JP2011256473A - Polylactic acid modified cross section fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実用的耐熱性及び耐久性を有する、特に耐加水分解性が改良されたポリ乳酸異型断面糸に関する。 The present invention relates to a polylactic acid atypical cross-sectional yarn having practical heat resistance and durability, in particular, improved hydrolysis resistance.
近年、地球規模での環境に対する意識が高まる中で、植物由来成分より誘導される原料から合成されるポリ乳酸が注目を浴びている。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんやセルロースを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、植物由来ポリマーの中では、力学特性、耐熱性、コストのバランスが優れている。そして、これを利用した樹脂製品、繊維、フィルム、シート等の開発が行われている。 In recent years, with increasing awareness of the environment on a global scale, polylactic acid synthesized from raw materials derived from plant-derived components has attracted attention. Polylactic acid is a polymer made from lactic acid obtained by fermenting starch or cellulose extracted from plants. Among plant-derived polymers, the balance of mechanical properties, heat resistance, and cost is excellent. Development of resin products, fibers, films, sheets, and the like using this has been performed.
このうち、ポリ乳酸繊維については、衣料用途、カーテン、カーペットといったインテリア用途、車両内装用途、産業資材への適用のための開発が行われており、植物由来のポリ乳酸系樹脂と、その他のポリマーとを組み合わせることにより、植物原料比率の高い環境にやさしい繊維の開発も進んでいる。しかしながらポリ乳酸繊維は加水分解を受け易いため製品寿命が短いという問題があり、特許文献1,2のように、ポリ乳酸の異型断面糸は、その用途展開に制約があった。特に異型断面糸は、一般の丸断面糸に比べて表面積が大きくなるため、加水分解をより受けやすい構造となっており、その改善が求められていた。 Among these, polylactic acid fibers are being developed for use in clothing, curtains, carpets, interiors, vehicle interiors, and industrial materials. Plant-derived polylactic acid resins and other polymers In addition, the development of environmentally friendly fibers with a high ratio of plant raw materials is also progressing. However, since polylactic acid fibers are susceptible to hydrolysis, there is a problem that the product life is short. As in Patent Documents 1 and 2, the polylactic acid atypical cross-section yarns have restrictions on their application development. In particular, the modified cross-section yarn has a surface area larger than that of a general round cross-section yarn, and thus has a structure that is more susceptible to hydrolysis, and the improvement thereof has been demanded.
この問題を解決するため、特許文献3,4では、カルボジイミド化合物等を添加して耐加水分解性を向上させたポリ乳酸が提案されている。しかしながら用いられているカルボジイミド化合物を高分子化合物の末端封止剤として用いると、カルボジイミド化合物がポリ乳酸の末端に結合する反応に伴いイソシアネート基を有する化合物が遊離し、イソシアネート化合物の独特の臭いを発生し、作業環境を悪化させることが問題となっていた。 In order to solve this problem, Patent Documents 3 and 4 propose polylactic acid in which hydrolysis resistance is improved by adding a carbodiimide compound or the like. However, when the carbodiimide compound used is used as an end-capping agent for a polymer compound, the compound having an isocyanate group is liberated as the carbodiimide compound binds to the end of polylactic acid, generating a unique odor of the isocyanate compound. However, deteriorating the working environment has been a problem.
本発明の目的は上記従来技術が有していた問題を解決し、耐加水分解性が改善され、さらには溶融時等に遊離のイソシアネート化合物が発生しない、ポリ乳酸異型断面糸を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a polylactic acid atypical cross-sectional yarn that solves the problems of the prior art, has improved hydrolysis resistance, and does not generate a free isocyanate compound when melted. is there.
本発明者らは、ポリ乳酸系繊維の耐加水分解性の改良、さらには作業環境の向上について鋭意検討した結果、ポリ乳酸に、ポリ乳酸ポリマーの高分子鎖末端と反応しても、イソシアネート化合物を遊離しない特定の構造を有するカルボジイミド化合物を含有させた組成物であれば、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies on the improvement of hydrolysis resistance of polylactic acid-based fibers and the improvement of the working environment, the present inventors have found that even if polylactic acid reacts with the polymer chain end of the polylactic acid polymer, an isocyanate compound The present invention has been completed by finding that the above object can be achieved with a composition containing a carbodiimide compound having a specific structure that does not liberate.
即ち、本発明の目的は、
ポリ乳酸およびカルボジイミド基を1個有しその第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている環状構造を含む化合物を含有する、ポリ乳酸異型断面糸によって達成される。
That is, the object of the present invention is to
This is achieved by a polylactic acid atypical cross-section yarn containing a polylactic acid and a compound containing a cyclic structure in which one carbodiimide group has its first nitrogen and second nitrogen bonded by a linking group.
本発明によれば、耐加水分解性が改善されたポリ乳酸異型断面糸を提供することができる。
さらには、イソシアネート化合物を遊離させず、カルボジイミド化合物によりポリ乳酸の末端を封止することができる。その結果、遊離のイソシアネート化合物による悪臭の発生を抑制することができ作業環境を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to provide a polylactic acid atypical cross-sectional yarn having improved hydrolysis resistance.
Furthermore, the terminal of polylactic acid can be sealed with a carbodiimide compound without releasing the isocyanate compound. As a result, the generation of malodor due to the free isocyanate compound can be suppressed, and the working environment can be improved.
また、環状カルボジイミド化合物により、ポリ乳酸の末端を封止すると、ポリ乳酸の末端にイソシアネート基が形成され、そのイソシアネート基の反応により、ポリ乳酸の高分子量化が可能となる。また環状カルボジイミド化合物は、ポリ乳酸中の遊離単量体やその他酸性基を有する化合物を捕捉する作用も有する。さらに本発明によれば、環状カルボジイミド化合物は、環状構造を有することにより、通常用いられる線状カルボジイミド化合物に比較して、より温和な条件で、末端封止できる利点を有する。 Moreover, when the end of polylactic acid is sealed with a cyclic carbodiimide compound, an isocyanate group is formed at the end of polylactic acid, and the reaction of the isocyanate group makes it possible to increase the molecular weight of polylactic acid. The cyclic carbodiimide compound also has an action of capturing a free monomer in polylactic acid and other compounds having an acidic group. Furthermore, according to the present invention, the cyclic carbodiimide compound has an advantage that it can be end-capped under milder conditions as compared with a linear carbodiimide compound that is usually used by having a cyclic structure.
末端封止の反応機構における、線状カルボジイミド化合物と環状カルボジイミド化合物との相違点は以下に説明する通りである。
線状カルボジイミド化合物(R1−N=C=N−R2)を、ポリ乳酸のカルボキシル末端封止剤として用いると以下の式で表されるような反応となる。線状カルボジイミド化合物がカルボキシル基と反応することにより、ポリ乳酸の末端にはアミド基が形成され、イソシアネート化合物(R1NCO)が遊離される。
The difference between the linear carbodiimide compound and the cyclic carbodiimide compound in the end-capping reaction mechanism is as described below.
When a linear carbodiimide compound (R 1 —N═C═N—R 2 ) is used as a carboxyl terminal blocking agent for polylactic acid, the reaction is represented by the following formula. When the linear carbodiimide compound reacts with a carboxyl group, an amide group is formed at the terminal of polylactic acid, and an isocyanate compound (R 1 NCO) is released.
一方、環状カルボジイミド化合物を、ポリ乳酸のカルボキシル末端封止剤として用いると以下の式で表されるような反応となる。環状カルボジイミド化合物がカルボキシル基と反応することにより、ポリ乳酸の末端にはアミド基を介してイソシアネート基(−NCO)が形成され、イソシアネート化合物が遊離されないことが分かる。 On the other hand, when a cyclic carbodiimide compound is used as a carboxyl terminal blocking agent for polylactic acid, the reaction is represented by the following formula. It can be seen that when the cyclic carbodiimide compound reacts with a carboxyl group, an isocyanate group (-NCO) is formed at the terminal of polylactic acid via an amide group, and the isocyanate compound is not liberated.
<環状カルボジイミド化合物(C成分)>
本発明において、環状カルボジイミド化合物(C成分)は環状構造を有する。環状カルボジイミド化合物は、環状構造を複数有していてもよい。
環状構造は、カルボジイミド基(−N=C=N−)を1個有しその第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている。一つの環状構造中には、1個のカルボジイミド基のみを有するが、例えば、スピロ環など、分子中に複数の環状構造を有する場合にはスピロ原子に結合するそれぞれの環状構造中に1個のカルボジイミド基を有していれば、化合物として複数のカルボジイミド基を有していてよいことはいうまでもない。環状構造中の原子数は、好ましくは8〜50、より好ましくは10〜30、さらに好ましくは10〜20、特に好ましくは10〜15である。
<Cyclic carbodiimide compound (component C)>
In the present invention, the cyclic carbodiimide compound (C component) has a cyclic structure. The cyclic carbodiimide compound may have a plurality of cyclic structures.
The cyclic structure has one carbodiimide group (—N═C═N—), and the first nitrogen and the second nitrogen are bonded by a bonding group. One cyclic structure has only one carbodiimide group. For example, when there are a plurality of cyclic structures in the molecule, such as a spiro ring, one cyclic structure bonded to a spiro atom is included in each cyclic structure. Needless to say, the compound may have a plurality of carbodiimide groups as long as it has a carbodiimide group. The number of atoms in the cyclic structure is preferably 8 to 50, more preferably 10 to 30, further preferably 10 to 20, and particularly preferably 10 to 15.
ここで、環状構造中の原子数とは、環構造を直接構成する原子の数を意味し、例えば、8員環であれば8、50員環であれば50である。環状構造中の原子数が8より小さいと、環状カルボジイミド化合物の安定性が低下して、保管、使用が困難となる場合があるためである。また反応性の観点よりは環員数の上限値に関しては特別の制限はないが、50を超える原子数の環状カルボジイミド化合物は合成上困難となり、コストが大きく上昇する場合が発生するためである。かかる観点より環状構造中の原子数は好ましくは、10〜30、より好ましくは10〜20、特に好ましくは10〜15の範囲が選択される。 Here, the number of atoms in the ring structure means the number of atoms that directly constitute the ring structure, and is, for example, 8 for an 8-membered ring and 50 for a 50-membered ring. This is because if the number of atoms in the cyclic structure is smaller than 8, the stability of the cyclic carbodiimide compound is lowered, and it may be difficult to store and use. From the viewpoint of reactivity, there is no particular restriction on the upper limit of the number of ring members, but cyclic carbodiimide compounds having more than 50 atoms are difficult to synthesize, and the cost may increase significantly. From this viewpoint, the number of atoms in the cyclic structure is preferably 10-30, more preferably 10-20, and particularly preferably 10-15.
環状構造は、下記式(1)で表される構造であることが好ましい。
式中、Qは、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2〜4価の結合基である。ヘテロ原子とはこの場合、O、N、S、Pを指す。この結合基の価のうち2つの価は環状構造を形成するために使用される。Qが3価あるいは4価の結合基である場合、単結合、二重結合、原子、原子団を介して、ポリマーあるいは他の環状構造と結合している。 In the formula, Q is a divalent to tetravalent linking group that is an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, or a combination thereof, each of which may contain a hetero atom and a substituent. A heteroatom in this case refers to O, N, S, P. Two of the valences of this linking group are used to form a cyclic structure. When Q is a trivalent or tetravalent linking group, it is bonded to a polymer or other cyclic structure via a single bond, a double bond, an atom, or an atomic group.
結合基は、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基またはこれらの組み合わせであり、上記で規定される環状構造を形成するための必要炭素数を有する結合基が選択される。組み合わせの例としては、アルキレン基とアリーレン基が結合した、アルキレン−アリーレン基のような構造などが挙げられる。
結合基(Q)は、下記式(1−1)、(1−2)または(1−3)で表される2〜4価の結合基であることが好ましい。
The linking group may include a heteroatom and a substituent, each having a divalent to tetravalent carbon number of 1 to 20 aliphatic group, a divalent to tetravalent carbon number of 3 to 20 alicyclic group, A linking group which is a tetravalent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms or a combination thereof and has a necessary number of carbon atoms to form the cyclic structure defined above is selected. Examples of combinations include structures such as an alkylene-arylene group in which an alkylene group and an arylene group are bonded.
The linking group (Q) is preferably a divalent to tetravalent linking group represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3).
式中、Ar1およびAr2は各々独立に、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基である。
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基(2価)として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 are each independently a 2- to 4-valent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms which may contain a hetero atom and a substituent.
As an aromatic group, each of which contains a hetero atom and may have a heterocyclic structure, an arylene group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetriyl group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetetra having 5 to 15 carbon atoms Yl group. Examples of the arylene group (divalent) include a phenylene group and a naphthalenediyl group. Examples of the arenetriyl group (trivalent) include a benzenetriyl group and a naphthalenetriyl group. Examples of the arenetetrayl group (tetravalent) include a benzenetetrayl group and a naphthalenetetrayl group. These aromatic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
R1およびR2は各々独立に、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、およびこれらの組み合わせ、またはこれら脂肪族基、脂環族基と2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基の組み合わせである。 R 1 and R 2 each independently contain a heteroatom and a substituent, each having 2 to 4 valent aliphatic groups having 1 to 20 carbon atoms and 2 to 4 valent fatty acids having 3 to 20 carbon atoms A cyclic group, and a combination thereof, or a combination of the aliphatic group, the alicyclic group, and a divalent to tetravalent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms.
脂肪族基として、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアルカントリイル基、炭素数1〜20のアルカンテトライル基などが挙げられる。アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ドデカントリイル基、ヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂肪族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 Examples of the aliphatic group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkanetriyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkanetetrayl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, a dodecylene group, and a hexadecylene group. As the alkanetriyl group, methanetriyl group, ethanetriyl group, propanetriyl group, butanetriyl group, pentanetriyl group, hexanetriyl group, heptanetriyl group, octanetriyl group, nonanetriyl group, decantriyl group, dodecantriyl group, Examples include a hexadecantriyl group. As alkanetetrayl group, methanetetrayl group, ethanetetrayl group, propanetetrayl group, butanetetrayl group, pentanetetrayl group, hexanetetrayl group, heptanetetrayl group, octanetetrayl group, nonanetetrayl group Decanetetrayl group, dodecanetetrayl group, hexadecanetetrayl group and the like. These aliphatic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
脂環族基として、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルカントリイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。シクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。シクロアルカントリイル基として、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロドデカントリイル基、シクロヘキサデカントリイル基などが挙げられる。シクロアルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂環族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 Examples of the alicyclic group include a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, a cycloalkanetriyl group having 3 to 20 carbon atoms, and a cycloalkanetetrayl group having 3 to 20 carbon atoms. Examples of the cycloalkylene group include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, a cyclooctylene group, a cyclononylene group, a cyclodecylene group, a cyclododecylene group, and a cyclohexadecylene group. As cycloalkanetriyl group, cyclopropanetriyl group, cyclobutanetriyl group, cyclopentanetriyl group, cyclohexanetriyl group, cycloheptanetriyl group, cyclooctanetriyl group, cyclononanetriyl group, cyclodecanetriyl group Group, cyclododecane triyl group, cyclohexadecane triyl group and the like. As cycloalkanetetrayl group, cyclopropanetetrayl group, cyclobutanetetrayl group, cyclopentanetetrayl group, cyclohexanetetrayl group, cycloheptanetetrayl group, cyclooctanetetrayl group, cyclononanetetrayl group, cyclodecanetetrayl group Yl group, cyclododecanetetrayl group, cyclohexadecanetetrayl group and the like. These alicyclic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これら芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 As an aromatic group, each of which contains a hetero atom and may have a heterocyclic structure, an arylene group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetriyl group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetetra having 5 to 15 carbon atoms Yl group. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthalenediyl group. Examples of the arenetriyl group (trivalent) include a benzenetriyl group and a naphthalenetriyl group. Examples of the arenetetrayl group (tetravalent) include a benzenetetrayl group and a naphthalenetetrayl group. These aromatic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
X1およびX2は各々独立に、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基、またはこれらの組み合わせである。 X 1 and X 2 each independently contain a heteroatom and a substituent, each having a 2 to 4 valent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms and a 2 to 4 valent fatty acid having 3 to 20 carbon atoms It is a cyclic group, a divalent to tetravalent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof.
脂肪族基として、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアルカントリイル基、炭素数1〜20のアルカンテトライル基などが挙げられる。アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ドデカントリイル基、ヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂肪族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 Examples of the aliphatic group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkanetriyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkanetetrayl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, a dodecylene group, and a hexadecylene group. As the alkanetriyl group, methanetriyl group, ethanetriyl group, propanetriyl group, butanetriyl group, pentanetriyl group, hexanetriyl group, heptanetriyl group, octanetriyl group, nonanetriyl group, decantriyl group, dodecantriyl group, Examples include a hexadecantriyl group. As alkanetetrayl group, methanetetrayl group, ethanetetrayl group, propanetetrayl group, butanetetrayl group, pentanetetrayl group, hexanetetrayl group, heptanetetrayl group, octanetetrayl group, nonanetetrayl group Decanetetrayl group, dodecanetetrayl group, hexadecanetetrayl group and the like. These aliphatic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
脂環族基として、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルカントリイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。シクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロドデカントリイル基、シクロヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これらの脂環族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 Examples of the alicyclic group include a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, a cycloalkanetriyl group having 3 to 20 carbon atoms, and a cycloalkanetetrayl group having 3 to 20 carbon atoms. Examples of the cycloalkylene group include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, a cyclooctylene group, a cyclononylene group, a cyclodecylene group, a cyclododecylene group, and a cyclohexadecylene group. As the alkanetriyl group, cyclopropanetriyl group, cyclobutanetriyl group, cyclopentanetriyl group, cyclohexanetriyl group, cycloheptanetriyl group, cyclooctanetriyl group, cyclononanetriyl group, cyclodecanetriyl group , Cyclododecanetriyl group, cyclohexadecanetriyl group and the like. As the alkanetetrayl group, cyclopropanetetrayl group, cyclobutanetetrayl group, cyclopentanetetrayl group, cyclohexanetetrayl group, cycloheptanetetrayl group, cyclooctanetetrayl group, cyclononanetetrayl group, cyclodecanetetrayl group Group, cyclododecanetetrayl group, cyclohexadecanetetrayl group and the like. These alicyclic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 As an aromatic group, each of which contains a hetero atom and may have a heterocyclic structure, an arylene group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetriyl group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetetra having 5 to 15 carbon atoms Yl group. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthalenediyl group. Examples of the arenetriyl group (trivalent) include a benzenetriyl group and a naphthalenetriyl group. Examples of the arenetetrayl group (tetravalent) include a benzenetetrayl group and a naphthalenetetrayl group. These aromatic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
式(1−1)、(1−2)においてs、kは0〜10の整数、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0〜1の整数である。sおよびkが10を超えると、環状カルボジイミド化合物は合成上困難となり、コストが大きく上昇する場合が発生するためである。かかる観点より整数は好ましくは0〜3の範囲が選択される。なお、sまたはkが2以上であるとき、繰り返し単位としてのX1、あるいはX2が、他のX1、あるいはX2と異なっていてもよい。 In the formulas (1-1) and (1-2), s and k are integers of 0 to 10, preferably 0 to 3, more preferably 0 to 1. When s and k exceed 10, the cyclic carbodiimide compound is difficult to synthesize, and the cost may increase significantly. From this viewpoint, the integer is preferably selected in the range of 0 to 3. When s or k is 2 or more, X 1 or X 2 as a repeating unit may be different from other X 1 or X 2 .
X3は、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2〜4価の炭素数1〜20の脂肪族基、2〜4価の炭素数3〜20の脂環族基、2〜4価の炭素数5〜15の芳香族基、またはこれらの組み合わせである。 X 3 is a divalent to tetravalent C 1-20 aliphatic group, a divalent to tetravalent C 3-20 alicyclic group, each of which may contain a heteroatom and a substituent, A tetravalent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof.
脂肪族基として、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアルカントリイル基、炭素数1〜20のアルカンテトライル基などが挙げられる。アルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ドデカントリイル基、ヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これら脂肪族基は置換基を含んでいてもよく、置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 Examples of the aliphatic group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkanetriyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkanetetrayl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, a dodecylene group, and a hexadecylene group. As the alkanetriyl group, methanetriyl group, ethanetriyl group, propanetriyl group, butanetriyl group, pentanetriyl group, hexanetriyl group, heptanetriyl group, octanetriyl group, nonanetriyl group, decantriyl group, dodecantriyl group, Examples include a hexadecantriyl group. As alkanetetrayl group, methanetetrayl group, ethanetetrayl group, propanetetrayl group, butanetetrayl group, pentanetetrayl group, hexanetetrayl group, heptanetetrayl group, octanetetrayl group, nonanetetrayl group Decanetetrayl group, dodecanetetrayl group, hexadecanetetrayl group and the like. These aliphatic groups may contain a substituent, such as an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, or an ester group. , Ether group, aldehyde group and the like.
脂環族基として、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルカントリイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。シクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。アルカントリイル基として、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロヘプタントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロノナントリイル基、シクロデカントリイル基、シクロドデカントリイル基、シクロヘキサデカントリイル基などが挙げられる。アルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これら脂環族基は置換基を含んでいてもよく、置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリーレン基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 Examples of the alicyclic group include a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, a cycloalkanetriyl group having 3 to 20 carbon atoms, and a cycloalkanetetrayl group having 3 to 20 carbon atoms. Examples of the cycloalkylene group include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, a cyclooctylene group, a cyclononylene group, a cyclodecylene group, a cyclododecylene group, and a cyclohexadecylene group. As the alkanetriyl group, cyclopropanetriyl group, cyclobutanetriyl group, cyclopentanetriyl group, cyclohexanetriyl group, cycloheptanetriyl group, cyclooctanetriyl group, cyclononanetriyl group, cyclodecanetriyl group , Cyclododecanetriyl group, cyclohexadecanetriyl group and the like. As the alkanetetrayl group, cyclopropanetetrayl group, cyclobutanetetrayl group, cyclopentanetetrayl group, cyclohexanetetrayl group, cycloheptanetetrayl group, cyclooctanetetrayl group, cyclononanetetrayl group, cyclodecanetetrayl group Group, cyclododecanetetrayl group, cyclohexadecanetetrayl group and the like. These alicyclic groups may contain a substituent, such as an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, and an ester. Group, ether group, aldehyde group and the like.
芳香族基として、それぞれへテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5〜15のアリーレン基、炭素数5〜15のアレーントリイル基、炭素数5〜15のアレーンテトライル基が挙げられる。アリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。アレーントリイル基(3価)として、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基などが挙げられる。アレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていても良い。置換基として、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。 As an aromatic group, each of which contains a hetero atom and may have a heterocyclic structure, an arylene group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetriyl group having 5 to 15 carbon atoms, an arenetetra having 5 to 15 carbon atoms Yl group. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthalenediyl group. Examples of the arenetriyl group (trivalent) include a benzenetriyl group and a naphthalenetriyl group. Examples of the arenetetrayl group (tetravalent) include a benzenetetrayl group and a naphthalenetetrayl group. These aromatic groups may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
また、Ar1、Ar2、R1、R2、X1、X2およびX3はヘテロ原子を含有していてもよい、また、Qが2価の結合基であるときは、Ar1、Ar2、R1、R2、X1、X2およびX3は全て2価の基である。Qが3価の結合基であるときは、Ar1、Ar2、R1、R2、X1、X2およびX3の内の一つが3価の基である。Qが4価の結合基であるときは、Ar1、Ar2、R1、R2、X1、X2およびX3の内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。 Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 and X 3 may contain a hetero atom, and when Q is a divalent linking group, Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 and X 3 are all divalent groups. When Q is a trivalent linking group, one of Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 and X 3 is a trivalent group. When Q is a tetravalent linking group, one of Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 and X 3 is a tetravalent group or two are trivalent It is a group.
本発明で用いる環状カルボジイミド化合物として、下記式(2)〜(4)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the cyclic carbodiimide compound used in the present invention include compounds represented by the following formulas (2) to (4).
<環状カルボジイミド化合物(2)>
式中、Qaは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである2価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。脂肪族基、脂環族基、芳香族基は、式(1)で説明したものと同じである。但し、式(2)の化合物においては、脂肪族基、脂環族基、芳香族基は全て2価である。Qaは、下記式(2−1)、(2−2)または(2−3)で表される2価の結合基であることが好ましい。 In the formula, Qa is a divalent linking group that is an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, or a combination thereof, and may contain a heteroatom. The aliphatic group, alicyclic group, and aromatic group are the same as those described in Formula (1). However, in the compound of formula (2), the aliphatic group, alicyclic group, and aromatic group are all divalent. Qa is preferably a divalent linking group represented by the following formula (2-1), (2-2) or (2-3).
式中、Ara 1、Ara 2、Ra 1、Ra 2、Xa 1、Xa 2、Xa 3、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)中のAr1、Ar2、R1、R2、X1、X2、X3、sおよびkと同じである。但し、これらは全て2価である。
かかる環状カルボジイミド化合物(2)としては、以下の化合物が挙げられる。
In the formula, Ar a 1 , Ar a 2 , R a 1 , R a 2 , X a 1 , X a 2 , X a 3 , s and k are represented by formulas (1-1) to (1-3), respectively. Are the same as Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , X 3 , s and k. However, these are all divalent.
Examples of the cyclic carbodiimide compound (2) include the following compounds.
<環状カルボジイミド化合物(3)>
式中、Qbは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基、またはこれらの組み合わせである3価の結合基であり、ヘテロ原子を含有していてもよい。Yは、環状構造を担持する担体である。脂肪族基、脂環族基、芳香族基は、式(1)で説明したものと同じである。但し、式(3)の化合物においては、Qbを構成する基の内一つは3価である。Qbは、下記式(3−1)、(3−2)または(3−3)で表される3価の結合基であることが好ましい。 Wherein, Q b is an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group or a trivalent linking group combinations thereof, and may contain a hetero atom. Y is a carrier supporting a cyclic structure. The aliphatic group, alicyclic group, and aromatic group are the same as those described in Formula (1). However, in the compound of formula (3), one of the groups constituting Qb is trivalent. Q b is preferably a trivalent linking group represented by the following formula (3-1), (3-2) or (3-3).
式中、Arb 1、Arb 2、Rb 1、Rb 2、Xb 1、Xb 2、Xb 3、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)のAr1、Ar2、R1、R2、X1、X2、X3、sおよびkと同じである。但しこれらの内の一つは3価の基である。
Yは、単結合、二重結合、原子、原子団またはポリマーであることが好ましい。Yは結合部であり、複数の環状構造がYを介して結合し、式(3)で表される構造を形成している。かかる環状カルボジイミド化合物(3)としては、下記化合物が挙げられる。
In the formula, Ar b 1 , Ar b 2 , R b 1 , R b 2 , X b 1 , X b 2 , X b 3 , s and k are respectively represented by the formulas (1-1) to (1-3). The same as Ar 1 , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , X 3 , s and k. However, one of these is a trivalent group.
Y is preferably a single bond, a double bond, an atom, an atomic group or a polymer. Y is a bonding portion, and a plurality of cyclic structures are bonded via Y to form a structure represented by the formula (3). Examples of the cyclic carbodiimide compound (3) include the following compounds.
<環状カルボジイミド化合物(4)>
式中、Qcは、脂肪族基、脂環族基、芳香族基またはこれらの組み合わせである4価の結合基であり、ヘテロ原子を保有していてもよい。Z1およびZ2は、環状構造を担持する担体である。Z1およびZ2は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
脂肪族基、脂環族基、芳香族基は、式(1)で説明したものと同じである。但し、式(4)の化合物において、Qcは4価である。従って、これらの基の内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。Qcは、下記式(4−1)、(4−2)または(4−3)で表される4価の結合基であることが好ましい。
In the formula, Q c is a tetravalent linking group which is an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, or a combination thereof, and may have a hetero atom. Z 1 and Z 2 are carriers that support a cyclic structure. Z 1 and Z 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
The aliphatic group, alicyclic group, and aromatic group are the same as those described in Formula (1). However, in the compound of formula (4), Q c is tetravalent. Accordingly, one of these groups is a tetravalent group or two are trivalent groups. Q c is preferably a tetravalent linking group represented by the following formula (4-1), (4-2) or (4-3).
Arc 1、Arc 2、Rc 1、Rc 2、Xc 1、Xc 2、Xc 3、sおよびkは、各々式(1−1)〜(1−3)の、Ar1、Ar2、R1、R2、X1、X2、X3、sおよびkと同じである。但し、Arc 1、Arc 2、Rc 1、Rc 2、Xc 1、Xc 2およびXc 3は、これらの内の一つが4価の基であるか、二つが3価の基である。 Ar c 1 , Ar c 2 , R c 1 , R c 2 , X c 1 , X c 2 , X c 3 , s and k are each Ar 1 in formulas (1-1) to (1-3). , Ar 2 , R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , X 3 , s and k are the same. Provided that Ar c 1 , Ar c 2 , R c 1 , R c 2 , X c 1 , X c 2 and X c 3 are one of which is a tetravalent group or two of which are trivalent It is a group.
Z1およびZ2は各々独立に、単結合、二重結合、原子、原子団またはポリマーであることが好ましい。Z1およびZ2は結合部であり、複数の環状構造がZ1およびZ2を介して結合し、式(4)で表される構造を形成している。
かかる環状カルボジイミド化合物(4)としては、下記化合物を挙げることができる。
Z 1 and Z 2 are preferably each independently a single bond, a double bond, an atom, an atomic group or a polymer. Z 1 and Z 2 are bonding portions, and a plurality of cyclic structures are bonded via Z 1 and Z 2 to form a structure represented by the formula (4).
Examples of the cyclic carbodiimide compound (4) include the following compounds.
<環状カルボジイミド化合物の製造方法>
環状カルボジイミド化合物は従来公知の方法により製造することができる。例として、アミン体からイソシアネート体を経由して製造する方法、アミン体からイソチオシアネート体を経由して製造する方法、アミン体からトリフェニルホスフィン体を経由して製造する方法、アミン体から尿素体を経由して製造する方法、アミン体からチオ尿素体を経由して製造する方法、カルボン酸体からイソシアネート体を経由して製造する方法、ラクタム体を誘導して製造する方法などが挙げられる。
<Method for producing cyclic carbodiimide compound>
The cyclic carbodiimide compound can be produced by a conventionally known method. For example, a method for producing an amine body via an isocyanate body, a method for producing an amine body via an isothiocyanate body, a method for producing an amine body via a triphenylphosphine body, a urea body from an amine body The method of manufacturing via a thiourea body, the method of manufacturing via a thiourea body, the method of manufacturing from a carboxylic acid body via an isocyanate body, the method of manufacturing a lactam body, etc. are mentioned.
また、本発明の環状カルボジイミド化合物は、以下の文献に記載された方法を組み合わせ及び改変して製造することができ、製造する化合物に応じて適切な方法を採用することができる。 Moreover, the cyclic carbodiimide compound of this invention can be manufactured combining and changing the method described in the following literatures, and an appropriate method can be employ | adopted according to the compound to manufacture.
Tetrahedron Letters,Vol.34,No.32,515−5158,1993.
Medium−and Large−Membered Rings from Bis(iminophosphoranes):An Efficient Preparation of Cyclic Carbodiimides, Pedro Molina etal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.61,No.13,4289−4299,1996.
New Models for the Study of the Racemization Mechanism of Carbodiimides.Synthesis and Structure(X−ray Crystallography and 1H NMR) of Cyclic Carbodiimides, Pedro Molina etal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.43,No8,1944−1946,1978.
Macrocyclic Ureas as Masked Isocyanates, Henri Ulrich etal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.48,No.10,1694−1700,1983.
Synthesis and Reactions of Cyclic Carbodiimides,
R.Richteretal.
Journal of Organic Chemistry,Vol.59,No.24,7306−7315,1994.
A New and Efficient Preparation of Cyclic Carbodiimides from Bis(iminophosphoranea)and the System Boc2O/DMAP,Pedro Molina etal.
Tetrahedron Letters, Vol. 34, no. 32, 515-5158, 1993.
Medium- and Large-Membered Rings from Bis (iminophosphoranes): An Efficient Preparation of Cyclic Carbidiimides, Pedro Molina et al.
Journal of Organic Chemistry, Vol. 61, no. 13, 4289-4299, 1996.
New Models for the Study of the Racemization Mechanism of Carbodiimides. Synthesis and Structure (X-ray Crystallography and 1H NMR) of Cyclic Carbodiimides, Pedro Molina et al.
Journal of Organic Chemistry, Vol. 43, No8, 1944-1946, 1978.
Macrocyclic Ureas As Masked Isocynates, Henri Ulrich et al.
Journal of Organic Chemistry, Vol. 48, no. 10, 1694-1700, 1983.
Synthesis and Reactions of Cyclic Carbodiimides,
R. Richter et al.
Journal of Organic Chemistry, Vol. 59, no. 24, 7306-7315, 1994.
A New and Efficient Preparation of Cyclic Carbodiamids from Bis (iminophosphoranea) and the System Boc 2 O / DMAP, Pedro Molina et al.
製造する化合物に応じて、適切な製法を採用すればよいが、例えば、(1)下記式(a−1)で表されるニトロフェノール、下記式(a−2)で表されるニトロフェノールおよび下記式(b)で表される化合物を反応させ、下記式(c)で表されるニトロ体を得る工程、
(上記式中、Ar1およびAr2は各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基で置換されていてもよい芳香族基である。E1およびE2は各々独立に、ハロゲン原子、トルエンスルホニルオキシ基およびメタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、p−ブロモベンゼンスルホニルオキシ基からなる群から選ばれる基である。Araは、フェニル基である。Xは、下記式(i−1)から(i−3)の結合基である。)
Depending on the compound to be produced, an appropriate production method may be employed. For example, (1) nitrophenol represented by the following formula (a-1), nitrophenol represented by the following formula (a-2), and A step of reacting a compound represented by the following formula (b) to obtain a nitro compound represented by the following formula (c);
(In the above formula, Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group optionally substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. E 1 and E 2 are each independently a halogen atom. A group selected from the group consisting of an atom, a toluenesulfonyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a benzenesulfonyloxy group, and a p-bromobenzenesulfonyloxy group, Ar a is a phenyl group, X is represented by the following formula (i -1) to (i-3).
<ポリ乳酸>
本発明のポリ乳酸は、主鎖が主として下記式(I)で表される乳酸単位からなり、末端の少なくとも一部が環状カルボジイミド化合物により封止されている。本発明において「主として」とは、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは95〜100モル%、さらに好ましくは98〜100モル%の割合である。
<Polylactic acid>
In the polylactic acid of the present invention, the main chain is mainly composed of lactic acid units represented by the following formula (I), and at least a part of the ends are sealed with a cyclic carbodiimide compound. In the present invention, “mainly” is preferably 90 to 100 mol%, more preferably 95 to 100 mol%, and still more preferably 98 to 100 mol%.
式(I)で表される乳酸単位には、互いに光学異性体であるL−乳酸単位とD−乳酸単位がある。ポリ乳酸の主鎖は主として、L−乳酸単位、D−乳酸単位またはこれらの組み合わせであってもよい。 The lactic acid unit represented by the formula (I) includes an L-lactic acid unit and a D-lactic acid unit which are optical isomers. The main chain of polylactic acid may be mainly L-lactic acid units, D-lactic acid units, or a combination thereof.
また、ポリ乳酸は、耐熱性向上の観点からは、主鎖が主としてD−乳酸単位よりなるポリD−乳酸と主鎖が主としてL乳酸単位よりなるポリL−乳酸とからなり、ステレオコンプレックス結晶を有するステレオコンプレックスポリ乳酸であることが特に好ましい。
ここで、主鎖を構成する他の単位の割合は、好ましくは0〜10モル%、より好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%の範囲である。
From the viewpoint of improving heat resistance, polylactic acid is composed of poly-D-lactic acid whose main chain is mainly composed of D-lactic acid units and poly-L-lactic acid whose main chain is mainly composed of L-lactic acid units. Particularly preferred is a stereocomplex polylactic acid.
Here, the proportion of other units constituting the main chain is preferably in the range of 0 to 10 mol%, more preferably 0 to 5 mol%, and still more preferably 0 to 2 mol%.
ステレオコンプレックス結晶は通常ポリL乳酸やポリD乳酸が単独で形成する結晶よりも融点が高いので、若干でも含まれることによって耐熱性を上げる効果が期待できるが、特にその効果は全体の結晶量に対するステレオコンプレックス結晶の量が多い場合に顕著に発揮される。下記式に従うステレオコンプレックス結晶化度(S)において、95%以上であることが好ましく、さらに好ましくは100%である。
S=[ΔHms/(ΔHmh+ΔHms)] × 100
(但し、ΔHmsはステレオコンプレックス相結晶の融解エンタルピー、ΔHmhはホモ相ポリ乳酸結晶の融解エンタルピー。)
Stereocomplex crystals usually have a higher melting point than crystals formed solely by poly-L-lactic acid or poly-D-lactic acid, so that even if they are contained in a small amount, the effect of increasing heat resistance can be expected. This is noticeable when the amount of stereocomplex crystals is large. The stereocomplex crystallinity (S) according to the following formula is preferably 95% or more, and more preferably 100%.
S = [ΔHms / (ΔHmh + ΔHms)] × 100
(However, ΔHms is the melting enthalpy of stereocomplex phase crystals, and ΔHmh is the melting enthalpy of homophase polylactic acid crystals.)
ステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の形成を安定的且つ高度に進めるために特定の添加物を配合する手法が好ましく適用される。
例えば、ステレオコンプレックス結晶化促進剤として下記式で表されるリン酸金属塩を添加する手法が挙げられる。
In order to stably and highly advance the formation of stereocomplex polylactic acid crystals, a method of blending specific additives is preferably applied.
For example, a technique of adding a metal phosphate represented by the following formula as a stereocomplex crystallization accelerator can be mentioned.
式中、R11は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、R12、R13はそれぞれ独立に、水素原子、または炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、M1はアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子またはアルミニウム原子を表し、pは1または2を表し、qはM1がアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子のときは0を、アルミニウム原子の時は1または2を表す。 In the formula, R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and M 1 represents Represents an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, a zinc atom or an aluminum atom, p represents 1 or 2, q represents 0 when M 1 is an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom or a zinc atom; When it is an atom, it represents 1 or 2.
式中R14、R15およびR16は各々独立に、水素原子または炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、M2はアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子またはアルミニウム原子を表し、pは1または2を表し、qはM2がアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子のときは0を、アルミニウム原子の時は1または2を表す。 In the formula, each of R 14 , R 15 and R 16 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and M 2 represents an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, a zinc atom or an aluminum atom. P represents 1 or 2, q represents 0 when M 2 is an alkali metal atom, alkaline earth metal atom or zinc atom, and 1 or 2 when M 2 is an aluminum atom.
上記二つの式において表されるリン酸金属塩のM1、M2は、Na、K、Al、Mg、Ca、Liが好ましく、特に、K、Na、Al、LiなかでもLi、Alが最も好適に用いることができる。
これらのリン酸金属塩は、(株)ADEKA製の商品名、「アデカスタブ」NA−11、NA−71等が好適な剤として例示される。
M 1 and M 2 of the metal phosphate represented by the above two formulas are preferably Na, K, Al, Mg, Ca and Li, and in particular, Li, Al is the most among K, Na, Al and Li. It can be used suitably.
As these metal phosphates, trade names manufactured by ADEKA Corporation, “ADEKA STAB” NA-11, NA-71 and the like are exemplified as suitable agents.
ポリ乳酸に対して、リン酸金属塩は0.001から2wt%、好ましくは0.005から1wt%、より好ましくは0.01から0.5wt%さらに好ましくは0.02から0.3wt%用いることが好ましい。少なすぎる場合には、ステレオコンプレックス結晶化度(S)を向上する効果が小さく、多すぎるとステレオコンプレックス結晶融点を低下させる。さらに、リン酸金属塩の作用を強化するため、公知の結晶化核剤を併用することができる。なかでも珪酸カルシウム、タルク、カオリナイト、モンモリロナイトが好ましくは選択される。
結晶化核剤の使用量はポリ乳酸に対し0.05から5wt%、より好ましくは0.06から2wt%、さらに好ましくは0.06から1wt%の範囲が選択される。
The metal phosphate is used in an amount of 0.001 to 2 wt%, preferably 0.005 to 1 wt%, more preferably 0.01 to 0.5 wt%, more preferably 0.02 to 0.3 wt% with respect to polylactic acid. It is preferable. If the amount is too small, the effect of improving the stereocomplex crystallinity (S) is small. If the amount is too large, the stereocomplex crystal melting point is lowered. Furthermore, in order to reinforce the action of the metal phosphate, a known crystallization nucleating agent can be used in combination. Of these, calcium silicate, talc, kaolinite, and montmorillonite are preferably selected.
The amount of crystallization nucleating agent used is selected in the range of 0.05 to 5 wt%, more preferably 0.06 to 2 wt%, and still more preferably 0.06 to 1 wt% with respect to polylactic acid.
ポリ乳酸はいずれの製法によって得られたものであってもよい。たとえば、ポリ乳酸の製造方法には、L−乳酸及び/又はD−乳酸を原料として一旦環状二量体であるラクチドを生成させて、その後開環重合を行う二段階のラクチド法と、L−乳酸及び/又はD−乳酸を原料として溶媒中で直接脱水縮合を行う一段階の直接重合法など、一般に知られている重合法によって好適に得ることができる。 Polylactic acid may be obtained by any manufacturing method. For example, a polylactic acid production method includes a two-stage lactide method in which L-lactic acid and / or D-lactic acid is used as a raw material to generate lactide, which is a cyclic dimer, and then ring-opening polymerization is performed. It can be suitably obtained by a generally known polymerization method such as a one-step direct polymerization method in which dehydration condensation is directly performed in a solvent using lactic acid and / or D-lactic acid as a raw material.
ポリ乳酸にはその製造上、カルボン酸基が含まれることがあるが、その含まれるカルボン酸基の量は少ないほどよい。そのような理由から、たとえばラクチドから水以外の開始剤を用いて開環重合したものや、重合後に化学的に処理をしてカルボン酸基を低減したポリマーを用いることは好ましい。 Polylactic acid may contain a carboxylic acid group in its production, but the smaller the amount of the carboxylic acid group contained, the better. For these reasons, it is preferable to use, for example, ring-opened polymerization from lactide using an initiator other than water, or a polymer that has been chemically treated after polymerization to reduce carboxylic acid groups.
ポリ乳酸の重量平均分子量は、通常少なくとも5万、好ましくは少なくとも10万、好ましくは10〜30万である。平均分子量が5万よりも低い場合には繊維の強度物性が低下するため好ましくない。30万を越える場合には溶融粘度が高くなりすぎ、溶融紡糸が困難になる場合がある。 The weight average molecular weight of polylactic acid is usually at least 50,000, preferably at least 100,000, preferably 100,000 to 300,000. When the average molecular weight is lower than 50,000, the strength properties of the fiber are lowered, which is not preferable. If it exceeds 300,000, the melt viscosity becomes too high, and melt spinning may be difficult.
また、本発明におけるポリ乳酸は、L−乳酸、D−乳酸の他にエステル形成能を有するその他の成分を共重合した共重合ポリ乳酸であってもよい。共重合可能な成分としては、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類の他、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、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体が挙げられる。ただし、高い融点を維持するためや繊維強度を損なわないため、この場合ポリマーの70モル%以上が乳酸単位からなることが望ましい。 The polylactic acid in the present invention may be a copolymerized polylactic acid obtained by copolymerizing other components having ester forming ability in addition to L-lactic acid and D-lactic acid. The copolymerizable component includes glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 4-hydroxyvaleric acid, hydroxycarboxylic acids such as 6-hydroxycaproic acid, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, neo Compounds containing a plurality of hydroxyl groups in the molecule such as pentyl glycol, polyethylene glycol, glycerin and pentaerythritol or derivatives thereof, compounds containing a plurality of carboxylic acid groups in the molecule such as adipic acid, sebacic acid and fumaric acid Or derivatives thereof. However, in order to maintain a high melting point and not impair fiber strength, in this case, it is desirable that 70 mol% or more of the polymer is composed of lactic acid units.
本発明のポリ乳酸組成物は、環状カルボジイミド化合物がポリ乳酸の末端に結合した構造を有する末端封止されたポリ乳酸を含有する。環状カルボジイミド化合物は、ポリ乳酸のカルボキシル基と以下のように反応しポリ乳酸の末端に以下の構造を形成する。 The polylactic acid composition of the present invention contains end-capped polylactic acid having a structure in which a cyclic carbodiimide compound is bonded to the end of polylactic acid. The cyclic carbodiimide compound reacts with the carboxyl group of polylactic acid as follows to form the following structure at the end of polylactic acid.
後述するように本発明のポリ乳酸異型断面糸は、ポリ乳酸と環状カルボジイミドとを混合したポリ乳酸組成物を溶融紡糸して製造することができる。環状カルボジイミド化合物は、ポリ乳酸の末端と反応し末端を封止するが、余剰の環状カルボジイミド化合物が存在する場合には未反応のままポリ乳酸組成物中に残留する。このとき、ポリ乳酸異型断面糸には、末端が封止されたポリ乳酸および環状カルボジイミド化合物を含有するが、末端変性の反応の程度により、末端が封止されていないポリ乳酸も含有することもある。 As will be described later, the polylactic acid atypical cross section yarn of the present invention can be produced by melt spinning a polylactic acid composition in which polylactic acid and cyclic carbodiimide are mixed. The cyclic carbodiimide compound reacts with the end of polylactic acid to seal the end, but when an excess cyclic carbodiimide compound is present, it remains unreacted in the polylactic acid composition. At this time, the polylactic acid atypical cross section yarn contains polylactic acid with a sealed end and a cyclic carbodiimide compound, but may contain polylactic acid with an unsealed end depending on the degree of terminal modification reaction. is there.
なお、異型断面糸において、未反応のまま組成物中で残留する環状カルボジイミド化合物の含有量は、ポリ乳酸100重量部あたり、0.001〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部、より好ましくは0.1〜1重量部である。
未反応のまま組成物中で残留する環状カルボジイミド化合物が存在する場合には、耐加水分解性をさらに向上させることが可能である。
In the modified cross-section yarn, the content of the cyclic carbodiimide compound remaining in the composition in an unreacted state is 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of polylactic acid. More preferably, it is 0.1 to 1 part by weight.
If there is a cyclic carbodiimide compound remaining in the composition in an unreacted state, the hydrolysis resistance can be further improved.
ポリ乳酸への環状カルボジイミド化合物の添加は、該ポリ乳酸の重合反応完了直後から紡糸口金より吐出されるまでの任意の段階に行うことができ、例えば、ポリ乳酸チップに粉体として環状カルボジイミド化合物を添加する方法、溶融紡糸前の段階でポリ乳酸と環状カルボジイミド化合物とを強制的に溶融混練する方法などが挙げられる。 The addition of the cyclic carbodiimide compound to the polylactic acid can be performed at any stage from immediately after the completion of the polymerization reaction of the polylactic acid until it is discharged from the spinneret. For example, the cyclic carbodiimide compound is added to the polylactic acid chip as a powder. Examples thereof include a method of adding, and a method of forcibly melt-kneading polylactic acid and a cyclic carbodiimide compound at a stage before melt spinning.
環状カルボジイミド化合物をポリ乳酸に添加、混合する方法は特に限定なく、従来公知の方法により、溶液、融液あるいは適用するポリ乳酸のマスターバッチとして添加する方法、あるいは環状カルボジイミド化合物が溶解、分散または溶融している液体にポリ乳酸の固体を接触させ環状カルボジイミド化合物を浸透させる方法などを採ることができる。 The method for adding and mixing the cyclic carbodiimide compound to the polylactic acid is not particularly limited, and a method of adding a solution, a melt or a master batch of polylactic acid to be applied by a conventionally known method, or a cyclic carbodiimide compound is dissolved, dispersed or melted. For example, a method can be used in which a solid of polylactic acid is brought into contact with the liquid being infiltrated and the cyclic carbodiimide compound is permeated.
溶液、融液あるいは適用するポリ乳酸のマスターバッチとして添加する方法を採る場合には、従来公知の混練装置を使用して添加することができる。混練に際しては、溶液状態での混練法あるいは溶融状態での混練法が、均一混練性の観点より好ましい。混練装置としては、とくに限定なく、従来公知の縦型の反応容器、混合槽、混練槽あるいは一軸または多軸の横型混練装置、例えば一軸あるいは多軸のルーダー、ニーダーなどが例示される。混練時間は特に指定はなく、混練装置、混練温度にもよるが、0.1分間から2時間、好ましくは0.2分間から1時間、より好ましくは1分間から30分間が選択される。 When taking the method of adding as a solution, a melt or a master batch of polylactic acid to be applied, it can be added using a conventionally known kneading apparatus. In kneading, a kneading method in a solution state or a kneading method in a molten state is preferable from the viewpoint of uniform kneading properties. The kneading apparatus is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known vertical reaction vessels, mixing tanks, kneading tanks or uniaxial or multiaxial horizontal kneading apparatuses such as uniaxial or multiaxial ruders and kneaders. The kneading time is not particularly specified and depends on the kneading apparatus and the kneading temperature, but is selected from 0.1 minutes to 2 hours, preferably from 0.2 minutes to 1 hour, more preferably from 1 minute to 30 minutes.
溶媒としては、ポリ乳酸および環状カルボジイミド化合物に対し、不活性であるものを用いることができる。特に、両者に親和性を有し、両者を少なくとも部分的に溶解、あるいは両者に少なくとも部分的に溶解より溶媒が好ましい。
このような溶媒としてはたとえば、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アミド系溶媒などを用いることができる。
As a solvent, what is inactive with respect to polylactic acid and a cyclic carbodiimide compound can be used. In particular, a solvent is preferred to have affinity for both and at least partially dissolve both, or at least partially dissolve in both.
As such a solvent, for example, a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an ether solvent, a halogen solvent, an amide solvent and the like can be used.
炭化水素系溶媒として、ヘキサン、シクロへキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタン、デカンなどが挙げられる。ケトン系溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロへキサノン、イソホロンなどが挙げられる。エステル系溶媒としては、酢酸エチル、酢酸メチル、コハク酸エチル、炭酸メチル、安息香酸エチル、ジエチレングリコールジアセテートなどが挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、ジフェニルエーテルなどが挙げられる。ハロゲン系溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、1,1’,2,2’−テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどを挙げることができる。アミド系溶媒としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。
これらの溶媒は単一であるいは所望により混合溶媒として使用することができる。
Examples of the hydrocarbon solvent include hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, heptane, decane and the like. Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone, and isophorone. Examples of ester solvents include ethyl acetate, methyl acetate, ethyl succinate, methyl carbonate, ethyl benzoate, and diethylene glycol diacetate. Examples of the ether solvent include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, diphenyl ether and the like. Examples of the halogen solvent include dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, 1,1 ′, 2,2′-tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene and the like. Examples of amide solvents include formamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like.
These solvents may be used alone or as a mixed solvent as desired.
本発明において、溶媒は、ポリ乳酸と環状カルボジイミド化合物との合計、100重量部あたり1〜1,000重量部の範囲で適用される。1重量部より少ないと、溶媒適用に意義がない。また、溶媒使用量の上限値は、特にないが、操作性、反応効率の観点より1,000重量部程度である。 In the present invention, the solvent is applied in the range of 1 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the total of polylactic acid and the cyclic carbodiimide compound. If the amount is less than 1 part by weight, there is no significance in applying the solvent. The upper limit of the amount of solvent used is not particularly limited, but is about 1,000 parts by weight from the viewpoints of operability and reaction efficiency.
環状カルボジイミド化合物が溶解、分散または溶融している液体にポリ乳酸の固体を接触させ環状カルボジイミド化合物を浸透させる方法を採る場合には、上記のような溶剤に溶解したカルボジイミドに固体のポリ乳酸を接触させる方法や、カルボジイミドのエマルジョン液に固体のポリ乳酸を接触させる方法などをとることができる。接触させる方法としては、ポリ乳酸を浸漬する方法や、ポリ乳酸に塗布する方法、散布する方法などを好適にとることができる。 When a method in which a polylactic acid solid is brought into contact with a liquid in which the cyclic carbodiimide compound is dissolved, dispersed or melted and the cyclic carbodiimide compound is infiltrated, the solid polylactic acid is brought into contact with the carbodiimide dissolved in the solvent as described above. And a method of bringing solid polylactic acid into contact with an emulsion solution of carbodiimide. As a method of contacting, a method of immersing polylactic acid, a method of applying to polylactic acid, a method of spraying, and the like can be suitably used.
環状カルボジイミド化合物による封止反応は、室温(25℃)〜300℃程度の温度で可能であるが、反応効率の観点より50〜250℃、より好ましくは80〜200℃の範囲ではより促進される。ポリ乳酸は、溶融している状態ではより反応が進行しやすいが、環状カルボジイミド化合物の揮散、分解などを抑制するため、300℃より低い温度で反応させることが好ましい。またポリ乳酸の溶融温度を低下、攪拌効率を上げるためにも、溶媒を適用することは効果がある。 The sealing reaction with the cyclic carbodiimide compound is possible at a temperature of room temperature (25 ° C.) to about 300 ° C., but is more accelerated in the range of 50 to 250 ° C., more preferably 80 to 200 ° C. from the viewpoint of reaction efficiency. . The reaction of polylactic acid is more likely to proceed in a molten state, but the reaction is preferably performed at a temperature lower than 300 ° C. in order to suppress volatilization and decomposition of the cyclic carbodiimide compound. It is also effective to apply a solvent to lower the melting temperature of polylactic acid and increase the stirring efficiency.
反応は無触媒で十分速やかに進行するが、反応を促進する触媒を使用することもできる。触媒としては、従来の線状カルボジイミド化合物で使用される触媒が適用できる。これらは1種または2種以上使用することができる。触媒の添加量は、特に限定されるものではないが、ポリ乳酸と環状カルボジイミド化合物の合計100重量部に対し、0.001〜1重量部が好ましく、また0.01〜0.1重量部がより好ましく、さらには0.02〜0.1重量部が最も好ましい。 Although the reaction proceeds sufficiently rapidly without a catalyst, a catalyst that accelerates the reaction can also be used. As a catalyst, the catalyst used with the conventional linear carbodiimide compound is applicable. These can be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 1 part by weight, and 0.01 to 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the total of polylactic acid and the cyclic carbodiimide compound. More preferred is 0.02 to 0.1 parts by weight.
環状カルボジイミド化合物の適用量は、酸性基1当量あたり、環状カルボジイミド化合物に含まれるカルボジイミド基が0.5〜100当量の範囲が選択される。0.5当量より過少に過ぎると、カルボジイミド適用の意義がない場合がある。また100当量より過剰に過ぎると、基質の特性が変成する場合がある。かかる観点より、上記基準において、好ましくは0.6〜100当量、より好ましくは0.65〜70当量、さらに好ましくは0.7〜50当量、とりわけ好ましくは0.7〜30当量の範囲が選択される。 The application amount of the cyclic carbodiimide compound is selected such that the carbodiimide group contained in the cyclic carbodiimide compound is 0.5 to 100 equivalents per equivalent of acidic group. If the amount is less than 0.5 equivalent, there may be no significance in applying carbodiimide. On the other hand, if it exceeds 100 equivalents, the characteristics of the substrate may be altered. From this viewpoint, on the above criteria, a range of preferably 0.6 to 100 equivalents, more preferably 0.65 to 70 equivalents, further preferably 0.7 to 50 equivalents, and particularly preferably 0.7 to 30 equivalents is selected. Is done.
<ポリ乳酸異型断面糸の製造方法>
本発明のポリ乳酸異型断面繊維は前記のポリ乳酸組成物からなり、単繊維横断面形状が異型断面である。異型断面の形状は特に限定されるものではないが、光沢や風合い、機能を発現するためには、繊維横断面形状の外接円と内接円との径の比が2.5〜10であることが好ましい。2.5未満では光沢や風合い、機能などの発現が弱くなるおそれがある。逆に、外接円と内接円との径の比が10を超えると製糸および織編染加工を安定に行うことが困難となるおそれがある。
<Production method of polylactic acid atypical cross section yarn>
The polylactic acid atypical cross-section fiber of the present invention comprises the above-mentioned polylactic acid composition, and the single fiber cross-sectional shape is an atypical cross section. The shape of the atypical cross section is not particularly limited, but the ratio of the diameter between the circumscribed circle and the inscribed circle of the fiber cross-sectional shape is 2.5 to 10 in order to express gloss, texture and function. It is preferable. If it is less than 2.5, gloss, texture, function, etc. may be weakened. On the other hand, if the ratio of the diameter between the circumscribed circle and the inscribed circle is more than 10, it may be difficult to stably perform the yarn production and the woven / knitting / dyeing process.
ここで、外接円は異形断面形状における全ての頂点を通る円、内接円は、異形断面形状における、全ての辺に接する円であるが、異形断面が図1に示されるような扁平形状である場合には、長軸方向である図1中Bが外接円の径、短軸方向で最短のC2が内接円の径となる。ここで、仮に、図1において、くびれ部分を有さなければ、内接円の径はC1となる。他の略長方形である異形断面である場合にも上記に準じて外接円、内接円を設定すればよい。 Here, the circumscribed circle is a circle that passes through all the vertices in the deformed cross-sectional shape, and the inscribed circle is a circle that touches all the sides in the deformed cross-sectional shape, but the deformed cross-section has a flat shape as shown in FIG. In some cases, B in FIG. 1 which is the major axis direction is the diameter of the circumscribed circle, and C2 which is the shortest in the minor axis direction is the diameter of the inscribed circle. Here, in FIG. 1, if there is no constricted portion, the diameter of the inscribed circle is C1. The circumscribed circle and the inscribed circle may be set in accordance with the above in the case of another irregular cross section having a substantially rectangular shape.
<ポリ乳酸異型断面糸の製造方法>
このようなポリ乳酸異型断面糸は例えば以下の方法により製造することができる。すなわち、前記ポリ乳酸組成物をエクストルーダー型やプレッシャーメルター型の溶融押出し機で溶融した後、ギヤポンプにより計量し、パック内で濾過した後、口金に設けられたノズルからモノフィラメンント、マルチフィラメント等として吐出され紡糸する。その際、口金の形状は異型(中空丸型も含む)用口金であればいずれも採用することができる。吐出孔数は特に制限されるものではない。吐出された糸は直ちに冷却・固化された後集束され、油剤を付加されて巻き取られる。紡糸速度は特に限定されるものではないが配向結晶性の観点より300〜5000m/分の範囲が好ましい。巻き取られた未延伸糸はその後延伸工程に供されるが、紡糸工程と延伸工程は必ずしも分離する必要はなく、紡糸後いったん巻き取ることなく引続き延伸を行う直接紡糸延伸法を採用してもよい。
<Production method of polylactic acid atypical cross section yarn>
Such polylactic acid atypical cross-sectional yarn can be produced by the following method, for example. That is, the polylactic acid composition is melted with an extruder type or pressure melter type melt extruder, weighed with a gear pump, filtered in a pack, and then monofilament, multifilament, etc. from a nozzle provided on the base Discharged and spun as. In this case, any shape can be used as long as the shape of the die is a different type (including a hollow round shape). The number of discharge holes is not particularly limited. The discharged yarn is immediately cooled and solidified, then converged, added with oil, and wound. The spinning speed is not particularly limited, but is preferably in the range of 300 to 5000 m / min from the viewpoint of oriented crystallinity. The wound undrawn yarn is then subjected to a drawing step, but the spinning step and the drawing step are not necessarily separated from each other. Even if a direct spinning drawing method is used in which the drawing is continued without being wound once after spinning. Good.
延伸は、1段でも、2段以上の多段延伸でも良く、高強度の繊維を製造する観点から、延伸倍率は、好ましくは3倍以上、より好ましくは4倍以上、さらに好ましくは3〜10倍である。しかし、延伸倍率が高すぎると繊維が失透し白化するため、繊維の強度が低下する。延伸の予熱は、ロールの昇温のほか、平板状あるいはピン状の接触式加熱ヒータ、非接触式ヒータ、熱媒浴などにより行うことができる。延伸温度は、好ましくは70〜140℃、より好ましくは80〜130℃である。 The stretching may be one-stage or multi-stage stretching of two or more stages. From the viewpoint of producing a high-strength fiber, the draw ratio is preferably 3 times or more, more preferably 4 times or more, and further preferably 3 to 10 times. It is. However, if the draw ratio is too high, the fiber is devitrified and whitened, so that the strength of the fiber is lowered. Preheating for stretching can be performed by using a flat plate or pin-shaped contact heater, non-contact heater, heating medium bath, etc., in addition to raising the temperature of the roll. The stretching temperature is preferably 70 to 140 ° C, more preferably 80 to 130 ° C.
さらに、かかる延伸糸を熱処理することが好ましい。熱処理は110〜210℃(好ましくは120〜200℃)で行う。熱処理はテンション下で行うことが好ましい。熱処理は、ホットローラー、接触式加熱ヒータ、非接触式熱板などで行うことができる。熱処理することにより、特にステレオコンプレックスポリ乳酸においては耐熱性や耐アイロン性に優れ、高い強度を有する繊維を得ることができる。 Furthermore, it is preferable to heat-treat the drawn yarn. The heat treatment is performed at 110 to 210 ° C. (preferably 120 to 200 ° C.). The heat treatment is preferably performed under tension. The heat treatment can be performed with a hot roller, a contact heater, a non-contact hot plate or the like. By heat-treating, particularly in the case of stereocomplex polylactic acid, fibers having excellent heat resistance and iron resistance and high strength can be obtained.
本発明は前記のポリ乳酸異型断面糸からなる糸条を用いてなる布帛も包含する。ここで、かかる糸条において、布帛の風合いの点で、単糸繊度が0.01〜20dtex(より好ましくは0.1〜7dtex)、総繊度が30〜500dtex、フィラメント数が20〜200本の範囲内のマルチフィラメント(長繊維)であることが好ましい。また、該糸条に撚糸や空気加工、仮撚捲縮加工など施してもよい。特に、該ポリ乳酸異型断面繊維に100〜600T/m程度の撚糸が施されていると布帛の耐摩耗性が向上するだけでなく、布帛を製編織する際の取扱い性が向上し好ましい。また、本発明の布帛には前記のポリ乳酸異型断面繊維からなる糸条が少しでも含まれておればよいが、布帛全重量に対して前記のポリ乳酸異型断面繊維からなる糸条が50重量%以上含まれることが好ましい。特に、前記糸条(ポリ乳酸異型断面繊維)のみを用いて布帛を構成することが最も好ましい。布帛の環境負荷が大きくなるおそれがある。 The present invention also includes a fabric using a yarn comprising the above-mentioned polylactic acid atypical cross section yarn. Here, in this yarn, in terms of the texture of the fabric, the single yarn fineness is 0.01 to 20 dtex (more preferably 0.1 to 7 dtex), the total fineness is 30 to 500 dtex, and the number of filaments is 20 to 200. A multifilament (long fiber) within the range is preferable. The yarn may be subjected to twisting, air processing, false twist crimping, or the like. In particular, when the polylactic acid atypical cross-section fiber is twisted at about 100 to 600 T / m, not only the wear resistance of the fabric is improved, but also the handleability when the fabric is knitted and woven is improved. In addition, the fabric of the present invention may contain any amount of the yarn composed of the polylactic acid atypical cross-section fiber, but the yarn composed of the polylactic acid atypical cross-section fiber is 50% by weight with respect to the total weight of the fabric. % Or more is preferable. In particular, it is most preferable to form a fabric using only the yarn (polylactic acid atypical cross-section fiber). There is a possibility that the environmental load of the fabric may increase.
また、前記の布帛において、布帛構造は特に限定されないが、通常の織機または編機により製編織された織物または編物であることが好ましい。もちろん、不織布や、マトリックス繊維と熱接着性繊維とからなる繊維構造体でもよい。例えば、織物の織組織としては、平織、綾織、朱子織等の三原組織、変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロードなどが例示される。編物の種類は、丸編物(よこ編物)であってもよいしたて編物であってもよい。丸編物(よこ編物)の組織としては、平編、ゴム編、両面編、パール編、タック編、浮き編、片畔編、レース編、添え毛編等が好ましく例示され、たて編組織としては、シングルデンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフトリコット編、裏毛編、ジャガード編等が例示される。層数も単層でもよいし、2層以上の多層でもよい。さらには、カットパイルおよび/またはループパイルからなる立毛部と地組織部とで構成される立毛布帛であってもよい。 In the above-mentioned fabric, the fabric structure is not particularly limited, but is preferably a woven fabric or a knitted fabric knitted or woven by a normal loom or knitting machine. Of course, a non-woven fabric or a fiber structure composed of matrix fibers and heat-bondable fibers may be used. For example, examples of the woven structure of the woven fabric include a three-layer structure such as plain weave, twill weave and satin weave, a change structure, a single double structure such as a vertical double weave and a horizontal double weave, and a vertical velvet. The type of knitted fabric may be a circular knitted fabric (weft knitted fabric) or a freshly knitted fabric. Preferred examples of the structure of the circular knitted fabric (weft knitted fabric) include a flat knitted fabric, rubber knitted fabric, double-sided knitted fabric, pearl knitted fabric, tucked knitted fabric, float knitted fabric, one-sided knitted fabric, lace knitted fabric, and bristle knitted fabric. Examples include a single denby knitting, a single atlas knitting, a double cord knitting, a half tricot knitting, a back hair knitting, and a jacquard knitting. The number of layers may be a single layer or a multilayer of two or more layers. Furthermore, it may be a raised fabric composed of a raised portion made of a cut pile and / or a loop pile and a ground tissue portion.
かかる布帛は染色されていることが好ましい。その際、染色の方法は特に制限されず、染色加工の方法としては、ビーム染色、チーズ染色、パッケージ染色、液流染色など従来公知の染色加工方法でよい。また、染色加工条件としては、温度110〜140℃、20〜40分間の範囲が好ましい。なお、染色加工の際、染色浴中に分散染料だけでなく助剤や各種機能剤が含まれていてもよい。 Such fabric is preferably dyed. In this case, the dyeing method is not particularly limited, and the dyeing method may be a conventionally known dyeing method such as beam dyeing, cheese dyeing, package dyeing, or liquid dyeing. Moreover, as dyeing | staining process conditions, the range of temperature 110-140 degreeC and 20-40 minutes is preferable. In the dyeing process, not only the disperse dye but also auxiliary agents and various functional agents may be contained in the dyeing bath.
また、染色工程の前に、温度50〜100℃で弱アルカリ下の精錬や温度80〜100℃でアルカリ性条件下減量加工を行ってもよい。また、染色の前および/または後に温度140〜180℃で乾熱処理することは好ましいことである。また、染色工程の後に、シリコン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの樹脂をパデング法などにより布帛に付与すると、布帛の耐摩耗性が向上し好ましい。その際、樹脂の付着量は布帛重量に対して0.5〜5.0重量%の範囲が好ましい。さらには、染色工程の前および/または後に、吸水加工、撥水加工、起毛加工、難燃剤、紫外線遮蔽あるいは制電剤、抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。 Further, before the dyeing step, refining under a weak alkali at a temperature of 50 to 100 ° C. or weight reduction under an alkaline condition at a temperature of 80 to 100 ° C. may be performed. In addition, it is preferable to perform a dry heat treatment at a temperature of 140 to 180 ° C. before and / or after dyeing. In addition, it is preferable to apply a resin such as a silicone resin, a polyethylene resin, or a polyethylene terephthalate resin to the fabric by a padding method after the dyeing process, because the wear resistance of the fabric is improved. In that case, the amount of the resin adhered is preferably in the range of 0.5 to 5.0% by weight based on the weight of the fabric. Furthermore, before and / or after the dyeing process, water-absorbing, water-repellent, brushed, flame retardant, UV shielding or antistatic agent, antibacterial agent, deodorant, insect repellent, phosphorescent agent, retroreflective agent, minus Various processes that provide functions such as an ion generating agent may be additionally applied.
かかる布帛において、目付けとしては、30〜1000gr/m2の範囲内であることが好ましい。また、布帛が織物である場合は、下記式により算出されるカバーファクター(CF)が500〜4000(より好ましくは1500〜3000)であることが布帛のソフト感、風合い、防視認性の点で好ましい。
CF=(DWp/1.1)1/2×MWp+(DWf/1.1)1/2×MWf
ただし、DWpは経糸総繊度(dtex)、MWpは経糸織密度(本/2.54cm)、DWfは緯糸総繊度(dtex)、MWfは緯糸織密度(本/2.54cm)である。
In such a fabric, the basis weight is preferably in the range of 30 to 1000 gr / m 2 . When the fabric is a woven fabric, the cover factor (CF) calculated by the following formula is 500 to 4000 (more preferably 1500 to 3000) in terms of the softness, texture, and visibility of the fabric. preferable.
CF = (DWp / 1.1) 1/2 * MWp + (DWf / 1.1) 1/2 * MWf
However, DWp is the total warp fineness (dtex), MWp is the warp weave density (main / 2.54 cm), DWf is the total weft fineness (dtex), and MWf is the weft weave density (main / 2.54 cm).
また、前記布帛が編物である場合には、30〜100コース/2.54cm、20〜60ウエール/2.54cmの密度であると、布帛の布帛のソフト感、風合い、防視認性の点で好ましい。 When the fabric is a knitted fabric, the density of 30 to 100 courses / 2.54 cm, 20 to 60 wales / 2.54 cm is preferable in terms of softness, texture, and visibility of the fabric. preferable.
かかる布帛は前記のポリ乳酸異型断面繊維を用いているので、ソフト感に優れ、かつベトツキ感がなく着用快適性に優れるものである。かかる布帛は、シャツ、ブルゾン、パンツ、コートといった衣料用途、カップ、パッド、靴表皮、中敷等の衣料資材用途、カーテン、カーペット、マット、家具等のインテリア用途、ベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、フェルト、フィルター、スレーキ、ティーバッグ等の産業資材および一般資材用途、車両内装用途にも好適に使用することができる。特に、ソフト感に優れ、かつベトツキ感がないので、スポーツ衣料、ユニフォーム、紳士衣料品、婦人衣料品、インナー、裏地、帽子、トーブ、民族衣装、インテリア用カーテン、インテリア用ロールブラインド、インテリア用パーテション、車両内装材などの繊維製品として好適に使用される。 Such a fabric uses the above-mentioned polylactic acid atypical cross-section fiber, so that it is excellent in soft feeling and has no sticky feeling and is excellent in wearing comfort. Such fabrics are used for clothing such as shirts, blousons, pants and coats, for clothing materials such as cups, pads, shoe skins and insoles, for interior use such as curtains, carpets, mats and furniture, belts, nets, ropes and heavy cloths. Further, it can be suitably used for industrial materials such as bags, felts, filters, slakes, tea bags, etc., general materials, and vehicle interiors. In particular, it has excellent softness and no stickiness, so sports clothing, uniforms, men's clothing, women's clothing, inners, linings, hats, toves, folk costumes, interior curtains, interior roll blinds, interior partitions It is suitably used as a textile product such as a vehicle interior material.
<安定剤>
本発明のポリ乳酸異型断面糸には、安定剤を含有することができる。安定剤としては通常の熱可塑性樹脂の安定剤に使用されるものを用いることができる。例えば酸化防止剤、光安定剤等を挙げることができる。これらの剤を配合することで機械的特性、成形性、耐熱性および耐久性に優れた成形品を得ることができる。
<Stabilizer>
The polylactic acid atypical cross section yarn of the present invention may contain a stabilizer. As a stabilizer, what is used for the stabilizer of a normal thermoplastic resin can be used. For example, an antioxidant, a light stabilizer, etc. can be mentioned. By blending these agents, a molded product having excellent mechanical properties, moldability, heat resistance and durability can be obtained.
酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ホスファイト系化合物、チオエーテル系化合物等を挙げることができる。 Examples of the antioxidant include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, phosphite compounds, thioether compounds, and the like.
ヒンダードフェノール系化合物としては、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−オクタデシル−3−(3’−メチル−5’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、n−テトラデシル−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、1,4−ブタンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、3,9−ビス[2−{3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等が挙げられる。 Examples of hindered phenol compounds include n-octadecyl-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) -propionate, n-octadecyl-3- (3′-methyl-5 ′). -Tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) -propionate, n-tetradecyl-3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) -propionate, 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate], 1,4-butanediol-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -Propionate], 2,2'-methylene-bis (4-methyl-tert-butylphenol), triethylene glycol-bis 3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) -propionate], tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, 3,9-bis [2- {3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy} -1,1-dimethylethyl] 2,4,8,10-tetraoxaspiro ( 5,5) Undecane and the like can be mentioned.
ヒンダードアミン系化合物として、N,N’−ビス−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−テトラメチレン−ビス[3−(3’−メチル−5’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ジアミン、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオニル]ヒドラジン、N−サリチロイル−N’−サリチリデンヒドラジン、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、N,N’−ビス[2−{3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]オキシアミド等を挙げることができる。好ましくは、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート]、およびテトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等が挙げられる。 As a hindered amine compound, N, N′-bis-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionylhexamethylenediamine, N, N′-tetramethylene-bis [3- (3′-Methyl-5′-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionyl] diamine, N, N′-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionyl ] Hydrazine, N-salicyloyl-N'-salicylidenehydrazine, 3- (N-salicyloyl) amino-1,2,4-triazole, N, N'-bis [2- {3- (3,5-di -Tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy} ethyl] oxyamide and the like. Preferably, triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] and tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl) -4-hydroxyphenyl) propionate] methane and the like.
ホスファイト系化合物としては、少なくとも1つのP−O結合が芳香族基に結合しているものが好ましく、具体的には、トリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンホスファイト、ビス(2,6―ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェニル−ジ−トリデシル)ホスファイト、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ジトリデシルホスファイト−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、トリス(ミックスドモノおよびジ−ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、4,4’−イソプロピリデンビス(フェニル−ジアルキルホスファイト)等が挙げられる。 As the phosphite compound, those in which at least one P—O bond is bonded to an aromatic group are preferable. Specifically, tris (2,6-di-tert-butylphenyl) phosphite, tetrakis ( 2,6-di-tert-butylphenyl) 4,4′-biphenylene phosphite, bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol di-phosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) octyl phosphite, 4,4′-butylidene-bis (3-methyl-6-tert-butylphenyl-di-tridecyl) phosphite, 1,1,3-tris (2-methyl-4-ditridecyl phosphite-5-tert-butylphenyl) butane, tris (mixed mono and di-no Butylphenyl) phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, 4,4'-isopropylidene-bis (phenyl - dialkyl phosphite), and the like.
なかでもトリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジホスファイト、テトラキス(2,6―ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンホスファイト等が好ましく使用できる。 Among them, tris (2,6-di-tert-butylphenyl) phosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) octyl phosphite, bis (2,6-di-tert-butyl) -4-Methylphenyl) pentaerythritol-diphosphite, tetrakis (2,6-di-tert-butylphenyl) 4,4′-biphenylene phosphite and the like can be preferably used.
チオエーテル系化合物の具体例として、ジラウリルチオジプロピオネート、ジトリデシルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ドデシルチオプロピオネート)、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−オクタデシルチオプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ミリスチルチオプロピオネート)、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ステアリルチオプロピオネート)等が挙げられる。 Specific examples of thioether compounds include dilauryl thiodipropionate, ditridecyl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, pentaerythritol-tetrakis (3-lauryl thiopropionate), Pentaerythritol-tetrakis (3-dodecylthiopropionate), pentaerythritol-tetrakis (3-octadecylthiopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-myristylthiopropionate), pentaerythritol-tetrakis (3-stearylthio) Propionate) and the like.
光安定剤としては、具体的には例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族ベンゾエート系化合物、蓚酸アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物およびヒンダードアミン系化合物等を挙げることができる。 Specific examples of the light stabilizer include benzophenone compounds, benzotriazole compounds, aromatic benzoate compounds, oxalic acid anilide compounds, cyanoacrylate compounds, hindered amine compounds, and the like.
ベンゾフェノン系化合物としては、ベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、5−クロロ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−メチル−アクリロキシイソプロポキシ)ベンゾフェノン等が挙げられる。 Examples of the benzophenone compounds include benzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2′-dihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2 ′. -Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxy-5-sulfobenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-dodecyloxybenzophenone 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone, 5-chloro-2-hydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy -2 - carboxy benzophenone, 2-hydroxy-4- (2-hydroxy-3-methyl - acryloxy-isopropoxyphenyl) benzophenone.
ベンゾトリアゾール系化合物としては、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−メチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(5−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(4’−オクトキシ−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Examples of the benzotriazole compound include 2- (5-methyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (3,5- Di-tert-amyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4′-methyl-2′-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (3,5- Di-tert-amyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (5-tert-butyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3 ′, 5′-bis (Α, α-Dimethylbenzyl) phenyl] benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3 ′, 5′-bis (α, α Dimethylbenzyl) phenyl] -2H- benzotriazole, 2- (4'-octoxy-2'-hydroxyphenyl) benzotriazole.
芳香族ベンゾエート系化合物としては、p−tert−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート等のアルキルフェニルサリシレート類が挙げられる。 Examples of the aromatic benzoate compounds include alkylphenyl salicylates such as p-tert-butylphenyl salicylate and p-octylphenyl salicylate.
蓚酸アニリド系化合物としては、2−エトキシ−2’−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、2−エトキシ−5−tert−ブチル−2’−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、2−エトキシ−3’−ドデシルオキザリックアシッドビスアニリド等が挙げられる。 Examples of oxalic acid anilide compounds include 2-ethoxy-2′-ethyloxalic acid bisanilide, 2-ethoxy-5-tert-butyl-2′-ethyloxalic acid bisanilide, and 2-ethoxy-3′-. Examples include dodecyl oxalic acid bisanilide.
シアノアクリレート系化合物としては、エチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the cyanoacrylate compound include ethyl-2-cyano-3,3'-diphenyl acrylate, 2-ethylhexyl-cyano-3,3'-diphenyl acrylate, and the like.
ヒンダードアミン系化合物としては、4−アセトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(フェニルアセトキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−オクタデシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−フェノキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(エチルカルバモイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(シクロヘキシルカルバモイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(フェニルカルバモイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)カーボネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)オギザレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)マロネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジル)アジペート、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジル)テレフタレート、1,2−ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジルオキシ)−エタン、α,α’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシ)−p−キシレン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−トリレン−2,4−ジカルバメート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−ヘキサメチレン−1,6−ジカルバメート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−ベンゼン−1,3,5−トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−ベンゼン−1,3,4−トリカルボキシレート、1−「2−{3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β’,β’−テトラメチル−3,9−[2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジメタノールとの縮合物等を挙げることができる。本発明において上記の安定剤成分は1種類で使用してもよいし2種以上を組み合わせて使用してもよい。また安定剤成分として、ヒンダードフェノール系化合物およびまたはベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。安定剤の含有量はポリ乳酸100重量部当たり、好ましくは0.01〜3重量部、より好ましくは0.03〜2重量部である。 Examples of hindered amine compounds include 4-acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-acryloyloxy-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 4- (phenylacetoxy) -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-methoxy-2,2, 6,6-tetramethylpiperidine, 4-octadecyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzyloxy-2,2 , 6,6-tetramethylpiperidine, 4-phenoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (ethylcarba Yloxy) -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (cyclohexylcarbamoyloxy) -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (phenylcarbamoyloxy) -2,2,6,6 -Tetramethylpiperidine, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) carbonate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) oxalate, bis (2,2,6 , 6-tetramethyl-4-piperidyl) malonate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (2,2,6,6-tetramethylpi-4-peridyl) adipate, bis (2,2,6,6-tetramethylpi-4-peridyl) terephthalate, 1,2-bis (2,2,6,6-tetramethylpi-4-peridylo) Cis) -ethane, α, α′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxy) -p-xylene, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) -Tolylene-2,4-dicarbamate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) -hexamethylene-1,6-dicarbamate, tris (2,2,6,6-tetramethyl -4-piperidyl) -benzene-1,3,5-tricarboxylate, tris (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) -benzene-1,3,4-tricarboxylate, 1- “2- {3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy} -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid And 1,2,2, , 6-Pentamethyl-4-piperidinol and β, β, β ′, β′-tetramethyl-3,9- [2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane] dimethanol And the like. In the present invention, the stabilizer component may be used alone or in combination of two or more. As the stabilizer component, a hindered phenol compound and / or a benzotriazole compound are preferable. The content of the stabilizer is preferably 0.01 to 3 parts by weight, more preferably 0.03 to 2 parts by weight, per 100 parts by weight of polylactic acid.
<耐摩耗剤>
本発明において、ポリ乳酸異型断面糸の耐摩耗性を向上させるために、脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型モノアミドを含有させることができる。
脂肪族ビスアミドは、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族系脂肪参ビスアミド等の1分子中にアミド結合を2つ有する化合物を指し、例えば、メチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスイソステアリン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスエルカ酸アミド、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、p−キシリレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、N,N′−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N′−ジステアリルセバシン酸アミド、N,N′−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N′−ジステアリルテレフタル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド等が挙げられる。
<Antiwear agent>
In the present invention, a fatty acid bisamide and / or an alkyl-substituted monoamide can be contained in order to improve the abrasion resistance of the polylactic acid atypical section yarn.
An aliphatic bisamide refers to a compound having two amide bonds in one molecule such as a saturated fatty acid bisamide, an unsaturated fatty acid bisamide, an aromatic fatty ginseng bisamide, such as methylene biscaprylic amide, methylene biscapric amide, Methylene bis lauric acid amide, methylene bis myristic acid amide, methylene bis palmitic acid amide, methylene bis stearic acid amide, methylene bis isostearic acid amide, methylene bis behenic acid amide, methylene bis oleic acid amide, methylene bis erucic acid amide, Ethylene biscaprylic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bismyristic acid amide, ethylene bispalmitic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bisisostearate Acid amide, ethylene bis behenic acid amide, ethylene bis oleic acid amide, ethylene bis erucic acid amide, butylene bis stearic acid amide, butylene bis behenic acid amide, butylene bis oleic acid amide, butylene bis erucic acid amide, Hexamethylene bis stearic acid amide, hexamethylene bis behenic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis erucic acid amide, m-xylylene bis stearic acid amide, m-xylylene bis-12-hydroxy stearic acid amide, p-xylylene bis-stearic acid amide, p-phenylene bis-stearic acid amide, N, N′-distearyl adipic acid amide, N, N′-distearyl sebacic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N'-di Stearyl terephthalic acid amide, methylene bis-hydroxystearic acid amide, ethylenebis-hydroxystearic acid amide, butylene-bis-hydroxystearic acid amide, hexamethylene bis hydroxystearic acid amide.
また、本発明でいうアルキル置換型のモノアミドとは、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置き換えた構造の化合物を指し、例えば、N−ラウリルラウリン酸アミド、N−パルミチルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ヘベニルヘベニン酸アミド、N−オレイルオレイン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド等が挙げられる。該アルキル基は、その構造中にヒドロキシル基等の置換基が導入されていても良く、例えば、メチロースステアリン酸アミド、N−ステアリル−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−オレイル−12−ヒドロキシステアリン酸アミド等も本発明のアルキル置換型の脂肪酸アミドに含むものとする。 In addition, the alkyl-substituted monoamide referred to in the present invention refers to a compound having a structure in which amide hydrogen such as saturated fatty acid monoamide or unsaturated fatty acid monoamide is substituted with an alkyl group, such as N-lauryl lauric acid amide, N-par. Mitylpalmitic acid amide, N-stearyl stearic acid amide, N-hebenyl hebenic acid amide, N-oleyl oleic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, N-stearyl erucic acid amide, N-oleyl palmitic acid Examples include acid amides. In the alkyl group, a substituent such as a hydroxyl group may be introduced into the structure. For example, methylose stearamide, N-stearyl-12-hydroxystearic amide, N-oleyl-12-hydroxystearin Acid amides and the like are also included in the alkyl-substituted fatty acid amides of the present invention.
これらの化合物は、通常の脂肪酸モノアミドに比べてアミドの反応性が低く、溶融成形時においてポリ乳酸との反応が起こりにくい。また、高分子量のものが多いため、一般的に耐熱性が良く、昇華しにくいという特徴がある。特に、脂肪酸ビスアミドは、アミドの反応性がさらに低いためポリ乳酸と反応しにくく、また、高分子量であるため耐熱性が良く、昇華しにくいことから、より好ましい耐摩耗剤として用いることができる。このような耐摩耗剤としては、例えばエチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、m−キシリレンビスステアリン酸アミドが好ましい。 These compounds are less reactive with amides than ordinary fatty acid monoamides, and hardly react with polylactic acid during melt molding. In addition, since many of them have a high molecular weight, they generally have good heat resistance and are difficult to sublimate. In particular, fatty acid bisamides can be used as a more preferred antiwear agent because they are less reactive with polylactic acid due to their lower reactivity with amides, and because they have a high molecular weight, they have good heat resistance and are not easily sublimated. Examples of such antiwear agents include ethylene bis stearamide, ethylene bisisostearic acid amide, ethylene bis behenic acid amide, butylene bis stearic acid amide, butylene bis behenic acid amide, hexamethylene bis behenine. Acid amide and m-xylylene bis-stearic acid amide are preferable.
本発明における脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型のモノアミド(以下、総称として脂肪酸アミドと略す)の短繊維全体に対する含有量は0.1〜1.5wt%が好ましい。より好ましくは0.5〜1.0wt%である。該脂肪酸アミドの含有量が0.1wt%以下であると目的に対して十分な効果が現れず、1.5wt%以上では短繊維の滑り性は向上するが、効果が大きすぎるため短繊維の絡合性悪化による操業性の不良ならび捲縮の均一性劣化などの品位低下を招く。脂肪酸アミドは単一成分でも良いし、また複数の成分が混合されていても良い。 In the present invention, the content of fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted monoamide (hereinafter abbreviated as “fatty acid amide”) with respect to the entire short fibers is preferably 0.1 to 1.5 wt%. More preferably, it is 0.5 to 1.0 wt%. When the content of the fatty acid amide is 0.1 wt% or less, a sufficient effect for the purpose does not appear, and when the content is 1.5 wt% or more, the slipping property of the short fiber is improved, but the effect is too great, so It leads to deterioration in operability due to intertwining and deterioration in quality such as deterioration in crimp uniformity. The fatty acid amide may be a single component, or a plurality of components may be mixed.
<結晶化促進剤>
本発明のポリ乳酸組成物は、有機若しくは無機の結晶化促進剤を含有することができる。結晶化促進剤を含有することで、機械的特性、耐熱性、および成形性に優れた成形品を得ることができる。
即ち結晶化促進剤の適用により、成形性、結晶性が向上し、通常の射出成形においても十分に結晶化し耐熱性、耐湿熱安定性に優れた成形品を得ることができる。加えて、成形品を製造する製造時間を大幅に短縮でき、その経済的効果は大きい。
<Crystallization accelerator>
The polylactic acid composition of the present invention can contain an organic or inorganic crystallization accelerator. By containing the crystallization accelerator, a molded product having excellent mechanical properties, heat resistance, and moldability can be obtained.
That is, by applying the crystallization accelerator, moldability and crystallinity are improved, and a molded product that is sufficiently crystallized even in normal injection molding and excellent in heat resistance and moist heat resistance can be obtained. In addition, the manufacturing time for manufacturing the molded product can be greatly shortened, and the economic effect is great.
本発明で使用する結晶化促進剤は一般に結晶性樹脂の結晶化核剤として用いられるものを用いることができ、無機系の結晶化核剤および有機系の結晶化核剤のいずれをも使用することができる。
無機系の結晶化核剤として、タルク、カオリン、シリカ、合成マイカ、クレイ、ゼオライト、グラファイト、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫化カルシウム、窒化ホウ素、モンモリロナイト、酸化ネオジム、酸化アルミニウム、フェニルホスホネート金属塩等が挙げられる。これらの無機系の結晶化核剤は組成物中での分散性およびその効果を高めるために、各種分散助剤で処理され、一次粒子径が0.01〜0.5μm程度の高度に分散状態にあるものが好ましい。
As the crystallization accelerator used in the present invention, those generally used as crystallization nucleating agents for crystalline resins can be used, and both inorganic crystallization nucleating agents and organic crystallization nucleating agents are used. be able to.
As inorganic crystallization nucleating agents, talc, kaolin, silica, synthetic mica, clay, zeolite, graphite, carbon black, zinc oxide, magnesium oxide, titanium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, calcium sulfide, boron nitride Montmorillonite, neodymium oxide, aluminum oxide, phenylphosphonate metal salt and the like. These inorganic crystallization nucleating agents are treated with various dispersing aids in order to enhance the dispersibility in the composition and the effect thereof, and are in a highly dispersed state with a primary particle size of about 0.01 to 0.5 μm. Are preferred.
有機系の結晶化核剤としては、安息香酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸リチウム、安息香酸カリウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸バリウム、蓚酸カルシウム、テレフタル酸ジナトリウム、テレフタル酸ジリチウム、テレフタル酸ジカリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸バリウム、オクタコ酸ナトリウム、オクタコ酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、トルイル酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、サリチル酸亜鉛、アルミニウムジベンゾエート、β−ナフトエ酸ナトリウム、β−ナフトエ酸カリウム、シクロヘキサンカルボン酸ナトリウム等の有機カルボン酸金属塩、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、スルホイソフタル酸ナトリウム等の有機スルホン酸金属塩が挙げられる。 Organic crystallization nucleating agents include calcium benzoate, sodium benzoate, lithium benzoate, potassium benzoate, magnesium benzoate, barium benzoate, calcium oxalate, disodium terephthalate, dilithium terephthalate, dipotassium terephthalate, Sodium laurate, potassium laurate, sodium myristate, potassium myristate, calcium myristate, barium myristate, sodium octacolate, calcium octacolate, sodium stearate, potassium stearate, lithium stearate, calcium stearate, magnesium stearate , Barium stearate, sodium montanate, calcium montanate, sodium toluate, sodium salicylate, potassium salicylate, salicy Organic carboxylic acid metal salts such as zinc acid, aluminum dibenzoate, β-naphthoic acid sodium, β-naphthoic acid potassium, sodium cyclohexanecarboxylic acid and the like, and organic sulfonic acid metal salts such as sodium p-toluenesulfonate and sodium sulfoisophthalate. Can be mentioned.
また、ステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、トリメシン酸トリス(tert−ブチルアミド)等の有機カルボン酸アミド、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリイソプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチルペンテン、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリビニルシクロアルカン、ポリビニルトリアルキルシラン、高融点ポリ乳酸、エチレン−アクリル酸コポマーのナトリウム塩、スチレン−無水マレイン酸コポリマーのナトリウム塩(いわゆるアイオノマー)、ベンジリデンソルビトールおよびその誘導体、例えばジベンジリデンソルビトール等が挙げられる。 Also, organic carboxylic acid amides such as stearic acid amide, ethylenebislauric acid amide, palmitic acid amide, hydroxystearic acid amide, erucic acid amide, trimesic acid tris (tert-butylamide), low density polyethylene, high density polyethylene, polyiso Propylene, polybutene, poly-4-methylpentene, poly-3-methylbutene-1, polyvinylcycloalkane, polyvinyltrialkylsilane, high melting point polylactic acid, sodium salt of ethylene-acrylic acid copolymer, sodium of styrene-maleic anhydride copolymer Examples thereof include salts (so-called ionomers), benzylidene sorbitol and derivatives thereof such as dibenzylidene sorbitol.
これらのなかでタルク、および有機カルボン酸金属塩から選択された少なくとも1種が好ましく使用される。本発明で使用する結晶化促進剤は1種のみでもよく、2種以上を併用しても良い。
結晶化促進剤の含有量は、ポリ乳酸100重量部当たり、好ましくは0.01〜30重量部、より好ましくは0.05〜20重量部である。
Among these, at least one selected from talc and organic carboxylic acid metal salts is preferably used. Only one type of crystallization accelerator may be used in the present invention, or two or more types may be used in combination.
The content of the crystallization accelerator is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.05 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of polylactic acid.
<帯電防止剤>
本発明のポリ乳酸異型断面糸には、帯電防止剤を含有することができる。帯電防止剤として、(β−ラウラミドプロピオニル)トリメチルアンモニウムスルフェート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの第4級アンモニウム塩系、スルホン酸塩系化合物、アルキルホスフェート系化合物等が挙げられる。
本発明において帯電防止剤は1種類で用いても良いし2種以上を組み合わせて用いても良い。帯電防止剤の含有量は、ポリ乳酸100重量部に対し、好ましくは0.05〜5重量部、より好ましくは0.1〜5重量部である。
<Antistatic agent>
The polylactic acid atypical cross section yarn of the present invention may contain an antistatic agent. Examples of the antistatic agent include quaternary ammonium salt compounds such as (β-lauramidopropionyl) trimethylammonium sulfate and sodium dodecylbenzenesulfonate, sulfonate compounds, and alkyl phosphate compounds.
In the present invention, the antistatic agent may be used alone or in combination of two or more. The content of the antistatic agent is preferably 0.05 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polylactic acid.
<可塑剤>
本発明のポリ乳酸異型断面糸には、可塑剤を含有することができる。可塑剤としては一般に公知のものを使用することができる。例えば、ポリエステル系可塑剤、グリセリン系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤、およびエポキシ系可塑剤、等が挙げられる。
<Plasticizer>
The polylactic acid atypical cross section yarn of the present invention may contain a plasticizer. As the plasticizer, generally known plasticizers can be used. Examples include polyester plasticizers, glycerin plasticizers, polycarboxylic acid ester plasticizers, phosphate ester plasticizers, polyalkylene glycol plasticizers, and epoxy plasticizers.
ポリエステル系可塑剤として、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の酸成分とエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等のジオール成分からなるポリエステルやポリカプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸からなるポリエステル等が挙げられる。これらのポリエステルは単官能カルボン酸または単官能アルコールで末端封止されていても良い。 As a polyester plasticizer, acid components such as adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid and ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, Examples thereof include polyesters composed of diol components such as 1,6-hexanediol and diethylene glycol, and polyesters composed of hydroxycarboxylic acids such as polycaprolactone. These polyesters may be end-capped with a monofunctional carboxylic acid or a monofunctional alcohol.
グリセリン系可塑剤として、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリンモノアセトモノラウレート、グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンモノアセトモノモンタネート等が挙げられる。 Examples of the glycerol plasticizer include glycerol monostearate, glycerol distearate, glycerol monoacetomonolaurate, glycerol monoacetomonostearate, glycerol diacetomonooleate, and glycerol monoacetomonomontanate.
多価カルボン酸系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジル等のフタル酸エステル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリヘキシル等のトリメリット酸エステル、アジピン酸イソデシル、アジピン酸−n−デシル−n−オクチル等のアジピン酸エステル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル、アゼライン酸ビス(2−エチルヘキシル)等のアゼライン酸エステル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ビス(2−エチルヘキシル)等のセバシン酸エステルが挙げられる。 Polyvalent carboxylic acid plasticizers include dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, dibenzyl phthalate, butyl benzyl phthalate, trimellitic acid tributyl, trimellitic acid trioctyl, Trimellitic acid esters such as trihexyl meritate, isodecyl adipate, adipic acid esters such as adipate-n-decyl-n-octyl, citrate esters such as tributyl acetylcitrate, and bis (2-ethylhexyl) azelate Examples include sebacic acid esters such as azelaic acid ester, dibutyl sebacate, and bis (2-ethylhexyl) sebacate.
リン酸エステル系可塑剤として、リン酸トリブチル、リン酸トリス(2−エチルヘキシル)、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸ジフェニル−2−エチルヘキシル等が挙げられる。 Examples of the phosphate ester plasticizer include tributyl phosphate, tris phosphate (2-ethylhexyl), trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, diphenyl-2-ethylhexyl phosphate, and the like.
ポリアルキレングリコール系可塑剤として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ(エチレンオキシド−プロピレンオキシド)ブロックおよびまたはランダム共重合体、ビスフェノール類のエチレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のテトラヒドロフラン付加重合体等のポリアルキレングリコールあるいはその末端エポキシ変性化合物、末端エステル変性化合物および末端エーテル変性化合物等の末端封止剤化合物等が挙げられる。 Polyalkylene glycol plasticizers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly (ethylene oxide-propylene oxide) block and / or random copolymers, ethylene oxide addition polymers of bisphenols, tetrahydrofuran addition polymers of bisphenols, etc. And end-capping compounds such as a terminal epoxy-modified compound, a terminal ester-modified compound, and a terminal ether-modified compound.
エポキシ系可塑剤として、エポキシステアリン酸アルキルと大豆油とからなるエポキシトリグリセリド、およびビスフェノールAとエピクロルヒドリンを原料とするエポキシ樹脂が挙げられる。 Examples of the epoxy plasticizer include an epoxy triglyceride composed of alkyl epoxy stearate and soybean oil, and an epoxy resin using bisphenol A and epichlorohydrin as raw materials.
その他の可塑剤の具体的な例としては、ネオペンチルグリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコール−ビス(2−エチルブチレート)等の脂肪族ポリオールの安息香酸エステル、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド、オレイン酸ブチル等の脂肪酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル等のオキシ酸エステル、ペンタエリスリトール、各種ソルビトール、ポリアクリル酸エステル、シリコーンオイル、およびパラフィン類等が挙げられる。 Specific examples of other plasticizers include benzoic acid esters of aliphatic polyols such as neopentyl glycol dibenzoate, diethylene glycol dibenzoate, triethylene glycol-bis (2-ethylbutyrate), and fatty acids such as stearamide. Examples thereof include fatty acid esters such as amide and butyl oleate, oxyacid esters such as methyl acetylricinoleate and butyl acetylricinoleate, pentaerythritol, various sorbitols, polyacrylic acid esters, silicone oils, and paraffins.
可塑剤として、特にポリエステル系可塑剤およびポリアルキレン系可塑剤から選択された少なくとも1種よりなるものが好ましく使用でき、1種のみでも良くまた2種以上を併用することもできる。 As the plasticizer, at least one selected from polyester-type plasticizers and polyalkylene-type plasticizers can be preferably used, and only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
可塑剤の含有量は、ポリ乳酸100重量部当たり、好ましくは0.01〜30重量部、より好ましくは0.05〜20重量部、さらに好ましくは0.1〜10重量部である。本発明においては結晶化核剤と可塑剤を各々単独で使用してもよいし、両者を併用して使用することがさらに好ましい。 The content of the plasticizer is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.05 to 20 parts by weight, and still more preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of polylactic acid. In the present invention, each of the crystallization nucleating agent and the plasticizer may be used alone, or more preferably used in combination.
以下に実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。なお、本実施例で用いた特性の測定方法は次の通りである。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. The method for measuring the characteristics used in this example is as follows.
(1)耐加水分解性:
耐加水分解性は、組成物のカルボキシル基末端量が0当量/tonである時に良と判定し、10当量/ton以下であるときに、可と判定し、10当量/tonを超える場合には否と判定した。カルボキシル基末端量は、秤量したサンプルを含水率5%に調整したo−クレゾールに溶解し、この溶液にジクロロメタンを適量添加した後、0.02規定の水酸化カリウムメタノール溶液で滴定して求めた。
(1) Hydrolysis resistance:
Hydrolysis resistance is determined to be good when the carboxyl group terminal amount of the composition is 0 equivalent / ton, and is determined to be acceptable when it is 10 equivalent / ton or less, and exceeds 10 equivalent / ton. No. The terminal amount of the carboxyl group was determined by dissolving a weighed sample in o-cresol adjusted to a water content of 5%, adding an appropriate amount of dichloromethane to this solution, and titrating with 0.02 N potassium hydroxide methanol solution. .
(2)融点、結晶化点
TAインストルメンツ製 TA−2920示差走査熱量測定計DSCを用いた。測定は、試料10mgを窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で室温から260℃まで昇温し、結晶融解吸熱ピーク及び結晶化発熱ピークのピークトップ温度を各々融点及び結晶化点と定義した。
(2) Melting point, crystallization point TA-2920 differential scanning calorimeter DSC manufactured by TA Instruments was used. In the measurement, 10 mg of a sample was heated from room temperature to 260 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere, and the peak top temperatures of the crystal melting endothermic peak and the crystallization exothermic peak were defined as the melting point and the crystallization point, respectively. .
(3)強度
オリエンティック社製「テンシロン」(商品名)を用い、測定対象の繊維構造体から無作為に10本の対象単糸(フィラメント)を抜き取り、糸試料長50mm(チャック間長さ)、伸長速度500mm/分の条件で歪−応力曲線を雰囲気温度20℃、相対湿度65%条件下で測定し、破断点での応力と伸びから強度(cN/本)を求めた後、この強度を繊度で割って繊維強度(cN/dtex)とする。
(3) Strength Using “Tensilon” (trade name) manufactured by Orientic Corporation, ten target single yarns (filaments) are randomly extracted from the fiber structure to be measured, and the yarn sample length is 50 mm (chuck length). The strain-stress curve was measured under the conditions of an elongation rate of 500 mm / min under an atmospheric temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%, and the strength (cN / piece) was determined from the stress and elongation at the breaking point. Is divided by the fineness to obtain the fiber strength (cN / dtex).
(4)作業環境の良否:
樹脂組成物製造時、作業環境がイソシアネート臭により悪化するかどうかにより判定した。悪化しない場合には良と評価した。
(4) Quality of work environment:
Judgment was made based on whether the working environment was deteriorated by the isocyanate odor during the production of the resin composition. When it did not deteriorate, it was evaluated as good.
(5)イソシアネート臭の発生の有無
得られたポリ乳酸異型断面糸を300℃、5分間溶融したとき、官能評価により、測定者がイソシアネート臭を感じるかどうかで判定した。イソシアネート臭を感じないとき、合格と判断した。
(5) Presence or absence of generation of isocyanate odor When the obtained polylactic acid atypical cross section yarn was melted at 300 ° C. for 5 minutes, it was judged by sensory evaluation whether or not the measurer felt an isocyanate odor. When the isocyanate odor was not felt, it was judged to be acceptable.
本実施例では環状カルボジイミド化合物として以下の剤を製造、使用した。
[製造例1]環状カルボジイミド化合物CC1(MW=252)の合成:
o−ニトロフェノール(0.11mol)と1,2−ジブロモエタン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)200mlを攪拌装置及び加熱装置を設置した反応装置にN2雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
In this example, the following agents were produced and used as the cyclic carbodiimide compound.
[Production Example 1] Synthesis of cyclic carbodiimide compound CC1 (MW = 252):
Reaction in which 200 ml of o-nitrophenol (0.11 mol), 1,2-dibromoethane (0.05 mol), potassium carbonate (0.33 mol), and N, N-dimethylformamide (DMF) were installed with a stirrer and a heating device The apparatus was charged in an N 2 atmosphere and reacted at 130 ° C. for 12 hours. After that, DMF was removed under reduced pressure, and the resulting solid was dissolved in 200 ml of dichloromethane and separated three times with 100 ml of water. The organic layer was dehydrated with 5 g of sodium sulfate, and dichloromethane was removed under reduced pressure to obtain an intermediate product A (nitro form).
次に中間生成物A(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物B(アミン体)が得られた。 Next, intermediate product A (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1 g), and 200 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction was performed in a state where hydrogen was constantly supplied at 25 ° C., and the reaction was terminated when there was no decrease in hydrogen. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product B (amine body) was obtained.
次に攪拌装置及び加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N2雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌した。そこに中間生成物B(0.05mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下した。滴下終了後、70℃で5時間反応させた。その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物C(トリフェニルホスフィン体)が得られた。 Next, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane were charged and stirred in a reactor equipped with a stirring device, a heating device, and a dropping funnel in an N 2 atmosphere. A solution prepared by dissolving intermediate product B (0.05 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane was gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction was carried out at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water. The organic layer was dehydrated with 5 g of sodium sulfate, and 1,2-dichloroethane was removed under reduced pressure to obtain an intermediate product C (triphenylphosphine compound).
次に、攪拌装置及び滴下ロートを設置した反応装置に、N2雰囲気下、ジ−tertブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させた。そこに、25℃で中間生成物C(0.05mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させた。滴下後、12時間反応させた。
その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を精製することで、下記構造式にて示されるCC1を得た。CC1の構造はNMR,IRにより確認した。
Next, in a reactor equipped with a stirrer and a dropping funnel, di-tertbutyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), dichloromethane 150 ml under N 2 atmosphere. Were charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product C (0.05 mol) was dissolved was slowly added dropwise at 25 ° C. After dropping, the reaction was allowed to proceed for 12 hours.
Then, CC1 shown by the following structural formula was obtained by refine | purifying the solid substance obtained by removing dichloromethane. The structure of CC1 was confirmed by NMR and IR.
[製造例2]環状カルボジイミド化合物CC2(MW=516)の合成:
o−ニトロフェノール(0.11mol)とペンタエリトリチルテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.33mol)、N,N−ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置及び加熱装置を設置した反応装置にN2雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物D(ニトロ体)を得た。
[Production Example 2] Synthesis of cyclic carbodiimide compound CC2 (MW = 516):
o- nitrophenol (0.11 mol) and pentaerythrityl tetra bromide (0.025 mol), potassium carbonate (0.33mol), N, N 2 N- dimethylformamide 200ml in reactor installed with a stirrer and a heating device After charging in an atmosphere and reacting at 130 ° C. for 12 hours, DMF was removed under reduced pressure, and the resulting solid was dissolved in 200 ml of dichloromethane and separated three times with 100 ml of water. The organic layer was dehydrated with 5 g of sodium sulfate, and dichloromethane was removed under reduced pressure to obtain an intermediate product D (nitro form).
次に中間生成物D(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(2g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)400mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなった時点で反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去して中間生成物E(アミン体)が得られた。 Next, intermediate product D (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (2 g), and 400 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction was performed in a state where hydrogen was constantly supplied at 25 ° C., and the reaction was terminated when there was no decrease in hydrogen. Pd / C was recovered, and the mixed solvent was removed to obtain an intermediate product E (amine body).
次に攪拌装置及び加熱装置、滴下ロートを設置した反応装置に、N2雰囲気下、トリフェニルホスフィンジブロミド(0.11mol)と1,2−ジクロロエタン150mlを仕込み攪拌させた。そこに中間生成物E(0.025mol)とトリエチルアミン(0.25mol)を1,2−ジクロロエタン50mlに溶かした溶液を25℃で徐々に滴下した。滴下終了後、70℃で5時間反応させた。
その後、反応溶液をろ過し、ろ液を水100mlで5回分液を行った。有機層を硫酸ナトリウム5gで脱水し、1,2−ジクロロエタンを減圧により除去し、中間生成物F(トリフェニルホスフィン体)が得られた。
Next, triphenylphosphine dibromide (0.11 mol) and 150 ml of 1,2-dichloroethane were charged and stirred in a reactor equipped with a stirrer, a heating device, and a dropping funnel in an N 2 atmosphere. A solution prepared by dissolving the intermediate product E (0.025 mol) and triethylamine (0.25 mol) in 50 ml of 1,2-dichloroethane was gradually added dropwise thereto at 25 ° C. After completion of dropping, the reaction was carried out at 70 ° C. for 5 hours.
Thereafter, the reaction solution was filtered, and the filtrate was separated 5 times with 100 ml of water. The organic layer was dehydrated with 5 g of sodium sulfate, and 1,2-dichloroethane was removed under reduced pressure to obtain an intermediate product F (triphenylphosphine compound).
次に、攪拌装置及び滴下ロートを設置した反応装置に、N2雰囲気下、ジ−tert−ブチルジカーボネート(0.11mol)とN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(0.055mol)、ジクロロメタン150mlを仕込み攪拌させる。そこに、25℃で中間生成物F(0.025mol)を溶かしたジクロロメタン100mlをゆっくりと滴下させた。滴下後、12時間反応させた。
その後、ジクロロメタンを除去し得られた固形物を、精製することで、下記構造式にて示されるCC2を得た。CC2の構造はNMR、IRにより確認した。
Next, in a reactor equipped with a stirrer and a dropping funnel, di-tert-butyl dicarbonate (0.11 mol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine (0.055 mol), dichloromethane under N 2 atmosphere. 150 ml is charged and stirred. Thereto, 100 ml of dichloromethane in which the intermediate product F (0.025 mol) was dissolved was slowly added dropwise at 25 ° C. After dropping, the reaction was allowed to proceed for 12 hours.
Then, CC2 shown by the following structural formula was obtained by refine | purifying the solid substance obtained by removing dichloromethane. The structure of CC2 was confirmed by NMR and IR.
[製造例3](ポリL−乳酸の製造)
Lラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL−乳酸を得た。
得られたL−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
[Production Example 3] (Production of poly L-lactic acid)
To 100 parts by weight of L-lactide (manufactured by Musashino Chemical Laboratory, Inc., 100% optical purity), 0.005 part by weight of octyltinate was added, and the reaction was carried out at 180 ° C. in a reactor equipped with a stirring blade in a nitrogen atmosphere. After reacting for 2 hours, phosphoric acid equivalent to 1.2 times the amount of tin octylate was added, and then the remaining lactide was removed at 13.3 kPa to obtain chips to obtain poly L-lactic acid.
The obtained L-lactic acid had a weight average molecular weight of 150,000, a glass transition point (Tg) of 63 ° C., and a melting point of 180 ° C.
[製造例4](ポリD−乳酸の製造)
Dラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリD−乳酸を得た。
得られたポリD−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
[Production Example 4] (Production of poly-D-lactic acid)
To 100 parts by weight of D-lactide (manufactured by Musashino Chemical Laboratory, Inc., 100% optical purity), 0.005 part by weight of tin octylate was added, and the reactor was stirred at 180 ° C. with a stirring blade in a nitrogen atmosphere. After reacting for 2 hours, phosphoric acid equivalent to 1.2 times the amount of tin octylate was added, and then the remaining lactide was removed at 13.3 kPa to obtain chips to obtain poly-D-lactic acid.
The obtained poly-D-lactic acid had a weight average molecular weight of 150,000, a glass transition point (Tg) of 63 ° C., and a melting point of 180 ° C.
[製造例5](ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂の製造)
製造例3で得られたポリL−乳酸ならびに製造例4のポリD−乳酸を各50重量部と、リン酸エステル金属塩(燐酸2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)ナトリウム塩、平均粒径5μm、株式会社ADEKA製「アデカスタブ」NA−11)0.1重量部を230℃で溶融混練し水槽中にストランドを取り、チップカッターにてチップ化してステレオコンプレックスポリ乳酸チップを得た。得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂のMwは13.5万、融点(Tm)は217℃、ステレオコンプレックス結晶化度は100%であった。
[Production Example 5] (Production of stereocomplex polylactic acid resin)
50 parts by weight of each of the poly L-lactic acid obtained in Production Example 3 and the poly D-lactic acid of Production Example 4 and a phosphate ester metal salt (2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenol) phosphate) Sodium complex, average particle size 5 μm, “ADEKA STAB” NA-11, manufactured by ADEKA Corporation, 0.1 part by weight is melt-kneaded at 230 ° C., strands are taken in a water tank, chips are formed with a chip cutter, and stereocomplex polylactic acid chips Got. The obtained stereocomplex polylactic acid resin had an Mw of 135,000, a melting point (Tm) of 217 ° C., and a stereocomplex crystallinity of 100%.
[実施例1]異型断面糸の製造1:
製造例3の操作で得られたポリL−乳酸チップと環状カルボジイミド化合物(CC1)とをそれぞれ乾燥させた後、重量比で99:1となるように混合しエクストルーダー型紡糸機にて220℃の温度で溶融し、図1に示すくびれ部を三箇所有する断面形状となる吐出孔を30個有した口金から吐出させ、紡糸筒により冷却した後、油剤を付加して、500m/分の速度で未延伸糸を巻き取った。なお、図1中、外接円/内接円(B/C2)=3.9,扁平度(B/C1)=3.0、異型度(C1/C2)=1.3である。
この未延伸糸を予熱温度80℃で3.6倍延伸し、更に1.4倍で延伸し(都合5倍延伸)、引続き120℃で熱処理を行い、84dtex/30filの繊維として巻き取った。
得られた繊維に100回/mの甘撚をかけた繊維を経糸に、無撚の繊維を緯糸に用いて、カバーファクター2000として製織し、平織物とした後、染色加工をし、得られた布帛について評価を行った結果、ソフト性、ベトツキ感、防視認性が全て良好であることが判った。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は2当量/tonであった。
[Example 1] Manufacture of modified cross-section yarn 1:
The poly L-lactic acid chip and the cyclic carbodiimide compound (CC1) obtained by the operation of Production Example 3 were each dried and then mixed at a weight ratio of 99: 1, and 220 ° C. using an extruder-type spinning machine. 1 is discharged from a die having 30 discharge holes having a cross-sectional shape having three constricted portions shown in FIG. 1, cooled by a spinning cylinder, and then an oil agent is added thereto, and the speed is 500 m / min. The undrawn yarn was wound up. In FIG. 1, circumscribed circle / inscribed circle (B / C2) = 3.9, flatness (B / C1) = 3.0, and atypical degree (C1 / C2) = 1.3.
This unstretched yarn was stretched 3.6 times at a preheating temperature of 80 ° C., further stretched by 1.4 times (conveniently 5 times stretching), subsequently heat-treated at 120 ° C., and wound up as 84 dtex / 30 fil fiber.
The obtained fiber is woven as a cover factor 2000 using a fiber subjected to a sweet twist of 100 times / m as a warp, and an untwisted fiber as a weft to obtain a plain woven fabric, which is then dyed. As a result of evaluating the fabric, it was found that the softness, stickiness, and visibility were all good.
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 2 equivalents / ton.
[実施例2]異型断面糸の製造2:
製造例5の操作で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸チップと環状カルボジイミド化合物(CC2)を使用した以外は実施例1と同様に実施した。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は1当量/tonであった。
[Example 2] Manufacture of modified cross-section yarn 2:
It implemented like Example 1 except having used the stereocomplex polylactic acid chip | tip obtained by operation of the manufacture example 5, and the cyclic carbodiimide compound (CC2).
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 1 equivalent / ton.
[実施例3]異型断面糸の製造3:
実施例2において、図1中、外接円/内接円(B/C2)=3.4,扁平度(B/C1)=2.8、異型度(C1/C2)=1.2とした以外は実施例2と同様に行なった。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は1当量/tonであった。
[Example 3] Production of modified cross-section yarn 3:
In Example 2, in FIG. 1, circumscribed circle / inscribed circle (B / C2) = 3.4, flatness (B / C1) = 2.8, and atypical degree (C1 / C2) = 1.2. Except for this, the same procedure as in Example 2 was performed.
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 1 equivalent / ton.
[実施例4]異型断面糸の製造4:
実施例2において、図1中、外接円/内接円(B/C2)=4.8,扁平度(B/C1)=3.7、異型度(C1/C2)=1.3とした以外は実施例2と同様に行なった。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は1当量/tonであった。
[Example 4] Production of modified cross-section yarn 4:
In Example 2, in FIG. 1, circumscribed circle / inscribed circle (B / C2) = 4.8, flatness (B / C1) = 3.7, and atypical degree (C1 / C2) = 1.3. Except for this, the same procedure as in Example 2 was performed.
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 1 equivalent / ton.
[実施例5]異型断面糸の製造5:
実施例2において、図1中、外接円/内接円(B/C2)=5.9,扁平度(B/C1)=4.5、異型度(C1/C2)=1.3とした以外は実施例2と同様に行なった。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は1当量/tonであった。
[Example 5] Manufacture of modified cross-section yarn 5:
In Example 2, in FIG. 1, circumscribed circle / inscribed circle (B / C2) = 5.9, flatness (B / C1) = 4.5, and variant (C1 / C2) = 1.3. Except for this, the same procedure as in Example 2 was performed.
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 1 equivalent / ton.
[実施例6]異型断面糸の製造6:
実施例2において、口金を三角断面の断面糸が得られる孔形状にした以外は実施例2と同様に行なった。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は2当量/tonであった。
[Example 6] Production of modified cross-section yarn 6:
In Example 2, the same procedure as in Example 2 was performed, except that the base was made into a hole shape that could obtain a cross-sectional yarn having a triangular cross section.
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 2 equivalents / ton.
[実施例7]異型断面糸の製造7:
実施例2において、口金を中空断面の断面糸が得られる孔形状にした以外は実施例2と同様に行なった。
溶融混練および製糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、得られた織物を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は合格であった。
また、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は1当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は1当量/tonであった。
[Example 7] Production of modified cross-section yarn 7:
In Example 2, the same procedure as in Example 2 was performed, except that the die was formed into a hole shape from which a cross-sectional yarn having a hollow cross section was obtained.
Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. Moreover, when the obtained textile fabric was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable.
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 1 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross section yarn was 1 equivalent / ton.
[比較例1]
実施例1において、環状カルボジイミド(CC1)に代えて、線状ポリカルボジイミド化合物[日清紡ケミカル株式会社製;「カルボジライト」HMV−8CA]を使用したこと以外は同様の操作を行った。
紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は2当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は2当量/tonであったが、特に紡糸時時にイソシアネート臭の発生を感じた。また得られた異型断面糸を300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価は不合格であった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, it replaced with cyclic carbodiimide (CC1), and performed the same operation except having used the linear polycarbodiimide compound [The Nisshinbo Chemical Co., Ltd. product; "Carbodilite" HMV-8CA].
When the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the amount of carboxyl end groups was 2 equivalent / ton, and the amount of carboxyl end groups of the polylactic acid atypical cross-section yarn was 2 equivalent / ton. I felt. Further, when the obtained irregular cross-section yarn was melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was not acceptable.
[比較例2]
実施例1において、環状カルボジイミド(CC1)を使用しなかったこと以外は同様の操作を行った。溶融混練および紡糸時にイソシアネート臭の発生は感じられなかった。また、300℃、5分間溶融したとき、イソシアネート臭評価も合格であったが、紡出直後のポリ乳酸フィラメントをサンプリングしたところ、カルボキシル末端基量は30当量/ton、ポリ乳酸異型断面糸のカルボキシル末端基量は39当量/tonであった加水分解性に劣るものであった。
[Comparative Example 2]
In Example 1, the same operation was performed except that the cyclic carbodiimide (CC1) was not used. Generation of isocyanate odor was not felt during melt-kneading and spinning. When melted at 300 ° C. for 5 minutes, the isocyanate odor evaluation was acceptable, but when the polylactic acid filament immediately after spinning was sampled, the carboxyl end group amount was 30 equivalents / ton, and the carboxyl of the polylactic acid atypical cross section yarn The terminal group amount was 39 equivalents / ton, which was inferior in hydrolyzability.
本発明によれば、耐加水分解性が改善され、さらには遊離のイソシアネート化合物が発生しないポリ乳酸異型断面糸を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polylactic acid atypical cross-sectional yarn that has improved hydrolysis resistance and that does not generate a free isocyanate compound.
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