[发明专利]聚乳酸树脂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合加工成膜、片材的聚乳酸树脂以及高效地制造该聚乳酸树脂的方法。

背景技术

近年来，从环境保全的观点来看，以植物作为原料的聚乳酸树脂正受到关注。作为聚乳酸树脂的主要制造方法，有将作为乳酸的二聚体的丙交酯开环聚合的开环聚合法、和用乳酸进行脱水缩聚的直接缩聚法。直接缩聚法与开环聚合法相比，不用经过合成丙交酯的工序，能将乳酸直接用作聚合原料，因此能以低廉的价格制造聚乳酸，但另一方面，存在所得的聚乳酸树脂的分子量低的课题。因此，公开了将直接缩聚和固相聚合组合的制造方法(专利文献1、2)。

然而，进行聚乳酸树脂的固相聚合处理的情况下，需要事先进行结晶化的工序。如果聚乳酸树脂的结晶度低，则在固相聚合处理中，聚乳酸树脂的颗粒间发生熔接。但是，聚乳酸树脂的结晶化速度慢，存在为了得到足够的结晶度而需要长时间的处理的问题。因此，研究了各种提高其结晶性的方法(专利文献3～6等)。

专利文献1：国际公开第2010/147176号

专利文献2：日本特开2010－209321号公报

专利文献3：日本特开2009－13352号公报

专利文献4：日本特开2009－24058号公报

专利文献5：日本特开2009－24081号公报

专利文献6：日本特开2009－67856号公报

发明内容

聚乳酸树脂可以成型加工成膜、片材、纤维及注射成型品等来使用。但是，结晶性高的聚乳酸树脂的熔融加工性不足，难以成型为膜、片材。另一方面，如果使用结晶性低的聚乳酸树脂、即光学纯度低的聚乳酸树脂，则能改善熔融加工时的成型性。但是，膜、片材中使用的树脂要求熔融加工时的耐垂伸(drawdown)性及耐水解性优异。通过现有的制造方法，无法得到光学纯度低、且耐垂伸性及耐水解性优异的聚乳酸树脂。采用开环聚合法的情况下，虽然能得到光学纯度低、熔融加工时的成型性优异的聚乳酸树脂，但无法得到耐垂伸性及耐水解性优异的聚乳酸树脂。另一方面，采用将直接缩聚法和固相聚合组合的制造方法的情况下，虽然能得到耐垂伸性及耐水解性优异的聚乳酸树脂，但无法得到光学纯度低、熔融加工时的成型性优异的聚乳酸树脂。

本发明为了解决该课题而进行了认真研究，结果采用下述方法。

本发明是一种聚乳酸树脂的制造方法，其包括使结晶化预聚物固相聚合的工序，该预聚物是以乳酸单元作为主要成分的预聚物，所述结晶化预聚物的光学纯度（Ea）为60～94％，重均分子量为5000～100000，晶体熔化焓（crystal melting enthalpy；ΔHma）为4～50J/g。

另外，本发明是一种聚乳酸树脂，其光学纯度（Eb）为60～94％，重均分子量为150000～300000，并且分子量分布为2.2以上。

通过本发明，能得到熔融加工时的成型性优异、熔融加工时的耐垂伸性优异、而且耐水解性优异的聚乳酸树脂。

具体实施方式

本发明中，预聚物及聚乳酸树脂是指以L－乳酸及/或D－乳酸作为主要成分的聚合物，L－乳酸为主要成分的情况下，称为聚－L－乳酸，D－乳酸为主要成分的情况下，称为聚－D－乳酸。需要说明的是，L－乳酸为主要成分是指聚合物中含有多于50摩尔％的L－乳酸单元，D－乳酸为主要成分是指聚合物中含有多于50摩尔％的D－乳酸单元。

预聚物及聚乳酸树脂优选是含有L－乳酸单元及D－乳酸单元的共聚物。预聚物及聚乳酸树脂为聚－L－乳酸的情况下，优选含有3摩尔％以上20摩尔％以下的D－乳酸单元，更优选含有4摩尔％以上15摩尔％以下的D－乳酸单元，进一步优选含有4摩尔％以上10摩尔％以下的D－乳酸单元，特别优选含有4摩尔％以上8摩尔％以下的D－乳酸单元。预聚物及聚乳酸树脂为聚－D－乳酸的情况下，优选含有3摩尔％以上20摩尔％以下的L－乳酸单元，更优选含有4摩尔％以上15摩尔％以下的L－乳酸单元，进一步优选含有4摩尔％以上10摩尔％以下的L－乳酸单元，特别优选含有4摩尔％以上8摩尔％以下的L－乳酸单元。