JP2008120873A - ポリ乳酸の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、高い融点を有するポリ乳酸の製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明は、主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ１およびポリマーＬ２、
主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ１およびポリマーＤ２を、重量比（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）が１０／９０〜９０／１０の範囲で混合し、２４０〜３００℃で熱処理しポリ乳酸を製造する方法であって、以下の条件、
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
（但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。）
を満足することを特徴とするポリ乳酸の製造方法である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ１およびポリマーＬ２、
主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ１およびポリマーＤ２を、重量比（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）が１０／９０〜９０／１０の範囲で混合し、２４０〜３００℃で熱処理しポリ乳酸を製造する方法であって、以下の条件、
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
（但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。）
を満足することを特徴とするポリ乳酸の製造方法である。
【選択図】図１
Description
本発明はポリ乳酸の製造方法に関する。
近年、石油依存型社会の発展により、地球温暖化、異常気象など地球環境に対する影響が懸念される。このような背景の下、ポリカプロラクトンやポリ乳酸のような植物由来樹脂が注目を集めている。なかでもポリ乳酸は、比較的安価であり、融点も１７０℃程度あり、溶融成形可能である点で注目を集めている。しかし実用上、融点の向上が求められている。
一方で、主としてＬ−乳酸単位からなるポリマー（ＰＬＬＡ）と主としてＤ−乳酸単位からなるポリマー（ＰＤＬＡ）を溶液あるいは溶融状態で混合することにより、ステレオコンプレックスポリ乳酸が形成されることが知られている（特許文献１および非特許文献１参照）。このステレオコンプレックスポリ乳酸はＰＬＬＡやＰＤＬＡに比べて、高融点で、高結晶性を示すことが知られている。
しかし、通常、ステレオコンプレックスポリ乳酸は溶液法で製造され、溶液状態での長時間混合、溶剤を揮発させる工程が必要となり、製造工程が煩雑になるばかりでなく、コストアップにつながるという問題があった。
特開昭６３−２４１０２４号公報
Macromolecules, 24, 5651 (1991)
一方で、主としてＬ−乳酸単位からなるポリマー（ＰＬＬＡ）と主としてＤ−乳酸単位からなるポリマー（ＰＤＬＡ）を溶液あるいは溶融状態で混合することにより、ステレオコンプレックスポリ乳酸が形成されることが知られている（特許文献１および非特許文献１参照）。このステレオコンプレックスポリ乳酸はＰＬＬＡやＰＤＬＡに比べて、高融点で、高結晶性を示すことが知られている。
しかし、通常、ステレオコンプレックスポリ乳酸は溶液法で製造され、溶液状態での長時間混合、溶剤を揮発させる工程が必要となり、製造工程が煩雑になるばかりでなく、コストアップにつながるという問題があった。
本発明の目的は、ステレオコンプレックス結晶を含有し、高い融点を有するポリ乳酸を製造する方法を提供することにある。
本発明者は、ステレオコンプレックス結晶を含有し、高い融点を有するポリ乳酸の製造方法について鋭意検討した。その結果、主としてＬ―乳酸単位からなるポリマーと、主としてＤ−乳酸単位からなるポリマーとを、溶融混合しポリ乳酸を製造する際に、分子量の大きいポリマーと小さいポリマーを組合せて用いると高融点のポリ乳酸が容易に得られることを見出し、本発明を完成した。
即ち本発明は、（Ｌ１）主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ１、
（Ｌ２）主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ２、
（Ｄ１）主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ１および
（Ｄ２）主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ２を、
重量比（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）が１０／９０〜９０／１０の範囲で混合し、２２０〜３００℃で熱処理しポリ乳酸を製造する方法であって、以下の条件、
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
（但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は、各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。）
を満足することを特徴とするポリ乳酸の製造方法である。また本発明は、該方法により得られたポリ乳酸を包含する。さらに、該ポリ乳酸からなる成形品を包含する。
（Ｌ２）主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ２、
（Ｄ１）主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ１および
（Ｄ２）主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ２を、
重量比（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）が１０／９０〜９０／１０の範囲で混合し、２２０〜３００℃で熱処理しポリ乳酸を製造する方法であって、以下の条件、
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
（但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は、各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。）
を満足することを特徴とするポリ乳酸の製造方法である。また本発明は、該方法により得られたポリ乳酸を包含する。さらに、該ポリ乳酸からなる成形品を包含する。
本発明によれば高融点のポリ乳酸を、溶剤を用いることなく容易に製造することができる。本発明は、所定の分子量を有するポリマーを組合せて用いるので、耐熱性に優れたポリ乳酸を製造することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
＜ポリ乳酸の製造方法＞
（ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１、Ｄ２）
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１またはＤ２は、下記式で表されるＬ−乳酸単位またはＤ−乳酸単位から主としてなる。
（ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１、Ｄ２）
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１またはＤ２は、下記式で表されるＬ−乳酸単位またはＤ−乳酸単位から主としてなる。
ポリマーＬ１またはＬ２は、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、さらに好ましくは９８モル％以上のＬ−乳酸単位から構成される。他の単位としては、Ｄ−乳酸単位、乳酸以外の共重合成分単位が挙げられる。Ｄ−乳酸単位、乳酸以外の共重合成分単位は、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下、さらに好ましくは２モル％以下である。
ポリマーＤ１またはＤ２は、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、さらに好ましくは９８モル％以上のＤ−乳酸単位から構成される。他の単位としては、Ｌ−乳酸単位、乳酸以外の共重合成分単位が挙げられる。Ｌ−乳酸単位、乳酸以外の共重合成分単位は、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下、さらに好ましくは２モル％以下である。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２中の共重合成分単位として、２個以上のエステル結合形成可能な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、ラクトン等由来の単位およびこれら種々の構成成分から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由来の単位が例示される。
ポリマーＤ１またはＤ２は、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、さらに好ましくは９８モル％以上のＤ−乳酸単位から構成される。他の単位としては、Ｌ−乳酸単位、乳酸以外の共重合成分単位が挙げられる。Ｌ−乳酸単位、乳酸以外の共重合成分単位は、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下、さらに好ましくは２モル％以下である。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２中の共重合成分単位として、２個以上のエステル結合形成可能な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、ラクトン等由来の単位およびこれら種々の構成成分から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由来の単位が例示される。
ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。多価アルコールとしては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、ペンタンジオール、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、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール等あるいはビスフェノールにエチレンオキシドが付加させたものなどの芳香族多価アルコール等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸として、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸等が挙げられる。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。
本発明において、ポリマーは以下の条件を具備することを特徴とする。
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は、各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。ＭＬ１／ＭＬ２は、好ましくは１．５〜２．８、より好ましくは１．５〜２．７である。ＭＤ１／ＭＤ２は、好ましくは１．５〜２．８、より好ましくは１．５〜２．７である。ＭＬ１が１０万を超え、ＭＬ２が５万〜１０万であり、ＭＤ１が１０万を超え、ＭＤ２が５万〜１０万であることが好ましい。
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は、各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。ＭＬ１／ＭＬ２は、好ましくは１．５〜２．８、より好ましくは１．５〜２．７である。ＭＤ１／ＭＤ２は、好ましくは１．５〜２．８、より好ましくは１．５〜２．７である。ＭＬ１が１０万を超え、ＭＬ２が５万〜１０万であり、ＭＤ１が１０万を超え、ＭＤ２が５万〜１０万であることが好ましい。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量は、各々、好ましくは５万〜５０万、より好ましくは６万〜３０万、さらに好ましくは７万〜２２万である。本明細書において、重量平均分子量（Ｍｗ）は溶離液にクロロホルムを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量値である。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の融点は、各々、好ましくは１４０〜１８０℃、より好ましくは１５５〜１８０℃、さらに好ましくは１６０〜１８０℃である。ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２は、ラクチドの含有量が少ない方が好ましい。ラクチドの含有量は、好ましくは１０００ｐｐｍ、より好ましくは５００ｐｐｍ、さらに好ましくは１００ｐｐｍである。
ポリマーＬ１およびＬ２、Ｄ１およびＤ２は、Ｌ−ラクチドまたはＤ−ラクチドを金属触媒の存在下で開環重合することにより製造することができる。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の融点は、各々、好ましくは１４０〜１８０℃、より好ましくは１５５〜１８０℃、さらに好ましくは１６０〜１８０℃である。ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２は、ラクチドの含有量が少ない方が好ましい。ラクチドの含有量は、好ましくは１０００ｐｐｍ、より好ましくは５００ｐｐｍ、さらに好ましくは１００ｐｐｍである。
ポリマーＬ１およびＬ２、Ｄ１およびＤ２は、Ｌ−ラクチドまたはＤ−ラクチドを金属触媒の存在下で開環重合することにより製造することができる。
金属触媒として、アルカリ土類金属、希土類金属、第三周期の遷移金属、アルミニウム、ゲルマニウム、スズおよびアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素を含む化合物が挙げられる。アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムなどが挙げられる。希土類元素として、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウムなどが挙げられる。第三周期の遷移金属として、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、チタンが挙げられる。金属触媒が、スズ、チタンおよびアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属の化合物であることが好ましい。
金属触媒は、これらの金属のカルボン酸塩、アルコキシド、アリールオキシド、或いはβ−ジケトンのエノラート等として添加することができる。重合活性や色相を考慮した場合、オクチル酸スズ、チタンテトライソプロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシドが特に好ましい。また重合開始剤としてアルコールを用いてもよい。かかるアルコールとしては、ポリ乳酸の重合を阻害せず不揮発性であることが好ましく、例えばデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどを好適に用いることができる。
触媒量は、ラクチド１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜０．１重量部、より好ましくは０．００３〜０．０１重量部である。
触媒量は、ラクチド１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜０．１重量部、より好ましくは０．００３〜０．０１重量部である。
開環重合は、窒素、アルゴン等の不活性気体雰囲気下で行うことが好ましい。反応時間は、より好ましくは１５分〜３時間、好ましくは３０分〜２時間である。反応温度は、好ましくは１５０〜２５０℃、より好ましくは１７０〜２１０℃である。開環重合は、従来公知の製造装置、例えばヘリカルリボン翼等、高粘度用撹拌翼を備えた縦型反応容器を用いて行うことができる。
（熱処理）
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２は、重量比｛（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）｝＝１０／９０〜９０／１０、好ましくは４０／６０〜６０／４０、より好ましくは４５／５５〜５５／４５で共存させる。
熱処理は、光学純度によって処理する温度が異なるが、２２０〜３００℃、好ましくは２２０〜２８０℃、より好ましくは２２０〜２６０℃で行う。
熱処理に際して、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２を混合することが好ましい。混合は、それらが熱処理したときに均一に混合される方法であればいかなる方法をとることも出来る。即ち、ポリマーをあらかじめ粉体化あるいはチップ化したものを所定量混合（ドライブレンド）した後に溶融する方法、ポリマーを溶融したのち混練する方法、ポリマーの一部を溶融させた後に残部を加えて混練する方法を採用することができる。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２は、重量比｛（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）｝＝１０／９０〜９０／１０、好ましくは４０／６０〜６０／４０、より好ましくは４５／５５〜５５／４５で共存させる。
熱処理は、光学純度によって処理する温度が異なるが、２２０〜３００℃、好ましくは２２０〜２８０℃、より好ましくは２２０〜２６０℃で行う。
熱処理に際して、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２を混合することが好ましい。混合は、それらが熱処理したときに均一に混合される方法であればいかなる方法をとることも出来る。即ち、ポリマーをあらかじめ粉体化あるいはチップ化したものを所定量混合（ドライブレンド）した後に溶融する方法、ポリマーを溶融したのち混練する方法、ポリマーの一部を溶融させた後に残部を加えて混練する方法を採用することができる。
ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２をドライブレンドした後、溶融混合することが好ましい。ここで、上記において粉体あるいはチップの大きさは、ポリマーの粉体あるいはチップが均一に混合されれば特に限定されるものではないが、３ｍｍ以下が好ましく、さらには１から０．２５ｍｍのサイズであることが好ましい。溶融混合する場合、大きさに関係なく、ステレオコンプレックス結晶を形成するが、粉体あるいはチップを均一に混合した後に単に溶融する場合、粉体あるいはチップの直径が３ｍｍ以上の大きさになると、ホモ結晶も析出するので好ましくない。
また、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の混合を、ポリマーＬ１とポリマーＬ２とを溶融混合する工程(i)、ポリマーＤ１とポリマーＤ２とを溶融混合する工程(ii)、並びに工程(i)および(ii)で得られた混合物を混合する工程(iii)により行うこともできる。工程(i)および(ii)における溶融混合は１８０〜２２０℃で行うことが好ましい。
また混合は、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２を同時に溶融混合する工程(iv)により行うことも好ましい。
また、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の混合を、ポリマーＬ１とポリマーＬ２とを溶融混合する工程(i)、ポリマーＤ１とポリマーＤ２とを溶融混合する工程(ii)、並びに工程(i)および(ii)で得られた混合物を混合する工程(iii)により行うこともできる。工程(i)および(ii)における溶融混合は１８０〜２２０℃で行うことが好ましい。
また混合は、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２を同時に溶融混合する工程(iv)により行うことも好ましい。
ポリマーを混合するために用いる混合装置としては、溶融によって混合する場合にはバッチ式の攪拌翼がついた反応器、連続式の反応器のほか、二軸あるいは一軸のエクストルーダー、粉体で混合する場合にはタンブラー式の粉体混合器、連続式の粉体混合器、各種のミリング装置などを好適に用いることができる。
本発明の製造方法における熱処理とは、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２を上記重量比で共存させ２２０〜３００℃の温度領域で維持することをいう。熱処理の温度は好ましくは２２０〜２８０℃、より好ましくは２２０〜２６０℃である。３００℃を超えると、分解反応を抑制するのが難しくなるので好ましくない。熱処理の時間は特に限定されるものではないが、０．２〜６０分、好ましくは１〜２０分である。熱処理時の雰囲気は、常圧の不活性雰囲気下、または減圧のいずれも適用可能である。
熱処理に用いる装置、方法としては、雰囲気調整を行いながら加熱できる装置、方法であれば用いることができるが、たとえば、バッチ式の反応器、連続式の反応器、二軸あるいは一軸のエクストルーダーなど、またはプレス機、流管式の押し出し機を用いて、成型しながら処理する方法をとることが出来る。
熱処理に用いる装置、方法としては、雰囲気調整を行いながら加熱できる装置、方法であれば用いることができるが、たとえば、バッチ式の反応器、連続式の反応器、二軸あるいは一軸のエクストルーダーなど、またはプレス機、流管式の押し出し機を用いて、成型しながら処理する方法をとることが出来る。
＜ポリ乳酸＞
本発明の製造方法により得られるポリ乳酸はステレオコンプレックスを含有する、所謂ステレオコンプレックスポリ乳酸である。該ポリ乳酸は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、昇温過程における融解ピークのうち、２００℃以上の融解ピークの割合が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。またポリ乳酸の融点は、好ましくは２００〜２５０℃、より好ましくは２０５〜２５０℃である。またポリ乳酸の融解エンタルピーは、好ましくは２０Ｊ／ｇ以上、より好ましくは３０Ｊ／ｇ以上である。
よって、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、昇温過程における融解ピークのうち、２００℃以上の融解ピークの割合が９０％以上であり、融点が２００〜２５０℃の範囲にあり、融解エンタルピーが２０Ｊ／ｇ以上であることが好ましい。
本発明の製造方法により得られるポリ乳酸はステレオコンプレックスを含有する、所謂ステレオコンプレックスポリ乳酸である。該ポリ乳酸は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、昇温過程における融解ピークのうち、２００℃以上の融解ピークの割合が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。またポリ乳酸の融点は、好ましくは２００〜２５０℃、より好ましくは２０５〜２５０℃である。またポリ乳酸の融解エンタルピーは、好ましくは２０Ｊ／ｇ以上、より好ましくは３０Ｊ／ｇ以上である。
よって、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、昇温過程における融解ピークのうち、２００℃以上の融解ピークの割合が９０％以上であり、融点が２００〜２５０℃の範囲にあり、融解エンタルピーが２０Ｊ／ｇ以上であることが好ましい。
ポリ乳酸のＬ乳酸単位とＤ乳酸単位の比（Ｌ／Ｄ）は、好ましくは３０／７０〜７０／３０、より好ましくは４０／６０〜６０／４０である。Ｌ／Ｄが上記範囲を外れるとポリ乳酸の結晶化度が低下する。
本発明により得られるポリ乳酸には、本発明の目的を損なわない範囲内で、通常の添加剤、例えば、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、離形剤、各種フィラー、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、充填剤、抗菌・抗カビ剤、核形成剤、染料、顔料を含む着色剤等を所望に応じて含有することができる。
本発明により得られるポリ乳酸には、本発明の目的を損なわない範囲内で、通常の添加剤、例えば、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、離形剤、各種フィラー、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、充填剤、抗菌・抗カビ剤、核形成剤、染料、顔料を含む着色剤等を所望に応じて含有することができる。
＜成形品＞
本発明により得られるポリ乳酸を用いて、射出成形品、押出成形品、真空圧空成形品、ブロー成形品、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、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品またはその他の成形品を得ることができ、成形は常法により行うことができる。
本発明により得られるポリ乳酸を用いて、射出成形品、押出成形品、真空圧空成形品、ブロー成形品、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、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品またはその他の成形品を得ることができ、成形は常法により行うことができる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何等限定を受けるものではない。また実施例中における各値は下記の方法で求めた。
（１）重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）および分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）：
ポリマーの重量平均分子量、数平均分子量および分散度はＧＰＣ（カラム温度４０℃、クロロホルム）により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
（２）結晶化点、融点、融解エンタルピーおよび２００℃以上の融解ピークの割合：
ＤＳＣを用いて、窒素雰囲気下、昇温速度２０℃／分で測定し、結晶化点（Ｔｃ）、融点（Ｔｍ）および融解エンタルピー（ΔＨｍ）を求めた。
２００℃以上の融解ピークの割合（％）は、２００℃以上（高温）の融解ピーク面積と１４０〜１８０℃（低温）融解ピーク面積から以下の式により算出した。
Ｒ２００以上（％）＝Ａ２００以上／（Ａ２００以上＋Ａ１４０〜１８０）×１００
Ｒ２００以上：２００℃以上の融解ピークの割合
Ａ２００以上：２００℃以上の融解ピーク面積
Ａ１４０〜１８０：１４０〜１８０℃の融解ピーク面積
ポリマーの重量平均分子量、数平均分子量および分散度はＧＰＣ（カラム温度４０℃、クロロホルム）により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
（２）結晶化点、融点、融解エンタルピーおよび２００℃以上の融解ピークの割合：
ＤＳＣを用いて、窒素雰囲気下、昇温速度２０℃／分で測定し、結晶化点（Ｔｃ）、融点（Ｔｍ）および融解エンタルピー（ΔＨｍ）を求めた。
２００℃以上の融解ピークの割合（％）は、２００℃以上（高温）の融解ピーク面積と１４０〜１８０℃（低温）融解ピーク面積から以下の式により算出した。
Ｒ２００以上（％）＝Ａ２００以上／（Ａ２００以上＋Ａ１４０〜１８０）×１００
Ｒ２００以上：２００℃以上の融解ピークの割合
Ａ２００以上：２００℃以上の融解ピーク面積
Ａ１４０〜１８０：１４０〜１８０℃の融解ピーク面積
（製造例１：ポリマーＡ１の製造）
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０．０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ１を製造した。得られたポリマーＡ１の重量平均分子量１５万、分散度は１．８２であった。融点（Ｔｍ）は１７４℃であった。
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０．０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ１を製造した。得られたポリマーＡ１の重量平均分子量１５万、分散度は１．８２であった。融点（Ｔｍ）は１７４℃であった。
（製造例２：ポリマーＡ２の製造）
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．１５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ２を製造した。得られたポリマーＡ２の重量平均分子量９万、分散度は１．７２であった。融点（Ｔｍ）は１７２℃であった。
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．１５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ２を製造した。得られたポリマーＡ２の重量平均分子量９万、分散度は１．７２であった。融点（Ｔｍ）は１７２℃であった。
（製造例３：ポリマーＡ３の製造）
製造例１および製造例２で得られたポリマーＡ１およびＡ２を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＡ３を得た。得られたポリマーＡ３の重量平均分子量１３万、分散度は２．０３であった。融点（Ｔｍ）は１７２℃であった。
製造例１および製造例２で得られたポリマーＡ１およびＡ２を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＡ３を得た。得られたポリマーＡ３の重量平均分子量１３万、分散度は２．０３であった。融点（Ｔｍ）は１７２℃であった。
（製造例４：ポリマーＢ１の製造）
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０．０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ１を製造した。得られたポリマーＢ１の重量平均分子量１５万、分散度は１．７５であった。融点（Ｔｍ）は１７６℃であった。
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０．０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ１を製造した。得られたポリマーＢ１の重量平均分子量１５万、分散度は１．７５であった。融点（Ｔｍ）は１７６℃であった。
（製造例５：ポリマーＢ２の製造）
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．２０ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ２を製造した。得られたポリマーＢ２の重量平均分子量７万、分散度は１．６２であった。融点（Ｔｍ）は１７２℃であった。
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）５０ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．２０ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ２を製造した。得られたポリマーＢ２の重量平均分子量７万、分散度は１．６２であった。融点（Ｔｍ）は１７２℃であった。
（製造例６：ポリマーＢ３の製造）
製造例４および製造例５で得られたポリマーＢ１およびＢ２を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＢ３を得た。得られたポリマーＢ３の重量平均分子量１２万、分散度は１．９３であった。融点（Ｔｍ）は１７４℃であった。
製造例４および製造例５で得られたポリマーＢ１およびＢ２を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＢ３を得た。得られたポリマーＢ３の重量平均分子量１２万、分散度は１．９３であった。融点（Ｔｍ）は１７４℃であった。
（製造例７：ポリマーＡ４の製造）
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＤ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ４を製造した。得られたポリマーＡ４の重量平均分子量１６万、分散度は１．６７であった。融点（Ｔｍ）は１５８℃であった。
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＤ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ４を製造した。得られたポリマーＡ４の重量平均分子量１６万、分散度は１．６７であった。融点（Ｔｍ）は１５８℃であった。
（製造例８：ポリマーＡ５の製造）
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＤ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．１５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ５を製造した。得られたポリマーＡ５の重量平均分子量１０万、分散度は１．６５であった。融点（Ｔｍ）は１５９℃であった。
Ｌ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＤ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．１５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＡ５を製造した。得られたポリマーＡ５の重量平均分子量１０万、分散度は１．６５であった。融点（Ｔｍ）は１５９℃であった。
（製造例９：ポリマーＡ６の製造）
製造例７および製造例８で得られたポリマーＡ４およびＡ５を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＡ６を得た。得られたポリマーＡ６の重量平均分子量１４万、分散度は１．８４であった。融点（Ｔｍ）は１５６℃であった。
製造例７および製造例８で得られたポリマーＡ４およびＡ５を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＡ６を得た。得られたポリマーＡ６の重量平均分子量１４万、分散度は１．８４であった。融点（Ｔｍ）は１５６℃であった。
（製造例１０：ポリマーＢ４の製造）
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＬ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ４を製造した。得られたポリマーＢ４の重量平均分子量１６万、分散度は１．７２であった。融点（Ｔｍ）は１５９℃であった。
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＬ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．０５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ４を製造した。得られたポリマーＢ４の重量平均分子量１６万、分散度は１．７２であった。融点（Ｔｍ）は１５９℃であった。
（製造例１１：ポリマーＢ５の製造）
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＬ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．１５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ５を製造した。得られたポリマーＢ５の重量平均分子量９．７万、分散度は１．６４であった。融点（Ｔｍ）は１５７℃であった。
Ｄ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）４８．７５ｇとＬ−ラクチド（株式会社武蔵野化学研究所製）１．２５ｇをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．１５ｇ、触媒としてオクチル酸スズ２５ｍｇを加え、１９０℃、２時間、重合を行い、ポリマーＢ５を製造した。得られたポリマーＢ５の重量平均分子量９．７万、分散度は１．６４であった。融点（Ｔｍ）は１５７℃であった。
（製造例１２：ポリマーＢ６の製造）
製造例１０および製造例１１で得られたポリマーＢ４およびＢ５を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＢ６を得た。得られたポリマーＢ６の重量平均分子量１４万、分散度は１．９４であった。融点（Ｔｍ）は１５８℃であった。
製造例１０および製造例１１で得られたポリマーＢ４およびＢ５を等量、ドライブレンドし、２００℃にてフラスコ中で溶融混合ポリマーＢ６を得た。得られたポリマーＢ６の重量平均分子量１４万、分散度は１．９４であった。融点（Ｔｍ）は１５８℃であった。
＜実施例１＞
ポリマーＡ１、ポリマーＡ２、ポリマーＢ１およびポリマーＢ２の４種類を等量、ドライブレンドし、フラスコに加え、窒素置換後、２６０℃まで昇温し、２６０℃で３分間、溶融ブレンドを行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１３万で、分散度は２．１２であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２２０℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは６３Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークは観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は１００％であった。結晶化点は８７℃であった。図１にＤＳＣチャートを示す。
ポリマーＡ１、ポリマーＡ２、ポリマーＢ１およびポリマーＢ２の４種類を等量、ドライブレンドし、フラスコに加え、窒素置換後、２６０℃まで昇温し、２６０℃で３分間、溶融ブレンドを行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１３万で、分散度は２．１２であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２２０℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは６３Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークは観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は１００％であった。結晶化点は８７℃であった。図１にＤＳＣチャートを示す。
＜実施例２＞
溶融温度を２４０℃とした以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１３．５万で、分散度は２．０７であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２２３℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは５６Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークは観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は１００％であった。結晶化点は９２℃であった。
溶融温度を２４０℃とした以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１３．５万で、分散度は２．０７であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２２３℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは５６Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークは観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は１００％であった。結晶化点は９２℃であった。
＜実施例３＞
ポリマーＡ３およびポリマーＢ３を使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１１万で、分散度は２．２１であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２１８℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは５４Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークはわずかに観測され、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は９８％であった。結晶化点は８９℃であった。
ポリマーＡ３およびポリマーＢ３を使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１１万で、分散度は２．２１であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２１８℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは５４Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークはわずかに観測され、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は９８％であった。結晶化点は８９℃であった。
＜実施例４＞
ポリマーＡ４、ポリマーＡ５、ポリマーＢ４およびポリマーＢ５を使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１１万で、分散度は２．１６であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２０８℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは４１Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークはわずかに観測され、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は９９％であった。結晶化点は９３℃であった。
ポリマーＡ４、ポリマーＡ５、ポリマーＢ４およびポリマーＢ５を使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１１万で、分散度は２．１６であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２０８℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは４１Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークはわずかに観測され、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は９９％であった。結晶化点は９３℃であった。
＜実施例５＞
ポリマーＡ６およびポリマーＢ６を使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１２万で、分散度は２．２６であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２０７℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは３９Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークは観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は１００％であった。結晶化点は８９℃であった。
ポリマーＡ６およびポリマーＢ６を使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１２万で、分散度は２．２６であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２０７℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは３９Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークは観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は１００％であった。結晶化点は８９℃であった。
＜実施例６＞
ポリマーＡ４、ポリマーＡ５、ポリマーＢ４およびポリマーＢ５を重量比１：３：１：３の割合で使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１２万で、分散度は３．０２であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２０４℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは４３Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークはほとんど観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は９９％であった。結晶化点は９３℃であった。
ポリマーＡ４、ポリマーＡ５、ポリマーＢ４およびポリマーＢ５を重量比１：３：１：３の割合で使う以外は実施例１と同様な方法で行った。得られた樹脂の重量平均分子量は１２万で、分散度は３．０２であった。この樹脂についてＤＳＣを測定を行った。その結果、ＤＳＣチャートには、融点２０４℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは４３Ｊ／ｇであった。１４０〜１８０℃の融解ピークはほとんど観測されず、２００℃以上の融解ピークの割合（Ｒ２００以上）は９９％であった。結晶化点は９３℃であった。
＜比較例１＞
以下に示すポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）とポリ−Ｌ−乳酸（ＰＤＬＡ）を用いた以外は実施例１と同じ操作を行い、樹脂を得た。得られた樹脂についてＤＳＣ測定を行った。その結果、融点１７３℃の融解ピーク及び融点２２０℃の融解ピークが観測された。Ｒ２００以上は、４０％であった。
ＰＬＬＡ：重量平均分子量２１万、分散度１．７２ 融点（Ｔｍ）１７２℃、結晶化点（Ｔｃ）１２５℃。
ＰＤＬＡ：重量平均分子量２０万、分散度１．６８ 融点（Ｔｍ）１７１℃、結晶化点（Ｔｃ）１２２℃。
以下に示すポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）とポリ−Ｌ−乳酸（ＰＤＬＡ）を用いた以外は実施例１と同じ操作を行い、樹脂を得た。得られた樹脂についてＤＳＣ測定を行った。その結果、融点１７３℃の融解ピーク及び融点２２０℃の融解ピークが観測された。Ｒ２００以上は、４０％であった。
ＰＬＬＡ：重量平均分子量２１万、分散度１．７２ 融点（Ｔｍ）１７２℃、結晶化点（Ｔｃ）１２５℃。
ＰＤＬＡ：重量平均分子量２０万、分散度１．６８ 融点（Ｔｍ）１７１℃、結晶化点（Ｔｃ）１２２℃。
本発明の樹脂組成物は、耐熱性に優れるので、溶融成形して、糸、フィルム、各種成形体にすることができる。
Claims (7)
- （Ｌ１）主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ１、
（Ｌ２）主としてＬ―乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＬ２、
（Ｄ１）主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ１および
（Ｄ２）主としてＤ−乳酸単位からなり、融点が１４０〜１８０℃のポリマーＤ２を、
重量比（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）が１０／９０〜９０／１０の範囲で混合し、２２０〜３００℃で熱処理しポリ乳酸を製造する方法であって、以下の条件、
ＭＬ１／ＭＬ２＝１．５〜３
ＭＤ１／ＭＤ２＝１．５〜３
（但し、ＭＬ１、ＭＬ２、ＭＤ１およびＭＤ２は、各々ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２の重量平均分子量を示す。）
を満足することを特徴とするポリ乳酸の製造方法。 - ＭＬ１が１０万を超え、ＭＬ２が５万〜１０万であり、ＭＤ１が１０万を超え、ＭＤ２が５万〜１０万である請求項１記載の製造方法。
- 混合を、ポリマーＬ１とポリマーＬ２とを溶融混合する工程(i)、ポリマーＤ１とポリマーＤ２とを溶融混合する工程(ii)、並びに工程(i)および(ii)で得られた混合物を混合する工程(iii)により行う請求項１記載の製造方法。
- 混合を、ポリマーＬ１、Ｌ２、Ｄ１およびＤ２を同時に溶融混合する工程(iv)により行う請求項１記載の製造方法。
- ポリ乳酸が、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、昇温過程における融解ピークのうち、２００℃以上の融解ピークの割合が９０％以上であり、融点が２００〜２５０℃の範囲にあり、融解エンタルピーが２０Ｊ／ｇ以上である請求項１記載の製造方法。
- 請求項１記載の方法により得られたポリ乳酸。
- 請求項５記載のポリ乳酸からなる成形品。
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