重量份)。
2)表示相对于增塑剂100重量份的晶体成核剂的用量(重量份)。
[表2]
*各原料的用量表示相对于聚乳酸树脂100重量份的用量(重量份)。
1)表示相对于增塑剂100重量份的非离子性表面活性剂的用量(重量份)。
2)表示相对于增塑剂100重量份的晶体成核剂的用量(重量份)。
[表3]
*各原料的用量表示相对于聚乳酸树脂100重量份的用量(重量份)。
1)表示相对于增塑剂100重量份的非离子性表面活性剂的用量(重量份)。
2)表示相对于增塑剂100重量份的晶体成核剂的用量(重量份)。
根据表1~3,就含有特定的增塑剂、非离子性表面活性剂、晶体成核剂的组合的树脂组合物而言,即使在加热区的保持时间不同而片材的表面的温度变化,可获得充分的嵌合性的温度区域(成型温度范围)也广,且在该范围内得到的成型体的耐热性、透明性、结晶性也良好。此外,根据表2,特定的非离子性表面活性剂的分子量大、增塑剂的添加量更少的情况的非晶态的片材的耐热性良好。
本发明的聚乳酸树脂组合物可适宜地用于日用杂货品、食品包装材料、家电部件、家电部件用包装材料、汽车部件等各种各样的工业用途。
本发明可涉及下述任意一项;
<1>
一种聚乳酸树脂组合物,其含有聚乳酸树脂、增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂,
式(1):
R1-O(A1O)p-R2 (1)
〔式中,R1表示碳原子数8~22的烷基、总碳原子数8~22的酰基或氢原子,R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0<p≤300的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种〕
式(2):
[化5]
(式中,R3表示碳原子数1~10的亚烷基,R4及R5表示可以具有取代基的碳原子数5~21的直链或支链烷基,它们可相同或不同)
式(3):
[化6]
(式中,R6表示碳原子数1~10的亚烷基,R7及R8表示可以具有取代基的碳原子数6~22的直链或支链烷基,它们可相同或不同)。
<2>
根据<1>所述的聚乳酸树脂组合物,其中,增塑剂含有式(4)所表示的化合物及/或式(5)所表示的化合物,
式(4):
R9-O(A2O)m-CORCOO-(A2O)n-R10 (4)
(式中,R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数1~4的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,它们表示0≤m≤5、0≤n≤5且满足1≤m+n≤8的数)
式(5):
R11O-CO-R12-CO-〔(OR13)sO-CO-R12-CO-〕tOR11 (5)
〔式中,R11为碳原子数1~4的烷基,R12为碳原子数2~4的直链亚烷基,R13为碳原子数2~6的亚烷基,s表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其为1~6的整数,t表示(OR13)sO-CO-R12-CO-的重复数,其为1~6的数,其中,全部R12可相同或不同,全部R13可相同或不同〕
<3>
根据<2>所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)中的R9及R10分别独立地优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基或苄基,更优选为甲基或乙基。
<4>
根据<2>或<3>所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)中的R优选为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基,亚丁基、异亚丁基或四亚甲基,更优选为亚乙基、亚丙基或亚异丙基。
<5>
根据<2>~<4>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)中的A2优选为亚乙基、亚丙基或亚异丙基。
<6>
根据<2>~<5>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)中的m及n优选为0≤m≤5、0≤n≤5且满足1≤m+n≤8的数,更优选为0≤m≤5、0≤n≤5且满足4≤m+n≤8的数,进一步优选为0≤m≤5、0≤n≤5且满足6≤m+n≤8的数,进一步优选分别为3。
<7>
根据<2>~<6>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)所表示的化合物的平均分子量优选为250以上,更优选为250~700,进一步优选为300~600,进一步更优选为330~500。
<8>
根据<2>~<7>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)所表示的化合物优选为琥珀酸酯,更优选为琥珀酸与三甘醇单甲醚的二元酯。
<9>
根据<2>~<7>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(4)所表示的化合物优选为己二酸与二甘醇单甲醚/苄醇混合物(重量比:1/1)的酯化合物。
<10>
根据<2>所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(5)中的R11优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基或叔丁基,更优选为甲基或乙基,进一步优选为甲基。
<11>
根据<2>或<10>所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(5)中的R12优选为亚乙基、1,3-亚丙基或1,4-亚丁基,更优选为亚乙基。
<12>
根据<2>、<10>~<11>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(5)中的R13优选为亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚异丙基、1,2-亚丁基、1,3-亚丁基、1,4-亚丁基、2-甲基-1,3-亚丙基、1,2-亚戊基、1,4-亚戊基、1,5-亚戊基、2,2-二甲基-1,3-亚丙基、1,2-亚己基、1,5-亚己基、1,6-亚己基、2,5-亚己基或3-甲基-1,5-亚戊基,更优选为亚乙基、1,2-亚丙基或1,3-亚丙基。
<13>
根据<2>、<10>~<12>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(5)中的s优选为1~6的整数,更优选为1~3的整数。
<14>
根据<2>、<10>~<13>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(5)中的t优选为1~6的数,更优选为1~4的数。
<15>
根据<2>、<10>~<14>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(5)所表示的化合物优选为选自琥珀酸、戊二酸、己二酸中的至少1种二元酸与选自二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇中的至少1种二元醇的低聚酯〔式(5)中,t=1.2~3〕。
<16>
根据<2>、<10>~<15>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,在聚乳酸树脂组合物中,相对于聚乳酸树脂100重量份,式(4)及/或式(5)所表示的羧酸酯的含量优选为1~30重量份,更优选为1~20重量份,进一步优选为1~10重量份。
<17>
根据<1>~<16>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(1)中的R1优选为碳原子数8~22的烷基、总碳原子数8~22的酰基或氢原子,更优选为碳原子数8~22的直链或支链,饱和或不饱和的烷基、总碳原子数8~22的饱和或不饱和的酰基或氢原子,进一步优选为碳原子数8~22的直链或支链,饱和或不饱和的烷基、总碳原子数10~18的饱和或不饱和的酰基或氢原子。
<18>
根据<1>~<17>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(1)中的R2优选为氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,更优选为氢原子;甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基;或乙酰基、丙酰基、丁酰基。
<19>
根据<1>~<18>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,在R1为碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基时优选式(1)中的R2为氢原子或甲基,更优选为氢原子。
<20>
根据<1>~<19>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,在R1为氢原子时式(1)中的R2优选为氢原子。
<21>
根据<1>~<20>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,式(1)中的A1优选为亚乙基、亚丙基或亚异丙基,更优选为亚乙基或亚异丙基。
<22>
根据<1>~<21>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(1)中的p个A1O可相同或不同,不同时的重复单元优选为嵌段型或无规型,更优选为嵌段型,进一步优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型的嵌段型,进一步优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型。
<23>
根据<1>~<22>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,式(1)中的p优选为0<p≤300,R1为碳原子数8~22的烷基或总碳原子数8~22的酰基时,优选为2≤p≤50,更优选为5≤p≤20,R1为氢原子时,优选为10≤p≤200,更优选为20≤p≤100。
<24>
根据<1>~<23>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,式(1)中的R1为氢原子时(A1O)p优选含有不同的A1O,更优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型的嵌段型,进一步优选为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,此时的构成各嵌段单元的p’的数分别优选为5≤p’≤80,更优选为5≤p’≤60,聚氧乙烯(EO)与聚氧丙烯(PO)的重量比(EO/PO)优选为5/95~70/30,更优选为5/95~60/40,进一步优选为10/90~50/50,进一步优选为10/90~40/60,进一步优选为10/90~30/70,进一步优选为15/85~25/75。
<25>
根据<1>~<24>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(1)所表示的化合物的平均分子量优选为300~100000,更优选为500~50000,进一步优选为500~10000,进一步优选为500~6000。
<26>
根据<1>~<25>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(1)所表示的化合物除了碳原子数8~22的脂肪族醇与聚氧乙二醇、聚氧丙二醇的单或二元醚化物或碳原子数8~22的脂肪酸与聚氧乙二醇、聚氧丙二醇的单或二元酯化物以外,优选为它们的甲基醚体,更优选为脂肪酸聚氧乙二醇酯、脂肪酸与甲基聚乙二醇的酯,进一步优选为油酸等长链脂肪酸与聚乙二醇的酯。
<27>
根据<1>~<26>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,在聚乳酸树脂组合物中,相对于聚乳酸树脂100重量份,式(1)所表示的化合物的含量优选为0.1~10重量份,更优选为0.1~5重量份,进一步优选为0.1~3重量份。
<28>
根据<2>~<27>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,相对于式(4)及式(5)所表示的增塑剂的总量100重量份,式(1)所表示的化合物的含量优选为1~50重量份,更优选为5~50重量份,进一步优选为5~45重量份。
<29>
根据<1>~<28>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(2)中的R3优选为亚乙基、亚丙基、四亚甲基、六亚甲基或间亚二甲苯基,更优选为亚乙基、六亚甲基或间亚二甲苯基,进一步优选为亚乙基。
<30>
根据<1>~<29>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,式(2)中的R4及R5分别独立地优选为庚基、壬基、十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基、二十一烷基、十七烯基或11-羟基十五烷基,更优选为十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基、十七烯基或11-羟基十五烷基,进一步优选为11-羟基十五烷基。
<31>
根据<1>~<30>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(2)所表示的化合物优选为亚乙基双脂肪酸酰胺、亚丙基双脂肪酸酰胺、亚丁基双脂肪酸酰胺、六亚甲基双脂肪酸酰胺、间二甲苯双脂肪酸酰胺,更优选为亚乙基双棕榈酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、六亚甲基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、间二甲苯双(12-羟基硬脂酸)酰胺,进一步优选为亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、六亚甲基双(12-羟基硬脂酸)酰胺、间二甲苯双(12-羟基硬脂酸)酰胺。
<32>
根据<1>~<31>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,式(3)中的R6优选为亚乙基、亚丙基、四亚甲基、六亚甲基或八亚甲基,更优选为亚乙基、四亚甲基或八亚甲基,进一步优选为亚乙基或四亚甲基。
<33>
根据<1>~<32>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(3)中的R7及R8分别独立地优选为辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十二烷基、十八烯基或12-羟基十八烷基,更优选为十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十八烯基或12-羟基十八烷基,进一步优选为十六烷基、十八烷基、十八烯基或12-羟基十八烷基。
<34>
根据<1>~<33>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,式(3)所表示的化合物优选为琥珀酸棕榈双酰胺、琥珀酸硬脂双酰胺、琥珀酸油基双酰胺、琥珀酸-12-羟基硬脂双酰胺、己二酸棕榈双酰胺、己二酸硬脂双酰胺、己二酸油基双酰胺、己二酸-12-羟基硬脂双酰胺,更优选为琥珀酸棕榈双酰胺、琥珀酸硬脂双酰胺、琥珀酸油基双酰胺、琥珀酸-12-羟基硬脂双酰胺。
<35>
根据<1>~<34>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,相对于聚乳酸树脂100重量份,聚乳酸树脂组合物中的式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂的含量优选为0.01~3重量份,更优选为0.01~2重量份,进一步优选为0.01~1重量份。
<36>
根据<1>~<35>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,相对于式(4)及式(5)所表示的增塑剂的总量100重量份,式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂的含量优选为0.5~50重量份,更优选为0.5~30重量份,进一步优选为1.0~20重量份,更进一步优选为2~10重量份。
<37>
根据<1>~<36>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其还含有水解抑制剂。
<38>
根据<1>~<37>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,相对于聚乳酸树脂100重量份,水解抑制剂的含量优选为0.05~3重量份,更优选为0.10~2重量份。
<39>
根据<1>~<38>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,聚乳酸树脂组合物的熔融混炼物的玻璃化转变温度(Tg)优选为30~60℃,更优选为30~55℃,进一步优选为35~55℃。
<40>
根据<1>~<39>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,聚乳酸树脂组合物的熔融混炼物的结晶温度(Tc)优选为50~110℃,更优选为50~100℃,进一步优选为60~90℃。
<41>
一种片材,其含有<1>~<40>中的任意一项所述的聚乳酸树脂组合物,其相对结晶度为80%以下。
<42>
一种成型体,其是将<41>所述的片材真空成型或加压成型而成的。
<43>
一种片材的二次加工方法,其特征在于,对<41>所述的片材进行真空成型或加压成型。
<44>
一种包装材料,其包含<42>所述的成型体。
Claims (17)
1.一种聚乳酸树脂组合物,其含有聚乳酸树脂、增塑剂、式(1)所表示的非离子性表面活性剂以及式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂,其中,式(1):
R1-O(A1O)p-R2 (1)
式中,R1表示碳原子数8~22的烷基、总碳原子数8~22的酰基或氢原子,R2表示氢原子、碳原子数1~4的烷基或总碳原子数2~4的酰基,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足0<p≤300的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基可相同或不同,不同时的重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种,
式(2):
式中,R3表示碳原子数1~10的亚烷基,R4及R5表示可以具有取代基的碳原子数5~21的直链或支链烷基,它们可相同或不同,
式(3):
式中,R6表示碳原子数1~10的亚烷基,R7及R8表示可以具有取代基的碳原子数6~22的直链或支链烷基,它们可相同或不同。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
增塑剂含有式(4)所表示的化合物及/或式(5)所表示的化合物,
式(4):
R9-O(A2O)m-CORCOO-(A2O)n-R10 (4)
式中,R9及R10表示碳原子数1~4的烷基或苄基,其中,R9及R10可相同或不同,R表示碳原子数1~4的亚烷基,A2表示碳原子数2或3的亚烷基,其中,m或n个A2可相同或不同,m及n表示各氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其表示0≤m≤5、0≤n≤5且满足1≤m+n≤8的数,
式(5):
R11O-CO-R12-CO-〔(OR13)sO-CO-R12-CO-〕tOR11 (5)
式中,R11为碳原子数1~4的烷基,R12为碳原子数2~4的直链亚烷基,R13为碳原子数2~6的亚烷基,s表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数、其为1~6的整数,t表示(OR13)sO-CO-R12-CO-的重复数、其为1~6的数,其中,全部R12可相同或不同,全部R13可相同或不同。
3.根据权利要求2所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
相对于聚乳酸树脂100重量份,式(4)所表示的化合物的含量为1~30重量份,式(1)所表示的非离子性表面活性剂的含量为0.1~10重量份且式(2)及/或式(3)所表示的晶体成核剂的含量为0.01~3重量份。
4.根据权利要求2或3所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
相对于式(4)所表示的化合物100重量份,式(1)所表示的非离子性表面活性剂为1~50重量份。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
式(1)中的R1表示总碳原子数8~22的酰基,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2的亚烷基,p是满足2≤p≤50的数。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
式(1)中的R1及R2表示氢原子,p是满足10≤p≤200的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基不相同,重复单元可以是嵌段型、无规型中的任一种。
7.根据权利要求6所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
式(1)中的(A1O)所表示的p个氧化亚烷基构成聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,所述嵌段的各重复单元数(p’)分别独立地为5≤p’≤80。
8.根据权利要求6或7所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
式(1)中的(A1O)所表示的p个氧化亚烷基构成聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,聚氧乙烯即EO与聚氧丙烯即PO的重量比即EO/PO为5/95~70/30。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
晶体成核剂包含式(2)所表示的化合物。
10.根据权利要求2~9中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
增塑剂包含式(4)所表示的化合物。
11.根据权利要求2~10中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其包含下述化合物:式(1)中的R1表示总碳原子数8~22的酰基,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2的亚烷基,p是满足2≤p≤50的数的化合物,
晶体成核剂包含式(2)所表示的化合物,
增塑剂包含式(4)所表示的化合物。
12.根据权利要求2~10中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其包含下述化合物:式(1)中的R1表示氢原子,R2表示氢原子,A1表示碳原子数2或3的亚烷基,p表示氧化亚烷基的平均加成摩尔数,其是满足10≤p≤200的数,(A1O)所表示的p个氧化亚烷基不相同,重复单元为聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯型的嵌段型,构成各嵌段单元的p’是满足5≤p’≤80的数,聚氧乙烯即EO与聚氧丙烯即PO的重量比即EO/PO为5/95~70/30的化合物,
晶体成核剂包含式(2)所表示的化合物,
增塑剂包含式(4)所表示的化合物。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其中,
结晶温度(Tc)为60~90℃。
14.一种片材,其含有权利要求1~13中任一项所述的聚乳酸树脂组合物,其相对结晶度为80%以下。
15.一种成型体,其是将权利要求14所述的片材真空成型或加压成型而成的。
16.一种片材的二次加工方法,其特征在于,
对权利要求14所述的片材进行真空成型或加压成型。
17.一种包装材料,其包含权利要求15所述的成型体。
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