JP4098284B2 - Plasticizer for biodegradable resin - Google Patents
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Description
本発明は、生分解性樹脂用可塑剤、並びに柔軟性、透明性及び耐ブリード性に優れた生分解性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a biodegradable resin plasticizer and a biodegradable resin composition excellent in flexibility, transparency and bleed resistance.
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の石油を原料とする汎用樹脂は、軽量であることや、良好な加工性、物性及び耐久性等の性質から、日用雑貨、家電製品、自動車部品、建築材料あるいは食品包装等の様々な分野に使用されている。しかしながらこれらの樹脂製品は、役目を終えて廃棄する段階で良好な耐久性が欠点となり、自然界における分解性に劣るため、生態系に影響を及ぼす可能性がある。 General-purpose resins made from petroleum, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, and polystyrene, are lightweight and have good processability, physical properties, and durability. Used in various fields such as building materials and food packaging. However, these resin products have a disadvantage of good durability at the stage of finishing and discarding their functions, and are inferior in degradability in nature, and thus may affect the ecosystem.
このような問題を解決するために、熱可塑性樹脂で生分解性を有するポリマーとして、ポリ乳酸及び乳酸と他の脂肪族ヒドロキシカルボン酸とのコポリマー、脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸から誘導される脂肪族ポリエステル及びそれらのユニットを含むコポリマー等の生分解性樹脂が開発されている。 In order to solve such problems, polylactic acid and copolymers of lactic acid and other aliphatic hydroxycarboxylic acids, aliphatic polyhydric alcohols and aliphatic polycarboxylic acids are used as thermoplastic resins and biodegradable polymers. Biodegradable resins such as aliphatic polyesters derived from styrene and copolymers containing these units have been developed.
これらの生分解性樹脂は、土壌、海水中、あるいは動物の体内等に置かれた場合、自然に生息する微生物の産出する酵素の働きによって、数週間で分解が始まり、約1年から数年の間に消滅する。さらに分解物は、人体に無害な乳酸、二酸化炭素、水等になる。脂肪族ポリエステルの中でもポリ乳酸樹脂は、トウモロコシ、芋等からとれる糖分から、発酵法によりL−乳酸が大量に作られ安価になってきたこと、原料が自然農作物なので総二酸化炭素排出量が極めて少ない、また得られたポリマーの性能として剛性が強く透明性が良いという特徴があるので、現在その利用が期待され、フラットヤーン、ネット、園芸資材、育苗用ポット等の農業土木資材分野、窓付き封筒、買い物袋、コンポストバッグ、文具、雑貨等に使用されている。しかしながらポリ乳酸樹脂の場合は、脆く、硬く、可撓性に欠ける特性のためにいずれも硬質成形品分野に限られ、フィルム等に成形した場合は、柔軟性が不足したり、折り曲げたとき白化等の問題があり、軟質又は半硬質分野に使用されていないのが現状である。軟質、半硬質分野に応用する技術として可塑剤を添加する方法が種々提案されている。例えば可塑剤として、乳酸系ポリマーにポリアルキレングリコールジエステルを使用する技術(特許文献1及び2)が開示されているが、これら文献の実施例に具体的に記載されているトリエチレングリコールジアセテートは耐揮発性が悪く、トリエチレングリコールジ(2−エチルヘキサン酸エステル)、あるいはポリエチレングリコールのジ安息香酸エステルは可塑化効率が低いばかりでなく結晶性ポリ乳酸(光学純度90%以上)を含有するポリ乳酸樹脂(以下、結晶性ポリ乳酸含有系という)に配合した場合、ブリードし易いという欠点がある。
本発明の課題は、耐揮発性に優れ、生分解性樹脂の透明性を阻害せずに柔軟性を付与することができ、成形性に優れた結晶性ポリ乳酸含有系にブリードを起こさずに配合できる生分解性樹脂用可塑剤、並びに柔軟性、透明性及び耐ブリード性に優れた生分解性樹脂組成物を提供することにある。 The problem of the present invention is that it has excellent volatility resistance, can impart flexibility without hindering the transparency of the biodegradable resin, and does not cause bleeding in a crystalline polylactic acid-containing system having excellent moldability. It is an object of the present invention to provide a biodegradable resin plasticizer that can be blended and a biodegradable resin composition excellent in flexibility, transparency, and bleed resistance.
本発明は、一般式(1)で表される化合物(以下化合物(1)という)を含有する生分解性樹脂用可塑剤、及び生分解性樹脂と、この可塑剤とを含有する生分解性樹脂組成物を提供する。 The present invention relates to a biodegradable resin plasticizer containing a compound represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as compound (1)), a biodegradable resin, and a biodegradable resin containing this plasticizer. A resin composition is provided.
A−[O(EO)p−R]2 (1)
(式中、Aは炭素数2〜8の直鎖又は分岐鎖の2価アルコールから2個の水酸基を除いた残基、Rは炭素数2〜6の直鎖又は分岐鎖のアシル基を示し、2個のRは同一でも異なっていても良い。EOはオキシエチレン基、pはエチレンオキサイドの平均付加モル数を示し、3≦2p≦20の数である。)
A- [O (EO) p -R] 2 (1)
(In the formula, A represents a residue obtained by removing two hydroxyl groups from a linear or branched dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms, and R represents a linear or branched acyl group having 2 to 6 carbon atoms. The two Rs may be the same or different, EO represents an oxyethylene group, p represents the average number of moles added of ethylene oxide, and 3 ≦ 2p ≦ 20.
本発明の可塑剤は、生分解性樹脂の透明性を阻害させずに柔軟性を付与することができ、成形性に優れた結晶性ポリ乳酸含有系にもブリードを起こさずに配合でき、また、本発明の生分解性樹脂組成物は柔軟性、透明性及び耐ブリード性に優れ、本発明の生分解性樹脂組成物からなるシートやフィルムを折り曲げた時の白化を防止することもできる。 The plasticizer of the present invention can provide flexibility without inhibiting the transparency of the biodegradable resin, and can be blended in a crystalline polylactic acid-containing system having excellent moldability without causing bleeding. The biodegradable resin composition of the present invention is excellent in flexibility, transparency and bleed resistance, and can also prevent whitening when a sheet or film comprising the biodegradable resin composition of the present invention is folded.
[可塑剤]
化合物(1)において、Aは炭素数2〜8の直鎖又は分岐鎖の2価アルコールから2個の水酸基を除いた残基を示すが、炭素数2〜4の2価アルコールの残基が好ましい。Rは炭素数2〜6の直鎖又は分岐鎖のアシル基を示すが、炭素数2〜4のアシル基が好ましい。また2個のRは同一でも異なっていても良い。EOはオキシエチレン基を示し、pはエチレンオキサイドの平均付加モル数を示し、3≦2p≦20の数であるが、4≦2p≦10が好ましい。
[Plasticizer]
In the compound (1), A represents a residue obtained by removing two hydroxyl groups from a linear or branched dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms, and the residue of a dihydric alcohol having 2 to 4 carbon atoms is preferable. R represents a linear or branched acyl group having 2 to 6 carbon atoms, preferably an acyl group having 2 to 4 carbon atoms. Two Rs may be the same or different. EO represents an oxyethylene group, p represents the average number of moles of ethylene oxide added, and is a number of 3 ≦ 2p ≦ 20, but 4 ≦ 2p ≦ 10 is preferable.
Aの炭素数が8を越えるか、Rの炭素数が6を越えると樹脂との相溶性が低下し、加熱処理などをするとブリードし易くなるので好ましくない。エチレンオキサイドの平均総付加モル数2pは3未満であると耐揮発性が不足し、加工時の揮発が大きく、作業性が低下し、20を越えると再びブリードし易くなる。 If the carbon number of A exceeds 8 or the carbon number of R exceeds 6, the compatibility with the resin decreases, and heat treatment or the like tends to cause bleeding, which is not preferable. When the average total number of added moles 2p of ethylene oxide is less than 3, the volatilization resistance is insufficient, the volatilization during processing is large, the workability is lowered, and when it exceeds 20, bleed tends to occur again.
化合物(1)の平均分子量は、柔軟性、透明性、耐ブリード性及び耐揮発性の観点から250以上が好ましく、250〜800がより好ましく、300〜800が特に好ましい。 The average molecular weight of the compound (1) is preferably 250 or more, more preferably 250 to 800, and particularly preferably 300 to 800 from the viewpoints of flexibility, transparency, bleed resistance, and volatile resistance.
尚、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。
分子量=56108×2/鹸化価
The molecular weight can be obtained by calculating the saponification value by the method described in JIS K0070 and calculating from the following formula.
Molecular weight = 56108 × 2 / saponification value
化合物(1)の溶解度パラメータは、耐ブリード性及び耐揮発性の観点から9.1〜9.8が好ましく、9.3〜9.6が更に好ましい。 The solubility parameter of the compound (1) is preferably from 9.1 to 9.8, more preferably from 9.3 to 9.6, from the viewpoint of bleed resistance and volatility resistance.
化合物(1)の好ましい具体例として、相当する2価アルコールヘのエチレンオキサイドの付加モル数が3〜20、好ましくは4〜10のポリエチレングリコールジアセテート、ポリエチレングリコールジプロピオネート、ポリエチレングリコールジブチレート、ポリオキシエチレン1,2−プロパンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,2−プロパンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,2−プロパンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,3−プロパンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,3−プロパンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,3−プロパンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,4−ブタンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,4−ブタンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,4−ブタンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,3−ブタンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,3−ブタンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,3−ブタンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,5−ペンタンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,5−ペンタンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,5−ペンタンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,2−ペンタンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,2−ペンタンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,2−ペンタンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,6−ヘキサンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,6−ヘキサンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,6−ヘキサンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,2−ヘキサンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,2−ヘキサンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,2−ヘキサンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,8−オクタンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,8−オクタンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,8−オクタンジオールエーテルジブチレート、ポリオキシエチレン1,2−オクタンジオールエーテルジアセテート、ポリオキシエチレン1,2−オクタンジオールエーテルジプロピオネート、ポリオキシエチレン1,2−オクタンジオールエーテルジブチレートを挙げることができる。
これらの化合物は単独で使用することもできるし、混合して使用することもできる。
Preferred specific examples of the compound (1) include polyethylene glycol diacetate, polyethylene glycol dipropionate, polyethylene glycol dibutyrate, wherein the number of moles of ethylene oxide added to the corresponding dihydric alcohol is 3 to 20, preferably 4 to 10. Polyoxyethylene 1,2-propanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,2-propanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,2-propanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,3-propanediol ether Diacetate, polyoxyethylene 1,3-propanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,3-propanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,4-butanedio Ether diacetate, polyoxyethylene 1,4-butanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,4-butanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,3-butanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,3 -Butanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,3-butanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,5-pentanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,5-pentanediol ether dipropionate, polyoxy Ethylene 1,5-pentanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,2-pentanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,2-pentanediol ether dipropionate , Polyoxyethylene 1,2-pentanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,6-hexanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,6-hexanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,6-hexanediol Ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,2-hexanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,2-hexanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,2-hexanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene 1,8 -Octanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,8-octanediol ether dipropionate, polyoxyethylene 1,8-octanediol ether dibutyrate, polyoxyethylene Examples include tylene 1,2-octanediol ether diacetate, polyoxyethylene 1,2-octanediol ether dipropionate, and polyoxyethylene 1,2-octanediol ether dibutyrate.
These compounds can be used alone or in combination.
本発明の化合物(1)の製造方法は特に限定されず、例えば式(2)
HO−A−OH (2)
(式中、Aは前記の意味を示す。)
で表される2価アルコールにKOH、NaOH等を触媒としてエチレンオキサイドを付加し、次いで炭素数2〜6の脂肪酸又は脂肪酸無水物によりエステル化することによって得られる。
The production method of the compound (1) of the present invention is not particularly limited, and for example, the formula (2)
HO-A-OH (2)
(In the formula, A has the above-mentioned meaning.)
It is obtained by adding ethylene oxide to a dihydric alcohol represented by the following formula using KOH, NaOH or the like as a catalyst, followed by esterification with a fatty acid or fatty acid anhydride having 2 to 6 carbon atoms.
本発明の可塑剤は、化合物(1)以外に、化合物(1)の製造における未反応分や、化合物(1)以外の可塑剤等を含有することができる。 In addition to the compound (1), the plasticizer of the present invention can contain an unreacted component in the production of the compound (1), a plasticizer other than the compound (1), and the like.
化合物(1)以外の可塑剤としては、アセチル化モノグリセライド、アセチル化トリブチルサイトレート等が挙げられる。 Examples of the plasticizer other than the compound (1) include acetylated monoglyceride and acetylated tributyl citrate.
本発明の可塑剤中の、化合物(1)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%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上である。 The content of the compound (1) in the plasticizer of the present invention is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and further preferably 90% from the viewpoint of achieving the object of the present invention. % By weight or more.
[生分解性樹脂]
本発明で使用される生分解性樹脂としては、JIS K6953(ISO14855)「制御された好気的コンポスト条件の好気的かつ究極的な生分解度及び崩壊度試験」に基づいた生分解性を有するポリエステル樹脂が好ましい。
[Biodegradable resin]
The biodegradable resin used in the present invention has a biodegradability based on JIS K6953 (ISO 14855) “Aerobic and ultimate biodegradability and disintegration test under controlled aerobic compost conditions”. The polyester resin which has is preferable.
本発明で使用される生分解性樹脂は、自然界において微生物が関与して低分子化合物に分解される生分解性を有していればよく、特に限定されるものではない。例えば、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート/アジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリ乳酸樹脂、ポリリンゴ酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリ(2−オキセタノン)等の脂肪族ポリエステル;ポリブチレンサクシネート/テレフタレート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、ポリテトラメチレンアジペート/テレフタレート等の脂肪族芳香族コポリエステル;デンプン、セルロース、キチン、キトサン、グルテン、ゼラチン、ゼイン、大豆タンパク、コラーゲン、ケラチン等の天然高分子と上記の脂肪族ポリエステルあるいは脂肪族芳香族コポリエステルとの混合物等が挙げられる。 The biodegradable resin used in the present invention is not particularly limited as long as it has a biodegradability capable of being decomposed into a low molecular weight compound with the participation of microorganisms in nature. For example, aliphatic polyesters such as polyhydroxybutyrate, polycaprolactone, polybutylene succinate, polybutylene succinate / adipate, polyethylene succinate, polylactic acid resin, polymalic acid, polyglycolic acid, polydioxanone, poly (2-oxetanone) Aliphatic aliphatic copolyesters such as polybutylene succinate / terephthalate, polybutylene adipate / terephthalate, polytetramethylene adipate / terephthalate; starch, cellulose, chitin, chitosan, gluten, gelatin, zein, soy protein, collagen, keratin, etc. And a mixture of the above natural polymer and the above aliphatic polyester or aliphatic aromatic copolyester.
これらのなかで加工性、経済性、大量に入手できることなどから、脂肪族ポリエステルが好ましく、物性の点からポリ乳酸樹脂がさらに好ましい。ここで、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。好ましいポリ乳酸の分子構造は、L−乳酸又はD−乳酸いずれかの単位20〜100モル%とそれぞれの対掌体の乳酸単位0〜80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。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。
ポリ乳酸樹脂の中で好ましいものとしては、耐熱性の観点から、光学純度90%以上の結晶性ポリ乳酸と光学純度90%未満のポリ乳酸の割合が重量比で、光学純度90%以上の結晶性ポリ乳酸/光学純度90%未満のポリ乳酸=100/0〜10/90、好ましくは100/0〜25/75のポリ乳酸樹脂が挙げられる。
Of these, aliphatic polyesters are preferable from the viewpoint of processability, economy, and availability in large quantities, and polylactic acid resins are more preferable from the viewpoint of physical properties. Here, the polylactic acid resin 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. The molecular structure of polylactic acid is preferably composed of 20 to 100 mol% of either L-lactic acid or D-lactic acid and 0 to 80 mol% of each 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. 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- 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.
Among the polylactic acid resins, from the viewpoint of heat resistance, a crystal having an optical purity of 90% or more and a ratio of crystalline polylactic acid having an optical purity of 90% or more and polylactic acid having an optical purity of less than 90% by weight is preferable. Polylactic acid / polylactic acid having an optical purity of less than 90% = 100/0 to 10/90, preferably 100/0 to 25/75.
市販されている生分解性樹脂としては、例えば、デュポン社製、商品名バイオマックス;BASF社製、商品名Ecoflex;EastmanChemicals社製、商品名EasterBio;昭和高分子(株)製、商品名ビオノーレ;日本合成化学工業(株)製、商品名マタービー;三井化学(株)製、商品名レイシア;日本触媒(株)製、商品名ルナーレ;チッソ(株)製、商品名ノボン;カーギル・ダウ・ポリマーズ社製、商品名Nature Works等が挙げられる。 Examples of commercially available biodegradable resins include DuPont, trade name Biomax; BASF, trade name Ecoflex; Eastman Chemicals, trade name EsterBio, Showa Polymer Co., Ltd., trade name Bionore; Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Matterby; Mitsui Chemicals, Inc., trade name: Lacia; Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name: Lunare; Chisso Corporation, trade name: Novon; Cargill Dow Polymers The product name Nature Works etc. is mentioned.
これらの中では、好ましくはポリ乳酸樹脂(例えば三井化学(株)製、商品名レイシアH−100,H−280,H−400,H−440;カーギル・ダウ・ポリマーズ社製、商品名Nature Works)、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル(例えば昭和高分子(株)製、商品名ビオノーレ)、ポリ(ブチレンサクシネート/テレフタレート)等の脂肪族芳香族コポリエステル(デュポン社製、商品名バイオマックス)が挙げられる。 Among these, polylactic acid resin (for example, Mitsui Chemical Co., Ltd., trade name Lacia H-100, H-280, H-400, H-440; Cargill Dow Polymers, trade name Nature Works) is preferable. ), Aliphatic polyesters such as polybutylene succinate (product name Bionore, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), aliphatic aromatic copolyesters such as poly (butylene succinate / terephthalate) (trade name Bio, manufactured by DuPont) Max).
耐熱性の観点では、L−乳酸純度が高い結晶性生分解性樹脂が好ましく、延伸により配向結晶化させることが好ましい。結晶性生分解性樹脂としては、三井化学(株)製、レイシアH−100、H−400、H−440等が挙げられる。 From the viewpoint of heat resistance, a crystalline biodegradable resin having a high L-lactic acid purity is preferable, and orientation crystallization is preferably performed by stretching. Examples of the crystalline biodegradable resin include Lacia H-100, H-400, and H-440 manufactured by Mitsui Chemicals.
[生分解性樹脂組成物]
本発明の生分解性樹脂組成物は、本発明の可塑剤と生分解性樹脂とを含有する。本発明の可塑剤の含有量は、生分解性樹脂100重量部に対し、柔軟性、透明性、耐ブリード性及び経済性の観点から、好ましくは1〜70重量部、更に好ましくは3〜50重量部、特に好ましくは5〜30重量部である。
[Biodegradable resin composition]
The biodegradable resin composition of the present invention contains the plasticizer of the present invention and a biodegradable resin. The content of the plasticizer of the present invention is preferably 1 to 70 parts by weight, more preferably 3 to 50 parts, from the viewpoints of flexibility, transparency, bleed resistance and economy with respect to 100 parts by weight of the biodegradable resin. Part by weight, particularly preferably 5 to 30 parts by weight.
本発明の生分解性樹脂組成物中の、生分解性樹脂の含有量は、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 biodegradable resin in the biodegradable 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.
本発明の組成物は、上記可塑剤以外に、滑剤等の他の成分を含有することができる。滑剤としては、例えば、ポリエチレンワックス等の炭化水素系ワックス類、ステアリン酸等の脂肪酸類、グリセロールエステル等の脂肪酸エステル類、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸類、モンタン酸ワックス等のエステルワックス類、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の芳香環を有するアニオン型界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等のアルキレンオキサイド付加部分を有するアニオン型界面活性剤等が挙げられる。これら滑剤の含有量は、生分解性樹脂100重量部に対し、0.05〜3重量部が好ましく、0.1〜2重量部が更に好ましい。 The composition of the present invention can contain other components such as a lubricant in addition to the plasticizer. Examples of the lubricant include hydrocarbon waxes such as polyethylene wax, fatty acids such as stearic acid, fatty acid esters such as glycerol ester, metal soaps such as calcium stearate, ester waxes such as montanic acid wax, and alkylbenzene sulfone. Anionic surfactants having an aromatic ring such as acid salts, anionic surfactants having an alkylene oxide addition moiety such as polyoxyethylene alkyl ether sulfate, and the like. The content of these lubricants is preferably 0.05 to 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the biodegradable resin.
本発明の組成物は、上記以外の他の成分として、帯電防止剤、防曇剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、無機充填剤、防カビ剤、抗菌剤、発泡剤、難燃剤、上記本発明の可塑剤以外の可塑剤等を、本発明の目的達成を妨げない範囲で含有することができる。 The composition of the present invention includes an antistatic agent, an antifogging agent, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a pigment, an inorganic filler, an antifungal agent, an antibacterial agent, a foaming agent, a flame retardant, Plasticizers other than the plasticizer of the present invention can be contained as long as the object of the present invention is not hindered.
本発明の組成物は、加工性が良好で、例えば160〜190℃等の低温で加工することができるため、カレンダー加工も可能であり、また可塑剤の分解も起こりにくい。本発明の組成物は、フィルムやシートに成形して、各種用途に用いることができる。 Since the composition of the present invention has good processability and can be processed at a low temperature such as 160 to 190 ° C., it can be calendered and the plasticizer is hardly decomposed. The composition of the present invention can be formed into a film or sheet and used for various applications.
合成例1
攪拌機、温度計、滴下漏斗を備えた1LフラスコにPEG300(関東化学(株)製、平均分子量300)200gを仕込み、110℃で無水酢酸204gを1時間かけて滴下し、さらに120℃で2時間熟成した。反応終了後100℃/2.5kPaで未反応の無水酢酸と副生した酢酸を留去させ、さらに100℃/1.3kPaでスチーミングを行い、目的とする可塑剤1(ポリエチレングリコールジアセテート、エチレンオキサイドの平均総付加モル数6.4)を得た。
Synthesis example 1
200 g of PEG300 (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., average molecular weight 300) was charged into a 1 L flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel, and 204 g of acetic anhydride was added dropwise at 110 ° C. over 1 hour, and further at 120 ° C. for 2 hours. Aged. After completion of the reaction, unreacted acetic anhydride and by-produced acetic acid are distilled off at 100 ° C./2.5 kPa, and further steaming is performed at 100 ° C./1.3 kPa, and the desired plasticizer 1 (polyethylene glycol diacetate, An average total number of added moles of ethylene oxide of 6.4) was obtained.
合成例2
PEG300の代わりにPEG400(シグマアルドリッチジャパン社製、平均分子量400)205gを用い、無水酢酸の量を157gに変える以外は、合成例1と同様にして、目的とする可塑剤2(ポリエチレングリコールジアセテート、エチレンオキサイドの平均総付加モル数8.7)を得た。
Synthesis example 2
The target plasticizer 2 (polyethylene glycol diacetate) was used in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 205 g of PEG 400 (manufactured by Sigma-Aldrich Japan, average molecular weight 400) was used instead of PEG 300, and the amount of acetic anhydride was changed to 157 g. The average total number of added moles of ethylene oxide was 8.7).
合成例3
エチレンオキサイド用の計量槽の付いた10Lの攪拌回転式オートクレーブに1,4−ブタンジオール(関東化学(株)製)を500g、水酸化カリウムを3.1g仕込み、窒素置換を行った後110℃に昇温し、5.3kPaで1時間脱水を行った。次に150℃に昇温し、エチレンオキサイドを3.5kg/cm2の圧力で1466gオートクレーブ中に導入し圧力が低下し一定になるまで反応させた。反応終了後、温度を低下させて合成したサンプルを抜き出した。抜き出したサンプルを3Lフラスコに移し、キョーワード600S(協和化学工業(株)製)を24g添加し、80℃窒素微加圧条件で1時間触媒の吸着処理を行った。処理後吸着剤を濾過し中間体であるポリオキシエチレン1,4−ブタンジオールエーテル(エチレンオキサイドの平均総付加モル数6)を得た。
Synthesis example 3
A 10-liter stirring rotary autoclave equipped with a measuring tank for ethylene oxide was charged with 500 g of 1,4-butanediol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and 3.1 g of potassium hydroxide, followed by nitrogen substitution and 110 ° C. And dehydration was performed at 5.3 kPa for 1 hour. Next, the temperature was raised to 150 ° C., ethylene oxide was introduced into an autoclave at 1466 g at a pressure of 3.5 kg / cm 2 , and the reaction was continued until the pressure decreased and became constant. After completion of the reaction, the synthesized sample was extracted at a reduced temperature. The extracted sample was transferred to a 3 L flask, 24 g of KYOWARD 600S (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the catalyst was adsorbed for 1 hour at 80 ° C. under slightly pressurized nitrogen. After the treatment, the adsorbent was filtered to obtain an intermediate polyoxyethylene 1,4-butanediol ether (average number of added moles of ethylene oxide 6).
PEG300の代わりに上記ポリオキシエチレン1,4−ブタンジオールエーテル200gを用い、無水酢酸の量を173gに変える以外は、合成例1と同様にして目的とする可塑剤3(ポリオキシエチレン1,4−ブタンジオールエーテルジアセテート、エチレンオキサイドの平均総付加モル数6)を得た。 The target plasticizer 3 (polyoxyethylene 1,4) was used in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 200 g of the above polyoxyethylene 1,4-butanediol ether was used instead of PEG300 and the amount of acetic anhydride was changed to 173 g. -The average total added mole number of butanediol ether diacetate and ethylene oxide was 6).
比較合成例1
PEG300の代わりにトリエチレングリコール(和光純薬(株))を用いる以外は、合成例1と同様にして比較可塑剤1(トリエチレングリコールジアセテート)を得た。
Comparative Synthesis Example 1
Comparative plasticizer 1 (triethylene glycol diacetate) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that triethylene glycol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of PEG300.
比較合成例2
PEG300の代わりにPEG1000(和光純薬(株))を用いる以外は、合成例1と同様にして比較可塑剤2(ポリエチレングリコールジアセテート、エチレンオキサイドの平均総付加モル数22.3)を得た。
Comparative Synthesis Example 2
A comparative plasticizer 2 (average total number of added moles of polyethylene glycol diacetate and ethylene oxide of 22.3) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that PEG1000 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of PEG300. .
実施例1〜3及び比較例1〜4
合成例1〜3及び比較合成例1〜2で得られた可塑剤、更に比較の可塑剤として下記比較可塑剤3及び4について、下記方法で耐揮発性を評価した。
また可塑剤1〜3及び比較可塑剤1〜4を用い、50℃で24時間真空乾燥した非晶性ポリ乳酸樹脂(三井化学(株)製、レイシア(LACEA)H−280)100重量部、及び可塑剤20重量部からなる組成物を、130℃の4インチロールにて15分間混練し、160℃のプレス成形機にて厚さ0.5mmのテストピースを作成した。得られたテストピースについて下記の方法で柔軟性、透明性及び耐ブリード性を評価した。これらの結果を表1に示す。
Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4
The plasticizers obtained in Synthesis Examples 1 to 3 and Comparative Synthesis Examples 1 and 2 and the following comparative plasticizers 3 and 4 as comparative plasticizers were evaluated for volatility by the following method.
In addition, 100 parts by weight of an amorphous polylactic acid resin (manufactured by Mitsui Chemicals, Ltd., LACEA H-280) vacuum-dried at 50 ° C. for 24 hours using plasticizers 1 to 3 and comparative plasticizers 1 to 4 And the composition which consists of 20 weight part of plasticizers was knead | mixed for 15 minutes with a 130 degreeC 4 inch roll, and the test piece of thickness 0.5mm was created with the 160 degreeC press molding machine. The obtained test pieces were evaluated for flexibility, transparency and bleed resistance by the following methods. These results are shown in Table 1.
比較可塑剤3:テトラエチレングリコール(2−エチルヘキサン酸エステル)(シグマアルドリッチジャパン社製)
比較可塑剤4:アセチル化トリブチルサイトレート(田岡化学(株)製)
Comparative plasticizer 3: Tetraethylene glycol (2-ethylhexanoic acid ester) (manufactured by Sigma-Aldrich Japan)
Comparative plasticizer 4: Acetylated tributyl citrate (Taoka Chemical Co., Ltd.)
<耐揮発性の評価法>
熱重量分析機を用い窒素雰囲気下、可塑剤を室温から300℃まで昇温(5℃/分)し、10%重量減する温度を測定した。温度の高い方が耐揮発性が優れている。
<Evaluation method for volatility>
Using a thermogravimetric analyzer, the plasticizer was heated from room temperature to 300 ° C. (5 ° C./min) in a nitrogen atmosphere, and the temperature at which 10% weight loss was measured. The higher the temperature, the better the volatility resistance.
<柔軟性の評価法>
テストピースを3号ダンベルで打ち抜き、温度23℃、湿度50%RHの恒温室に24時間放置し、引張速度200mm/minで引張試験を行い、100%モジュラスで示した。
<Flexibility evaluation method>
The test piece was punched out with a No. 3 dumbbell, left in a constant temperature room at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH for 24 hours, a tensile test was conducted at a tensile speed of 200 mm / min, and a 100% modulus was indicated.
<透明性の評価法>
JIS−K7105規定の積分球式光線透過率測定装置(ヘイズメーター)を用い、テストピースのヘイズ値を測定した。数字の小さい方が透明性良好であることを示す。
<Transparency evaluation method>
The haze value of the test piece was measured using an integrating sphere light transmittance measuring device (haze meter) defined in JIS-K7105. Smaller numbers indicate better transparency.
<耐ブリード性(ブリードの有無)>
テストピース(縦100mm×横100mm×厚さ0.5mm)を60℃の恒温室に60時間放置し、その表面における可塑剤のブリードの有無を肉眼で観察した。
<Bleed resistance (with or without bleed)>
The test piece (length 100 mm × width 100 mm × thickness 0.5 mm) was left in a thermostatic chamber at 60 ° C. for 60 hours, and the presence or absence of plasticizer bleeding on the surface was observed with the naked eye.
実施例4〜6及び比較例5〜8
上記可塑剤1〜3及び比較可塑剤1〜4を用い、50℃で24時間真空乾燥した結晶性ポリ乳酸樹脂(三井化学(株)製、レイシアH−400)100重量部、及び可塑剤15重量部からなる組成物を、180℃の混練機(東洋精機(株)製、“ラボプラストミル”)にて10分間混練し、190℃のプレス成形機にて厚さ0.5mmのテストピースを作成した。得られたテストピースについて実施例1〜3と同様の方法で柔軟性、透明性及び耐ブリード性を評価した。但し、耐ブリード性評価については、70℃、72時間放置して行った。結果を表2に示す。
尚、比較例6〜8は、ブリードが「有り」のため、柔軟性及び透明性の評価は行わなかった。
Examples 4-6 and Comparative Examples 5-8
100 parts by weight of a crystalline polylactic acid resin (manufactured by Mitsui Chemicals, Lacia H-400) vacuum-dried at 50 ° C. for 24 hours using the above plasticizers 1 to 3 and comparative plasticizers 1 to 4, and a plasticizer 15 A composition consisting of parts by weight is kneaded for 10 minutes with a 180 ° C. kneader (Toyo Seiki Co., Ltd., “Labo Plast Mill”), and a test piece having a thickness of 0.5 mm with a 190 ° C. press molding machine. It was created. The obtained test pieces were evaluated for flexibility, transparency and bleed resistance in the same manner as in Examples 1 to 3. However, the bleed resistance evaluation was performed by leaving at 70 ° C. for 72 hours. The results are shown in Table 2.
In Comparative Examples 6 to 8, since the bleed was “present”, the flexibility and the transparency were not evaluated.
Claims (2)
A−[O(EO)p−R]2 (1)
(式中、Aは炭素数2〜4の直鎖又は分岐鎖の2価アルコールから2個の水酸基を除いた残基、Rは炭素数2〜4の直鎖又は分岐鎖のアシル基を示し、2個のRは同一でも異なっていても良い。EOはオキシエチレン基、pはエチレンオキサイドの平均付加モル数を示し、4≦2p≦10の数である。) A plasticizer for a polylactic acid resin containing a compound represented by the general formula (1).
A- [O (EO) p -R] 2 (1)
(In the formula, A represents a straight-chain or residue obtained by removing two hydroxyl groups from a dihydric alcohol branched, R represents a linear or branched chain acyl group having from 2 to 4 carbon atoms from 2 to 4 carbon atoms The two Rs may be the same or different, EO represents an oxyethylene group, p represents the average number of moles added of ethylene oxide, and 4 ≦ 2p ≦ 10. )
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