JPH10139989A - ポリ乳酸／多糖類組成物 - Google Patents
ポリ乳酸／多糖類組成物Info
- Publication number
- JPH10139989A JPH10139989A JP31570696A JP31570696A JPH10139989A JP H10139989 A JPH10139989 A JP H10139989A JP 31570696 A JP31570696 A JP 31570696A JP 31570696 A JP31570696 A JP 31570696A JP H10139989 A JPH10139989 A JP H10139989A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生分解性および耐熱性に優れ、かつ低コスト
のポリ乳酸組成物を提供すること。 【構成】 連続反応装置を用いラクチドを開環重合する
工程において、多糖類または、多糖類を主成分とする物
質の粉体を加え、ポリ乳酸と多糖類または、多糖類を主
成分とする物質との複合組成物を得る。
のポリ乳酸組成物を提供すること。 【構成】 連続反応装置を用いラクチドを開環重合する
工程において、多糖類または、多糖類を主成分とする物
質の粉体を加え、ポリ乳酸と多糖類または、多糖類を主
成分とする物質との複合組成物を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポリ乳酸と多糖類また
は、多糖類を主成分とする物質（以下、単に多糖類と称
する）よりなる組成物に関し、ポリ乳酸単独、あるいは
ポリ乳酸と多糖類の単純混合物に比べ生分解性、耐熱性
のより優れた成形材料を提供するものである。
は、多糖類を主成分とする物質（以下、単に多糖類と称
する）よりなる組成物に関し、ポリ乳酸単独、あるいは
ポリ乳酸と多糖類の単純混合物に比べ生分解性、耐熱性
のより優れた成形材料を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリ乳酸はラクチドの開環重合や、乳酸
の直接重縮合によって製造され、各種の方法で成形加工
ガ可能であり、比較的生分解性に優れていることから、
今後の環境問題に対応できるポリマーとして期待されて
いる。このポリ乳酸のコスト低減、および生分解性を一
層向上させることを目的に安価な充填剤を配合する検討
が行われて来た。 ポリ乳酸はセルロース、ヘミセルロース、澱粉、キチン
等、多糖類または、多糖類を主成分とする物質と親和性
があり、これを配合出来れば故紙の再利用や間伐材、蟹
殻、麦皮等、産業廃棄物の有効利用に繋がり、コスト低
減、生分解性の向上ガ期待される。
の直接重縮合によって製造され、各種の方法で成形加工
ガ可能であり、比較的生分解性に優れていることから、
今後の環境問題に対応できるポリマーとして期待されて
いる。このポリ乳酸のコスト低減、および生分解性を一
層向上させることを目的に安価な充填剤を配合する検討
が行われて来た。 ポリ乳酸はセルロース、ヘミセルロース、澱粉、キチン
等、多糖類または、多糖類を主成分とする物質と親和性
があり、これを配合出来れば故紙の再利用や間伐材、蟹
殻、麦皮等、産業廃棄物の有効利用に繋がり、コスト低
減、生分解性の向上ガ期待される。
【０００３】しかし、従来ポリ乳酸と多糖類粉末を単純
に混練りする方法では多糖類を１０重量％程度しか配合
できず、これを超えると多糖類の分散不良や混練り時の
ポリマーの熱分解が起こり、良好な成形体を得ることは
出来なかった。
に混練りする方法では多糖類を１０重量％程度しか配合
できず、これを超えると多糖類の分散不良や混練り時の
ポリマーの熱分解が起こり、良好な成形体を得ることは
出来なかった。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリ乳酸
に多量の多糖類粉末を配合する方法を見出し、もって低
コストで、生分解性、耐熱性に優れた成形材料を提供し
ようとするものである。
に多量の多糖類粉末を配合する方法を見出し、もって低
コストで、生分解性、耐熱性に優れた成形材料を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、連続反応
装置を用いてラクチドを開環重合する工程において、あ
る転化率以上に開環重合が進行した時点で多糖類粉末を
添加すると、多糖類粉末を大量に添加配合できるばかり
でなく、この配合物から得られた成型物の生分解性、耐
熱性が、単純混練り配合物から得られた成型物の生分解
性、耐熱性よりもはるかに優れていることを見出し本発
明に到達した。即ち、本発明は連続反応装置を用いてラ
クチドを開環重合する工程において、ラクチドの重合転
化率が５０〜９５％の時点で多糖類粉末を添加し、開環
重合を継続して製造することを特徴とするポリ乳酸と多
糖類の組成物に関するものである。
装置を用いてラクチドを開環重合する工程において、あ
る転化率以上に開環重合が進行した時点で多糖類粉末を
添加すると、多糖類粉末を大量に添加配合できるばかり
でなく、この配合物から得られた成型物の生分解性、耐
熱性が、単純混練り配合物から得られた成型物の生分解
性、耐熱性よりもはるかに優れていることを見出し本発
明に到達した。即ち、本発明は連続反応装置を用いてラ
クチドを開環重合する工程において、ラクチドの重合転
化率が５０〜９５％の時点で多糖類粉末を添加し、開環
重合を継続して製造することを特徴とするポリ乳酸と多
糖類の組成物に関するものである。
【０００６】ラクチドの開環重合に用いられる連続反応
装置としては反応釜を複数個並べ、反応釜を順次移動し
ながら重合転化率が上昇する装置が挙げられ、このよう
な装置はラクチドの溶液開環重合に用いられる。多糖類
粉末は通常、最終釜または、一つ前の反応釜で添加され
る。
装置としては反応釜を複数個並べ、反応釜を順次移動し
ながら重合転化率が上昇する装置が挙げられ、このよう
な装置はラクチドの溶液開環重合に用いられる。多糖類
粉末は通常、最終釜または、一つ前の反応釜で添加され
る。
【０００７】より一般的なラクチドの連続開環重合装置
はベント機構付きの二軸混練り機で、ラクチドは軸内を
押し出されながら開環重合する。二軸の回転方向は同方
向回転が好ましく、このような装置を用いる場合、溶媒
は必ずしも必要としない。多糖類粉末は通常最終ベント
の手前に設けられた投入口から投入する。多糖類粉末は
ラクチドの重合転化率が５０〜９５％の時点、好ましく
は６０〜９０％の時点で添加する。
はベント機構付きの二軸混練り機で、ラクチドは軸内を
押し出されながら開環重合する。二軸の回転方向は同方
向回転が好ましく、このような装置を用いる場合、溶媒
は必ずしも必要としない。多糖類粉末は通常最終ベント
の手前に設けられた投入口から投入する。多糖類粉末は
ラクチドの重合転化率が５０〜９５％の時点、好ましく
は６０〜９０％の時点で添加する。
【０００８】重合転化率が５０％未満で添加するとラク
チドの重合反応が進まなかったり、或いは反応系の流動
性が失われることがある。また、重合転化率が９５％を
超えて添加すると、粉末の分散が不十分で、均一な組成
物を得ることは困難である。
チドの重合反応が進まなかったり、或いは反応系の流動
性が失われることがある。また、重合転化率が９５％を
超えて添加すると、粉末の分散が不十分で、均一な組成
物を得ることは困難である。
【０００９】反応装置はポリマ−の熱劣化を抑え、また
分子量等の特性を調整するために窒素ガス等の不活性ガ
スで置換しておく事が好ましい。
分子量等の特性を調整するために窒素ガス等の不活性ガ
スで置換しておく事が好ましい。
【００１０】本発明の方法によれば、多糖類粉末を大量
に添加配合できるばかりでなく、この配合物から得られ
た成型物の生分解性、耐熱性が、単純混練り配合物から
得られた成型物の生分解性、耐熱性よりも優れているの
であるが、この理由は明白ではない。ラクチドの一部が
多糖類にグラフト重合し、その結果、ポリ乳酸と多糖類
粉末との親和性が著しく向上したものと思われる。
に添加配合できるばかりでなく、この配合物から得られ
た成型物の生分解性、耐熱性が、単純混練り配合物から
得られた成型物の生分解性、耐熱性よりも優れているの
であるが、この理由は明白ではない。ラクチドの一部が
多糖類にグラフト重合し、その結果、ポリ乳酸と多糖類
粉末との親和性が著しく向上したものと思われる。
【００１１】ラクチドの開環重合では、触媒として酸化
錫、塩化第一錫、ジオクチル酸錫等の錫系触媒を通常使
用し、反応温度は１９０℃程度が好ましい。２００℃を
超えると多糖類粉末が一部炭素化することがある。ラク
チドの開環重合に際しては、グリコリドを共重合しても
よく、また、ポリエチレングリコ−ル等のラクチドと共
重合可能な低分子量ポリマ−を改質材として共重合させ
ることもできる。
錫、塩化第一錫、ジオクチル酸錫等の錫系触媒を通常使
用し、反応温度は１９０℃程度が好ましい。２００℃を
超えると多糖類粉末が一部炭素化することがある。ラク
チドの開環重合に際しては、グリコリドを共重合しても
よく、また、ポリエチレングリコ−ル等のラクチドと共
重合可能な低分子量ポリマ−を改質材として共重合させ
ることもできる。
【００１２】多糖類の例としては、故紙、間伐材木片、
草、葉、根、綿屑等から得られるセルロ−ス性物質、コー
ン皮、麦皮、籾殻等から得られるヘミセルロース類、澱
粉類、キチン、キトサン等が挙げられる。
草、葉、根、綿屑等から得られるセルロ−ス性物質、コー
ン皮、麦皮、籾殻等から得られるヘミセルロース類、澱
粉類、キチン、キトサン等が挙げられる。
【００１３】多糖類粉末は長軸方向の長さが０.０１〜
１ｍｍ程度のものが通常使用されるが、入手性等を考慮
すると０.０２〜０．５ｍｍが好ましい。長軸方向の長
さが０.０１ｍｍ未満では、開環重合途中のポリ乳酸に
添加した時に、反応系の粘性が大きくなり過ぎ、均一に
分散出来なくなると共に、反応装置への負荷が大きくな
り過ぎる。また、長軸方向の長さが１ｍｍ以上を超える
と、反応系へ分散することが困難である。多糖類の粉末
を複数併用してよい。
１ｍｍ程度のものが通常使用されるが、入手性等を考慮
すると０.０２〜０．５ｍｍが好ましい。長軸方向の長
さが０.０１ｍｍ未満では、開環重合途中のポリ乳酸に
添加した時に、反応系の粘性が大きくなり過ぎ、均一に
分散出来なくなると共に、反応装置への負荷が大きくな
り過ぎる。また、長軸方向の長さが１ｍｍ以上を超える
と、反応系へ分散することが困難である。多糖類の粉末
を複数併用してよい。
【００１４】ポリ乳酸の重合は反応系に水分が存在する
と、重合反応が進まなくなるので、ラクチド、及びポリ
乳酸重合途中で加える多糖類の粉体は、事前に十分乾燥
し、水分を除去しておく必要がある。
と、重合反応が進まなくなるので、ラクチド、及びポリ
乳酸重合途中で加える多糖類の粉体は、事前に十分乾燥
し、水分を除去しておく必要がある。
【００１５】重合して得られたポリ乳酸と多糖類また
は、多糖類を主成分とする物質との組成物は、重合装置
の先にさらに成形機を繋ぎ、所望の成形を連続で行って
も良いが、一旦ペレタイザ−でペレット化しておき、別
途成形加工をすることも可能である。
は、多糖類を主成分とする物質との組成物は、重合装置
の先にさらに成形機を繋ぎ、所望の成形を連続で行って
も良いが、一旦ペレタイザ−でペレット化しておき、別
途成形加工をすることも可能である。
【００１６】本発明のプロセスにより、従来の方法では
実質的に不可能であった多糖類を高い割合で含有するポ
リ乳酸組成物を容易に製造することが可能となった。
実質的に不可能であった多糖類を高い割合で含有するポ
リ乳酸組成物を容易に製造することが可能となった。
【００１７】
【実施例 】以下実施例に基づき本発明をさらに説明す
るが、これらは本発明を限定するものではない。
るが、これらは本発明を限定するものではない。
【００１８】
【実施例１】予め十分に乾燥し水分含有率を１００ｐｐ
ｍ以下とした、光学純度９９.５％のＬ−ラクチドを、
Ｌ／Ｄ比が４２、スクリュ−径３２ｍｍでベント機構付
き二軸押し出し型混練機の原料供給部所定の供給速度で
供給した。同時に開環重合触媒としてジオクチクル錫を
ラクチドに対し０.３％添加し、バ−レルの温度を１９
０℃に保ち開環重合を開始させた。この時、第一ベント
孔より窒素ガスを供給し、第二ベント孔より排気を行っ
た。二本の回転軸は同方向回転とし、回転速度は６０ｒ
ｐｍとした。
ｍ以下とした、光学純度９９.５％のＬ−ラクチドを、
Ｌ／Ｄ比が４２、スクリュ−径３２ｍｍでベント機構付
き二軸押し出し型混練機の原料供給部所定の供給速度で
供給した。同時に開環重合触媒としてジオクチクル錫を
ラクチドに対し０.３％添加し、バ−レルの温度を１９
０℃に保ち開環重合を開始させた。この時、第一ベント
孔より窒素ガスを供給し、第二ベント孔より排気を行っ
た。二本の回転軸は同方向回転とし、回転速度は６０ｒ
ｐｍとした。
【００１９】第一ベント孔と第二ベント孔との間に粉末
供給孔を設け、重合転化率が７５％の部分から、予め十
分乾燥し水分含有率が１００ｐｐｍ以下で、長軸方向の
長さを０．０３ｍｍに粉砕した故紙をラクチドと等量加
えた。第二ベント孔からは、排気と同時に未反応ラクチ
ドを回収した。押し出し反応装置の出口の重合反応がほ
ぼ終了した時点では、ポリ乳酸／故紙の割合が１／１の
組成物が得られた。
供給孔を設け、重合転化率が７５％の部分から、予め十
分乾燥し水分含有率が１００ｐｐｍ以下で、長軸方向の
長さを０．０３ｍｍに粉砕した故紙をラクチドと等量加
えた。第二ベント孔からは、排気と同時に未反応ラクチ
ドを回収した。押し出し反応装置の出口の重合反応がほ
ぼ終了した時点では、ポリ乳酸／故紙の割合が１／１の
組成物が得られた。
【００２０】このポリ乳酸と故紙組成物を引き続きペレ
タイザ−に接続し、故紙５０重量％を含有するペレット
を得た。このペレットを少量採り、クロロホルムに溶解
し、不溶成分であるセルロ−ス分を分離して重量を分析
したところ、セルロ−ス分は５５重量％であった。ラク
チドの一部はセルロ−スと反応し、クロロホルムに不溶
化したものと思われる。
タイザ−に接続し、故紙５０重量％を含有するペレット
を得た。このペレットを少量採り、クロロホルムに溶解
し、不溶成分であるセルロ−ス分を分離して重量を分析
したところ、セルロ−ス分は５５重量％であった。ラク
チドの一部はセルロ−スと反応し、クロロホルムに不溶
化したものと思われる。
【００２１】このペレットを１９０℃で押し出し成形し
たところ、容易に厚さ０.５ｍｍのシ−トを得た。１０
ｃｍ×１０ｃｍの押し出しシ−トを６５℃でコンポスト
化したところ、生分解により、３週間後には原形を留め
なかった。
たところ、容易に厚さ０.５ｍｍのシ−トを得た。１０
ｃｍ×１０ｃｍの押し出しシ−トを６５℃でコンポスト
化したところ、生分解により、３週間後には原形を留め
なかった。
【００２２】次に、射出成形により、肉厚０.７ｍｍの
コップを成形した。このコップを熱湯中に入れ５分間煮
沸したが、コップの軟化、変形は認められなかった。
コップを成形した。このコップを熱湯中に入れ５分間煮
沸したが、コップの軟化、変形は認められなかった。
【００２３】
【比較例１】故紙を含有しないポリ乳酸ペレットから同
様に厚さ０.５ｍｍのシ−トと、肉厚０.７ｍｍのコップ
を得た。
様に厚さ０.５ｍｍのシ−トと、肉厚０.７ｍｍのコップ
を得た。
【００２４】このコップを熱湯中に入れ５分間煮沸する
と、コップは軟化、変形し、実用に供することはできな
かった。また、押し出しシ−トを６５℃でコンポスト化
したところ、生分解が進み原形をとどめなくなるのに６
週間を要した。
と、コップは軟化、変形し、実用に供することはできな
かった。また、押し出しシ−トを６５℃でコンポスト化
したところ、生分解が進み原形をとどめなくなるのに６
週間を要した。
【００２５】
【発明の効果】特定の製造法による多糖類または、多糖
類を主成分とする物質の粉末を多量に含有するポリ乳酸
組成物は、耐熱性、生分解性に優れ、かつ低コストの成
形材料である。環境にやさしい素材を世に普及させるこ
とが可能となった。
類を主成分とする物質の粉末を多量に含有するポリ乳酸
組成物は、耐熱性、生分解性に優れ、かつ低コストの成
形材料である。環境にやさしい素材を世に普及させるこ
とが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ０８Ｇ 63/78 Ｃ０８Ｇ 63/78
Claims (1)
- 【請求項１】 連続反応装置を用いてラクチドを開環重
合する工程において、ラクチドの重合転化率が５０〜９
５％の時点で多糖類または、多糖類をを主成分とする粉
末を添加し、開環重合を継続して製造することを特徴と
する、ポリ乳酸と多糖類または、多糖類を主成分とする
物質との組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31570696A JPH10139989A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | ポリ乳酸／多糖類組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31570696A JPH10139989A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | ポリ乳酸／多糖類組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139989A true JPH10139989A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=18068569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31570696A Pending JPH10139989A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | ポリ乳酸／多糖類組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139989A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348366A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-12-04 | Toyobo Co Ltd | 生分解性ポリエステルの製造方法 |
| CN100431623C (zh) * | 2006-10-23 | 2008-11-12 | 天津大学 | 壳聚糖-聚乳酸共聚物三维多孔支架制备方法 |
| KR101417413B1 (ko) * | 2012-11-16 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | 천연섬유 폴리유산 복합재료 제조방법 |
| CN111019099A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 华南理工大学 | 一种壳聚糖接枝聚乳酸共聚物及其制备方法与应用 |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP31570696A patent/JPH10139989A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348366A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-12-04 | Toyobo Co Ltd | 生分解性ポリエステルの製造方法 |
| CN100431623C (zh) * | 2006-10-23 | 2008-11-12 | 天津大学 | 壳聚糖-聚乳酸共聚物三维多孔支架制备方法 |
| KR101417413B1 (ko) * | 2012-11-16 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | 천연섬유 폴리유산 복합재료 제조방법 |
| CN111019099A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 华南理工大学 | 一种壳聚糖接枝聚乳酸共聚物及其制备方法与应用 |
| CN111019099B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-12-21 | 华南理工大学 | 一种壳聚糖接枝聚乳酸共聚物及其制备方法与应用 |
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