JP2016529375A - Biodegradable polymer composition with improved impact resistance - Google Patents

Biodegradable polymer composition with improved impact resistance Download PDF

Info

Publication number
JP2016529375A
JP2016529375A JP2016539021A JP2016539021A JP2016529375A JP 2016529375 A JP2016529375 A JP 2016529375A JP 2016539021 A JP2016539021 A JP 2016539021A JP 2016539021 A JP2016539021 A JP 2016539021A JP 2016529375 A JP2016529375 A JP 2016529375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biodegradable polymer
core
polymer composition
impact modifier
composition according
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
JP2016539021A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ズザンナ・ドネリー
メディ・エム・エマッド
Original Assignee
アーケマ・インコーポレイテッド
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
Priority claimed from US14/013,225 external-priority patent/US20130345363A1/en
Application filed by アーケマ・インコーポレイテッド filed Critical アーケマ・インコーポレイテッド
Publication of JP2016529375A publication Critical patent/JP2016529375A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/16Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones

Abstract

本発明は、粒度の大きい耐衝撃性改良剤が生分解性ポリマーの連続相中に分散されている、耐衝撃性が改良された生分解性ポリマー組成物に関する。この耐衝撃性改良剤はコア−シェル型構造を有し、平均粒度が250nmを超えてもよい。この耐衝撃性が改良された組成物は耐衝撃特性が良好であり、かつヘイズが低い。生分解性ポリマーは、好ましくは、ポリ乳酸またはポリヒドロキシ酪酸である。この組成物は、分解性ポリマーを30〜99.9重量パーセントおよび1種以上の耐衝撃性改良剤を0.1〜15重量パーセント含む。The present invention relates to a biodegradable polymer composition with improved impact resistance, in which a large particle size impact modifier is dispersed in a continuous phase of the biodegradable polymer. This impact modifier has a core-shell type structure and the average particle size may exceed 250 nm. The composition with improved impact resistance has good impact resistance and low haze. The biodegradable polymer is preferably polylactic acid or polyhydroxybutyric acid. The composition comprises 30-99.9 weight percent degradable polymer and 0.1-15 weight percent of one or more impact modifiers.

Description

本発明は、生分解性ポリマーの連続相中に粒度の大きな耐衝撃性改良剤が分散されている、耐衝撃性が改良された生分解性ポリマー組成物に関する。この耐衝撃性改良剤はコア−シェル型構造を有し、平均粒度が250nmを超える。この耐衝撃性が改良された組成物は耐衝撃特性が良好であり、かつヘイズが低い。   The present invention relates to a biodegradable polymer composition having improved impact resistance, in which an impact modifier having a large particle size is dispersed in a continuous phase of the biodegradable polymer. This impact modifier has a core-shell structure and has an average particle size greater than 250 nm. The composition with improved impact resistance has good impact resistance and low haze.

一向に減らないプラスチック廃棄物に対する世界的な関心が高まる中、日常使用に用いるための生分解性ポリマーが大きな注目を集めるようになった。トウモロコシ等の再生農業資源から容易に製造することができるポリ乳酸(PLA)をベースとする生分解性ポリマーはその候補として最も魅力的なものの1つである。最近になってこのポリマーを農業資源から経済的に製造することが発展したことにより、このポリマーの生分解性プラスチック製日用品市場への参入が加速された。   With increasing global interest in plastic waste, which has never been reduced, biodegradable polymers for daily use have gained much attention. One of the most attractive candidates is a biodegradable polymer based on polylactic acid (PLA) that can be easily produced from reclaimed agricultural resources such as corn. Recent developments in the economical production of this polymer from agricultural resources have accelerated the entry of this polymer into the biodegradable plastics daily necessities market.

ポリ乳酸等の生体高分子とのブレンド中に線状アクリル系共重合体を加工助剤として使用することが開示されている(米国特許出願公開第2007/0179218号明細書)。ここに開示されている線状アクリル系共重合体は、十分な耐衝撃特性を付与するものではない。耐衝撃性改良剤等の添加剤をこのポリ乳酸組成物中に使用することができる可能性がある。   The use of linear acrylic copolymers as processing aids in blends with biopolymers such as polylactic acid has been disclosed (US Patent Publication No. 2007/0179218). The linear acrylic copolymer disclosed here does not give sufficient impact resistance. It is possible that additives such as impact modifiers can be used in the polylactic acid composition.

ポリ乳酸等の多くの生分解性ポリマーの問題点の1つは、ポリマー単体が非常に脆い性質を有することにある。この性質により、完成した物品の耐衝撃特性が非常に低いものとなり、これは、適当な製品性能に要求されるよりもはるかに低いものである。メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン(MBS)およびアクリル系のコア−シェル型またはブロック共重合体等の耐衝撃性改良剤がPVCおよびポリカーボネートのブレンドの耐衝撃特性を改善することが知られている。   One problem with many biodegradable polymers, such as polylactic acid, is that the polymer alone has a very brittle nature. This property makes the impact resistance of the finished article very low, which is much lower than required for proper product performance. It is known that impact modifiers such as methyl methacrylate-butadiene-styrene (MBS) and acrylic core-shell or block copolymers improve the impact properties of blends of PVC and polycarbonate.

PCT/米国特許出願第07/84502号明細書には、生分解性ポリマー中に使用するためのブロック共重合体およびコア−シェル型ポリマーが記載されている。この出願には粒度に関することは一切述べられていない。   PCT / US Patent Application No. 07 / 84,502 describes block copolymers and core-shell polymers for use in biodegradable polymers. This application does not mention anything about the granularity.

国際公開第2008/051443号パンフレットには、耐衝撃性が改良された透明なポリ乳酸樹脂が記載されている。この樹脂は、二峰性分布を有するコア−シェル型耐衝撃性改良剤で改良されており、粒子および凝集体全体の数平均粒度は210ナノメートル未満である。   WO 2008/051443 pamphlet describes a transparent polylactic acid resin having improved impact resistance. This resin has been improved with a core-shell impact modifier having a bimodal distribution and the overall number average particle size of the particles and aggregates is less than 210 nanometers.

驚くべきことに、数平均粒度が250を超えるコア−シェル型耐衝撃性改良剤を生分解性プラスチック中に使用することが可能であり、依然として極めて優れた耐衝撃性改良および低ヘイズが達成されることが見出された。   Surprisingly, it is possible to use core-shell impact modifiers with a number average particle size greater than 250 in biodegradable plastics, still achieving very good impact resistance and low haze. It was found that

本発明は、
a)30〜99.9重量パーセントの1種以上の生分解性ポリマー、
b)0〜69.9重量パーセントの1種以上の生体高分子、および
c)0.1〜15重量パーセントの1種以上のコア−シェル型耐衝撃性改良剤
を含み、上記耐衝撃性改良剤の数平均粒度が250nmを超える、生分解性ポリマー組成物に関する。
The present invention
a) 30-99.9 weight percent of one or more biodegradable polymers;
b) 0 to 69.9 weight percent of one or more biopolymers; and c) 0.1 to 15 weight percent of one or more core-shell impact modifiers, the impact resistance improvement. The present invention relates to a biodegradable polymer composition in which the number average particle size of the agent exceeds 250 nm.

この生分解性ポリマー組成物は透明または半透明であってもよく、好ましくはヘイズが15未満である。   The biodegradable polymer composition may be transparent or translucent and preferably has a haze of less than 15.

本発明の生分解性ポリマーは、単一種の生分解性ポリマーであっても、生分解性ポリマーの混合物であってもよい。本発明に有用な生分解性ポリマーを数例挙げると、これらに限定されるものではないが、ポリ乳酸およびポリヒドロキシ酪酸が挙げられる。この生分解性組成物は、1種以上の生分解性ポリマーを30〜99.9重量パーセント含む。   The biodegradable polymer of the present invention may be a single type of biodegradable polymer or a mixture of biodegradable polymers. Some examples of biodegradable polymers useful in the present invention include, but are not limited to, polylactic acid and polyhydroxybutyric acid. The biodegradable composition includes 30 to 99.9 weight percent of one or more biodegradable polymers.

好ましいポリ乳酸およびポリヒドロキシ酪酸は、標準的(normal)または低分子量であってもよい。   Preferred polylactic acid and polyhydroxybutyric acid may be normal or low molecular weight.

生分解性ポリマーに加えて、これらに限定されるものではないが、デンプン、セルロース、多糖等の他の生体高分子も存在してもよい。これらに限定されるものではないが、ポリカプロラクタム、ポリアミド11、および脂肪族または芳香族ポリエステル等のさらなる生体高分子も存在してもよい。この、他の生体高分子は、組成物中に0〜69.9重量パーセント存在してもよい。   In addition to biodegradable polymers, other biopolymers such as, but not limited to, starch, cellulose, polysaccharides may also be present. Additional biopolymers such as, but not limited to, polycaprolactam, polyamide 11, and aliphatic or aromatic polyesters may also be present. This other biopolymer may be present in the composition from 0 to 69.9 weight percent.

1種以上の耐衝撃性改良剤は、組成物の0.1〜15重量パーセント使用されてもよい。   One or more impact modifiers may be used from 0.1 to 15 weight percent of the composition.

この耐衝撃性改良剤は、コア/シェル型耐衝撃性改良剤である。コア−シェル型(多層)耐衝撃性改良剤は、ソフト(ゴムまたはエラストマー)コアおよびハードシェル、ソフトエラストマー層で覆われたハードコア、ならびに当該技術分野において周知の他のコア−シェル形態のハードシェルを有し得る。ゴム層は、ガラス転移温度(Tg)の低いポリマーから構成され、これらに限定されるものではないが、ブチルアクリレート(BA)、エチルヘキシルアクリレート(EHA)、ブタジエン(BD)、ブチルアクリレート/スチレン、および他の多くの組合せが挙げられる。好ましくは、コアは、純アクリル系(all−acrylic)単独重合体または共重合体である。アクリル系コアを用いると、ジエン系コアポリマーよりも生分解性ポリマー組成物のヘイズが低くなることが見出された。   This impact modifier is a core / shell impact modifier. Core-shell (multi-layer) impact modifiers include hard (rubber or elastomer) cores and hard shells, hard cores covered with a soft elastomer layer, and other core-shell forms of hard shells well known in the art. Can have. The rubber layer is composed of a polymer having a low glass transition temperature (Tg) and includes, but is not limited to, butyl acrylate (BA), ethyl hexyl acrylate (EHA), butadiene (BD), butyl acrylate / styrene, and There are many other combinations. Preferably, the core is an all-acrylic homopolymer or copolymer. It has been found that the use of an acrylic core results in a lower haze of the biodegradable polymer composition than the diene core polymer.

エラストマー層の好ましいガラス転移温度(Tg)は、25℃未満であるべきである。エラストマーまたはゴム層は、エネルギー吸収を高めるために、通常、多官能性モノマーによって架橋される。コア/シェル型耐衝撃性改良剤の架橋剤として使用するのに好適な架橋モノマーは当業者に周知であり、通常、存在するモノ不飽和モノマーと共重合が可能な、反応性がほぼ同程度であるエチレン性多官能性基を有するモノマーである。その例としては、これらに限定されるものではないが、ジビニルベンゼン、ジ−およびトリメタクリレートおよびアクリレートのグリコール、トリオールトリアクリレート、メタクリレート、ならびにアリルメタクリレート等が挙げられる。耐衝撃性改良剤の層間グラフトおよびマトリックス/改良剤粒子のグラフトを向上させるためにグラフトモノマーも使用してもよい。グラフトモノマーは、任意の多官能性架橋モノマーであってもよい。   The preferred glass transition temperature (Tg) of the elastomer layer should be less than 25 ° C. The elastomer or rubber layer is usually crosslinked with a polyfunctional monomer to enhance energy absorption. Suitable cross-linking monomers for use as cross-linking agents for core / shell impact modifiers are well known to those skilled in the art and are usually of approximately the same degree of reactivity that can be copolymerized with existing monounsaturated monomers. Is a monomer having an ethylenic polyfunctional group. Examples include, but are not limited to, divinylbenzene, di- and trimethacrylate and acrylate glycols, triol triacrylate, methacrylate, and allyl methacrylate. Graft monomers may also be used to improve impact modifier interlayer grafting and matrix / modifier particle grafting. The graft monomer may be any multifunctional crosslinking monomer.

ソフトコアを有する多層衝撃改良剤(modifies)の場合は、コアは耐衝撃性改良剤の30〜95重量パーセントの範囲内にあり、外側シェルは15〜70重量パーセントの範囲内にある。エラストマー層の架橋剤は0〜5.0%の範囲内にある。コア−シェル型耐衝撃性改良剤の合成は当該技術分野において周知であり、例えば、米国特許第3,793,402号明細書、米国特許第3,808,180号明細書、米国特許第3,971,835号明細書、および米国特許第3,671,610号明細書といった多くの参考文献が存在し、これらは参照により本明細書中に援用されるものとする。改良剤粒子および/またはマトリックスポリマーの屈折率は、異なる屈折率を有する共重合可能なモノマーを用いて互いに適合させることができる。好ましいモノマーとしては、これらに限定されるものではないが、スチレン、アルファメチルスチレン、およびエチレン性不飽和基を有するフッ化ビニリデンモノマーが挙げられる。   In the case of multilayer impact modifiers having a soft core, the core is in the range of 30-95 weight percent of the impact modifier and the outer shell is in the range of 15-70 weight percent. The crosslinking agent of the elastomer layer is in the range of 0 to 5.0%. The synthesis of core-shell impact modifiers is well known in the art, for example, US Pat. No. 3,793,402, US Pat. No. 3,808,180, US Pat. , 971,835, and U.S. Pat. No. 3,671,610, which are hereby incorporated by reference. The refractive index of the modifier particles and / or the matrix polymer can be matched to each other using copolymerizable monomers having different refractive indices. Preferred monomers include, but are not limited to, styrene, alphamethylstyrene, and vinylidene fluoride monomers having an ethylenically unsaturated group.

コア/シェル型以外の他の耐衝撃性改良剤も、極めて高い透明性および清澄性が必要とされない可能性がある場合は、本発明に使用することが可能である。例えば、高い防弾性能(ballistic resistance property)を達成するために、アクリル系マトリックス中にブタジエンゴムを添加してもよい。   Other impact modifiers other than the core / shell type can also be used in the present invention if very high transparency and clarity may not be required. For example, butadiene rubber may be added to the acrylic matrix in order to achieve a high ballistic resistance property.

好ましい実施形態においては、コア−シェル型ポリマーは、80〜90%がアクリル系コアであり、シェルは、メチルメタクリレート75〜100重量%、ブチルアクリレート0〜20重量パーセント、およびエチルアクリレート0〜25重量パーセントから構成される。このアクリル系コアは、好ましくは、ブチルアクリレート単独重合体およびエチルヘキシルアクリレート単独重合体またはブチルアクリレートおよびエチルヘキシルアクリレート共重合体(任意のモノマー比)から選択される。   In a preferred embodiment, the core-shell polymer is 80-90% acrylic core and the shell is 75-100% by weight methyl methacrylate, 0-20 weight percent butyl acrylate, and 0-25 weight ethyl acrylate. Consists of percent. The acrylic core is preferably selected from butyl acrylate homopolymer and ethylhexyl acrylate homopolymer or butyl acrylate and ethylhexyl acrylate copolymer (any monomer ratio).

一実施形態においては、アクリル系共重合体耐衝撃性改良剤は、1,3−ジエン(ビニル芳香族化合物との共重合体も)またはアルキル基が4個以上の炭素を有するアルキルアクリレート等のゴム状コアを有するコア−シェル型ポリマーを有するアクリレートベースの共重合体であり、シェルがこのコア上にグラフトされており、かつビニル芳香族化合物(例えば、スチレン)、アルキルメタクリレート(アルキル基が1〜4個の炭素を有する)、アルキルアクリレート(アルキル基が1〜4個の炭素を有する)、アクリロニトリル等のモノマーから構成される。   In one embodiment, the acrylic copolymer impact modifier may be 1,3-diene (also a copolymer with a vinyl aromatic compound) or an alkyl acrylate having an alkyl group with 4 or more carbons. An acrylate-based copolymer having a core-shell type polymer having a rubbery core, the shell is grafted onto the core, and a vinyl aromatic compound (for example, styrene), alkyl methacrylate (with 1 alkyl group) ˜4 carbons), alkyl acrylate (alkyl group has 1 to 4 carbons), acrylonitrile, and other monomers.

好ましいアクリル系樹脂型のコア/シェル型ポリマーは、0〜100重量%がブチルアクリレートであり、0〜100%が2−エチルヘキシルアクリレートであり、かつ0〜35%がブタジエンであるコアを70〜90%と、メチルメタクリレートを75〜100重量%、ブチルアクリレートを0〜20重量パーセント、およびエチルアクリレートを0〜25重量パーセントから構成されるシェルとを有するものである。   A preferred acrylic resin-type core / shell polymer has a core of 0 to 100% by weight of butyl acrylate, 0 to 100% of 2-ethylhexyl acrylate, and 0 to 35% of butadiene. And a shell composed of 75 to 100 weight percent methyl methacrylate, 0 to 20 weight percent butyl acrylate, and 0 to 25 weight percent ethyl acrylate.

本発明のコア−シェル型耐衝撃性改良剤は、数平均粒度が250nmを超え、好ましくは250〜400nm、最も好ましくは280〜330nmである粒子である。コア−シェル型耐衝撃性改良剤は、2種以上の大きさまたは化学組成のものをブレンドしてもよいが、耐衝撃性改良剤粒子全体の数平均粒度は250nmを超える。粒度は、NiComp 380動的光散乱式粒度分布測定装置を使用し、通常の操作条件で測定することができる。強度で重み付けされたガウス分布の平均粒径を示すことができる。   The core-shell impact modifier of the present invention is a particle having a number average particle size of more than 250 nm, preferably 250 to 400 nm, and most preferably 280 to 330 nm. The core-shell impact modifier may be blended in two or more sizes or chemical compositions, but the overall number of impact modifier particles exceeds 250 nm. The particle size can be measured under normal operating conditions using a NiComp 380 dynamic light scattering particle size distribution analyzer. The mean particle size of a Gaussian distribution weighted by intensity can be shown.

好ましくは、本発明の生分解性ポリマー組成物の耐衝撃性改良剤は、本明細書に記載する数平均粒度を有する耐衝撃性改良剤粒子を含むか、これらから本質的になるか、またはこれらのみからなるペレットまたは粉末である。   Preferably, the impact modifier of the biodegradable polymer composition of the present invention comprises, consists essentially of impact modifier particles having a number average particle size as described herein, or These are pellets or powders composed solely of these.

本発明の耐衝撃性改良剤のペレットは、任意の形状を有することができる付形された小さな塊を含み、その形状としては、円形、球形、円柱形等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The impact modifier pellets of the present invention comprise a shaped small mass that can have any shape, including but not limited to circular, spherical, cylindrical, etc. It is not something.

耐衝撃性改良剤のペレットは、押出法等の溶融加工法または他の技法を用いて形成することができる。ペレットの形成に溶融加工を用いる場合は、押出成形によってペレットを得ることができる。例えば、単軸または二軸押出機を用いた押出成形等の溶融加工法を実施するか、あるいはBussコニーダーおよびバンバリー型ミキサー等の往復動スクリューを用いた共混練押出成形(co−kneading extrusion)を実施することにより、ペレット形態の耐衝撃性改良剤を得ることができる。最終ペレットはストランド法または他のペレット化手段を用いて形成することができる。   The impact modifier pellets may be formed using melt processing methods such as extrusion or other techniques. When melt processing is used to form the pellets, the pellets can be obtained by extrusion. For example, a melt processing method such as extrusion using a single or twin screw extruder is performed, or co-kneading extrusion using a reciprocating screw such as a Buss kneader and a Banbury mixer. By carrying out, an impact resistance improver in the form of pellets can be obtained. The final pellet can be formed using a strand method or other pelletizing means.

加工温度の制御は、押出機の各バレルゾーン(終端部、中央部および始端部)の温度を制御することにより行うことができ、その温度範囲は、約150〜460°F、好ましくは約200°F〜450°F、より好ましくは約300〜400°Fとすることができる。   The processing temperature can be controlled by controlling the temperature of each barrel zone (end, center and start) of the extruder, the temperature range being about 150-460 ° F, preferably about 200. It can be from about F to 450F, more preferably from about 300 to 400F.

好ましくは、押出機は、回転数を約140〜300RPM、好ましくは約150〜250RPMとし、供給速度/押出量を約10Kg/時として運転することができる。   Preferably, the extruder can be operated at a rotational speed of about 140-300 RPM, preferably about 150-250 RPM and a feed rate / extrusion rate of about 10 Kg / hour.

好ましくは、このペレット化プロセスは、剪断発熱を最小限に抑える(低剪断力)と共に耐衝撃性改良剤の温度を最小限に抑えながら、最終ペレットが所望の寸法、形状、組成、および分子量を有するようにペレットを形成するものである。例えば、耐衝撃性改良剤ペレットの寸法および/または形状は、この耐衝撃性改良剤ペレットと本明細書に記載するように混合することができる生分解性ポリマーペレットの寸法および/または形状に実質的に一致させることができる。   Preferably, the pelletization process is such that the final pellet has the desired size, shape, composition, and molecular weight while minimizing shear heating (low shear force) and minimizing the temperature of the impact modifier. The pellets are formed so as to have. For example, the size and / or shape of the impact modifier pellet is substantially the same as the size and / or shape of the biodegradable polymer pellet that can be mixed with the impact modifier pellet as described herein. Can be matched.

別法として、ペレットを冷却プレスすることもできる。   Alternatively, the pellets can be cold pressed.

耐衝撃性改良剤を粉末形態とした場合、例えばこれらを、粉末の凝集および/または望ましくない閉塞物の形成が起こり得る射出成形等の一部の用途に使用すると問題が発生する可能性がある。粉末を装置に供給することは困難であり費用を増加させる可能性があるが、耐衝撃性改良剤をペレットとすることにより、これらの問題が回避される。   When the impact modifiers are in powder form, problems may arise when they are used in some applications such as injection molding where powder agglomeration and / or undesired plug formation may occur. . Feeding the powder to the equipment is difficult and can increase costs, but these problems are avoided by making the impact modifier into pellets.

耐衝撃性改良剤をペレット化することの他の利点は、成分分離を引き起こすことなく容易かつ簡便な加工が可能となることにある。例えば、耐衝撃性改良剤をペレット化することにより、他のペレット化された製品と一緒に袋混合(bag mixing)またはタンブラー混合することが可能になり、個々の成分の分離が低減されるかまたは全く分離しなくなることさえあり、成分が沈降することもない。さらに、ペレット化を行うことにより、粉末の使用に伴い起こり得る発塵および発塵に付随する潜在的な問題を実質的に低減するかあるいは完全に解消することさえできる。   Another advantage of pelletizing the impact modifier is that it allows easy and simple processing without causing component separation. For example, can impact resistance improver pelletization allow bag mixing or tumbler mixing with other pelletized products to reduce separation of individual components? Or it may not even separate at all, and the components will not settle. In addition, pelletization can substantially reduce or even completely eliminate the dusting and potential problems associated with dusting that can occur with the use of powders.

さらに、耐衝撃性改良剤のペレットを使用することにより、本発明の生分解性ポリマー組成物の製造を、より低い製造コストで、より高い効率で(必要となる加工設備が減ることに起因する)、最終製品の統一性をより高くして、より高い取扱性で行うことが可能になる。   Furthermore, by using pellets of impact modifiers, the production of the biodegradable polymer composition of the present invention can be made at a lower production cost and with higher efficiency (due to less processing equipment required). ), The final product can be made more uniform and can be handled with higher handling.

本発明の耐衝撃性改良剤を、本明細書に記載する数平均粒度を有する耐衝撃性改良剤粒子を含むか、これらから本質的になるか、またはこれらのみからなる粉末とすることもできる。耐衝撃性改良剤粉末は、噴霧乾燥または凝集により形成することができる。   The impact modifier of the present invention can be a powder comprising, consisting essentially of, or consisting solely of impact modifier particles having a number average particle size as described herein. . The impact modifier powder can be formed by spray drying or agglomeration.

本発明の生分解性ポリマー組成物は、生分解性ポリマーを30〜99.9重量パーセント、他の生体高分子を0〜69.9重量パーセント、およびアクリル系共重合体を0.1〜15重量パーセント含んでもよい。この構成成分は、加工前に混合してもよいし、あるいは、溶融混練作業等の1つ以上の加工ステップの最中に合一してもよい。これは、例えば、単軸押出機、二軸押出機、Buss混練機、二本ロールミル、撹拌翼混練によって実施してもよい。アクリル系−メタクリル系共重合体を生分解性ポリマー中に均一に分散させる任意の混合作業が許容される。ブレンドの形成は一段階形成に限られない。担体ポリマー1〜85%中にアクリル系−メタクリル系共重合体15〜99%を含むマスターバッチを形成した後、生分解性ポリマーを加えることによって最終ブレンドを得ることも想定される。この担体ポリマーは、これらに限定されるものではないが、ポリ乳酸、アクリル系−メタクリル系共重合体、およびメタクリル系単独重合体であってもよい。   The biodegradable polymer composition of the present invention comprises 30 to 99.9 weight percent biodegradable polymer, 0 to 69.9 weight percent other biopolymer, and 0.1 to 15 acrylic copolymer. May include weight percent. The components may be mixed before processing or may be combined during one or more processing steps such as melt kneading operations. This may be performed by, for example, a single screw extruder, a twin screw extruder, a Buss kneader, a two-roll mill, or a stirring blade kneading. Any mixing operation that uniformly disperses the acrylic-methacrylic copolymer in the biodegradable polymer is allowed. The formation of the blend is not limited to one-step formation. It is also envisioned that after forming a masterbatch containing 15-99% acrylic-methacrylic copolymer in 1-85% carrier polymer, the final blend is obtained by adding the biodegradable polymer. This carrier polymer may be, but is not limited to, polylactic acid, acrylic-methacrylic copolymer, and methacrylic homopolymer.

合計して100パーセントまでの生分解性ポリマー、生体高分子、および耐衝撃性改良剤に加えて、本発明の組成物は、様々な添加剤もさらに含んでいてもよく、これらに限定されるものではないが、熱安定剤、内部および外部潤滑剤、他の耐衝撃性改良剤、加工助剤、溶融強度調整剤(melt strength additive)、フィラー、および顔料が挙げられる。   In addition to a total of up to 100 percent biodegradable polymer, biopolymer, and impact modifier, the composition of the present invention may further include various additives, but is not limited thereto. These include, but are not limited to, heat stabilizers, internal and external lubricants, other impact modifiers, processing aids, melt strength addenda, fillers, and pigments.

本発明の組成物は、ポリ乳酸単独の場合よりも耐衝撃特性が大幅に改善されていることが見出された。このコア−シェル型ポリマー耐衝撃性改良剤は、耐衝撃性改良が極めて優れていると同時に依然として低いヘイズを付与する。   It has been found that the impact resistance properties of the composition of the present invention are significantly improved over the case of polylactic acid alone. This core-shell polymer impact modifier has excellent impact resistance while still imparting low haze.

耐衝撃性が改良された生分解性ポリマー組成物は、組成および耐衝撃性の改良度合いに応じて、ほぼ透明または半透明から不透明の範囲で変化してもよい。一実施形態においては、耐衝撃性が改良された生分解性ポリマーのASTM 1003−00により測定されたヘイズレベルは15パーセント未満、好ましくは12パーセント未満である。   Biodegradable polymer compositions with improved impact resistance may vary from approximately transparent or translucent to opaque depending on the composition and degree of improvement in impact resistance. In one embodiment, the biodegradable polymer with improved impact resistance has a haze level measured by ASTM 1003-00 of less than 15 percent, preferably less than 12 percent.

本発明の組成物は任意の周知の方法を用いて加工することができ、これらに限定されるものではないが、射出成形、押出成形、カレンダー成形、ブロー成形、発泡、および熱成形が挙げられる。生分解性組成物を用いて作製することができる有用な物品としては、これらに限定されるものではないが、包装材、フィルム、およびボトルが挙げられる。当業者は、本明細書における開示内容および実施例に基づき、他の様々な有用な物品およびこれらの物品を形成するための方法を推測できるであろう。   The compositions of the present invention can be processed using any known method, including but not limited to injection molding, extrusion molding, calendar molding, blow molding, foaming, and thermoforming. . Useful articles that can be made using the biodegradable composition include, but are not limited to, packaging materials, films, and bottles. Those skilled in the art will be able to infer various other useful articles and methods for forming these articles based on the disclosures and examples herein.

実施例1
アクリル系−メタクリル系共重合体耐衝撃性改良剤を5および7.5重量%含むポリ乳酸95および93.5%のブレンドを、二軸押出機を用いた溶融押出によって形成した。溶融物が確実に均質になるように、押出時の加工温度および溶融温度をポリ乳酸の融点を超える(>152℃)ように維持した。3本ポリッシングロール(three roll stack)および引取装置を用いて押出物をシート(17〜22mil)に成形した。Colormeterを用いてシートのヘイズ測定を実施し、半球状の頭部を有する2lbの衝撃子を備えたガードナー衝撃試験機を用いてダート落下耐衝撃性測定を実施した。観測されたデータを以下の表1に示す。
Example 1
A blend of 95 and 93.5% polylactic acid containing 5 and 7.5% by weight of an acrylic-methacrylic copolymer impact modifier was formed by melt extrusion using a twin screw extruder. The processing temperature and melting temperature during extrusion was maintained above the melting point of polylactic acid (> 152 ° C.) to ensure that the melt was homogeneous. The extrudate was formed into sheets (17-22 mils) using a three roll stack and a take-up device. The haze of the sheet was measured using a Colormeter, and the dart drop impact resistance was measured using a Gardner impact tester equipped with a 2 lb impactor having a hemispherical head. The observed data is shown in Table 1 below.

Figure 2016529375
Figure 2016529375

実施例2 − 噛合い型同方向回転二軸スクリュー押出機を用いた耐衝撃性改良剤のペレット化
次に示す装置を用いてアクリル系−メタクリル系共重合体の耐衝撃性改良剤からペレットを形成した:L/D(長さ/直径)比が40/1であるインナーメッシングスクリュー(inner meshing screw)を備えた、2つのベントポートを有する、空冷可能な温度制御用バンドヒーターを取り付けた同方向回転二軸スクリュー。この二軸スクリューには、260RPMおよび供給速度/押出量10Kg/時で運転するようにスクリュー設計された市販の27mm二軸スクリューを用いた。
Example 2-Pelletization of impact modifier using an intermeshing co-rotating twin screw extruder Pellet pellets from an acrylic-methacrylic impact modifier using the following equipment Formed: the same with an air-coolable temperature control band heater with two vent ports equipped with an inner meshing screw with an L / D (length / diameter) ratio of 40/1 Directional rotating twin screw. For this twin screw, a commercially available 27 mm twin screw designed to operate at 260 RPM and a feed rate / extrusion rate of 10 kg / hour was used.

ペレット化プロセスを実施する際のバレルの温度プロファイルは、バレルの1/3(始端部)が約455℃に設定され、バレル中央部の1/3が約437℃に加熱され、終端ゾーン(供給ゾーンを含む)が約410℃に加熱されるように制御した。バレルの温度プロファイルは押出機の種類および型式ならびに供給速度に応じて調整することができる。   The temperature profile of the barrel when performing the pelletization process is such that 1/3 of the barrel (starting end) is set to about 455 ° C., 1/3 of the barrel central is heated to about 437 ° C., and the termination zone (feed (Including the zone) was controlled to be heated to about 410 ° C. The temperature profile of the barrel can be adjusted depending on the type and type of extruder and the feed rate.

水浴およびストランドペレタイザを二軸スクリューの下流に配置した。ペレットの所望の長さに基づきペレタイザの切断速度を調整した。   A water bath and strand pelletizer were placed downstream of the twin screw. The pelletizer cutting speed was adjusted based on the desired length of the pellet.

Claims (13)

a)30〜99.9重量パーセントの1種以上の生分解性ポリマー、
b)0〜69.9重量パーセントの1種以上の生体高分子、および
c)0.1〜15重量パーセントの1種以上のコア−シェル型耐衝撃性改良剤
を含む生分解性ポリマー組成物であって、前記耐衝撃性改良剤が、数平均粒度が250nmを超える粒子を含むペレットであり、前記組成物のASTM 1003−00により測定されたヘイズが15パーセント未満である、生分解性ポリマー組成物。
a) 30-99.9 weight percent of one or more biodegradable polymers;
a biodegradable polymer composition comprising b) 0-69.9 weight percent of one or more biopolymers, and c) 0.1-15 weight percent of one or more core-shell impact modifiers. A biodegradable polymer, wherein the impact modifier is a pellet comprising particles having a number average particle size greater than 250 nm and the haze of the composition measured by ASTM 1003-00 is less than 15 percent Composition.
a)30〜99.9重量パーセントの1種以上の生分解性ポリマー、
b)0〜69.9重量パーセントの1種以上の生体高分子、および
c)0.1〜15重量パーセントの1種以上のコア−シェル型耐衝撃性改良剤
を含む生分解性ポリマー組成物であって、前記耐衝撃性改良剤が、数平均粒度が250nmを超える粒子を含む粉末であり、前記組成物のASTM 1003−00により測定されたヘイズが15パーセント未満である、生分解性ポリマー組成物。
a) 30-99.9 weight percent of one or more biodegradable polymers;
a biodegradable polymer composition comprising b) 0-69.9 weight percent of one or more biopolymers, and c) 0.1-15 weight percent of one or more core-shell impact modifiers. A biodegradable polymer, wherein the impact modifier is a powder comprising particles having a number average particle size greater than 250 nm and the haze of the composition measured by ASTM 1003-00 is less than 15 percent Composition.
前記生分解性ポリマーが、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、またはこれらの混合物である、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the biodegradable polymer is polylactic acid, polyhydroxybutyric acid, or a mixture thereof. 前記耐衝撃性改良剤の数平均粒度が250nm超〜400nmである、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the impact modifier has a number average particle size of more than 250 nm to 400 nm. 前記耐衝撃性改良剤の数平均粒度が280〜330nmである、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the impact modifier has a number average particle size of 280 to 330 nm. 前記ポリ乳酸の重量平均分子量が10,000〜3,000,000g/molである、請求項3に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 3, wherein the polylactic acid has a weight average molecular weight of 10,000 to 3,000,000 g / mol. 前記コア−シェル型耐衝撃性改良剤が、2種以上の共重合体のブレンドである、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the core-shell impact modifier is a blend of two or more copolymers. 前記生体高分子が、デンプン、セルロース、多糖、脂肪族または芳香族ポリエステル、およびポリカプロラクトンからなる群から選択される1種以上のポリマーを含む、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition of claim 1, wherein the biopolymer comprises one or more polymers selected from the group consisting of starch, cellulose, polysaccharides, aliphatic or aromatic polyesters, and polycaprolactone. 前記コア−シェル型耐衝撃性改良剤が、純アクリル系コア/シェル型ポリマーである、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the core-shell type impact resistance improver is a pure acrylic core / shell type polymer. 前記コア−シェル型耐衝撃性改良剤のコアが、ブチルアクリレートおよびエチルヘキシルアクリレートからなる群から選択される1種以上のモノマー単位を含む、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the core of the core-shell type impact modifier includes one or more monomer units selected from the group consisting of butyl acrylate and ethylhexyl acrylate. 前記コア−シェル型耐衝撃性改良剤のコアが、ポリブチルアクリレートである、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the core of the core-shell type impact modifier is polybutyl acrylate. 前記生体高分子が、デンプン、セルロース、およびポリカプロラクトンのうちの1種以上を含む、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The biodegradable polymer composition of claim 1, wherein the biopolymer comprises one or more of starch, cellulose, and polycaprolactone. 前記コア/シェル型耐衝撃性改良剤の前記シェルが、メチルメタクリレートを75〜100重量%、ブチルアクリレートを0〜20重量パーセント、およびエチルアクリレートを0〜25重量パーセント含み、前記コア−シェル型耐衝撃性改良剤の前記コアが、ブチルアクリレートおよびエチルヘキシルアクリレートからなる群から選択される1種以上のモノマー単位を含む、請求項1に記載の生分解性ポリマー組成物。   The core of the core / shell impact modifier comprises 75-100% by weight methyl methacrylate, 0-20% by weight butyl acrylate, and 0-25% by weight ethyl acrylate, The biodegradable polymer composition according to claim 1, wherein the core of the impact modifier comprises one or more monomer units selected from the group consisting of butyl acrylate and ethyl hexyl acrylate.
JP2016539021A 2013-08-29 2014-08-26 Biodegradable polymer composition with improved impact resistance Pending JP2016529375A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/013,225 US20130345363A1 (en) 2008-06-13 2013-08-29 Biodegradable impact-modified polymer compositions
US14/013,225 2013-08-29
PCT/US2014/052637 WO2015031315A1 (en) 2013-08-29 2014-08-26 Biodegradable impact-modified polymer compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016529375A true JP2016529375A (en) 2016-09-23

Family

ID=52587253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016539021A Pending JP2016529375A (en) 2013-08-29 2014-08-26 Biodegradable polymer composition with improved impact resistance

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3039081A4 (en)
JP (1) JP2016529375A (en)
CN (1) CN105492543A (en)
WO (1) WO2015031315A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020037612A (en) * 2018-08-31 2020-03-12 富士ゼロックス株式会社 Resin composition and resin molding

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07224188A (en) * 1994-02-14 1995-08-22 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Masterbatch of chemical for rubber and plastic
JPH11279282A (en) * 1998-03-27 1999-10-12 Dainippon Ink & Chem Inc Thermoplastic resin composition containing additive
JP2002363372A (en) * 2001-06-11 2002-12-18 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Polymer composition
JP2006298949A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Toyo Ink Mfg Co Ltd Resin composition for lactic acid-based resin and its utilization
JP2010507006A (en) * 2006-10-20 2010-03-04 ネイチャーワークス・エル・エル・シー Impact improved polylactide resin
WO2011068081A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-09 ユニチカ株式会社 Polylactic acid-based resin composition, molded article and polylactic acid-based master batch pellets
WO2011092989A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 東レ株式会社 Polylactic acid-based resin sheet
JP2011523973A (en) * 2008-06-13 2011-08-25 アーケマ・インコーポレイテッド Biodegradable polymer composition with improved impact resistance

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4644667B2 (en) * 2004-03-05 2011-03-02 三菱レイヨン株式会社 Thermoplastic resin composition and molded article using the same
JP5562644B2 (en) * 2006-11-21 2014-07-30 アーケマ・インコーポレイテッド Translucent and opaque impact modifier for polylactic acid
US9267033B2 (en) * 2007-10-01 2016-02-23 Arkema Inc. Blends of biodegradable polymers and acrylic copolymers
EP2401340B1 (en) * 2009-02-26 2017-08-23 Arkema Inc. Composite polymer modifiers
WO2011008370A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 Arkema Inc. Impact-modified polycarbonate/polyester or polycarbonate/polyamide compositions
CA2949145A1 (en) * 2013-05-23 2015-11-27 Solegear Bioplastics Inc. Thermoformable polylactic acid

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07224188A (en) * 1994-02-14 1995-08-22 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Masterbatch of chemical for rubber and plastic
JPH11279282A (en) * 1998-03-27 1999-10-12 Dainippon Ink & Chem Inc Thermoplastic resin composition containing additive
JP2002363372A (en) * 2001-06-11 2002-12-18 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Polymer composition
JP2006298949A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Toyo Ink Mfg Co Ltd Resin composition for lactic acid-based resin and its utilization
JP2010507006A (en) * 2006-10-20 2010-03-04 ネイチャーワークス・エル・エル・シー Impact improved polylactide resin
JP2011523973A (en) * 2008-06-13 2011-08-25 アーケマ・インコーポレイテッド Biodegradable polymer composition with improved impact resistance
WO2011068081A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-09 ユニチカ株式会社 Polylactic acid-based resin composition, molded article and polylactic acid-based master batch pellets
WO2011092989A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 東レ株式会社 Polylactic acid-based resin sheet

Also Published As

Publication number Publication date
EP3039081A4 (en) 2017-04-12
EP3039081A1 (en) 2016-07-06
CN105492543A (en) 2016-04-13
WO2015031315A1 (en) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6234269B2 (en) Biodegradable polymer composition with improved impact resistance
JP5562644B2 (en) Translucent and opaque impact modifier for polylactic acid
EP1976905B1 (en) Blends of biopolymers with acrylic copolymers
JP7057062B2 (en) Use of high rubber impact modifiers in thermoplastic formulations
CN113637299B (en) Heat-resistant and impact-resistant polylactic acid composite material and preparation method and application thereof
JP2023060107A (en) One-pack polymer modifiers
CN1288912A (en) Modified phenylethylene-acrylonitrile resin blended composition and product formed therefrom
JP7409359B2 (en) Polyvinyl chloride resin molded product and its manufacturing method
JP5742994B1 (en) Thermoplastic resin composition and resin molded product
JP2016529375A (en) Biodegradable polymer composition with improved impact resistance
JP2008536982A5 (en)
CN105440562A (en) Matte ABS resin composition and preparation method thereof
WO2021087041A1 (en) Functionalized process aid blends for cellular pvc
US20130345363A1 (en) Biodegradable impact-modified polymer compositions
CN108659367B (en) Composition for transparent washing machine cover and preparation method
JP6961920B2 (en) Vinyl chloride resin composition and extruded product for window frame
TW200303883A (en) Processes for preparing multimodal polymer particle compositions
TW201141940A (en) Polyester wood plastic and manufacturing method thereof
JP3774412B2 (en) Thermoplastic polyester resin composition and molded article thereof
JP2002371199A (en) Composition and molded product of the same
JP2002348449A (en) Thermoplastic resin composition having excellent processability
JP2006326842A (en) Resin molded product having wood-like appearance

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170726

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180704

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190219