JP5260173B2 - ポリ乳酸含有組成物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリ乳酸含有組成物の製造方法に関する。さらに詳細には再利用しても色相悪化の少ない、安定化ポリ乳酸含有組成物の製造方法に関する。
近年、地球環境保護の目的から、自然環境下で分解される生分解性ポリマーが注目され、世界中で研究されている。生分解性ポリマーとしてポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸等が知られている。
なかでもポリ乳酸は、生体由来の原料から得られる乳酸あるいはその誘導体を原料とするバイオベースポリマーとして、単に生分解性ポリマーとしてではなく環境にやさしい高分子材料として期待されている。
そのため汎用ポリマーとしての利用も検討され、延伸フィルム、繊維はもとより射出成形品としてリレー、コネクターなどの電子部品の筐体などへの応用が検討されている。
しかしながらポリ乳酸樹脂は、結晶融解温度が160℃程度と低く、結晶化速度も遅いため成形に長時間を必要とし、融解や変形などの耐熱性に課題があった。
一方で、L−乳酸単位からなるポリL‐乳酸(以下PLLAと略称することがある。)とD‐乳酸単位からなるポリD‐乳酸(PDLAと略称することがある。)を溶液あるいは溶融状態で混合することにより、ステレオコンプレックスポリ乳酸が形成されることが知られている。(特許文献1および非特許文献1)このステレオコンプレックスポリ乳酸はPLLAやPDLAに比べて、200〜250℃と高融点であり、高結晶性を示す等,興味深い現象が発見されている。
しかしポリ乳酸は脂肪族ポリエステルの特徴として、高温下、容易に変成着色するため、色調良好な成形品を得る事に課題があるのみならず、成形品の再利用、すなわち回収成形品の溶融再利用を試みると商品としての利用が困難なほど着色する場合があり、緊急な解決が待たれている。
一方、ポリ乳酸に対する安定剤として、例えば特許文献2には、各種ヒンダードフェノール系化合物、亜燐酸エステル系化合物その他チオエーテル系化合物などが提案されているが、いずれも従来公知の安定剤が列挙されているに過ぎず、これらの提案された剤の適用では、色相良好で色相の安定化されたポリ乳酸組成物を得ることができなかった。
特開2002−138188号公報 特開2003−321601号公報 高分子材料の劣化・変色のメカニズムとその安定化技術−ノウハウ集− 技術情報協会 2006年発行
本発明の目的は従来法の上記欠点を解決した、色相良好で、熱処理した後も、良好な色相を保持する色相安定化ポリ乳酸含有組成物、およびこれよりなる成形品を提案することにある。
また本発明の他の目的は、色相良好で、色相安定化された本発明組成物の回収法、回収成形品を提案することにある。
本発明はポリ乳酸に亜リン酸エステル類を配合することにより、色相良好で色相の安定化されたポリ乳酸含有組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の目的は、
1.D−乳酸単位を主成分とし、D−乳酸以外の共重合単位が0〜10モル%よりなる結晶性のポリ乳酸(B)成分とL−乳酸単位を主成分としL−乳酸以外の共重合単位が0〜10モル%よりなる結晶性のポリ乳酸(C)成分とを、金属含有触媒の存在下にラクチドを溶融開環重合させて得た後、重量比で(B)/(C)=(10)/(90)〜(90)/(10)で溶融混合してポリ乳酸組成物を得るに当たり、結晶性のポリ乳酸(B)成分および/または結晶性のポリ乳酸(C)成分に対して、溶融開環重合完結までのポリ乳酸成分の重量平均分子量が10000以下の状態にあるとき、一般式(1)で示される亜リン酸エステル類を添加する、ポリ乳酸含有組成物の製造方法によって達成される。
Figure 0005260173
〔式中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基またはフェニル基を示し、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示し、Xは単結合、硫黄原子または式(1−1)で示される2価の残基を示し、
Figure 0005260173
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)
Aは炭素数2〜8のアルキレン基または式(1−2)で示される2価の残基を示し、
Figure 0005260173
(式中、Rは単結合または炭素数1〜8のアルキレン基を示し、*は酸素原子側に結合していることを示す。)、
Y、Zはいずれか一方がヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基または炭素数7〜12のアラルキルオキシ基を示し、他の一方が水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示す。〕で表される少なくとも1種の化合物。
また、本願発明には以下も包含される。
2.亜リン酸エステル類の添加を、ポリ乳酸成分の重量平均分子量が、1000未満の状態にあるときに行なう、上記に記載の製造方法。
3.亜リン酸エステル類の添加を、溶融開環重合反応前のラクチドに添加することにより行なう、上記に記載の製造方法。
4.一般式(1)で示される亜リン酸エステル類の添加を、原料ラクチドに一般式(1)で示される亜リン酸エステル類を含有させることにより行なう、上記に記載の製造方法。
本発明の製造方法によって得られたポリ乳酸含有組成物は色相良好でかつ空気雰囲気下、溶融熱履歴を経たのちも良好な色相を維持する。該組成物よりなる成形品は良好な色相と熱履歴を経た後にも良好な色相を維持する。
さらに、本成形品よりの回収成分を含む組成物も良好な色相と色相安定性を有するので、本発明のポリ乳酸含有組成物は、リサイクル、再使用が可能である。
本発明のポリ乳酸含有組成物は式(1)で表される亜燐酸エステル類を含有し、クロロホルムの10%溶液として測定したカラーb値が2.5未満の色調良好なポリ乳酸含有組成物であり、該組成物を空気雰囲気下、260℃、20分間保持した後においてもクロロホルム10%溶液として測定したカラーb値が2.5未満であり色相安定性の良好な組成物である。かかる良好な色調と色調安定性を有することにより、該組成物よりの成形品が良好な色調を有するとともに、該成形品の再利用成形が可能となる。
本発明のポリ乳酸含有組成物はDSC測定で、下記式(1)で定義されるステレオコンプレックス結晶化度(S)が80%以上であることが必要である。
[数2]
[S={△Hmsc/(△Hmh+△Hmsc)}×100 (1)
△Hmsc,△HmhはDSC測定において、各々、ポリ乳酸ホモ結晶の融解に対応するピーク温度160から190℃の結晶融解熱(J/g)、ステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の融解に対応するピーク温度190℃以上の結晶融解熱(J/g)を表す。]
S=80%以上と高いステレオコンプレックス結晶化度を示すことにより、本発明のポリ乳酸含有組成物が、ステレオコンプレックスポリ乳酸本来の高い耐熱性を好適に発揮できる。
ポリ乳酸含有組成物の耐熱性の観点からは、DSC測定で、ステレオコンプレックス結晶の融解に対応するピーク温度である、190℃以上のピークのみが実質的に検出されることがとりわけ好ましい。
このようなポリ乳酸含有組成物はL−乳酸単位を主成分とし、L−乳酸単位以外の成分を0〜10モル%含有するポリL−乳酸成分と、D−乳酸単位を主成分としD−乳酸単位以外の成分を0〜10モル%含有するポリD−乳酸成分とからなるステレオコンプレックスポリ乳酸を含むポリ乳酸組成物(以下、単にポリ乳酸成分と略記することがある。)を含み、上記ポリL−乳酸成分と、ポリD−乳酸成分とを重量比で(10/90)〜(90/10)の範囲で混合することにより得ることができる。
本発明のポリ乳酸成分がより高いステレオコンプレックス結晶化度と耐熱性を有するためには、重量比で(20/80)から(80/20)の範囲で混合することがより好ましく、さらに好ましくは(30/70)から(70/30)、とりわけ好ましくは(40/60)から(60/40)であり、(50/50)、あるいはできる限り(50/50)に近い重量比であることが好ましい。
ポリL‐乳酸成分とポリD‐乳酸成分との混合は、例えば、溶媒の存在下混合することにより得ることができる。溶媒は、ポリL−乳酸とポリD−乳酸が溶解するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、フェノール、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、ブチロラクトン、トリオキサン、ヘキサフルオロイソプロパノール等の単独あるいは2種以上混合したものが好ましい。
また混合は、溶媒の非存在下で行うこともできる。即ち、ポリL−乳酸成分とポリD−乳酸成分とを所定量混合した後に溶融混練する方法、いずれか一方を溶融させた後に残る一方を加えて混練する方法を採用することができる。
また、本発明のポリ乳酸含有組成物として、ポリL−乳酸セグメントとポリD−乳酸セグメントが結合しているステレオブロックポリ乳酸も好適に用いることが出来る。ステレオブロックポリ乳酸はポリL‐乳酸セグメントとポリD‐乳酸セグメントが分子内で結合してなるブロック重合体である。
このようなブロック重合体は、たとえば、逐次開環重合によって製造する方法や、ポリL−乳酸とポリD−乳酸を重合しておいてあとで鎖交換反応や鎖延長剤で結合する方法、ポリL−乳酸とポリD−乳酸を重合しておいてブレンド後固相重合して鎖延長する方法、立体選択開環重合触媒を用いてラセミラクチドから製造する方法など上記の基本的構成を持つブロック共重合体であれば製造法によらず、用いることができる。
しかしながら、逐次開環重合によって得られる高融点のステレオブロック重合体、固相重合法によって得られる重合体を用いることが製造の容易さからより好ましい。
本発明で用いるポリ乳酸成分には、ステレオコンプレックス結晶の形成を安定的且つ高度に進めるために特定の添加物を添加することが好ましい。
例えば、
(1)ステレオコンプレックス結晶化促進剤;下記式(3)及びまたは(4)で示すリン酸金属。
Figure 0005260173
(式中、R11は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表しR12、R13は各々独立に水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を表す。
は、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子またはアルミニウム原子を表す。アルカリ金属原子としてNa、K、Li等が挙げられる。アルカリ土類金属原子としてMg、Ca等が挙げられる。pは、1または2を表す。qは、Mがアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子の時は0を、Mがアルミニウム原子のときは1または2を表す。)
Figure 0005260173
(式中R14、R15、R16は各々独立に水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を表す。Mは、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子またはアルミニウム原子を表す。pは、1または2を表す。qは、Mがアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、亜鉛原子の時は0を、Mがアルミニウム原子のときは1または2を表す。)
(2)ブロック形成剤:(エポキシ基、オキサゾリン基、オキサジン基、イソシアネート基、ケテン基及びカルボジイミド基)(以下特定官能基と略称することがある)の群より選択される基を分子中少なくとも1個有する化合物。
これらのリン酸金属塩は、M、Mは具体的には、Na、K、Al、Mg、Caなどであり、特に、K、Na、Alを好適に用いることができる。
かかるリン酸エステル金属塩としては特許第3960797号公報に提案されている化合物、さらに株式会社ADEKAより市販されている「アデカスタブ(登録商標)」NA−10、NA−11、NA−21およびNA−71が好適に使用できる。本発明のステレオコンプレックス結晶化促進剤は1種のみで適用することも良いが、また2種以上を併用することもできる。
かかるリン酸エステル金属塩はポリ乳酸成分を基準として、好ましくは10ppmから2wt%、より好ましくは50ppmから0.5wt%、さらに好ましくは100ppmから0.3wt%用いることが好ましい。少なすぎる場合には、ステレオコンプレックス結晶化度を向上する効果が小さく、多すぎるとポリ乳酸含有組成物自体を劣化させるので好ましくない。
さらにリン酸エステル金属塩の作用を強化するためいわゆる結晶化促進剤を併用することが好ましい。かかる結晶化促進剤としては、以下結晶化促進剤の項目で記載する各種剤が使用されるが、なかでも珪酸カルシウム、タルク、カオリナイト、モンモリロナイトが好ましくは選択される。
リン酸エステル金属塩の作用を強化させる結晶化促進剤の使用量はポリ乳酸成分100重量部あたり0.05から5重量部、さらに好ましくは0.06から2重量部、より好ましくは0.06から1重量部の範囲が選択される。
ブロック形成剤は特定官能基がポリL−乳酸あるいはポリD−乳酸の分子末端と反応して、部分的にポリL‐乳酸ユニットとポリD‐乳酸ユニットを連結しブロック化ポリ乳酸の形成を促進させる剤である。
ブロック形成剤は以下記載するカルボキシル基封止剤を好適に適用することができる。
なかでも、ポリ乳酸及び本発明の樹脂組成物の色調、熱分解性、耐加水分解性などに与える好ましい影響より、特定官能基としてカルボジイミド基を有する剤、カルボジイミド化合物が好適に選択される。
ブロック形成剤の使用量はポリ乳酸成分100重量部あたり0.001から5重量部が好ましく、0.01から3重量部がさらに好ましい。この範囲を超えて多量に適用すると樹脂色相を悪化、あるいは可塑化が起こる懸念が大きくなり好ましくない。
また0.001重量部未満の使用量であるとその効果はほとんど認められず工業的な意義は小さい。上記(1)及び(2)の手法は単独に適用することも可能であるが、組み合わせて適用する方法がステレオコンプレックス結晶の形成をより一層効果的に促進でき好ましい。
本発明のポリ乳酸含有組成物の色調パラメーターのカラーb値は好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2、とりわけ好ましくは1.5以下である。260℃熱処理後の試料についても同様に判断される。
カラーb値が2.5を超えるポリ乳酸含有組成物よりなる成形品は、官能的好感度が悪い、きわめて強い黄色を呈し、その用途が限定されたものとなってしまう。
本発明のポリ乳酸含有組成物はその成形品が十分に高い耐熱性、たとえば高い熱変形温度を有するためにポリ乳酸が十分高い重量平均分子量と結晶性を有することが好ましい。
本発明のポリ乳酸含有組成物の重量平均分子量は10万から50万の範囲のものが好適に使用される。
重量平均分子量が10万に満たないと成形品の機械的強度、靭性が低く好ましくない。また重量平均分子量が50万を超えると溶融粘度が高く、溶融成形が困難となるためである。
さらに本発明において、ポリ乳酸含有組成物は、示差走査熱量計(DSC)測定で、150から190℃の間に結晶融解ピーク(Tmh)を有し、該結晶融解熱(△Hmsc)が10J/g以上であることが好ましい。
かかる結晶融点および結晶融解熱の範囲を満たすことにより耐熱性が好適に高められるためである。
本発明においてポリ乳酸含有組成物中のポリ乳酸成分であるポリL‐乳酸およびポリD‐乳酸は、主たる繰り返し単位がL‐乳酸単位およびD‐乳酸単位から実質的になることが好ましい。
ポリL‐乳酸は、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは95〜100モル%、さらに高融点を実現するためには99〜100モル%のL−乳酸単位から構成されることがさらに好ましい。
L−乳酸以外の単位としては、D−乳酸単位および乳酸以外の共重合単位が挙げられる。D−乳酸単位、乳酸以外の共重合単位の含有量は、好ましくは0〜10モル%、より好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%である。
ポリD‐乳酸は、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは95〜100モル%、さらに高融点を実現するためには99〜100モル%のL‐乳酸単位から構成されることがさらに好ましい。
D−乳酸以外の単位としては、L−乳酸単位および乳酸以外の共重合単位が挙げられる。L−乳酸単位、乳酸以外の共重合単位は、0〜10モル%、好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%である。
共重合単位は、2個以上のエステル結合形成可能な官能基を持つジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等由来の単位およびこれら種々の構成成分からなる各種ポリエステル、各種ポリエーテル、各種ポリカーボネート等由来の単位が例示される。
ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール等あるいはビスフェノールにエチレンオキシドが付加させたものなどの芳香族多価アルコール等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸として、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸等が挙げられる。ラクトンとしては、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
上記のポリL−乳酸およびポリD−乳酸は、公知の方法で製造することができる。例えば、L‐またはD‐ラクチドを金属含有触媒の存在下、加熱し開環重合させ製造することができる。また、触媒を含有する低分子量のポリ乳酸を結晶化させた後、減圧下または不活性ガス気流下で加熱し固相重合して製造することもできる。
重合反応は、従来公知の反応容器で実施可能であり、例えばヘリカルリボン翼等、高粘度用攪拌翼を備えた縦型反応器あるいは横型反応器を単独、または並列して使用することができる。また、回分式あるいは連続式あるいは半回分式のいずれでも良いし、これらを組み合わせてもよい。
本発明で使用する金属含有触媒としては例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、遷移金属類、アルミニウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモンなどの脂肪酸塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、アルコラート等が挙げられる。
金属含有触媒はスズ、アルミニウム、亜鉛、カルシウム、チタン、ゲルマニウム、マンガン、マグネシウムおよび稀土類元素より選択される少なくとも一種を含有する触媒であることが好ましい。具体的には、塩化第一スズ、臭化第一スズ、ヨウ化第一スズ、硫酸第一スズ、酸化第二スズ、ミリスチン酸スズ、オクチル酸スズ、ステアリン酸スズ、テトラフェニルスズ、スズメトキシド、スズエトキシド、スズブトキシド、酸化アルミニウム、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム−イミン錯体四塩化チタン、チタン酸エチル、チタン酸ブチル、チタン酸グリコール、チタンテトラブトキシド、塩化亜鉛、酸化亜鉛、ジエチル亜鉛、三酸化アンチモン、三臭化アンチモン、酢酸アンチモン、酸化カルシウム、酸化ゲルマニウム、酸化マンガン、炭酸マンガン、酢酸マンガン、酸化マグネシウム、イットリウムアルコキシドなどが例示される。
触媒活性、副反応の少なさを考慮すると、塩化第一スズ、臭化第一スズ、ヨウ化第一スズ、硫酸第一スズ、酸化第二スズ、ミリスチン酸スズ、オクチル酸スズ、ステアリン酸スズ、テトラフェニルスズなどのスズ含有化合物およびアルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムブトシキド、アルミニウム−イミン錯体などのアルミニウム含有化合物が好ましい。さらに好ましくは、ジエトキシスズ、ジノニルオキシスズ、ミリスチン酸スズ、オクチル酸スズ、ステアリン酸スズ、塩化スズ、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムイソプロポキシドなどが例示される。
触媒の使用量はラクチド類1Kgあたり0.42×10−4〜100×10−4(モル)でありさらに反応性、得られるポリラクチド類の色調、安定性を考慮すると1.68×10−4〜42.1×10−4(モル)、特に好ましくは0.5×10−4〜6.8×10−4(モル)である。
重合開始剤としてアルコールを用いてもよい。かかるアルコールとしては、ポリ乳酸の重合を阻害せず不揮発性であることが好ましく、例えばデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどのモノオール、エチレングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオールなどのジオール、グリセロールなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどのテトラオールなどを好適に用いることができる。
ポリ乳酸は重合時使用された金属含有触媒を失活剤で不活性化しておくのが好ましい。かかる失活剤としてはたとえば例えばイミノ基を有し且つ重合金属触媒に配位し得るキレート配位子の群からなる有機リガンド及びジヒドリドオキソリン(I)酸、ジヒドリドテトラオキソ二リン(II,II)酸、ヒドリドトリオキソリン(III)酸、ジヒドリドペンタオキソ二リン(III)酸、ヒドリドペンタオキソ二(II,IV)酸、ドデカオキソ六リン(III)III、ヒドリドオクタオキソ三リン(III,IV,IV)酸、オクタオキソ三リン(IV,III,IV)酸、ヒドリドヘキサオキソ二リン(III,V)酸、ヘキサオキソ二リン(IV)酸、デカオキソ四リン(IV)酸、ヘンデカオキソ四リン(IV)酸、エネアオキソ三リン(V,IV,IV)酸等の酸価数5以下の低酸化数リン酸、式xHO・yPで表され、x/y=3のオルトリン酸、2>x/y>1であり、縮合度より二リン酸、三リン酸、四リン酸、五リン酸等と称せられるポリリン酸及びこれらの混合物、x/y=1で表されるメタリン酸、なかでもトリメタリン酸、テトラメタリン酸、1>x/y>0で表され、五酸化リン構造の一部を残した網目構造を有するウルトラリン酸(これらを総称してメタ燐酸系化合物と呼ぶことがある。)、及びこれらの酸の酸性塩、一価、多価のアルコール類、あるいはポリアルキレングリコール類の部分エステル、完全エステル、ホスホノ置換低級脂肪族カルボン酸誘導体などが例示される。
触媒失活能から、式xHO・yPで表され、x/y=3のオルトリン酸、2>x/y>1であり、縮合度より二リン酸、三リン酸、四リン酸、五リン酸等と称せられるポリリン酸及びこれらの混合物、x/y=1で表されるメタリン酸、なかでもトリメタリン酸、テトラメタリン酸、1>x/y>0で表され、五酸化リン構造の一部を残した網目構造を有するウルトラリン酸(これらを総称してメタ燐酸系化合物と呼ぶことがある。)、及びこれらの酸の酸性塩、一価、多価のアルコール類、あるいはポリアルキレングリコール類の部分エステルリンオキソ酸あるいはこれらの酸性エステル類、ホスホノ置換低級脂肪族カルボン酸誘導体及び上記のメタ燐酸系化合物が好適に使用される。
本発明で使用するメタ燐酸系化合物は、3から200程度の燐酸単位が縮合した環状のメタ燐酸あるいは立体網目状構造を有するウルトラ領域メタ燐酸あるいはそれらの(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、オニウム塩)を包含する。
なかでも環状メタ燐酸ナトリウムやウルトラ領域メタ燐酸ナトリウム、ホスホノ置換低級脂肪族カルボン酸誘導体のジエチルヘキシルホスホノアセテート(以下、DHPAと略称することがある)などが好適に使用される。
本発明のポリ乳酸含有組成物に含有させる亜リン酸エステル類は、一般式(1)で示される化合物において、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜12の脂環族基、炭素数7〜12のアラルキル基または芳香族基を示す。
炭素数1〜8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基、i−オクチル基、t−オクチル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。
炭素数5〜12の脂環族基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−メチル−4−i−プロピルシクロヘキシル基などが挙げられる。
炭素数7〜12のアラルキル基としては、例えばベンジル基、α−メチルベンジル基、α、α−ジメチルベンジル基などが挙げられる。炭素数7〜12の芳香族基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基などが挙げられる。
、R、Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜12の脂環族基などであることが好ましい。
、Rはt−ブチル基、t−ペンチル基、t−オクチル基などのt−アルキル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基などであることがさらに好ましい。
はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ペンチル基などの炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基などがさらに好ましい。Rは水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−ペンチル基などの炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示すが、炭素数1〜8のアルキル基としては、R、R、R、Rにおいて前記したと同様の炭素数1〜8のアルキル基が挙げられる。Rは水素原子またはRにおいて前記したと同様の炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基などがさらに好ましい。
Xは単結合、硫黄原子または式(I−1)で示される2価の残基を示す。式(I−1)で示される2価の残基においてRは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数5〜12の脂環族基を示すが、ここで炭素数1〜8のアルキル基および炭素数5〜12の脂環族基としては、R、R、RおよびRにおいて前記したと同様のアルキル基及び脂環族基がそれぞれ例示される。
は水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基などの炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。Xは単結合、式(1−1)で示される2価の残基が好ましく、単結合がさらに好ましい。
Aは、炭素数2〜8のアルキレン基または式(1−2)で示される2価の残基を示すが、炭素数2〜8のアルキレン基が好ましく、かかるアルキレン基としては、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基などが挙げられ、プロピレン基がさらに好ましい。式(1−2)で示される2価の残基は酸素原子とベンゼン核とに結合しているが、*は酸素原子と結合していることを示している。Rは単結合または炭素数1〜8のアルキレン基を示すが、ここで炭素数1〜8のアルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基などが挙げられる。かかるRとしては単結合、エチレン基などが好ましい。
Y、Zはいずれか一方がヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基または炭素数7〜12のアラルキルオキシ基を示し、他の一方が水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示す。ここで、炭素数1〜8のアルキル基としてはR、R、RおよびRとして前記したと同様のアルキル基が挙げられる。炭素数1〜8のアルコキシル基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、t−ペントキシ基、i−オクトキシ基、t−オクトキシ基、2−エチルヘキトキシ基などが挙げられる。炭素数7〜12のアラルキルオキシ基としては、例えばベンジルオキシ基、α−メチルベンジルオキシ基、α、α−ジメチルベンジルオキシ基などが挙げられる。Y、Zは、Yがヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基または炭素数7〜12のアラルキルオキシ基であり、Zが水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であってもよいし、Zがヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基または炭素数7〜12のアラルキルオキシ基であり、Yが水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であってもよい。
かかる式(I)で示される亜リン酸エステル類の中でも、RおよびRがt−アルキル基、シクロヘキシルまたは1−メチルシクロヘキシル基であり、Rが炭素数1〜5のアルキル基であり、Rが水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、Rが水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、Xが単結合であり、Aが炭素数2〜8のアルキレン基であることが特に好ましい。
かかる亜リン酸エステル類としては、例えば2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン〔「スミライザー(登録商標)GP」(住友化学株式会社製)として市販されている。〕、2,10−ジメチル−4,8−ジ−t−ブチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロポキシ]−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3、5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、2,4,8,10−テトラ−t−ペンチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロポキシ]−12−メチル−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,10−ジメチル−4,8−ジ−t−ブチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,4,8,10−テトラ−t−ペンチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−12−メチル−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、2,10−ジメチル−4,8−ジ−t−ブチル−6−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾイルオキシ)−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾイルオキシ]−12−メチル−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,10−ジメチル−4,8−ジ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロポキシ]−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,10−ジエチル−4,8−ジ−t−ブチル−6−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロポキシ]−12H−ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[2,2−ジメチル−3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピンなどが挙げられる。
かかる亜リン酸エステル類は、市販品を使用することもでき、例えば、スミライザー(登録商標)GP(住友化学株式会社製)などが挙げられる。
本発明のポリ乳酸含有組成物において亜リン酸エステル類の含有量はポリ乳酸100重量部あたり通常0.01重量部から5重量部である。0.01重量部未満ではポリ乳酸含有組成物の着色抑制能が不十分となることがあり、好ましくは0.03重量部以上、さらに好ましくは0.05重量部以上である。また5重量部を超えて使用してもそれに見合うだけの効果が現れず経済的に不利であり、好ましくは3重量部以下、さらに好ましくは1重量部以下である
発明の色相良好なポリ乳酸含有組成物はポリラクチドの溶融開環重合により製造する際に、重合開始の時点から重合終了までの時点において、亜リン酸エステル類を配合することにより製造することができる。
すなわち亜リン酸エステル類の存在下に溶融開環重合させることにより、ポリ乳酸含有組成物中に亜リン酸エステル類が均一に分散したポリ乳酸含有組成物を得ることができるのみならず、ポリ乳酸含有組成物の色相を良化して、クロロホルム溶液として測定したカラーb値2未満を好適に実現することができる。
ポリ乳酸成分の製造前、ポリL−乳酸、ポリD−乳酸の溶融開環重合時に、亜リン酸エステル類を配合する場合、ポリL−乳酸、ポリD−乳酸の重量平均分子量が低い時点で配合する方法が、組成物の色相良化と色相安定性の効果が大きく発揮することができる。
すなわちポリL−乳酸、ポリD−乳酸の重量平均分子量が10000以下で添加すればよく、さらに好ましくは1000以下の段階で亜リン酸エステル類を配合することが、組成物の色相良化と色相安定性の観点から好ましく選択される。
さらに本発明においては、亜リン酸エステル類をラクチドの重合装置に仕込み時に配合し、亜リン酸エステル類の存在下、溶融開環重合を行う方法も好ましい態様例の一つとして例示される。
さらには原料ラクチドに前もって亜リン酸エステル類を配合しておくのも、好ましい態様例として例示される。
このようにして亜リン酸エステル類をポリ乳酸に配合する場合、ポリ乳酸を確実にポリ乳酸成分中に配合するため、亜リン酸エステル類をラクチド溶液として添加する方法が好適に選択される。
本発明のポリ乳酸含有組成物には、各種添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、上記亜燐酸エステルの作用を強化するため例えばアミン類、酸結合金属塩などが挙げられる。これらは亜リン酸エステル類の加水分解を防止する効果も有し、亜リン酸エステル類と予め混合されて用いてもよい。
アミン類としては、例えばトリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリ−i−プロパノールアミンなどのトリアルカノールアミン類、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジ−i−プロパノールアミン、テトラエタノールエチレンジアミン、テトラ−i−プロパノールエチレンジアミンなどのジアルカノールアミン類、ジブチルエタノールアミン、ジブチル−i−プロパノールアミンなどのモノアルカノールアミン類、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリアジンなどの芳香族アミン類、ジブチルアミン、ピペリジン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなどのアルキルアミン類、ヘキサメチレンテトラミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなどのポリアルキレンポリアミン類、特開昭61−63686号公報に記載の長鎖脂肪族アミン、特開平6−329830号公報に記載の立体障害アミン基を含む化合物、特開平7−90270号公報に記載のヒンダードピペリジニル系光安定剤、特開平7−278164号公報に記載の有機アミンなどが挙げられる。
また、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)スクシネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、ビス(1−アクロイル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルデカンジオエート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−1−[2−(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ)エチル]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールおよび1−トリデカノールとの混合エステル化物、1,2,3,4−ブタンテトラボン酸と2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールおよび1−トリデカノールとの混合エステル化物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールおよび3、9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカンとの混合エステル化物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールおよび3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカンとの混合エステル化物、ジメチルサクシネートと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、ポリ[(6−モルホリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル)((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)]、ポリ[(6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)]、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミンと1,2−ジブロモエタンとの重縮合物、N,N’,4,7−テトラキス[4,6−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−4,7−ジアザデカン−1,10ジア ミン、N,N’,4−トリス[4,6−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、N,N’,4,7−テトラキス[4,6−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、N,N’,4−トリス[4,6−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミンおよびそれらの混合物などのヒンダードアミン系光安定剤なども挙げられる。かかるヒンダードアミン系安定剤は、光安定剤としての機能を併せ持つ。アミン類を用いる場合、その使用量は亜リン酸エステル類100重量部あたり通常0.01重量部以上25重量部以下である。
酸結合金属塩としては、例えば式(2)
Figure 0005260173
(式中、M2+はMg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Pb2+、Sn2+またはNi2+で示される価数2のカチオンを示し、M3+はAl3+、B3+またはBi3+で示される価数3のカチオンを示し、nは1〜4の数値を示し、xは0〜0.5の数値を示し、pは0〜2の数値を示し、Dn−は価数nのアニオンを示す。)で示される複塩化合物が挙げられる。
n−で示される価数nのアニオンとしては、例えばOH、Cl、Br、I、ClO 、HCO 、CCOO、CO 2−、SO OOCCOO、(CHOHCOo) 2−、C(COO) 2−、(CHCOO) 2−、CHCHOHCOO、SiO 2−、SiO 4−、Fe(CN) 4−、BO 、PO 3−、HPO 2−などのアニオンが挙げられる。
かかる複塩化合物の中でも、式(2−1);
Figure 0005260173
(式中、x、pはそれぞれ前記と同じ意味を示す。)で示されるハイドロタルサイト類が好ましい。ハイドロタルサイト類は、天然物であってもよいし、合成品であってもよい。
また、ハイドロタルサイト類の平均粒子径は通常0.01〜100μm程度であり、その結晶構造、結晶径などは特に限定されるものではない。酸結合金属塩は、特開平6−329830号公報に記載の超微細酸化亜鉛、特開平7−278164号公報に記載の酸結合金属塩などであってもよい。酸結合金属塩を用いる場合、その使用量は亜リン酸エステル類100重量部あたり通常0.01重量部以上25重量以下である。
本発明において、前述のアミン類、酸結合金属塩以外に、さらに所望の効果を挙げるため各種安定剤を配合することが好ましい。本発明で使用する安定剤としては通常熱可塑性樹脂の安定剤に使用されるものを用いることができる。例えば、例えばフェノール系化合物、チオエーテル系化合物、リン系化合物、紫外線吸収剤、光安定剤、ヒドロキシルアミンなどや、ステアリン酸カルシウム、高級脂肪族アミドなどの滑剤、ミネラルオイル、シリコンオイルなどの可塑剤、難燃剤、高 級脂肪酸などの離型剤、帯電防止剤、顔料、染料、発泡剤などが挙げられる。さらに米国 特許第4325853号明細書、米国特許第4338244号明細書、米国特許第5175312号明細書、米国特許第5216053号明細書、米国特許第5252643号明細書、ドイツ公開公報DE−A−4316611号、ドイツ特許第4316622号明細書、ドイツ特許第4316876号明細書、欧州特許公開公報EP−A−589839号公報、欧州特許第591102号明細書、カナダ特許第CA−2132132号明細書などに記載のベンゾフラノン類、インドリン類などの添加剤を含有していてもよい。
これらの剤を配合することで組成物の機械的特性、成形性、耐熱性および耐久性に優れた組成物および成形体を得ることができる。
本発明で使用するフェノール系化合物の例としては、例えば2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−n−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−イソブチルフェノール、2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール、2−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジオクダデシル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシメチルフェノール、2,6−ジ−ノニル−4−メチルフェノール、2,4−ジメチル−6−(1’−メチルウンデシル−1’−イル)フェノール、2,4−ジメチル−6−(1’−メチルヘプタデシル−1’−イル)フェノール、2,4−ジメチル−6−(1’−メチルトリデシル−1’−イル)フェノールおよびそれらの混合物などのアルキル化モノフェノール類、2,4−ジオクチルチオメチル−6−t−ブチルフェノール、2,4−ジオクチルチオメチル−6−メチルフェノール、2,4−ジオクチルチオメチル−6−エチルフェノール、2,6−ジドデシルチオメチル−4−ノニルフェノールおよびそれらの混合物などのアルキルチオメチルフェノール類、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、2,6−ジフェニル−4−オクタデシルオキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルステアレート、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)アジペートおよびそれらの混合物などのヒドロキノン及びアルキル化ヒドロキノン類、α−トコフェロール、β−トコフェロール、γ−トコフェロール、δ−トコフェロールおよびそれらの混合物などのトコフェロール類、2,2’−チオビス(6−t−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−オクチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3,6−ジ−t−アミルフェノール)、4,4’−(2,6−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)ジスルフィドなどのヒドロキシル化チオジフェニルエーテル類、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[4−メチル−6−(α−メチルシクロヘキシル)フェノール)]、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ノニルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4−イソブチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス[6−(α−メチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−(α,α−ジメチルベンジル)−4−ノニルフェノール]、4,4’−メチレンビス(6−t−ブチル−2−メチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、2,6−ビス(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1,3−トリス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−n−ドデシルメルカプトブタン、エチレングリコールビス[3,3−ビス−3’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)ブチレート]、ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ジシクロペンタジエン、ビス[2−(3’−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルベンジル)−6−t−ブチル−4−メチルフェニル]テレフタレート、1,1−ビス(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−n−ドデシルメルカプトブタン、1,1,5,5−テトラ(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ペンタン、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−ペンチル−6−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ペンチルフェニル)エチル]フェニルアクリレートおよびそれらの混合物などのアルキリデンビスフェノールおよびその誘導体類、3,5,3’,5’−テトラ−t−ブチル−4,4’−ジヒドロキシジベンジルエーテル、オクタデシル−4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルベンジルメルカプトアセテート、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)アミン、ビス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)ジチオテレフタレート、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、イソオクチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルメルカプトアセテートおよびそれらの混合物などのO−ベンジル誘導体、N−ベンジル誘導体およびS−ベンジル誘導体類、ジオクタデシル−2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシベンジル)マロネート、ジオクタデシル−2−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)マロネート、ジドデシルメルカプトエチル−2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネートおよびそれらの混合物などのヒドロキシベンジル化マロネート誘導体類、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,3,5,6−テトラメチルベンゼン、2,4,6−トリス(3,5−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)フェノールおよびそれらの混合物などの芳香族ヒドロキシベンジル誘導体類、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2−n−オクチルチオ−4,6−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2−n−オクチルチオ−4,6−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェノキシ)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−フェノキシ)−1,3,5−トリアジン、トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルエチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピル)−1,3,5−トリアジン、トリス(3,5−ジシクロヘキシル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、トリス[2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシシンナモイルオキシ)エチル]イソシアヌレートおよびそれらの混合物などのトリアジン誘導体類、ジメチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート、ジエチル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート、ジオクタデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート、ジオクタデシル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルベンジルホスホネート、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸モノエステルのカルシウム塩およびそれらの混合物などのベンジルホスホネート誘導体類、4−ヒドロキシラウリル酸アニリド、4−ヒドロキシステアリン酸アニリド、オクチル−N−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)カルバネートおよびそれらの混合物などのアシルアミノフェノール誘導体類、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、β−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロピオン酸、β−(3,5−ジシクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル酢酸から選択される化合物とメタノール、エタノール、オクタノール、オクタデカノール、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、チオエチレングリコール、スピログリコールトリエチレングリコール、ペンタエリスリトール、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、N,N’−ビス(ヒドロキシエチル)オキサミド、3−チアウンデカノール、3−チアペンタデカノール、トリメチルヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、4−ヒドロキシメチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサビシクロ[2,2,2]オクタンおよびそれらの混合物などの一価アルコールまたは多価アルコールとのエステル類、N,N’−ビス[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、N,N’−ビス[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヘキサメチレンジアミン、N,N’−ビス[3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]トリメチレンジアミンおよびそれらの混合物などのβ−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸のアミドなどが挙げられる。かかるフェノール系化合物はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
イオウ系酸化防止剤としては、例えばジラウリル3,3’−チオジプロピオネート、トリデシル3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル3,3’−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3’−チオジプロピオネート、ネオペンタンテトライルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
リン系酸化防止剤としては、例えばトリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリステアリルソルビトールトリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ジフェニレンジホスホナイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)2−エチルヘキシルホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フルオロホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)エチルホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)メチルホスファイト、2−(2,4,6−トリ−t−ブチルフェニル)−5−エチル−5−ブチル−1,3,2−オキサホスホリナン、2,2’,2’’−ニトリロ[トリエチル−トリス(3,3’,5,5’−テトラ−t−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイトおよびそれらの混合物などが挙げられ、なかでもトリス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラキス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンホスファイトなどが好ましく使用できる。これらはそれぞれ単独で用いられてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明で使用する光安定剤としては、具体的には例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族ベンゾエート系化合物、蓚酸アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物およびヒンダードアミン系化合物などを挙げることができる。
ベンゾフェノン系化合物の具体的な例としては、ベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、5−クロロ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−メチルーアクリロキシイソプロポキシ)ベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系化合物の具体的な例としては、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−メチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(5−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’,5’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(4’−オクトキシ−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
芳香族ベンゾエート系化合物の具体的な例としては、p−t−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレートなどのアルキルフェニルサリシレート類が挙げられる。
蓚酸アニリド系化合物の具体的な例としては、2−エトキシ−2’−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、2−エトキシ−5−t−ブチル−2’−エチルオキザリックアシッドビスアニリド、2−エトキシ−3’−ドデシルオキザリックアシッドビスアニリドなどが挙げられる。
シアノアクリレート系化合物の具体的な例としては、エチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレートなどが挙げられる。
ヒンダードアミン系化合物の具体的な例としては、4−アセトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(フェニルアセトキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−オクタデシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−フェノキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(エチルカルバモイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(シクロヘキシルカルバモイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(フェニルカルバモイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)カーボネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)オギザレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)マロネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジル)アジペート、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジル)テレフタレート、1,2−ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジルオキシ)−エタン、α,α’−ビス(2,2,6,6−テトラメチルピ−4−ペリジルオキシ)−p−キシレン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−トリレン−2,4−ジカルバメート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−ヘキサメチレン−1,6−ジカルバメート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−ベンゼン−1,3,5−トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−ベンゼン−1,3,4−トリカルボキシレート、1−「2−{3−(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β’,β’−テトラメチル−3,9−[2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジメタノルとの縮合物などを挙げることができる。
本発明において上記安定剤は1種類で使用してもよいし2種以上を組み合わせて使用してもよい。また安定剤としてはヒンダードフェノール系化合物およびまたはベンゾトリアゾール系化合物を用いることが好ましい。安定剤の配合量はポリ乳酸成分100重量部あたり0.01〜3重量部が好ましく、0.03〜2重量部がさらに好ましい。
本発明においてカルボキシル基反応性の末端封止剤を配合することが好ましい。本発明で使用するカルボキシル基反応性の末端封止剤としては、ポリマーのカルボキシル末端基を封止することのできる剤であれば特に制限はなく使用することができる。本発明においてかかるカルボキシル基反応性の末端封止剤はポリ乳酸の末端カルボキシル基を封止するのみでなく、ポリ乳酸や各種添加剤の分解反応で生成するカルボキシ基や乳酸、ギ酸などの低分子化合物のカルボキシル基を封止することができる。また上記封止剤はカルボキシル基のみならず熱分解により酸性低分子化合物が生成する水酸基末端、あるいは樹脂組成物中に侵入する水分を封止できる化合物であることが好ましい。
かかるカルボキシ基反応性末端封止剤としては、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、イソシアネート化合物から選択される少なくとも1種の化合物を使用することが好ましく、なかでもカルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、イソシアネート化合物が好ましい。
本発明で使用するカルボジイミド化合物は、分子中に1個以上のカルボジイミド基を有し、好ましくはイソシアネート基を0.1から5重量%含有し、カルボジイミド当量が200から500の化合物である。イソシアネート基を少量含有することによりカルボジイミド化合物とポリ乳酸成分との組成物の湿熱安定性のより一層の向上がみられ本発明の目的に好ましい。カルボジイミド化合物中イソシアネート基が存在すると、イソシアネート化合物併用の効果が現れるのみならず、カルボジイミド基とイソシアネート基がより緊密に存在することにより、湿熱耐久性の向上に一層効果が発揮される。またポリカルボジイミド化合物を使用するときは、分子内に存在する複数のカルボジイミド基が相互に適当な距離を置くほうが本発明の目的に、より好ましい。即ちカルボジイミド当量が200から500程度のものが好ましい。かかるカルボジイミド化合物は従来公知の方法により製造することができる。例えば触媒として有機リン化合物または有機金属化合物を使用して、各種有機イソシアネートを70℃以上の温度で無溶媒あるいは不活性溶媒中で脱炭酸縮合反応に附することにより製造することができる。
本発明で使用するカルボジイミド化合物としては、例えばモノカルボジイミド化合物としてはジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブイチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、オクチルデシルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジベンジルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、N−オクタデシル−N’−フェニルカルボジイミド、N−ベンジル−N’−フェニルカルボジイミド、N−ベンジル−N’−トリルカルボジイミド、ジ−o−トルイルカルボジイミド、ジ−p−トルイルカルボジイミド、ビス(p−ニトロフェニル)カルボジイミド、ビス(p−アミノフェニル)カルボジイミド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)カルボジイミド、ビス(p−クロロフェニル)カルボジイミド、ビス(o−クロロフェニル)カルボジイミド、ビス(o−エチルフェニル)カルボジイミド、ビス(p−エチルフェニル)カルボジイミドビス(o−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(p−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(o−イソブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(p−イソブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,5−ジクロロフェニル)カルボジイミド、p−フェニレンビス(o−トルイルカルボジイミド)、p−フェニレンビス(シクロヘキシルカルボジイミド、p−フェニレンビス(p−クロロフェニルカルボジイミド)、2,6,2’,6’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、ヘキサメチレンビス(シクロヘキシルカルボジイミド)、エチレンビス(フェニルカルボジイミド)、エチレンビス(シクロヘキシルカルボジイミド)、ビス(2,6−ジメチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,6−ジエチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2−エチル−6−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2−ブチル−6−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,4,6−トリイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,4,6−トリブチルフェニル)カルボジイミド、ジβナフチルカルボシイミド、N−トリル−N’−シクロヘキシルカルボシイミド、N−トリル−N’−フェニルカルボシイミドなどのモノまたはジカルボジイミド化合物が例示される。
なかでも反応性、安定性の観点からビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、2,6,2’,6’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミドがこのましい。
またこれらのうち工業的に入手可能なジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミドの使用も好適である。また上記カルボジイミド化合物に含まれるポリカルボジイミド化合物は種々の方法で製造したものが好適に使用することができる。
従来公知のポリカルボジイミド化合物の製造法、たとえば米国特許2941956号明細書、特公昭47−33279号公報、J.Org.Chem.28,2069−2075(1963)、Chemical Review 1981,Vol.81 No.4、p619−621などにより製造したものを使用することができる。
例えばポリ(1,6−シクロヘキサンカルボジイミド)、ポリ(4,4’−メチレンビスシクロヘキシルカルボジイミド)、ポリ(1,3−シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(1,4−シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフチレンカルボジイミド)、ポリ(p−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(p−トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)、ポリ(メチルジソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリエチルフェニレンカルボジイミド)などのポリカルボジイミドなどが挙げられる。
さらに上記ポリカルボジイミド化合物として市販のポリカルボジイミド化合物は、合成する必要もなく好適に使用することができる。かかる市販のポリカルボジイミド化合物としては例えば日清紡績株式会社より市販されている「カルボジライト(登録商標)」の商品名で販売されている「カルボジライト(登録商標)」LA−1、あるいはHMV−8CAなどを例示することができる。
本発明でカルボキシル基反応性の末端封止剤として用いることのできるエポキシ化合物としては、グリシジルエーテル化合物、グリシジルエステル化合物、グリジジルアミン化合物、グリシジルイミド化合物、グリシジルアミド化合物、脂環式エポキシ化合物を好ましく使用することができる。かかる剤を配合することで、機械的特性、成形性、耐熱性、耐久性にすぐれたポリ乳酸含有組成物および成形体を得ることができる。
グリシジルエーテル化合物の例としては例えば、ブチルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、o−フェニルフェニルグリシジルエーテル、エチレンオキシドラウリルアルコールグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングルコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、その他2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどのビスフェノール類とエピクロルヒドリンとの縮合反応で得られるビスフェノールAジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールFジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールSジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、などを挙げることができる。なかでもビスフェノールAジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好ましい。
グリシジルエステル化合物の例としては例えば安息香酸グリシジルエステル、p−トルイル酸グリシジルエステル、シクロヘキサンカルボン酸グリシジルエステル、ステアリン酸グリシジルエステル、ラウリン酸グリシジルエステル、パルミチン酸グリシジルエステル、パーサティック酸グリシジルエステル、オレイン酸グリシジルエステル、リノール酸グリシジルエステル、リノレン酸グリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル、メチルテレフタル酸グリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリシジルエステル、コハク酸ジグリシジルエステル、セバシン酸ジグリシジルエステル、ドデカンジオン酸ジグリシジルエステル、オクタデカンジカルボン酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸トリグリシジルエステル、ピロメリット酸テトラグリシジルエステル、などが挙げられる。なかでも安息香酸グリシジルエステル、バーサティック酸グリシジルエステルが好ましい。
グリシジルアミン化合物の例としては例えば、テトラグリシジルアミンジフェニルメタン、トリグリシジル−p−アミノフェノール、トリグリシジル−m−アミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、ジグリシジルトリブロモアニリン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン、トリグリシジルイソシアヌレート、などが挙げられる。
グリシジルイミド、グリシジルアミド化合物の例としては例えば、N−グリシジルフタルイミド、N−グリシジル−4−メチルフタルイミド、N−グリシジル−3−メチルフタルイミド、N−グリシジル−4,5−ジメチルフタルイミド、N−グリシジル−3,6−ジメチルフタルイミド、N−グリシジル−4−エトキシフタルイミド、N−グリシジル−4−クロロフタルイミド、N−グリシジル−4,5−ジクロロフタルイミド、N−グリシジル−3,4,5,6−テトラブロモフタルイミド、N−グリシジル−4−n−ブチル−5−ブロモフタルイミド、N−グリシジルサクシンイミド、N−グリシジルヘキサヒドロフタルイミド、N−グリシジル−1,2,3,4−テトラヒドロフタルイミド、N−グリシジルマレインイミド、N−グリシジル−α,β−ジメチルサクシンイミド、N−グリシジル−α−エチルサクシンイミド、N−グリシジル−α−プロピルサクシンイミド、N−グリシジル−α−エチルサクシンイミド、N−グリシジルベンズアミド、N−グリシジル−p−メチルベンズアミド、N−グリシジルナフトアミド、N−グリシジルステアリルアミドなどが挙げられる。なかでもN−グリシジルフタルイミドが好ましい。
脂環式エポキシ化合物の例としては、3,4−エポキシシクロヘキシル−3,4−シクロヘキシルカルボキシレ−ト、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペ−ト、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、N−メチル−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸イミド、N−エチル−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸イミド、N−フェニル−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸イミド、N−ナフチル−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸イミド、N−トリル−4,5−エポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸イミドなどが挙げられる。その他のエポキシ化合物としてエポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化鯨油などのエポキシ変性脂肪酸グリセリド、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、などを用いることができる。
本発明で用いるカルボキシル基反応性末端封止剤として用いることができるオキサゾリン化合物の例としては2−メトキシ−2−オキサゾリン、2−エトキシ−2−オキサゾリン、2−プロピルオキシ−2−オキサゾリン、2−ブトキシ−2−オキサゾリン、2−ヘキシルオキシ−2−オキサゾリン、2−オクチルオキシ−2−オキサゾリン、2−デシルオキシ−2−オキサゾリン、2−ドデシルオキシ−2−オキサゾリン、2−ステアリルオキシ−2−オキサゾリン、2−シクロヘキシルオキシ−2−オキサゾリン、2−アリルオキシ−2−オキサゾリン、2−メタアリルオキシ−2−オキサゾリン、2−クロチルオキシ−2−オキサゾリン、2−フェノキシ−2−オキサゾリン、2−ベンジルオキシ−2−オキサゾリン、2−クレジルオキシ−2−オキサゾリン、2−o−エチルフェノキシ−2−オキサゾリン、2−o−プロピルフェノキシ−2−オキサゾリン、2−o−フェニルフェノキシ−2−オキサゾリン、2−m−エチルフェノキシ−2−オキサゾリン、2−m−プロピルフェノキシ−2−オキサゾリン、2−p−フェニルフェノキシ−2−オキサゾリン、2−メチル−2−オキサゾリン、2−エチル−2−オキサゾリン、2−ブチル−2−オキサゾリン、2−ペンチル−2−オキサゾリン、2−ヘプチル−2−オキサゾリン、2−ノニル−2−オキサゾリン、2−デシル−2−オキサゾリン、2−トリデシル−2−オキサゾリン、2−ミリスチル−2−オキサゾリン、2−オレイル−2−オキサゾリン、2−シクロヘキシル−2−オキサゾリン、2−アリル−2−オキサゾリン、2−メタアリル−2−オキサゾリン、2−クロチル−2−オキサゾリン、2−フェニル−2−オキサゾリン、2−ベンジル−2−オキサゾリン、2−o−エチルフェニル−2−オキサゾリン、2−o−プロピルフェニル−2−オキサゾリン、2−o−フェニルフェニル−2−オキサゾリン、2−m−エチルフェニル−2−オキサゾリン、2−m−プロピルフェニル−2−オキサゾリン、2−p−フェニルフェニル−2−オキサゾリン2−p−エチルフェニル−2−オキサゾリン、2−p−プロピルフェニル−2−オキサゾリン、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4,4’−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−エチル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4,4’−ジエチル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−プロピル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−ブチル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−ヘキシル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−シクロヘキシル−2−オキサゾリン)、2,2’−ビス(4−ベンジル−2−オキサゾリン)、2,2’−p−フェニレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−m−フェニレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−o−フェニレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−p−フェニレンビス(4−メチル−2−オキサゾリン)2,2’−p−フェニレンビス(4,4’−メチル−2−オキサゾリン)、2,2’−m−フェニレンビス(4,4’−メチル−2−オキサゾリン)、2,2’−エチレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−テトラメチレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−ヘキサメチレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−オクタメチレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−デカメチレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−エチレンビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2’−テトラメチレンビス(4,4’−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2’−9,9’−ジフェノキシエタンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−シクロヘキシレンビス(2−オキサゾリン)、2,2’−ジフェニレンビス(4−メチル−2−オキサゾリン)などが挙げられる。さらに上記化合物をモノマー単位として含むポリオキサゾリン化合物なども挙げられる。
本発明で用いるカルボキシル基反応性末端封止剤として用いることができるオキサジン化合物の例としては、2−メトキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−エトキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−プロピルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン2−ブトキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−ペンチルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−ヘキシルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−ヘプチルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−オクチルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−ノニルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−デシルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−シクロペンチルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−シクロヘキシルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−アリルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−メタアリルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン、2−クロチルオキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジンなどが挙げられる。
さらに2,2’−ビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−メチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−エチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−プロピレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−ブチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−ヘキサメチレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−p−フェニレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−m−フェニレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−ナフチレン(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、2,2’−P,P’−ジフェニレンビス(5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジン)、などが挙げられる。さらに上記した化合物をモノマー単位として含むポリオキサジン化合物などが挙げられる。上記オキサゾリン化合物やオキサジン化合物のなかでは2,2’−m−フェニレンビス(2−オキサゾリン)や2,2’−p−フェニレンビス(2−オキサゾリン)が好ましいものとして選択される。
本発明で用いるカルボキシル基反応性末端封止剤として用いることができるイソシアネート化合物の例としては例えば芳香族、脂肪族、脂環族イソシアネート化合物およびこれらの混合物を使用することができる。
モノイソシアネート化合物としてはたとえばフェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどが挙げられる。ジイソシアネートとしては、具体的化合物としては、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、(2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート)混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−4,4’−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンー4,4’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルフェニル−1,4−ジイソシアネート、などを例示することができる。
これらのイソシアネート化合物のなかでは4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニルイソシアネートなどの芳香族イソシアネートが好ましい。
上記カルボキシル基反応性末端封止剤は1種または2種以上の化合物を適宜選択して使用することができる。本発明のポリ乳酸含有組成物は成形体にして使用する用途に応じて、ポリ乳酸成分をカルボキシル基末端や、酸性低分子化合物の封止を行えばよいが、具体的にはカルボキシル基末端や、酸性低分子化合物の封止は、樹脂組成物中の酸価が20当量/10g以下であることが耐加水分解性の観点から好ましく、10当量/10g以下であることがさらに好ましく、5当量/10g以下であることが特に好ましい。
ポリ乳酸成分の酸価はポリ乳酸成分を適当な溶媒に溶かし、濃度既知のアルカリ液で滴定するかあるいはNMRにより酸性プロトンを定量することにより測定することができる。カルボキシル基反応性末端封止剤の使用量はポリ乳酸成分100重量部あたり0.01から10重量部が好ましく、0.03から5重量部がさらに好ましい。
本発明のポリ乳酸含有組成物は、結晶化促進剤を含有することが好ましい。
結晶化促進剤は、有機系のものと、無機系のものがある。結晶化促進剤は、ポリ乳酸成分の結晶化速度を向上させ、成形性、耐熱性を向上させる。
結晶化促進剤の総量は、ポリ乳酸100重量部あたり、0.001〜10重量部、好ましくは0.01〜7重量部、さらに好ましくは0.1〜7重量部、特に好ましくは0.3〜7重量部である。
結晶化促進剤の使用量が0.001重量部より少ないと結晶化速度促進の効果はほとんど認められない。また10重量部を超えると樹脂組成物の熱分解を促進する効果が大きくなると同時に、ステレオコンプレックス結晶化度の速度を低減する効果が一層大きくなり、樹脂成形性、耐熱性および湿熱性などに好ましくない副反応を引き起こす可能性が増大する。
本発明で使用する結晶化促進剤は、多種類の化合物から選択することができるが、ポリマーの結晶核の形成を促進する結晶化促進剤やポリマーを柔軟化して動きやすくして結晶の成長を促進する可塑剤が好ましく使用することができる。本発明で使用する結晶化促進剤は一般にポリマーの結晶化促進剤として用いられるものを特に制限なく、用いることができ、無機系結晶化促進剤および有機結晶化促進剤のいずれをも使用することができる。
無機結晶化促進剤として、タルク、カオリン、シリカ、合成マイカ、クレイ、ゼオライト、グラファイト、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫化カルシウム、窒化ホウ素、モンモリロナイト、酸化ネオジム、酸化アルミニウム、フェニルフォスフォネート金属塩などが挙げられる。これらの無機結晶化促進剤は、組成物中での分散性を高めるために、各種分散助剤で処理されていることが好ましい。
有機結晶化促進剤として安息香酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸リチウム、安息香酸カリウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸バリウム、蓚酸カルシウム、テレフタル酸ジナトリウム、テレフタル酸ジリチウム、テレフタル酸ジカリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸バリウム、オクタコ酸ナトリウム、オクタコ酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、トルイル酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、サリチル酸亜鉛、アルミニウムジベンゾエート、β−ナフトエ酸ナトリウム、β−ナフトエ酸カリウム、シクロヘキサンカルボン酸ナトリウムなどの有機カルボン酸金属塩、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、スルホイソフタル酸ナトリウムなどの有機スルホン酸金属塩、ステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、トリメシン酸トリス(t−ブチルアミド)などの有機カルボン酸アミド、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリイソプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチルペンテン、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリビニルシクロアルカン、ポリビニルトリアルキルシラン、高融点ポリ乳酸などのポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマーのナトリウム塩、スチレン−無水マレイン酸コポリマーのナトリウム塩(いわゆるアイオノマー)、メラミン系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、有機燐酸エステル金属塩、フェニールホスホン酸ナトリウム、フェニールホスホン酸カリウム、フェニールホスホン酸カルシウム、フェニールホスホン酸亜鉛などのホスホン酸金属塩、ベンジリデンソルビトールおよびその誘導体、たとえばジベンジリデンソルビトールなどが挙げられる。
また、ポリエステル系可塑剤、グリセリン系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、燐酸エステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤、およびエポキシ系可塑剤、などを結晶化促進剤として用いることができる。
ポリエステル系可塑剤として、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸などの酸成分とエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールなどのジオール成分からなるポリエステルやポリカプロラクトンなどのヒドロキシカルボン酸からなるポリエステルなどを挙げることができる。これらのポリエステルは単官能カルボン酸または単官能アルコールで末端封止されていても良い。
グルセリン系可塑剤としては、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリンモノアセトモノラウレート、グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンモノアセトモノモンタネートなどが挙げられる。
多価カルボン酸系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジルなどのフタル酸エステル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリヘキシルなどのトリメリット酸エステル、アジピン酸イソデシル、アジピン酸−n−デシル−n−オクチルなどのアジピン酸エステル、アセチルクエン酸トリブチルなどのクエン酸エステル、アゼライン酸ビス(2−エチルヘキシル)などのアゼライン酸エステル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ビス(2−エチルヘキシル)などのセバシン酸エステルなどが挙げられる。
燐酸エステル系可塑剤として、燐酸トリブチル、燐酸トリス(2−エチルヘキシル)、燐酸トリオクチル、燐酸トリフェニル、燐酸トリクレジル、燐酸ジフェニル−2−エチルヘキシルなどが挙げられる。
ポリアルキレングリコール系可塑剤として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ(エチレンオキシド・プロピレンオキシド)ブロックおよびまたはランダム共重合体、ビスフェノール類のエチレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のテトラヒドロフラン付加重合体などのポリアルキレングリコールあるいはその末端エポキシ変性化合物、末端エステル変性化合物および末端エーテル変性化合物などの末端封止剤化合物などが挙げられる。
エポキシ系可塑剤として、エポキシステアリン酸アルキルと大豆油とからなるエポキシトリグリセリドなどをさすがその他ビスフェノールAとエピクロルヒドリンを原料とするようないわゆるエポキシ樹脂などが挙げられる。
その他の可塑剤として、ネオペンチルグリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールビス(2−エチルブチレート)などの脂肪族ポリオールの安息香酸エステル、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、オレイン酸ブチルなどの脂肪酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチルなどのオキシ酸エステル、ペンタエリスリトール、各種ソルビトール、ポリアクリル酸エステル、シリコンオイル、およびパラフィン類などが挙げられる。なかでもポリエステル系可塑剤およびポリアルキレン系可塑剤から選択された少なくとも1種よりなるものが好ましい。
リン酸エステル金属塩、メラミン系樹脂、スチレン系樹脂およびシリコーン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種が結晶化促進剤として好ましく使用される。リン酸エステル金属塩としては特許第3960797号公報に提案されている化合物、さらに株式会社ADEKAより市販されている「アデカスタブ(登録商標)」NA−10,NA−11およびNA−21がもっとも好適である。またタルクは平均粒径1〜10μmのタルクがもっとも好ましい。本発明の結晶化促進剤は1種のみで適用することも良いが、また2種以上を併用することもできる。
本発明のポリ乳酸含有組成物には、各種の有機、無機性充填剤を配合することができる。かかる剤を配合することで、機械的特性、耐熱性、および金型成形性にすぐれた組成物および成形体を得ることができる。有機充填剤としては、本発明の用件を満たすものであれば特に制限はない。具体的には、例えば、籾殻、木材チップ、おから、古紙粉砕材、衣料粉砕材などのチップ状のもの、綿繊維、麻繊維、竹繊維、木材繊維、ケナフ繊維、ジュート繊維、バナナ繊維、ココナツ繊維などの植物繊維もしくはこれらの植物繊維から加工されたパルプやセルロース繊維および絹、羊毛、アンゴラ、カシミヤ、ラクダなどの動物繊維などの繊維状のもの、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などの合成繊維、紙粉、木粉、セルロース粉末、籾殻粉末、果実殻粉末、キチン粉末、キトサン粉末、タンパク質、澱粉などの粉末状のものが挙げられ、成形性の観点から紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、ケナフ粉末、籾殻粉末、果実殻粉末、キチン粉末、キトサン粉末、タンパク質粉末、澱粉などの粉末状のものが好ましく、紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、ケナフ粉末がより好ましく、さらに紙粉、木粉が、特に紙粉がこのましい。
これら有機充填剤は天然物から直接採取したものを使用してもよいが、古紙、廃材木および古衣などの廃材をリサイクルしたものを使用してもよい。古紙とは新聞紙、雑誌、その他の再生パルプ、もしくはダンボール、ボール紙、紙管などの板紙であり、植物繊維を原料として加工されたものであればいずれを用いてもよいが、成形性の観点から新聞紙、およびダンボール、ボール紙、紙管などの板紙の粉砕品が好ましい。また木材としては松、杉、檜、もみなどの針葉樹材、ブナ、シイ、ユーカリなどの広葉樹材などでありその種類は問わない。
紙粉としては本発明の用件を満たすかぎり特に限定されるものではないが、成形性の観点から接着剤を含有することが好ましい。接着剤としては、紙を加工する際に通常使用されるものであれば特に限定されるものではなく、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンやアクリル樹脂系エマルジョンなどのエマルジョン系接着剤。ポリビニルアルコール系接着剤、セルロース系接着剤、天然ゴム系接着剤、澱粉糊およびエチレン酢酸ビニル共重合樹脂接着剤やポリアミド系接着剤などのホットメルト接着剤などを挙げることができる。これらのうち、エマルジョン系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤およびホットメルト系接着剤が好ましく、エマルジョン系接着剤およびポリビニルアルコール系接着剤がより好ましい。
なおかかる接着剤は紙加工用のバインダーなどとしても使用されるものである。なおかかる接着剤にはクレイ、タルク、カオリン、モンモリロナイト、マイカ、合成マイカ、ゼオライト、シリカ、グラファイト、カーボンブラック、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ネオジム、硫化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウムなどの無機充填剤が含まれていることが好ましく、クレイ、タルク、カオリン、モンモリロナイト、マイカ、合成マイカ、ゼオライトおよびシリカがより好ましい。
紙粉としては成形性の観点から製紙原料として一般に使用される薬品類、例えばロジン系、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系などのサイジング剤、ポリアクリルアミド系などの紙力増強剤、ポリエチレンイミンなどの歩留まり向上剤、高分子凝集剤、ろ過性向上剤、非イオン性界面活性剤などの脱墨剤、有機ハロゲン系などのスライムコントロール剤、有機系もしくは酵素系などのピッチコントロール剤、過酸化水素などの洗浄剤、消泡剤、顔料分散剤および潤滑剤などの有機物、サイジング剤の定着剤として使用される硫酸アルミニウム、それ以外にも製紙用原料として使用される水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、硫酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、塩化アルミニウム、塩素酸ソーダなどの無機物を含むことが好ましい。
本発明において有機充填剤の配合量は特に限定されるものではないが、成形性および耐熱性の観点から、ポリ乳酸成分100重量部あたり1〜300重量部であることが好ましく、5〜200重量部がより好ましく、さらに好ましくは10〜150重量部、特に好ましくは15〜100重量部の範囲である。該剤の配合量が1重量部未満であると、ポリ乳酸含有組成物の成形性向上効果が小さく、300重量部を超える場合には充填剤の均一分散が困難になり、あるいは成形性、耐熱性以外にも材料としての強度、外観が低下する可能性があるため好ましくない。本発明では有機充填剤以外の各種無機充填剤を使用することが好ましい。無機充填剤の配合により、機械特性、耐熱性、成形性の優れた成形用組成物および成形体を得ることができる。
本発明で使用する無機充填剤としては、通常の熱可塑性樹脂の強化に用いられる繊維状、板状、粉末状のものを用いることができる。具体的には例えば、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、金属繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、マグネシウム系ウイスカー、珪素系ウイスカー、ワラステナイト、イモゴライト、セピオライト、スラグ繊維、ゾノライト、エレスタイト、石膏繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化珪素繊維およびホウ素繊維などの繊維状無機充填剤、層状珪酸塩、有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩、ガラスフレーク、非膨潤性雲母、グラファイト、金属箔、セラミックビーズ、タルク、クレイ、マイカ、セリサイト、ゼオライト、ベントナイト、ドロマイト、カオリン、粉末珪酸、長石粉、チタン酸カリウム、シラスバルーン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化カルシクム、酸化アルミニウム、酸化チタン、珪酸アルミニウム、酸化ケイ素、石膏、ノバキュライト、ドーソナイトおよび白土などの板状や粒状の無機充填剤が挙げられる。
有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩とは層間に存在する交換性陽イオンが有機オニウムイオンで交換した包摂化合物である。交換性陽イオンを層間に有する層状珪酸塩は幅0.05〜0.5μm、厚さ6〜15オングストロームの板状物が積層した構造を有し、その板状物の層間に交換性の陽イオンを有している。その陽イオン交換容量は0.2〜3meq/gのものが挙げられ、好ましくは陽イオン交換容量は0.8〜1.5meq/gのものである。
上記層状珪酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトなどのスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、ハロサイト、カネマイト、ケニヤイトなどの各種粘土鉱物、Li型フッ素テニオライト、Na型フッ素テニオライト、LI型四珪素フッ素雲母、Na型四珪素フッ素雲母などの膨潤性雲母などが挙げられ、天然のものであっても合成のものであって良い。これらのなかでモンモリロナイト、ヘクトライトなどのスメクタイト系粘土鉱物やLi型フッ素テニオライト、Na型四珪素フッ素雲母などの膨潤性合成雲母が好ましい。交換される陽イオン、有機オニウムイオンとしてはアンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどが挙げられる。これらのなかではアンモニウムイオン、ホスホニウムイオンが好ましく特にアンモニウムイオンがイオン交換性が高いので好んで使用される。アンモニウムイオンとしては1級から4級のアンモニウムイオンいずれでもよい。
本発明において層状珪酸塩に対する有機オニウムイオンの使用量は層状珪酸塩の分散性、溶融時の熱安定性、成形時の発生ガス、臭気の発生などの観点から層状珪酸塩の陽イオン交換容量に対し0.4〜2当量の範囲であるが、0.8〜1.2当量であることがさらに好ましい。
またこれら層状珪酸塩は上記有機オニウム塩に加え、反応性官能基を有するカップリング剤で予備処理して使用することは、よりすぐれた機械的特性を得るために好ましい。かかる反応性官能基を有するカップリング剤としてはイソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物、エポキシ化合物などが挙げられる。
これらの無機充填剤のなかでは繊維状もしくは板状の無機充填剤が好ましく、特にガラス繊維、ワラステナイト、ホウ酸アルミニウムウイスカー、チタン酸カリウムウイスカー、マイカ、およびカオリン、陽イオン交換された層状珪酸塩が好ましい。また繊維状充填剤のアスペクト比は5以上であることが好ましく、10以上でありことがさらに好ましく、20以上であることがさらに好ましい。かかる充填剤はエチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆または収束処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤で処理されていても良い。
本発明の無機充填剤の配合量はポリ乳酸成分100重量部に対し0.1〜200重量部の範囲で好ましく使用され、より好ましくは0.5〜100重量部、さらに好ましくは1〜50重量部、特に好ましくは1〜30重量部、最も好ましくは1〜20重量部の範囲が選択される。
本発明のポリ乳酸含有組成物には、所望によりポリ乳酸成分以外の熱可塑性樹脂を含有させることができる。かかる熱可塑性樹脂としては特に限定されるものではなく、ポリ乳酸以外のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、芳香族および脂肪族のポリケトン樹脂、フッソ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、熱可塑性澱粉樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、ACS樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ビニルエステル系樹脂、MS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリエーテルイミド樹脂、酢酸セルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などの熱可塑性樹脂を挙げることができる。なかでもポリアセタール樹脂、ポリ乳酸以外のポリエステル樹脂たとえばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂から選ばれる少なくとも1種を配合することがこのましい。これらの樹脂を配合することでこれらの樹脂の優れた特性を有する組成物、成形体を得ることができるようになる。
ポリアセタール樹脂としては、オキシメチレン単位を主たる繰り返し単位とするポリマーでありホルムアルデヒドまたはトリオキサンを原料としたいわゆるポリアセタールホモポリマーであってもあるいは主としてオキシメチレン単位からなり主鎖中に2から8個の隣接する炭素原子を有するオキシアルキレン単位15モル%以下含有するいわゆるポリアセタールコポリマーのいずれであってよく、また他の構成単位を含有するコポリマー、即ち、ブロックコポリマー、ターポリマー、架橋ポリマーのいずれであっても良く、これらは単独で使用してもよく、または2種以上を併用することができる。
これらは単独で用いても2種以上混合して用いても良い。本発明においてポリ乳酸以外の熱可塑性樹脂を配合することにより表面性、成形性、機械的特性、耐熱性、靭性にすぐれた樹脂組成物ならびに成形体を得ることができる。
さらに本発明においては所望により耐衝撃改良剤を配合することもできる。本発明で使用する耐衝撃改良剤とは熱可塑性樹脂の耐衝撃性改良に用いることができるものであり、とくに制限はない。例えば以下の各種耐衝撃改良剤などの中から選択される少なくとも1種を用いることができる。
耐衝撃改良剤の具体例としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、各種アクリルゴム、エチレン−アクリル酸共重合体およびそのアルカリ金属塩(いわゆるアイオノマー)エチレン−グリシジル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体(たとえばエチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体)、変性エチレン−プロピレン共重合体、ジエンゴム(例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン)、ジエンとビニル共重合体(例えばスチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレンランダム共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、ポリブタジエンにスチレンをグラフト共重合させたもの、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体)、ポリイソブチレン、イソブチレンとブタジエンまたはイソプレンとの共重合体、天然ゴム、チオコールゴム、多硫化ゴム、ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム、エピクロロヒドリンゴムなどが挙げられる。
さらに各種架橋度を有するものや各種ミクロ構造、例えばシス構造、トランス構造などを有するものやコア層とそれを覆う1以上のシェル層とから構成され、また隣接する層が異種重合体から構成されるいわゆるコアシェル型と呼ばれる多層構造重合体なども使用することができる。さらに上記具体例に挙げた各種の(共)重合体はランダム共重合体、ブロック共重合体およびブロック共重合体などのいずれであっても、本発明の耐衝撃改良剤として用いることができる。これらの(共)重合体を製造するに際し、他のオレフィン類、ジエン類、芳香族ビニル化合物、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどの単量体を共重合することも可能である。
これら耐衝撃改良剤の中でもアクリル単位を含む重合体や酸無水物およびまたはグルシジル基を有する単位を含む共重合体が好ましい。ここでいう(メタ)アクリル単位の好適例としてはメタアクリル酸メチル単位、アクリル酸エチル単位、アクリル酸メチル単位およびアクリル酸ブチル単位を挙げることができ、酸無水物基やグリジル基を有する単位の好適例としては無水マレイン酸単位、メタクリル酸グリシジル単位を挙げることができる。
また耐衝撃改良剤はコア層とそれを覆う1以上のシェル層から構成され、また隣接層が異種の重合体より構成される、いわゆるコアシェル型と呼ばれる多層構造重合体であることが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル単位をシェル層に含む多層構造重合体であることがさらに好ましい。このような多層構造重合体としては、(メタ)アクリル単位を含むことや酸無水物基およびまたはグリシジル基を持つ単位を含むことが好ましく、(メタ)アクリル単位の好適例としては、メタアクリル酸メチル単位、アクリル酸エチル単位、アクリル酸メチル単位を挙げることができ、酸無水物基やグリジル基を有する単位の好適例としては無水マレイン酸単位、メタクリル酸グリシジル単位を挙げることができる。特に(メタ)アクリルメチル単位を含むことや無水マレイン酸単位およびメタクリル酸グリシジル基から選ばれた少なくとも1つをシェル層に含み、アクリル酸ブチル単位、アクリル酸エチルヘキシル単位、スチレン単位およびブタジエン単位から選ばれた少なくとも1つをコア層に含む多層構造体が好ましく使用できる。かかる耐衝撃改良剤のガラス転移温度は−20℃以下であることが好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。
本発明において、ポリ乳酸以外の熱可塑性樹脂の配合量はポリ乳酸100重量部に対して0.5〜200重量部の範囲であることが好ましく、1〜100重量部であることがより好ましく、3〜70重量部であることがさらに好ましく、5〜50重量部であることが特に好ましい。
また本発明においては、本発明の趣旨に反しない範囲において、フェノール樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含有させても良い。また本発明においては、本発明の趣旨に反しない範囲において、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、アンチモン化合物などの難燃剤、有機、無機系の染料、顔料を含む着色剤、たとえば二酸化チタンなどの酸化物、アルミナホワイトなどの水酸化物、硫化亜鉛などの硫化物、紺青などのフェロシアン化物、ジンククロメートなどのクロム酸塩、硫酸バリウムなどの硫酸塩、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、群青などの珪酸塩、マンガンバイオレットなどのリン酸塩、カーボンブラックなどの炭素、ブロンズ粉やアルミニウム粉などの金属着色剤などが挙げられる。
ナフトールグリーンBなどのニトロソ系、ナフトールイエローSなどのニトロ系、ナフトールレッド、クロモフタルイエローどのアゾ系、フタロシアニンブルーやファストスカイブルーなどのフタロシアニン系、インダントロンブルー等の縮合多環系着色剤など、グラファイト、フッソ樹脂などの摺動性改良剤などの添加剤を含有させても良い。これらの添加剤は単独であるいは2種以上を併用することもできる。
さらに本発明においては離型剤を配合することが好ましい。本発明において使用する離型剤は通常の熱可塑性樹脂に用いられるものを使用することができる。具体的には脂肪酸、脂肪酸金属塩、オキシ脂肪酸、パラフィン低分子量ポリオレフィン、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、脂肪酸部分鹸化エステル、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸高級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコール部分エステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、変性シリコーンなどを挙げることができる。これらを配合することで機械特性、成形性、耐熱性に優れたポリ乳酸含有組成物および成形体を得ることができる。
本発明において離型剤は1種でも2種以上を組み合わせて用いても良い。離型剤の配合量はポリ乳酸成分100重量部に対し0.01〜3重量部が好ましく、0.03〜2重量部がさらに好ましい。
本発明では帯電防止剤を配合することも好ましい。帯電防止剤としては例えば、(β−ラウラミドプロピオニル)トリメチルアンモニウムスルフェート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の第4級アンモニウム塩系、スルホン酸塩系化合物、アルキルホスフェート系化合物等が挙げられる。本発明において帯電防止剤は1種でも2種以上を組み合わせて用いても良い。帯電防止剤の配合量はポリ乳酸成分100重量部に対し、0.05〜5重量部が好ましく、0.1〜5重量部がさらに好ましい。
各種添加剤の配合はポリ乳酸製造開始の段階から成形品製造の間の時期に配合することができる、これらの剤を配合法は従来公知の方法に従って行うことができる。例えばポリ乳酸の重合の段階において重合装置に投入配合することもできるしあるいは溶融重合により得られるポリマーペレットとこれらの剤をタンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、1軸または2軸の押出機等で混合する方法が適宜用いられる。こうして得られるポリ乳酸含有組成物は、そのまままたは溶融押出機で一旦ペレット状にしてから、成形する方法が好ましく採用できる。ペレットの形状は、ペレットを各種成形方法で成形するに好適な形状を有するのが好ましい。具体的にはペレット長は1から7mm、長径3から5mm、短径1から4mmのものが好ましい。またかかる形状はばらつきのないものが好ましい。
本発明の製造方法によって得られたポリ乳酸含有組成物を、通常のポリ乳酸と同様に加熱し溶融状態として成形することにより、成形体を得ることができる。本発明のポリ乳酸含有組成物は溶融時の、熱劣化、着色が十分に抑制されているので、溶融状態としても色相悪化が大きくなり難く、色相良好な成形体とすることができる。
本発明の成形体は、本発明の製造方法によって得られたポリ乳酸含有組成物を冷却することなく溶融状態のまま成形機に供給して成形してもよい。成形方法は特に限定されるものではなく、例えば射出成形法、押出成形法、押出ブロー成形法、射出ブロー成形法、二軸延伸ブロー成形法などの成形方法により成形することができる。
成形後、冷却することにより、本発明の製造方法によって得られたポリ乳酸含有組成物からなるポリ乳酸成形体を得る。かくして得ることができるポリ乳酸成形体としては、例えばコイルボビン、コネクター、スイッチ、抵抗器部品、ソケット、リレー、コンデンサーケース、ヒューズ、モーター、オーブンレンジ、プリント基盤、IC製造装置、ランプなどの電子部品、エアーアウトレットガーニッシュ、フードベント、ディストリビューターキャップ、排ガスコントロールバルブなどの自動車部品、ギア、カムなどの機械部品、地板などの時計部品、底蓋、鏡胴、レバーなどのカメラ部品、リールなどのレジャー用品の部品、家電機器ハウジング、照明配線器具、フィルム、ボトル、繊維、浄化槽、便槽、バスタブ、ユニットバス、水タンク、船舶、薬品タンク、パイプ、波板、平板、塗料、化粧版、電気部品封入材、レジンコンクリートなどが挙げられる。
かかる成形体は、本発明の製造方法によって得られたポリ乳酸含有組成物からなり、亜リン酸エステル類の含有量はポリ乳酸成分100重量部あたり通常0.01重量部以上、好ましくは0.03重量部以上、さらに好ましくは0.05重量部以であり、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下、さらに好ましくは1重量部以下である。
かかるポリ乳酸成形体は、ポリ乳酸の熱劣化、着色が十分に防止されていて、再度加熱して溶融状態としても色相の悪化が抑制されているので、例えば該成形体を加熱し溶融状態として成形することにより、容易に再利用して、色相の良好な再生ポリ乳酸成形体を得ることができる。
ここで、「成形体を加熱し溶融状態として成形することにより、容易に再利用して、色相の良好な再生ポリ乳酸成形体を得ることができる。」との記載は該成形体を加熱溶融状態とするに際し、一部に重合後いまだ成形品されたことのない未成形の樹脂組成物を共存させ溶融状態として、再生ポリ乳酸再成形体を得ることあるいは重合後いまだ成形品されたことのない未成形の樹脂組成物を溶融成形するに際し、一部該成形体よりの成分を共存させて成形体を得ることができることをも包含する。
本発明の製造方法によって得られるポリ乳酸含有組成物よりの成形品の再利用が可能となることによる経済的な効果は大きく、本発明の製造方法によって得られるポリ乳酸含有組成物の新たな領域への展開が期待される。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。各物性値は以下の方法でもとめた。
1.測定方法
(1)ポリ乳酸の重量平均分子量および数平均分子量(Mn):
ポリ乳酸の重量平均分子量および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレンに換算した。
GPC測定機器は、
検出器;示差屈折計島津RID−6A
カラム;東ソ−TSKgelG3000HXL、TSKgelG4000HXL,TSK
gelG5000HXLとTSKguardcolumnHXL−Lを直列に接続したもの、あるいは東ソ−TSKgelG2000HXL、TSKgelG3000HXLとTSKguardcolumnHXL−Lを直列に接続したものを使用した。溶離液としてはクロロホルムを使用し、温度40℃、流速1.0ml/minで流し、濃度1mg/ml(1%ヘキサフルオロイソプロパノールを含むクロロホルム)の試料を10μl注入し測定した。
(2)色相
ポリ乳酸含有組成物の色相;
ポリ乳酸含有組成物を10%クロロホルム溶液として、日本電色工業株式会社製Z−1001DP色差計により、溶液のカラーb値を測定した。カラーb値が大きいほど色相が悪いことを示す。クロロホルム溶液カラーb値が3.5超の組成物は商業用途に不適と判断した。
(3)結晶融点、融解エンタルピーの測定:
株式会社島津製作所製DSC−60示差走査熱量測定計DSCを用いて測定した。
試料10mgを窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で室温から250℃まで昇温して、ピーク温度190℃以下のポリ乳酸ホモ単独結晶の結晶融解温度(Tmh)及び結晶融解熱(△Hmh)及びステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の結晶融解温度(Tm)及び結晶融解熱(△Hmh)を求めた。
[製造例1−1]亜リン酸エステル類含有ポリL−乳酸の製造:
製造例1−1においては、真空配管、および窒素ガス配管、触媒、L−ラクチド溶液添加配管、アルコール開始剤添加配管を具備した碇型掻揚げ翼を具備した縦型攪拌槽(120L)を窒素置換後、亜リン酸エステル類として2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(以下、PES1とする。)0.3kg、L−ラクチド60Kg、ステアリルアルコール0.27kg(0.017モル/kg−LD)、オクチル酸スズ3.6g(1.5×10−4モル/1KgLD)を仕込み、窒素圧106.4kPaの雰囲気下、150℃に昇温した、内容物が溶解した時点で、攪拌を開始、内温をさらに190℃に昇温した。内温を180℃から190℃に保持し1時間反応を行った後、攪拌を停止、その後内圧を窒素圧で2から3気圧に昇圧しプレポリマーをチップカッターに押し出し、重量平均分子量17万、分子量分散1.8のプレポリマーをペレット化した。
容積60Lの第一の無軸籠型攪拌翼具備重合装置にプレポリマーを20kg/hrの割合でルーダーにより送液、190℃から210℃で無軸籠型攪拌翼具備重合装置に移送、入り口で失活剤のDHPAを触媒1モルあたり20モルを添加し、内圧1.33kPa、滞留時間0.5時間ラクチド低減処理をおこなった後、定量ポンプでチップカッターに移送しチップ化した。ラクチド低減処理したポリ乳酸組成物は重量平均分子量16万、分子量分散1.8、ラクチド含有量0.005重量%であった。本製造例で製造したポリ乳酸をB1と称する。
[製造例1−2]亜リン酸エステル類含有ポリD−乳酸の製造:
製造例1−1において、L−ラクチドから変えて、光学純度99%以上のD−ラクチドを使用したこと以外は同様の操作を行なって、ポリD−乳酸(C1)を得た。
[製造例2、3、4−1、4−2]亜リン酸エステル類含有ポリL−乳酸、亜リン酸エステル類含有ポリD−乳酸の製造:
製造例1−1において、PES1の添加時期をポリL−乳酸の重量平均分子量が1000(製造例2−1)10000(製造例3−1)および16.5万(製造例4−1)になった時点に変更して重合装置に添加して重合を行い、各々重量平均分子量16.5万、分子量分散1.8、ラクチド含有量0.005重量%のポリ乳酸B2,B3,B4を得た。
また製造例2−1におけるL−ラクチドに替え、光学純度99%以上のD−ラクチドとして、PES1をポリ乳酸の重量平均分子量が1000(製造例2−2)10000(製造例3−2)および16.5万(製造例4−2)になった時点におこなった製造例2−2,3−2,4−2においてポリ乳酸C2,C3,C4を製造した。
[製造例5−1、5−2]亜リン酸エステル類含有ポリL−乳酸、亜リン酸エステル類含有ポリD−乳酸の製造:
製造例1−1あるいは製造例1−2において、プレポリマールーダーで無軸籠型攪拌翼具備重合装置に送液するときPES1を添加、以下同様に処理して、重量平均分子量16.1万から16.6万、分子量分散1.8から1.9、ラクチド含有量0.005重量%のポリ乳酸B5、C5を得た。
[製造例6−1、6−2]亜リン酸エステル類含有ポリL−乳酸、亜リン酸エステル類含有ポリD−乳酸の製造:
製造例1−1あるいは1−2においてPES1を添加しないで製造した、重量平均分子量16.6万、分子量分散1.9、ラクチド含有量0.005重量%のポリ乳酸100重量部とPES1、0.01重量とを2軸ルーダーを使用して混練してポリ乳酸B6及びC6を製造した。
[製造例7−1、7−2]ポリL−乳酸、ポリD−乳酸の製造:
製造例1において、L−ラクチド(製造例7−1)、あるいはD−ラクチドを使用して(製造例7−2)、PES1を使用しないでポリL−乳酸;B7あるいはポリD−乳酸;C7を製造した。
[製造例8、9−1、9−2]
製造例2−1/2においてPES1をテトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ジフェニレンジホスホナイト)(以下、PES2と略記することがある。)または、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(PES3と略記することがある。)にそれぞれ変更し、そのほかは同様に処理して重量平均分子量16.1万から16.6万、分子量分散1.8から1.9、ラクチド含有量0.005重量%のポリL−乳酸;B8、B9及びポリD−乳酸;C8,9を得た。
表1に上記製造例で製造したポリ乳酸(B),(C)の製造条件をまとめて記載する。
Figure 0005260173
[実施例1]ポリ乳酸含有組成物の製造:
製造例1で得られたポリ乳酸B1、C1ペレット各50重量部とペレット合計100重量部当たり株式会社ADEKA製「アデカスタブ(登録商標)」NA−21、0.3重量部とをタンブラーを使用して均一に混合,110℃で5時間乾燥して,30mmφベント付き二軸押出機(株式会社神戸製鋼所製KTX−30)の第一の供給口により、日清紡績株式会社製、「カルボジライト(登録商標)」LA−1を上記と同じ基準で、1重量部を第2の供給口より供給し、シリンダー温度220℃、滞留時間3分、1.33kPa(10mmHg)の真空度で脱気しながら混練、ノズルより冷水中に押し出しペレット化した。
得られたペレットは、DSC測定でステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の融解ピークのみを示し、ステレオコンプレックス結晶化度100%であった。
クロロホルムの10%溶液のカラーb値は0.8、空気雰囲気下、260℃、20分熱処理した試料のクロロホルムの10%溶液のカラーb値は1.5であり、カルボキシル基濃度は0.1当量/ton、耐湿熱安定性は95%であった。
このペレットを110℃で5時間乾燥して、射出成形機(住友重機械工業株式会社製SG150U型)を使用して、シリンダー温度240℃、金型温度100℃の条件で厚さ3mmのASTM測定用の成形片(第一回目成形品)を作成した。この成形品は良好な色相であった。
該成形品を粉砕し、当初に得られていたペレットと重量比で2/8の割合で混合し110℃で5時間乾燥した後、上記条件で第二回目の成形片を作成した。
第一回目と第二回目の成形品の間には目視判定では顕著な色相の差は認められず、回収再利用で良好な品質の成形品を得られることがわかった。
[実施例2]
製造例2で得られたポリ乳酸B2ペレット、ポリ乳酸C2ペレット各50重量部と、ペレット合計100重量部当たりタルク(日本タルク株式会社製 微粉タルク、Micro Ace(登録商標)P6(平均粒径、4μm))1重量部及び株式会社ADEKA製「アデカスタブ(登録商標)」NA−21、0.3重量部をタンブラーを使用して均一に混合し、110℃で5時間乾燥して、30mmφベント付き二軸押出機(株式会社神戸製鋼所製KTX−30)により、シリンダー温度220℃、滞留時間3分、1.33kPa(10mmHg)の真空度で脱気しながら混練、ノズルより、冷水中に押し出し、ペレット化した。得られたペレットは、DSC測定でステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の融解ピークのみを示し、ステレオコンプレックス結晶化度100%であった。クロロホルムの10%溶液のカラーb値は0.9、空気雰囲気下、260℃、20分熱処理した試料のクロロホルムの10%溶液のカラーb値は1.7あり、カルボキシル基濃度は0.1当量/ton、耐湿熱安定性は95%であった。
このペレットを110℃で5時間乾燥後射出成形機(住友重機械工業株式会社製SG150U型)を使用して、シリンダー温度220℃、金型温度100℃の条件で厚さ3mmのASTM測定用の成形片(第一回目成形品)を作成した。この成形品は良好な色相であった。
該成形品を粉砕し、実施例2で当初に得られたペレットと重量比で2/8の割合で混合し110℃で5時間乾燥した後、上記条件で第二回目の成形片を作成した。第一回目と第二回目の成形品の間には目視判定では顕著な色相の差は認められなかった。
[実施例3]
製造例3で得られたポリ乳酸B3ペレット、ポリ乳酸C3ペレット各50重量部と、ペレット合計100重量部当たりタルク(日本タルク株式会社製 微粉タルク、Micro Ace(登録商標)P6(平均粒径、4μm))1重量部をタンブラーを使用して均一に混合し、110℃で5時間乾燥して、30mmφベント付き二軸押出機(株式会社神戸製鋼所製KTX−30)により、シリンダー温度240℃、滞留時間3分、1.33kPa(10mmHg)の真空度で脱気しながら混練、ノズルより、冷水中に押し出し、ペレット化した。
得られたペレットは、DSC測定でステレオコンプレックス結晶化度87%であった。
クロロホルムの10%溶液のカラーb値は1.0、空気雰囲気下、260℃、20分熱処理した試料のクロロホルムの10%溶液のカラーb値は1.8あり、カルボキシル基濃度は0.1、耐湿熱安定性は95%であった。
このペレットを110℃で5時間乾燥後射出成形機(住友重機械工業株式会社製SG150U型)を使用して、シリンダー温度220℃、金型温度100℃の条件で厚さ3mmのASTM測定用の成形片(第一回目成形品)を作成した。この成形品は良好な色相であった。
該成形品を粉砕し、実施例3で当初に得られたペレットと重量比で2/8の割合で混合し110℃で5時間乾燥した後、上記条件で第二回目の成形片を作成した。
第一回目と第二回目の成形品の間には目視判定では顕著な色相の差は認められなかった。
比較例4
製造例4で得られたポリ乳酸B4ペレット、ポリ乳酸C4ペレット各50重量部と、ペレット合計100重量部当たりタルク(日本タルク株式会社製 微粉タルク、Micro Ace(登録商標)P6(平均粒径、4μm))1重量部及び旭電化「アデカスタブ(登録商標)」NA21、0.3重量部をタンブラーを使用して均一に混合し、110℃で5時間乾燥して、30mmφベント付き二軸押出機(株式会社神戸製鋼所製KTX−30)により、シリンダー温度220℃、滞留時間3分、1.33kPa(10mmHg)の真空度で脱気しながら混練、ノズルより、冷水中に押し出し、ペレット化した。
得られたペレットは、DSC測定でステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の融解ピークのみを示し、ステレオコンプレックス結晶化度100%であった。クロロホルムの10%溶液のカラーb値は2.1、空気雰囲気下、260℃、20分熱処理した試料のクロロホルムの10%溶液のカラーb値は3.3あり、カルボキシル基濃度は0.1当量/ton、耐湿熱安定性は95%であった。
このペレットを110℃で5時間乾燥後射出成形機(住友重機械工業株式会社製SG150U型)を使用して、シリンダー温度220℃、金型温度100℃の条件で厚さ3mmのASTM測定用の成形片(第一回目成形品)を作成した。この成形品はわずかに黄色であるが使用可能な色相であった。
該成形品を粉砕し、実施例4で得られたペレットと重量比で2/8の割合で混合し110℃で5時間乾燥した後、上記条件で第二回目の成形片を作成した。
第一回目と第二回目の成形品の間には目視判定では顕著な色相の差は認められなかった。
[比較例1]
製造例7で得られたポリ乳酸B7ペレット、ポリ乳酸C7ペレット各50重量部を使用し、実施例2と同様に処理してペレット化した。得られたペレットは、DSC測定でステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の融解ピークのみを示し、ステレオコンプレックス結晶化度100%であった。クロロホルムの10%溶液のカラーb値は4.5、空気雰囲気下、260℃、20分熱処理した試料のクロロホルムの10%溶液のカラーb値は4.8であり、カルボキシル基濃度は0.1当量/ton、耐湿熱安定性は95%であった。この組成物は色相不良であり商品化不能と判断した。
[比較例2、3]
各々、製造例8で得られたポリ乳酸B8ペレットとポリ乳酸C8ペレット(比較例2)、製造例9で得られたポリ乳酸B9ペレットとポリ乳酸C9ペレット(比較例3)各50重量部を使用し、実施例2と同様に処理してペレット化した。
得られたペレットは、DSC測定でステレオコンプレックスポリ乳酸結晶の融解ピークのみを示し、ステレオコンプレックス結晶化度100%であった。クロロホルムの10%溶液のカラーb値は比較例2及び3において3.4とまずまずの色相であったが、空気雰囲気下、260℃、20分熱処理した試料のクロロホルムの10%溶液のカラーb値は比較例2及び3において各々4.2、4.3であった。またカルボキシル基濃度は0.1当量/ton、耐湿熱安定性は95%であった。
この組成物は実施例2と同様に成形して、第一、第二の成形品の間には目視判定で明確な色相の差が認識され回収再利用は問題があると判定した。
本発明の製造方法により良好な色相と色相安定性の良好なポリ乳酸含有組成物および該組成物よりなる成形を得ることが可能となる。さらに本発明の製造方法によって最終的に得られる成形品は顕著な色相な悪化もなく再生使用可能であり、本発明の製造方法によって得られるポリ乳酸組成物を使用することによる経済コスト抑制効果は大きい。

Claims (4)

  1. D−乳酸単位を主成分とし、D−乳酸以外の共重合単位が0〜10モル%よりなる結晶性のポリ乳酸(B)成分とL−乳酸単位を主成分としL−乳酸以外の共重合単位が0〜10モル%よりなる結晶性のポリ乳酸(C)成分とを、金属含有触媒の存在下にラクチドを溶融開環重合させて得た後、重量比で(B)/(C)=(10)/(90)〜(90)/(10)で溶融混合してポリ乳酸組成物を得るに当たり、結晶性のポリ乳酸(B)成分および/または結晶性のポリ乳酸(C)成分に対して、溶融開環重合完結までのポリ乳酸成分の重量平均分子量が、10000以下の状態にあるとき、一般式(1)で示される亜リン酸エステル類を添加する、ポリ乳酸含有組成物の製造方法。
    Figure 0005260173
    〔式中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数6〜12のアルキルシクロアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基またはフェニル基を示し、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示し、Xは単結合、硫黄原子または式(1−1)で示される2価の残基を示し、
    Figure 0005260173
    (式中、Rは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数5〜8のシクロアルキル基を示す。)
    Aは炭素数2〜8のアルキレン基または式(1−2)で示される2価の残基を示し、
    Figure 0005260173
    (式中、Rは単結合または炭素数1〜8のアルキレン基を示し、*は酸素原子側に結合していることを示す。)、
    Y、Zはいずれか一方がヒドロキシル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシル基または炭素数7〜12のアラルキルオキシ基を示し、他の一方が水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を示す。〕で表される少なくとも1種の化合物。
  2. 亜リン酸エステル類の添加を、ポリ乳酸成分の重量平均分子量が、1000以下の状態にあるときに行なう、請求項1に記載の製造方法。
  3. 亜リン酸エステル類の添加を、溶融開環重合反応前のラクチドに添加することにより行なう、請求項1に記載の製造方法。
  4. 一般式(1)で示される亜リン酸エステル類の添加を、原料ラクチドに一般式(1)で示される亜リン酸エステル類を含有させることにより行なう、請求項1に記載の製造方法。
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