説明

ステレオコンプレックスポリ乳酸を含有する樹脂組成物および成形品

【課題】 本発明は、ステレオコンプレックスポリ乳酸を含有し、成形加工性に優れ、高結晶性で、高融点の樹脂組成物、その製造方法および成形品を提供することにある。
【解決手段】 本発明は、(A)L−乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であるポリ乳酸単位Aおよび(B)D―乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であるポリ乳酸単位Bからなり、(A)と(B)との重量比が10:90〜90:10の範囲にあり、重量平均分子量が5万〜50万であり、示差走査熱量計(DSC)測定において、昇温過程における融解ピークのうち、200℃以上の融解ピークの割合が80%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を40〜98重量部、並びに(C)フィラーを2〜60重量部、
含有する樹脂組成物、その製造方法および成形品である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステレオコンプレックスポリ乳酸を含有する樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、耐熱性が改善された樹脂組成物および該樹脂組成物からなる成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境保全の観点から、植物由来の樹脂が注目を集めている。特に、ポリ乳酸は生分解性樹脂でもあり、これらの中でもっとも耐熱性が高い樹脂であり、有用性がある。しかし、環境に負担をかけない生分解性樹脂として注目を集めている一方、耐熱性に問題がある。
ポリ乳酸樹脂のガラス転移温度は約60℃と低く、これを超える温度では軟化するため、高温環境下での使用では変形し、耐熱性が必要である用途には利用が困難であった。
耐熱性の課題を解決するために、ポリ乳酸樹脂、ポリアセタール樹脂および強化材を含有する組成物が提案されている(特許文献1参照)。しかし、その成形品の熱変形温度は100〜150℃程度であり、耐熱性はまだ十分ではない。
【特許文献1】特開2003−286402号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、高分子量で、高結晶性で、高融点のステレオコンプレックスポリ乳酸およびフィラーを含有する、成形性および耐熱性に優れた樹脂組成物を提供することにある。また本発明は、該樹脂組成物の製造方法を提供することにある。さらに本発明は、該樹脂組成物からなり、耐熱変形性に優れた成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者は、主としてL−乳酸単位からなる特定の結晶性ポリマー、主としてD−乳酸単位からなる特定の結晶性ポリマーおよびフィラーを、特定の割合で共存させ、従来にない高温で熱処理することにより、耐熱性に優れた樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、(A)L−乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、D−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であるポリ乳酸単位Aおよび
(B)D―乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、L−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であるポリ乳酸単位Bからなり、
(A)と(B)との重量比が10:90〜90:10の範囲にあり、重量平均分子量が5万〜50万であり、示差走査熱量計(DSC)測定において、昇温過程における融解ピークのうち、200℃以上の融解ピークの割合が80%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を40〜98重量部、
並びに
(C)フィラーを2〜60重量部、
含有する樹脂組成物である。
【0005】
また本発明は、(A)L−乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、D−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であり、融点が140〜180℃である結晶性ポリマーA、
(B)D―乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、L−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であり、融点が140〜180℃である結晶性ポリマーB、および
(C)フィラーを、
(A)と(B)との重量比が10:90〜90:10の範囲で、かつ(A)、(B)および(C)の合計を100重量部としたとき、(A)および(B)の合計が40〜98重量部、(C)が2〜60重量部の割合で共存させ、245〜300℃で熱処理することを特徴とする樹脂組成物の製造方法である。
さらに本発明は、前記樹脂組成物からなる成形品を包含する。
【発明の効果】
【0006】
本発明の樹脂組成物は、成形加工性に優れ、耐熱性に優れる。本発明の製造方法によれば、該樹脂組成物を得ることができる。また本発明の成形品は耐熱変形性に優れ、高耐熱品関連の用途に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明について詳細に説明する。
<樹脂組成物>
(ステレオコンプレックスポリ乳酸)
本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸単位Aおよびポリ乳酸単位Bからなるステレオコンプレックスポリ乳酸を含有する。ポリ乳酸単位Aおよびポリ乳酸単位Bは、下記式で表わされるL−乳酸単位またはD−乳酸単位から主としてなる。
【0008】
【化1】

【0009】
ポリ乳酸単位Aは、主としてL−乳酸単位から構成される。D−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位を含んでいてもよい。L−乳酸単位は、90モル%以上100モル%以下である。好ましくは92モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下である。またD−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位は、0モル%以上10モル%以下である。好ましくは0モル%以上8モル%以下、より好ましくは0モル%以上5モル%以下である。
【0010】
ポリ乳酸単位Bは、D−乳酸単位と、L−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位とから構成される。D−乳酸単位は、90モル%以上100モル%以下である。好ましくは92モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下である。またL−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位は、0モル%以上10モル%以下である。好ましくは0モル%以上8モル%以下、より好ましくは0モル%以上5モル%以下である。
【0011】
ポリ乳酸単位(A)および(B)における共重合成分単位は、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を単独、もしくは混合して用いることができる。
【0012】
ジカルボン酸としては、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が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、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸等が挙げられる。ラクトンとしては、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。
【0013】
ステレオコンプレックスポリ乳酸は、その末端基に各種の末端封止が施されたものを用いてもよい。このような末端封止基としては、アセチル基、エステル基、エーテル基、アミド基、ウレタン基、などを例示することが出来る。
ステレオコンプレックスポリ乳酸は、樹脂組成物の熱安定性を損ねない範囲で重合に関わる触媒を含有していてもよい。このような触媒としては、各種のスズ化合物、チタン化合物、カルシウム化合物、有機酸類、無機酸類などを上げることが出来、さらに同時にこれらを不活性化する安定剤を共存させていてもよい。
【0014】
ポリ乳酸単位Aとポリ乳酸単位Bとの重量比は、10:90〜90:10である。25:75〜75:25であることが好ましく、さらに好ましくは40:60〜60:40である。特に好ましくは50:50である。
【0015】
ステレオコンプレックスポリ乳酸中の、L−乳酸単位とD−乳酸単位とのモル比は、20:80から80:20の範囲で任意に設定することが出来るが、好ましくは25:75から75:25、より好ましくは40:60から60:40である。この比率の範囲であれば、高融点のステレオコンプレックスポリ乳酸を製造できるが、この比率が50:50からずれるほどステレオコンプレックスポリ乳酸の結晶性が損なわれるので好ましくない。
【0016】
ステレオコンプレックスポリ乳酸の分子量および分子量分布は、実質的に成形可能であれば、特に限定されるものではないが、重量平均分子量は、5万〜50万である。より好ましくは7万〜30万である。重量平均分子量は溶離液にクロロホルムを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量値である。
【0017】
本発明の樹脂組成物においては、示差走査熱量計(DSC)測定の昇温過程において、低温(140〜180℃)および高温(200℃以上)の融解ピークの2つ、あるいは高温の融解ピークのみが観測される。本発明の樹脂組成物における、DSC測定の昇温過程の200℃以上の融解ピークの割合は80%以上、好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、もっとも好ましいのは100%である。この融解ピークは、ステレオコンプレックスポリ乳酸に由来する。
【0018】
高温融解ピークの融点は、200〜250℃の範囲、より好ましくは200〜230℃の範囲である。200℃以上の融解ピークのステレオコンプレックスポリ乳酸の重量当たりの融解エンタルピーは、好ましくは25J以上、より好ましくは30J以上である。40J以上であることが特に好ましい。
【0019】
樹脂組成物中のステレオコンプレックスポリ乳酸の割合は、ステレオコンプレックスポリ乳酸とフィラー(C)との合計を100重量部としたとき、40〜98重量部、好ましくは50〜95重量部、さらに好ましくは、60〜93重量部である。
【0020】
(フィラー)
フィラーは無機フィラーまたは有機フィラーが好ましい。無機フィラーとして、ガラス繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、マグネシウム系ウィスカー、珪素系ウィスカー、ワラステナイト、セピオライト、ゾノライト、エレスタダイト、石膏繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、ガラスフレーク、非膨潤性雲母、グラファイト、金属箔、タルク、クレイ、マイカ、セリサイト、ベントナイト、カオリン、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、水酸化マグネシウム、石膏およびドーソナイト等が挙げられる。
【0021】
また有機フィラーとして、パラ型アラミド繊維、ポリアゾール繊維、ポリアリレート、ポリオキシ安息香酸ウィスカー、ポリオキシナフトイルウィスカーおよびセルロースウィスカー等が挙げられる。
これらのフィラーは、繊維状、板状または針状のものを用いることができる。これらのフィラーの中で、繊維状の無機フィラーが好ましく、特にガラス繊維が好ましい。
【0022】
また、フィラーのアスペクト比は5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましい。特に好ましいのは100以上である。アスペクト比とは、繊維状フィラーの場合は、繊維長を繊維直径で除したもので、板状の場合は、長周期方向の長さを厚さで除したものを指す。フィラーの弾性率は、50GPa以上であることが好ましい。
【0023】
フィラーは、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂で被覆または集束処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤などで処理、または各種有機物で修飾処理されていてもよい。フィラーは一種類で用いても、2種以上併用しても構わない。
【0024】
樹脂組成物中のフィラーの割合は、ステレオコンプレックスポリ乳酸とフィラー(C)との合計を100重量部としたとき、2〜60重量部、好ましくは5〜50重量部、より好ましは、7〜40重量部である。
樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、上記で列記したフィラー以外の通常の添加剤、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、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の1種あるいは2種以上を含有することができる。
また、樹脂組成物に対して、本発明の目的を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、軟質熱可塑性樹脂などの少なくても一種以上をさらに添加することもできる。
【0025】
<樹脂組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物は、結晶性ポリマーA、Bおよびフィラーを所定の重量比で共存させ、245〜300℃で熱処理して製造することができる。
【0026】
(結晶性ポリマーA)
結晶性ポリマーAは、主としてL−乳酸単位から構成される。D−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位を含んでいてもよい。L−乳酸単位は、90モル%以上100モル%以下である。好ましくは92モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下である。またD−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位は、0モル%以上10モル%以下である。好ましくは0モル%以上8モル%以下、より好ましくは0モル%以上5モル%以下である。
【0027】
乳酸以外の共重合成分単位は、前述の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を単独、もしくは混合して用いることができる。
結晶性ポリマーAの融点は、140〜180℃、好ましくは150〜176℃である。結晶性ポリマーAの重量平均分子量は、好ましくは5万〜50万、より好ましくは7万〜30万、さらに好ましくは10万〜25万である。
【0028】
(結晶性ポリマーB)
結晶性ポリマーBは、主としてD−乳酸単位から構成される。L−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位を含んでいてもよい。D−乳酸単位は、90モル%以上100モル%以下である。好ましくは92モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下である。またL−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位は、0モル%以上10モル%以下である。好ましくは0モル%以上8モル%以下、より好ましくは0モル%以上5モル%以下である。
【0029】
乳酸以外の共重合成分単位は、前述の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を単独、もしくは混合して用いることができる。
【0030】
結晶性ポリマーBの融点は、140〜180℃、好ましくは150〜176℃のである。結晶性ポリマーBの重量平均分子量は、5万〜50万である。好ましくは7万〜30万、より好ましくは10万〜25万である。この範囲であれば、樹脂組成物となった場合にも高融点の結晶を形成し、さらにその結晶化度も高くなるので好ましい。
結晶性ポリマーAおよびBは、その末端基に各種の末端封止が施されたものを用いてもよい。このような末端封止基としては、アセチル基、エステル基、エーテル基、アミド基、ウレタン基、などを例示することが出来る。
結晶性ポリマーAおよびBは、樹脂の熱安定性を損ねない範囲で重合に関わる触媒を含有していてもよい。このような触媒としては、各種のスズ化合物、チタン化合物、カルシウム化合物、有機酸類、無機酸類などを上げることが出来、さらに同時にこれらを不活性化する安定剤を共存させていてもよい。
結晶性ポリマーAおよびBは、既知の任意のポリ乳酸の重合方法により製造することができ、例えばラクチドの開環重合、乳酸の脱水縮合、およびこれらと固相重合を組み合わせた方法などにより製造することができる。
結晶性ポリマーAとBとの割合は、重量比で、10:90〜90:10であるが、好ましくは25:75〜75:25でり、さらに好ましくは40:60〜60:40である。一方の重量比が10未満、90を超えると、ホモ結晶化が優先してしまい、ステレオコンプレックスを形成し難くなるので好ましくない。
【0031】
(フィラー)
フィラーは、前述の無機フィラーまたは有機フィラーが好ましい。フィラーの配合量は、ポリマーA、Bおよびフィラーの合計を100重量部としたとき、2〜60重量部が好ましく、5〜50重量部がさらに好ましく、特に好ましいのは、7〜40重量部である。2重量部未満では、フィラーの効果が不十分であるので好ましくない。60重量部を超えると、フィラーが多すぎて、成形品を得るのが難しくなるため、好ましくない。
【0032】
本発明方法においては、結晶性ポリマーA、B、フィラーの他に、必要に応じてその他の添加剤を所定の重量比で共存させることもできる。
【0033】
(熱処理)
熱処理は、結晶性ポリマーA、Bおよびフィラーを共存させ、245〜300℃で維持することにより行う。熱処理の温度は好ましくは250〜280℃である。300℃を超えると、分解反応を抑制するのが難しくなるので好ましくない。熱処理の時間は結晶性ポリマーA、Bおよびフィラーが混合さる時間があれば良く、特に限定されるものではないが、0.2〜60分、好ましくは1〜20分である。熱処理時の雰囲気は、常圧の空気雰囲気下あるいは不活性雰囲気下、または減圧のいずれも適用可能である。
【0034】
熱処理は、結晶性ポリマーA、Bおよびフィラーの所定量を溶融混練することによって行なうことが出来る。また、結晶性ポリマーA、Bのいずれか一方を溶融させた後に、残る一方とフィラーを加えて混練し、混合することによって行なうことができる。
また溶融混練は、所定のサイズの結晶性ポリマーA、Bの粉体あるいはチップと、フィラーとを混合した後に溶融することによって行なうことが出来る。結晶性ポリマーAおよびBの粉体あるいはチップの大きさは、結晶性ポリマーAおよびBの粉体あるいはチップおよびフィラーが混合されれば、特に限定されるものではないが、3mm以下が好ましく、さらには1から0.25mmのサイズであることが好ましい。
【0035】
溶融混合する場合、粉体あるいはチップの大きさに関係なく、ステレオコンプレックス結晶を形成するが、粉体あるいはチップを混合した後に単に溶融する場合、粉体あるいはチップの直径が3mmを超える大きさになると、ホモ結晶も晶析するので好ましくない。
また熱処理は、結晶性ポリマーA、Bおよびフィラーを溶媒の存在下で混合した後、加熱し溶媒を除く方法により行うことができる。この場合には、ポリマーAおよびBを別々に溶媒に溶解した溶液を調製し両者を混合した後、フィラーを分散させるか、ポリマーAおよびBを一緒に溶媒に溶解させ混合し、フィラーを分散することにより行うことが好ましい。
【0036】
溶媒は、結晶性ポリマーAおよびBが溶解し、かつフィラーが溶解しないものであれば、特に限定されるものではないが、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、ヘキサフルオロイソプロパノール等の単独あるいは2種以上混合したものが好ましい。
加熱により溶媒を除去する方法は、溶媒の蒸発の後、無溶媒の状態で加熱し熱処理することができる。溶媒の蒸発後における熱処理の昇温速度は、長時間、熱処理をすると分解する可能性があるので短時間で行うのが好ましいが特に限定されるものではない。
【0037】
本発明方法において、結晶性ポリマーA、Bおよびフィラーを混合するために用いる混合装置としては、溶融によって混合する場合にはバッチ式の攪拌翼がついた反応器、連続式の反応器のほか、二軸あるいは一軸のエクストルーダー、粉体で混合する場合にはタンブラー式の粉体混合器、連続式の粉体混合器、各種のミリング装置などを好適に用いることができる。
【0038】
熱処理に用いる装置は特に限定されるものではないが、たとえば、バッチ式の反応器、連続式の反応器、二軸あるいは一軸のエクストルーダーなど、またはプレス機、流管式の押し出し機を用いて、成形しながら処理する方法をとることが出来る。
【0039】
<成形品>
本発明の樹脂組成物を用いて、射出成形品、押出成形品、真空圧空成形品、ブロー成形品、フィルム、シート不織布、繊維、布、他の材料との複合体、農業用資材、漁業用資材、土木・建築用資材、文具、医療用品またはその他の成形品を得ることができる。成形は常法により行うことができる。
【0040】
本発明の樹脂組成物からなる成形品のDSC測定において、ステレオコンプレックスポリ乳酸の重量当たりの、昇温過程の結晶化ピークの結晶化エンタルピーは20J以下であることが好ましい。さらに好ましくは10J以下である。もっとも好ましくは0Jである。ステレオコンプレックスポリ乳酸の重量当たりの結晶化エンタルピーが20Jを超えると、成形品が変形しやすくなり好ましくない。
また、本発明の成形品は、耐熱性の指標である高荷重の熱変形温度が、好ましくは160℃以上であり、より好ましくは165℃以上、さらに好ましくは170℃以上である。
【0041】
成形品は、本発明の樹脂組成物を射出成形、押出成形、真空圧空成形、ブロー成形などの各種成形方法により成形することにより製造することができる。射出成形する場合の金型温度として、結晶化の観点から、30〜145℃以下が好ましく、60〜140℃がさらに好ましく、特に好ましいのは80〜130℃以下である。温度が高すぎる場合、試験片が変形してしなうため好ましくない。
【実施例】
【0042】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何等限定を受けるものではない。また実施例中における各値は下記の方法で求めた。
(1)還元粘度:
ポリマー0.12gを10mLのテトラクロロエタン/フェノール(容量比1/1)に溶解し、35℃における還元粘度(mL/g)を測定した。
(2)重量平均分子量(Mw):
ポリマーの重量平均分子量はGPC(カラム温度40℃、クロロホルム)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
(3)結晶化点、融点、結晶化エンタルピー、融解エンタルピーおよび205℃以上の融解ピークの割合:
DSCを用いて、窒素雰囲気下、昇温速度20℃/分で測定し、結晶化点(Tc)、融点(Tm)、結晶化エンタルピー(ΔHc)および融解エンタルピー(ΔHm)を求めた。
【0043】
200℃以上の融解ピークの割合(%)は、200℃以上(高温)の融解ピーク面積と140〜180℃(低温)融解ピーク面積から以下の式により算出した。
200以上(%)=A200以上/(A200以上+A140〜180)×100
200以上:200℃以上の融解ピークの割合
200以上:200℃以上の融解ピーク面積
140〜180:140〜180℃の融解ピーク面積
(4)単位樹脂の重量あたりの結晶化エンタルピーおよび融解エンタルピーの算出:
DSCを用いて、窒素雰囲気下、昇温速度20℃/分で測定し、結晶化エンタルピー(ΔHc)および融解エンタルピー(ΔHm)を求めた。ΔHcおよびΔHmをステレオコンプレックスポリ乳酸重量で除したものを単位樹脂重量あたりの融解エンタルピーとする。
(5)熱変形温度(HDT):
熱変形温度の測定はASTM法D648に準じて、荷重1.82MPaで行った。
(6)引張りおよび曲げ試験:
ASTM法D638に準じて引張り試験を、ASTM法D790に準じて曲げ試験を行った。
【0044】
(製造例1:ポリマーAの製造)
L−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所)3000gをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール4.07g、触媒としてオクチル酸スズ0.225gを加え、190℃、2時間、重合を行い、ポリマーを得た。このポリマーを7%5N塩酸のアセトン溶液で洗浄し、触媒を除去し、ポリマーAを得た。ポリマーAの還元粘度は2.75(mL/g)、重量平均分子量17万であった。融点(Tm)は176℃であった。結晶化点(Tc)は138℃であった。
【0045】
(製造例2:ポリマーAの製造)
L−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所)2925gとD−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所)75gをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール4.07g、触媒としてオクチル酸スズ0.225gを加え、190℃、2時間、重合を行い、ポリマーを得た。このポリマーを7%5N塩酸のアセトン溶液で洗浄し、触媒を除去し、ポリマーA2を得た。得られたポリマーA2の還元粘度は2.94(mL/g)、重量平均分子量19万であった。融点(Tm)は159℃であった。結晶化点(Tc)は132℃であった。
【0046】
(製造例3:ポリマーBの製造)
D−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所)3000gをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール5.90g、触媒としてオクチル酸スズ0.225gを加え、190℃、2時間、重合を行い、ポリマーを得た。このポリマーを7%5N塩酸のアセトン溶液で洗浄し、触媒を除去し、ポリマーBを得た。得られたポリマーBの還元粘度は3.28(mL/g)、重量平均分子量20万であった。融点(Tm)は177℃であった。結晶化点(Tc)は134℃であった。
【0047】
(製造例4:ポリマーBの製造)
L−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所)75g、D−ラクチド(株式会社武蔵野化学研究所)2925gをフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール5.90g、触媒としてオクチル酸スズ0.225gを加え、190℃、2時間、重合を行い、ポリマーを得た。このポリマーを7%5N塩酸のアセトン溶液で洗浄し、触媒を除去し、ポリマーB2を得た。得られたポリマーB2の還元粘度は3.20(mL/g)、重量平均分子量20万であった。融点(Tm)は161℃であった。結晶化点(Tc)は132℃であった。
【0048】
<実施例1>
ポリマーA、ポリマーB、およびガラス繊維(旭ガラスファイバー製、繊維直径10μm、繊維長3mm)を表2で示した割合で混合し、射出成形機内に投入し、溶融温度260℃で溶融混練して、金型温度30℃にて型締めし、樹脂組成物の成形品を得た。この成形品を140℃にて、結晶化させた。
得られた成形品の重量平均分子量は10万であった。この樹脂についてDSC測定を行った。その結果、DSCチャートには、融点217℃の融解ピークが観測され、その樹脂重量あたりの融解エンタルピーは51Jであった。140〜180℃の融解ピークはわずかに観測され、200℃以上の融解ピークの割合(R200以上)は98%であった。結晶化ピークは観測されなかった。熱変形温度は204℃であり、膨潤は見られなかった。この成形品のDSCチャートを図1に示す。
【0049】
<実施例2>
ポリマーA、ポリマーB、およびガラス繊維(旭ガラスファイバー製、繊維直径10μm、繊維長3mm)を表2で示した割合で混合し、射出成形機内に投入し、溶融温度260℃で溶融混練して、金型温度100℃にて型締めし、樹脂組成物の成形品を得た。
得られた成形品の重量平均分子量は8万であった。この樹脂についてDSC測定を行った。その結果、DSCチャートには、融点214℃の融解ピークが観測され、その樹脂重量あたりの融解エンタルピーは58Jであった。200℃以上の融解ピークの割合(R200以上)は98%であった。結晶化ピークは観測されなかった。熱変形温度は208℃であり、膨潤は見られなかった。この成形品の引張り強度は123MPa、曲げ弾性率は7728MPaであった。
【0050】
<実施例3>
ポリマーBおよびポリマーAを用いる以外は実施例2と同様な操作を行った。
得られた成形品の重量平均分子量は7万であった。この成形品についてDSCの測定を行った。その結果、DSCチャートには、融点205℃の融解ピークが観測され、その樹脂重量あたりの融解エンタルピーは45Jであった。結晶化ピークはわずかに観測され、結晶温度は91℃で、その樹脂重量あたりの結晶化エンタルピーは5Jであった。200度以上の融解ピークの割合(R200以上)は97%であった。熱変形温度は165℃であり、膨潤は見られなかった。
【0051】
<実施例4>
ポリマーAおよびポリマーBを用いる以外は実施例2と同様な操作を行った。
得られた成形品の重量平均分子量は6万であった。
この成形品についてDSCの測定を行った。その結果、DSCチャートには、融点215℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは51J/gであった。140〜180℃の融解ピークはわずかに観測された。200℃以上の融解ピークの割合(R200以上)は96%であった。結晶化ピークはわずかに観測され、結晶温度は100℃で、その樹脂重量あたりの結晶化エンタルピーは3Jであった。熱変形温度は189℃であり、膨潤は見られなかった。
【0052】
<実施例5>
ポリマーAおよびポリマーBを用いる以外は実施例2と同様な操作を行った。
得られた成形品の重量平均分子量は14万であった。
この成形品についてDSCの測定を行った。その結果、DSCチャートには、融点212℃の融解ピークが観測され、その融解エンタルピーは40J/gであった。140〜180℃の融解ピークはわずかに観測された。200℃以上の融解ピークの割合(R200以上)は86%であった。結晶化ピークはわずかに観測され、結晶温度は106℃で、その樹脂重量あたりの結晶化エンタルピーは17Jであった。熱変形温度は191℃であり、膨潤は見られなかった。
【0053】
<比較例1>
ポリマーAおよびポリマーBを表2で示した割合で混合し、射出成形機内に投入し、溶融温度260℃で溶融混練して、金型温度100℃にて型締めし、樹脂組成物の成形品を得た。
得られた成形品の重量平均分子量は11万であった。DSCチャートには、融点218℃の融解ピークが観測され、その樹脂重量あたりの融解エンタルピーは51Jであった。200℃以上の融解ピークの割合(R200以上)は100%であった。結晶化ピークは観測されなかった。熱変形温度は55℃であり、実施例1〜4に比べ、非常に低い数値であった。
【0054】
<比較例2>
ポリマーAおよびガラス繊維(旭ガラスファイバー製、繊維直径10μm、繊維長3mm)を表2で示した割合で混合し、射出成形機内に投入し、溶融温度240℃で溶融混練して、金型温度100℃にて型締めし、樹脂組成物の成形品を得た。
得られた成形品の重量平均分子量は12万であった。熱変形温度は159℃であり、実施例1〜4に比べ、低い数値であった。160℃以上では膨潤し、変形していた。
【表1】

【表2】

【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明の樹脂組成物は、耐熱性が要求される分野への利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】実施例1で得られた樹脂組成物のDSCチャート図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)L−乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、D−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であるポリ乳酸単位Aおよび
(B)D―乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、L−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であるポリ乳酸単位Bからなり、
(A)と(B)との重量比が10:90〜90:10の範囲にあり、重量平均分子量が5万〜50万であり、示差走査熱量計(DSC)測定において、昇温過程における融解ピークのうち、200℃以上の融解ピークの割合が80%以上であるステレオコンプレックスポリ乳酸を40〜98重量部、
並びに
(C)フィラーを2〜60重量部、
含有する樹脂組成物。
【請求項2】
フィラーのアスペクト比が、5以上である請求項1記載の樹脂組成物。
【請求項3】
フィラーの弾性率が、50GPa以上である請求項1または2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
フィラーが、無機フィラーである請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
フィラーが、有機フィラーである請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
無機フィラーが、ガラス繊維である請求項4記載の樹脂組成物。
【請求項7】
(A)L−乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、D−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であり、融点が140〜180℃である結晶性ポリマーA、
(B)D―乳酸単位が90モル%以上100モル%以下であり、L−乳酸単位および/または乳酸以外の共重合成分単位が0モル%以上10モル%以下であり、融点が140〜180℃である結晶性ポリマーB、および
(C)フィラーを、
(A)と(B)との重量比が10:90〜90:10の範囲で、かつ(A)、(B)および(C)の合計を100重量部としたとき、(A)および(B)の合計が40〜98重量部、(C)が2〜60重量部の割合で共存させ、245〜300℃で熱処理することを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
【請求項8】
請求項1記載の樹脂組成物からなる成形品。
【請求項9】
金型温度30〜145℃で射出成形された請求項8記載の成形品。
【請求項10】
熱変形温度が160℃以上である請求項8記載の成形品。
【請求項11】
示差走査熱量計(DSC)測定において、昇温過程における結晶化ピークの(A)および(B)の重量あたりの結晶化エンタルピーが20J以下である請求項8記載の成形品。

【図1】
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【公開番号】特開2006−265486(P2006−265486A)
【公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−89274(P2005−89274)
【出願日】平成17年3月25日(2005.3.25)
【出願人】(000003001)帝人株式会社 (1,209)
【出願人】(390022301)株式会社武蔵野化学研究所 (63)
【出願人】(303066965)株式会社ミューチュアル (33)
【出願人】(503313454)
【Fターム(参考)】