JP2001335623A - 耐衝撃性付与剤及び該剤を含むポリエステル組成物 - Google Patents

耐衝撃性付与剤及び該剤を含むポリエステル組成物

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JP2001335623A JP2001078185A JP2001078185A JP2001335623A JP 2001335623 A JP2001335623 A JP 2001335623A JP 2001078185 A JP2001078185 A JP 2001078185A JP 2001078185 A JP2001078185 A JP 2001078185A JP 2001335623 A JP2001335623 A JP 2001335623A
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Toshiro Ariga
利郎 有賀
Katsuji Takahashi
勝治 高橋
Masao Kamikura
正雄 上倉
Takashi Mihara
崇 三原
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ブリードアウトを起こしにくく、
優れた柔軟性、及び透明性を維持しつつ、耐衝撃性を付
与できる耐衝撃性付与剤、特にポリヒドロキシカルボン
酸類に有用な耐衝撃性付与剤、該耐衝撃性付与剤を用い
たポリエステル組成物、及び該組成物を用いた成形品を
提供する。 【解決手段】 乳酸単位及びポリエステル単位を重
量比で10:90〜90:10の範囲で有し、重量平均
分子量が10,000以上で、かつ、ガラス転移温度が
60℃以下である乳酸系ポリエステルからなることを特
徴とするポリヒドロキシカルボン酸用の耐衝撃性付与
剤。及び、ポリヒドロキシカルボン酸及び耐衝撃性付与
剤を含有するポリエステル組成物。および、上記ポリエ
ステル組成物からなる成形品。および、上記ポリエステ
ル組成物からなるフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリ乳酸をはじめ
とするポリヒドロキシカルボン酸類に優れた耐衝撃性を
付与する耐衝撃性付与剤、及び該付与剤を含有する耐衝
撃性に優れるポリヒドロキシカルボン酸に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリ乳酸をはじめとするポリヒドロキシ
カルボン酸類は、生分解性と成形性を有するポリマーで
あるが、特にポリ乳酸やポリヒドロキシブチレートなど
は、脆さや加工性に問題があり、工業的な用途が限定さ
れていた。
【0003】ポリ乳酸の脆さを改善するために様々な検
討が行われており、なかでも可塑剤の添加は、ポリマー
改質の一般的な方法として知られ、透明性を損なわず、
柔軟性を付与する方法として、早くから検討されてき
た。
【0004】ポリ乳酸用の可塑剤としては、米国特許第
1995970号明細書には、ポリ乳酸にジブチルフタ
レート及びニトロセルロースを添加して柔軟化、引き裂
き強度の強化方法が開示されている。米国特許第349
8957号明細書には、重合中にグリコールジエステル
や二塩基酸ジエステルを添加することによりポリ乳酸の
重合中の粘度を低下させる溶融時の可塑剤について開示
されている。
【0005】米国特許第5180765号明細書には、
ポリ乳酸に、乳酸オリゴマーやラクタイドを添加して柔
軟化する方法が開示されている。しかしながら、この方
法では、耐熱性の低下やポリマー自身の加水分解が起こ
りやすくなるなどの問題が知られている。
【0006】欧州公開特許第226061号公報には、
医療材料への応用として、クエン酸トリエチルなどの可
塑剤を含有するポリ乳酸組成物が開示されている。ま
た、特開平2−117号公報には、酢酸エステル類を可
塑剤として含有するポリ乳酸組成物が開示され、医療用
のフィルム、ロッドなど体内埋め込み用の生体材料の可
塑化技術として有用であることが開示されている。
【0007】特開平4−335060号公報には、ポリ
乳酸と可塑剤を含む組成物、さらに詳しくは、フタル酸
エステル、脂肪族二塩基酸エステル、リン酸エステル、
ヒドロキシ多価カルボン酸エステル、脂肪酸エステル、
多価アルコールエステル、エポキシ系可塑剤、ポリエス
テル系可塑剤又はそれらの混合物等、通常の汎用樹脂用
の汎用可塑剤を含むポリ乳酸組成物が開示されている。
【0008】これらの技術でポリ乳酸の柔軟化は可能で
あるが、可塑化されたポリ乳酸の耐熱性が大きく低下し
たり、柔らかい反面、衝撃強度が伴わなかったり、折り
曲げ時のひび割れ性や、混練時にポリ乳酸の分子量低下
を伴う等、未だに多くの問題点がある。また、これら低
分子可塑剤は、プロセッシング時の可塑剤の気化や、ブ
リードアウトの問題が避けられなかった。
【0009】また、ポリエステル系可塑剤も十分な柔軟
性は得にくく、保存時のブリードアウトも激しかった。
その他の高分子系可塑剤としては、ポリカプロラクトン
などのポリエステル類や、ポリエーテル類が報告されて
おり、特開平8−199052号公報には、ポリエーテ
ル類がポリ乳酸の可塑剤として有用であることが開示さ
れており、特開平8−283557号公報には、脂肪族
ジカルボン酸と脂肪族ジオールからなる脂肪族ポリエス
テルが、ポリ乳酸を主体とするポリマーの軟質化を目的
とする可塑剤として有用であることが開示されている。
【0010】しかし、いずれの場合も、ポリ乳酸の衝撃
強度を若干改善する量しか添加できず、大幅な軟質化を
図ろうとすると低分子量の可塑剤の場合と同様に耐熱温
度の低下とブリードアウトを招き、また可塑剤の種類、
添加量によっては透明性も低下する。また柔軟性は付与
できるものの、衝撃に対して弱く、耐クレージング性も
低いという欠点があった。
【0011】特開平9−137047号公報には、ポリ
乳酸に低融点のポリエステルを共重合し、更にこれと類
似な構造を有するコポリマー又はホモポリマーを添加し
たポリ乳酸組成物について開示されているが、得られた
組成物は大きな衝撃強度を得るには至っていない。
【0012】また、融点が100℃以下であっても結晶
性が高く、Tgが高い脂肪族ポリエステルは、可塑剤を
添加しても可塑効果や衝撃性向上の効果は低い。これ
は、衝撃強度が必ずしも、添加物の融点や母体ポリマー
との構造類似性だけでは、ポリ乳酸をはじめとするポリ
ヒドロキシカルボン酸類の衝撃強度改善を果たせないこ
とを示唆している。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ブリードアウトを起こしにくく、優れた柔
軟性、及び透明性を維持しつつ、耐衝撃性を付与できる
耐衝撃性付与剤、特にポリヒドロキシカルボン酸類に有
用な耐衝撃性付与剤を提供することにある。また、ブリ
ードアウトを起こしにくく、優れた柔軟性及び透明性を
維持しつつ、さらに優れた耐衝撃性を有するポリエステ
ル組成物、該組成物を用いた成形品を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決する為に鋭意研究を行った結果、乳酸単位(I)
及びポリエステル単位(II)を重量比で10:90〜9
0:10の範囲で有し、重量平均分子量が10,000
以上で、かつ、ガラス転移温度が60℃以下である乳酸
系ポリエステル(III)が、ポリヒドロキシカルボン酸
類に対し、ブリードアウトを起こしにくく、優れた柔軟
性及び透明性を維持しつつ、耐衝撃性を付与することが
可能であることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。
【0015】即ち、本発明は上記課題を解決するため
に、乳酸単位(I)及びポリエステル単位(II)を重量
比で10:90〜90:10の範囲で有し、重量平均分
子量が10,000以上で、かつ、ガラス転移温度が6
0℃以下である乳酸系ポリエステル(III)からなるこ
とを特徴とするポリヒドロキシカルボン酸用の耐衝撃性
付与剤(IV)を提供する。
【0016】また、本発明は上記課題を解決するため
に、ポリヒドロキシカルボン酸(V)及び耐衝撃性付与
剤を含有し、耐衝撃性付与剤が乳酸単位(I)及びポリ
エステル単位(II)を重量比で10:90〜90:10
の範囲で有し、重量平均分子量が10,000以上で、
かつ、ガラス転移温度が60℃以下である乳酸系ポリエ
ステル(III)からなることを特徴とするポリエステル
組成物(VI)を提供する。
【0017】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、上記ポリエステル組成物(VI)からなる成形品を提
供する。
【0018】さらにまた、本発明は上記課題を解決する
ために、上記ポリエステル組成物(VI)からなるフィル
ムを提供する。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の耐衝撃性付与剤(IV)に
ついて説明する。
【0020】本発明において「耐衝撃性付与剤」とは、
樹脂に添加することによって、耐衝撃性を付与すること
ができる添加剤を意味するものとする。本発明の耐衝撃
性付与剤は、ポリヒドロキシカルボン酸(V)に添加す
ることによって、耐衝撃性、柔軟性を付与することがで
きる添加剤である。また、乳酸単位(I)は、後述する
乳酸成分(I')からなる化学構造単位を指し、ポリエス
テル単位(II)は、同様に、ジカルボン酸(A)及びジ
オール(B)からなるポリエステル成分(II’)からな
る構造単位を指すものとする。
【0021】本発明の耐衝撃性付与剤(IV)を構成する
乳酸系ポリエステル(III)は、例えば、乳酸、ラクタ
イド、ポリ乳酸及びポリラクタイドからなる群から選ば
れる乳酸成分(I')と、ジカルボン酸(A)及びジオー
ル(B)からなるポリエステル成分(II')とを重量比
で10:90〜90:10の範囲で反応させることによ
って製造することができる。
【0022】その際、乳酸系ポリエステル(III)が、
その重量平均分子量が10,000以上で、かつ、ガラ
ス転移温度を60℃以下となるように、ジカルボン酸
(A)及びジオール(B)の種類を選択し、かつ、それ
らの使用割合及び反応条件を調整すれば良い。
【0023】乳酸成分(I')とポリエステル成分(I
I')との使用割合は、重量比で、90:10〜10:9
0の範囲が好ましく、40:60〜90:10の範囲が
さらに好ましく、50:50〜90:10の範囲がさら
により好ましく、50:50〜85:15の範囲がさら
に特に好ましい。
【0024】乳酸成分(I')としては、乳酸、ラクタイ
ド、ポリ乳酸又はポリラクタイドが挙げられる。ラクタ
イドは、乳酸2分子が環状2量化した化合物で、立体異
性体を有するモノマーであり、L−乳酸2分子からなる
L−ラクタイド、D−乳酸2分子からなるD−ラクタイ
ド、及びD−乳酸及びL−乳酸からなるmeso−ラク
タイドが挙げられる。
【0025】L−ラクタイド又はD−ラクタイドのみを
含む共重合体は結晶化し、高融点である。従って、用途
に応じて3種類のラクタイドを種々の割合で組み合わせ
ることにより、乳酸系ポリエステル(III)の特性を調
整することができる。例えば、L/D比又はD/L比を
重量比で100/0〜90/10の範囲とすれば、高ガ
ラス転移点及び高融点となるため、耐熱性を保持したま
ま、より優れた耐衝撃性を付与することができる。
【0026】L−乳酸又はD−乳酸は、一般に80〜9
0%の水溶液で市販されている。本発明においては、市
販の乳酸水溶液を直接用いることができる。ラクタイド
と同様に、L及びD−乳酸の組成比を変えることによ
り、乳酸系ポリエステル(III)の融点、溶融粘性など
の諸物性を調節することができる。
【0027】乳酸成分(I')としては、ポリ乳酸又はラ
クタイドを原料として用いることが好ましい。原料とし
てポリ乳酸又はラクタイドを用いた場合、得られる乳酸
ポリエステル(III)はブロック共重合体となり、透明
性の維持に優れ及び/又はブリードアウトの抑制を向上
させつつ、優れた耐衝撃性を付与することができる。
【0028】ポリエステル成分(II')は、ジカルボン
酸(A)及びジオール(B)をエステル反応させて得ら
れる。
【0029】ジカルボン酸(A)としては、例えば、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸の如き脂
肪族ジカルボン酸;フマル酸の如き不飽和脂肪族ジカル
ボン酸;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸の如き芳香族ジカルボン酸などの炭
素原子数4〜45のジカルボン酸(A1)が挙げられ
る。ジカルボン酸(A)は、これらに限定されるもので
はない。また、これらのジカルボン酸は2種類以上併用
して用いることもできる。
【0030】これらのジカルボン酸(A)の中でも、コ
ハク酸、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸、フタル
酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸又は水添
ダイマー酸の如き不飽和結合を有していても良い炭素原
子数4〜12のジカルボン酸又は不飽和結合を有してい
ても良い炭素原子数20〜45のジカルボン酸が好まし
い。さらに、これらの中でも、炭素原子数20〜45の
ダイマー酸は、この化合物を用いたポリエステル成分
(II')から誘導される乳酸系ポリエステル(III)をポ
リヒドロキシ酸(V)に添加した場合に、透明性に優
れ、かつ、耐衝撃性に優れたポリエステル組成物を提供
できるので、特に好ましい。
【0031】ダイマー酸は、炭素原子数12以上の不飽
和脂肪酸の熱2量化反応などによって生成する炭素原子
数24以上のジカルボン酸であれば、特に制限なく使用
することができるが、出発原料となるオレイン酸やトー
ル油脂肪酸は、毒性が低いものが好ましい。熱2量化反
応の反応機構は様々なものが提案されているが、本発明
においては、加熱によるDIels−Alder環化反
応が主な機構であると考えられている、分子内に脂環構
造を含むダイマー酸がより好ましく用いられる。
【0032】このようなダイマー酸には、分子内に不飽
和二重結合を有するものと、水添によって飽和化された
脂肪酸がある。本発明の乳酸系ポリエステル(III)か
らなる耐衝撃性付与剤(IV)を合成するために用いる原
料としては、不飽和又は飽和のいずれのダイマー酸を用
いることもできる。
【0033】ダイマー酸の市販品としては、炭素原子数
18の脂肪族不飽和カルボン酸の2量体(コグニス(Co
gnis)社製のエンポール1061、1062)、炭素原
子数18の脂肪族飽和ダイマー酸の2量体(同社製のエ
ンポール1008など)などが挙げられる。これらの市
販のダイマー酸には、モノマー酸やトリマー酸を若干含
んでいることが多いが、このようなダイマー酸であって
もよい。ダイマー酸の純度は90%以上が好ましく、更
に95%以上が好ましい。いずれのダイマー酸成分も食
品包装材料への使用が認められている無毒のものが好ま
しい。
【0034】ジカルボン酸(A)成分の使用割合は、ポ
リエステル成分(II')の構成成分100重量部に対し
て10重量部以上用いることが好ましく、更に30重量
部以上有することがより好ましい。なお、芳香族ジカル
ボン酸を用いたポリエステルは、ガラス転移温度(T
g)が高くなる傾向にあるので、芳香族ジカルボン酸を
用いる場合には、耐衝撃性付与剤(IV)としての機能を
損なわない程度の量と材料を選択することが好ましい。
ジカルボン酸(A)成分の合計量に対する脂肪族ジカル
ボン酸の割合は、30〜100重量%の範囲が好まし
い。
【0035】ジオール(B)としては、例えば、エチレ
ングリコール、1、3−プロパンジオール、1,4−ブ
タンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−
オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10
−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、
1,12−ドデカンジオール、1,4−シクロヘキサン
ジメタノール、プロピレングリコール、1,3−ブタン
ジオール、1,2−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、3,3−ジエチル−1,3−プロパンジオー
ル、3,3−ジブチル−1,3−プロパンジオール、
1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、
1,3−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオー
ル、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−
ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,2
−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、1,
4−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、n
−ブトキシエチレングリコール、シクロヘキサンジメタ
ノール、水添ビスフェノールA、ダイマージオール、ジ
エチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、ポリテトラメチレングリコール、キ
シリレングリコール、フェニルエチレングリコールなど
の炭素原子数2〜45の脂肪族ジオール(B1)が挙げ
られる。これらのジオールは、2種類以上併用して使用
することもできる。
【0036】これらのジオールの中でも、不飽和結合を
有していても良い炭素原子数2〜45の脂肪族ジオール
が好ましく、不飽和結合を有していても良い炭素原子数
2〜12脂肪族ジオール又は不飽和結合を有していても
良い炭素原子数20〜45の脂肪族ジオールが特に好ま
しい。さらに、これらの中でも、炭素原子数20〜45
のダイマージオールを用いたポリエステル成分(II'')
から誘導される乳酸系ポリエステル(III)をポリヒド
ロキシ酸(V)に添加した場合に、透明性に優れ、か
つ、耐衝撃性に優れたポリエステル組成物を提供できる
ので、特に好ましい。
【0037】ダイマージオールは、ダイマー酸を還元す
ることによって得られるジオールであり、炭素原子数2
0〜45のものが好ましく、炭素原子数18の脂肪族不
飽和カルボン酸の2量体の還元体、炭素原子数36のダ
イマージオールなどがより好ましい。ダイマージオール
の純度は90%以上が好ましく、更に95%以上が好ま
しい。ダイマー酸とダイマージオールは各々単独で用い
てもよいし、両者を併用してもかまわない。ダイマージ
オールの市販品としては、東亞合成化学社製の炭素原子
数18の脂肪族不飽和カルボン酸の2量体を還元した炭
素原子数36のダイマージオールが挙げられる。
【0038】ジオール(B)成分の合計量に対する脂肪
族ジオール(B1)の割合は、30〜100重量%の範
囲が好ましい。また、ジオール(B)成分の使用割合
は、ポリエステル(II')の構成成分100重量部に対
して10重量部以上用いることが好ましく、更に30重
量部以上有することがより好ましい。
【0039】ポリエステル成分(II')は、液状のもの
から固体状のものまであるが、ダイマー酸、ダイマージ
オール、側鎖を有するプロピレングリコールや1,3−
ブタンジオールなどの構成比が高いほど融点や流動点は
低くなるため、これらからなるポリエステル成分(I
I')を原料とする乳酸系ポリエステル(III)は、弾性率
が低くなり、ポリヒドロキシカルボン酸に、より優れた
耐衝撃性を付与することができるので、好ましい。
【0040】ジカルボン酸(A)及びジオール(B)を
エステル反応させて得られるポリエステル成分(II')
の重量平均分子量には、特に制限がないが、2,000
以上であることが好ましく、5,000以上であること
が更に好ましく、10,000〜200,000の範囲
にあることがより好ましく、20,000〜150,0
00の範囲にあることが更に好ましく、20,000〜
100,000の範囲にあることが特に好ましい。
【0041】分子量100,000以上の高分子量ポリ
エステル成分(II')は、ジカルボン酸(A)及びジオ
ール(B)をエステル反応させて得られるポリエステル
に、さらに、鎖伸長剤として酸無水物あるいはポリイソ
シアネートを反応させることにより、製造することがで
きる。本発明で使用するポリエステル成分(II')は、
このようにポリイソシアネートを鎖伸長剤として用いて
得られるポリイソシアネート変性ポリエステルをも包含
する。
【0042】ポリエステル成分(II')の製造方法とし
ては、ジカルボン酸(A)とジオール(B)とをモル比
で1:1〜1:1.5で窒素雰囲気下にて130℃〜2
40℃の温度範囲で1時間に5〜10℃の割合で徐々に
昇温させながら撹拌して水を留去する。4〜12時間反
応後、90〜0.1KPaで徐々に減圧度を上げながら
過剰のジオールを留去する。2〜3時間減圧後、エステ
ル交換触媒及び酸化防止剤を添加して0.5KPa以下
で減圧しながら200〜240℃で4〜12時間反応さ
せることにより、粘性の高いポリエステル成分(II')
を得ることができる。
【0043】エステル交換反応時に問題となる着色を低
減させるために、Ti、Sn、Zn、Mg、Al、Z
r、Hf等の金属触媒をポリエステルに対して10〜1
000ppm用いてエステル交換を行い、更に亜リン酸
エステル化合物等の酸化防止剤を10〜1000ppm
添加する方法が好ましい。
【0044】金属触媒としては、例えば、チタンテトラ
イソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、チタンオ
キシアセチルアセトナート、オクタン酸スズ、2−エチ
ルヘキサン酸スズ、アセチルアセトナート亜鉛、酢酸亜
鉛、酢酸マグネシウム、4塩化ジルコニウム、4塩化ハ
フニウム、4塩化ハフニウムTHF錯体等が挙げられ
る。
【0045】上述の製造方法により得られたポリエステ
ルを、さらに溶融粘性低減のためポリエステルを分岐状
にしたり、ポリエステルを更に酸無水物又は多価イソシ
アネート等と従来公知の方法により反応させて高分子量
化することもできる。
【0046】即ち、180℃〜210℃で、ポリエステ
ルに酸無水物又は多価イソシアネートを添加し、カルボ
ン酸無水物の場合は0.5〜0.1KPaの範囲に減圧
しながら、多価イソシアネートの場合は常圧で、3時間
反応を行うことにより高分子量のポリエステル成分(I
I’)を製造することができる。このようにして得られ
る高分子量化したポリエステル成分(II')と乳酸成分
(I')とを反応させて得られる乳酸系ポリエステル成分
(III)を本発明の耐衝撃性付与剤として用いることも
できる。
【0047】ポリエステルの高分子量化反応に用いる酸
無水物は、1分子内に2つ以上のカルボキシル基を有す
る化合物のカルボン酸無水物である。そのようなカルボ
ン酸無水物としては、例えば、無水コハク酸、無水シク
ロヘキサンジカルボン酸、無水フタル酸、無水マレイン
酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸二無水物など
が挙げられる。カルボン酸無水物は、2種以上を併用し
て用いることもできる。
【0048】ポリエステルの高分子量化反応に用いる多
価イソシアネートは、1分子内に2つ以上のイソシアネ
ート基を有する化合物である。得られるウレタン結合含
有ポリエステルが実質上、線状構造を有するものを得る
目的の場合には、2官能性のものが好ましい。
【0049】2官能イソシアネートとしては、例えば、
ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4−トリレンジ
イソシアネート、2,5−トリレンジイソシアネート、
トルエンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフ
チレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、水素化ジフェニルメタンジイソシアネートなどが挙
げられる。これらの2官能イソシアネートは、2種以上
を併用して用いることもできる。
【0050】更に、多価イソシアネートとして、3官能
性以上のものを用いることもできる。この場合、得られ
たポリマー鎖はスター状になる。このようなものを得る
為にはペンタエリスリトールに2官能性イソシアネート
で修飾したものに代表される、多価アルコールに2官能
性イソシアネートで修飾した化合物が挙げられる。
【0051】多価イソシアネートとして、数種の多価イ
ソシアネートを併用することも可能で、少量の3官能性
以上のイソシアネートを2官能性イソシアネートに併用
し、ゲル化させずに反応し高分子量化させることができ
る。
【0052】ポリエステルと、カルボン酸無水物もしく
は多価イソシアネートとの反応は、ジオール(A)とジ
カルボン酸(B)とのエステル重合反応が完結した直後
の反応物にカルボン酸無水物もしくは多価イソシアネー
トを混合し、短時間溶融状態で撹拌して反応させる方
法、或いは重合により得られたポリエステルに改めて添
加し、溶融混合する方法でも良い。
【0053】多価イソシアネートを用いる場合、ポリエ
ステルとイソシアネートの両者を共溶剤に溶解させ、加
熱して反応させる方法が特に好ましい。これにより非常
に均一にポリイソシアネートを脂肪族ポリエステル中に
分散させることが出来る。ポリエステルに酸無水物もし
くは多価イソシアネートを混合、反応させる温度は、通
常70℃〜220℃、好ましくは100℃〜190℃で
ある。
【0054】多価イソシアネートの反応に際しては、
N,N−ジメチルアニリン、オクタン酸錫、2−エチル
ヘキサン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、テトライソプ
ロピルチタネート等のエステル重合触媒、或いはウレタ
ン触媒を使用することが好ましい。酸無水物、多価イソ
シアネートの使用量は、ポリエステル(II')の0.0
1重量%〜5重量%が好ましく、更に好ましくは0.1
重量%〜1重量%である。
【0055】ポリエステル合成の際、反応系内に酸素が
入り込むと着色及び分解の原因となり、また不飽和結合
を有する原料を用いる場合はゲル化の原因になりやすい
ので、触媒添加等の減圧を解除する際には、窒素等の不
活性ガスでの置換を十分に行うことが好ましい。
【0056】次に、本発明の耐衝撃性付与剤(IV)とな
る乳酸系ポリエステル(III)について説明する。
【0057】本発明の耐衝撃性付与剤(IV)として用い
られる乳酸系ポリエステル(III)は、乳酸成分(I')
と、ジカルボン酸(A)及びジオール(B)からなるポ
リエステル成分(II')とを重量比で(I):(II)=
90:10〜10:90、好ましくは60:40〜1
0:90、より好ましくは50:50〜10:90、特
に好ましくは50:50〜15:85で反応させて得ら
れる乳酸系ポリエステルである。
【0058】乳酸系ポリエステル(III)は、その重量
平均分子量が10,000以上のものが好ましい。さら
に、透明性を維持させつつ及び/又はブリードアウトの
抑制を向上させつつ、優れた耐衝撃性を付与するために
は、重量平均分子量が20,000〜200,000の
範囲のものが好ましく、30,000〜200,000
の範囲のものがより好ましく、40,000〜150,
000の範囲のものが特に好ましい。
【0059】重量平均分子量が10,000以上の乳酸
系ポリエステルとすることによって、ポリヒドロキシカ
ルボン酸に添加した場合に、十分な可塑効果や衝撃強度
を付与することができ、また、樹脂組成物の透明性を低
下させることもない。一方、分子量の上限は特にない
が、一般的に20万以下であり、使用しやすさから15
0,000以下である。
【0060】乳酸系ポリエステル(III)のガラス転移
温度(Tg)は、−70℃〜60℃の範囲が好ましく、
−65℃〜60℃の範囲が特に好ましい。重量平均分子
量が10,000以上で、かつ、ガラス転移温度を60
℃以下となるように設計した本発明の耐衝撃性付与剤と
なる乳酸系ポリエステル(III)は、その20℃におけ
る貯蔵弾性率(E’)が、2.5ギガパスカル(GP
a)以下、好ましくは0.1〜2.0GPaのものであ
る。
【0061】本発明の乳酸系ポリエステル(III)の製
造方法としては、例えば、(1)ラクタイドとポリエス
テル成分(II')とを、重合触媒の存在下で反応させる
方法、(2)乳酸を重縮合してポリ乳酸を得、該ポリ乳
酸をポリエステル成分(II')存在下で更に脱水、重縮
合することによってポリ乳酸−ポリエステルブロック共
重合体を得る方法、(3)乳酸又はラクタイドから得ら
れたポリ乳酸とポリエステル成分(II')とをエステル
交換触媒の存在下、溶融混練することによりポリ乳酸−
ポリエステルブロック共重合体を得る方法などが挙げら
れる。
【0062】まず、(1)ラクタイドとポリエステル成
分(II')の共重合法について説明する。反応温度はラ
クタイドの着色及び分解を防ぐという点で220℃以
下、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃
以下の反応温度が好ましく、ラクタイドの分解、着色を
防ぐため、窒素及びアルゴン等の不活性ガスの雰囲気下
で反応を行うことが好ましい。また反応系内の水分の存
在は好ましくない為、脂肪族ポリエステルは十分に乾燥
させておく必要がある。
【0063】このような条件のもと、ポリエステル(I
I')とラクタイドを100℃〜220℃で混合して溶解
する。この際、必要に応じてこれらの合計重量に対して
1〜30重量部、好ましくは5〜30重量部、より好ま
しくは15〜30重量部のトルエン等の非反応性の溶剤
を用いてもよい。更に、窒素、アルゴン等の不活性ガス
雰囲気下、140〜220℃で重合触媒(例えば、オク
タン酸錫)をポリエステル(II')及びラクタイドの合
計量に対して50〜2000ppmを添加する。ポリエ
ステル(II')とラクタイドの仕込み比は、重量比でポ
リエステル(II'):ラクタイド=10:90〜90:
10が好ましく、より好ましくは40:60〜90:1
0、更により好ましくは50:50〜90:10、特に
好ましいのは50:50〜85:15である。
【0064】用いる重合触媒としては、一般にエステル
化触媒、開環重合触媒として知られる触媒はいずれも使
用可能であり、例えば、Sn、Ti、Zr、Zn、G
e、Co、Fe、Al、Mn、Hf等のアルコキサイ
ド、酢酸塩、酸化物、塩化物等が挙げられる。これらの
中でも、錫粉末、オクチル酸錫、2−エチルヘキシル酸
錫、ジブチルスズジラウレート、テトライソプロピルチ
タネート、テトラブトキシチタン、チタンオキシアセチ
ルアセトナート、鉄(III)アセチルアセトナート、鉄
(III)エトキサイド、アルミニウムイソプロポキサイ
ド、アルミニウムアセチルアセトナートは、反応が早い
ので、好ましい。
【0065】次に、(2)乳酸とポリエステル成分(I
I')の共重合法について説明する。乳酸を公知慣用の方
法で重縮合させポリ乳酸を得た後、これにポリエステル
成分(II')を加え、更に重縮合反応を行うことで乳酸
系ポリエステル(III)を得ることができる。乳酸の重
縮合は、様々な技術が開示されており、それらいずれか
の方法で得られるポリ乳酸で良い。本発明においては、
乳酸系ポリエステル(III)の分子量が1万以上であれ
ば耐衝撃性付与効果がみられるので、ポリ乳酸の分子量
は、所望の乳酸系ポリエステル(III)の分子量を考慮
して、乳酸成分(I)とポリエステル成分(II')の組成比
と、ポリエステル(II')の末端基数或いは分子量で適
宜調整すればよい。なお、ポリ乳酸が高分子量であるほ
ど、ポリエステル(II')添加後の共重合反応が短時間
で、高分子量の乳酸系ポリエステル(III)が得られる
ため好ましい。
【0066】また、ポリ乳酸の分子量をより高める方法
として、乳酸の重縮合時に溶媒を用いても良く、トルエ
ン、キシレン、アニソール、ジフェニルエーテルなど水
を共沸しやすい高沸点溶媒を選択使用することで、溶媒
を水と共沸させ、これを乾燥剤等で脱水留去後、再度溶
媒を反応系内に戻すことで重合を進める方法も可能であ
る。この際上記で挙げた錫粉末等の重合触媒を使用する
と反応が短時間になり更に好ましい。
【0067】乳酸の重縮合から得られたポリ乳酸と、ポ
リエステル(II')とを混合加熱して重縮合を進める
際、仕込量に対して末端基量を調整するために、更にジ
オールやジカルボン酸を添加してもよい。重縮合の際の
反応条件は、乳酸ブロックの分解、着色を防ぐため、2
20℃以下での反応が好ましく、分子量をより増加させ
るためには、上記で挙げた錫粉末、オクタン酸スズ等の
重合触媒を添加して1KPa以下に減圧することが好ま
しい。更に、乳酸の重縮合反応時と同様に、溶媒を使用
した共沸脱水重縮合反応を行うと、より高分子量の乳酸
系ポリエステル(III)が得られより好ましい。
【0068】続いて、(3)乳酸又はラクタイドから得
られたポリ乳酸とポリエステル成分(II')とをエステ
ル交換触媒の存在下、溶融混練することによりポリ乳酸
−ポリエステルブロック共重合体を得る方法について説
明する。ポリ乳酸と、ポリエステル(II')とを混合加
熱して、上記で挙げたオクタン酸スズ等の重合触媒存在
下にエステル交換反応を行う。反応条件は、乳酸ブロッ
クの分解、着色を防ぐため、220℃以下での反応が好
ましく、更に、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下
で行うことが好ましい。また、ポリ乳酸は、乳酸或いは
ラクタイドどちらから得られたものでも構わないが、ポ
リ乳酸の分子量が高いほど、高分子量の乳酸系ポリエス
テル(III)が得られるため好ましく、ポリ乳酸の分子
量としては重量平均分子量で5万以上が好ましく、より
好ましくは10万以上、更により好ましくは15万以上
である。
【0069】また、ラクタイドは種々の溶剤に可溶であ
るため、トルエン、ベンゼン、キシレン、エチルベンゼ
ン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジフェニルエー
テル、クロロベンゼン等の溶媒を用いて溶解させ、上述
の各製造法に供しても良い。
【0070】ところで、本発明の乳酸系ポリエステル
(III)は、その両末端又は片末端の水酸基、又はカル
ボキシル基が、カルボン酸又はアルコールで封止されて
いることが好ましい。これは、乳酸系ポリエステル(II
I)の水酸基やカルボン酸が、ブレンド時に母体ポリマ
ーの分子量を低下させる恐れがあり、耐衝撃性付与剤に
用いる乳酸系ポリエステル(III)の末端を封止してお
くことは、この分子量低下防止に効果があるためであ
る。特に、分子量が1万以下の乳酸系ポリエステル(II
I)を用いる耐衝撃性付与剤の場合は、末端基数が多い
ので封止した方が好ましい。
【0071】さらに乳酸系ポリエステル(III)の共重
合後に、溶媒により重合触媒を抽出除去するか、又は触
媒失活剤により重合触媒を失活させることにより、乳酸
系ポリエステル(III)の保存安定性を更に向上させる
ことができる。
【0072】本発明の乳酸系ポリエステル(III)から
なる耐衝撃性付与剤(IV)は、特にポリ乳酸等のポリヒ
ドロキシカルボン酸(V)用の耐衝撃性付与剤として有
用である。即ち、本発明の耐衝撃性付与剤(IV)は、ポ
リ乳酸等のポリヒドロキシカルボン酸類に溶融混練し、
該ポリヒドロキシカルボン酸類の耐衝撃性を向上させる
為に用いられる。この溶融混練の際、それらポリヒドロ
キシカルボン酸(V)や乳酸系ポリエステル(III)中
に残存する重合触媒が逆反応し分解促進する場合がある
ため、これを防止する為に、これらの製造の際用いた重
合触媒を除去又は失活させておくことが好ましい。
【0073】重合触媒を除去する具体的方法には、メタ
ノール/塩酸水溶液、アセトン/塩酸水溶液或いはこれ
らの混合液に、乳酸系ポリエステルの樹脂ペレットをつ
け込んだり、乳酸系ポリエステルを溶液状態で上記溶液
に混合してポリマーを沈殿化させながら洗浄するような
方法が挙げられる。このような方法により、微量な残留
モノマーや、オリゴマーなども同時に洗浄除去すること
が可能である。
【0074】また、乳酸系ポリエステル(III)の製造
もしくは製造後に触媒失活剤を添加して重合触媒を失活
させることができる。触媒失活剤は、通常、キレート様
の形態で乳酸系ポリエステル中の重合触媒に付着し乳酸
系ポリエステルに含有されるが、更に溶剤洗浄等により
除去してもよい。
【0075】触媒失活剤の添加量は、乳酸系ポリエステ
ル(III)の製造の際に用いる触媒の種類、反応条件に
よって異なるが、用いられた重合触媒を失活させる量で
あれば良く、乳酸系ポリエステル重合反応終了後のポリ
マー取り出し前や混練時に、通常、使用触媒1重量部に
対し、0.001〜10重量部、好ましくは、0.1〜
5重量部、より好ましくは0.5〜3重量部を添加す
る。また製造された乳酸系ポリエステルに、触媒失活剤
を添加、混練してもよい。
【0076】本発明に用いる触媒失活剤は、特にキレー
ト化剤及び/又は酸性リン酸エステル類が好ましい。キ
レート化剤としては、特に限定されないが、例えば、エ
チレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸二ナト
リウム、しゅう酸、リン酸、ピロリン酸、アリザリン、
アセチルアセトン、ジエチレントリアミン五酢酸、トリ
エチレンテトラミン六酢酸、カテコール、4−t−ブチ
ルカテコール、L(+)−酒石酸、DL−酒石酸、グリ
シン、クロモトロープ酸、ベンゾイルアセトン、クエン
酸、没食子酸、ジメルカプトプロパノール、トリエタノ
ールアミン、シクロヘキサンジアミン四酢酸、ジトルオ
イル酒石酸、ジベンゾイル酒石酸が挙げられる。
【0077】また、酸性リン酸エステル類は、ヒドロキ
シカルボン酸系ポリエステル中に含有される触媒の金属
イオンと錯体を形成し、触媒活性を失わせ、ポリマー鎖
の切断抑制効果を示す。酸性リン酸エステル類として
は、酸性リン酸エステル、ホスホン酸エステル、アルキ
ルホスホン酸など及びその混合物を指すものである。
【0078】酸性リン酸エステル類としては、例えば、
米国特許第5686540号明細書に挙げられるような
従来公知の酸性リン酸エステル、ホスホン酸エステル、
アルキルホスホン酸等及びその混合物が挙げられる。酸
性リン酸エステル類成分は有機溶剤との溶解性がよいた
め作業性に優れ、乳酸系ポリエステルとの反応性に優
れ、重合触媒の失活に優れた効果を示す。
【0079】上記した何れの乳酸系ポリエステル(II
I)の製造方法であっても、共重合反応の重合転化率は
特に制限されるものではないが、ゲルパーミエーション
クロマトグラフィー(GPC)で重合転化率を測定しな
がら、160〜180℃で、1.5時間以上、好ましく
は2.5時間以上、より好ましくは3時間以上反応させ
ることにより、重合添加率が90〜99%に達すること
が望ましい。
【0080】本発明の乳酸系ポリエステル(III)は、
開環共重合の場合、通常の反応釜を使用して製造するこ
とも可能であり、これを連続製造に対応したCSTR式
の製造装置を用いることができる。より高粘度のものに
関しては、通常の反応釜を使用した共重合反応では撹拌
効率が低下し、局部加熱による着色や反応率の低下を招
く。このような場合には、均一に撹拌され、せん断応力
の小さいスタティックミキサーの使用が好ましい。
【0081】また、スタティックミキサーのみで本反応
を行うこともできるが、粘度が低い段階では通常の反応
釜を使用し、重合後期の高粘度化する前にスタティック
ミキサーを使用する方法が重合開始剤を均一に混合する
という意味で更に好ましい。
【0082】乳酸系ポリエステル(III)の室温におけ
る粘弾性は、共重合に用いる脂肪族ポリエステルを構成
するジオールの主鎖の炭素原子数が多いほど軟質とな
る。また、ダイマー酸と併用されるジカルボン酸量が増
えるに従い軟質となる。
【0083】次に、本発明の耐衝撃性付与剤(IV)及び
ポリヒドロキシカルボン酸(V)を含有するポリエステ
ル組成物(VI)について説明する。
【0084】本発明の組成物に用いるポリヒドロキシカ
ルボン酸(V)としては、ポリ乳酸、ポリグリコール
酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレ
ート、ヒドロキシブチレートとヒドロキシバリレートの
共重合体、ポリカプロラクトン等が挙げられる。これら
の中でも、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリ
カプロラクトンが好ましく、ポリ乳酸が特に好ましい。
これらのポリヒドロキシカルボン酸の重量平均分子量
は、特に限定されるものではないが、一般的に重量平均
分子量50,000以上が好ましく、70,000以上
がより好ましく、100,000以上が特に好ましく、
かつ500,000以下のものが好ましい。
【0085】本発明の耐衝撃性付与剤(IV)は、そのま
まポリ乳酸などのポリヒドロキシカルボン酸(V)と混
練してもよいし、予めポリヒドロキシカルボン酸(V)
と高濃度でブレンドしたマスターバッチの状態で用いる
こともできる。
【0086】本発明の耐衝撃性付与剤(IV)を構成する
乳酸系ポリエステル(III)と、ポリヒドロキシカルボ
ン酸(V)の混練比は本発明の効果が達成する比率であ
ればよく、好ましくは(III):(V)=3:97〜7
0:30であり、更に好ましくは5:95〜50:5
0、特に好ましくは5:95〜40:60である。この
組成比の範囲内では、ブレンド物の耐熱性、耐衝撃性、
ブリードアウト性がバランス良く改善される。
【0087】耐衝撃性付与剤(IV)とポリヒドロキシカ
ルボン酸(V)との混練条件は、添加するポリヒドロキ
シカルボン酸(V)の融点以上での混練となるが、本発
明の耐衝撃性付与剤(IV)を構成する乳酸系ポリエステ
ル(III)の融点が140℃〜170℃であることか
ら、180〜200℃前後であることが好ましい。20
0℃を大きく超える場合は、ポリヒドロキシカルボン酸
(V)の分子量低下をふまえて、混練時間や混練回転数
などを調整する必要がある。
【0088】混練機器は、押し出し機やニーダー、バッ
チ式混練機などが用いられる。また、反応釜中での混練
や、粘性の高い場合はスタティックミキサーを用いたブ
レンドも可能である。溶剤を用いての湿式ブレンドでも
同様なブレンドが可能であるが、溶剤を脱揮する際に
は、高温下で減圧し、ポリマーの分離を防ぐため短時間
で行う方が好ましい。
【0089】本発明のポリエステル組成物(VI)は、T
ダイキャスト成形やインフレーション成形等の押出成形
により容易にフィルムに加工できる。また、複数の押出
機による多層化を行うことも可能である。なお、通常厚
みによりシート、フィルムを慣用的に使い分けている
が、本発明では混乱を避けるために総称してフィルムと
いうものとする。本発明のフィルムの厚みは特に制限さ
れないが、一般的に用いられている5μm〜2mmを言
うものとする。
【0090】ポリエステル組成物(VI)は、吸湿性が高
いために加水分解しやすく、フィルム等の包装材の加工
にあたっては、一般的な単軸押出機で容易に可能である
が水分管理が重要となり、ベントを付設した二軸押出機
を用いると、脱水効果が高いため、事前乾燥は必要な
く、効率的な成膜が可能である。
【0091】スクリューは、通常、スクリューのニーデ
ィング部の長さ(L)とニーディングスクリューの径
(D)との比であるL/D比が、20〜50程度のフル
フライトタイプで良く、ベントを付設しても良い。単軸
押出機を使用する時には、押出機内での加水分解を避け
るため真空乾燥器等により除湿乾燥を行い、原料中の水
分を50ppm以下に抑えるのが好ましい。適正な押出
温度は使用するポリエステル組成物(VI)の分子量、残
存ラクタイド量によって異なるが、流動開始温度以上が
望ましい。
【0092】Tダイキャスト成形でポリエステル組成物
(VI)をフィルム化する際の溶融温度は、特に限定され
ないが、通常、ポリエステル組成物(VI)の融点より1
0〜60℃高い温度である。溶融押し出されたフィルム
は、通常、所定の厚みになるようにキャスティングさ
れ、必要により冷却される。その際、フィルム厚が厚い
場合は、タッチロール、エアーナイフ、薄い場合には静
電ピンニングを使い分けることにより均一なフィルムと
する。
【0093】成膜されたフィルムは、ガラス転移点以
上、融点以下の温度でテンター方式やインフレーション
方式等で、一軸および二軸に延伸することができる。延
伸処理を施すことにより、分子配向を生じさせ、耐衝撃
性、剛性、透明性等の物性を改良することが出来る。
【0094】一軸延伸の場合は、ロール法による縦延伸
又はテンターによる横延伸により、縦方向又は横方向に
1.3〜10倍延伸するのが好ましい。二軸延伸の場合
は、ロール法による縦延伸及びテンターによる横延伸が
挙げられ、その方法としては、一軸目の延伸と二軸目の
延伸を逐次的に行っても、同時に行っても良い。延伸倍
率は、縦方向及び横方向にそれぞれ1.3〜6倍延伸す
るのが好ましい。延伸倍率がこれ以上低いと十分に満足
し得る強度を有するフィルムが得難く、また、高いと延
伸時にフィルムが破れてしまい良くない。なお、シュリ
ンクフィルム等の特に加熱時の収縮性を要求するような
場合には、一軸或いは二軸方向への3〜6倍等の高倍率
延伸が好ましい。
【0095】延伸温度は、乳酸系ポリエステル(III)
のガラス転移点(以下、Tgという。)〜(Tg+5
0)℃の範囲が好ましく、Tg〜(Tg+30)℃の範
囲が特に好ましい。延伸温度がTg未満では延伸が困難
であり、(Tg+50)℃を越えると延伸による強度向
上が認められないことがある。
【0096】また、耐熱性を向上させるために、延伸直
後にヒートセットを行い、歪の除去或いは結晶化を促進
することにより耐熱特性を向上させることもできる。
【0097】また、耐熱性を向上させるために、延伸直
後の緊張下で熱セット処理を行うと、歪の除去或いは結
晶化を促進することにより耐熱特性を向上させることが
できる。熱セット処理温度は、結晶化温度(Tc)より
20℃低い温度から、乳酸ポリマーの融点未満の温度で
行うことができるが、70〜150℃の範囲、より好ま
しくは、90〜150℃の範囲で行うと耐熱性だけでは
なく、引張伸び等他のフィルム物性も向上するので、望
ましい。
【0098】熱セット処理時間は通常1秒から30分間
であるが、生産性等の実用性を考えた場合、この時間は
短い程良いため、好ましくは1秒〜3分間、より好まし
くは1秒〜1分間である。
【0099】これらフィルム成膜の際に、一般的なフィ
ラー、例えばタルク、炭酸カルシウム、シリカ、クレ
ー、ケイソウ土、パーライト等の無機系充填剤、或いは
木粉等の有機系充填剤を混入添加しても良い。
【0100】また、本発明のポリエステル組成物(VI)
には、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール
(BHT)、ブチル・ヒドロキシアニソール(BHA)
の様な酸化防止剤、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン
系、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤、および、
燐酸エステル、イソシアネート、カルボジイミド等の安
定剤を使用し、成形時の熱的安定性を向上させることも
できる。これらの安定剤の添加量は、本発明の効果を損
なわない範囲であれば、特に限定されるものではない
が、ポリエステル組成物(VI)重量に対して、通常0.
1〜10%の量で添加することが好ましい。
【0101】また、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マ
グネシウム、ステアリン酸カルシュウム等の金属石鹸
類、鉱油、流動パラフィン、エチレンビスステアリルア
マイド等の滑剤、グリセリン脂肪酸エステル、しょ糖脂
肪酸エステル等の非イオン系、アルキルスルホン酸塩等
のイオン系等の界面活性剤、酸化チタン、カーボンブラ
ックの様な着色剤等の添加も何等差し支えない。
【0102】また、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニ
ウム等の無機系発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビ
スイソブチロニトリル、スルホニルヒドラジド等の有機
系発泡剤等の添加により、もしくはペンタン、ブタン、
フレオン等の発泡剤を本発明ポリマーに事前に含浸させ
るか、押出工程の途中で押出機内に直接供給することに
より発泡体とすることもできる。また押出ラミ、ドライ
ラミ或いは共押出により紙、アルミホイル或いは他の分
解性ポリマーフィルムとの積層化も可能である。
【0103】フィルムの二次加工法としては、真空成形
法、圧空成形法、真空圧空成形法等が利用できる。本発
明のポリエステル組成物(VI)のフィルム化は、汎用樹
脂のフィルム製造に使用されている既存装置を用い、成
形することが可能である。
【0104】真空成形、真空圧空成形の場合には、プラ
グアシスト成形を行っても良い。延伸フィルムについて
は圧空成形を行うのが好ましい。なおこれら成形時に金
型の加熱、冷却も任意に併用することができる。特に、
金型を結晶化温度以上に加熱し、結晶化を積極的に進め
ることにより耐熱性能を向上させることもできる。
【0105】インフレーション成形の際は、通常のサー
キュラーダイ、エアーリングを備えた成形装置で容易に
成形でき、特別の付属装置は必要としない。なおこの際
偏肉を避けるため、ダイ、エアリング或いはワインダー
の回転を行っても良い。
【0106】フィルム製造については、横ピロー製袋
機、縦ピロー製袋機、ツイストバック製袋機等通常の製
袋機で容易にヒートシールし、袋状物を得ることができ
る。
【0107】これらフィルム以外の加工製品を得る際に
は、通常の射出成型機を用いて容器等の型物を問題なく
を得ることができる。
【0108】またブロー成形も容易で、既存の成型機を
使用することにより単層、多層ボトルを容易に成形を行
うことができる。プレス成形についても特段の問題はな
く通常の成型機で単層或いは積層製品を得ることができ
る。
【0109】本発明のポリエステル組成物(VI)は、耐
衝撃性付与剤(IV)を添加することにより、優れた耐衝
撃性を示す。本発明の耐衝撃性付与剤の添加量を調整す
ることにより、実施例に記載の方法で、3(kJ/
2)以上、好ましくは4〜20(kJ/m2)、より好
ましくは6〜20(kJ/m2)、特に好ましくは9〜
20(kJ/m2)のIZOD衝撃強度を有する。また
は、無延伸フィルム或いは延伸フィルムで0.20J以
上、好ましくは0.3〜5Jのデュポン衝撃強度を有
し、または、延伸熱セットフィルムで1J以上、好まし
くは1〜10Jのフィルムインパクトを有する。
【0110】さらに、本発明のポリエステル組成物(V
I)は本発明の耐衝撃性付与剤(IV)を添加することに
より、優れた柔軟性を呈し、例えば、該組成物(VI)を
フィルム化し、レオメトリクス株式会社製のRSAIIで
測定した室温での貯蔵弾性率(E’)は0.5〜3.0
KPaの範囲を示し、より優れたものは、0.6〜2.
4KPaの範囲を示す。
【0111】また、いずれの組成分もTgが50℃以上
を保持し、耐衝撃性を高めながらベースポリマーの耐熱
性を低下させないという観点で低分子系可塑剤や一般の
ポリエステル系可塑剤よりも優れる。
【0112】また、本発明の耐衝撃性付与剤は、ポリヒ
ドロキシカルボン酸(V)に添加しても優れた透明性を
維持することができる。例えば、ポリ乳酸100重量部
に対し耐衝撃性付与剤30重量部を添加した厚さ250
μmのプレスフィルムのヘイズ値は35%以下、より好
ましくは1〜30%、さらに好ましくは1〜25%であ
る。
【0113】本発明の耐衝撃性付与剤を含んだポリエス
テル組成物(VI)を用いた成形品又は(10×10cm
正方形、250μm厚の)フィルムを35℃、湿度80
%の恒温恒湿器に放置したとき、該成形品表面から60
日以上ブリード物が現れない。
【0114】さらに、本発明で得られる耐衝撃性付与剤
(IV)及び該耐衝撃性付与剤(IV)とポリヒドロキシカ
ルボン酸(V)とを含むポリエステル組成物(VI)は、
良好な生分解性を有し、海中に投棄された場合でも、加
水分解、生分解等による分解を受ける。海水中では数カ
月の間に樹脂としての強度が劣化し、外形を保たないま
でに分解可能である。また、コンポストを用いると、更
に短期間で原形をとどめないまでに生分解され、また焼
却しても有毒ガスや有毒物質を排出することはない。
【0115】本発明の耐衝撃性付与剤(IV)とポリヒド
ロキシカルボン酸(V)からなるポリエステル組成物
(VI)は、各種成形品、成形用樹脂、シート・フィルム
用材料、塗料用樹脂、インキ用樹脂、トナー用樹脂、接
着剤樹脂、医療用材料、紙へのラミネーション、発泡樹
脂材料等、特に包装材料、接着剤として有用である。
【0116】包装材料としては、例えば、フィルムとし
てはトレー、カップ、皿、ブリスター等、フィルムとし
ては、ラップフィルム、食品包装、その他一般包装、ゴ
ミ袋、レジ袋、一般規格袋、重袋等の袋類等に有用であ
る。
【0117】また、その他の用途としてブロー成形品と
しても有用に用いられ、例えば、シャンプー瓶、化粧品
瓶、飲料瓶、オイル容器等に、また衛生用品として、紙
おむつ、生理用品、更には、医療用として人工腎臓、縫
合糸等に、また農業資材として、発芽フィルム、種ヒ
モ、農業用マルチフィルム、緩効性農薬及び肥料のコー
テイング剤、防鳥ネット、養生フィルム、苗木ポット等
に有用である。
【0118】また、漁業資材としては漁網、海苔養殖
網、釣り糸、船底塗料等に、また射出成形品としては、
ゴルフティー、綿棒の芯、キャンディーの棒、ブラシ、
歯ブラシ、注射筒、皿、カップ、櫛、剃刀の柄、テープ
のカセット、使い捨てのスプーン・フォーク、ボールペ
ン等の文房具等に有用である。
【0119】また、紙へのラミネーション製品として
は、トレー、カップ、皿、メガホン等に、その他に、結
束テープ、プリペイカード、風船、パンティーストッキ
ング、ヘアーキャップ、スポンジ、セロハンテープ、
傘、合羽、プラ手袋、ヘアーキャップ、ロープ、不織
布、チューブ、発泡トレー、発泡緩衝材、緩衝材、梱包
材、煙草のフィルター等が挙げられる。
【0120】
【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら
限定されるものではない。
【0121】実施例で行った測定は以下の通りである。 (分子量測定)ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー測定装置(以下、GPCと省略する。東ソー株式会社
製HLC−8020、カラム温度40℃、テトラヒドロ
フラン溶媒)によりポリスチレン標準サンプルとの比較
で測定した。
【0122】(熱的物性測定)示差走査熱量測定装置
(以下、DSCと省略する。セイコー電子工業株式会社
製DSC220C)を用い、−100〜200℃の範囲
を昇温速度10℃/分で測定した。
【0123】(貯蔵弾性率(E’);以下、DMAと省
略する。)レオメトリックス社製RSAIIを用い、厚さ
200μm×幅5mm×長さ35mmのフィルムをFI
LM TEXTUREジオメトリーにより、チャック間
22.4mm、6.28rad、0〜120℃の条件で
測定した。
【0124】(透明性測定;以下、「ヘイズ」と省略す
る。)縦10cm×横10cmのフィルムを縦5cm×
横5cmに切り、濁度計(日本電色工業株式会社製ND
−1001DP)にて測定した。
【0125】(アイゾット衝撃試験;以下、IZODと
省略する。)JIS K 7110に準拠したアイゾッ
ト衝撃試験法により測定した。すなわち、ミニマックス
モルダー(CSI社製)を用い、170〜90℃の条件
下、幅6mm×厚3mm×高31mmのIZOD用試験
片に射出成形後、この試験片の幅方向に1.2mmのノ
ッチをノッチングマシン(TECNO−SUPPLY社
製)にて加工した。このノッチ入りIZOD用試験片を
IZDO測定装置(POE2000(GRC社製))に
て測定した。
【0126】(デュポン衝撃強度試験)JIS K 5
400のデュポン衝撃強度測定法を用いて、一定重さの
重錘の高さを変えて落下させ、破壊の有無により、得ら
れたフィルムの50%破壊エネルギーを求めた。フィル
ムとの打突部は鋼製であり、半径6.3mmの滑らかな
半球状(ウエシマ製作所製)である。
【0127】(フィルムインパクト試験)ASTMD−
3420に準拠した方法で測定した。
【0128】(プロトン核磁気共鳴測定(以下、1H−
NMRと省略する。)測定サンプル30mgをクロロホ
ルム−d(CDCl3)0.5mlに溶解し、これをNM
R用ガラスアンプルに入れ、1H−NMR装置(日本電
子株式会社製のJNM−LA300)にて25℃で測定
した。
【0129】(参考例1)(脂肪族ポリエステルA−1
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した50L反応槽に、
「エンポール1061」(コグニス製の炭素原子数18
の脂肪族不飽和カルボン酸の2量体からなるダイマー
酸;以下、DAと省略する。)1モル当量とプロピレン
グリコール(以下、PGと省略する。)1.4モル当量
を仕込み、窒素気流下で150℃から1時間に10℃ず
つ昇温させながら加熱撹拌した。生成する水を留去しな
がら220℃まで昇温し、2時間後、エステル交換触媒
としてチタンテトライソプロポキシド70ppmを添加
し、0.1KPaまで減圧して3時間撹拌して、GPC
を用いたポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)
が18,000、重量平均分子量(Mw)が30,00
0の脂肪族ポリエステル(A−1)を得た。
【0130】(参考例2)(脂肪族ポリエステルA−2
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した50L反応槽に、
「エンポール1062」(コグニス社製部分水添した炭
素原子数18の脂肪族不飽和カルボン酸の2量体である
ダイマー酸;以下、DAHと省略する。)を1モル当量
と1,4−ブタンジオール(以下、1,4BGと省略す
る。)1.4モル当量を仕込み、窒素気流下で150℃
から1時間に10℃ずつ昇温させながら加熱撹拌した。
生成する水を留去しながら220℃まで昇温し、2時間
後、エステル交換触媒としてチタンテトラブトキシド7
0ppmを添加し、0.1KPaまで減圧して1時間撹
拌して、GPCを用いたポリスチレン換算による数平均
分子量(Mn)が13,000、重量平均分子量(M
w)が22,000の脂肪族ポリエステル(A−2)を
得た。
【0131】(参考例3)(脂肪族ポリエステルA−3
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した50L反応槽に、
DA1モル当量とPG1.4モル当量を仕込み、窒素気
流下で150℃から1時間に7℃ずつ昇温させながら加
熱撹拌した。生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、2時間撹拌して、室温でも流動性があり、GPC
を用いたポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)
が2,000、重量平均分子量(Mw)が5,000の
脂肪族ポリエステル(A−3)を得た。
【0132】(参考例4)(脂肪族ポリエステルA−4
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した10L反応槽に、
DA66重量部、1,6−シクロヘキサンジカルボン酸
(イーストマンケミカル社製;以下、CHDAと省略す
る。)34重量部、ジカルボン酸のモル当量に対して
0.9モル当量のエチレングリコール(以下、EGと省
略する。)と0.55モル当量の1,6−ヘキサンジオ
ール(以下、1,6HDと省略する。)を仕込み、窒素
気流下で150℃から1時間に7℃ずつ昇温させながら
加熱撹拌した。生成する水を留去しながら220℃まで
昇温し、2時間後、エステル交換触媒としてトリブチル
スズオキシド50ppmを添加し、0.1KPaまで減
圧して2時間撹拌した。
【0133】これをトルエンに20%溶液として調整
し、ポリエステルに対して0.05重量部のヘキサメチ
レンジイソシアネート(以下、HMDIと省略する。)
を加えた。更に、オクタン酸スズをポリエステルに対し
て0.01重量部添加して60℃で1時間撹拌して、粘
ちょうで、GPCを用いたポリスチレン換算による数平
均分子量(Mn)が25,000、重量平均分子量(M
w)が55,000の脂肪族ポリエステル(A−4)を
得た。
【0134】(参考例5)(脂肪族・芳香族ポリエステ
ルA−5の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した500mLフラス
コに、CHDA70重量部、テレフタル酸(以下、TP
Aと省略する。)30重量部、ジカルボン酸のモル当量
に対して0.7モル当量の炭素原子数18の2量体のダ
イマージオール(東亞合成株式会社製;以下、DDOと
省略する。)と0.65モル当量のEGを仕込み、窒素
気流下で150℃から1時間に10℃ずつ昇温させなが
ら加熱撹拌した。
【0135】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、2時間後、エステル交換触媒として酢酸亜鉛80
ppmを添加し、1KPaまで減圧して1時間撹拌し
た。反応後に、ピロメリット酸二無水物(以下、PMD
Aと省略する。)2重量部を添加し、210℃で5KP
aで減圧しながら3時間攪拌して、GPCを用いたポリ
スチレン換算による数平均分子量(Mn)が36,00
0、重量平均分子量(Mw)が81,000の脂肪族・
芳香族ポリエステル(A−5)を得た。
【0136】(参考例6)(脂肪族ポリエステルA−6
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した1Lフラスコに、
セバシン酸(以下、SeAと省略する。)100重量
部、ジカルボン酸のモル当量に対して1.35モル当量
のPGを仕込み、窒素気流下で150℃から1時間に1
0℃ずつ昇温させながら加熱撹拌した。
【0137】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、1時間後、エステル交換触媒としてチタンテトラ
ブトキシドモノマー80ppmを添加し、0.1KPa
まで減圧して6時間撹拌して、GPCを用いたポリスチ
レン換算による数平均分子量(Mn)が41,000、
重量平均分子量(Mw)が78,000の脂肪族ポリエ
ステル(A−6)を得た。
【0138】(参考例7)(脂肪族・芳香族ポリエステ
ルA−7の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した1Lフラスコに、
SeA70重量部、TPA30重量部、ジカルボン酸の
モル当量に対して1.35モル当量のPGを仕込み、窒
素気流下で150℃から1時間に10℃ずつ昇温させな
がら加熱撹拌した。
【0139】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、1時間後、エステル交換触媒としてチタンテトラ
ブトキシドモノマー30ppmを添加した。3時間後、
チタンテトラブトキシドモノマー50ppmを添加し、
0.1KPaまで減圧して12時間撹拌して、GPCを
用いたポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)が
30,000、重量平均分子量(Mw)が55,000
の脂肪族・芳香族ポリエステル(A−7)を得た。
【0140】(参考例8)(脂肪族ポリエステルA−8
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した1Lフラスコに、
SeA100重量部、ジカルボン酸のモル当量に対して
1.35モル当量の1,3−ブタンジオール(以下、
1,3BGと省略する。)を仕込み、窒素気流下で15
0℃から1時間に10℃ずつ昇温させながら加熱撹拌し
た。
【0141】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、1時間後、エステル交換触媒としてチタンテトラ
ブトキシドモノマー30ppmを添加した。3時間後、
チタンテトラブトキシドモノマー50ppmを添加し、
0.1KPaまで減圧して11時間撹拌して、GPCを
用いたポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)が
31,000、重量平均分子量(Mw)が56,000
の脂肪族ポリエステル(A−8)を得た。
【0142】(参考例9)(脂肪族ポリエステルA−9
の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した1Lフラスコに、
アジピン酸(以下、AAと省略する。)100重量部、
ジカルボン酸のモル当量に対して1.35モル当量の
1,3BGを仕込み、窒素気流下で150℃から1時間
に10℃ずつ昇温させながら加熱撹拌した。
【0143】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、1時間後、4塩化ジルコニウム70ppmを添加
し、0.1KPaまで減圧して9時間撹拌して、GPC
を用いたポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)
が19,000、重量平均分子量(Mw)が33,00
0の脂肪族ポリエステル(A−9)を得た。
【0144】(参考例10)(脂肪族ポリエステルA−
10の合成) 撹拌器、精留器、ガス導入管を付した1Lフラスコに、
コハク酸(以下、SuAと省略する。)100重量部、
ジカルボン酸のモル当量に対して1.35モル当量の
1,4BGを仕込み、窒素気流下で150℃から1時間
に10℃ずつ昇温させながら加熱撹拌した。
【0145】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温後、4塩化ハフニウム70ppmを添加し撹拌した。
3時間後、0.1KPaまで減圧して6時間撹拌して、
GPCを用いたポリスチレン換算による数平均分子量
(Mn)が23,000、重量平均分子量(Mw)が4
0,000の脂肪族ポリエステル(A−10)を得た。
【0146】(製造例1)(耐衝撃性付与剤C−1の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−1)50重量部及びL−ラク
タイド50重量部をセパラブルフラスコに入れ、180
℃で溶融した。溶液が均一になってからオクタン酸スズ
200ppmを添加し、180℃で3.5時間撹拌し
た。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェート500
ppmを添加して、GPCを用いたポリスチレン換算に
よる数平均分子量(Mn)が25,000、重量平均分
子量(Mw)が50,000の乳酸系ポリエステル(以
下、「耐衝撃性付与剤C−1」という。)を得た。表1
9に「耐衝撃性付与剤C−1」の1H−NMRの化学シ
フトを示した。
【0147】(製造例2)(耐衝撃性付与剤C−2の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−1)60重量部、L−ラクタ
イド40重量部及びラクタイドと脂肪族ポリエステルの
合計量に対し15重量部のトルエンとをセパラブルフラ
スコに入れ、180℃で溶融した。溶液が均一になって
からオクタン酸スズ200ppmを添加し、180℃で
4時間撹拌した。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフ
ェート500ppmを添加して、GPCを用いたポリス
チレン換算による数平均分子量(Mn)が18,00
0、重量平均分子量(Mw)が35,000の乳酸系ポ
リエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−2」とい
う。)を得た。このようにして得た「耐衝撃性付与剤C
−2」の融点は示差式熱量計(DSC)で159℃であ
った。
【0148】(製造例3)(耐衝撃性付与剤C−3の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−1)80重量部、L−ラクタ
イド19.2重量部、D−ラクタイド0.8重量部及び
ラクタイドと脂肪族ポリエステルの合計量に対し15重
量部のトルエンとをセパラブルフラスコに入れ、180
℃で溶融した。溶液が均一になってからオクタン酸スズ
200ppmを添加し、180℃で5時間撹拌した。重
合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェート500ppm
を添加して、GPCを用いたポリスチレン換算による数
平均分子量(Mn)が10,000、重量平均分子量
(Mw)が21,000の乳酸系ポリエステル(以下、
「耐衝撃性付与剤C−3」いう。)を得た。
【0149】(製造例4)(耐衝撃性付与剤C−4の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−2)40重量部と、L−ラク
タイド60重量部及びラクタイドとポリエステルの合計
量に対してトルエン15重量部とをセパラブルフラスコ
に取り、175℃で溶融した。溶液が均一になってから
チタンビスアセチルアセトナ−ト500ppmを添加
し、173℃で7時間撹拌して、GPCを用いたポリス
チレン換算による数平均分子量(Mn)が27,00
0、重量平均分子量(Mw)が50,000の乳酸系ポ
リエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−4」とい
う。)を得た。
【0150】(製造例5)(耐衝撃性付与剤C−5の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−3)20重量部、L−ラクタ
イド80重量部及びラクタイドとポリエステルの合計量
に対してトルエン15重量部とをセパラブルフラスコに
取り、175℃で溶融した。溶液が均一になってからオ
クタン酸亜鉛500ppmを添加し、175℃で4時間
撹拌した。
【0151】得られたポリマーを一旦取出し、クロロホ
ルムに溶解後、無水酢酸5重量部とピリジン5重量部を
添加し、室温で1時間攪拌した。この溶液を濾過した
後、メタノールに再沈殿して、GPCを用いたポリスチ
レン換算による数平均分子量(Mn)が18,000、
重量平均分子量(Mw)が35,000の乳酸系ポリエ
ステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−5」という。)を
得た。末端の水酸基が酢酸エステル化によりほぼ消失し
たことをIRスペクトルで確認した。
【0152】(製造例6)(耐衝撃性付与剤C−6の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−4)40重量部、L−ラクタ
イド60重量部及びラクタイドとポリエステルの合計量
に対してトルエン15重量部とをセパラブルフラスコに
取り、175℃で溶融した。溶液が均一になってからオ
クタン酸亜鉛1000ppmを添加し、173℃で6時
間撹拌した。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェー
ト500ppmを添加して、GPCを用いたポリスチレ
ン換算による数平均分子量(Mn)が44,000、重
量平均分子量(Mw)が95,000の乳酸系ポリエス
テル(以下、「耐衝撃性付与剤C−6」という。)を得
た。表19に「耐衝撃性付与剤C−6」の1H−NMR
の化学シフトを示した。
【0153】(製造例7)(耐衝撃性付与剤C−7の合
成) 脂肪族・芳香族ポリエステル(A−5)70重量部、L
−ラクタイド30重量部及びラクタイドとポリエステル
の合計量に対してトルエン15重量部とをセパラブルフ
ラスコに取り、175℃で溶融した。溶液が均一になっ
てからオクタン酸スズ500ppmを添加し、175℃
で4時間撹拌して、GPCを用いたポリスチレン換算に
よる数平均分子量(Mn)が28,000、重量平均分
子量(Mw)が53,000の乳酸系ポリエステル(以
下、「耐衝撃性付与剤C−7」という。)を得た。
【0154】(製造例8)(耐衝撃性付与剤C−8の合
成) 脂肪族・芳香族ポリエステル(A−5)90重量部、L
−ラクタイド9.6重量部、D−ラクタイド0.4重量
部及びラクタイドとポリエステルの合計量に対してトル
エン15重量部とをセパラブルフラスコに取り、175
℃で溶融した。溶液が均一になってからチタンテトライ
ソプロポキシド500ppmを添加し、173℃で6時
間撹拌した。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェー
ト500ppmを添加して、GPCを用いたポリスチレ
ン換算による数平均分子量(Mn)が38,000、重
量平均分子量(Mw)が91,000の乳酸系ポリエス
テル(以下、「耐衝撃性付与剤C−8」という。)を得
た。
【0155】(製造例9)(耐衝撃性付与剤C−9の合
成) 脂肪族ポリエステル(A−6)50重量部、L−ラクタ
イド50重量部及びラクタイドとポリエステルの合計量
に対してトルエン10重量部とをセパラブルフラスコに
取り、180℃で溶融させた。溶液が均一になってから
オクタン酸スズ300ppmを添加し、180℃で3時
間撹拌した。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェー
ト500ppmを添加し、0.5kPaに減圧、1.5
時間撹拌、残留ラクタイドを除去して、GPCを用いた
ポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)が58,
000、重量平均分子量(Mw)が102,000の乳
酸系ポリエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−9」と
いう。)を得た。
【0156】(製造例10)(耐衝撃性付与剤C−10
の合成) 脂肪族ポリエステル(A−6)70重量部、L−ラクタ
イド30重量部及びラクタイドとポリエステルの合計量
に対してトルエン10重量部とをセパラブルフラスコに
取り、180℃で溶融した。溶液が均一になってからオ
クタン酸スズ300ppmを添加し、180℃で2.5
時間撹拌した。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェ
ート600ppmを添加し、0.5kPaに減圧、1時
間撹拌、残留ラクタイドを除去して、GPCを用いたポ
リスチレン換算による数平均分子量(Mn)が42,0
00、重量平均分子量(Mw)が78,000の乳酸系
ポリエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−10」をい
う。)を得た。
【0157】(製造例11)(耐衝撃性付与剤C−11
の合成) 脂肪族・芳香族ポリエステル(A−7)70重量部、L
−ラクタイド30重量部及びラクタイドとポリエステル
の合計量に対してトルエン10重量部とをセパラブルフ
ラスコに取り、180℃で溶融した。溶液が均一になっ
てからオクタン酸スズ300ppmを添加し、180℃
で2.5時間撹拌した。重合終了後にエチルヘキサン酸
ホスフェート400ppmを添加し、1kPaに減圧、
1時間撹拌、残留ラクタイドを除去して、GPCを用い
たポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)が3
2,000、重量平均分子量(Mw)が60,000の
乳酸系ポリエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−1
1」という。)を得た。
【0158】(製造例12)(耐衝撃性付与剤C−12
の合成) 脂肪族ポリエステル(A−8)80重量部、L−ラクタ
イド20重量部及びラクタイドとポリエステルの合計量
に対しトルエン5重量部とをセパラブルフラスコに取
り、180℃で溶融した。溶液が均一になってからオク
タン酸スズ250ppmを添加し、180℃で2.5時
間撹拌した。重合終了後エチルヘキサン酸ホスフェート
1000ppmを添加し、0.5kPaに減圧、2時間
撹拌、残留ラクタイドを除去して、GPCを用いたポリ
スチレン換算による数平均分子量(Mn)が30,00
0、重量平均分子量(Mw)が57,000の乳酸系ポ
リエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−12」とい
う。)を得た。
【0159】(製造例13)(耐衝撃性付与剤C−13
の合成) 脂肪族ポリエステル(A−9)50重量部及びL−ラク
タイド50重量部をセパラブルフラスコに取り、180
℃で溶融した。溶液が均一になってからオクタン酸スズ
250ppmを添加し、180℃で2.5時間撹拌し
た。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェート800
ppmを添加し、0.5kPaに減圧、1時間撹拌、残
留ラクタイドを除去して、GPCを用いたポリスチレン
換算による数平均分子量(Mn)が25,000、重量
平均分子量(Mw)が47,000の乳酸系ポリエステ
ル(以下、「耐衝撃性付与剤C−13」という。)を得
た。
【0160】(製造例14)(耐衝撃性付与剤C−14
の合成) 脂肪族ポリエステル(A−10)50重量部及びL−ラ
クタイド50重量部をセパラブルフラスコに取り、19
0℃で溶融した。溶液が均一になってからオクタン酸ス
ズ200ppmを添加し、190℃で2.5時間撹拌し
た。重合終了後にエチルヘキサン酸ホスフェート600
ppmを添加し、0.5kPaに減圧、1.5時間撹
拌、残留ラクタイドを除去して、GPCを用いたポリス
チレン換算による数平均分子量(Mn)が27,00
0、重量平均分子量(Mw)が51,000の乳酸系ポ
リエステル(以下、「耐衝撃性付与剤C−14」とい
う。)を得た。
【0161】(製造例15)(耐衝撃性付与剤C−15
の合成) 脂肪族ポリエステル(A−1)43重量部及びL−乳酸
57重量部をセパラブルフラスコに取り、150〜22
0℃で常圧脱水重縮合、220℃で減圧脱水重縮合後、
チタンテトラブロキサイド100ppmを添加、0.2
kPaまで減圧下、200℃でエステル交換反応した。
重合終了後エチルヘキサン酸ホスフェート500ppm
を添加し、0.5kPaに減圧、2時間撹拌、重合によ
り発生した3重量部のラクタイドを除去して、GPCを
用いたポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)が
25,000、重量平均分子量(Mw)が45,000
の乳酸系ポリエステル(以下、「耐衝撃性付与剤(C−
15)」という。)を得た。
【0162】(実施例1)(ポリマーブレンド物P−1
の作製) 「ラクティ」(島津製作所社製の重量平均分子量25
0,000、数平均分子量160,000のポリ乳酸;
以下、PLAと省略する。)85重量部及び耐衝撃性付
与剤(C−1)15重量部を東洋精機社製ラボプラスト
ミルミキサーを用いて190℃で加熱しながら10分間
混練し、ポリマーブレンド物(P−1)を得た。
【0163】(実施例2)(ポリマーブレンド物P−2
の作製) PLA85重量部及び耐衝撃性付与剤(C−2)15重
量部を東洋精機社製ラボプラストミル2軸押し出し機を
用いて200℃で加熱しながら混練し、ポリマーブレン
ド物(P−2)を得た後、さらにペレット化を行った。
【0164】(実施例3)(ポリマーブレンド物P−3
の作製) PLA80重量部及び耐衝撃性付与剤(C−3)20重
量部を東洋精機社製ラボプラストミルミキサーを用いて
200℃で加熱しながら混練し、ポリマーブレンド物
(P−3)を得た後、さらに横浜精機社製単軸押し出し
機でペレット化を行った。
【0165】(実施例4)(ポリマーブレンド物P−4
の作製) PLA70重量部及び耐衝撃性付与剤(C−4)30重
量部を神戸製鋼社製20L反応槽で溶融攪拌し、ついで
住友重機社製スタティックミキサーSMXへ送り込み、
30分滞留させ、ポリマーブレンド物(P−4)を得た
後、東芝機械社製2軸押し出し機によってペレット化し
た。
【0166】(実施例5)(ポリマーブレンド物P−5
の作製) PLA60重量部及び耐衝撃性付与剤(C−5)40重
量部を神戸製鋼社製20L反応槽で溶融攪拌し、ついで
住友重機社製スタティックミキサーSMXへ送り込み、
30分滞留させ、ポリマーブレンド物(P−5)を得た
後、東芝機械社製2軸押し出し機によってペレット化し
た。
【0167】(実施例6)(ポリマーブレンド物P−6
の作製) PLA75重量部及び耐衝撃性付与剤(C−6)25重
量部を東洋精機社製2軸押し出し機で溶融混練し、ポリ
マーブレンド物(P−6)を得た後、ペレット化した。
【0168】(実施例7)(ポリマーブレンド物P−7
の作製) PLA85重量部及び耐衝撃性付与剤(C−7)15重
量部を神戸製鋼社製20L反応槽で溶融攪拌し、ついで
住友重機社製スタティックミキサーSMXへ送り込み、
30分滞留させ、ポリマーブレンド物(P−7)を得た
後、東芝機械社製2軸押し出し機によってペレット化し
た。
【0169】(実施例8)(ポリマーブレンド物P−8
の作製) 「バイオポール」(モンサント社製のポリ−3−ヒドロ
キシブチレート;以下、PHBと省略する。)80重量
部及び耐衝撃性付与剤(C−8)20重量部を東洋精機
社製2軸押し出し機を用いて溶融混練して、ポリマーブ
レンド物(P−8)を得た後、ペレット化した。
【0170】(実施例9)(ポリマーブレンド物P−9
の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−9)20
重量部を東洋精機社製2軸押し出し機を用いて190℃
で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物(P
−9)を得た後、ペレット化した。
【0171】(実施例10)(ポリマーブレンド物P−
10の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−10)1
0重量部を東洋精機社製2軸押し出し機を用いて190
℃で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物
(P−10)を得た後、ペレット化した。
【0172】(実施例11)(ポリマーブレンド物P−
11の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−11)1
0重量部を東洋精機社製ラボプラストミルを用いて19
0℃で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物
(P−11)を得た。
【0173】(実施例12)(ポリマーブレンド物P−
12の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−12)1
0重量部を東洋精機社製ラボプラストミルを用いて19
0℃で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物
(P−12)を得た。
【0174】(実施例13)(ポリマーブレンド物P−
13の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−13)2
0重量部を東洋精機社製ラボプラストミルを用いて19
0℃で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物
(P−13)を得た。
【0175】(実施例14)(ポリマーブレンド物P−
14の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−14)3
0重量部を東洋精機社製ラボプラストミルを用いて19
5℃で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物
(P−14)を得た。
【0176】(実施例15)(ポリマーブレンド物P−
15の作製) PLA100重量部及び耐衝撃性付与剤(C−15)1
9重量部を東洋精機社製ラボプラストミルを用いて19
5℃で加熱しながら溶融混練して、ポリマーブレンド物
(P−15)を得た。
【0177】(比較例1)(ポリマーブレンド物の作
製) PLA80重量部と、プロピレングリコールとアジピン
酸(AA)から合成した重量平均分子量3,000の脂
肪族ポリエステル20重量部とを東洋精機社製ラボプラ
ストミルミキサーを用いて190℃で加熱しながら10
分間混練して、ポリマーブレンド物を得た。
【0178】(比較例2)(ポリマーブレンド物の作
製) PLA80重量部と、プロピレングリコールとアジピン
酸(AA)から合成した重量平均分子量35,000の
脂肪族ポリエステル20重量部とを東洋精機社製ラボプ
ラストミルミキサーを用いて190℃で加熱しながら1
0分間混練して、ポリマーブレンド物を得た。
【0179】(比較例3)(ポリマーブレンド物の作
製) PLA80重量部と、重量平均分子量10,000のポ
リカプロラクトン20重量部とを東洋精機社製ラボプラ
ストミルミキサーを用いて190℃で加熱しながら10
分間混練して、ポリマーブレンド物を得た。
【0180】(比較例4)(ポリマーブレンド物の作
製) PLA80重量部と、PGとSeAから合成した重量平
均分子量18,000の脂肪族ポリエステル20重量部
とを東洋精機社製ラボプラストミルミキサーを用いて1
90℃で加熱しながら10分間混練して、ブレンド物を
得た。
【0181】(比較例5)(ポリヒドロキシカルボン酸
の物性) PLAは、ガラス転移温度が60℃、融点が175℃、
DMAでの20℃の貯蔵弾性率は3.5GPa、IZO
D衝撃強度は2KJ/m2、0μmフィルムのヘイズは
2%、デュポン衝撃値は0.10Jであった。
【0182】(比較例6)(ポリヒドロキシカルボン酸
の物性) PHBは、ガラス転移温度が48℃、融点が168℃、
DMAでの20℃の貯蔵弾性率は2.9GPa、IZO
D衝撃強度は4.3KJ/m2、0μmフィルムのヘイ
ズは95%、デュポン衝撃値は0.16Jであった。
【0183】(比較例7)(ポリヒドロキシカルボン酸
の物性) L−乳酸50重量部、PG8重量部、DA42重量部を
セパラブルフラスコに取り、150〜220℃で常圧脱
水重縮合し、さらに、220℃で減圧脱水重縮合した
後、チタンテトラブロキサイド100ppmを添加、減
圧下、200℃でエステル交換反応した。重合終了後、
エチルヘキサン酸ホスフェート500ppmを添加し、
0.5kPaに減圧、1時間撹拌、重合により発生した
2重量部のラクタイドを除去した。
【0184】このようにして得た重量平均分子量39,
000の脂肪族ポリエステル19重量部及びPLA80
重量部を東洋精機社製ラボプラストミルミキサーを用い
て190℃で加熱しながら10分間混練して、ブレンド
物を得た。
【0185】(試験例1)(ポリマーブレンド物の評
価) 実施例1〜15及び比較例1〜7で得た各ポリマーブレ
ンド物について、ガラス転移温度、融点、DMAでの2
0℃の貯蔵弾性率、IZOD衝撃強度を測定し、その結
果を表11〜18にまとめて示した。
【0186】(試験例2)(フィルムのデュポン衝撃
値、ヘイズ、ブリードアウト開始日数) 実施例1〜15及び比較例1〜7で得た各ポリマーブレ
ンド物を、100℃で6時間加熱減圧乾燥した。このポ
リマー3.3gと10cm×10cmの正方形をくり貫
いた厚さ250μmのPETフィルムを厚さ100μm
のPETフィルムではさみ、190℃で加熱溶融しなが
ら200kg/cm2圧力で1分間プレスした。得られ
たフィルムを10分間水冷プレス機にかけ、取り出し2
4時間室温に放置した。得られた10cm×10cm、
厚さ250μmのフィルムのデュポン衝撃値及びヘイズ
を測定し、その結果を表11〜18にまとめて示した。
【0187】また、上記で得た各乳酸系ポリエステルフ
ィルムを35℃、湿度80%に保ったタバイエスペック
社製恒温恒湿器PR−2F中に放置した。毎日フィルム
の状態を観察し、ブリードアウトが始まる日数で評価
し、その結果を表11〜18にまとめて示した。
【0188】(試験例3)(フィルムの生分解性試験) 上記試験例2で得た乳酸系ポリエステルフィルムのう
ち、実施例1〜15で得た各ポリマーブレンド物からな
るフィルムを金網で挟み、45℃に保った電動コンポス
ト装置中に放置した。嫌気環境にならないように数時間
おきに撹拌を行った。30日後にフィルムを取り出した
ところ、ボロボロで殆ど原形をとどめていなかった。6
0日後には、フィルムは消失して確認できなかった。
【0189】(試験例4)(2軸延伸フィルムの評価) 実施例9〜15及び比較例1〜7で得た各ポリマーブレ
ンド物を、小型熱プレスを用いて、195℃、5MPa
の条件で3分間プレスした後、急冷を行い、900μm
フィルム(縦12cm、横12cm)を作製した後、二
軸延伸装置(岩本製作所製)を用いて、チャック間を1
0cmとし、延伸温度条件70℃、延伸速度10mm/
秒で逐次延伸により、縦方向、横方向同倍率の2.5倍
で延伸し、厚さ約150μmの2軸延伸フィルムを得
た。このようにして得た2軸延伸フィルムについて、デ
ュポン衝撃値及びヘイズを測定し、その結果を表14〜
18にまとめて示した。
【0190】(試験例5)(2軸延伸熱セットフィルム
作製) 小型熱プレスにより、195℃、5MPaの条件で3分
間プレスした後、急冷を行い、200μmフィルム(縦
12cm、横12cm)を作製した後、二軸延伸装置
(岩本製作所製)を用いて、チャック間を10cmと
し、延伸温度条件60℃、延伸速度10mm/秒で逐次
延伸により、縦方向、横方向同倍率の2.5倍で延伸
後、エアーオーブン中で140℃、50秒熱セットし、
厚さ約35μmの2軸延伸熱セットフィルムを得た。こ
のようにして得た2軸延伸熱セットフィルムについて、
デュポン衝撃値及びヘイズを測定し、その結果を表14
〜18にまとめて示した。
【0191】
【表1】
【0192】
【表2】
【0193】
【表3】
【0194】
【表4】
【0195】
【表5】
【0196】
【表6】
【0197】
【表7】
【0198】
【表8】
【0199】
【表9】
【0200】
【表10】
【0201】
【表11】
【0202】
【表12】
【0203】
【表13】
【0204】
【表14】
【0205】
【表15】
【0206】
【表16】
【0207】
【表17】
【0208】
【表18】
【0209】
【表19】
【0210】本発明の耐衝撃性付与剤は、ポリ乳酸(島
津製作所社製「ラクティ」)に添加した場合、アイゾッ
ト衝撃強度が9KJ/m2と、最高で非破断もしくは4
0KJ/m2以上の耐衝撃値を示した。その他のポリヒ
ドロキシカルボン酸であるポリヒドロキシブチレート
(モンサント社製バイオポール)に添加した場合、6K
J/m2以上、最高でも非破断もしくは40KJ/m2
上の耐衝撃値を示した。
【0211】一方、比較例は、一般の可塑剤とポリ乳酸
の混練組成物であり、耐衝撃性は大きくなく、Tgの低
下や保存安定性の低下、透明性の低下を伴うものが多
い。これからの結果から、本発明の衝撃強度付与剤が、
従来の可塑剤と比較して、優れた性能を有することが明
らかである。
【0212】
【発明の効果】本発明の耐衝撃性付与剤は、ポリヒドロ
キシカルボン酸に添加することにより、ブリードアウト
を起こしにくく、透明性を維持しつつ、優れた柔軟性及
び耐衝撃性を付与することができる。また、本発明の耐
衝撃性付与剤(IV)及びポリヒドロキシカルボン酸
(V)を含有するポリエステル組成物(VI)は、耐衝撃
性付与剤(IV)のブリードアウトが少なく、透明性、柔
軟性及び耐衝撃性に優れたものである。さらに、本発明
のポリエステル組成物(VI)からなる成形品及びフィル
ムは、それぞれ、耐衝撃性付与剤(IV)のブリードアウ
トが少なく、透明性、柔軟性及び耐衝撃性に優れたもの
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 崇 千葉県佐倉市大崎台1−27−1−B308 Fターム(参考) 4F071 AA43 AA44 AA81 AA86 AF20Y AF23Y AF26 AF30 AH01 AH04 AH05 AH19 BC01 4J002 CF03X CF04X CF05X CF06X CF07X CF08X CF09X CF10X CF13X CF18W CF18X CF19W CF19X CF22X CF27X FD010 FD070 FD090 FD170 FD20X FD310 FD320 GA01 GB01 GC00 GF00 GG01 GG02 GH01 GJ01 GK04 GS00 4J029 AA02 AA03 AA07 AB01 AB07 AC03 AD01 AD07 AE01 AE02 AE03 AE06 AE11 AE13 BA01 BA02 BA03 BA04 BA05 BA07 BA08 BA09 BA10 BB01 BB06A BD06A BD07A BD10 BF02 BF18 BF25 CA02 CA04 CA05 CA06 CB04A CB05A CB06A CC05A CD03 CD04 EA05 EH03 FC35 FC36 GA12 GA13 GA14 GA22 HA01 HB01 HB06 JC152 JE182 KE15 KH01

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳酸単位(I)及びポリエステル単位
    (II)を重量比で10:90〜90:10の範囲で有
    し、重量平均分子量が10,000以上で、かつ、ガラ
    ス転移温度が60℃以下である乳酸系ポリエステル(II
    I)からなることを特徴とするポリヒドロキシカルボン
    酸用の耐衝撃性付与剤。
  2. 【請求項2】 乳酸系ポリエステル(III)が、その2
    0℃における貯蔵弾性率が2.5ギガ・パスカル以下の
    ものである請求項1記載の耐衝撃性付与剤。
  3. 【請求項3】 乳酸系ポリエステル(III)が、その重
    量平均分子量が20,000〜200,000の範囲に
    あるものである請求項1又は2記載の耐衝撃性付与剤。
  4. 【請求項4】 乳酸系ポリエステル(III)が、乳酸成
    分(I')と、ジカルボン酸(A)及びジオール(B)か
    らなるポリエステル成分(II')とを重量比で10:9
    0〜90:10の範囲で反応させた反応生成物である請
    求項1、2又は3記載の耐衝撃性付与剤。
  5. 【請求項5】 ジカルボン酸(A)の合計量に対する脂
    肪族ジカルボン酸の割合が30〜100重量%の範囲に
    あり、かつ、ジオール(B)の合計量に対する脂肪族ジ
    オールの割合が40〜100重量%の範囲にある請求項
    4記載の耐衝撃性付与剤。
  6. 【請求項6】 ジカルボン酸(A)が炭素原子数20〜
    45のジカルボン酸を含有する請求項4又は5記載の耐
    衝撃性付与剤。
  7. 【請求項7】 炭素原子数20〜45のジカルボン酸が
    ダイマー酸である請求項6記載の耐衝撃性付与剤。
  8. 【請求項8】 ジオール(B)が炭素原子数20〜45
    のジオールを含有する請求項4〜7のいずれか1項記載
    の耐衝撃性付与剤。
  9. 【請求項9】 炭素原子数20〜45のジオールがダイ
    マージオールである請求項8記載の耐衝撃性付与剤。
  10. 【請求項10】 乳酸成分(I')中のL体とD体の比率
    (L/D比)又はD体とL体の比率(D/L比)が重量
    比で100/0〜90/10の範囲にある請求項4〜9
    のいずれか1項記載の耐衝撃性付与剤。
  11. 【請求項11】 ポリヒドロキシカルボン酸(V)及び
    耐衝撃性付与剤(IV)を含有し、耐衝撃性付与剤(IV)
    が乳酸単位(I)及びポリエステル単位(II)を重量比
    で10:90〜90:10の範囲で有し、重量平均分子
    量が10,000以上で、かつ、ガラス転移温度が60
    ℃以下である乳酸系ポリエステル(III)からなること
    を特徴とするポリエステル組成物。
  12. 【請求項12】 乳酸系ポリエステル(III)とポリヒ
    ドロキシカルボン酸(V)との割合が重量比で3:97
    〜70:30の範囲にある請求項11記載のポリエステ
    ル組成物。
  13. 【請求項13】 乳酸系ポリエステル(III)が、その
    20℃における貯蔵弾性率が2.5ギガ・パスカル以下
    のあるものである請求項11又は12記載のポリエステ
    ル組成物。
  14. 【請求項14】 乳酸系ポリエステル(III)が、その
    重量平均分子量が20,000〜200,000の範囲
    にあるものである請求項11、12又は13記載のポリ
    エステル組成物。
  15. 【請求項15】 ポリヒドロキシカルボン酸(V)が、
    その重量平均分子量が50,000以上のものである請
    求項11〜14のいずれか1項記載のポリエステル組成
    物。
  16. 【請求項16】 ポリエステル組成物のガラス転移温度
    (Tg)が50℃以上である請求項11〜15のいずれ
    か1項記載のポリエステル組成物。
  17. 【請求項17】 日本工業規格(JIS)のK 711
    0に規定されたアイゾット(IZOD)衝撃試験法によ
    る衝撃強度が3kJ/m2以上である請求項11〜16
    のいずれか1項記載のポリエステル組成物。
  18. 【請求項18】 請求項11〜17のいずれか1項記載
    のポリエステル組成物からなる成形品。
  19. 【請求項19】 請求項11〜17のいずれか1項記載
    のポリエステル組成物からなるフィルム。
  20. 【請求項20】 ポリエステル組成物を、そのガラス転
    移温度(Tg)から(Tg+50)℃の温度範囲で延伸
    して得られる請求項19記載のフィルム。
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