JP2015203087A - Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same - Google Patents

Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2015203087A
JP2015203087A JP2014084180A JP2014084180A JP2015203087A JP 2015203087 A JP2015203087 A JP 2015203087A JP 2014084180 A JP2014084180 A JP 2014084180A JP 2014084180 A JP2014084180 A JP 2014084180A JP 2015203087 A JP2015203087 A JP 2015203087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin composition
poly
polylactic acid
lactic acid
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014084180A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
泰明 冨岡
Yasuaki Tomioka
泰明 冨岡
陽子 新井
Yoko Arai
陽子 新井
祐樹 加門
Yuki Kamon
祐樹 加門
太一 根本
Taichi Nemoto
太一 根本
晋 千葉
Susumu Chiba
晋 千葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2014084180A priority Critical patent/JP2015203087A/en
Publication of JP2015203087A publication Critical patent/JP2015203087A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereocomplex polylactic acid resin composition which has a high crystal melting peak temperature, a narrow half-width, and high heat resistance.SOLUTION: The stereocomplex polylactic acid resin composition has a stereocomplex formation rate of 0.5 to 2.0%, an optical purity of 96.0 to 99.9%, an organic solvent content of 1 ppm or less, a metal catalyst content of 5 ppm or less, and a number average molecular weight of 100,000 or more. The method for producing the stereocomplex polylactic acid resin composition comprises: an L-lactide ring-opening polymerization step of contacting a raw material containing an L-lactide with a compressible liquid to obtain a polymer; a D-lactide ring-opening polymerization step of contacting a raw material containing a D-lactide with a compressible liquid to obtain a polymer; and a mixing step of obtaining a mixture of poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid by contacting and mixing the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid, which are left in contact with the compressible liquid, in a state where more of the compressible liquid ia added.

Description

本発明は、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a stereocomplex polylactic acid resin composition and a method for producing the same.

近年、地球環境保護の観点から、自然環境下で分解される生分解性ポリマーが注目され、世界中で研究されている。前記生分解性ポリマーとして、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸が知られている。これらポリマーは、溶融成形が可能であり、汎用性ポリマーとして期待されている。   In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, biodegradable polymers that are decomposed in the natural environment have attracted attention and are being studied all over the world. As the biodegradable polymer, polyhydroxybutyrate, polycaprolactone, aliphatic polyester, and polylactic acid are known. These polymers can be melt-molded and are expected as versatile polymers.

中でも前記ポリ乳酸は、ポリ乳酸の原料である乳酸あるいはラクチドが、天然物から製造することが可能であり、また、前記ポリ乳酸は、透明性が高く、強靭であり、水の存在下で容易に加水分解され、廃棄しても環境を汚染することなく分解され、環境負荷が少ないことから、単なる生分解性ポリマーとしてだけではなく、地球環境に配慮した汎用性ポリマーとして利用が検討されている。   Among them, lactic acid or lactide, which is a raw material of polylactic acid, can be produced from natural products, and the polylactic acid is highly transparent, tough and easy in the presence of water. Because it is hydrolyzed and decomposes without polluting the environment even when discarded, it is considered to be used not only as a biodegradable polymer but also as a general-purpose polymer that is friendly to the global environment. .

しかし、前記ポリ乳酸の融点はおよそ170℃であり、汎用性ポリマーとして用いるためには、耐熱性が十分であるとはいえず、さらなる耐熱性の向上が望まれている。   However, the melting point of the polylactic acid is about 170 ° C., and it cannot be said that the heat resistance is sufficient for use as a general-purpose polymer, and further improvement in heat resistance is desired.

一方、L体の乳酸の重合体であるポリ−L−乳酸(以下、PLLAともいう)とD体の乳酸の重合体であるポリ−D−乳酸(以下、PDLAともいう)を溶液あるいは溶融状態で混合することにより、ステレオコンプレックスポリ乳酸を製造することが知られている。 例えば、前記PLLAと前記PDLAをエステル化合物と結晶核剤を用いて混合し、前記ステレオコンプレックスポリ乳酸を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, poly-L-lactic acid (hereinafter also referred to as PLLA) which is a polymer of L-form lactic acid and poly-D-lactic acid (hereinafter also referred to as PDLA) which is a polymer of D-form lactic acid are in solution or in a molten state. It is known to produce a stereocomplex polylactic acid by mixing in For example, a method of producing the stereocomplex polylactic acid by mixing the PLLA and the PDLA using an ester compound and a crystal nucleating agent is disclosed (for example, see Patent Document 1).

また、溶媒として超臨界二酸化炭素を用い、L体ラクチドを重合して得たPLLAとD体ラクチドを重合して得たPDLAとを用い、それらを混合することによりステレオコンプレックスポリ乳酸を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。   A method for producing stereocomplex polylactic acid by using PLLA obtained by polymerizing L-lactide and PDLA obtained by polymerizing D-lactide using supercritical carbon dioxide as a solvent and mixing them Is disclosed (for example, see Patent Document 2).

これらのステレオコンプレックスポリ乳酸は、前記PLLAや前記PDLAの単独のポリ乳酸に比べ、高融点、高結晶性を示す。そのため、耐熱性の高いポリ乳酸を得るため、ステレオコンプレックスポリ乳酸が注目され研究されている。   These stereocomplex polylactic acids exhibit a higher melting point and higher crystallinity than the above-mentioned PLLA or PDLA single polylactic acid. Therefore, in order to obtain polylactic acid having high heat resistance, stereocomplex polylactic acid has attracted attention and has been studied.

しかし、これら開示の方法では、自然界に存在しないD体の乳酸が大量に使われており、安全面や経済面では実用上満足のいくものとはいえなかった。   However, in these disclosed methods, a large amount of D-form lactic acid that does not exist in nature is used, and it cannot be said that it is practically satisfactory in terms of safety and economy.

耐熱性を向上させるためには、前記PDLAを相当量、前記PLLAに混合させ、両者の相乗効果により耐熱性向上を図る必要がある。そのため、耐熱性の向上を目的としたステレオコンプレックスポリ乳酸の研究においては、安全面や経済面での課題も同時に解決することは容易ではなかった。   In order to improve the heat resistance, it is necessary to mix a substantial amount of the PDLA with the PLLA and to improve the heat resistance by a synergistic effect of both. Therefore, in the study of stereocomplex polylactic acid for the purpose of improving heat resistance, it has not been easy to solve safety and economic problems at the same time.

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、少ない量のD体のラクチド及び少ない量のポリ−D−乳酸のいずれかの使用でも、結晶融解ピーク温度が高く、半値幅が狭く、耐熱性の高いステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention provides a stereocomplex polylactic acid resin having a high crystal melting peak temperature, a narrow half-value width, and high heat resistance even when any of a small amount of D-form lactide and a small amount of poly-D-lactic acid is used. An object is to provide a composition.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、本発明のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、ステレオコンプレックス形成率が0.5%以上2.0%以下であって、光学純度が96.0%以上99.9%以下であることを特徴とする。   Means for solving the problems are as follows. That is, the stereocomplex polylactic acid resin composition of the present invention has a stereocomplex formation rate of 0.5% to 2.0% and an optical purity of 96.0% to 99.9%. Features.

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、少ない量のD体のラクチド及び少ない量のポリ−D−乳酸のいずれかの使用でも、結晶融解ピーク温度が高く、半値幅が狭く、耐熱性の高いステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を提供することができる。   According to the present invention, the above-mentioned problems can be solved and the above-mentioned object can be achieved, and the crystal melting peak can be obtained by using any of a small amount of D-form lactide and a small amount of poly-D-lactic acid. A stereocomplex polylactic acid resin composition having a high temperature, a narrow half-value width, and high heat resistance can be provided.

図1は温度と圧力に対する物質の状態を示す一般的な相図である。FIG. 1 is a general phase diagram showing the state of a substance with respect to temperature and pressure. 図2は本実施形態において圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。FIG. 2 is a phase diagram for defining the range of the compressible fluid in the present embodiment. 図3は重合工程の一例を示す系統図である。FIG. 3 is a system diagram showing an example of the polymerization process. 図4は重合工程の一例を示す系統図である。FIG. 4 is a system diagram showing an example of the polymerization process. 図5Aは混合工程の一例を示す系統図である。FIG. 5A is a system diagram illustrating an example of a mixing process. 図5Bは混合工程の一例を示す系統図である。FIG. 5B is a system diagram showing an example of the mixing step. 図6は混合工程の一例を示す系統図である。FIG. 6 is a system diagram showing an example of the mixing step. 図7はDSC測定結果の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a DSC measurement result. 図8はDSC測定結果の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a DSC measurement result.

(ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物)
本発明のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸を少なくとも含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
(Stereo complex polylactic acid resin composition)
The stereocomplex polylactic acid resin composition of the present invention contains at least poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid, and further contains other components as necessary.

前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、ステレオコンプレックス形成率が0.5%以上2.0%以下であって、光学純度が96.0%以上99.9%以下である。光学純度が、97.0%以上99.9%以下であるとより好ましい。この性質を示す前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、耐熱性に優れたものとなる。
本発明においてコンプレックスとは、モノマーを複数の系列に分けて重合して得られる2種以上のポリマーセグメントを有する共重合体、及びモノマーを複数の系列に分けて重合して得られる2種以上のポリマーの混合物を意味する。
The stereocomplex polylactic acid resin composition has a stereocomplex formation rate of 0.5% to 2.0% and an optical purity of 96.0% to 99.9%. The optical purity is more preferably 97.0% or more and 99.9% or less. The stereocomplex polylactic acid resin composition exhibiting this property is excellent in heat resistance.
In the present invention, a complex is a copolymer having two or more polymer segments obtained by polymerizing monomers divided into a plurality of series, and two or more types obtained by polymerizing monomers divided into a plurality of series. It means a mixture of polymers.

<ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の特性>
ステレオコンプレックス形成率及び光学純度が上記範囲内にある本発明のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、少ない量のD体のラクチドの使用(一方、L体のラクチドは多量に使用)で、結晶融解ピーク温度が高く、半値幅が狭く、耐熱性に優れたものとなっている。
<Characteristics of stereocomplex polylactic acid resin composition>
The stereocomplex polylactic acid resin composition of the present invention in which the stereocomplex formation rate and optical purity are within the above ranges can be obtained by crystal melting by using a small amount of D-form lactide (while using a large amount of L-form lactide). The peak temperature is high, the half width is narrow, and the heat resistance is excellent.

本発明において、ステレオコンプレックス形成率、光学純度、結晶融解ピーク温度、及び半値幅は下記のようにして求める。   In the present invention, the stereocomplex formation rate, optical purity, crystal melting peak temperature, and half-value width are determined as follows.

[ステレオコンプレックス形成率]
ステレオコンプレックス形成率とは、DSC測定(示差走査熱量測定)により求めた結晶化ピークが2つのピークとなる場合に、低温側をホモポリ乳酸結晶、高温側をステレオコンプレックスポリ乳酸結晶とし、昇温時のホモ結晶化ピークから求める(ΔHmc、homo)と昇温時のステレオコンプレックス結晶化ピークから求める(ΔHmc、stereo)から下記式によって求めた値である。
ステレオコンプレックス形成率(%)={(ΔHmc、stereo)/((ΔHmc、homo)+(ΔHmc、stereo))}×100
[Stereo complex formation rate]
The stereocomplex formation rate is the homopolylactic acid crystal on the low temperature side and the stereocomplex polylactic acid crystal on the high temperature side when the crystallization peak obtained by DSC measurement (differential scanning calorimetry) is two peaks, (ΔHmc, homo) obtained from the homo crystallization peak of (1) and (ΔHmc, stereo) obtained from the stereocomplex crystallization peak at the time of temperature increase.
Stereo complex formation rate (%) = {(ΔHmc, stereo) / ((ΔHmc, homo) + (ΔHmc, stereo))} × 100

ここで、ステレオコンプレックス形成率を求めるに際し、ピークの求め方を具体的に図7に従って説明する。図7は、DSC測定結果の1例を示す図であり、縦軸が熱量(Heat Flow(W/g))、横軸が温度(Temperature(℃))であり、右側が高温側、左側が低温側を表す。0.025(W/g)/3(℃)以上の変更点(図中、矢印で示す)をもとにピークを判断する。   Here, when obtaining the stereo complex formation rate, a method for obtaining the peak will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of DSC measurement results, in which the vertical axis represents heat (Heat Flow (W / g)), the horizontal axis represents temperature (Temperature (° C.)), the right side is the high temperature side, and the left side is Represents the low temperature side. A peak is judged based on a change point (indicated by an arrow in the figure) of 0.025 (W / g) / 3 (° C.) or more.

[光学純度]
ポリ−L−乳酸、ポリ−D−乳酸を構成するL体の乳酸とD体の乳酸の構成比率から光学純度を求める。
試料1gに5M水酸ナトリウム5mLとイソプロパノール2.5mLを添加し、40℃で加熱攪拌しながら加水分解した後に1M硫酸で中和する。中和液1mLを25倍に希釈することで濃度を調整する。これをHPLCにて、紫外光UV254nmでのL体の乳酸とD体の乳酸との検出ピーク面積を測定し、前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を構成するL体の乳酸の重量比率[L](%)とD体の乳酸の重量比率[D](%)とから光学純度(%)を下記式によって算出する。なお、HPLC装置として、ポンプ:島津LC−6A、UV検出器:島津SPD−6AV、カラム:SUMICHIRAL OA−5000((株)住化分析センター)を使用し、溶離液には1mM硫酸銅水溶液を用い、流速1.0mL/min、40℃で測定する。
光学純度(%)=100×[L]/([L]+[D])
又は 100×[D]/([L]+[D])
[Optical purity]
The optical purity is determined from the constituent ratios of poly-L-lactic acid, L-form lactic acid and D-form lactic acid constituting poly-D-lactic acid.
To 1 g of sample, 5 mL of 5M sodium hydroxide and 2.5 mL of isopropanol are added, and the mixture is hydrolyzed with heating and stirring at 40 ° C., and then neutralized with 1M sulfuric acid. The concentration is adjusted by diluting 1 mL of the neutralized solution 25 times. This was subjected to HPLC to measure the detection peak area of L-form lactic acid and D-form lactic acid at UV light UV254 nm, and the weight ratio [L] of L-form lactic acid constituting the stereocomplex polylactic acid resin composition. The optical purity (%) is calculated by the following formula from (%) and the weight ratio [D] (%) of D-form lactic acid. In addition, as an HPLC apparatus, a pump: Shimadzu LC-6A, a UV detector: Shimadzu SPD-6AV, a column: SUMICHIRAL OA-5000 (Sumitomo Chemical Analysis Center Co., Ltd.) was used, and a 1 mM copper sulfate aqueous solution was used as an eluent. Used, measured at a flow rate of 1.0 mL / min and 40 ° C.
Optical purity (%) = 100 × [L] / ([L] + [D])
Or 100 × [D] / ([L] + [D])

[結晶融解ピーク温度]
結晶融解ピーク温度は、示差走査熱量測定において得られたDSCカーブにおいて、結晶融解ピークの最大値を示す。但し結晶融解エンタルピーが2J/g以下の結晶融解ピークが存在する場合は、結晶融解ピークは、存在しないものと見なす。
160℃〜170℃間での結晶融解ピークは、(A)ポリ−L−乳酸、あるいは(B)ポリ−D−乳酸が各々単独で結晶化する際に生じるものである。
[Crystal melting peak temperature]
The crystal melting peak temperature indicates the maximum value of the crystal melting peak in the DSC curve obtained in the differential scanning calorimetry. However, when there is a crystal melting peak with a crystal melting enthalpy of 2 J / g or less, it is considered that there is no crystal melting peak.
The crystal melting peak between 160 ° C. and 170 ° C. occurs when (A) poly-L-lactic acid or (B) poly-D-lactic acid is crystallized independently.

[半値幅]
半値幅の求め方を具体的に図8に従って説明する。図8は、DSC測定結果の1例を示す図であり、縦軸が熱量(Heat Flow(W/g))、横軸が温度(Temperature(℃)であり、右側が高温側、左側が低温側を表す。
半値幅とは、示差走査熱量測定において得られたDSCカーブの結晶融解ピークの頂点(点a)からグラフ縦軸に平行な直線を引き、該直線とDSCカーブのベースラインとの交点(点b)としたとき、(点a)と(点b)を結ぶ線分の中点(点c)におけるピークの幅である。尚、ここで言うピークの幅とは、ベースラインに平行で、かつ(点c)を通る直線上の幅のことである。
[Half width]
A method for obtaining the half-value width will be specifically described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing an example of DSC measurement results, where the vertical axis represents heat (Heat Flow (W / g)), the horizontal axis represents temperature (Temperature (° C.), the right side is the high temperature side, and the left side is the low temperature. Represents the side.
The full width at half maximum is a line parallel to the vertical axis of the graph drawn from the apex (point a) of the crystal melting peak of the DSC curve obtained in the differential scanning calorimetry, and the intersection (point b) of the straight line and the baseline of the DSC curve. ), The width of the peak at the midpoint (point c) of the line segment connecting (point a) and (point b). The peak width referred to here is a width on a straight line parallel to the base line and passing through (point c).

本発明のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、後述する本実施形態の製造方法で製造されることにより、更に以下の性質も示す。
後述する本実施形態の製造方法によると、圧縮性流体を用いることで、低い温度での重合反応が可能となるため、従来の溶融重合と比して、大幅に解重合反応を抑制できる。これにより、ポリマー転化率を、96モル%以上、好ましくは98モル%以上とすることができる。ポリマー転化率が96モル%に満たない場合、ポリマー生成物としての熱特性が不十分になり、別途開環重合性モノマーを除去する操作が必要になる場合がある。なお、本実施形態においてポリマー転化率とは、原材料としての開環重合性モノマーに対する、ポリマーの生成に寄与した開環重合性モノマーの割合を意味する。ポリマーの生成に寄与した開環重合性モノマーの量は、生成したポリマーの量から未反応の開環重合性モノマーの量を差し引くことにより得られる。
The stereocomplex polylactic acid resin composition of the present invention also exhibits the following properties by being produced by the production method of the present embodiment described later.
According to the manufacturing method of the present embodiment described later, since a polymerization reaction at a low temperature is possible by using a compressive fluid, the depolymerization reaction can be significantly suppressed as compared with the conventional melt polymerization. Thereby, the polymer conversion rate can be 96 mol% or more, preferably 98 mol% or more. When the polymer conversion rate is less than 96 mol%, the thermal characteristics as the polymer product may be insufficient, and an operation for removing the ring-opening polymerizable monomer may be required separately. In the present embodiment, the polymer conversion rate means the ratio of the ring-opening polymerizable monomer that has contributed to the formation of the polymer with respect to the ring-opening polymerizable monomer as a raw material. The amount of the ring-opening polymerizable monomer that has contributed to the production of the polymer is obtained by subtracting the amount of the unreacted ring-opening polymerizable monomer from the amount of the polymer that has been produced.

本実施形態により得られるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の数平均分子量は、開始剤の量によって調整が可能である。特に限定されるものではないが、数平均分子量は一般的に1.2万以上20万以下である。数平均分子量が20万より大きい場合、粘性の上昇に伴う生産性の悪化により経済的ではない場合がある。数平均分子量が1.2万より小さい場合、ポリマーとしての強度が不十分となり好ましくない場合がある。本実施形態では、数平均分子量が10万以上であるとよい。   The number average molecular weight of the stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by this embodiment can be adjusted by the amount of the initiator. Although not particularly limited, the number average molecular weight is generally from 12,000 to 200,000. When the number average molecular weight is larger than 200,000, it may not be economical due to a deterioration in productivity accompanying an increase in viscosity. When the number average molecular weight is less than 12,000, the strength as a polymer may be insufficient, which may not be preferable. In the present embodiment, the number average molecular weight is preferably 100,000 or more.

本実施形態により得られるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の重量平均分子量を数平均分子量で除した値は、1.0以上2.5以下の範囲が好ましく、1.0以上2.0以下の範囲がより好ましい。この値が2.0より大きい場合、重合反応が不均一に行われている可能性が高く、ポリマー物性をコントロールすることが困難になることから好ましくない。   The value obtained by dividing the weight average molecular weight of the stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by the present embodiment by the number average molecular weight is preferably in the range of 1.0 to 2.5, and in the range of 1.0 to 2.0. Is more preferable. When this value is larger than 2.0, there is a high possibility that the polymerization reaction is performed non-uniformly, and it is difficult to control the physical properties of the polymer.

本実施形態により得られるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、有機溶媒を使用しない製法で製造されるため、実質的に有機溶媒が含まれず、前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物中に存在する有機溶媒量は1ppm以下であり、残存するモノマー(ラクチド)量も1,000ppm以下と極めて少ない。また、触媒として有機触媒を用い、金属触媒の使用量を抑えることにより、金属原子の含有量が少ないステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物にすることもできる。この場合、前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物中存在する金属触媒量を5ppm以下にすることも可能である。そしてこれらの条件を満足するステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、安全性、安定性に優れている。また、本実施形態では、低温、短時間で上記反応をさせた結果、着色のないステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物となっており、実用性に優れている。本実施形態により得られるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物は、着色度を示すYI値が10以下である。
なお、本発明では、実質的に金属触媒を含まないとは、例えばICP発光分析法、原子吸光分析法あるいは比色法などの公知の分析手法でポリマー生成物中の金属触媒の含有量を検出したときに、検出限界以下であることをいう。また、有機溶媒は、開環重合に用いられる有機物の溶媒をいい、実質的に有機溶媒を含有しないとは、以下の測定方法により測定されるポリマー生成物中の有機溶媒の含有量が検出限界以下であることをいう。
Since the stereocomplex polylactic acid resin composition obtained according to the present embodiment is produced by a production method that does not use an organic solvent, the organic solvent substantially does not contain an organic solvent and exists in the stereocomplex polylactic acid resin composition. The amount is 1 ppm or less, and the amount of remaining monomer (lactide) is also extremely small, 1,000 ppm or less. Moreover, the stereocomplex polylactic acid resin composition with few metal atom content can also be obtained by using an organic catalyst as a catalyst and suppressing the usage-amount of a metal catalyst. In this case, the amount of the metal catalyst present in the stereocomplex polylactic acid resin composition can be 5 ppm or less. A stereocomplex polylactic acid resin composition that satisfies these conditions is excellent in safety and stability. Moreover, in this embodiment, as a result of making the said reaction at low temperature for a short time, it is a stereocomplex polylactic acid resin composition without coloring, and is excellent in practicality. The stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by the present embodiment has a YI value indicating the degree of coloration of 10 or less.
In the present invention, “substantially free of metal catalyst” means that the content of the metal catalyst in the polymer product is detected by a known analysis method such as ICP emission spectrometry, atomic absorption spectrometry or colorimetry. Means that it is below the detection limit. The organic solvent refers to an organic solvent used for ring-opening polymerization, and substantially does not contain an organic solvent. The content of the organic solvent in the polymer product measured by the following measurement method is the detection limit. It means the following.

本発明において、ポリマー生成物(ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物)の分子量、モノマー(ラクチド)量、YI値、有機溶媒量、金属触媒量は下記のようにして求める。   In the present invention, the molecular weight, monomer (lactide) amount, YI value, organic solvent amount, and metal catalyst amount of the polymer product (stereocomplex polylactic acid resin composition) are determined as follows.

[ポリマー生成物の分子量測定]
GPC(Gel Permeation Chromatography)により以下の条件で測定する。
・装置:GPC−8020(東ソー社製)
・カラム:TSK G2000HXL及びG4000HXL(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:クロロホルム
・流速:1.0mL/分間
濃度0.5質量%のポリマー生成物を1mL注入し、上記の条件で測定したポリマー生成物の分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用してポリマーの数平均分子量Mn、重量平均分子量Mwを算出する。分子量分布はMwをMnで除した値である。
[Molecular weight measurement of polymer products]
Measurement is performed under the following conditions by GPC (Gel Permeation Chromatography).
-Equipment: GPC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK G2000HXL and G4000HXL (manufactured by Tosoh Corporation)
・ Temperature: 40 ℃
・ Solvent: Chloroform ・ Flow rate: 1.0 mL / min 1 mL of a polymer product having a concentration of 0.5 mass% was injected, and a molecular weight calibration prepared with a monodisperse polystyrene standard sample from the molecular weight distribution of the polymer product measured under the above conditions. The number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw of the polymer are calculated using the curve. The molecular weight distribution is a value obtained by dividing Mw by Mn.

[ラクチド量]
ポリマー生成物(ポリ乳酸)の残存モノマー量(ラクチド量)は、「ポリオレフィン等合成樹脂製食品容器包装等に関する自主基準,第3版改訂版,2004年6月追補,第3部,衛生試験法,P13」記載のラクチド量の測定方法に従って求めることができる。
具体的には、ポリ乳酸等のポリマー生成物をジクロロメタンに均一に溶解し、アセトン/シクロヘキサン混合溶液を加えてポリマー生成物を再沈させた上澄み液を、水素炎検出器(FID)付ガスクロマトグラフ(GC)に供し、残存モノマー(ラクチド)を分離、内部標準法により定量することによりポリマー生成物中の残存モノマー量を測定することができる。尚、GCの測定は以下の条件で行うことができる。
[Amount of lactide]
Residual monomer amount (lactide amount) of polymer product (polylactic acid) is “Voluntary Standard for Food Containers and Packaging Made of Synthetic Resins such as Polyolefins, Third Edition Revised Edition, June 2004 Supplement, Part 3, Hygiene Test Method , P13 "can be determined according to the lactide content measuring method.
Specifically, a polymer product such as polylactic acid is uniformly dissolved in dichloromethane, and the supernatant obtained by reprecipitation of the polymer product by adding an acetone / cyclohexane mixed solution is gas chromatograph with a hydrogen flame detector (FID). The residual monomer amount in the polymer product can be measured by subjecting it to (GC) and separating the residual monomer (lactide) and quantifying it by an internal standard method. The GC measurement can be performed under the following conditions.

−GC測定条件−
カラム :キャピラリーカラム
J&W製DB−17MS(長さ30m×内径0.25mm、膜厚0.25μm)
内部標準 :2,6−ジメチル−γピロン
カラム流量:1.8mL/分間
カラム温度:50℃1分保持。25℃/分で定速昇温して320℃5分保持。
検出器 :水素炎イオン化法(FID)
-GC measurement conditions-
Column: Capillary column DB-17MS manufactured by J & W (length 30 m × inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm)
Internal standard: 2,6-dimethyl-γ-pyrone Column flow rate: 1.8 mL / min Column temperature: 50 ° C. hold for 1 minute. The temperature is raised at a constant rate of 25 ° C./min and maintained at 320 ° C. for 5 minutes.
Detector: Hydrogen flame ionization method (FID)

[YI(イエローインデックス)値の測定]
ポリマー生成物の黄色度、黄変度を調べるため、厚み2mmの樹脂ペレットを作製してJIS規格K7103に従い、SMカラーコンピューター(スガ試験機社製)を用いて測定し、YI値を求める。
[Measurement of YI (Yellow Index) Value]
In order to investigate the yellowness and yellowing degree of the polymer product, resin pellets having a thickness of 2 mm are prepared and measured according to JIS standard K7103 using an SM color computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) to determine the YI value.

[有機溶媒量]
測定対象となるポリマー生成物1質量部に2−プロパノール2質量部を加え、超音波で30分間分散させた後、冷蔵庫(5℃)にて1日以上保存し、ポリマー生成物中の有機溶媒を抽出する。上澄み液をガスクロマトグラフィ(GC−14A,SHIMADZU)で分析し、ポリマー生成物中の有機溶媒及び残留モノマーを定量することにより有機溶媒濃度を測定する。かかる分析時の測定条件は、以下の通りである。
装置 : 島津GC−14A
カラム : CBP20−M 50−0.25
検出器 : FID
注入量 : 1μL〜5μL
キャリアガス : He2.5kg/cm
水素流量 : 0.6kg/cm
空気流量 : 0.5kg/cm
チャートスピード : 5mm/min
感度 : Range101×Atten20
カラム温度 : 40℃
Injection Temp : 150℃
検出下限 :5ppm
[Amount of organic solvent]
After adding 2 parts by mass of 2-propanol to 1 part by mass of the polymer product to be measured and dispersing with ultrasonic waves for 30 minutes, it is stored in a refrigerator (5 ° C.) for 1 day or longer, and the organic solvent in the polymer product To extract. The supernatant is analyzed by gas chromatography (GC-14A, SHIMADZU), and the organic solvent concentration is measured by quantifying the organic solvent and residual monomers in the polymer product. Measurement conditions at the time of such analysis are as follows.
Equipment: Shimadzu GC-14A
Column: CBP20-M 50-0.25
Detector: FID
Injection volume: 1 μL to 5 μL
Carrier gas: He 2.5 kg / cm 2
Hydrogen flow rate: 0.6 kg / cm 2
Air flow rate: 0.5 kg / cm 2
Chart speed: 5mm / min
Sensitivity: Range101 × Atten20
Column temperature: 40 ° C
Injection Temp: 150 ° C
Detection lower limit: 5 ppm

[金属触媒量]
ICP発光分光分析法(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)により以下の条件で測定し、その測定結果に基づいて金属触媒量を求める。
・装置 :ICP発光分光分析装置(ICP−OES/ICP−AES)
SPS5100型、エスアイアイ・ナノテクノロジー製
検出下限:5ppm
試料(ポリマー生成物)を硫酸、硝酸で230℃に加熱し分解させた後、超純水で定容して検液とする。ICP−AES法により検液中の金属(後述する実施例7ではSn)の定量分析を行う。
[Amount of metal catalyst]
ICP emission spectrometry (high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy) is measured under the following conditions, and the amount of metal catalyst is determined based on the measurement results.
・ Device: ICP emission spectroscopic analyzer (ICP-OES / ICP-AES)
SPS5100, manufactured by SII NanoTechnology Lower detection limit: 5ppm
A sample (polymer product) is decomposed by heating to 230 ° C. with sulfuric acid and nitric acid, and then the volume is adjusted with ultrapure water to obtain a test solution. Quantitative analysis of the metal in the test solution (Sn in Example 7 described later) is performed by ICP-AES method.

<ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法>
前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法は、少なくとも前記ポリ−L−乳酸又は前記ポリ−D−乳酸を得るL体ラクチド又はD体ラクチド開環重合工程と、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含み、必要に応じてその他の工程を含む。
<Method for producing stereocomplex polylactic acid resin composition>
The method for producing the stereocomplex polylactic acid resin composition includes at least the L-lactide or D-lactide ring-opening polymerization step for obtaining the poly-L-lactic acid or the poly-D-lactic acid, the poly-L-lactic acid, A mixing step for obtaining a mixture with poly-D-lactic acid, and other steps as necessary.

前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法において、前記開環重合工程で使用する圧縮性流体とは別に、前記混合工程において圧縮性流体を追加し圧縮性流体の濃度を高めた状態下で混合を行うとよい。
本発明者らは、L体のラクチドとD体のラクチドのそれぞれの原材料を圧縮性流体中で重合反応させた後、その過程で得られたポリ−L−乳酸及びポリ−D−乳酸とを混合させ、その際、圧縮性流体を追加し圧縮性流体の濃度を高めた状態下で混合させたところ、少量のD体のラクチドの使用でも、ステレオコンプレックス形成率及び光学純度が特定の範囲の値を示すステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物が得られ、このステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物が、結晶融解ピーク温度が高く、半値幅が狭く、耐熱性に優れたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物であることを見出した。
理由は明らかではないが、圧縮性流体濃度を高めることにより、ポリ−L−乳酸及びポリ−D−乳酸の混合状態が変化し、それが、投入したD体ラクチドを効率的にステレオコンプレックス化することに有効に働いているのではないかと推測している。
In the method for producing the stereocomplex polylactic acid resin composition, in addition to the compressive fluid used in the ring-opening polymerization step, the compressive fluid is added in the mixing step and mixed in a state where the concentration of the compressive fluid is increased. It is good to do.
The present inventors polymerized each raw material of L-form lactide and D-form lactide in a compressive fluid, and then obtained poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid obtained in the process. When mixing and mixing under the condition that the compressive fluid was added and the concentration of the compressive fluid was increased, even when a small amount of D-form lactide was used, the stereocomplex formation rate and optical purity were within a specific range. A stereocomplex polylactic acid resin composition showing a value is obtained, and this stereocomplex polylactic acid resin composition is a stereocomplex polylactic acid resin composition having a high crystal melting peak temperature, a narrow half-value width, and excellent heat resistance. I found out.
The reason is not clear, but by increasing the compressive fluid concentration, the mixed state of poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid changes, which efficiently converts the input D-form lactide into a stereocomplex. I guess that it works particularly well.

前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法としては、より具体的には、L体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−L−乳酸を得るL体ラクチド開環重合工程と、
圧縮性流体と接触させたD体のラクチドを、前記圧縮性流体に接触したままの前記ポリ−L−乳酸に接触させて、更に圧縮性流体を加えた状態下で前記D体のラクチドを開環重合させることにより、前記ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含む製造方法(A)が挙げられる。
また、前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の他の製造方法としては、L体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−L−乳酸を得るL体ラクチド開環重合工程と、
D体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記D体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−D−乳酸を得るD体ラクチド開環重合工程と、
前記圧縮性流体に接触したままの前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸とを、圧縮性流体を更に加えた状態下で接触させ混合させることにより、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含む製造方法(B)が挙げられる。
More specifically, the stereocomplex polylactic acid resin composition is produced by bringing a raw material containing an L-form lactide into contact with a compressive fluid to cause ring-opening polymerization of the L-form lactide. An L-form lactide ring-opening polymerization step to obtain poly-L-lactic acid;
The D-form lactide that has been brought into contact with the compressive fluid is brought into contact with the poly-L-lactic acid that is still in contact with the compressive fluid, and the D-form lactide is opened under the condition that the compressive fluid is further added. A production method (A) including a mixing step of obtaining a mixture of poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid by ring polymerization is exemplified.
Further, as another method for producing the stereocomplex polylactic acid resin composition, a raw material containing an L-form lactide is brought into contact with a compressive fluid to cause ring-opening polymerization of the L-form lactide. -L-lactide ring-opening polymerization step to obtain -L-lactic acid;
A D-form lactide ring-opening polymerization step of obtaining poly-D-lactic acid by bringing a D-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid and ring-opening polymerization of the D-form lactide;
The poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid remaining in contact with the compressive fluid are brought into contact with and mixed with the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid in a state in which a compressive fluid is further added. And a production method (B) including a mixing step of obtaining a mixture with poly-D-lactic acid.

<<開環重合工程>>
前記L体ラクチド開環重合工程は、L体のラクチドを含有する原材料と、圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させる工程である。
前記D体ラクチド開環重合工程は、D体のラクチドを含有する原材料と、圧縮性流体とを接触させて、前記D体のラクチドを開環重合させる工程である。
前記L体ラクチド及び前記D体ラクチド開環重合工程において、触媒を用いて前記L体又はD体のラクチドを開環重合させるとよい。
<< Ring-opening polymerization process >>
The L-form lactide ring-opening polymerization step is a step of bringing the L-form lactide into ring-opening polymerization by bringing a raw material containing the L-form lactide into contact with a compressive fluid.
The D-form lactide ring-opening polymerization step is a step of bringing the D-form lactide into ring-opening polymerization by bringing a raw material containing the D-form lactide into contact with a compressive fluid.
In the L-form lactide and D-form lactide ring-opening polymerization step, the L-form or D-form lactide may be subjected to ring-opening polymerization using a catalyst.

<<<原材料>>>
本発明において、原材料とは、ポリマーを製造するもとになる材料であって、ポリマー構成成分となる材料をいい、前記原材料としては、開環重合性モノマーである前記L体又はD体のラクチドと、更に必要に応じて重合開始剤、添加剤を含有する。
<<< Raw materials >>>
In the present invention, the raw material refers to a material from which a polymer is produced and is a material constituting a polymer component. The raw material includes the L-form or D-form lactide which is a ring-opening polymerizable monomer. In addition, it contains a polymerization initiator and additives as necessary.

−開環重合性モノマー−
前記開環重合性モノマーとしては、重合してポリ−L−乳酸又はポリ−D−乳酸が得られれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、本発明では、L体のラクチド又はD体のラクチドを使用する。
-Ring-opening polymerizable monomer-
The ring-opening polymerizable monomer is not particularly limited as long as it can be polymerized to obtain poly-L-lactic acid or poly-D-lactic acid, and can be appropriately selected according to the purpose. Of lactide or D-form lactide.

−重合開始剤−
前記原材料には、必要に応じて重合開始剤(以下、「開始剤」ともいう)を含有させてもよい。前記重合開始剤としては、ポリマー生成物に分岐構造を付与する開始剤であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばモノアルコール、ジアルコール、多価アルコールのいずれでもよく、また飽和アルコール、不飽和アルコールのいずれであってもよい。
-Polymerization initiator-
The raw material may contain a polymerization initiator (hereinafter also referred to as “initiator”) as necessary. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is an initiator that gives a branched structure to the polymer product, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, any of monoalcohol, dialcohol, and polyhydric alcohol can be used. It may be either saturated alcohol or unsaturated alcohol.

前記モノアルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、ノナノール、デカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコールなどが挙げられる。
前記ジアルコールとしては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、テトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えばグリセロール、ソルビトール、キシリトール、リビトール、エリスリトール、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
前記不飽和アルコールとしては、例えば乳酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。
Examples of the monoalcohol include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, nonanol, decanol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, and stearyl alcohol.
Examples of the dialcohol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, hexanediol, nonanediol, tetramethylene glycol, and polyethylene glycol. Etc.
Examples of the polyhydric alcohol include glycerol, sorbitol, xylitol, ribitol, erythritol, triethanolamine, and the like.
Examples of the unsaturated alcohol include methyl lactate and ethyl lactate.

また、ポリカプロラクトンジオールやポリテトラメチレングリコールのような末端にアルコール残基を有するポリマーを前記重合開始剤に使用してもよい。これにより、ジブロック、又はトリブロック共重合体が合成される。   Further, a polymer having an alcohol residue at the terminal, such as polycaprolactone diol or polytetramethylene glycol, may be used as the polymerization initiator. Thereby, a diblock or triblock copolymer is synthesized.

前記重合開始剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記開環重合性モノマーに対して、0.05モル%以上5モル%以下が好ましい。不均一に重合が開始されるのを防ぐために、前記開始剤は、モノマーが重合触媒に触れる前にあらかじめモノマーとよく混合しておくことが望ましい。   There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said polymerization initiator, Although it can select suitably according to the objective, 0.05 mol% or more and 5 mol% or less are preferable with respect to the said ring-opening polymerizable monomer. In order to prevent the polymerization from starting unevenly, it is desirable that the initiator is well mixed with the monomer in advance before the monomer contacts the polymerization catalyst.

−添加剤−
前記原材料には、必要に応じて添加剤を含有させてもよい。前記添加剤としては、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、防曇剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、無機粒子、各種フィラー、熱安定剤、難燃剤、結晶核剤、帯電防止剤、表面ぬれ改善剤、焼却補助剤、滑剤、天然物、離型剤、可塑剤、その他類似のものなどが挙げられる。
前記添加剤の使用量としては、特に制限はなく目的や添加剤の種類に応じて適宜選択することができるが、ポリマー組成物100質量部に対して、0質量部以上5質量部以下が好ましい。
-Additives-
You may make the said raw material contain an additive as needed. Examples of the additive include surfactants, antioxidants, stabilizers, antifogging agents, ultraviolet absorbers, pigments, colorants, inorganic particles, various fillers, thermal stabilizers, flame retardants, crystal nucleating agents, and charging agents. Inhibitors, surface wetting improvers, incineration aids, lubricants, natural products, mold release agents, plasticizers, and the like.
There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said additive, Although it can select suitably according to the objective and the kind of additive, 0 to 5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polymer compositions. .

前記界面活性剤としては、前記圧縮性流体に溶融し、かつ前記圧縮性流体と前記開環重合性モノマーの双方に親和性を有するものが好適に用いられる。このような界面活性剤を使用することで、重合反応を均一に進めることができ、分子量分布の狭い生成物が得られるとともに、粒子状のポリマーを得やすくなる等の効果を期待できる。界面活性剤を用いる場合、圧縮性流体に加えても、開環重合性モノマーに加えてもよい。例えば、圧縮性流体として二酸化炭素を用いた場合には、親二酸化炭素基と親モノマー基を分子内に持つ界面活性剤が使用される。このような界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤やシリコン系界面活性剤が挙げられる。   As the surfactant, those that melt into the compressive fluid and have affinity for both the compressive fluid and the ring-opening polymerizable monomer are preferably used. By using such a surfactant, the polymerization reaction can be progressed uniformly, and a product having a narrow molecular weight distribution can be obtained, and effects such as easy to obtain a particulate polymer can be expected. When using a surfactant, it may be added to the compressive fluid or to the ring-opening polymerizable monomer. For example, when carbon dioxide is used as the compressive fluid, a surfactant having a parent carbon dioxide group and a parent monomer group in the molecule is used. Examples of such surfactants include fluorine-based surfactants and silicon-based surfactants.

前記安定剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、カルボジイミドなどが用いられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、ブチルヒドロキシアニソールなどが用いられる。
前記防曇剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、クエン酸モノステアリルなどが用いられる。
前記フィラーとしては、例えば、紫外線吸収剤、熱安定剤、難燃剤、内部離型剤、結晶核剤などが挙げられる。具体的には、クレイ、タルク、シリカなどが挙げられる。
前記顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、群青などが用いられる。
Examples of the stabilizer include epoxidized soybean oil and carbodiimide.
Examples of the antioxidant include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and butylhydroxyanisole.
Examples of the antifogging agent include glycerin fatty acid ester and monostearyl citrate.
Examples of the filler include an ultraviolet absorber, a heat stabilizer, a flame retardant, an internal mold release agent, and a crystal nucleating agent. Specific examples include clay, talc, and silica.
Examples of the pigment include titanium oxide, carbon black, and ultramarine blue.

<<<圧縮性流体>>>
前記圧縮性流体について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、温度と圧力に対する物質の状態を示す相図である。図2は、本実施形態において圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。
前記圧縮性流体とは、図1で表される相図の中で、図2に示す(1)、(2)、(3)のいずれかの領域に存在する状態のときの流体を意味する。
<<< Compressible fluid >>>
The compressive fluid will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a phase diagram showing the state of a substance with respect to temperature and pressure. FIG. 2 is a phase diagram for defining the range of the compressible fluid in the present embodiment.
The compressible fluid means a fluid in a state existing in one of the regions (1), (2), and (3) shown in FIG. 2 in the phase diagram shown in FIG. .

このような領域においては、物質はその密度が非常に高い状態となり、常温常圧時とは異なる挙動を示すことが知られている。なお、物質が(1)の領域に存在する場合には超臨界流体となる。超臨界流体とは、気体と液体とが共存できる限界(臨界点)を超えた温度・圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮しない流体のことである。また、物質が(2)の領域に存在する場合には液体となるが、本実施形態においては、常温(25℃)、常圧(1気圧)において気体状態である物質を圧縮して得られた液化ガスを表す。また、物質が(3)の領域に存在する場合には気体状態であるが、本実施形態においては、圧力が臨界圧力(Pc)の1/2(1/2Pc)以上の高圧ガスを表す。   In such a region, it is known that the substance has a very high density and behaves differently from that at normal temperature and pressure. In addition, when a substance exists in the area | region of (1), it becomes a supercritical fluid. A supercritical fluid is a fluid that exists as a non-condensable high-density fluid in a temperature and pressure region that exceeds the limit (critical point) at which gas and liquid can coexist, and does not condense even when compressed. Further, when the substance is present in the region (2), it becomes a liquid, but in this embodiment, it is obtained by compressing a substance that is in a gaseous state at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure (1 atm). Represents liquefied gas. Further, when the substance is present in the region (3), it is in a gaseous state, but in the present embodiment, it represents a high pressure gas whose pressure is 1/2 (1/2 Pc) or more of the critical pressure (Pc).

前記圧縮性流体を構成する物質としては、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化二窒素、窒素、メタン、エタン、プロパン、2,3−ジメチルブタン、エチレンなどが挙げられる。これらの中でも二酸化炭素は、臨界圧力が約7.4MPa、臨界温度が約31℃であって、容易に超臨界状態を作り出せること、不燃性で取扱いが容易であることなどの点で好ましい。これらの圧縮性流体は、一種を単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。   Examples of the substance constituting the compressive fluid include carbon monoxide, carbon dioxide, dinitrogen monoxide, nitrogen, methane, ethane, propane, 2,3-dimethylbutane, and ethylene. Among these, carbon dioxide is preferable in that it has a critical pressure of about 7.4 MPa and a critical temperature of about 31 ° C., can easily create a supercritical state, and is nonflammable and easy to handle. These compressive fluids may be used alone or in combination of two or more.

二酸化炭素は、塩基性、求核性を有する物質と反応することから、従来、超臨界二酸化炭素を溶媒とする場合、リビングアニオン重合には適用できないとされていた。しかし、本発明者らは、従来の知見を覆し、超臨界二酸化炭素中でも、塩基性、求核性を有する有機触媒が安定的に開環性モノマーに配位し、これを開環させることで、短時間で定量的に重合反応が進行し、結果的に重合反応がリビング的に進行することを見出した。ここでいうリビング的とは、移動反応や停止反応などの副反応を伴わず、定量的に反応が進行し、得られたポリマーの分子量分布が比較的狭く単分散であることを意味する。   Since carbon dioxide reacts with substances having basicity and nucleophilicity, conventionally, when supercritical carbon dioxide is used as a solvent, it has been said that it cannot be applied to living anion polymerization. However, the present inventors overturned the conventional knowledge, and even in supercritical carbon dioxide, the organic catalyst having basicity and nucleophilicity is stably coordinated to the ring-opening monomer, and the ring-opening monomer is allowed to open the ring. The inventors have found that the polymerization reaction proceeds quantitatively in a short time, and as a result, the polymerization reaction proceeds in a living manner. Living as used herein means that the reaction proceeds quantitatively without side reactions such as transfer reaction and termination reaction, and the molecular weight distribution of the obtained polymer is relatively narrow and monodisperse.

<<<触媒>>>
前記触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属原子を含有しない有機触媒、金属原子を含有する金属触媒などが挙げられる。
<<< Catalyst >>>
There is no restriction | limiting in particular as said catalyst, According to the objective, it can select suitably, For example, the organic catalyst which does not contain a metal atom, the metal catalyst containing a metal atom, etc. are mentioned.

−金属原子を含有しない有機触媒−
前記金属原子を含有しない有機触媒(以下、「有機触媒」ともいう)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属原子を含まず、前記開環重合性モノマーの開環重合反応に寄与し、前記開環重合性モノマーとの活性中間体を形成した後、アルコールとの反応で脱離、再生するものが好ましい。
-Organic catalyst containing no metal atoms-
The organic catalyst containing no metal atom (hereinafter also referred to as “organic catalyst”) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the ring-opening polymerizability does not contain a metal atom. What contributes to the ring-opening polymerization reaction of the monomer, forms an active intermediate with the ring-opening polymerizable monomer, and then desorbs and regenerates by reaction with alcohol is preferable.

前記有機触媒としては、塩基性を有する求核剤として働く(求核性の)化合物が好ましく、窒素原子を含有する化合物がより好ましく、窒素原子を含有する環状化合物が特に好ましい。前記窒素原子を含有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、環状モノアミン、環状ジアミン(例えば、アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物など)、グアニジン骨格を有する環状トリアミン化合物、窒素原子を含有する複素環式芳香族有機化合物、N−ヘテロサイクリックカルベンなどが挙げられる。なお、カチオン系の有機触媒は、開環重合に用いられるが、この場合、ポリマー主鎖から水素を引き抜く(バック−バイティング)ため、分子量分布が広くなり高分子量の生成物を得にくい。   The organic catalyst is preferably a (nucleophilic) compound that functions as a basic nucleophile, more preferably a compound containing a nitrogen atom, and particularly preferably a cyclic compound containing a nitrogen atom. The nitrogen atom-containing compound is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a cyclic monoamine, a cyclic diamine (for example, a cyclic diamine compound having an amidine skeleton), and a guanidine skeleton. Examples thereof include a cyclic triamine compound, a heterocyclic aromatic organic compound containing a nitrogen atom, and N-heterocyclic carbene. A cationic organic catalyst is used for ring-opening polymerization. In this case, since hydrogen is extracted from the polymer main chain (back-biting), the molecular weight distribution becomes wide and it is difficult to obtain a high molecular weight product.

前記環状モノアミンとしては、例えば、キヌクリジンなどが挙げられる。
前記環状ジアミンとしては、例えば、1,4−ジアザビシクロ−[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5−ノネンなどが挙げられる。
前記アミジン骨格を有する環状ジアミン化合物としては、例えば、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、ジアザビシクロノネンなどが挙げられる。
前記グアニジン骨格を有する環状トリアミン化合物としては、例えば、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン(TBD)、ジフェニルグアニジン(DPG)などが挙げられる。
前記窒素原子を含有する複素環式芳香族有機化合物としては、例えば、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP)、4−ピロリジノピリジン(PPY)、ピロコリン、イミダゾール、ピリミジン、プリンなどが挙げられる。
前記N−ヘテロサイクリックカルベンとしては、例えば、1,3−ジ−tert−ブチルイミダゾール−2−イリデン(ITBU)などが挙げられる。
これらの中でも、立体障害による影響が少なく求核性が高い、或いは、減圧除去可能な沸点を有するという理由により、前記DABCO、前記DBU、前記DPG、前記TBD、前記DMAP、前記PPY、前記ITBUが好ましい。
Examples of the cyclic monoamine include quinuclidine.
Examples of the cyclic diamine include 1,4-diazabicyclo- [2.2.2] octane (DABCO), 1,5-diazabicyclo (4,3,0) -5-nonene.
Examples of the cyclic diamine compound having an amidine skeleton include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) and diazabicyclononene.
Examples of the cyclic triamine compound having a guanidine skeleton include 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene (TBD) and diphenylguanidine (DPG).
Examples of the heterocyclic aromatic organic compound containing a nitrogen atom include N, N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP), 4-pyrrolidinopyridine (PPY), pyrocholine, imidazole, pyrimidine, and purine. Can be mentioned.
Examples of the N-heterocyclic carbene include 1,3-di-tert-butylimidazol-2-ylidene (ITBU).
Among these, the DABCO, the DBU, the DPG, the TBD, the DMAP, the PPY, and the ITBU are used because they have a low steric hindrance and high nucleophilicity or have a boiling point that can be removed under reduced pressure. preferable.

これらの有機触媒のうち、例えば、DBUは、室温で液状であって沸点を有する。このような有機触媒を選択した場合、得られたポリマー生成物を減圧処理することで、ポリマー生成物中から有機触媒をほぼ定量的に取り除くことができる。なお、有機触媒の種類や除去処理の有無は、生成物の使用目的等に応じて決定される。   Among these organic catalysts, for example, DBU is liquid at room temperature and has a boiling point. When such an organic catalyst is selected, the organic catalyst can be almost quantitatively removed from the polymer product by subjecting the obtained polymer product to a reduced pressure treatment. In addition, the kind of organic catalyst and the presence or absence of a removal process are determined according to the use purpose of a product, etc.

前記有機触媒の種類及び使用量は、前記圧縮性流体と前記開環重合性モノマーの組合せによって変わるので一概には特定できないが、前記開環重合性モノマーに対して、0.01モル%以上15モル%以下が好ましく、0.1モル%以上1モル%以下がより好ましく、0.3モル%以上0.5モル%以下が特に好ましい。
使用量が0.01モル%未満であると、重合反応が完了する前に有機触媒が失活して、目標とする分子量のポリマーが得られない場合がある。一方、使用量が15モル%を超えると、重合反応の制御が難しくなる場合がある。
The type and amount of the organic catalyst vary depending on the combination of the compressive fluid and the ring-opening polymerizable monomer, and thus cannot be specified unconditionally. The mol% or less is preferable, 0.1 mol% or more and 1 mol% or less is more preferable, and 0.3 mol% or more and 0.5 mol% or less is particularly preferable.
When the amount used is less than 0.01 mol%, the organic catalyst may be deactivated before the polymerization reaction is completed, and a polymer having a target molecular weight may not be obtained. On the other hand, when the amount used exceeds 15 mol%, it may be difficult to control the polymerization reaction.

本発明で用いられる触媒としては、生成物の安全性及び安定性の観点から、前記有機触媒が好ましい。また、本発明の製造方法で前記有機触媒を用いた場合、従来行われていた製造方法で前記有機触媒を用いて開環重合性モノマーを開環重合させる場合と比較して、ポリマー転化率を上げ、重合反応に要する時間を短くすることができる。   The catalyst used in the present invention is preferably the organic catalyst from the viewpoints of product safety and stability. Further, when the organic catalyst is used in the production method of the present invention, the polymer conversion rate is compared with the case where the ring-opening polymerizable monomer is subjected to ring-opening polymerization using the organic catalyst in the conventional production method. The time required for the polymerization reaction can be shortened.

−金属原子を含有する触媒−
前記金属原子を含有する触媒(以下、「金属触媒」ともいう)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スズ系化合物、アルミ系化合物、チタン系化合物、ジルコニウム系化合物、アンチモン系化合物などが挙げられる。
前記スズ系化合物としては、例えば、オクチル酸錫、ジブチル酸錫、ジ(2−エチルヘキサン酸)スズなどが挙げられる。
前記アルミ系化合物としては、例えば、アルミニウムアセチルアセトナート、酢酸アルミニウムなどが挙げられる。
前記チタン系化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネートなどが挙げられる。
前記ジルコニウム系化合物としては、例えば、ジルコニウムイソプロオイキシドなどが挙げられる。
前記アンチモン系化合物としては、例えば、三酸化アンチモンなどが挙げられる。
-Catalysts containing metal atoms-
The catalyst containing the metal atom (hereinafter also referred to as “metal catalyst”) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a tin compound, an aluminum compound, a titanium compound, Zirconium compounds, antimony compounds, and the like can be given.
Examples of the tin compound include tin octylate, tin dibutyrate, and di (2-ethylhexanoic acid) tin.
Examples of the aluminum compound include aluminum acetylacetonate and aluminum acetate.
Examples of the titanium compound include tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate.
Examples of the zirconium-based compound include zirconium isoprooxide.
Examples of the antimony compound include antimony trioxide.

前記金属触媒の種類及び使用量としては、前記圧縮性流体と前記開環重合性モノマーの組合せによって変わるので一概に特定できないが、着色性と転化率の点において、前記開環重合性モノマーに対して、200ppm以上5,000ppm以下が好ましく、500ppm以上1,000以下がより好ましい。   The type and amount of the metal catalyst cannot be specified because it varies depending on the combination of the compressive fluid and the ring-opening polymerizable monomer, but in terms of colorability and conversion rate, 200 ppm or more and 5,000 ppm or less is preferable, and 500 ppm or more and 1,000 or less is more preferable.

<<<重合反応装置>>>
続いて、図3〜図4を用いて、本発明のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法における開環重合工程(以下、「重合工程」ともいう)で用いられる重合反応装置の一例について説明する。図3〜図4は、前記重合工程の一例を示す系統図である。
<<< Polymerization reactor >>>
Subsequently, an example of a polymerization reaction apparatus used in the ring-opening polymerization step (hereinafter also referred to as “polymerization step”) in the method for producing the stereocomplex polylactic acid resin composition of the present invention will be described with reference to FIGS. To do. 3 to 4 are system diagrams showing an example of the polymerization step.

まず、図3に示された重合反応装置100について説明する。図3の系統図において、重合反応装置100は、開環重合性モノマーなどの原材料及び圧縮性流体を供給する供給ユニット100aと、供給ユニット100aによって供給された開環重合性モノマーを重合させる連続重合装置の一例としての重合反応装置本体100bとを有する。供給ユニット100aは、タンク(1,3,5,7,11)と、計量フィーダー(2,4)と、計量ポンプ(6,8,12)と、を有する。重合反応装置本体100bは、重合反応装置本体100bの一端部に設けられた溶融混合装置9と、送液ポンプ10と、反応容器13と、計量ポンプ14と、重合反応装置本体100bの他端部に設けられた押出口金15と、を有する。なお、本発明において、「溶融」とは、原材料あるいは生成したポリマーが圧縮性流体と接触することで、膨潤しつつ可塑化、液状化した状態を意味する。また、「溶融混合装置」とは、圧縮性流体と原材料を接触させて、原材料を溶融させる装置である。   First, the polymerization reaction apparatus 100 shown in FIG. 3 will be described. In the system diagram of FIG. 3, the polymerization reaction apparatus 100 includes a supply unit 100 a that supplies a raw material such as a ring-opening polymerizable monomer and a compressive fluid, and a continuous polymerization that polymerizes the ring-opening polymerizable monomer supplied by the supply unit 100 a. And a polymerization reaction apparatus main body 100b as an example of the apparatus. The supply unit 100a has a tank (1, 3, 5, 7, 11), a measuring feeder (2, 4), and a measuring pump (6, 8, 12). The polymerization reaction device main body 100b includes a melt mixing device 9, a liquid feed pump 10, a reaction vessel 13, a metering pump 14, and the other end of the polymerization reaction device main body 100b provided at one end of the polymerization reaction device main body 100b. And an extrusion die 15 provided on the surface. In the present invention, “melting” means a state in which a raw material or a produced polymer comes into contact with a compressive fluid and is plasticized or liquefied while swelling. In addition, the “melt mixing device” is a device that melts raw materials by bringing the compressive fluid into contact with the raw materials.

供給ユニット100aのタンク1は、開環重合性モノマーを貯蔵する。貯蔵される開環重合性モノマーは粉末であっても溶融状態であってもよい。タンク3は、開始剤及び添加剤のうち固体(粉末又は粒状)のものを貯蔵する。タンク5は、開始剤及び添加剤のうち液体のものを貯蔵する。タンク7は、圧縮性流体を貯蔵する。なお、タンク7は、溶融混合装置9に供給される過程で、あるいは、溶融混合装置9内で加熱又は加圧されて圧縮性流体となる気体(ガス)、又は、固体を貯蔵してもよい。この場合、タンク7に貯蔵される気体又は固体は、加熱又は加圧されることにより、溶融混合装置9内で図2の相図における(1)、(2)、又は(3)の状態となる。   The tank 1 of the supply unit 100a stores a ring-opening polymerizable monomer. The ring-opening polymerizable monomer to be stored may be a powder or a molten state. The tank 3 stores a solid (powder or granular) one of the initiator and the additive. The tank 5 stores a liquid one of the initiator and the additive. The tank 7 stores a compressible fluid. In addition, the tank 7 may store a gas (gas) or a solid that becomes a compressible fluid in a process of being supplied to the melt mixing device 9 or heated or pressurized in the melt mixing device 9. . In this case, the gas or solid stored in the tank 7 is heated or pressurized, and the state of (1), (2), or (3) in the phase diagram of FIG. Become.

計量フィーダー2は、タンク1に貯蔵された開環重合性モノマーを計量して溶融混合装置9に連続的に供給する。計量フィーダー4は、タンク3に貯蔵された固体を計量して溶融混合装置9に連続的に供給する。計量ポンプ6は、タンク5に貯蔵された液体を計量して溶融混合装置9に連続的に供給する。計量ポンプ8は、タンク7に貯蔵された圧縮性流体を一定の圧力及び流量で溶融混合装置9に連続的に供給する。なお、本実施形態において連続的に供給するとは、バッチ毎に供給する方法に対する概念であって、開環重合させたポリマーが連続的に得られるよう供給することを意味する。即ち、開環重合させたポリマーが連続的に得られる限り、各材料は、断続的、或いは、間欠的に供給されてもよい。また、開始剤及び添加剤がいずれも固体の場合には、重合反応装置100は、タンク5及び計量ポンプ6を有していなくてもよい。同様に、開始剤及び添加剤がいずれも液体の場合には、重合反応装置100は、タンク3及び計量フィーダー4を有していなくてもよい。   The metering feeder 2 measures the ring-opening polymerizable monomer stored in the tank 1 and continuously supplies it to the melt mixing device 9. The weighing feeder 4 measures the solid stored in the tank 3 and continuously supplies it to the melt mixing device 9. The metering pump 6 measures the liquid stored in the tank 5 and continuously supplies it to the melt mixing device 9. The metering pump 8 continuously supplies the compressive fluid stored in the tank 7 to the melt mixing device 9 at a constant pressure and flow rate. In addition, in this embodiment, supplying continuously is a concept with respect to the method of supplying for every batch, and means supplying so that the polymer which carried out ring-opening polymerization may be obtained continuously. In other words, each material may be supplied intermittently or intermittently as long as the ring-opened polymer is continuously obtained. In addition, when both the initiator and the additive are solid, the polymerization reaction apparatus 100 may not include the tank 5 and the metering pump 6. Similarly, when both the initiator and the additive are liquid, the polymerization reaction apparatus 100 may not include the tank 3 and the metering feeder 4.

本実施形態において、重合反応装置本体100bの各装置は、原材料、圧縮性流体、あるいは生成したポリマーを輸送する耐圧性の配管30によって、図3に示されたように接続されている。また、重合反応装置の溶融混合装置9、送液ポンプ10、及び反応容器13の各装置は、上記の原材料等を通過させる管状の部材を有している。   In this embodiment, each apparatus of the polymerization reaction apparatus main body 100b is connected as shown in FIG. 3 by a pressure-resistant piping 30 that transports raw materials, a compressive fluid, or a generated polymer. In addition, each of the melt mixing device 9, the liquid feeding pump 10, and the reaction vessel 13 of the polymerization reaction device has a tubular member through which the above raw materials and the like pass.

重合反応装置本体100bの溶融混合装置9は、各タンク(1,3,5)から供給された開環重合性モノマー、開始剤、添加物などの原材料と、タンク7から供給された圧縮性流体とを連続的に接触させ、原材料を溶融させるための耐圧性の容器を有した装置である。なお、本実施形態では、開環重合性モノマーなどの原材料と圧縮性流体とを一定の濃度の比率で連続的に接触させることができるので、原材料を圧縮性流体に効率的に溶融させることができる。   The melt mixing device 9 of the polymerization reaction device main body 100b includes raw materials such as ring-opening polymerizable monomers, initiators and additives supplied from the tanks (1, 3, 5), and a compressive fluid supplied from the tank 7. Is a device having a pressure-resistant container for melting the raw materials. In this embodiment, since the raw material such as the ring-opening polymerizable monomer and the compressive fluid can be continuously contacted at a constant concentration ratio, the raw material can be efficiently melted into the compressive fluid. it can.

溶融混合装置9の容器の形は、タンク型でも筒型でもよいが、一端から原材料を供給し、他端から混合物を取り出す筒型が好ましい。溶融混合装置9の容器には、計量ポンプ8によってタンク7から供給された圧縮性流体を導入する導入口9aと、計量フィーダー2によってタンク1から供給された開環重合性モノマーを導入する導入口9bと、計量フィーダー4によってタンク3から供給された粉末を導入する導入口9cと、計量ポンプ6によってタンク5から供給された液体を導入する導入口9dとが設けられている。本実施形態において各導入口(9a,9b,9c,9d)は、溶融混合装置9の容器と、各原材料又は圧縮性流体を輸送する各配管とを接続する継手によって構成される。この継手としては、特に制限されず、レデューサー、カップリング、Y型継手、T型継手、アウトレットなどの公知のものが用いられる。また、溶融混合装置9は、供給された各原材料及び圧縮性流体を加熱するためのヒータを有している。更に、溶融混合装置9は、原材料、圧縮性流体などを攪拌する攪拌装置を有していてもよい。溶融混合装置9が攪拌装置を有する場合、攪拌装置としては、一軸のスクリュウ、互いに噛み合う二軸のスクリュウ、互いに噛み合う又は重なり合う多数の攪拌素子をもつ二軸の混合機、互いに噛み合うらせん形の攪拌素子を有するニーダー、スタティックミキサーなどが好ましく用いられる。特に、互いに噛み合う二軸又は多軸攪拌装置は、攪拌装置や容器への反応物の付着が少なく、セルフクリーニング作用があるので好ましい。溶融混合装置9が攪拌装置を有していない場合、溶融混合装置9としては、耐圧配管が好適に用いられる。なお、溶融混合装置9が攪拌装置を有していない場合、溶融混合装置9内での各材料を確実に混合するため、溶融混合装置9に供給される開環重合性モノマーは溶融状態であることが好ましい。   The shape of the container of the melt mixing device 9 may be a tank type or a cylindrical type, but a cylindrical type in which raw materials are supplied from one end and the mixture is taken out from the other end is preferable. In the container of the melt mixing device 9, an inlet 9 a for introducing the compressive fluid supplied from the tank 7 by the metering pump 8 and an inlet for introducing the ring-opening polymerizable monomer supplied from the tank 1 by the metering feeder 2 are introduced. 9b, an inlet 9c for introducing the powder supplied from the tank 3 by the measuring feeder 4, and an inlet 9d for introducing the liquid supplied from the tank 5 by the measuring pump 6 are provided. In this embodiment, each inlet (9a, 9b, 9c, 9d) is comprised by the coupling which connects the container of the melt mixing apparatus 9, and each piping which conveys each raw material or compressive fluid. This joint is not particularly limited, and known joints such as reducers, couplings, Y-type joints, T-type joints, and outlets are used. Moreover, the melt mixing apparatus 9 has a heater for heating each supplied raw material and compressive fluid. Furthermore, the melt mixing device 9 may have a stirring device for stirring raw materials, compressive fluids, and the like. When the melt mixing device 9 has a stirrer, the stirrer includes a uniaxial screw, a biaxial screw that meshes with each other, a biaxial mixer that has a large number of meshing elements that mesh with or overlap each other, and a helical stirring element that meshes with each other. A kneader, a static mixer or the like having the above is preferably used. In particular, a biaxial or multiaxial agitation device that meshes with each other is preferable because there is little adhesion of reactants to the agitation device or the container and there is a self-cleaning action. In the case where the melt mixing device 9 does not have a stirrer, a pressure resistant pipe is preferably used as the melt mixing device 9. In addition, when the melt mixing apparatus 9 does not have a stirring apparatus, in order to mix each material in the melt mixing apparatus 9 reliably, the ring-opening polymerizable monomer supplied to the melt mixing apparatus 9 is in a molten state. It is preferable.

送液ポンプ10は、溶融混合装置9で溶融した各原材料を反応容器13に送液する。タンク11は、触媒を貯蔵する。計量ポンプ12は、タンク11に貯蔵された触媒を計量して反応容器13に供給する。   The liquid feed pump 10 feeds each raw material melted by the melt mixing device 9 to the reaction vessel 13. The tank 11 stores a catalyst. The metering pump 12 measures the catalyst stored in the tank 11 and supplies it to the reaction vessel 13.

反応容器13は、送液ポンプ10によって送液された溶融した各原材料と、計量ポンプ12によって供給された触媒とを混合して、開環重合性モノマーを開環重合させるための耐圧性の容器である。反応容器13の形状としては、タンク型でも筒型でもよいが、デッドスペースが少ない筒型が好ましい。   The reaction container 13 is a pressure-resistant container for mixing the melted raw materials fed by the liquid feed pump 10 and the catalyst supplied by the metering pump 12 to cause the ring-opening polymerizable monomer to undergo ring-opening polymerization. It is. The shape of the reaction vessel 13 may be a tank type or a cylindrical type, but a cylindrical type with little dead space is preferable.

反応容器13には、溶融混合装置9によって混合された各材料を容器内に導入するための導入口13aと、計量ポンプ12によってタンク11から供給された触媒を容器内に導入する導入口13bとが設けられている。本実施形態において各導入口(13a,13b)は、反応容器13と、各原材料を輸送する各配管とを接続する継手によって構成される。この継手としては、特に制限されず、レデューサー、カップリング、Y型継手、T型継手、アウトレットなどの公知のものが用いられる。なお、反応容器13には、蒸発物を除去するための気体出口が設けられていてもよい。また、反応容器13は、送液された原材料を加熱するためのヒータを有している。
更に、反応容器13は、原材料、圧縮性流体などを攪拌する攪拌装置を有していてもよい。反応容器13が攪拌装置を有する場合、原材料と生成されたポリマーの密度差によって、ポリマー粒子が沈降することを抑制できるので、重合反応をより均一かつ定量的に進められる。反応容器13の攪拌装置としては、互いに噛み合うスクリュウや、2フライト(長円形)や3フライト(三角形様)などの攪拌素子、円板又は多葉形(クローバー形など)の攪拌翼をもつ二軸又は多軸のものがセルフクリーニングの観点から好ましい。あらかじめ触媒を含有する原料が充分に混合されている場合には、案内装置により流れの分割と複合(合流)を多段的に行う静止混合器も攪拌装置に応用出来る。静止型混合器としては、特公昭47−15526、同47−15527、同47−15528、同47−15533などで開示されたもの(多層化混合器)、及び特開昭47−33166に開示されたもの(ケニックス型)、及びそれらに類似する可動部のない混合装置が挙げられる。反応容器13が攪拌装置を有していない場合、反応容器13としては、耐圧配管が好適に用いられる。
The reaction vessel 13 has an introduction port 13a for introducing each material mixed by the melt mixing device 9 into the vessel, and an introduction port 13b for introducing the catalyst supplied from the tank 11 by the metering pump 12 into the vessel. Is provided. In this embodiment, each inlet (13a, 13b) is comprised by the coupling which connects the reaction container 13 and each piping which conveys each raw material. This joint is not particularly limited, and known joints such as reducers, couplings, Y-type joints, T-type joints, and outlets are used. The reaction vessel 13 may be provided with a gas outlet for removing the evaporated material. The reaction vessel 13 has a heater for heating the fed raw material.
Furthermore, the reaction vessel 13 may have a stirring device that stirs the raw materials, the compressive fluid, and the like. When the reaction vessel 13 has a stirrer, the polymer particles can be prevented from settling due to the difference in density between the raw material and the produced polymer, so that the polymerization reaction can proceed more uniformly and quantitatively. As a stirring device for the reaction vessel 13, a twin shaft having a screw which meshes with each other, a stirring element such as a 2-flight (oval) or a 3-flight (triangular shape), a disc or a multi-leaf type (clover-shaped) stirring blade. Or the thing of a multi-axis is preferable from a viewpoint of self-cleaning. In the case where the raw material containing the catalyst is sufficiently mixed in advance, a static mixer that performs multi-stage division and combination (merging) of the flow with a guide device can also be applied to the stirring device. As static mixers, those disclosed in JP-B-47-15526, 47-15527, 47-15528, 47-15533, etc. (multilayer mixer), and disclosed in JP-A-47-33166. And the like (Kenix type) and similar mixing devices without moving parts. When the reaction vessel 13 does not have a stirrer, pressure-resistant piping is preferably used as the reaction vessel 13.

図3では、反応容器13が1個の例を示したが、2個以上の反応容器13を用いることもできる。複数の反応容器13を用いる場合、反応容器13毎の反応(重合)条件、すなわち温度、触媒濃度、圧力、平均滞留時間、攪拌速度などは、同一でもよいが、重合の進行にあわせて、それぞれ最適の条件を選ぶことが好ましい。なお、反応時間の増加や装置の煩雑化を招くため、あまり多くの容器を多段的に結合することは得策でなく、段数は1以上4以下、特に1以上3以下が好ましい。   Although FIG. 3 shows an example in which one reaction vessel 13 is provided, two or more reaction vessels 13 may be used. When a plurality of reaction vessels 13 are used, the reaction (polymerization) conditions for each reaction vessel 13, that is, temperature, catalyst concentration, pressure, average residence time, stirring speed, etc. may be the same. It is preferable to select the optimum conditions. In order to increase the reaction time and complicate the apparatus, it is not a good idea to combine too many containers in multiple stages, and the number of stages is preferably 1 or more and 4 or less, particularly preferably 1 or more and 3 or less.

一般的には、反応容器を1個だけで重合した場合、得られるポリマーの重合度や残存モノマー量が不安定で変動し易く、工業生産に適しないとされている。これは、溶融粘度数ポイズから数10ポイズ程度の重合原料と、溶融粘度数1,000ポイズ程度の重合されたポリマーとが同一容器内に混在するための不安定さに起因するものと思われる。これに対し、本実施形態では、原材料と生成したポリマーとが溶融(液状化)することによって反応容器13内(重合系ともいう)の粘度差を小さくすることが可能となるため、従来の重合反応装置より段数を減らしても、安定的にポリマーを製造することができる。   In general, when polymerization is performed with only one reaction vessel, the degree of polymerization of the polymer obtained and the amount of residual monomer are unstable and easily fluctuate, and are not suitable for industrial production. This is considered to be caused by instability due to mixing of a polymerization raw material having a melt viscosity of several poise to several tens of poise and a polymerized polymer having a melt viscosity of about 1,000 poise in the same container. . On the other hand, in this embodiment, since the raw material and the produced polymer are melted (liquefied), it becomes possible to reduce the difference in viscosity in the reaction vessel 13 (also referred to as a polymerization system), so that the conventional polymerization Even if the number of stages is reduced as compared with the reactor, the polymer can be produced stably.

計量ポンプ14は、反応容器13で重合されたポリマー生成物Pを、ポリマー排出口の一例としての押出口金15から、反応容器13の外に送り出す。なお、反応容器13の内外の圧力差を利用することにより、計量ポンプ14を用いずにポリマー生成物Pを反応容器13内から送り出すこともできる。この場合、反応容器13内の圧力やポリマー生成物Pの送り出し量を調整するために、計量ポンプ14に変えて、図4に示したように、圧調整バルブ16を用いることもできる。   The metering pump 14 sends the polymer product P polymerized in the reaction vessel 13 out of the reaction vessel 13 from an extrusion die 15 as an example of a polymer discharge port. In addition, the polymer product P can be sent out from the reaction vessel 13 without using the metering pump 14 by utilizing the pressure difference between the inside and outside of the reaction vessel 13. In this case, in order to adjust the pressure in the reaction vessel 13 and the delivery amount of the polymer product P, the pressure adjusting valve 16 can be used as shown in FIG.

<<<連続式重合方法>>>
重合反応装置100を用いて、本実施形態における開環重合性モノマーの連続式の重合方法について具体的に説明する。
重合反応装置100では、前記開環重合性モノマーである、前記L体又はD体のラクチドを含有する原材料と、前記圧縮性流体とを連続的に接触させて、前記L体又はD体のラクチドを開環重合させてポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸を連続的に得る。
<<< continuous polymerization method >>>
The continuous polymerization method of the ring-opening polymerizable monomer in the present embodiment will be specifically described using the polymerization reaction apparatus 100.
In the polymerization reaction apparatus 100, the raw material containing the L-form or D-form lactide, which is the ring-opening polymerizable monomer, and the compressive fluid are continuously brought into contact with each other, and the L-form or D-form lactide is contacted. Is subjected to ring-opening polymerization to continuously obtain poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid.

まず、各計量フィーダー(2,4)及び計量ポンプ6、計量ポンプ8を作動させ、各タンク(1,3,5,7)内の開環重合性モノマー、開始剤、添加剤、圧縮性流体を、各導入口(9a,9b,9c,9d)から、溶融混合装置9の容器内に連続的に導入させる。なお、固体(粉末又は粒状)の原材料は、液体の原材料と比較して計量精度が低い場合がある。この場合、固体の原材料を前もって溶融させて液体の状態にしてタンク5に貯蔵しておき、計量ポンプ6によって溶融混合装置9の容器内に導入させてもよい。各計量フィーダー(2,4)及び計量ポンプ6、計量ポンプ8を作動させる順序は、特に限定されないが、初期の原材料が圧縮流体に接触せずに反応容器13に送られると、温度低下によって固化する恐れがあるため、先に計量ポンプ8を作動させることが好ましい。   First, each metering feeder (2, 4), the metering pump 6, and the metering pump 8 are operated, and the ring-opening polymerizable monomer, initiator, additive, compressive fluid in each tank (1, 3, 5, 7). Are continuously introduced into the container of the melt mixing device 9 from each inlet (9a, 9b, 9c, 9d). In addition, solid (powder or granular) raw materials may have lower measurement accuracy than liquid raw materials. In this case, the solid raw material may be previously melted and stored in the tank 5 in a liquid state, and introduced into the container of the melt mixing device 9 by the metering pump 6. The order in which each metering feeder (2, 4), metering pump 6 and metering pump 8 are operated is not particularly limited, but when the initial raw material is sent to the reaction vessel 13 without contacting the compressed fluid, it solidifies due to a decrease in temperature. Therefore, it is preferable to operate the metering pump 8 first.

計量フィーダー(2,4)及び計量ポンプ6による各原材料の各供給速度は、開環重合性モノマー、開始剤、及び添加剤の所定の量比に基づいて、一定の比率となるように調整される。計量フィーダー(2,4)および計量ポンプ6よって単位時間当たりに供給される各原材料の質量の合計(原材料フィード量、(g/min))は、所望のポリマー物性や反応時間等に基づいて調整される。同様に、計量ポンプ8による圧縮性流体の供給速度(圧縮性流体フィード量、(g/min))は、所望のポリマー物性や反応時間等に基づいて調整される。   Each feed rate of each raw material by the metering feeders (2, 4) and the metering pump 6 is adjusted to be a constant ratio based on a predetermined ratio of the ring-opening polymerizable monomer, the initiator, and the additive. The The total mass (raw material feed rate, (g / min)) of each raw material supplied per unit time by the measuring feeder (2, 4) and the measuring pump 6 is adjusted based on the desired polymer physical properties, reaction time, etc. Is done. Similarly, the supply speed of compressible fluid by the metering pump 8 (compressive fluid feed amount, (g / min)) is adjusted based on desired polymer physical properties, reaction time, and the like.

圧縮性流体フィード量と原材料フィード量との比(原材料フィード量/圧縮性流体フィード量、フィード比という)は、1以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましく、5以上であることがさらに好ましく、10以上であることが特に好ましい。
また、上記フィード比の上限値については、1,000以下が好ましく、100以下がより好ましく、50以下が特に好ましい。
The ratio of the compressible fluid feed amount to the raw material feed amount (raw material feed amount / compressible fluid feed amount, feed ratio) is preferably 1 or more, more preferably 3 or more, and 5 or more. More preferably, it is particularly preferably 10 or more.
Further, the upper limit of the feed ratio is preferably 1,000 or less, more preferably 100 or less, and particularly preferably 50 or less.

上記のフィード比を1以上とすることにより、各原材料及び圧縮性流体が反応容器13に送液されたときに、原材料及び生成したポリマーの濃度(いわゆる固形分濃度)が高い状態で反応が進行する。このときの重合系内の固形分濃度は、従来の製造方法で圧倒的な量の圧縮性流体に対して少量の開環重合性モノマーを溶解させて重合したときの重合系の固形分濃度とは大きく異なる。本実施形態の製造方法は、固形分濃度が高い重合系でも重合反応が効率的かつ安定して進行することに特徴がある。
なお、本実施形態において、フィード比を1未満としてもよく、この場合であっても、得られるポリマー生成物の品質に問題はないが、経済的な効率は劣ることになる。また、フィード比が1,000を超えると、圧縮性流体が開環重合性モノマーを溶融させる能力が不十分となる恐れがあり、目的とする反応が均一に進まない場合がある。
By setting the above feed ratio to 1 or more, when each raw material and compressive fluid are sent to the reaction vessel 13, the reaction proceeds in a state where the concentration of the raw material and the generated polymer (so-called solid content concentration) is high. To do. The solid content concentration in the polymerization system at this time is the solid content concentration of the polymerization system when polymerizing by dissolving a small amount of ring-opening polymerizable monomer in an overwhelming amount of compressive fluid in the conventional production method. Are very different. The production method of this embodiment is characterized in that the polymerization reaction proceeds efficiently and stably even in a polymerization system having a high solid content concentration.
In this embodiment, the feed ratio may be less than 1. Even in this case, there is no problem in the quality of the polymer product to be obtained, but the economical efficiency is inferior. On the other hand, if the feed ratio exceeds 1,000, the ability of the compressive fluid to melt the ring-opening polymerizable monomer may be insufficient, and the intended reaction may not proceed uniformly.

各原材料及び圧縮性流体は、溶融混合装置9の容器内に連続的に導入されるので、それぞれが連続的に接触する。これにより、溶融混合装置9内で、開環重合性モノマー、開始剤、添加物などの各原材料が溶融する。溶融混合装置9が攪拌装置を有する場合には、各原材料及び圧縮性流体を攪拌してもよい。導入された圧縮性流体が気体に変わることを避けるため、反応容器13の容器内の温度及び圧力は、少なくとも上記圧縮性流体の三重点以上の温度及び圧力に制御される。この制御は、溶融混合装置9のヒータの出力あるいは圧縮性流体の供給量を調整することにより行われる。本実施形態において、開環重合性モノマーを溶融させるときの温度は、開環重合性モノマーの常圧での融点以下の温度であってもよい。これは、圧縮性流体の存在下、溶融混合装置9内が高圧となり、開環重合性モノマーの融点が常圧での融点よりも低下することによると考えられる。このため、開環重合性モノマーに対する圧縮性流体の量が少ない場合であっても、溶融混合装置9内で開環重合性モノマーは溶融する。   Since each raw material and compressive fluid are continuously introduced into the container of the melt mixing device 9, they are in continuous contact with each other. As a result, the raw materials such as the ring-opening polymerizable monomer, the initiator, and the additive are melted in the melt mixing device 9. When the melt mixing device 9 has a stirring device, the raw materials and the compressive fluid may be stirred. In order to prevent the introduced compressive fluid from turning into a gas, the temperature and pressure in the container of the reaction vessel 13 are controlled to a temperature and pressure at least above the triple point of the compressive fluid. This control is performed by adjusting the output of the heater of the melt mixing device 9 or the supply amount of the compressive fluid. In the present embodiment, the temperature at which the ring-opening polymerizable monomer is melted may be a temperature equal to or lower than the melting point at normal pressure of the ring-opening polymerizable monomer. This is considered to be due to the high pressure in the melt mixing device 9 in the presence of the compressive fluid, and the melting point of the ring-opening polymerizable monomer being lower than the melting point at normal pressure. For this reason, even when the amount of the compressive fluid with respect to the ring-opening polymerizable monomer is small, the ring-opening polymerizable monomer is melted in the melt mixing device 9.

各原材料が効率的に溶融するように、溶融混合装置9で各原材料及び圧縮性流体に熱や攪拌を加えるタイミングを調整してもよい。この場合、各原材料と圧縮性流体とを接触させた後、熱や攪拌を加えても、各原材料と圧縮性流体とを接触させながら、熱や攪拌を加えてもよい。また、より確実に溶融させるため、例えば、あらかじめ開環重合性モノマーに融点以上の熱をかけて溶融させてから、開環重合性モノマーと圧縮性流体とを接触させてもよい。上記の各態様は、例えば溶融混合装置9が二軸の混合装置である場合には、スクリュウの配列、各導入口(9a,9b,9c,9d)の配置、溶融混合装置9のヒータの温度を適宜設定することにより実現される。   You may adjust the timing which adds heat and stirring to each raw material and a compressive fluid with the melt mixing apparatus 9 so that each raw material may fuse | melt efficiently. In this case, after bringing each raw material and the compressive fluid into contact, heat or stirring may be applied, or heat or stirring may be applied while bringing each raw material into contact with the compressive fluid. In order to melt more reliably, for example, the ring-opening polymerizable monomer and the compressive fluid may be brought into contact with each other after the ring-opening polymerizable monomer is previously melted by applying heat equal to or higher than the melting point. For example, in the case where the melt mixing device 9 is a biaxial mixing device, the above-described embodiments are arranged in an arrangement of screws, the arrangement of the inlets (9a, 9b, 9c, 9d), the temperature of the heater of the melt mixing device 9 This is realized by setting as appropriate.

なお、本実施形態では、開環重合性モノマーとは別に添加物を溶融混合装置9に供給しているが、開環重合性モノマーと共に添加物を供給してもよい。また、重合反応後に添加物を供給してもよい。この場合、反応容器13から得られたポリマー生成物を取り出した後に添加物を溶融混錬しながら添加することもできる。   In this embodiment, the additive is supplied to the melt mixing device 9 separately from the ring-opening polymerizable monomer, but the additive may be supplied together with the ring-opening polymerizable monomer. Moreover, you may supply an additive after a polymerization reaction. In this case, after taking out the polymer product obtained from the reaction vessel 13, the additive can be added while melt-kneading.

溶融混合装置9で溶融させた各材料は送液ポンプ10によって送液され、導入口13aから反応容器13に供給される。一方、タンク11内の触媒は、計量ポンプ12によって計量され、導入口13bから反応容器13へ所定量供給される。触媒は室温でも作用しうるため、本実施形態では、原材料を圧縮性流体に溶融させた後、触媒を添加している。   Each material melted by the melt mixing device 9 is fed by the feed pump 10 and supplied to the reaction vessel 13 from the inlet 13a. On the other hand, the catalyst in the tank 11 is measured by the metering pump 12 and supplied to the reaction vessel 13 through the introduction port 13b. In this embodiment, the catalyst is added after the raw material is melted in the compressive fluid because the catalyst can act at room temperature.

従来、圧縮性流体を用い開環重合性モノマーを開環重合する方法において、触媒を加えるタイミングについては検討されていなかった。本実施形態では、開環重合に際しては、触媒は、その活性の高さから、圧縮性流体によって開環重合性モノマーや開始剤等の原材料の混合物が十分溶融した状態の反応容器13中の重合系で添加される。混合物が十分溶融していない状態で、触媒を加えると、反応が不均一に進む場合がある。   Conventionally, in a method for ring-opening polymerization of a ring-opening polymerizable monomer using a compressive fluid, the timing for adding a catalyst has not been studied. In the present embodiment, in the ring-opening polymerization, the catalyst is polymerized in the reaction vessel 13 in a state where the mixture of raw materials such as the ring-opening polymerizable monomer and the initiator is sufficiently melted by the compressive fluid because of its high activity. Added in the system. If the catalyst is added while the mixture is not sufficiently melted, the reaction may proceed non-uniformly.

送液ポンプ10によって送液された各材料及び計量ポンプ12によって供給された触媒は、必要に応じて反応容器13の攪拌装置によって充分に攪拌され、ヒータにより所定温度に加熱される。これにより、反応容器13内で、触媒の存在下、開環重合性モノマーは開環重合する(重合工程)。   Each material fed by the liquid feed pump 10 and the catalyst supplied by the metering pump 12 are sufficiently stirred by the stirring device of the reaction vessel 13 as necessary, and heated to a predetermined temperature by the heater. Thereby, the ring-opening polymerizable monomer undergoes ring-opening polymerization in the presence of the catalyst in the reaction vessel 13 (polymerization step).

前記開環重合性モノマーを開環重合させる際の温度(重合反応温度)の下限は、特に限定されないが、40℃が好ましく、50℃がより好ましく、60℃が特に好ましい。重合反応温度が40℃未満であると、開環重合性モノマー種によっては、圧縮性流体による溶融に長い時間がかかったり、溶融が不十分であったり、触媒の活性が低くなったりする。これにより、重合時には反応速度が低下しやすくなり、定量的に重合反応を進めることができなくなる場合がある。   The lower limit of the temperature (polymerization reaction temperature) for ring-opening polymerization of the ring-opening polymerizable monomer is not particularly limited, but is preferably 40 ° C, more preferably 50 ° C, and particularly preferably 60 ° C. When the polymerization reaction temperature is less than 40 ° C., depending on the ring-opening polymerizable monomer species, it takes a long time to melt by the compressive fluid, the melting is insufficient, or the activity of the catalyst is lowered. As a result, the reaction rate tends to decrease during polymerization, and the polymerization reaction may not proceed quantitatively.

重合反応温度の上限は、特に限定されないが、100℃、又は、開環重合性モノマーの融点より30℃高い温度のうちいずれか高い温度である。重合反応温度の上限は、90℃、又は、開環重合性モノマーの融点のうちいずれか高い温度が好ましく、80℃、又は、開環重合性モノマーの融点より20℃低い温度のうちいずれか高い温度がより好ましい。重合反応温度が、開環重合性モノマーの融点より30℃高い温度を超えると、開環重合の逆反応である解重合反応も平衡して起こりやすく、定量的に重合反応が進みにくくなる。室温で液状である開環重合性モノマーなどの融点が低い開環性モノマーを使用する場合においては、触媒の活性を高めるため、重合反応温度を融点より30℃高い温度としてもよい。この場合でも、重合反応温度を100℃以下とすることが好ましい。なお、重合反応温度は、反応容器13に設けられたヒータあるいは反応容器13の外部からの加熱等により制御される。また、重合反応温度を測定する場合、重合反応によって得られたポリマー生成物を用いてもよい。   The upper limit of the polymerization reaction temperature is not particularly limited, but is 100 ° C. or 30 ° C. higher than the melting point of the ring-opening polymerizable monomer, whichever is higher. The upper limit of the polymerization reaction temperature is preferably 90 ° C. or the higher melting point of the ring-opening polymerizable monomer, and preferably 80 ° C. or 20 ° C. lower than the melting point of the ring-opening polymerizable monomer. Temperature is more preferred. When the polymerization reaction temperature exceeds 30 ° C. higher than the melting point of the ring-opening polymerizable monomer, the depolymerization reaction, which is the reverse reaction of the ring-opening polymerization, tends to occur in equilibrium, and the polymerization reaction is difficult to proceed quantitatively. When using a ring-opening monomer having a low melting point, such as a ring-opening polymerizable monomer that is liquid at room temperature, the polymerization reaction temperature may be 30 ° C. higher than the melting point in order to increase the activity of the catalyst. Even in this case, the polymerization reaction temperature is preferably 100 ° C. or lower. The polymerization reaction temperature is controlled by a heater provided in the reaction vessel 13 or heating from the outside of the reaction vessel 13. Moreover, when measuring polymerization reaction temperature, you may use the polymer product obtained by polymerization reaction.

超臨界二酸化炭素を用いた従来のポリマーの製造方法において、超臨界二酸化炭素はポリマーの溶解能が低いことから、多量の超臨界二酸化炭素を用いて開環重合性モノマーを重合させていた。本実施形態の重合法によれば、圧縮性流体を用いたポリマーの製造方法においては、従来にない高い濃度で開環重合性モノマーを開環重合させる。この場合、圧縮性流体の存在下、反応容器13内が高圧となり、生成したポリマーのガラス転移温度(Tg)が低下する。これにより、生成したポリマーが低粘度化するので、ポリマー生成物の濃度が高くなった状態でも均一に開環重合反応が進行する。   In a conventional method for producing a polymer using supercritical carbon dioxide, since supercritical carbon dioxide has a low polymer dissolving ability, a large amount of supercritical carbon dioxide was used to polymerize the ring-opening polymerizable monomer. According to the polymerization method of the present embodiment, in the method for producing a polymer using a compressive fluid, the ring-opening polymerizable monomer is subjected to ring-opening polymerization at an unprecedented high concentration. In this case, the pressure in the reaction vessel 13 becomes high in the presence of the compressive fluid, and the glass transition temperature (Tg) of the produced polymer is lowered. As a result, the viscosity of the produced polymer is lowered, and the ring-opening polymerization reaction proceeds uniformly even when the concentration of the polymer product is high.

本実施形態において、重合反応時間(反応容器13内の平均滞留時間)は、目標とする分子量に応じて設定されるが、通常、1時間以内が好ましく、45分以内がより好ましく、30分以内が特に好ましい。本実施形態の製造方法によると、重合反応時間を20分以内とすることもできる。これは、圧縮性流体中での開環重合性モノマーの重合では前例がない短時間である。   In the present embodiment, the polymerization reaction time (average residence time in the reaction vessel 13) is set according to the target molecular weight, but is usually preferably within 1 hour, more preferably within 45 minutes, and within 30 minutes. Is particularly preferred. According to the production method of the present embodiment, the polymerization reaction time can be set to 20 minutes or less. This is a short time that is unprecedented in the polymerization of ring-opening polymerizable monomers in a compressible fluid.

重合時の圧力、すなわち圧縮性流体の圧力は、タンク7から供給された圧縮性流体が液化ガス(図2の相図の(2))、又は高圧ガス(図2の相図の(3))となる圧力でもよいが、超臨界流体(図2の相図の(1))となる圧力が好ましい。圧縮性流体を超臨界流体の状態とすることで、開環重合性モノマーの溶融が促進され、均一かつ定量的に重合反応を進めることができる。なお、二酸化炭素を圧縮性流体として用いる場合、反応の効率化やポリマー転化率等を考慮すると、その圧力は、3.7MPa以上が好ましく、5MPa以上がより好ましく、臨界圧力の7.4MPa以上が特に好ましい。また、二酸化炭素を圧縮性流体として用いる場合、同様の理由により、その温度は25℃以上であることが好ましい。   The pressure at the time of polymerization, that is, the pressure of the compressive fluid is such that the compressive fluid supplied from the tank 7 is a liquefied gas ((2) in the phase diagram of FIG. 2) or a high-pressure gas ((3) in the phase diagram of FIG. 2). The pressure that becomes the supercritical fluid ((1) in the phase diagram of FIG. 2) is preferable. By making the compressible fluid into a supercritical fluid state, melting of the ring-opening polymerizable monomer is promoted, and the polymerization reaction can be promoted uniformly and quantitatively. When carbon dioxide is used as the compressible fluid, the pressure is preferably 3.7 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, and a critical pressure of 7.4 MPa or more, considering efficiency of the reaction, polymer conversion rate, and the like. Particularly preferred. Moreover, when using a carbon dioxide as a compressive fluid, it is preferable that the temperature is 25 degreeC or more for the same reason.

反応容器13内の水分量は、前記開環重合性モノマーに対して、4モル%以下が好ましく、1モル%以下がより好ましく、0.5モル%以下が特に好ましい。水分量が4モル%を超えると、水分自体も開始剤として寄与するため、分子量の制御が困難となる場合がある。重合反応系内の水分量を制御するために、必要に応じて、前処理として、開環重合性モノマー、その他原材料に含まれる水分を除去する操作を加えてもよい。   The water content in the reaction vessel 13 is preferably 4 mol% or less, more preferably 1 mol% or less, and particularly preferably 0.5 mol% or less with respect to the ring-opening polymerizable monomer. When the amount of water exceeds 4 mol%, the water itself contributes as an initiator, so that it may be difficult to control the molecular weight. In order to control the amount of water in the polymerization reaction system, an operation for removing water contained in the ring-opening polymerizable monomer and other raw materials may be added as a pretreatment as necessary.

反応容器13内で開環重合反応を終えたポリマー生成物Pは、計量ポンプ14によって反応容器13の外へ送り出される。計量ポンプ14がポリマー生成物Pを送り出す速度は、圧縮性流体で満たされた重合系内の圧力を一定にして、運転させ均一な重合品を得るために、一定とすることが好ましい。そのため、計量ポンプ14の背圧が一定となるように、反応容器13の内部の送液機構及び送液ポンプ10の送液量は制御される。同様に、送液ポンプ10の背圧が一定となるように、溶融混合装置9内部の送液機構及び計量フィーダー(2,4)、及び計量ポンプ(6,8)の供給速度は制御される。制御方式は、ON−OFF型つまり間欠フィード型でもよいが、ポンプ等の回転速度を徐々に増減する連続又はステップ方式の方がより好ましいことが多い。いずれにせよこのような制御によって、均一なポリマー生成物を安定に得ることができる。   The polymer product P that has finished the ring-opening polymerization reaction in the reaction vessel 13 is sent out of the reaction vessel 13 by the metering pump 14. The rate at which the metering pump 14 delivers the polymer product P is preferably constant in order to obtain a uniform polymerized product by operating at a constant pressure in the polymerization system filled with the compressive fluid. Therefore, the liquid feeding mechanism inside the reaction vessel 13 and the liquid feeding amount of the liquid feeding pump 10 are controlled so that the back pressure of the metering pump 14 is constant. Similarly, the feeding speed of the liquid feeding mechanism, the metering feeders (2, 4), and the metering pumps (6, 8) in the melt mixing device 9 are controlled so that the back pressure of the liquid pump 10 is constant. . The control method may be an ON-OFF type, that is, an intermittent feed type, but a continuous or step method in which the rotational speed of a pump or the like is gradually increased or decreased is often more preferable. In any case, a uniform polymer product can be stably obtained by such control.

本実施形態により得られるポリマー生成物に残存する触媒は、必要に応じて除去される。除去方法としては、特に限定するものではないが、例えば、沸点を有する化合物であれば減圧留去や、触媒を溶解させる物質をエントレーナーとして用いて触媒を抽出してこれを除去する方法や、カラムにより触媒を吸着して除去する方法などが挙げられる。この場合、触媒を除去する方式としては、ポリマー生成物を反応容器から取り出した後に除去するバッチ方式でも、取り出さずそのまま連続処理する方式でもかまわない。減圧留去する場合、減圧条件は触媒の沸点に基づいて設定される。例えば、減圧の際の温度は、100℃以上120℃以下であり、ポリマー生成物が解重合する温度より低い温度で触媒を除去することが可能である。この抽出操作において有機溶媒を用いると、触媒を抽出後に有機溶媒を除去する工程が必要となる場合がある。このため、抽出操作においても溶媒として圧縮流体を用いることが好ましい。このような抽出操作としては、香料の抽出などの公知の技術が転用できる。   The catalyst remaining in the polymer product obtained by this embodiment is removed as necessary. The removal method is not particularly limited.For example, if it is a compound having a boiling point, it is distilled off under reduced pressure, or a method of removing the catalyst by using a substance that dissolves the catalyst as an entrainer, For example, a method of adsorbing and removing a catalyst by a column may be used. In this case, the method for removing the catalyst may be a batch method in which the polymer product is removed after being taken out from the reaction vessel, or a method in which the polymer product is continuously treated without being taken out. In the case of distilling off under reduced pressure, the reduced pressure condition is set based on the boiling point of the catalyst. For example, the temperature during decompression is 100 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and the catalyst can be removed at a temperature lower than the temperature at which the polymer product is depolymerized. When an organic solvent is used in this extraction operation, a step for removing the organic solvent after extraction of the catalyst may be required. For this reason, it is preferable to use a compressed fluid as a solvent also in extraction operation. As such an extraction operation, a known technique such as extraction of a fragrance can be diverted.

<<混合工程>>
前記混合工程としては、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて選択できるが、例えば次に示す2つの方法が挙げられる。
前記製造方法(A)における前記混合工程(以下、「第1の方法」として説明する)は、前記ポリ−L−乳酸に前記D体のラクチドを接触させて、前記圧縮性流体の存在下で前記D体のラクチドを開環重合させることにより、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る工程である。
前記製造方法(B)における前記混合工程(以下、「第2の方法」として説明する)は、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸とを、前記圧縮性流体の存在下で接触させ混合させることにより、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る工程である。
<< Mixing process >>
The mixing step is not particularly limited as long as it is a step for obtaining a mixture of the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid, and can be selected according to the purpose. For example, the following two methods Is mentioned.
In the production method (A), the mixing step (hereinafter referred to as “first method”) is performed by bringing the D-form lactide into contact with the poly-L-lactic acid in the presence of the compressive fluid. It is a step of obtaining a mixture of the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid by ring-opening polymerization of the D-form lactide.
In the production method (B), the mixing step (hereinafter referred to as “second method”) involves contacting the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid in the presence of the compressive fluid. And mixing them to obtain a mixture of the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid.

<<<第1の方法>>>
まず、図5A及びBを用いて第1の方法について説明する。図5A及びBは、第1の方法で用いられる前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造システムにおいて混合工程の一例を示す模式図である。第1の方法では、図5Aのステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム200における系列1で、上述した開環重合工程(「第1の実施形態の製造方法」ともいう)で前記ポリ−L−乳酸のポリマーを生成し、得られたポリマー生成物P(前記ポリ−L−乳酸)と、新たに導入された第2の開環重合性モノマー(D体のラクチド)とを系列2で、圧縮性流体の存在下で接触させて、前記D体のラクチドを開環重合させることにより、前記ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸との混合物であるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の生成物PP(最終的なポリマー生成物)を連続的に得る。なお、図5Aのステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム200における系列2と同様の系列を直列に繰り返すことにより、3種以上のセグメントを有する生成物PPであるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得ることもできる。
<<< First Method >>>
First, the first method will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. 5A and 5B are schematic views showing an example of a mixing step in the production system of the stereocomplex polylactic acid resin composition used in the first method. In the first method, in the series 1 in the stereocomplex polylactic acid resin composition production system 200 of FIG. 5A, the poly-L- in the ring-opening polymerization step (also referred to as “the production method of the first embodiment”) described above. A polymer of lactic acid was produced, and the obtained polymer product P (the poly-L-lactic acid) and the newly introduced second ring-opening polymerizable monomer (D-form lactide) were compressed in series 2. A product of a stereocomplex polylactic acid resin composition that is a mixture of the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid by ring-opening polymerization of the D-form lactide by contact in the presence of a natural fluid PP (final polymer product) is obtained continuously. In addition, the stereocomplex polylactic acid resin composition which is product PP which has a 3 or more types of segment is obtained by repeating the series similar to the series 2 in the stereocomplex polylactic acid resin composition manufacturing system 200 of FIG. 5A in series. You can also

続いて、図5Bを用いてステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム200の具体例について説明する。ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム200は、第1の実施形態で用いたものと同様の重合反応装置100と、タンク(21,27)と、計量フィーダー22と、計量ポンプ28と、溶融混合装置29と、反応容器33と、圧調整バルブ34と、を有する。
ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム200において、反応容器33のポリマー導入口33aは、耐圧性の配管31を介して重合反応装置100の排出口と接続している。ここで、重合反応装置100の排出口とは、反応容器13、計量ポンプ14(図3)、又は、圧調整バルブ16(図4)の排出口を意味する。いずれの場合でも、各重合反応装置100で生成されたポリマー生成物Pを常圧に戻すことなく溶融した状態のまま反応容器33に供給することができる。
Then, the specific example of the stereocomplex polylactic acid resin composition manufacturing system 200 is demonstrated using FIG. 5B. The stereocomplex polylactic acid resin composition production system 200 includes a polymerization reaction device 100, tanks (21, 27), a metering feeder 22, a metering pump 28, and a melt-mixing device similar to those used in the first embodiment. An apparatus 29, a reaction vessel 33, and a pressure adjustment valve 34 are included.
In the stereocomplex polylactic acid resin composition manufacturing system 200, the polymer inlet 33 a of the reaction vessel 33 is connected to the outlet of the polymerization reaction device 100 via a pressure resistant pipe 31. Here, the outlet of the polymerization reaction apparatus 100 means the outlet of the reaction vessel 13, the metering pump 14 (FIG. 3), or the pressure regulating valve 16 (FIG. 4). In any case, the polymer product P generated in each polymerization reaction apparatus 100 can be supplied to the reaction vessel 33 in a molten state without returning to normal pressure.

タンク21は、第2の開環重合性モノマーであるD体のラクチドを貯蔵する。なお、第1の方法において、第2の開環重合性モノマーは、タンク1に貯蔵される開環重合性モノマーの光学異性体である。タンク27は、圧縮性流体を貯蔵する。タンク27に貯蔵される圧縮性流体は、特に限定されないが、均一に重合反応を進めるために、タンク7に貯蔵される圧縮性流体と同種のものであることが好ましい。なお、タンク27は、溶融混合装置29に供給される過程で、あるいは、溶融混合装置29内で加熱又は加圧されて圧縮性流体となる気体(ガス)、又は、固体を貯蔵してもよい。この場合、タンク27に貯蔵される気体又は固体は、加熱又は加圧されることにより、溶融混合装置29内で図2の相図における(1)、(2)、又は(3)の状態となる。   The tank 21 stores D-form lactide which is the second ring-opening polymerizable monomer. In the first method, the second ring-opening polymerizable monomer is an optical isomer of the ring-opening polymerizable monomer stored in the tank 1. The tank 27 stores a compressible fluid. The compressive fluid stored in the tank 27 is not particularly limited, but is preferably the same type as the compressive fluid stored in the tank 7 in order to advance the polymerization reaction uniformly. The tank 27 may store a gas (gas) or a solid that is a compressible fluid in the course of being supplied to the melt mixing device 29, or heated or pressurized in the melt mixing device 29. . In this case, the gas or solid stored in the tank 27 is heated or pressurized to be in the state of (1), (2), or (3) in the phase diagram of FIG. Become.

計量フィーダー22は、タンク21に貯蔵された第2の開環重合性モノマーを計量して溶融混合装置29に連続的に供給する。計量ポンプ28は、タンク27に貯蔵された圧縮性流体を、一定の圧力及び流量で溶融混合装置29に連続的に供給する。溶融混合装置29は、タンク21から供給された第2の開環重合性モノマーと、タンク27から供給された圧縮性流体とを連続的に接触させ、原材料を溶融させるための耐圧性の容器を有した装置である。溶融混合装置29の容器には、計量ポンプ28によってタンク27から供給された圧縮性流体を導入する導入口29aと、計量フィーダー22によってタンク21から供給された第2の開環重合性モノマーを導入する導入口29bとが設けられている。なお、本実施形態において、溶融混合装置29としては、溶融混合装置9と同様のものが用いられる。
計量フィーダー22及び計量ポンプ28によって単位時間当たりに供給される原材料の質量の合計(原材料フィード量、(g/min))及び圧縮性流体の供給速度(圧縮性流体フィード量、(g/min))が調整される。
圧縮性流体フィード量と原材料フィード量との比(原材料フィード量/圧縮性流体フィード量、フィード比という)としては、1以上が好ましく、3以上がより好ましく、5以上がさらに好ましく、10以上が特に好ましい。
また、上記フィード比の上限値については、1000以下が好ましく、100以下がより好ましく、50以下が特に好ましい。
本実施形態において、前記ポリ−L−乳酸得るために重合工程で用いたフィード比の値(フィード比A1とする)と、前記D体のラクチドを前記圧縮性流体に接触させる時のフィード比の値(フィード比B1とする)との比としては、(フィード比A1):(フィード比B1)=4:1〜1:1が好ましく、(フィード比A1):(フィード比B1)=1:1がより好ましい。
The metering feeder 22 measures the second ring-opening polymerizable monomer stored in the tank 21 and continuously supplies it to the melt mixing device 29. The metering pump 28 continuously supplies the compressive fluid stored in the tank 27 to the melt mixing device 29 at a constant pressure and flow rate. The melt mixing device 29 is a pressure-resistant container for continuously bringing the second ring-opening polymerizable monomer supplied from the tank 21 and the compressive fluid supplied from the tank 27 into contact with each other to melt the raw materials. It is a device that has. Into the container of the melt mixing device 29, the introduction port 29 a for introducing the compressive fluid supplied from the tank 27 by the metering pump 28 and the second ring-opening polymerizable monomer supplied from the tank 21 by the metering feeder 22 are introduced. And an introduction port 29b. In the present embodiment, as the melt mixing device 29, the same one as the melt mixing device 9 is used.
Total mass of raw materials supplied per unit time by metering feeder 22 and metering pump 28 (raw material feed rate, (g / min)) and compressive fluid feed rate (compressible fluid feed rate, (g / min)) ) Is adjusted.
The ratio of the compressible fluid feed amount to the raw material feed amount (raw material feed amount / compressible fluid feed amount, feed ratio) is preferably 1 or more, more preferably 3 or more, further preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. Particularly preferred.
The upper limit of the feed ratio is preferably 1000 or less, more preferably 100 or less, and particularly preferably 50 or less.
In this embodiment, the value of the feed ratio used in the polymerization step to obtain the poly-L-lactic acid (feed ratio A1) and the feed ratio when the lactide of the D form is brought into contact with the compressive fluid. The ratio with the value (feed ratio B1) is preferably (feed ratio A1) :( feed ratio B1) = 4: 1 to 1: 1, and (feed ratio A1) :( feed ratio B1) = 1: 1 is more preferable.

反応容器33は、重合反応装置100で重合して得られ、圧縮性流体に溶融した状態の中間体としてのポリマー生成物P(前記ポリ−L−乳酸)と、溶融混合装置29で圧縮性流体に溶融させた第2の開環重合性モノマー(D体のラクチド)とを重合させるための耐圧性の容器である。   The reaction vessel 33 is obtained by polymerization in the polymerization reaction apparatus 100, and the polymer product P (the poly-L-lactic acid) as an intermediate in a state melted in the compressive fluid, and the compressive fluid in the melt mixing apparatus 29. This is a pressure-resistant container for polymerizing the second ring-opening polymerizable monomer (D-form lactide) melted in the container.

反応容器33には、上記の溶融した中間体としてのポリマー生成物Pを容器内に導入するための導入口33aと、上記の溶融させた第2の開環重合性モノマーを容器内に導入する導入口33bとが設けられている。なお、本実施形態において、反応容器33として、反応容器13と同様のものが用いられる。   Into the reaction vessel 33, the inlet 33a for introducing the molten polymer product P as an intermediate into the vessel and the molten second ring-opening polymerizable monomer are introduced into the vessel. An introduction port 33b is provided. In the present embodiment, the same reaction vessel 33 as the reaction vessel 13 is used.

タンク51は、反応容器33に追加で供給する圧縮性流体を貯蔵する。計量ポンプ52は、タンク51に貯蔵された圧縮性流体を、反応容器33に連続的に供給する。
計量ポンプ52によって単位時間当たりに供給される圧縮性流体の供給速度(圧縮性流体フィード量、(g/min))が調整される。
前記ポリ−L−乳酸フィード量と前記D−ラクチドフィード量とを合わせた合計フィード量と、反応容器に33a、33bによって供給される残余の圧縮性流体と、計量ポンプ52によって供給される圧縮性流体とを合わせた圧縮性流体合計フィード量との比(混合工程におけるフィード比)は、以下であるとよい。
合計フィード量/圧縮性流体合計フィード量(フィード比C1)としては、2.5以上10以下が好ましい。
The tank 51 stores a compressive fluid that is additionally supplied to the reaction vessel 33. The metering pump 52 continuously supplies the compressive fluid stored in the tank 51 to the reaction vessel 33.
The supply speed (compressive fluid feed amount, (g / min)) of the compressive fluid supplied per unit time by the metering pump 52 is adjusted.
The total feed amount combining the poly-L-lactic acid feed amount and the D-lactide feed amount, the remaining compressible fluid supplied to the reaction vessel by 33a, 33b, and the compressibility supplied by the metering pump 52 The ratio (feed ratio in the mixing step) to the total compressive fluid feed amount combined with the fluid is preferably as follows.
The total feed amount / compressible fluid total feed amount (feed ratio C1) is preferably 2.5 or more and 10 or less.

また、不図示ではあるが、前記第2の開環重合性モノマー(D体のラクチド)を反応容器33内に導入する導入口33bには、前記D体のラクチドの送り速度を調整するポンプが設置されていてもよい。
本実施形態では、所望のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得るために、前記ポリ−L−乳酸及び前記D体のラクチドを反応容器33へ供給する際の各ポンプの送り速度を調整するとよい。
前記ポリ−L−乳酸の送り速度と前記D体のラクチドの送り速度としては、前記ポリ−L−乳酸の送り速度:前記ポリ−D−乳酸の送り速度=98.00:2.00〜99.95:0.05が好ましい。
Although not shown, a pump for adjusting the feeding speed of the D-form lactide is provided at the introduction port 33b for introducing the second ring-opening polymerizable monomer (D-form lactide) into the reaction vessel 33. It may be installed.
In this embodiment, in order to obtain a desired stereocomplex polylactic acid resin composition, the feed rate of each pump when supplying the poly-L-lactic acid and the D-form lactide to the reaction vessel 33 may be adjusted.
As the feed rate of the poly-L-lactic acid and the feed rate of the lactide of the D-form, the feed rate of the poly-L-lactic acid: the feed rate of the poly-D-lactic acid = 98.00: 2.00 to 99 .95: 0.05 is preferred.

圧調整バルブ34は、反応容器33の内外の圧力差を利用することにより、反応容器33で重合された生成物PPであるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を反応容器33の外に送り出す。
第1の方法では、反応容器13で開環重合性モノマー(L体のラクチド)を重合し、反応が定量的に終了した後、第2の開環重合性モノマー(D体のラクチド)を反応容器33に加え、さらに重合反応を行う。これにより、ステレオブロック共重合体のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物が得られる。本実施形態の方法によると、残存モノマーが少ない状態で開環重合性モノマーの融点以下で反応を進められることから、ラセミ化が非常に起こりにくく、かつ1段階の反応で得られるため非常に有用である。
The pressure adjustment valve 34 sends out the stereocomplex polylactic acid resin composition, which is the product PP polymerized in the reaction vessel 33, to the outside of the reaction vessel 33 by utilizing the pressure difference between the inside and outside of the reaction vessel 33.
In the first method, the ring-opening polymerizable monomer (L-form lactide) is polymerized in the reaction vessel 13, and after the reaction is quantitatively completed, the second ring-opening polymerizable monomer (D-form lactide) is reacted. In addition to the container 33, a polymerization reaction is further performed. Thereby, the stereocomplex polylactic acid resin composition of a stereoblock copolymer is obtained. According to the method of the present embodiment, since the reaction can proceed at a temperature below the melting point of the ring-opening polymerizable monomer with a small amount of residual monomer, racemization is very unlikely and is very useful because it can be obtained in a one-step reaction. It is.

<<<第2の方法>>>
続いて、図6を用いて第2の方法について説明する。図6は、第2の方法で用いられる前記ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造システムにおいて混合工程の一例を示す模式図である。第2の方法では、第1の実施形態の製造方法でそれぞれ製造された複数のポリマー生成物(前記ポリ−L−乳酸及び前記ポリ−D−乳酸)を圧縮性流体の存在下で、連続的に混合させることにより、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体であるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の生成物PPを製造する。複数のポリマー生成物は、互いに光学異性体の開環重合性モノマーをそれぞれ重合したものである。ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム300は、複数の重合反応装置100と混合装置41と圧調整バルブ42とを有する。
<<< Second Method >>>
Subsequently, the second method will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a mixing step in the production system of the stereocomplex polylactic acid resin composition used in the second method. In the second method, a plurality of polymer products (the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid) respectively produced by the production method of the first embodiment are continuously added in the presence of a compressive fluid. To produce a product PP of a stereocomplex polylactic acid resin composition that is a mixture of the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid. The plurality of polymer products are obtained by polymerizing ring-opening polymerizable monomers of optical isomers to each other. The stereocomplex polylactic acid resin composition production system 300 includes a plurality of polymerization reaction devices 100, a mixing device 41, and a pressure adjustment valve 42.

ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム300において、混合装置41のポリマー導入口41aは、耐圧性の配管31を介して各重合反応装置100の排出口と接続している。ここで、重合反応装置100の排出口とは、反応容器13、計量ポンプ14(図3)、又は、圧調整バルブ16(図4)の排出口を意味する。いずれの場合でも、各重合反応装置100で生成されたポリマー生成物Pを常圧に戻すことなく溶融した状態のまま混合装置41に供給することができる。その結果、圧縮性流体の存在下、各ポリマー生成物Pが低粘度化するので、混合装置41では、より低温で2種類以上のポリマー生成物Pを混合することが可能となる。なお、図6では、配管31が一つの継手31aを有することにより重合反応装置100を並列に二つ備えた例を示したが、複数の継手を設けることにより、重合反応装置100を並列に三つ以上備えていてもよい。   In the stereocomplex polylactic acid resin composition production system 300, the polymer inlet 41 a of the mixing device 41 is connected to the outlet of each polymerization reaction device 100 via the pressure resistant pipe 31. Here, the outlet of the polymerization reaction apparatus 100 means the outlet of the reaction vessel 13, the metering pump 14 (FIG. 3), or the pressure regulating valve 16 (FIG. 4). In any case, the polymer product P generated in each polymerization reaction device 100 can be supplied to the mixing device 41 in a molten state without returning to normal pressure. As a result, each polymer product P has a low viscosity in the presence of the compressive fluid, so that the mixing device 41 can mix two or more types of polymer products P at a lower temperature. 6 shows an example in which the piping 31 has one joint 31a so that two polymerization reaction apparatuses 100 are provided in parallel. However, by providing a plurality of joints, the polymerization reaction apparatus 100 can be connected in three in parallel. You may have more than one.

本実施形態においては、前記重合反応装置100で前記ポリ−L−乳酸を生成させる際に設定されたフィード比の値(フィード比A2とする)と、前記重合反応装置100で前記ポリ−D−乳酸を生成させる際に設定されたフィード比の値(フィード比B2とする)との比としては、(フィード比A2):(フィード比B2)=4:1〜1:1が好ましく、(フィード比A2):(フィード比B2)=1:1がより好ましい。   In the present embodiment, a feed ratio value (referred to as feed ratio A2) set when the polymerization reactor 100 generates the poly-L-lactic acid, and the polymerization reactor 100 uses the poly-D- The ratio with the feed ratio value (feed ratio B2) set when producing lactic acid is preferably (feed ratio A2) :( feed ratio B2) = 4: 1 to 1: 1, (feed The ratio A2) :( feed ratio B2) = 1: 1 is more preferable.

また、本実施形態では、所望のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得るために、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸を混合装置41へ供給する際の各ポンプの送り速度を調整するとよい。
前記ポリ−L−乳酸の送り速度と前記ポリ−D−乳酸の送り速度としては、前記ポリ−L−乳酸の送り速度:前記ポリ−D−乳酸の送り速度=98.00:2.00〜99.95:0.05が好ましい。
Moreover, in this embodiment, in order to obtain a desired stereocomplex polylactic acid resin composition, the feed rate of each pump when supplying the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid to the mixing device 41 is adjusted. Good.
As the feed rate of the poly-L-lactic acid and the feed rate of the poly-D-lactic acid, the feed rate of the poly-L-lactic acid: the feed rate of the poly-D-lactic acid = 98.00: 2.00 99.95: 0.05 is preferred.

混合装置41としては、各重合反応装置100から供給された複数のポリマー生成物を混合可能なものであれば、限定されないが、攪拌装置を備えたものが挙げられる。攪拌装置としては、一軸のスクリュウ、互いに噛み合う二軸のスクリュウ、互いに噛み合う又は重なり合う多数の攪拌素子をもつ二軸の混合機、互いに噛み合うらせん形の攪拌素子を有するニーダー、スタティックミキサーなどが好ましく用いられる。混合装置41で各ポリマー生成物を混合させる際の温度(混合温度)は、反応容器13における重合反応温度と同様に設定することができる。
混合装置41は、混合されるポリマー生成物を、容器内に導入するための導入口41aと圧縮性流体の濃度調整用の導入口41bが設けられている。
タンク61は、混合装置41に追加で供給する圧縮性流体を貯蔵する。計量ポンプ62は、タンク61に貯蔵された圧縮性流体を、混合装置41に連続的に供給する。
計量ポンプ62によって単位時間当たりに供給される圧縮性流体の供給速度(圧縮性流体フィード量、(g/min))が調整される。
前記ポリ−L−乳酸フィード量と前記ポリ−D−乳酸フィード量とを合わせた合計フィード量と、混合容器に41aによって供給される残余の圧縮性流体と、計量ポンプ62によって供給される圧縮性流体とを合わせた圧縮性流体合計フィード量との比(混合工程におけるフィード比)は以下であるとよい。
合計フィード量/圧縮性流体合計フィード量(フィード比C2)としては、2.5以上10以下が好ましい。
圧調整バルブ42は、混合装置41でポリマー生成物が混合されて得られた生成物PPであるステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の流量を調整するための装置である。
The mixing device 41 is not limited as long as it can mix a plurality of polymer products supplied from the respective polymerization reaction devices 100, but includes a device equipped with a stirring device. As the agitation device, a uniaxial screw, a biaxial screw that meshes with each other, a biaxial mixer having a large number of agitation elements that mesh with each other or overlap, a kneader having helical agitation elements that mesh with each other, a static mixer, etc. are preferably used. . The temperature (mixing temperature) at which each polymer product is mixed by the mixing device 41 can be set similarly to the polymerization reaction temperature in the reaction vessel 13.
The mixing device 41 is provided with an inlet 41a for introducing the polymer product to be mixed into the container and an inlet 41b for adjusting the concentration of the compressive fluid.
The tank 61 stores a compressive fluid that is additionally supplied to the mixing device 41. The metering pump 62 continuously supplies the compressive fluid stored in the tank 61 to the mixing device 41.
The supply speed (compressive fluid feed amount, (g / min)) of the compressive fluid supplied per unit time by the metering pump 62 is adjusted.
The total feed amount combining the poly-L-lactic acid feed amount and the poly-D-lactic acid feed amount, the remaining compressible fluid supplied to the mixing container by 41a, and the compressibility supplied by the metering pump 62 The ratio (feed ratio in the mixing step) to the total compressive fluid feed amount combined with the fluid is preferably as follows.
The total feed amount / compressible fluid total feed amount (feed ratio C2) is preferably 2.5 or more and 10 or less.
The pressure adjustment valve 42 is an apparatus for adjusting the flow rate of the stereocomplex polylactic acid resin composition that is the product PP obtained by mixing the polymer product with the mixing device 41.

第2の方法では、重合反応装置100であらかじめL体、D体のラクチドを圧縮性流体中でそれぞれ重合する。さらに、重合させて得られたポリマー生成物を圧縮性流体中でブレンドしてステレオブロック共重合体のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得る。通常、ポリ乳酸などのポリマーは、残存モノマーが限りなく少ない場合でも、再度加熱溶解すると、分解してしまうことが多い。第2の方法では、圧縮性流体で溶融させた低粘性のポリ乳酸を、融点以下でブレンドすることにより、第1の方法と同様にラセミ化や熱劣化を抑えることができるため有用である。   In the second method, L-form and D-form lactides are polymerized in advance in the compressive fluid in the polymerization reactor 100. Further, the polymer product obtained by polymerization is blended in a compressive fluid to obtain a stereocomplex polylactic acid resin composition of a stereoblock copolymer. In general, polymers such as polylactic acid often decompose when heated and dissolved again, even when the residual monomer is extremely small. The second method is useful because, by blending low-viscosity polylactic acid melted with a compressive fluid at a melting point or lower, racemization and thermal degradation can be suppressed as in the first method.

また、第1の方法と第2の方法とを組み合わせることにより、ステレオコンプレックスを形成するブロック共重合体を混合することも可能である。   Moreover, it is also possible to mix the block copolymer which forms a stereocomplex by combining the 1st method and the 2nd method.

<ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の成形体>
続いて、上記の製造方法で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を成形して得られる成型品、繊維の成形体について説明する。
<Molded product of stereocomplex polylactic acid resin composition>
Subsequently, a molded product obtained by molding the stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by the above production method and a molded product of fiber will be described.

<<成型品>>
本実施形態において、成型品とは、型を用いて加工された物をいう。
この成型品としては、単体としての成型品のみならず、トレーの取っ手のように成型品からなる部品や、取っ手が取り付けられたトレーのように成型品を備えた製品まで含む。
加工方法としては、特に制限されず、目的に応じて選択することができるが、例えば、従来公知の熱可塑性樹脂の加工方法を利用することができる。具体的には、射出成型、真空成型、圧空成型、真空圧空成型、プレス成型などが挙げられる。
上記の製造方法で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を溶融し、射出成型し、成型品を得ることができる。また、上記の製造方法で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物からなるシートを金型成型によりプレス成型して賦型すること(形状を与えること)により、成型品を得ることもできる。
賦型する際の加工条件は、特に制限はなく、ポリマー生成物の種類や、装置などに基づいて、適宜選択される。例えば、本実施形態のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物からなるシートを金型成型によりプレス成型して賦型する場合、金型温度は、100℃以上150℃以下であるとよい。射出成型で賦型する場合、150℃以上、250℃以下に加熱したポリマー生成物を金型に射出して、金型温度を20℃以上、80℃以下に設定して、射出成型で加工するとよい。
<< Molded product >>
In the present embodiment, the molded product refers to a product processed using a mold.
This molded product includes not only a molded product as a single unit, but also a part made of a molded product such as a handle of a tray and a product including a molded product such as a tray to which a handle is attached.
The processing method is not particularly limited and can be selected according to the purpose. For example, a conventionally known thermoplastic resin processing method can be used. Specifically, injection molding, vacuum molding, pressure molding, vacuum pressure molding, press molding and the like can be mentioned.
The stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by the above production method can be melted and injection molded to obtain a molded product. Moreover, a molded article can also be obtained by press-molding a sheet made of the stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by the above-described production method by die molding (giving a shape).
The processing conditions at the time of shaping are not particularly limited, and are appropriately selected based on the type of polymer product and the apparatus. For example, when a sheet made of the stereocomplex polylactic acid resin composition of the present embodiment is press-molded by mold molding, the mold temperature is preferably 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. When molding by injection molding, when a polymer product heated to 150 ° C or higher and 250 ° C or lower is injected into a mold, the mold temperature is set to 20 ° C or higher and 80 ° C or lower, and processed by injection molding Good.

従来汎用的に用いられてきたポリ乳酸樹脂組成物は、金属触媒、有機溶剤、及びモノマーの残存率が多かった。このようなポリ乳酸樹脂組成物を加熱し、シート状にした場合、例えば、金属触媒、有機溶剤、及びモノマーなどの残存する異物がフィッシュアイ状になって表れるため、外観を損ねたり、強度を低下させたりという問題が生じていた。金型成型や、射出成型などで成型した場合も同様の問題が生じていた。
しかし、本実施形態に係る成型品は、有機溶剤を使用しない製法で製造されたポリマー生成物を使用しているため、実質的に有機溶剤が含まれず、残存モノマー量も1,000ppm以下と極めて少ない。また、触媒として有機触媒を用い、金属触媒の使用量を抑えることにより、金属原子の含有量が少ない成型品にすることもできる。これらにより、本実施形態により得られる成型品は、安全性、安定性、及び外観に優れている。従って、本実施形態の成型品は、特に制限されないが、工業用資材、日用品、農業用品、食品用、医薬品用、化粧品等のシート、包装材、トレーなどの用途として幅広く適用される。
Conventionally, the polylactic acid resin composition that has been widely used has a high residual ratio of metal catalyst, organic solvent, and monomer. When such a polylactic acid resin composition is heated to form a sheet, for example, remaining foreign matters such as metal catalysts, organic solvents, and monomers appear in the form of fish eyes. There was a problem that it was lowered. Similar problems occur when molding is performed by mold molding or injection molding.
However, since the molded product according to the present embodiment uses a polymer product produced by a manufacturing method that does not use an organic solvent, it is substantially free of an organic solvent and the amount of residual monomer is extremely low at 1,000 ppm or less. Few. Further, by using an organic catalyst as the catalyst and suppressing the amount of the metal catalyst used, it is possible to obtain a molded product with a low content of metal atoms. Accordingly, the molded product obtained by the present embodiment is excellent in safety, stability, and appearance. Therefore, the molded product of the present embodiment is not particularly limited, but is widely applied as an application for industrial materials, daily necessities, agricultural products, food products, pharmaceutical products, cosmetics sheets, packaging materials, trays, and the like.

<<繊維>>
上記の製造方法で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物はモノフィラメント、マルチフィラメントなどの繊維にも応用可能である。
本実施形態において、繊維とは、モノフィラメントのような単体の繊維のみならず、織布や不織布のような繊維によって構成される中間製品や、マスクのような織布や不織布を有する製品まで含む。
本実施形態において、モノフィラメントを製造する繊維化方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、例えば、従来公知の方法を用いて溶融紡糸、冷却、延伸する方法が挙げられる。加工方法としては、特に制限されず、目的に応じて選択することができるが、例えば、従来公知の熱可塑性樹脂の加工方法を利用することができる。具体的には、射出成型、真空成型、圧空成型、真空圧空成型、プレス成型などが挙げられる。
用途によっては、モノフィラメントに従来公知の方法を用いて被覆層を形成してもよい。また、被覆層は、抗菌剤、着色剤などを含んでいてもよい。
<< fiber >>
The stereocomplex polylactic acid resin composition obtained by the above production method can be applied to fibers such as monofilaments and multifilaments.
In this embodiment, the fiber includes not only a single fiber such as a monofilament, but also an intermediate product composed of fibers such as a woven fabric and a nonwoven fabric, and a product having a woven fabric and a nonwoven fabric such as a mask.
In the present embodiment, the fiberizing method for producing the monofilament is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a melt spinning, cooling, and stretching method using a conventionally known method. . The processing method is not particularly limited and can be selected according to the purpose. For example, a conventionally known thermoplastic resin processing method can be used. Specifically, injection molding, vacuum molding, pressure molding, vacuum pressure molding, press molding and the like can be mentioned.
Depending on the application, a coating layer may be formed on the monofilament using a conventionally known method. Moreover, the coating layer may contain an antibacterial agent, a coloring agent, and the like.

不織布を製造する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて選択でき、例えば、従来公知の方法を用いることができ、溶融紡糸、冷却、延伸、開繊、堆積、熱処理する方法が挙げられる。
不織布を構成するポリマー生成物には、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、結着樹脂などの添加剤が含有されていてもよい。添加物を混合する処理は、上記開環重合工程時であっても上記混合工程時であっても、またそれらの工程の後に行ってもよい。
本実施形態により得られる繊維は、有機溶剤を使用しない製造方法で製造されたポリマー生成物を使用しているため、有機溶剤が含まれず、残存モノマー量も1,000ppm以下と極めて少ない。また、触媒として有機触媒を用い、金属触媒の使用量を抑えることにより、金属原子の含有量が少ない繊維にすることもできる。これらにより、本実施形態により得られる繊維は、安全性、安定性に優れている。
従って、本実施形態の繊維は、特に制限されないが、モノフィラメントであれば、釣り糸、魚網、手術用縫合糸、医療材料、電気機器材料、自動車材料、産業用資材などの用途として幅広く適用される。また、不織布であれば、水産・農業資材、建築・土木資材、インテリア、自動車部材、包装材料、日用雑貨、衛生資材などの用途として幅広く適用される。
There is no restriction | limiting in particular as a method of manufacturing a nonwoven fabric, It can select according to the objective, For example, a conventionally well-known method can be used and the method of melt spinning, cooling, extending | stretching, opening, depositing, and heat processing is mentioned. .
The polymer product constituting the nonwoven fabric may contain additives such as antioxidants, flame retardants, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antibacterial agents, and binder resins. The treatment for mixing the additive may be performed during the ring-opening polymerization step, the mixing step, or after those steps.
Since the fiber obtained by this embodiment uses the polymer product manufactured by the manufacturing method which does not use an organic solvent, the organic solvent is not contained and the amount of residual monomers is as very low as 1,000 ppm or less. In addition, by using an organic catalyst as the catalyst and suppressing the amount of the metal catalyst used, it is possible to form a fiber having a low metal atom content. As a result, the fiber obtained according to the present embodiment is excellent in safety and stability.
Therefore, the fiber of the present embodiment is not particularly limited, but if it is a monofilament, it can be widely applied as a fishing line, a fish net, a surgical suture, a medical material, an electrical equipment material, an automobile material, an industrial material, or the like. In addition, non-woven fabrics are widely used as fishery / agricultural materials, construction / civil engineering materials, interiors, automobile parts, packaging materials, daily goods, sanitary materials, and the like.

(実施例1)
図3の重合反応装置100を用いて、L体のラクチドとD体のラクチドの開環重合を行った後、図6のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム300を用いてステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を製造した。
ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム300の構成を示す。
(Example 1)
After ring-opening polymerization of L-form lactide and D-form lactide using the polymerization reaction apparatus 100 of FIG. 3, the stereocomplex polylactic acid resin is produced using the stereocomplex polylactic acid resin composition production system 300 of FIG. A composition was prepared.
The structure of the stereocomplex polylactic acid resin composition manufacturing system 300 is shown.

図3の重合反応装置100の構成を示す。
タンク1,計量フィーダー2:
日本精密社製 プランジャーポンプNP−S462
タンク1には、開環重合性モノマーとして溶融状態のラクチドを充填した。
タンク3,計量フィーダー4:
日本分光社製 インテリジェントHPLCポンプ (PU−2080)
タンク3には、開始剤としてラウリルアルコールを充填した。
タンク5,計量ポンプ6:本実施例では使用しなかった。
タンク7:炭酸ガスボンベ
タンク11,計量ポンプ12:
日本分光社製 インテリジェントHPLCポンプ (PU−2080)
タンク11にはDBU(有機触媒)を充填した。
溶融混合装置9:互いに噛み合うスクリュウを取付けた二軸攪拌装置
シリンダー内径 30mm
シリンダー設定温度 100℃
二軸同方向回転
回転速度 30rpm
反応容器13: 二軸混練機
シリンダー内径 40mm
シリンダー設定温度 原料供給部60℃ 先端部60℃
二軸同方向回転
回転速度 60rpm
The structure of the polymerization reaction apparatus 100 of FIG. 3 is shown.
Tank 1, weighing feeder 2:
Plunger pump NP-S462 made by Nippon Seimitsu
Tank 1 was filled with molten lactide as a ring-opening polymerizable monomer.
Tank 3, weighing feeder 4:
Intelligent HPLC pump manufactured by JASCO (PU-2080)
Tank 3 was filled with lauryl alcohol as an initiator.
Tank 5, metering pump 6: Not used in this example.
Tank 7: Carbon dioxide cylinder tank 11, metering pump 12:
Intelligent HPLC pump manufactured by JASCO (PU-2080)
The tank 11 was filled with DBU (organic catalyst).
Melt mixing device 9: biaxial stirring device with screws that mesh with each other
Cylinder inner diameter 30mm
Cylinder set temperature 100 ℃
2-axis rotation in the same direction
Rotation speed 30rpm
Reaction vessel 13: biaxial kneader
Cylinder inner diameter 40mm
Cylinder set temperature Raw material supply part 60 ℃ Tip part 60 ℃
2-axis rotation in the same direction
Rotation speed 60rpm

溶融混合装置9及び反応容器13を上記の設定条件で作動させた。
以下、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム300における複数の重合反応装置100のうち、一方を系列1の重合反応装置100といい、他方を系列2の重合反応装置100という。
The melt mixing device 9 and the reaction vessel 13 were operated under the above set conditions.
Hereinafter, one of the plurality of polymerization reaction apparatuses 100 in the stereocomplex polylactic acid resin composition production system 300 is referred to as a series 1 polymerization reaction apparatus 100 and the other is referred to as a series 2 polymerization reaction apparatus 100.

系列1の重合反応装置100の説明をする。
計量フィーダー2は、タンク1内の溶融状態のL体のラクチド(PURALACT(R)L:ピューラック社製)を溶融混合装置9の容器内に定量供給した。計量フィーダー4は、タンク3内のラウリルアルコールを、L体のラクチドの供給量99.9モルに対し、0.1モルとなるように溶融混合装置9の容器内に定量供給した。計量ポンプ8は、タンク7より圧縮性流体としての炭酸ガス(二酸化炭素)を、フィード比=原材料の供給速度(g/min)/圧縮性流体の供給速度(g/min)が20になるように、溶融混合装置9の配管内に連続的に供給した。なお、ここでの原材料とは、L体のラクチド及び開始剤として加えているラウリルアルコールである。溶融混合装置9の容器内の圧力が15MPaとなるように供給した。これにより、溶融混合装置9は、各タンク(1,3,7)から供給されたラクチド及びラウリルアルコールの各原材料と圧縮性流体とを連続的に接触させるとともに、スクリュウで混合して、各原材料を溶融させた。
The series 1 polymerization reaction apparatus 100 will be described.
The metering feeder 2 quantitatively supplied L-lactide in a molten state in the tank 1 (PURALACT® L: manufactured by Pulac Co., Ltd.) into the container of the melt mixing device 9. The measuring feeder 4 quantitatively supplied the lauryl alcohol in the tank 3 into the container of the melt mixing device 9 so as to be 0.1 mol with respect to the supply amount of L-lactide of 99.9 mol. The metering pump 8 feeds carbon dioxide (carbon dioxide) as a compressive fluid from the tank 7 such that the feed ratio = feed rate of raw materials (g / min) / supply rate of compressible fluid (g / min) is 20. Then, it was continuously supplied into the piping of the melt mixing device 9. The raw material here is L-lactide and lauryl alcohol added as an initiator. It supplied so that the pressure in the container of the melt mixing apparatus 9 might be set to 15 MPa. As a result, the melt mixing device 9 continuously brings the raw materials of lactide and lauryl alcohol supplied from the tanks (1, 3, 7) and the compressive fluid into contact with each other and mixes them with a screw. Was melted.

溶融混合装置9で溶融させた各材料は、送液ポンプ10によって反応容器13に送液された。計量ポンプ12は、タンク11の有機触媒(DBU)をL体のラクチド99.9モルに対して、0.1モルとなるように反応容器13としての二軸混練機の原料供給孔へ供給した。
反応容器13内で、送液ポンプ10によって送液された各材料と、計量ポンプ12によって供給されたDBUを混合し、L体のラクチドを開環重合した。
この場合、反応容器13内の各材料の平均滞留時間は約1,200秒とした。
反応容器13の先端には、計量ポンプ14、及び押出口金15を取付けた。計量ポンプ14の生成物としてのポリマー(ポリ−L−乳酸)の送り速度は392g/minであった。
系列2の重合反応装置100の説明をする。
系列1において、材料のL体のラクチドをD体のラクチド(PURALACT(R)D:ピューラック社製)に変更し、ポリ−D−乳酸の送り速度を8g/minに変更した以外は、同様の条件にてD体のラクチドを重合し、ポリ−D−乳酸を得た。
次に、図6のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造システム300における混合工程の説明をする。
各重合反応装置100で得られた各ポリマー生成物(ポリ−L−乳酸,ポリ−D−乳酸)は、各計量ポンプ14によって、圧縮性流体の存在下、溶融した状態のまま、直接、混合装置41に連続的に供給した。
混合装置41 : 互いに噛み合うスクリュウを取付けた二軸攪拌装置
シリンダー内径 40mm
二軸同方向回転
回転速度 30rpm
混合の際の混合装置41のシリンダーのポリマー生成物供給部付近及び先端部の温度は60℃とした。
フィード比=ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを合わせた供給速度(g/min)/混合容器に41aによって供給される残余の圧縮性流体と、計量ポンプ62によって供給される圧縮性流体とを合わせた圧縮性流体の供給速度(g/min))が10となるように、混合装置41に圧縮性流体を追加挿入した。シリンダー内圧力は15MPaであった。
平均滞留時間を600秒として、各ポリマー生成物を攪拌して連続的に混合し、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
Each material melted by the melt mixing device 9 was sent to the reaction vessel 13 by the liquid feed pump 10. The metering pump 12 supplied the organic catalyst (DBU) in the tank 11 to the raw material supply hole of the biaxial kneader as the reaction vessel 13 so as to be 0.1 mol with respect to 99.9 mol of L-lactide. .
In the reaction vessel 13, each material fed by the liquid feeding pump 10 and DBU supplied by the metering pump 12 were mixed, and L-form lactide was subjected to ring-opening polymerization.
In this case, the average residence time of each material in the reaction vessel 13 was about 1,200 seconds.
A metering pump 14 and an extrusion cap 15 were attached to the tip of the reaction vessel 13. The feed rate of the polymer (poly-L-lactic acid) as the product of the metering pump 14 was 392 g / min.
The series 2 polymerization reaction apparatus 100 will be described.
In series 1, the L-form lactide of the material was changed to D-form lactide (PURALACT® D: manufactured by Pulac Co., Ltd.), and the feed rate of poly-D-lactic acid was changed to 8 g / min. Under the conditions, D-form lactide was polymerized to obtain poly-D-lactic acid.
Next, the mixing process in the manufacturing system 300 of the stereocomplex polylactic acid resin composition of FIG. 6 is demonstrated.
Each polymer product (poly-L-lactic acid, poly-D-lactic acid) obtained in each polymerization reaction apparatus 100 is directly mixed by each metering pump 14 in a molten state in the presence of a compressive fluid. The apparatus 41 was continuously supplied.
Mixing device 41: A biaxial stirring device with screws that mesh with each other
Cylinder inner diameter 40mm
2-axis rotation in the same direction
Rotation speed 30rpm
The temperature in the vicinity of the polymer product supply part and the tip of the cylinder of the mixing device 41 during mixing was 60 ° C.
Feed ratio = feed rate of poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid combined (g / min) / residual compressible fluid supplied by 41a to the mixing vessel and compressibility supplied by metering pump 62 The compressive fluid was additionally inserted into the mixing device 41 so that the compressive fluid supply speed (g / min) combined with the fluid was 10. The cylinder internal pressure was 15 MPa.
Each polymer product was stirred and continuously mixed with an average residence time of 600 seconds to obtain a stereocomplex polylactic acid resin composition.

得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表1に示す。   About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1において、混合装置41のシリンダー内圧力を表1に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表1に示す。
(Example 2)
A stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the in-cylinder pressure of the mixing device 41 was changed as shown in Table 1 in Example 1.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例1において、混合装置41のシリンダー内圧力、フィード比を表1に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表1に示す。
(Example 3)
A stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the in-cylinder pressure and feed ratio of the mixing device 41 were changed as shown in Table 1 in Example 1.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
実施例1において、L体のラクチドとD体のラクチドの送り速度を表1に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表1に示す。
Example 4
A stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the feeding rates of L-form lactide and D-form lactide were changed as shown in Table 1 in Example 1.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
実施例1において、混合装置41のシリンダー温度を表2に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表2に示す。
(Example 5)
In Example 1, except having changed the cylinder temperature of the mixing apparatus 41 as described in Table 2, the same operation as Example 1 was performed and the stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 2.

(実施例6)
実施例1において、混合装置41のシリンダー温度、シリンダー内圧力、フィード比を表2に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表2に示す。
(Example 6)
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the cylinder temperature, the pressure in the cylinder, and the feed ratio of the mixing device 41 were changed as shown in Table 2, and a stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained. .
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 2.

(実施例7)
実施例1において、L体のラクチドとD体のラクチドの重合に使用する触媒をオクチル酸錫に変更し、混合工程におけるシリンダーの温度、内圧力を表2に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表2に示す。
(Example 7)
In Example 1, except that the catalyst used for the polymerization of L-form lactide and D-form lactide was changed to tin octylate, and the cylinder temperature and internal pressure in the mixing step were changed as shown in Table 2. The same operation as in Example 1 was performed to obtain a stereocomplex polylactic acid resin composition.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 2.

(実施例8)
実施例1において、L体のラクチドとD体のラクチドの重合に使用する触媒をN,N−ジメチル−4−アミノピリジン(DMAP)に変更し、混合工程におけるシリンダーの温度、内圧力を表2に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表2に示す。
(Example 8)
In Example 1, the catalyst used for the polymerization of L-form lactide and D-form lactide was changed to N, N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP), and the cylinder temperature and internal pressure in the mixing step were changed to Table 2. A stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the change was made as described in 1.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 2.

(実施例9)
図5A及び図5Bに示す第1の方法を用いて実験した。図5Bにおいて重合反応装置100で行う操作は、実施例1の系列1の重合反応装置100で記載した操作と同じである。図5Bにおいて、溶融混合装置29へ供給するタンク21のD体のラクチド、タンク27の炭酸ガスの諸条件は、実施例1の系列2で記載した条件と同じである。尚、D体のラクチドを重合させる際に使用する触媒(DBU)は、図5Bでは不図示であるが、システム100と同様にラクチド用のタンク21とは別に、触媒を充填したタンク(触媒用タンク)が設けられており、該触媒用タンクとポンプを使って、溶融混合装置29に供給される。
図5Bの反応容器33へ供給するD体ラクチドのモノマー送り速度は、表3で記載するように8g/minとした。実施例1の混合装置41を、実施例9では反応容器33に読替えて、実施例1の混合工程における滞留時間を表3に記載するように変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得た。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表3に示す。
Example 9
Experiments were performed using the first method shown in FIGS. 5A and 5B. The operation performed in the polymerization reaction apparatus 100 in FIG. 5B is the same as the operation described in the series 1 polymerization reaction apparatus 100 of Example 1. In FIG. 5B, the conditions of the D-form lactide of the tank 21 supplied to the melt mixing device 29 and the carbon dioxide gas of the tank 27 are the same as the conditions described in the series 2 of the first embodiment. Although the catalyst (DBU) used when polymerizing the D-form lactide is not shown in FIG. 5B, a tank filled with a catalyst (catalyst) is separated from the lactide tank 21 as in the system 100. A tank) is supplied to the melt mixing device 29 using the catalyst tank and a pump.
The monomer feed rate of D-form lactide supplied to the reaction vessel 33 in FIG. 5B was 8 g / min as described in Table 3. The same operation as in Example 1 was performed except that the mixing device 41 of Example 1 was replaced with the reaction vessel 33 in Example 9 and the residence time in the mixing process of Example 1 was changed as described in Table 3. And a stereocomplex polylactic acid resin composition was obtained.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 3.

(実施例10)
実施例1と同様にして得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を、250℃に加熱し、成型機を用いて成型品を作製した。
得られた成型品について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表3に示す。
(Example 10)
The stereocomplex polylactic acid resin composition obtained in the same manner as in Example 1 was heated to 250 ° C., and a molded product was produced using a molding machine.
About the obtained molded product, physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion rate, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half width, the YI value) , The amount of the organic solvent, the amount of the lactide, the amount of the metal catalyst). The results are shown in Table 3.

(実施例11)
実施例1と同様にして得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を、溶融紡糸装置(ムサシノキカイ ST52)にて250℃で紡糸した。
得られた紡糸について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表3に示す。
(Example 11)
The stereocomplex polylactic acid resin composition obtained in the same manner as in Example 1 was spun at 250 ° C. with a melt spinning apparatus (Musashinoki ST52).
About the obtained spinning, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion rate, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half width, the YI value, The organic solvent amount, the lactide amount, and the metal catalyst amount) were determined. The results are shown in Table 3.

(比較例1)
混合工程において、圧縮性流体を追加させず、混合工程におけるフィード比を重合工程から変化させないこととした以外は、(実施例1)と同様にして、実験を行った。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表4に示す。
(Comparative Example 1)
In the mixing step, an experiment was performed in the same manner as in (Example 1) except that the compressive fluid was not added and the feed ratio in the mixing step was not changed from the polymerization step.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 4.

(比較例2)
混合工程において、圧縮性流体を追加させず、混合工程におけるフィード比を重合工程から変化させないこととし、さらに重合工程におけるフィード比を実施例1の混合工程におけるフィード比と同じ値になるよう表4で記載するように変更した以外は、(実施例1)と同様にして、実験を行った。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表4に示す。
(Comparative Example 2)
In the mixing step, no compressible fluid is added, the feed ratio in the mixing step is not changed from the polymerization step, and the feed ratio in the polymerization step is set to the same value as the feed ratio in the mixing step of Example 1. The experiment was carried out in the same manner as in (Example 1) except that the changes were made as described in.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 4.

(比較例3)
混合工程におけるポリマーの送り速度を表5で記載するように変更した以外は、(実施例1)と同様にして、実験を行った。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表5に示す。
(Comparative Example 3)
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the polymer feed rate in the mixing step was changed as described in Table 5.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 5.

(比較例4)
混合工程におけるポリマーの送り速度を表5で記載するように変更した以外は、(実施例7)と同様にして、実験を行った。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表5に示す。
(Comparative Example 4)
The experiment was performed in the same manner as in (Example 7) except that the polymer feed rate in the mixing step was changed as described in Table 5.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 5.

(比較例5)
混合工程におけるポリマーの送り速度を表5で記載するように変更した以外は、(実施例8)と同様にして、実験を行った。
得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物について、上記の方法で物性値(前記Mn、前記Mw/Mn、前記ポリマー転化率、前記ステレオコンプレックス形成率、前記光学純度、前記結晶融解ピーク温度、前記半値幅、前記YI値、前記有機溶媒量、前記ラクチド量、前記金属触媒量)を求めた。結果を表5に示す。
(Comparative Example 5)
The experiment was performed in the same manner as in (Example 8) except that the polymer feed rate in the mixing step was changed as described in Table 5.
About the obtained stereocomplex polylactic acid resin composition, the physical property values (the Mn, the Mw / Mn, the polymer conversion, the stereocomplex formation rate, the optical purity, the crystal melting peak temperature, the half The value range, the YI value, the amount of organic solvent, the amount of lactide, the amount of metal catalyst) were determined. The results are shown in Table 5.

比較例1〜2では、ラセミ化しない光学純度の高いステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を得ることが出来なかった。
比較例3〜5では、ステレオコンプレックス形成率が低すぎた為に、結晶融解ピーク温度及び半値幅の改善ができず、耐熱性の十分な効果が確認出来なかった。
In Comparative Examples 1-2, it was not possible to obtain a stereocomplex polylactic acid resin composition with high optical purity that was not racemized.
In Comparative Examples 3 to 5, since the stereo complex formation rate was too low, the crystal melting peak temperature and the half width could not be improved, and a sufficient effect of heat resistance could not be confirmed.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> ステレオコンプレックス形成率が0.5%以上2.0%以下であって、光学純度が96.0%以上99.9%以下であることを特徴とするステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物である。
<2> 有機溶媒量が1ppm以下であり、金属触媒量が5ppm以下であり、ラクチド量が1,000ppm以下である前記<1>に記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物である。
<3> 数平均分子量が10万以上である前記<1>から<2>のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物である。
<4> YI(イエローインデックス)値が10以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物である。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を含有することを特徴とする成形体である。
<6> 前記<1>から<4>のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を含有することを特徴とする繊維である。
<7> L体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−L−乳酸を得るL体ラクチド開環重合工程と、
圧縮性流体と接触させたD体のラクチドを、前記圧縮性流体に接触したままの前記ポリ−L−乳酸に接触させて、更に圧縮性流体を加えた状態下で前記D体のラクチドを開環重合させることにより、前記ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含むことを特徴とするステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法である。
<8> L体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−L−乳酸を得るL体ラクチド開環重合工程と、
D体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記D体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−D−乳酸を得るD体ラクチド開環重合工程と、
前記圧縮性流体に接触したままの前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸とを、圧縮性流体を更に加えた状態下で接触させ混合させることにより、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含むことを特徴とするステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法である。
<9>圧縮性流体が、二酸化炭素である前記<7>から<8>のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法である。
Aspects of the present invention are as follows, for example.
<1> A stereocomplex polylactic acid resin composition having a stereocomplex formation rate of 0.5% to 2.0% and an optical purity of 96.0% to 99.9%. is there.
<2> The stereocomplex polylactic acid resin composition according to <1>, wherein the organic solvent amount is 1 ppm or less, the metal catalyst amount is 5 ppm or less, and the lactide amount is 1,000 ppm or less.
<3> The stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of <1> to <2>, wherein the number average molecular weight is 100,000 or more.
<4> The stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein the YI (yellow index) value is 10 or less.
<5> A molded product comprising the stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of <1> to <4>.
<6> A fiber comprising the stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of <1> to <4>.
<7> An L-form lactide ring-opening polymerization step for obtaining poly-L-lactic acid by bringing a L-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid and ring-opening polymerization of the L-form lactide;
The D-form lactide that has been brought into contact with the compressive fluid is brought into contact with the poly-L-lactic acid that is still in contact with the compressive fluid, and the D-form lactide is opened under the condition that the compressive fluid is further added. It is a manufacturing method of the stereocomplex polylactic acid resin composition characterized by including the mixing process of obtaining the mixture of the said poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid by making it ring-polymerize.
<8> An L-form lactide ring-opening polymerization step for obtaining poly-L-lactic acid by bringing a L-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid to cause ring-opening polymerization of the L-form lactide;
A D-form lactide ring-opening polymerization step of obtaining poly-D-lactic acid by bringing a D-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid and ring-opening polymerization of the D-form lactide;
The poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid remaining in contact with the compressive fluid are brought into contact with and mixed with the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid in a state in which a compressive fluid is further added. It is a manufacturing method of the stereocomplex polylactic acid resin composition characterized by including the mixing process of obtaining the mixture with poly-D-lactic acid.
<9> The method for producing a stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of <7> to <8>, wherein the compressive fluid is carbon dioxide.

1、3、5、7、11、21、27、51、61 タンク
2、4、22 計量フィーダー
6、8、12、14、28、52、62 計量ポンプ
9、29 溶融混合装置
9a 導入口(圧縮性流体導入口の一例)
9b 導入口(モノマー導入口の一例)
10 送液ポンプ
13、33 反応容器
13a 導入口
13b 導入口(触媒導入口の一例)
15 押出口金(ポリマー排出口の一例)
16 圧調整バルブ
30、31 配管
33a 導入口(ポリ−L−乳酸導入口の一例)
33b 導入口(D体のラクチド導入口の一例)
41a 導入口(ポリ−L−乳酸及びポリ−D−乳酸、共通導入口の一例)
34 圧調整バルブ(ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物排出口の一例)
42 圧調整バルブ(ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物排出口の一例)
41 混合装置(ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物連続製造装置の一例)
100 重合反応装置
100a 供給装置
100b 重合反応装置本体(ポリマー連続製造装置の一例)
200、300 ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物製造システム
P ポリマー生成物
PP 生成物(ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物)
1, 3, 5, 7, 11, 21, 27, 51, 61 Tank 2, 4, 22 Metering feeder 6, 8, 12, 14, 28, 52, 62 Metering pump 9, 29 Melt mixing device 9a Inlet ( Example of compressible fluid inlet)
9b Inlet (Example of monomer inlet)
10 Liquid feed pumps 13, 33 Reaction vessel 13a Inlet 13b Inlet (an example of a catalyst inlet)
15 Extrusion cap (Example of polymer discharge port)
16 Pressure regulating valves 30, 31 Pipe 33a Inlet (an example of poly-L-lactic acid inlet)
33b inlet (an example of D-form lactide inlet)
41a Inlet (Poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid, an example of common inlet)
34 Pressure control valve (an example of a stereocomplex polylactic acid resin composition outlet)
42 Pressure adjustment valve (an example of a stereocomplex polylactic acid resin composition outlet)
41 Mixer (an example of a stereo complex polylactic acid resin composition continuous production device)
100 Polymerization Reaction Device 100a Supply Device 100b Polymerization Reaction Device Body (Example of Continuous Polymer Production Device)
200, 300 Stereocomplex polylactic acid resin composition production system P Polymer product PP product (stereocomplex polylactic acid resin composition)

特開2012−188656号公報JP 2012-188656 A 特開2013−189620号公報JP 2013-189620 A

Claims (9)

ステレオコンプレックス形成率が0.5%以上2.0%以下であって、光学純度が96.0%以上99.9%以下であることを特徴とするステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物。   A stereocomplex polylactic acid resin composition having a stereocomplex formation rate of 0.5% to 2.0% and an optical purity of 96.0% to 99.9%. 有機溶媒量が1ppm以下であり、金属触媒量が5ppm以下であり、ラクチド量が1,000ppm以下である請求項1に記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物。   The stereocomplex polylactic acid resin composition according to claim 1, wherein the amount of organic solvent is 1 ppm or less, the amount of metal catalyst is 5 ppm or less, and the amount of lactide is 1,000 ppm or less. 数平均分子量が10万以上である請求項1から2のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物。   The stereocomplex polylactic acid resin composition according to claim 1, wherein the number average molecular weight is 100,000 or more. YI(イエローインデックス)値が10以下である請求項1から3のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物。   The stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of claims 1 to 3, having a YI (yellow index) value of 10 or less. 請求項1から4のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を含有することを特徴とする成形体。   A molded article comprising the stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から4のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物を含有することを特徴とする繊維。   A fiber comprising the stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of claims 1 to 4. L体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−L−乳酸を得るL体ラクチド開環重合工程と、
圧縮性流体と接触させたD体のラクチドを、前記圧縮性流体に接触したままの前記ポリ−L−乳酸に接触させて、更に圧縮性流体を加えた状態下で前記D体のラクチドを開環重合させることにより、前記ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含むことを特徴とするステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
An L-form lactide ring-opening polymerization step for obtaining poly-L-lactic acid by bringing a L-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid and ring-opening polymerization of the L-form lactide;
The D-form lactide that has been brought into contact with the compressive fluid is brought into contact with the poly-L-lactic acid that is still in contact with the compressive fluid, and the D-form lactide is opened under the condition that the compressive fluid is further added. A method for producing a stereocomplex polylactic acid resin composition comprising a mixing step of obtaining a mixture of poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid by ring polymerization.
L体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記L体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−L−乳酸を得るL体ラクチド開環重合工程と、
D体のラクチドを含有する原材料と圧縮性流体とを接触させて、前記D体のラクチドを開環重合させることにより、ポリ−D−乳酸を得るD体ラクチド開環重合工程と、
前記圧縮性流体に接触したままの前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸とを、圧縮性流体を更に加えた状態下で接触させ混合させることにより、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合体を得る混合工程とを含むことを特徴とするステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
An L-form lactide ring-opening polymerization step for obtaining poly-L-lactic acid by bringing a L-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid and ring-opening polymerization of the L-form lactide;
A D-form lactide ring-opening polymerization step of obtaining poly-D-lactic acid by bringing a D-form lactide-containing raw material into contact with a compressive fluid and ring-opening polymerization of the D-form lactide;
The poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid remaining in contact with the compressive fluid are brought into contact with and mixed with the poly-L-lactic acid and the poly-D-lactic acid in a state in which a compressive fluid is further added. A method for producing a stereocomplex polylactic acid resin composition, comprising a mixing step of obtaining a mixture with poly-D-lactic acid.
圧縮性流体が、二酸化炭素である請求項7から8のいずれかに記載のステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂組成物の製造方法。
The method for producing a stereocomplex polylactic acid resin composition according to any one of claims 7 to 8, wherein the compressive fluid is carbon dioxide.
JP2014084180A 2014-04-16 2014-04-16 Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same Pending JP2015203087A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014084180A JP2015203087A (en) 2014-04-16 2014-04-16 Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014084180A JP2015203087A (en) 2014-04-16 2014-04-16 Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015203087A true JP2015203087A (en) 2015-11-16

Family

ID=54596741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014084180A Pending JP2015203087A (en) 2014-04-16 2014-04-16 Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015203087A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011111599A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Toray Ind Inc Method for producing polylactic acid block copolymer
JP2012188656A (en) * 2011-02-24 2012-10-04 Toray Ind Inc Stereocomplex polylactic acid resin composition and manufacturing method of the same
JP2013216851A (en) * 2011-07-29 2013-10-24 Ricoh Co Ltd Method for producing polymer, apparatus for continuously producing polymer, apparatus for continuously producing composite, and polymer product
JP2014058595A (en) * 2012-09-14 2014-04-03 Ricoh Co Ltd Polymer composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011111599A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Toray Ind Inc Method for producing polylactic acid block copolymer
JP2012188656A (en) * 2011-02-24 2012-10-04 Toray Ind Inc Stereocomplex polylactic acid resin composition and manufacturing method of the same
JP2013216851A (en) * 2011-07-29 2013-10-24 Ricoh Co Ltd Method for producing polymer, apparatus for continuously producing polymer, apparatus for continuously producing composite, and polymer product
JP2014058595A (en) * 2012-09-14 2014-04-03 Ricoh Co Ltd Polymer composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2992030B1 (en) Polymer product, film, molded article, sheet, particle, fiber, and method for producing polymer
KR101560108B1 (en) Method for producing polymer, device for producing polymer, device for producing complex, and polymer product
JP6024299B2 (en) Polymer production method and polymer continuous production apparatus
MX2014001558A (en) Polymer product, polymer compact, polymer compact for medical use, toner, and polymer composition.
KR101730744B1 (en) Polymer composition
KR101741937B1 (en) Polymer product and production method thereof, and polymer product producing apparatus
JP2014145015A (en) Method for producing polymer, and polymer product
KR20160084853A (en) Polymer product and production method thereof, and molded product
KR20150109422A (en) Polymer product and production method thereof, and polymer product producing apparatus
JP6515466B2 (en) Polymer manufacturing apparatus and polymer manufacturing method
JP5333621B2 (en) POLYMER PRODUCT, MOLDED BODY, MEDICAL MOLDED BODY, TONER, AND POLYMER COMPOSITION
JP5182439B1 (en) Method for producing polymer
JP2015232113A (en) Aliphatic polyester, manufacturing method of aliphatic polyester and polymer molded body
KR101775804B1 (en) Porous material, producing method thereof, and serial producing apparatus thereof
JP2016132732A (en) Polylactic acid composition and manufacturing method therefor
JP2015203087A (en) Stereocomplex polylactic acid resin composition and method for producing the same
JP2016011389A (en) Polymer including polylactic acid, method for producing the same, and molded product
JP2013166944A (en) Method for producing polymer, and continuous production apparatus of polymer
JP2014221886A (en) Polymer product and method for producing polymer
JP2015030814A (en) Polylactic acid, and production method thereof
WO2015137103A1 (en) Method for producing polymer
JP2016098320A (en) Apparatus and method for continuously manufacturing polymer
JP2015194225A (en) Tubular object, tubular body, manufacturing method of tubular object and manufacturing device of tubular object

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170411

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180119

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180206