JP5620061B2 - ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法に関し、さらに詳細には、高い分子量を有し、かつ、より低コストで、加熱溶融処理を繰り返しても、ステレオコンプレックス結晶のみが成長しうるポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法に関する。
石油由来のプラスチックの多くは軽く強靭であり耐久性に優れ、容易かつ任意に成形することが可能であるので、量産されて我々の生活を多岐にわたって支えてきた。しかし、これらのプラスチックは、環境中に廃棄された場合、容易に分解されずに蓄積する。また、焼却の際には大量の二酸化炭素を放出し、地球温暖化に拍車を掛けている。
かかる現状に鑑み、脱石油原料からなる樹脂、または微生物によって分解される生分解性プラスチックが盛んに研究されるようになってきた。現在検討されているほとんどの生分解性プラスチックは、脂肪族カルボン酸エステル単位を有し、微生物により分解され易い。その反面、熱安定性に乏しく、溶融紡糸、射出成形、溶融製膜などの高温に晒される成形工程における分子量低下や色相悪化が深刻である。
その中でもポリ乳酸(以下、PLAとも称す)は、耐熱性に優れ、色相、機械強度のバランスが取れたプラスチックである。ポリ−L−乳酸(以下、PLLAとも称す)またはポリ−D−乳酸(以下、PDLAとも称す)のホモポリマー(以下、homoPLAまたはホモPLAとも称す)の製造方法としては、ラクチドを原料とした開環重合法や乳酸の脱水縮合による直接重合法が知られている。一般的に、前記ポリ−L−乳酸および前記ポリ−D−乳酸の融点は、170℃付近とされている。そのため、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに代表される石油化学系ポリエステルと比較すると耐熱性が低く、例えば、製造したポリ−L−乳酸を繊維等として使用する場合、製品にアイロンが掛けられないといった課題を抱えている。そのため、より高い耐熱性が必要とされているのが現状である。
このような現状を打開すべく、ポリ乳酸の耐熱性向上について検討がなされてきた。そのひとつに、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを混合して形成してなるステレオコンプレックスポリ乳酸(以下、scPLAとも称す)が挙げられる。
しかしながら、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを1:1の質量比で混合する場合、ステレオコンプレックス結晶のみが常に現れるわけではなく、特に、高分子量領域では同時にホモPLA結晶が現れることも多い。また、加熱溶融処理によって、安定的にステレオコンプレックス結晶の含有率が100%であるscPLAを形成することは困難であり、このようにホモPLAが存在することで、高融点を有するscPLAの特徴が十分にいかされない問題があった。そこで、ホモPLAが混在せず、安定してscPLAの含有率が100%である製品を作ることが強く求められている。
そこで、前記ポリ−L−乳酸と前記ポリ−D−乳酸との混合によるscPLAの製造方法とは別に、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを等量混合し、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを反応させ共有結合させる、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法が提案されている(例えば、特開2002−356543号公報参照)。これにより、ポリ乳酸ブロック共重合体の分子間の、L−乳酸単位の連鎖とD−乳酸単位の連鎖との間で、優先的にscPLAが生成し、示差走査熱量測定(DSC)のチャート上にホモPLAのピークは確認されないというものである。すなわち、ホモPLAが混在せず、安定してscPLAの含有率が100%である製品を作ることができるというものである。
また、特開2003−342836号公報には、芯鞘複合型の繊維であって、芯部を構成する成分が、光学純度が70〜100%であるポリ−L−乳酸と光学純度が70〜100%eeであるポリ−D−乳酸とをブレンドして得られるステレオコンプレックスを形成しているポリ乳酸系重合体である、熱接着性繊維が開示されている。
しかしながら、現在、D成分の原料であるD−ラクチドまたはD−乳酸は、供給源が限られているうえに流通量が少なく、L成分の原料であるL−ラクチドまたはL−乳酸と比較して市場価格が高い。よって、従来の技術に従って、D成分とL成分とを等量混合した場合、D成分とL成分との質量比が1:1であるステレオコンプレックスポリ乳酸の製造コストも必然的に高くなる。
また、上記の特開2002−356543号公報には、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸からなるマルチブロックコポリマーの製造方法が開示されており、前記マルチブロックコポリマーはステレオコンプレックス結晶のみを含むステレオコンプレックスポリ乳酸であるとされている。しかしながら、前記マルチブロックコポリマーのブロック数を増やす度に再沈殿を実施しなくてはならず、工業生産には不向きであるという問題がある。よって、低コストで、かつ、重量平均分子量が10万以上であり、溶融と結晶化とを繰り返してもステレオコンプレックス結晶のみが成長するポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法は、未だ提案されていない。
さらに、上記の特開2003−356543号公報に記載の技術では、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とのブレンド比率が、30/70〜70/30(質量比)の範囲を外れると、立体特異的な結合であるステレオコンプレックスの形成を阻害し、得られるポリ乳酸系重合体の結晶融解開始温度を180℃以上とすることが困難であり、幅広い成形温度の範囲に対応できないという問題があった。
そこで、本発明は、高い分子量を有し、かつ、より低コストで、加熱溶融処理を繰り返しても、ステレオコンプレックス結晶のみが成長しうるポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記従来技術に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明者らは、従来の技術に捕らわれることなく検討を進めた結果、驚くべきことに、L−乳酸単位(L成分)とD−乳酸単位(D成分)とが偏った組成比(質量比)であっても、本発明者らが見出した製造方法を用いることで、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸とを等量混合した際に得られるsbPLAと同等の耐熱性を実現することができることを見出した。また、本発明により、D−ラクチドの使用量を抑制でき、ステレオコンプレックスポリ乳酸の製造コストを大幅に低減させるという、解決不可能と思われる課題にもつながりうることを見出した。さらに、将来的にL体(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD体(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)とのコスト構造が逆転した場合でも、安価な原料の方を大量に使用して、L体とD体とを等量混合した際に得られるsbPLAと同等の耐熱性を実現することができ、製造コストの大幅な削減につながり、原料価格の変動によらず安定して安価な製品を提供できることを見出した。
すなわち、本発明は、(i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行うか、または(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行い、かつ、
前記D成分とL成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9、またはL成分/D成分=60/40〜91/9であることを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法である。
また、本発明は、(i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記D成分と前記L成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第1のポリ乳酸ブロック共重合体と、
(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記L成分と前記D成分との質量比が、L成分/D成分=60/40〜91/9である第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを、溶融混合または溶液混合する段階を含むことを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法である。
さらに、本発明は、(i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記D成分と前記L成分との質量比が、L成分/D成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第1のポリ乳酸ブロック共重合体と、
(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記L成分と前記D成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9である第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを、溶融混合または溶液混合する段階を含むことを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法である。
さらに、本発明は、L−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比がL−乳酸単位/D−乳酸単位=60/40〜91/9であるか、またはD−乳酸単位とL−乳酸単位との質量比がD−乳酸単位/L−乳酸単位=60/40〜91/9であり、かつ、ステレオコンプレックス結晶の含有率が80〜100%であることを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体である。
さらに、本発明は、上記ポリ乳酸ブロック共重合体を含む成形品である。
本発明の製造方法によれば、使用するL成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)との組成(質量比)が大幅に偏っていても、ステレオコンプレックス結晶の含有率が極めて高い、ポリ乳酸ブロック共重合体を製造することができる。そのため、製造段階でL成分とD成分との製造コストおよび/または価格差がある場合に、安価なほうをより多く用いて本発明の製造方法を採用することにより、従来のステレオコンプレックスポリ乳酸と同等の特性を有し、極めて低コストで安価で、かつ高機能および高付加価値を有する製品を製造し提供することができる。
また、本発明の製造方法によれば、従来の製造方法では製造することが困難であった、高い重量平均分子量を有し、かつ、溶融と結晶化とを繰り返してもステレオコンプレックス結晶のみが成長しうる、ポリ乳酸ブロック共重合体を製造することができる。
さらに、本発明の製造方法は、得られるポリ乳酸ブロック共重合体の結晶融点を高い温領域に制御できることから、得られるポリ乳酸ブロック共重合体は耐熱性に優れうる。したがって、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸ブロック共重合体を溶融成形して、糸、フィルム、または各種の成形品にすることができる。特に、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸ブロック共重合体を、ポリ乳酸の用途としては従来不適であった繊維として使用した場合、160℃、さらにはより高温(180℃程度)でのアイロン掛けを行っても、繊維生地を痛めることがないため、あらゆる繊維製品に幅広く適用できる。また、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸ブロック共重合体は、生分解性を有することから、廃棄後も環境への影響がない地球環境にやさしい製品を提供することができる。
本発明のさらに他の目的、特徴および特質は、以後の説明および添付図面に例示される好ましい実施の形態を参酌することによって、明らかになるであろう。
後述の比較例1で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA20)のDSCチャートを示す図である。
後述の比較例2で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA21)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例1で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA22)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例2で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA23)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例3で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA24)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例4で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA25)のDSCチャートを示す図である。
後述の比較例3で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA26)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例5で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA27)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例6で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA28)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例7で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA29)のDSCチャートを示す図である。
後述の実施例8で得られたポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA30)のDSCチャートを示す図である。
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
<ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法>
本発明のポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法は、(i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行うか、または(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行い、かつ前記D成分とL成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9、またはL成分/D成分=60/40〜91/9であることを特徴とするものである。以下、本発明につき、構成要件ごとに説明する。
(ポリ−L−乳酸、ポリ−D−乳酸)
上記(i)のポリ−L−乳酸(PLLA)または上記(ii)のポリ−D−乳酸(PDLA)は、下記化学式(1)で表されるL−乳酸単位またはD−乳酸単位から実質的に構成される。
Figure 0005620061
前記化学式(1)中、Cは不斉炭素を表わし、この不斉炭素を基準に、立体配置がS配置であればL−乳酸単位となり、立体配置がR配置であればD−乳酸単位となる。
前記PLLAは、PLLA中のすべての構成単位を100モル%として、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは92〜100モル%以上、さらに好ましくは95〜100モル%のL−乳酸単位から構成される。前記PLLA中のL−乳酸単位が90モル%未満であると、最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の融点が高くなりにくい場合がある。
前記PLLAは、L−乳酸単位以外の構成単位を含んでいてもよい。L−乳酸単位以外の構成単位の含有量は、PLLA中のすべての構成単位を100モル%として、好ましくは10〜0モル%、より好ましくは8〜0モル%、さらに好ましくは5〜0モル%である。PLLA中に含まれうるL−乳酸単位以外の構成単位の例としては、D−乳酸単位、乳酸以外の化合物由来の構成単位などが挙げられる。
前記PDLAは、PDLA中のすべての構成単位を100モル%として、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは92〜100モル%、さらに好ましくは95〜100モル%のD−乳酸単位から構成される。前記PDLA中のD−乳酸単位が90モル%未満であると、最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の融点が高くなりにくい場合がある。
前記PDLAは、D−乳酸単位以外の構成単位を含んでいてもよい。D−乳酸単位以外の構成単位の含有量は、PLA中のすべての構成単位を100モル%として、好ましくは10〜0モル%、より好ましくは8〜0モル%、さらに好ましくは5〜0モル%である。PDLA中に含まれうるD−乳酸単位以外の構成単位の例としては、L−乳酸単位、乳酸以外の化合物由来の構成単位などが挙げられる。
前記PLLA中または前記PDLA中に含まれうる乳酸以外の化合物由来の構成単位の例としては、例えば、ジカルボン酸由来の単位、多価アルコール由来の単位、ヒドロキシカルボン酸由来の単位、もしくはラクトン由来の単位、またはこれらの構成単位から得られるポリエステル由来の単位、ポリエーテル由来の単位、もしくはポリカーボネート由来の単位などが好ましく挙げられる。ただし、これらに制限されるものではない。
前記ジカルボン酸の例としては、例えば、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、またはイソフタル酸などが好ましく挙げられる。前記多価アルコールの例としては、例えば、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、もしくはポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール、またはビスフェノールにエチレンオキシドを付加させた芳香族多価アルコールなどが好ましく挙げられる。前記ヒドロキシカルボン酸の例として、例えば、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸などが好ましく挙げられる。前記ラクトンの例としては、例えば、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、またはδ−バレロラクトンなどが好ましく挙げられる。
より高い融点を有する重合体を得るという観点から、前記PLLA中のL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比は、L−乳酸単位/D−乳酸単位=95/5〜100/0の範囲であることが好ましく、前記PDLA中のD−乳酸単位とL−乳酸単位との質量比は、D−乳酸単位/L−乳酸単位=95/5〜100/0の範囲であることが好ましい。
前記PLLAまたは前記PDLAの重量平均分子量は、好ましくは0.7万〜45万、より好ましくは0.7万〜20万である。前記PLLAおよび前記PDLAの重量平均分子量が前記範囲から外れると、本発明の製造方法により得られたポリ乳酸ブロック共重合体中のステレオコンプレックス結晶の含有率が、80%以上になり難い場合がある。なお、本発明において、前記重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography:ゲル浸透クロマトグラフィ)法により測定したポリスチレン換算の値を採用するものとする。
前記PLLAまたは前記PDLAを得る方法は、特に制限されず、例えば、L−乳酸またはD−乳酸を脱水縮合する方法、L−ラクチドまたはD−ラクチドを開環重合する方法などが挙げられるが、高分子量体を得やすく、分子量の制御も容易であることから、L−ラクチドまたはD−ラクチドを開環重合する方法が好ましい。
前記PDLAまたは前記PLLAを得るために用いられるL−ラクチドまたはD−ラクチドの純度は、特に制限されないが、高い分子量を有するポリマーを得るという観点から、前記L−ラクチド中または前記D−ラクチド中に含まれる遊離酸が、前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチド100質量%に対して、10質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.15質量%以下であることがさらに好ましく、0.05質量%以下であることが特に好ましい。前記L−ラクチド中または前記D−ラクチド中の遊離酸が、10質量%を超えると、開環重合反応が進行しない場合がある。前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチドを精製する方法は特に制限されず、例えば、晶析もしくは蒸留など従来公知の方法、特開2004−149418号公報に記載の方法、または特開2004−149419号公報に記載の方法などを、適宜選択して採用することができる。
前記開環重合は、有機溶媒と重合触媒との存在下で行われうる。前記重合触媒は、重合反応を進行させるものであれば、特に制限されず、例えば、第2族元素、希土類金属、第4周期の遷移金属、アルミニウム、ゲルマニウム、スズおよびアンチモンからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素を含む化合物などが好ましく挙げられる。前記第2族元素の例としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムなどが挙げられる。前記希土類元素の例としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウムなどが挙げられる。前記第4周期の遷移金属の例としては、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、チタンなどが挙げられる。
上記のような金属元素を含む重合触媒の例としては、上記で例示した金属のカルボン酸塩、上記で例示した金属のアルコキシド、上記で例示した金属のアリールオキシド、または上記で例示した金属のβ−ジケトンのエノラートなどが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。重合活性や色相を考慮した場合、前記金属元素を含む重合触媒は、2−エチルへキサン酸スズ、チタンテトライソプロポキシド、およびアルミニウムトリイソプロポキシドからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。
前記金属元素を含む重合触媒の使用量は、前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチド100質量部に対して、好ましくは0.001〜0.5質量部、より好ましくは0.001〜0.1質量部、さらに好ましくは0.003〜0.01質量部である。前記金属元素を含む重合触媒の使用量が、前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチド100質量部に対して0.001質量部未満の場合には、反応の進行が遅く、L成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)との組成比(質量比)が大幅に偏って製造される、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸ブロック共重合体の製造コストを低減する効果が得られない場合がある。一方、前記金属元素を含む重合触媒の使用量が、前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチド100質量部に対して0.5質量部を超える場合には、反応の制御が困難になり、ラセミ化や分散度の増加が起こる場合があり、得られる重合体の着色が顕著になる虞があり、得られる重合体の用途が制限される虞がある。
前記金属元素を含む重合触媒の存在下で開環重合を行う場合には、重合開始剤を用いてもよい。前記重合開始剤の例としては、アルコール化合物などが挙げられる。前記アルコールは、ポリ乳酸の重合を阻害せず、かつ、不揮発性であることが好ましい。具体的な例としては、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、またはラウリルアルコールなどが挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。
前記重合開始剤の使用量は、前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチド100質量部に対して、好ましくは0〜20質量部、より好ましくは0.1〜15質量部である。前記重合開始剤の使用量が前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチド100質量部に対して20質量部を超える場合には、目的とする分子量のポリマーを得ることが困難となる場合がある。
前記金属元素を含む重合触媒の存在下での前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチドの開環重合の雰囲気は、特に制限されるものではないが、生成物の着色を抑制する等の理由から、窒素、アルゴンなどの不活性気体雰囲気であることが好ましい。
前記金属元素を含む重合触媒の存在下での前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチドの開環重合の反応時間は、好ましくは15分〜5時間、より好ましくは30分〜2時間である。前記反応時間が15分未満の場合には、反応が不十分で目的とするポリマーを得ることができない場合があり、5時間を超える場合には得られるポリマーの着色または分散度の増加などが起こる場合がある。
前記金属元素を含む重合触媒の存在下での前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチドの開環重合の反応温度は、好ましくは100℃〜250℃、より好ましくは150℃〜230℃、さらに好ましくは170℃〜230℃である。反応温度が100℃未満の場合には、反応の進行が遅く、得られるポリマー中のL成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)の組成比(質量比)が大幅に偏って製造される、本発明の製造方法によって得られるポリ乳酸ブロック共重合体の製造コストを低減する効果が得られない場合がある。反応温度が250℃を超える場合には、反応の制御が困難になり、ラセミ化や分散度の増加が起こる虞があり、また、得られるポリマーの着色が顕著になる虞があり、得られるポリマーの用途が制限される虞がある。
前記金属元素を含む重合触媒の存在下での前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチドの開環重合の反応圧力は、溶液中で開環重合を進行させることができる範囲内であれば、特に制限されるものではなく、大気圧下、減圧下、および加圧下のいずれで行ってもよい。耐圧製の製造装置が不要であり製造コストの低減に寄与できるなどの観点から、大気圧下で行うことが好ましい。
前記金属元素を含む重合触媒の存在下での前記L−ラクチドまたは前記D−ラクチドの開環重合は、従来公知の製造装置、例えばヘリカルリボン翼などの高粘度用撹拌翼を備えた縦型反応容器などを用いて行うことができる。
前記PLLAは、L−ラクチドを開環重合した後、余剰のラクチドを除去したものであることが好ましい。同様に前記PDLAは、D−ラクチドを開環重合した後、余剰のラクチドを除去したものであることが好ましい。前記PLLAまたは前記PDLAから余剰のラクチドを除去することによって、最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の融点を高くすることができるため好ましい。
余剰のラクチドの除去方法は、特に制限されず、例えば、反応系内の減圧、有機溶剤による洗浄(精製)などの操作により行うことができるが、操作の簡易性から、反応系内を減圧することにより行うことが好ましい。
かかる減圧条件としては、特に制限されるものではないが、重合反応終了後の系内の温度を、好ましくは130〜250℃、より好ましくは150〜230℃の範囲とし、系内の圧力は70kPa以下とすることが好ましい。温度が130℃未満の場合には、系内の粘度の増加または系内が固化することにより、装置の運転が困難になる場合がある。一方、250℃を超える場合には、ラクチドの解重合反応が進行し、得られるPLLAまたはPDLAの分散度が増加する場合がある。また、系内圧力が70kPaを超える場合には、ラクチドの除去が不十分となる場合がある。
減圧時の雰囲気は、特に制限されるものではないが、残留ラクチドの分解やポリマーの着色を抑制するという観点から、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
また、前記PLLA中または前記PDLA中のラクチドの残留量が多いと、最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の融点が低下する場合があることから、前記のような余剰のラクチドの除去処理の有無にかかわらず、前記PLLAまたは前記PDLAは、L−ラクチドまたはD−ラクチドの含有量が少ない方が好ましい。すなわち、ポリ−L−乳酸の存在下でD−ラクチドの開環重合を行う前の、前記ポリ−L−乳酸中のL−ラクチドの含有量は、前記ポリ−L−乳酸の質量に対して0〜5質量%であることが好ましく、0〜1質量%であることがより好ましく、0〜0.5%質量であることがさらに好ましく、0〜0.1質量%であることが特に好ましい。また、ポリ−D−乳酸の存在下でL−ラクチドの開環重合を行う前の、前記ポリ−D−乳酸中のD−ラクチドの含有量は、前記ポリ−D−乳酸の質量に対して0〜5質量%であることが好ましく、0〜1質量%であることがより好ましく、0〜0.5%質量であることがさらに好ましく、0〜0.1質量%であることが特に好ましい。前記ポリ−L−乳酸中のL−ラクチドの含有量または前記ポリ−D−乳酸中のD−ラクチドの含有量が5質量%を超えると、最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の融点が低下する場合がある。
(D−ラクチドまたはL−ラクチドの開環重合)
前記ポリ−L−乳酸または前記ポリ−D−乳酸を得た後、(i)前記ポリ−L−乳酸の存在下でD−ラクチドの開環重合を行うか、または(ii)前記ポリ−D−乳酸の存在下でL−ラクチドの開環重合を行う。ここでは、前記ポリ−L−乳酸または前記ポリ−D−乳酸を得た後の、D−ラクチドまたはL−ラクチドの開環重合について説明する。
前記D−ラクチドの純度は、D−ラクチドの総モル数を100モル%として、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは92〜100モル%、さらに好ましくは95〜100モル%である。D−ラクチド以外の成分の含有量は、好ましくは10〜0モル%、より好ましくは8〜0モル%、さらに好ましくは5〜0モル%である。前記D−ラクチドの純度が90モル%未満であると、本発明の製造方法により製造されるポリ乳酸ブロック共重合体中のステレオコンプレックス結晶の含有率が、80%以上になり難い場合がある。前記D−ラクチド中に含まれうる他の成分の例としては、L−ラクチド、L−乳酸、ジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、またはラクトンなどが挙げられる。前記ジカルボン酸、前記多価アルコール、前記ヒドロキシカルボン酸、または前記ラクトンの具体例は前述の通りであるので、ここでは説明を省略する。
前記L−ラクチドの純度は、L−ラクチドの総モル数を100モル%として、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは92〜100モル%、さらに好ましくは95〜100モル%である。L−ラクチド以外の成分の含有量は、好ましくは10〜0モル%、より好ましくは8〜0モル%、さらに好ましくは5〜0モル%である。前記L−ラクチドの純度が90モル%未満であると、本発明の製造方法により製造されるポリ乳酸ブロック共重合体中のステレオコンプレックス結晶の含有率が、80%以上になり難い場合がある。前記L−ラクチド中に含まれうる他の成分の例としては、D−ラクチド、D−乳酸、ジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、またはラクトンなどが挙げられる。前記ジカルボン酸、前記多価アルコール、前記ヒドロキシカルボン酸、または前記ラクトンの具体例は前述の通りであるので、ここでは説明を省略する。
前記D−ラクチド中または前記L−ラクチド中の遊離酸の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.15質量%以下であることがさらに好ましく、0.05質量%以下であることが特に好ましい。遊離酸の含有量が10質量%を超えると、最終的に得られるポリマーが高分子量になりにくく、得られるポリマーの用途が制限される場合がある。
前記D−ラクチドまたは前記L−ラクチドの光学純度は、より高い融点を有する共重合体を得るという観点から、前記光学純度は90〜100%eeが好ましく、95〜100%eeがより好ましく、98〜100%eeがさらに好ましい。前記光学純度が90%ee未満の場合、得られる重合体の融点および結晶融解エンタルピーの低下に繋がる場合がある。なお、本発明において、前記光学純度は、後述の実施例に記載の方法により測定した値を採用するものとする。
前記D−ラクチドの開環重合または前記L−ラクチドの開環重合は、ポリ−L−乳酸またはポリ−D−乳酸の項で説明した方法と同様の方法で行うことができる。すなわち、開環重合させる原料ラクチドの種類や純度、重合触媒や重合開始剤などの各種添加剤の種類や使用量、反応条件(温度、時間、圧力、雰囲気など)、反応装置、重合後の余剰のラクチドの除去などは、前述のポリ−L−乳酸またはポリ−D−乳酸の項で説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
なお、前記の反応条件のうちの反応温度に関しては、前述のポリ−L−乳酸またはポリ−D−乳酸の製造時と同様の条件が採用されうるが、最終的に得られるブロック共重合体の融点や、前記ポリ−L−乳酸または前記ポリ−D−乳酸中のラクチドの残存量により、溶融重合、固相重合、またはこれらの併用による重合方法を適宜選択して行うことが好ましい。また、PLLAまたはPDLAを製造した後の本開環重合においては、重合触媒のさらなる添加を行ってもよいし、行わなくてもよい。
前記ポリ−L−乳酸または前記ポリ−D−乳酸を得た後の、D−ラクチドまたはL−ラクチドの開環重合におけるD−ラクチドまたはL−ラクチドの添加量は、後述する最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体中の、L−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比(L−乳酸単位/D−乳酸単位)、またはD−乳酸単位とL−乳酸単位との質量比(D−乳酸単位/L−乳酸単位)が、後述の範囲内になるように決定すればよい。よって、ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行う場合、D成分とL成分との質量比は、D成分/L成分=60/40〜91/9であるか、またはL成分/D成分=60/40〜91/9であり、D成分/L成分=60/40〜91/9であることが好ましい。最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の結晶融解エンタルピーを増大させ、耐熱性を高めるという観点から、前記L成分と前記D成分との質量比は、D成分/L成分=71/29〜91/9であるかまたはL成分/D成分=71/29〜91/9であることが好ましく、より高い分子量を有するポリマーを得るという観点から、D成分/L成分=71/29〜91/9であることがより好ましい。D成分とL成分との質量比が91/9<D成分/L成分である場合、ステレオコンプレックス結晶の含有率が80%以上であるポリ乳酸ブロック共重合体を製造することが困難となる場合があり、より高い融点を有するポリ乳酸ブロック共重合体を製造することが困難となる場合がある。また、D成分とL成分との質量比が、40/60<D成分/L成分<60/40である場合、D成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)とL成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)との組成が偏りにくくなるため、D成分とL成分との価格差が大きくなる場合に、低コストで高付加価値の製品を安定的に製造することが困難となる場合がある。
また、ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行う場合、D成分とL成分との質量比は、D成分/L成分=60/40〜91/9であるかまたはL成分/D成分=60/40〜91/9であり、L成分/D成分=60/40〜91/9であることが好ましい。最終的に得られるポリ乳酸ブロック共重合体の結晶融解エンタルピーを増大させ、耐熱性を高めるという観点から、前記L成分と前記D成分との質量比は、D成分/L成分=71/29〜91/9であるかまたはL成分/D成分=71/29〜91/9であることが好ましく、より高い分子量を有するポリマーを得るという観点から、L成分/D成分=71/29〜91/9であることがより好ましい。L成分とD成分との質量比が91/9<L成分/D成分である場合、ステレオコンプレックス結晶の含有率が80%以上であるポリ乳酸ブロック共重合体を製造することが困難となる場合があり、より高い融点を有するポリ乳酸ブロック共重合体を製造することが困難となる場合がある。また、D成分とL成分との質量比が、40/60<L成分/D成分<60/40である場合、L成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)との組成が偏りにくくなるため、L成分とD成分との価格差が大きくなる場合に、低コストで高付加価値の製品を安定的に製造することが困難となる場合がある。
重合反応の雰囲気は、得られるポリマーの着色を抑制するという観点から、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
以上のような方法を採用することによって、高い分子量を有し、かつ、溶融と結晶化とを繰り返してもステレオコンプレックス結晶のみが成長するポリ乳酸ブロック共重合体を得ることができる。
上述した本発明の製造方法によって得られるポリ乳酸ブロック共重合体は、重量平均分子量が好ましくは8万〜50万であり、より好ましくは10万〜40万であり、さらに好ましくは10万〜30万である。重量平均分子量が上記範囲内であれば、機械強度および成形加工性に優れるポリ乳酸ブロック共重合体を得ることができる。
上述した本発明の製造方法によって得られるポリ乳酸ブロック共重合体は、示差走査熱量測定(DSC)において、30〜250℃の昇温過程と250〜30℃の冷却過程からなるプログラムを3回繰り返して、昇温過程で観測されるステレオコンプレックス結晶の融点が好ましくは190〜250℃、より好ましくは195〜250℃、さらに好ましくは200〜250℃である。
また、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸ブロック共重合体のステレオコンプレックス結晶の含有率は、好ましくは80〜100%、より好ましくは90〜100%、さらに好ましくは95〜100%である。さらに、本発明のポリ乳酸ブロック共重合体の、190〜250℃に現れるステレオコンプレックス結晶の融解エンタルピー(ΔHms)は、好ましくは10J/g以上、より好ましくは20J/g以上、さらに好ましくは30J/g以上である。前記のようなプログラムを3回繰り返して、ステレオコンプレックス結晶の結晶融点が前記の範囲内にあれば、溶融と結晶化とを繰り返しても、ステレオコンプレックス結晶のみが成長することを意味する。上記の溶融と結晶化とのプログラムを3回繰り返す過程で、昇温過程で観測される結晶融点が190℃未満の場合には、ステレオコンプレックスを形成するポリ乳酸ブロック共重合体としての性能が低下する場合がある。一方、250℃を越えると、成形加工時において、ポリ乳酸ブロック共重合体の熱分解により分子量が低下し、機械特性等を損なう場合がある。なお、本発明において、前記のステレオコンプレックス結晶の含有率は、後述の実施例に記載した方法により算出した値を採用するものとする。
本発明の製造方法により得られるポリ乳酸ブロック共重合体が優れた耐熱性を示すためには、前記ステレオコンプレックス結晶の含有率、前記ステレオコンプレックス結晶の融点、および前記融解エンタルピーが上記の数値範囲にあることが好ましい。
本発明の第2は、L−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比がL−乳酸単位/D−乳酸単位=60/40〜91/9であるか、またはD−乳酸単位とL−乳酸単位との質量比がD−乳酸単位/L−乳酸単位=60/40〜91/9であり、かつ、ステレオコンプレックス結晶の含有率が80〜100%であることを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体である。
前記ポリ乳酸ブロック共重合体中のL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比は、L−乳酸単位/D−乳酸単位=60/40〜91/9であるかまたはD−乳酸単位/L−乳酸単位=60/40〜91/9であり、L−乳酸単位/D−乳酸単位=71/29〜91/9であるかまたはD−乳酸単位/L−乳酸単位=71/29〜91/9であることが好ましく、L−乳酸単位/D−乳酸単位=71/29〜85/15であるかまたはD−乳酸単位/L−乳酸単位=71/29〜85/15であることがより好ましい。前記L−乳酸単位と前記D−乳酸単位との質量比が、91/9<L−乳酸単位/D−乳酸単位であるかまたは91/9<D−乳酸単位/L−乳酸単位である場合、得られるポリ乳酸ブロック共重合体中のステレオコンプレックス結晶の含有率が大幅に低下する場合がある。一方、40/60<L−乳酸単位/D−乳酸単位<60/40である場合、L成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)との組成が偏りにくくなるため、L成分とD成分との価格差が大きくなる場合に、低コストで高付加価値の製品を安定的に製造することが困難となる場合がある。
また、前記のような製造方法で得られた2種類のポリ乳酸ブロック共重合体を溶融混合または溶液混合することによっても、ステレオコンプレックス結晶の含有率が高いポリ乳酸ブロック共重合体を得ることができる。すなわち、本発明は、(i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記D成分と前記L成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9である第1のポリ乳酸ブロック共重合体と、(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記L成分と前記D成分との質量比が、L成分/D成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを、溶融混合または溶液混合する段階を含むことを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法を提供する。
さらに、本発明は、(i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記D成分と前記L成分との質量比が、L成分/D成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第1のポリ乳酸ブロック共重合体と、(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記L成分と前記D成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9である第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを、溶融混合または溶液混合する段階を含むことを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法を提供する。
以下、前記溶融混合および前記混合について説明する。
(溶融混合)
前記溶融混合は、第1のポリ乳酸ブロック共重合体と第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを溶融状態で混合する方法である。
溶融温度は、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体ポリ乳酸ブロック共重合体が溶融する温度であればよいが、溶融混合中の分解反応を抑えるために、溶融混合物が固まらない程度にできるだけ温度を下げて行うことが好ましい。したがって、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体と前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体との、溶融点のいずれか高い方を下限の温度とし、その下限温度から好ましくは50℃、より好ましくは30℃、特に好ましくは10〜20℃高い温度を上限とする範囲で溶融することが好ましい。さらに具体的には、150℃〜220℃で溶融混合することが好ましい。
溶融混合時の雰囲気は特に限定されるものではなく、常圧および減圧のいずれの条件下でも行なうことができる。常圧の場合には、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの流通下で行うのが好ましい。また、溶融の際に分解生成するモノマーを取り除くために、減圧下で行うことが好ましい。
溶融混合の際の装置等への前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体の投入順序は、特に制限されない。例えば、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体を同時に混合装置に投入してもよく、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体を溶融した後に、前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体を投入および混合してもよい。この際、各成分は、粉末状、顆粒状、またはペレット状などいずれの形状であってもよい。溶融混合に用いることができる装置の例としては、例えば、ミルロール、ミキサー、単軸もしくは二軸押出機、または加熱可能なバッチ式容器などが挙げられる。
溶融混合時の混合時間は、好ましくは1〜60分、より好ましくは1〜10分である。
(溶液混合)
前記溶液混合は、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体を溶媒に溶かして混合し、その後、溶媒を除去する方法である。
この際、用いられる溶媒は、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体が溶解するものであれば、特に限定されるものではない。具体的な例としては、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、またはヘキサフルオロイソプロパノールなどが挙げられ、これらは単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。
溶液中の前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体の含有量は、溶媒100質量部に対し、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体のいずれか一方または両方が、好ましくは1〜30質量部、より好ましくは1〜10質量部の範囲になるようにする。
混合は、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体をそれぞれ溶媒に溶解しそれらを混合することにより行ってもよいし、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体のいずれか一方を溶媒に溶解した後、他方を加えて混合してもよい。溶液に用いた溶媒の除去は、加熱、減圧留去、抽出、またはこれらの組み合わせにより行なうことができる。
溶液混合時の混合温度は、好ましくは10〜110℃、より好ましくは10〜30℃である。また、混合時間は、好ましくは1〜60分、より好ましくは1〜10分である。
前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体と前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体との混合比は、第1のポリ乳酸ブロック共重合体/第2のポリ乳酸ブロック共重合体=90/10〜10/90であることが好ましく、第1のポリ乳酸ブロック共重合体/第2のポリ乳酸ブロック共重合体=75/25〜25/75であることがより好ましく、第1のポリ乳酸ブロック共重合体/第2のポリ乳酸ブロック共重合体=60/40〜40/60であることがさらに好ましい。
また、前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体および前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体は、各種の末端封止が施されたものを用いてもよい。ポリ乳酸ブロック共重合体中のカルボキシ基やヒドロキシ基などの反応性末端と末端封止剤と反応させて末端封止を行うことにより、ポリ乳酸ブロック共重合体の耐加水分解性や溶融安定性を向上させることができて好ましい。このような末端封止基の例としては、アセチル基、エステル基、エーテル基、アミド基、またはウレタン基などが挙げられる。前記末端封止剤の例としては、例えば、脂肪族アルコール、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、またはエポキシ化合物などが挙げられる。
上記のような2種類のポリ乳酸ブロック共重合体を溶融混合または溶液混合することによって得られるポリ乳酸ブロック共重合体の、ステレオコンプレックス結晶の含有率は、好ましくは80〜100%、より好ましくは90〜100%、さらに好ましくは95〜100%である。
本発明のポリ乳酸ブロック共重合体には、本発明の目的を損なわない範囲内で、通常の添加剤、例えば、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、離形剤、各種フィラー、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、充填剤、抗菌・抗カビ剤、核形成剤、染料、顔料を含む着色剤などを所望に応じて添加することができる。
本発明のポリ乳酸ブロック共重合体は、射出成形、押出成形、ブロー成形、発泡成形、圧空成形、または真空成形など、従来公知の方法により成形されうる。すなわち、本発明の第3は、上記ポリ乳酸ブロック共重合体を含む成形品である。前記のような成形方法で得られる成形品の例としては、例えば、フィルム、シート、繊維、布、不織布、農業用資材、園芸用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品、または電気・電子用部品などが挙げられる。
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する、なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、製造例、実施例および比較例における特性値等の測定は以下の方法で行なった。
(1)ラクチドの光学純度
試料0.1gに対して、蒸留水100mlと1N水酸化ナトリウム水溶液1.2mlとを添加し、95℃で加熱攪拌を行った。これを、高速液体クロマトグラフ(HPLC)に注入し、紫外光(波長254nm)で検出されたL−乳酸(L−乳酸単位)とD−乳酸(D−乳酸単位)とのピーク面積により光学純度を算出した。測定条件は下記表1の通りであり、ラクチドの光学純度の算出方法は、下記数式1の通りである。
Figure 0005620061
Figure 0005620061
(2)重量平均分子量(Mw)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、ポリスチレン換算の値を測定した。測定条件は下記表2の通りである。
Figure 0005620061
(3)L成分とD成分との仕込み比
表6中の「仕込み質量比(L成分/D成分)」の欄は、先に得られたポリ乳酸と後から添加するラクチドとの仕込みの質量比を記載した。
(4)ポリマー中のL成分とD成分との質量比
試料0.1gに対して、5N水酸化ナトリウム水溶液5mlとイソプロパノール2.5mlとを添加し、30℃で加熱攪拌しながら加水分解した後に1M硫酸で中和した。得られた中和液1mlを25倍に希釈し濃度を調整した。これを、高速液体クロマトグラフ(HPLC)に注入し、紫外光(波長254nm)で検出されたL−乳酸(L−乳酸単位)とD−乳酸(D−乳酸単位)とのピーク面積により質量比を算出した。測定条件は前記表1の通りである。
(5)ポリマー中のラクチドの含量
ポリマー中のラクチドの含量(単位:質量%)をガスクロマトグラフにより測定した。測定条件は下記表3の通りである。
Figure 0005620061
(6)熱的特性
示差走査熱量測定計(株式会社島津製作所製、DSC−60)を用いた。試料10mgをアルミニウムパンに入れ、下記表4に記載の方法で、50ml/minの窒素気流中で、結晶融解熱(ΔHms)および結晶融点(Tm)の測定を行った。各結晶の溶融エンタルピーはDSCチャートに表れる結晶溶融ピークおよびベースラインで囲まれる領域の面積から算出した。
Figure 0005620061
(7)ステレオコンプレックス結晶の含有率
ステレオコンプレックス結晶の含有率は、100%結晶化したポリ乳酸ブロック共重合体のホモ結晶融解熱(ΔHmh)を−203.4J/gとし、100%結晶化したポリ乳酸ブロック共重合体のステレオコンプレックス結晶融解熱(ΔHms)を−142J/gとして、DSC分析から得られる150〜190℃に現れるホモ結晶融解熱(ΔHmh)および190〜250℃に現れるステレオコンプレックス結晶化熱融解熱(ΔHms)から下記数式2により算出した。
Figure 0005620061
<ホモPLA(homoPLA)の製造例>
(製造例1)
攪拌装置を備えた反応器中にL−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、重合グレード、光学純度100%ee)100質量部、重合開始剤としてラウリルアルコール5質量部を仕込み、窒素置換を3回行った。190℃にて溶融し、重合触媒として2−エチルヘキサン酸スズ 0.010質量部を添加して3時間撹拌しながらL−ラクチドの開環重合を行った。
開環重合反応終了後、溶融状態のまま反応器から取り出し、冷却してプレート状にした。次にプレート状にした反応物を粉砕し、攪拌装置を備えた反応器内に入れ、120℃、1.33kPaで減圧処理し、余剰のL−ラクチドを除去してポリ−L−乳酸(サンプル名:PLA10)を得た。得られたPLA10のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。得られたPLA10は、100モル%のL−乳酸単位から構成されており、得られたPLA11中のL−ラクチドの含有量は、0.8質量%であった。
(製造例2)
L−ラクチドの代わりにD−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度99.8%ee)を用いたこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、PLA11を得た。得られたPLA11のMw、L−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。得られたPLA11は99.9モル%のD−乳酸単位から構成されており、得られたPLA11中のD−ラクチドの含有量は、0.5質量%であった。
(製造例3)
ラウリルアルコールの量を1質量部に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、PLA12を得た。得られたPLA12のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。また、得られたPLA12は、100モル%のL−乳酸単位から構成されており、得られたPLA12中のL−ラクチドの含有量は、0.8質量%であった。
(製造例4)
L−ラクチドの代わりにD−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、重合グレード、光学純度99.8%ee)を用いたこと以外は、製造例3と同様の操作を行い、PLA13を得た。得られたPLA13のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。また、得られたPLA13は、99.9モル%のD−乳酸単位から構成されており、得られたPLA13中のD−ラクチドの含有量は、0.7質量%であった。
(製造例5)
ラウリルアルコールの量を0.7質量部に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、PLA14を得た。得られたPLA14のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。また、得られたPLA14は100モル%のL−乳酸単位から構成されており、得られたPLA14中のL−ラクチドの含有量は、1.1質量%であった。
(製造例6)
L−ラクチドの代わりにD−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度99.8%ee)を用いたこと以外は、製造例5と同様の操作を行い、PLA15を得た。得られたPLA15のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。また、得られたPLA15は99.9モル%の−乳酸単位から構成されており、得られたPLA15中の−ラクチドの含有量は、0.5質量%であった。
(製造例7)
ラウリルアルコールの量を0.4質量部に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、PLA16を得た。得られたPLA16のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。また、得られたPLA16は、99.9モル%のL−乳酸単位から構成されており、得られたPLA16中のL−ラクチドの含有量は、0.6質量%であった。
(製造例8)
攪拌装置を備えた反応器中にD−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度90.5%ee)100質量部、重合開始剤としてラウリルアルコール1質量部を仕込み、窒素置換を3回行った。190℃にて溶融し、重合触媒として2−エチルヘキサン酸スズ0.010質量部を添加して3時間撹拌しながらD−ラクチドの開環重合を行った。
開環重合終了後、溶融状態のまま反応器から取り出し、冷却してプレート状にした。次にプレート状にした反応物を粉砕し、攪拌装置を備えた反応器内に入れ、120℃、1.33kPaで減圧処理し、余剰のD−ラクチドを除去してPLA17を得た。得られたPLA17のMwおよびL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比を測定した。測定結果を表5に示す。また、得られたPLA17は90.3モル%のD−乳酸単位から構成されており、得られたPLA17中のD−ラクチドの含有量は、0.5質量%であった。
(製造例
攪拌装置を備えた反応器中にD−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、重合グレード、光学純度99.8%ee)100質量部、重合開始剤としてラウリルアルコール1質量部を仕込み、窒素置換を3回行った。190℃にて溶融し、重合触媒として2−エチルヘキサン酸スズ0.010質量部を添加して3時間撹拌しながらD−ラクチドの開環重合を行った。
開環重合反応終了後、溶融状態のまま反応器から取り出し、冷却してプレート状にした。PLA18の分析結果を表に示す。また、得られたPLA18は99.7モル%のD−乳酸単位から構成されており、得られたPLA18中のD−ラクチドの含有量は、4.8質量%であった。
Figure 0005620061
<ポリ乳酸ブロック共重合体の製造>
(比較例1)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例1で得たPLA10(ポリ−L−乳酸;L成分)100質量部と、製造例2で用いたものと同じD−ラクチド(D成分)1570質量部を仕込み(すなわち、L成分とD成分との仕込み質量比が6:94)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルへキサン酸スズを0.16質量部添加し、190℃で3時間、D−ラクチドの開環重合を行い、ポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA20)を得た。PLA20は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させて得た。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA20の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA20のMw、PLA20中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、結晶融点(Tm)、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA20のDSCチャートを図1に示す。
(比較例2)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例2で得たPLA11(ポリ−D−乳酸;D成分)100質量部と、製造例1で用いたものと同様のL−ラクチド(L成分)1570質量部(すなわち、L成分とD成分との仕込み質量比が94:6)を仕込み、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.16質量部添加し、190℃で3時間、L−ラクチドの開環重合を行い、PLA21を得た。PLA21は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させた。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA21の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA21のMw、PLA21中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、結晶融点(Tm)、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA21のDSCチャートを図2に示す。
(実施例1)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例で得たPLA12(ポリ−L−乳酸;L成分)100質量部と、製造例で用いたものと同じD−ラクチド(D成分)400質量部を仕込み(すなわち、L成分とD成分との仕込み質量比が20:80)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルへキサン酸スズを0.04質量部添加し、190℃で3時間、D−ラクチドの開環重合を行い、ポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA22)を得た。PLA22は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させて得た。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA22の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA22のMw、PLA22中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA22のDSCチャートを図3に示す。
(実施例2)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例4で得たPLA13(ポリ−D−乳酸;D成分)100質量部と、製造例1で用いたものと同じL−ラクチド(L成分)400質量部を仕込み(すなわち、L成分とD成分との仕込み質量比が80:20)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.04質量部添加し、190℃で3時間、D−ラクチドの開環重合を行い、ポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA23)を得た。PLA23は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させて得た。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA23の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA23のMw、PLA23中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA23のDSCチャートを図4に示す。
(実施例3)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例5で得たPLA14(ポリ−L−乳酸;L成分)100質量部と、製造例2で用いたものと同じD−ラクチド(D成分)186質量部を仕込み(すなわち、D成分とL成分との仕込み比が35:65)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.02質量部添加し、190℃で3時間、D−ラクチドの開環重合を行い、PLA24を得た。PLA24は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させた。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA24の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA24のMw、PLA24中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA24のDSCチャートを図5に示す。
(実施例4)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例6で得たPLA15(ポリ−D−乳酸;D成分)100質量部と、製造例1で用いたものと同じL−ラクチド(L成分)186質量部を仕込み(すなわち、D成分とL成分との仕込み比が65:35)を仕込み、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.02質量部添加し、190℃で3時間、L−ラクチドの開環重合を行い、PLA25を得た。PLA25は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質t量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させた。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA25の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA25のMw、PLA25中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA25のDSCチャートを図6に示す。
(比較例3)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例7で得たPLA16(ポリ−−乳酸;成分)100質量部と、製造例で用いたものと同じ−ラクチド(成分)100質量部を仕込み(すなわち、D成分とL成分との仕込み質量比が50:50)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.01質量部添加し、190℃で3時間、D−ラクチドの開環重合を行い、ポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA26)を得た。PLA26は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させて得た。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA26の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA26のMw、PLA26中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA26のDSCチャートを図7に示す。
(実施例5)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例で得たPLA1(ポリ−D−乳酸;D成分)100質量部と、L−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度99.8%ee)400質量部を仕込み(すなわち、D成分とL成分との仕込み質量比が20:80)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.04質量部添加し、190℃で3時間、−ラクチドの開環重合を行い、ポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA27)を得た。PLA27は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させた。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA27の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA27のMw、PLA27中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA27のDSCチャートを図8に示す。
(実施例6)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例8で得たPLA17(ポリ−D−乳酸;D成分)100質量部と、製造例1で用いたものと同じL−ラクチド(L成分)400質量部を仕込み(すなわち、D成分とL成分との仕込み質量比が20:80)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.04質量部添加し、190℃で3時間、D−ラクチドの開環重合を行い、ポリ乳酸ブロック共重合体(サンプル名:PLA28)を得た。PLA28は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、ポリマー100質量部に対して6000質量部のメタノール中で沈殿させた。沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA28の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA28のMw、PLA28中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA28のDSCチャートを図9に示す。
(実施例7)
攪拌機を備えた反応器中に、製造例9で得たPLA18(ポリ−D−乳酸;D成分)100質量部と、製造例1で用いたものと同じL−ラクチド(L成分)400質量部を仕込み(すなわち、D成分とL成分との質量比が20/80)、窒素置換を3回行った。次に、重合触媒である2−エチルヘキサン酸スズを0.04質量部添加し、190℃で3時間、L−ラクチドの開環重合を行い、PLA29を得た。PLA29は、ポリマー100質量部に対して1000質量部のクロロホルムに溶解し、6000質量部のメタノール中で沈殿させた。さらに沈殿したポリマーを固液分離し、乾燥してから測定に用いた。PLA29の仕込み時のL成分とD成分との質量比、PLA29のMw、PLA29中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA29のDSCチャートを図10に示す。
(実施例8)
実施例1で得たPLA22 100質量部と、実施例2で得たPLA23 100質量部とを、攪拌機を備えた反応器中に仕込み、窒素置換を3回行った。次に、200℃で10分間加熱攪拌し、PLA30を得た。PLA30のMw、PLA30中のL成分とD成分との質量比、ΔHms、Tm、およびステレオコンプレックス結晶の含有率を表6および表7に示す。また、PLA30のDSCチャートを図11に示す。
Figure 0005620061
Figure 0005620061
上記表7中のDSCの1回目、2回目、3回目とは、上記表4に記載の(a)から(b)までの操作の繰り返し回数を表し、ΔHms、ステレオコンプレックス結晶含有率および結晶融点は、1回目、2回目、3回目の操作ごとに得られた値を表している。
上記表6および表7から明らかなように、本発明の製造方法によれば、使用するL成分(ポリ−L−乳酸またはL−ラクチド)とD成分(ポリ−D−乳酸またはD−ラクチド)との仕込み比(質量比)が大幅に偏っていても、ステレオコンプレックス結晶の含有率が100%であるポリ乳酸ブロック共重合体が得られることが分かった。これに対し、ポリマー中のL成分とD成分との質量比が本発明の範囲外である比較例1および比較例2のポリ乳酸ブロック共重合体では、ステレオコンプレックス結晶の含有率が大幅に低下した。また、ポリマー中のL成分とD成分との質量比が約53:47である比較例3のポリ乳酸ブロック共重合体は、ステレオコンプレックス結晶の含有率が100%であり、高い結晶融点を有する。しかしながら、ポリマー中のD成分の含有量が多いことから、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造コスト低減の効果が低いと言える。
なお、本出願は、2006年12月28日に出願された日本特許出願第2006−356241号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

Claims (13)

  1. (i)重合開始剤として、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、またはラウリルアルコールを用いて得られたポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行うか、または(ii)重合開始剤として、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、またはラウリルアルコールを用いて得られたポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行い、かつ、
    前記D成分と前記L成分との質量比が、D成分/L成分=71/29〜91/9であるか、またはL成分/D成分=71/29〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万であることを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法。
  2. (i)ポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行い、かつ、前記D成分と前記L成分との質量比が、D成分/L成分=71/29〜91/9であるか、または、
    (ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行い、かつ、前記L成分と前記D成分との質量比が、L成分/D成分=71/29〜91/9であることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記(ii)ポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行うことを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
  4. (i)重合開始剤として、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、またはラウリルアルコールを用いて得られたポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記D成分と前記L成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第1のポリ乳酸ブロック共重合体と、
    (ii)重合開始剤として、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、またはラウリルアルコールを用いて得られたポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記L成分と前記D成分との質量比が、L成分/D成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを、
    溶融混合または溶液混合する段階を含むことを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法。
  5. 前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体中の前記D成分と前記L成分との重量比が、D成分/L成分=71/29〜91/9であり、前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体中の前記L成分と前記D成分との重量比が、L成分/D成分=71/29〜91/9であることを特徴とする、請求項4に記載の製造方法。
  6. (i)重合開始剤として、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、またはラウリルアルコールを用いて得られたポリ−L−乳酸(L成分)の存在下でD−ラクチド(D成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記D成分と前記L成分との質量比が、L成分/D成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第1のポリ乳酸ブロック共重合体と、
    (ii)重合開始剤として、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、またはラウリルアルコールを用いて得られたポリ−D−乳酸(D成分)の存在下でL−ラクチド(L成分)の開環重合を行って得られるポリ乳酸ブロック共重合体であって、前記L成分と前記D成分との質量比が、D成分/L成分=60/40〜91/9であり、重量平均分子量が8万〜50万である第2のポリ乳酸ブロック共重合体とを、溶融混合または溶液混合する段階を含むことを特徴とする、ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法。
  7. 前記第1のポリ乳酸ブロック共重合体中の前記L成分と前記D成分との重量比が、L成分/D成分=71/29〜91/9であり、前記第2のポリ乳酸ブロック共重合体中の前記D成分と前記L成分との重量比が、D成分/L成分=71/29〜91/9であることを特徴とする、請求項6に記載の製造方法。
  8. 前記ポリ−L−乳酸中のL−乳酸単位とD−乳酸単位との質量比が、L−乳酸単位/D−乳酸単位=95/5〜100/0であり、前記ポリ−D−乳酸中のD−乳酸単位とL−乳酸単位との質量比が、D−乳酸単位/L−乳酸単位=95/5〜100/0であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
  9. 前記D−ラクチドまたは前記L−ラクチドの光学純度が、90〜100%eeの範囲であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
  10. 前記ポリ−L−乳酸は、L−ラクチドを開環重合したものであり、前記ポリ−D−乳酸は、D−ラクチドを開環重合したものであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法。
  11. 前記ポリ−L−乳酸は、L−ラクチドを開環重合した後、余剰のラクチドを除去したものであり、前記ポリ−D−乳酸は、D−ラクチドを開環重合した後、余剰のラクチドを除去したものであることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
  12. 前記余剰のラクチドの除去を、反応系内を減圧することにより行うことを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。
  13. 前記ポリ−L−乳酸の存在下でD−ラクチドの開環重合を行う前の、反応系中のL−ラクチドの残留量が前記ポリ−L−乳酸の質量に対して0〜5質量%であり、前記ポリ−D−乳酸の存在下でL−ラクチドの開環重合を行う前の、反応系中のD−ラクチドの残留量が前記ポリ−D−乳酸の質量に対して0〜5質量%であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160060296A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 롯데케미칼 주식회사 모노머가 제거된 폴리유산 제조방법
KR20160063885A (ko) * 2014-11-27 2016-06-07 롯데케미칼 주식회사 폴리락타이드 수지의 제조 방법

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008248022A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Teijin Ltd ポリ乳酸組成物
AT506039B1 (de) * 2007-11-14 2012-04-15 Jungbunzlauer Austria Ag Nichtstatistische copolyester von l-milchsäure mit kontrollierter comonomerverteilung
CA2732419C (en) * 2008-07-31 2016-11-01 Purac Biochem Bv Process for the continuous production of polyesters
JP5155075B2 (ja) * 2008-09-16 2013-02-27 帝人株式会社 ポリ乳酸含有組成物及びその製造方法
JP5293097B2 (ja) * 2008-11-07 2013-09-18 東洋紡株式会社 ポリ乳酸系ブロック共重合体
BE1018628A3 (fr) * 2009-01-16 2011-05-03 Futerro Sa Acide polylactique isotactique et son procede de fabrication.
JP5190002B2 (ja) * 2009-02-13 2013-04-24 有限会社Nkリサーチ ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
US9045601B2 (en) 2009-09-10 2015-06-02 National University Corporation Gunma University Method for producing stereo complex crystals of polylactic acid, polylactic acid, and molded body, synthetic fiber, porous body and ion conductor comprising same
JP5458293B2 (ja) * 2010-05-10 2014-04-02 国立大学法人京都工芸繊維大学 ポリ乳酸マルチブロック共重合体の製造方法
TWI466919B (zh) * 2010-12-30 2015-01-01 Chi Mei Corp 製備丙交酯嵌段立體聚合物之方法
JP2014512438A (ja) * 2011-04-25 2014-05-22 サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション ブレンド組成物、可撓性管材、およびそのブレンド物の製造方法
CN102631713B (zh) * 2012-04-24 2015-10-14 广西南宁博恩康生物科技有限公司 一种可降解的术后防粘连膜及其制备方法
JP6011183B2 (ja) * 2012-09-14 2016-10-19 株式会社リコー ポリマー組成物
ES2859599T3 (es) * 2014-08-19 2021-10-04 Purac Biochem Bv Copolímero de bloque de lactida y procedimiento de preparación
KR101641727B1 (ko) 2014-12-10 2016-07-22 한국화학연구원 입체블록형 폴리락타이드의 제조방법
KR20160083726A (ko) 2015-01-02 2016-07-12 도레이첨단소재 주식회사 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품
KR101865813B1 (ko) * 2016-12-23 2018-06-11 한국과학기술연구원 폴리락트산 복합체 제조방법
WO2021168170A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 Natureworks Llc Cosmetic compositions containing low molecular weight amorphous grade polylactic acid resin
CN111440426B (zh) * 2020-05-12 2023-05-05 中国科学院长春应用化学研究所 一种单向拉伸聚乳酸立构复合物及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317064A (en) * 1992-12-11 1994-05-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Manufacture of polylactide stereocomplexes
JPH08231688A (ja) * 1995-02-23 1996-09-10 Shimadzu Corp ポリ乳酸の製造法
JPH0940761A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Shimadzu Corp ポリ乳酸ブロック共重合体、その製造法及びその成型品
JPH0977863A (ja) * 1995-09-11 1997-03-25 Dainippon Ink & Chem Inc 乳酸系ポリエステルの製造方法
JP2002356543A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Toray Ind Inc ポリ乳酸ブロック共重合体、その製造方法、成形品およびポリ乳酸組成物
JP2003238672A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Toray Ind Inc ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
JP2004026876A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Mitsui Chemicals Inc ブロック共重合ポリ乳酸及びその製造方法
JP2006028336A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Musashino Chemical Laboratory Ltd ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
JP2006070102A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Musashino Chemical Laboratory Ltd ステレオコンプレックスポリ乳酸およびその製造方法
JP2007191625A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Teijin Ltd ポリ乳酸

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496923A (en) * 1993-09-20 1996-03-05 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Purification process of aliphatic polyester
US6140458A (en) * 1998-04-28 2000-10-31 Mitsui Chemicals, Inc. Preparation process of polyester
US6365173B1 (en) * 1999-01-14 2002-04-02 Efrat Biopolymers Ltd. Stereocomplex polymeric carriers for drug delivery
JP2003342836A (ja) 2002-05-27 2003-12-03 Nippon Ester Co Ltd 熱接着性繊維およびそれからなる繊維製品
JP2004149419A (ja) 2002-10-28 2004-05-27 Musashino Chemical Laboratory Ltd ラクチドの製造方法
JP2004149418A (ja) 2002-10-28 2004-05-27 Musashino Chemical Laboratory Ltd 精製ラクチドの製造方法
US8304490B2 (en) * 2004-07-22 2012-11-06 Teijin Limited Polylactic acid and manufacturing process thereof

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317064A (en) * 1992-12-11 1994-05-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Manufacture of polylactide stereocomplexes
JPH08231688A (ja) * 1995-02-23 1996-09-10 Shimadzu Corp ポリ乳酸の製造法
JPH0940761A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Shimadzu Corp ポリ乳酸ブロック共重合体、その製造法及びその成型品
JPH0977863A (ja) * 1995-09-11 1997-03-25 Dainippon Ink & Chem Inc 乳酸系ポリエステルの製造方法
JP2002356543A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Toray Ind Inc ポリ乳酸ブロック共重合体、その製造方法、成形品およびポリ乳酸組成物
JP2003238672A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Toray Ind Inc ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
JP2004026876A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Mitsui Chemicals Inc ブロック共重合ポリ乳酸及びその製造方法
JP2006028336A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Musashino Chemical Laboratory Ltd ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
JP2006070102A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Musashino Chemical Laboratory Ltd ステレオコンプレックスポリ乳酸およびその製造方法
JP2007191625A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Teijin Ltd ポリ乳酸

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN7013004076; 由井 伸彦: '分子間相互作用を制御したポリ乳酸ステレオブロック共重合体の新規生分解性薬物担体に関する研究' 薬学研究奨励財団助成 研究成果報告集9 薬学研究の進歩 , 19930325 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160060296A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 롯데케미칼 주식회사 모노머가 제거된 폴리유산 제조방법
KR101696980B1 (ko) * 2014-11-20 2017-01-16 롯데케미칼 주식회사 모노머가 제거된 폴리유산 제조방법
KR20160063885A (ko) * 2014-11-27 2016-06-07 롯데케미칼 주식회사 폴리락타이드 수지의 제조 방법
KR101692988B1 (ko) * 2014-11-27 2017-01-04 롯데케미칼 주식회사 폴리락타이드 수지의 제조 방법

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