JP2008031402A - Hydrogenated castor oil-based reaction product, modifier for polylactic acid, polylactic acid composition and polylactic acid molded article - Google Patents

Hydrogenated castor oil-based reaction product, modifier for polylactic acid, polylactic acid composition and polylactic acid molded article Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogenated castor oil-based reaction product produced by reacting hydrogenated castor oil with a lactide or the like, to provide a modifier containing the reaction product, to provide a composition comprising the modifier and polylactic acid, and to provide a formed article, such as a film, using the composition. <P>SOLUTION: This hydrogenated castor oil-based reaction product is characterized by reacting hydrogenated castor oil with a lactide or an α-hydroxy acid linear oligomer. The molar ratio of the hydrogenated castor oil with the lactide is 1:4 to 32. The molar ratio of the hydrogenated castor oil to the linear oligomer is preferably 1 : (8/a to 64/a), wherein a is a value obtained by dividing the weight-average mol.wt. of the linear oligomer with the formula weight of the α-hydroxy acid unit. The modifier for the polylactic acid comprises the hydrogenated castor oil-based reaction product. The polylactic acid composition comprises the polylactic acid and the modifier. It is preferable that the modifier is contained in an amount of 10 to 45 mass%. The polylactic acid molded article uses the polylactic acid composition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒマシ硬化油系反応生成物、この反応生成物を含有するポリ乳酸用改質剤、この改質剤を含有するポリ乳酸組成物、及びこの組成物を用いてなるポリ乳酸成形体に関する。更に詳しくは、本発明は、ヒマシ硬化油にラクタイド又はα−ヒドロキシ酸の鎖状オリゴマーを反応させてなるヒマシ硬化油系反応生成物、この反応生成物を含有し、ポリ乳酸の改質、特に可塑化に用いられる改質剤、この改質剤とポリ乳酸とを含有するポリ乳酸組成物、及びこの組成物を用いてなり、十分な生分解性を有するフィルム等のポリ乳酸成形体に関する。   The present invention relates to a castor oil-based reaction product, a polylactic acid modifier containing the reaction product, a polylactic acid composition containing the modifier, and a polylactic acid molded article using the composition. About. More specifically, the present invention relates to a castor oil-based reaction product obtained by reacting a castor oil with a chain oligomer of lactide or α-hydroxy acid, containing the reaction product, The present invention relates to a modifier used for plasticization, a polylactic acid composition containing the modifier and polylactic acid, and a polylactic acid molded article such as a film having sufficient biodegradability using the composition.

近年、石油資源由来のプラスチックが広範な用途に使用されているが、これらの材料は焼却されることにより、大気中の二酸化炭素量を増加させ、地球温暖化を引き起こすおそれがあるとともに、埋立等すると環境中では分解、腐食されないため、土壌中に残留し、埋立地の不足を引き起こすことが懸念されている。   In recent years, plastics derived from petroleum resources have been used for a wide range of applications, but these materials can be incinerated to increase the amount of carbon dioxide in the atmosphere, causing global warming, Then, since it is not decomposed or corroded in the environment, there is a concern that it will remain in the soil and cause a shortage of landfill.

また、汎用樹脂の中のポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンのような塩素を含むプラスチックやハロゲン元素を含むプラスチックの改質剤は、焼却時にダイオキシン等の有害物質を生成させてしまうことが知られている。そのため、リサイクルも種々検討されているが、コスト等の面で課題も多く、早急な普及には至っていないのが実情である。   Also, it is known that plastics containing chlorine such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride in general-purpose resins and plastics containing halogen elements generate harmful substances such as dioxins during incineration. Yes. Therefore, various types of recycling have been studied, but there are many problems in terms of cost and the like, and the situation is that it has not been rapidly spread.

上記のような状況に鑑み、化石資源に依存しないバイオマスから得られる材料を積極的に使用していくことにより、地球環境に負荷を与えないようにすることが必要になってきている。すなわち、植物材料、動物材料のように数年から数十年のサイクルで生産、再生産を繰り返すことができるバイオマスを出発物質として作られ、使用後、自然環境において最終的に腐食、分解されていく材料の開発である。   In view of the above situation, it has become necessary to prevent the global environment from being burdened by actively using materials obtained from biomass that does not depend on fossil resources. In other words, it is made from biomass that can be repeatedly produced and regenerated in cycles of several years to several decades, such as plant materials and animal materials, and is finally corroded and decomposed in the natural environment after use. It is the development of materials that go.

このような材料は、最近では環境循環型材料と呼ばれており、地球環境中の総二酸化炭素量を増大させるのではなく、炭素の収支バランスを保つことができる環境低負荷のものである。知られているものとして、木質バイオマスから得られるセルロース、リグニン、甲殻類のカニなどから得られるキチン、キトサン、トウモロコシ等の植物資源から作られるポリ乳酸等がある。これらの中で特にポリ乳酸は、熱可塑性のプラスチックであり、焼却の際の発熱量も汎用樹脂のポリエチレン等に比べて少なく、焼却炉を損傷させることが少なく、これらの汎用樹脂の代替材料として期待されている。   Such a material is recently called an environmental circulation type material, and does not increase the total amount of carbon dioxide in the global environment, but has a low environmental load that can maintain a balance of carbon balance. Known examples include polylactic acid produced from plant resources such as chitin, chitosan, and corn obtained from cellulose, lignin obtained from woody biomass, crustacean crabs, and the like. Among these, polylactic acid is a thermoplastic plastic, and its calorific value during incineration is less than that of general-purpose resin such as polyethylene, and it is less likely to damage the incinerator. Expected.

ポリ乳酸は植物バイオマスに含まれるデンプン等を微生物発酵して乳酸を生合成により生産し、それを重合して作られる物質で、以前は生分解性プラスチックとして分類されていた。しかし、最近、分子量が数万以上のものは、微生物等の作用による生分解は遅く、加水分解作用による分解が優先となることが知られるようになり、環境循環型材料として扱われるようになった。   Polylactic acid is a substance produced by microbial fermentation of starch and other substances contained in plant biomass to produce lactic acid by biosynthesis and polymerizing it, and was previously classified as a biodegradable plastic. Recently, however, biodegradation due to the action of microorganisms, etc., with a molecular weight of tens of thousands or more has been slow, and it has become known that decomposition due to hydrolysis action is prioritized, and is now treated as an environmentally-circulating material. It was.

ポリ乳酸はガラス転移点が約60℃、融点が約170℃で、熱的性質はポリスチレンに類似であり、室温においてガラス状態にある透明性に優れた硬質樹脂である。生分解が遅いこと、耐衝撃性に欠けること、柔軟性に乏しいこと等の短所があるため、農業用マルチフィルム、一般包装、食品包装等の生活環境に類似した環境での確実な生分解性が求められる分野への応用範囲は限られており、反面、電機製品の筐体等や自動車の内装部品等の剛性が求められる分野での研究開発が進んでいる。   Polylactic acid has a glass transition point of about 60 ° C. and a melting point of about 170 ° C., is similar to polystyrene in thermal properties, and is a hard resin having excellent transparency in a glass state at room temperature. Because of its disadvantages such as slow biodegradation, lack of impact resistance and poor flexibility, reliable biodegradability in environments similar to the living environment such as agricultural multi-films, general packaging, and food packaging However, the range of application to the fields that require is limited, and on the other hand, research and development is progressing in fields that require rigidity such as casings of electrical products and interior parts of automobiles.

一方、ポリ乳酸は高融点、高透明性等の性質を持っているが、プラスチックは一般に種々の需要があることに対応して、ポリ乳酸の物性を改良して応用範囲を拡げようとする研究開発が行われてきた。例えば、ポリ乳酸に既存の石油系由来のプラスチックをブレンドする方法(例えば、ポリ乳酸とポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸とナイロン等)がある。また、ポリ乳酸と石油由来の生分解する性質をもつプラスチックとをブレンドする方法(例えば、ポリ乳酸とポリカプロラクトン、ポリ乳酸とポリビニルアルコール等)、ポリ乳酸にフタル酸ジエステル等の低分子量の可塑剤を配合する方法(例えば、特許文献1参照)、ポリ乳酸骨格に共重合等により他の成分を導入する方法(例えば、特許文献2参照)、及びポリ乳酸を延伸配向させる方法、等が挙げられる。   On the other hand, polylactic acid has properties such as high melting point and high transparency, but in response to the general demand for plastics, research to improve the physical properties of polylactic acid and expand its application range. Development has been done. For example, there is a method (for example, polylactic acid and polyvinyl acetate, polylactic acid and nylon, etc.) of blending an existing petroleum-based plastic with polylactic acid. Also, methods of blending polylactic acid and petroleum-derived biodegradable plastics (for example, polylactic acid and polycaprolactone, polylactic acid and polyvinyl alcohol), low molecular weight plasticizers such as polylactic acid and phthalic acid diester (For example, refer to Patent Document 1), a method for introducing other components into the polylactic acid skeleton by copolymerization (for example, refer to Patent Document 2), a method for stretching and aligning polylactic acid, and the like. .

特開平4−335060号公報JP-A-4-335060 特開2005−113001号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-113001

上記の方法はポリ乳酸の柔軟性及び耐衝撃性等を向上させるために行われるが、ポリ乳酸と石油系の非生分解性樹脂とのブレンドでは樹脂が一部分解せず、環境中に残留してしまう問題があること、石油系の生分解性樹脂とのブレンドではブレンドする材料が石油依存であることから、結局、二酸化炭素増加などの環境負荷が大きいこと、透明な樹脂とならないこと等の問題がある。また、特許文献1に記載の方法では、可塑剤が低分子量であることからブリードアウトする傾向があり、経時とともに柔軟性が低下することがある。更に、特許文献2に記載の方法では、それぞれの成分の反応性の違いにより、分子量の制御が困難で、実用的な柔軟性と強度とのバランスをとるのが難しいことがある。このように、ポリ乳酸の環境調和型材料としての特長や透明性を保持したまま、柔軟性及び生分解性を向上させる改良が必要である。   The above method is performed in order to improve the flexibility and impact resistance of polylactic acid, but in the blend of polylactic acid and petroleum-based non-biodegradable resin, the resin does not partially decompose and remains in the environment. In the blend with petroleum-based biodegradable resin, the blended material is dependent on petroleum, so there are problems such as large environmental load such as increase of carbon dioxide and not becoming transparent resin after all. There is. In the method described in Patent Document 1, since the plasticizer has a low molecular weight, it tends to bleed out, and the flexibility may decrease with time. Furthermore, in the method described in Patent Document 2, it is difficult to control the molecular weight due to the difference in reactivity of each component, and it may be difficult to balance practical flexibility and strength. Thus, it is necessary to improve the flexibility and biodegradability while maintaining the characteristics and transparency of polylactic acid as an environmentally conscious material.

本発明は上記の状況を鑑みてなされたものであり、環境循環型の植物バイオマス由来であるヒマシ硬化油の分子内のヒドロキシル基に2〜24個の乳酸分子がエステル結合することによって生成するヒマシ硬化油系反応生成物、この反応生成物を含有し、ポリ乳酸の改質、特に可塑化に用いられる改質剤、この改質剤とポリ乳酸とを含有するポリ乳酸組成物、及びこの組成物を用いてなり、ポリ乳酸が本来有する透明性が損なわれることなく、且つ実用的な引張伸び、及び改良された生分解性等を有するフィルム等のポリ乳酸成形体を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and castor produced by ester bonding of 2 to 24 lactic acid molecules to the hydroxyl group in the molecule of castor hydrogenated oil derived from environmentally circulating plant biomass. Hardened oil-based reaction product, a modifier used to modify polylactic acid, in particular plasticization, containing this reaction product, a polylactic acid composition containing this modifier and polylactic acid, and this composition An object of the present invention is to provide a polylactic acid molded article such as a film having a practical tensile elongation and improved biodegradability, without loss of transparency inherent in polylactic acid. To do.

ヒマシ硬化油とラクタイド等とを反応させ、ヒマシ硬化油が有するヒドロキシル基にラクタイド等を付加させることにより、特にヒマシ硬化油1分子に4〜32個のラクタイド(鎖状オリゴマーのときは相当量のα−ヒドロキシ酸単位を有するもの)を付加させることにより、ポリ乳酸を可塑化するための改質剤として有用な反応生成物が得られることが分かった。この反応生成物は、柔軟性に乏しくフィルム等の用途への展開が容易ではないポリ乳酸の柔軟性を向上させ、例えば、フィルムに成形したときに、その伸び等を十分に向上させることができ、且つ生分解性を向上させ得ることが分かった。
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
By reacting castor oil and lactide, etc., and adding lactide or the like to the hydroxyl group of castor oil, 4 to 32 lactides (a considerable amount of chain oligomers) per molecule of castor oil It has been found that a reaction product useful as a modifier for plasticizing polylactic acid can be obtained by adding (having an α-hydroxy acid unit). This reaction product improves the flexibility of polylactic acid, which is poor in flexibility and is not easily developed for use in films, etc., for example, when formed into a film, it can sufficiently improve its elongation. It was also found that biodegradability can be improved.
The present invention has been made based on such knowledge.

本発明は以下のとおりである。
1.ヒマシ硬化油と、ラクタイド又はα−ヒドロキシ酸の鎖状オリゴマーとを反応させてなることを特徴とするヒマシ硬化油系反応生成物。
2.上記ヒマシ硬化油と、上記ラクタイドとのモル比が1:4〜32である上記1.に記載のヒマシ硬化油系反応生成物。
3.上記ヒマシ硬化油と、上記オリゴマーとのモル比が、該鎖状オリゴマーの重量平均分子量をα−ヒドロキシ酸単位の式量で除した値をaとした場合に、1:(8/a〜64/a)である上記1.に記載のヒマシ硬化油系反応生成物。
4.重量平均分子量が1500〜5500である上記1.乃至3.のうちのいずれか1項に記載のヒマシ硬化油系反応生成物。
5.上記1.乃至4.のうちのいずれか1項に記載のヒマシ硬化油系反応生成物を含有することを特徴とするポリ乳酸用改質剤。
6.ポリ乳酸と、上記5.に記載のポリ乳酸用改質剤とを含有することを特徴とするポリ乳酸組成物。
7.上記ポリ乳酸と、上記ポリ乳酸用改質剤に含有される上記ヒマシ硬化油系反応生成物との合計を100質量%とした場合に、該ヒマシ硬化油系反応生成物は10〜45質量%である上記6.に記載のポリ乳酸組成物。
8.上記6.又は7.に記載のポリ乳酸組成物を用いてなることを特徴とするポリ乳酸成形体。
9.フィルム又はシートの形態である上記8.に記載のポリ乳酸成形体。
The present invention is as follows.
1. A castor oil-based reaction product obtained by reacting a castor oil with a chain oligomer of lactide or α-hydroxy acid.
2. 1. The molar ratio of the castor oil hardened to the lactide is 1: 4 to 32. The castor oil-based reaction product described in 1.
3. When the value obtained by dividing the weight average molecular weight of the chain oligomer by the formula amount of the α-hydroxy acid unit is 1: (8 / a to 64) / A) above. The castor oil-based reaction product described in 1.
4). 1. The weight average molecular weight is 1500-5500. To 3. The castor hydrogenated oil-type reaction product of any one of these.
5. Above 1. To 4. A modifier for polylactic acid containing the castor oil-based reaction product according to any one of the above.
6). Polylactic acid and 5. A polylactic acid composition comprising the polylactic acid modifier described in 1.
7). When the total of the polylactic acid and the castor oil-based reaction product contained in the polylactic acid modifier is 100% by mass, the castor oil-based reaction product is 10 to 45% by mass. The above 6. The polylactic acid composition according to 1.
8). Above 6. Or 7. A polylactic acid molded article comprising the polylactic acid composition described in 1.
9. The above 8. which is in the form of a film or sheet. The polylactic acid molded article according to 1.

本発明のヒマシ硬化油系反応生成物は、ポリ乳酸を可塑化するための改質剤として有用であり、柔軟性に乏しいポリ乳酸を可塑化することができ、柔軟性が必要とされる分野において、生分解により処分することができる成形体、特にフィルム等の成形体を製造することができる。
また、ヒマシ硬化油と、ラクタイドとのモル比が1:4〜32である場合、及びヒマシ硬化油と、鎖状オリゴマーとのモル比が、鎖状オリゴマーの重量平均分子量をα−ヒドロキシ酸単位の式量で除した値をaとした場合に、1:(8/a〜64/a)である場合は、改質剤としての作用に優れ、且つポリ乳酸に配合したときにブリードアウトし難い反応生成物とすることができる。
更に、重量平均分子量が1500〜5500である場合は、より優れた改質剤としての作用を有する反応生成物とすることができる。
本発明のポリ乳酸用改質剤によれば、ポリ乳酸に配合したときに十分に可塑化することができ、且つ生分解性を向上させることができる。
本発明のポリ乳酸組成物によれば、柔軟性が必要とされる成形体を製造することができ、且つこの成形体を生分解させることができる。
また、ポリ乳酸と、ポリ乳酸用改質剤に含有されるヒマシ硬化油系反応生成物との合計を100質量%としたときに、ヒマシ硬化油系反応生成物が10〜45質量%である場合は、柔軟性に乏しいポリ乳酸を十分に可塑化することができ、このポリ乳酸組成物を用いてなる成形体の物性等を向上させることができる。
本発明のポリ乳酸成形体は、改質剤の可塑化作用により実用的な強度を有し、且つ生分解させることができる。
また、成形体がフィルム又はシートの形態である場合は、十分な伸び及び生分解性等を有するフィルム又はシートとすることができる。
The castor oil-based reaction product of the present invention is useful as a modifier for plasticizing polylactic acid, and can plasticize poorly flexible polylactic acid, and requires flexibility. , It is possible to produce a molded body that can be disposed of by biodegradation, particularly a molded body such as a film.
In addition, when the molar ratio of castor oil to lactide is 1: 4 to 32, and the molar ratio of castor oil to chain oligomer is the weight average molecular weight of the chain oligomer is α-hydroxy acid unit. When the value obtained by dividing by the formula amount of a is 1: (8 / a to 64 / a), it is excellent in action as a modifier and bleeds out when blended with polylactic acid. It can be a difficult reaction product.
Furthermore, when a weight average molecular weight is 1500-5500, it can be set as the reaction product which has the effect | action as a more superior modifier.
According to the modifier for polylactic acid of the present invention, it can be sufficiently plasticized when blended with polylactic acid and can improve biodegradability.
According to the polylactic acid composition of the present invention, a molded product that requires flexibility can be produced, and the molded product can be biodegraded.
When the total of polylactic acid and castor oil-based reaction product contained in the polylactic acid modifier is 100% by mass, the castor oil-based reaction product is 10 to 45% by mass. In this case, polylactic acid having poor flexibility can be sufficiently plasticized, and the physical properties and the like of a molded body using this polylactic acid composition can be improved.
The polylactic acid molded article of the present invention has practical strength due to the plasticizing action of the modifier and can be biodegraded.
Moreover, when a molded object is a form of a film or a sheet | seat, it can be set as the film or sheet | seat which has sufficient elongation, biodegradability, etc.

以下、本発明を詳しく説明する。
[1]ヒマシ硬化油系反応生成物
本発明のヒマシ硬化油系反応生成物は、ヒマシ硬化油と、ラクタイド又はα−ヒドロキシ酸の鎖状オリゴマーとを反応させてなる。
上記「ヒマシ硬化油」は、ヒマシ油に水素添加することにより生成するものである。このヒマシ硬化油は、その1分子当たり約2.7個のヒドロキシル基を有しており、このヒドロキシル基に開環したラクタイド等が付加することで反応生成物が生成する。
The present invention will be described in detail below.
[1] Castor hydrogenated oil-based reaction product The castor hydrogenated oil-based reaction product of the present invention is obtained by reacting a castor hydrogenated oil with a chain oligomer of lactide or α-hydroxy acid.
The above “castor hydrogenated oil” is produced by hydrogenating castor oil. This castor oil has about 2.7 hydroxyl groups per molecule, and a reaction product is generated by adding a ring-opened lactide or the like to this hydroxyl group.

上記「ラクタイド」は、α−ヒドロキシ酸の環状二量体である。このラクタイドとしては、炭素数が2〜3個のα−ヒドロキシ酸の環状二量体を用いることができる。すなわち、ラクタイドは、グリコール酸の環状二量体及び/又は乳酸の環状二量体である。ラクタイドの種類は特に限定されず、また、1種のみを用いてもよいし、2種を併用してもよい。
ラクタイドとしては炭素数が3のα−ヒドロキシ酸である乳酸の環状二量体が好ましい。乳酸の環状二量体としては、L−乳酸の環状二量体であるL−ラクタイド、D−乳酸の環状二量体であるD−ラクタイド、D−乳酸とL−乳酸との環状二量体であるmeso−ラクタイド及びD−ラクタイドとL−ラクタイドとのラセミ混合物であるDL−ラクタイドが挙げられる。これらのラクタイドはいずれを用いてもよい。また、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。ラクタイドとしては、L−ラクタイド及び/又はD−ラクタイドを用いることが好ましく、L−ラクタイドを用いることがより好ましい。
The “lactide” is a cyclic dimer of α-hydroxy acid. As this lactide, a cyclic dimer of α-hydroxy acid having 2 to 3 carbon atoms can be used. That is, lactide is a cyclic dimer of glycolic acid and / or a cyclic dimer of lactic acid. The type of lactide is not particularly limited, and only one type may be used, or two types may be used in combination.
The lactide is preferably a cyclic dimer of lactic acid which is an α-hydroxy acid having 3 carbon atoms. Examples of the cyclic dimer of lactic acid include L-lactide, which is a cyclic dimer of L-lactic acid, D-lactide, which is a cyclic dimer of D-lactic acid, and a cyclic dimer of D-lactic acid and L-lactic acid. And meso-lactide and DL-lactide which is a racemic mixture of D-lactide and L-lactide. Any of these lactides may be used. Moreover, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together. As a lactide, it is preferable to use L-lactide and / or D-lactide, and it is more preferable to use L-lactide.

ヒマシ硬化油とラクタイドとの配合割合は特に限定されないが、ヒマシ硬化油とラクタイドとを1:4〜32、特に1:5〜25、更に1:6〜18のモル比で配合し、反応させることが好ましい。このモル比でヒマシ硬化油とラクタイドとを反応させた場合、ヒマシ硬化油が有するヒドロキシル基1個当たり平均で1.5〜11.9、特に1.8〜9.3個、更に2.2〜6.7個のラクタイドが付加し、ポリ乳酸を可塑化させる作用に優れた反応生成物とすることができる。   The blending ratio of castor oil and lactide is not particularly limited, but castor oil and lactide are blended at a molar ratio of 1: 4 to 32, particularly 1: 5 to 25, more preferably 1: 6 to 18, and reacted. It is preferable. When castor oil and lactide are reacted at this molar ratio, an average of 1.5 to 11.9, particularly 1.8 to 9.3, and more particularly 2.2 to 1, per hydroxyl group of castor oil. ˜6.7 lactides can be added to provide a reaction product excellent in the action of plasticizing polylactic acid.

上記「鎖状オリゴマー」は、α−ヒドロキシ酸の重合体である。この鎖状オリゴマーとしては、炭素数が2〜3個のα−ヒドロキシ酸の鎖状オリゴマーを用いることができる。このオリゴマーの重合度は特に限定されないが、重合度が6〜14、特に8〜12のオリゴマーを用いることが好ましい。この鎖状オリゴマーとしては、乳酸の鎖状オリゴマー及びグリコール酸の鎖状オリゴマーが挙げられる。
この鎖状オリゴマーとしては、炭素数が3のα−ヒドロキシ酸である乳酸の鎖状オリゴマーが好ましい。乳酸にはL−乳酸、D−乳酸、及びDL−乳酸があるが、これらの乳酸はいずれを用いてもよい。また、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。乳酸としては、L−乳酸及び/又はD−乳酸を用いることが好ましく、L−乳酸を用いることがより好ましい。
The “chain oligomer” is a polymer of α-hydroxy acid. As this chain oligomer, a chain oligomer of an α-hydroxy acid having 2 to 3 carbon atoms can be used. The degree of polymerization of the oligomer is not particularly limited, but it is preferable to use an oligomer having a degree of polymerization of 6 to 14, particularly 8 to 12. Examples of the chain oligomer include a chain oligomer of lactic acid and a chain oligomer of glycolic acid.
As this chain oligomer, a chain oligomer of lactic acid which is an α-hydroxy acid having 3 carbon atoms is preferable. Lactic acid includes L-lactic acid, D-lactic acid, and DL-lactic acid, and any of these lactic acids may be used. Moreover, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together. As lactic acid, it is preferable to use L-lactic acid and / or D-lactic acid, and it is more preferable to use L-lactic acid.

ヒマシ硬化油と鎖状オリゴマーとの配合割合は特に限定されず、鎖状オリゴマーの重量平均分子量等により設定することができる。この配合割合は、ヒマシ硬化油が有するヒドロキシル基1個当たり平均で、上記のヒマシ硬化油とラクタイドとを反応させてなる場合と同数のα−ヒドロキシ酸単位が付加した反応生成物を生成させることができる配合割合とすることが好ましい。すなわち、鎖状オリゴマーの重量平均分子量をα−ヒドロキシ酸単位の式量で除した値をaとした場合に、ヒマシ硬化油と鎖状オリゴマーとを1:(8/a〜64/a)、特に1:(10/a〜50/a)、更に1:(12/a〜36/a)のモル比で配合し、反応させることが好ましい。このようにすれば、ポリ乳酸を可塑化させる作用に優れた反応生成物とすることができる。
尚、上記式量は、α−ヒドロキシ酸のヒドロキシル基の水素及びカルボキシル基が有するヒドロキシル基を除いた部分の式量であるとする。
The blending ratio between the castor oil and the chain oligomer is not particularly limited, and can be set according to the weight average molecular weight of the chain oligomer. This blending ratio is to generate a reaction product in which the same number of α-hydroxy acid units are added as in the case where the above castor oil is reacted with lactide on an average per hydroxyl group of the castor oil. It is preferable that the blending ratio is such that That is, when a value obtained by dividing the weight average molecular weight of the chain oligomer by the formula amount of the α-hydroxy acid unit is a, castor oil and the chain oligomer are 1: (8 / a to 64 / a), In particular, it is preferable to mix and react at a molar ratio of 1: (10 / a to 50 / a) and further 1: (12 / a to 36 / a). If it does in this way, it can be set as the reaction product excellent in the effect | action which plasticizes polylactic acid.
The above formula weight is the formula weight of the portion excluding the hydrogen of the hydroxyl group of the α-hydroxy acid and the hydroxyl group of the carboxyl group.

反応生成物の後記の実施例における方法により測定した重量平均分子量は特に限定されない。この重量平均分子量は1500〜5500であればよく、1700〜4500、特に1800〜3500であることが好ましい。すなわち、1個のヒマシ硬化油分子に、このヒマシ硬化油が有するヒドロキシル基1個当たり平均で、1.5〜11.9個、特に1.8〜9.3個、更に2.2〜6.7個のラクタイド、又は3.0〜23.8個、特に3.6〜18.6個、更に4.4〜13.4個の乳酸単位又はグリコール酸単位が付加した反応生成物であることが好ましい。このような反応生成物であれば、ポリ乳酸を可塑化させる作用等により優れた反応生成物とすることができる。この分子量が大きいと、後記[6]のポリ乳酸組成物の透明性が良好であり、組成物から反応生成物がブリードアウトすることもない。一方、分子量が小さいと、ポリ乳酸組成物の柔軟性がより向上する。また、組成物の生分解性は分子量にかかわりなく同様に向上させることができる。従って、ポリ乳酸組成物に特に必要とされる特性を勘案しながら分子量を設定することが好ましい。
尚、反応生成物の重量平均分子量が過大であると、例えば、重量平均分子量が7000程度を越えると、引張強さは大きく低下しないものの、配合量によらず、伸びが低下し、又は顕著な向上はみられず、好ましくない。
The weight average molecular weight measured by the method in the examples described later of the reaction product is not particularly limited. This weight average molecular weight should just be 1500-5500, and it is preferable that it is 1700-4500, especially 1800-3500. That is, an average of 1.5 to 11.9, particularly 1.8 to 9.3, and further 2.2 to 6 per one hydroxyl group of the castor oil is added to one castor oil molecule. .7 lactide, or reaction product in which 3.0 to 23.8, particularly 3.6 to 18.6, and further 4.4 to 13.4 lactic acid units or glycolic acid units are added. It is preferable. If it is such a reaction product, it can be set as the reaction product excellent by the effect | action etc. which plasticize polylactic acid. When this molecular weight is large, the transparency of the polylactic acid composition described in [6] below is good, and the reaction product does not bleed out from the composition. On the other hand, when the molecular weight is small, the flexibility of the polylactic acid composition is further improved. In addition, the biodegradability of the composition can be similarly improved regardless of the molecular weight. Therefore, it is preferable to set the molecular weight while taking into consideration the characteristics particularly required for the polylactic acid composition.
In addition, if the weight average molecular weight of the reaction product is excessive, for example, if the weight average molecular weight exceeds about 7000, the tensile strength does not decrease greatly, but the elongation decreases or is notable regardless of the blending amount. There is no improvement, which is not preferable.

[2]ヒマシ硬化油系反応生成物の製造方法
本発明のヒマシ硬化油系反応生成物の製造方法は特に限定されず、例えば、以下の方法により製造することができる。
ヒマシ硬化油とラクタイド又は鎖状オリゴマーとは、これらの各々を前記[1]に記載のモル比で使用し、触媒の存在下、70〜180℃で反応させて製造することができる。この反応温度は、80〜150℃、特に90〜120℃とすることが好ましい。また、この反応は上記の温度範囲で相対的に低温域で反応させ、その後、相対的に高温域で反応させる2段階の反応とすることもできる。更に、ラクタイド等の分解及び着色等を抑えるため、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気等の不活性雰囲気下に反応させることが好ましい。また、ヒマシ硬化油及びラクタイド等は反応前に乾燥させ、水分を除去しておくことが好ましい。反応時間も特に限定されないが、10分〜20時間、特に1〜20時間、更に12〜18時間とすることができる。
[2] Method for producing castor oil-based reaction product The method for producing the castor oil-based reaction product of the present invention is not particularly limited, and can be produced, for example, by the following method.
The castor oil and the lactide or chain oligomer can be produced by using each of them in the molar ratio described in [1] above and reacting at 70 to 180 ° C. in the presence of a catalyst. The reaction temperature is preferably 80 to 150 ° C, particularly 90 to 120 ° C. In addition, this reaction can be a two-stage reaction in which the reaction is performed in a relatively low temperature range within the above temperature range and then the reaction is performed in a relatively high temperature range. Further, in order to suppress decomposition and coloring of lactide and the like, the reaction is preferably performed in an inert atmosphere such as a nitrogen gas atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon. Further, it is preferable to dry castor oil and lactide before the reaction to remove moisture. The reaction time is not particularly limited, but can be 10 minutes to 20 hours, particularly 1 to 20 hours, and further 12 to 18 hours.

反応に用いる触媒は特に限定されず、例えば、エステル化触媒及び開環重合触媒等において一般に用いられている触媒を使用することができる。この触媒としては、(1)オクタン酸スズ、乳酸スズ、酒石酸スズ、ジカプリル酸スズ、ジラウリン酸スズ、ジパルミチン酸スズ、ジステアリン酸スズ、ジオレイン酸スズ、α−ナフトエ酸スズ、β−ナフトエ酸スズ、ジオクチル酸スズ等のスズ化合物、(2)ハロゲン化亜鉛、酸化亜鉛等の亜鉛化合物、(3)テトライソプロポキシチタネート等のチタン化合物、(4)ジルコニウムイソプロポキシド等のジルコニウム化合物、(5)三酸化アンチモン等のアンチモン化合物(6)酸化ビスマス等のビスマス化合物、(7)酸化アルミニウム、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウム化合物、などが挙げられる。これらのうちでは、活性の高いスズ化合物が好ましい。触媒の使用量は、ヒマシ硬化油とラクタイド又は鎖状オリゴマーとの合計を100質量部とした場合に、0.1〜5質量部、特に0.5〜4質量部、更に1〜3質量部とすることが好ましい。   The catalyst used for the reaction is not particularly limited, and for example, a catalyst generally used in an esterification catalyst, a ring-opening polymerization catalyst, or the like can be used. As this catalyst, (1) tin octoate, tin lactate, tin tartrate, dicaprylate, tin dilaurate, tin dipalmitate, tin distearate, dioleate, tin α-naphthoate, tin β-naphthoate Tin compounds such as tin dioctylate, (2) zinc compounds such as zinc halide and zinc oxide, (3) titanium compounds such as tetraisopropoxy titanate, (4) zirconium compounds such as zirconium isopropoxide, (5) Antimony compounds such as antimony trioxide, (6) bismuth compounds such as bismuth oxide, and (7) aluminum compounds such as aluminum oxide and aluminum isopropoxide. Of these, highly active tin compounds are preferred. The amount of the catalyst used is 0.1 to 5 parts by mass, particularly 0.5 to 4 parts by mass, and further 1 to 3 parts by mass, when the total of castor oil and lactide or chain oligomer is 100 parts by mass. It is preferable that

ヒマシ硬化油とラクタイド又は鎖状オリゴマーとを効率よく反応させるためには、ヒマシ硬化油とラクタイド等とを予めより均一に混合しておくことが好ましい。この混合の方法も特に限定されないが、例えば、反応容器にヒマシ硬化油とラクタイド等とを投入し、更に所要量の溶剤を投入し、加熱して昇温させ、攪拌することにより混合させることができる。攪拌時の温度は上記の反応時の温度と同程度とすることができる。また、溶媒は攪拌時の温度においてヒマシ硬化油とラクタイド等とを十分に溶解させることができる溶媒であればよく、例えば、トルエン、キシレン等を用いることができる。更に、反応時と同様に不活性雰囲気下に混合することが好ましい。混合時間も特に限定されないが、30分〜3時間、特に40分〜2時間とすることができる。この混合の後、混合溶液をそのまま反応溶液として使用し、上記の反応条件により反応させることで反応生成物を製造することができる。   In order to make the castor oil and lactide or chain oligomer react efficiently, it is preferable to mix the castor oil and lactide in advance more uniformly. The mixing method is not particularly limited. For example, castor oil and lactide are charged into a reaction vessel, and a necessary amount of solvent is further charged, heated to increase the temperature, and mixed by stirring. it can. The temperature at the time of stirring can be set to the same level as the temperature at the time of the above reaction. Moreover, the solvent should just be a solvent which can fully dissolve castor oil and lactide etc. at the temperature at the time of stirring, for example, toluene, xylene, etc. can be used. Furthermore, it is preferable to mix in an inert atmosphere as in the reaction. The mixing time is not particularly limited, but can be 30 minutes to 3 hours, particularly 40 minutes to 2 hours. After this mixing, the reaction solution can be produced by using the mixed solution as it is as the reaction solution and reacting under the above reaction conditions.

反応終了後、反応液から反応生成物を回収する方法も特に限定されない。例えば、容量比で2〜10倍、特に3〜8倍の室温(20〜25℃、以下、「室温」の温度範囲は同様である。)の貧溶媒に反応液を投入して反応生成物を沈殿させ、その後、上澄み液を除去することにより反応生成物を回収することができる。また、反応生成物を貧溶媒により洗浄し、次いで、減圧乾燥し、反応溶媒及び貧溶媒を十分に除去することが好ましい。貧溶媒は反応液から反応生成物を十分に析出させることができる溶媒であればよく、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン等を用いることができる。反応終了後、未反応のラクタイド等が残留する場合は、再沈を繰り返すことにより除去することができる。   The method for recovering the reaction product from the reaction solution after completion of the reaction is not particularly limited. For example, the reaction product is poured into a poor solvent having a volume ratio of 2 to 10 times, particularly 3 to 8 times, at room temperature (20 to 25 ° C., hereinafter, the temperature range of “room temperature” is the same). Then, the reaction product can be recovered by removing the supernatant. Moreover, it is preferable that the reaction product is washed with a poor solvent and then dried under reduced pressure to sufficiently remove the reaction solvent and the poor solvent. The poor solvent should just be a solvent which can fully precipitate a reaction product from a reaction liquid, For example, hexane, a cyclohexane, etc. can be used. If unreacted lactide or the like remains after completion of the reaction, it can be removed by repeating reprecipitation.

[3]ポリ乳酸用改質剤
本発明のポリ乳酸用改質剤(以下、改質剤ということもある。)は、本発明のヒマシ硬化油系反応生成物を含有する。
このポリ乳酸用改質剤は、ポリ乳酸の改質、特に可塑化する作用、及び生分解性を向上させる作用に優れる。すなわち、この改質剤は、ポリ乳酸の可塑剤として用いることができる。また、この改質剤は、ポリ乳酸の生分解性向上剤として用いることができる。ポリ乳酸用改質剤におけるヒマシ硬化油系反応生成物の含有量は、改質剤を100質量%とした場合に、80質量%以上、特に90質量%以上であることが好ましい。また、ポリ乳酸用改質剤の全量がヒマシ硬化油系反応生成物であることがより好ましい。
[3] Polylactic acid modifier The polylactic acid modifier of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a modifier) contains the castor oil-based reaction product of the present invention.
This modifier for polylactic acid is excellent in the modification of polylactic acid, in particular, the effect of plasticizing and the effect of improving biodegradability. That is, this modifier can be used as a plasticizer for polylactic acid. This modifier can also be used as a biodegradability improver for polylactic acid. The content of the castor oil-based reaction product in the polylactic acid modifier is preferably 80% by mass or more, particularly 90% by mass or more, when the modifier is 100% by mass. More preferably, the total amount of the polylactic acid modifier is a castor oil-based reaction product.

ポリ乳酸用改質剤には、ポリ乳酸を可塑化させる作用等が損なわれない範囲で、炭酸カルシウム等の充填剤が含有されていてもよく、タルク等の増量剤が含有されていてもよい。これらの他の成分の含有量は、ポリ乳酸改質剤を100質量%とした場合に、20質量%以下、特に10質量%以下であることが好ましい。   The modifier for polylactic acid may contain a filler such as calcium carbonate or an extender such as talc as long as the effect of plasticizing polylactic acid is not impaired. . The content of these other components is preferably 20% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or less, when the polylactic acid modifier is 100% by mass.

[4]ポリ乳酸組成物
本発明のポリ乳酸組成物は、ポリ乳酸と、本発明のポリ乳酸用改質剤とを含有する。
上記「ポリ乳酸」としては、乳酸の単独重合体、又は乳酸とグリコール酸との共重合体が挙げられる。乳酸の単独重合体は、L−乳酸及び/又はD−乳酸を脱水重縮合させることにより製造することができる。この乳酸としてはL−乳酸を用いることが好ましい。また、単独重合体は、乳酸の環状二量体であるL−ラクタイド、D−ラクタイド、meso−ラクタイド及びDL−ラクタイドのうちの1種以上の環状二量体を開環重合させることにより製造することもできる。このラクタイドとしてはL−ラクタイドを用いることが好ましい。
[4] Polylactic acid composition The polylactic acid composition of the present invention contains polylactic acid and the modifier for polylactic acid of the present invention.
Examples of the “polylactic acid” include a homopolymer of lactic acid or a copolymer of lactic acid and glycolic acid. A homopolymer of lactic acid can be produced by dehydrating polycondensation of L-lactic acid and / or D-lactic acid. As this lactic acid, L-lactic acid is preferably used. The homopolymer is produced by ring-opening polymerization of one or more cyclic dimers of L-lactide, D-lactide, meso-lactide and DL-lactide, which are cyclic dimers of lactic acid. You can also. As this lactide, it is preferable to use L-lactide.

一方、共重合体は、L−乳酸及び/又はD−乳酸と、グリコール酸とを脱水重縮合させることにより製造することができる。また、共重合体は、上記の乳酸の環状二量体のうちの1種以上と、グリコライドとを開環重合させることにより製造することもできる。乳酸の環状二量体としてはL−ラクタイドを用いることが好ましい。共重合体における乳酸単位とグリコール酸単位との割合は特に限定されないが、乳酸単位が85モル%以上であることが好ましい。   On the other hand, the copolymer can be produced by dehydrating polycondensation of L-lactic acid and / or D-lactic acid and glycolic acid. The copolymer can also be produced by ring-opening polymerization of at least one of the above cyclic dimers of lactic acid and glycolide. L-lactide is preferably used as the cyclic dimer of lactic acid. The ratio of lactic acid units to glycolic acid units in the copolymer is not particularly limited, but the lactic acid units are preferably 85 mol% or more.

上記の単独重合体及び共重合体の各々の平均分子量は特に限定されないが、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定した重量平均分子量が、単独重合体及び共重合体のいずれも、50000以上、特に50000〜500000、更に70000〜300000であることが好ましい。   The average molecular weight of each of the homopolymer and the copolymer is not particularly limited. For example, the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography is 50,000 or more, particularly 50,000, for both the homopolymer and the copolymer. ˜500,000, more preferably 70,000 to 300,000.

乳酸としてL−乳酸とD−乳酸とを用いるとき、それらの使用割合は特に限定されないが、L−乳酸とD−乳酸との合計を100モル%とした場合に、L−乳酸が80モル%以上、特に95モル%以上であることが好ましい。L−乳酸が80モル%以上であれば、透明性が高く、且つ融点の高い重合体とすることができる。また、ラクタイドとしてL−ラクタイドとD−ラクタイドとを用いるとき、それらの使用割合は特に限定されないが、L−ラクタイドとD−ラクタイドとの合計を100モル%とした場合に、L−ラクタイドが80モル%以上、特に95モル%以上であることが好ましい。L−ラクタイドが80モル%以上であれば、透明性が高く、且つ融点の高い重合体とすることができる。   When L-lactic acid and D-lactic acid are used as lactic acid, their use ratio is not particularly limited, but when the total of L-lactic acid and D-lactic acid is 100 mol%, L-lactic acid is 80 mol%. As mentioned above, it is especially preferable that it is 95 mol% or more. If L-lactic acid is 80 mol% or more, it can be set as a polymer with high transparency and a high melting point. Further, when L-lactide and D-lactide are used as the lactide, the use ratio thereof is not particularly limited, but when the total of L-lactide and D-lactide is 100 mol%, L-lactide is 80%. It is preferably at least mol%, particularly at least 95 mol%. When L-lactide is 80 mol% or more, a polymer having high transparency and a high melting point can be obtained.

本発明のポリ乳酸用改質剤のポリ乳酸への配合方法は特に限定されず、樹脂に改質剤等の各種添加剤などを配合する従来の方法により配合することができる。例えば、押出機、ニーダー、加熱ロール及びこれらの装置を組み合わせて用いる方法により配合することができる。これらの装置のうちでは押出機が好ましく、この押出機としては、単軸押出機及び二軸押出機等を用いることができるが、二軸押出機が好ましい。また、混練後、残留する揮発分等を減圧除去するためにはベント口が付設された押出機が好ましい。配合温度も特に限定されないが、通常、120〜250℃、好ましくは150〜200℃の温度範囲で配合される。   The blending method of the modifier for polylactic acid of the present invention into polylactic acid is not particularly limited, and it can be blended by a conventional method of blending various additives such as a modifier with the resin. For example, it can mix | blend by the method of using an extruder, a kneader, a heating roll, and these apparatuses in combination. Among these apparatuses, an extruder is preferable, and as this extruder, a single screw extruder, a twin screw extruder, or the like can be used, and a twin screw extruder is preferable. In addition, an extruder provided with a vent port is preferable in order to remove the remaining volatile matter and the like under reduced pressure after kneading. The blending temperature is not particularly limited, but is usually 120 to 250 ° C, preferably 150 to 200 ° C.

ポリ乳酸組成物におけるポリ乳酸用改質剤の含有量は特に限定されず、ポリ乳酸組成物に要求される物性及びその用途等によって設定することが好ましい。本発明のポリ乳酸用改質剤は可塑剤として優れた作用を有するため、特にポリ乳酸組成物を用いてなる成形体に必要とされる柔軟性等により含有量を設定することが好ましい。ポリ乳酸用改質剤の含有量は、ポリ乳酸と、改質剤に含有されるヒマシ硬化油系反応生成物との合計を100質量%とした場合に、ヒマシ硬化油系反応生成物の含有量が10〜45質量%となる含有量であることが好ましい。この含有量は、特に柔軟性を大きく向上させるためには10質量%以上、特に20質量%以上であることが好ましく、反応生成物の重量平均分子量が1500〜3500(好ましくは2000〜3000)であるときは13〜27質量%、反応生成物の重量平均分子量が3500を越え、〜5500(好ましくは4000〜5000)であるときは23〜37質量%であることが好ましい。また、この改質剤は、上記の上限値を越えて含有させることもできるが、含有量の増加とともに改質剤がブリードアウトし、ポリ乳酸組成物及びこれを用いてなる成形体が経時的に変質することがあるため好ましくない。   The content of the modifier for polylactic acid in the polylactic acid composition is not particularly limited, and is preferably set according to physical properties required for the polylactic acid composition, its use, and the like. Since the modifier for polylactic acid of the present invention has an excellent action as a plasticizer, it is preferable to set the content particularly depending on the flexibility required for a molded article using the polylactic acid composition. Content of the modifier for polylactic acid is the content of castor oil-based reaction product when the total of polylactic acid and castor oil-based reaction product contained in the modifier is 100% by mass. The content is preferably 10 to 45% by mass. This content is preferably 10% by mass or more, particularly preferably 20% by mass or more in order to greatly improve the flexibility, and the weight average molecular weight of the reaction product is 1500 to 3500 (preferably 2000 to 3000). In some cases, it is preferably 13 to 27% by mass. When the weight average molecular weight of the reaction product exceeds 3500, and when it is ˜5500 (preferably 4000 to 5000), it is preferably 23 to 37% by mass. Further, the modifier can be contained in excess of the above upper limit value, but as the content increases, the modifier bleeds out, and the polylactic acid composition and the molded body using the same over time. It is not preferable because it may be altered.

本発明のポリ乳酸組成物には、ポリ乳酸と本発明のポリ乳酸用改質剤の他、更に他の成分を配合することができる。この他の成分としては、例えば、フタル酸エステル等の従来から用いられている可塑剤、及びその他の添加剤等が挙げられる。この添加剤としては、例えば、耐ブロッキング剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、艶消剤、顔料、着色剤、無機充填剤、有機充填剤、帯電防止剤、離型剤、香料、滑剤、難燃剤、発泡剤及び抗菌剤等が挙げられる。   In addition to polylactic acid and the polylactic acid modifier of the present invention, other components can be blended in the polylactic acid composition of the present invention. Examples of the other components include conventionally used plasticizers such as phthalate esters and other additives. Examples of this additive include anti-blocking agents, heat stabilizers, light stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, matting agents, pigments, colorants, inorganic fillers, organic fillers, antistatic agents, release agents. Examples include molds, fragrances, lubricants, flame retardants, foaming agents and antibacterial agents.

[5]ポリ乳酸成形体
本発明のポリ乳酸成形体は、本発明のポリ乳酸組成物を用いてなる。
ポリ乳酸組成物を用いて成形体を製造する方法は特に限定されず、通常の樹脂の成形方法により製造することができる。この成形方法としては、例えば、押出成形、射出成形、真空成形、圧縮成形等が挙げられる。成形条件も特に限定されず、ポリ乳酸の通常の成形条件とすることができる。例えば、押出成形の場合、ペレット形状等のポリ乳酸組成物をシリンダ内において加熱し、溶融させて混練し、その後、ポリ乳酸の融点を越える温度に調温された成形ダイから連続的に押し出して成形することができる。また、射出成形の場合、ペレット形状等のポリ乳酸組成物をシリンダ内において加熱し、溶融させて混練し、その後、ポリ乳酸の融点を越える温度に調温された金型内に射出し、冷却して固化させることにより成形することができる。
[5] Polylactic acid molded article The polylactic acid molded article of the present invention uses the polylactic acid composition of the present invention.
The method for producing a molded body using the polylactic acid composition is not particularly limited, and can be produced by an ordinary resin molding method. Examples of the molding method include extrusion molding, injection molding, vacuum molding, and compression molding. The molding conditions are not particularly limited, and can be normal molding conditions for polylactic acid. For example, in the case of extrusion molding, a polylactic acid composition in the form of pellets is heated in a cylinder, melted and kneaded, and then continuously extruded from a molding die adjusted to a temperature exceeding the melting point of polylactic acid. Can be molded. In the case of injection molding, a polylactic acid composition in the form of pellets is heated in a cylinder, melted and kneaded, and then injected into a mold adjusted to a temperature exceeding the melting point of polylactic acid and cooled. Then, it can be molded by solidifying.

成形体の種類も特に限定されず、フィルム、シート、容器、管状体等の各種の成形体とすることができる。また、成形体の用途も特に限定されず、食品包装用等の包装材、日用雑貨品、産業用資材及び農業用、園芸用資材等として用いられる成形体とすることができる。更に、剛性が高く、柔軟性に乏しいポリ乳酸が本発明のポリ乳酸用改質剤により十分に可塑化されるため、これまで実質的に成形体とすることができなかったフィルム及びシート等の成形体とすることができる。このように、特に生分解性を有するフィルム及びシート等の成形体とすることができるため、環境負荷の低い包装材及び農業用マルチフィルム等の農業用、園芸用資材などとして有用である。
尚、フィルムとシートとは厚さが異なり、この厚さによって特定の用途において用いられる成形体である。
The type of the molded body is not particularly limited, and various molded bodies such as a film, a sheet, a container, and a tubular body can be used. Moreover, the usage of the molded body is not particularly limited, and it can be a molded body used as a packaging material for food packaging, daily miscellaneous goods, industrial materials, agricultural materials, and horticultural materials. Furthermore, since the polylactic acid having high rigidity and poor flexibility is sufficiently plasticized by the modifier for polylactic acid of the present invention, such as films and sheets that could not be formed into a molded body until now. It can be set as a molded body. Thus, since it can be set as molded bodies, such as a film and a sheet | seat which have biodegradability in particular, it is useful as agricultural and horticultural materials, such as a packaging material with low environmental impact, and an agricultural multi film.
It should be noted that the film and the sheet are different in thickness, and are molded bodies used in specific applications depending on the thickness.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
[1]ヒマシ硬化油系反応生成物の製造
実施例1
反応容器に、ヒマシ硬化油939質量部と、L−乳酸の環状二量体であるL−ラクタイド1061質量部とを投入し(ヒマシ硬化油とL−ラクタイドとのモル比は1:7.4である。)、更に溶剤としてトルエンを投入した。その後、窒素ガス雰囲気に置換し、100〜110℃で1時間、攪拌しながら加熱した。次いで、触媒としてオクタン酸スズを2質量部添加し、100〜110℃で16時間反応させた。その後、反応液を約5倍量のヘキサン中に投入し、冷却した。次いで、上澄み液を除去し、残部をヘキサンで洗浄し、その後、120℃で2時間減圧乾燥し、反応生成物を得た。得られた反応生成物は粘度の高い無色の液体であった。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[1] Production of castor oil-based reaction product Example 1
939 parts by mass of castor hydrogenated oil and 1061 parts by mass of L-lactide, which is a cyclic dimer of L-lactic acid, are put into a reaction vessel (molar ratio of castor hydrogenated oil and L-lactide is 1: 7.4). In addition, toluene was added as a solvent. Thereafter, the atmosphere was replaced with a nitrogen gas atmosphere, and the mixture was heated with stirring at 100 to 110 ° C. for 1 hour. Next, 2 parts by mass of tin octoate was added as a catalyst and reacted at 100 to 110 ° C. for 16 hours. Thereafter, the reaction solution was put into about 5 times amount of hexane and cooled. Next, the supernatant was removed, and the remainder was washed with hexane, and then dried under reduced pressure at 120 ° C. for 2 hours to obtain a reaction product. The obtained reaction product was a colorless liquid having a high viscosity.

この反応生成物の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した重量平均分子量は2300であった。また、GPCの分子量分布曲線にはショルダーは認められず、ほぼ同一の分子構造を有する反応生成物が生成していることが分かった。   The reaction product had a weight average molecular weight of 2,300 as measured by gel permeation chromatography (GPC). Further, no shoulder was observed in the molecular weight distribution curve of GPC, and it was found that reaction products having almost the same molecular structure were formed.

比較例1
ヒマシ硬化油に代えてヒマシ油を用いた他は実施例1と同様にして反応生成物を得た。得られた反応生成物は粘度の高い無色の液体であった。この反応生成物のGPCにより測定した重量平均分子量は2300であった。GPCの分子量分布曲線にはショルダーは認められず、ほぼ同一の分子構造を有する反応生成物が生成していることが分かった。
Comparative Example 1
A reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that castor oil was used instead of castor oil. The obtained reaction product was a colorless liquid having a high viscosity. The weight average molecular weight measured by GPC of this reaction product was 2300. The shoulder was not recognized in the molecular weight distribution curve of GPC, and it was found that reaction products having almost the same molecular structure were formed.

上記のGPCの測定条件等は下記のとおりである。
装置;昭和電工社製(型式「Shodex 104」)
溶媒;テトラヒドロフラン
溶媒流速;0.6ミリリットル/分
検量線標準;ポリエチレングリコール
The measurement conditions of the above GPC are as follows.
Device: Showa Denko (model "Shodex 104")
Solvent; Tetrahydrofuran Solvent flow rate; 0.6 ml / min Calibration curve standard; Polyethylene glycol

[2]反応生成物の加熱減量、酸価及び色相
実験例1〜6
実施例1の反応生成物(表1では「HCO/L−Ltd(a)」と表記する。また、以下、「HCO/L−Ltd(a)」という。)及び比較例1の反応生成物(表1では「CO/L−Ltd」と表記する。また、以下、「CO/L−Ltd」という。)の各々の加熱減量、酸化及び色相を測定した。実験例1はHCO/L−Ltd(a)を加熱せず、酸価と色相を測定したものであり、実験例2はHCO/L−Ltd(a)を150℃で3時間加熱し、その後、加熱減量、酸価及び色相を測定したものであり、実験例3はHCO/L−Ltd(a)を180℃で3時間加熱し、その後、加熱減量、酸価及び色相を測定したものである。また、実験例4はCO/L−Ltdを加熱せず、酸価と色相を測定したものであり、実験例5はCO/L−Ltdを150℃で3時間加熱し、その後、加熱減量、酸価及び色相を測定したものであり、実験例6はCO/L−Ltdを180℃で3時間加熱し、その後、加熱減量、酸価及び色相を測定したものである。
[2] Heat loss of reaction product, acid value and hue Experimental Examples 1-6
The reaction product of Example 1 (indicated as “HCO / L-Ltd (a)” in Table 1 and hereinafter referred to as “HCO / L-Ltd (a)”) and the reaction product of Comparative Example 1 (In Table 1, “CO / L-Ltd” is described. In addition, hereinafter, it is referred to as “CO / L-Ltd”.) Each heating loss, oxidation, and hue were measured. In Experimental Example 1, acid value and hue were measured without heating HCO / L-Ltd (a), and in Experimental Example 2, HCO / L-Ltd (a) was heated at 150 ° C. for 3 hours, and then The weight loss on heating, the acid value and the hue were measured, and Experimental Example 3 measured HCO / L-Ltd (a) at 180 ° C. for 3 hours, and then measured the heat loss, acid value and hue. is there. Experimental Example 4 was obtained by measuring the acid value and hue without heating CO / L-Ltd. Experimental Example 5 heated CO / L-Ltd at 150 ° C. for 3 hours. The acid value and hue were measured. In Experimental Example 6, CO / L-Ltd was heated at 180 ° C. for 3 hours, and then the loss on heating, acid value and hue were measured.

測定方法は下記のとおりである。
(1)加熱減量:JIS K0067に準じて測定した。
(2)酸価:JIS K0070に準じて測定した。
(3)色相:JIS K0071−2に準じて測定した。具体的には、ガードナー比色計を用いて測定し、ガードナー・ヘリーゲ標準番号で表示した。
尚、試料の色が二つの色ガラスの間にあるときは、例えば、5、5+、5−6、6−、6のように5段階で表示する。
結果を表1に記載する。
The measuring method is as follows.
(1) Loss on heating: Measured according to JIS K0067.
(2) Acid value: measured according to JIS K0070.
(3) Hue: Measured according to JIS K0071-2. Specifically, it was measured using a Gardner colorimeter and displayed with a Gardner-Heligue standard number.
When the color of the sample is between the two colored glasses, it is displayed in five levels, for example, 5, 5+, 5-6, 6 and 6.
The results are listed in Table 1.

Figure 2008031402
Figure 2008031402

表1の結果によれば、加熱しないとき、及び150℃又は180℃で加熱したとき、のいずれの場合も、加熱減量及び酸価は、HCO/L−Ltd(a)とCO/L−Ltdとで差はないといえる。しかし、色相は、加熱したとき、特に180℃で加熱したとき、CO/L−Ltd(実験例6)はHCO/L−Ltd(a)(実験例4)に比べて劣っており、加熱により生じた不飽和結合に起因する着色成分が生成していることが分かる。   According to the results in Table 1, the heating loss and the acid value are HCO / L-Ltd (a) and CO / L-Ltd when heating is not performed and when heating is performed at 150 ° C. or 180 ° C. It can be said that there is no difference. However, when heated, especially when heated at 180 ° C., CO / L-Ltd (Experimental Example 6) is inferior to HCO / L-Ltd (a) (Experimental Example 4). It turns out that the coloring component resulting from the unsaturated bond which produced | generated has produced | generated.

[3]ポリ乳酸組成物の物性(その1)
実験例7〜10
フラスコに、HCO/L−Ltd(a)(表2でも「HCO/L−Ltd(a)」と表記する。)を、表2に記載の質量割合となるように投入し、その後、ポリ乳酸(三井化学社製、商品名「LACEA H−400」)を投入した(HCO/L−Ltd(a)とポリ乳酸との合計が100質量%である。)。次いで、クロロホルムを投入し、室温で12時間静置し、その後、室温でスターラーバーにより3時間攪拌した。次いで、エバポレーターにより溶剤を回収し、固体状の混合物を得た。その後、この混合物を50〜60℃で、減圧下、5〜6時間乾燥させてポリ乳酸組成物を製造した。次いで、このポリ乳酸組成物を用いて、各々の物性を測定するための試験片を、押出成形により180℃で作製し、物性を評価した。
[3] Physical properties of polylactic acid composition (Part 1)
Experimental Examples 7-10
To the flask, HCO / L-Ltd (a) (also expressed as “HCO / L-Ltd (a)” in Table 2) was added so as to have the mass ratio shown in Table 2, and then polylactic acid was added. (Mitsui Chemicals, trade name “LACEA H-400”) was added (the total of HCO / L-Ltd (a) and polylactic acid is 100% by mass). Next, chloroform was added and the mixture was allowed to stand at room temperature for 12 hours, and then stirred at room temperature with a stirrer bar for 3 hours. Next, the solvent was recovered by an evaporator to obtain a solid mixture. Thereafter, this mixture was dried at 50 to 60 ° C. under reduced pressure for 5 to 6 hours to produce a polylactic acid composition. Next, using this polylactic acid composition, test pieces for measuring the respective physical properties were produced by extrusion at 180 ° C., and the physical properties were evaluated.

測定方法は下記のとおりである。
(1)伸び及び引張強さ:JIS K 7113に従って測定した。
装置;島津製作所製(島津オートグラフ、型式「AGS−10KNG」)
試験片;ダンベル形状(長さ45mm、幅5mm、厚さ2.7mm)
つかみ具間距離;15mm
引張速度;5mm/分
測定環境;温度23℃、相対湿度50%
(2)曲げ強さ;JIS K 7113に従って測定した。
装置;島津製作所製(商品名「オートグラフ」、型式「AGS−50KNG」)
試験片;角柱形状(長さ50mm、幅6mm、厚さ4mm)
クロスヘッド移動速度;5mm/分
測定環境;温度23℃、相対湿度50%
(3)衝撃強さ;JIS K 7111のシャルピー衝撃試験方法に従って測定した。
装置;東京試験機社製(計装化シャルピー試験機、型式「CI−8E」)
試験片;角柱形状(長さ50mm、幅6mm、厚さ4mm)
測定環境;温度23℃、相対湿度50%
結果を表2に記載する。
The measuring method is as follows.
(1) Elongation and tensile strength: Measured according to JIS K 7113.
Equipment: manufactured by Shimadzu Corporation (Shimadzu Autograph, model “AGS-10KNG”)
Test piece: Dumbbell shape (length 45 mm, width 5 mm, thickness 2.7 mm)
Distance between grips: 15mm
Tensile speed: 5 mm / min Measurement environment: Temperature 23 ° C., relative humidity 50%
(2) Bending strength: measured in accordance with JIS K 7113.
Equipment: manufactured by Shimadzu Corporation (trade name “Autograph”, model “AGS-50KNG”)
Test piece: prismatic shape (length 50 mm, width 6 mm, thickness 4 mm)
Crosshead moving speed: 5 mm / min Measurement environment: Temperature 23 ° C., relative humidity 50%
(3) Impact strength: Measured according to the Charpy impact test method of JIS K 7111.
Equipment: Tokyo Test Machine Co., Ltd. (Instrumented Charpy Tester, Model “CI-8E”)
Test piece: prismatic shape (length 50 mm, width 6 mm, thickness 4 mm)
Measurement environment; temperature 23 ° C, relative humidity 50%
The results are listed in Table 2.

Figure 2008031402
Figure 2008031402

表2の結果によれば、ポリ乳酸にHCO/L−Ltd(a)を配合した場合、配合量の増加とともに衝撃強さが向上していることが分かる。特に、HCO/L−Ltd(a)が20質量%配合された実験例9では、最大エネルギー値までの吸収エネルギー値が大きく、組成物の柔軟性が大きく向上していることが分かる。更に、HCO/L−Ltd(a)が30質量%配合された実験例10では、最大エネルギー値以降の吸収エネルギー値が大きく、組成物の柔軟性がより大きく向上していることが分かる。また、HCO/L−Ltd(a)の配合によって伸びも向上し、特にHCO/L−Ltd(a)を20質量%配合した実験例9では伸びの向上が著しく、フィルム等の用途での使用が期待される。一方、HCO/L−Ltd(a)の配合量の増加とともに、引張強さ及び曲げ強さが低下する傾向にあるが、それほど大きな低下ではない。   According to the results in Table 2, it can be seen that when HCO / L-Ltd (a) is blended with polylactic acid, the impact strength is improved as the blending amount is increased. In particular, in Experimental Example 9 in which 20% by mass of HCO / L-Ltd (a) was blended, it can be seen that the absorbed energy value up to the maximum energy value was large, and the flexibility of the composition was greatly improved. Furthermore, in Experimental Example 10 in which 30% by mass of HCO / L-Ltd (a) is blended, it can be seen that the absorbed energy value after the maximum energy value is large, and the flexibility of the composition is greatly improved. Elongation is also improved by the blending of HCO / L-Ltd (a). In particular, in Example 9 where 20% by mass of HCO / L-Ltd (a) is blended, the elongation is remarkably improved. There is expected. On the other hand, the tensile strength and bending strength tend to decrease with an increase in the amount of HCO / L-Ltd (a), but this is not a significant decrease.

[4]ポリ乳酸組成物の物性(その2)
平均分子量の異なるHCO/L−Ltdを用いてポリ乳酸組成物を製造し、その伸び及び引張強さを評価した。
(1)平均分子量の異なるHCO/L−Ltdの製造
実施例2
ヒマシ硬化油939質量部と、L−ラクタイド2061質量部とを用いた他は実施例1と同様にして反応生成物を得た(表3では「HCO/L−Ltd(b)」と表記する。また、以下、「HCO/L−Ltd(b)」という。)。得られた反応生成物は無色のろう状物であった。このようにして得られた反応生成物の平均分子量は約3000である。
実施例3
ヒマシ硬化油939質量部と、L−ラクタイド3061質量部とを用いた他は実施例1と同様にして反応生成物を得た(表3では「HCO/L−Ltd(c)」と表記する。また、以下、「HCO/L−Ltd(c)」という。)。得られた反応生成物は無色のろう状物であった。このようにして得られた反応生成物の平均分子量は約4000である。
実施例4
ヒマシ硬化油939質量部と、L−ラクタイド4061質量部とを用いた他は実施例1と同様にして反応生成物を得た(表3では「HCO/L−Ltd(d)」と表記する。また、以下、「HCO/L−Ltd(d)」という。)。得られた反応生成物は白色の固形物であった。このようにして得られた反応生成物の平均分子量は約5000である。
[4] Physical properties of polylactic acid composition (part 2)
Polylactic acid compositions were produced using HCO / L-Ltd having different average molecular weights, and their elongation and tensile strength were evaluated.
(1) Production of HCO / L-Ltd with different average molecular weights Example 2
A reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 939 parts by weight of castor hydrogenated oil and 2061 parts by weight of L-lactide were used (in Table 3, expressed as “HCO / L-Ltd (b)”). Hereinafter, it is also referred to as “HCO / L-Ltd (b)”). The resulting reaction product was a colorless wax. The average molecular weight of the reaction product thus obtained is about 3000.
Example 3
A reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 939 parts by weight of castor hydrogenated oil and 3061 parts by weight of L-lactide were used (in Table 3, expressed as “HCO / L-Ltd (c)”). Hereinafter, it is also referred to as “HCO / L-Ltd (c)”). The resulting reaction product was a colorless wax. The average molecular weight of the reaction product thus obtained is about 4000.
Example 4
A reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 939 parts by weight of castor hydrogenated oil and 4061 parts by weight of L-lactide were used (in Table 3, expressed as “HCO / L-Ltd (d)”). Hereinafter, it is also referred to as “HCO / L-Ltd (d)”). The obtained reaction product was a white solid. The average molecular weight of the reaction product thus obtained is about 5000.

(2)ポリ乳酸組成物の製造及び物性評価
実験例11〜28
実施例2〜4の反応生成物を表3に記載の質量割合となるように用いた他は上記[3]と同様にしてポリ乳酸組成物を製造した。その後、このポリ乳酸組成物を用いて、上記[3]、(1)に記載の方法により伸び及び引張強さを測定した。
尚、HCO/L−Ltdに代えてヒマシ硬化油を用いてポリ乳酸組成物を製造してみたが、このポリ乳酸組成物は成形が容易ではなく、伸び及び引張強さを測定するための試験片を成形することができなかった。
結果を表3に記載する。
(2) Production of polylactic acid composition and evaluation of physical properties Experimental Examples 11 to 28
A polylactic acid composition was produced in the same manner as in the above [3] except that the reaction products of Examples 2 to 4 were used at the mass ratios shown in Table 3. Thereafter, using this polylactic acid composition, elongation and tensile strength were measured by the methods described in [3] and (1) above.
Although a polylactic acid composition was produced using castor oil instead of HCO / L-Ltd, this polylactic acid composition was not easy to mold, and a test for measuring elongation and tensile strength. The piece could not be molded.
The results are listed in Table 3.

Figure 2008031402
Figure 2008031402

表3の結果によれば、伸びはHCO/L−Ltdの種類及び配合量にかかわりなく向上がみられた。特に、HCO/L−Ltd(b)では配合量が15〜25質量%であるとき、HCO/L−Ltd(c)では配合量が30〜35質量%であるとき、HCO/L−Ltd(d)では配合量が25〜30質量%であるとき、に伸びの顕著な向上がみられた。また、HCO/L−Ltd(b)、(c)及び(d)のいずれの場合も、ポリ乳酸組成物の引張強さには大きな差異はみられなかった。   According to the results in Table 3, the elongation was improved regardless of the type and amount of HCO / L-Ltd. In particular, when the blending amount is 15 to 25% by mass in HCO / L-Ltd (b), and when the blending amount is 30 to 35% by mass in HCO / L-Ltd (c), HCO / L-Ltd ( In d), when the blending amount was 25 to 30% by mass, a remarkable improvement in elongation was observed. Moreover, in any case of HCO / L-Ltd (b), (c), and (d), there was no significant difference in the tensile strength of the polylactic acid composition.

[5]ポリ乳酸組成物の物性(その3)
実験例29〜32
HCO/L−Ltd(a)(表4でもHCO/L−Ltd(a)と表記する。)を用いて上記[3]と同様にして製造したポリ乳酸組成物のガラス転移点と融点を下記の方法により測定した。
(1)ガラス転移点及び融点;JIS K 7121に従い、示差走査熱量計を用いて測定した。
装置;ブルーカー社製
結果を表4に記載する。
[5] Physical properties of polylactic acid composition (part 3)
Experimental Examples 29-32
The glass transition point and melting point of a polylactic acid composition produced in the same manner as in [3] above using HCO / L-Ltd (a) (also expressed as HCO / L-Ltd (a) in Table 4) are as follows: It measured by the method of.
(1) Glass transition point and melting point: Measured using a differential scanning calorimeter according to JIS K7121.
Apparatus; manufactured by Bruker, Inc. The results are shown in Table 4.

Figure 2008031402
Figure 2008031402

表4の結果によれば、ガラス転移点は、HCO/L−Ltd(a)の配合量によらず低下する傾向にあり、ポリ乳酸とHCO/L−Ltd(a)とが均一に混合されていることが分かる。また、HCO/L−Ltd(a)が融点を有していないため、実験例29〜32の融点は、いずれもポリ乳酸そのものの融点であるが、実験例30〜32では、HCO/L−Ltd(a)の配合により融点が低温側にシフトする傾向がみられる。   According to the results in Table 4, the glass transition point tends to decrease regardless of the amount of HCO / L-Ltd (a), and polylactic acid and HCO / L-Ltd (a) are uniformly mixed. I understand that Further, since HCO / L-Ltd (a) has no melting point, the melting points of Experimental Examples 29 to 32 are all the melting points of polylactic acid itself, but in Experimental Examples 30 to 32, HCO / L- There is a tendency that the melting point shifts to the low temperature side due to the blending of LTD (a).

[6]ポリ乳酸組成物の物性(その4)
実験例33〜40
HCO/L−Ltd(a)及びHCO/L−Ltd(b)(表5でもHCO/L−Ltd(a)又はHCO/L−Ltd(b)と表記する。)を用いて上記[3]と同様にして製造したポリ乳酸組成物、並びにHCO/L−Ltdに代えてヒマシ硬化油を用いて同様にして製造したポリ乳酸組成物のブリード性と透明性を下記の方法により測定した。
(1)ブリード性;押出成形により作製した長さ45mm、幅6mm、厚さ4mmの試験片の温度が室温にまで降温した時点で、その外観を目視で観察し、ブリードの有無を確認した。
(2)透明性;紙に幅0.5mm、長さ10mmの2本の直線を3mmの間隔をおいて相対向するように描画し、この直線上に厚さ6mmのダンベル形状の試験片を置き、2本の直線を判別できるか否かを目視で判断した。
結果を表5に記載する。
[6] Physical properties of polylactic acid composition (part 4)
Experimental Examples 33-40
The above [3] using HCO / L-Ltd (a) and HCO / L-Ltd (b) (also expressed as HCO / L-Ltd (a) or HCO / L-Ltd (b) in Table 5). The bleedability and transparency of the polylactic acid composition produced in the same manner as above and the polylactic acid composition produced in the same manner using castor oil instead of HCO / L-Ltd were measured by the following methods.
(1) Bleed property: When the temperature of a test piece having a length of 45 mm, a width of 6 mm, and a thickness of 4 mm produced by extrusion molding was lowered to room temperature, the appearance was visually observed to confirm the presence or absence of bleed.
(2) Transparency: Two straight lines having a width of 0.5 mm and a length of 10 mm are drawn on the paper so as to face each other with an interval of 3 mm, and a dumbbell-shaped test piece having a thickness of 6 mm is formed on the straight line. It was visually determined whether or not two straight lines could be discriminated.
The results are listed in Table 5.

Figure 2008031402
Figure 2008031402

表5の結果によれば、ブリード性については、HCO/L−Ltd(a)、(b)による差異及び各々の配合量による差異はなく、いずれも良好である。一方、ポリ乳酸にヒマシ硬化油を配合した場合は、配合量が5質量%と少量であってもブリードがみられた。また、透明性についても、HCO/L−Ltd(a)、(b)による差異及び各々の配合量による差異はなく、いずれも良好である。一方、ポリ乳酸にヒマシ硬化油を配合した場合は、配合量が5質量%と少量であっても透明性の低下がみられた。   According to the results of Table 5, regarding the bleeding property, there is no difference due to HCO / L-Ltd (a), (b) and no difference due to the respective blending amounts, both being good. On the other hand, when castor oil was blended with polylactic acid, bleeding was observed even when the blending amount was as small as 5% by mass. Moreover, also about transparency, there is no difference by HCO / L-Ltd (a) and (b), and the difference by each compounding quantity, and all are favorable. On the other hand, when castor hydrogenated oil was blended with polylactic acid, a decrease in transparency was observed even when the blending amount was as small as 5% by mass.

[7]反応生成物を配合したポリ乳酸組成物の生分解性
実験例41〜46
(1)試料フィルムの作製
HCO/L−Ltd(a)(表6でもHCO/L−Ltd(a)と表記する。)と、ポリ乳酸(三井化学社製、商品名「LACEA H−400」)とを、表6に記載の質量割合となるように秤量した(HCO/L−Ltd(a)とポリ乳酸との合計が100質量%である。)。その後、容器にポリ乳酸を投入し、更にクロロホルムを投入してポリ乳酸を溶解させた。次いで、HCO/L−Ltd(a)を投入し、3時間攪拌して溶解させた。その後、溶液をポリテトラフルオロエチレンがコーティングされたバットに注ぎ入れ、バット内に流延させた。次いで、ドラフト内に5日間静置し、クロロホルムを揮散させてフィルムを成形した。このフィルム(厚さは約50μmである。)からコルクボーラを用いて直径11.5mmの試片を切り出した。
(2)反応液の調製
スクリューバイアル管にトリス−塩酸緩衝液(pH=8.6)5mlを量り取り、これにプロテナーゼK(from Tritirachium album min.30units/mg protein,Lyophilized powder、シグマ−アルドリッチ株式会社から購入)1mgとアジ化ナトリウム1mgとを加えて反応液を調製した。
(3)生分解性の評価
上記(1)で作製した各々の試片を超精密微量天秤(測定下限0.001mg)により秤量し、上記(2)で調製した反応液に浸漬し、37℃に設定したインキュベータ内に静置した。その後、所定時間経過するごとに試片をピンセットにより取り出し、上記(2)に記載の緩衝液で静かに洗浄し、次いで、水分を拭き取って上記の天秤により秤量し、酵素としてプロテナーゼKを用いたときの生分解性を評価した。
結果を表6に記載し、図1に示す。尚、表6において上段は試片の質量(単位;mg)であり、下段の括弧内は初期質量に対する所定時間経過後の質量割合(単位;%)である。
質量割合(%)=(所定時間経過後の質量/初期質量)×100
[7] Biodegradability of polylactic acid composition containing reaction product Experimental Examples 41 to 46
(1) Preparation of sample film HCO / L-Ltd (a) (also expressed as HCO / L-Ltd (a) in Table 6) and polylactic acid (trade name “LACEA H-400” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) ) Were weighed so as to have the mass ratios shown in Table 6 (the total of HCO / L-Ltd (a) and polylactic acid was 100% by mass). Thereafter, polylactic acid was charged into the container, and chloroform was further charged to dissolve the polylactic acid. Next, HCO / L-Ltd (a) was added and dissolved by stirring for 3 hours. Thereafter, the solution was poured into a vat coated with polytetrafluoroethylene and cast into the vat. Subsequently, it was left still for 5 days in a fume hood, and chloroform was volatilized to form a film. A specimen having a diameter of 11.5 mm was cut out from this film (thickness is about 50 μm) using a cork borer.
(2) Preparation of reaction solution Weigh 5 ml of Tris-HCl buffer (pH = 8.6) into a screw vial tube, and add proteinase K (from Tritirachium album min. 30 units / mg protein, Lyophilized powder, Sigma-Aldrich Co., Ltd.) (Purchased from a company) 1 mg and sodium azide 1 mg were added to prepare a reaction solution.
(3) Evaluation of biodegradability Each specimen prepared in the above (1) was weighed with an ultraprecision microbalance (measurement lower limit 0.001 mg), immersed in the reaction solution prepared in the above (2), and 37 ° C. It was left still in the incubator set to. Thereafter, each time a predetermined time elapses, the specimen is taken out with tweezers, gently washed with the buffer solution described in (2) above, then the moisture is wiped off and weighed with the above-mentioned balance, and proteinase K was used as the enzyme. When biodegradability was evaluated.
The results are listed in Table 6 and shown in FIG. In Table 6, the upper part is the mass (unit: mg) of the specimen, and the lower parenthesis is the mass ratio (unit:%) after a predetermined time with respect to the initial mass.
Mass ratio (%) = (mass after predetermined time / initial mass) × 100

Figure 2008031402
Figure 2008031402

表6及び図1の結果によれば、HCO/L−Ltd(a)が配合されていない実験例41では、5時間経過後も初期質量に対する割合は89.6%と高く、ポリ乳酸のみでは分解が十分ではないことが分かる。一方、実験例42〜46では、いずれも実験例41に比べて分解が促進されていることが分かる。より具体的には、HCO/L−Ltd(a)の配合量が5質量%と少量である実験例42でも、実験例41に比べて明らかに分解が促進されており、配合量が15質量%である実験例44では質量はほぼ半減しており、配合量が30質量%である実験例46では質量は1/3弱にまで減少している。このように、僅か5時間で分解が十分に促進されており、本発明のヒマシ硬化油系反応生成物がポリ乳酸の生分解を促進する十分な作用、効果を有することが裏付けられている。   According to the results of Table 6 and FIG. 1, in Experimental Example 41 in which HCO / L-Ltd (a) was not blended, the ratio to the initial mass was as high as 89.6% even after 5 hours had passed. It turns out that decomposition is not enough. On the other hand, in Experimental Examples 42 to 46, it can be seen that the decomposition is accelerated as compared with Experimental Example 41. More specifically, even in Experimental Example 42 in which the blending amount of HCO / L-Ltd (a) is as small as 5% by mass, decomposition is clearly promoted compared with Experimental Example 41, and the blending amount is 15% by mass. In Experimental Example 44, the mass is almost halved, and in Experimental Example 46, the blending amount is 30% by mass, the mass is reduced to a little less than 1/3. As described above, the decomposition is sufficiently accelerated in only 5 hours, and it is confirmed that the castor oil-based reaction product of the present invention has sufficient action and effect for promoting the biodegradation of polylactic acid.

本発明は、一般成形フィルム、特に生分解性が必要とされる農業用フィルム、シート、管状体及び各種容器等の種々の成形体の分野において利用することができる。また、その成形方法も特に限定されず、押出成形、射出成形、真空成形及び圧空成形等の各種の方法により成形することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of various molded articles such as general molded films, particularly agricultural films, sheets, tubular bodies and various containers that require biodegradability. Further, the molding method is not particularly limited, and the molding can be performed by various methods such as extrusion molding, injection molding, vacuum molding, and pressure molding.

ポリ乳酸用改質剤の配合量と生分解性の経時変化との相関を表すグラフである。It is a graph showing the correlation with the compounding quantity of the modifier for polylactic acids, and a biodegradable change with time.

Claims (9)

ヒマシ硬化油と、ラクタイド又はα−ヒドロキシ酸の鎖状オリゴマーとを反応させてなることを特徴とするヒマシ硬化油系反応生成物。   A castor oil-based reaction product obtained by reacting a castor oil with a chain oligomer of lactide or α-hydroxy acid. 上記ヒマシ硬化油と、上記ラクタイドとのモル比が1:4〜32である請求項1に記載のヒマシ硬化油系反応生成物。   The castor oil-based reaction product according to claim 1, wherein a molar ratio of the castor oil to the lactide is 1: 4 to 32. 上記ヒマシ硬化油と、上記鎖状オリゴマーとのモル比が、該鎖状オリゴマーの重量平均分子量をα−ヒドロキシ酸単位の式量で除した値をaとした場合に、1:(8/a〜64/a)である請求項1に記載のヒマシ硬化油系反応生成物。   The molar ratio of the castor oil to the chain oligomer is 1: (8 / a) where a is a value obtained by dividing the weight average molecular weight of the chain oligomer by the formula weight of the α-hydroxy acid unit. The castor oil-based reaction product according to claim 1, which is ˜64 / a). 重量平均分子量が1500〜5500である請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載のヒマシ硬化油系反応生成物。   The castor oil-based reaction product according to any one of claims 1 to 3, having a weight average molecular weight of 1500 to 5500. 請求項1乃至4のうちのいずれか1項に記載のヒマシ硬化油系反応生成物を含有することを特徴とするポリ乳酸用改質剤。   A polylactic acid modifier, comprising the castor oil-based reaction product according to any one of claims 1 to 4. ポリ乳酸と、請求項5に記載のポリ乳酸用改質剤とを含有することを特徴とするポリ乳酸組成物。   A polylactic acid composition comprising polylactic acid and the modifier for polylactic acid according to claim 5. 上記ポリ乳酸と、上記ポリ乳酸用改質剤に含有される上記ヒマシ硬化油系反応生成物との合計を100質量%とした場合に、該ヒマシ硬化油系反応生成物は10〜45質量%である請求項6に記載のポリ乳酸組成物。   When the total of the polylactic acid and the castor oil-based reaction product contained in the polylactic acid modifier is 100% by mass, the castor oil-based reaction product is 10 to 45% by mass. The polylactic acid composition according to claim 6. 請求項6又は7に記載のポリ乳酸組成物を用いてなることを特徴とするポリ乳酸成形体。   A polylactic acid molded article comprising the polylactic acid composition according to claim 6 or 7. フィルム又はシートの形態である請求項8に記載のポリ乳酸成形体。   The polylactic acid molded article according to claim 8, which is in the form of a film or a sheet.
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