JP2007063435A - Polylactic acid composition - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた耐熱性および耐衝撃性を有するポリ乳酸組成物を提供する。
【解決手段】ポリ乳酸とポリエチレン骨格に相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分を含有したエラストマーとを含むポリ乳酸組成物。エラストマーとしては、エチレン−酢酸ビニルコポリマーあるいはエチレン−メチルメタクリレートコポリマーを、ポリ乳酸（Ｘ）とエラストマー（Ｙ）との質量比（Ｘ：Ｙ）が、５０：５０〜９９：１の割合で用いる。
【選択図】なしA polylactic acid composition having excellent heat resistance and impact resistance is provided.
A polylactic acid composition comprising polylactic acid and an elastomer containing a component having a higher compatibility with polylactic acid than polyethylene relative to a polyethylene skeleton. As the elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer or an ethylene-methyl methacrylate copolymer is used at a mass ratio (X: Y) of polylactic acid (X) to elastomer (Y) of 50:50 to 99: 1.
[Selection figure] None
Description
本発明は、ポリ乳酸組成物に関し、特に射出成形用途に好適なポリ乳酸組成物に関する。 The present invention relates to a polylactic acid composition, and particularly to a polylactic acid composition suitable for injection molding.
ポリ乳酸は、弾性率が高いが耐衝撃性が低く、また結晶化させない状態であると耐熱性が低いといった問題がある。このため、ポリ乳酸をそのまま用いた場合には、その実用範囲が限定されてしまうことから、従来から種々の改良が検討されていた。 Polylactic acid has a high elastic modulus but low impact resistance, and there is a problem that heat resistance is low when it is not crystallized. For this reason, when polylactic acid is used as it is, its practical range is limited, so various improvements have been studied.
このような技術として、ポリ乳酸の耐衝撃性を向上させるために、ポリエステル系、オレフィン系などのエラストマーを添加する方法が提案されている。しかし、ポリ乳酸に添加されるエラストマーは微分散させる必要があるため、ポリ乳酸との相溶性が高いことが求められる。しかし、相溶性の程度によってはポリ乳酸の結晶化を阻害してしまう場合があり、ポリ乳酸の耐熱性がその犠牲となってしまう。そのため従来用いられていたエラストマーはポリ乳酸との相溶性が高い部位が全質量のおおよそ３０質量％以下に抑えられていた。 As such a technique, in order to improve the impact resistance of polylactic acid, a method of adding an elastomer such as polyester or olefin has been proposed. However, since the elastomer added to polylactic acid needs to be finely dispersed, it is required to have high compatibility with polylactic acid. However, depending on the degree of compatibility, crystallization of polylactic acid may be inhibited, and the heat resistance of polylactic acid is sacrificed. For this reason, the conventionally used elastomer has a portion having high compatibility with polylactic acid suppressed to about 30% by mass or less of the total mass.
ポリ乳酸にエラストマーを添加する技術としては、例えば、ポリ乳酸にガラス転移温度が０℃以下のポリエステルエラストマーを添加する方法や（例えば、特許文献１参照。）、ポリ乳酸にエチレン系等の変性エラストマーを含有する組成物をアニール処理する方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
しかし、上述の技術においても耐熱性を維持しながら十分な耐衝撃性を得ることはできず、耐熱性と耐衝撃性とを高いレベルで両立する技術の開発が求められていた。 However, even with the above-described technology, sufficient impact resistance cannot be obtained while maintaining heat resistance, and development of a technology that achieves both heat resistance and impact resistance at a high level has been demanded.
本発明は、上述の問題を解決すべく、優れた耐熱性および耐衝撃性を有するポリ乳酸組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a polylactic acid composition having excellent heat resistance and impact resistance in order to solve the above-described problems.
本発明のポリ乳酸組成物は、ポリ乳酸と、ポリエチレン骨格に相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分を含有したエラストマーと、を含む。 The polylactic acid composition of the present invention includes polylactic acid and an elastomer containing a polyethylene skeleton and a component having a higher compatibility with the polylactic acid than polyethylene.
本発明のポリ乳酸組成物によれば、ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分を含有したエラストマーを添加することで、ポリ乳酸の結晶化を阻害せずにポリ乳酸の耐衝撃性を向上させることができる。 According to the polylactic acid composition of the present invention, the impact resistance of polylactic acid can be improved without inhibiting the crystallization of polylactic acid by adding an elastomer containing a component having high compatibility with polylactic acid. it can.
また、本発明のポリ乳酸組成物は、前記エラストマーが、エチレン−酢酸ビニルコポリマーであり、且つ、前記相溶性が大きい成分が酢酸ビニルであり、前記相溶性の大きい成分の含有率がエラストマー全体を１００質量％とした場合に３０〜６０質量％であることが好ましい。 In the polylactic acid composition of the present invention, the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer, the component having a high compatibility is vinyl acetate, and the content of the component having a high compatibility is the entire elastomer. When it is 100 mass%, it is preferable that it is 30-60 mass%.
本発明のポリ乳酸組成物によれば、前記エラストマーがエチレン−酢酸ビニルコポリマーであり且つ相溶性の大きい成分が酢酸ビニルである場合に、エラストマー中の前記相溶性の大きい成分（酢酸ビニル）の含有率を、上記範囲内にすることで、ポリ乳酸の結晶化を阻害せずにポリ乳酸の耐衝撃性を十分に向上させることができる。 According to the polylactic acid composition of the present invention, when the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer and the highly compatible component is vinyl acetate, the highly compatible component (vinyl acetate) in the elastomer is contained. By setting the rate within the above range, the impact resistance of polylactic acid can be sufficiently improved without inhibiting the crystallization of polylactic acid.
更に、前記エラストマーが、エチレン−メチルメタクリレートコポリマーであり、且つ、前記相溶性の大きい成分がメチルメタクリレートであり、前記相溶性の大きい成分の含有率が、エラストマー全体を１００質量％とした場合に２０〜４０質量％であることも好ましい。 Furthermore, when the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer, the highly compatible component is methyl methacrylate, and the content of the highly compatible component is 100% by mass of the whole elastomer. It is also preferable that it is -40 mass%.
本発明のポリ乳酸組成物によれば、前記エラストマーがエチレン−メチルメタクリレートコポリマーであり且つ相溶性の大きい成分がメチルメタクリレートである場合に、エラストマー中の前記相溶性の大きい成分（メチルメタクリレート）の含有率を、上記範囲内にすることで、ポリ乳酸の結晶化を阻害せずにポリ乳酸の耐衝撃性を十分に向上させることができる。 According to the polylactic acid composition of the present invention, when the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer and the highly compatible component is methyl methacrylate, the highly compatible component (methyl methacrylate) in the elastomer is contained. By setting the rate within the above range, the impact resistance of polylactic acid can be sufficiently improved without inhibiting the crystallization of polylactic acid.
本発明のポリ乳酸組成物は、前記ポリ乳酸（ｘ）と前記エラストマー（ｙ）との質量比（ｘ：ｙ）が、５０：５０〜９９：１であることが好ましい。 In the polylactic acid composition of the present invention, the mass ratio (x: y) between the polylactic acid (x) and the elastomer (y) is preferably 50:50 to 99: 1.
更に本発明のポリ乳酸組成物は、射出成形用に好適に用いることができる。 Furthermore, the polylactic acid composition of the present invention can be suitably used for injection molding.
本発明によれば、優れた耐熱性および耐衝撃性を有するポリ乳酸組成物を提供することができる。 According to the present invention, a polylactic acid composition having excellent heat resistance and impact resistance can be provided.
以下に本発明のポリ乳酸組成物について説明する。本発明のポリ乳酸組成物は、ポリ乳酸と、ポリエチレン骨格に相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分（以下、「相溶性成分」という場合がある。）を含有したエラストマーと、を含む。 The polylactic acid composition of the present invention will be described below. The polylactic acid composition of the present invention comprises polylactic acid and an elastomer containing a component having a higher compatibility with the polylactic acid than polyethylene with respect to the polyethylene skeleton (hereinafter sometimes referred to as “compatible component”). ,including.
本発明はポリ乳酸の耐衝撃性を向上させるために、ポリ乳酸との相溶性の高い成分を含有するエラストマーを添加する。通常、ポリ乳酸と相溶性の高い成分の分子はポリ乳酸分子との絡みあいが多く、ポリ乳酸の結晶化を阻害すると推測されている。これに対し、ポリ乳酸と相溶性がよくない成分はポリ乳酸に添加した際に形成されるドメインとの界面から、ポリ乳酸の結晶が成長していくことも推測されている。 In the present invention, in order to improve the impact resistance of polylactic acid, an elastomer containing a component highly compatible with polylactic acid is added. In general, it is presumed that a component molecule having high compatibility with polylactic acid has many entanglements with the polylactic acid molecule and inhibits crystallization of polylactic acid. On the other hand, it is also speculated that a polylactic acid crystal grows from an interface with a domain formed when a component that is not compatible with polylactic acid is added to polylactic acid.
本発明のポリ乳酸組成物は、同一分子中にポリ乳酸と相溶性が大きい成分と小さい成分とを本発明に規定する範囲内で共存させたエラストマーを添加することで、耐衝撃性と耐熱性との両立を図ることができる。 The polylactic acid composition of the present invention has an impact resistance and heat resistance by adding an elastomer in which a component having a high compatibility with a polylactic acid and a component having a small compatibility are present in the same molecule within the range specified in the present invention. Can be achieved.
（エラストマー）
まず、本発明におけるエラストマーについて説明する。本発明におけるエラストマーは、ポリエチレン骨格に相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分を含有する。ここで、「ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分」とは、スモールの式で計算したＳＰ値がポリ乳酸の１９．５８近傍にあるもの、即ち、ＳＰ値が１７．８７（ポリエチレンのＳＰ値）を超え、好ましくは２１．２９以内の範囲にあるものを意味する。
(Elastomer)
First, the elastomer in the present invention will be described. The elastomer in the present invention contains a component having higher compatibility with the polylactic acid than polyethylene relative to the polyethylene skeleton. Here, “a component having high compatibility with polylactic acid” means that the SP value calculated by the Small formula is around 19.58 of polylactic acid, that is, the SP value is 17.87 (polyethylene SP value). And preferably within the range of 21.29.
前記相溶性成分のポリ乳酸に対する相溶性は、ポリ乳酸中分散した際に形成されるドメインの大きさでも判断することができる。ポリ乳酸中に分散されたポリエチレンのドメイン粒子径は約９μｍである。このため、本発明における相溶性成分としては、単体としてポリ乳酸中に分散した場合のドメイン粒径が３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることが更に好ましい。また、前記相溶性成分の単体のＳＰ値としては、例えば、１７．８７を超え２１．２９以内が好ましく、１９．０８〜２０．０８が更に好ましい。 The compatibility of the compatible component with polylactic acid can also be determined by the size of the domain formed when dispersed in polylactic acid. The domain particle diameter of polyethylene dispersed in polylactic acid is about 9 μm. For this reason, as a compatible component in the present invention, the domain particle diameter when dispersed as a simple substance in polylactic acid is preferably 3 μm or less, and more preferably 1 μm or less. In addition, the SP value of the single component of the compatible component is preferably, for example, more than 17.87 and within 21.29, and more preferably 19.08 to 20.08.
前記相溶性成分の単体としては、例えば、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、酢酸ビニル、ポリアセタール、エチレングリコール、ポリメチルメタクリレートなどが挙げられる。 Examples of the single component of the compatible component include L-lactic acid, D-lactic acid, vinyl acetate, polyacetal, ethylene glycol, and polymethyl methacrylate.
また、「ポリエチレン骨格に相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分を含有したエラストマー」とは、前記相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分（相溶性成分）をポリエチレン骨格に有する化合物を意味する。前記相溶性成分は、前記本発明におけるエラストマーの側鎖に含まれていてもよいし主鎖に含まれていてもよい。また、本発明におけるエラストマーは、本発明の効果を損なわない範囲で、相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が同じか若しくは小さい成分を含んでいてもよい。 The “elastomer containing a component having a relatively higher compatibility with the polylactic acid than polyethylene in the polyethylene skeleton” is a component having a higher compatibility with the polylactic acid than the polyethylene (compatible component). Is a compound having a polyethylene skeleton. The compatible component may be contained in the side chain of the elastomer in the present invention or may be contained in the main chain. In addition, the elastomer in the present invention may contain a component having relatively the same or smaller compatibility with the polylactic acid than polyethylene as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明におけるエラストマーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−メチルメタクリレートコポリマー等が挙げられる。 Examples of the elastomer in the present invention include an ethylene-vinyl acetate copolymer and an ethylene-methyl methacrylate copolymer.
本発明におけるエラストマーが、エチレン−酢酸ビニルコポリマーである場合、前記相溶性が大きい成分は酢酸ビニルとなる。この場合、前記相溶性の大きい成分（酢酸ビニル）の含有率は、エラストマー全体を１００質量％とした場合に３０〜６０質量％であることが好ましい。 When the elastomer in the present invention is an ethylene-vinyl acetate copolymer, the highly compatible component is vinyl acetate. In this case, the content of the highly compatible component (vinyl acetate) is preferably 30 to 60% by mass when the entire elastomer is 100% by mass.
また、本発明におけるエラストマーが、エチレン−メチルメタクリレートコポリマーである場合、前記相溶性が大きい成分はメチルメタクリレートとなる。この場合、エラストマー全体を１００質量％とした場合に２０〜４０質量％であることが好ましい。 When the elastomer in the present invention is an ethylene-methyl methacrylate copolymer, the component having high compatibility is methyl methacrylate. In this case, it is preferable that it is 20-40 mass% when the whole elastomer is 100 mass%.
即ち、前記エラストマー中における前記相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分の含有率、即ち、エラストマーがエチレン−酢酸ビニルコポリマーの場合において、前記相溶性の大きい成分（酢酸ビニル）の含有率は４０〜６０質量％が好ましく、４５〜５５質量％が更に好ましい。また、エラストマーがエチレン−メチルメタクリレートコポリマーの場合においては、前記相溶性の大きい成分（メチルメタクリレート）の含有率は２０〜４０質量％が好ましく、２５〜３５質量％が更に好ましい。 That is, the content of the component having a higher compatibility with the polylactic acid than the polyethylene in the elastomer, that is, when the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer, The content is preferably 40 to 60% by mass, and more preferably 45 to 55% by mass. When the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer, the content of the highly compatible component (methyl methacrylate) is preferably 20 to 40% by mass, and more preferably 25 to 35% by mass.
前記エラストマー中における前記相溶性成分の含有率、即ち、エラストマーがエチレン−酢酸ビニルコポリマーの場合における酢酸ビニルの含有率が３０質量％未満、又は、エラストマーがエチレン−メチルメタクリレートコポリマーの場合におけるメチルメタクリレートの含有率が２０質量％未満であると、本発明におけるエラストマーのポリ乳酸に対する相溶性が低下し、ポリ乳酸中に分散した際のドメイン粒径が大きくなり耐衝撃性を向上させることができない場合がある。ここで、本発明のポリ乳酸組成物の耐衝撃性は、ポリ乳酸中における本発明におけるエラストマーのドメイン粒径の大きさで判断することができる。 The content of the compatible component in the elastomer, that is, the content of vinyl acetate in the case where the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer is less than 30% by mass, or the content of methyl methacrylate in the case where the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer. When the content is less than 20% by mass, the compatibility of the elastomer in the present invention with respect to polylactic acid is lowered, and the domain particle size when dispersed in polylactic acid becomes large, and the impact resistance may not be improved. is there. Here, the impact resistance of the polylactic acid composition of the present invention can be determined by the size of the domain particle diameter of the elastomer in the present invention in polylactic acid.
また、前記相溶性成分の含有率、即ち、エラストマーがエチレン−酢酸ビニルコポリマーの場合における酢酸ビニルの含有率が６０質量％を超える、又は、エラストマーがエチレン−メチルメタクリレートコポリマーの場合におけるメタクリレートの含有率が４０質量％を超えると、ポリ乳酸の結晶化が阻害され、本発明のポリ乳酸組成物の耐熱性が低下してしまう場合がある。 The content of the compatible component, that is, the content of vinyl acetate in the case where the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer exceeds 60% by mass, or the content of methacrylate in the case where the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer. If it exceeds 40% by mass, crystallization of polylactic acid is inhibited, and the heat resistance of the polylactic acid composition of the present invention may be lowered.
尚、前記エラストマー中の前記相溶性成分の含有率をモル比で表すと、エラストマーがエチレン−酢酸ビニルコポリマーの場合と、エラストマーがエチレン−メチルメタクリレートコポリマーの場合とでは、それぞれ下記のようになる。 In addition, when the content rate of the compatible component in the elastomer is expressed by a molar ratio, the case where the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer and the case where the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer are as follows.
エラストマーがエチレン−酢酸ビニルコポリマーの場合、酢酸ビニル含量をＸ（質量％）とすると、酢酸ビニル（ＶＡ）とエチレン（Ｅ）とのモル比（ＶＡ／Ｅ）は、ＶＡ／Ｅ＝１４Ｘ／４３（１００−Ｘ）となる。即ち、Ｘ＝３０〜６０質量％では、ＶＡ／Ｅ＝０．１３９〜０．４８８となる。 When the elastomer is an ethylene-vinyl acetate copolymer, when the vinyl acetate content is X (mass%), the molar ratio (VA / E) of vinyl acetate (VA) to ethylene (E) is VA / E = 14X / 43 (100-X). That is, when X = 30 to 60% by mass, VA / E = 0.139 to 0.488.
また、エラストマーがエチレン−メチルメタクリレートコポリマーの場合、メチルメタクリレート含量をＹ（質量％）とすると、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）とエチレン（Ｅ）とのモル比（ＭＭＡ／Ｅ）は、ＭＭＡ／Ｅ＝７Ｙ／２５（１００−Ｙ）となる。即ち、Ｙ＝２０〜３０質量％では、ＭＭＡ／Ｅ＝０．０７〜０．１２となる。 When the elastomer is an ethylene-methyl methacrylate copolymer and the methyl methacrylate content is Y (mass%), the molar ratio (MMA / E) of methyl methacrylate (MMA) to ethylene (E) is MMA / E = 7Y / 25 (100-Y). That is, when Y = 20 to 30% by mass, MMA / E = 0.07 to 0.12.
本発明におけるエラストマーのメルトフローレートとしては、成形時の流動性確保の観点から０．５〜１００が好ましく、１〜７０が更に好ましい。また、本発明におけるエラストマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は耐衝撃性確保の観点から−５０〜−２０℃が好ましく、−５０〜−３０℃が更に好ましい。更に、本発明におけるポリ乳酸の融点としては、耐熱性確保の観点から１７０℃以上が好ましい。また、本発明におけるエラストマーをポリ乳酸中に分散した場合のドメイン粒径が３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることが更に好ましい。 The melt flow rate of the elastomer in the present invention is preferably from 0.5 to 100, more preferably from 1 to 70, from the viewpoint of securing fluidity during molding. The glass transition temperature (Tg) of the elastomer in the present invention is preferably −50 to −20 ° C., more preferably −50 to −30 ° C. from the viewpoint of securing impact resistance. Furthermore, the melting point of the polylactic acid in the present invention is preferably 170 ° C. or higher from the viewpoint of ensuring heat resistance. The domain particle diameter when the elastomer in the present invention is dispersed in polylactic acid is preferably 3 μm or less, and more preferably 1 μm or less.
本発明におけるエラストマーは、例えば、ポリエチレンと前記相溶性成分の単体とを公知の手法により共重合させるなどによって合成することができる。 The elastomer in the present invention can be synthesized, for example, by copolymerizing polyethylene and a single component of the compatible component by a known method.
（ポリ乳酸）
次に本発明におけるポリ乳酸について説明する。本発明におけるポリ乳酸は、特に限定されず、ホモポリマーであってもよいし、立体構造が異なるポリ乳酸同士の混合（例えば、ポリ−Ｌ乳酸とポリ−Ｄ乳酸との混合物）であってもよいし、立体構造が異なる乳酸の共重合体（例えば、Ｌ乳酸セグメントとＤ乳酸セグメントを有する共重合体）であってもよい。
(Polylactic acid)
Next, polylactic acid in the present invention will be described. The polylactic acid in the present invention is not particularly limited, and may be a homopolymer or a mixture of polylactic acids having different steric structures (for example, a mixture of poly-L lactic acid and poly-D lactic acid). It may be a copolymer of lactic acid having different steric structures (for example, a copolymer having an L lactic acid segment and a D lactic acid segment).
本発明におけるポリ乳酸の重量平均分子量としては、耐熱性確保の観点から２万〜２０万が好ましく、１０万〜２０万が更に好ましい。また、本発明におけるポリ乳酸のガラス転移温度（Ｔｇ）は成形性確保の観点から６０℃以下が好ましい。更に、本発明におけるポリ乳酸の融点としては、耐熱性確保の観点から１７０℃以上が好ましい。尚、本発明において重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。 The weight average molecular weight of the polylactic acid in the present invention is preferably 20,000 to 200,000, more preferably 100,000 to 200,000 from the viewpoint of ensuring heat resistance. In addition, the glass transition temperature (Tg) of polylactic acid in the present invention is preferably 60 ° C. or less from the viewpoint of securing moldability. Furthermore, the melting point of the polylactic acid in the present invention is preferably 170 ° C. or higher from the viewpoint of ensuring heat resistance. In addition, in this invention, a weight average molecular weight means the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion by gel permeation chromatography (GPC).
（ポリ乳酸組成物） (Polylactic acid composition)
本発明のポリ乳酸組成物は、上述のポリ乳酸と本発明におけるエラストマーを含むものであり、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤や可塑剤など他の第三成分を含むものであってもよい。 The polylactic acid composition of the present invention includes the above-described polylactic acid and the elastomer of the present invention, and includes other third components such as a crystal nucleating agent and a plasticizer within the range not impairing the effects of the present invention. There may be.
組成物中のエラストマーが多すぎると成膜が阻害される場合があることから、本発明のポリ乳酸組成物中における、前記ポリ乳酸（ｘ）と前記エラストマー（ｙ）との質量比（ｘ：ｙ）は、５０：５０〜９９：１であることが好ましく、６０：４０〜９５：５が更に好ましく、７０：３０〜９０：１０が特に好ましい。 If the amount of elastomer in the composition is too large, film formation may be inhibited. Therefore, in the polylactic acid composition of the present invention, the mass ratio of the polylactic acid (x) to the elastomer (y) (x: y) is preferably 50:50 to 99: 1, more preferably 60:40 to 95: 5, and particularly preferably 70:30 to 90:10.
本発明のポリ乳酸組成物は、ポリ乳酸と本発明におけるエラストマーとを混合することにより調製することができる。ポリ乳酸と本発明におけるエラストマーとの混合条件について特に限定されるものではない。また、本発明の組成物中において、ポリ乳酸と本発明におけるエラストマーとは必ずしも別個に存在するものではなく、例えば、エラストマーがグリシジルメタクリレートを相溶性成分として含むものであるなどの場合には、乳酸と本発明におけるエラストマーとが反応して一つの化合物として存在していてもよい。 The polylactic acid composition of the present invention can be prepared by mixing polylactic acid and the elastomer of the present invention. There are no particular limitations on the mixing conditions of the polylactic acid and the elastomer in the present invention. Further, in the composition of the present invention, the polylactic acid and the elastomer in the present invention do not necessarily exist separately. For example, when the elastomer contains glycidyl methacrylate as a compatible component, The elastomer in the invention may react and exist as one compound.
本発明のポリ乳酸組成物は、溶融成形して結晶化させることにより、成形体として用いることができる。本発明のポリ乳酸組成物を用いて成形体を作製する場合、公知の方法及び条件によって成形体を形成することができるが、例えば、本発明のポリ乳酸組成物を昇温し、１９０〜２２０℃に達したところで成形し、その後常温まで降温することで成形体を形成することができる。 The polylactic acid composition of the present invention can be used as a molded body by melt molding and crystallization. When producing a molded body using the polylactic acid composition of the present invention, the molded body can be formed by known methods and conditions. For example, the polylactic acid composition of the present invention is heated to 190-220. A molded body can be formed by molding at a temperature of 0 ° C. and then lowering the temperature to room temperature.
本発明のポリ乳酸組成物を用いて成形体を形成する場合、その成形方法としては、例えば、射出成形、射出ブロー成形、ブロー成形、押出成形、異形押出成形、インフレーション成形等が挙げられ、特に射出成形が好ましい。 When forming a molded body using the polylactic acid composition of the present invention, examples of the molding method include injection molding, injection blow molding, blow molding, extrusion molding, profile extrusion molding, inflation molding, etc. Injection molding is preferred.
本発明のポリ乳酸組成物を用いて形成される成形体の形状及び厚みは特に限定されるものではない。本発明のポリ乳酸組成物は、例えば、射出成形品、押出成形品、圧縮成形品及びブロー成形品や、フィルム、シート、ファブリック、糸等として用いることができ、例えば、自動車の内装及び外装部品や、家電製品、製品包装用フィルム、防水シート、各種容器等に用いることができる。 The shape and thickness of the molded body formed using the polylactic acid composition of the present invention are not particularly limited. The polylactic acid composition of the present invention can be used as, for example, injection-molded products, extrusion-molded products, compression-molded products, blow-molded products, films, sheets, fabrics, yarns, etc. It can also be used for home appliances, product packaging films, waterproof sheets, various containers, and the like.
以下、実施例を用いて本発明のポリ乳酸組成物について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, although the polylactic acid composition of this invention is demonstrated concretely using an Example, this invention is not limited to this.
［実施例１］
ポリ乳酸(商品名:＃５０００、トヨタ自動車(株)製、Ｔｇ：５８℃、重量平均分子量２０万)７０質量部と、「エバテートＲ５０１１」（エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＶＡ含率４１％）、住友化学（株）製、Ｔｇ−４０℃）３０質量部とを混合し、実施例１のポリ乳酸組成物を調製した。
[Example 1]
70 parts by mass of polylactic acid (trade name: # 5000, manufactured by Toyota Motor Co., Ltd., Tg: 58 ° C., weight average molecular weight 200,000), “Evatate R5011” (ethylene-vinyl acetate copolymer (VA content 41%)), 30 parts by mass of Sumitomo Chemical Co., Ltd. (Tg-40 ° C.) were mixed to prepare the polylactic acid composition of Example 1.
［実施例２］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「エバスレン６１０」（エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＶＡ含率６０％）、ＤＩＣ（株）製、Ｔｇ−２６℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例２のポリ乳酸組成物を調製した。
[Example 2]
Example 1 except that “Ebate R5011” in Example 1 was changed to 30 parts by mass of “Ebaslene 610” (ethylene-vinyl acetate copolymer (VA content 60%), manufactured by DIC Corporation, Tg-26 ° C.). In the same manner as described above, the polylactic acid composition of Example 2 was prepared.
［実施例３］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「エバテートＨ４０１１」（エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＶＡ含率２０％）、住友化学（株）製、Ｔｇ−６０℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例３のポリ乳酸組成物を調製した。
[Example 3]
Example 1 except that “Ebate R5011” was changed to 30 parts by mass in “Ebate H4011” (ethylene-vinyl acetate copolymer (VA content 20%), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tg-60 ° C.) in Example 1. In the same manner as in Example 1, the polylactic acid composition of Example 3 was prepared.
［実施例４］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「エバスレン８３０」（エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＶＡ含率８０％）、ＤＩＣ（株）製、Ｔｇ−２℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例４のポリ乳酸組成物を調製した。
[Example 4]
In Example 1, “Ebate R5011” was changed to “Ebaslene 830” (ethylene-vinyl acetate copolymer (VA content 80%), manufactured by DIC Corporation, Tg-2 ° C.) of 30 parts by mass. Example 1 In the same manner as described above, the polylactic acid composition of Example 4 was prepared.
［比較例１］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「サクノールＳＮ−０９Ｔ」（ポリ酢酸ビニル（ＶＡ含率１００％）、電気化学工業（株）製、Ｔｇ３０℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、比較例１のポリ乳酸組成物を調製した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, “Ebate R5011” was changed to 30 parts by mass of “Sacnol SN-09T” (polyvinyl acetate (VA content: 100%), manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., Tg 30 ° C.). In the same manner as described above, a polylactic acid composition of Comparative Example 1 was prepared.
《評価》
（結晶性）
得られたポリ乳酸組成物を１０℃／分で昇温し、２００℃に達したところで５分間保持した。その後、１０℃／分で常温まで降温した評価サンプルを形成した。得られた評価サンプルについてＤＳＣにより、熱量ΔＨ（Ｊ／ｇ）を測定した。結果を図１及び下記表１に示す。
<Evaluation>
(crystalline)
The obtained polylactic acid composition was heated at 10 ° C./min, and held for 5 minutes when it reached 200 ° C. Thereafter, an evaluation sample was formed that was cooled to room temperature at 10 ° C./min. With respect to the obtained evaluation sample, calorific value ΔH (J / g) was measured by DSC. The results are shown in FIG.
（相溶性）
上記から得られた評価サンプルの断面をＳＥＭで観察し、エラストマー（エチレン−酢酸ビニルコポリマー）のドメイン粒径を測定した。ドメイン粒径が小さいほど相溶性に優れていることがわかる。結果を図１及び下記表１に示し、得られたＳＥＭ画像を図２〜６に示す。ここで、図２は実施例１のポリ乳酸組成物のＳＥＭ画像であり、図３は実施例２のポリ乳酸組成物のＳＥＭ画像であり、図４は、実施例３のポリ乳酸組成物のＳＥＭ画像であり、図５は実施例４のポリ乳酸組成物のＳＥＭ画像であり、図６は比較例１のポリ乳酸組成物のＳＥＭ画像である。図２〜６からわかるように、ＶＡ含率が小さい組成物ほど、ドメイン粒子径が大きく相溶性に劣っていることがわかる。
(Compatibility)
The cross section of the evaluation sample obtained from the above was observed with an SEM, and the domain particle size of the elastomer (ethylene-vinyl acetate copolymer) was measured. It can be seen that the smaller the domain particle size, the better the compatibility. The results are shown in FIG. 1 and Table 1 below, and the obtained SEM images are shown in FIGS. Here, FIG. 2 is an SEM image of the polylactic acid composition of Example 1, FIG. 3 is an SEM image of the polylactic acid composition of Example 2, and FIG. 4 is an illustration of the polylactic acid composition of Example 3. 5 is an SEM image, FIG. 5 is an SEM image of the polylactic acid composition of Example 4, and FIG. 6 is an SEM image of the polylactic acid composition of Comparative Example 1. As can be seen from FIGS. 2 to 6, it can be seen that a composition having a smaller VA content has a larger domain particle size and is inferior in compatibility.
図１及び表１からわかるように、実施例のポリ乳酸組成物は結晶性及び相溶性が両立されており、特にＶＡ含率が３０〜６０質量％の間にある実施例１及び２では耐熱性と耐衝撃性とが高いレベルで優れることがわかる。これに対し、ＶＡ含率（相溶性成分の含有率）が本発明の範疇にない比較例１のポリ乳酸組成物は、相溶性に優れるものの、結晶性が悪く、耐熱性に劣っていた。 As can be seen from FIG. 1 and Table 1, the polylactic acid compositions of the examples are compatible in crystallinity and compatibility, and in Examples 1 and 2 in which the VA content is between 30 and 60% by mass, It can be seen that the resistance and impact resistance are excellent at a high level. In contrast, the polylactic acid composition of Comparative Example 1 having a VA content (content of compatible component) that is not within the scope of the present invention was excellent in compatibility but poor in crystallinity and inferior in heat resistance.
［実施例５］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「アクリフトＣＭ５０１９」（エチレン−メチルメタクリレート（ＭＭＡ含率３０％）、住友化学（株）製、Ｔｇ２０℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例５のポリ乳酸組成物を調製し、同様の評価を行った結果を図７及び下記表２に示す。
[Example 5]
In Example 1, “Evate R5011” was changed to “Aclift CM5019” (ethylene-methyl methacrylate (MMA content 30%), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tg 20 ° C.), 30 parts by mass. Thus, the result of having prepared the polylactic acid composition of Example 5 and performing the same evaluation is shown in FIG.
［実施例６］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「アクリフトＷＤ２０１」（エチレン−メチルメタクリレート（ＭＭＡ含率１０％）、住友化学（株）製、Ｔｇ−２０℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例６のポリ乳酸組成物を調製し、同様の評価を行った結果を図７及び下記表２に示す。
[Example 6]
Example 1 except that “Evate R5011” was changed to 30 parts by mass of “Acrylift WD201” (ethylene-methyl methacrylate (MMA content 10%), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tg-20 ° C.) in Example 1. The polylactic acid composition of Example 6 was prepared in the same manner as described above, and the results of the same evaluation are shown in FIG.
［実施例７］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「アクリフトＷＨ４０１」（エチレン−メチルメタクリレート（ＭＭＡ含率２０％）、住友化学（株）製、Ｔｇ−１０℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例７のポリ乳酸組成物を調製し、同様の評価を行った結果を図７及び下記表２に示す。
[Example 7]
Example 1 except that “Evate R5011” in Example 1 was changed to 30 parts by weight of “Aclift WH401” (ethylene-methyl methacrylate (MMA content 20%), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tg-10 ° C.). The polylactic acid composition of Example 7 was prepared in the same manner as described above, and the results of the same evaluation are shown in FIG.
［実施例８］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「アクリフトＷＫ３０７」（エチレン−メチルメタクリレート（ＭＭＡ含率２５％）、住友化学（株）製、Ｔｇ０℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例８のポリ乳酸組成物を調製し、同様の評価を行った結果を図７及び下記表２に示す。
[Example 8]
In Example 1, “Evate R5011” was changed to 30 parts by mass of “Acrylift WK307” (ethylene-methyl methacrylate (MMA content 25%), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Tg 0 ° C.). Thus, the result of having prepared the polylactic acid composition of Example 8 and performing the same evaluation is shown in FIG.
［比較例２］
実施例１において、「エバテートＲ５０１１」を「ＶＨ００１」（エチレン−メチルメタクリレート（ＭＭＡ含率１００％）、三菱レイヨン（株）製、Ｔｇ１００℃）３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、比較例２のポリ乳酸組成物を調製し、同様の評価を行った結果を図７及び下記表２に示す。
[Comparative Example 2]
In Example 1, “Ebate R5011” was changed to “VH001” (ethylene-methyl methacrylate (MMA content: 100%), Mitsubishi Rayon Co., Ltd., Tg 100 ° C.), 30 parts by mass, and the same as Example 1. The results obtained by preparing the polylactic acid composition of Comparative Example 2 and performing the same evaluation are shown in FIG.
図７及び表２からわかるように、実施例５〜８のポリ乳酸組成物は、結晶性及び相溶性に優れていた。特に、ＭＡＡ含率が２０〜４０質量%の範囲内にある実施例５，７及び８のポリ乳酸組成物は結晶性及び相溶性のバランスがよく、耐熱性と耐衝撃性とに優れることがわかる。これに対し、ＭＭＡ含率（相溶性成分の含有率）が本発明の範疇にない比較例２のポリ乳酸組成物は、相溶性に優れるものの、結晶性が悪く、耐熱性に劣っていた。 As can be seen from FIG. 7 and Table 2, the polylactic acid compositions of Examples 5 to 8 were excellent in crystallinity and compatibility. In particular, the polylactic acid compositions of Examples 5, 7 and 8 having a MAA content in the range of 20 to 40% by mass have a good balance between crystallinity and compatibility, and are excellent in heat resistance and impact resistance. Recognize. On the other hand, the polylactic acid composition of Comparative Example 2 having a MMA content (content of compatible component) that is not in the category of the present invention was excellent in compatibility but poor in crystallinity and inferior in heat resistance.
Claims (5)
ポリエチレン骨格に相対的にポリエチレンよりも前記ポリ乳酸に対する相溶性が大きい成分を含有したエラストマーと、
を含むポリ乳酸組成物。 With polylactic acid,
An elastomer containing a component having a greater compatibility with the polylactic acid than polyethylene relative to the polyethylene skeleton;
A polylactic acid composition comprising:
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