JP2000086750A - 乳酸系ポリマーの共重合体およびその製造方法 - Google Patents
乳酸系ポリマーの共重合体およびその製造方法Info
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Abstract
製造する方法を提供する 【解決手段】本発明は、乳酸系ポリマーと他のポリマー
の混合物、あるいは完全に共重合が進んでいない乳酸系
ポリマーの共重合体に、UV強度120mW/cm2以
上で、400nm以下の紫外線を照射することにより、
共重合を進める。
Description
共重合体およびその製造方法に関するものである。本発
明で得られた乳酸系ポリマーの共重合体は高分子量であ
り、粒状、ペレット状、板状など種々の形態をなす。
ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニ
ル等の膨大な量のプラスチック製品が使用されており、
これらの廃棄物処理が環境問題の一つとしてクローズア
ップされてきている。すなわち、現状の廃棄物処理方法
は焼却処分や埋没処理が主であるが、たとえばポリエチ
レン等を焼却処分すると、その燃焼カロリーが高いた
め、焼却炉を傷め、寿命を縮める。また、たとえばポリ
塩化ビニル等を焼却処分すると、ダイオキシン等の有害
ガスが発生する。一方、プラスチック製品を埋没処理を
するには土地も限られている。また、自然環境中に廃棄
された場合、これらの化学安定性が極めて高く、生物学
的にも微生物などによる分解がほとんど起こらず、ほぼ
半永久的に残存することになる。そのため、景観を損な
い、それだけではなく海洋生物の生活環境を汚染するな
どの問題も引き起こしている。
ラスチックに対し、生分解性ポリマーが開発されてい
る。たとえば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ−β
−ヒドロキシ酪酸、ポリ−ε−カプロラクトン等の脂肪
族ポリエステルである。ところが、上記生分解性ポリエ
ステルのうち、たとえば、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸は
その製造過程において分子量や結晶性を制御することが
困難であり、ポリ−ε−カプロラクトンは融点が低い。
そのため、これらから種々の用途に適した成型品を得る
ことは困難であった。
安全性が高く、しかも分解物である乳酸が生体内で吸収
される点、安価である点、透明である点、着色性がよい
点で優れている。しかし、ポリ乳酸のホモポリマーは結
晶性が高すぎ溶融成型性に劣る点、得られる成型品は脆
くて衝撃強度が低い点、ポリ乳酸から実用的な繊維を製
造することが困難である点、等の問題点もあった。
つつ、従来の汎用プラスティックと同等以上の耐熱性、
耐湿熱性、耐薬品性、機械的強度を有する生分解性ポリ
エステルが得られれば好都合である。この観点の研究と
しては、次のものがあげられる。たとえば、ポリ乳酸と
他のポリマーとの物理的混合物として、特表平4−50
4731号公報には、ポリ乳酸とポリエチレンテレフタ
レート等のポリマーとの物理的混合物が開示されてい
る。
により得られるポリ乳酸共重合体としては、たとえば、
特開平7−53685号公報には、ラクチドの第2成分
(アゼライン酸とエチレングリコールのポリエステル)
を共重合することにより、ポリ乳酸の融点を低下させ、
加工性を改良することが開示されている。特開平7−1
65896号公報には、ラクチドにポリエチレングリコ
ールを共重合することにより、ポリ乳酸の分解速度増
大、耐衝撃強度改善等の効果が得られることが開示され
ている。
などの開環重合性モノマーとの共重合によるものとして
は、たとえば、特開平7−70297号公報には、ラク
チドとε−カプロラクトンとの液状共重合体が開示され
ている。特開平1−108226号公報には、ラクチド
とグリコリドとのブロック共重合体により力学的強度、
分解速度などが改善されることが開示されている。ま
た、乳酸とグリコール酸などの縮合重合性モノマーとの
共重合によるものとしては、たとえば、特開平7−18
063号公報には、乳酸とグリコール酸とを直接重合し
て得られる共重合体によりヒートシール性が改善される
ことが開示されている。
は、乳酸系ポリマーの共重合体を提供することにあり、
より詳しくは、生分解性を維持しつつ、従来の汎用プラ
スティックと同等以上の耐熱性、耐湿熱性、耐薬品性、
機械的強度、成型性等を有する乳酸系ポリマーの共重合
体を提供することにある。また、本発明の目的は、この
新規な乳酸系ポリマーを製造する方法を提供することに
もある。
結果、乳酸系ポリマーとそれ以外のポリマーの混合物、
あるいは、完全に共重合が進んでいない乳酸系ポリマー
の共重合体に、UV強度120mW/cm2以上で、4
00nm以下の紫外線を照射することにより、上記目的
を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、乳酸系ポリマーと他のポリマ
ーの混合物、あるいは完全に共重合が進んでいない乳酸
系ポリマーの共重合体に、UV強度120mW/cm2
以上で、400nm以下の紫外線を照射することを特徴
とする乳酸系ポリマーの共重合体の製造方法に関するも
のである。また、本発明は前述の方法で製造された乳酸
系ポリマーの共重合体に関するものである。
本発明における乳酸系ポリマーとは、乳酸ホモポリマー
の他、乳酸コポリマー、ブレンドポリマーを含むもので
ある。乳酸系ポリマーの重量平均分子量は一般に5万〜
50万である。また、乳酸系ポリマーにおけるL乳酸単
位、D乳酸単位の構成モル比L/Dは100/0〜0/100
のいずれであってもよいが、高い融点を得るにはL−乳
酸あるいはD−乳酸いずれかの単位を75モル%以上、さ
らに高い融点を得るにはL−乳酸あるいはD−乳酸のい
ずれかの単位を90モル%以上含むことが好ましい。
クチドと共重合可能な他の成分とが共重合されたもので
ある。このような他の成分としては、2個以上のエステ
ル結合形成性の官能基を持つカルボン酸、多価アルコー
ル、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等、および、これ
ら種々の構成成分に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あげられる。ジ
カルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等があ
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、等の脂肪族多価アル
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
ル等のエーテルグリコール等があげられる。ヒドロキシ
カルボン酸としては、グリコール酸、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
ているものがあげられる。
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
あげられる。
れたものである。すなわち、特開平7−33861号公報、
特開昭59−96123号公報、高分子討論会予稿集44巻、319
8−3199頁に記載のような乳酸モノマーからの直接脱水
縮合、または乳酸環状二量体ラクチドの開環重合によっ
て合成することができる。直接脱水縮合を行う場合、L
−乳酸、D−乳酸、DL−乳酸、またはこれらの混合物
のいずれかの乳酸を用いてもよい。また、開環重合を行
う場合においても、L−ラクチド、D−ラクチド、DL
−ラクチド、またはこれらの混合物のいずれかのラクチ
ドを用いてもよい。
は、たとえば米国特許4057537号明細書、公開欧州特許
出願第261572号明細書、Polymer Bulletin,14,491-495
(1985)、および、Makromal Chem., 187, 1611-1628(198
6)等の文献に様々に記載されている。この重合反応に用
いる触媒は特に限定されるものではないが、公知の乳酸
重合用触媒を用いることができる。たとえば、乳酸ス
ズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸スズ、ジラウリル酸ス
ズ、ジパルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレ
イン酸スズ、α−ナフトエ酸スズ、β−ナフトエ酸ス
ズ、オクチル酸スズ等の有機スズ系化合物、粉末スズ、
酸化スズ; 亜鉛末、ハロゲン化亜鉛、酸化亜鉛、有機
亜鉛系化合物; テトラプロピルチタネート等のチタン
系化合物; ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコ
ニウム系化合物; 三酸化アンチモン等のアンチモン系
化合物; 酸化ビスマス(III)のビスマス系化合物;
酸化アルミニウム、アルミニウムイソプロポキシド等の
アルミニウム化合物をあげることができる。これらの中
でも、スズまたはスズ化合物からなる触媒が活性の点か
ら特に好ましい。これらの触媒の使用量は、たとえば、
開環重合を行う場合、ラクチドに対して0.001〜5重量
%程度である。
よって異なるが、通常100〜200℃の温度で行うことがで
きる。また、特開平7−247345号公報に記載のような2
段階重合を行うことも好ましい。
必要に応じて、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
が配合されてもよい。上記各種添加剤を配合する方法
は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法によ
って行うことができる。たとえば、ミルロール、バンバ
リーミキサー、スーパーミキサー、単軸あるいは二軸押
出機等を用いて混合混練すればよい。この混合混練は、
通常、120〜220℃程度の温度で行われる。
酸系ポリマーと他のポリマーとの混合物、あるいは完全
に共重合が進んでいない乳酸系ポリマーの共重合体にU
V強度120mW/cm2以上、400nm以下の紫外
線を放射する光源の光を照射し、共重合を行うものであ
る。なお、本発明で言う「完全に共重合が進んでいない
乳酸系ポリマーの共重合体」とは、共重合反応の終了し
ていない状態をいう。
乳酸系ポリマーと他のポリマーを混合する方法は、特に
制限されるものではなく、従来公知の方法で行うことが
できる。たとえば、ミルロール、バンバリーミキサー、
スーパーミキサー、単軸あるいは二軸押出機等を用いて
混合混練すればよい。この混合混練は、通常、120〜220
℃程度の温度で行われる。上記の方法で得られた乳酸系
ポリマーと他のポリマーの混合物、あるいは充分に共重
合が進んでいない乳酸系ポリマーの共重合体に、UV強
度120mW/cm2以上、波長400nm以下の紫外
線を照射することで共重合を行う。照射時の温度は、乳
酸系ポリマー、およびそれと混合したポリマーが分解し
ないような温度であることが好ましい。たとえば、乳酸
のホモポリマーの場合は200℃以上の温度では分解反応
を伴うので、150℃以下が好ましい。
下、好ましくは250〜370nmで、UV強度が12
0mW/cm2以上、好ましくは120〜300mW/
cm 2の紫外線を放射する光源による光で有れば何でも
よい。但し、放射強度が小さい場合は、分解・劣化反応
の方が支配的となり効果はなく、本発明では放射強度の
大きい光源を用いることが必須となる。なお、波長が4
00nm以上の光、あるいはUV強度が120mW/c
m2以下では分子量の増大は認められない。また、UV
強度は、測定波長300〜390nmにおけるピーク強
度値によって定義される値である。
域に発光ピーク波長を有する光源からの光である。たと
えば、光源として、キセノンランプ、蛍光ランプ、水銀
ランプ、(高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ)、メタ
ルハライドランプ、等があげられる。これらのうち、大
きな放射照度を得るためには、高圧水銀ランプ、紫外用
メタルハライドランプが好ましい。光の照射時間は、光
源の種類および照射光の強度によるが、本明細書の実施
例で示す例については、2〜3分の照射で充分である。
また、照射のタイミングは混合混練が終了した後で行っ
てもかまわないし、混合混練を行いながら照射しても何
ら問題はない。
体の重量平均分子量(Mw)、以下の条件のGPC(ゲ
ル浸透クロマトグラフィー)により、ポリスチレン標準
サンプルとの比較で求めた。 検出器:RID−6A、ポンプ:LC−9A、カラムオ
ーブン:CTO−6A、カラム:Shim-pack GPC-801C,-
804C,-806C,-8025C を直列(島津製作所製)、移動相:
クロロホルム、流速:1ml/min、サンプル量:200μl
(サンプル濃度が0.5w/w%となるようにクロロホルムに
溶かした)、カラム温度:40℃。 以下、実施例によ
り、本発明をさらに具体的に説明する。
津製作所製「ラクティ」、Mw=187000)とスカイグリ
ーン(SUNKYONG INDUSTRIES社製「スカイグリーン」)
を混練した後、真空乾燥した。混練比は、ラクティ/ス
カイグリーン=1/1とした。条件は以下のとおりであ
る。
したところ、約Mw=98000であった。
練したポリマーに、所定の時間、光線照射処理を行っ
た。条件は以下のとおりである。 <照射条件> 使用機器:UV照射装置(日本電池製) ランプ :HAL500NL(高圧水銀ランプ) ピーク波長:365nm 照射時間:3分 照射高さ:200mm UV強度:300mW/cm2 (日本電池製UVメーター、UV350Nで測定)
リマーと照射処理を行う前のポリマーの物性は表1のと
おりである。表1から明らかなように、分子量、多分散
度が増大し、共重合が進んだことが認められる。
津製作所製「ラクティ」、Mw=187000)とポリカプロ
ラクトン(ダイセル化学社製「セルグリーン」)を混練
した後、真空乾燥した。混練比は、ラクティ/ポリカプ
ロラクトン=7/3とした。条件は以下のとおりであ
る。
したところ、約Mw=137000であった。
練したポリマーに、所定の時間、光線照射処理を行っ
た。条件は以下のとおりである。 <照射条件> 使用機器:UV照射装置(日本電池製) ランプ :HAL500NL(高圧水銀ランプ) ピーク波長:365nm 照射時間:3分 照射高さ:200mm UV強度:300mW/cm2(日本電池製UVメータ
ー、UV350Nで測定)
リマーと照射処理を行う前のポリマーの物性は表2のと
おりである。表2から明らかなように、分子量、多分散
度が増大し、共重合が進んだことが認められる。
合を容易に進めることが可能となるので、従来の汎用プ
ラスティックと同等以上の耐熱性、耐湿熱性、耐薬品
性、機械的強度を有する生分解性ポリエステルを得るこ
とができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 乳酸系ポリマーとそれ以外のポリマーの
混合物、あるいは、完全に共重合が進んでいない乳酸系
ポリマーの共重合体に、波長が400nm以下で、UV
強度値が120mW/cm2の紫外線を放射する光源
で、光を照射することを特徴とする乳酸系ポリマーの共
重合体の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法で製造された乳酸
系ポリマーの共重合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25429298A JP3620304B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | 乳酸系ポリマーの共重合体およびその製造方法 |
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JP (1) | JP3620304B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002044249A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Copolymere de polyester aliphatique et procede de production associe, moulage en resine biodegradable a base de ce polyester aliphatique et resine contenant une lactone |
JP2002294048A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂成形物 |
JP2007006827A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Tokyo Univ Of Marine Science & Technology | 酵素を用いたリグニン−ポリエステル共重合体の合成方法 |
-
1998
- 1998-09-08 JP JP25429298A patent/JP3620304B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2002294048A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂成形物 |
JP2007006827A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Tokyo Univ Of Marine Science & Technology | 酵素を用いたリグニン−ポリエステル共重合体の合成方法 |
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