JP2000017163A - ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物 - Google Patents
ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物Info
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Abstract
レオコンプレックスポリマー組成物を低コストで提供す
る。及び前記ポリマーからなる各種成形加工品を提供す
る。 【解決手段】 L−乳酸単位70〜95モル%と、D−
乳酸単位及び/又は乳酸以外の共重合成分単位5〜30
モル%とにより構成された非晶性ポリマー(A)と、D
−乳酸単位70〜95モル%と、L−乳酸単位及び/又
は乳酸以外の共重合成分単位5〜30モル%とにより構
成された非晶性ポリマー(B)とを、(A):(B)=
10:90〜90:10の範囲の混合重量比で溶融ブレ
ンドして、結晶性ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリ
マー組成物を得る。
Description
コンプレックスポリマー組成物に関する。また、本発明
は、前記ステレオコンプレックスポリマー組成物からな
るからなる各種成形加工品にも関する。
とは、ポリ−L−乳酸(PLLA)とポリ−D−乳酸
(PDLA)の混合物である。ポリ乳酸をステレオコン
プレックスポリマーとすることにより、例えば、次の特
徴が発現する。 (1) PLLA鎖とPDLA鎖はそれぞれ単独のものより
凝集力が強く、高い結晶性を示す。 (2) 融点は高くなり、熱安定性が向上する。Tgは変わ
らない。 (3) 繊維・フィルム等製造の際に延伸倍率が向上し、高
物性値のものが得られる。PLLAと同じ温度で成形加
工できるが、延伸配向させたものの融点は高くなる。
酸の環状二量体であるラクチドを合成し、この開環重合
によってポリマーを得る方法、及び乳酸からの直接重合
による方法が知られている。
応蒸発によりラクチドを得る方法(特開平7−1182
59号公報)、反応蒸発の際に混入する直鎖2量体や3
量体等をトルエン、酢酸エチルで晶析する方法(特開平
7−138253号公報)、反応蒸発後精留する方法
(US特許 5,142,023号明細書、同 5,359,026号明細
書)等が開示されている。また、キシレンなどの溶剤と
ラクチドを共沸する方法も開示されている(US特許
5,420,304号明細書)。
法(BP 779,291)が開示されており、ジフェニルエー
テルなどの高沸点の溶媒を用いた方法(特開平6−65
360号公報)が開示されている。
均分子量は3000〜5000が限度とされていたが、
特再平7−828482号公報によると、ケイ酸アルミ
系の触媒を用いることにより、重量平均分子量5万以上
の重合物が得られている。以上の従来技術は、PLLA
またはPDLAまたはPDLLA(D及びL乳酸を任意
の割合で含む原料から重合したもの。通常はランダムポ
リマー。)の製法に関するものである。
酸には高い結晶性が要求され、L体含率が99%以上の
PLLA、またはD体含率が99%以上のPDLAが望
ましい。また、シートや射出成形物においてもL体含率
が95%以上のPLLA、またはD体含率が95%以上
のPDLAが望まれている。
得ようとして原料にL純度99%の乳酸を用いても、高
温での長時間の反応のため乳酸のラセミ化が起こりL純
度は低下する。そこでラクチド法においては、従来、晶
析、精留等によりメソラクチドを除去することによっ
て、LL−ラクチドの純度を上げ、L体含率99%以上
のポリマーの製造をしている。このとき精製残査より得
られるL純度50〜70%の乳酸またはラクチドはその
一部を原料に戻し、許容できる範囲内でL体含率を下げ
て使用しているが、結晶性が低下するのでその用途は限
られてくる。
布、シートはもとより、圧電・焦電素子等には、100
%L体または100%D体のポリ乳酸が有する結晶性よ
り更に高い結晶性が望まれている。
L−乳酸(L純度98〜99%、発酵法)、またはラセ
ミ乳酸(D,Lが1:1、化学合成法)である。本発明
の工業化に当たってはD−乳酸が必要であるが、乳酸発
酵時における微生物種をかえることによって容易にD−
乳酸の生産を行うことができる。すなわち、Lactobacil
lus delbrueckii や Bacillus laevolactis などを用い
ればD−乳酸を生産することができる。
L−ラクチドとポリ−D−ラクチドをそれぞれクロロフ
ォルムなどの有機溶剤に溶解し、重量比10:90〜9
0:10で溶液状態でブレンドしてなる樹脂組成物が開
示されている。そして、用途として分割吸収性の材料、
例えば、生体内で使用される吸収性縫合糸、骨プレー
ト、人工腱、人工靱帯、人工血管や医薬の徐放性担体な
ど、或いは農業用の栽培フィルム、繊維、ロープや農薬
の徐放性担体など、さらに、工業用の分離用フィルムな
どが開示されている。
チドとポリ−D−ラクチドが均一になるので、ステレオ
コンプレックスポリマーを良好に形成することができ
る。従って、医用などの高付加価値で少量の材料の生産
には適すると考えられる。しかし、溶剤を揮発させる必
要があるため、工業的汎用材料の製造にはコストの面で
不適である。
(S−ラクチド)およびポリ(R−ラクチド)よりなる
ドラッグデリバリ用マトリックス、及び糸が開示されて
いる。この公報には、クロロフォルム、メチレンクロラ
イド、塩化メタン、スルフォラン、N―メチルピロリド
ン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ブチ
ロラクトン、トリオキサン、ヘキサフルオロイソプロパ
ノールなどの溶媒にそれぞれのポリマーを溶解し、混合
後溶媒を蒸発させる方法が開示されている。また、用途
として、生体内で使用される吸収性縫い糸、骨板、人工
腱、人工靱帯、人工血管、投薬のための経時放出担体、
農業での栽培用フィルム、繊維ロープ、農薬の経時放出
用担体、及び工業用途の離型フィルムが開示されてい
る。また、溶融状態での混合、繊維の延伸についても触
れられている。しかし、汎用材料の製造にはコストの面
で不適である。
リ乳酸コンプレックス繊維が開示されており、ポリ−L
−ラクチドとポリ−D−ラクチドの溶液状態でのブレン
ド物を紡糸した繊維を延伸することにより、繊維の強度
が増すことが示されている。また、ここで用いられるポ
リ−L−ラクチド及びポリ−D−ラクチドの光学純度は
90%以上であることが記載されている。用途として
は、未延伸繊維或いは低延伸倍率の繊維には、多孔質構
造を有するので、中空繊維として用いれば気体や液体の
分離用繊維として、また生体内で使用される吸収性縫合
糸、人工腱、人工靱帯、人工血管、骨プレートやビスの
補強材等の医療用繊維、更に、一般工業用のロープや繊
維としての応用が提示されている。
リ(R―ラクチド)の部分及びポリ(S−ラクチド)の
部分からなり、その際に少なくとも一つの上記部分が共
重合の一部である高分子組成物であって、該組成物がい
ずれかの部分よりも高温で溶融することを特徴とする高
分子組成物が開示されている。
加工性に優れた高結晶性のポリ乳酸ステレオコンプレッ
クスポリマー組成物を提供することにある。また、本発
明の目的は、前記ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリ
マーからなる各種成形加工品を提供することにもある。
た結果、L−乳酸を主成分とする特定組成の非晶性ポリ
マーとD−乳酸を主成分とする特定組成の非晶性ポリマ
ーとを、特定の混合重量比で溶融ブレンドすることによ
って、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完
成した。
95モル%と、D−乳酸単位及び/又は乳酸以外の共重
合成分単位5〜30モル%とにより構成された非晶性ポ
リマー(A)と、D−乳酸単位70〜95モル%と、L
−乳酸単位及び/又は乳酸以外の共重合成分単位5〜3
0モル%とにより構成された非晶性ポリマー(B)と
を、(A):(B)=10:90〜90:10の範囲の
混合重量比で溶融ブレンドすることにより得られた結晶
性ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物であ
る。
(A)の重量平均分子量が1000〜40万であり、前
記非晶性ポリマー(B)の重量平均分子量が1000〜
40万であることが好ましい。
クスポリマー組成物からなる射出成型品、押出し成型
品、真空圧空成型品、ブロー成型品、フィルム、シー
ト、不織布、繊維・布、他の材料との複合体、農業用資
材、園芸用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文
具、医療用品又はその他の成型品である。
ラクチド(ラクチドの開環重合により得られたポリ乳
酸)をも含む意味で用いる。
(A)、すなわちポリ−L−乳酸は、L−乳酸単位70
〜95モル%と、D−乳酸単位及び/又は乳酸以外の共
重合成分単位5〜30モル%とにより構成されたポリ乳
酸である。
0モル%未満となり、D−乳酸単位が30モル%を超え
ると、結晶性のポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマ
ーが得られにくくなる。一方、L−乳酸単位が95モル
%を超えると、ポリ−L−乳酸が結晶性のものと成りや
すい。
リ−D−乳酸は、は、D−乳酸単位70〜95モル%
と、L−乳酸単位及び/又は乳酸以外の共重合成分単位
5〜30モル%とにより構成されたポリ乳酸である。
0モル%未満となり、L−乳酸単位が30モル%を超え
ると、結晶性のポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマ
ーが得られにくくなる。一方、D−乳酸単位が95モル
%を超えると、ポリ−L−乳酸が結晶性のものと成りや
すい。
リマー(B)における乳酸以外の共重合モノマー成分と
しては、乳酸モノマー又はラクチドと共重合可能な他の
モノマー成分であり、2個以上のエステル結合形成性の
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; 及びこれら種々の構成成
分より成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が挙げられる。
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソ
フタル酸等が挙げられる。
にエチレンオキシドを付加反応させたものなどの芳香族
多価アルコール、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、ヘキサンジオール、オクタン
ジオール、グリセリン、ソルビタン、トリメチロールプ
ロパン、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族多価アル
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ー
ルなどのエーテルグリコール等が挙げられる。
ル酸、ヒドロキシブチルカルボン酸、その他特開平6−
184417号公報に記載されているもの等が挙げられ
る。
ロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロ
ピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブ
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。
造方法としては、既知の任意の重合方法を採用すること
ができる。最も代表的に知られているのは、乳酸の無水
環状二量体であるラクチドを開環重合する方法(ラクチ
ド法)であるが、乳酸を直接縮合重合しても構わない。
重合反応には、通常オクチル酸スズ等の有機スズ化合物
が用いられる。
重量平均分子量は1000〜40万の範囲であり、非晶
性ポリマー(B)の重量平均分子量は1000〜40万
の範囲であることが好ましい。非晶性ポリマー(A)及
び非晶性ポリマー(B)の重量平均分子量は、5万〜4
0万の範囲がより好ましい。
オコンプレックスポリマー組成物は、1000〜1万程
度の比較的低分子量の非晶性のポリ−L−乳酸及びポリ
−D−乳酸からも得られうる。ここにも、本発明の利点
がある。すなわち、原料のラクチドの品質が(水分や直
鎖低分子を含み)悪く、ポリ−L−乳酸及び/又はポリ
−D−乳酸の分子量が十分高くならなくても、汎用樹脂
として使用可能なステレオコンプレックスポリマー組成
物とすることが可能である。このことにより、ラクチド
精製工程を簡略化できるし、あるいは直接脱水縮合によ
って得られた分子量数千程度のポリマーも使用すること
ができる。
び非晶性ポリマー(B)を、(A):(B)=10:9
0〜90:10の範囲の混合重量比で溶融ブレンドす
る。混合重量比がこの範囲外であると、結晶性のポリ乳
酸ステレオコンプレックスポリマーが得られにくくな
る。好ましいポリマー(A)とポリマー(B)の混合重
量比は、例えば(A):(B)=30:70〜70:3
0の範囲である。しかし、この好ましい範囲は、非晶性
ポリマー(A)及び非晶性ポリマー(B)自体の組成に
よって変化する値であり、また、目的とする成型物に適
した結晶性を得るために、適宜定めると良い。
(B)を溶融ブレンドする際の加熱温度は、特に限定さ
れないが、通常170〜220℃程度である。
マー組成物を用いて、射出成型品、押出し成型品、真空
圧空成型品、ブロー成型品、フィルム、シート、不織
布、繊維・布、他の材料との複合体、農業用資材、園芸
用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用
品又はその他の成型品を得ることができる。成形は常法
により行うことができる。
応じて、従来公知の可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、光
安定剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、各種フィラー、
帯電防止剤、離型剤、香料、滑剤、難燃剤、発泡剤、充
填剤、抗菌・抗カビ剤、核形成剤等の各種添加剤を配合
しても良い。あるいは、ステレオコンプレックスポリマ
ーを製造する際に、これらの添加剤を配合しても良い。
に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではな
い。 [実施例1]島津製作所製L−ラクチド95重量%にPu
rac 社製D−ラクチドを5重量%加えたものに、オクチ
ル酸スズを200重量ppm加え、クリモト製2軸混練
機(S−1)で200℃、30分間重合反応後、直径約
3mmのストランドとして取り出し、水槽で冷却後、ス
トランドカッターで長さ約6mmにカットし、PLLA
ペレットを作成した。一方、ラクチドとしてPurac 社製
D−ラクチド95重量%に島津製作所製L−ラクチドを
5重量%加えたものを用いた以外は同様の操作を行い、
PDLAペレットを作成した。
LAはいずれも、透明なアモルファス状態であった。重
量平均分子量をGPCにて測定したところ、PLLAは
18.5万、PDLAは18.0万であった。また、D
SC測定を行ったところ、いずれのペレットも58℃に
ガラス転移点(Tg)のみが観察され、非晶性ポリマー
であることが判明した。
等量(重量)をクリモト製2軸混練機(S−1)で21
0℃、10分間ブレンドした後、直径約3mmのストラ
ンドとして取り出し、水槽で冷却後、ストランドカッタ
ーで長さ約6mmにカットした。このようにして作成し
たブレンドポリマーは、透明なアモルファス状態であっ
た。重量平均分子量をGPCにて測定したところ、1
7.5万であった。また、DSC測定を行ったところ、
122℃に結晶化点(Tc)、194℃に融点(Tm)
が観察され、結晶性ポリマーであることが確認できた。
〜4、比較例1〜2については、PLLA合成用及びP
DLA合成用のラクチドのL体とD体の配合比を表1に
示す値に変えた以外は、実施例1と同様の重合条件及び
操作を行い、各PLLAペレット及び各PDLAペレッ
トを得た。これらPLLAペレット及びPDLAペレッ
トはいずれも、DSC測定の結果、ガラス転移点(T
g)のみが観察され、非晶性ポリマーであった。
比を表1に示す値に変えた以外は、実施例1と同様のブ
レンド操作を行い、各ブレンドポリマーを作成した。各
ブレンドポリマーについてDSC測定を行った。結果を
表1に示す。
c)、融点(Tm)が観察され、結晶性ポリマーである
ことを確認した。比較例1〜2については、結晶化点
(Tc)、融点(Tm)が観察されず、非晶性ポリマー
であった。
結晶性のポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成
物が低コストで提供される。また、本発明によれば、前
記ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物から
なる各種成形加工品が提供される。
Claims (3)
- 【請求項1】 L−乳酸単位70〜95モル%と、D−
乳酸単位及び/又は乳酸以外の共重合成分単位5〜30
モル%とにより構成された非晶性ポリマー(A)と、 D−乳酸単位70〜95モル%と、L−乳酸単位及び/
又は乳酸以外の共重合成分単位5〜30モル%とにより
構成された非晶性ポリマー(B)とを、 (A):(B)=10:90〜90:10の範囲の混合
重量比で溶融ブレンドすることにより得られた結晶性ポ
リ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物。 - 【請求項2】 前記非晶性ポリマー(A)の重量平均分
子量が1000〜40万であり、前記非晶性ポリマー
(B)の重量平均分子量が1000〜40万である、請
求項1に記載のステレオコンプレックスポリマー組成
物。 - 【請求項3】 請求項1又は2項に記載のステレオコン
プレックスポリマー組成物からなる射出成型品、押出し
成型品、真空圧空成型品、ブロー成型品、フィルム、シ
ート、不織布、繊維・布、他の材料との複合体、農業用
資材、園芸用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文
具、医療用品又はその他の成型品。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP20117398A JP3687354B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物 |
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