JP2008038054A - Method for producing polylactic acid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polylactic acid which suppresses reduction in modulus of elasticity in the vicinity of a crystallization temperature and has improved heat resistance. <P>SOLUTION: The method for producing a polylactic acid comprises making at least one of a poly-L-lactic acid (PLLA) and a poly-D-lactic acid (PDLA) into a fibrous state and melting and kneading PLLA and PDLA at 170-190°C when PLLA and PDLA are melted and kneaded. The polylactic acid is processed into various moldings, films, sheets, fibers and composite material with other materials by injection molding, extrusion molding, etc., and useful for various uses demanding heat resistance. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリ−L−乳酸(PLLA)およびポリ−D−乳酸(PDLA)を用いたポリ乳酸の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing polylactic acid using poly-L-lactic acid (PLLA) and poly-D-lactic acid (PDLA).

ポリ乳酸の製造方法としては、従来より、乳酸から乳酸の環状二量体であるラクチドを合成し、この開環重合によってポリマーを得る方法や、乳酸からの直接重合による方法など、種々の方法が知られている。   Conventionally, there are various methods for producing polylactic acid, such as a method of synthesizing lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid from lactic acid, to obtain a polymer by this ring-opening polymerization, and a method by direct polymerization from lactic acid. Are known.

ポリ乳酸には、ポリ乳酸のステレオコンプレックスポリマーがある。このステレオコンプレックスポリマーは、ポリ−L−乳酸(PLLA)とポリ−D−乳酸(PDLA)の混合物からなるものであり、ポリ乳酸をステレオコンプレックスポリマーとすることにより、例えば、(1)PLLA鎖とPDLA鎖は、それぞれ単独のものより凝集力が強く、高い結晶性を示す、(2)融点が高くなり、熱安定性が向上する、(3)繊維・フィルムなどの製造の際に延伸倍率が向上し、高物性値のものが得られ、また、PLLAと同じ温度で成形加工できるが、延伸配向させたものの融点は高くなる、等の特徴を発現するとされている。   Polylactic acid includes a stereocomplex polymer of polylactic acid. This stereocomplex polymer is a mixture of poly-L-lactic acid (PLLA) and poly-D-lactic acid (PDLA). By using polylactic acid as a stereocomplex polymer, for example, (1) PLLA chain and Each PDLA chain has higher cohesion than a single one, exhibits high crystallinity, (2) has a high melting point and improves thermal stability, (3) has a draw ratio in the production of fibers, films, etc. It is said that it has improved properties and has high physical properties, and can be molded at the same temperature as PLLA, but it exhibits the characteristics such as a higher melting point of the stretched and oriented material.

ポリ乳酸のステレオコンプレックスポリマーは、一般に、ポリ−L−ラクチドとポリ−D−ラクチドの溶液状態でのブレンド物を紡糸した繊維を延伸することにより得ることが可能である。PLLAは一般に耐熱性が低いが、PDLAを混合してステレオコンプレックスを形成することで耐熱性を向上させることができる。   A stereocomplex polymer of polylactic acid can generally be obtained by drawing a fiber obtained by spinning a blend of poly-L-lactide and poly-D-lactide in a solution state. PLLA generally has low heat resistance, but heat resistance can be improved by mixing PDLA to form a stereo complex.

ステレオコンプレックスポリマーの製造方法に関連して、少なくとも一方が結晶化されている、L−乳酸が主成分のポリ−L−乳酸(A)からなるペレットとD−乳酸が主成分のポリ−D−乳酸(B)からなるペレットとを(A):(B)=10:90〜90:10の範囲の混合重量比で溶融ブレンドとして得た結晶性ポリ乳酸ステレオコンプレックスポリマー組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、ポリ−L−乳酸からなるペレットとポリ−D−乳酸からなるペレットとを用い、両ペレットを混合(ドライブレンド)し、同一の成形加工機内で加熱溶融し混合するか、別々の溶融装置で溶融後混合することが記載されている。
特開2000−017164号公報
In relation to the method for producing a stereocomplex polymer, at least one crystallized pellet made of poly-L-lactic acid (A) based on L-lactic acid and poly-D-based on D-lactic acid. Disclosed is a crystalline polylactic acid stereocomplex polymer composition obtained by melting and blending lactic acid (B) pellets at a mixing weight ratio in the range of (A) :( B) = 10: 90 to 90:10. (For example, refer to Patent Document 1). Here, using pellets made of poly-L-lactic acid and pellets made of poly-D-lactic acid, both pellets are mixed (dry blended), heated and melted and mixed in the same molding machine, or separately melted. It is described that mixing is performed after melting in an apparatus.
JP 2000-0117164 A

しかしながら、上記のようにPLLAとPDLAとをペレットの状態で混合して加熱溶融してステレオコンプレックスとする方法では、結晶化度が充分でないために、結晶化温度付近(例えば80℃付近)での弾性率の低下が大きく、耐熱性としては不充分である。   However, in the method of mixing PLLA and PDLA in the form of pellets and heating and melting them to make a stereo complex as described above, since the degree of crystallinity is not sufficient, it is around the crystallization temperature (for example, around 80 ° C.). Decrease in elastic modulus is large and is insufficient as heat resistance.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、結晶化温度付近(例えば80℃付近)での弾性率の低下を抑制し、耐熱性の高いポリ乳酸を得ることができるポリ乳酸の製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a method for producing polylactic acid capable of suppressing the decrease in elastic modulus near the crystallization temperature (for example, around 80 ° C.) and obtaining polylactic acid having high heat resistance. It aims at providing and makes it a subject to achieve this objective.

本発明は、繊維状のポリ乳酸は結晶状態が高く、溶融混練時にこれを核として導入すると配向して結晶化しやすく、結晶の多い状態を形成することができるとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。   The present invention has obtained the knowledge that fibrous polylactic acid has a high crystalline state and can be oriented and crystallized when introduced as a nucleus during melt-kneading, and can form a crystal-rich state. Based on that.

上記目的を達成するために、本発明のポリ乳酸の製造方法は、ポリ−L−乳酸(以下、「PLLA」と略記することがある。)およびポリ−D−乳酸(以下、「PDLA」と略記することがある。)を、PLLAおよびPDLAの少なくとも一方を繊維状態にして加えて溶融混練する構成としたものである。   In order to achieve the above object, the method for producing polylactic acid of the present invention comprises poly-L-lactic acid (hereinafter sometimes abbreviated as “PLLA”) and poly-D-lactic acid (hereinafter referred to as “PDLA”). May be abbreviated)), and at least one of PLLA and PDLA is added in a fiber state and melt kneaded.

本発明のポリ乳酸の製造方法においては、ポリ−L−乳酸(PLLA)およびポリ−D−乳酸(PDLA)を溶融混練する際に、PLLAまたはPDLA、あるいはPLLAおよびPDLAを繊維状態で加えることで、繊維状態のPLLA、PDLAは結晶状態が高いために、これが核となって配向して結晶成長しやすくなり、結晶が多くなった状態(ステレオコンプレックス結晶)で固化させ得るので、従来のようにペレット状や粉末状にして加えた場合に比べて、結晶化温度付近(80℃付近)での弾性率の低下を抑制でき、ポリ乳酸の耐熱性を効果的に向上させることができる。   In the method for producing polylactic acid of the present invention, when melt-kneading poly-L-lactic acid (PLLA) and poly-D-lactic acid (PDLA), PLLA or PDLA, or PLLA and PDLA are added in a fiber state. , Because fiber-like PLLA and PDLA have a high crystal state, they become oriented as a nucleus and are easy to grow crystals, and can be solidified in a state where there are many crystals (stereo complex crystals). Compared with the case where it is added in the form of pellets or powder, it is possible to suppress a decrease in elastic modulus near the crystallization temperature (around 80 ° C.), and to effectively improve the heat resistance of polylactic acid.

本発明において、「繊維状態」とは、長さと長さ方向を法線方向とする断面の最大径(断面円形では直径)との比(アスペクト比)が10:1以上となる長さをもつ形状をさし、(細長い)紐状のほか、サイズは問わず、前記アスペクトを満たす例えば長さが30nmに満たない短い棒状、針状も含む。
例えば遠心力を加えて配向結晶させ、前記アスペクト比の繊維状態が得られる。
In the present invention, the “fiber state” has a length such that the ratio (aspect ratio) of the length and the maximum diameter of the cross section having the normal direction in the length direction (diameter in the case of a circular cross section) is 10: 1 or more. In addition to the (long and narrow) string shape, the shape is not limited, and includes a short rod shape and a needle shape satisfying the aspect, for example, a length of less than 30 nm.
For example, the fiber state having the aspect ratio can be obtained by applying centrifugal force to cause oriented crystals.

また、「ポリ乳酸」とは、ポリラクチド(ラクチドの開環重合により得られたポリ乳酸)を含む意味である。   The term “polylactic acid” includes polylactide (polylactic acid obtained by ring-opening polymerization of lactide).

溶融混練を行なう際の温度としては、繊維状ポリ乳酸の方が高融点であるため、170〜190℃の範囲内とすることが望ましく、より好ましくは180±5℃の範囲内である。   The temperature at the time of melt kneading is desirably in the range of 170 to 190 ° C., more preferably in the range of 180 ± 5 ° C., since fibrous polylactic acid has a higher melting point.

本発明によれば、結晶化温度付近(例えば80℃付近)での弾性率の低下を抑制し、耐熱性の高いポリ乳酸を得ることができるポリ乳酸の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the polylactic acid which can suppress the fall of the elasticity modulus near crystallization temperature (for example, 80 degreeC vicinity) and can obtain polylactic acid with high heat resistance can be provided.

以下、本発明のポリ乳酸の製造方法について詳細に説明する。
本発明のポリ乳酸の製造方法は、ポリ−L−乳酸(PLLA)およびポリ−D−乳酸(PDLA)を、PLLAおよびPDLAの少なくとも一方を繊維状態にして加えて溶融混練する工程を設けて構成されたものである。必要に応じて、更に他の工程を有していてもよい。
Hereafter, the manufacturing method of the polylactic acid of this invention is demonstrated in detail.
The method for producing polylactic acid according to the present invention comprises a step of adding poly-L-lactic acid (PLLA) and poly-D-lactic acid (PDLA) with at least one of PLLA and PDLA in a fiber state and melt-kneading them. It has been done. If necessary, it may further include other steps.

ポリ乳酸は、例えば、PLLAとPDLAとを、任意の割合で混合後加熱溶融させて、または加熱溶融させた後任意の割合で混合して、ポリ乳酸のステレオコンプレックスポリマーとして得ることができる。ここで、本発明では、溶融混練の際にPLLAおよび/またはPDLAを繊維状態で存在させる。このとき、繊維状態のPLLAおよび/またはPDLAは、溶融混練前のPLLAおよび/またはPDLAの混合時に少なくとも一方を繊維状態にして混入することで存在させることができ、また、溶融混練の開始以後に繊維状態のPLLAおよび/またはPDLAを混入して存在させるようにすることができる。   Polylactic acid can be obtained, for example, as a stereocomplex polymer of polylactic acid by mixing PLLA and PDLA at an arbitrary ratio and then heat-melting or mixing at an arbitrary ratio after heat-melting. Here, in the present invention, PLLA and / or PDLA are present in a fiber state during melt kneading. At this time, PLLA and / or PDLA in the fiber state can be present by mixing and mixing at least one of the PLLA and / or PDLA before melt kneading, and after the start of melt kneading. Fiber-like PLLA and / or PDLA can be mixed and present.

本発明においては、PLLAおよびPDLAのいずれか一方あるいは両方を繊維状態で溶融混練時に存在させることで、結晶状態の繊維成分が結晶核となって配向が進み、結晶が多くなった状態で固化したステレオコンプレックスポリマーが形成されるので、結晶性が高く融点の高いポリ乳酸が得られ、高い耐熱性を確保できる。   In the present invention, either or both of PLLA and PDLA are present in the fiber state at the time of melt-kneading, so that the fiber component in the crystalline state becomes crystal nuclei and the orientation progresses, and the crystal is solidified in an increased state. Since the stereocomplex polymer is formed, polylactic acid having a high crystallinity and a high melting point can be obtained, and high heat resistance can be ensured.

ポリ−L−乳酸(PLLA)は、L−乳酸を主な構成単位とするポリ乳酸であり、L−乳酸単位が100〜20モル%であるポリ乳酸が含まれる。   Poly-L-lactic acid (PLLA) is polylactic acid having L-lactic acid as a main constituent unit, and includes polylactic acid having 100 to 20 mol% of L-lactic acid units.

ポリ−D−乳酸(PDLA)は、D−乳酸を主な構成単位とするポリ乳酸であり、D−乳酸単位が100〜20モル%であるポリ乳酸が含まれる。   Poly-D-lactic acid (PDLA) is polylactic acid containing D-lactic acid as a main constituent unit, and includes polylactic acid having 100 to 20 mol% of D-lactic acid units.

繊維状態のPLLA、PDLAには、例えば、PLLAペレット(またはPDLAペレット)等を加熱後、これに遠心を加えながら結晶化させて配向結晶したもの、あるいは市販の繊維形状を有するPLLAまたはPDLA(例えば、PURAC社製のPURASORB PDなど)から目的等に応じて適宜選択することができる。
結晶化させて配向結晶する場合、結晶化させる際の温度は、PLLA、PDLAのガラス転移点温度以上、融点以下とすることが好ましい。通常は58〜180℃程度の温度範囲である。
For the PLLA and PDLA in the fiber state, for example, a PLLA pellet (or PDLA pellet) or the like is heated and then crystallized while being centrifuged and crystallized by orientation, or a PLLA or PDLA having a commercially available fiber shape (for example, , PURASORB PD manufactured by PURAC, etc.) can be appropriately selected according to the purpose.
In the case of crystallizing the crystal by orientation, the temperature at which the crystallization is performed is preferably a glass transition temperature of PLLA or PDLA and a melting point or less. Usually, it is a temperature range of about 58-180 degreeC.

繊維状態は、長さと長さ方向を法線方向とする断面の最大長さ(例えば、断面真円では直径、断面楕円では最大直径、断面正三角形や断面正方形等では各々最大辺の長さもしくは対角線の長さ)との比(アスペクト比)が10:1以上となる長さをもつ長尺状の形状(例:棒状、針状)をいい、アスペクト比は100:1以上がより好ましい。アスペクト比の上限は1000:1が好ましい。中でも、100:1が特に好ましい。このアスペクト比の範囲内において、繊維形状の長辺の長さ(カット長)としては、50±30nmの範囲内で選択することが好ましい。   The fiber state is the maximum length of the cross section with the length and the length direction as the normal direction (for example, the diameter in the case of a perfect circle, the maximum diameter in the case of a cross ellipse, It refers to a long shape (e.g., rod shape, needle shape) having a length (diagonal length) ratio (aspect ratio) of 10: 1 or more, and an aspect ratio of 100: 1 or more is more preferable. The upper limit of the aspect ratio is preferably 1000: 1. Among these, 100: 1 is particularly preferable. Within this aspect ratio range, the long side length (cut length) of the fiber shape is preferably selected within a range of 50 ± 30 nm.

また、繊維状態は、糸の太さの単位T(デシテックス)で表すことができ、10T以下の繊維状態が好ましく、より好ましくは3T〜0.3Tの範囲である。
なお、デシテックス(T)は、10,000m当りのグラム数を表す。
Further, the fiber state can be represented by a unit T (decitex) of the thickness of the yarn, and a fiber state of 10T or less is preferable, and more preferably in a range of 3T to 0.3T.
Decitex (T) represents the number of grams per 10,000 m.

乳酸モノマー又はラクチドと共重合可能な他のモノマー成分を含んでもよく、例えば、2個以上のエステル結合形成性の官能基を持つジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等、およびこれらモノマー成分よりなる各種ポリエステル、各種ポリエーテル、各種ポリカーボネート等が挙げられる。   Lactic acid monomer or other monomer component copolymerizable with lactide may be included, for example, dicarboxylic acid, polyhydric alcohol, hydroxycarboxylic acid, lactone etc. having two or more ester bond-forming functional groups, and these monomers Examples include various polyesters composed of components, various polyethers, and various polycarbonates.

前記ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられ、前記多価アルコールとしては、ビスフェノールにエチレンオキシドを付加反応させたものなどの芳香族多価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのエーテルグリコール等が挙げられる。また、前記ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸、その他特開平6−184417号公報に記載のもの等が挙げられ、前記ラクトンとしては、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。   Examples of the dicarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid. Examples of the polyhydric alcohol include aromatic polyvalents such as those obtained by addition reaction of bisphenol with ethylene oxide. Alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, octanediol, glycerin, sorbitan, trimethylolpropane, neopentyl glycol and other aliphatic polyhydric alcohols, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and other ethers Glycol and the like. Examples of the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, hydroxybutylcarboxylic acid, and others described in JP-A-6-184417. Examples of the lactone include glycolide, ε-caprolactone glycolide, ε-caprolactone, Examples include β-propiolactone, δ-butyrolactone, β- or γ-butyrolactone, pivalolactone, and δ-valerolactone.

ポリ−L−乳酸(PLLA)、ポリ−D−乳酸(PDLA)の製造には、基本的には、既知の任意の重合方法を採用することができる。この重合方法には、制限はなく、縮重合法、開環重合法など公知の方法が挙げられる。
例えば、縮重合法による場合は、PLLA、PDLAはL−乳酸もしくはD−乳酸を(必要に応じて他のモノマー成分等と共に)直接脱水縮重合することにより任意の組成に構成することができる。また、開環重合法による場合は、乳酸の環状二量体であるラクチドを、必要に応じて重合調整剤等と共に混合し、触媒を用いて重合させることにより、任意の組成に構成されたPLLA、PDLAとすることができる。前記ラクチドには、L−乳酸の2量体であるL−ラクチド、D−乳酸の2量体であるD−ラクチド、L−乳酸及びD−乳酸からなるDL−ラクチドがある。
For production of poly-L-lactic acid (PLLA) and poly-D-lactic acid (PDLA), basically any known polymerization method can be employed. There is no restriction | limiting in this polymerization method, Well-known methods, such as a condensation polymerization method and a ring-opening polymerization method, are mentioned.
For example, in the case of the condensation polymerization method, PLLA and PDLA can be formed into an arbitrary composition by directly dehydrating condensation polymerization of L-lactic acid or D-lactic acid (along with other monomer components and the like as necessary). In addition, in the case of the ring-opening polymerization method, lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid, is mixed with a polymerization regulator or the like as necessary, and polymerized using a catalyst to form PLLA having an arbitrary composition. , PDLA. Examples of the lactide include L-lactide which is a dimer of L-lactic acid, D-lactide which is a dimer of D-lactic acid, L-lactic acid, and DL-lactide composed of D-lactic acid.

PLLAおよびPDLAの質量平均分子量としては、いずれも樹脂の流動性の点で、1,000〜500,000の範囲が好ましく、より好ましくは50,000〜500,000の範囲である。   The mass average molecular weight of PLLA and PDLA is preferably in the range of 1,000 to 500,000, more preferably in the range of 50,000 to 500,000, from the viewpoint of the fluidity of the resin.

PLLAとPDLAとの混合比(質量比)は、特に限定されないが、PLLA、PDLAの結晶化温度付近での弾性率E'を高める点から、PLLA:PDLA=85:15〜15:85の範囲であることが好ましく、PLLA、PDLAの結晶化温度付近、特に80℃付近での弾性率E'を3.0×10を超えて高める観点から、PLLA:PDLA=70:30〜30:70の範囲であることがより好ましい。
この混合比は、使用目的に応じて適宜選択すればよい。
The mixing ratio (mass ratio) of PLLA and PDLA is not particularly limited, but is in the range of PLLA: PDLA = 85: 15 to 15:85 from the viewpoint of increasing the elastic modulus E ′ near the crystallization temperature of PLLA and PDLA. From the viewpoint of increasing the elastic modulus E ′ in the vicinity of the crystallization temperature of PLLA and PDLA, particularly in the vicinity of 80 ° C. to exceed 3.0 × 10 8 , PLLA: PDLA = 70: 30 to 30:70 More preferably, it is the range.
What is necessary is just to select this mixing ratio suitably according to the intended purpose.

また、PLLAおよびPDLA以外に、他の成分として必要に応じ、従来公知の可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、染料・顔料等の着色剤、各種フィラー、帯電防止剤、離型剤、香料、滑剤、難燃剤、発泡剤、充填剤、抗菌・抗カビ剤、核形成剤などの各種添加剤を加えてもよい。また、PLLAおよびPDLAの混合を微分散して行なうために、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等の無機充填剤を用いてもよい。
これら各種添加剤の添加は、例えばステレオコンプレックスポリマーを製造する際に行なうようにすることができる。
In addition to PLLA and PDLA, conventionally known plasticizers, antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, UV absorbers, colorants such as dyes / pigments, various fillers, charging, etc. Various additives such as an inhibitor, a release agent, a fragrance, a lubricant, a flame retardant, a foaming agent, a filler, an antibacterial / antifungal agent, and a nucleating agent may be added. In order to finely disperse PLLA and PDLA, inorganic fillers such as talc, mica, calcium carbonate, and glass fiber may be used.
These various additives can be added, for example, when producing a stereocomplex polymer.

PLLAおよびPDLAの溶融混練は、溶融混練法により、具体的には、PLLAとPDLAとをミキサー等を用いて均一にブレンドした後、二軸押出機等の溶融押出機、ラボプラストミル等のミルなどを用いて、170〜190℃の温度範囲(例えば二軸押出機ではシリンダー温度160〜200℃の温度範囲)内で加熱溶融して混練することにより行なえる。   The melt-kneading of PLLA and PDLA is performed by a melt-kneading method. Specifically, after PLLA and PDLA are uniformly blended using a mixer or the like, a melt extruder such as a twin screw extruder or a mill such as a lab plast mill is used. Etc. can be performed by heating and melting within a temperature range of 170 to 190 ° C. (for example, a temperature range of 160 to 200 ° C. for a twin screw extruder).

ブレンドする際、PLLAまたはPDLAのいずかを繊維状態とせずに用いる場合には、例えばペレット状、粉末状の形態で用いることができる。ここで、ペレットとは、アスペクト比が前記範囲外であって、シートを粉砕もしくはカットしたもの、球状や碁石状のものである。   When blending, either PLLA or PDLA can be used in the form of pellets or powder, for example, without using the fiber state. Here, the pellets are those whose aspect ratio is outside the above range and whose sheet is crushed or cut, and those which are spherical or fluorite.

加熱は、PLLAおよびPDLAを流動化させて行なうことが好ましい。流動化させることによって、PLLA/PDLA間、あるいは繊維同士やペレットを用いたときのペレット同士の融着を防ぐことができる。融着してしまった場合は機械的に粉砕するとよい。   Heating is preferably performed by fluidizing PLLA and PDLA. By fluidizing, fusion between pellets when PLLA / PDLA or fibers or pellets are used can be prevented. If it is fused, it may be pulverized mechanically.

溶融押出機による場合には、PLLAおよびPDLAと必要に応じて他の成分とを溶融押出機に装填し、機内に備えられた回転スクリューで加熱及び/又は加圧しつつ溶融、混練して行なうようにしてもよい。   When using a melt extruder, PLLA and PDLA and other components as necessary are loaded into the melt extruder and melted and kneaded while being heated and / or pressurized with a rotary screw provided in the machine. It may be.

溶融混練後は、例えばペレット状にして樹脂組成物が得られ、得られた樹脂組成物は、例えば、射出成形機に導入して所望の成形条件(例えば、シリンダー設定温度155〜200℃、金型温度30〜80℃、射出および保圧の時間10〜30秒、冷却時間10〜60秒)に設定して射出成形したり、あるいは溶融混練後の樹脂組成物を所望の基体上に、例えば溶融押出機の押出ダイから押し出し、押し出された樹脂組成物をニップして圧着する等して押出コーティングするか、押し出し後に樹脂組成物をプレス機により所定条件(例えば温度150〜230℃、処理時間1〜10分間)下でプレス成形(必要に応じて更に加熱冷却圧縮成形機を用いて所定条件(例えば温度10〜40℃、処理時間1〜10分間)下でプレス成形)することにより、シート状もしくはフィルム状をはじめ所望の形状の樹脂成形体を得るようにすることができる。   After the melt-kneading, for example, a resin composition is obtained in the form of pellets, and the obtained resin composition is introduced into, for example, an injection molding machine to obtain desired molding conditions (for example, a cylinder set temperature of 155 to 200 ° C., gold Mold temperature 30 to 80 ° C., injection and holding pressure time 10 to 30 seconds, cooling time 10 to 60 seconds) or injection-molding, or melt-kneaded resin composition on a desired substrate, for example Extruded from an extrusion die of a melt extruder and extruded and coated by nip and pressing the extruded resin composition, or after extrusion, the resin composition is subjected to predetermined conditions (for example, temperature 150 to 230 ° C., processing time) 1-10 minutes) under press molding (if necessary, press molding under predetermined conditions (for example, temperature 10-40 ° C., processing time 1-10 minutes) using a heating / cooling compression molding machine) Desired including film or film It is possible to obtain a resin molded body of the shape.

本発明のポリ乳酸の製造方法により得られたポリ乳酸(ステレオコンプレックスポリマー)は、射出成型品、押出し成型品、真空圧空成型品、ブロー成型品、フィルム、シート、不織布、繊維・布、他の材料との複合体、農業用資材、園芸用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品、または他の成型品の用途に用いることができ、特に耐熱性が要求される成型品の用途に好適である。なお、成形は常法により行なうことができる。   The polylactic acid (stereocomplex polymer) obtained by the method for producing polylactic acid of the present invention is an injection molded product, an extrusion molded product, a vacuum / pressure molded product, a blow molded product, a film, a sheet, a nonwoven fabric, a fiber / cloth, and the like. Can be used for composites with materials, agricultural materials, horticultural materials, fishery materials, civil engineering / architectural materials, stationery, medical supplies, or other molded products, especially those requiring heat resistance It is suitable for the use of goods. In addition, shaping | molding can be performed by a conventional method.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、下記の「部」は質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. The following “parts” are based on mass.

(実施例1)
トヨタ自動車(株)製のU'z−B0〔質量平均分子量:200,000、ペレット状;ポリ−L−乳酸(PLLA)〕70部と、PURAC社製のPURASORB PD〔質量平均分子量:102,000、繊維形状{2.2T(デシテックス)、カット長:51mm};ポリ−D−乳酸(PDLA)〕30部と、を混合し、ラボプラストミル(東洋精工(株)製)を用いて175℃で均一に溶融混練して(ステレオコンプレックス形成)、PLA組成物を得た。
(Example 1)
70 parts U'z-B0 [mass average molecular weight: 200,000, pellets; poly-L-lactic acid (PLLA)] manufactured by Toyota Motor Corporation, and PURASORB PD [mass average molecular weight: 102, manufactured by PURAC 000, fiber shape {2.2T (decitex), cut length: 51 mm}; poly-D-lactic acid (PDLA)] 30 parts, and 175 using Labo Plast Mill (Toyo Seiko Co., Ltd.). A PLA composition was obtained by uniformly melt-kneading at 0 ° C. (stereo complex formation).

得られたPLA組成物を精密圧力プレス機(コータキ精機(株)製)に装填し、この精密圧力プレス機で温度180℃、加重20トン、プレス時間180秒の処理条件にてプレス成形を行なった。続いて、加熱冷却圧縮試験機(東邦インターナショナル(株)製)を用い、温度30℃、加重60kN、プレス時間120秒の処理条件にてプレス成形を行ない、0.7mm厚のPLAシートを得た。   The obtained PLA composition is loaded into a precision pressure press machine (manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), and press molding is performed with this precision pressure press machine at a temperature of 180 ° C., a load of 20 tons and a press time of 180 seconds. It was. Subsequently, using a heating / cooling compression tester (manufactured by Toho International Co., Ltd.), press molding was performed under the processing conditions of a temperature of 30 ° C., a load of 60 kN, and a press time of 120 seconds to obtain a 0.7 mm thick PLA sheet. .

〈評価〉
得られたPLAシートについて、動的粘弾性試験機(DVE−V4、レオロジ(株)製)を用いて、粘弾性特性を測定することにより弾性率E'[Pa]を測定した。測定結果は図1に示す。ここで、80℃での弾性率E'は、7.00×10Paであった。
なお、弾性率E'は、値の大きいほど耐熱性に優れることを示す。
<Evaluation>
About the obtained PLA sheet | seat, the elastic modulus E '[Pa] was measured by measuring a viscoelastic property using the dynamic viscoelasticity testing machine (DVE-V4, Rheology Co., Ltd. product). The measurement results are shown in FIG. Here, the elastic modulus E ′ at 80 ° C. was 7.00 × 10 8 Pa.
In addition, elastic modulus E 'shows that it is excellent in heat resistance, so that a value is large.

(実施例2〜4)
実施例1において、PLLAおよびPDLAの量を、PLLA/PDLA=80部/20部(実施例2)、PLLA/PDLA=60部/40部(実施例3)、PLLA/PDLA=30部/70部(実施例4)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、PLAシートを作製し、弾性率の測定を行なった。
(Examples 2 to 4)
In Example 1, the amounts of PLLA and PDLA were as follows: PLLA / PDLA = 80 parts / 20 parts (Example 2), PLLA / PDLA = 60 parts / 40 parts (Example 3), PLLA / PDLA = 30 parts / 70 A PLA sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the part was changed to the part (Example 4), and the elastic modulus was measured.

弾性率を実施例1と同様にして測定した結果、いずれも図1と同様に70〜100℃付近の弾性率の落ち込みが抑えられており、耐熱性の高いPLAシートを得ることができた。ここで、各実施例で得たPLAシートの80℃での弾性率E'はそれぞれ、3.00×10Pa(実施例2)、9.00×10Pa(実施例3)、7.00×10Pa(実施例4)であり、いずれも良好な耐熱性を示していた。 As a result of measuring the elastic modulus in the same manner as in Example 1, the drop in elastic modulus in the vicinity of 70 to 100 ° C. was suppressed in the same manner as in FIG. 1, and a high heat-resistant PLA sheet could be obtained. Here, the elastic modulus E ′ at 80 ° C. of the PLA sheet obtained in each example is 3.00 × 10 8 Pa (Example 2), 9.00 × 10 8 Pa (Example 3), 7 It was 0.000 × 10 8 Pa (Example 4), and all exhibited good heat resistance.

(実施例5)
実施例1において、U'z−B0(ペレット状のPLLA)およびPURASORB PD(繊維形状のPDLA)をそれぞれ、繊維形状のPLLA(質量平均分子量:200000、(2.2T、カット長:51mm)、トヨタ自動車(株)製のU'z−B0)およびペレット状のPDLA(質量平均分子量:120000、PURAC社製のPURASORB PD)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、PLAシートを作製し、弾性率の測定を行なった。
弾性率を測定した結果、実施例1と同様の結果が得られた。
(Example 5)
In Example 1, U'z-B0 (pellet-shaped PLLA) and PURASORB PD (fiber-shaped PDLA) were each made into fiber-shaped PLLA (mass average molecular weight: 200000, (2.2T, cut length: 51 mm), A PLA sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that it was replaced with U'z-B0 (manufactured by Toyota Motor Corporation) and pellet-like PDLA (mass average molecular weight: 120,000, PURASORB PD manufactured by PURAC). Then, the elastic modulus was measured.
As a result of measuring the elastic modulus, the same result as in Example 1 was obtained.

(実施例6)
実施例1において、U'z−B0(ペレット状のPLLA)を、繊維形状のPLLA(質量平均分子量:200000、(2.2T、カット長:51mm)、トヨタ自動車(株)製のU'z−B0)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、PLAシートを作製し、弾性率の測定を行なった。
弾性率を測定した結果、実施例1と同様の結果が得られた。
(Example 6)
In Example 1, U'z-B0 (pellet-like PLLA) was replaced with fiber-shaped PLLA (mass average molecular weight: 200000, (2.2T, cut length: 51 mm), U'z manufactured by Toyota Motor Corporation. A PLA sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that it was changed to -B0), and the elastic modulus was measured.
As a result of measuring the elastic modulus, the same result as in Example 1 was obtained.

(比較例1)
実施例1において、PURASORB PD(繊維形状のPDLA)を混合せず、U'z−B0(PLLA)100部のみを用いたこと以外、実施例1と同様にして、PLAシートを作製し、弾性率の測定を行なった。
測定結果は図1に示す。また、80℃での弾性率E'は、1.00×10Paであった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a PLA sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that PURASORB PD (fiber-shaped PDLA) was not mixed and only 100 parts of U'z-B0 (PLLA) was used. The rate was measured.
The measurement results are shown in FIG. Further, the elastic modulus E ′ at 80 ° C. was 1.00 × 10 7 Pa.

(比較例2)
実施例1において、繊維形状のPDLA〔PURAC社製のPURASORB PD(質量平均分子量:102,000)〕を、ペレット状のPDLA(質量平均分子量:120000、PURAC社製のPURASORB PD)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、PLAシートを作製し、弾性率の測定を行なった。
測定結果は図1に示す。また、80℃での弾性率E'は、3.00×10Paであった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the fiber-shaped PDLA [PURASORB PD (mass average molecular weight: 102,000) manufactured by PURAC] was replaced with pellet-shaped PDLA (mass average molecular weight: 120,000, PURASORB PD manufactured by PURAC). A PLA sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the elastic modulus was measured.
The measurement results are shown in FIG. Further, the elastic modulus E ′ at 80 ° C. was 3.00 × 10 8 Pa.

図1に示すように、PLLAのみを用いた場合(比較例1)やペレット状のPDLAを混合して溶融混練した場合(比較例2)に比べ、PLLAに繊維形状のPDLAを溶融混練した場合(本発明)では、70〜100℃付近(特に80℃付近)での弾性率の落ち込みが飛躍的に抑えられており、耐熱性を効果的に向上させることができた。特に、PLLA:PDLA=70:30〜30:70の範囲である場合(実施例1、3、4)に高い耐熱性が得られた。   As shown in FIG. 1, compared to the case where only PLLA is used (Comparative Example 1) or the case where pellet-like PDLA is mixed and melt-kneaded (Comparative Example 2), the case where fiber-shaped PDLA is melt-kneaded in PLLA In the present invention, the drop in the elastic modulus in the vicinity of 70 to 100 ° C. (particularly in the vicinity of 80 ° C.) is remarkably suppressed, and the heat resistance can be effectively improved. In particular, high heat resistance was obtained when PLLA: PDLA = 70: 30 to 30:70 (Examples 1, 3, and 4).

ポリ乳酸の加熱温度と弾性率E'との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the heating temperature of polylactic acid, and elastic modulus E '.

Claims (2)

ポリ−L−乳酸(PLLA)およびポリ−D−乳酸(PDLA)を、前記PLLAおよび前記PDLAの少なくとも一方を繊維状態にして加えて溶融混練するポリ乳酸の製造方法。   A method for producing polylactic acid, comprising adding poly-L-lactic acid (PLLA) and poly-D-lactic acid (PDLA) in a fiber state to at least one of said PLLA and PDLA and melt-kneading them. 前記溶融混練が、170〜190℃の範囲内で行なわれる請求項1に記載のポリ乳酸の製造方法。   The method for producing polylactic acid according to claim 1, wherein the melt-kneading is performed within a range of 170 to 190 ° C.
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