JP2016172787A - Polylactic acid composition and method for producing the same - Google Patents

Polylactic acid composition and method for producing the same Download PDF

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Koichiro Oyama
光一朗 大山
陽子 新井
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陽子 新井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polylactic acid composition having excellent impact strength.SOLUTION: A polylactic acid composition comprises (A) polylactic acid, and (B) untreated laminar silicate uniformly dispersed in the (A) component, and a content ratio of these components is (B) component 21-30 pts.mass to (A) component 100 pts.mass.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ポリ乳酸組成物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a polylactic acid composition and a method for producing the same.

従来、クレイ等に代表される層状ケイ酸塩をポリマーに混合、分散させて強度、耐熱性などの特性を改良することが行われているが、ポリマーと層状ケイ酸塩とは親和性ないしは結合力が低いため、種々の改良策が講じられている。また、層状ケイ酸塩をポリマーにナノオーダーで分散させることで、より優れた特性を持つポリマーナノコンポジットが種々提案されている。   Conventionally, layered silicates typified by clay have been mixed and dispersed in polymers to improve properties such as strength and heat resistance, but the polymer and layered silicate have affinity or binding. Due to its low power, various improvements have been taken. In addition, various polymer nanocomposites having more excellent characteristics have been proposed by dispersing layered silicate in a polymer on the nano order.

例えば、層状ケイ酸塩を有機化して有機化層状ケイ酸塩とし、膨潤化剤及び分散剤と共にポリアミドに添加混合してコンポジットを得る方法(例えば、特許文献1参照)や、水またはプロトン供与体を含む溶媒と、有機化層状ケイ酸塩と、分散剤と、熱可塑性樹脂とを準備し、これらを熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温度で混合することでコンポジットを得る方法(例えば、特許文献2参照)などである。   For example, a method of obtaining a composite by organizing a layered silicate to form an organized layered silicate and adding it to a polyamide together with a swelling agent and a dispersing agent (see, for example, Patent Document 1), water or proton donor A method for obtaining a composite by preparing a solvent containing a solvent, an organically modified layered silicate, a dispersant, and a thermoplastic resin, and mixing them at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the thermoplastic resin (for example, Patent Documents) 2).

しかしながら、上記の従来技術においては、層状ケイ酸塩を含んだポリ乳酸組成物を得る場合、層状ケイ酸塩をアルキルアンモニウム塩などを用いて有機化する必要があった。また、ポリマーにナノオーダーで分散させるために、層状ケイ酸塩をアルキルアンモニウム塩で処理し、層間にアルキルアンモニウム塩を置換した有機化層状ケイ酸塩を使用する必要があった。
加えて、これらの樹脂を採用した製品は、役目を終えて廃棄する段階で良好な耐久性が欠点となり、自然界における分解性に劣るため、生態系に影響を及ぼす可能性がある。
However, in the above-described prior art, when obtaining a polylactic acid composition containing a layered silicate, it is necessary to make the layered silicate organic using an alkylammonium salt or the like. Moreover, in order to disperse | distribute to a polymer in nano order, it was necessary to use the organic-ized layered silicate which processed the layered silicate with the alkylammonium salt, and substituted the alkylammonium salt between layers.
In addition, products using these resins have a disadvantage of good durability at the stage of disposal after being used, and are inferior in degradability in nature, which may affect the ecosystem.

このような問題を解決するために、熱可塑性樹脂で生分解性を有するポリ乳酸に代表される、再生可能資源を出発原料とする生分解性ポリエステルは、現在広く開発が進められている。
例えば、開環重合性モノマーと、圧縮性流体と、造核剤(ポリ乳酸組成物の結晶化速度及び結晶化度を高めるための造核剤)と、好ましくは結晶化促進剤とを混合して、触媒の存在下、前記開環重合性モノマーを開環重合することにより、ポリ乳酸ポリマーを得る方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、こうして製造されたポリ乳酸ポリマーの衝撃強度は、本発明者らが所望する程にまでは至っていない。
In order to solve such problems, biodegradable polyesters starting from renewable resources, represented by polylactic acid, which is a thermoplastic resin and biodegradable, are currently being widely developed.
For example, a ring-opening polymerizable monomer, a compressive fluid, a nucleating agent (a nucleating agent for increasing the crystallization speed and crystallinity of the polylactic acid composition), and preferably a crystallization accelerator are mixed. Thus, a method for obtaining a polylactic acid polymer by ring-opening polymerization of the ring-opening polymerizable monomer in the presence of a catalyst has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
However, the impact strength of the polylactic acid polymer produced in this way has not reached the level desired by the present inventors.

本発明の目的は、上記の従来技術に対して、層状ケイ酸塩を有機化処理することなく(ゆえに有機化処理剤を含まなく、着色の起こらない)及び良好な衝撃強度を有する、未処理の層状ケイ酸塩を含んだポリ乳酸組成物(層状ケイ酸塩とポリマーのナノコンポジット)を提供することにある。   The object of the present invention is that the layered silicate is not treated with an organic treatment (and therefore does not contain an organic treatment agent and does not cause coloration) and has a good impact strength with respect to the above-described conventional technology. It is an object of the present invention to provide a polylactic acid composition (layered silicate and polymer nanocomposite) containing layered silicate.

上記課題を解決するための本発明に係るポリ乳酸組成物は、(A)ポリ乳酸と、(B)前記(A)成分中に均一に分散された未処理の層状ケイ酸塩とを含み、かつ、これら成分の含有割合が(A)成分100質量部に対して(B)成分が21〜30質量部であることを特徴とする。   The polylactic acid composition according to the present invention for solving the above problems includes (A) polylactic acid, and (B) an untreated layered silicate that is uniformly dispersed in the component (A). And the content rate of these components is 21-30 mass parts of (B) component with respect to 100 mass parts of (A) component, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、特に着色が起こらなく、衝撃強度に優れたポリ乳酸組成物を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a polylactic acid composition which is not particularly colored and has excellent impact strength.

温度と圧力に対する物質の状態を示す相図である。It is a phase diagram which shows the state of the substance with respect to temperature and pressure. 圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。It is a phase diagram for defining the range of compressible fluid. バッチ式重合工程の一例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows an example of a batch type polymerization process.

本発明者らは、鋭意研究を行った結果、ポリ乳酸組成物中に特定量の未処理の層状ケイ酸塩(以降「未処理層状ケイ酸塩」ともいう)を存在させることによって、良好な衝撃強度を有するポリ乳酸樹脂組成物が得られることを見出した。本発明はこうした知見によりなされたものである。
即ち、本発明は(A)ポリ乳酸と、(B)前記(A)成分中に均一に分散された未処理層状ケイ酸塩とを含み、かつ、これら成分の含有割合が(A)成分100質量部に対して(B)成分が21〜30質量部であることを特徴とするポリ乳酸組成物である。本発明において、「未処理層状ケイ酸塩」とは有機化、その他化学処理が施されていない状態の層状ケイ酸塩を意味する。
As a result of intensive studies, the inventors have found that a specific amount of untreated layered silicate (hereinafter also referred to as “untreated layered silicate”) is present in the polylactic acid composition. It has been found that a polylactic acid resin composition having impact strength can be obtained. The present invention has been made based on these findings.
That is, the present invention includes (A) polylactic acid and (B) untreated layered silicate uniformly dispersed in the component (A), and the content ratio of these components is (A) component 100. (B) component is 21-30 mass parts with respect to a mass part, It is a polylactic acid composition characterized by the above-mentioned. In the present invention, “untreated layered silicate” means a layered silicate that has not been subjected to organic treatment or other chemical treatment.

以下に、本発明に係るポリ乳酸組成物及びその製造方法についてさらに詳細に説明する。なお以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。   Hereinafter, the polylactic acid composition and the method for producing the same according to the present invention will be described in more detail. Although the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, various technically preferred limitations are given, but the scope of the present invention is intended to limit the present invention in the following description. As long as there is no description, it is not restricted to these aspects.

(ポリ乳酸組成物)
本発明のポリ乳酸組成物は、少なくともポリ乳酸を含有し、かつポリ乳酸100質量部に対して未処理層状ケイ酸塩21〜30質量部を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
(Polylactic acid composition)
The polylactic acid composition of the present invention contains at least polylactic acid, contains 21 to 30 parts by mass of untreated layered silicate with respect to 100 parts by mass of polylactic acid, and further contains other components as necessary. Do it.

前記ポリ乳酸とは、乳酸を基本単位とし、複数の乳酸が連なって高分子量となった脂肪族ポリエステルの一種である。
ポリ乳酸としては、例えば、ポリ−L−乳酸(PLLA)、ポリ−D−乳酸(PDLA)、L−乳酸とD−乳酸とのランダム共重合体、L−乳酸とD−乳酸とのステレオコンプレックスなどが挙げられ、更に必要に応じてその他の共重合成分を含んでいてもよい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、乳酸成分の光学純度が高いポリ乳酸を用いることが好ましく、ポリ乳酸の総乳酸成分のうち、L体が80%以上含まれるか、あるいはD体が80%以上含まれることが好ましい。
前記ポリ乳酸は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、乳酸から環状二量体ラクチドを経て、触媒の存在下で開環重合することによって合成することができ、後述するポリ乳酸組成物の製造方法により製造することができる。
The polylactic acid is a kind of aliphatic polyester having lactic acid as a basic unit and a plurality of lactic acids connected to have a high molecular weight.
Examples of polylactic acid include poly-L-lactic acid (PLLA), poly-D-lactic acid (PDLA), a random copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid, and a stereocomplex of L-lactic acid and D-lactic acid. And other copolymerization components may be further included as necessary. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable to use polylactic acid having a high optical purity of the lactic acid component, and among the total lactic acid components of polylactic acid, it is preferable that the L-form is contained in 80% or more, or the D-form is contained in 80% or more. .
The polylactic acid is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. The polylactic acid can be synthesized by ring-opening polymerization from lactic acid through a cyclic dimer lactide in the presence of a catalyst, which will be described later. It can be produced by a method for producing a polylactic acid composition.

本発明のポリ乳酸組成物は、その製造過程においてアンモニア、アンモニウム塩、その他窒素原子を含む化合物は用いられていないので、アンモニウム成分が含まれないものである。アンモニウム成分が含まれないことから、本発明のポリ乳酸組成物は加熱による着色などといった耐熱性の低下を防げるという利点を有する。   The polylactic acid composition of the present invention does not contain an ammonium component because ammonia, ammonium salts, and other compounds containing nitrogen atoms are not used in the production process. Since the ammonium component is not contained, the polylactic acid composition of the present invention has an advantage of preventing a decrease in heat resistance such as coloring due to heating.

本発明のポリ乳酸組成物は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン基準の重量平均分子量(Mw)が100,000以上であり、150,000以上が好ましく、200,000以上がより好ましい。前記重量平均分子量が100,000未満であると、機械的強度が不十分となる。前記重量平均分子量(Mw)の上限は特に限定されないが、成型性の点で、例えば600,000以下が好ましく、300,000以下がより好ましい。前記重量平均分子量が600,000を超えると成型の際に高温条件が必要となり分子量の低下を引き起こしてしまう。ポリ乳酸組成物における重量平均分子量の測定方法としては、後述の実施例に記載の方法が挙げられる。   The polylactic acid composition of the present invention has a polystyrene-based weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography of 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 200,000 or more. When the weight average molecular weight is less than 100,000, the mechanical strength becomes insufficient. The upper limit of the weight average molecular weight (Mw) is not particularly limited, but is preferably 600,000 or less, and more preferably 300,000 or less, from the viewpoint of moldability. If the weight average molecular weight exceeds 600,000, a high temperature condition is required at the time of molding, which causes a decrease in molecular weight. Examples of the method for measuring the weight average molecular weight in the polylactic acid composition include the methods described in Examples below.

また、前記ポリ乳酸組成物の重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した分子量分布(Mw/Mn)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、1.0以上2.5以下が好ましく、1.2以上2.0以下がより好ましい。前記分子量分布(Mw/Mn)が、2.5を超えると、低分子量成分が多くなり、機械的強度が低下することがある。ポリ乳酸組成物における分子量分布の測定方法としては、後述の実施例に記載の方法が挙げられる。   The molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) of the polylactic acid composition by the number average molecular weight (Mn) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. 1.0 to 2.5 is preferable, and 1.2 to 2.0 is more preferable. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) exceeds 2.5, the low molecular weight component increases and the mechanical strength may decrease. Examples of the method for measuring the molecular weight distribution in the polylactic acid composition include the methods described in Examples below.

前記ポリ乳酸組成物には、有機溶媒が含まれてもよいし、含まれていなくてもよい。前記有機溶媒とは、常温で液体であり、溶質と化学反応しない、反応場として用いられる有機物の溶媒である。前記ポリ乳酸組成物が、開環重合反応で得られるポリ乳酸である場合には、前記有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。実質的に有機溶媒を含有しないとは、ポリ乳酸組成物中の有機溶媒の含有率が具体的には検出限界(5ppm)未満であることをいう。前記有機溶媒は使用せずに、圧縮性流体(例えば、超臨界二酸化炭素)を溶媒として単独で使用することが安全性、安定性の観点から好ましいが、エントレーナーとしての有機溶媒と超臨界二酸化炭素を併用することもできる。   The polylactic acid composition may or may not contain an organic solvent. The organic solvent is an organic solvent used as a reaction field that is liquid at normal temperature and does not chemically react with a solute. When the polylactic acid composition is polylactic acid obtained by a ring-opening polymerization reaction, examples of the organic solvent include chloroform, methylene chloride, toluene, tetrahydrofuran, and the like. “Substantially free of organic solvent” means that the content of the organic solvent in the polylactic acid composition is specifically less than the detection limit (5 ppm). It is preferable to use a compressive fluid (for example, supercritical carbon dioxide) alone as a solvent without using the organic solvent, from the viewpoint of safety and stability. However, the organic solvent as an entrainer and supercritical dioxide are preferable. Carbon can also be used in combination.

本発明のポリ乳酸組成物における未処理層状ケイ酸塩は、層状の構造を持つケイ酸塩鉱物などであり、例えば、マイカ、フッ素化マイカ、モンモリロナイト、スメクタイト、カオリン、ヘクトライト、ベントナイト、バーミキュライト、ハロイサイト、サポナイトなどが挙げられる。これらの未処理の層状ケイ酸塩は、単独であるいは数種混合して使用することも可能である。   The untreated layered silicate in the polylactic acid composition of the present invention is a silicate mineral having a layered structure, such as mica, fluorinated mica, montmorillonite, smectite, kaolin, hectorite, bentonite, vermiculite, Examples include halloysite and saponite. These untreated layered silicates can be used alone or in combination.

前記未処理層状ケイ酸塩の体積平均粒子径(D50)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、0.005μm〜100μmが好ましく、0.01μm〜20μmがより好ましい。
前記体積平均粒子径(D50)は、例えば、レーザー散乱/回折型の粒径測定装置(LA−920、堀場製作所社製)などにより測定することができる。
また、未処理層状ケイ酸塩の量は、ポリ乳酸100質量部に対して、21〜30質量部、好ましくは23〜28質量部である。ポリ乳酸100質量部に対して21質量部未満であると衝撃強度が不十分となりとなり、30質量部超であると層状ケイ酸塩とラクチドまたはポリ乳酸との混合が不完全になり、成型ができないといった不具合がみられる。
The volume average particle diameter (D50) of the untreated layered silicate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.005 μm to 100 μm, more preferably 0.01 μm to 20 μm. .
The volume average particle diameter (D50) can be measured by, for example, a laser scattering / diffraction type particle diameter measuring apparatus (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).
The amount of the untreated layered silicate is 21 to 30 parts by mass, preferably 23 to 28 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polylactic acid. If it is less than 21 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polylactic acid, the impact strength becomes insufficient, and if it exceeds 30 parts by mass, the mixing of layered silicate with lactide or polylactic acid becomes incomplete, and molding is impossible. There is a problem that it cannot be done.

本発明のポリ乳酸組成物のイエローインデックス(YI)値は、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、15以下が好ましく、10以下がより好ましく、5以下が更に好ましい。YI値が15を超えると、食品包装容器などの用途でポリマー生成物を用いた場合に、外観が損なわれる場合があるだけでなく、熱劣化による強度低下等のポリ乳酸組成物の物性に悪い影響を及ぼしている可能性がある。   The yellow index (YI) value of the polylactic acid composition of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and still more preferably 5 or less. When the YI value exceeds 15, not only the appearance may be impaired when the polymer product is used for food packaging containers or the like, but the physical properties of the polylactic acid composition such as strength reduction due to thermal deterioration are poor. May have an impact.

(ポリ乳酸組成物の製造方法)
本発明のポリ乳酸組成物の製造方法は、ラクチドを、未処理層状ケイ酸塩存在下、圧縮性流体雰囲気下で開環重合させることを特徴とする。この製造方法によれば良好な衝撃強度を有するポリ乳酸組成物が得られるが、これは未処理層状ケイ酸塩がラクチドに分散した状態でラクチドの開環重合が行われるので、ポリ乳酸中に未処理層状ケイ酸塩がよく分散されて存在するためと思われる。
なお、本発明のポリ乳酸組成物の製造方法は重合工程を少なくとも含むが、更に必要に応じて、その他の工程を含んでいてもよい。また、ポリ乳酸組成物は、高分子量であるため、前記ポリ乳酸組成物を製造する際には、前記ポリ乳酸組成物を製造する製造装置において、押出手段を用いることにより、スムーズにポリマー生成物(ポリ乳酸組成物)を取り出すことができる。
(Production method of polylactic acid composition)
The method for producing a polylactic acid composition of the present invention is characterized in that lactide is subjected to ring-opening polymerization in a compressive fluid atmosphere in the presence of an untreated layered silicate. According to this production method, a polylactic acid composition having good impact strength can be obtained. This is because the ring-opening polymerization of lactide is performed in a state where the untreated layered silicate is dispersed in lactide. This is probably because the untreated layered silicate is well dispersed.
In addition, although the manufacturing method of the polylactic acid composition of this invention includes a superposition | polymerization process at least, it may also include the other process as needed. Further, since the polylactic acid composition has a high molecular weight, when the polylactic acid composition is produced, the polymer product can be smoothly produced by using an extrusion means in the production apparatus for producing the polylactic acid composition. (Polylactic acid composition) can be taken out.

前記重合工程においては、開始剤(多官能開始剤)と、未処理層状ケイ酸塩と、ラクチドと、圧縮性流体とを少なくとも接触させて、前記ラクチドを開環重合する。
ここで、前記圧縮性流体としては二酸化炭素が容易に超臨界状態を作り出せることから好ましく用いられる。
In the polymerization step, the lactide is subjected to ring-opening polymerization by bringing at least an initiator (polyfunctional initiator), an untreated layered silicate, lactide, and a compressive fluid into contact with each other.
Here, carbon dioxide is preferably used as the compressive fluid because it can easily create a supercritical state.

〔原材料〕
まず、上記のポリマー生成物の製造に用いられる開環重合性モノマー、未処理層状ケイ酸塩、開始剤などの原材料、触媒などの成分について説明する。本実施形態において、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、開環重合性モノマー、未処理層状ケイ酸塩及び開始剤を含み、更に必要に応じて添加剤などの任意成分を含む。
ここでは、併せて圧縮性流体についても説明する。
〔raw materials〕
First, the ring-opening polymerizable monomer, raw material such as untreated layered silicate and initiator used for the production of the polymer product, and components such as a catalyst will be described. In the present embodiment, the raw material is a material from which the polymer is produced, and includes a ring-opening polymerizable monomer, an untreated layered silicate, and an initiator, and, if necessary, optional components such as additives. including.
Here, the compressible fluid is also described.

<開環重合性モノマー>
本実施形態で用いられる開環重合性モノマーは、エステル結合を環内に有するものが好ましい。このような、開環重合性モノマーとしては、例えば、環状エステル、環状カーボネートなどが挙げられる。
<Ring-opening polymerizable monomer>
The ring-opening polymerizable monomer used in this embodiment preferably has an ester bond in the ring. Examples of such ring-opening polymerizable monomers include cyclic esters and cyclic carbonates.

環状エステルとしては、特に限定されないが、次の一般式(1)で表される化合物のL体及び/又はD体を脱水縮合して得られる環状二量体が好適に用いられる。
R−C*−H(−OH)(−COOH)一般式(1)
(一般式(1)において、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表す。また、一般式(1)において、「*」は、不斉炭素を表す。)
Although it does not specifically limit as cyclic ester, The cyclic dimer obtained by dehydrating condensation of the L-form and / or D-form of the compound represented by following General formula (1) is used suitably.
R—C * —H (—OH) (— COOH) General formula (1)
(In general formula (1), R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. In general formula (1), “*” represents an asymmetric carbon.)

一般式(1)で表される化合物の具体例としては、乳酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシブタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシペンタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシヘキサン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシヘプタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシオクタン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシノナン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシデカン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシウンデカン酸の鏡像異性体、2−ヒドロキシドデカン酸の鏡像異性体などが挙げられる。これらの中でも、乳酸の鏡像異性体が反応性、又は入手容易性の点から特に好ましい。これら環状二量体は単独で、あるいは数種を混合して使用することも可能である。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include an enantiomer of lactic acid, an enantiomer of 2-hydroxybutanoic acid, an enantiomer of 2-hydroxypentanoic acid, and an enantiomer of 2-hydroxyhexanoic acid. , 2-hydroxyheptanoic acid enantiomer, 2-hydroxyoctanoic acid enantiomer, 2-hydroxynonanoic acid enantiomer, 2-hydroxydecanoic acid enantiomer, 2-hydroxyundecanoic acid enantiomer And enantiomers of 2-hydroxydodecanoic acid. Among these, enantiomers of lactic acid are particularly preferable from the viewpoint of reactivity or availability. These cyclic dimers can be used alone or in admixture of several kinds.

一般式(1)以外の環状エステルとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−オクタノラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサラノラクトン、δ−オクタノラクトン、ε−カプロラクトン、δ−ドデカノラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、グリコリッド、ラクタイドなどの脂肪族のラクトンを挙げることができる。特にε−カプロラクトンが反応性・入手性の観点から好ましい。また、環状カーボネートとしては、特に限定されないが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。これらの開環重合性モノマーは、一種単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。   Examples of cyclic esters other than the general formula (1) include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, γ-hexanolactone, γ-octanolactone, δ-valerolactone, and δ-hexalanolactone. , Δ-octanolactone, ε-caprolactone, δ-dodecanolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-δ-valerolactone, glycolide, lactide, and the like. In particular, ε-caprolactone is preferable from the viewpoint of reactivity and availability. Moreover, although it does not specifically limit as cyclic carbonate, Ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. are mentioned. These ring-opening polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.

<層状ケイ酸塩>
本実施形態の製造方法で用いられる未処理層状ケイ酸塩は、層状の構造を持つケイ酸塩鉱物などであり、例えば、マイカ、フッ素化マイカ、モンモリロナイト、スメクタイト、カオリン、ヘクトライト、ベントナイト、バーミキュライト、ハロイサイト、サポナイトなどが挙げられるが、特に、マイカ、スメクタイト、カオリンの使用が好ましい。これらの未処理層状ケイ酸塩は、単独であるいは数種混合して使用することも可能である。
これら未処理層状ケイ酸塩の量は、開環重合性モノマー100質量部に対して、21〜30質量部が好ましく、23〜28質量部がより好ましい。
<Layered silicate>
The untreated layered silicate used in the production method of the present embodiment is a silicate mineral having a layered structure, such as mica, fluorinated mica, montmorillonite, smectite, kaolin, hectorite, bentonite, vermiculite. , Halloysite, saponite, and the like, and mica, smectite, and kaolin are particularly preferable. These untreated layered silicates can be used alone or in combination.
21-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of ring-opening polymerizable monomers, and, as for the quantity of these untreated layered silicate, 23-28 mass parts is more preferable.

<開始剤>
本実施形態では、得られるポリマーの分子量を制御するために、開始剤が好適に用いられる。開始剤としては、公知のものが使用でき、アルコール系であれば例えば脂肪族アルコールのモノ−、ジ−又は多価アルコールのいずれでもよく、また飽和、不飽和のいずれであっても構わない。
開始剤としては、具体的にはメタノール、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等のモノアルコール;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等のジアルコール;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等の多価アルコール;及び乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。
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開始剤に使用することもできる。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。
<Initiator>
In this embodiment, an initiator is preferably used to control the molecular weight of the polymer obtained. As the initiator, known ones can be used, and any alcoholic mono-, di- or polyhydric alcohol may be used, and either saturated or unsaturated may be used.
Specific examples of the initiator include monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, nonanol, decanol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol; ethylene glycol, 1,2 -Dialcohols such as propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, hexanediol, nonanediol, tetramethylene glycol, polyethylene glycol; glycerol, sorbitol, xylitol, ribitol, And polyhydric alcohols such as erythritol and triethanolamine; and methyl lactate and ethyl lactate.
Further, a polymer having an alcohol residue at the terminal, such as polycaprolactone diol or polytetramethylene glycol, can be used as an initiator. Thereby, a diblock or triblock copolymer is synthesized.

開始剤の使用量は、目標とする分子量に応じて適宜調整すればよく、好ましくはモノマー100モル%に対して、0.05モル%以上5モル%以下である。不均一に重合が開始されるのを防ぐために、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。   What is necessary is just to adjust suitably the usage-amount of an initiator according to the target molecular weight, Preferably it is 0.05 mol% or more and 5 mol% or less with respect to 100 mol% of monomers. 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.

<その他の成分>
前記ポリマー生成物を製造する際に用いるその他の成分としては、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、触媒、添加剤などが挙げられる。
<Other ingredients>
There is no restriction | limiting in particular as another component used when manufacturing the said polymer product, According to the objective, it can select suitably, For example, a catalyst, an additive, etc. are mentioned.

−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、金属触媒が好ましく用いられる。
-Catalyst-
There is no restriction | limiting in particular as said catalyst, According to the objective, it can select suitably, A metal catalyst is used preferably.

−−金属触媒−−
本実施形態の製造方法で用いられる金属触媒は、金属原子を含む有機触媒である。このような金属触媒としては、特に限定されず、オクチル酸スズ、ジブチル酸スズなどのスズ系化合物、アルミニウムアセチルアセトナート、酢酸アルミなどのアルミ系化合物、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のチタン系化合物、ジルコニウムイソプロオイキシドなどのジルコニウム系化合物、三酸化アンチモンなどのアンチモン系化合物などの公知のものが用いられる。
--Metal catalyst--
The metal catalyst used in the production method of the present embodiment is an organic catalyst containing a metal atom. Such a metal catalyst is not particularly limited, and tin compounds such as tin octylate and tin dibutylate, aluminum compounds such as aluminum acetylacetonate and aluminum acetate, titanium compounds such as tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate Known compounds such as compounds, zirconium compounds such as zirconium isoprooxide, and antimony compounds such as antimony trioxide are used.

金属触媒の添加量は、金属触媒種、開環重合モノマー種などに応じて適宜調整すれば良い。例えば、オクチル酸スズを用いてラクチドを開環重合する場合、ラクチド100モル%に対して0.005〜0.5モル%、好ましくは0.01〜0.2モル%のオクチル酸スズを用いることが好ましい。   What is necessary is just to adjust the addition amount of a metal catalyst suitably according to a metal catalyst seed | species, a ring-opening polymerization monomer seed | species, etc. For example, when ring-opening polymerization of lactide using tin octylate, 0.005 to 0.5 mol%, preferably 0.01 to 0.2 mol% of tin octylate is used with respect to 100 mol% of lactide. It is preferable.

−添加剤−
また、開環重合に際しては、必要に応じて添加剤を添加してもよい。添加剤の例としては、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、その他類似のものがあげられる。必要に応じて重合反応後に重合停止剤(安息香酸、塩酸、燐酸、メタリン酸、酢酸、乳酸等)を用いることもできる。
これら添加剤の配合量は、添加する目的や添加剤の種類によって異なるが、好ましくは、ポリマー組成物100質量部に対して0質量部以上5質量部以下である。
-Additives-
In the ring-opening polymerization, an additive may be added as necessary. Examples of additives include surfactants, antioxidants, stabilizers, antifogging agents, ultraviolet absorbers, pigments, colorants, inorganic particles, various fillers, thermal stabilizers, flame retardants, crystal nucleating agents, antistatic agents Agents, surface wetting improvers, incineration aids, lubricants, natural products, mold release agents, plasticizers, and the like. If necessary, a polymerization terminator (benzoic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, metaphosphoric acid, acetic acid, lactic acid, etc.) can be used after the polymerization reaction.
The compounding amount of these additives varies depending on the purpose of addition and the type of additive, but is preferably 0 part by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer composition.

界面活性剤としては、圧縮性流体に溶解し、かつ圧縮性流体と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、生成物の分子量分布を狭くしたり、粒子状のポリマーを得たりがし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良い。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、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 which are soluble in the compressive fluid and have an affinity for both the compressive fluid and the ring-opening polymerizable monomer are suitably used. By using such a surfactant, the polymerization reaction can be promoted uniformly, and effects such as narrowing the molecular weight distribution of the product and obtaining 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.

安定剤としては、エポキシ化大豆油、カルボジイミド等などが用いられる。酸化防止剤としては、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。
防曇剤としては、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。
フィラーとしては、紫外線吸収剤、熱安定剤、難燃剤、内部離型剤、結晶核剤としての効果を持つクレイ、タルク、シリカなどが用いられる。
顔料としては、酸化チタン、カーボンブラック、群青等などが用いられる。
As the stabilizer, epoxidized soybean oil, carbodiimide and the like are used. As the antioxidant, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, butylhydroxyanisole and the like are used.
As the antifogging agent, glycerin fatty acid ester, monostearyl citrate and the like are used.
As the filler, an ultraviolet absorber, a heat stabilizer, a flame retardant, an internal mold release agent, clay having an effect as a crystal nucleating agent, talc, silica, or the like is used.
As the pigment, titanium oxide, carbon black, ultramarine blue and the like are used.

<圧縮性流体>
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、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)、及び(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。
<Compressive 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.
The “compressible fluid” is a fluid in the phase diagram shown in FIG. 1 when it exists in any of the regions (1), (2), and (3) shown in FIG. Means.

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、本発明においては、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、本発明においては、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 the present invention, 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 invention, it represents a high-pressure gas whose pressure is 1/2 (1/2 Pc) or more of the critical pressure (Pc).

圧縮性流体の状態で用いることができる物質としては、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 substances that can be used in the state of a 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.

[バッチ式重合反応装置]
次に、図3を用いて、前記ポリマー生成物(ポリ乳酸組成物)の製造に用いられるバッチ式の重合反応装置の一例について説明する。図3は、重合工程の一例を示す系統図である。
[Batch polymerization reactor]
Next, an example of a batch-type polymerization reaction apparatus used for producing the polymer product (polylactic acid composition) will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a system diagram showing an example of a polymerization process.

図3に示す重合反応装置400は、タンク121と、計量ポンプ122と、添加ポット125と、反応容器127と、バルブ(123,124,126,128,129,)とを有している。上記の各装置は耐圧性の配管130によって図3に示したように接続されている。また、配管130には、継手(130a,130b)が設けられている。   The polymerization reaction apparatus 400 shown in FIG. 3 has a tank 121, a metering pump 122, an addition pot 125, a reaction vessel 127, and valves (123, 124, 126, 128, 129). Each of the above devices is connected as shown in FIG. The pipe 130 is provided with joints (130a, 130b).

タンク121は、圧縮性流体を貯蔵する。なお、タンク121は、反応容器127に供給される供給経路或いは反応容器127内で加熱、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121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、反応容器127内で図2の相図における(1)、(2)、又は(3)の状態となる。   The tank 121 stores a compressible fluid. The tank 121 may store a gas (gas) or a solid that becomes a compressible fluid by being heated and pressurized in a supply path supplied to the reaction vessel 127 or in the reaction vessel 127. In this case, the gas or solid stored in the tank 121 is heated or pressurized to be in the state (1), (2), or (3) in the phase diagram of FIG. .

計量ポンプ122は、タンク121に貯蔵された圧縮性流体を、一定の圧力及び流量で反応容器127に供給する。添加ポット125は、反応容器127内の原材料に添加される触媒を貯蔵する。バルブ(123,124,126,129,)は、それぞれを開閉させることにより、タンク121に貯蔵された圧縮性流体を、添加ポット125を経由して反応容器127に供給する経路と、添加ポット125を経由せずに反応容器127に供給する経路などとを切り換える。   The metering pump 122 supplies the compressive fluid stored in the tank 121 to the reaction vessel 127 at a constant pressure and flow rate. The addition pot 125 stores the catalyst added to the raw material in the reaction vessel 127. The valves (123, 124, 126, 129) are opened and closed so that the compressive fluid stored in the tank 121 is supplied to the reaction vessel 127 via the addition pot 125 and the addition pot 125. The route for supplying to the reaction vessel 127 without passing through is switched.

反応容器127には、重合を開始する前に予め開環重合性モノマー、及び開始剤、未処理層状ケイ酸塩、触媒が収容される。反応容器127は、予め収容された開環重合性モノマー、及び開始剤、未処理層状ケイ酸塩と、タンク121から供給された圧縮性流体と、添加ポット125から供給された触媒とを接触させて、開環重合性モノマーを重合させるための耐圧性の容器である。なお、触媒は予め反応容器127に仕込んでおくこともできる。また、反応容器127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127は、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、反応容器127は、原材料、及び圧縮性流体を攪拌する攪拌装置を有している。原材料と生成したポリマー生成物との密度差が生じたときに、攪拌装置の攪拌を加えることで生成したポリマー生成物の沈降を抑制できるので、重合反応をより均一かつ定量的に進められる。反応終了後に、0.1MPa/min以下の速度で、反応容器127の上部に設置されたバルブ130を0.1MPa/minの速度以下で開放し、常圧の状態を保持した後、バルブ128を開放し反応容器127内のポリマー生成物Pを排出する。また、この方法の場合、バルブ130は反応容器127の上部に設置しているため、ゆっくりと脱圧しないと反応容器127内のポリマーが激しく発泡し、閉塞の原因になる。そのため、バルブ130に加え、さらにバルブを複数設置して脱圧箇所を確保してもよい。   The reaction vessel 127 previously contains a ring-opening polymerizable monomer, an initiator, an untreated layered silicate, and a catalyst before starting the polymerization. The reaction vessel 127 brings the ring-opening polymerizable monomer and the initiator, the untreated layered silicate, the compressive fluid supplied from the tank 121, and the catalyst supplied from the addition pot 125 into contact with each other. And a pressure-resistant container for polymerizing the ring-opening polymerizable monomer. The catalyst can also be charged in the reaction vessel 127 in advance. In addition, the reaction vessel 127 may be provided with a gas outlet for removing evaporated substances. In addition, the reaction vessel 127 has a heater for heating the raw materials and the compressive fluid. Furthermore, the reaction vessel 127 has a stirring device for stirring the raw materials and the compressive fluid. When the density difference between the raw material and the produced polymer product occurs, the settling of the produced polymer product can be suppressed by adding the stirring of the stirring device, so that the polymerization reaction can proceed more uniformly and quantitatively. After completion of the reaction, the valve 130 installed at the top of the reaction vessel 127 was opened at a rate of 0.1 MPa / min or less at a rate of 0.1 MPa / min or less, and maintained at normal pressure. Open and discharge the polymer product P in the reaction vessel 127. In the case of this method, since the valve 130 is installed at the upper part of the reaction vessel 127, the polymer in the reaction vessel 127 will foam violently and cause clogging unless it is slowly depressurized. Therefore, in addition to the valve 130, a plurality of valves may be further provided to secure the depressurization location.

以下に、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

〔実施例1−1〕
図3に示すバッチ式の重合反応装置400を用いて、L−ラクチド及びD−ラクチド混合物(L−ラクチド/D−ラクチド=90/10(質量比率))の開環重合を行った。重合反応装置400の構成を以下に示す。
・タンク121:炭酸ガスボンベ
・反応容器127:500mLのSUS316製の耐圧容器に、予め開環重合性モノマーとして液体状態のラクチド(L−ラクチド及びD−ラクチド混合物(質量比90/10)(ピューラック社製、融点:100℃)100質量部と、未処理のマイカ(コープケミカル社製、ソマシフME−100)25質量部を加え、二酸化炭素を10MPaになるまで充填した。110℃まで昇温した後、1時間攪拌を行い、ラクチドと非有機処理マイカを混合した。その後、触媒として2−エチルへキサン酸スズを0.02質量部、反応開始剤として1−ヘキサノールを0.07モル%添加し、180℃まで昇温した。180℃、10MPaで2時間重合反応を行い、温度、圧力を常温、常圧まで戻し、未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。
得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表1に示す。
[Example 1-1]
Ring-opening polymerization of L-lactide and a D-lactide mixture (L-lactide / D-lactide = 90/10 (mass ratio)) was performed using a batch polymerization reactor 400 shown in FIG. The structure of the polymerization reaction apparatus 400 is shown below.
Tank 121: Carbon dioxide gas cylinder Reaction vessel 127: Lactide in a liquid state (L-lactide and D-lactide mixture (mass ratio 90/10) (mass ratio 90/10) as a ring-opening polymerizable monomer in a 500 mL SUS316 pressure vessel 100 parts by mass, melting point: 100 ° C., and 25 parts by mass of untreated mica (manufactured by Co-op Chemical Co., Ltd., Somasif ME-100) were added and charged with carbon dioxide to 10 MPa. After stirring for 1 hour, lactide and non-organic mica were mixed, and then 0.02 parts by mass of 2-ethylhexanoate was added as a catalyst and 0.07 mol% of 1-hexanol was added as a reaction initiator. The temperature was raised to 180 ° C. The polymerization reaction was carried out at 180 ° C. and 10 MPa for 2 hours, and the temperature and pressure were returned to room temperature and normal pressure. A polylactic acid composition containing an iodate was obtained.
Table 1 shows the results of measuring the weight average molecular weight, YI value, and impact strength evaluation results of the obtained polylactic acid composition.

〔実施例1−2〕
未処理のマイカの配合量を、25質量部から23質量部に変えた以外は実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表1に示す。
[Example 1-2]
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of untreated mica was changed from 25 parts by mass to 23 parts by mass. Table 1 shows the results of measuring the weight average molecular weight, YI value, and impact strength evaluation results of the obtained polylactic acid composition.

〔実施例1−3〕
未処理のマイカの配合量を、25質量部から28質量部に変えた以外は実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表1に示す。
[Example 1-3]
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of untreated mica was changed from 25 parts by mass to 28 parts by mass. Table 1 shows the results of measuring the weight average molecular weight, YI value, and impact strength evaluation results of the obtained polylactic acid composition.

〔実施例2〕
未処理のマイカの替りに未処理のスメクタイト(コープケミカル社製、ルーセンタイトSWN)を使用した以外は、実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表2に示す。
[Example 2]
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that untreated smectite (manufactured by Corp Chemical Co., Lucentite SWN) was used instead of untreated mica. It was. Table 2 shows the results of measuring the weight average molecular weight and YI value of the obtained polylactic acid composition, and the impact strength evaluation results.

〔実施例3〕
未処理のマイカの替りに未処理のカオリン(和光純薬社製)を使用した以外は、実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表2に示す。
Example 3
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that untreated kaolin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of untreated mica. Table 2 shows the results of measuring the weight average molecular weight and YI value of the obtained polylactic acid composition, and the impact strength evaluation results.

〔実施例4〕
1−ヘキサノール(反応開始剤)の配合量を0.07モル%から0.045モル%に変えた以外は、実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表2に示す。
Example 4
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of 1-hexanol (reaction initiator) was changed from 0.07 mol% to 0.045 mol%. Got. Table 2 shows the results of measuring the weight average molecular weight and YI value of the obtained polylactic acid composition, and the impact strength evaluation results.

〔比較例1〕
図3に示すバッチ式の重合反応装置400を用いた。
予め開環重合性モノマーとして液体状態のラクチド(L−ラクチド及びD−ラクチド混合物(質量比90/10)(ピューラック社製、融点:100℃)100質量部と、有機化処理マイカ(コープケミカル社製、ソマシフMEE)25質量部とを加え、二酸化炭素を常圧で充填した。110℃まで昇温した後、1時間攪拌を行い、ラクチドと有機化処理マイカを混合した。その後、触媒として2−エチルへキサン酸スズを0.02質量部、反応開始剤として1−ヘキサノールを0.07モル%添加し、180℃まで昇温した。180℃、常圧で2時間重合反応を行い、温度、圧力を常温、常圧まで戻し、有機化処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。
得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表3に示す。
[Comparative Example 1]
A batch type polymerization reaction apparatus 400 shown in FIG. 3 was used.
As a ring-opening polymerizable monomer, lactide in a liquid state (L-lactide and D-lactide mixture (mass ratio 90/10) (manufactured by Pulac Co., Ltd., melting point: 100 ° C.) 100 parts by mass; (Somasif MEE), 25 parts by mass, were charged with carbon dioxide at normal pressure, heated to 110 ° C., stirred for 1 hour, and mixed with lactide and organically treated mica. 0.02 part by mass of tin 2-ethylhexanoate, 0.07 mol% of 1-hexanol as a reaction initiator was added, and the temperature was raised to 180 ° C. The polymerization reaction was performed at 180 ° C. and normal pressure for 2 hours, The temperature and pressure were returned to room temperature and normal pressure to obtain a polylactic acid composition containing an organically treated layered silicate.
Table 3 shows the results of measuring the weight average molecular weight and YI value of the resulting polylactic acid composition, and the evaluation results of impact strength.

〔比較例2−1〕
未処理のマイカの配合量を、25質量部から19質量部に変えた以外は実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表3に示す。
[Comparative Example 2-1]
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of untreated mica was changed from 25 parts by mass to 19 parts by mass. Table 3 shows the results of measuring the weight average molecular weight and YI value of the resulting polylactic acid composition, and the evaluation results of impact strength.

〔比較例2−2〕
未処理のマイカの配合量を、25質量部から40質量部に変えた以外は実施例1−1と同様にして未処理層状ケイ酸塩を含むポリ乳酸組成物を得た。得られたポリ乳酸組成物の重量平均分子量、YI値を測定した結果、及び衝撃強度の評価結果を表3に示す。
[Comparative Example 2-2]
A polylactic acid composition containing an untreated layered silicate was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the amount of untreated mica was changed from 25 parts by mass to 40 parts by mass. Table 3 shows the results of measuring the weight average molecular weight and YI value of the resulting polylactic acid composition, and the evaluation results of impact strength.

ポリマー生成物(ポリ乳酸)の物性、評価等は次のようにして行った。   The physical properties and evaluation of the polymer product (polylactic acid) were performed as follows.

<ポリマー生成物の重量平均分子量>
ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により以下の条件で測定した。
・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%の試料を1mL注入し、上記の条件で測定したポリマー生成物(ポリ乳酸組成物)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、ポリマー生成物の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を算出した。分子量分布はMwをMnで除した値である。
<Weight average molecular weight of polymer product>
It measured on the following conditions by the gel permeation chromatography (GPC).
-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 sample with a concentration of 0.5% by mass was injected, and from the molecular weight distribution of the polymer product (polylactic acid composition) measured under the above conditions, a monodisperse polystyrene standard sample Was used to calculate the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the polymer product. The molecular weight distribution is a value obtained by dividing Mw by Mn.

<イエローインデックス(YI値)>
得られたポリマー生成物(ポリ乳酸組成物)について、厚み2mmの樹脂ペレットを作製してJIS−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値を求めた。
<Yellow Index (YI value)>
About the obtained polymer product (polylactic acid composition), a resin pellet having a thickness of 2 mm was prepared and measured according to JIS-K7103 using an SM color computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) to obtain a YI value.

<衝撃強度>
衝撃強度の評価は以下の方法で行った。
得られたポリマー生成物(ポリ乳酸組成物)を厚み0.4mmのシートに作製し、200gの錘を落下させ、試験片が割れない最大高さを測定し、下記基準により、衝撃強度を評価した。
〔評価基準〕
◎:300mm以上
○:150mm以上300mm未満
△:50mm以上150mm未満
<Impact strength>
The impact strength was evaluated by the following method.
The obtained polymer product (polylactic acid composition) is made into a sheet having a thickness of 0.4 mm, a 200 g weight is dropped, the maximum height at which the test piece is not broken is measured, and the impact strength is evaluated according to the following criteria. did.
〔Evaluation criteria〕
◎: 300 mm or more ○: 150 mm or more and less than 300 mm △: 50 mm or more and less than 150 mm

Figure 2016172787
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Figure 2016172787
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Figure 2016172787
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表3中、「−」は成型が困難なため、測定不能であることを示す。
表1から表3にみられるように、本発明のポリ乳酸組成物はYI値、衝撃強度において優れたものである。
In Table 3, “-” indicates that measurement is impossible because molding is difficult.
As seen in Tables 1 to 3, the polylactic acid composition of the present invention is excellent in YI value and impact strength.

121 タンク
127 反応容器
400 重合反応装置
P ポリマー生成物(ポリ乳酸組成物)
121 tank 127 reaction vessel 400 polymerization reactor
P polymer product (polylactic acid composition)

特公平7−47644号公報Japanese Patent Publication No. 7-47644 特許第3296317号公報Japanese Patent No. 3296317 特開2014−145007号公報JP 2014-145007 A

Claims (8)

(A)ポリ乳酸と、(B)前記(A)成分中に均一に分散された未処理層状ケイ酸塩とを含み、かつ、これら成分の含有割合が(A)成分100質量部に対して(B)成分が21〜30質量部であることを特徴とするポリ乳酸組成物。   (A) polylactic acid and (B) untreated layered silicate uniformly dispersed in the component (A), and the content ratio of these components is 100 parts by mass of the component (A) (B) A component is 21-30 mass parts, The polylactic acid composition characterized by the above-mentioned. アンモニウム成分を含んでいないことを特徴とする請求項1に記載のポリ乳酸組成物。   2. The polylactic acid composition according to claim 1, which does not contain an ammonium component. 前記未処理層状ケイ酸塩がマイカ、スメクタイト又はカオリンのいずれかであることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリ乳酸組成物。   The polylactic acid composition according to claim 1 or 2, wherein the untreated layered silicate is mica, smectite, or kaolin. ゲルパーミエイションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン基準の重量平均分子量が100,000〜600,000であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。   The polylactic acid composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polystyrene-based weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography is 100,000 to 600,000. YI値が15以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。   The polylactic acid composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the YI value is 15 or less. 請求項1〜5のいずれかに記載のポリ乳酸組成物の製造方法であって、
ラクチドを、未処理層状ケイ酸塩存在下、圧縮性流体雰囲気下で開環重合させることを特徴とするポリ乳酸組成物の製造方法。
A method for producing the polylactic acid composition according to any one of claims 1 to 5,
A method for producing a polylactic acid composition, wherein lactide is subjected to ring-opening polymerization in a compressive fluid atmosphere in the presence of an untreated layered silicate.
ラクチドと未処理層状ケイ酸塩を圧縮性流体と接触させた後に、開環重合性モノマーを開環重合させることを特徴とする請求項6に記載のポリ乳酸組成物の製造方法。   The method for producing a polylactic acid composition according to claim 6, wherein the ring-opening polymerizable monomer is subjected to ring-opening polymerization after the lactide and the untreated layered silicate are brought into contact with the compressive fluid. 前記圧縮性流体が二酸化炭素であることを特徴とする請求項6又は7に記載のポリ乳酸組成物の製造方法。
The method for producing a polylactic acid composition according to claim 6 or 7, wherein the compressive fluid is carbon dioxide.
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