JP5332075B2 - ポリアルキレンカーボネート樹脂組成物およびその成形体 - Google Patents
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Description
かかる状況の下、本発明が解決しようとする課題、すなわち、本発明の目的は、引張強度および曲げ強度に優れ、さらに透明性および破断伸びにも優れるポリアルキレンカーボネート樹脂組成物およびその成形体を提供することにある。
ポリアルキレンカーボネート樹脂(A)
下記の式(1)で表される構造単位を50〜70モル%、および、式(2)で表される構造単位を30〜50モル%含むポリアルキレンカーボネート樹脂(ただし、ポリアルキレンカーボネート樹脂(A)全体を100モル%とする)を80〜95重量%、および、ポリ乳酸樹脂(B)を5〜20重量%含有するポリアルキレンカーボネート樹脂組成物(ただし、ポリアルキレンカーボネート樹脂組成物の全重量を100重量%とする)およびその成形体に関するものである。
(上記の式(1)において、R 1 は水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、R 2 は炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。)
(上記の式(1)において、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。)
本発明のポリアルキレンカーボネート樹脂(A)としてより好ましくは、式(1)で表される構造単位100モル%のうち、R2が炭素原子数1〜20の炭化水素基である該構造単位を30〜100モル%含むポリアルキレンカーボネート樹脂である。さらに好ましくは、R1が水素原子であり、かつ、R2がメチル基であるポリアルキレンカーボネート樹脂、つまり、ポリプロピレンカーボネート樹脂である。
また、本発明のポリアルキレンカーボネート樹脂(A)は、その分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が狭いほうが好ましく、Mw/Mnが5.0以下であるほうがより好ましい。さらに好ましくはMw/Mnが4.5以下であり、最も好ましくはMw/Mnが4.0以下である。
特に、式(1)で表される構造単位を50〜70モル%、および、式(2)で表される構造単位を30〜50モル%含むポリアルキレンカーボネート樹脂の合成方法としては、環状カーボネートの開環重合やアルキレンオキサイドと二酸化炭素の交互共重合性に優れた金属錯体の存在下で行うことが好ましい。
特に好ましいポリアルキレンカーボネート樹脂の重合方法としては、例えば、「アンゲバンテ・ケミー・インターナショナル・エディション(Angewandte Chemie International Edition)」(第42巻、2003年、p.5484)に記載されているとおり、コバルトサレン錯体を用いて、反応温度25℃において、二酸化炭素の圧力を5MPaとすることによって、式(1)で表される構造単位と式(2)で表される構造単位がそれぞれ50モル%となる重合方法が挙げられる。
式(1)で表される構造単位と式(2)で表される構造単位の割合は、1H NMRを用いて、1.1ppm付近のピーク(a)と1.2〜1.3ppm付近のピーク(b)の強度から下記の計算式を用いて計算できる。
式(1)で表される構造単位={(b)/2+(a)}/{(a)+(b)}×100
式(2)で表される構造単位=((b)/2)/{(a)+(b)}×100
(1)L−乳酸、D−乳酸および他のヒドロキシカルボン酸から選らばれる化合物を、脱水重縮合することによって製造する方法、
(2)乳酸の環状二量体であるラクチド、グリコール酸の環状二量体であるグリコリド、およびカプロラクトンから選らばれる化合物を、開環重合することによって製造する方法
等が挙げられる。好ましくは、上記(2)の方法である。
(1)L−ラクチド85モル%以上と、D−ラクチドおよびグリコリドから選ばれる少なくとも1種の化合物15モル%以下とを共重合させる方法。
(2)D−ラクチド85モル%以上と、L−ラクチドおよびグリコリドから選ばれる少なくとも1種の化合物15モル%以下とを共重合させる方法。
(3)L−ラクチド70モル%以上と、DL−ラクチドおよびグリコリドから選ばれる少なくとも1種の化合物30モル%以下とを共重合させる方法。
(4)L−ラクチド70モル%以上と、メソ−ラクチドおよびグリコリドから選ばれる少なくとも1種の化合物30モル%以下とを共重合させる方法。
(5)D−ラクチド70モル%以上と、DL−ラクチドおよびグリコリドから選ばれる少なくとも1種の化合物30モル%以下とを共重合させる方法。
(6)D−ラクチド70モル%以上と、メソ−ラクチドおよびグリコリドから選ばれる少なくとも1種の化合物30モル%以下とを共重合させる方法。
連鎖増大剤が共存することによって、重合速度が速くなるので短時間でポリ乳酸樹脂を得ることができる。さらに、連鎖増大剤の量を調節することによって、ポリ乳酸樹脂の分子量を調節することもできる。
本発明のポリアルキレンカーボネート樹脂組成物の形状としては、例えば、ストランド状、シート状、平板状、ストランドを適当な長さに裁断したペレット状等が挙げられる。
本発明の成形体がフイルムまたはシートである場合、インフレーション法、Tダイ法、カレンダー法により異なる樹脂との多層構成の少なくとも1層として製膜すること、または、押出ラミネート法、熱ラミネート法、ドライラミネート法等で製膜することにより、多層化してもよい。また、得られたフィルムまたはシートを、ロール延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法等により一軸または二軸に延伸して使用してもよい。
本発明の成形体には、例えば、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾン処理等の表面処理を施してもよい。
(1)ポリアルキレンカーボネート樹脂
A−1:ポリプロピレンカーボネート樹脂
(商品名:EMPOWER社製QPAC40)
1H NMRの結果から、式(1)で表される構造単位の割合が54.5モル%、式(2)で表される構造単位の割合が45.5モル%であった。また、Mwは120,000であり、Mw/Mnは3.7であった。
(2)ポリ乳酸樹脂
B−1:カネボウ合繊株式会社製ラクトロン TM100
[MFR:62g/10分(230℃、21.2N)]
実施例における評価用サンプルの製造方法について以下に示す。
(1)評価用サンプルの製造方法
評価用サンプルは下記条件で成形した。
評価用サンプルの射出成形は、日本製鋼所製成形機(J28SC)を使用した。
型締力 :270kN
成形は、下記の条件でサンプルを成形した。
シリンダー温度:200℃
金型温度 :20℃
背圧 :0.5MPa
次に実施例および比較例における評価方法について以下に示す。
(1)引張強度(単位:MPa)
下記条件で測定した。
測定温度 :23℃
サンプル形状:JIS1号小型ダンベル(2mm厚)
引張速度 :10mm/分
(2)破断伸び(単位:%)
測定温度 :23℃
サンプル形状:JIS1号小型ダンベル(2mm厚)
引張速度 :10mm/分
(3)曲げ強度(単位:MPa)
下記条件にて測定した。
測定温度 :23℃
サンプル形状:12.7×80mm(4mm厚)
スパン :64mm
引張速度 :2mm/分
(4)透明性
射出成形で得たサンプルを目視評価した。
射出成形で得た厚さ4mmのサンプルを文字が印刷された紙の上に置き、その下の文字の見え方で、透明性を下記のように分類した。
○:透明である(文字がはっきり見え、その文字が読める)
△:白濁がある(文字が少しぼやけるが、その文字が読める)
×:不透明である(文字がぼやけ、その文字が読めない)
実施例1
表1に記載した配合比で、ポリプロピレンカーボネート樹脂(商品名:EMPOWER社製QPAC40)(A−1)とポリ乳酸樹脂(カネボウ合繊株式会社製ラクトロン TM100)(B−1)を均一に混合した後、単軸混練押出機(商品名:田辺プラスチック社製V−20,φ20mm)を用いて、設定温度190℃、スクリュー回転数50rpmの条件で溶融混練して、ペレットを得た。
得られたペレットを、日本製鋼所製成形機(J28SC)で射出成形し、射出成形されたサンプルの引張強度、曲げ強度を測定し、その結果を表1に示した。また、射出成形されたサンプルの透明性を目視評価し、その結果を表1に示した。
比較例1
ポリプロピレンカーボネート樹脂(商品名:EMPOWER社製QPAC40)(A−1)を射出成形し、射出成形されたサンプルの引張強度、曲げ強度を測定し、その結果を表1に示した。また、射出成形されたサンプルの透明性を目視評価し、その結果を表1に示した。
B−1:カネボウ合繊株式会社製ラクトロン TM100
本発明の要件を満足する実施例1のポリアルキレンカーボネート樹脂組成物は、引張強度および曲げ強度に優れ、さらに透明性および破断伸びにも優れることが分かる。
これに対して、本発明の要件であるポリ乳酸樹脂(B)を含有しなかった比較例1のポリアルキレンカーボネート樹脂は、引張強度および曲げ強度が不十分であることが分かる。
Claims (4)
- ポリアルキレンカーボネート樹脂(A)が、式(1)で表される構造単位100モル%のうち、R2が炭素原子数1〜20の炭化水素基である該構造単位を30〜100モル%含むポリアルキレンカーボネート樹脂である請求項1に記載のポリアルキレンカーボネート樹脂組成物。
- ポリアルキレンカーボネート樹脂(A)が、R1が水素原子であり、かつ、R2がメチル基であるポリアルキレンカーボネート樹脂である請求項1に記載のポリアルキレンカーボネート樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポリアルキレンカーボネート樹脂組成物から得られる成形体。
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