JP2014047234A - Polylactic acid resin composition - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた透明性を有し、かつ、強度と可撓性を両立するポリ乳酸樹脂組成物、及び該組成物の製造方法を提供すること。
【解決手段】ポリ乳酸樹脂と微細化された層状複水酸化物含有組成物とを含有するポリ乳酸樹脂組成物であって、前記微細化された層状複水酸化物含有組成物が、アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化する工程を有する方法により得られたものである、ポリ乳酸樹脂組成物。
【選択図】なしTo provide a polylactic acid resin composition having excellent transparency and having both strength and flexibility, and a method for producing the composition.
A polylactic acid resin composition comprising a polylactic acid resin and a refined layered double hydroxide-containing composition, wherein the refined layered double hydroxide-containing composition comprises an alkyl phosphorus. A polylactic acid resin composition obtained by a method comprising a step of refining a layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of acid esters and salts thereof in the presence of a plasticizer object.
[Selection figure] None
Description
本発明は、ポリ乳酸樹脂組成物に関する。更に詳しくは、日用雑貨品、家電部品、自動車部品等として好適に使用し得るポリ乳酸樹脂組成物、及び該組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a polylactic acid resin composition. More specifically, the present invention relates to a polylactic acid resin composition that can be suitably used as household goods, home appliance parts, automobile parts, and the like, and a method for producing the composition.
ポリ乳酸樹脂は、原料となるL−乳酸がトウモロコシ、芋等から抽出した糖分を用いて発酵法により生産されるため安価であること、原料が植物由来であるために二酸化炭素排出量が極めて少ないこと、また樹脂の特性として剛性が強く透明性が高いことが利点として挙げられる。よって、現在その利用が期待され、より優れた剛性や透明性を有するポリ乳酸樹脂の開発が進められている。 Polylactic acid resin is inexpensive because L-lactic acid as a raw material is produced by fermentation using sugar extracted from corn, straw, etc., and the carbon dioxide emission is extremely low because the raw material is derived from plants. In addition, as a characteristic of the resin, it has an advantage that the rigidity is strong and the transparency is high. Therefore, it is currently expected to be used, and development of polylactic acid resin having higher rigidity and transparency is being promoted.
例えば、特許文献1では、有機アンモニウム化合物で処理したカチオン交換性層状粘土鉱物をポリエステル樹脂等に添加すると、混合時に有機アンモニウム化合物と樹脂との反応が生じて、樹脂が低分子量化するという問題があったため、アニオン交換性層状粘土鉱物を樹脂に添加して、弾性率などの力学特性を改良する方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, when a cation exchange layered clay mineral treated with an organic ammonium compound is added to a polyester resin or the like, a reaction between the organic ammonium compound and the resin occurs during mixing, and the resin has a low molecular weight. Therefore, a method for improving mechanical properties such as elastic modulus by adding anion exchange layered clay mineral to a resin is disclosed.
特許文献2には、少量の添加によってポリエステル樹脂の機械的特性を向上させることができる樹脂添加用フィラーとして、ハイドロタルサイト様化合物の中間層のイオンとイオン交換・吸着性を有する有機試薬とをイオン交換することにより形成させた有機化ハイドロタルサイト様化合物が開示されている。 In Patent Document 2, as a filler for resin addition that can improve the mechanical properties of a polyester resin by adding a small amount, an intermediate layer of a hydrotalcite-like compound and an organic reagent having ion exchange / adsorption properties are used. An organic hydrotalcite-like compound formed by ion exchange is disclosed.
また、特許文献3には、ジメチルスルホキシド(DMSO)やエタノール等で層状ケイ酸塩を前処理し、その後、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等の有機材料でインターカレートして得られたナノコンポジットが開示されている。 Patent Document 3 discloses a nanocomposite obtained by pretreating a layered silicate with dimethyl sulfoxide (DMSO), ethanol or the like and then intercalating with an organic material such as hexadecyltrimethylammonium bromide. Has been.
特許文献4には、ポリ乳酸に塩基性酸化物を含有させると、色相および耐湿熱安定性に優れ、悪臭がほとんどない組成物が得られると報告されている。塩基性酸化物の好適例としてハイドロタルサイトが例示され、また、塩基性酸化物は、シリカ、アルミナ等の触媒担体として使用される不活性担体上に担持して使用することもできると記載されている。 Patent Document 4 reports that when a basic oxide is contained in polylactic acid, a composition excellent in hue and moist heat resistance and having almost no foul odor can be obtained. Hydrotalcite is exemplified as a preferred example of the basic oxide, and it is also described that the basic oxide can be supported on an inert carrier used as a catalyst carrier such as silica and alumina. ing.
特許文献5には、リン酸エステル金属塩と塩基性無機アルミニウム化合物をポリ乳酸樹脂に添加して引張り強度、衝撃強度及び耐熱性を改善する方法が開示されている。前記リン酸エステル金属塩としては、特定の芳香族有機リン酸の金属塩が開示されている。また、塩基性無機アルミニウム化合物としては、ハイドロタルサイトが好適例として挙げられ、その表面は高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、有機スルホン酸金属塩、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸エステル又はワックスで被覆してもよいと記載されている。そして、これらのリン酸エステル金属塩と塩基性無機アルミニウム化合物は、ポリ乳酸樹脂等の原料とドライブレンド後、混練してペレットを得ている。 Patent Document 5 discloses a method for improving tensile strength, impact strength, and heat resistance by adding a phosphate metal salt and a basic inorganic aluminum compound to a polylactic acid resin. As the phosphoric acid ester metal salt, a metal salt of a specific aromatic organic phosphoric acid is disclosed. In addition, as a preferable example of the basic inorganic aluminum compound, hydrotalcite can be cited as a preferred example, and the surface thereof is coated with higher fatty acid, higher fatty acid metal salt, organic sulfonic acid metal salt, higher fatty acid amide, higher fatty acid ester or wax. It is also described as good. These phosphate metal salt and basic inorganic aluminum compound are dry blended with a raw material such as polylactic acid resin and then kneaded to obtain pellets.
従来技術に拠って、ポリ乳酸樹脂に、ハイドロタルサイト等の層状化合物、また、該層状化合物に有機化や担体保持等の処理を施したものを配合し、ポリ乳酸樹脂組成物の強度や耐加水分解性、耐熱性を向上させることは可能となる。しかし、ポリ乳酸樹脂組成物は自動車用途や食品容器等のより広範な用途に使用することが期待されており、優れた透明性を有し、かつ、強度と可撓性を両立する、さらなるポリ乳酸樹脂組成物が望まれている。 In accordance with the prior art, a polylactic acid resin is blended with a layered compound such as hydrotalcite, and the layered compound is subjected to treatments such as organication and carrier retention, so that the strength and resistance of the polylactic acid resin composition are increased. It becomes possible to improve hydrolyzability and heat resistance. However, the polylactic acid resin composition is expected to be used in a wider range of applications such as automobile applications and food containers, and has an excellent transparency and has both strength and flexibility. A lactic acid resin composition is desired.
本発明の課題は、優れた透明性を有し、かつ、強度と可撓性を両立するポリ乳酸樹脂組成物、及び該組成物の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polylactic acid resin composition having excellent transparency and having both strength and flexibility, and a method for producing the composition.
本発明者らは前記課題を鋭意検討した結果、ポリ乳酸樹脂に、可塑剤の存在下で微細化処理を施した層状複水酸化物を配合することで、得られるポリ乳酸樹脂組成物が優れた透明性を有し、かつ、強度と可撓性を両立することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have obtained an excellent polylactic acid resin composition obtained by blending a polylactic acid resin with a layered double hydroxide that has been refined in the presence of a plasticizer. The present invention has been completed by finding that it has excellent transparency and has both strength and flexibility.
即ち、本発明は、ポリ乳酸樹脂と微細化された層状複水酸化物含有組成物とを含有するポリ乳酸樹脂組成物であって、前記微細化された層状複水酸化物含有組成物が、アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化する工程を有する方法により得られたものである、ポリ乳酸樹脂組成物に関する。 That is, the present invention is a polylactic acid resin composition containing a polylactic acid resin and a refined layered double hydroxide-containing composition, wherein the refined layered double hydroxide-containing composition comprises: Polylactic acid obtained by a method comprising a step of refining a layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of alkyl phosphate esters and salts thereof in the presence of a plasticizer The present invention relates to a resin composition.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、優れた透明性を有し、かつ、強度と可撓性を両立するという優れた効果を奏するものである。 The polylactic acid resin composition of the present invention has an excellent effect of having excellent transparency and achieving both strength and flexibility.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂に、アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化する工程を有する方法により得られた層状複水酸化物含有組成物を含有させることに大きな特徴を有する。ここで、有機化とは、層状複水酸化物の対イオンの一部または全てをアルキル基を有するアニオン性基で置換することを指す。 In the polylactic acid resin composition of the present invention, a layered double hydroxide obtained by organizing a polylactic acid resin with an organic agent selected from the group consisting of an alkyl phosphate ester and a salt thereof is refined in the presence of a plasticizer. It has the big characteristic in containing the layered double hydroxide containing composition obtained by the method which has the process to do. Here, “organization” refers to replacing part or all of the counter ion of the layered double hydroxide with an anionic group having an alkyl group.
層状複水酸化物として、例えば、ハイドロタルサイトは、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2Oの組成を有した層状化合物であり、該層状化合物が樹脂中に分散することにより樹脂強度が向上するものである。しかし、強度が高い樹脂は可撓性に劣ることから、樹脂強度と可撓性を両立する更なるポリ乳酸樹脂が要求される。そこで、本発明者らが検討した結果、アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化して得られた層状複水酸化物含有組成物を含有する樹脂が、強度に優れながらも可撓性にも優れるものとなることが判明した。その詳細な理由は不明であるが、微細化された層状複水酸化物含有組成物においては、可塑剤と層状複水酸化物が何らかの相互作用をしているものと推定される。よって、可塑剤の存在下で微細化が行われることで、得られる層状複水酸化物の表面に可塑剤が付着した状態になり、溶融混練工程では、該微細化された層状複水酸化物含有組成物がポリ乳酸樹脂中で再凝集せずに微分散されると考えられる。このため、ポリ乳酸樹脂と層状複水酸化物含有組成物との接触面積が増大し、強度が格段に向上するものと考えられる。また、微細化される層状複水酸化物が層状化合物と親和性の高いアルキルリン酸エステル又はその塩で有機化されているので層間が膨潤しやすく、そのため、ポリ乳酸樹脂が層間に侵入しやすくなり、層状複水酸和物との親和性をさらに高めることができると考えられる。さらには、本発明における微細化された層状複水酸化物含有組成物は、ポリ乳酸樹脂と溶融混練することにより、ポリ乳酸樹脂が層状複水酸化物の層間に挿入されるために接触面積がさらに高まり、強度の向上に加えて微細化された層状複水酸化物含有組成物が高度に分散することで、透明性に優れ、また可塑剤の効果により可撓性にも優れるポリ乳酸樹脂組成物が得られるものと考えられる。なお、本明細書において、「強度」は後述の「引張弾性率」により、「可撓性」は後述の「破断点伸度」により評価される特性のことを意味し、「ポリ乳酸樹脂組成物の強度と可撓性の両立」とは、該組成物を成形して得られる成形体の強度と可撓性の両立を意味する。 As the layered double hydroxide, for example, hydrotalcite is a layered compound having a composition of Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 .4H 2 O, and the layered compound is dispersed in the resin to form a resin. Strength is improved. However, since a resin with high strength is inferior in flexibility, a further polylactic acid resin having both resin strength and flexibility is required. Thus, as a result of studies by the present inventors, it was obtained by refining a layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of alkyl phosphate esters and salts thereof in the presence of a plasticizer. It has been found that the resin containing the layered double hydroxide-containing composition has excellent strength and flexibility. Although the detailed reason is unknown, in the refined layered double hydroxide-containing composition, it is presumed that the plasticizer and the layered double hydroxide have some interaction. Therefore, when the micronization is performed in the presence of the plasticizer, the plasticizer is attached to the surface of the resulting layered double hydroxide, and in the melt-kneading step, the refined layered double hydroxide is obtained. It is considered that the contained composition is finely dispersed in the polylactic acid resin without reaggregating. For this reason, it is considered that the contact area between the polylactic acid resin and the layered double hydroxide-containing composition is increased, and the strength is remarkably improved. In addition, since the layered double hydroxide to be refined is organicized with an alkyl phosphate ester or a salt thereof having a high affinity with the layered compound, the interlayer easily swells, so that the polylactic acid resin easily enters the interlayer. Thus, it is considered that the affinity with the layered double hydrate can be further increased. Furthermore, the layered double hydroxide-containing composition according to the present invention has a contact area because the polylactic acid resin is inserted between layers of the layered double hydroxide by melt-kneading with the polylactic acid resin. Polylactic acid resin composition with excellent transparency and high flexibility due to the effect of the plasticizer, as the composition containing layered double hydroxide, which has been further refined and refined in addition to high strength, is highly dispersed. It is thought that a thing is obtained. In this specification, “strength” means a property evaluated by “tensile elastic modulus” described later, and “flexibility” means a property evaluated by “elongation at break” described later. “Achieving compatibility between strength and flexibility of a product” means compatibility between strength and flexibility of a molded product obtained by molding the composition.
(層状複水酸化物含有組成物)
本発明における層状複水酸化物含有組成物は、アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化する工程を有する方法により得られる。
(Layered double hydroxide-containing composition)
The layered double hydroxide-containing composition in the present invention is a step of refining a layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of alkyl phosphates and salts thereof in the presence of a plasticizer. It is obtained by a method having
本発明における層状複水酸化物とはマグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、ビスマス、鉄などの元素の水酸化物が結晶化した無機の層状化合物であって層状構造を有するものであれば特に限定はないが、一般式(1)で表される基本層の間に、一般式(2)で表される中間層が挟まれた多層構造を有する化合物が好ましく、具体的にはハイドロタルサイト、マナサイト、アルナイト、カルサイト、マグネサイトが好ましく、ハイドロタルサイト、マナサイトがより好ましい。
[M2+ 1−pM3+ p(OH)2] 式(1)
(式中、M2+はMg2+、Mn2+、Ni2+、Fe2+、Zn2+などの2価の金属イオン、M3+はAl3+、Cr3+、Fe3+、Co3+などの3価の金属イオンを表し、pは0.2以上0.33以下である)
[An− p/n・qH2O] 式(2)
(式中、nは1又は2の数であり、An−はOH−、Cl−、CO3 2−、SO4 2−、ClO4 −、NO3 −、I−、F−、Br−などのアニオンを表し、qは1以上10以下の整数である)
The layered double hydroxide in the present invention is an inorganic layered compound obtained by crystallizing a hydroxide of an element such as magnesium, calcium, zinc, aluminum, bismuth, iron, etc. and has a layered structure. However, a compound having a multilayer structure in which the intermediate layer represented by the general formula (2) is sandwiched between the basic layers represented by the general formula (1) is preferable. Specifically, hydrotalcite, mana Site, alunite, calcite and magnesite are preferred, and hydrotalcite and manasite are more preferred.
[M2 + 1-p M3 + p (OH) 2 ] Formula (1)
( Wherein M 2+ is a divalent metal ion such as Mg 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , and M 3+ is a trivalent metal ion such as Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Co 3+. And p is 0.2 or more and 0.33 or less)
[A n- p / n · qH 2 O] Formula (2)
(Wherein, n is a number from 1 or 2, A n-is OH -, Cl -, CO 3 2-, SO 4 2-, ClO 4 -, NO 3 -, I -, F -, Br - And q is an integer of 1 or more and 10 or less)
層状構造においては、層間に様々なアニオン種やカチオン種を有する有機化合物を挿入(インターカレート)することができ、これにより、層間距離が広がり、ポリ乳酸樹脂との接触面積が高まり、ポリ乳酸樹脂組成物に強度及び透明性を付与することができると考えられる。よって、本発明における層状複水酸化物は、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点に加えて、ポリ乳酸樹脂組成物の強度及び透明性を向上させる観点から、層状複水酸化物との親和性に優れる官能基を有するアルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化されているものを用いる。 In a layered structure, organic compounds having various anion species and cation species can be inserted (intercalated) between layers, thereby increasing the interlayer distance and increasing the contact area with the polylactic acid resin. It is considered that strength and transparency can be imparted to the resin composition. Therefore, the layered double hydroxide in the present invention is not limited to the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide, but also from the viewpoint of improving the strength and transparency of the polylactic acid resin composition. A compound that is organized with an organic agent selected from the group consisting of alkyl phosphates having functional groups with excellent affinity and salts thereof is used.
アルキルリン酸エステルとしては、下記式(I):
で表される化合物が、その塩としては、下記式(II―1)及び(II―2):
で表される化合物が好ましい。 The compound represented by these is preferable.
式(I)、式(II−1)、式(II−2)中のR1は、好ましくは炭素数4〜24、より好ましくは炭素数8〜18のアルキル基が挙げられ、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。具体的には、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基(ラウリル基)、ミリスチル基、オクタデシル基(ステアリル基)が例示され、なかでも、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点に加えて、ポリ乳酸樹脂組成物の強度及び透明性を向上させる観点から、ラウリル基及びステアリル基が好ましく、ラウリル基がより好ましい。 R 1 in formula (I), formula (II-1), and formula (II-2) is preferably an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms, more preferably 8 to 18 carbon atoms, and is linear. It may be branched or branched. Specific examples include a hexyl group, an octyl group, a decyl group, a dodecyl group (lauryl group), a myristyl group, and an octadecyl group (stearyl group), and in particular, from the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide. In addition, from the viewpoint of improving the strength and transparency of the polylactic acid resin composition, a lauryl group and a stearyl group are preferable, and a lauryl group is more preferable.
また、式(II−1)、式(II−2)中のMは、一価のアルカリ金属であり、好ましくはナトリウム、カリウムである。 Moreover, M in Formula (II-1) and Formula (II-2) is a monovalent alkali metal, preferably sodium or potassium.
式(I)、式(II−1)、式(II−2)中のmは、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点に加えて、ポリ乳酸樹脂組成物の強度及び透明性を向上させる観点から、0〜5が好ましく、0〜3がより好ましい。 M in the formula (I), the formula (II-1) and the formula (II-2) represents the strength and transparency of the polylactic acid resin composition in addition to the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide. From a viewpoint of improving, 0-5 are preferable and 0-3 are more preferable.
アルキルリン酸エステル及びその塩の具体例としては、ラウリルリン酸、ラウリルリン酸ナトリウム、ラウリルリン酸ジナトリウム、ラウリルリン酸カリウム、ラウリルリン酸ジカリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ジナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ジカリウム、ミリスチルリン酸、ミリスチルリン酸ナトリウム、ミリスチルリン酸ジナトリウム、ミリスチルリン酸カリウム、ミリスチルリン酸ジカリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルリン酸ジナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルリン酸ジカリウム、セチルリン酸、セチルリン酸ナトリウム、セチルリン酸ジナトリウム、セチルリン酸カリウム、セチルリン酸ジカリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸ジナトリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸ジカリウム、ステアリルリン酸、ステアリルリン酸ナトリウム、ステアリルリン酸ジナトリウム、ステアリルリン酸カリウム、ステアリルリン酸ジカリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸ジナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸ジカリウム等が挙げられ、なかでも、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点に加えて、ポリ乳酸樹脂組成物の強度及び透明性を向上させる観点から、ラウリルリン酸、ラウリルリン酸ナトリウム、ラウリルリン酸ジナトリウム、ラウリルリン酸カリウム、ラウリルリン酸ジカリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ジナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ジカリウムが好ましい。これらは、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of alkyl phosphates and salts thereof include lauryl phosphate, sodium lauryl phosphate, disodium lauryl phosphate, potassium lauryl phosphate, dipotassium lauryl phosphate, polyoxyethylene lauryl ether phosphate, polyoxyethylene Sodium lauryl ether phosphate, disodium polyoxyethylene lauryl ether phosphate, potassium polyoxyethylene lauryl ether phosphate, dipotassium polyoxyethylene lauryl ether phosphate, myristyl phosphate, sodium myristyl phosphate, disodium myristyl phosphate, myristyl Potassium phosphate, dipotassium myristyl phosphate, polyoxyethylene myristyl ether phosphate, polyoxyethylene myristyl ether sodium phosphate, poly Disodium oxyethylene myristyl ether phosphate, polyoxyethylene myristyl ether potassium phosphate, polyoxyethylene myristyl ether dipotassium phosphate, cetyl phosphate, sodium cetyl phosphate, disodium cetyl phosphate, potassium cetyl phosphate, dipotassium cetyl phosphate, polyoxyethylene Cetyl ether phosphate, sodium polyoxyethylene cetyl ether phosphate, disodium polyoxyethylene cetyl ether phosphate, potassium polyoxyethylene cetyl ether phosphate, dipotassium polyoxyethylene cetyl ether phosphate, stearyl phosphate, stearyl phosphate Sodium, disodium stearyl phosphate, potassium stearyl phosphate, dipotassium stearyl phosphate, polyoxyethylene These include ether ether phosphate, sodium polyoxyethylene stearyl ether phosphate, disodium polyoxyethylene stearyl ether phosphate, potassium polyoxyethylene stearyl ether phosphate, dipotassium polyoxyethylene stearyl ether phosphate, among others, From the viewpoint of improving the strength and transparency of the polylactic acid resin composition in addition to the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide, lauryl phosphate, sodium lauryl phosphate, disodium lauryl phosphate, lauryl phosphate Potassium, dipotassium lauryl phosphate, polyoxyethylene lauryl ether phosphate, sodium polyoxyethylene lauryl ether phosphate, disodium polyoxyethylene lauryl ether phosphate, polyoxyethylene N-lauryl ether potassium phosphate and polyoxyethylene lauryl ether dipotassium phosphate are preferred. You may use these individually or in combination of 2 or more types.
層状複水酸化物を前記有機化剤によって有機化する方法としては、特に限定はなく公知の方法が用いられ、例えば、Chem.Commun.,2000,91−92や特開2009−173482号公報記載の方法が用いられる。具体的には、水中に分散させた層状複水酸化物の層間のイオンを塩化ナトリウムによって一旦塩化物イオンに置換した後に目的の有機化剤で層間イオンを置換する方法が挙げられる。なお、目的の有機化剤で置換する際に、処理を単回(例えば、70℃で混合)で行っても、複数回に分けて(例えば、45℃での混合を2回)行なってもよい。 The method for organizing the layered double hydroxide with the organic agent is not particularly limited, and a known method is used. For example, Chem. Commun. 2000, 91-92, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-173482. Specifically, there may be mentioned a method in which ions between layers of a layered double hydroxide dispersed in water are once replaced with chloride ions with sodium chloride, and then interlayer ions are replaced with a target organic agent. In addition, when substituting with the target organic agent, the treatment may be performed once (for example, mixing at 70 ° C.) or divided into a plurality of times (for example, mixing at 45 ° C. twice). Good.
有機化に用いる有機化剤の量は、層状複水酸化物の層間距離が広がり、ポリ乳酸樹脂との接触面積が高まり、ポリ乳酸樹脂組成物に強度及び透明性を付与する観点から、処理前の層状複水酸化物100重量部に対して、30〜500重量部が好ましく、50〜450重量部がより好ましく、100〜400重量部がさらに好ましい。なお、ここでいう有機化剤の量とは、置換処理を複数回に分けて行う場合は、有機化に用いた有機化剤の総量のことをいう。 The amount of the organic agent used for the organication increases the interlayer distance of the layered double hydroxide, increases the contact area with the polylactic acid resin, and gives strength and transparency to the polylactic acid resin composition before treatment. 30 to 500 parts by weight is preferable, 50 to 450 parts by weight is more preferable, and 100 to 400 parts by weight is more preferable with respect to 100 parts by weight of the layered double hydroxide. The amount of the organic agent as used herein refers to the total amount of the organic agent used for organic formation when the substitution treatment is performed in multiple steps.
微細化処理に供される層状複水酸化物の形状及び平均粒子径は、微細化処理を施すことができるのであれば、特に限定されないが、1〜100μmが好ましく、5〜60μmがより好ましい。また、層間距離は0.5〜5.0nmが好ましく、1.5〜4.5nmがより好ましく、1.8〜4.0nmがさらに好ましい。なお、本明細書において、層状複水酸化物の平均粒子径は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。 Although the shape and average particle diameter of the layered double hydroxide subjected to the refining treatment are not particularly limited as long as the refining treatment can be performed, 1 to 100 μm is preferable, and 5 to 60 μm is more preferable. The interlayer distance is preferably 0.5 to 5.0 nm, more preferably 1.5 to 4.5 nm, and still more preferably 1.8 to 4.0 nm. In the present specification, the average particle size of the layered double hydroxide can be measured according to the method described in Examples described later.
本発明では、かかる層状複水酸化物を可塑剤の存在下での微細化する処理工程に供する(以後、微細化処理工程ともいう)。 In the present invention, such a layered double hydroxide is subjected to a treatment step for refining in the presence of a plasticizer (hereinafter also referred to as a refining treatment step).
微細化処理工程で用いられる可塑剤としては、特に限定はなく公知のものが挙げられ、例えば、ジ−n−オクチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート等のフタル酸エステル、ジオクチルイソフタレート等のイソフタル酸エステル、ジ−n−ブチルアジペート、ジオクチルアジペート等のアジピン酸エステル、ジ−n−ブチルマレート等のマレイン酸エステル、アセチルトリ−n−ブチルシトレート等のクエン酸エステル、モノブチルイタコネート等のイタコン酸エステル、ブチルオレート等のオレイン酸エステル、ジアセチルカプリル酸モノグリセライド、ジアセチルラウリン酸モノグリセライド、リシノール酸モノグリセライド、デカグリセリンモノエレート等の多価アルコールエステル、トリクレジルホスフェート等のリン酸エステル、ポリエチレングリコール(以下PEG)、PEGジアセテート、ポリプロピレングリコール(以下PPG)、PEG−PPG−PEGブロックポリマー、PPG−PEG−PPGブロックポリマー等のポリアルキレングリコール類、トリエチレングリコールモノメチルエーテル乳酸オリゴマーエステル等の乳酸オリゴマーエステル類、ジエチレングリコールロジンエステルアセテート等のロジン酸エステル類が使用できる。なかでも、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点、及び、微細化により可塑剤が層状化合物に付着することでポリ乳酸樹脂組成物の可撓性を向上させる観点から、カルボン酸エステル及び/又はリン酸エステルが好ましく、その中でも、ポリ乳酸樹脂組成物の強度と可撓性の両立をより向上させる観点から、分子内に2個以上のエステル基を有し、エステルを構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したエステル化合物(以下、「AO付加エステル化合物」という)を含有することが好ましい。 The plasticizer used in the refinement treatment step is not particularly limited, and examples thereof include known ones. For example, phthalate esters such as di-n-octyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, dibenzyl phthalate, and diisodecyl phthalate. , Isophthalic acid esters such as dioctyl isophthalate, di-n-butyl adipate, adipic acid esters such as dioctyl adipate, maleic acid esters such as di-n-butyl malate, citrate esters such as acetyl tri-n-butyl citrate, Polyalkyl alcohols such as itaconic acid esters such as monobutyl itaconate, oleic acid esters such as butyl oleate, diacetyl caprylic acid monoglyceride, diacetyl lauric acid monoglyceride, ricinoleic acid monoglyceride, decaglycerin monoelate Polyalkylene glycols such as phosphate esters such as ester esters, tricresyl phosphate, polyethylene glycol (hereinafter PEG), PEG diacetate, polypropylene glycol (hereinafter PPG), PEG-PPG-PEG block polymers, PPG-PEG-PPG block polymers , Lactic acid oligomer esters such as triethylene glycol monomethyl ether lactic acid oligomer ester, and rosin acid esters such as diethylene glycol rosin ester acetate can be used. Among these, from the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide, and from the viewpoint of improving the flexibility of the polylactic acid resin composition by adhering the plasticizer to the layered compound by the refinement, a carboxylic acid ester and And / or a phosphate ester, and among them, from the viewpoint of further improving the compatibility between the strength and flexibility of the polylactic acid resin composition, an alcohol component having two or more ester groups in the molecule and constituting the ester It is preferable that at least one of these contains an ester compound (hereinafter referred to as “AO addition ester compound”) obtained by adding an average of 0.5 to 5 moles of alkylene oxide having 2 to 3 carbon atoms per hydroxyl group.
前記カルボン酸エステルとしては、ポリ乳酸樹脂組成物の可撓性を向上させる観点及び層状複水酸化物の微細化を向上させる観点から、下記式(III)で表されるオリゴエステルが好ましい。
R3O−CO−R4−CO−〔(OR5)aO−CO−R4−CO−〕bOR3 (III)
(式中、R3は炭素数が1〜4のアルキル基、R4は炭素数が2〜4のアルキレン基、R5は炭素数が2〜6のアルキレン基であり、aは1〜6の数、bは1〜6の数を示し、但し、全てのR4は同一でも異なっていてもよく、全てのR5は同一でも異なっていてもよい)
The carboxylic acid ester is preferably an oligoester represented by the following formula (III) from the viewpoint of improving the flexibility of the polylactic acid resin composition and improving the miniaturization of the layered double hydroxide.
R 3 O—CO—R 4 —CO — [(OR 5 ) a O—CO—R 4 —CO—] b OR 3 (III)
Wherein R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 4 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R 5 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and a is 1 to 6 And b represents a number from 1 to 6, provided that all R 4 may be the same or different, and all R 5 may be the same or different.
式(III)におけるR3は、炭素数が1〜4のアルキル基を示し、1分子中に2個存在して、分子の両末端に存在する。R3は炭素数が1〜4であれば、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。アルキル基の炭素数としては、ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、1〜4が好ましく、1〜2がより好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられ、なかでも、ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、メチル基が好ましい。 R 3 in formula (III) represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and two of them exist in one molecule and exist at both ends of the molecule. R 3 may be linear or branched as long as it has 1 to 4 carbon atoms. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 4 and more preferably 1 to 2 from the viewpoint of improving the compatibility with the polylactic acid resin and expressing the plasticizing effect. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. Among them, the compatibility with a polylactic acid resin is improved and a plasticizing effect is obtained. From the viewpoint of expression, a methyl group is preferable.
式(III)におけるR4は、炭素数が2〜4のアルキレン基を示し、直鎖のアルキレン基が好適例として挙げられる。具体的には、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基が挙げられ、なかでも、ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ可撓性を発現させる観点から、エチレン基、1,3−プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましく、可撓性を発現させる観点及び経済性の観点から、エチレン基、1,4−ブチレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。但し、全てのR4は同一でも異なっていてもよい。 R 4 in formula (III) represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and a linear alkylene group is a preferred example. Specific examples include an ethylene group, a 1,3-propylene group, and a 1,4-butylene group. Among them, from the viewpoint of improving compatibility with the polylactic acid resin and expressing flexibility, an ethylene group, A 1,3-propylene group is preferred, an ethylene group is more preferred, and an ethylene group and a 1,4-butylene group are preferred, and an ethylene group is more preferred from the viewpoints of developing flexibility and economic efficiency. However, all R 4 may be the same or different.
式(III)におけるR5は、炭素数が2〜6のアルキレン基を示し、OR5はオキシアルキレン基を示す。R5は炭素数が2〜6であれば、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。アルキレン基の炭素数としては、ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、2〜6が好ましく、2〜3がより好ましい。具体的には、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,4−ブチレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、1,2−ペンチレン基、1,4−ペンチレン基、1,5−ペンチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基、1,2−ヘキシレン基、1,5−ヘキシレン基、1,6−ヘキシレン基、2,5−ヘキシレン基、3−メチル−1,5−ペンチレン基が挙げられ、なかでも、ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基が好ましい。但し、全てのR5は同一でも異なっていてもよい。 R 5 in formula (III) represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and OR 5 represents an oxyalkylene group. R 5 may be linear or branched as long as it has 2 to 6 carbon atoms. The number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 2 to 6 and more preferably 2 to 3 from the viewpoint of improving compatibility with the polylactic acid resin and exhibiting a plasticizing effect. Specifically, ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, 1,2-butylene group, 1,3-butylene group, 1,4-butylene group, 2-methyl-1,3 -Propylene group, 1,2-pentylene group, 1,4-pentylene group, 1,5-pentylene group, 2,2-dimethyl-1,3-propylene group, 1,2-hexylene group, 1,5-hexylene Group, 1,6-hexylene group, 2,5-hexylene group, 3-methyl-1,5-pentylene group, among others, the viewpoint of improving the compatibility with polylactic acid resin and developing the plasticizing effect Therefore, an ethylene group, a 1,2-propylene group, and a 1,3-propylene group are preferable. However, all R 5 may be the same or different.
aはオキシアルキレン基の平均の繰り返し数を示し、1〜6の数である。aが大きくなると、式(III)で表されるエステル化合物のエーテル基価が上がり、酸化されやすくなり安定性が低下する傾向がある。ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させる観点から、1〜4の数が好ましく、1〜3の数がより好ましい。 a shows the average repeating number of an oxyalkylene group, and is a number of 1-6. When a becomes large, the ether group value of the ester compound represented by the formula (III) increases, which tends to be oxidized and the stability tends to decrease. From the viewpoint of improving the compatibility with the polylactic acid resin, the number of 1 to 4 is preferable, and the number of 1 to 3 is more preferable.
bは平均重合度を示し、1〜6の数である。ポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ、ポリ乳酸樹脂の可撓性を向上させる観点から、1〜4の数が好ましい。 b shows an average degree of polymerization and is a number of 1-6. From the viewpoint of improving the compatibility with the polylactic acid resin and improving the flexibility of the polylactic acid resin, the number of 1 to 4 is preferable.
式(III)で表される化合物の具体例としては、R3がメチル基、R4がエチレン基、R5がエチレン基であって、aが2、bが1.5のエステル、R3がエチル基、R4が1,4−ブチレン基、R5が1,3−プロピレン基であって、aが1、bが2のエステル、R3がブチル基、R4が1,3−プロピレン基、R5がエチレン基であって、aが3、bが1.5のエステル、R3がメチル基、R4がエチレン基、R5が1,6−ヘキシレン基であって、aが1、bが3のエステル等が挙げられ、これらは1種単独で又は2種以上含有されていてもよい。これらのなかでも、R3が全てメチル基、R4がエチレン基又は1,4−ブチレン基、R5がエチレン基又は1,3−プロピレン基であって、aが1〜3の数、bが1〜4の数である化合物が好ましく、R3が全てメチル基、R4がエチレン基又は1,4−ブチレン基、R5がエチレン基又は1,3−プロピレン基であって、aが1〜3の数、bが1〜3の数である化合物がより好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (III) include an ester in which R 3 is a methyl group, R 4 is an ethylene group, R 5 is an ethylene group, a is 2 and b is 1.5, R 3 Is an ethyl group, R 4 is a 1,4-butylene group, R 5 is a 1,3-propylene group, a is an ester of 1, b is 2, R 3 is a butyl group, R 4 is 1,3- A propylene group, R 5 is an ethylene group, a is an ester of 3, b is 1.5, R 3 is a methyl group, R 4 is an ethylene group, R 5 is a 1,6-hexylene group, 1 and b are 3 esters, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, R 3 is all methyl group, R 4 is ethylene group or 1,4-butylene group, R 5 is ethylene group or 1,3-propylene group, a is a number of 1 to 3, b Is preferably a compound in which R 3 is a methyl group, R 4 is an ethylene group or a 1,4-butylene group, R 5 is an ethylene group or a 1,3-propylene group, and a is A compound having 1 to 3 and b being 1 to 3 is more preferable.
式(III)で表されるオリゴエステルの酸価は1.00mgKOH/g以下が好ましく、0.90mgKOH/g以下がより好ましく、水酸基価は5.0mgKOH/g以下が好ましく、4.0mgKOH/g以下がより好ましく、数平均分子量は300〜700が好ましく、350〜600がより好ましい。 The acid value of the oligoester represented by the formula (III) is preferably 1.00 mgKOH / g or less, more preferably 0.90 mgKOH / g or less, and the hydroxyl value is preferably 5.0 mgKOH / g or less, and 4.0 mgKOH / g. The number average molecular weight is more preferably 300 to 700, and more preferably 350 to 600.
また、耐揮発性を向上させる観点から、コハク酸、グルタル酸、及びアジピン酸から選ばれる少なくとも1つの二塩基酸と、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンンジオールから選ばれる少なくとも1つの2価アルコールのオリゴエステル〔式(III)中、b=1.2〜3〕が好ましい。 From the viewpoint of improving volatility, at least one dibasic acid selected from succinic acid, glutaric acid, and adipic acid, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, and 1,3-propane An oligoester of at least one dihydric alcohol selected from diols [in formula (III), b = 1.2 to 3] is preferable.
前記リン酸エステルとしては、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点、及び、微細化により可塑剤が層状化合物に付着することで、ポリ乳酸樹脂組成物の可撓性を向上させる観点から、下記式(IV): As the phosphate ester, from the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide and from the viewpoint of improving the flexibility of the polylactic acid resin composition by attaching the plasticizer to the layered compound by the refinement. And the following formula (IV):
(式中、R6、R7、R8はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、A1、A2、A3はそれぞれ独立して炭素数2又は3のアルキレン基を示し、x、y、zはそれぞれ独立してオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す正の数であって、x+y+zが4〜12を満足する数である)
で表される化合物が好ましい。
(In the formula, R 6 , R 7 and R 8 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and A 1 , A 2 and A 3 each independently represents an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. X, y and z are each independently a positive number indicating the average number of moles added of the oxyalkylene group, and x + y + z is a number satisfying 4 to 12)
The compound represented by these is preferable.
式(IV)で表される化合物は、ポリエーテル型リン酸トリエステルであり、対称構造でも非対称構造でも構わないが、製造上の簡便さからは、対称構造のリン酸トリエステルが好ましい。 The compound represented by the formula (IV) is a polyether-type phosphate triester, which may be a symmetric structure or an asymmetric structure, but a phosphotriester having a symmetric structure is preferred from the standpoint of production.
R6、R7、R8は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、直鎖でも分岐鎖でもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基が挙げられるが、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましく、エチル基、プロピル基がさらに好ましい。 R 6 , R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and may be linear or branched. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group, and an ethyl group, a propyl group, and a butyl group are preferable, and an ethyl group and a propyl group are more preferable.
A1、A2、A3は、それぞれ独立して炭素数2又は3のアルキレン基を示し、直鎖でも分岐鎖でもよい。具体的には、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基が挙げられるが、エチレン基が好ましい。また、A1、A2、A3は、隣接する酸素原子とオキシアルキレン基(アルキレンオキサイド)を形成し、式(IV)で表される化合物における繰り返し構造を形成する。 A 1 , A 2 , and A 3 each independently represent an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, and may be linear or branched. Specific examples include an ethylene group, an n-propylene group, and an isopropylene group, and an ethylene group is preferable. A 1 , A 2 , and A 3 form adjacent oxygen atoms and an oxyalkylene group (alkylene oxide) to form a repeating structure in the compound represented by formula (IV).
x、y、zは、それぞれ独立してオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す正の数であって、x+y+zが4〜12であり、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点、及び、微細化により可塑剤が層状化合物に付着することで、ポリ乳酸樹脂組成物の可撓性を向上させる観点から、好ましくは5〜10を満足する数であり、より好ましくは6〜9を満足する数である。 x, y and z are each independently a positive number indicating the average added mole number of the oxyalkylene group, and x + y + z is 4 to 12, and the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide, and From the viewpoint of improving the flexibility of the polylactic acid resin composition by adhering the plasticizer to the layered compound by miniaturization, the number is preferably 5 to 10, more preferably 6 to 9 It is a number to do.
式(IV)で表される化合物の具体例としては、式(V): Specific examples of the compound represented by the formula (IV) include the formula (V):
で表されるトリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート〔式(IV)中、R6、R7、R8はいずれもエチル基、A1、A2、A3はいずれもエチレン基、x、y、zはいずれも2で、x+y+z=6〕の他に、トリス(メトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(プロポキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(ブトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(メトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(エトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート等の対称ポリエーテル型リン酸トリエステルやビス(エトキシエトキシエチル)メトキシエトキシエトキシエチルホスフェート、ビス(メトキシエトキシエトキシエチル)エトキシエトキシエチルホスフェート等の非対称ポリエーテル型リン酸トリエステル、あるいは炭素数1〜4のアルコールのポリオキシエチレン付加物又はポリオキシプロピレン付加物の混合物を式(IV)を満たすようにリン酸トリエステル化した非対称ポリエーテル型リン酸エステルが挙げられるが、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点、及び、微細化により可塑剤が層状化合物に付着することで、ポリ乳酸樹脂組成物の可撓性を向上させる観点から、トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェートが好ましい。 Tris (ethoxyethoxyethyl) phosphate represented by the formula [In the formula (IV), R 6 , R 7 and R 8 are all ethyl groups, A 1 , A 2 and A 3 are all ethylene groups, x, y, z is 2 and x + y + z = 6], tris (methoxyethoxyethyl) phosphate, tris (propoxyethoxyethyl) phosphate, tris (butoxyethoxyethyl) phosphate, tris (methoxyethoxyethoxyethyl) phosphate, tris ( Symmetric polyether phosphate triesters such as ethoxyethoxyethoxyethyl) phosphate, and asymmetric polyether phosphates such as bis (ethoxyethoxyethyl) methoxyethoxyethoxyethyl phosphate and bis (methoxyethoxyethoxyethyl) ethoxyethoxyethyl phosphate Examples include asymmetric polyether-type phosphate ester obtained by reesterifying a mixture of a polyoxyethylene adduct or a polyoxypropylene adduct of a C 1-4 alcohol with a phosphoric acid so as to satisfy the formula (IV). From the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide and from the viewpoint of improving the flexibility of the polylactic acid resin composition by adhering the plasticizer to the layered compound by the refinement, tris (ethoxyethoxyethyl) ) Phosphate is preferred.
また、前記AO付加エステル化合物としては、特開2008−115372号公報や特開2008−174718号公報に記載の可塑剤、即ち、分子内に2個以上のエステル基を有し、エステルを構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したエステル化合物が挙げられ、例えば、水酸基1個当たり炭素数2又は3のアルキレンオキシ基が平均0.5〜5モル付加したアルコールのアルキレンオキサイド付加物等のアルコール成分と公知のカルボン酸成分との縮重合により得られる化合物が好ましい。 Moreover, as said AO addition ester compound, it has a plasticizer as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-115372 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-174718, ie, has two or more ester groups in a molecule | numerator, and comprises ester. An ester compound in which an average of 0.5 to 5 moles of an alkylene oxide having 2 to 3 carbon atoms per hydroxyl group is added as at least one of the alcohol components is exemplified. For example, an alkyleneoxy group having 2 or 3 carbon atoms per hydroxyl group Is preferably a compound obtained by polycondensation of an alcohol component such as an alkylene oxide adduct of alcohol with an average of 0.5 to 5 moles of addition and a known carboxylic acid component.
前記アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合は、公知の方法、例えば、特開2008−174735号公報等に記載の方法に従って行うことができる。 The condensation polymerization of the alcohol component and the carboxylic acid component can be performed according to a known method, for example, a method described in JP-A-2008-174735.
本発明においては、ポリ乳酸樹脂組成物の強度と可撓性の両立、成形性、可塑性、及び可塑剤の耐ブリード性の向上の観点から、コハク酸又はアジピン酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルとのエステル化合物、及び酢酸とグリセリン又はエチレングリコールのエチレンオキサイド付加物とのエステル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、コハク酸又はアジピン酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルとのエステル化合物がより好ましい。 In the present invention, an ester of succinic acid or adipic acid and polyethylene glycol monomethyl ether from the viewpoint of compatibility between strength and flexibility of the polylactic acid resin composition, moldability, plasticity, and improvement of bleed resistance of the plasticizer. At least one selected from the group consisting of a compound and an ester compound of acetic acid and glycerin or ethylene glycol ethylene oxide adduct is preferred, and an ester compound of succinic acid or adipic acid and polyethylene glycol monomethyl ether is more preferred.
また、耐揮発性の向上の観点及びポリ乳酸樹脂組成物の可撓性の向上の観点からは、アジピン酸と、ジエチレングリコールモノメチルエーテル/ベンジルアルコールの混合物(重量比:1/1)とのエステル化合物が好ましい。 From the viewpoint of improving volatility resistance and improving the flexibility of the polylactic acid resin composition, an ester compound of adipic acid and a mixture of diethylene glycol monomethyl ether / benzyl alcohol (weight ratio: 1/1) Is preferred.
前記AO付加エステル化合物は、層状複水酸化物の微細化を向上させる観点、及び、微細化により可塑剤が層状化合物に付着することで、ポリ乳酸樹脂組成物の可撓性を向上させる観点から、全ての酸基がエステル化された完全エステルであることが好ましい。 The AO addition ester compound is from the viewpoint of improving the refinement of the layered double hydroxide and from the viewpoint of improving the flexibility of the polylactic acid resin composition by adhering the plasticizer to the layered compound by the refinement. , It is preferable that all the acid groups are esterified.
前記AOエステル化合物の平均分子量は、ポリ乳酸樹脂組成物の強度と可撓性の両立、ならびに可塑剤の耐ブリード性及び耐揮発性を向上させる観点から、好ましくは250〜700であり、より好ましくは300〜600であり、さらに好ましくは350〜550であり、さらに好ましくは400〜500である。なお、平均分子量は、JIS K0070に記載の方法で鹸化価を求め、次式より計算で求めることができる。
平均分子量=56,108×(1分子当たりのエステル基の数)/鹸化価
The average molecular weight of the AO ester compound is preferably 250 to 700, more preferably from the viewpoint of improving both the strength and flexibility of the polylactic acid resin composition and improving the bleed resistance and volatilization resistance of the plasticizer. Is 300 to 600, more preferably 350 to 550, and still more preferably 400 to 500. The average molecular weight can be obtained by calculating the saponification value by the method described in JIS K0070 and calculating from the following formula.
Average molecular weight = 56,108 × (number of ester groups per molecule) / saponification value
これらのカルボン酸エステル及びリン酸エステルは、単独で又は組み合わせて用いてもよく、本発明の効果を損しない範囲で、前記カルボン酸エステル、リン酸エステル以外に、他のエステル等を併用することができる。前記カルボン酸エステル及びリン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、ポリ乳酸樹脂組成物の強度と可撓性の両立、及び可塑剤の耐ブリード性を向上させる観点から、可塑剤中、60重量%以上が好ましく、70重量%以上がより好ましく、90重量%以上がさらに好ましく、実質100重量%であることがさらにより好ましい。 These carboxylic acid esters and phosphoric acid esters may be used alone or in combination. In addition to the carboxylic acid ester and phosphoric acid ester, other esters and the like may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. Can do. The content of the carboxylic acid ester and the phosphoric acid ester is not particularly limited. However, from the viewpoint of improving both the strength and flexibility of the polylactic acid resin composition and improving the bleed resistance of the plasticizer, 60 in the plasticizer. % By weight or more is preferable, 70% by weight or more is more preferable, 90% by weight or more is further preferable, and substantially 100% by weight is even more preferable.
微細化処理の方法としては、特に限定はないが、湿式粉砕が好ましい。湿式粉砕に用いる粉砕機としては、媒体式粉砕機、非媒体式粉砕機等公知のものが使用でき、特に限定されない。非媒体式粉砕機には、超音波ホモジナイザー、ジェットミル等の高圧粉砕機が挙げられる。媒体式粉砕機には容器駆動式粉砕機と媒体攪拌式粉砕機とがある。容器駆動式粉砕機としてはペイントシェーカー、転動ミル、振動ミル、遊星ミル、遠心流動ミル等が挙げられる。この中で、粉砕効率が高く、生産性の観点から、振動ミルが好ましい。媒体攪拌式粉砕機としてはタワーミル等の塔型粉砕機;アトライター、アクアマイザー、サンドグラインダー等の攪拌槽型粉砕機;ビスコミル、パールミル等の流通槽型粉砕機;流通管型粉砕機;コボールミル等のアニュラー型粉砕機;連続式のダイナミック型粉砕機等が挙げられる。この中で、粉砕効率が高く、生産性向上の観点から、攪拌槽型粉砕機が好ましい。媒体攪拌式粉砕機を用いる場合の攪拌翼の先端の周速は、好ましくは0.5〜20m/s、より好ましくは1.0〜15m/sである。なお、粉砕機の種類は「化学工学の進歩 第30集 微粒子制御」(社団法人 化学工学会東海支部編、1996年10月10日発行、槇書店)を参照することができる。また、処理方法としては、バッチ式、連続式のどちらでも良い。 Although there is no limitation in particular as a method of a refinement | miniaturization process, wet pulverization is preferable. As a pulverizer used for wet pulverization, a known pulverizer such as a medium pulverizer or a non-media pulverizer can be used, and is not particularly limited. Non-medium pulverizers include high-pressure pulverizers such as ultrasonic homogenizers and jet mills. The medium type pulverizer includes a container drive type pulverizer and a medium stirring type pulverizer. Examples of the container-driven crusher include a paint shaker, a rolling mill, a vibration mill, a planetary mill, and a centrifugal fluid mill. Among these, a vibration mill is preferable from the viewpoint of high grinding efficiency and productivity. As a medium agitation pulverizer, a tower type pulverizer such as a tower mill; an agitator tank type pulverizer such as an attritor, an aquamizer, and a sand grinder; a distribution tank type pulverizer such as a visco mill and a pearl mill; For example, a continuous dynamic type pulverizer. Among these, a stirring tank type pulverizer is preferable from the viewpoint of high pulverization efficiency and improved productivity. The peripheral speed at the tip of the stirring blade when using the medium stirring pulverizer is preferably 0.5 to 20 m / s, more preferably 1.0 to 15 m / s. In addition, the kind of grinder can refer to "Progress of chemical engineering 30th particle control" (Chemical Engineering Society, Tokai branch edition, published on October 10, 1996, Kashiwa Shoten). Moreover, as a processing method, either a batch type or a continuous type may be sufficient.
微細化処理時間としては、粉砕機の種類、媒体の種類、大きさ及び充填率等により一概に決定できないが、層状複水酸化物を微細化させる観点から、好ましくは0.02〜5hr、より好ましくは0.05〜3hr、さらに好ましくは0.10〜2hrである。処理温度は、特に制限はないが、熱による劣化を防ぐ観点から、好ましくは5〜250℃、より好ましくは10〜200℃である。 The refining treatment time cannot be determined unconditionally depending on the type of pulverizer, the type of medium, the size, the filling rate, etc., but from the viewpoint of refining the layered double hydroxide, preferably 0.02 to 5 hr, Preferably it is 0.05-3 hr, More preferably, it is 0.10-2 hr. Although processing temperature does not have a restriction | limiting in particular, From a viewpoint of preventing deterioration by a heat | fever, Preferably it is 5-250 degreeC, More preferably, it is 10-200 degreeC.
湿式粉砕の具体的態様としては、例えば、媒体式粉砕機に、有機化された層状複水酸化物及び前記可塑剤を、それぞれ独立に又は同時に添加して、湿式粉砕する態様が挙げられる。 As a specific aspect of wet pulverization, for example, an organic layered double hydroxide and the plasticizer may be added independently or simultaneously to a medium pulverizer and wet pulverized.
かくして、微細化された層状複水酸化物含有組成物が得られる。なお、本発明においては、得られた層状複水酸化物含有組成物は、微細化する工程後に、洗浄工程、希釈工程、濃縮工程等を公知の方法に従って行ってもよい。 Thus, a refined layered double hydroxide-containing composition is obtained. In the present invention, the obtained layered double hydroxide-containing composition may be subjected to a cleaning step, a dilution step, a concentration step, and the like according to a known method after the step of refining.
微細化された層状複水酸化物含有組成物の平均粒径は0.1〜20μmが好ましく、0.1〜15μmがより好ましく、0.1〜10μmがさらに好ましい。また、層間距離は、ポリ乳酸樹脂との接触面積を高め、得られるポリ乳酸樹脂組成物の強度を高めるとともに透明性を高める観点から、2.0〜5.0nmが好ましく、2.0〜4.0nmがより好ましく、2.5〜4.0nmがさらに好ましい。 The average particle size of the refined layered double hydroxide-containing composition is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.1 to 15 μm, and still more preferably 0.1 to 10 μm. In addition, the interlayer distance is preferably 2.0 to 5.0 nm from the viewpoint of increasing the contact area with the polylactic acid resin, increasing the strength of the resulting polylactic acid resin composition and increasing the transparency, and 2.0 to 4 0.0 nm is more preferable, and 2.5 to 4.0 nm is more preferable.
(ポリ乳酸樹脂)
本発明におけるポリ乳酸樹脂とは、ポリ乳酸、又は乳酸とヒドロキシカルボン酸とのコポリマーである。ヒドロキシカルボン酸として、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸等が挙げられ、グリコール酸、ヒドロキシカプロン酸が好ましい。
(Polylactic acid resin)
The polylactic acid resin in the present invention is polylactic acid or a copolymer of lactic acid and hydroxycarboxylic acid. Examples of the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxypentanoic acid, hydroxycaproic acid, hydroxyheptanoic acid and the like, and glycolic acid and hydroxycaproic acid are preferable.
好ましいポリ乳酸の分子構造は、L−乳酸(L体)又はD−乳酸(D体)いずれかの単位80〜100モル%とその対掌体の乳酸単位0〜20モル%からなるものである。また、乳酸とヒドロキシカルボン酸とのコポリマーは、L−乳酸又はD−乳酸いずれかの単位85〜100モル%とヒドロキシカルボン酸単位0〜15モル%からなるものである。 The molecular structure of polylactic acid is preferably composed of 80 to 100 mol% of either L-lactic acid (L-form) or D-lactic acid (D-form) and 0 to 20 mol% of the enantiomer. . The copolymer of lactic acid and hydroxycarboxylic acid is composed of 85 to 100 mol% of either L-lactic acid or D-lactic acid and 0 to 15 mol% of hydroxycarboxylic acid units.
これらのポリ乳酸樹脂は、L−乳酸、D−乳酸及びヒドロキシカルボン酸の中から必要とする構造のものを選んで原料とし、脱水重縮合することにより得ることができる。好ましくは、乳酸の環状二量体であるラクチド、グリコール酸の環状二量体であるグリコリド及びカプロラクトン等から必要とする構造のものを選んで開環重合することにより得ることができる。ラクチドにはL−乳酸の環状二量体であるL−ラクチド、D−乳酸の環状二量体であるD−ラクチド、D−乳酸とL−乳酸とが環状二量化したメソ−ラクチド及びD−ラクチドとL−ラクチドとのラセミ混合物であるDL−ラクチドがある。本発明ではいずれのラクチドも用いることができる。但し、主原料は、D−ラクチド又はL−ラクチドが好ましい。 These polylactic acid resins can be obtained by dehydrating polycondensation using L-lactic acid, D-lactic acid and hydroxycarboxylic acid as a raw material by selecting those having the required structure. Preferably, it can be obtained by ring-opening polymerization by selecting a desired structure from lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid, glycolide, which is a cyclic dimer of glycolic acid, and caprolactone. Lactide includes L-lactide which is a cyclic dimer of L-lactic acid, D-lactide which is a cyclic dimer of D-lactic acid, meso-lactide obtained by cyclic dimerization of D-lactic acid and L-lactic acid, and D-lactide. There is DL-lactide, which is a racemic mixture of lactide and L-lactide. Any lactide can be used in the present invention. However, the main raw material is preferably D-lactide or L-lactide.
本発明においては、ポリ乳酸樹脂組成物の成形性を向上させる観点から、乳酸成分の光学純度が高いポリ乳酸樹脂を用いることが好ましい。すなわち、ポリ乳酸樹脂の全乳酸成分の内、L体又はD体が80%以上含まれることが好ましく、L体又はD体が90%以上含まれることがより好ましく、L体又はD体が95%以上含まれることがさらに好ましく、L体又はD体が98%以上含まれることがさらに好ましく、L体又はD体が99%以上含まれることがさらに好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of improving the moldability of the polylactic acid resin composition, it is preferable to use a polylactic acid resin having a high optical purity of the lactic acid component. That is, it is preferable that 80% or more of the L-form or D-form is included in the total lactic acid component of the polylactic acid resin, more preferably 90% or more of the L-form or D-form is contained, % Or more, more preferably 98% or more of L-form or D-form, and still more preferably 99% or more of L-form or D-form.
また、本発明において、ポリ乳酸として、ポリ乳酸樹脂組成物の成形性、透明性を向上させる観点、及びポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の強度と耐衝撃性を両立し、耐熱性を向上させる観点から、異なる異性体を主成分とする乳酸成分を用いて得られた2種類のポリ乳酸からなるステレオコンプレックスポリ乳酸を用いてもよい。ステレオコンプレックスポリ乳酸を構成する一方のポリ乳酸〔以降、ポリ乳酸(A)と記載する〕は、L体90〜100モル%、D体を含むその他の成分0〜10モル%を含有する。他方のポリ乳酸〔以降、ポリ乳酸(B)と記載する〕は、D体90〜100モル%、L体を含むその他の成分0〜10モル%を含有する。なお、前記L体及びD体以外のその他の成分としては、2個以上のエステル結合を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、ラクトン等が挙げられ、また、未反応の前記官能基を分子内に2つ以上有するポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート等であってもよい。 Further, in the present invention, as polylactic acid, both the viewpoint of improving the moldability and transparency of the polylactic acid resin composition, and the strength and impact resistance of the molded body made of the polylactic acid resin composition are improved, and the heat resistance is improved. From the point of view, stereocomplex polylactic acid composed of two types of polylactic acid obtained by using a lactic acid component mainly composed of different isomers may be used. One polylactic acid constituting the stereocomplex polylactic acid (hereinafter referred to as polylactic acid (A)) contains 90 to 100 mol% of L isomer and 0 to 10 mol% of other components including D isomer. The other polylactic acid (hereinafter referred to as polylactic acid (B)) contains 90 to 100 mol% of D isomer and 0 to 10 mol% of other components including L isomer. Examples of the other components other than the L-form and D-form include dicarboxylic acids, polyhydric alcohols, hydroxycarboxylic acids, lactones and the like having a functional group capable of forming two or more ester bonds. Polyester, polyether, polycarbonate or the like having two or more functional groups in the reaction may be used.
ステレオコンプレックスポリ乳酸における、ポリ乳酸(A)とポリ乳酸(B)の重量比〔ポリ乳酸(A)/ポリ乳酸(B)〕は、10/90〜90/10が好ましく、20/80〜80/20がより好ましく、40/60〜60/40がさらに好ましい In the stereocomplex polylactic acid, the weight ratio of polylactic acid (A) to polylactic acid (B) [polylactic acid (A) / polylactic acid (B)] is preferably 10/90 to 90/10, and 20/80 to 80 / 20 is more preferable, and 40/60 to 60/40 is more preferable.
ポリ乳酸樹脂の重量平均分子量は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の機械物性を向上させる観点から、100,000以上であることが好ましく、ポリ乳酸樹脂組成物の成形時の流動性を向上させる観点から400,000以下であることが好ましい。尚、ポリ乳酸樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、溶媒にクロロホルム、カラムに東ソー社製、高温SECカラム(GMHHR−Hシリーズ)、流量1.0mL/min、カラム温度40℃、検出器に示差屈折率検出器(RI)、リファレンスとして既知の分子量を有するポリスチレンを用いて換算して求めることができる。 The weight average molecular weight of the polylactic acid resin is preferably 100,000 or more from the viewpoint of improving the mechanical properties of a molded article made of the polylactic acid resin composition, and improves the fluidity during molding of the polylactic acid resin composition. It is preferable that it is 400,000 or less from a viewpoint to make it. The weight average molecular weight of the polylactic acid resin was determined by using gel permeation chromatography (GPC), chloroform as the solvent, Tosoh Corporation column, high temperature SEC column (GMHHR-H series), flow rate 1.0 mL / min, column The temperature can be calculated by using a differential refractive index detector (RI) as a detector at a temperature of 40 ° C. and polystyrene having a known molecular weight as a reference.
なお、ポリ乳酸は、公知の方法に従って合成することができるが、市販の製品を用いることができる。例えば、三井化学社製、商品名レイシア;トヨタ自動車社製、商品名エコプラスチックU’z;ネイチャーワークス社製、商品名Nature works;浙江海正生物材料股分有限公司製、商品名REVODE等が挙げられる。また、前記市販品のなかでも、成形性を向上させる観点から、三井化学社製、商品名レイシアH−100、H−400、H−440、トヨタ自動車社製、商品名エコプラスチックU’z S−9、S−12、S−17、ネイチャーワークス社製、商品名Nature works4032D、3001Dが好ましい。 Polylactic acid can be synthesized according to a known method, but a commercially available product can be used. For example, Mitsui Chemicals Co., Ltd., trade name Lacia; Toyota Motor Co., Ltd., trade name Eco Plastic U'z; Nature Works Co., Ltd., trade name Nature works; Zhejiang Haisho Biomaterials Co., Ltd., trade name REVODE, etc. Can be mentioned. Among the above-mentioned commercially available products, from the viewpoint of improving the moldability, Mitsui Chemicals, trade names Lacia H-100, H-400, H-440, Toyota Motor Corporation, trade names Eco Plastic U'z S -9, S-12, S-17, manufactured by Nature Works, trade names Nature works 4032D and 3001D are preferable.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物におけるポリ乳酸樹脂の含有量は、本発明の目的を達成する観点から、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは70重量%以上である。 The content of the polylactic acid resin in the polylactic acid resin composition of the present invention is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more from the viewpoint of achieving the object of the present invention.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物には、前記微細化された層状複水酸化物含有組成物及び前記ポリ乳酸樹脂以外に、さらに、結晶核剤、可塑剤、加水分解抑制剤等が適宜含有されていてもよい。 The polylactic acid resin composition of the present invention further contains a crystal nucleating agent, a plasticizer, a hydrolysis inhibitor, and the like as appropriate in addition to the finely divided layered double hydroxide-containing composition and the polylactic acid resin. It may be.
微細化された層状複水酸化物含有組成物の含有量は、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、得られるポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の強度、可撓性、及び透明性を向上させる観点から、1〜30重量部が好ましく、2〜25重量部がより好ましく、3〜15重量部がさらに好ましく、5〜15重量部がさらに好ましい。また、ポリ乳酸樹脂組成物中の層状複水酸化物の含有量は、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、得られるポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の強度、可撓性、及び透明性を向上させる観点から、0.1〜15重量部が好ましく、0.2〜10重量部がより好ましく、0.5〜8重量部がさらに好ましく、得られるポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の透明性をさらに向上させる観点から、0.1〜3重量部が好ましく、0.2〜2重量部が好ましく、0.5〜1.5重量部がさらに好ましい。なお、本明細書において「含有量」とは、「含有量もしくは配合量」のことを意味する。 The content of the refined layered double hydroxide-containing composition improves the strength, flexibility, and transparency of the molded product made of the obtained polylactic acid resin composition with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin. From the viewpoint of making it, 1 to 30 parts by weight is preferable, 2 to 25 parts by weight is more preferable, 3 to 15 parts by weight is further preferable, and 5 to 15 parts by weight is further preferable. Further, the content of the layered double hydroxide in the polylactic acid resin composition is such that the strength, flexibility, and transparency of the molded product made of the polylactic acid resin composition obtained with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin. 0.1 to 15 parts by weight is preferable, 0.2 to 10 parts by weight is more preferable, 0.5 to 8 parts by weight is further preferable, and the molded article made of the polylactic acid resin composition obtained is preferable. From the viewpoint of further improving the transparency, 0.1 to 3 parts by weight is preferable, 0.2 to 2 parts by weight is preferable, and 0.5 to 1.5 parts by weight is more preferable. In the present specification, “content” means “content or blending amount”.
微細化処理工程における層状複水酸化物と可塑剤の重量比(層状複水酸化物/可塑剤)は、層状複水酸化物をより微細化する観点及びポリ乳酸樹脂との相溶性を向上させ、可撓性を向上させる観点から、1/99〜40/60が好ましく、4/96〜40/60がより好ましく、6/94〜40/60がさらに好ましく、8/92〜40/60がさらにより好ましい。層状複水酸化物と可塑剤の重量比が前記範囲にあることで、層状複水酸化物が凝集することなく微細化され、層状複水酸化物の表面に可塑剤が付着した層状複水酸化物組成物が得られる。なお、ここでいう可塑剤の重量とは、可塑剤を複数用いる場合、用いられた可塑剤の総重量を意味する。 The weight ratio of the layered double hydroxide to the plasticizer (layered double hydroxide / plasticizer) in the refinement treatment process improves the compatibility with the polylactic acid resin from the viewpoint of further miniaturizing the layered double hydroxide. From the viewpoint of improving flexibility, 1/99 to 40/60 is preferable, 4/96 to 40/60 is more preferable, 6/94 to 40/60 is further preferable, and 8/92 to 40/60 is more preferable. Even more preferred. When the weight ratio of the layered double hydroxide and the plasticizer is in the above range, the layered double hydroxide is refined without agglomeration and the plasticizer adheres to the surface of the layered double hydroxide. A composition is obtained. In addition, the weight of a plasticizer here means the total weight of the used plasticizer, when using a plurality of plasticizers.
(可塑剤)
本発明においては、ポリ乳酸樹脂組成物の透明性及び可撓性を向上させる観点から、さらに可塑剤(追加の可塑剤ともいう)を含有することができる。なお、本発明においては、微細化された層状複水酸化物含有組成物の表面に存在する可塑剤が可撓性を発揮するため、別途可塑剤を添加しなくても良好な結晶化速度及び耐熱性を有するポリ乳酸樹脂組成物を得ることができる。
(Plasticizer)
In the present invention, a plasticizer (also referred to as an additional plasticizer) can be further contained from the viewpoint of improving the transparency and flexibility of the polylactic acid resin composition. In the present invention, since the plasticizer present on the surface of the refined layered double hydroxide-containing composition exhibits flexibility, a good crystallization rate and no additional plasticizer can be obtained. A polylactic acid resin composition having heat resistance can be obtained.
ポリ乳酸樹脂組成物に添加する可塑剤としては、層状複水酸化物含有組成物の調製時に用いたものと同様のものが使用できる。また、ポリ乳酸樹脂組成物における全可塑剤の含有量は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性、透明性、可撓性を向上させる観点から、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは3〜25重量部、さらに好ましくは5〜20重量部である。なお、全可塑剤の含有量とは、層状複水酸化物含有組成物に含まれる可塑剤と、ポリ乳酸樹脂組成物に別途添加した可塑剤(追加の可塑剤)との合計含有量を意味する。 As the plasticizer to be added to the polylactic acid resin composition, the same plasticizer as that used when preparing the layered double hydroxide-containing composition can be used. In addition, the content of the total plasticizer in the polylactic acid resin composition is based on 100 parts by weight of the polylactic acid resin from the viewpoint of improving the heat resistance, transparency, and flexibility of the molded body made of the polylactic acid resin composition. The amount is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 25 parts by weight, and still more preferably 5 to 20 parts by weight. The total plasticizer content means the total content of the plasticizer contained in the layered double hydroxide-containing composition and the plasticizer (additional plasticizer) added separately to the polylactic acid resin composition. To do.
(結晶核剤)
本発明においては、本発明のポリ乳酸樹脂組成物の結晶化速度、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性及び成形性を向上させる観点から、結晶核剤を含有することが好ましい。結晶核剤としては、特に限定なく公知のものが用いられるが、ポリ乳酸樹脂組成物の耐熱性及び強度の向上の観点から、分子中に水酸基とアミド基を有する化合物、フタロシアニン、リン酸エステルの金属塩、芳香族スルホン酸ジアルキルエステルの金属塩、ロジン酸類の金属塩、芳香族カルボン酸アミド、ロジン酸アミド、カルボヒドラジド類、N−置換尿素類、メラミン化合物の塩及びウラシル類からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ポリ乳酸樹脂の結晶化速度及びポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性を向上させる観点から、分子中に水酸基とアミド基を有する化合物が好ましい。前記結晶核剤は、ポリ乳酸樹脂の溶融混練時に溶解して多数の結晶核を生成するとともに、前記微細化された層状複水酸化物含有組成物との相互作用により、得られるポリ乳酸樹脂組成物の結晶化速度及び耐熱性をより向上することができる。
(Crystal nucleating agent)
In the present invention, it is preferable to contain a crystal nucleating agent from the viewpoint of improving the crystallization speed of the polylactic acid resin composition of the present invention and the heat resistance and moldability of the molded body made of the polylactic acid resin composition. As the crystal nucleating agent, known ones are used without particular limitation. From the viewpoint of improving the heat resistance and strength of the polylactic acid resin composition, a compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule, phthalocyanine, and phosphate ester. From the group consisting of metal salts, metal salts of aromatic sulfonic acid dialkyl esters, metal salts of rosin acids, aromatic carboxylic acid amides, rosin acid amides, carbohydrazides, N-substituted ureas, salts of melamine compounds and uracils At least one selected from the above is preferable, and a compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule is preferable from the viewpoint of improving the crystallization speed of the polylactic acid resin and the heat resistance of the molded article made of the polylactic acid resin composition. The crystal nucleating agent is melted during the kneading of the polylactic acid resin to generate a large number of crystal nuclei, and the polylactic acid resin composition obtained by interaction with the refined layered double hydroxide-containing composition The crystallization speed and heat resistance of the product can be further improved.
分子中に水酸基とアミド基を有する化合物としては、ポリ乳酸樹脂組成物の結晶化速度、ならびにポリ乳酸樹脂との相溶性、及びポリ乳酸樹脂組成物の耐衝撃性と成形性を向上させる観点から、水酸基を有する脂肪族アミドが好ましく、分子中に水酸基を2つ以上有し、アミド基を2つ以上有する脂肪族アミドがより好ましい。 From the viewpoint of improving the crystallization speed of the polylactic acid resin composition, the compatibility with the polylactic acid resin, and the impact resistance and moldability of the polylactic acid resin composition as the compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule. An aliphatic amide having a hydroxyl group is preferred, and an aliphatic amide having two or more hydroxyl groups and two or more amide groups in the molecule is more preferred.
分子中に水酸基とアミド基を有する化合物の融点は、混練時の結晶核剤の分散性を向上させ、また結晶化速度を向上させる観点から、65℃以上が好ましく、70〜220℃がより好ましく、80〜190℃がさらに好ましい。 The melting point of the compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule is preferably 65 ° C. or higher, more preferably 70 to 220 ° C. from the viewpoint of improving the dispersibility of the crystal nucleating agent during kneading and improving the crystallization speed. 80 to 190 ° C is more preferable.
分子中に水酸基とアミド基を有する化合物の具体例としては、12−ヒドロキシステアリン酸モノエタノールアミド等のヒドロキシ脂肪酸モノアミド、メチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド等のヒドロキシ脂肪酸ビスアミド、12−ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド等のヒドロキシ脂肪酸トリアミド等が挙げられる。ポリ乳酸樹脂組成物の成形性、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性、耐衝撃性及び結晶核剤の耐ブルーム性を向上させる観点から、エチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド等のヒドロキシ脂肪酸ビスアミド、12−ヒドロキシステアリン酸トリグリセライドが好ましく、エチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミドがより好ましい。 Specific examples of the compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule include hydroxy fatty acid monoamides such as 12-hydroxystearic acid monoethanolamide, methylene bis 12-hydroxystearic acid amide, ethylene bis 12-hydroxystearic acid amide, and hexamethylene bis. Examples thereof include hydroxy fatty acid bisamides such as 12-hydroxystearic acid amide, and hydroxy fatty acid triamides such as 12-hydroxystearic acid triglyceride. From the viewpoint of improving the moldability of the polylactic acid resin composition, the heat resistance and impact resistance of the molded product made of the polylactic acid resin composition, and the bloom resistance of the crystal nucleating agent, ethylene bis 12-hydroxystearic acid amide, hexamethylene Hydroxy fatty acid bisamides such as bis12-hydroxystearic acid amide and 12-hydroxystearic acid triglyceride are preferable, and ethylene bis12-hydroxystearic acid amide is more preferable.
分子中に水酸基とアミド基を有する化合物と微細化された層状複水酸化物含有組成物の重量比(分子中に水酸基とアミド基を有する化合物/微細化された層状複水酸化物含有組成物)は、ポリ乳酸樹脂の結晶化速度を高める観点、ポリ乳酸樹脂組成物の成形性、及びポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性を向上させる観点から、0.5/99.5〜20/80が好ましく、0.5/99.5〜17/83がより好ましく、1.0/99.0〜10/90がさらに好ましく、1.5/98.5〜8/92がさらにより好ましい。 Weight ratio of the compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule to the refined layered double hydroxide-containing composition (compound having a hydroxyl group and an amide group in the molecule / a refined layered double hydroxide-containing composition) ) Is 0.5 / 99.5 from the viewpoint of increasing the crystallization speed of the polylactic acid resin, the moldability of the polylactic acid resin composition, and the heat resistance of the molded body made of the polylactic acid resin composition. 20/80 is preferable, 0.5 / 99.5 to 17/83 is more preferable, 1.0 / 99.0 to 10/90 is further preferable, and 1.5 / 98.5 to 8/92 is even more preferable. preferable.
ポリ乳酸樹脂組成物における結晶核剤の含有量は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性、耐衝撃性と成形性を向上させる観点から、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、0.1〜5重量部が好ましく、0.15〜5重量部がより好ましく、0.20〜3重量部がさらに好ましく、0.25〜2重量部がさらに好ましい。 The content of the crystal nucleating agent in the polylactic acid resin composition is 0 with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin from the viewpoint of improving the heat resistance, impact resistance, and moldability of the molded body made of the polylactic acid resin composition. 0.1-5 parts by weight is preferable, 0.15-5 parts by weight is more preferable, 0.20-3 parts by weight is further preferable, and 0.25-2 parts by weight is more preferable.
(加水分解抑制剤)
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、強度、耐久性、耐加水分解性を向上させる観点から、さらに加水分解抑制剤を含有することができる。加水分解抑制剤としては、ポリカルボジイミド化合物やモノカルボジイミド化合物等のカルボジイミド化合物が挙げられ、ポリ乳酸樹脂組成物の強度、耐久性、耐衝撃性向上の観点からポリカルボジイミド化合物が好ましく、ポリ乳酸樹脂組成物の耐久性、成形性(流動性)を向上させる観点から、モノカルボジイミド化合物が好ましい。また、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐久性、耐衝撃性、成形性をより向上させる観点から、モノカルボジイミドとポリカルボジイミドを併用することが好ましい。
(Hydrolysis inhibitor)
The polylactic acid resin composition of the present invention can further contain a hydrolysis inhibitor from the viewpoint of improving strength, durability, and hydrolysis resistance. Examples of the hydrolysis inhibitor include carbodiimide compounds such as polycarbodiimide compounds and monocarbodiimide compounds. From the viewpoint of improving the strength, durability, and impact resistance of the polylactic acid resin composition, polycarbodiimide compounds are preferable, and the polylactic acid resin composition From the viewpoint of improving the durability and moldability (fluidity) of the product, a monocarbodiimide compound is preferred. Moreover, it is preferable to use together monocarbodiimide and polycarbodiimide from the viewpoint of further improving the durability, impact resistance, and moldability of the molded article made of the polylactic acid resin composition.
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン及び1,5−ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド等が挙げられ、モノカルボジイミド化合物としては、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド等が挙げられる。 Examples of the polycarbodiimide compound include poly (4,4′-diphenylmethanecarbodiimide), poly (4,4′-dicyclohexylmethanecarbodiimide), poly (1,3,5-triisopropylbenzene) polycarbodiimide, poly (1,3,3). 5-triisopropylbenzene and 1,5-diisopropylbenzene) polycarbodiimide and the like, and examples of the monocarbodiimide compound include N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide.
前記カルボジイミド化合物は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐久性、耐衝撃性及び成形性を満たすために、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。また、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)はカルボジライトLA−1(日清紡ケミカル社製)を、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド及びポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン及び1,5−ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミドは、スタバクゾールP及びスタバクゾールP−100(Rhein Chemie社製)を、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドはスタバクゾールI(Rhein Chemie社製)をそれぞれ購入して使用することができる。 The carbodiimide compound may be used singly or in combination of two or more in order to satisfy the durability, impact resistance and moldability of the molded article made of the polylactic acid resin composition. Poly (4,4′-dicyclohexylmethane carbodiimide) is obtained from carbodilite LA-1 (manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd.), poly (1,3,5-triisopropylbenzene) polycarbodiimide and poly (1,3,5-tri (Isopropylbenzene and 1,5-diisopropylbenzene) polycarbodiimide is stavaxol P and stabaxol P-100 (manufactured by Rhein Chemie), and N, N'-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide is stavaxol I (Rhein Chemie). Can be purchased and used.
加水分解抑制剤の含有量は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の透明性、成形性を向上させる観点から、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、0.05〜3重量部が好ましく、0.10〜2重量部がより好ましい。 The content of the hydrolysis inhibitor is preferably 0.05 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin, from the viewpoint of improving the transparency and moldability of the molded body made of the polylactic acid resin composition. 0.10 to 2 parts by weight is more preferable.
また、本発明のポリ乳酸樹組成物には、前記以外に、更に強度等の物性向上の観点から、微細化された層状複水酸化物含有組成物以外の無機充填剤を含有することが好ましい。 In addition to the above, the polylactic acid tree composition of the present invention preferably further contains an inorganic filler other than the refined layered double hydroxide-containing composition from the viewpoint of improving physical properties such as strength. .
(無機充填剤)
無機充填剤としては、通常熱可塑性樹脂の強化に用いられる繊維状、板状、粒状、粉末状のものを用いることができる。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ワラステナイト、非膨潤性雲母、膨潤性雲母、グラファイト、タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、ベントナイト、有機変性ベントナイト、有機変性モンモリロナイト、カオリン、微粉ケイ酸、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、酸化ケイ素、石膏、ノバキュライト、ドーソナイト及び白土などの板状や粒状の無機充填剤が挙げられる。これらの無機充填剤の中では、炭素繊維、ガラス繊維、ワラステナイト、マイカ、タルク及びカオリンが好ましい。また、繊維状充填剤のアスペクト比は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く、20以上であることがさらに好ましい。
(Inorganic filler)
As the inorganic filler, fibers, plates, granules, and powders that are usually used for reinforcing thermoplastic resins can be used. Specifically, glass fiber, carbon fiber, graphite fiber, wollastonite, non-swellable mica, swellable mica, graphite, talc, clay, mica, zeolite, bentonite, organic modified bentonite, organic modified montmorillonite, kaolin, fine powdered silica Examples thereof include plate-like and granular inorganic fillers such as acid, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, calcium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, aluminum silicate, silicon oxide, gypsum, nobaculite, dosonite and clay. Among these inorganic fillers, carbon fiber, glass fiber, wollastonite, mica, talc and kaolin are preferable. The aspect ratio of the fibrous filler is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and further preferably 20 or more.
前記無機充填剤は、エチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆又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されていても良い。 The inorganic filler may be coated or focused with a thermoplastic resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer, or a thermosetting resin such as an epoxy resin, and may be a coupling agent such as aminosilane or epoxysilane. It may be processed.
無機充填剤の含有量は、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、1〜100重量部が好ましく、5〜50重量部がより好ましい。なお、無機充填剤の含有量とは、層状複水酸化物含有組成物と、それ以外の無機充填剤との合計含有量を意味する。 The content of the inorganic filler is preferably 1 to 100 parts by weight and more preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin. The content of the inorganic filler means the total content of the layered double hydroxide-containing composition and other inorganic fillers.
(有機充填剤)
また、本発明のポリ乳酸樹脂組成物には、前記以外に、更に強度等の物性を向上させる観点から、有機充填剤を含有することが好ましい。
(Organic filler)
In addition to the above, the polylactic acid resin composition of the present invention preferably contains an organic filler from the viewpoint of further improving physical properties such as strength.
有機充填剤としては、通常熱可塑性樹脂の強化に用いられるチップ状、繊維状、板状、粉末状のものを用いることができる。具体例としては、籾殻、木材チップ、おから、古紙粉砕材、衣料粉砕材などのチップ状のもの、綿繊維、麻繊維、竹繊維、木材繊維、ケナフ繊維、ジュート繊維、バナナ繊維、ココナッツ繊維などの植物繊維もしくはこれらの植物繊維から加工されたパルプやセルロース繊維および絹、羊毛、アンゴラ、カシミヤ、ラクダなどの動物繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、PBO繊維などの繊維状のもの、パルプ粉、紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、籾殻粉末、果実殻粉末、キチン粉末、キトサン粉末、タンパク質、澱粉などの粉末状のものが挙げられ、成形性を向上させる観点から、紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、ケナフ粉末、籾殻粉末、果実殻粉末、キチン粉末、キトサン粉末、タンパク質粉末、澱粉などの粉末状のものが好ましく、紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、ケナフ粉末がより好ましい。また靱性を向上させる観点から、振動ロッドミル、ビーズミル等で、セルロースを非晶化した粉末の有機充填剤を用いることが好ましい。また、有機充填剤の中で、強度と可撓性を両立する観点から、セルロースが好ましく、WO2010/010961号公報に記載されている結晶度50%未満のセルロースがより好ましい。 As the organic filler, a chip-like, fiber-like, plate-like or powder-like one usually used for reinforcing thermoplastic resins can be used. Specific examples include rice husks, wood chips, okara, waste paper pulverized materials, chip-shaped materials such as clothing pulverized materials, cotton fibers, hemp fibers, bamboo fibers, wood fibers, kenaf fibers, jute fibers, banana fibers, coconut fibers. Pulp fiber or cellulose fiber processed from these plant fibers and animal fibers such as silk, wool, Angola, cashmere, camel, etc., fibrous materials such as aramid fiber, polyarylate fiber, PBO fiber, pulp powder , Paper powder, wood powder, bamboo powder, cellulose powder, rice husk powder, fruit husk powder, chitin powder, chitosan powder, protein, starch, and the like. From the viewpoint of improving moldability, paper powder, Powdered wood powder, bamboo powder, cellulose powder, kenaf powder, rice husk powder, fruit shell powder, chitin powder, chitosan powder, protein powder, starch, etc. Preferably, paper powder, wood powder, bamboo powder, cellulose powder, kenaf powder is more preferable. From the viewpoint of improving toughness, it is preferable to use a powdery organic filler obtained by amorphizing cellulose using a vibrating rod mill, a bead mill or the like. Among organic fillers, cellulose is preferable from the viewpoint of achieving both strength and flexibility, and cellulose having a crystallinity of less than 50% described in WO2010 / 010961 is more preferable.
有機充填剤の含有量は、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、1〜100重量部が好ましく、5〜50重量部がより好ましい。 The content of the organic filler is preferably 1 to 100 parts by weight and more preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin.
(その他の樹脂及び添加剤)
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の強度、柔軟性、耐熱性、耐久性等の物性を向上させる観点から、その他の樹脂を含んでもよい。その他の樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルイミドなど、あるいはエチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレン/プロピレンターポリマー、エチレン/ブテン−1共重合体などの軟質熱可塑性樹脂などの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。
(Other resins and additives)
The polylactic acid resin composition of the present invention may contain other resins from the viewpoint of improving physical properties such as strength, flexibility, heat resistance, and durability of the molded body made of the polylactic acid resin composition. Specific examples of other resins include polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, AS resin, acrylic resin, polyamide, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyester, polyacetal, polysulfone, polyphenylene oxide, polyimide, polyetherimide, Or thermoplastic resins such as ethylene / glycidyl methacrylate copolymers, polyester elastomers, polyamide elastomers, soft thermoplastic resins such as ethylene / propylene terpolymers, ethylene / butene-1 copolymers, phenol resins, melamine resins, unsaturated Examples thereof include thermosetting resins such as polyester resins, silicone resins, and epoxy resins.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の強度、柔軟性、耐熱性、耐久性等の物性を向上させる観点から、更に難燃化剤を含有することができる。難燃化剤の具体例としては、テトラブロムビスフェノール−A−エポキシオリゴマー、テトラブロムビスフェノール−A−カーボネートオリゴマー、ブロム化エポキシ樹脂等の臭素又は塩素を含有するハロゲン系化合物、三酸化アンチモン、ホウ酸亜鉛等の無機系難燃剤、シリコーン樹脂、シリコーンオイル等のシリコーン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機水酸化物(物性の観点からシランカップリング剤、なかでもイソシアネートシランで表面処理されていることが好ましい)、リン酸トリアリールイソプロピル化物、縮合リン酸エステル、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸ピペラジン、ホスファーゼン化合物等のリン化合物、及びメラミンシアヌレート等の含窒素化合物などが挙げられる。安全性を向上させる観点から、無機水酸化物又はリン化合物が好ましく、物性を向上させる観点から無機水酸化物とリン化合物の併用が好ましい。難燃化剤の含有量は、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、10〜60重量部が好ましく、15〜50重量部がより好ましい。 The polylactic acid resin composition of the present invention can further contain a flame retardant from the viewpoint of improving physical properties such as strength, flexibility, heat resistance, and durability of the molded body made of the polylactic acid resin composition. . Specific examples of the flame retardant include halogenated compounds containing bromine or chlorine such as tetrabromobisphenol-A-epoxy oligomer, tetrabromobisphenol-A-carbonate oligomer, brominated epoxy resin, antimony trioxide, boric acid, etc. Inorganic flame retardants such as zinc, silicone flame retardants such as silicone resin and silicone oil, inorganic hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide (surface treatment with silane coupling agent, especially isocyanate silane from the viewpoint of physical properties And phosphorous compounds such as triaryl isopropylates, condensed phosphates, melamine polyphosphates, piperazine polyphosphates and phosphazene compounds, and nitrogen-containing compounds such as melamine cyanurate. From the viewpoint of improving safety, an inorganic hydroxide or a phosphorus compound is preferable, and from the viewpoint of improving physical properties, the combined use of an inorganic hydroxide and a phosphorus compound is preferable. The content of the flame retardant is preferably 10 to 60 parts by weight and more preferably 15 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐衝撃性、靱性等の物性を向上させる観点から、コアシェル型ゴムを含有しても良い。具体例としては、(コア;シリコーン/アクリル重合体、シェル;メタクリル酸メチル重合体)、(コア;シリコーン/アクリル重合体、シェル;メタクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル重合体)、(コア;ブタンジエン/スチレン重合体、シェル;メタクリル酸メチル重合体)、(コア;アクリル重合体、シェル;メタクリル酸メチル重合体)等が挙げられる。透明性を向上させる観点から、市販品として、三菱レイヨン社製;メタブレンS−2006、S−2100、S−2200、ローム・アンド・ハース社製;パラロイドBPM−500が好ましい。コアシェル型ゴムの含有量は、ポリ乳酸樹脂100重量部に対して、2〜30重量部が好ましく、3〜20重量部がより好ましい。 The polylactic acid resin composition of the present invention may contain a core-shell type rubber from the viewpoint of improving physical properties such as impact resistance and toughness of a molded article made of the polylactic acid resin composition. Specific examples include (core; silicone / acrylic polymer, shell; methyl methacrylate polymer), (core; silicone / acrylic polymer, shell; methyl methacrylate / glycidyl methacrylate polymer), (core; butanediene / Styrene polymer, shell; methyl methacrylate polymer), (core; acrylic polymer, shell; methyl methacrylate polymer) and the like. From the viewpoint of improving transparency, commercially available products are preferably made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; Metabrene S-2006, S-2100, S-2200, Rohm and Haas Co., Ltd .; Paraloid BPM-500. The content of the core-shell type rubber is preferably 2 to 30 parts by weight and more preferably 3 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid resin.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、前記以外の他の成分として、本発明の目的を損なわない範囲で、通常の添加剤、例えばヒンダードフェノール又はホスファイト系の酸化防止剤、又は脂肪族アミド類、脂肪酸金属塩、炭化水素系ワックス類やアニオン型界面活性剤である滑剤等、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族ベンゾエート系化合物、蓚酸アニリド系化合物、シアノアクリレート系化合物及びヒンダードアミン系化合物)、熱安定剤(ヒンダードフェノール系化合物、ホスファイト系化合物、チオエーテル系化合物)、帯電防止剤、防曇剤、光安定剤、発泡剤、離形剤、染料及び顔料を含む着色剤、防カビ剤、抗菌剤などの1種又は2種以上をさらに含有することができる。 The polylactic acid resin composition of the present invention is a conventional additive such as a hindered phenol or a phosphite-based antioxidant, or an aliphatic amide as long as the components other than the above are not impaired. UV absorbers (benzophenone compounds, benzotriazole compounds, aromatic benzoate compounds, oxalic acid anilide compounds, cyanoacrylate compounds, etc.) And hindered amine compounds), heat stabilizers (hindered phenol compounds, phosphite compounds, thioether compounds), antistatic agents, antifogging agents, light stabilizers, foaming agents, release agents, dyes and pigments One or more of colorants, fungicides, antibacterial agents and the like can be further contained.
(ポリ乳酸樹脂組成物の製造方法)
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂及び微細化された層状複水酸化物含有組成物を含有するものであれば特に限定なく調製することができ、例えば、ポリ乳酸樹脂及び微細化された層状複水酸化物含有組成物、さらに必要により各種添加剤を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて溶融混練して調製することができる。なお、原料は、予めヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等を用いて均一に混合した後に、溶融混練に供することも可能である。
(Production method of polylactic acid resin composition)
The polylactic acid resin composition of the present invention can be prepared without particular limitation as long as it contains a polylactic acid resin and a refined layered double hydroxide-containing composition. The layered double hydroxide-containing composition and, if necessary, the raw material for the polylactic acid resin composition containing various additives, known as a closed kneader, a single or twin screw extruder, an open roll type kneader, etc. It can be prepared by melt-kneading using a kneader. The raw materials can be mixed in advance using a Henschel mixer, a super mixer, etc., and then subjected to melt kneading.
溶融混練温度は、ポリ乳酸樹脂組成物の成形性及び劣化防止を向上させる観点から、160〜250℃が好ましく、165〜230℃がより好ましく、170〜210℃がさらに好ましい。溶融混練時間は、溶融混練温度、混練機の種類によって一概には決定できないが、15〜900秒間が好ましい。 The melt kneading temperature is preferably from 160 to 250 ° C, more preferably from 165 to 230 ° C, and even more preferably from 170 to 210 ° C, from the viewpoint of improving the moldability and deterioration prevention of the polylactic acid resin composition. The melt-kneading time cannot be generally determined depending on the melt-kneading temperature and the type of the kneader, but is preferably 15 to 900 seconds.
また、溶融混練機としては、層状複水酸化物の分散性の観点から、好ましくは10〜1000(1/s)、より好ましくは20〜500(1/s)のせん断速度を有する装置が好ましい。なお、本明細書において、溶融混練機のせん断速度とは、以下の式より求められた値であり、チップクリアランスとは、ロータ外周とチャンバ内壁面間の隙間を意味する。
せん断速度(1/s)=スクリュー回転数(r/s)×2π×スクリュー半径/チップクリアランス
The melt kneader is preferably an apparatus having a shear rate of 10 to 1000 (1 / s), more preferably 20 to 500 (1 / s), from the viewpoint of dispersibility of the layered double hydroxide. . In the present specification, the shear rate of the melt kneader is a value obtained from the following equation, and the tip clearance means a gap between the outer periphery of the rotor and the inner wall surface of the chamber.
Shear rate (1 / s) = screw speed (r / s) × 2π × screw radius / chip clearance
かくして本発明のポリ乳酸樹脂組成物が得られる。よって、本発明はまた、本発明のポリ乳酸樹脂組成物の製造方法を提供する。 Thus, the polylactic acid resin composition of the present invention is obtained. Therefore, this invention also provides the manufacturing method of the polylactic acid resin composition of this invention.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物の好適な製造方法としては、
工程(1):アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化して、微細化された層状複水酸化物含有組成物を得る工程、及び
工程(2):工程(1)で得られた微細化された層状複水酸化物含有組成物とポリ乳酸樹脂を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を溶融混練する工程
を含む方法が挙げられる。
As a suitable production method of the polylactic acid resin composition of the present invention,
Step (1): A layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of an alkyl phosphate ester and a salt thereof is refined in the presence of a plasticizer, and the refined layered double hydroxide is obtained. Step of obtaining a product-containing composition, and step (2): melting the refined layered double hydroxide-containing composition obtained in step (1) and a raw material for a polylactic acid resin composition containing a polylactic acid resin Examples thereof include a method including a kneading step.
工程(1)では、アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化して、微細化された層状複水酸化物含有組成物を得る。好ましくは、前記有機化剤によって有機化された層状複水酸化物と可塑剤の混合物を粉砕する事により微細化する方法が挙げられる。有機化剤、層状複水酸化物及び可塑剤は、前記に記載したものが使用される。また、微細化方法についても特に限定はなく、本発明のポリ乳酸樹脂組成物に含有される層状複水酸化物含有組成物を調製する際に採用した方法、例えば、湿式粉砕が好ましい。 In the step (1), a layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of an alkyl phosphate ester and a salt thereof is refined in the presence of a plasticizer, and the refined layered double water is obtained. An oxide-containing composition is obtained. Preferably, a method of pulverizing a mixture of a layered double hydroxide and a plasticizer that has been organized by the organic agent is mentioned. As the organic agent, the layered double hydroxide and the plasticizer, those described above are used. Moreover, there is no limitation in particular also about the refinement | miniaturization method, The method employ | adopted when preparing the layered double hydroxide containing composition contained in the polylactic acid resin composition of this invention, for example, wet grinding, is preferable.
工程(2)では、工程(1)で得られた微細化された層状複水酸化物含有組成物とポリ乳酸樹脂を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を溶融混練する。工程(2)で用いられる原料としては、本発明のポリ乳酸樹脂組成物に含有されるものと同様のものが挙げられる。また、溶融混練方法についても特に限定なく、本発明のポリ乳酸樹脂組成物を調製する際に採用した方法が挙げられ、例えば、ポリ乳酸樹脂及び微細化された層状複水酸化物含有組成物、さらに必要により各種添加剤を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて、好ましくは160〜250℃、より好ましくは165〜230℃、さらに好ましくは170〜210℃で、好ましくは10〜1000(1/s)、より好ましくは20〜500(1/s)のせん断速度で溶融混練する方法が挙げられる。なお、原料は、予めヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等を用いて均一に混合した後に、溶融混練に供してもよい。 In step (2), the refined layered double hydroxide-containing composition obtained in step (1) and a raw material for polylactic acid resin composition containing polylactic acid resin are melt-kneaded. As a raw material used at a process (2), the thing similar to what is contained in the polylactic acid resin composition of this invention is mentioned. Further, there is no particular limitation on the melt-kneading method, and examples thereof include the method employed when preparing the polylactic acid resin composition of the present invention. For example, the polylactic acid resin and the refined layered double hydroxide-containing composition, Furthermore, if necessary, the raw material for the polylactic acid resin composition containing various additives is preferably 160 to 160, using a known kneader such as a closed kneader, a uniaxial or biaxial extruder, and an open roll kneader. A method of melt kneading at 250 ° C., more preferably 165 to 230 ° C., further preferably 170 to 210 ° C., preferably 10 to 1000 (1 / s), more preferably 20 to 500 (1 / s). Is mentioned. The raw materials may be subjected to melt kneading after being uniformly mixed in advance using a Henschel mixer, a super mixer, or the like.
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、靱性と可塑性を両立することから加工性が良好で、例えば200℃以下の低温で加工しても可塑剤の分解が起こり難い利点もあり、フィルムやシートにプレス成形して各種用途に用いることができる。さらに高い結晶化速度により、射出成形において、低い金型温度で、かつ短時間での成形が可能となる。また、フィルムやシート状に一旦加工した後、熱成形又は延伸化などの加工(二次加工)に供して、熱成形品や延伸フィルムとすることもできる。 The polylactic acid resin composition of the present invention has good workability since it has both toughness and plasticity, and has an advantage that the plasticizer is hardly decomposed even when processed at a low temperature of 200 ° C. or less, for example, in a film or sheet. It can be used for various applications by press molding. Further, due to the high crystallization speed, it is possible to perform molding at a low mold temperature and in a short time in injection molding. Moreover, after processing once into a film or a sheet form, it can also be used for processing (secondary processing) such as thermoforming or stretching to obtain a thermoformed product or a stretched film.
また、本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、例えば、押出し機等を用いて前記微細化された層状複水酸化物含有組成物とポリ乳酸樹脂とを混合して溶融させながら、必要により可塑剤や加水分解抑制剤等を配合し、次に得られた溶融物を射出成形機等により金型に充填して成形することができる。従って、本発明はまた、本発明のポリ乳酸樹脂組成物を成形してなるポリ乳酸樹脂成形体及びその製造方法を提供する。 In addition, the polylactic acid resin composition of the present invention is, for example, a plasticizer as needed while mixing and melting the finely divided layered double hydroxide-containing composition and the polylactic acid resin using an extruder or the like. And a hydrolysis inhibitor and the like, and the resulting melt can be filled into a mold with an injection molding machine or the like and molded. Therefore, the present invention also provides a polylactic acid resin molded article obtained by molding the polylactic acid resin composition of the present invention and a method for producing the same.
本発明のポリ乳酸樹脂成形体は、例えば、前記可塑剤の存在下で微細化された層状複水酸化物含有組成物とポリ乳樹脂を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を溶融混練後、得られた溶融混練物を110℃以下の金型内に充填して成形して得られる。本発明のポリ乳酸樹脂成形体の好適な製造方法としては、
工程(A):層状複水酸化物を前記可塑剤の存在下で湿式粉砕し、微細化された層状複水酸化物含有組成物を得る工程、
工程(B):工程(A)で得られた微細化された層状複水酸化物含有組成物とポリ乳樹脂を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を溶融混練する工程、及び
工程(C):工程(B)で得られた溶融物を110℃以下の金型内に充填して成形する工程
を含む方法が挙げられる。
The polylactic acid resin molded article of the present invention is, for example, after melt-kneading a raw material for a polylactic acid resin composition containing a layered double hydroxide-containing composition refined in the presence of the plasticizer and a poly milk resin, The obtained melt-kneaded product is obtained by filling a mold at 110 ° C. or lower and molding. As a suitable production method of the polylactic acid resin molded article of the present invention,
Step (A): a step of wet-pulverizing the layered double hydroxide in the presence of the plasticizer to obtain a refined layered double hydroxide-containing composition,
Step (B): a step of melt-kneading the refined layered double hydroxide-containing composition obtained in Step (A) and a raw material for a polylactic acid resin composition containing a polydairy resin, and Step (C) : A method including a step of filling the melt obtained in the step (B) into a mold of 110 ° C. or lower and molding the melt.
なお、工程(B)の溶融混練後には、冷却して非晶状態(すなわち広角X線回折法で測定される結晶化度が1%以下となる条件)とした後で成形してもよく、冷却して直ちに成形してもよい。ポリ乳酸樹脂の結晶化速度向上の観点から、溶融混練後、冷却して直ちに成形、即ち、工程(B)を経た後、冷却して直ちに工程(C)を行う方法が好ましい。 In addition, after the melt kneading in the step (B), it may be molded after cooling to an amorphous state (that is, a condition that the crystallinity measured by the wide angle X-ray diffraction method is 1% or less) It may be molded immediately after cooling. From the viewpoint of improving the crystallization speed of the polylactic acid resin, a method in which after cooling and kneading, cooling and molding immediately, that is, after passing through step (B), cooling and immediately performing step (C) is preferable.
工程(C)の具体例としては、例えば、射出成形機等により本発明のポリ乳酸樹脂組成物を110℃以下の金型内に充填し、成形する工程等が挙げられる。工程(C)における金型温度は、ポリ乳酸樹脂組成物の結晶化速度向上及び作業性向上の観点から、110℃以下が好ましく、90℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましい。また30℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、60℃以上がさらに好ましい。かかる観点から、金型温度は30〜110℃が好ましく、40〜90℃がより好ましく、60〜80℃がさらに好ましい。本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、結晶化速度に優れ低温度での成形加工も可能であるため前記金型温度でも、十分な耐熱性を有する成形体を得ることができる。 As a specific example of the step (C), for example, a step of filling the polylactic acid resin composition of the present invention in a mold of 110 ° C. or less with an injection molding machine or the like and molding it can be mentioned. The mold temperature in the step (C) is preferably 110 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower, and further preferably 80 ° C. or lower, from the viewpoint of improving the crystallization speed and workability of the polylactic acid resin composition. Moreover, 30 degreeC or more is preferable, 40 degreeC or more is more preferable, and 60 degreeC or more is further more preferable. From this viewpoint, the mold temperature is preferably 30 to 110 ° C, more preferably 40 to 90 ° C, and further preferably 60 to 80 ° C. Since the polylactic acid resin composition of the present invention has an excellent crystallization rate and can be molded at a low temperature, a molded product having sufficient heat resistance can be obtained even at the mold temperature.
工程(C)における金型内での保持時間は、ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性向上及び生産性向上の観点から、20〜90秒が好ましく、20〜80秒がより好ましく、20〜60秒がさらに好ましい。すなわち、本発明の製造方法により得られるポリ乳酸樹脂組成物は結晶化速度が速いために、前記記載の短い時間の保持時間でも十分な耐熱性を有するポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体が得られる。 The holding time in the mold in the step (C) is preferably 20 to 90 seconds, more preferably 20 to 80 seconds, from the viewpoint of improving the heat resistance and productivity of the molded article made of the polylactic acid resin composition, More preferably, it is 20 to 60 seconds. That is, since the polylactic acid resin composition obtained by the production method of the present invention has a high crystallization rate, a molded body comprising the polylactic acid resin composition having sufficient heat resistance even with the short holding time described above is obtained. It is done.
ポリ乳酸樹脂組成物からなる成形体の耐熱性は、その相対結晶化度の大きさに比例するものである。なお、本明細書において、相対結晶化度とは、以下の式で表される結晶化度を言う。
相対結晶化度(%)={(ΔHm−ΔHcc)/ΔHm×100}
具体的には、相対結晶化度は、DSC装置(パーキンエルマー社製ダイアモンドDSC)を用い、1stRUNとして、昇温速度20℃/分で20℃から200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、降温速度−20℃/分で200℃から20℃まで降温し、20℃で1分間保持した後、さらに2ndRUNとして、昇温速度20℃/分で20℃から200℃まで昇温し、1stRUNに観測されるポリ乳酸樹脂の冷結晶化エンタルピーの絶対値ΔHcc、2ndRUNに観測される結晶融解エンタルピーΔHmを用いて求めることができる。
The heat resistance of the molded body made of the polylactic acid resin composition is proportional to the relative crystallinity. In the present specification, the relative crystallinity refers to the crystallinity represented by the following formula.
Relative crystallinity (%) = {(ΔHm−ΔHcc) / ΔHm × 100}
Specifically, the relative crystallinity was raised from 20 ° C. to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 20 ° C./min using a DSC apparatus (Diamond DSC manufactured by PerkinElmer Co., Ltd.) at a rate of temperature increase of 20 ° C./min. After holding, the temperature was lowered from 200 ° C. to 20 ° C. at a temperature drop rate of −20 ° C./min, held at 20 ° C. for 1 minute, and then further increased from 20 ° C. to 200 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C./min as 2ndRUN. The absolute value ΔHcc of the cold crystallization enthalpy of the polylactic acid resin observed at 1st RUN and the crystal melting enthalpy ΔHm observed at 2nd RUN can be used.
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
〔層状複水酸化物の粒径〕
層状複水酸化物の粒径(nm)は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置 LA−920(HORIBA社製)を用いて、測定溶媒であるエタノール(関東化学社製、鹿1級)中に層状複水酸化物の粒子、或いはその含有組成物0.05gを攪拌させながら分散させて測定し(攪拌速度;レベル4)、屈折率を1.10としてメジアン径を算出する。なお、微細化処理前の層状複水酸化物の粒径を測定する場合は、粒子を測定溶媒中に分散させるために1分間超音波処理を行い、微細化処理後の層状複水酸化物の粒径を測定する場合には、攪拌操作のみを行い測定を行う。
(Particle size of layered double hydroxide)
The particle size (nm) of the layered double hydroxide is measured by using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer LA-920 (manufactured by HORIBA) in ethanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer grade 1). Then, the layered double hydroxide particles or 0.05 g of the contained composition was dispersed and measured while stirring (stirring speed: level 4), and the median diameter was calculated with a refractive index of 1.10. In addition, when measuring the particle size of the layered double hydroxide before the refinement treatment, ultrasonic treatment is performed for 1 minute in order to disperse the particles in the measurement solvent, and the layered double hydroxide after the refinement treatment is processed. When measuring the particle size, only the stirring operation is performed.
可塑剤の製造例1(コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル)
攪拌機、温度計、脱水管を備えた3Lフラスコに、無水コハク酸500g、トリエチレングリコールモノメチルエーテル2463g、パラトルエンスルホン酸一水酸化物9.5gを仕込み、空間部に窒素(500mL/分)を吹き込みながら、減圧下(4〜10.7kPa)、110℃で15時間反応させた。反応液の酸価は1.6(KOHmg/g)であった。反応液に吸着剤キョーワード500SH(協和化学工業社製)27gを添加して80℃、2.7kPaで45分間攪拌してろ過した後、液温115〜200℃、圧力0.03kPaでトリエチレングリコールモノメチルエーテルを留去し、80℃に冷却後、残液を減圧ろ過して、ろ液として、コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル〔(MeEO3)2SA〕を得た。得られたジエステルは、重量平均分子量410、粘度(23℃)27mPa・s、酸価0.2KOHmg/g、鹸化価274KOHmg/g、水酸基価1KOHmg/g以下、色相APHA200であった。
Plasticizer Production Example 1 (Diester of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether)
A 3 L flask equipped with a stirrer, thermometer and dehydration tube was charged with 500 g of succinic anhydride, 2463 g of triethylene glycol monomethyl ether, and 9.5 g of paratoluenesulfonic acid monohydroxide, and nitrogen (500 mL / min) was added to the space. While blowing, the reaction was carried out at 110 ° C. for 15 hours under reduced pressure (4 to 10.7 kPa). The acid value of the reaction solution was 1.6 (KOH mg / g). After adding 27 g of adsorbent KYOWARD 500SH (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) to the reaction solution and stirring and filtering at 80 ° C. and 2.7 kPa for 45 minutes, triethylene at a liquid temperature of 115 to 200 ° C. and a pressure of 0.03 kPa. After distilling off the glycol monomethyl ether and cooling to 80 ° C., the residual liquid was filtered under reduced pressure to obtain a diester [(MeEO 3 ) 2 SA] of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether as a filtrate. The obtained diester had a weight average molecular weight of 410, a viscosity (23 ° C.) of 27 mPa · s, an acid value of 0.2 KOH mg / g, a saponification value of 274 KOH mg / g, a hydroxyl value of 1 KOH mg / g or less, and a hue APHA200.
有機化処理された層状複水酸化物の製造例1
蒸留水2Lに、酢酸(キシダ化学社製)1.2g、酢酸ナトリウム(シグマアルドリッチジャパン社製)14.76g、塩化ナトリウム(和光純薬工業社製)450gを室温(25℃)で溶解させ、層状複水酸化物(ハイドロタルサイト DHT−6、協和化学工業社製)3.6gを加え、層間の炭酸イオンを塩化物イオンに置換するために、20時間室温(25℃)下で攪拌(回転数200rpm)した。濾過、水洗及び乾燥を行った後、得られた粉末1gを、リン酸モノドデシルナトリウム(東京化成工業株式会社製)1.52g、蒸留水100gと混合し、20時間、45℃下で攪拌(回転数500rpm)した。濾過、蒸留水100gで洗浄及び乾燥(80℃で12時間)を行った後、得られた粉末をさらに、リン酸モノドデシルナトリウム(東京化成工業株式会社)1.52g、蒸留水100gと混合し、20時間、45℃下で攪拌(回転数500rpm)することにより層状複水酸化物の有機化を行った。濾過、蒸留水100gで洗浄及び乾燥(80℃で12時間)を行うことで有機化層状複水酸化物1を得た。
Production Example 1 of Organically Treated Layered Double Hydroxide
In 2 L of distilled water, 1.2 g of acetic acid (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), 14.76 g of sodium acetate (manufactured by Sigma Aldrich Japan), 450 g of sodium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are dissolved at room temperature (25 ° C.). In order to add 3.6 g of layered double hydroxide (hydrotalcite DHT-6, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) and replace the carbonate ions between the layers with chloride ions, the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 20 hours ( The rotation speed was 200 rpm. After filtration, washing with water and drying, 1 g of the obtained powder was mixed with 1.52 g of monododecyl sodium phosphate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 100 g of distilled water and stirred at 45 ° C. for 20 hours ( The rotation speed was 500 rpm. After filtration and washing with 100 g of distilled water and drying (at 80 ° C. for 12 hours), the obtained powder was further mixed with 1.52 g of sodium monododecyl sodium phosphate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 100 g of distilled water. The layered double hydroxide was organized by stirring (rotation speed: 500 rpm) at 45 ° C. for 20 hours. Filtration, washing with 100 g of distilled water, and drying (at 80 ° C. for 12 hours) gave organically modified layered double hydroxide 1.
有機化処理された層状複水酸化物の製造例2
塩化物イオンに交換した層状複水酸化物の粉末1gを、リン酸モノドデシルナトリウム1.52g、蒸留水100gと混合し70℃下で20時間攪拌混合を行なって有機化を行なう以外は製造例1と同様にして、有機化層状複水酸化物2を得た。
Production example 2 of organically treated layered double hydroxide
Production Example except that 1 g of layered double hydroxide powder exchanged for chloride ions was mixed with 1.52 g of monododecyl sodium phosphate and 100 g of distilled water, and the mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 20 hours for organic formation. In the same manner as in Example 1, an organically modified layered double hydroxide 2 was obtained.
微細化された層状複水酸化物含有組成物の製造例1〜3
表1に示す層状複水酸化物と可塑剤を、表1に示す粉砕機に供して、表1に示す時間粉砕を行った。粉砕前後の層状複水酸化物含有組成物の平均粒径を表1に示す。なお、製造例3は、表1に示す量の層状複水酸化物と可塑剤を手混合により混合した。
Production Examples 1 to 3 of the refined layered double hydroxide-containing composition
The layered double hydroxide and plasticizer shown in Table 1 were subjected to the pulverizer shown in Table 1 and pulverized for the time shown in Table 1. Table 1 shows the average particle size of the layered double hydroxide-containing composition before and after pulverization. In Production Example 3, the amount of layered double hydroxide and plasticizer shown in Table 1 were mixed by hand mixing.
なお、表1における原料及び装置は以下の通りである。
(可塑剤)
可塑剤1:可塑剤の製造例1で製造したコハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル
(粉砕機)
粉砕機1:超音波ホモジナイザー(US−300T、日本精機製作所社製)
In addition, the raw material and apparatus in Table 1 are as follows.
(Plasticizer)
Plasticizer 1: Diester of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether produced in Production Example 1 of plasticizer (pulverizer)
Crusher 1: Ultrasonic homogenizer (US-300T, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho)
表1より、層状複水酸化物を可塑剤の存在下で粉砕することより、製造例1〜2の層状複水酸化物は微細化されていることが確認された。 From Table 1, it was confirmed that the layered double hydroxides of Production Examples 1 and 2 were refined by pulverizing the layered double hydroxide in the presence of a plasticizer.
実施例1、2及び比較例1
ポリ乳酸樹脂50g(100重量部)と、表2に示す種類と量の層状複水酸化物組成物、結晶核剤、加水分解抑制剤とを、表2に示す種類の溶融混練機にて、表2に示すせん断速度、混練温度190℃で溶融混練し、ポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットは、70℃減圧下で1日乾燥し、水分量を500ppm以下とした。なお、表2に記載の溶融混練機のせん断速度とは、以下の式より求められた値である。
せん断速度(1/s)=スクリュー回転数(r/s)×2π×スクリュー半径/チップクリアランス
Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
In a melt kneader of the type shown in Table 2, 50 g (100 parts by weight) of the polylactic acid resin and the layered double hydroxide composition, crystal nucleating agent, and hydrolysis inhibitor shown in Table 2 were used. The mixture was melt-kneaded at a shear rate and a kneading temperature of 190 ° C. shown in Table 2 to obtain pellets of a polylactic acid resin composition. The obtained pellets were dried at 70 ° C. under reduced pressure for 1 day, and the water content was adjusted to 500 ppm or less. In addition, the shear rate of the melt-kneader shown in Table 2 is a value obtained from the following formula.
Shear rate (1 / s) = screw speed (r / s) × 2π × screw radius / chip clearance
次に、実施例及び比較例のペレットを、ヒートプレス機(東洋精機製作所社製、ラボプレス)を用いて190℃で溶融させた後、20℃まで冷却し、再び80℃に加温することで、厚さ0.4mmのシートを成形した。得られた成形体をJIS 7127Kに基づき2号試験片を作製して以下の試験例1〜3の方法に従って特性を調べた。結果を表2に示す。 Next, the pellets of Examples and Comparative Examples were melted at 190 ° C. using a heat press machine (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., lab press), cooled to 20 ° C., and then heated again to 80 ° C. A sheet having a thickness of 0.4 mm was formed. A No. 2 test piece was prepared from the obtained molded body based on JIS 7127K, and the characteristics were examined according to the methods of Test Examples 1 to 3 below. The results are shown in Table 2.
なお、表2における原料及び装置は以下の通りである。
(ポリ乳酸樹脂)
NW4032D:ポリ乳酸樹脂(ネイチャーワークスLLC社製、NatureWorks 4032D)
(層状複水酸化物含有組成物)
表1に示す製造例1〜3で調製された層状複水酸化物含有組成物
(結晶核剤)
スリパックスH:エチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド(日本化成社製)
(加水分解抑制剤)
カルボジライトLA−1:ポリカルボジイミド(日清紡ケミカル社製)
(溶融混練機)
混練機1:密閉式ニーダー「ラボプラストミル」(東洋精機製作所社製)
In addition, the raw material and apparatus in Table 2 are as follows.
(Polylactic acid resin)
NW4032D: Polylactic acid resin (manufactured by Nature Works LLC, NatureWorks 4032D)
(Layered double hydroxide-containing composition)
Layered double hydroxide-containing composition (crystal nucleating agent) prepared in Production Examples 1 to 3 shown in Table 1
SLIPAX H: Ethylene bis 12-hydroxystearic acid amide (Nippon Kasei Co., Ltd.)
(Hydrolysis inhibitor)
Carbodilite LA-1: Polycarbodiimide (Nisshinbo Chemical Co., Ltd.)
(Melt kneader)
Kneading machine 1: Sealed kneader "Lab Plast Mill" (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho)
試験例1<強度の評価>
得られた成形体について、引っ張り試験を行い、初期弾性率(GPa)を調べた。引っ張り試験には、オリエンテック社製のテンシロン万能試験機(RTC−1210A)を用い、JIS 7127Kに従って試験を行った。数値が高いほど剛性に優れ、強度が高いことを示す。
Test Example 1 <Strength Evaluation>
About the obtained molded object, the tension test was done and the initial stage elastic modulus (GPa) was investigated. The tensile test was conducted according to JIS 7127K using a Tensilon universal testing machine (RTC-1210A) manufactured by Orientec. Higher values indicate better rigidity and higher strength.
試験例2<透明性の評価>
得られた成形体について、ヘイズメーター(HM−150型 村上色彩技術研究所社製)を用いて、Haze値を測定し、これを透明度の指標とした。数値が低いほど透明性に優れることを示す。
Test Example 2 <Transparency Evaluation>
About the obtained molded object, the haze value was measured using the haze meter (HM-150 type | mold Murakami Color Research Laboratory company make), and this was made into the parameter | index of transparency. It shows that it is excellent in transparency, so that a numerical value is low.
試験例3<可撓性の評価>
得られた成形体について、試験温度23℃、試験速度50mm/sで引っ張り試験を行い、破断する延伸倍率〔破断点伸度(%)〕)を調べた。引っ張り試験には、オリエンテック社製のテンシロン万能試験機(RTC−1210A)を用いた。数値が高いほど可撓性に優れることを示す。
Test Example 3 <Evaluation of flexibility>
The obtained molded body was subjected to a tensile test at a test temperature of 23 ° C. and a test speed of 50 mm / s to examine the stretch ratio at which it breaks [elongation at break (%)]. A Tensilon universal testing machine (RTC-1210A) manufactured by Orientec Co., Ltd. was used for the tensile test. It shows that it is excellent in flexibility, so that a numerical value is high.
表2の結果から明らかなように、本発明のポリ乳酸樹脂組成物の成形体は、層状複水酸化物が微細化処理されていないこと以外は同じ組成の樹脂組成物に比べて、透明性に優れ、かつ、引張弾性率と破断点伸度が大きく、強度と可撓性を両立させることができることが示唆される。なかでも、実施例1は比較例1と比較して引張弾性率、ヘイズ、破断点伸度に優れる。これは、層間の有機化のみでは分散性が不十分であり、湿式粉砕によって微細化されたことで、樹脂中の分散性が向上したためと推察される。これより、可視光の散乱が抑制されてヘイズ値が低下し、さらに層状複水酸化物がポリ乳酸樹脂組成物の強化剤として働き、強度と可撓性と透明性に優れることが示唆される。 As is clear from the results in Table 2, the molded product of the polylactic acid resin composition of the present invention is more transparent than the resin composition having the same composition except that the layered double hydroxide is not refined. In addition, the tensile modulus and elongation at break are large, suggesting that both strength and flexibility can be achieved. In particular, Example 1 is superior to Comparative Example 1 in tensile modulus, haze, and elongation at break. This is presumably because the dispersibility is insufficient only by the organic layer formation, and the dispersibility in the resin is improved by the refinement by wet pulverization. This suggests that the scattering of visible light is suppressed, the haze value is lowered, and the layered double hydroxide acts as a reinforcing agent for the polylactic acid resin composition and is excellent in strength, flexibility and transparency. .
本発明のポリ乳酸樹脂組成物は、日用雑貨品、家電部品、家電部品用梱包資材、自動車部品等の様々な工業用途に好適に使用することができる。 The polylactic acid resin composition of the present invention can be suitably used for various industrial uses such as household goods, household appliance parts, packaging materials for household appliance parts, and automobile parts.
Claims (6)
工程(1):アルキルリン酸エステル及びその塩からなる群より選ばれる有機化剤によって有機化された層状複水酸化物を可塑剤の存在下で微細化して、微細化された層状複水酸化物含有組成物を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた微細化された層状複水酸化物含有組成物及びポリ乳酸樹脂を含有するポリ乳酸樹脂組成物用原料を溶融混練する工程 The manufacturing method of the polylactic acid resin composition containing following process (1) and (2).
Step (1): A layered double hydroxide organized by an organic agent selected from the group consisting of an alkyl phosphate ester and a salt thereof is refined in the presence of a plasticizer, and the refined layered double hydroxide is obtained. Process step (2) for obtaining a product-containing composition: Melt kneading the refined layered double hydroxide-containing composition obtained in step (1) and a raw material for a polylactic acid resin composition containing a polylactic acid resin Process
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