JP2012158658A - ポリ乳酸樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】数平均分子量が60000〜70000であるポリ乳酸樹脂100質量部に対して、数平均分子量が200〜20000であるポリエチレングリコール1〜50質量部を配合してなるポリ乳酸樹脂組成物。ポリ乳酸樹脂が、D体含有量が1.0モル%以下であるか、または99.0モル%以上である前記ポリ乳酸樹脂組成物。190℃、21.2N荷重におけるメルトフローレートが、50〜150である前記ポリ乳酸樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は、数平均分子量が60000〜70000であるポリ乳酸樹脂100質量部に対して、数平均分子量が200〜20000であるポリエチレングリコール1〜50質量部を配合してなるポリ乳酸樹脂組成物を要旨とするものである。
したがって、本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、マスキング材などの使い捨ての分野において良好に使用することができ、低環境負荷材料であるポリ乳酸樹脂の使用範囲を大きく広げることができ、産業上の利用価値はきわめて高い。
まず、本発明のポリ乳酸樹脂組成物を構成するポリ乳酸樹脂は、数平均分子量が60000〜70000であることが必要であり、中でも数平均分子量が62000〜68000であることが好ましい。数平均分子量が上記の範囲内であることにより、数平均分子量が200〜20000であるポリエチレングリコールとの相溶性が向上し、流動性に優れた樹脂組成物を得ることができ、これにより、成形加工時の加工性が向上する。さらに、ポリ乳酸樹脂の数平均分子量が上記範囲内であることにより、得られる樹脂組成物の生分解性も向上する。本発明の樹脂組成物は、特にアルカリ溶液中での分解速度が速いものである。
数平均分子量が200未満であるポリエチレングリコールを配合すると、ポリ乳酸樹脂との相溶性が悪くなり、流動性に優れた樹脂組成物とすることが困難となる。一方、数平均分子量が20000を超えると、得られる樹脂組成物は分解速度が遅く、生分解性に乏しいものとなる。
なお、メルトフローレートは、JIS規格K−7210(試験条件4)に従い、190℃、荷重21.2Nで測定するものである。
ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、などが挙げられる。
ポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6Tなどが挙げられる。
ポリエステルとしては、各種芳香族ポリエステル、各種脂肪族ポリエステルをはじめ多くのものが挙げられる。芳香族ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリブチレンアジペートテレフタレートなどが挙げられ、脂肪族ポリエステルとしては、具体的には、ポリブチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート−乳酸)共重合体、ポリヒドロキシ酪酸などが挙げられる。
(1)ポリ乳酸樹脂のD体含有量
得られた樹脂組成物を0.3g秤量し、1N−水酸化カリウム/メタノール溶液6mLに加え、65℃にて充分撹拌した。次いで、硫酸450μLを加えて、65℃にて撹拌し、ポリ乳酸を分解させ、サンプルとして5mLを計り取った。このサンプルに純水3mL、および、塩化メチレン13mLを混合して振り混ぜた。静置分離後、下部の有機層を約1.5mL採取し、孔径0.45μmのHPLC用ディスクフィルターでろ過後、HewletPackard製HP−6890SeriesGCsystemを用いてガスクロマトグラフィー測定した。乳酸メチルエステルの全ピーク面積に占めるD−乳酸メチルエステルのピーク面積の割合(%)を算出し、これをポリ乳酸樹脂のD体含有量(モル%)とした。
(2)ポリ乳酸樹脂、ポリエチレングリコールの数平均分子量
前記の方法で測定した。
(3)樹脂組成物のメルトフローレート
前記の方法で測定した。
(4)成形サイクル
得られたポリ乳酸樹脂組成物(ペレット)を70℃で24時間真空乾燥した後、射出成形機(東芝機械社製、商品名「EC-100」)を用いて、30mm×30mm×0.8mm厚のプレート成形体を作製した。成形機のシリンダー温度180℃で樹脂組成物を溶融し、金型温度90℃の金型に充填した。樹脂組成物が金型内に射出され、冷却された後に、成形体が金型に固着することなく、または抵抗無く取り出すことができ、突き出しピンによる変形が無く、良好に離型できるまでの時間(秒)を測定し、成形サイクルとした。本発明においては、成形サイクルは50秒以下であることが好ましく、40秒以下であるものがより好ましい。
(5)分解性
(4)で作製した成形体を温度85℃の5%アルカリ溶液中に静置し、成形体が完全に溶解するまでの時間を測定した。本発明においては、溶解時間は40分以下であることが好ましく、30分以下であるものがより好ましい。
(6)耐ブリード性
以下の2段階で評価した。
○:(4)で作製した成形体表面のべたつきは見られなかった。
×:(4)で作製した成形体表面のべたつきが顕著に見られた。
(1)ポリ乳酸樹脂:
・カーギルダウ社製NatureWorks 6251D(以下、「PLA6251D」と略称する。) MFR=30g/10分、融点168℃、数平均分子量66000、D体含有量1.4モル%
・カーギルダウ社製NatureWorks 3001D(以下、「PLA3001D」と略称する。) MFR=10g/10分、融点168℃、数平均分子量72000、D体含有量1.4モル%
・トヨタ社製、商品名「S−32」(以下、「PLAS−32」と略称する。)、MFR=20g/10分、融点178℃、数平均分子量69000、D体含有量0.2モル%、
(2)ポリエチレングリコール:
・三洋化成社製PEG−600(以下、「PEG600」と略称する。) 数平均分子量600
・三洋化成社製PEG−4000N(以下、「PEG4000N」と略称する。) 数平均分子量3100
・三洋化成社製PEG−20000(以下、「PEG20000」と略称する。) 数平均分子量20000
(3)結晶核剤:
・日産化学社製エコプロモート-NP(エコプロモート-NPと略称する)
ポリ乳酸樹脂として、PLA6251Dを用い、ポリエチレングリコールとして、PEG4000Nを用い、ポリ乳酸樹脂100質量部に対して、ポリエチレングリコールを2質量部配合し、結晶核剤を1質量部配合した。2軸押出機(東芝機械社製、商品名「TEM37BS型」)を使用して、押出機の根元供給口から、加工温度190℃、スクリュー回転数200rpm、吐出15kg/hの条件で、溶融押出しを実施した。押出機先端から吐出された溶融樹脂をストランド状に引き取り、冷却水を満たしたバットを通過させて冷却した後、ペレット状にカッティングしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
PEG4000Nの配合量を表1に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
ポリエチレングリコールとしてPEG600を用いた以外は、実施例2と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
ポリエチレングリコールとしてPEG20000を用いた以外は、実施例2と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
ポリ乳酸樹脂として、PLAS−32を用いた以外は、実施例4と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
ポリ乳酸樹脂として、PLAS−32を用いた以外は、実施例2と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
ポリ乳酸樹脂として、PLAS−32を用いた以外は、実施例5と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
ポリエチレングリコールを配合せず、ポリ乳酸樹脂のみを用いた以外は実施例1と同様にしてポリ乳酸樹脂のペレットを得た。
ポリ乳酸樹脂としてPLA3001Dを用いた以外は、実施例2と同様にしてポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。
一方、比較例1で得られた樹脂組成物は、ポリエチレングリコールの配合量が本発明で規定する量より多かったため、成形サイクルの長いものとなり、また、成形体の表面にブリードが発生し、成形加工性に劣るものであった。
比較例2で得られた樹脂組成物は、ポリエチレングリコールの配合量が本発明で規定する量より少なかったため、流動性と生分解性ともに劣るものであった。比較例3はポリ乳酸樹脂のみからなるものであったため、流動性と生分解性ともに劣るものであった。比較例4で得られた樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂として数平均分子量が70000を超えるものを用いたため、流動性と生分解性ともに劣るものであった。
Claims (3)
- 数平均分子量が60000〜70000であるポリ乳酸樹脂100質量部に対して、数平均分子量が200〜20000であるポリエチレングリコール1〜50質量部を配合してなるポリ乳酸樹脂組成物。
- ポリ乳酸樹脂が、D体含有量が1.0モル%以下であるか、または99.0モル%以上である、請求項1記載のポリ乳酸樹脂組成物。
- 190℃、21.2N荷重におけるメルトフローレートが、50〜150である請求項1又は2記載のポリ乳酸樹脂組成物。
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