JP2007002211A - Polylactic acid resin composition and method for producing polylactic acid resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリ乳酸樹脂組成物とポリ乳酸樹脂組成物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polylactic acid resin composition and a method for producing the polylactic acid resin composition.
近年、植物由来樹脂の開発が積極的に進められてきている。
これらの植物由来樹脂の代表格であるポリ乳酸樹脂(PLAともいう)は、他の汎用プラスチックに比べて、透明性、剛性、加工性に優れるなどの利点を有するものの脆いことが問題点として指摘されており、フィルムとして用いた場合には機械的強度に欠ける樹脂であるとされている。
In recent years, the development of plant-derived resins has been actively promoted.
Polylactic acid resin (also referred to as PLA), which is a representative of these plant-derived resins, has advantages such as excellent transparency, rigidity, and processability compared to other general-purpose plastics, but it is pointed out as a problem It is said that the resin lacks mechanical strength when used as a film.
そこで、他のポリエステル化合物等と共重合体を生成し、延伸操作を施すことにより、腰が強い樹脂とする改良が行なわれている。そして、二軸延伸することにより機械的強度を向上させフィルムとして使用可能な物性となる。このものは、熱収縮性のフィルムであり、その後、熱処理することにより、寸法安定性を付与できることが、知られている(特許文献1、特許文献2及び特許文献3)。これらの公報に示されているものは、テンター法による二軸延伸フィルムであり、引張破断強度、引張破断伸びについて、改良が進められているが、引裂強度の劣るフィルムしか得られていない。 Then, the improvement which makes a resin strong is produced by producing | generating a copolymer with another polyester compound etc., and performing extending | stretching operation. And it becomes a physical property which improves mechanical strength by biaxial stretching and can be used as a film. This is a heat-shrinkable film, and it is known that dimensional stability can be imparted by subsequent heat treatment (Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3). Those disclosed in these publications are biaxially stretched films by the tenter method, and improvements have been made in terms of tensile breaking strength and tensile breaking elongation, but only films having inferior tear strength have been obtained.
また、ポリ乳酸系重合体と結晶性脂肪族ポリエステルからなるブレンドの易引裂性二軸延伸フィルム(特許文献4)、ポリ乳酸とポリエチレンテレフタレート及び/又はポリエチレンイソフタレートからなる易引裂性ポリ乳酸系二軸延伸フィルム(特許文献5)があるが、共に引裂直線性、手切れ性に優れ、引裂強度の劣るフィルムしか得られていない。
また、ポリ乳酸と脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールを重縮合した脂肪族ポリエステルなど(ガラス転移点Tgが10℃以下)からなる寸法安定性と高速カット性と衝撃性に優れた延伸フィルム(特許文献6)、同じく、JIS−K−7128法で測定して引き裂き強度が高く、ASTM−D1709−91法で測定した衝撃強度が高いフィルム(特許文献7)がある。
また、ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを含む2軸延伸フィルムであって、縦方向と横方向で一定の熱収縮差を一定の値以下とし、100℃以下で絞り加工するフィルムも知られている(特許文献8)。
さらに、ポリ乳酸にセグメント化ポリエステル、天然ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体を混合することで耐衝撃性を改善できる発明(特許文献9)があるが、一般にこれらの材料とポリ乳酸との相溶性が悪く、耐衝撃性は改善されるもののブレンドムラが発生しやすく場合、見た目に劣るだけでなく機械的強度も安定しない。
天然ゴム及び合成ゴムを加熱して可塑化し、ポリ乳酸の粉末を添加し、ポリ乳酸の融点未満の温度で混練して混合物とし、さらに融点以上の温度で混練する方法(特許文献10)では煩雑な操作を必要とする。
Also, an easily tearable biaxially stretched film of a blend comprising a polylactic acid polymer and a crystalline aliphatic polyester (Patent Document 4), and an easily tearable polylactic acid based film comprising polylactic acid and polyethylene terephthalate and / or polyethylene isophthalate. Although there exists an axial stretched film (patent document 5), only the film which is excellent in tearing linearity and hand cutting property and inferior in tearing strength is obtained.
Further, a stretched film excellent in dimensional stability, high-speed cutting properties and impact properties (eg, an aliphatic polyester obtained by polycondensation of polylactic acid, aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic diol (glass transition point Tg of 10 ° C. or less)) Similarly, there is a film (Patent Document 7) having a high tear strength measured by the JIS-K-7128 method and a high impact strength measured by the ASTM-D 1709-91 method.
Also, a biaxially stretched film containing a polylactic acid polymer and an aliphatic-aromatic copolymer polyester, with a constant heat shrinkage difference in the machine direction and the transverse direction being less than a certain value, and drawing at 100 ° C. or less A film is also known (Patent Document 8).
Furthermore, there is an invention (Patent Document 9) in which impact resistance can be improved by mixing segmented polyester, natural rubber, and styrene-butadiene copolymer with polylactic acid. In general, compatibility between these materials and polylactic acid is known. However, when the impact resistance is improved but blend unevenness is likely to occur, not only the appearance is inferior but also the mechanical strength is not stable.
Heating and plasticizing natural rubber and synthetic rubber, adding polylactic acid powder, kneading at a temperature below the melting point of polylactic acid to form a mixture, and further kneading at a temperature above the melting point (Patent Document 10) is complicated. Requires a lot of manipulation.
以上、前項で述べてきた特許はポリ乳酸に添加されたもう一つのポリマーとの間で反応が生じない系であるが、成形加工性を改良するために異なるポリマー間で反応を生じさせながら溶融混練する方法(リアクティブプロセッシング法)も報告されている。たとえば、ポリ乳酸にエポキシ化イソプレンを添加剤として加える例や(特許文献11)、ポリウレタンまたはエポキシ基含有熱可塑性エラストマーを溶融混合する方法(特許文献12)がある。ここでは溶融特性、機械特性、耐衝撃性、成形品外観などの改良が試みられているが、衝撃強さなどもせいぜい倍程度にしか向上していない。さらにポリ乳酸とエポキシ化ジエン系ブロック共重合体との組成物、さらにこの系にポリカプロラクトンを添加した組成物も報告(特許文献13)され、機械特性、生分解性について検討されている。耐衝撃性を改善するためにはジエン系ブロック共重合体の量を増加させなければならないが、それにより生分解性が低下することが報告されている。また、同様に変性オレフィン化合物をポリ乳酸に添加させた系において衝撃強度を含む機械特性や生分解性についての報告(特許文献14)もある。これらの報告では、組成について限定はしているものの、これらの物性を大きく支配する組成物の構造(たとえば、組成物における分散相の大きさや組成物の結晶構造などについて)には、触れられていない。 As mentioned above, the patent described in the previous section is a system that does not react with another polymer added to polylactic acid, but melts while reacting between different polymers in order to improve moldability. A kneading method (reactive processing method) has also been reported. For example, there are an example in which epoxidized isoprene is added as an additive to polylactic acid (Patent Document 11), and a method in which polyurethane or an epoxy group-containing thermoplastic elastomer is melt-mixed (Patent Document 12). Here, attempts have been made to improve the melting characteristics, mechanical characteristics, impact resistance, appearance of the molded product, etc., but the impact strength has been improved only by a factor of at most. Furthermore, a composition comprising polylactic acid and an epoxidized diene block copolymer, and a composition obtained by adding polycaprolactone to this system have also been reported (Patent Document 13), and mechanical properties and biodegradability have been studied. In order to improve the impact resistance, the amount of the diene block copolymer has to be increased, but it has been reported that the biodegradability decreases. Similarly, there is a report (Patent Document 14) on mechanical properties including impact strength and biodegradability in a system in which a modified olefin compound is added to polylactic acid. In these reports, although the composition is limited, the structure of the composition that largely controls these physical properties (for example, the size of the dispersed phase in the composition and the crystal structure of the composition) is mentioned. Absent.
また、反応を伴う3成分から成るポリ乳酸系組成物としてポリ乳酸、ポリアセタール樹脂、及び耐衝撃剤から成る例(特許文献15、16)や、ポリ乳酸、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステル、変性オレフィン化合物から成る例(特許文献17)が報告されている。 In addition, examples of polylactic acid-based compositions comprising three components with reaction, such as polylactic acid, polyacetal resin, and impact-resistant agent (Patent Documents 15 and 16), polylactic acid, aliphatic polyesters other than polylactic acid, and modified olefins An example composed of a compound (Patent Document 17) has been reported.
しかし、ポリ乳酸とエポキシ基含有樹脂からなるポリマー組成物は、均一な組成となるものではあるが、引張り強さ、破断伸度や衝撃強さの点などでは、使用に耐えるという特性のものが未だ得られていない。このようなことを背景に、引張り強さ、破断伸度や衝撃強さのなどの物性値が改良された材料が望まれている。 However, a polymer composition composed of polylactic acid and an epoxy group-containing resin has a uniform composition, but has characteristics that can withstand use in terms of tensile strength, elongation at break and impact strength. It has not been obtained yet. Against this background, materials with improved physical properties such as tensile strength, elongation at break and impact strength are desired.
生分解性材料であるポリ乳酸を含有するポリマー組成物や樹脂に関して、本来脆弱なポリ乳酸にもかかわらず、引張強さ、破断伸度、柔軟性が良好であり、耐衝撃性試験においても非破壊であるという特性を有する材料を期待することは不可能と考えられていた。この点に挑戦すべく発明が望まれていた。 With regard to polymer compositions and resins containing polylactic acid, which is a biodegradable material, the tensile strength, elongation at break and flexibility are good in spite of the inherently weak polylactic acid. It was considered impossible to expect a material with the property of being destructive. An invention was desired to challenge this point.
本発明の課題は、本来脆弱なポリ乳酸を靭性、柔軟性、延性、耐衝撃性の優れたマテリアルに改質し、汎用石油由来樹脂に劣らない特性を有するポリ乳酸含有樹脂組成物と製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to modify a polylactic acid-containing resin composition having a property not inferior to that of a general-purpose petroleum-derived resin by modifying inherently fragile polylactic acid into a material excellent in toughness, flexibility, ductility, and impact resistance. Is to provide.
本発明者らは、前記課題について鋭意研究し、以下の知見を得た。
ポリ乳酸30〜99重量%(A)と該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体70〜1重量%(B)とした混合物を溶融混練して、ポリ乳酸(A)から成る連続相中に、反応性共重合体(B)が平均粒径10ミクロンから10ナノメーターの範囲の分散相として不連続に分散した構造を有し、かつX線回折のプロフィールにおいて、非晶質物質由来のブロードなハローの回折図形が支配的であることを特徴とする樹脂組成物を得ると、その組成物は、靭性、柔軟性、延性、耐衝撃性を改善した材料とすることができ、ポリ乳酸のみからなる場合とこれらの物性を比較すると、本発明の樹脂組成物は熱安定性を保ったまま衝撃値が著しく向上(約2〜20倍の範囲)し、脆性から延性(破断伸度が5%から200%以上)を有するものとなることを見出して,本発明を完成させた。
The present inventors diligently researched on the above problems and obtained the following knowledge.
A mixture of 30 to 99% by weight of polylactic acid (A) and 70 to 1% by weight (B) of a copolymer having a functional group reactive with the polylactic acid is melt-kneaded to obtain polylactic acid (A). In which the reactive copolymer (B) has a structure in which the reactive copolymer (B) is discontinuously dispersed as a dispersed phase having an average particle size ranging from 10 microns to 10 nanometers, and is amorphous in the X-ray diffraction profile. When obtaining a resin composition characterized by a dominant halo diffraction pattern derived from a porous material, the composition may be a material with improved toughness, flexibility, ductility and impact resistance. When the physical properties of the resin composition of the present invention are compared with those of polylactic acid alone, the impact value of the resin composition of the present invention is remarkably improved (in the range of about 2 to 20 times) while maintaining the thermal stability, and the brittleness to ductility ( The elongation at break should be 5% to 200%) Heading, it has led to the completion of the present invention.
本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1) ポリ乳酸30〜99重量%(A)及び該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体70〜1重量%(B)を溶融混練することにより得られる樹脂組成物から成り、その樹脂組成物は、ポリ乳酸(A)から成る連続相中に、反応性共重合体(B)が平均粒径10ミクロンから10ナノメーターの範囲の分散相として不連続に分散した構造を有し、かつX線回折のプロフィールにおいて、非晶質物質由来のブロードなハローの回折図形が支配的であることを特徴とする樹脂組成物。
(2) ポリ乳酸(A)の重量平均分子量が5千〜100万であることを特徴とする(1)に記載の樹脂組成物。
(3) ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)が、エポキシ基を有する共重合体であることを特徴とする(1)または(2)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(4) エポキシ基を有する共重合体(B)が不飽和カルボン酸グリシジルエステル単位および/または不飽和グリシジルエーテル単位を0.1〜30重量%含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(5) エポキシ基を有する共重合体(B)が、オレフィン系化合物の構造を含有することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(6) エポキシ基を有する共重合体(B)が(a)エチレン単位を60〜99重量%、(b)不飽和カルボン酸グリシジルエステル単位および/または不飽和グリシジルエーテル単位を0.1〜20重量%、(c)エチレン系不飽和エステル化合物を0〜40重量%からなるエポキシ基含有エチレン共重合体であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(7) エポキシ基を有する共重合体(B)の融解熱量が3J/g未満であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(8) エポキシ基を有する共重合体(B)のムーニー粘度が、3〜70の範囲であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(9) エポキシ基を有する共重合体(B)がゴムである(1)〜(8)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(10) エポキシ基を有するゴムが、(メタ)アクリル酸エステル−エチレン−(不飽和カルボン酸グリシジルエステルおよび/または不飽和グリシジルエーテル)共重合体であることを特徴とする(9)に記載の樹脂組成物。
(11) 前記(メタ)アクリル酸エステルが、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、n-ブチルアクリレート、n-ブチルメタクリレート、tert-ブチルアクリレート、tert-ブチルメタクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、2−エチルへキシルメタクリレートから選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする(10)に記載の樹脂組成物。
(12) ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)が、少なくとも1個のビニル芳香族化合物の構造を含むブロック、及び少なくとも1個の共役ジエン化合物の構造を含むブロックを有するブロック共重合体であり、ミクロ相分離構造を示す共重合体(B)成分中の官能基の付加位置は、ポリ乳酸である(A)成分と直接接するブロック側であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(13) ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)がスチレン系エラストマーであることを特徴とする(12)記載の樹脂組成物。
(14) 共重合体(B)が、エポキシ基を含有したトリブロック共重合体である(12)、(13)いずれかに記載の樹脂組成物。
(15) ポリ乳酸30〜99重量%(A)及び該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体70〜1重量%(B)を溶融混練することにより得られる樹脂組成物から成り、その樹脂組成物は、ポリ乳酸(A)から成る連続相中に、反応性共重合体(B)が平均粒径10ミクロンから10ナノメーターの範囲の分散相として不連続に分散した構造を有し、かつX線回折のプロフィールにおいて、非晶質物質由来のブロードなハローの回折図形が支配的であることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
(16) (1)から(14)のいずれかに記載の樹脂組成物を成形加工して得られる成形体。
(17) 成形加工が射出成形である(16)記載の成形体。
(18) 成形加工がプレス成形である(16)記載の成形体。
(19) 成形加工が押出成形である(16)記載の成形体。
(20) 成形加工がフィルム成形である(16)記載の成形体。
(21) 成形体の形状がフィルム状、シート状又は板状である(16)記載の成形体。
(22) 成形体を加工して得られる形状が網状、繊維状、不織布状、織布状、又はフィラメント状である(16)記載の成形体。
(23) 成形体の形状が棒状又は異形品である(16)記載の成形体。
(24) 成形体の形状がチューブ、管、ボトル、又は円柱状である(16)記載の成形体。
(25) 成形体が、容器、家電製品用部品、電送用部品、ハウジング材、玩具、日用品、農業水産業用用途材料、モバイル機器部品、包装材料、医療用、又は自動車用部品である(16)記載の成形体。
According to the present invention, the following inventions are provided.
(1) From a resin composition obtained by melt-kneading 30 to 99% by weight (A) of polylactic acid and 70 to 1% by weight (B) of a copolymer having a functional group reactive with the polylactic acid The resin composition has a structure in which a reactive copolymer (B) is discontinuously dispersed as a dispersed phase having an average particle size in the range of 10 microns to 10 nanometers in a continuous phase composed of polylactic acid (A). And a broad halo diffraction pattern derived from an amorphous substance is dominant in the X-ray diffraction profile.
(2) The resin composition as described in (1), wherein the polylactic acid (A) has a weight average molecular weight of 5,000 to 1,000,000.
(3) The copolymer (B) having a functional group reactive with polylactic acid is a copolymer having an epoxy group, wherein the copolymer has an epoxy group (1) or (2) Resin composition.
(4) The copolymer (B) having an epoxy group contains 0.1 to 30% by weight of an unsaturated carboxylic acid glycidyl ester unit and / or an unsaturated glycidyl ether unit (1) to (3) ).
(5) The resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the copolymer (B) having an epoxy group contains a structure of an olefin compound.
(6) The copolymer (B) having an epoxy group comprises (a) 60 to 99% by weight of ethylene units, and (b) 0.1 to 20 of unsaturated carboxylic acid glycidyl ester units and / or unsaturated glycidyl ether units. The resin composition according to any one of (1) to (5), which is an epoxy group-containing ethylene copolymer comprising 0% to 40% by weight of (c) an ethylenically unsaturated ester compound. .
(7) The resin composition according to any one of (1) to (6), wherein the copolymer (B) having an epoxy group has a heat of fusion of less than 3 J / g.
(8) The resin composition according to any one of (1) to (7), wherein the copolymer (B) having an epoxy group has a Mooney viscosity in the range of 3 to 70.
(9) The resin composition according to any one of (1) to (8), wherein the copolymer (B) having an epoxy group is rubber.
(10) The rubber having an epoxy group is a (meth) acrylic acid ester-ethylene- (unsaturated carboxylic acid glycidyl ester and / or unsaturated glycidyl ether) copolymer, Resin composition.
(11) The (meth) acrylic acid ester is methyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl. The resin composition as described in (10), comprising at least one selected from methacrylates.
(12) A block in which the copolymer (B) having a functional group reactive with polylactic acid contains a structure of at least one vinyl aromatic compound, and a block containing a structure of at least one conjugated diene compound The functional group in the copolymer (B) component showing a microphase-separated structure is on the block side in direct contact with the component (A) which is polylactic acid. The resin composition according to any one of (1) to (3).
(13) The resin composition according to (12), wherein the copolymer (B) having a functional group reactive with polylactic acid is a styrene elastomer.
(14) The resin composition according to any one of (12) and (13), wherein the copolymer (B) is a triblock copolymer containing an epoxy group.
(15) From a resin composition obtained by melt-kneading 30 to 99% by weight (A) of polylactic acid and 70 to 1% by weight (B) of a copolymer having a functional group reactive with the polylactic acid The resin composition has a structure in which a reactive copolymer (B) is discontinuously dispersed as a dispersed phase having an average particle size in the range of 10 microns to 10 nanometers in a continuous phase composed of polylactic acid (A). And a broad halo diffraction pattern derived from an amorphous substance is dominant in the X-ray diffraction profile.
(16) A molded product obtained by molding the resin composition according to any one of (1) to (14).
(17) The molded product according to (16), wherein the molding process is injection molding.
(18) The molded product according to (16), wherein the molding process is press molding.
(19) The molded product according to (16), wherein the molding process is extrusion molding.
(20) The molded product according to (16), wherein the molding process is film molding.
(21) The molded product according to (16), wherein the molded product has a film shape, a sheet shape, or a plate shape.
(22) The molded body according to (16), wherein the shape obtained by processing the molded body is a net, fiber, nonwoven fabric, woven fabric, or filament.
(23) The molded body according to (16), wherein the molded body has a rod-like shape or an irregular shape.
(24) The molded product according to (16), wherein the molded product has a shape of a tube, a tube, a bottle, or a column.
(25) The molded body is a container, a part for household electrical appliances, a part for electric transmission, a housing material, a toy, a daily necessities, a material for agricultural / fishing industry, a mobile device part, a packaging material, a medical part, or an automobile part (16 ) The molded product described.
本発明により得られる樹脂組成物は、ポリ乳酸30〜99重量%、該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体70〜1重量%(B)を溶融混練し、ポリ乳酸(A)から成る連続相中に、反応性共重合体(B)が平均粒径10ミクロンから10ナノメーターの範囲の分散相として不連続に分散した構造を有し、かつX線回折のプロフィールにおいて、非晶質物質由来のブロードなハローの回折図形が支配的であることを特徴とし、この樹脂組成物は、延性、靭性、柔軟性、耐衝撃性を改善した材料である。ポリ乳酸のみからなる場合とこれらの物性を比較すると、熱安定性を保ったまま衝撃強さが著しく向上(約2〜20倍)し、特に脆性から延性(破断伸度が5%から200%以上)を有するものに改質された材料となる。
従来から使用されてきた石油由来のプラスチックに置き換わる環境に考慮した安全な新規環境素材であり、玩具やベビー用品を含む日用品から、自動車部品、電気電子部品、衣料品、ハウジング材、モバイル機器部品用まで広範囲な用途が期待される。
The resin composition obtained by the present invention is prepared by melt kneading 30 to 99% by weight of polylactic acid and 70 to 1% by weight (B) of a copolymer having a functional group reactive with the polylactic acid, In the continuous phase consisting of A), the reactive copolymer (B) has a discontinuously dispersed structure as a dispersed phase with an average particle size ranging from 10 microns to 10 nanometers, and in the X-ray diffraction profile The halo diffraction pattern derived from an amorphous substance is dominant, and this resin composition is a material with improved ductility, toughness, flexibility and impact resistance. When these properties are compared with the case of consisting only of polylactic acid, the impact strength is remarkably improved (about 2 to 20 times) while maintaining the thermal stability, particularly from brittleness to ductility (breaking elongation is 5% to 200%). The material is modified to one having the above.
It is a new environmentally safe material that takes into account the environment that replaces plastics that have been used in the past. For everyday items including toys and baby products, automotive parts, electrical and electronic parts, clothing, housing materials, and mobile equipment parts. A wide range of applications are expected.
本発明の樹脂組成物を製造するためには、ポリ乳酸(A)と該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)の配合比を、A/B=99.0/1.0〜30.0/70.0(重量比)、好ましくは、95/5〜50/50(重量比)の混合物とする。ポリ乳酸(A)の鎖末端には水酸基または/かつカルボン酸基が存在するので、溶融混練を行なう高温にて、これらの官能基とカップリング反応や付加反応などの反応を生じさせるもう1つの官能基が共重合体(B)に存在すれば、界面でAとBを含む新たな共重合体(A-B)が生成し、その共重合体(A-B)が非相溶系の樹脂組成物の乳化剤の役目を果たし、分散の安定化、界面接着性の向上、機械物性の向上らに寄与することが可能となる。 In order to produce the resin composition of the present invention, the blending ratio of polylactic acid (A) and copolymer (B) having a functional group reactive with the polylactic acid is set to A / B = 99.0. /1.0 to 30.0 / 70.0 (weight ratio), preferably 95/5 to 50/50 (weight ratio). Since a hydroxyl group and / or a carboxylic acid group is present at the chain end of polylactic acid (A), another function that causes a reaction such as a coupling reaction or an addition reaction with these functional groups at a high temperature at which melt kneading is performed. If the functional group is present in the copolymer (B), a new copolymer (AB) containing A and B is formed at the interface, and the copolymer (AB) is an emulsifier for an incompatible resin composition. It is possible to contribute to stabilizing dispersion, improving interfacial adhesion, and improving mechanical properties.
ポリ乳酸を連続相とするには必ずしもポリ乳酸重量が成分ポリマー総重量の50%以上である必要はなく、混練温度における反応性共重合体の溶融粘度がポリ乳酸の溶融粘度よりも高ければ、ポリ乳酸の重量が50%以下でもポリ乳酸は連続相になり得る。ポリ乳酸が連続相でなくなると、生分解度が著しく失われる。 In order to make polylactic acid into a continuous phase, the polylactic acid weight is not necessarily 50% or more of the total weight of the component polymer, and if the melt viscosity of the reactive copolymer at the kneading temperature is higher than the melt viscosity of polylactic acid, Even if the weight of polylactic acid is 50% or less, polylactic acid can be a continuous phase. When polylactic acid is no longer a continuous phase, the degree of biodegradation is significantly lost.
前記溶融混練することにより得られる樹脂組成物は、ポリ乳酸(A)から成る連続相中に、前記反応性共重合体(B)が平均粒径10ミクロンから10ナノメーターの範囲の分散相として不連続に分散した状態から成ることを特徴とする。成分ポリマーの分子量や溶融粘度、反応性共重合体(B)中に含まれる反応基濃度や種類、成形加工を行なう条件らにより、反応性共重合体(B)が平均粒径10ミクロンから10ナノメーターの範囲にわたり変化する。粒径が10ミクロン以上になると両成分ポリマーの混和性が劣り、本発明で見られたような特性が発現しなくなる。一方、高分子鎖のディメンションを考慮すると溶融混練により10ナノメーター以下の分散相を得ることは困難である。
例として、図1a、図1b、図1cに(80/20)ポリ乳酸(A)/反応性共重合体(B)の電子顕微鏡写真(TEM)を示した。これらの写真でも明らかなように、ポリ乳酸(A)の分子量や成形条件を変えて溶融混練すると広範囲に分散状態が変化することがわかる。具体的には図1a、図1b、図1cでの分散相の粒径はそれぞれ約1〜2ミクロン、0.5ミクロン、0.1ミクロンである。
The resin composition obtained by the melt-kneading has a reactive phase in which the reactive copolymer (B) has a mean particle size ranging from 10 microns to 10 nanometers in a continuous phase composed of polylactic acid (A). It is characterized by comprising discontinuously dispersed states. Depending on the molecular weight and melt viscosity of the component polymer, the concentration and type of reactive groups contained in the reactive copolymer (B), and the conditions for molding, the reactive copolymer (B) has an average particle size of 10 to 10 microns. It varies over the nanometer range. When the particle size is 10 microns or more, the miscibility of the two component polymers is poor, and the characteristics as seen in the present invention are not exhibited. On the other hand, considering the dimension of the polymer chain, it is difficult to obtain a dispersed phase of 10 nanometers or less by melt kneading.
As an example, an electron micrograph (TEM) of (80/20) polylactic acid (A) / reactive copolymer (B) is shown in FIGS. 1a, 1b, and 1c. As is clear from these photographs, it is understood that the dispersion state changes in a wide range when the molecular weight and molding conditions of polylactic acid (A) are changed and melt kneaded. Specifically, the particle sizes of the dispersed phases in FIGS. 1a, 1b, and 1c are about 1-2 microns, 0.5 microns, and 0.1 microns, respectively.
また、溶融混練の段階で、あまり混練をしすぎるとポリ乳酸(A)が加水分解による化学的劣化を生じるだけでなく、機械的に鎖切断を生じ、機械物性が落ちるので、注意するべきである。溶融混練機のL/D値は70以下が好ましい。その例として表IIに繰り返し、溶融混練を行ない、その時の述べのL/D値について、得られた試料の耐衝撃性の試験結果をまとめた結果を示した。ここで、L/Dが30から60の範囲ではノッチ付き衝撃試験用試料片が2つにわかれることのない部分破壊を示し、高い衝撃強さを有していたのに、L/D値が90になると、試験片が2つに割れて完全破壊を起こし、衝撃強さが落ちることが明らかになった。 In addition, in the melt-kneading stage, if too much kneading is performed, polylactic acid (A) not only causes chemical degradation due to hydrolysis, but also mechanically causes chain scission and mechanical properties deteriorate, so care should be taken. is there. The L / D value of the melt kneader is preferably 70 or less. As an example, Table II was repeatedly melted and kneaded, and the results of the test of impact resistance of the obtained samples were shown for the L / D values described at that time. Here, when the L / D is in the range of 30 to 60, the notched impact test sample piece shows a partial fracture that is not divided into two, and although it has a high impact strength, the L / D value is At 90, it became clear that the test piece broke into two, causing complete destruction, and the impact strength decreased.
本発明の樹脂組成物の成分ポリマーは高次な結晶構造をほとんど含まない。これは、X線回折測定を行なうと散乱X線は非晶性物質由来のブロードなハローと言われる回折図形が支配的に現れることで確認できる。ポリ乳酸(A)はα型、β型、γ型の3つの結晶構造を有する。α型は最も安定な構造であり、β型は高温で高延伸した際に出現し、またγ型はエピタキシャルな結晶化において見られる。本発明の樹脂組成物の特性を発現させるのにはポリ乳酸の結晶ピーク(結晶構造は問わない)が回折図形のバックグラウンドのハロー以上に強い強度で出現しないような成形加工条件下で組成物を得る必要がある。例えば、本来非晶性のD,L-体(ラセミ体)のポリ乳酸を使用したり、たとえ光学純度の高い結晶性のL-体のポリ乳酸またはD-体のポリ乳酸を使用しなくてはならない場合でも、成形過程で固化させる時に結晶化を引起す要因となる徐冷を避け、できるだけ急冷を行なうことで可能となる。
例えば、α型の(110)結晶面、(203)面からの散乱が広角X線回折(WAXD)測定ではそれぞれ2q=16.5o、19o付近に出現するので、結晶化を確認することができる。結晶構造が形成されてくると、機械特性は大きく変化し、特に延性的な特性は急激に減少することが確認されている。
図2aに[ポリ乳酸(重量平均分子量(Mw)=約14〜15万)]、図2bに[ポリ乳酸(Mw=約20万)]、図2cに[スクリュー回転速度200rpmで生成した(80/20)ポリ乳酸(Mw=約14〜15万)/反応性ポリエチレン系共重合体から生成した樹脂組成物]、図2dに[スクリュー回転速度200rpmで生成した(80/20)ポリ乳酸(Mw=約20万)/反応性ポリエチレン系共重合体から生成した樹脂組成物]の広角X線回折測定(WAXD)のプロフィールを示した。これらのポリ乳酸はL-体を98%以上含んでいるが、結晶化ができるだけ生じない条件下で成形を行った。この結果でも明らかなように、成分ポリマーによる鋭い結晶ピークは明確には出現せず、非晶性のハロー回折図形が支配的であり、樹脂組成物内の成分ポリマーはほとんど非晶性物質であることが分かる。
同試料を示差走査熱量測定(DSC)により結晶の融解熱(ΔHf)を93(J/g)して結晶化度を算出した結果では、これらの結晶化度は図2a、図2bのPLA単体で約5%、図2c、図2dのPLAアロイで約10%であった。
The component polymer of the resin composition of the present invention contains almost no higher-order crystal structure. This can be confirmed by the fact that when X-ray diffraction measurement is performed, the scattered X-rays have dominant diffraction patterns called broad halos derived from amorphous substances. Polylactic acid (A) has three crystal structures, α-type, β-type, and γ-type. The α type is the most stable structure, the β type appears when highly stretched at high temperatures, and the γ type is found in epitaxial crystallization. In order to express the characteristics of the resin composition of the present invention, the composition under molding processing conditions in which the crystal peak of polylactic acid (regardless of crystal structure) does not appear with a stronger intensity than the background halo of the diffraction pattern. Need to get. For example, it is not necessary to use amorphous D, L-form (racemic) polylactic acid, or crystalline L-form polylactic acid or D-form polylactic acid with high optical purity. Even if not, it is possible to avoid gradual cooling, which causes crystallization when solidifying in the molding process, and to cool as quickly as possible.
For example, scattering from α-type (110) crystal plane and (203) plane appears in the vicinity of 2q = 16.5 o and 19 o in wide angle X-ray diffraction (WAXD) measurement, so confirm crystallization. Can do. It has been confirmed that as the crystal structure is formed, the mechanical properties change greatly, and in particular, the ductile properties rapidly decrease.
[Polylactic acid (weight average molecular weight ( Mw ) = about 140 to 150,000)] in FIG. 2a, [Polylactic acid ( Mw = about 200,000)] in FIG. 2b, and [Screw rotation speed of 200 rpm]. (80/20) Polylactic acid (M w = about 14-150,000) / resin composition produced from reactive polyethylene copolymer], FIG. 2d [(80/20) poly produced at a screw rotation speed of 200 rpm Wide angle X-ray diffraction measurement (WAXD) profile of lactic acid (M w = about 200,000) / resin composition produced from reactive polyethylene copolymer] was shown. These polylactic acids contained 98% or more of L-form, but were molded under conditions where crystallization did not occur as much as possible. As is clear from this result, the sharp crystal peak due to the component polymer does not appear clearly, the amorphous halo diffraction pattern is dominant, and the component polymer in the resin composition is almost an amorphous substance. I understand that.
As a result of calculating the crystallinity of the sample by differential scanning calorimetry (DSC) and calculating the heat of fusion (ΔH f ) of 93 (J / g), the crystallinity of these samples is the PLA in FIGS. 2a and 2b. It was about 5% by itself, and about 10% with the PLA alloy of FIGS. 2c and 2d.
ポリ乳酸(A)については、以下の通りである。
乳酸には光学異性体として、L−乳酸とD−乳酸が存在し、それらが重合してできるポリ乳酸には、D−乳酸単位が約10%以下でL−乳酸単位が約90%以上、又はL−乳酸単位が約10%以下でD−乳酸単位が約90%以上であるポリ乳酸で、光学純度が約80%以上の結晶性ポリ乳酸と、D−乳酸単位が10%〜90%でL−乳酸単位が90%〜10%であるポリ乳酸で、光学純度が約80%以下の非晶性ポリ乳酸とがあることが知られている。本発明で用いるポリ乳酸は、D-体、L-体、またはその混合体D,L-体でもよいが、結晶性ポリ乳酸(D-体、L-体)を用いる場合は高次な結晶構造を形成させないために、溶融状態から徐冷を行わないなどの注意が必要となる。その点、非晶性ポリ乳酸(D,L-体)を使用する際にはこのような注意は不要となるので、本発明にはより好ましい原料である。
gポリ乳酸の重量平均分子量は、5千から100万の範囲のものである。この範囲未満のもの、またこの範囲を超えるものは、ポリマー組成物としたときに十分な効果を期待できない。特にあまりにも高分子量となると、反応を起こすポリ乳酸末端基の濃度が低すぎ、さらに溶融粘度が高くなりすぎて、反応性共重合体との界面反応を生じることが極めて困難となる。前記範囲は、好ましくは、2万から70万、さらに好ましくは2万以上50万以下である。
The polylactic acid (A) is as follows.
Lactic acid has L-lactic acid and D-lactic acid as optical isomers, and polylactic acid obtained by polymerizing them contains about 10% or less of D-lactic acid unit and about 90% or more of L-lactic acid unit, Or a polylactic acid having an L-lactic acid unit of about 10% or less and a D-lactic acid unit of about 90% or more, an optical purity of about 80% or more, and a D-lactic acid unit of 10% to 90% It is known that there are polylactic acid having an L-lactic acid unit of 90% to 10% and amorphous polylactic acid having an optical purity of about 80% or less. The polylactic acid used in the present invention may be a D-form, an L-form, or a mixture D or L-form thereof, but higher-order crystals are used when crystalline polylactic acid (D-form, L-form) is used. In order not to form the structure, it is necessary to be careful not to perform slow cooling from the molten state. In that respect, when using amorphous polylactic acid (D, L-form), such a caution is not necessary, so that it is a more preferable raw material for the present invention.
The weight average molecular weight of g polylactic acid is in the range of 5,000 to 1,000,000. If it is less than this range or exceeds this range, a sufficient effect cannot be expected when a polymer composition is obtained. In particular, when the molecular weight is too high, the concentration of polylactic acid end groups causing the reaction is too low, and the melt viscosity becomes too high to cause an interfacial reaction with the reactive copolymer. The range is preferably 20,000 to 700,000, more preferably 20,000 to 500,000.
ポリ乳酸の成形性を良くするために、例えばポリオール、グリコール、酸を少量添加し、ポリ乳酸の末端基を一部封鎖し、分子量を調整することも可能である。一例を示すと、ポリエチレングリコールをポリ乳酸に0.5〜10重量%共重合することにより安定して成形することができる。 In order to improve the moldability of polylactic acid, for example, a small amount of polyol, glycol, or acid may be added to partially block the end group of polylactic acid to adjust the molecular weight. As an example, it can be stably molded by copolymerizing polyethylene glycol with polylactic acid in an amount of 0.5 to 10% by weight.
該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)の官能基は、ポリ乳酸(A)末端基(水酸基、カルボン酸基)と反応するものであればよく、例えばエポキシ基、アミノ基、イソシアネ−ト基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、オルト-エステル基、無水マレイン酸、無水フタル酸等が挙げられる。好ましくはエポキシ基である。 The functional group of the copolymer (B) having a functional group reactive with the polylactic acid may be any one that reacts with the polylactic acid (A) end group (hydroxyl group, carboxylic acid group). Amino group, isocyanate group, oxazoline group, carbodiimide group, ortho-ester group, maleic anhydride, phthalic anhydride and the like. An epoxy group is preferable.
エポキシ基等は他の官能基の一部として存在していてもよく、そのような例としてグリシジル基があげられる。 Epoxy groups and the like may be present as part of other functional groups, and examples thereof include glycidyl groups.
かかる官能基を有する単量体としては、とりわけグリシジル基を含有する単量体が好ましく使用される。グリシジル基を含有する単量体との例として、下記の一般式で示される不飽和カルボン酸グリシジルエステル、不飽和グリシジルエーテルが好ましく用いられる。
As such a monomer having a functional group, a monomer containing a glycidyl group is particularly preferably used. As an example of a monomer containing a glycidyl group, an unsaturated carboxylic acid glycidyl ester or an unsaturated glycidyl ether represented by the following general formula is preferably used.
ここで、不飽和カルボン酸グリシジルエステルとしては、例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、イタコン酸ジグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸トリグリシジルエステル、p−スチレンカルボン酸グリシジルエステルなどが挙げることができる。 Examples of the unsaturated carboxylic acid glycidyl ester include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, itaconic acid diglycidyl ester, butenetricarboxylic acid triglycidyl ester, and p-styrene carboxylic acid glycidyl ester.
不飽和グリシジルエーテルとしては、例えばビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−メチルアリルグリシジルエーテル、メタクリルグリシジルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテル等が例示される。
具体的には、不飽和カルボン酸グリシジルエステルおよび/または不飽和グリシジルエーテル単位0.1〜30質量%を含有することが好ましく、0.1〜20質量%を含有することがより好ましい。
Examples of the unsaturated glycidyl ether include vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-methylallyl glycidyl ether, methacryl glycidyl ether, and styrene-p-glycidyl ether.
Specifically, it is preferable to contain 0.1-30 mass% of unsaturated carboxylic acid glycidyl ester and / or unsaturated glycidyl ether units, and it is more preferable to contain 0.1-20 mass%.
共重合体(B)にこのような官能基を導入する方法は特に限定されるものではなく、周知の方法で行うことができる。例えば共重合体の合成の段階で、該官能基を有する単量体を共重合することにより導入することも可能であるし、共重合体に該官能基を有する単量体をグラフト共重合にすることも可能である。不飽和結合の化学反応によりエポキシ基を導入することも可能である。 The method for introducing such a functional group into the copolymer (B) is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, it can be introduced by copolymerizing the monomer having the functional group at the stage of synthesis of the copolymer, or the monomer having the functional group can be grafted onto the copolymer. It is also possible to do. It is also possible to introduce an epoxy group by an unsaturated bond chemical reaction.
共重合体(B)にゴムを含有する組成物中のゴム中に上述の官能基を導入する方法としては、特に限定されるものではなく、周知の方法で行うことができる。例えばゴムの合成段階で、該官能基を有する単量体を共重合により導入することも可能であるし、ゴムに該官能基を有する単量体をグラフト共重合することも可能である。 The method for introducing the above functional group into the rubber in the composition containing the rubber in the copolymer (B) is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, at the rubber synthesis stage, the monomer having the functional group can be introduced by copolymerization, or the monomer having the functional group can be graft-copolymerized on the rubber.
また上記のポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)は、熱可塑性樹脂であっても、ゴムであってもよいし、ゴムと熱可塑性樹脂の混合物であってもよい。
エポキシ基を有する熱可塑性樹脂としては、(a)エチレン単位(b)不飽和カルボン酸グリシジルエステル単位および/または不飽和グリシジルエーテル単位(c)エチレン系不飽和エステル化合物共重合体からなる樹脂をあげることができる。
ゴムの具体例を挙げると以下の通りである。
(1)エポキシ基を有する(アクリル)ゴム、(2)ビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体などである。
The copolymer (B) having a functional group reactive with polylactic acid may be a thermoplastic resin, a rubber, or a mixture of rubber and a thermoplastic resin. Good.
Examples of the thermoplastic resin having an epoxy group include a resin comprising (a) an ethylene unit, (b) an unsaturated carboxylic acid glycidyl ester unit and / or an unsaturated glycidyl ether unit, and (c) an ethylenically unsaturated ester compound copolymer. be able to.
Specific examples of rubber are as follows.
(1) (acrylic) rubber having an epoxy group, (2) vinyl aromatic hydrocarbon compound-conjugated diene compound block copolymer, and the like.
例えば、エポキシ基を有する熱可塑性樹脂としては、(a)エチレン単位が60〜99重量%、(b)不飽和カルボン酸グリシジルエステル単位および/または不飽和グリシジルエーテル単位が0.1〜20重量%、(c)エチレン系不飽和エステル化合物単位が0〜40重量%からなるエポキシ基含有エチレン共重合体をあげることができる。 For example, as a thermoplastic resin having an epoxy group, (a) ethylene unit is 60 to 99% by weight, (b) unsaturated carboxylic acid glycidyl ester unit and / or unsaturated glycidyl ether unit is 0.1 to 20% by weight. (C) An epoxy group-containing ethylene copolymer comprising 0 to 40% by weight of an ethylenically unsaturated ester compound unit.
上記(b)不飽和カルボン酸グリシジルエステル単位および/または不飽和グリシジルエーテル単位の定義、具体例は前記と同様である。 The definition and specific examples of the (b) unsaturated carboxylic acid glycidyl ester unit and / or unsaturated glycidyl ether unit are the same as described above.
また、上記エチレン系不飽和エステル化合物(c)としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのカルボン酸ビニルエステル、α,β−不飽和カルボン酸アルキルエステルなどを挙げることができる。特に、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルが好ましい。 Examples of the ethylenically unsaturated ester compound (c) include vinyl acetate, vinyl propionate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and butyl methacrylate. Examples include esters and α, β-unsaturated carboxylic acid alkyl esters. In particular, vinyl acetate, methyl acrylate, and ethyl acrylate are preferable.
該エポキシ基含有エチレン共重合体としては、例えば、エチレン単位とグリシジルメタクリレート単位からなる共重合体、エチレン単位とグリシジルメタクリレート単位及びアクリル酸メチル単位からなる共重合体、エチレン単位とグリシジルメタクリレート単位及び酢酸ビニル単位からなる共重合体を挙げることができる。 Examples of the epoxy group-containing ethylene copolymer include a copolymer composed of ethylene units and glycidyl methacrylate units, a copolymer composed of ethylene units, glycidyl methacrylate units and methyl acrylate units, ethylene units, glycidyl methacrylate units and acetic acid. Mention may be made of copolymers comprising vinyl units.
該エポキシ基含有エチレン共重合体は、曲げ剛性率が10〜1300kg/cm2の範囲のものが好ましく、20〜1100kg/cm2のものが更に好ましい。曲げ剛性率がこの範囲外であると組成物の機械的性質が不十分となる場合がある。 The epoxy group-containing ethylene copolymer is preferably in the range stiffness modulus of 10~1300kg / cm 2, further preferably from 20~1100kg / cm 2. If the flexural modulus is outside this range, the mechanical properties of the composition may be insufficient.
また、共重合体(B)としては、本発明の成形体の熱安定性や柔軟性を良好なものとするために、その結晶の融解熱量が3J/g未満の共重合体であることが好ましい。 The copolymer (B) may be a copolymer having a heat of fusion of less than 3 J / g in order to improve the thermal stability and flexibility of the molded article of the present invention. preferable.
該エポキシ基含有エチレン共重合体は、通常不飽和エポキシ化合物とエチレンをラジカル発生剤の存在下、500〜4000気圧、100〜300℃で適当な溶媒や連鎖移動剤の存在下または不存在下に共重合させる高圧ラジカル発生剤を混合し、押出機の中で溶融グラフト共重合させる方法によっても製造することができる。 The epoxy group-containing ethylene copolymer is usually an unsaturated epoxy compound and ethylene in the presence of a radical generator at 500 to 4000 atm and 100 to 300 ° C. in the presence or absence of a suitable solvent or chain transfer agent. It can also be produced by a method in which a high-pressure radical generator to be copolymerized is mixed and melt graft copolymerized in an extruder.
該エポキシ基含有エチレン共重合体のメルトインデックス(以下、MFRということがある。JIS K6760、190℃、2.16kg荷重)は、好ましくは、0.5〜100g/10分、更に好ましくは、2〜50g/10分である。メルトインデックスが100g/10分を越えると、組成物にした時の機械的物性の点で好ましくなく、0.5g/10分未満では(A)成分との相溶性が劣り好ましくない。 The melt index of the epoxy group-containing ethylene copolymer (hereinafter sometimes referred to as MFR. JIS K6760, 190 ° C., 2.16 kg load) is preferably 0.5 to 100 g / 10 min, more preferably 2 ~ 50 g / 10 min. When the melt index exceeds 100 g / 10 min, it is not preferable in terms of mechanical properties when it is made into a composition, and when it is less than 0.5 g / 10 min, the compatibility with the component (A) is inferior.
共重合体(B)のムーニー粘度が3〜70のものが好ましく、3〜30のものがさらに好ましく、4〜25のものが特に好ましい。ここでいうムーニー粘度は、JIS−K6300に準じて100℃ラージローターを用いて測定した値をいう。 The copolymer (B) preferably has a Mooney viscosity of 3 to 70, more preferably 3 to 30, and particularly preferably 4 to 25. The Mooney viscosity here is a value measured using a 100 ° C. large rotor according to JIS-K6300.
上記ゴムの具体例(1)のエポキシ基を有する(アクリル)ゴムは、以下の通りである。
(メタ)アクリル酸エステル(またはメタクリル酸エステル)−エチレン−(不飽和カルボン酸グリシジルエステルおよび/または不飽和グリシジルエ−テル)共重合体ゴムの場合が好ましい。
The (acrylic) rubber having an epoxy group in the specific example (1) of the rubber is as follows.
A (meth) acrylic acid ester (or methacrylic acid ester) -ethylene- (unsaturated carboxylic acid glycidyl ester and / or unsaturated glycidyl ether) copolymer rubber is preferred.
前記(メタ)アクリル酸エステルとして、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、n-ブチルアクリレート、n-ブチルメタクリレート、tert-ブチルアクリレート、tert-ブチルメタクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、2−エチルへキシルメタクリレートなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate. Can be mentioned.
ランダム共重合体のようなミクロ相分離構造を示さない系の場合には、高分子鎖中のどこに官能基が導入されていてもそれほどの問題ではない。ただし、主鎖中よりも側鎖に導入されていた方が、より好ましく、反応がより効率的に進行する。 In the case of a system that does not show a microphase-separated structure such as a random copolymer, it does not matter so much where a functional group is introduced in the polymer chain. However, it is more preferable that it is introduced into the side chain than in the main chain, and the reaction proceeds more efficiently.
上記ゴムの具体例(2)のエポキシ基を有するビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体については、以下の通りである。
ビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体ゴムにおけるビニル芳香族炭化水素化合物としては、たとえば、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルナフタレンなどをあげることができる。中でもスチレンが好ましい。また、共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエンなどを挙げることができ、ブタジエンまたはイソプレンが好ましい。
かかるビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体あるいはその水添物は周知の方法で製造することができ、例えば、特公昭40−23798号公報、特開昭59−133203号公報に記載されている。
The vinyl aromatic hydrocarbon compound-conjugated diene compound block copolymer having an epoxy group in specific example (2) of the rubber is as follows.
Examples of the vinyl aromatic hydrocarbon compound in the vinyl aromatic hydrocarbon compound-conjugated diene compound block copolymer rubber include styrene, vinyl toluene, divinyl benzene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, vinyl naphthalene, and the like. be able to. Of these, styrene is preferred. Examples of the conjugated diene compound include butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, and butadiene or isoprene is preferable.
Such a vinyl aromatic hydrocarbon compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated product thereof can be produced by a known method. For example, in Japanese Patent Publication No. 40-23798 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-133203. Are listed.
ポリ乳酸と反応性を有する官能基を有する単量体と共重合体を形成するビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体ゴムは、上記の方法などで得られたビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体にエポキシ基など、ポリ乳酸と反応性を有する単量体を導入することで得ることができる。かかる単量体をビニル芳香族炭化水素化合物―共役ジエン化合物ブロック共重合体に導入する方法は特に限定するものではないが、グラフト共重合などで導入することが好ましい。 A vinyl aromatic hydrocarbon compound-conjugated diene compound block copolymer rubber that forms a copolymer with a monomer having a functional group reactive with polylactic acid is a vinyl aromatic carbonization obtained by the above-described method. The hydrogen compound-conjugated diene compound block copolymer can be obtained by introducing a monomer having reactivity with polylactic acid such as an epoxy group. The method for introducing such a monomer into the vinyl aromatic hydrocarbon compound-conjugated diene compound block copolymer is not particularly limited, but is preferably introduced by graft copolymerization or the like.
ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)はトリブロック共重合体でも良い。 The copolymer (B) having a functional group reactive with polylactic acid may be a triblock copolymer.
ミクロ相分離構造を示すブロック共重合体(B)成分中の官能基の付加位置は、ポリ乳酸である(A)成分と直接接するブロック側(たとえば、(B)成分の1ブロックが球状や棒状のミクロ相分離構造をとれば、それを取り囲む連続構造をとる他方のブロック側を指す。層構造や共連続構造のようなミクロ相分離構造をとる場合にはどちらのブロックでもよい。)であることが好ましい。 The functional group in the block copolymer (B) component showing a microphase-separated structure is added on the block side in direct contact with the polylactic acid (A) component (for example, one block of the component (B) is spherical or rod-shaped) If the microphase separation structure is taken, it means the other block side having a continuous structure surrounding the microphase separation structure, and in the case of taking a microphase separation structure such as a layer structure or a co-continuous structure, either block may be used. It is preferable.
本発明の成分(B)としてのトリブロック共重合体としては、ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持つスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体なども例示することができる。 Examples of the triblock copolymer as the component (B) of the present invention also include a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer having a functional group reactive with polylactic acid.
スチレン−ブタジエンブロック共重合体のスチレン含有量は5〜80質量%を含有することが好ましく、2〜50質量%を含有することがより好ましい。他のスチレン系ブロック共重合体(たとえば、SEBS、SEB、SBS、SB、SI、SIS、SEP、SEPSなど)でも同様である。 The styrene content of the styrene-butadiene block copolymer is preferably 5 to 80% by mass, and more preferably 2 to 50% by mass. The same applies to other styrenic block copolymers (for example, SEBS, SEB, SBS, SB, SI, SIS, SEP, SEPS, etc.).
一方、スチレン系熱可塑性エラストマー(たとえば、SEBS、SEB、SBS、SB、SI、SIS、SEP、SEPSなど)のようにブロック共重合体がミクロ相分離のような不均一構造を有する場合は、官能基の導入位置が大切になってくる。海島構造(三次元では球状または棒状の分散相)を有する構造の場合には、分散相にポリ乳酸と反応する基が導入されているとその周りを取り囲む連続相により、ポリ乳酸との接触が妨げられるので、反応が効率的に進まない。
特に、ポリ乳酸との反応性がそれほど高くない反応基(たとえば無水マレイン酸など)が導入されている場合にはその影響はより大きくなる。
On the other hand, if the block copolymer has a heterogeneous structure such as microphase separation, such as styrenic thermoplastic elastomers (eg, SEBS, SEB, SBS, SB, SI, SIS, SEP, SEPS, etc.) The position where the group is introduced is important. In the case of a structure having a sea-island structure (spherical or rod-like dispersed phase in three dimensions), when a group that reacts with polylactic acid is introduced into the dispersed phase, the continuous phase surrounding the group causes contact with polylactic acid. The reaction does not proceed efficiently because it is hindered.
In particular, when a reactive group (for example, maleic anhydride or the like) that is not highly reactive with polylactic acid is introduced, the influence becomes greater.
たとえば、スチレンーブタジエンブロック共重合体においてスチレン含量が高い硬質エラストマーを使用する場合には、スチレンが連続相、ブタジエンが分散相となるので、ポリ乳酸と反応性を有する基がスチレンブロックに存在している方が好ましい。 For example, when a hard elastomer having a high styrene content is used in a styrene-butadiene block copolymer, styrene is a continuous phase and butadiene is a dispersed phase, and therefore a group having reactivity with polylactic acid exists in the styrene block. Is preferable.
たとえば、スチレンーブタジエンブロック共重合体においてブタジエン含量が高く、ブタジエンが連続相、スチレンが分散相となる場合には、反応基がブタジエンの連続相に存在すれば、ポリ乳酸末端基との反応が容易になるので、反応の効率が上がり、より好ましい。特に無水マレイン酸のようにポリ乳酸との反応性がそれほど高くない反応基が共重合体についている場合にはこの効果が大きくなる。
そこで、表Iに反応基が異なるブロックに導入されている場合の例を示した。スチレン−エチレン・ブタジエン−スチレントリブロック共重合体(SEBS)の分散相となるスチレンブロックに無水マレイン酸(MAH)がついた変性SEBS(共重合体−2)と連続相のエチレン・ブタジエンブロックについた変性SEBS(共重合体−3)を用いて、それぞれポリ乳酸とアロイ化した結果を示す。(ポリ乳酸含量=80重量%、SEBS含量=20重量%)比較として官能基が全くついていない非反応性SEBS(共重合体-1)の結果も載せておく。この表から明らかなように、MAH基が連続相に導入されている変性SEBS(共重合体−3)を用いてポリ乳酸とアロイ化した方が、分散相にMAH基が導入されている変性SEBS(共重合体―2)と比べてポリ乳酸との反応が容易になり、そのアロイ化の効果が格段に高くなっていることが分かる。
For example, in a styrene-butadiene block copolymer, when the butadiene content is high, butadiene is a continuous phase, and styrene is a dispersed phase, if the reactive group is present in the continuous phase of butadiene, the reaction with the polylactic acid end group is not caused. Since it becomes easy, the efficiency of reaction rises and it is more preferable. This effect is particularly great when the copolymer has reactive groups that are not very reactive with polylactic acid such as maleic anhydride.
Thus, Table I shows an example in which reactive groups are introduced in different blocks. The modified styrene block (copolymer-2) with maleic anhydride (MAH) attached to the styrene block, which is the dispersed phase of styrene-ethylene-butadiene-styrene triblock copolymer (SEBS), and the ethylene-butadiene block in the continuous phase The results of alloying with polylactic acid using modified SEBS (copolymer-3) are shown. (Polylactic acid content = 80% by weight, SEBS content = 20% by weight) As a comparison, the results of non-reactive SEBS (copolymer-1) having no functional groups are also listed. As is clear from this table, the modified SEBS (copolymer-3) in which MAH groups are introduced in the continuous phase is alloyed with polylactic acid, and the modified phase in which MAH groups are introduced in the dispersed phase It can be seen that the reaction with polylactic acid is easier than SEBS (copolymer-2), and the effect of alloying is remarkably enhanced.
以上述べてきたように、トリブロックから成るスチレン系エラストマーでスチレンが分散相となる場合には、官能基を導入する手間をかけることで合成が二段階になったとしても、連続相に官能基を導入する方がポリ乳酸との反応効率が上がるので好ましい。しかし、実際は合成の停止段階で官能基を導入すれば一段階で合成が終了するので、費用や手間の面から末端のスチレンブロックに官能基を導入してしまう例が多々見られる。 As described above, when styrene becomes a dispersed phase in a styrene-based elastomer composed of triblocks, the functional group is added to the continuous phase even if the synthesis becomes two steps by taking the trouble of introducing the functional group. It is preferable to introduce N because the reaction efficiency with polylactic acid increases. However, in reality, if a functional group is introduced at the synthesis stop stage, the synthesis is completed in one stage. Therefore, there are many examples in which the functional group is introduced into the terminal styrene block from the viewpoint of cost and labor.
本発明に用いる共重合体(B)としてのゴムは必要に応じて加硫を行い、加硫ゴムとして用いることができる。 The rubber as the copolymer (B) used in the present invention can be vulcanized as necessary and used as a vulcanized rubber.
アクリル酸エステル(またはメタクリル酸エステル)−エチレン−(不飽和カルボン酸グリシジルエステルおよび/または不飽和グリシジルエーテル)共重合体ゴムの加硫の場合、多官能性有機酸、多官能性アミン化合物、イミダゾール化合物などを用いることで達成されるが、これらに限定されるものではない。 In the case of vulcanization of acrylic acid ester (or methacrylic acid ester) -ethylene- (unsaturated carboxylic acid glycidyl ester and / or unsaturated glycidyl ether) copolymer rubber, polyfunctional organic acid, polyfunctional amine compound, imidazole This is achieved by using a compound or the like, but is not limited thereto.
本発明のポリマー組成物を製造する方法は、前記ペレット混合物を溶融状態で各成分を混練(溶融混練)する。溶融混練に際しては、一般に使用されている一軸または二軸の押出機、各種のニーダー、ミキサー等の混練装置を用いることができる。なかでも、二軸の押出機が好ましい。溶融混練の温度は、180から250℃程度の範囲が採用される。溶融混練中の加水分解を防ぐために予めペレットは充分に乾燥させておく必要がある。乾燥を充分に行なわないと、良好な物性値を示す組成物は得られない。 In the method for producing the polymer composition of the present invention, the respective components are kneaded (melt kneaded) in the molten state of the pellet mixture. In the melt-kneading, generally used kneading apparatuses such as a single-screw or twin-screw extruder, various kneaders, and a mixer can be used. Among these, a twin screw extruder is preferable. The melt kneading temperature is in the range of about 180 to 250 ° C. In order to prevent hydrolysis during melt-kneading, the pellets must be sufficiently dried in advance. If the drying is not performed sufficiently, a composition showing good physical properties cannot be obtained.
溶融混練をする際に、あまり混練をしすぎるとポリ乳酸(A)が加水分解による化学的劣化を生じるだけでなく、機械的に鎖切断を生じ、機械物性が落ちるので、注意するべきである。その例として表
IIに繰り返し、溶融混練を行ない、その時の述べのL/D値について、得られた試料の耐衝撃性の試験結果をまとめた結果を示す。ここで、L/Dが30から60の範囲ではノッチ付き衝撃試験用試料片が2つにわかれることのない部分破壊を示し、高い衝撃強さを有していたのに、L/D値が90になると、試験片が2つに割れて完全破壊を起こし、衝撃強さが落ちることが分かった。つまり、多く練れば良いと言うのではなく、ポリ乳酸の場合には混練中に生じる劣化の影響も考慮するべきであり、L/D値は70以下が好ましい。
When melt kneading too much, kneading too much should not only cause polylactic acid (A) to undergo chemical degradation due to hydrolysis, but also mechanically cause chain breakage, resulting in deterioration of mechanical properties. . Table as an example
The results obtained by repeating melt melting and kneading in II and summarizing the test results of the impact resistance of the obtained samples with respect to the stated L / D values are shown. Here, when the L / D is in the range of 30 to 60, the notched impact test sample piece shows a partial fracture that is not divided into two, and although it has a high impact strength, the L / D value is At 90, it was found that the test piece was broken into two, causing complete destruction, and the impact strength decreased. That is, it is not necessary to knead a lot, but in the case of polylactic acid, the influence of deterioration that occurs during kneading should be taken into consideration, and the L / D value is preferably 70 or less.
溶融混練することにより、ポリ乳酸(A)のマトリックス中に該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)が微細に分散した状態のポリマー組成物を得ることができる。 By melt-kneading, it is possible to obtain a polymer composition in which a copolymer (B) having a functional group reactive with polylactic acid is finely dispersed in a matrix of polylactic acid (A).
溶融混練に際しては、各成分は予めタンブラーもしくはヘンシェルミキサーのような装置で各成分を均一に混合した後、混練装置に供給してもよいし、各成分を混練装置にそれぞれ別個に定量供給する方法も用いることができる。
タンブラー又はヘンシェルミキサー内の温度は180℃以上の温度が採用される。通常210℃位でよく、280℃以上の高温となるような温度は避けるべきである。
At the time of melt kneading, each component may be supplied to the kneading apparatus after the components are uniformly mixed in advance by a device such as a tumbler or a Henschel mixer, or a method in which each component is separately metered into the kneading apparatus. Can also be used.
The temperature in the tumbler or Henschel mixer is 180 ° C or higher. Usually, the temperature may be about 210 ° C., and a temperature that is higher than 280 ° C. should be avoided.
ポリ乳酸(A)と該ポリ乳酸と反応性を有する官能基を持った共重合体(B)からなる樹脂組成物には、滑剤のほか、必要に応じて、フィルムとして用いる場合であれば静電ピニング性付与剤としての金属化合物、あるいは難燃剤(有機リン系、ホウ酸系、水酸化アルミなど)、消泡剤等の添加剤を含有してもよい。
さらに、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤(フェノール系、芳香族アミン系、有機イオウ系、有機リン系など)、光安定剤、無機または有機系着色剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂などの離型改良剤などの各種の添加剤を含有していてもよい。
The resin composition comprising the polylactic acid (A) and the copolymer (B) having a functional group reactive with the polylactic acid includes a lubricant and, if necessary, a static if used as a film. You may contain additives, such as a metal compound as an electro pinning property imparting agent, or a flame retardant (organic phosphorus type, boric acid type, aluminum hydroxide, etc.), an antifoamer.
In addition, organic fillers, antioxidants, heat stabilizers (phenolic, aromatic amine, organic sulfur, organic phosphorus, etc.), light stabilizers, inorganic or organic colorants, rust inhibitors, crosslinkers, Various additives such as a foaming agent, a fluorescent agent, a surface smoothing agent, a surface gloss improving agent, and a mold release improving agent such as a fluororesin may be contained.
これらの添加剤を加える方法については熱安定性を有するものであれば樹脂混練の際に添加しても良いし、熱安定性がないものであれば混練後、別途塗布、含有、あるいは表面処理で加えることも可能であり、その方法についてはとくに限定されることはなく、用途に応じた最適な方法を用いればよい。これらの添加剤を少量混練する際や主として表面に処理を施す場合は、本発明の樹脂組成物の機械特性は主としてバルクの特性で決定されるので、これらで述べる延性、靭性、柔軟性、耐衝撃性らの特性は保持され、これらをいかした分野で用いることができる。 As for the method of adding these additives, if they have heat stability, they may be added during resin kneading, and if they do not have heat stability, they are separately applied, contained, or surface treated after kneading. The method is not particularly limited, and an optimum method may be used according to the application. When these additives are kneaded in a small amount or when the surface is mainly treated, the mechanical properties of the resin composition of the present invention are mainly determined by bulk properties, so that the ductility, toughness, flexibility, The properties such as impact properties are retained and can be used in fields where these are utilized.
前記のポリマー組成物は、公知の各種成形方法によって所望の形状に成形することにより、各成形体を得ることができる。具体的には、以下の成形方法を挙げることができる。押出成形、射出成形、回転成形、吹き込み成形、ブロー成形、トランスファー成形、プレス成形、溶液キャスト法等である。
これらの成形方法により得られる成形体を、前記成形方法に対応して、順に、押出成形体、射出成形体、回転成形体、吹込成形体、ブロー成形体、トランスファー成形体、プレス成形体、溶液キャスト法成形体と呼ぶ。
本発明では非晶性のポリ乳酸樹脂組成物を対象としており、成形段階で結晶化を防ぐために極力、金型温度を低温に設定し、急冷により成形体を得る必要がある。この段階での制御を行なわないと組成物の結晶化度が大きく変化し、物性が異なるものが得られることになる。
Each molded body can be obtained by molding the polymer composition into a desired shape by various known molding methods. Specifically, the following molding methods can be mentioned. Extrusion molding, injection molding, rotational molding, blow molding, blow molding, transfer molding, press molding, solution casting, and the like.
In accordance with the molding method, the molded bodies obtained by these molding methods are sequentially formed into an extruded molded body, an injection molded body, a rotational molded body, a blow molded body, a blow molded body, a transfer molded body, a press molded body, and a solution. It is called a cast method molding.
In the present invention, an amorphous polylactic acid resin composition is targeted. In order to prevent crystallization at the molding stage, it is necessary to set the mold temperature as low as possible and obtain a molded body by rapid cooling. If the control at this stage is not performed, the crystallinity of the composition is greatly changed, and different physical properties are obtained.
射出成形により得られた試料について、JIS K7111(ISO 179)に準じて衝撃試験すると、表III、表IVでも示されているように、ノッチ付きシャルピー衝撃値はポリ乳酸単体に比べ本発明樹脂組成物は衝撃値が約2〜20倍になるものが得られる。この特性を利用して安全で壊れにくいマテリアルとして、自動車用部品、家電製品用部品やハウジング材、ベビー用品や玩具などの広い用途が考えられる。 When an impact test is performed on a sample obtained by injection molding according to JIS K7111 (ISO 179), as shown in Tables III and IV, the Charpy impact value with a notch is higher than that of polylactic acid alone. A thing with an impact value of about 2 to 20 times is obtained. A wide range of uses such as automobile parts, household appliance parts and housing materials, baby products and toys can be considered as safe and non-breakable materials using this characteristic.
射出成形して、家電製品部品、電送部品、自動車部品(バンパー、インスツルメントら)などを得るには、射出成形機を使用して、溶融した上記樹脂組成物を押出機から金型中へ高圧で注入する方法を使用できる。 To obtain home appliance parts, electric parts, automobile parts (bumpers, instruments, etc.) by injection molding, the molten resin composition is transferred from the extruder into the mold using an injection molding machine. A method of injecting at high pressure can be used.
射出成形により得られた試料について、JIS K7113に準じて試験すると、表III、表IVでも示されているように、ポリ乳酸単体に比べ本発明樹脂組成物は破断伸度が約40倍以上になるものが得られる。これにより、本来脆弱なポリ乳酸が延性なマテリアルに改質されたことが分かる。 When the sample obtained by injection molding was tested according to JIS K7113, as shown in Tables III and IV, the resin composition of the present invention has a breaking elongation of about 40 times or more compared to polylactic acid alone. Is obtained. Thereby, it turns out that the originally weak polylactic acid was modified into a ductile material.
射出成形により得られた試料について、JIS K 7191-1法(ISO75−1)に準じて試験すると、表III、表IVでも示されているように、熱変形温度(T ℃)に対し、前記樹脂組成物の熱変形温度が(T−5℃)〜(T+5℃)の範囲にある。具体的には、熱変形温度(HDT)の差は約2℃であり、ポリ乳酸含有樹脂組成物の熱安定性はポリ乳酸とほぼ同じ結果のものも得られる。 When the sample obtained by injection molding was tested according to JIS K 7191-1 method (ISO75-1), as shown in Table III and Table IV, the heat deformation temperature (T ° C.) The heat distortion temperature of the resin composition is in the range of (T−5 ° C.) to (T + 5 ° C.). Specifically, the difference in heat distortion temperature (HDT) is about 2 ° C., and the heat stability of the polylactic acid-containing resin composition is almost the same as that of polylactic acid.
本発明の樹脂組成物を成形してフィルム類を得るには。例えば、上記樹脂組成物を、ダイ(口金)を備えた押出機に供給する方法を使用できる。
フィルム類の製造に用いるダイとしては、Tダイ、円筒スリットのダイが好ましく用いられる。また、キャスト法や熱プレス法なども、フィルム類の製造に適用することができる。
To obtain the films by molding the resin composition of the present invention. For example, the method of supplying the said resin composition to the extruder provided with die | dye (die) can be used.
As a die used for manufacturing films, a T die and a cylindrical slit die are preferably used. Moreover, the casting method, the heat press method, etc. are applicable to manufacture of films.
上記成形体がフィルム類である場合、その厚みは特に限定するものではないが、1〜1000μmの範囲が実用上好ましく、1〜500μmの範囲がさらに好ましい。フィルム表面には、必要に応じて表面処理を施すことができる。このような表面処理法としては、例えばα線、β線、γ線あるいは電子線等の照射、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、赤外線処理、スパッタリング処理、溶剤処理、研磨処理などが挙げられ、さらにポリアミド、ポリオレフィン等の樹脂の塗布、ラミネートあるいは酸化アルミニウム等金属の蒸着、あるいは酸化珪素、酸化チタン等のコーティング等を施す場合もある。
これらの処理は、成形加工の過程で行なっても良いし、成形加工後のフィルム、シートに対して行なっても良いが、成形加工の過程、特に巻き取り機の手前でかかる処理を施すのが好ましい。
When the said molded object is films, the thickness is not specifically limited, However, The range of 1-1000 micrometers is preferable practically, The range of 1-500 micrometers is more preferable. The film surface can be subjected to surface treatment as necessary. Examples of such surface treatment methods include irradiation with α rays, β rays, γ rays or electron beams, corona discharge treatment, plasma treatment, flame treatment, infrared treatment, sputtering treatment, solvent treatment, polishing treatment and the like. Furthermore, there are cases where application of a resin such as polyamide or polyolefin, vapor deposition of a metal such as laminate or aluminum oxide, or a coating such as silicon oxide or titanium oxide may be performed.
These treatments may be performed during the molding process or may be performed on the film or sheet after the molding process. However, such a process may be performed in the molding process, particularly before the winder. preferable.
フィルム製造時や工程通過性をさらによくするため、シリカ、アルミナ、カオリン等の無機滑剤を、必要量添加して製膜し、フィルム表面にスリップ性を付与することが望ましい。さらに、フィルムの印刷加工性を向上させるため、例えば、帯電防止剤等を含有させることもできる。 In order to further improve the film production and process passability, it is desirable to add a necessary amount of an inorganic lubricant such as silica, alumina, kaolin and the like to form a film to impart slip properties to the film surface. Furthermore, in order to improve the printing processability of the film, for example, an antistatic agent or the like can be contained.
本発明のフィルムは、ポリ乳酸単体のフィルムよりも、靭性、柔軟性、耐衝撃性を改善し、熱安定性を保ったまま衝撃値が著しく向上し、脆性から延性(破断伸度が40倍以上)に改質され、さらに、屈曲性、耐油性および接着性、ヒートシール性に優れるので、それらの特性を生かした食品の包装用フィルムやテープ、生ごみ包装用袋、ラミネート用フィルム、電気・電子部品等のラッピング、記録メディアのシュリンクフィルム、農水産用フィルム等の用途にも好適に使用できる。 The film of the present invention has improved toughness, flexibility, impact resistance, and significantly improved impact value while maintaining thermal stability, and from brittleness to ductility (40% elongation at break) than the film of polylactic acid alone. In addition, it has excellent flexibility, oil resistance, adhesiveness, and heat sealability. Therefore, food packaging films and tapes that make use of these properties, garbage packaging bags, laminate films, electricity -It can also be suitably used for applications such as wrapping of electronic parts, recording media shrink films, agricultural and fishery films.
また、成形してフィラメントを得るには、前記樹脂組成物を、押出機によってストランドダイへ溶融押出した後、高速で巻き取る方法を使用できる。 Moreover, in order to obtain a filament by molding, a method of winding the resin composition at a high speed after melt extrusion into a strand die by an extruder can be used.
また、樹脂組成物を成形して容器、ボトルなどの中空成形体を得るには、例えば、ブロー成形機を使用して、上記樹脂組成物に、空気、水などの流体圧力を吹き込んで、金型内へ密着させる方法(ブロー成形)を使用できる。また、射出成形も適用可能である。 In order to obtain a hollow molded body such as a container or a bottle by molding the resin composition, for example, a blow molding machine is used to blow a fluid pressure such as air or water into the resin composition, thereby A method (blow molding) for close contact with the mold can be used. Injection molding can also be applied.
また、上記の樹脂組成物を成形して管、チューブを得るには、チューブ成形機を使用して、押出機からチューブダイへ溶融押出する方法を使用できる。 Moreover, in order to shape | mold said resin composition and to obtain a pipe | tube and a tube, the method of melt-extrusion from an extruder to a tube die can be used using a tube molding machine.
以上より成形体の形状には、フィルム状、シート状又は板状、網状、繊維状、不織布状、織布状、又はフィラメント状、前記成形体の形状が棒状や異形品、チューブ、管、ボトル、容器などが含まれる。これらの成形体の形状としてはフィルム状(フィルム、シートら)、板状、円柱状、箱状、フィラメント状、不織布状、織布状、管状、チューブ状、その他の異形品状である。 As described above, the shape of the molded body may be a film shape, a sheet shape or a plate shape, a net shape, a fiber shape, a nonwoven fabric shape, a woven fabric shape, or a filament shape. , Containers and the like. The shapes of these molded products are film (film, sheet, etc.), plate, columnar, box, filament, nonwoven fabric, woven fabric, tubular, tube, and other irregular shapes.
以上、安全で優れた機械物性を有し、環境に考慮したマテリアルとして、玩具やベビー用品、容器を含む家庭用雑貨、家電製品部品、事務機器、自動車部品、医療用器具、電気・電子部品、AV機器、水産分野でのネット、フィルター、衣料品用途などにも好適である。 As mentioned above, safe and excellent mechanical properties, environmentally friendly materials such as toys, baby goods, household goods including containers, home appliance parts, office equipment, automobile parts, medical equipment, electrical / electronic parts, It is also suitable for AV equipment, nets in the fisheries field, filters, clothing applications, and the like.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。また、本発明の試験は以下の方法による。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited only to these. Moreover, the test of this invention is based on the following method.
(1)引張試験
ISO3167タイプAの多目的試験片に射出成形した(厚さ約4mm)を用いてJIS K7113に準じて実施した。試験機はUTM-III-10T Orientec Tensilonを用いた。測定は同じ試料について3〜5回繰り返した。
以上の引張試験より引張弾性率、破断伸度を求めた。
(1) Tensile test
The test was carried out according to JIS K7113 using an injection molded (about 4 mm thickness) ISO 3167 type A multipurpose test piece. The testing machine used UTM-III-10T Orientec Tensilon. The measurement was repeated 3-5 times on the same sample.
The tensile modulus and elongation at break were determined from the above tensile test.
(2)曲げ弾性率
射出成形でISO3167タイプAの多目的試験片を作成し、JIS K7171(ISO 178)に準じて試験速度2mm/minで3点曲げ特性試験方法にて行なった。試験機は(1)と同機種を使用した。
(2) Flexural modulus ISO 3167 type A multi-purpose test pieces were prepared by injection molding, and the three-point bending property test method was performed at a test speed of 2 mm / min according to JIS K7171 (ISO 178). The test machine used the same model as (1).
(3)熱変形温度(HDT)の測定
射出成形でISO3167タイプAの多目的試験片を作成し、JIS K7191 (ISO 75−2)に準じて試料片(厚さ約4mm)を切り出し、荷重たわみ温度の試験を行なった。試験条件は試験片に加える曲げ応力が1.80MPaで試験片の置き方はフラットワイズ法を用いた。試験機は東洋精機製熱変形(HDT)試験機(3M−2)を使用した。
(3) Measurement of heat distortion temperature (HDT) A multi-purpose test piece of ISO 3167 type A was prepared by injection molding, a sample piece (thickness of about 4 mm) was cut out according to JIS K7191 (ISO 75-2), and the deflection temperature under load The following tests were conducted. The test conditions were a bending stress applied to the test piece of 1.80 MPa and a flat-wise method for placing the test piece. The testing machine used was a Toyo Seiki thermal deformation (HDT) testing machine (3M-2).
(4)引張衝撃試験
ホットプレスで0.5mm厚の急冷フィルムを作成した後に、ダンベル型(JISK7163(ISO527−3)の5形試験片の1/2の大きさ)に試験片を打ち抜き、JIS K7160(ISO 8256)に準じて引張衝撃試験(東洋精機製)を行なった。表Iの結果はこの方法を使用した。
(4) Tensile impact test After a 0.5 mm thick quenched film was prepared by hot pressing, the test piece was punched into a dumbbell type (1/2 size of JIS K7163 (ISO527-3) type 5 test piece), and JIS A tensile impact test (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) was conducted according to K7160 (ISO 8256). The results in Table I used this method.
(5)ノッチ付きシャルピー衝撃試験
射出成形でISO3167タイプAの多目的試験片(約4mm厚)を作成し、JIS K7111(ISO 179)に準じて試料片を切り出し、タイプAノッチを付け、エッジワイズ法でシャルピー衝撃試験(東洋精機製)を行なった。表II、表III、表IVはこの方法により、衝撃強さを求めた。
(5) Charpy impact test with notch ISO 3167 Type A multi-purpose test piece (about 4 mm thick) is made by injection molding, cut out a sample piece according to JIS K7111 (ISO 179), and has a type A notch, edgewise method A Charpy impact test (manufactured by Toyo Seiki) was conducted. Table II, Table III, and Table IV determined the impact strength by this method.
(6)広角X線回折(WAXD)測定
透過法にてリガクUltrax 8000を用いてCuKα線源、40kV 70mAの条件下で測定を行なった。
(6) Wide-angle X-ray diffraction (WAXD) measurement Using a Rigaku Ultrax 8000 by the transmission method, measurement was performed under the conditions of a CuKα radiation source and 40 kV 70 mA.
実施例及び比較例に用いた原料は以下の通りである。
(A)成分:ポリ乳酸(PLA)
(イ)三井化学社製H−100 (これを以下、PLA−1として略称することがある。)[190℃におけるMFRは8g/10min、重量平均分子量Mw=約14〜15万、D体含有量=1−2%、ガラス転移点62.5℃、融点164℃]
(ロ)三井化学社製H−400(これを以下、PLA−2として略称することがある。)[190℃におけるMFRは3g/10min、重量平均分子量Mw=約20万、D体含有量=1−2%、ガラス転移点63℃、融点166℃]
(B)成分:ポリ乳酸と反応性を有する共重合体
(イ)非反応性スチレン-エチレン・ブタジエン-スチレンブロック共重合体(これを以下、共重合体-1として略称することがある。)[Mn=50,000、スチレン含量=31.5重量%、水添率=93%、官能基濃度=0重量%]
(ロ)無水マレイン酸変性スチレン-エチレン・ブタジエン-スチレンブロック共重合体(これを以下、共重合体-2として略称することがある。)[Mn=40,000、スチレン含量=30重量%、水添率=81%、無水マレイン酸濃度=0.7〜0.8重量%、官能基が導入されている位置=片末端のスチレンブロック]
(ハ)無水マレイン酸変性スチレン-エチレン・ブタジエン-スチレンブロック共重合体(これを以下、共重合体-3として略称することがある。)[Mn=50,000、スチレン含量=30重量%、水添率=93%、無水マレイン酸濃度=0.6重量%、官能基が導入されている位置=エチレン・ブタジエンブロック]
(ニ)エポキシ変性共重合体(これを以下、共重合体-4として略称することがある。)[住友化学工業(株)社製、ボンドファースト7L[エチレン/アクリル酸メチル/グリシジルメタクリレートランダム共重合体=67/30/3 重量比、 MFR(190℃、2.16kg)=9g/10min]
(ホ)エポキシ変性共重合体(これを以下、共重合体-5として略称することがある。)[ダイセル化学工業(株)社製、エポフレンドAT501(スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体 スチレン/ブタジエン=40/60 重量比、 MFR(190℃、2.16kg)= 7g/10min)、水添率は0%。官能基の導入位置はブタジエンブロック]
(ヘ)エポキシ変性共重合体(これを以下、共重合体-6として略称することがある。)[ダイセル化学工業(株)社製、エポフレンドHT302(スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体 スチレン/ブタジエン=20/80 重量比、 MFR(190℃、2.16kg)=2g/10min)水添率は約50%。官能基の導入位置はブタジエンブロック]
The raw materials used in the examples and comparative examples are as follows.
(A) component: Polylactic acid (PLA)
(I) H-100 manufactured by Mitsui Chemicals (hereinafter, this may be abbreviated as PLA-1) [MFR at 190 ° C. is 8 g / 10 min, weight average molecular weight M w = about 140 to 150,000, D-form Content = 1-2%, glass transition point 62.5 ° C, melting point 164 ° C]
(B) H-400 manufactured by Mitsui Chemicals (hereinafter sometimes abbreviated as PLA-2) [MFR at 190 ° C. is 3 g / 10 min, weight average molecular weight M w = about 200,000, D-form content = 1-2%, glass transition point 63 ° C, melting point 166 ° C]
Component (B): copolymer reactive with polylactic acid (a) non-reactive styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer (this may hereinafter be abbreviated as copolymer-1) [M n = 50,000, styrene content = 31.5 wt%, hydrogenation rate = 93%, functional group concentration = 0 wt%]
(B) Maleic anhydride-modified styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter sometimes abbreviated as Copolymer-2) [M n = 40,000, styrene content = 30% by weight Hydrogenation rate = 81%, maleic anhydride concentration = 0.7 to 0.8% by weight, position where functional group is introduced = one-end styrene block]
(C) Maleic anhydride-modified styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter sometimes abbreviated as copolymer-3) [M n = 50,000, styrene content = 30% by weight Hydrogenation rate = 93%, maleic anhydride concentration = 0.6% by weight, position where functional group is introduced = ethylene-butadiene block]
(D) Epoxy-modified copolymer (hereinafter sometimes abbreviated as Copolymer-4) [Sumitomo Chemical Co., Ltd., Bond First 7L [ethylene / methyl acrylate / glycidyl methacrylate random copolymer] Polymer = 67/30/3 weight ratio, MFR (190 ° C., 2.16 kg) = 9 g / 10 min]
(E) Epoxy-modified copolymer (hereinafter, this may be abbreviated as Copolymer-5) [Epofriend AT501 (styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) / Butadiene = 40/60 weight ratio, MFR (190 ° C., 2.16 kg) = 7 g / 10 min), hydrogenation rate is 0%. Functional group introduction position is butadiene block]
(F) Epoxy-modified copolymer (hereinafter, this may be abbreviated as Copolymer-6) [Epofriend HT302 (styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) / Butadiene = 20/80 Weight ratio, MFR (190 ° C., 2.16 kg) = 2 g / 10 min) Hydrogenation rate is about 50%. Functional group introduction position is butadiene block]
次に、各実験方法について述べる。
表Iでは、上記PLA−1(A)を80℃で8時間真空乾燥し、上記共重合体−1、共重合体―2、共重合体―3の3種類の(B)成分は60℃で4時間真空乾燥した。そして原料 PLA−1 80重量部、共重合体 20重量部とするペレットを混合してバッチ式小型2軸押出成形機(HAAKE Minilab Rheomex)にて210℃、スクリュー回転速度=100rpm、反応時間=7分で溶融混練を行い、組成物を得た。得られた試料は60℃で真空乾燥した後、ホットプレスで0.5mm厚の急冷フィルムを作成し、ダンベル型(JISK7163(ISO527−3)の5形試験片の1/2の大きさ)に試験片を打ち抜き、引張衝撃試験(東洋精機製)を行なった。
Next, each experimental method will be described.
In Table I, the PLA-1 (A) was vacuum-dried at 80 ° C. for 8 hours, and the three types of component (B) of the copolymer-1, copolymer-2 and copolymer-3 were 60 ° C. For 4 hours. Then, 80 parts by weight of raw material PLA-1 and 20 parts by weight of copolymer are mixed and mixed in a batch type small twin screw extruder (HAAKE Minilab Rheomex) at 210 ° C., screw rotation speed = 100 rpm, reaction time = 7. The mixture was melt kneaded in minutes to obtain a composition. The obtained sample was vacuum-dried at 60 ° C., and then a quenched film having a thickness of 0.5 mm was prepared by hot pressing, and the dumbbell type (1/2 size of JISK7163 (ISO527-3) type 5 test piece) was used. The specimen was punched out and a tensile impact test (manufactured by Toyo Seiki) was performed.
表IIの実験では、上記PLA−1(A)を80℃で8時間真空乾燥し、上記共重合体―6(B)を60℃で4時間真空乾燥した後、以下の原料 PLA−1 80重量部、共重合体―6 20重量部とするペレットを混合して2軸押出成形機[テクノベル社製2軸押出機 KZW15−30MG(スクリュー外径15mm、セグメントタイプスクリュー、L/D=30)]溶融混練した。このとき、練りの効果を見るために、得られた混合物を繰り返し、二軸押出成形機に投入することにより、練りの高い組成物を得た。このようにして得られた組成物のペレットを60℃で真空乾燥した後、金型温度35℃に設定した射出成形機(FANAC ROBOSHOT α-100A型)にて、ISOダンベル型試料片を作成し、ノッチ付きシャルピー衝撃試験を行った。 In the experiment of Table II, the PLA-1 (A) was vacuum-dried at 80 ° C. for 8 hours, the copolymer-6 (B) was vacuum-dried at 60 ° C. for 4 hours, and then the following raw material PLA-1 80 2 parts by weight, copolymer-6 20 parts by weight of pellets are mixed to produce a twin screw extruder [Technobel's twin screw extruder KZW15-30MG (screw outer diameter 15 mm, segment type screw, L / D = 30) ] Melt-kneaded. At this time, in order to see the effect of kneading, the obtained mixture was repeated and put into a twin screw extruder to obtain a highly kneaded composition. The pellets of the composition thus obtained were vacuum-dried at 60 ° C, and then ISO dumbbell-type sample pieces were prepared on an injection molding machine (FANAC ROBOSHOT α-100A type) set at a mold temperature of 35 ° C. A Charpy impact test with a notch was conducted.
次に表III、表IVでの実験方法は以下の通りである。 Next, the experimental methods in Tables III and IV are as follows.
上記PLA−1(A)を80℃で8時間真空乾燥し、上記共重合体-4(B)を60℃で4時間真空乾燥した後、以下の原料 PLA−1 95重量部、共重合体-4 5重量部とするペレットを混合して2軸押出成形機[テクノベル社製2軸押出機 KZW15−30MG(スクリュー外径15mm、セグメントタイプスクリュー、L/D=30)]で溶融混練した。減圧ベントをつけた2軸押出成形機を170−215℃に加熱し、上記ペレットを混合して加え、スクリュー回転数30rpmで混練し、押出機から吐出される溶融ストランド物を水中で冷却した後、ペレタイザーにてペレットを得た。さらにこのペレットを60℃で真空乾燥した後、金型温度35℃に設定した射出成形機(FANAC ROBOSHOT α-100A型)にて、ISOダンベル型試料片を作成した。そして熱変形温度(HDT)測定し、ノッチ付きシャルピー衝撃試験、引張試験、曲げ試験を行った。その結果を表IIIにまとめた。 The PLA-1 (A) was vacuum-dried at 80 ° C. for 8 hours, and the copolymer-4 (B) was vacuum-dried at 60 ° C. for 4 hours. Then, the following raw material PLA-1 95 parts by weight, copolymer -4 5 parts by weight of the pellets was mixed and melt-kneaded with a twin-screw extruder [Technobel's twin-screw extruder KZW15-30MG (screw outer diameter 15 mm, segment type screw, L / D = 30)]. A twin-screw extruder with a vacuum vent is heated to 170-215 ° C., the above pellets are mixed and added, kneaded at a screw speed of 30 rpm, and the molten strand discharged from the extruder is cooled in water. A pellet was obtained with a pelletizer. The pellets were vacuum-dried at 60 ° C., and ISO dumbbell-type sample pieces were prepared with an injection molding machine (FANAC ROBOSHOT α-100A type) set at a mold temperature of 35 ° C. The heat distortion temperature (HDT) was measured, and a notched Charpy impact test, a tensile test, and a bending test were performed. The results are summarized in Table III.
PLA−1 80重量部、共重合体-4 20重量部とするペレットを用いた以外は実施例1と同じに処理し、物性試験の結果を表IIIにまとめた。 The procedure was the same as in Example 1 except that 80 parts by weight of PLA-1 and 20 parts by weight of copolymer-4 were used, and the results of physical property tests are summarized in Table III.
PLA−1 80重量部、共重合体-4 20重量部とするペレットを用いて、スクリュー回転速度を200rpmにして溶融混練を行った以外は実施例1と同じに処理し、物性試験の結果を表IIIにまとめた。 Using the pellets of PLA-1 80 parts by weight and copolymer-4 20 parts by weight, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the melt rotation kneading was performed at a screw rotation speed of 200 rpm. It is summarized in Table III.
PLA−2 80重量部、共重合体-4 20重量部とするペレットを用いて、スクリュー回転速度を200rpmにして溶融混練を行った以外は実施例1と同じに処理し、物性試験の結果を表IIIにまとめた。 Using pellets of PLA-2 80 parts by weight and copolymer-4 20 parts by weight, the same procedure as in Example 1 was performed except that the melt rotation was carried out at a screw rotation speed of 200 rpm. It is summarized in Table III.
PLA−1 80重量部、共重合体-5 20重量部とするペレットを用いて、スクリュー回転速度を200rpmにして溶融混練を行った以外は実施例1と同じに処理し、物性試験の結果を表IIIにまとめた。 PLA-1 was processed in the same manner as in Example 1 except that 80 parts by weight of the pellets and 20 parts by weight of copolymer-5 were melt kneaded at a screw rotation speed of 200 rpm. It is summarized in Table III.
PLA−1 80重量部、共重合体-6 20重量部とするペレットを用いて、スクリュー回転速度を200rpmにして溶融混練を行った以外は実施例1と同じに処理し、物性試験の結果を表IIIにまとめた。 PLA-1 was treated in the same manner as in Example 1 except that pellets consisting of 80 parts by weight and copolymer-6 20 parts by weight were melt kneaded at a screw rotation speed of 200 rpm. It is summarized in Table III.
PLA−1 100重量部からなる原料ペレットとした以外は実施例1と同じ操作を行い、物性試験の結果を表IVにまとめた。 The same operation as in Example 1 was conducted except that the raw material pellets consisted of 100 parts by weight of PLA-1 and the results of the physical property tests are summarized in Table IV.
PLA−2 100重量部からなる原料ペレットとした以外は実施例1と同じ操作を行い、物性試験の結果を表IVにまとめた。
The same operation as in Example 1 was performed except that the raw material pellets consisted of 100 parts by weight of PLA-2, and the results of physical property tests are summarized in Table IV.
表I ミクロ相分離構造を有する(B)成分の官能基の位置の影響
Table I Influence of position of functional group of component (B) having micro phase separation structure
表Iにミクロ相分離構造を有する変性SEBSエラストマーとポリ乳酸から成るアロイについて、SEBS共重合体内の官能基の位置とアロイの衝撃値の関係を示した。ここで共重合体-1は官能基が含まれていない非反応性SEBS、共重合体-2は無水マレイン酸基(MAH)が末端のスチレンブロックに導入されている変性SEBS、さらに共重合体-3は無水マレイン酸基(MAH)が高分子鎖中央のEBブロックに導入されている変性SEBSである。ここで、これら3種のエラストマーは含有量が少ないスチレンブロックが分散相を、含有量が多いEBブロックが連続相を形成している。
表Iからも明らかなように、反応基が連続相のほうに導入された共重合体-3の方が分散相に官能基が導入されている共重合体-2と比較して、格段に界面反応の効果が出ている。さらに、共重合体-2の引張衝撃値は非反応性SEBSである共重合体―1とほぼ同じ程度しかなかった。
Table I shows the relationship between the position of the functional group in the SEBS copolymer and the impact value of the alloy for an alloy composed of a modified SEBS elastomer having a microphase separation structure and polylactic acid. Here, copolymer-1 is a non-reactive SEBS containing no functional group, copolymer-2 is a modified SEBS in which a maleic anhydride group (MAH) is introduced into a terminal styrene block, and a copolymer -3 is a modified SEBS in which a maleic anhydride group (MAH) is introduced into the EB block at the center of the polymer chain. Here, in these three kinds of elastomers, a styrene block having a low content forms a dispersed phase, and an EB block having a high content forms a continuous phase.
As is clear from Table I, the copolymer-3 in which the reactive group was introduced toward the continuous phase was markedly different from the copolymer-2 in which the functional group was introduced into the dispersed phase. Interfacial reaction is effective. Furthermore, the tensile impact value of copolymer-2 was only about the same as that of copolymer-1 which is non-reactive SEBS.
表II 溶融混練の練りがポリ乳酸アロイ((80/20)PLA−1/共重合体―6)の機械物性に及ぼす影響について
* 二軸押出成形機を繰り返し用いることにより、より多く練られた試料片を調製した。ここでのL/D値は述べのL/D値である。
Table II Influence of melt kneading on mechanical properties of polylactic acid alloy ((80/20) PLA-1 / copolymer-6)
* A more kneaded sample piece was prepared by repeatedly using a twin screw extruder. The L / D value here is the L / D value described.
これまでの特許には溶融混練を十分にすること、という記述が多々見られるが、本発明の系でも果たしてそうであるのか検討を行った結果を表IIに示す。ここでは、溶融混練の述べのL/D値を変化させ、得られた組成物の衝撃値を比較した。その結果、L/D値が60までは高い衝撃強さを維持していても、練りが多すぎるとかえって物性の低下を引起すことが明確に示された。つまり、ポリ乳酸の場合、加水分解による化学的劣化を生じるだけでなく、機械的な外力がかかることにより高分子の鎖切断が生じる可能性があるので、練りを多くすればより良い物性が得られるというわけではない。
There are many descriptions of sufficient melt-kneading in the patents so far, but Table II shows the results of studying whether this is the case with the system of the present invention. Here, the L / D value in the description of melt kneading was changed, and the impact values of the obtained compositions were compared. As a result, it was clearly shown that even if the L / D value is up to 60, even if the high impact strength is maintained, too much kneading causes a decrease in physical properties. In other words, in the case of polylactic acid, not only chemical degradation due to hydrolysis occurs, but also mechanical chain force may cause chain breakage of the polymer, so better physical properties can be obtained by increasing the kneading. It does n’t mean you can.
表 III 実施例
Table III Examples
表 IV 比較例
Table IV Comparative example
実施例2、3、5、6と比較例1の対比、実施例4と比較例2の対比でも明らかなように、本発明のポリ乳酸含有樹脂組成物は原料のポリ乳酸よりはるかに高い引張破断伸度(約8〜40倍以上)を示し、延性が付加された。また、曲げ弾性率は約40〜67%に減少し、柔軟性も向上した。 As is clear from the comparison between Examples 2, 3, 5, and 6 and Comparative Example 1, and the comparison between Example 4 and Comparative Example 2, the polylactic acid-containing resin composition of the present invention has a much higher tensile strength than the raw polylactic acid. The elongation at break (about 8 to 40 times or more) was exhibited, and ductility was added. Further, the flexural modulus was reduced to about 40 to 67%, and the flexibility was improved.
実施例1、2、3、5、6と比較例1の対比(約2〜20倍)、また実施例4と比較例2の対比(約2倍)でも明らかなように、本発明品はポリ乳酸よりもはるかに高い衝撃強さを示した。共重合体5%含有の系よりも20%含有の系の方が耐衝撃性に優れていた。また同条件で成形加工しても用いる成分ポリマーによっても差が見られ、特に共重合体-6を用いた系や分子量の低いPLAを用いた系(PLA−1)で衝撃強さが飛躍的に向上した。 As is clear from the comparison between Examples 1, 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 1 (about 2 to 20 times), and the comparison between Example 4 and Comparative Example 2 (about 2 times), the product of the present invention is It showed much higher impact strength than polylactic acid. The 20% containing system was superior in impact resistance to the 5% copolymer containing system. Also, there is a difference depending on the component polymer used even if it is molded under the same conditions, and the impact strength is particularly dramatic in the system using copolymer-6 or the system using PLA with a low molecular weight (PLA-1). Improved.
実施例2、3、5、6と比較例1の対比、実施例4と比較例2の対比を行なっても分かるように、本発明のポリ乳酸含有樹脂組成物とポリ乳酸単体の熱変形温度(HDT)の差は2℃以下であり、熱安定性はポリ乳酸とほぼ同じであることが明らかになった。 As can be seen from the comparison between Examples 2, 3, 5, and 6 and Comparative Example 1 and between Example 4 and Comparative Example 2, the heat distortion temperature of the polylactic acid-containing resin composition of the present invention and the polylactic acid alone is shown. The difference in (HDT) was 2 ° C or less, and it became clear that the thermal stability was almost the same as that of polylactic acid.
次に図1(a)、(b)、(c)に、それぞれ実施例2〜4で示された(80/20)ポリ乳酸(A)/反応性共重合体(B)から生成したポリ乳酸含有樹脂組成物の電子顕微鏡写真を示した。図1(a)では、約1〜2ミクロン、図1(b)では約0.5ミクロン、図1(c)では約0.1ミクロンの粒径の共重合体分散相がポリ乳酸連続相中に存在し、海島構造を構成している。また、成形条件やポリ乳酸の分子量により分散状態が広範囲に変化することが分かる。 Next, in FIGS. 1 (a), (b) and (c), the poly (lactic acid) produced from (80/20) polylactic acid (A) / reactive copolymer (B) shown in Examples 2 to 4, respectively. The electron micrograph of the lactic acid containing resin composition was shown. In FIG. 1 (a), a copolymer dispersed phase having a particle size of about 1 to 2 microns, FIG. 1 (b) about 0.5 microns, and FIG. 1 (c) about 0.1 microns is a polylactic acid continuous phase. It exists in the sea island structure. It can also be seen that the dispersion state varies widely depending on the molding conditions and the molecular weight of polylactic acid.
本発明のポリ乳酸含有樹脂組成物の電子顕微鏡写真を示す図。
Claims (25)
The molded body is a container, a part for household appliances, a part for electric transmission, a housing material, a toy, a daily necessities, a material for agricultural and fisheries industry, a mobile device part, a packaging material, a medical part, or an automobile part. Molded body.
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