JP5854199B2 - ポリ乳酸樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、ポリ乳酸樹脂組成物に関し、より詳細には、ポリ乳酸樹脂とフェニルホスホン酸アミン塩とを含有する樹脂組成物に関する。

自然環境保護の見地から、自然環境中で生分解可能な脂肪族ポリエステルに関する研究が精力的に行われている。中でもポリ乳酸樹脂は、融点が１６０〜１８０℃と高く、透明性に優れるため、例えば容器、フィルム等の包装材料、衣料、フロアマット、自動車用内装材等の繊維材料、及び電気・電子製品の筺体や部品等の成型材料として期待されている。
しかしながら、ポリ乳酸樹脂は結晶化速度が遅いため、特に延伸が行われない射出成形等によって製造される場合、成形物は結晶化度が低くなりやすく、６０℃前後のガラス転移温度を越えると軟化しやすくなるという欠点を有している。結晶化度を上げるために、射出成形時の金型温度を高くし、金型内での冷却時間を長くする方法が試みられているが、この方法では成形サイクルが長くなるために生産性に課題を有する。ポリ乳酸樹脂成形物を高い生産性で製造し、幅広い用途で利用するために、結晶化速度及び結晶化度を高め、成形加工性や耐熱性を改善する試みがなされている。

一般的にポリ乳酸樹脂の結晶化速度を高める方法としては、結晶核剤を添加する方法が知られている。結晶核剤とは、結晶性高分子の一次結晶核となり結晶成長を促進し、結晶サイズを微細化すると共に、結晶化速度を高める働きをする。ポリ乳酸樹脂の結晶核剤としては、特定の粒径以下のタルク又は窒化ホウ素からなる無機粒子（特許文献１）、特定の式で表されるアミド化合物（特許文献２）、特定の式で表されるソルビトール系誘導体（特許文献３）、及び特定の式で表されるリン酸エステル金属塩（特許文献４）などが開示されている。また、特定のホスホン酸化合物金属塩、具体的にはフェニルホスホン酸亜鉛が優れた性能を示すことが開示されている（特許文献５）。

特開平８−３４３２号公報 特開平１０−８７９７５号公報 特開平１０−１５８３６９号公報 特開２００３−１９２８８３号公報 国際公開２００５／０９７８９４号パンフレット

前述したとおり、ポリ乳酸樹脂の結晶化速度及び結晶化度を高めるために様々な結晶核剤が提案されているが、近年、ポリ乳酸樹脂のより高い成型加工性や耐熱性を実現するために、さらに有効な結晶核剤の開発が望まれている。
特に、生分解性、生物由来といったポリ乳酸樹脂の特徴をより生かすためにも、さらに自然環境保護の見地からも、金属フリーな結晶核剤が望まれている。

従って本発明は、ポリ乳酸樹脂の結晶化を促進するのに好適であり、かつ金属フリーな結晶核剤、及び当該結晶核剤とポリ乳酸樹脂とを含む樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を進めた結果、ポリ乳酸樹脂に結晶核剤としてフェニルホスホン酸化合物のアミン塩を添加することにより、ポリ乳酸樹脂の結晶化速度を高め、かつ耐熱性、成形加工性に優れたポリ乳酸樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、第１観点として、ポリ乳酸樹脂１００質量部と、式［１］で表されるフェニルホスホン酸化合物と式［２］及び式［３］で表されるアミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種のアミン化合物との塩０．０１〜１０質量部とを含有することを特徴とする、ポリ乳酸樹脂組成物に関する。

（式［１］中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、又は炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基を表し、式［２］中、Ｒ³は
、炭素原子数３〜１０の環状アルキル基、又は炭素原子数７〜１２のアラルキル基を表し、式［３］中、Ｒ⁴は、ｎ価の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素基、又はｎ価の炭素原
子数６〜１０の芳香族炭化水素基を表し、ｎは、２〜４の整数を表す。）
第２観点として、前記アミン化合物が、ｎが２を表す式［３］で表される化合物である、第１観点に記載のポリ乳酸樹脂組成物に関する。
第３観点として、前記アミン化合物が、エチレンジアミン、及び／又はフェニレンジアミンである、第２観点に記載のポリ乳酸樹脂組成物に関する。
第４観点として、前記塩が０．１〜３００μｍの平均粒子径を有する塩である、第１観点乃至第３観点の何れか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物に関する。
第５観点として、式［１］で表されるフェニルホスホン酸化合物と式［２］及び式［３］で表されるアミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種のアミン化合物との塩からなる、結晶核剤に関する。

（式［１］中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、又は炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基を表し、式［２］中、Ｒ³は
、炭素原子数３〜１０の環状アルキル基、又は炭素原子数７〜１２のアラルキル基を表し、式［３］中、Ｒ⁴は、ｎ価の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素基、又はｎ価の炭素原
子数６〜１０の芳香族炭化水素基を表し、ｎは、２〜４の整数を表す。）

本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、フェニルホスホン酸化合物のアミン塩を結晶核剤として用いることにより、ポリ乳酸樹脂の結晶化促進効果が向上されたものとなり、ひいては、耐熱性、成形加工性に優れたポリ乳酸樹脂組成物を提供することができる。
しかも本発明の樹脂組成物に使用する結晶核剤であるフェニルホスホン酸化合物のアミン塩は、金属を含まない塩であるため、安全性並びに環境保護の両面においても優れた核剤であり、該核剤を使用することによって、生分解性及び生物由来といったポリ乳酸樹脂の特徴をより生かせるポリ乳酸樹脂組成物とすることができる。

本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、フェニルホスホン酸化合物の特定のアミン塩とポリ乳酸樹脂を含有することを特徴とする。
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。

＜フェニルホスホン酸化合物＞
本発明において使用するフェニルホスホン酸化合物のアミン塩に用いるフェニルホスホン酸化合物は、下記一般式［１］で表される化合物である。

上記式［１］で表されるフェニルホスホン酸化合物において、式中のＲ¹及びＲ²は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基を表す。なお、ここで炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基とは、アルコキシ基の炭素原子数が１〜１０であるアルコキシカルボニル基を指す。

Ｒ¹及びＲ²における前記炭素原子数１〜１０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、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
また前記炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基としては、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。
Ｒ¹及びＲ²は同一でも又は相異なっていてもよい。

上記式［１］で表されるフェニルホスホン酸化合物の具体例としては、フェニルホスホン酸、４−メチルフェニルホスホン酸、４−エチルフェニルホスホン酸、４−ｎ−プロピルフェニルホスホン酸、４−イソプロピルフェニルホスホン酸、４−ｎ−ブチルフェニルホスホン酸、４−イソブチルフェニルホスホン酸、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルホスホン酸、３，５−ジメトキシカルボニルフェニルホスホン酸、３，５−ジエトキシカルボニルフェニルホスホン酸、２，５−ジメトキシカルボニルフェニルホスホン酸、２，５−ジエトキシカルボニルフェニルホスホン酸等が挙げられる。
これら化合物は市販品をそのまま好適に使用できる。

＜アミン化合物＞
本発明において使用するフェニルホスホン酸化合物のアミン塩に用いるアミン化合物は、下記一般式［２］又は式［３］で表されるアミン化合物である。

上記式［２］中、Ｒ³は、炭素原子数３〜１０の環状アルキル基、又は炭素原子数７〜
１２のアラルキル基を表す。

Ｒ³における炭素原子数３〜１０の環状アルキル基としては、例えば、シクロプロピル
基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
また炭素原子数７〜１２のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。

上記式［２］で表されるアミン化合物の具体例としては、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、２−メチルシクロヘキシルアミン、４−メチルシクロヘキシルアミン、４−トリシクロ［５．２．１．０^2,6］
デカニルアミン、８−トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカニルアミン、１−アダマン
チルアミン、２−アダマンチルアミン等の環状アルキルアミン；ベンジルアミン、１−フェニルエチルアミン、２−フェニルエチルアミン、１−ナフチルメチルアミン、２−ナフチルメチルアミン、２−（２−ナフチル）エチルアミン等のアラルキルアミンなどが挙げられ、なかでも、シクロヘキシルアミンや、ベンジルアミン等が好適なものとして挙げられる。

上記式［３］中、Ｒ⁴は、ｎ価の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素基、又はｎ価の炭
素原子数６〜１０の芳香族炭化水素基を表し、ｎは、２〜４の整数を表す。

Ｒ⁴におけるｎ価の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素基とは、メタン、エタン、プロ
パン、シクロプロパン、ｎ−ブタン、２−メチルプロパン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、２−メチルブタン、２，２−ジメチルプロパン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、シクロヘキサン等の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素から水素をｎ個取り除いた置換基を表す。
このような置換基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、エチリデン基、トリメチレン基、１，２−シクロプロピレン基、テトラメチレン基、２−メチルトリメチレン基、１，２−シクロブチレン基、ペンタメチレン基、プロピルエチレン基、イソプロピルエチレン基、２−メチルテトラメチレン基、２，２−ジメチルトリメチレン基、１，２−シクロペンチレン基、ヘキサメチレン基、ブチルエチレン基、イソブチルエチレン基、ｓｅｃ−ブチルエチレン基、ｔｅｒｔ−ブチルエチレン基、２−イソプロピルトリメチレン基、１，２−シクロへキシレン基、１，３−シクロへキシレン基、１，４−シクロへキシレン基等の２価の脂肪族炭化水素基；１，２，３−プロパントリイル基、１，３，５−ｎ−ペンタントリイル基、２−メチルブタン−１，３，４−トリイル基、１，２，４−シクロペンタントリイル基、１，２，６−ｎ−ヘキサントリイル基、１，２，４−シクロヘキサントリイル基等の３価の脂肪族炭化水素基；１，２，３，４−ｎ−ブタンテトライル基、１，２，３，４−シクロブタンテトライル基、１，２，３，４−ｎ−ペンタンテトライル基、１，２，５，６−ｎ−ペンタンテトライル基、１，２，３，４−ｎ−ヘキサンテトライル基、１，２，４，５−ｎ−ヘキサンテトライル基等の４価の脂肪族炭化水素基などが挙げられる。これらの中でも、２価の脂肪族炭化水素基が好ましい。

またＲ⁴におけるｎ価の炭素原子数６〜１０の芳香族炭化水素基とは、ベンゼン、ナフ
タレン等の炭素原子数６〜１０の芳香族炭化水素から水素をｎ個取り除いた置換基を表す。
このような置換基の具体例としては、例えば、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、１，２−ナフタレンジイル基、１，４−ナフタレンジイル基、１，５−ナフタレンジイル基、１，８−ナフタレンジイル基、２，６−ナフタレンジイル基等の２価の芳香族炭化水素基；１，２，３−ベンゼントリイル基、１，２，４−ベンゼントリイル基、１，３，５−ベンゼントリイル基、１，２，５−ナフタレントリイル基等の３価
の芳香族炭化水素基；１，２，３，４−ベンゼンテトライル基、１，２，４，５−ベンゼンテトライル基、１，２，３，４−ナフタレンテトライル基、２，３，６，７−ナフタレンテトライル基等の４価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。これらの中でも、２価の芳香族炭化水素基が好ましい。

上記式［３］で表されるアミン化合物の具体例としては、メチレンジアミン、エチレンジアミン、エタン−１，１−ジアミン、トリメチレンジアミン、１，２−シクロプロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、２−メチルトリメチレンジアミン、１，２−シクロブチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、プロピルエチレンジアミン、イソプロピルエチレンジアミン、２−メチルテトラメチレンジアミン、２，２−ジメチルトリメチレンジアミン、１，２−シクロペンチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ブチルエチレンジアミン、イソブチルエチレンジアミン、ｓｅｃ−ブチルエチレンジアミン、ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン、２−イソプロピルトリメチレンジアミン、１，２−シクロへキシレンジアミン、１，３−シクロへキシレンジアミン、１，４−シクロへキシレンジアミン等の脂肪族ジアミン；プロパン−１，２，３−トリアミン、ｎ−ペンタン−１，３，５−トリアミン、２−メチルブタン−１，３，４−トリアミン、シクロペンタン−１，２，４−トリアミン、ｎ−ヘキサン−１，２，６−トリアミン、シクロヘキサン−１，２，４−トリアミン等の脂肪族トリアミン；ｎ−ブタン−１，２，３，４−テトラアミン、シクロブタン−１，２，３，４−テトラアミン、ｎ−ペンタン−１，２，３，４−テトラアミン、ｎ−ペンタン−１，２，４，５−テトラアミン、ｎ−ヘキサン−１，２，３，４−テトラアミン、ｎ−ヘキサン−１，２，５，６−テトラアミン等の脂肪族テトラアミン；ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジメチルベンゼン−１，３−ジアミン、２，４，６−トリメチルベンゼン−１，３−ジアミン、ナフタレン−１，２−ジアミン、ナフタレン−１，４−ジアミン、ナフタレン−１，５−ジアミン、ナフタレン−１，８−ジアミン、ナフタレン−２，６−ジアミン、３−（アミノメチル）アニリン等の芳香族ジアミン；ベンゼン−１，２，３−トリアミン、ベンゼン−１，２，４−トリアミン、ベンゼン−１，３，５−トリアミン、２−メチルベンゼン−１，３，５−トリアミン、ナフタレン−１，２，５−トリアミン、ピリジン−２，４，６−トリアミン、メラミン等の芳香族トリアミン；ベンゼン−１，２，３，４−テトラアミン、ベンゼン−１，２，４，５−テトラアミン、ナフタレン−１，２，３，４−テトラアミン、ナフタレン−２，３，６，７−テトラアミン、ピリミジン−２，４，５，６−テトラアミン等の芳香族テトラアミンなどが挙げられ、なかでも、エチレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン等が好適なものとして挙げられる。

＜フェニルホスホン酸化合物アミン塩＞
本発明に用いる前記フェニルホスホン酸化合物とアミン化合物との塩（以下、フェニルホスホン酸化合物アミン塩と称する）の製造方法は特に制限されないが、一般的には、フェニルホスホン酸化合物及びアミン化合物を、水又は有機溶媒中で混合反応させ、その後、水又は有機溶媒を濾過又は留去により除去し、乾燥することによって、結晶性粉末として得ることができる。これらの化合物は、市販されている場合には、市販品を使用することもできる。
フェニルホスホン酸化合物とアミン化合物とを混合反応させるモル比は、特に制限されないが、フェニルホスホン酸化合物のモル数とアミン化合物中の−ＮＨ₂基のモル数との
比が２：１〜１：４の範囲で使用することが好ましく、４：３〜１：３がより好ましく、１：１〜１：２に近いことがさらに好ましい。
なお、本発明に用いるフェニルホスホン酸化合物アミン塩は、フェニルホスホン酸化合物の２つのヒドロキシ基のうちの少なくとも一方がアミン化合物と反応しアミン塩を形成していればよい。また、アミン化合物として多官能アミン化合物を用いる場合には、多官能アミン化合物のアミノ基のうちの少なくとも一つがフェニルホスホン酸化合物と反応し
塩を形成していればよい。

フェニルホスホン酸化合物アミン塩の平均粒子径は、好ましくは０．１〜３００μｍ、更に好ましくは０．１〜５０μｍ、より好ましくは０．１〜１０μｍである。ここで、平均粒子径（μｍ）は、Ｍｉｅ理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定して得られる５０％体積径（メジアン径）である。平均粒子径が小さいほど、結晶化速度は速くなる傾向があり好ましい。

フェニルホスホン酸化合物アミン塩の平均粒子径を１０μｍ以下にするために、上記の方法で得られた結晶性粉末を、必要に応じて、ホモミキサー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等の剪断力を有する混合機や、ボールミル、ピンディスクミル、パルベライザー、イノマイザー、カウンタージェットミル等の乾式粉砕機で微粉末にすることができる。また、水、水と混合可能な有機溶媒、及びこれらの混合溶液を用いた、ボールミル、ビーズミル、サンドグラインダー、アトライター等湿式粉砕機でも微粉末にすることができる。

なお、上記式フェニルホスホン酸化合物アミン塩からなる結晶核剤も本発明の対象である。

＜樹脂組成物＞
本発明のポリ乳酸樹脂組成物に含まれるポリ乳酸樹脂は、ポリ乳酸のホモポリマー又はコポリマーを含む。ポリ乳酸樹脂がコポリマーの場合、コポリマーの配列様式はランダムコポリマー、交互コポリマー、ブロックコポリマー、グラフトコポリマーのいずれであっても良い。また、ポリ乳酸のホモポリマー又はコポリマーを主体とした、他樹脂とのブレンドポリマーであっても良い。他樹脂とは、後述するポリ乳酸樹脂以外の生分解性樹脂、汎用の熱可塑性樹脂、汎用の熱可塑性エンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。
ポリ乳酸としては特に限定されるものではないが、例えばラクチドを開環重合させたものや、乳酸のＤ体、Ｌ体、ラセミ体などを直接重縮合させたものが挙げられる。ポリ乳酸の数平均分子量は、一般に１０，０００から５００，０００程度である。またポリ乳酸樹脂を熱、光、放射線などを利用して架橋剤で架橋させたものも使用できる。

またポリ乳酸樹脂以外の生分解性樹脂の例としては、ポリ３−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシヘキサン酸の共重合体などのポリヒドロキシアルカン酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート／アジペート、ポリブチレンサクシネート／カーボネート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート／アジペート、ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸、変性でんぷん、酢酸セルロース、キチン、キトサン、リグニンなどが挙げられる。

汎用の熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレンコポリマー、ポリブチレン（ＰＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）又はポリ（４−メチル−１−ペンテン）などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）、高衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）などのポリスチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。
汎用のエンジニアリングプラスチックの例としては、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポ
リイミド樹脂などが挙げられる。

上記ポリ乳酸樹脂組成物におけるフェニルホスホン酸化合物アミン塩の添加量は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部、好ましくは０．１〜５質量部、更に好ましくは０．１〜２質量部である。添加量を０．０１質量部以上とすることにより、十分な結晶化速度を得ることができる。また、１０質量部を超えても、結晶化速度がさらに速くなるわけではないため、１０質量部以下で使用することが経済的に有利となる。

本発明において、ポリ乳酸樹脂へのフェニルホスホン酸化合物アミン塩の配合方法は特に制限されることなく、公知の方法によって行うことができる。
例えば、ポリ乳酸樹脂及び各成分を、それぞれ各種ミキサーで混合し、単軸又は二軸押出機等を用いて混練すればよい。混練は、通常１５０〜２２０℃程度の温度で行われる。また、各成分を高濃度で含有するマスターバッチを生成し、これをポリ乳酸樹脂に添加する方法も可能である。また、ポリ乳酸樹脂の重合段階で、フェニルホスホン酸化合物アミン塩を添加することもできる。

本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、公知の無機充填剤を使用することもできる。無機充填剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ、シリカ、カオリン、クレー、ウオラストナイト、ガラスビーズ、ガラスフレーク、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、酸化チタン等が挙げられる。これらの無機充填剤の形状は、繊維状、粒状、板状、針状、球状、粉末の何れでもよい。これらの無機充填剤は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、３００質量部以内で使用できる。

本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、公知の難燃剤を使用することもできる。難燃剤としては、例えば、臭素系や塩素系等のハロゲン系難燃剤；三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のアンチモン系難燃剤；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリコーン系化合物等の無機系難燃剤；赤リン、リン酸エステル類、ポリリン酸アンモニウム、フォスファゼン等のリン系難燃剤；メラミン、メラム、メレム、メロン、メラミンシアヌレートリン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン・メラム・メレム複塩、アルキルホスホン酸メラミン、フェニルホスホン酸メラミン、硫酸メラミン、メタンスルホン酸メラム等のメラミン系難燃剤；ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂などが挙げられる。これらの難燃剤は、ポリ乳酸樹脂１００質量部に対して、２００質量部以内で使用できる。

また上記成分以外にも、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、衝撃改良剤、帯電防止剤、顔料、着色剤、離型剤、滑剤、可塑剤、相溶化剤、発泡剤、香料、抗菌抗カビ剤、シラン系、チタン系、アルミニウム系等の各種カップリング剤、その他の各種充填剤、その他の結晶核剤等、一般的な合成樹脂の製造時に、通常使用される各種添加剤も併用することができる。

本発明のポリ乳酸組成物を成形する場合、一般の射出成形、ブロー成形、真空成形、圧縮成形等の慣用の成形法を適用することによって、各種成形品を容易に製造することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に記載するが、本発明は以下の記述によって限定されるものではない。
なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。
（１）平均粒子径測定
装置：マルバーン社製、マスターサイザー２０００
撹拌数：１，５００ｒｐｍ
サンプル調製：イソブチルメチルケトン（ＭＩＢＫ）１００質量部にサンプル０．２質量部を加え、３０分間超音波（１５０Ｗ）照射
（２）示差走査熱量測定（ＤＳＣ）
装置：パーキンエルマー社製、Ｄｉａｍｏｎｄ ＤＳＣ
（３）超音波照射
装置：東京硝子器械（株）製、超音波洗浄器
出力：１５０Ｗ
（４）溶融混練
装置：（株）東洋精機製作所製、ラボプラストミル マイクロ ＫＦ６Ｖ
（５）ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）
装置：東ソー（株）製、ＨＰＬＣ−８２２０ ＧＰＣ
カラム：昭和電工（株）製、ＧＰＣ ＫＦ−８０４Ｌ ＋ ＧＰＣ ＫＦ−８０５Ｌ
カラム温度：４０℃
溶媒：テトラヒドロフラン
検出器：ＲＩ

また、略記号は以下の意味を表す。
ＰＰＡ：フェニルホスホン酸［日産化学工業（株）製］
ＰＬＡ：ポリ乳酸樹脂［ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣ製、Ｉｎｇｅｏ ３００１Ｄ、Ｍｗ：２０２，０００］
ＴＨＦ：テトラヒドロフラン

［合成例１］フェニルホスホン酸エチレンジアミン塩の合成
撹拌機を備えた反応容器に、ＰＰＡ２．０ｇ（１３ｍｍｏｌ）及び水１１ｇを仕込み、撹拌して均一な溶液とした。次に、室温（およそ２５℃）で撹拌しているこの溶液へ、エチレンジアミン一水和物［東京化成工業（株）製］１．５ｇ（２５ｍｍｏｌ）をその４倍量のエタノールに溶解させた溶液（２０質量％溶液）を５分間で滴下し、さらに３０分間撹拌した。この反応混合物を減圧濃縮した。析出した固体を濾取し、エタノールで洗浄した。得られた湿品を１３０℃で６時間減圧乾燥し、目的とするフェニルホスホン酸エチレンジアミン塩を白色粉末として得た。
元素分析及びＸ線回折の結果から、得られたアミン塩は、ＰＰＡとエチレンジアミンがモル比２：１で反応したものであることが確認された。また得られたアミン塩の平均粒子径は２２μｍであった。

［合成例２］フェニルホスホン酸ｏ−フェニレンジアミン塩の合成
撹拌機を備えた反応容器に、ＰＰＡ２．０ｇ（１３ｍｍｏｌ）及び水１１ｇを仕込み、撹拌して均一な溶液とした。次に、室温（およそ２５℃）で撹拌しているこの溶液へ、ｏ−フェニレンジアミン［東京化成工業（株）製］１．４ｇ（１３ｍｍｏｌ）をその４倍量のエタノールに溶解させた溶液（２０質量％溶液）を５分間で滴下し、さらに３０分間撹拌した。析出した固体を濾取し、エタノールで洗浄した。得られた湿品を１３０℃で６時間減圧乾燥し、目的とするフェニルホスホン酸ｏ−フェニレンジアミン塩を白色粉末として得た。

［合成例３］フェニルホスホン酸ｍ−フェニレンジアミン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてｍ−フェニレンジアミン［東京化成工業（株）製］を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸ｍ−フェニレンジアミン塩を白色粉末として得た。

［合成例４］フェニルホスホン酸ｐ−フェニレンジアミン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてｐ−フェニレンジアミン［東京化成工業（株）製］を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸ｐ−フェニレンジアミン塩を白色粉末として得た。

［合成例５］フェニルホスホン酸シクロヘキシルアミン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてシクロヘキシルアミン［東京化成工業（株）製］２．５ｇ（２５ｍｍｏｌ）を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸シクロヘキシルアミン塩を白色粉末として得た。

［合成例６］フェニルホスホン酸ベンジルアミン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてベンジルアミン［東京化成工業（株）製］２．７ｇ（２５ｍｍｏｌ）を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸ベンジルアミン塩を白色粉末として得た。

［比較合成例１］フェニルホスホン酸プロピルアミン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてプロピルアミン［東京化成工業（株）製］１．５ｇ（２５ｍｍｏｌ）を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸プロピルアミン塩を白色粉末として得た。

［比較合成例２］フェニルホスホン酸ジエチルアミン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてジエチルアミン［東京化成工業（株）製］１．９ｇ（２５ｍｍｏｌ）を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸ジエチルアミン塩を白色粉末として得た。

［比較合成例３］フェニルホスホン酸アニリン塩の合成
ｏ−フェニレンジアミンに替えてアニリン［東京化成工業（株）製］２．３ｇ（２５ｍｍｏｌ）を使用した以外は、合成例２と同様に操作し、目的とするフェニルホスホン酸アニリン塩を白色粉末として得た。

［実施例１］フェニルホスホン酸エチレンジアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
ＰＬＡ１００質量部をクロロホルム１，９００質量部に溶かした溶液に、結晶核剤として合成例１で得られたフェニルホスホン酸エチレンジアミン塩１質量部を加え、室温（およそ２５℃）で３時間撹拌した。この混合物に、超音波照射を３０分間行った後、さらに３時間撹拌し、均一な分散液を得た。該分散液を、ガラスシャーレ上にキャストし、６０℃のホットプレートで溶媒を揮発させた後、さらに１１０℃のオーブンで乾燥した。得られたＰＬＡ樹脂フィルムから約５ｍｇを切り出し、ＤＳＣを用いて結晶化挙動を評価した。評価は、サンプルをＤＳＣ装置内で２００℃の溶融状態で５分間保持した後、５℃／分で冷却したときに観察される、結晶化による発熱ピークの温度（Ｔｃ）を用いて評価した。なお、Ｔｃ値が高いほど結晶化速度が速いことを示す。結果を表１に示す。

［実施例２］フェニルホスホン酸ｏ−フェニレンジアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として合成例２で得られたフェニルホスホン酸ｏ−フェニレンジアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［実施例３］フェニルホスホン酸ｍ−フェニレンジアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として合成例３で得られたフェニルホスホン酸ｍ−フェニレンジアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［実施例４］フェニルホスホン酸ｐ−フェニレンジアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として合成例４で得られたフェニルホスホン酸ｐ−フェニレンジアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［実施例５］フェニルホスホン酸シクロヘキシルアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として合成例５で得られたフェニルホスホン酸シクロヘキシルアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［実施例６］フェニルホスホン酸ベンジルアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として合成例６で得られたフェニルホスホン酸ベンジルアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［比較例１］フェニルホスホン酸プロピルアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として比較合成例１で得られたフェニルホスホン酸プロピルアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［比較例２］フェニルホスホン酸ジエチルアミン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として比較合成例２で得られたフェニルホスホン酸ジエチルアミン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［比較例３］フェニルホスホン酸アニリン塩を含むＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤として比較合成例３で得られたフェニルホスホン酸アニリン塩を使用した以外は、実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

［比較例４］結晶核剤を含まないＰＬＡ樹脂フィルム
結晶核剤を使用しなかった以外は実施例１と同様に操作、評価した。結果を表１に併せて示す。

表１の結果より、結晶核剤として特定のフェニルホスホン酸アミン塩を用いたもの（実施例１〜６）は、その他のフェニルホスホン酸アミン塩を用いたもの（比較例１〜３）や、結晶核剤を加えないもの（比較例４）と比較して高いＴｃを示し、結晶化促進効果を有
することが確認された。

［実施例７］フェニルホスホン酸エチレンジアミン塩を含むＰＬＡ樹脂組成物
ＰＬＡ１００質量部に対し、結晶核剤として合成例１で得られたフェニルホスホン酸エチレンジアミン塩１質量部を加え、１８５℃、１５０ｒｐｍで５分間溶融混練した。
得られたＰＬＡ樹脂組成物から約５ｍｇを切り出し、ＤＳＣを用いて結晶化挙動を評価した。評価は、サンプルをＤＳＣ装置内で２００℃の溶融状態で５分間保持した後、５℃／分で冷却したときに観察される、結晶化による発熱ピークの温度（Ｔｃ）を用いて評価した。また、得られた該組成物をクロロホルムに溶解しＴＨＦで希釈した後、ＧＰＣを用いてＰＬＡの重量平均分子量Ｍｗを測定した。さらに、溶融混練後の該組成物の着色を目視で評価した。各結果を表２に併せて示す。なお、着色の評価基準は以下に従った。
［着色評価基準］
○：着色が見られない
△：わずかに着色している
×：茶色や黒色に着色している

［実施例８］フェニルホスホン酸ｐ−フェニレンジアミン塩を含むＰＬＡ樹脂組成物
結晶核剤として合成例４で得られたフェニルホスホン酸ｐ−フェニレンジアミン塩を使用した以外は、実施例７と同様に操作、評価した。結果を表２に併せて示す。

［実施例９］フェニルホスホン酸シクロヘキシルアミン塩を含むＰＬＡ樹脂組成物
結晶核剤として合成例５で得られたフェニルホスホン酸シクロヘキシルアミン塩を使用した以外は、実施例７と同様に操作、評価した。結果を表２に併せて示す。

［比較例５］結晶核剤を含まないＰＬＡ樹脂組成物
結晶核剤を使用しなかった以外は実施例７と同様に操作、評価した。結果を表２に併せて示す。

表２の結果より、工業的な成形加工の実施形態を模した溶融混練による評価においても、結晶核剤としてフェニルホスホン酸アミン塩を用いたもの（実施例７〜９）は、結晶核剤を加えないもの（比較例５）と比較して高いＴｃを示し、結晶化促進効果を有することが確認された。また、結晶核剤添加後の溶融混練によるＰＬＡの加水分解の程度も、混練後の分子量に大きな減少がみられないことから、結晶核剤無添加の場合と同程度であることが確認された。

［実施例１０〜１２］結晶核剤添加量の効果
結晶核剤の添加量を、それぞれ表３に記載の量に変更した以外は、実施例７と同様に操作し、ＤＳＣを用いて同様の条件で結晶化挙動を評価した。結果を表３に併せて示す。

表３に示すように、ＰＬＡ１００質量部に対して結晶核剤としてフェニルホスホン酸アミン塩を０．１質量部以上添加することにより、結晶化促進効果を有することが確認された。

Claims (5)

1. ポリ乳酸樹脂１００質量部と、式［１］で表されるフェニルホスホン酸化合物と式［２］及び式［３］で表されるアミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種のアミン化合物とを反応させてなるフェニルホスホン酸化合物アミン塩０．０１〜１０質量部とを含有することを特徴とする、ポリ乳酸樹脂組成物。
   

   

   （式［１］中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、又は炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基を表し、式［２］中、Ｒ³は、炭素原子数３〜１０の環状アルキル基、又は炭素原子数７〜１２のアラルキル基を表し、式［３］中、Ｒ⁴は、ｎ価の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素基、又はｎ価の炭素原子数６〜１０の芳香族炭化水素基を表し、ｎは、２〜４の整数を表す。）
2. 前記アミン化合物が、ｎが２を表す式［３］で表される化合物である、請求項１に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
3. 前記アミン化合物が、エチレンジアミン、及び／又はフェニレンジアミンである、請求項２に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
4. 前記塩が０．１〜３００μｍの平均粒子径を有する塩である、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のポリ乳酸樹脂組成物。
5. 式［１］で表されるフェニルホスホン酸化合物と式［２］及び式［３］で表されるアミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種のアミン化合物とを反応させてなるフェニルホスホン酸化合物アミン塩からなる、結晶核剤。
   

   

   （式［１］中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜１０のアルキル基、又は炭素原子数２〜１１のアルコキシカルボニル基を表し、式［２］中、Ｒ³は、炭素原子数３〜１０の環状アルキル基、又は炭素原子数７〜１２のアラルキル基を表し、式［３］中、Ｒ⁴は、ｎ価の炭素原子数１〜６の脂肪族炭化水素基、又はｎ価の炭素原
   子数６〜１０の芳香族炭化水素基を表し、ｎは、２〜４の整数を表す。）