JP2621813B2 - ポリ乳酸の製造法 - Google Patents
ポリ乳酸の製造法Info
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Description
の製造法に関する。本発明の製造法にて得られたポリ乳
酸は高分子量であり、粒状、ペレット状、板状など種々
の形態をなす。
解物である乳酸は生体内で吸収される。このようにポリ
乳酸は生体安全性の高い高分子化合物であり、手術用縫
合糸、ドラッグデリバリー(徐放性カプセル)、骨折時
の補強材など医療用にも用いられ、自然環境下で分解す
るため分解性プラスチックとしても注目されている。ま
た、一軸、二軸延伸フィルムや繊維、放出成形品などと
して種々の用途にも用いられている。
直接脱水縮合して目的物を得る直接法と、乳酸から一旦
環状ラクチド(二量体)を合成し、晶析法などにより精
製を行い、ついで開環重合を行う方法がある。ラクチド
の合成、精製及び重合操作は、例えば米国特許第4,0
57,537号明細書:公開欧州特許出願第261,5
72号明細書:Polymer Bulletih,14,491-495(1985);及
びMakromol.Chem.,187,1611-1628(1986)のような化学文
献で様々に記載されている。また、特公昭56−146
88号公報には2分子の環状ジエステルを中間体とし、
これをオクチル酸錫、ラウリルアルコールを触媒として
重合し、ポリ乳酸を製造することが開示されている。こ
のようにして得られたポリ乳酸は、成形加工の工程にお
ける取り扱い性を容易にするため、あらかじめ米粒大か
ら豆粒程度の大きさの球状、立方体、円柱状、破砕状等
のペレット状の製品とされる。
10万〜50万の高分子量のポリ乳酸の融点は175〜
200℃と高く、従来このようなポリ乳酸の最終重合物
を溶融状態で反応器から取り出し、これを融点以上に加
熱すると、ポリ乳酸の分解や着色を生じた。さらにこの
様な温度においては、多量のラクチドがポリマー中に発
生した。これはこの様な温度においてはポリマーとラク
チドの平衡がラクチド側に傾くためと思われる。
トを原料とした射出成形や、紡糸の際に昇化し、ダイス
やノズルに付着し、操作のさまたげとなっていた。さら
にラクチドや分解物はポリマーのガラス転移点温度およ
び、溶融粘度を低下させ、成形加工性、熱安定性をいち
ぢるしく劣下させていた。
ラクチドがなく、かつ成形に適した形態を有する高分子
量のポリ乳酸を製造することにある。
について鋭意研究を行った。その結果、ポリ乳酸の重合
過程において未だ充分に高分子量には至らない成形され
たポリ乳酸を、溶融させることなく融点よりも低い温度
で引き続き加熱反応をさせることによりポリ乳酸の重合
反応をさらに進行させ、かつ未反応のラクチドを反応さ
せることができるとの知見を得て本発明を完成するに至
った。
合により固形のポリ乳酸を得る1段目の重合と、1段目
で重合し成形した固形のポリ乳酸をその融点より低い温
度でさらに加熱重合する2段目の重合からなるポリ乳酸
の製造法を提供するものである。
や着色の伴わない比較的低温で1段目の重合反応を行い
ペレットなど固形のポリ乳酸に成形する。1段目の反応
温度は120〜190℃、好ましくは140〜170℃
であり、平均分子量5万〜20万、ラクチド含量10〜
50重量%のポリ乳酸を得る。1段目で得られるポリ乳
酸は粘度が1000〜20,000pois、好ましくは3
000〜7000poisである。このようなポリ乳酸はペ
レットなどへの成形が容易で、しかも2段目の加熱重合
反応において融着を生じない。
ズなどのスズ系化合物、テトライソプロピルチタネート
などのチタン系化合物、ジルコニウムイソプロポキシド
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等、いずれも乳酸の重合に従来公知
の触媒が挙げられる。また、添加する触媒量によって、
最終ポリマーの分子量を調整することもできる。触媒量
が少ないほど反応速度は遅くなるが、分子量は高くな
る。また、核剤(タルク、クレー、酸化チタン等)を添
加してもよい。
DL−またはD−、L−の混合物でよく、ラクトン類、
例えばβ−プロピオラクトン、δ−バレルラクトン、ε
−カプロラクトングリコリド、δ−ブチルラクトンとの
共重合も可能である。またグリセリンなど多価アルコー
ルにより物性をコントロールすることもできる。
01〜0.1重量%、好ましくは0.05〜0.001
重量%の触媒を用い、通常0.5〜5時間加熱重合す
る。反応は窒素など不活性ガス雰囲気または気流中にて
行うのが好ましい。
により粒状、ペレット状など所望の形状に成形する。つ
ぎに、成形されたポリ乳酸を、その形状を保ったまま乾
熱器などを用いてさらに加熱し2段目の重合反応を進行
させる。2段目の重合へ移行する際ポリマーの結晶化温
度以下に冷却し結晶させ、2段目の重合温度にすみやか
にしてもよい。
以上で、かつ1段目の重合温度より5℃以上、好ましく
は10℃以上低く設定するのがよい。したがって、2段
目の反応温度は100〜175℃、好ましくは120〜
140℃である。このようにすると2段目の重合反応に
おいて融着を防止することができる。反応時間は6〜9
0時間、好ましくは20〜40時間である。また、反応
時間を短縮するため、2段目の重合の進行に伴い、反応
温度を上昇させてもよい。最終的なポリマーの融点は1
70〜180℃であるから、175℃付近まで昇温でき
る。ここで未反応ラクチドの昇化を防ぐため0.1〜1
0kgf/cm2 好ましくは1〜3kgf/cm2 の加圧下で反応を
させてもよい。
て成形が完了した後、ポリ乳酸の温度が低下しないうち
に引き続き2段目の重合反応に移行しても、1段目の反
応後、結晶化させ、2段目の重合反応に移行してもよ
い。また、2段目の反応直前にさらに触媒を加えてもよ
い。
ン酸カルシウム等)、可塑剤(フタル酸エステル等)、
着色剤(赤口黄鉛、酸化チタン等)などのいずれも公知
の添加剤を添加してもよい。
れ以上の温度であれば分子量20万以上の重合物が得ら
れる。そして、得られた重合物の融点が170〜180
℃であることを考えれば、ある時点から重合が固体(固
溶体)中で進んでいると推測される。また、2段目の反
応は、1段目の反応でできた高分子鎖を伸長させると共
に、未反応のラクチド同士を反応させる役目をはたす。
(オクチル酸スズ)を0.01%添加した。ビーカーに
L−ラクチドを入れN2 置換を行った後、オイルバスに
浸し135℃にて40分間加熱した。L−ラクチドが全
て融解して温度が設定温度に達してから、反応時間を計
測する。反応熱によって加熱しすぎないようにオイルバ
ス設定温度を調整し、粘度が十分高くなるまで重合を進
めた。得られたポリ乳酸は平均分子量12.5万である
が、未反応のラクチドがかなり残っていた。粘度は10
0poisであった。
ペレットに成形し恒温槽に移して更に115℃にて15
時間重合反応を行った。融着および着色はなかった。ま
たラクチドは完全に反応していた。得られたポリ乳酸を
GPCによる分子量測定を行ったところ平均分子量は3
0.0万であった。
(オクチル酸スズ)0.1%をビーカーに入れN2 置換
を行った後、オイルバスに浸し140℃にて10分間加
熱した。L−ラクチドが全て融解して温度が設定温度に
達してから、反応時間を計測する。反応熱によって加熱
しすぎないようにオイルバス設定温度を調整し、粘度が
十分高くなるまで重合を進めた。得られたポリ乳酸は平
均分子量8.0万、粘度は80poisであった。
ペレットに成形し、恒温槽に移して更に100℃にて3
0時間重合反応を行った。融着および着色はなかった。
また未反応ラクチドは残っていなかった。得られたポリ
乳酸をGPCによる分子量測定を行ったところ平均分子
量は20.5万であった。
(オクチル酸スズ)を0.001重量%添加し、500
ml容ガラス製セパラブルフラスコにいれた。N2 置換を
行った後、マントルヒーターにて、180℃に加熱し
た。攪拌は60rpmで行い、65分反応させた。この
時の粘度は450poisであった。これをステンレス製容
器に移し室温まで放冷した。この時のポリ乳酸の分子量
GPCで測定したところ12万、未反応ラクチドは5
6.6重量%であった。
きステンレス製密閉容器に移した。窒素にて1kgf/cm2
に加圧した後、110℃の恒温槽に移し50時間固相に
て反応を行った。反応後粉砕されたポリ乳酸は融着する
ことなく、平均分子量14万のポリ乳酸が得られた。ま
た、このポリ乳酸には未反応ラクチドは含まれておら
ず、ガラス転移点温度はDSCで測定を行ったところ6
0.2℃であった。また、着色や分解物は含まれていな
かった。またラクチド昇化による重量減少はなかった。
(オクチル酸スズ)を0.001重量%添加し、500
ml容ガラス製セパラブルフラスコにいれた。N2 置換を
行った後、マントルヒーターにて、180℃に加熱し
た。攪拌は60rpmで行い、65分反応させた。この
時の粘度は450poisであった。これをステンレス製容
器に移し室温まで放冷した。この時のポリ乳酸の分子量
GPCで測定したところ12万、未反応ラクチドは5
6.6重量%であった。
きステンレス製密閉容器に移した。窒素置換は特に行わ
ず、空気にて1kgf/cm2 に加圧し、110℃の恒温槽に
移し50時間固相にて反応を行った。反応後粉砕された
ポリ乳酸は融着することなく、平均分子量13.5万の
ポリ乳酸が得られた。また、このポリ乳酸には未反応ラ
クチドは含まれておらず、ガラス転移点温度はDSCで
測定を行ったところ62.1℃であった。また、着色や
分解物は含まれていなかった。またラクチド昇化による
重量の減少はなかった。
(オクチル酸スズ)を0.005重量%添加し、500
ml容ガラス製セパラブルフラスコにいれた。N2 置換を
行った後、マントルヒーターにて、170℃に加熱し
た。攪拌は60rpmで行い、135分反応させた。こ
の時の粘度は650poisであった。これをステンレス製
容器に移し室温まで放冷した。この時のポリ乳酸の分子
量GPCで測定したところ15.3万、未反応ラクチド
は30.9重量%であった。
きステンレス製密閉容器に移し密閉した。窒素置換は特
に行わず、110℃の恒温槽に移し20時間反応させた
後、140℃で5時間、さらに170℃で5時間固相に
て反応を行った。反応後粉砕されたポリ乳酸は融着する
ことなく、平均分子量16.0万のポリ乳酸が得られ
た。また、このポリ乳酸には未反応ラクチドは含まれて
おらず、ガラス転移点温度はDSCで測定を行ったとこ
ろ62.1℃であった。また、着色や分解物は含まれて
いなかった。ラクチド昇化による重量の減少はなかっ
た。
(オクチル酸スズ)を0.002重量%添加し、500
ml容ガラス製セパラブルフラスコにいれた。N2 にて2
kgf/cm2 に加圧を行った後、マントルヒーターにて、1
70℃に加熱した。攪拌は60rpmで行い、60分反
応させた。この時の粘度は100poisであった。これを
あらかじめ120℃に加熱したガラス製注射器に移し取
り、あらかじめ120℃に加熱したガラス製容器の中に
押し出し、ストランド状にした。この時のポリ乳酸の分
子量GPCで測定したところ7.5万、未反応ラクチド
は50.6重量%であった。
20℃より下がらないよう速やかに120℃の恒温槽に
移し20時間反応させた後、140℃で5時間、さらに
160℃で5時間固相にて反応を行った。反応後ストラ
ンド状のポリ乳酸は融着することなく、平均分子量7.
0万のポリ乳酸が得られた。また、このポリ乳酸には未
反応ラクチドは含まれておらず、ガラス転移点温度はD
SCで測定を行ったところ57.3℃であった。また、
着色や分解物は含まれていなかった。ラクチドの減少に
よる重量の減少は見られなかった。
(オクチル酸スズ)を0.001重量%添加し、500
ml容ガラス製セパラブルフラスコにいれた。N2 置換を
行った後、マントルヒーターにて、180℃に加熱し
た。攪拌は60rpmで行い、65分反応させた。この
時の粘度は450poisであった。これをステンレス製容
器に移し室温まで放冷した。この時のポリ乳酸の分子量
GPCで測定したところ12万、未反応ラクチドは5
6.6重量%であった。
きステンレス製密閉容器に移した。窒素にて0.7kgf/
cm2 に加圧をした後、110℃の恒温槽に移し50時間
固相にて反応を行った。反応後粉砕されたポリ乳酸は融
着することなく、平均分子量14万のポリ乳酸が得られ
た。また、このポリ乳酸には未反応ラクチドは含まれて
おらず、ガラス転移点温度はDSCで測定を行ったとこ
ろ63.3℃であった。また、着色や分解物は含まれて
いなかった。
(オクチル酸スズ)を0.001重量%添加し、2軸エ
クストルーダー(株)クリモト鉄工所製、KEX−30
にいれた。180℃に加熱し5時間反応させた。ストラ
ンド状に取り出し、ペレタイザーにてペレットにした。
この時のポリ乳酸の分子量GPCで測定したところ40
万、未反応ラクチドは5重量%であった。また、この時
の粘度は、1万poisであった。
移し、N2 にて7kgf/cm2 に加圧をした後、120℃の
恒温槽に移し20時間反応させた後、140℃で5時
間、さらに160℃で5時間固相にて反応を行った。反
応後ペレット状のポリ乳酸は融着することなく、平均分
子量43万のポリ乳酸が得られた。また、このポリ乳酸
には未反応ラクチドは含まれておらず、ガラス転移点温
度はDSCで測定を行ったところ64.0℃であった。
また、着色や分解物は含まれていなかった。
りである。 <GPC測定> (株)島津製作所製 検出器; RID-6A ポンプ; LC-9A カラムオーブン; CTO-6A カラム;Shim-pack GPC-801C,-804C,-806C,-8025C を直
列 分析条件 溶媒;クロロフォルム 流速;1ml/min サンプル量; 200μl(サンプル0.5w/w%をクロロフォ
ルムに溶かした。) カラム温度; 40℃ <DSC測定> (株)島津製作所製 DSC-50 昇温速度; 10℃/min サンプル量; 6〜7mg <粘度測定> (株)トキメック製 B8L-HM
のない分子量20万〜50万の高分子量のポリ乳酸成形
品(ペレット)を製造することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 ラクチドを主原料とし、溶融重合により
固形のポリ乳酸を得る1段目の重合と、1段目で重合し
成形した固形のポリ乳酸をその融点より低い温度でさら
に加熱重合する2段目の重合からなるポリ乳酸の製造
法。 - 【請求項2】 1段目の重合を温度120〜190℃に
て行い、得られた固形のポリ乳酸を温度100〜175
℃にて固相で2段目の重合を行う請求項1のポリ乳酸の
製造法。 - 【請求項3】 成形されたポリ乳酸の固相での重合にお
いて少くとも大気圧より高い圧力下で加熱重合させる請
求項1のポリ乳酸の製造法。 - 【請求項4】 1段目の重合後、冷却結晶化して2段目
の重合を行う請求項1のポリ乳酸の製造法。
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JP6286677A JP2621813B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-11-21 | ポリ乳酸の製造法 |
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---|---|---|---|
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JP2216594 | 1994-01-21 | ||
JP6286677A JP2621813B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-11-21 | ポリ乳酸の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07247345A JPH07247345A (ja) | 1995-09-26 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP6286677A Expired - Lifetime JP2621813B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-11-21 | ポリ乳酸の製造法 |
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JP (1) | JP2621813B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014171011A1 (ja) | 2013-04-19 | 2014-10-23 | 株式会社武蔵野化学研究所 | 脂肪族ポリエステルの精製方法およびその方法で精製された脂肪族ポリエステル |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
CN100448910C (zh) * | 2005-07-29 | 2009-01-07 | 上海同杰良生物材料有限公司 | 聚乳酸类聚酯及其共聚物的制备新方法 |
JP5420179B2 (ja) | 2008-02-29 | 2014-02-19 | 株式会社Adeka | ポリ乳酸樹脂組成物 |
CN101665565B (zh) * | 2008-09-01 | 2012-01-04 | 南京工业大学 | 一种用卡宾衍生物催化制备聚乳酸的方法 |
EP3470465A4 (en) | 2016-06-09 | 2020-04-15 | Adeka Corporation | RESIN COMPOSITION |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2714454B2 (ja) * | 1988-11-07 | 1998-02-16 | 三井東圧化学株式会社 | 生体吸収性ポリエステルの製造方法 |
JP3339600B2 (ja) * | 1994-05-23 | 2002-10-28 | 東洋紡績株式会社 | ポリ乳酸及び/又はその共重合体 |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP6286677A patent/JP2621813B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014171011A1 (ja) | 2013-04-19 | 2014-10-23 | 株式会社武蔵野化学研究所 | 脂肪族ポリエステルの精製方法およびその方法で精製された脂肪族ポリエステル |
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JPH07247345A (ja) | 1995-09-26 |
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