WO2016002965A1 - ポリ乳酸組成物、ポリ乳酸組成物から得られる成形体、およびポリ乳酸組成物の製造方法 - Google Patents

ポリ乳酸組成物、ポリ乳酸組成物から得られる成形体、およびポリ乳酸組成物の製造方法 Download PDF

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poly
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竜司 野々川
上村 修
匡哉 柴野
信一郎 庄司
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Definitions

  • the present invention relates to a polylactic acid composition. More specifically, the present invention relates to a polylactic acid composition, a molded product obtained from the polylactic acid composition, and a method for producing the polylactic acid composition.
  • biodegradable polymers that are decomposed in the natural environment have attracted attention and are being studied all over the world.
  • Known biodegradable polymers include polyhydroxyalkanoate, polycaprolactone, polyglycolic acid, polybutylene succinate, polylactic acid, and the like.
  • Polylactic acid is a polymer material that has high biological safety and is friendly to the environment because it uses lactic acid and its derivatives obtained from biological raw materials as raw materials. Therefore, development of fibers, films and injection-molded products as a molded body made of polylactic acid is underway, and applications in the medical field such as surgical sutures, sustained-release capsules and reinforcing materials for fractures are also being studied. ing.
  • polylactic acid has a low melting point, it has a limit for use as a fiber, film, or various molded products, and its crystallization speed is slow, so it is said that its molding processability is poor compared to general plastics. Yes.
  • polylactic acid having a stereocomplex crystal phase (hereinafter sometimes referred to as stereocomplex polylactic acid) is formed by mixing poly L-lactic acid and poly D-lactic acid in a solution or in a molten state.
  • stereocomplex polylactic acid is also known to have a high melting point of 200-230 ° C. and high crystallinity compared to poly L-lactic acid and poly D-lactic acid.
  • stereocomplex polylactic acid does not show a single crystal, but a crystal phase of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid (hereinafter sometimes referred to as a homocrystal phase) and a crystal phase of stereocomplex polylactic acid ( Stereocomplex crystal phase), and the peak temperature corresponding to the melting of the homocomplex crystal phase is usually less than 190 ° C. and the peak temperature corresponding to the melting of the stereocomplex crystal phase.
  • Patent Document 2 uses a crystallization nucleating agent such as a phosphate ester metal salt, does not contain a homocrystalline phase, and has a stereo melting point of 209 ° C. Polylactic acid compositions containing only complex crystal phases are described.
  • poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid as raw materials for producing stereocomplex polylactic acid usually contain a certain kind of polymerization catalyst.
  • An active agent may be used, or a phosphorus-based antioxidant may be added to suppress coloring.
  • the melting point of the stereocomplex crystal itself is not sufficient even when the stereocomplex crystallinity is not sufficient or the stereocomplex crystallinity is increased.
  • the present inventors have found that it is difficult to produce a satisfactory stereocomplex polylactic acid composition because the molecular weight may be low or the molecular weight may decrease.
  • An object of the present invention is to provide a novel stereocomplex polylactic acid composition. Another object of the present invention is to provide a stereocomplex polylactic acid composition having excellent molding processability and excellent heat resistance. Another object of the present invention is to provide a molded article obtained from the polylactic acid composition. Still another object of the present invention is to provide a method for stably producing the stereocomplex polylactic acid composition.
  • the present inventors have disclosed a tin-based polymerization catalyst for producing polylactic acid, a phosphorus-based catalyst deactivator for deactivating the catalyst, a phosphorus-based antioxidant for suppressing coloring of polylactic acid, etc.
  • intensive studies have been made to solve the above problems.
  • a stereocomplex crystal is preferentially grown, thereby having a high stereocomplex crystallinity and a high stereocomplex melting point, and a stereocomplex crystal melting point drop upon remelting.
  • the ratio is in the range of 80/20 to 20/80 (mass ratio), includes a tin compound and a phosphorus compound, and further contains at least one metal organic acid metal salt selected from alkali metal and alkaline earth metal, and organic Including at least one of metal salts,
  • the ratio (molar ratio) between the phosphorus (P) atom and the organic acid metal salt is in the range of 0.5 to 1.5
  • the ratio (molar ratio) between the phosphorus (P) atom and the organic acid metal salt is in the range of 0.1 to 1.0
  • an organometallic salt a polylactic acid composition in which the ratio (molar
  • T sc of T sc at the time of the first cycle measured at 3 cycles measurement when the DSC measurement under the following conditions The polylactic acid composition according to any one of [1] to [7], wherein the difference ( ⁇ T sc ) is 8 ° C. or less.
  • DSC measurement conditions (I) Temperature increase from 30 ° C. to 260 ° C. (temperature increase rate 20 ° C./min) (Ii) Hold at 260 ° C. for 1 min (iii) Decrease in temperature from 260 ° C. to 30 ° C. (Temperature decrease rate 20 ° C./min) (Iv) The above (i) to (iii) are defined as one cycle, and three cycles are defined as three cycles.
  • Mw weight average molecular weight
  • a stereocomplex polylactic acid having a stereocomplexity degree of crystallinity (S) of 90% or more as defined in (1) above is contained, and the content ratio of poly L-lactic acid (A) and poly D-lactic acid (B) is 80/20 ⁇
  • the ratio (P / Sn) of phosphorus atoms derived from the phosphorus compound to tin atoms derived from the tin compound is 0.15 to mass ratio.
  • the stereocomplex crystallinity is high, it has a high stereocomplex crystal melting point, the stereocomplex crystal melting point drop is small even after remelting, and it has excellent molding processability with little molecular weight reduction.
  • a heat-resistant stereocomplex polylactic acid composition can be provided. Since the stereocomplex polylactic acid composition of the present invention has a small melting point drop of stereocomplex crystals, it is very promising as an injection-molded product, film, fiber, and various molded products having good heat resistance.
  • the polylactic acid in the present invention is a high melting point polylactic acid having a stereocomplex crystal (hereinafter sometimes referred to as a stereocomplex polylactic acid), and poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid are mixed or melt-mixed. Can be manufactured.
  • polylactic acid poly L-lactic acid and poly D-lactic acid
  • Polylactic acid is a polymer mainly containing L-lactic acid units, D-lactic acid units, or a combination thereof represented by the following formula.
  • Polylactic acid includes poly L-lactic acid and poly D-lactic acid.
  • Poly L-lactic acid is a polymer mainly containing L-lactic acid units.
  • the poly L-lactic acid preferably contains 90 to 100 mol%, more preferably 95 to 100 mol%, and still more preferably 97 to 100 mol% of L-lactic acid units.
  • Examples of other units include D-lactic acid units and units other than lactic acid.
  • the D-lactic acid unit and the units other than lactic acid are preferably 0 to 10 mol%, more preferably 0 to 5 mol%, still more preferably 0 to 3 mol%.
  • Poly D-lactic acid is a polymer mainly containing D-lactic acid units.
  • the poly-D-lactic acid preferably contains 90 to 100 mol%, more preferably 95 to 100 mol%, and still more preferably 97 to 100 mol% of D-lactic acid units.
  • Examples of other units include L-lactic acid units and units other than lactic acid.
  • the L-lactic acid unit and the units other than lactic acid are 0 to 10 mol%, preferably 0 to 5 mol%, more preferably 0 to 3 mol%.
  • Units other than lactic acid in poly L-lactic acid or poly D-lactic acid are units derived from dicarboxylic acid, polyhydric alcohol, hydroxycarboxylic acid, lactone, etc.
  • dicarboxylic acid examples include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid.
  • polyhydric alcohols include aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, octanediol, glycerin, sorbitan, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. Or aromatic polyhydric alcohol etc., such as what added ethylene oxide to bisphenol, etc. are mentioned.
  • the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid and hydroxybutyric acid.
  • lactone examples include glycolide, ⁇ -caprolactone glycolide, ⁇ -caprolactone, ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ - or ⁇ -butyrolactone, pivalolactone, ⁇ -valerolactone, and the like.
  • the poly L-lactic acid and poly D-lactic acid in the present invention preferably have an optical purity of 97% or more. When it is 97% or more, the melting point can be improved.
  • the optical purity of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid was determined as follows. In the case of poly L-lactic acid, the optical purity was determined from the ratio of the main L-lactic acid units constituting the poly L-lactic acid and some D-lactic acid stages.
  • Polylactic acid can be produced by a known method.
  • L-lactide or D-lactide can be produced by heating and ring-opening polymerization in the presence of a metal-containing catalyst.
  • crystallizing low molecular weight polylactic acid containing a metal-containing catalyst it can be produced by solid phase polymerization by heating under reduced pressure or in an inert gas stream.
  • lactic acid is subjected to dehydration condensation in the presence / absence of an organic solvent.
  • the polymerization reaction can be carried out in a conventionally known reaction vessel.
  • a vertical reaction vessel equipped with a high viscosity stirring blade such as a helical ribbon blade can be used alone or in parallel.
  • Alcohol may be used as a polymerization initiator.
  • Such alcohol is preferably non-volatile without inhibiting the polymerization of polylactic acid, for example, decanol, dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, octadecanol, ethylene glycol, triethylene glycol, benzyl alcohol and the like are suitable.
  • a relatively low molecular weight lactic acid polyester obtained by the above-described ring-opening polymerization method or lactic acid direct polymerization method is used as a prepolymer.
  • the prepolymer is preferably crystallized in advance in the temperature range of the glass transition temperature (Tg) or higher and lower than the melting point (Tm) from the viewpoint of preventing fusion.
  • the crystallized prepolymer is filled in a fixed vertical reaction vessel or a reaction vessel in which the vessel itself rotates like a tumbler or kiln, and the prepolymer has a glass transition temperature (Tg) or higher and lower than the melting point (Tm). Heated to a temperature range.
  • a method of reducing the pressure inside the reaction vessels or circulating a heated inert gas stream is also preferably used.
  • a catalyst containing at least one selected from tin, aluminum, zinc, calcium, titanium, germanium, manganese, magnesium, and rare earth elements is known as a metal-containing catalyst used for producing polylactic acid. .
  • the metal-containing catalyst for producing poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is a tin-containing catalyst containing tin (Sn), specifically, stannous chloride, stannous bromide, iodine
  • tin specifically, stannous chloride, stannous bromide, iodine
  • examples include stannous compounds such as stannous chloride, stannous sulfate, stannic oxide, tin myristate, tin octylate, tin stearate, tetraphenyltin, tin methoxide, tin ethoxide, and tin butoxide.
  • the amount of the tin-containing catalyst used is preferably 0.02 parts by mass or less, more preferably 0.0001 to 0.02 parts by mass when the poly L-lactic acid or poly D-lactic acid is 100 parts by mass in terms of Sn atoms. More preferably 0.0001 to 0.01 parts by mass, particularly preferably 0.0001 to 0. 0 parts by mass considering the reactivity, the color tone of the obtained poly L-lactic acid or poly D-lactic acid, and the thermal stability. 005.
  • the amount of the tin-containing catalyst used is preferably 0.01 parts by mass or less, more preferably 0.0001 to 0.01 parts by mass when the total of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is 100 parts by mass in terms of Sn atoms. Part.
  • the tin-based compound is preferably inactivated with a deactivator comprising a phosphorus-based compound after the lactide polymerization is completed. Inactivation is advantageous in preventing a decrease in the molecular weight of polylactic acid.
  • a quencher for example, a phosphorus compound is preferably used.
  • an organic ligand consisting of a group of chelating ligands having an imino group and capable of coordinating to a polymerized metal catalyst, dihydridooxoline (I) acid, dihydridotetraoxodiphosphoric acid (II, II) acid, hydridotrioxoline (III) acid, dihydridopentaoxodiphosphoric acid (III), hydridopentaoxodi (II, IV) acid, dodecaoxohexaphosphorus (III) III, hydridooctaoxotriphosphoric acid (III, IV, IV) acid, octaoxo Triphosphoric acid (IV, III, IV), hydridohexaoxodiphosphoric acid (III, V), hexaoxodiphosphoric acid (IV), decaoxotetraphosphoric acid (IV), hendecaoxotetraphosphoric acid (
  • the metaphosphoric acid compound used in the present invention is a cyclic metaphosphoric acid in which about 3 to 200 phosphoric acid units are condensed, an ultra-regional metaphosphoric acid having a three-dimensional network structure, or their (alkal metal salt, alkaline earth metal salt, Onium salts).
  • cyclic sodium metaphosphate examples include, for example, 2, 4 , 8,10-Tetra-t-butyl-6- [3- (3-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) propoxy] dibenzo [d, f] [1,3,2] dioxaphos Fepin etc. are mentioned.
  • the content of the deactivator is in the range of 0.001 to 0.05 parts by mass in terms of phosphorus (P) atom of the phosphorus compound and 100 parts by mass of poly L-lactic acid or poly D-lactic acid. preferable. If it is less than 0.001 part by mass, the catalyst deactivation effect is small and the molecular weight is lowered. Furthermore, if it is 0.05 mass part or more, decomposition
  • the ratio of the phosphorus atom (P) of the phosphorus compound to the tin atom (Sn) of the tin compound (P / Sn ratio) is preferably in the range of 0.15 to 5.0 by mass ratio.
  • Stereocomplex polylactic acid obtained from poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is a polylactic acid whose main chain includes complex phase crystals formed by poly L-lactic acid units and poly D-lactic acid units.
  • This polylactic acid having a stereocomplex crystal phase shows a crystal melting peak of 190 ° C. or higher as measured by a differential scanning calorimeter (DSC).
  • the stereocomplex polylactic acid in the present invention has a stereocomplex crystallinity (S) defined by the following formula (a) of 90% or more, preferably more than 97%, and more preferably 100%.
  • ⁇ H sc represents the enthalpy (J / g) of the stereocomplex crystal in the stereocomplex polylactic acid in the polylactic acid composition
  • ⁇ H ho represents the enthalpy (J / g) of homocrystal in the stereocomplex polylactic acid in the polylactic acid composition. That is, when the stereocomplex polylactic acid has S in the above range, a molded product obtained using the polylactic acid composition of the present invention is excellent in heat resistance and moist heat resistance.
  • the polylactic acid preferably has crystallinity, and the stereocomplex crystal content (Sc) defined by the following formula (b) is determined by the intensity ratio of diffraction peaks measured by wide-angle X-ray diffraction (WAXD). More preferably, it is 50% or more.
  • Sc (%) [ ⁇ ISCI / ( ⁇ ISCI + IHM)] ⁇ 100 (b)
  • ⁇ ISCI ISC1 + ISC2 + ISC3
  • the polylactic acid used in the present invention is a mixture in which poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are in the range of 80/20 to 20/80 by mass ratio.
  • the ratio is preferably 30/70 to 70/30, more preferably 60/40, and still more preferably 50/50.
  • the mass ratio is determined in view of the melting point and various physical properties.
  • the weight average molecular weight of the polylactic acid is preferably 100,000 or more, more preferably 100,000 to 1,000,000, further preferably 100,000 to 500,000, still more preferably 110,000 to 350,000, and particularly preferably 120,000 to 250,000. It is a range.
  • the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted to standard polystyrene.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the polylactic acid in the present invention is a high melting point polylactic acid containing stereocomplex crystals and can be produced by solution mixing or melt mixing poly L-lactic acid and poly D-lactic acid. Mixing can be carried out by either solution mixing in which poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are dissolved in a solvent, or melt mixing in which poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are melted.
  • the mass ratio of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is 80/20 to 20/80 in the former / the latter, and the mass ratio is determined in view of the melting point and various physical properties.
  • melt kneading is performed by kneading with a tumbler, V-type blender, super mixer, nauter mixer, Banbury mixer, kneading roll, etc. and then melt extrusion, or directly with a single screw melt extruder or a vented twin screw extruder.
  • melt kneading extrusion There are methods such as melt kneading extrusion.
  • the melt mixing temperature is preferably higher than the melting point of the polylactic acid containing the stereocomplex crystal to be obtained, preferably higher than 260 ° C, and more preferably 270 ° C or higher.
  • poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid are hydrolyzed and thermally decomposed to generate low molecular weight substances such as lactide, which is not preferable. From this viewpoint, 300 ° C. or lower is preferable, and 290 ° C. or lower is more preferable.
  • the screw speed of the extruder is determined in view of the desired kneadability and the molecular weight of the resulting resin composition, but is generally preferably 10 to 500 rpm, and the melt kneading time is preferably 1 to 20 minutes.
  • examples of the tin-based compound include a tin-containing catalyst used for producing the above-mentioned polylactic acid. That is, for example, stannous chloride, stannous bromide, stannous iodide, stannous sulfate, stannic oxide, tin myristate, tin octylate, tin stearate, tetraphenyltin, or tin methoxide, Examples thereof include tin alkoxides containing aliphatic alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as tin ethoxide and tin butoxide.
  • the tin-based compound is preferably at least one selected from the group consisting of tin octoxide containing tin octylate and an aliphatic alcohol having 1 to 10 carbon atoms as a constituent component.
  • phosphorus compounds in addition to the phosphorus compound as a deactivator for inactivating the tin-containing catalyst, for example, phosphorous acid, phosphoric acid, phosphonic acid, phosphite, phosphoric acid Mention may be made of esters and phosphonic acid esters.
  • triphenyl phosphite trisnonylphenyl phosphite, tricresyl phosphite, triethyl phosphite, tris (2-ethylhexyl) phosphite, tributyl phosphite, tridecyl phosphite, trilauryl phosphite, tris (Tridecyl) phosphite, trioleyl phosphite, diphenyl mono (2-ethylhexyl) phosphite, diphenyl monodecyl phosphite, diphenyl mono (tridecyl) phosphite, trilauryl trithiophosphite, diethyl hydrogen phosphite, bis (2- Ethylhexyl) hydrogen phosphite, dilauryl hydrogen phosphite, dil
  • Organic acid metal salt In the present invention, an organic acid metal salt, an organic metal salt, or a combination of both is used. By using these, the stereocomplex crystallinity (S) of the stereocomplex polylactic acid can be increased.
  • the organic acid metal salt contains at least one metal selected from alkali metals and alkaline earths. Examples of the organic acid metal salt include a fatty acid metal salt whose organic acid is a fatty acid having 2 to 24 carbon atoms, an aromatic acid metal salt whose organic acid is aromatic having 7 to 12 carbon atoms, and a metal carbonate salt. .
  • metal alkoxide is mentioned as an organometallic salt used for this invention.
  • the fatty acid metal salt preferably has a fatty acid having 2 to 18 carbon atoms.
  • Specific examples include lithium acetate, potassium acetate, sodium acetate, calcium acetate, magnesium acetate, barium acetate, lithium propionate, potassium propionate, sodium propionate, calcium propionate, magnesium propionate, barium propionate, lithium butanoate.
  • the aromatic acid metal salt is preferably one in which the aromatic acid has 7 to 12 carbon atoms.
  • Specific examples include lithium benzoate, potassium benzoate, sodium benzoate, calcium benzoate, magnesium benzoate, barium benzoate, lithium toluate, potassium toluate, sodium toluate, calcium toluate, magnesium toluate, toluyl Barium oxide, lithium gallate, potassium gallate, sodium gallate, calcium gallate, magnesium gallate, barium gallate, lithium cinnamate, potassium cinnamate, sodium cinnamate, calcium cinnamate, cinnamic acid
  • the metal carbonate include sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, and barium carbonate.
  • the organic metal salt include metal alkoxide.
  • the metal alkoxide is preferably an aliphatic alkoxide having 1 to 10 carbon atoms and an aromatic alkoxide having 6 to 15 carbon atoms. Two or more of these may be combined.
  • Specific examples of the aliphatic alkoxide include lithium methoxide, sodium methoxide, lithium ethoxide, sodium ethoxide, calcium ethoxide, barium ethoxide, potassium tert-butoxide, aluminum triisopropoxide and the like.
  • the polylactic acid composition of the present invention comprises the tin compound, the phosphorus compound, the organic acid metal salt or organic metal salt, and the polylactic acid having a stereocomplex crystallinity (S) of 90% or more. It contains.
  • the organic acid metal salt and the organic metal salt may coexist.
  • the content of the phosphorus compound in terms of phosphorus (P) atoms is preferably in the range of 0.001 to 0.05 parts by mass when the polylactic acid composition is 100 parts by mass.
  • the content of the organic acid metal salt or organic metal salt is preferably in the range of 0.01 to 20.0 parts by mass when the polylactic acid composition is 100 parts by mass.
  • the content is preferably 0.01 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.01 to 1.5 parts by mass.
  • the total amount thereof is preferably in the above range.
  • the ratio (molar ratio) of phosphorus (P) to the organic acid metal salt is in the range of 0.5 to 1.5. It is in. The reason is that when the ratio of P to the metal salt is small, it is difficult to maintain a molecular weight of 100,000 or more, which retains mechanical properties.
  • the stereo complex ratio is less than 90%. It is. This ratio is preferably in the range of 0.8 to 1.3.
  • the ratio (molar ratio) of phosphorus (P) to the organic acid metal salt is 0.1 to 1.0. Is in range. The reason is that when the ratio of P to the metal salt is small, it is difficult to maintain a molecular weight of 100,000 or more, which retains mechanical properties. When the ratio of P to the metal salt is large, the stereo complex ratio is less than 90%. It is. This range is preferably in the range of 0.2 to 0.6. When the polylactic acid composition of the present invention contains an organic metal salt, the ratio (molar ratio) of phosphorus (P) to the organic metal salt is in the range of 0.5 to 2.2.
  • the stereo complex ratio is less than 90%. It is.
  • This range is preferably in the range of 0.5 to 1.0.
  • P / Sn of the phosphorus compound and the tin compound in the polylactic acid composition is preferably 0.15 to 5.0.
  • the polylactic acid composition of the present invention may contain an organic acid such as lauric acid or benzoic acid produced by a partial reaction of a phosphorus compound and an organic acid metal salt.
  • the polylactic acid composition of the present invention has a melting point derived from a stereocomplex crystal (T sc ) Is 210 ° C. or higher, and Tm at the time of 3-cycle measurement sc Temperature drop ( ⁇ T sc ) Is preferably 8 ° C. or lower because of good heat resistance and thermal stability.
  • T sc stereocomplex crystal
  • ⁇ T sc Temperature drop
  • ⁇ T sc Is more preferably 5 ° C. or less, further preferably 4 ° C. or less, still more preferably 3 ° C.
  • the crystal melting enthalpy by DSC measurement of the polylactic acid composition of the present invention is preferably 20 J / g or more, more preferably 20 to 80 J / g, still more preferably 30 to 80 J / g.
  • the lactide content in the polylactic acid composition of the present invention is preferably 0 to 0.1 parts by mass, more preferably 0 to 0.07 parts by mass, and further preferably 0 to 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polylactic acid composition. 0.05 parts by mass.
  • the molecular weight dispersion (Mw / Mn) of the stereocomplex polylactic acid in the polylactic acid composition of the present invention is preferably 1.5 to 2.4, more preferably 1.6 to 2.4, and still more preferably 1.6 to 2.4. The range is 2.3.
  • the polylactic acid composition of the present invention may contain an additive.
  • examples of the additive include hydrolysis resistance, crystal nucleating agent, plasticizer, ultraviolet absorber, antistatic agent, hue adjusting agent, flame retardant, antibacterial agent, and foaming agent.
  • a hydrolysis-resistant agent is useful as a hydrolysis regulator.
  • Specific examples include addition reaction type compounds such as carbodiimide compounds, isocyanate compounds, epoxy compounds, oxazoline compounds, oxazine compounds, and aziridine compounds. Two or more of these compounds can be used in combination. However, it is important to select one that exhibits an effect as a hydrolysis regulator in the present invention, rather than using either of them.
  • carbodiimide compounds are preferably exemplified from the viewpoint of water resistance and reactivity with acidic groups, but any carbodiimide compound has an effect as a hydrolysis regulator in the present invention. However, it is not necessarily the same as described above, and it is important to select a compound that exhibits the effects of the present invention from carbodiimide compounds.
  • Examples of the carbodiimide compound exhibiting the effects in the present invention include those having the basic structures of the following formulas (I) and (II).
  • R and R ′ are each independently an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof. And may contain a hetero atom, R and R ′ may be bonded to form a cyclic structure, or two or more cyclic structures may be formed by a spiro structure or the like)
  • each R ′′ is independently an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof. (It may contain a hetero atom.
  • N is an integer of 2 to 1000.
  • aromatic carbodiimide compounds such as the following formulas (III) and (IV) can be mentioned.
  • R 1 ⁇ R 4 Are each independently an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof, and may contain a hetero atom. Good.
  • X and Y are each independently a hydrogen atom, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof, and a hetero atom May be included.
  • Each aromatic ring may be bonded by a substituent to form a cyclic structure, or two or more cyclic structures may be formed by a spiro structure or the like)
  • R 5 ⁇ R 7 Are each independently an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof, and may contain a hetero atom. Good.
  • n is an integer of 2 to 1000.
  • aromatic carbodiimide compounds include polysynthesized by decarboxylation condensation reaction of bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide and 1,3,5-triisopropylbenzene-2,4-diisocyanate. Examples thereof include carbodiimides having 5 or less carbodiimide groups, and combinations thereof.
  • the content of the carbodiimide compound is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polylactic acid composition of the present invention.
  • Method for producing the polylactic acid composition of the present invention is not particularly limited.
  • the phosphorus compound, the organometallic salt and / or the organometallic salt, and the polylactic acid are simultaneously melt kneaded.
  • Poly-L-lactic acid or poly-D-lactic acid or both Examples include a method in which the phosphorus compound is added in the production of the product, and then these are melt-kneaded, and then the organometallic salt is added and melt-kneaded again.
  • the temperature at the time of melt kneading is preferably 260 to 300 ° C.
  • the mass mixing ratio of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid is 80/20 to 20/80 in order to increase the stereocomplex crystallinity (S) of the polylactic acid. Therefore, according to the present invention, the polylactic acid composition of the present invention can be produced as follows.
  • a poly-L-lactic acid (A) and a poly-D-lactic acid (B), the following formula (a) S ⁇ H sc ⁇ 100 / ( ⁇ H ho + ⁇ H sc (A) (In the above formula (a), ⁇ H sc Represents the enthalpy (J / g) of the stereocomplex crystal in the polylactic acid composition, and ⁇ H ho Represents the enthalpy (J / g) of homocrystals in the polylactic acid composition.
  • a stereocomplex polylactic acid having a stereocomplexity degree of crystallinity (S) of 90% or more as defined in (1) above is contained, and the content ratio of poly L-lactic acid (A) and poly D-lactic acid (B) is 80/20 ⁇
  • the method for producing a polylactic acid composition in the range of 20/80 (mass ratio) can be achieved by a method for producing a polylactic acid composition comprising at least the following steps.
  • step (Iii) The step of melt kneading at a temperature of 260 to 300 ° C. following the step of (ii) In the above step (i), the same ones as described above can be used for poly L-lactic acid (A), poly D-lactic acid (B), tin-based compound and phosphorus-based compound.
  • a predetermined amount of a monomer that can form an L-lactic acid unit such as L-lactide and a predetermined amount of a monomer that can form a D-lactic acid unit such as D-lactide Reacting a predetermined amount with a tin-based compound as a polymerization catalyst, and then adding the polymerization-system deactivator and the phosphorus-based compound as an anti-coloring agent, further reacting, and removing lactide as necessary
  • the ratio (P / Sn) of phosphorus atoms derived from the phosphorus compound and tin atoms derived from the tin compound is in the range of 0.15 to 5.0 by mass ratio.
  • the ratio (molar ratio) of phosphorus (P) to the organic acid metal salt is in the range of 0.5 to 1.5, preferably 0.8 to 1.3
  • the ratio (molar ratio) of phosphorus (P) to the organic acid metal salt is 0.1.
  • the organic acid metal salt is added so as to be in the range of ⁇ 1.0, preferably 0.2 to 0.6.
  • the polylactic acid composition of the present invention can be produced stably.
  • the melt kneading temperature is 260 to 300 ° C., preferably 260 to 280 ° C., from the viewpoint of improving the stability at the time of melting polylactic acid and the stereocomplex crystallinity (S). Preferably it is the range of 260-275 degreeC.
  • the stereocomplex crystallinity (S) of polylactic acid can be 90% or more.
  • the crystallinity (S) of polylactic acid is preferably 90% to 100%, more preferably 95% to 100%, still more preferably 97% to 100%, and particularly preferably 100%.
  • the melt kneading method can be performed using a conventionally known batch type or continuous type melt mixing apparatus.
  • melt-stirred tanks For example, melt-stirred tanks, single- and twin-screw extruders, kneaders, non-shaft vertical stirrers (finishers), Sumitomo Heavy Industries Viola Rack, Mitsubishi Heavy Industries N-SCR, Hitachi Glasses Wing, Lattice Wings, or Kenix Stirrer Sulzer type SMLX type static mixer equipped tube type polymerization equipment can be used, but non-axial vertical stirring tank which is a self-cleaning type polymerization equipment in terms of productivity, quality of polylactic acid, especially color tone, N-SCR A biaxial extrusion ruder is preferably used.
  • the polylactic acid composition can be melt-molded as it is, but it is also one of preferred embodiments that molding once after solidifying and pelletizing.
  • the shape of the pellet is preferably one having a shape suitable for molding the pellet by various molding methods. Specifically, the pellet has a length of about 1 to 7 mm, a major axis of about 3 to 5 mm, and a minor axis of about 1 to 4 mm. In addition, the pellet shape is preferably one with little variation.
  • the polylactic acid composition of the present invention may contain the following compounds in addition to the above-described hydrolysis regulator, as long as it does not contradict the spirit of the present invention.
  • one kind or two or more kinds such as an inorganic dye and a colorant containing a pigment can be contained.
  • the agent can be blended at a stage between the start of polylactic acid polymerization and before molding.
  • a polylactic acid composition can be produced by using a normal agent charging method.
  • various methods for example, a method of mixing with a tumbler, V-type blender, super mixer, nauta mixer, Banbury mixer, kneading roll, uniaxial or biaxial extruder, etc. is appropriately used.
  • Weight average molecular weight (Mw) It calculated
  • GPC gel permeation chromatography
  • the GPC measuring instrument was as follows, using chloroform eluent, flowing at a column temperature of 40 ° C. and a flow rate of 1.0 mL / min, and injecting 10 ⁇ L of a sample having a concentration of 1 mg / mL (chloroform containing 1% hexafluoroisopropanol). .
  • Detector Differential refractometer RID-6A manufactured by Shimadzu Corporation Pump: LC-9A manufactured by Shimadzu Corporation Column: Tosoh Corporation TSKgeLG3000HXL, TSKgeLG4000HXL TSKgeLG5000HXL and TSKguaRdcoLuMnHXL-L were connected in series.
  • the stereocomplex crystal melting point drop ( ⁇ T sc ; hereinafter, simply referred to as melting point drop) is a stereocomplex crystal stereomelting point (derived from a stereocomplex crystal) at 1 cycle and 3 cycles under the following measurement conditions in the DSC measurement.
  • the temperature difference of the melting point (T sc ) of the polylactic acid to be treated hereinafter simply referred to as the melting point).
  • DSC measurement conditions (I) Temperature increase from 30 ° C. to 260 ° C.
  • the stereocomplex crystallinity (S) is the low-temperature phase crystal heat of fusion (below 190 ° C.) of the polylactic acid composition ( ⁇ H ho ), which was obtained from the high-temperature crystal melting heat ( ⁇ H sc ) of 190 ° C. or higher by the following formula (a).
  • the optical purity was determined from the ratio of the main L-lactic acid units constituting the poly L-lactic acid and some D-lactic acid stages.
  • 5 mL of 5M sodium hydroxide and 2.5 mL of methanol were added to 1 g of sample, and the mixture was hydrolyzed while heating and stirring at 40 ° C., and then neutralized with 1M sulfuric acid.
  • the concentration was adjusted by diluting 1 mL of the neutralized solution 25 times. This was subjected to high performance liquid chromatography (HPLC) to measure the detection peak area of L-lactic acid and D-lactic acid at UV light of UV254 nm, and the mass ratio of L-lactic acid units constituting the polylactic acid polymer [L].
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • the optical purity (%) was calculated by the following formula from (%) and the mass ratio [D] (%) of the D-lactic acid unit.
  • HPLC apparatus a pump; Shimadzu LC-6A, UV detector; Shimadzu SPD-6AV, column; SUMICHIRAL OA-5000 (Sumitomo Chemical Analysis Center Co., Ltd.) was used, and a 1 mM copper sulfate aqueous solution was used as an eluent. Used, and measured at a flow rate of 1.0 mL / min and 40 ° C.
  • Optical purity of poly L-lactic acid (%) 100 ⁇ [L] / ([L] + [D])
  • Optical purity of poly-D-lactic acid (%) 100 ⁇ [D] / ([L] + [D])
  • P and Sn amounts in terms of metal The amount of P and Sn in terms of metal was determined by ICP-AES. 7 mL of nitric acid was added to 0.5 mg of a sample placed in a quartz glass container, and a multiwave 3000 manufactured by PerkinElmer was used for 5 min at an output of 200 W, followed by 45 min at an output of 500 W. At this time, the final reaction temperature was 190 ° C. and the internal pressure was 45 bar.
  • the obtained sample was made up to 50 mL with pure water, and luminescence analysis was performed with VISTA-PRO manufactured by Varian.
  • the polylactic acid used in each of the following examples was produced by the following production method.
  • poly L-lactic acid Mw of 193,000, T ho is 176.4 ° C., .00503 parts by mass relative to the amount of P is obtained poly L- lactic acid 100 parts by weight of in terms of metal, metal The Sn amount in terms of conversion was 0.00403 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the obtained poly L-lactic acid, and the optical purity was 99.8%.
  • Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that the type and amount of polylactic acid to be used, the organic acid metal salt or the organic metal salt species and amount were changed.
  • the obtained polylactic acid composition is summarized in Table 2.
  • Example 30 In Example 1, 100 parts by mass of the obtained polylactic acid composition was taken and dried at 80 ° C. for 5 hours, and then 9.0 parts by mass of bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide was added as a carbodiimide compound. The mixture was melt kneaded with a shaft kneader at a cylinder temperature of 230 ° C. and a feed of 5 kg / h.
  • ADK STAB NA-11 means 2,4,8,10-tetra-tert-butyl-6- (sodiooxy) -12H-dibenzo [d, g] [1,3,3] di Oxaphosphocin 6-oxide.
  • ADK STAB is a registered trademark.
  • the stereocomplex polylactic acid composition provided by the present invention has good stability and high heat resistance even if it contains a phosphorus compound and a tin compound. Therefore, it can be used as various injection molded products, films, fibers, and various molded products that require stability and high heat resistance.

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Abstract

ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)中にスズ系重合触媒およびリン系化合物が存在していても、特定の割合の有機酸金属塩または有機金属塩をステレオコンプレックスの結晶化に用いることにより、ステレオコンプレックス結晶化度が高く、高いステレオコンプレックス結晶融点を有し、再溶融してもステレオコンプレックス結晶融点降下が小さく、分子量低下の少ない、成型加工性に優れ、耐熱性のあるステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を提供することができる。

Description

ポリ乳酸組成物、ポリ乳酸組成物から得られる成形体、およびポリ乳酸組成物の製造方法
 本発明は、ポリ乳酸組成物に関する。更に詳しくは、ポリ乳酸組成物、ポリ乳酸組成物から得られる成形体、およびポリ乳酸組成物の製造方法に関する。
 近年、地球環境保護の観点から、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は、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等が知られている。ポリ乳酸は、生体由来の原料から得られる乳酸およびその誘導体を原料とするため生体安全性が高く、環境に優しいポリマー材料である。そのため、ポリ乳酸からなる成形体として繊維、フィルム、射出成形品の開発が進められており、また、手術用縫合糸、徐放性カプセル、骨折時の補強材等医療分野での応用も検討されている。
 しかしながら、ポリ乳酸はその融点が低いため、繊維やフィルム、各種成型品として用いるには限界があり、なおかつ結晶化速度も遅いため、一般的なプラスチックに比べ、成型加工性が悪いと言われている。
 一方、ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸とを、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結晶相を有するポリ乳酸(以下、ステレオコンプレックスポリ乳酸ということがある)が形成す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、ポリL‐乳酸やポリD‐乳酸と比較して、融点が200~230℃と高く、かつ高い結晶性を示すことも知られている。このため、融点や結晶性の低い前記ポリ乳酸よりも使用できる用途範囲が拡がる可能性がある。前記ポリ乳酸の欠点の一つである結晶化速度が遅いことも、ステレオコンプレックスポリ乳酸を用いることで、結晶化速度が向上することが知られている。
 しかしながら、ステレオコンプレックスポリ乳酸は、単一結晶を示すことはなく、ポリL‐乳酸およびポリD‐乳酸の結晶相(以下、ホモ結晶相と呼ぶことがある)とステレオコンプレックスポリ乳酸の結晶相(ステレオコンプレックス結晶相)の混合組成物であり、通常、ホモ結晶相の融解に対応するピーク温度が190℃未満である低融点の結晶融解ピークと、ステレオコンプレックス結晶相の融解に対応するピーク温度が190℃以上である高融点の結晶融解ピークの2本のピークが観測されるため、耐熱性は、通常のポリ乳酸と同等となるだけでなく、結晶化度、結晶化速度もまた、大きな向上は認められず、ステレオコンプレックスポリ乳酸本来の物性を十分発揮できているとはいえない。
 一方、ステレオコンプレックスポリ乳酸の耐熱性を十分に発揮させるべく、特許文献2には、リン酸エステル金属塩などの結晶化核剤を用い、ホモ結晶相を含有せず、結晶融点209℃のステレオコンプレックス結晶相のみを含有するポリ乳酸組成物が記載されている。
特開昭63−241024号公報 特開2003−192884号公報
Macromolecules,24,5651(1991)
 ところで、ステレオコンプレックスポリ乳酸を製造するための原料としてのポリL‐乳酸およびポリD‐乳酸には、通常、ある種の重合触媒が含有されており、それらを失活するためにリン系触媒失活剤を使用したり、着色を抑制するためにリン系酸化防止剤などが添加されていることがある。その場合、これらを原料に用いて、ステレオコンプレックスポリ乳酸を製造した場合には、ステレオコンプレックス結晶化度が十分ではない場合や、ステレオコンプレックス結晶化度が高くなってもステレオコンプレックス結晶の融点自体が低かったり、分子量の低下が起こったりする場合があり、満足するステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を作ることが難しいことを本発明者らは知見した。
 このような課題に対して、リン系触媒失活剤やリン系酸化防止剤等の添加剤が含まれているポリL‐乳酸やポリD‐乳酸を原料に用いた場合であっても高ステレオコンプレックス結晶化度と高ステレオコンプレックス結晶融点を有し、再溶融時のステレオコンプレックス融点降下が小さく、しかも分子量低下が少なく、成型加工性に優れ、耐熱性のあるステレオコンプレックスポリ乳酸を安定して製造できる方法が望まれている。
 本発明の目的は、新規なステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を提供することにある。
 本発明の他の目的は、成型加工性に優れ、耐熱性に優れたステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を提供することにある。
 本発明の他の目的は、ポリ乳酸組成物から得られる成形体を提供することにある。
 本発明のさらなる他の目的は、上記ステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を安定して製造する方法を提供することにある。
 本発明者らは、ポリ乳酸を製造するためのスズ系重合触媒、およびその触媒を失活するためのリン系触媒失活剤やポリ乳酸の着色を抑制するためのリン系酸化防止剤などのリン系化合物を含有する場合において、上記課題を解決すべく鋭意検討を進めた。その結果、有機酸金属塩または有機金属塩またはその両方をステレオコンプレックス結晶化に用いることが重要であることを突き止めた。有機酸金属塩または有機金属塩を用いると、優先的にステレオコンプレックス結晶が成長し、これによって、高ステレオコンプレックス結晶化度および高ステレオコンプレックス融点を有し、再溶融時のステレオコンプレックス結晶融点降下と分子量低下が抑えられるステレオコンプレックスポリ乳酸を安定して得られることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
[1]ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)とを含み、下記式(a)
 S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)       (a)
(上記式(a)中、ΔHscはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックス結晶のエンタルピー(J/g)を表し、ΔHhoはポリ乳酸組成物中のホモ結晶のエンタルピー(J/g)を表す。)
で定義するステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を含有するポリ乳酸組成物であって、ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)との含有割合は、80/20~20/80(質量比)の範囲にあり、スズ系化合物およびリン系化合物を含み、さらにアルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも一種の金属有機酸金属塩並びに有機金属塩の少なくともいずれか一方を含み、
有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲にあり、
有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0の範囲にあり、
有機金属塩の場合は、リン(P)原子と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲にある、ポリ乳酸組成物。
[2]前記有機酸金属塩の有機酸が、炭素数2~24の脂肪酸である、上記[1]記載のポリ乳酸組成物。
[3]前記有機酸金属塩の有機酸が、炭素数7~12の芳香族酸である、上記[1]記載のポリ乳酸組成物。
[4]前記有機金属塩が、炭素数1~10の脂肪族アルコキシドおよび炭素数6~15の芳香族アルコキシドからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属アルコキシドである、上記[1]記載のポリ乳酸組成物。
[5]前記スズ系化合物が、オクチル酸スズおよび炭素数が1~10の脂肪族アルコールを構成成分とするスズアルコキシドからなる群から選ばれる少なくとも一種である、上記[1]記載のポリ乳酸組成物。
[6]リン系化合物が、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステルおよびホスホン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも一種のリン化合物である、上記[1]記載のポリ乳酸組成物。
[7]ポリL−乳酸およびポリD−乳酸の合計量を100質量部としたとき、金属換算でのSnが0.02質量部以下であり、かつリン系化合物に由来するリン原子とスズ系化合物に由来するスズ原子の割合(P/Sn)が質量比で0.15~5.0の範囲内である、上記[1]~[6]のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
[8]ステレオコンプレックス結晶に由来するポリ乳酸組成物の融点(Tsc)が210℃以上であり、かつ下記条件でDSC測定したときの3サイクル測定時のTscと1サイクル測定時のTscの差(ΔTsc)が8℃以下である、上記[1]~[7]のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
DSC測定条件:
(i)30℃から260℃に昇温(昇温速度20℃/min)
(ii)260℃で1min保持
(iii)260℃から30℃まで降温(降温速度20℃/min)
(iv)上記(i)~(iii)を1サイクルとし、これを3回繰り返したものを3サイクルとする。
[9]ステレオコンプレックスポリ乳酸の重量平均分子量(Mw)が10万以上である、上記[1]~[8]のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
[10]一分子中に1つ以上のカルボジイミド基を含む化合物を、前記ポリ乳酸組成物100質量部に対して0.1~10質量部含有する上記[1]~[9]のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
[11]有機酸金属塩の有機酸をさらに含む、上記[1]~[10]のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
[12]上記[1]~[11]のいずれかに記載のポリ乳酸組成物から得られる成形体。
[13]ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)とを含み、下記式(a)
 S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)       (a)
(上記式(a)中、ΔHscはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックス結晶のエンタルピー(J/g)を表し、ΔHhoはポリ乳酸組成物中のホモ結晶のエンタルピー(J/g)を表す。)
で定義するステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を含有し、ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)との含有割合は、80/20~20/80(質量比)の範囲にあるポリ乳酸組成物を製造する方法において、少なくとも下記工程を含む、ポリ乳酸組成物の製造方法。
(i)ポリL−乳酸(A)、ポリD−乳酸(B)、スズ系化合物およびリン系化合物を含む混合物を準備する工程、
(ii)(i)の混合物に、アルカリ金属およびアルカリ土類から選ばれる少なくとも一種の有機酸金属塩並びに有機金属塩の少なくともいずれか一方を、下記条件を満たすように添加する工程、
有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲にあり、
有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0の範囲にあり、
有機金属塩の場合は、リン(P)原子と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲にある
(iii)(ii)の工程についで、260~300℃の温度にて溶融混練する工程
[14](i)の工程において、リン系化合物に由来するリン原子とスズ系化合物に由来するスズ原子の割合(P/Sn)が質量比で0.15~5.0の範囲内である、上記[13]に記載のポリ乳酸組成物の製造方法。
 本発明によれば、ポリL乳酸(A)とポリD−乳酸(B)中にスズ系重合触媒およびリン系化合物が存在していても、特定の割合の有機酸金属塩または有機金属塩をステレオコンプレックスの結晶化に用いることにより、ステレオコンプレックス結晶化度が高く、高いステレオコンプレックス結晶融点を有し、再溶融してもステレオコンプレックス結晶融点降下が小さく、分子量低下の少ない成型加工性に優れ、耐熱性のあるステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を提供することができる。本発明のステレオコンプレックスポリ乳酸組成物は、ステレオコンプレックス結晶の融点降下が小さいので、耐熱性が良好な射出成型品、フィルム、繊維、各種成形品として極めて有望である。
 以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、これらの説明および実施例は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
<ポリ乳酸>
 本発明におけるポリ乳酸は、ステレオコンプレックス結晶を有する高融点のポリ乳酸(以下、ステレオコンプレックスポリ乳酸ということがある)であり、ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸とを溶液混合または溶融混合することにより製造できる。以下、ポリ乳酸(ポリL‐乳酸およびポリD‐乳酸)について説明する。
 ポリ乳酸は、下記式で表されるL‐乳酸単位、D‐乳酸単位、またはこれらの組み合わせを主として含む重合体である。ポリ乳酸は、ポリL‐乳酸およびポリD‐乳酸を包含する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 ポリL‐乳酸は、L‐乳酸単位を主として含む重合体である。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%、さらに好ましくは97~100モル%のL‐乳酸単位を含有する。他の単位としては、D‐乳酸単位、乳酸以外の単位が挙げられる。D‐乳酸単位、乳酸以外の単位は、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0~3モル%である。
 またポリD‐乳酸は、D‐乳酸単位を主として含む重合体である。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%、さらに好ましくは97~100モル%のD‐乳酸単位を含有する。他の単位としては、L‐乳酸単位、乳酸以外の単位が挙げられる。L‐乳酸単位、乳酸以外の単位は、0~10モル%、好ましくは0~5モル%、さらに好ましくは0~3モル%である。
 ポリL‐乳酸またはポリD‐乳酸中の乳酸以外の単位は、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、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、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を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は、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、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、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
 本発明におけるポリL−乳酸およびポリD−乳酸は、光学純度が好ましくは97%以上である。97%以上であることにより、融点の向上が見込める。
 ポリL−乳酸およびポリD−乳酸の光学純度は次のようにして決定した。ポリL−乳酸の場合、これを構成する主たるL−乳酸単位と一部のD−乳酸段位の比率から光学純度を求めた。まず、試料1gに5M水酸ナトリウム5mLとメタノール2.5mLを添加し、40℃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。中和液1mLを25倍に希釈することで濃度を調整した。これを高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて、紫外光UV254nmでのL−乳酸とD−乳酸との検出ピーク面積を測定し、ポリ乳酸重合体を構成するL−乳酸単位の質量比率[L](%)とD−乳酸単位の質量比率[D](%)とをから光学純度(%)を下記式によって算出した。
 ポリL−乳酸の光学純度(%)=100×[L]/([L]+[D])
 ポリD−乳酸の光学純度(%)=100×[D]/([L]+[D])
 ポリ乳酸は、公知の方法で製造することができる。例えば、L‐ラクチドまたは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、金属含有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させ製造することができる。さらに、有機溶媒の存在/非存在下で、乳酸を脱水縮合させる直接重合法で製造することができる。
 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容器を単独、または並列して使用することができる。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、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ベンジルアルコールなどを好適に用いることができる。
 固相重合法では、前述した開環重合法や乳酸の直接重合法によって得られた、比較的低分子量の乳酸ポリエステルをプレポリマーとして使用する。プレポリマーは、そのガラス転移温度(Tg)以上融点(Tm)未満の温度範囲にて予め結晶化させることが、融着防止の面から好ましい形態と言える。結晶化させたプレポリマーは固定された縦型反応容器、或いはタンブラーやキルンの様に容器自身が回転する反応容器中に充填され、プレポリマーのガラス転移温度(Tg)以上融点(Tm)未満の温度範囲に加熱される。重合温度は、重合の進行に伴い段階的に昇温させても何ら問題はない。また、固相重合中に生成する水を効率的に除去する目的で前記反応容器類の内部を減圧することや、加熱された不活性ガス気流を流通する方法も好適に併用される。
 一般に、ポリ乳酸を製造するために用いられる金属含有触媒としてはスズ、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が知られている。本発明において、ポリL‐乳酸、ポリD‐乳酸を製造する金属含有触媒は、スズ(Sn)を含むスズ含有触媒であり、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、スズブトキシドなどのスズ系化合物が例示される。
 スズ含有触媒の使用量はSn原子換算でポリL−乳酸もしくはポリD−乳酸を100質量部としたとき、好ましくは0.02質量部以下であり、より好ましくは0.0001~0.02質量部であり、さらに反応性、得られるポリL−乳酸もしくはポリD−乳酸の色調、熱安定性を考慮するとさらに好ましくは0.0001~0.01質量部、特に好ましくは0.0001~0.005である。スズ含有触媒の使用量はSn原子換算でポリL−乳酸およびポリD−乳酸の合計を100質量部としたとき、好ましくは0.01質量部以下、より好ましくは0.0001~0.01質量部である。
 上記スズ系化合物は、ラクチドの重合終了後、リン系化合物からなる失活剤で不活性化しておくことが好ましい。不活性化させておくことにより、ポリ乳酸の分子量の低下を防止するのに有利である。
 かかる失活剤としては、たとえばリン系化合物が好適に使用される。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のこ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、完全エスエテル、亜リン酸エステル、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のこ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(アルカル金属塩、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ヘキシルホスホノエチルアセテート(以下DHPAと略称することがある)、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などが挙げられる。
 上記失活剤の含有量は、リン系化合物のリン(P)原子換算で、ポリL−乳酸もしくはポリD−乳酸を100質量部としたとき、0.001~0.05質量部の範囲が好ましい。0.001質量部未満であれば、触媒失活効果が小さく、分子量低下を引き起こす。さらに、0.05質量部以上であれば、逆に分解を促進し、分子量低下を引き起こす。
 リン系化合物のリン原子(P)とスズ系化合物のスズ原子(Sn)との割合(P/Snの比)は質量比で0.15~5.0の範囲が好ましい。この理由は上記の通りである。
 ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸とから得られるステレオコンプレックスポリ乳酸は、その主鎖が、ポリL‐乳酸単位とポリD‐乳酸単位とにより形成されたコンプレックス相結晶を含むポリ乳酸である。ステレオコンプレックス結晶相を有するこのポリ乳酸は、示差走査熱量計(DSC)測定で、190℃以上の結晶融解ピークを示す。
 本発明におけるステレオコンプレックスポリ乳酸は、下記式(a)で規定されるステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であり、97%を超えることが好ましく、100%であることがより好ましい。
 S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)     (a)
 ここで、△Hscはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックスポリ乳酸におけるステレオコンプレックス結晶のエンタルピー(J/g)を表し、△Hhoはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックスポリ乳酸におけるホモ結晶のエンタルピー(J/g)を表す。
 即ち、ステレオコンプレックスポリ乳酸が上記範囲のSを有することにより、本発明のポリ乳酸組成物を用いて得られる成形品は耐熱性および耐湿熱性に優れる。
 上記ポリ乳酸は、結晶性を有していることが好ましく、広角X線回折(WAXD)測定による回折ピークの強度比によって、下記式(b)で定義されるステレオコンプレックス結晶含有率(Sc)が50%以上であることがより好ましい。
 Sc(%)=〔ΣISCI/(ΣISCI+IHM)〕×100 (b)
 ここで、ΣISCI=ISC1+ISC2+ISC3、ISCI(I=1~3)はそれぞれ2θ=12.0°、20.7°、24.0°付近の各回折ピークの積分強度、IHMは2θ=16.5°付近に現れるホモ相結晶に由来する回折ピークの積分強度IHMを表す。
 本発明に用いるポリ乳酸は、ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸が質量比で80/20~20/80の範囲にある混合物である。好ましくは30/70~70/30であり、より好ましくは60/40であり、さらにより好ましくは50/50である。融点や諸物性を鑑みて質量比は決められる。
 上記ポリ乳酸の重量平均分子量は、好ましくは10万以上、より好ましくは10~100万、さらに好ましくは10万~50万、さらにより好ましくは11万~35万、特に好ましくは12~25万の範囲である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定、標準ポリスチレンに換算した値である。
<ポリ乳酸の製造>
 本発明におけるポリ乳酸は、ステレオコンプレックス結晶を含有する高融点のポリ乳酸であり、ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸とを溶液混合または溶融混合することにより製造できる。
 混合はポリL‐乳酸とポリD‐乳酸を溶媒に溶解して行う溶液混合、ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸を溶融して行う溶融混合の何れの方法を採用することが出来る。ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸との質量比は、前者/後者が、80/20~20/80であり、融点や諸物性を鑑みて質量比は決められる。
 例えば、溶融混練はタンブラー、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、混錬ロールなどで混錬した後に溶融押出しする、あるいは、一軸溶融押出し機やベント式二軸押出し機などで直接溶融混練押出しする方法などがある。何れにおいても、溶融混合する温度は、得られるステレオコンプレックス結晶を含有するポリ乳酸の融点より高い温度であることが好ましく、260℃よりも高いことが好ましく、270℃以上であることがより好ましい。溶融混合する温度が高くなり過ぎると、ポリL‐乳酸及びポリD‐乳酸が加水分解・熱分解を起こしてラクチド等の低分子量物発生し好ましくない。この観点からは300℃以下が好ましく、290℃以下がより好ましい。また、押出機のスクリュー回転数は所望する混練性や得られる樹脂組成物の分子量を鑑みて決定するが、一般的に10~500rpmが好ましく、溶融混練時間は1~20分が好ましい。
<スズ系化合物>
 本発明において、スズ系化合物としては、前述のポリ乳酸を製造するのに用いるスズ含有触媒を挙げることができる。すなわち、例えば、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、あるいはスズメトキシド、スズエトキシド、スズブトキシドなど炭素数が1~10の脂肪族アルコールを構成成分とするスズアルコキシドなどが挙げられる。スズ系化合物としては、オクチル酸スズおよび炭素数が1~10の脂肪族アルコールを構成成分とするスズアルコキシドからなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
<リン系化合物>
 本発明におけるリン系化合物としては、前述の、スズ含有触媒を不活性化させる失活剤としてのリン系化合物の他、例えば、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステルおよびホスホン酸エステルを挙げることが出来る。具体的には、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、トリクレジルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリブチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリオレイルホスファイト、ジフェニルモノ(2−エチルヘキシル)ホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、ジフェニルモノ(トリデシル)ホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト、ジエチルハイドロゲンホスファイト、ビス(2−エチルヘキシル)ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイ、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(トリデシル)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、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ジブチルピロホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート、イソトリデシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフェートなどが挙げられる。これらの化合物は1種類であってもよく、2種類以上が含有されていてもよい。
<有機酸金属塩>
 本発明においては、有機酸金属塩または有機金属塩またはこれら両者を組み合わせて用いる。これらを用いることにより、ステレオコンプレックスポリ乳酸のステレオコンプレックス結晶化度(S)を高めることができる。有機酸金属塩としては、アルカリ金属およびアルカリ土類から選ばれる少なくとも一種の金属を含有する。かかる有機酸金属塩としては、有機酸が炭素数2~24の脂肪酸である脂肪酸金属塩、有機酸が炭素数7~12の芳香族である芳香族酸金属塩、および炭酸金属塩が挙げられる。また、本発明に用いる有機金属塩としては、金属アルコキシドが挙げられる。
 脂肪酸金属塩は、脂肪酸の炭素数が2~18の範囲にあるものが好ましい。具体例としては、酢酸リチウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸バリウム、プロピオン酸リチウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カルシウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸バリウム、ブタン酸リチウム、ブタン酸カリウム、ブタン酸ナトリウム、ブタン酸カルシウム、ブタン酸マグネシウム、ブタン酸バリウム、ペンタン酸リチウム、ペンタン酸カリウム、ペンタン酸ナトリウム、ペンタン酸カルシウム、ペンタン酸マグネシウム、ペンタン酸バリウム、カプロン酸リチウム、カプロン酸カリウム、カプロン酸ナトリウム、カプロン酸カルシウム、カプロン酸マグネシウム、カプロン酸バリウム、ヘプタン酸リチウム、ヘプタン酸カリウム、ヘプタン酸ナトリウム、ヘプタン酸カルシウム、ヘプタン酸マグネシウム、ヘプタン酸バリウム、オクタン酸リチウム、オクタン酸カリウム、オクタン酸ナトリウム、オクタン酸カルシウム、オクタン酸マグネシウム、オクタン酸バリウム、デカン酸リチウム、デカン酸カリウム、デカン酸ナトリウム、デカン酸カルシウム、デカン酸マグネシウム、デカン酸バリウム、ラウリン酸リチウム、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸バリウム、ミリスチン酸リチウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸マグネシウム、ミリスチン酸バリウム、パルミチン酸リチウム、パルミチン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、パルミチン酸カルシウム、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸バリウム、マルガリン酸リチウム、マルガリン酸カリウム、マルガリン酸ナトリウム、マルガリン酸カルシウム、マルガリン酸マグネシウム、マルガリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、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、オレイン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カルシウム、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸バリウム、リノール酸リチウム、リノール酸カリウム、リノール酸ナトリウム、リノール酸カルシウム、リノール酸マグネシウム、リノール酸バリウム、リノレン酸リチウム、リノレン酸カリウム、リノレン酸ナトリウム、リノレン酸カルシウム、リノレン酸マグネシウム、リノレン酸バリウム、乳酸リチウム、乳酸カリウム、乳酸ナトリウム、乳酸カルシウム、乳酸マグネシウム、乳酸バリウム、グリコール酸リチウム、グリコール酸カリウム、グリコール酸ナトリウム、グリコール酸カルシウム、グリコール酸マグネシウム、グリコール酸バリウムなどが挙げられる。
 芳香族酸金属塩は、芳香族酸の炭素数が7~12の範囲にあるものが好ましい。具体例としては、安息香酸リチウム、安息香酸カリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸バリウム、トルイル酸リチウム、トルイル酸カリウム、トルイル酸ナトリウム、トルイル酸カルシウム、トルイル酸マグネシウム、トルイル酸バリウム、没食子酸リチウム、没食子酸カリウム、没食子酸ナトリウム、没食子酸カルシウム、没食子酸マグネシウム、没食子酸バリウム、ケイ皮酸リチウム、ケイ皮酸カリウム、ケイ皮酸ナトリウム、ケイ皮酸カルシウム、ケイ皮酸マグネシウム、ケイ皮酸バリウム、フタル酸リチウム、フタル酸カリウム、フタル酸ナトリウム、フタル酸カルシウム、フタル酸マグネシウム、フタル酸バリウム、テレフタル酸リチウム、テレフタル酸カリウム、テレフタル酸ナトリウム、テレフタル酸カルシウム、テレフタル酸マグネシウム、テレフタル酸バリウム、イソフタル酸リチウム、イソフタル酸カリウム、イソフタル酸ナトリウム、イソフタル酸カルシウム、イソフタル酸マグネシウム、イソフタル酸バリウム、サリチル酸リチウム、サリチル酸カリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カルシウム、サリチル酸マグネシウム、サリチル酸バリウム、ナフトエ酸リチウム、ナフトエ酸カリウム、ナフトエ酸ナトリウム、ナフトエ酸カルシウム、ナフトエ酸マグネシウム、ナフトエ酸バリウム、ナフタレンジカルボン酸リチウム、ナフタレンジカルボン酸カリウム、ナフタレンジカルボン酸ナトリウム、ナフタレンジカルボン酸カルシウム、ナフタレンジカルボン酸マグネシウム、ナフタレンジカルボン酸バリウム、などが挙げられる。
 炭酸金属塩は、具体例として、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムなどが挙げられる。
<有機金属塩>
 有機金属塩としては、金属アルコキシドを挙げることができる。金属アルコキシドは、炭素数が1~10の脂肪族アルコキシド、炭素数6~15の芳香族アルコキシドが好ましい。これらは2種以上を組み合わせてもよい。脂肪族アルコキシドの具体例としては、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、カルシウムエトキシド、バリウムエトキシド、カリウム‐tert‐ブトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシドなどが挙げられる。
 また、芳香族アルコキシドの具体例としてはナトリウムフェノキシド、ナトリウム‐3,5−ジメトキシフェノキシド、ナトリウム‐2−フェニルフェノキシドなどが挙げられる。
<ポリ乳酸組成物>
 本発明のポリ乳酸組成物は、前記スズ系化合物と、上記リン系化合物と、上記有機酸金属塩または有機金属塩と、前記ステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であるポリ乳酸とを含有するものである。有機酸金属塩と有機金属塩とは共存していてもよい。
 ここで、上記リン系化合物のリン(P)原子換算での含有量は、ポリ乳酸組成物を100質量部としたとき、0.001~0.05質量部の範囲にあることが好ましい。さらに0.003~0.04質量部、さらに0.005~0.03質量部であることが好ましい。
 また、前記有機酸金属塩または有機金属塩の含有量は、ポリ乳酸組成物を100質量部としたとき、0.01~20.0質量部の範囲にあることが好ましい。この範囲とすることにより、ステレオコンプレックス結晶化度が高く、高いステレオコンプレックス結晶融点を有し、再溶融してもステレオコンプレックス結晶融点降下が小さく、分子量低下の少ない、成型加工性に優れ、耐熱性のあるステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を得ることが可能となる。上記含有量は、さらに0.01~5.0質量部、さらに0.01~1.5質量部であることが好ましい。有機酸金属塩と有機金属塩とは共存する場合には、それらの合計量が上記範囲にあることが好ましい。
 本発明のポリ乳酸組成物において、前記有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、リン(P)と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲にある。その理由はPと金属塩の比が小さい場合、機械物性を保持する10万以上の分子量を保持するのが難しく、Pと金属塩の比が大きい場合、ステレオコンプレックス割合が、90%を下回るためである。この割合は、好ましくは0.8~1.3の範囲である。
 本発明のポリ乳酸組成物において、有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、リン(P)と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0の範囲にある。その理由はPと金属塩の比が小さい場合、機械物性を保持する10万以上の分子量を保持するのが難しく、Pと金属塩の比が大きい場合、ステレオコンプレックス割合が、90%を下回るためである。この範囲は、好ましくは0.2~0.6の範囲である。
 本発明のポリ乳酸組成物において、有機金属塩を含む場合は、リン(P)と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲にある。その理由はPと金属塩の比が小さい場合、機械物性を保持する10万以上の分子量を保持するのが難しく、Pと金属塩の比が大きい場合、ステレオコンプレックス割合が、90%を下回るためである。この範囲は、好ましくは0.5~1.0の範囲である。
 前記リン系化合物と前記スズ系化合物との含有割合からすると、ポリ乳酸組成物における、前記リン系化合物と前記スズ系化合物とのP/Snが0.15~5.0が好ましい。この範囲とすることによりステレオコンプレックス結晶化度が高く、高いステレオコンプレックス結晶融点を有し、再溶融してもステレオコンプレックス結晶融点降下が小さく、分子量低下の少ない、成型加工性に優れ、耐熱性のあるステレオコンプレックスポリ乳酸組成物を得ることが可能となるからである。
 なお、本発明のポリ乳酸組成物中には、リン系化合物と有機酸金属塩とが一部反応して生成したラウリン酸、安息香酸などの有機酸を含有していてもよい。
 本発明のポリ乳酸組成物は、下記条件を満たすDSC測定において、ステレオコンプレックス結晶に由来する融点(Tsc)が210℃以上であり、かつ3サイクル測定時のTmsc降下温度(ΔTsc)が8℃以下であることが、耐熱性および熱安定性が良好であり好ましい。ΔTscはより好ましくは5℃以下、さらに好ましくは4℃以下、さらにより好ましくは3℃以下であり、最も好ましくは2℃以下である。
DSC測定条件:
(I)30℃から260℃に昇温(昇温速度20℃/min)
(II)260℃で1min保持
(III)260℃から30℃まで降温(降温速度20℃/min)
(Iv)上記(I)~(III)を1サイクルとし、これを3回繰り返し3サイクルとする。
 本発明のポリ乳酸組成物のDSC測定による結晶融解エンタルピーは、好ましくは20J/g以上、より好ましくは20~80J/g、さらに好ましくは30~80J/gの範囲である。
 本発明のポリ乳酸組成物におけるラクチド含有量は、ポリ乳酸組成物100質量部に対して好ましくは0~0.1質量部、より好ましくは0~0.07質量部、さらに好ましくは0~0.05質量部である。
 本発明のポリ乳酸組成物におけるステレオコンプレックスポリ乳酸の分子量分散(Mw/Mn)は、好ましくは1.5~2.4、より好ましくは1.6~2.4、さらに好ましくは1.6~2.3の範囲である。
<添加剤>
 本発明のポリ乳酸組成物には、添加剤が含有されていてもよい。例えば、添加剤としては、例えば、耐加水分解剤、結晶核剤、可塑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、色相調整剤、難燃剤、抗菌剤、発泡剤が挙げられる。
 なかでも、加水分解調整剤として、耐加水分解剤は有用である。具体的には、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、アジリジン化合物などの付加反応型の化合物が挙げられる。また、これら化合物を2つ以上組合せて使用することができるが、これらをいずれも用いることができるのではなく本発明における加水分解調整剤として効果を奏するものを選択することが肝要である。
 また、上記化合物のうち、耐水性や酸性基との反応性の観点から、好ましくはカルボジイミド化合物が例示されるが、カルボジイミド化合物であれば、いずれも本発明における加水分解調整剤としての効果を奏するわけではないのは上記と同様であり、カルボジイミド化合物から、本発明の効果を奏する化合物を選択することが肝要である。
 本発明における効果を奏するカルボジイミド化合物としては、例えば、下記式(I)、(II)の基本構造を有するものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
(上記式中、R、R’は各々独立に炭素数1~20の脂肪族基、炭素数3~20の脂環族基、炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであり、ヘテロ原子を含んでいてもよい。RとR’が結合し環状構造を形成していてもよく、スピロ構造などにより2つ以上の環状構造を形成していてもよい)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
(上記式中、R’’は各々独立に炭素数1~20の脂肪族基、炭素数3~20の脂環族基、炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであり、ヘテロ原子を含んでいてもよい。nは2から1000の整数である。)
 安定性や使いやすさの観点から、芳香族カルボジイミド化合物がより好ましい。例えば、下記式(III)、(IV)のような芳香族カルボジイミド化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
(上記式中、R~Rは各々独立に、炭素数1~20の脂肪族基、炭素数3~20の脂環族基、炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであり、ヘテロ原子を含んでいてもよい。X、Yは各々独立に水素原子、炭素数1~20の脂肪族基、炭素数3~20の脂環族基、炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであり、ヘテロ原子を含んでいてもよい。各々の芳香環は置換基によって結合し環状構造を形成していてもよく、スピロ構造などにより2つ以上の環状構造を形成していてもよい)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
(上記式中、R~Rは各々独立に、炭素数1~20の脂肪族基、炭素数3~20の脂環族基、炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであり、ヘテロ原子を含んでいてもよい。nは2から1000の整数である。)
 このような芳香族カルボジイミド化合物の具体例としては、ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネートを脱炭酸縮合反応して合成されるポリカルボジイミドであってカルボジイミド基が5以下のもの、これらの組合せなどが例示される。
 上記カルボジイミド化合物の含有量としては、本発明のポリ乳酸組成物100質量部に対して、0.1~10質量部含有するのが好ましい。
<ポリ乳酸組成物の製造方法>
 本発明のポリ乳酸組成物の製造方法としては、特に制限はなく、例えば、(I)上記リン系化合物と、上記有機金属塩および/または有機金属塩と、上記ポリ乳酸とを、同時に溶融混練する方法、(II)上記リン系化合物を含有する上記ポリ乳酸を溶融混練後、上記有機金属塩を添加し、再度溶融混練する方法、(III)ポリL‐乳酸またはポリD‐乳酸またはその両方を製造する際に上記リン系化合物を添加しておき、ついでこれらを溶融混練した後、上記有機金属塩を添加し、再度溶融混練する方法、などが挙げられる。溶融混練時の温度としては、260~300℃で行うのがよい。ポリL‐乳酸とポリD‐乳酸との質量混合比は、上記ポリ乳酸のステレオコンプレックス結晶化度(S)を高くするためには、80/20~20/80である。
 しかして本発明によれば、本発明のポリ乳酸組成物は、下記のごとく製造することができる。すなわち、
 ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)とを含み、下記式(a)
 S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)        (a)
(上記式(a)中、ΔHscはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックス結晶のエンタルピー(J/g)を表し、ΔHhoはポリ乳酸組成物中のホモ結晶のエンタルピー(J/g)を表す。)
で定義するステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を含有し、ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)との含有割合は、80/20~20/80(質量比)の範囲にあるポリ乳酸組成物を製造する方法において、少なくとも下記工程を含む、ポリ乳酸組成物の製造方法、によって達成できる。
(i)ポリL−乳酸(A)、ポリD−乳酸(B)、スズ系化合物およびリン系化合物を含む混合物を準備する工程、
(ii)(i)の混合物に、アルカリ金属およびアルカリ土類から選ばれる少なくとも一種の有機酸金属塩並びに有機金属塩の少なくともいずれか一方を、下記条件を満たすように添加する工程、
有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、金属換算でのリン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲にあり、
有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、金属換算でのリン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0の範囲にあり、
有機金属塩の場合は、金属換算でのリン(P)原子と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲にある
(iii)(ii)の工程についで、260~300℃の温度にて溶融混練する工程
 上記工程(i)において、ポリL−乳酸(A)、ポリD−乳酸(B)、スズ系化合物およびリン系化合物については、前記したものと同じものを用いることができる。これらを含む混合物を準備するには、例えば、L−ラクチドのようなL−乳酸単位を形成できるモノマーの所定量と、D−ラクチドのようなD−乳酸単位を形成できるモノマーの所定量に、重合触媒であるスズ系化合物とを所定量反応させ、その後、重合触媒の失活剤や着色防止剤としての前記リン系化合物とを添加し、さらに反応させ、必要に応じてラクチドを除去することで得ることができる。
 上記(i)の工程において、リン系化合物に由来するリン原子とスズ系化合物に由来するスズ原子の割合(P/Sn)が質量比で0.15~5.0の範囲内であることが好ましいことは前記したとおりである。
 有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、リン(P)と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲、好ましくは0.8~1.3の範囲になるように有機酸金属塩を添加し、有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、リン(P)と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0、好ましくは0.2~0.6の範囲になるように有機酸金属塩を添加し、有機金属塩の場合は、リン(P)と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲、好ましくは0.5~1.0の範囲になるように有機金属塩を添加することによって、ステレオコンプレックス結晶化度(S)が高まり、耐熱性が良好となる。また安定して本発明のポリ乳酸組成物が製造できる。
 上記(iii)の工程においては、溶融混練温度は、ポリ乳酸の溶融時の安定性およびステレオコンプレックス結晶化度(S)の向上の観点より、260~300℃、好ましくは260~280℃、より好ましくは260~275℃の範囲である。
 かかる混合比、温度で溶融混練することにより、ポリ乳酸のステレオコンプレックス結晶化度(S)を90%以上にすることができる。ポリ乳酸の結晶化度(S)は、好ましくは90%~100%、より好ましくは95%~100%、さらに好ましくは97%~100%、特に好ましくは100%である。
 上記の溶融混練法は、従来公知のバッチ式或いは連続式の溶融混合装置を用いて行なうことができる。例えば、溶融攪拌槽、一軸、二軸の押出し機、ニーダー、無軸籠型攪拌槽(フィニッシャー)、住友重機製バイボラック、三菱重工業製N‐SCR、日立製作所製めがね翼、格子翼あるいはケニックス式攪拌機、あるいはズルツァー式SMLXタイプスタチックミキサー具備管型重合装置などを使用できるが、生産性、ポリ乳酸の品質とりわけ色調の点でセルフクリーニング式の重合装置である無軸籠型攪拌槽、N‐SCR、2軸押し出しルーダーなとが好適に使用される。
 ポリ乳酸組成物はそのまま溶融成形することも可能であるが、一度固化しペレット化した後、成形加工することも好ましい実施例態様のひとつである。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もの、具体的にはペレット長は1~7mm程度、長径3~5mm程度、短径1~4mm程度のものが好ましい。またかかるペレット形状は、ばらつきの少ないものが好ましい。
 本発明のポリ乳酸組成物には、前記した加水分解調整剤以外にも、所望により、本発明の趣旨に反しない範囲において下記のような化合物を含有することができる。例えば、ポリ乳酸以外の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、軟質熱可塑性樹脂、耐衝撃改良剤、結晶化促進剤、結晶化核剤、静電密着法による製膜性改良剤、可塑剤、潤滑剤、有機、無機の滑剤、有機、無機充填剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤,熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、抗菌抗カビ剤、有機、無機系の染料、顔料を含む着色剤などの、1種あるいは2種以上を含有させることができる。
 本発明のポリ乳酸組成物に上記添加剤を適用するには、ポリ乳酸重合開始より成形前の間の段階で剤を配合することができる。重合開始から終了までの間に剤を添加する場合、通常の剤投入法を使用することでポリ乳酸組成物を製造することができる。また剤をステレオコンプレックスポリ乳酸に添加するには、従来公知の各種方法を好適に使用することができる。各種方法としては、例えば、タンブラー、V型ブレンンダー、スーパーミキサー、ナウタミキサー、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。
 実施例中の各値は以下の方法により求めた。
(1)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)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
 GPC測定器は、以下のものを用い、クロロホルム溶離液を使用、カラム温度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含有クロロホルム)の資料10μLを注入した。
 検出器:示差屈折計 (株)島津製作所製 RID−6A
 ポンプ:(株)島津製作所製 LC−9A
 カラム:(株)東ソーTSKgeLG3000HXL,TSKgeLG4000HXL
 TSKgeLG5000HXLとTSKguaRdcoLuMnHXL−Lを直列に接続した。
(2)結晶融点(Tho、Tsc)、結晶融解熱(ΔHho、ΔHsc)、融点降下およびステレオコンプレックス結晶化度(S):
 ポリ乳酸組成物を用いて、パーキンエルマー(株)製DSC7示差走査熱量計(DSC)により測定した。即ち、試料10mgを窒素雰囲気下、1stRUNにて昇温速度20℃/minで、30℃から260℃に昇温し、結晶融解温度(Tho、Tsc)を測定した。
 ステレオコンプレックス結晶融点降下(ΔTsc;以下、単に融点降下ということがある)は、上記DSC測定において、下記測定条件における1サイクル時と3サイクル時でのステレオコンプレックス結晶ステレオ融点(ステレオコンプレックス結晶に由来するポリ乳酸の融点(Tsc)、以下、単に融点ということがある)の温度差とした。
DSC測定条件:
(I)30℃から260℃に昇温(昇温速度20℃/min)
(II)260℃で1min保持
(III)260℃から30℃まで降温(降温速度20℃/min)
(Iv)上記(I)~(III)を1サイクルとし、これを3回繰り返し3サイクルとする
 ステレオコンプレックス結晶化度(S)は、ポリ乳酸組成物の190℃未満の低温相結晶融解熱(ΔHho)、190℃以上の高温相結晶融解熱(ΔHsc)より下記式(a)により求めた。
 S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)     (a)
(上記式(a)中、ΔHscはDSC測定を行った時のステレオコンプレックス結晶相の融解に対応する190℃以上の結晶融解ピークの結晶融解エンタルピー(J/g)を表し、ΔHhoはDSC測定を行った時のホモ結晶相の融解に対応する190℃未満の結晶融解ピークの結晶融解エンタルピー(J/g)を表す)
 (3)光学純度
 ポリL−乳酸およびポリD−乳酸の光学純度は次のようにして決定した。ポリL−乳酸の場合、これを構成する主たるL−乳酸単位と一部のD−乳酸段位の比率から光学純度を求めた。まず、試料1gに5M水酸ナトリウム5mLとメタノール2.5mLを添加し、40℃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。中和液1mLを25倍に希釈することで濃度を調整した。これを高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて、紫外光UV254nmでのL−乳酸とD−乳酸との検出ピーク面積を測定し、ポリ乳酸重合体を構成するL−乳酸単位の質量比率[L](%)とD−乳酸単位の質量比率[D](%)とをから光学純度(%)を下記式によって算出した。
 なお、HPLC装置として、ポンプ;島津LC−6A、UV検出器;島津SPD−6AV、カラム;SUMICHIRAL OA−5000((株)住化分析センター)を使用し、溶離液には1mM硫酸銅水溶液を用い、流速1.0mL/min、40℃で測定した。
 ポリL−乳酸の光学純度(%)=100×[L]/([L]+[D])
 ポリD−乳酸の光学純度(%)=100×[D]/([L]+[D])
(4)金属換算でのPおよびSn量:
 ICP−AESにより、金属換算でのPおよびSn量を求めた。石英ガラス容器に入れた試料0.5mgに硝酸7mLを加え、PerkinElmer社製Multiwave3000を用い、200Wの出力で5min、続いて500Wの出力で45min処理した。この際、最終反応温度は190℃、内圧は45barであった。得られた試料を純水で50mLにメスアップし、Varian社製VISTA−PROにて発光分析を行った。
 下記の各実施例に使用したポリ乳酸は以下の製造法によって製造した。
[製造例1]ポリ‐L‐乳酸の製造:
 L‐ラクチド((株)武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100質量部に対し、リン系化合物としてオクチル酸スズを0.014質量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、0.095質量部の亜リン酸トリラウリルを添加しその後、13.3Paで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL‐乳酸を得た。
 得られたポリL‐乳酸のMwは19.3万、Thoは176.4℃、金属換算でのP量は得られたポリL‐乳酸100質量部に対して0.00503質量部、金属換算でのSn量は得られたポリL‐乳酸100質量部に対して0.00403質量部、光学純度は99.8%であった。
[製造例2~16]
 ラクチドの種類、リン系化合物の種類、オクチル酸スズ量、リン系化合物量を変えた以外は製造例1と同様の操作を行った。
 得られたポリL‐乳酸またはポリD‐乳酸については表1にまとめた。表中、「DHPA」はジヘキシルホスホノエチルアセテートを指す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
[実施例1]
 製造例1および8で製造したポリL‐乳酸とポリD‐乳酸を50質量部ずつ取り、80℃で5時間乾燥した後、オクタン酸ナトリウムを0.020質量部加えながら、二軸混練機でシリンダー温度270℃、フィード5kg/hで溶融混練した。ついでチップカッターでペレット化し、ポリ乳酸組成物を製造した。
 得られたポリ乳酸組成物について、DSC測定を行った。その結果、ステレオコンプレックス結晶化度(S)は100.0%、ステレオコンプレックス結晶融点Tscは218.0℃、ステレオコンプレックス結晶融点降下温度(ΔTsc)は3.2℃であった。また、Mwは13.9万であった。繊維およびフィルムへの成形性は良好であった。
[実施例2~29]
 使用するポリ乳酸の種類および量、有機酸金属塩または有機金属塩種および量を変えた以外は実施例1と同様の操作を行った。
 得られたポリ乳酸組成物については表2にまとめた。
[実施例30]
 実施例1において、得られたポリ乳酸組成物100質量部を取り、80℃で5時間乾燥した後、カルボジイミド化合物としてビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドを9.0質量部加えながら、二軸混練機でシリンダー温度230℃、フィード5kg/hで溶融混練した。ついでチップカッターでペレット化し、ポリ乳酸組成物を得た。
 得られたポリ乳酸組成物について、DSC測定を行った。その結果、ステレオコンプレックス結晶化度(S)は100.0%、ステレオコンプレックス結晶融点Tscは210.9℃、ステレオコンプレックス結晶融点降下温度(ΔTsc)は1.1℃であった。また、Mwは13.6万であった。
[比較例1~9]
 使用するポリ乳酸の種類および量、有機酸金属塩または有機金属塩種および量を変えた以外は実施例1と同様の操作を行った。
 得られたポリ乳酸組成物については表3にまとめた。なお、表中の「アデカスタブNA−11」とは、2,4,8,10‐テトラ‐tert‐ブチル‐6‐(ソジオオキシ)‐12H‐ジベンゾ[d,g][1,3,3]ジオキサホスホシン6‐オキシドである。「アデカスタブ」は登録商標である。
 本発明により提供されるステレオコンプレックスポリ乳酸組成物は、リン系化合物およびスズ系化合物を含有していても安定性が良好で高耐熱性を有している。したがって、安定性や高耐熱性の要求される種々の射出成型品、フィルム、繊維、各種成形品としての使用が可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008

Claims (14)

  1.  ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)とを含み、下記式(a)
     S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)       (a)
    (上記式(a)中、ΔHscはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックス結晶のエンタルピー(J/g)を表し、ΔHhoはポリ乳酸組成物中のホモ結晶のエンタルピー(J/g)を表す。)
    で定義するステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を含有するポリ乳酸組成物であって、ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)との含有割合は、80/20~20/80(質量比)の範囲にあり、スズ系化合物およびリン系化合物を含み、さらにアルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも一種の金属有機酸金属塩並びに有機金属塩の少なくともいずれか一方を含み、
    有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲にあり、
    有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0の範囲にあり、
    有機金属塩の場合は、リン(P)原子と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲にある、ポリ乳酸組成物。
  2.  前記有機酸金属塩の有機酸が、炭素数2~24の脂肪酸である、請求項1記載のポリ乳酸組成物。
  3.  前記有機酸金属塩の有機酸が、炭素数7~12の芳香族酸である、請求項1記載のポリ乳酸組成物。
  4.  前記有機金属塩が、炭素数1~10の脂肪族アルコキシドおよび炭素数6~15の芳香族アルコキシドからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属アルコキシドである、請求項1記載のポリ乳酸組成物。
  5.  前記スズ系化合物が、オクチル酸スズおよび炭素数が1~10の脂肪族アルコールを構成成分とするスズアルコキシドからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1記載のポリ乳酸組成物。
  6.  リン系化合物が、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸、亜リン酸エステル、リン酸エステルおよびホスホン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも一種のリン化合物である、請求項1記載のポリ乳酸組成物。
  7.  ポリL−乳酸およびポリD−乳酸の合計量を100質量部としたとき、金属換算でのSnが0.02質量部以下であり、かつリン系化合物に由来するリン原子とスズ系化合物に由来するスズ原子の割合(P/Sn)が質量比で0.15~5.0の範囲内である、請求項1~6のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
  8.  ステレオコンプレックス結晶に由来するポリ乳酸組成物の融点(Tsc)が210℃以上であり、かつ下記条件でDSC測定したときの3サイクル測定時のTscと1サイクル測定時のTscの差(ΔTsc)が8℃以下である、請求項1~7のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
    DSC測定条件:
    (i)30℃から260℃に昇温(昇温速度20℃/min)
    (ii)260℃で1min保持
    (iii)260℃から30℃まで降温(降温速度20℃/min)
    (iv)上記(i)~(iii)を1サイクルとし、これを3回繰り返したものを3サイクルとする。
  9.  ステレオコンプレックスポリ乳酸の重量平均分子量(Mw)が10万以上である、請求項1~8のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
  10.  一分子中に1つ以上のカルボジイミド基を含む化合物を、前記ポリ乳酸組成物100質量部に対して0.1~10質量部含有する請求項1~9のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
  11.  有機酸金属塩の有機酸をさらに含む、請求項1~10のいずれかに記載のポリ乳酸組成物。
  12.  請求項1~11のいずれかに記載のポリ乳酸組成物から得られる成形体。
  13.  ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)とを含み、下記式(a)
     S=ΔHsc×100/(ΔHho+ΔHsc)       (a)
    (上記式(a)中、ΔHscはポリ乳酸組成物中のステレオコンプレックス結晶のエンタルピー(J/g)を表し、ΔHhoはポリ乳酸組成物中のホモ結晶のエンタルピー(J/g)を表す。)
    で定義するステレオコンプレックス結晶化度(S)が90%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を含有し、ポリL−乳酸(A)とポリD−乳酸(B)との含有割合は、80/20~20/80(質量比)の範囲にあるポリ乳酸組成物を製造する方法において、少なくとも下記工程を含む、ポリ乳酸組成物の製造方法。
    (i)ポリL−乳酸(A)、ポリD−乳酸(B)、スズ系化合物およびリン系化合物を含む混合物を準備する工程、
    (ii)(i)の混合物に、アルカリ金属およびアルカリ土類から選ばれる少なくとも一種の有機酸金属塩並びに有機金属塩の少なくともいずれか一方を、下記条件を満たすように添加する工程、
    有機酸金属塩の金属種がアルカリ金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.5~1.5の範囲にあり、
    有機酸金属塩の金属種がアルカリ土類金属の場合は、リン(P)原子と有機酸金属塩との割合(モル比)が0.1~1.0の範囲にあり、
    有機金属塩の場合は、リン(P)原子と有機金属塩との割合(モル比)が0.5~2.2の範囲にある
    (iii)(ii)の工程についで、260~300℃の温度にて溶融混練する工程
  14.  (i)の工程において、リン系化合物に由来するリン原子とスズ系化合物に由来するスズ原子の割合(P/Sn)が質量比で0.15~5.0の範囲内である、請求項13に記載のポリ乳酸組成物の製造方法。
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