JP3308335B2 - 乳酸系ポリマー組成物並びにそのペレット、その成形体およびその成形方法 - Google Patents
乳酸系ポリマー組成物並びにそのペレット、その成形体およびその成形方法Info
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法に関する。さらに詳しくは、乳酸系ポリマーを主体と
する熱可塑性樹脂組成物からなり使用後、自然環境下で
分解性を有し押出成形、射出成形及びブロー成形の成形
安定性に優れた成形方法に関するものである。
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂が使用され
ている。係わる樹脂から製造された成形体は、廃棄する
際、ゴミの量を増やすうえに、自然環境下での分解速度
が殆どないため、埋設処理しても、半永久的に地中に残
留する。また投棄されたプラスチック類により、景観が
損なわれ海洋生物の生活環境が破壊さるるなどの問題も
起こっている。
して、ポリ乳酸または乳酸とその他のヒドロキシカルボ
ン酸のコポリマー(以下乳酸系ポリマーと称する。)が
開発されている。これらの樹脂は、動物の体内で数ケ月
から1年の内に100%生分解し、また、土壌や海水中
に置かれた場合、湿った環境下では数週間で分解を始め
約1年から数年で消滅し、さらに分解生成物は、人体に
無害な乳酸と二酸化炭素と水になるという特性を有して
いる。
機のペレット供給口であるホッパー下部付近でペレット
同士の表面が融着し易い。該融着部付近の温度を下げて
ペレットの融着を防止すると、該ペレットがキシミ連続
に供給が出来ないとの問題があり、押出成形、射出成形
及びブロー成形の成形加工に於いて均一な肉厚、外観等
を連続に得ることが困難であった。
で分解可能な乳酸系ポリマーの成形安定性にすぐれた成
形方法を提供することにある。
を達成するため、鋭意検討した結果、本発明に到ったも
のである。即ち、本発明は、乳酸系ポリマーペレットを
予め結晶化と、乳酸系ポリマーペレット100重量部
に、高級脂肪酸のビスアミド、および/または、高級脂
肪酸の金属塩0.001〜0.05重量部の添加をそれ
ぞれ、又は、併用して成形することを特徴とする乳酸系
ポリマーの成形方法である。
たは乳酸とその他のヒドロキシカルボン酸(例、グリコ
ール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4
−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒド
ロキシカプロン酸等)から直接脱水縮合するか、乳酸の
環状2量体であるラクタイドまたはヒドロキシカルボン
酸の環状エステル中間体、例えばグリコール酸の2量体
であるグリコライドや6−ヒドロキシカプロン酸の環状
エステルであるε−カプロラクトン等の共重合可能なモ
ノマーを適宜用いて開環重合させた物でもよい。
と他のヒドロキシカルボン酸を好ましくは有機溶媒、特
にフェニルエーテル系溶媒の存在下で共沸脱水縮合し、
特に好ましくは共沸により留出した溶媒から水を抜き実
質的に無水の状態にした溶媒を反応系に戻す方法によっ
て重合することにより、本発明に適した強度を持つ高分
子量のポリ乳酸が得られる。原料としての乳酸は、L−
乳酸またはD−乳酸またはそれらの混合物のいずれでも
よい。
好ましく、1万以下の分子量では成形加工品の強度が小
さく実用に適さない。また、分子量が100万より高い
と溶融した状態での粘度が高く成形加工性に劣る。乳酸
系ポリマーには、必要に応じて可塑剤、さらに各種の改
良剤を用いて混合、混練させたものでも良い。この場合
には乳酸系ポリマーの比率が50%以上になるようにす
ればよい。また、ペレットの形状は直径1〜4mmΦで
0.8〜50mm3 、好ましくは2〜3mmΦで9〜2
0mm3 である。
施することが出来る。例えば、乳酸系ポリマーペレット
で結晶性ポリマーの結晶化条件として、減圧下、又は、
窒素雰囲気下にて70〜130℃、好ましくは80〜1
00℃で処理時間を1時間以上するのが好ましい。該結
晶化したペレットは耐熱性が向上し、成形機のペレット
供給口であるホッパー下部付近でのペレット同士の表面
における融着がなくなり安定した成形が出来る。結晶化
度が40〜50%になると、軟化温度は120〜140
℃と50℃以上向上する。
は、メチレンビス・ステアリン酸アミド、エチレンビス
・ステアリン酸アミド、エチレンビス・バルミチン酸ア
ミド、エチレンビス・オレイン酸アミド等である。なか
でもエチレンビス・ステアリン酸アミドが好ましい。ま
た、高級脂肪酸の金属塩とは、ステアリン酸カルシュウ
ム、ステアリン酸マグネシュウム、ステアリン酸バリウ
ム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニュウム等
である。添加量は乳酸系ポリマー100重量部に対し
て、0.001〜0.05重量部の範囲であって、0.
001重量部より少ないと安定性の効果が少なく、0.
05重量部を越えると、かえってペレット同士がスリッ
プを生じ成形不安定になり、樹脂の混練不十分による好
ましい成形品が得られない。好ましくは、0.003〜
0.01重量部の範囲である。
ると成形条件の温度範囲が広くなり更に好ましい。ペレ
ットに添加する方法としては通常の方法を用いて実施す
ることが出来る。例えばタンブラー、リボンミキサー等
を用いてペレットと添加剤とを混合することが出来る。
と成形機よって異なるが、成形機のホッパー部下は充分
に冷却して20℃以下、次にシリンダー温度のホッパー
側のC1部は110〜170℃、以降C2〜シリンダー
先端部であるC4は170〜250℃が好ましい。又、
成形時にポリマーの熱劣化を防ぐため、ホッパー部を窒
素雰囲気にする事は好ましいが、限定されない。
時間攪拌しながら水を留出させた後、錫末6.2gを加
え、150℃/30mmHgでさらに2時間攪拌してオ
リゴマー化した。このオリゴマーに錫末28.8gとジ
フェニルエーテル21.1kgを加え、150℃/30
mmHgで共沸脱水反応を行い留出した水と溶媒を水分
離器で分離して溶媒のみを反応機に戻した。2時間後、
反応機に戻す有機溶媒を4.6kgのモレキュラシーブ
3Aを充填したカラムを通してから反応機に戻るように
して、150℃/30mmHgで40時間反応を行い平
均分子量Mw=110,000のポリ乳酸溶液を得た。
この溶液に脱水したジフエニルエーテル44kgを加え
希釈した後40℃まで冷却して、析出した結晶を濾過
し、10kgのnーヘキサンで3回洗浄して60℃/5
0mmHgで乾燥した。この粉末を05N−HCL12
kgとエタノール12kgを加え、35℃で1時間攪拌
した後濾過し、60℃/50mmHgで乾燥して、ポリ
乳酸粉末6.1kg(収率85%)を得た。この粉末を
押出で溶融しペレット化し、乳酸系ポリマーAを得た。
ペレットは形状が3mmΦで18mm3 で、平均分子量
Mw=110,000であった。
例1途同様にしてペレット化し、乳酸系ポリマーBを得
た。このポリマーの平均分子量はMw=110,000
であった。
ン酸成分としてグリコライド20部に変えた他は製造例
1と同様にしてペレット化し、乳酸系ポリマーCを得
た。このポリマーの平均分子量Mw=110,000で
あった。乳酸系ポリマーA〜Cの平均分子量(重量平均
分子量)はポリスチレンを標準としてゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーにより以下の条件で測定した。 装置 :島津LC−10AD 検出器:島津RID−6A カラム:日立化成GL−S350DT−5、GL−S3
70DT−5 溶媒 :クロロホルム 濃度 :1% 注入量:20μl 流速 :1.0ml/min 以下、製造例1〜3で得た乳酸系ポリマーA〜Cを用い
て、本発明に係わる乳酸系ポリマーよりなる成形方法の
実施例について説明する。
理して結晶化したペレット100重量部にエチレンビス
・ステアリン酸アミド(カオーワックスEB−P;花王
石鹸製)0.005重量部を添加しリボンブレンダーに
て混合し、日精FS80S12ASE射出成形機を使用
して、温度はホッパー部;20℃、シリンダー部C1;
135℃、C2;170℃、C3とC4;190℃、金
型;30℃、成形サイクル35秒で肉厚5mm、190
mlのカップを成形した。得られた成形体の分解性につ
いてカップを、温度35℃、水分30%の土壌中に埋設
して分解試験を行い、外観を見た。 以上の結果を表−
1に示す。
ペレットを結晶化または、添加剤を添加して、射出成形
品を得た。得られた成形体の分解性は実施例1と同様に
した、結果を表−1に示す。
しを比較例1、添加剤量を0.1重量部にしたのを比較
例2にして、実施例1と同様に成形をした。条件として
温度を変えたが成形は不安定であった。
形安定性、得られた成形体の外観に優れ、さらに、廃棄
物として地中に埋設されたり海や川に投棄された場合、
紙や木等の天然物と同じように自然環境下で比較的短い
期間に無害な水と炭酸ガスに分する。
Claims (7)
- 【請求項1】 ポリ乳酸または乳酸とヒドロキシカルボ
ン酸のコポリマーを主成分とする熱可塑性ポリマー組成
物100重量部に、 高級脂肪酸のビスアミド、 および/または、 高級脂肪酸の金属塩を0.001〜0.05重量部
添加することを特徴とする乳酸系ポリマー組成物。 - 【請求項2】 乳酸が、L−乳酸、および/または、D
−乳酸であることを特徴とする請求項1に記載の乳酸系
ポリマー組成物。 - 【請求項3】 ヒドロキシカルボン酸が、グリコール酸
であることを特徴とする請求項1又は2に記載の乳酸系
ポリマー組成物。 - 【請求項4】 乳酸が、L−乳酸の比率が、75%以上
であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載
の乳酸系ポリマー組成物。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の何れかに記載の乳酸系
ポリマー組成物を含んでなるペレットであって、 70℃〜130℃の温度範囲で加熱処理して結晶化させ
ることにより耐熱性が改善された、 乳酸系ポリマー組成物を含んでなるペレット。 - 【請求項6】 請求項1乃至4の何れかに記載の乳酸系
ポリマー組成物を含んでなる成形体。 - 【請求項7】 請求項1乃至4の何れかに記載の乳酸系
ポリマー組成物を成形することを特徴とする、乳酸系ポ
リマー組成物の成形方法。
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