JP2001081165A - Method for producing biodegradable polyester - Google Patents

Method for producing biodegradable polyester

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JP2001081165A
JP2001081165A JP26390299A JP26390299A JP2001081165A JP 2001081165 A JP2001081165 A JP 2001081165A JP 26390299 A JP26390299 A JP 26390299A JP 26390299 A JP26390299 A JP 26390299A JP 2001081165 A JP2001081165 A JP 2001081165A
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terephthalic acid
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butanediol
polyester
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隆志 増田
Akio Matsuda
昭男 松田
Hiroshi Sakaguchi
豁 坂口
Takeo Hamaya
建生 浜谷
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    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new biodegradable plastic by effectively utilizing waste PET bottles, and to provide a method for producing the same plastic. SOLUTION: This method for producing a biodegradable polyester where the content of terephthalic acid component is 5-50 wt.% based on the total content of the terephthalic acid component and succinic acid component comprises the following processes: a waste PET bottle chip-liquefying process for obtaining a liquid product by reacting waste PET bottle chips with 1,4- butanediol at >=140 deg.C in the presence of a transesterification catalyst; and a polyester-producing process for producing a polyester made from terephthalic acid component, succinic acid component and 1,4-butanediol component by adding dimethyl succinate to the above liquid product to react them at 100-140 deg.C while discharging methanol as a by-product and then heating the reaction product at >=190 deg.C to perform further reaction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性ポリエス
テル及びその製造方法に関するものである。
[0001] The present invention relates to a biodegradable polyester and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラスチック廃棄物の処理が重大な社会
問題となり、プラスチック類のリサイクルが重要性を増
している。現在リサイクルが行われているプラスチック
の代表的な例はペットボトルであるが、ペットボトルの
場合は廃プラスチックの発生量が再生品の需要量を上回
ると言う問題が生じつつあり、廃ペットボトルのより一
層の有効利用法が求められている。また、廃ペットボト
ルを原料として、土中で微生物により分解する生分解性
ポリマーを製造することが出来れば、再利用後の埋め立
て処理に於ける環境負荷が軽減するため、環境問題の解
決のために最も有効であるが、従来そのような物質、あ
るいは技術は知られていなかった。
2. Description of the Related Art The disposal of plastic waste has become a serious social problem, and the recycling of plastics is becoming increasingly important. A typical example of plastics that are currently being recycled is PET bottles, but in the case of PET bottles, the problem that the amount of waste plastic generated exceeds the demand for recycled products has arisen. There is a need for even more effective usage. Also, if a biodegradable polymer that can be decomposed by microorganisms in the soil can be produced using waste PET bottles as a raw material, the environmental burden of landfill processing after reuse will be reduced, and it will be necessary to solve environmental problems. However, such a substance or technique has not been known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃ペットボ
トルを有効利用して新規な生分解性プラスチック及びそ
の製造方法を提供することをその課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel biodegradable plastic by effectively using a waste PET bottle and a method for producing the same.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させ
るに至った。即ち、本発明によれば、テレフタル酸成分
とコハク酸成分と1,4−ブタンジオール成分とからな
り、該テレフタル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分
とコハク酸成分との合計量に対して、5〜50重量%で
あることを特徴とする生分解性ポリエステルが提供され
る。また、本発明によれば、テレフタル酸成分とコハク
酸成分と6−ヘキサノラクトン成分と1,4−ブタンジ
オール成分とからなり、該テレフタル酸成分の割合が、
該テレフタル酸成分、該コハク酸成分及び該6−ヘキサ
ノラクトン成分の合計量に対して5〜50重量%である
ことを特徴とする生分解性ポリエステルが提供される。
さらに、本発明によれば、廃ペットボトルチップと1,
4−ブタンジオールとをエステル交換触媒の存在下で1
40℃以上の温度で反応させて液状生成物を得る廃ペッ
トボトルチップの液状化工程と、該液状生成物にコハク
酸ジメチルを加えて100℃〜140℃で副生メタノー
ルを流出させながら反応させた後、190℃以上の温度
に加熱してさらに反応を行って、テレフタル酸成分とコ
ハク酸成分と1,4−ブタンジオール成分とからなるポ
リエステルを生成させるポリエステル生成工程とからな
り、該ポリエステル中のテレフタル酸成分の割合が、該
テレフタル酸成分とコハク酸成分との合計量に対して、
5〜50重量%であることを特徴とする生分解性ポリエ
ステルの製造方法が提供される。さらにまた、本発明に
よれば、テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル及び
1,4−ブタンジオールをエステル交換触媒の存在下で
100〜140℃で副生メタノールを流出させながら反
応させた後、190℃以上の温度に加熱してさらに反応
を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分と1,4−
ブタンジオール成分とからなるポリエステルを生成させ
ることからなり、該ポリエステル中のテレフタル酸成分
の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分との合計
量に対して、5〜50重量%であることを特徴とする生
分解性ポリエステルの製造方法が提供される。さらにま
た、本発明によれば、テレフタル酸ジメチル、コハク酸
ジメチル、1,4−ブタンジオール及び6−ヘキサノラ
クトンを、エステル交換触媒の存在下で100〜140
℃で副生するメタノールを流出させながら反応させた
後、190℃以上の温度に加熱してさらに反応を行っ
て、テレフタル酸成分とコハク酸成分と6−ヘキサノラ
クトン成分と1,4−ブタンジオール成分とからなるポ
リエステルを生成させることからなり、該ポリエステル
中のテレフタル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分と
コハク酸成分と6−ヘキサノラクトン成分との合計量に
対して、5〜50重量%であることを特徴とする生分解
性ポリエステルの製造方法が提供される。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have completed the present invention. That is, according to the present invention, a terephthalic acid component, a succinic acid component, and a 1,4-butanediol component are included, and the ratio of the terephthalic acid component is based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. , 5 to 50% by weight. Further, according to the present invention, a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component, and a 1,4-butanediol component, and the ratio of the terephthalic acid component is
A biodegradable polyester is provided, which is 5 to 50% by weight based on the total amount of the terephthalic acid component, the succinic acid component and the 6-hexanolactone component.
Further, according to the present invention, waste plastic bottle chips and 1,
4-butanediol is converted to 1 in the presence of a transesterification catalyst.
A liquefaction process of waste PET bottle chips that is reacted at a temperature of 40 ° C. or more to obtain a liquid product, and dimethyl succinate is added to the liquid product, and the reaction is performed at 100 ° C. to 140 ° C. while flowing out methanol as a by-product. And heating the mixture to a temperature of 190 ° C. or higher to further react to produce a polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component, and a 1,4-butanediol component. The ratio of the terephthalic acid component is based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component.
A method for producing a biodegradable polyester, characterized in that the amount is 5 to 50% by weight. Furthermore, according to the present invention, dimethyl terephthalate, dimethyl succinate and 1,4-butanediol are reacted at 100 to 140 ° C. in the presence of a transesterification catalyst at a temperature of 190 to 140 ° C. while allowing by-product methanol to flow out. The reaction was further performed by heating to the above temperature, and the terephthalic acid component, the succinic acid component, and 1,4-
Producing a polyester comprising a butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to 50% by weight based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. A method for producing a biodegradable polyester is provided. Furthermore, according to the present invention, dimethyl terephthalate, dimethyl succinate, 1,4-butanediol and 6-hexanolactone can be converted to 100-140 in the presence of a transesterification catalyst.
After reacting while flowing methanol by-produced at a temperature of 190 ° C., the reaction is further carried out by heating to a temperature of 190 ° C. or higher, and a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component and 1,4-butane Forming a polyester comprising a diol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to 50 with respect to the total amount of the terephthalic acid component, the succinic acid component, and the 6-hexanolactone component. A method for producing a biodegradable polyester is provided.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の生分解性ポリエステル
は、(i)テレフタル酸成分とコハク酸成分と1,4−
ブタンジオールを必須成分として含有するか又は(ii)
テレフタル酸成分とコハク酸成分と6−ヘキサノラクト
ン成分を必須成分として含有する。この場合、そのテレ
フタル酸成分は、廃ペットボトル由来のものであること
が好ましいが、もちろん、他の製品由来のものであって
もよく、さらに、その少なくとも一部が市販のテレフタ
ル酸又はテレフタル酸ジメチル由来のものであってもよ
い。本発明による生分解性ポリエステルの数平均分子量
は、4万以上、好ましくは5万以上であり、その上限値
は、特に制約されないが、通常、6万程度である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The biodegradable polyester of the present invention comprises (i) a terephthalic acid component, a succinic acid component, and 1,4-
Contains butanediol as an essential component or (ii)
It contains a terephthalic acid component, a succinic acid component, and a 6-hexanolactone component as essential components. In this case, the terephthalic acid component is preferably derived from a waste plastic bottle, but may of course be derived from another product, and at least a part thereof is commercially available terephthalic acid or terephthalic acid. It may be derived from dimethyl. The number average molecular weight of the biodegradable polyester according to the present invention is 40,000 or more, preferably 50,000 or more, and the upper limit is not particularly limited, but is usually about 60,000.

【0006】本発明によるテレフタル酸成分とコハク酸
成分と1,4−ブタンジオール成分からなる生分解性ポ
リエステルにおいて、そのテレフタル酸成分の割合は、
テレフタル酸成分とコハク酸成分の合計量に対して5〜
40モル%、好ましくは10〜37モル%である。テレ
フタル酸成分の割合が前記範囲より多くなると、得られ
るポリエステルの生分解性が悪化するようになるので好
ましくない。1,4−ブタンジオールの割合は、テレフ
タル酸成分とコハク酸成分の合計量1モル当り、0.9
〜1.1モル、好ましくは0.95〜1.1モルの割合
である。
In the biodegradable polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component and a 1,4-butanediol component according to the present invention, the proportion of the terephthalic acid component is as follows:
5 to the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component
It is 40 mol%, preferably 10 to 37 mol%. When the proportion of the terephthalic acid component is larger than the above range, the biodegradability of the obtained polyester deteriorates, which is not preferable. The ratio of 1,4-butanediol is 0.9 per mole of the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component.
To 1.1 mol, preferably 0.95 to 1.1 mol.

【0007】本発明によるテレフタル酸成分とコハク酸
成分と6−ヘキサノラクトン成分と1,4−ブタンジオ
ール成分からなる生分解性ポリエステルにおいて、その
テレフタル酸成分の割合は、テレフタル酸成分とコハク
酸成分と6−ヘキサノラクトン成分との合計量に対し
て、5〜40モル%、好ましくは10〜37モル%であ
る。コハク酸成分の割合は、40〜90モル%、好まし
くは50〜80モル%である。6−ヘキサノラクトン成
分の割合は、5〜20モル%、好ましくは10〜15モ
ル%である。1,4−ブタンジオール成分の割合は、テ
レフタル酸成分とコハク酸成分と6−ヘキサノラクトン
成分との合計量1モル当り、0.8〜1モル、好ましく
は0.85〜0.9モルの割合である。
[0007] In the biodegradable polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component and a 1,4-butanediol component according to the present invention, the proportion of the terephthalic acid component is determined by comparing the terephthalic acid component with the succinic acid component. It is 5 to 40 mol%, preferably 10 to 37 mol%, based on the total amount of the component and the 6-hexanolactone component. The ratio of the succinic acid component is 40 to 90 mol%, preferably 50 to 80 mol%. The proportion of the 6-hexanolactone component is 5 to 20 mol%, preferably 10 to 15 mol%. The ratio of the 1,4-butanediol component is 0.8 to 1 mol, preferably 0.85 to 0.9 mol, per 1 mol of the total amount of the terephthalic acid component, the succinic acid component and the 6-hexanolactone component. Is the ratio of

【0008】本発明の生分解性ポリエステルは、必要に
応じて、他の重合性成分、例えば、他のジカルボン酸成
分や、オキシカルボン酸成分、ジオール成分等を、本発
明の目的を特に損なわない範囲で含有することができ
る。
The biodegradable polyester of the present invention may contain other polymerizable components, such as other dicarboxylic acid components, oxycarboxylic acid components, and diol components, if necessary, without impairing the object of the present invention. It can be contained in the range.

【0009】本発明の生分解性ポリエステルは、廃ペッ
トボトルチップを原料として製造することができる。こ
の方法によると、先ずペットボトルチップをエステル交
換触媒の存在下で1,4−ブタンジオールと反応させて
液状化生成物を得る。この場合の反応温度は140℃以
上であり、通常、160〜210℃、好ましくは180
〜200℃である。ペットボトルチップの寸法は、細か
い程好ましいが、一般的には、縦及び横の長さがそれぞ
れ10mm以下であることが好ましい。エステル交換触
媒としては、従来公知の各種のものを用いることがで
き、例えば、チタンアセチルアセトナート等が好ましく
用いられる。
The biodegradable polyester of the present invention can be produced using waste PET bottle chips as a raw material. According to this method, first, a plastic bottle chip is reacted with 1,4-butanediol in the presence of a transesterification catalyst to obtain a liquefied product. The reaction temperature in this case is 140 ° C. or higher, usually 160 to 210 ° C., preferably 180 ° C.
~ 200 ° C. The smaller the size of the PET bottle chip is, the more preferable it is. However, in general, it is preferable that the vertical and horizontal lengths are each 10 mm or less. As the transesterification catalyst, conventionally known various catalysts can be used. For example, titanium acetylacetonate and the like are preferably used.

【0010】前記廃ペットボトルチップの液状化反応
は、密閉容器中に、ペットボトルチップと1,4−ブタ
ンジオールとエステル交換触媒を充填し、加熱すること
により実施される。この反応により、そのチップを構成
するペット(ポリエチレンテレフタレート)は、1,4
−ブタンジオールと反応してオリゴマー化され、液状生
成物が得られる。
[0010] The liquefaction reaction of the waste PET bottle chips is carried out by filling the PET bottle chips, 1,4-butanediol and a transesterification catalyst in a closed container, and heating. By this reaction, the pet (polyethylene terephthalate) constituting the chip is 1,4
Reacting with butanediol to oligomerize to obtain a liquid product;

【0011】次に、前記のようにして得られた液状生成
物に(i)コハク酸ジメチル又は(ii)コハク酸ジメチ
ルと6−ヘキサノラクトンを加え、必要に応じ、テレフ
タル酸ジメチルを加えて、エステル交換触媒の存在下、
攪拌下で加熱反応させる。この場合の反応は、先ず、1
00〜140℃の温度で副生メタノールを流出させなが
ら行う。メタノールの流出が停止すると、次に、190
℃以上の温度、通常、190〜210℃、好ましくは1
90〜200℃の温度に加熱させることにより、重縮合
反応を完了する。この反応における攪拌は、反応容器の
底部から窒素ガスをバブルさせることによって行うこと
ができる。
Next, (i) dimethyl succinate or (ii) dimethyl succinate and 6-hexanolactone are added to the liquid product obtained as described above, and if necessary, dimethyl terephthalate is added. , In the presence of a transesterification catalyst,
The reaction is carried out by heating under stirring. The reaction in this case is first
This is carried out at a temperature of 00 to 140 ° C. while flowing out methanol as a by-product. When the flow of methanol stops, the next 190
° C or higher, usually 190-210 ° C, preferably 1
The polycondensation reaction is completed by heating to a temperature of 90-200 ° C. Agitation in this reaction can be performed by bubbling nitrogen gas from the bottom of the reaction vessel.

【0012】本発明の生分解性ポリエステルを製造する
ための他の方法によれば、(i)テレフタル酸ジメチ
ル、コハク酸ジメチル及び1,4−ブタンジオール又は
(ii)テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、6−
ヘキサノラクトン及び1,4−ブタンジオールを、エス
テル交換触媒の存在下及び攪拌下において、100〜1
40℃の温度で副生メタノールを流出させながら反応を
行う。メタノールの流出が停止すると、190℃以上、
通常、190〜210℃、好ましくは190〜200℃
の温度で反応(重縮合反応)を終了する。
According to another method for producing the biodegradable polyester of the present invention, (i) dimethyl terephthalate, dimethyl succinate and 1,4-butanediol or (ii) dimethyl terephthalate, dimethyl succinate , 6-
Hexanolactone and 1,4-butanediol are converted to 100 to 1 in the presence of a transesterification catalyst and with stirring.
The reaction is carried out at a temperature of 40 ° C. while allowing the by-product methanol to flow out. When the flow of methanol stops, 190 ° C or higher,
Usually 190-210 ° C, preferably 190-200 ° C
The reaction (polycondensation reaction) is completed at a temperature of.

【0013】[0013]

【実施例】次ぎに本発明を実施例により具体的に説明す
る。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0014】実施例1 (反応装置)内容積約300ccの上下撹拌式ステンレ
ス製オートクレーブのガス入口から器内にステンレスパ
イプを接続し、器底からガスをバブル出来るようにした
ものを用いた。 (ポリマーAの合成)水洗後乾燥したペットボトルチッ
プ2.23g(0.0116モル)と、1,4−ブタン
ジオール6.96g(0.0772モル)、及び触媒と
してTiアセチルアセトナート2.5mg(0.009
5ミリモル)を上記のオートクレーブに仕込み、オート
クレーブのバルブを閉じて密閉状態でかき混ぜつつ19
0℃に加熱する。このとき圧力が最大0.08MPaに
上昇し、ペットボトルチップが完全に溶解し固形物が消
滅したことが撹拌音の変化により検知される。この時ペ
ットボトルチップは1,4−ブタンジオールにより分解
されて、オリゴマーとなり反応液中に溶解する。次に、
オートクレーブを室温に冷却し、得られた液状生成物
に、コハク酸ジメチル9.59g(0.0656モル)
を仕込んだ後、オートクレーブの出口バルブを開け、器
底から窒素を50ml/minの速度でバブルさせて撹
拌しつつ、100℃で2時間、ついで温度を上げて14
0℃で2時間メタノールを流出させながら反応を行う。
流出メタノールは、氷冷トラップに捕集する。次に、温
度を190℃に上げて、窒素を0.9l/minの速度
でバブルさせつつ、7時間重縮合反応を行わせた。得ら
れた共重縮合体(ポリマーA)は、テレフタル酸成分を
含み、軟化点91.6℃、流動開始点99.1℃、数平
均分子量4.8万であった。4週間の土中埋め込みによ
る生分解性試験の結果、分解率は28.7%であった。
並行して行ったポリブチレンサクシネートホモポリマー
の分解率は49.6%であり、従ってホモポリマーを基
準とする生分解性は57.9%である。尚、並行して行
ったペットボトルチップの生分解率は0%であった。前
記ポリマーAは、テレフタル酸成分8モル%と、コハク
酸成分42モル%と、1,4−ブタンジオール成分47
モル%からなるものであることが確認された。
EXAMPLE 1 (Reactor) A stainless steel autoclave having an internal volume of about 300 cc, which was connected to a stainless steel pipe through a gas inlet of a stainless steel autoclave so that gas could be bubbled from the bottom of the autoclave, was used. (Synthesis of Polymer A) 2.23 g (0.0116 mol) of PET bottle chips washed with water and dried, 6.96 g (0.0772 mol) of 1,4-butanediol, and 2.5 mg of Ti acetylacetonate as a catalyst (0.009
5 mmol) was charged into the above-mentioned autoclave, and the autoclave valve was closed, and the mixture was stirred for 19 hours while being sealed.
Heat to 0 ° C. At this time, the pressure rises to a maximum of 0.08 MPa, and it is detected by a change in the stirring sound that the PET bottle chip has completely dissolved and the solid matter has disappeared. At this time, the PET bottle chips are decomposed by 1,4-butanediol to become oligomers and dissolved in the reaction solution. next,
The autoclave was cooled to room temperature, and 9.59 g (0.0656 mol) of dimethyl succinate was added to the obtained liquid product.
After charging, the outlet valve of the autoclave was opened, nitrogen was bubbled from the bottom of the vessel at a rate of 50 ml / min, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 2 hours.
The reaction is carried out at 0 ° C. for 2 hours with the effluent of methanol.
The effluent methanol is collected in an ice-cooled trap. Next, the temperature was raised to 190 ° C., and a polycondensation reaction was performed for 7 hours while bubbling nitrogen at a rate of 0.9 l / min. The obtained copolycondensate (polymer A) contained a terephthalic acid component, had a softening point of 91.6 ° C, a flow starting point of 99.1 ° C, and a number average molecular weight of 48,000. As a result of a biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks, the degradation rate was 28.7%.
The degradation rate of the polybutylene succinate homopolymer carried out in parallel is 49.6% and therefore the biodegradability based on the homopolymer is 57.9%. The biodegradation rate of the PET bottle chips performed in parallel was 0%. The polymer A contains 8 mol% of a terephthalic acid component, 42 mol% of a succinic acid component, and 47 mol of a 1,4-butanediol component.
It was confirmed to be composed of mol%.

【0015】実施例2 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーBの合成)テレフタル酸ジメチル2.43g
(0.0125モル)、6−ヘキサノラクトン1.43
g(0.0125モル)、コハク酸ジメチル14.6g
(0.100モル)、1,4ーブタンジオール10.5
g(0.117モル)、及び触媒としてTiアセチルア
セトナート3.0mg(0.011ミリモル)を上記の
オートクレーブに仕込み、オートクレーブの出口バルブ
を開け、器底から窒素を50ml/minの速度でバブ
ルさせて撹拌しつつ、100℃で2時間、ついで温度を
上げて140℃で2時間メタノールを流出させながら反
応を行う。流出メタノールは、氷冷トラップに捕集す
る。次に、温度を190℃に上げて、窒素を0.5l/
minの速度でバブルさせつつ、7時間重縮合反応を行
わせた。得られた共重縮合体(ポリマーB)はテレフタ
ル酸成分及びヘキサノラクトン成分を含み、軟化点9
4.2℃、流動開始点98.6℃、融点94.0℃、ガ
ラス転移点−37.9℃、数平均分子量4.4万であっ
た。4週間の土中埋め込みによる生分解性試験の結果、
分解率は44.4%であった。並行して行ったポリブチ
レンサクシネートホモポリマーの分解率は40.7%で
あり、従ってホモポリマーを基準とする生分解性は10
9%である。前記ポリマーBは、テレフタル酸成分5モ
ル%、コハク酸成分42モル%、6−ヘキサノラクトン
成分5モル%、1,4−ブタンジオール成分47モル%
からなるものであることが確認された。
Example 2 (Reactor) The same apparatus as described in Example 1 was used. (Synthesis of Polymer B) 2.43 g of dimethyl terephthalate
(0.0125 mol), 6-hexanolactone 1.43
g (0.0125 mol), 14.6 g of dimethyl succinate
(0.100 mol), 1,4 butanediol 10.5
g (0.117 mol) and 3.0 mg (0.011 mmol) of Ti acetylacetonate as a catalyst were charged into the above autoclave, the outlet valve of the autoclave was opened, and nitrogen was bubbled from the bottom of the autoclave at a rate of 50 ml / min. The reaction is carried out at 100 ° C. for 2 hours while stirring and then methanol is allowed to flow out at 140 ° C. for 2 hours while increasing the temperature. The effluent methanol is collected in an ice-cooled trap. Next, the temperature was increased to 190 ° C., and nitrogen was added at 0.5 l /
The polycondensation reaction was performed for 7 hours while bubbling at a speed of min. The obtained copolycondensate (polymer B) contains a terephthalic acid component and a hexanolactone component, and has a softening point of 9%.
4.2 ° C., flow starting point 98.6 ° C., melting point 94.0 ° C., glass transition point −37.9 ° C., and number average molecular weight 44,000. As a result of biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks,
The decomposition rate was 44.4%. The degradation rate of the polybutylene succinate homopolymer performed in parallel was 40.7%, and therefore the biodegradability based on the homopolymer was 10%.
9%. The polymer B contains 5 mol% of a terephthalic acid component, 42 mol% of a succinic acid component, 5 mol% of a 6-hexanolactone component, and 47 mol% of a 1,4-butanediol component.
It was confirmed to be composed of

【0016】実施例3 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーCの合成)テレフタル酸ジメチル2.43g
(0.0125モル)、コハク酸ジメチル16.5g
(0.113モル)、1,4−ブタンジオール11.7
g(0.130モル)、及び触媒としてTiアセチルア
セトナート0.9mg(0.003ミリモル)を上記の
オートクレーブに仕込み、オートクレーブの出口バルブ
を開け、器底から窒素を50ml/minの速度でバブ
ルさせて撹拌しつつ、100℃で2時間、ついで温度を
上げて140℃で2時間メタノールを流出させながら反
応を行う。流出メタノールは、氷冷トラップに捕集す
る。次に温度を190℃に上げて、窒素を0.5l/m
inの速度でバブルさせつつ、7時間重縮合反応を行わ
せた。得られた共重縮合体(ポリマーC)はテレフタル
酸成分を含み、軟化点 103.6℃、流動開始点10
8.5℃、融点106.3℃、ガラス転移点−18.9
℃、数平均分子量3.6万であった。4週間の土中埋め
込みによる生分解性試験の結果、分解率は56.2%で
あった。並行して行ったポリブチレンサクシネートホモ
ポリマーの分解率は63.5%であり、従ってホモポリ
マーを基準とする生分解性は89%である。前記ポリマ
ーCは、テレフタル酸成分5モル%、コハク酸成分44
モル%、及び1,4−ブタンジオール成分50モル%か
らなるものであることが確認された。
Example 3 (Reactor) The same apparatus as described in Example 1 was used. (Synthesis of Polymer C) 2.43 g of dimethyl terephthalate
(0.0125 mol), 16.5 g of dimethyl succinate
(0.113 mol), 11.7 1,4-butanediol
g (0.130 mol) and 0.9 mg (0.003 mmol) of Ti acetylacetonate as a catalyst were charged into the above autoclave, the outlet valve of the autoclave was opened, and nitrogen was bubbled from the bottom of the autoclave at a rate of 50 ml / min. The reaction is carried out at 100 ° C. for 2 hours while stirring and then methanol is allowed to flow out at 140 ° C. for 2 hours while increasing the temperature. The effluent methanol is collected in an ice-cooled trap. Next, the temperature was increased to 190 ° C. and nitrogen was added at 0.5 l / m 2.
The polycondensation reaction was carried out for 7 hours while bubbling at a rate of in. The obtained copolycondensate (polymer C) contains a terephthalic acid component, has a softening point of 103.6 ° C. and a flow starting point of 10
8.5 ° C., melting point 106.3 ° C., glass transition point −18.9
° C and the number average molecular weight was 36,000. As a result of a biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks, the degradation rate was 56.2%. The degradation rate of the polybutylene succinate homopolymer carried out in parallel is 63.5% and therefore the biodegradability based on the homopolymer is 89%. The polymer C contains 5 mol% of a terephthalic acid component and 44 parts of a succinic acid component.
It was confirmed that the composition consisted of 50% by mole and 1,4-butanediol component.

【0017】実施例4 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーDの合成)水洗後乾燥したペットボトルチッ
プ2.23g(0.0116モル)と、1,4−ブタン
ジオール6.96g(0.0772モル)、及び触媒と
してTiアセチルアセトナート2.6mg(0.009
9ミリモル)を上記のオートクレーブに仕込み、オート
クレーブのバルブを閉じて密閉状態でかき混ぜつつ19
0℃に加熱する。このとき圧力が最大0.08MPaに
上昇し、ペットボトルチップが完全に溶解し固形物が消
滅したことが撹拌音の変化により検知される。この時ペ
ットボトルチップは1,4ーブタンジオールにより分解
されて、オリゴマーとなり反応液中に溶解する。次にオ
ートクレーブを室温に冷却し、テレフタル酸ジメチル
3.00g(0.0154モル)、コハク酸ジメチル
7.33g(0.0502モル)を仕込んだ後、オート
クレーブの出口バルブを開け、器底から窒素を50ml
/minの速度でバブルさせて撹拌しつつ、100℃で
2時間、ついで温度を上げて140℃で2時間メタノー
ルを流出させながら反応を行う。流出メタノールは、氷
冷トラップに捕集する。次に、温度を190℃に上げ
て、窒素を0.5l/minの速度でバブルさせつつ、
7時間重縮合反応を行わせた。得られた共重縮合体(ポ
リマーD)はテレフタレート成分を含み、軟化点95.
7℃、流動開始点109.6℃、数平均分子量5.6万
であった。4週間の土中埋め込みによる生分解性試験の
結果、分解率は2.8%であった。並行して行ったポリ
ブチレンサクシネートホモポリマーの分解率は49.6
%であり、従ってホモポリマーを基準とする生分解性は
5.6%である。尚、並行して行ったペットボトルチッ
プの生分解率は0%であった。前記ポリマーDは、テレ
フタル酸成分18モル%、コハク酸成分32モル%及び
1,4−ブタンジオール成分47モル%からなるもので
あることが確認された。
Example 4 (Reactor) The same apparatus as described in Example 1 was used. (Synthesis of Polymer D) 2.23 g (0.0116 mol) of PET bottle chips washed with water and dried, 6.96 g (0.0772 mol) of 1,4-butanediol, and 2.6 mg of Ti acetylacetonate as a catalyst (0.009
9 mmol) was charged into the above-mentioned autoclave, and the autoclave valve was closed.
Heat to 0 ° C. At this time, the pressure rises to a maximum of 0.08 MPa, and it is detected by a change in the stirring sound that the PET bottle chip has completely dissolved and the solid matter has disappeared. At this time, the PET bottle chips are decomposed by 1,4-butanediol to become oligomers and dissolved in the reaction solution. Next, the autoclave was cooled to room temperature, and after charging 3.00 g (0.0154 mol) of dimethyl terephthalate and 7.33 g (0.0502 mol) of dimethyl succinate, the outlet valve of the autoclave was opened, and nitrogen was passed through the bottom of the autoclave. 50ml
The reaction is carried out while bubbling and stirring at a rate of / min at 100 ° C. for 2 hours, then increasing the temperature and flowing methanol at 140 ° C. for 2 hours. The effluent methanol is collected in an ice-cooled trap. Next, while raising the temperature to 190 ° C. and bubbling nitrogen at a rate of 0.5 l / min,
The polycondensation reaction was performed for 7 hours. The obtained copolycondensate (polymer D) contains a terephthalate component and has a softening point of 95.
The temperature was 7 ° C., the flow starting point was 109.6 ° C., and the number average molecular weight was 56,000. As a result of a biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks, the degradation rate was 2.8%. The degradation rate of polybutylene succinate homopolymer performed in parallel was 49.6.
% And therefore the biodegradability based on the homopolymer is 5.6%. The biodegradation rate of the PET bottle chips performed in parallel was 0%. It was confirmed that the polymer D was composed of 18 mol% of a terephthalic acid component, 32 mol% of a succinic acid component, and 47 mol% of a 1,4-butanediol component.

【0018】実施例5 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーEの合成)水洗後乾燥したペットボトルチッ
プ1.48g(0.00772モル)と、1,4−ブタ
ンジオール6.96g(0.0772モル)、及び触媒
としてTiアセチルアセトナート2.5mg(0.00
95ミリモル)を上記のオートクレーブに仕込み、オー
トクレーブのバルブを閉じて密閉状態でかき混ぜつつ1
90℃に加熱する。このとき圧力が最大0.08MPa
に上昇し、ペットボトルチップが完全に溶解し固形物が
消滅したことが撹拌音の変化により検知される。この時
ペットボトルチップは1,4ーブタンジオールにより分
解されて、オリゴマーとなり反応液中に溶解する。次に
オートクレーブを室温に冷却し、コハク酸ジメチル1
0.15g(0.0695モル)を仕込んだ後、オート
クレーブの出口バルブを開け、器底から窒素を50ml
/minの速度でバブルさせて撹拌しつつ、100℃で
2時間、ついで温度を上げて140℃で2時間メタノー
ルを流出させながら反応を行う。流出メタノールは、氷
冷トラップに捕集する。次に、温度を190℃に上げ
て、窒素を0.5l/minの速度でバブルさせつつ、
7時間重縮合反応を行わせた。得られた共重縮合体(ポ
リマーE)はテレフタレート成分を含み、軟化点10
0.4℃、流動開始点115.8℃、数平均分子量5.
3万であった。4週間の土中埋め込みによる生分解性試
験の結果、分解率は38.0%であった。並行して行っ
たポリブチレンサクシネートホモポリマーの分解率は2
0.7%であり、従ってホモポリマーを基準とする生分
解性は184%である。尚、並行して行ったペットボト
ルチップの生分解率は0%であった。前記ポリマーE
は、テレフタル酸成分5モル%、コハク酸成分45モル
%及び1,4−ブタンジオール成分47%からなるもの
であることが確認された。
Example 5 (Reactor) The same apparatus as described in Example 1 was used. (Synthesis of Polymer E) 1.48 g (0.00772 mol) of PET bottle chips washed with water and dried, 6.96 g (0.0772 mol) of 1,4-butanediol, and 2.5 mg of Ti acetylacetonate as a catalyst (0.00
95 mmol) into the above-mentioned autoclave, close the autoclave valve, and stir 1
Heat to 90 ° C. At this time, the pressure is up to 0.08MPa
And it is detected by the change in the stirring sound that the plastic bottle chip has completely dissolved and the solid matter has disappeared. At this time, the PET bottle chips are decomposed by 1,4-butanediol to become oligomers and dissolved in the reaction solution. The autoclave is then cooled to room temperature and dimethyl succinate 1
After charging 0.15 g (0.0695 mol), the outlet valve of the autoclave was opened, and 50 ml of nitrogen was fed from the bottom of the autoclave.
The reaction is carried out at 100 ° C. for 2 hours while bubbling and stirring at a rate of / min, and then increasing the temperature and flowing methanol at 140 ° C. for 2 hours. The effluent methanol is collected in an ice-cooled trap. Next, while raising the temperature to 190 ° C. and bubbling nitrogen at a rate of 0.5 l / min,
The polycondensation reaction was performed for 7 hours. The obtained copolycondensate (polymer E) contains a terephthalate component and has a softening point of 10
0.4 ° C, pour point 115.8 ° C, number average molecular weight 5.
It was 30,000. As a result of a biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks, the degradation rate was 38.0%. Degradation rate of polybutylene succinate homopolymer performed in parallel was 2
0.7%, and thus the biodegradability based on the homopolymer is 184%. The biodegradation rate of the PET bottle chips performed in parallel was 0%. The polymer E
Was confirmed to be composed of 5 mol% of a terephthalic acid component, 45 mol% of a succinic acid component, and 47% of a 1,4-butanediol component.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明のポリエステルは、テレフタル酸
成分を含みながら、良好な生分解性を有する。本発明の
生分解性ポリマーは重量の約10〜30%がテレフタル
酸成分であり、この成分は廃ペットボトルのリサイクル
重量で賄われることから、従来の代表的生分解性ポリマ
ーであるポリブチレンサクシネートに比べて安価であ
る。また、本発明のポリエステルの製造法は、高真空を
必要とした従来の製造法に比べて、格段に低コストであ
る。従って本発明によれば、従来より安価な生分解性ポ
リマーが得られる。また、本発明は廃ペットボトルのリ
サイクルと言う社会的要請の一助としても有意義であ
る。
The polyester of the present invention has good biodegradability while containing a terephthalic acid component. About 10 to 30% of the weight of the biodegradable polymer of the present invention is a terephthalic acid component, and this component is covered by the recycled weight of waste PET bottles. It is cheaper than nate. In addition, the method for producing the polyester of the present invention is much lower in cost than the conventional production method requiring a high vacuum. Therefore, according to the present invention, a biodegradable polymer less expensive than the conventional one can be obtained. In addition, the present invention is also useful as a social demand for recycling waste plastic bottles.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年6月5日(2000.6.5)[Submission date] June 5, 2000 (2006.5.5)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項】 テレフタル酸成分とコハク酸成分と6−
ヘキサノラクトン成分と1,4−ブタンジオール成分と
からなり、該テレフタル酸成分の割合が、該テレフタル
酸成分、該コハク酸成分及び該6−ヘキサノラクトン成
分の合計量に対して5〜50 重量%であることを特徴
とする生分解性ポリエステル。
1. A terephthalic acid component and the acid component 6-
It comprises a hexanolactone component and a 1,4-butanediol component, and the ratio of the terephthalic acid component is 5 to 50 with respect to the total amount of the terephthalic acid component, the succinic acid component and the 6-hexanolactone component. A biodegradable polyester characterized by weight percent.

【請求項】 廃ペットボトルチップと1,4−ブタン
ジオールとをエステル交換触媒の存在下で140℃以上
の温度で反応させて液状生成物を得る廃ペットボトルチ
ップの液状化工程と、該液状生成物にコハク酸ジメチル
を加えて100℃〜140℃で副生メタノールを流出さ
せながら反応させた後、190℃以上の温度に加熱して
さらに反応を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分
と1,4−ブタンジオール成分とからなるポリエステル
を生成させるポリエステル生成工程とからなり、該ポリ
エステル中のテレフタル酸成分の割合が、該テレフタル
酸成分とコハク酸成分との合計量に対して、5〜50重
量%であることを特徴とする生分解性ポリエステルの製
造方法。
2. A process for liquefying a waste PET bottle chip in which a waste PET bottle chip is reacted with 1,4-butanediol at a temperature of 140 ° C. or higher in the presence of a transesterification catalyst to obtain a liquid product. Dimethyl succinate is added to the liquid product and reacted at 100 ° C. to 140 ° C. while flowing out methanol as a by-product. The mixture is further heated to a temperature of 190 ° C. or higher to further react, and the terephthalic acid component and the succinic acid component are reacted. And a polyester producing step of producing a polyester comprising a 1,4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. 50% by weight of the biodegradable polyester.

【請求項】 テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチ
ル及び1,4−ブタンジオールをエステル交換触媒の存
在下で100〜140℃で副生メタノールを流出させな
がら反応させた後、190℃以上の温度に加熱してさら
に反応を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分と
1,4−ブタンジオール成分とからなるポリエステルを
生成させることからなり、該ポリエステル中のテレフタ
ル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分
との合計量に対して、5〜50重量%であることを特徴
とする生分解性ポリエステルの製造方法。
3. The reaction of dimethyl terephthalate, dimethyl succinate and 1,4-butanediol at 100 to 140 ° C. in the presence of a transesterification catalyst while allowing by-product methanol to flow out. Heating and further reacting to form a polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component and a 1,4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is A method for producing a biodegradable polyester, comprising 5 to 50% by weight based on the total amount of a succinic acid component and succinic acid component.

【請求項】 テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチ
ル、1,4−ブタンジオール及び6−ヘキサノラクトン
を、エステル交換触媒の存在下で100〜140℃で副
生するメタノールを流出させながら反応させた後、19
0℃以上の温度に加熱してさらに反応を行って、テレフ
タル酸成分とコハク酸成分と6−ヘキサノラクトン成分
と1,4−ブタンジオール成分とからなるポリエステル
を生成させることからなり、該ポリエステル中のテレフ
タル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成
分と6−ヘキサノラクトン成分との合計量に対して、5
〜50重量%であることを特徴とする生分解性ポリエス
テルの製造方法。
4. A reaction of dimethyl terephthalate, dimethyl succinate, 1,4-butanediol and 6-hexanolactone at 100 to 140 ° C. in the presence of a transesterification catalyst while allowing methanol by-produced to flow out. Later, 19
Heating to a temperature of 0 ° C. or higher to further react to form a polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component, and a 1,4-butanediol component. The ratio of the terephthalic acid component in the terephthalic acid component, the succinic acid component, and the 6-hexanolactone component is 5%.
50% by weight of the biodegradable polyester.

【請求項】 該テレフタル酸ジメチルが、廃ペットボ
トル由来のものである請求項又はの方法。
Wherein said dimethyl terephthalate, claim 3 or 4 methods is derived from waste PET bottles.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させ
るに至った。即ち、本発明によれば、テレフタル酸成分
とコハク酸成分と6−ヘキサノラクトン成分と1,4−
ブタンジオール成分とからなり、該テレフタル酸成分の
割合が、該テレフタル酸成分、該コハク酸成分及び該6
−ヘキサノラクトン成分の合計量に対して5〜50重量
%であることを特徴とする生分解性ポリエステルが提供
される。また、本発明によれば、廃ペットボトルチップ
と1,4−ブタンジオールとをエステル交換触媒の存在
下で140℃以上の温度で反応させて液状生成物を得る
廃ペットボトルチップの液状化工程と、該液状生成物に
コハク酸ジメチルを加えて100℃〜140℃で副生メ
タノールを流出させながら反応させた後、190℃以上
の温度に加熱してさらに反応を行って、テレフタル酸成
分とコハク酸成分と1,4−ブタンジオール成分とから
なるポリエステルを生成させるポリエステル生成工程と
からなり、該ポリエステル中のテレフタル酸成分の割合
が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分との合計量に対
して、5〜50重量%であることを特徴とする生分解性
ポリエステルの製造方法が提供される。さらに、本発明
によれば、テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル及
び1,4−ブタンジオールをエステル交換触媒の存在下
で100〜140℃で副生メタノールを流出させながら
反応させた後、190℃以上の温度に加熱してさらに反
応を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分と1,4
−ブタンジオール成分とからなるポリエステルを生成さ
せることからなり、該ポリエステル中のテレフタル酸成
分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分との合
計量に対して、5〜50重量%であることを特徴とする
生分解性ポリエステルの製造方法が提供される。さらに
また、本発明によれば、テレフタル酸ジメチル、コハク
酸ジメチル、1,4−ブタンジオール及び6−ヘキサノ
ラクトンを、エステル交換触媒の存在下で100〜14
0℃で副生するメタノールを流出させながら反応させた
後、190℃以上の温度に加熱してさらに反応を行っ
て、テレフタル酸成分とコハク酸成分と6−ヘキサノラ
クトン成分と1,4−ブタンジオール成分とからなるポ
リエステルを生成させることからなり、該ポリエステル
中のテレフタル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分と
コハク酸成分と6−ヘキサノラクトン成分との合計量に
対して、5〜50重量%であることを特徴とする生分解
性ポリエステルの製造方法が提供される。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, have completed the present invention. That is, according to the present invention, a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component, and 1,4-
A terephthalic acid component, the succinic acid component and the terephthalic acid component.
-A biodegradable polyester is provided, which is 5 to 50% by weight based on the total amount of the hexanolactone component. Further, according to the present invention, a liquefaction process for waste PET bottle chips in which a waste product is obtained by reacting waste PET bottle chips with 1,4-butanediol at a temperature of 140 ° C. or higher in the presence of a transesterification catalyst. And, after adding dimethyl succinate to the liquid product and reacting at 100 ° C. to 140 ° C. while flowing out methanol as a by-product, the mixture is further heated to a temperature of 190 ° C. or higher to further react, and the terephthalic acid component A polyester production step of producing a polyester comprising a succinic acid component and a 1,4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. And a method for producing a biodegradable polyester, characterized in that the amount is 5 to 50% by weight. Furthermore, according to the present invention, after reacting dimethyl terephthalate, dimethyl succinate and 1,4-butanediol at 100 to 140 ° C. in the presence of a transesterification catalyst while allowing by-product methanol to flow out, 190 ° C. or more And further reacted to obtain a terephthalic acid component, a succinic acid component and 1,4
A polyester comprising a butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to 50% by weight based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. A method for producing a biodegradable polyester is provided. Furthermore, according to the present invention, dimethyl terephthalate, dimethyl succinate, 1,4-butanediol and 6-hexanolactone can be converted from 100 to 14 in the presence of a transesterification catalyst.
The reaction is carried out at 0 ° C. while methanol produced as a by-product is allowed to flow, and then heated to a temperature of 190 ° C. or higher to further react, and a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component, and 1,4- A polyester comprising a butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to 5% based on the total amount of the terephthalic acid component, the succinic acid component, and the 6-hexanolactone component. A method for producing a biodegradable polyester, wherein the method is 50% by weight.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】本発明によるテレフタル酸成分とコハク酸
成分と1,4−ブタンジオール成分からなる生分解性ポ
リエステルにおいて、そのテレフタル酸成分の割合は、
テレフタル酸成分とコハク酸成分の合計量に対して5〜
40モル%、好ましくは10〜37モル%である。テレ
フタル酸成分の割合が前記範囲より多くなると、得られ
るポリエステルの生分解性が悪化するようになるので好
ましくない。1,4−ブタンジオールの割合は、テレフ
タル酸成分とコハク酸成分の合計量1モル当り、0.9
〜1.1モル、好ましくは0.95〜1.1モルの割合
である。 ─────────────────────────────────────────────────────
In the biodegradable polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component and a 1,4-butanediol component according to the present invention, the proportion of the terephthalic acid component is as follows:
5 to the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component
It is 40 mol%, preferably 10 to 37 mol%. When the proportion of the terephthalic acid component is larger than the above range, the biodegradability of the obtained polyester deteriorates, which is not preferable. The ratio of 1,4-butanediol is 0.9 per mole of the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component.
To 1.1 mol, preferably 0.95 to 1.1 mol. ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年9月4日(2000.9.4)[Submission date] September 4, 2000 (200.9.4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 生分解性ポリエステルの製造方法 Patent application title: Method for producing biodegradable polyester

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性ポリエス
ルの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a manufacturing method of the biodegradable Poriesu <br/> Te Le.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラスチック廃棄物の処理が重大な社会
問題となり、プラスチック類のリサイクルが重要性を増
している。現在リサイクルが行われているプラスチック
の代表的な例はペットボトルであるが、ペットボトルの
場合は廃プラスチックの発生量が再生品の需要量を上回
ると言う問題が生じつつあり、廃ペットボトルのより一
層の有効利用法が求められている。また、廃ペットボト
ルを原料として、土中で微生物により分解する生分解性
ポリマーを製造することが出来れば、再利用後の埋め立
て処理に於ける環境負荷が軽減するため、環境問題の解
決のために最も有効であるが、従来そのような物質、あ
るいは技術は知られていなかった。
2. Description of the Related Art The disposal of plastic waste has become a serious social problem, and the recycling of plastics is becoming increasingly important. A typical example of plastics that are currently being recycled is PET bottles, but in the case of PET bottles, the problem that the amount of waste plastic generated exceeds the demand for recycled products has arisen. There is a need for even more effective usage. Also, if a biodegradable polymer that can be decomposed by microorganisms in the soil can be produced using waste PET bottles as a raw material, the environmental burden of landfill processing after reuse will be reduced, and it will be necessary to solve environmental problems. However, such a substance or technique has not been known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃ペットボ
トルを原料として有効利用することのできる生分解性プ
ラスチックの製造方法を提供することをその課題とす
る。
[0008] The present invention is directed to the object to provide a method for producing a biodegradable flop <br/>Rasuchi' click that can effectively utilize the waste PET bottles as a raw material.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させ
るに至った。即ち、本発明によれば、廃ペットボトルチ
ップと1,4−ブタンジオールとをエステル交換触媒の
存在下で140℃以上の温度で反応させて液状生成物を
得る廃ペットボトルチップの液状化工程と、該液状生成
物にコハク酸ジメチルを加えて100℃〜140℃で副
生メタノールを流出させながら反応させた後、190℃
以上の温度に加熱してさらに反応を行って、テレフタル
酸成分とコハク酸成分と1,4−ブタンジオール成分と
からなるポリエステルを生成させるポリエステル生成工
程とからなり、該ポリエステル中のテレフタル酸成分の
割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分との合計量
に対して、5〜40モル%であることを特徴とする生分
解性ポリエステルの製造方法が提供される。また、本発
明によれば、テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル
及び1,4−ブタンジオールをエステル交換触媒の存在
下で100〜140℃で副生メタノールを流出させなが
ら反応させた後、190℃以上の温度に加熱してさらに
反応を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分と1,
4−ブタンジオール成分とからなるポリエステルを生成
させることからなり、該ポリエステル中のテレフタル酸
成分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分との
合計量に対して、5〜40モル%であることを特徴とす
る生分解性ポリエステルの製造方法が提供される。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, have completed the present invention. That is, according to the present invention, a liquefaction process of waste PET bottle chips in which a waste product is obtained by reacting waste PET bottle chips with 1,4-butanediol at a temperature of 140 ° C. or more in the presence of a transesterification catalyst After adding dimethyl succinate to the liquid product and reacting it at 100 ° C. to 140 ° C. while flowing out methanol as a by-product, 190 ° C.
Heating to the above temperature and further reacting to form a polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component and a 1,4-butanediol component, and A method for producing a biodegradable polyester is provided, wherein the proportion is 5 to 40 mol % based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. Further , according to the present invention, after reacting dimethyl terephthalate, dimethyl succinate and 1,4-butanediol at 100 to 140 ° C. in the presence of a transesterification catalyst while allowing by-product methanol to flow, 190 ° C. or more And further reacted to obtain a terephthalic acid component, a succinic acid component, and 1,
Forming a polyester comprising a 4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to 40 mol % based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. A method for producing a biodegradable polyester is provided.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の生分解性ポリエステル
は、テレフタル酸成分とコハク酸成分と1,4−ブタン
ジオールを必須成分として含有する。この場合、そのテ
レフタル酸成分は、廃ペットボトル由来のものであるこ
とが好ましいが、もちろん、他の製品由来のものであっ
てもよく、さらに、その少なくとも一部が市販のテレフ
タル酸又はテレフタル酸ジメチル由来のものであっても
よい。本発明による生分解性ポリエステルの数平均分子
量は、4万以上、好ましくは5万以上であり、その上限
値は、特に制約されないが、通常、6万程度である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The biodegradable polyester of the present invention
Is it contain terephthalic acid component and succinic acid component and 1,4-butanediol as the essential component. In this case, the terephthalic acid component is preferably is derived from waste PET bottles, of course, may be derived from other products, further at least a portion of commercial terephthalic acid or terephthalic It may be derived from dimethyl acid. The number average molecular weight of the biodegradable polyester according to the present invention is 40,000 or more, preferably 50,000 or more, and the upper limit is not particularly limited, but is usually about 60,000.

【0006】本発明によるテレフタル酸成分とコハク酸
成分と1,4−ブタンジオール成分からなる生分解性ポ
リエステルにおいて、そのテレフタル酸成分の割合は、
テレフタル酸成分とコハク酸成分の合計量に対して5〜
40モル%、好ましくは10〜37モル%である。テレ
フタル酸成分の割合が前記範囲より多くなると、得られ
るポリエステルの生分解性が悪化するようになるので好
ましくない。1,4−ブタンジオールの割合は、テレフ
タル酸成分とコハク酸成分の合計量1モル当り、0.9
〜1.1モル、好ましくは0.95〜1.1モルの割合
である。
In the biodegradable polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component and a 1,4-butanediol component according to the present invention, the proportion of the terephthalic acid component is as follows:
5 to the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component
It is 40 mol%, preferably 10 to 37 mol%. When the proportion of the terephthalic acid component is larger than the above range, the biodegradability of the obtained polyester deteriorates, which is not preferable. The ratio of 1,4-butanediol is 0.9 per mole of the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component.
To 1.1 mol, preferably 0.95 to 1.1 mol.

【0007】本発明の生分解性ポリエステルは、必要に
応じて、他の重合性成分、例えば、他のジカルボン酸成
分や、オキシカルボン酸成分、ジオール成分等を、本発
明の目的を特に損なわない範囲で含有することができ
る。
[0007] The biodegradable polyester of the present invention may contain other polymerizable components, such as other dicarboxylic acid components, oxycarboxylic acid components, and diol components, as necessary, without impairing the object of the present invention. It can be contained in the range.

【0008】本発明の生分解性ポリエステルは、廃ペッ
トボトルチップを原料として製造することができる。こ
の方法によると、先ずペットボトルチップをエステル交
換触媒の存在下で1,4−ブタンジオールと反応させて
液状化生成物を得る。この場合の反応温度は140℃以
上であり、通常、160〜210℃、好ましくは180
〜200℃である。ペットボトルチップの寸法は、細か
い程好ましいが、一般的には、縦及び横の長さがそれぞ
れ10mm以下であることが好ましい。エステル交換触
媒としては、従来公知の各種のものを用いることがで
き、例えば、チタンアセチルアセトナート等が好ましく
用いられる。
The biodegradable polyester of the present invention can be produced using waste PET bottle chips as a raw material. According to this method, first, a plastic bottle chip is reacted with 1,4-butanediol in the presence of a transesterification catalyst to obtain a liquefied product. The reaction temperature in this case is 140 ° C. or higher, usually 160 to 210 ° C., preferably 180 ° C.
~ 200 ° C. The smaller the size of the PET bottle chip is, the more preferable it is. However, in general, it is preferable that the vertical and horizontal lengths are each 10 mm or less. As the transesterification catalyst, conventionally known various catalysts can be used. For example, titanium acetylacetonate and the like are preferably used.

【0009】前記廃ペットボトルチップの液状化反応
は、密閉容器中に、ペットボトルチップと1,4−ブタ
ンジオールとエステル交換触媒を充填し、加熱すること
により実施される。この反応により、そのチップを構成
するペット(ポリエチレンテレフタレート)は、1,4
−ブタンジオールと反応してオリゴマー化され、液状生
成物が得られる。
The liquefaction reaction of the waste PET bottle chips is carried out by filling the PET bottle chips, 1,4-butanediol and a transesterification catalyst in a closed container, and heating. By this reaction, the pet (polyethylene terephthalate) constituting the chip is 1,4
Reacting with butanediol to oligomerize to obtain a liquid product;

【0010】次に、前記のようにして得られた液状生成
にコハク酸ジメチルを加え、必要に応じ、テレフタル
酸ジメチルを加えて、エステル交換触媒の存在下、攪拌
下で加熱反応させる。この場合の反応は、先ず、100
〜140℃の温度で副生メタノールを流出させながら行
う。メタノールの流出が停止すると、次に、190℃以
上の温度、通常、190〜210℃、好ましくは190
〜200℃の温度に加熱させることにより、重縮合反応
を完了する。この反応における攪拌は、反応容器の底部
から窒素ガスをバブルさせることによって行うことがで
きる。
[0010] Next, the manner in the co-Haq acid-dimethyl-the resulting liquid product in addition, if necessary, by addition of dimethyl terephthalate, the presence of a transesterification catalyst, reacted under heating with stirring . The reaction in this case is, first, 100
This is carried out at a temperature of 140140 ° C. while escaping methanol as a by-product. When the outflow of methanol stops, the temperature is then increased to 190 ° C. or higher, usually 190 to 210 ° C., preferably 190 ° C.
The polycondensation reaction is completed by heating to a temperature of ~ 200 <0> C. Agitation in this reaction can be performed by bubbling nitrogen gas from the bottom of the reaction vessel.

【0011】本発明の生分解性ポリエステルを製造する
ための他の方法によれば、テレフタル酸ジメチル、コハ
ク酸ジメチル及び1,4−ブタンジオールを、エステル
交換触媒の存在下及び攪拌下において、100〜140
℃の温度で副生メタノールを流出させながら反応を行
う。メタノールの流出が停止すると、190℃以上、通
常、190〜210℃、好ましくは190〜200℃の
温度で反応(重縮合反応)を終了する。
[0011] According to another process for the preparation of biodegradable polyester of the present invention, terephthalic acid dimethyl, and dimethyl succinate and 1,4 butanediol le, in the presence and under stirring of a transesterification catalyst, 100-140
The reaction is carried out at a temperature of ° C. while allowing methanol by-product to flow out. When the outflow of methanol is stopped, the reaction (polycondensation reaction) is completed at a temperature of 190 ° C or higher, usually 190 to 210 ° C, preferably 190 to 200 ° C.

【0012】[0012]

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0013】実施例1 (反応装置)内容積約300ccの上下撹拌式ステンレ
ス製オートクレーブのガス入口から器内にステンレスパ
イプを接続し、器底からガスをバブル出来るようにした
ものを用いた。 (ポリマーAの合成)水洗後乾燥したペットボトルチッ
プ2.23g(0.0116モル)と、1,4−ブタン
ジオール6.96g(0.0772モル)、及び触媒と
してTiアセチルアセトナート2.5mg(0.009
5ミリモル)を上記のオートクレーブに仕込み、オート
クレーブのバルブを閉じて密閉状態でかき混ぜつつ19
0℃に加熱する。このとき圧力が最大0.08MPaに
上昇し、ペットボトルチップが完全に溶解し固形物が消
滅したことが撹拌音の変化により検知される。この時ペ
ットボトルチップは1,4−ブタンジオールにより分解
されて、オリゴマーとなり反応液中に溶解する。次に、
オートクレーブを室温に冷却し、得られた液状生成物
に、コハク酸ジメチル9.59g(0.0656モル)
を仕込んだ後、オートクレーブの出口バルブを開け、器
底から窒素を50ml/minの速度でバブルさせて撹
拌しつつ、100℃で2時間、ついで温度を上げて14
0℃で2時間メタノールを流出させながら反応を行う。
流出メタノールは、氷冷トラップに捕集する。次に、温
度を190℃に上げて、窒素を0.9l/minの速度
でバブルさせつつ、7時間重縮合反応を行わせた。得ら
れた共重縮合体(ポリマーA)は、テレフタル酸成分を
含み、軟化点91.6℃、流動開始点99.1℃、数平
均分子量4.8万であった。4週間の土中埋め込みによ
る生分解性試験の結果、分解率は28.7%であった。
並行して行ったポリブチレンサクシネートホモポリマー
の分解率は49.6%であり、従ってホモポリマーを基
準とする生分解性は57.9%である。尚、並行して行
ったペットボトルチップの生分解率は0%であった。前
記ポリマーAは、テレフタル酸成分8モル%と、コハク
酸成分42モル%と、1,4−ブタンジオール成分47
モル%からなるものであることが確認された。
Example 1 (Reactor) A stainless steel autoclave having an internal volume of about 300 cc and having a vertical inlet was connected to a stainless steel pipe through a gas inlet of the autoclave so that gas could be bubbled from the bottom of the autoclave. (Synthesis of Polymer A) 2.23 g (0.0116 mol) of PET bottle chips washed with water and dried, 6.96 g (0.0772 mol) of 1,4-butanediol, and 2.5 mg of Ti acetylacetonate as a catalyst (0.009
5 mmol) was charged into the above-mentioned autoclave, and the autoclave valve was closed, and the mixture was stirred for 19 hours while being sealed.
Heat to 0 ° C. At this time, the pressure rises to a maximum of 0.08 MPa, and it is detected by a change in the stirring sound that the PET bottle chip has completely dissolved and the solid matter has disappeared. At this time, the PET bottle chips are decomposed by 1,4-butanediol to become oligomers and dissolved in the reaction solution. next,
The autoclave was cooled to room temperature, and 9.59 g (0.0656 mol) of dimethyl succinate was added to the obtained liquid product.
After charging, the outlet valve of the autoclave was opened, nitrogen was bubbled from the bottom of the vessel at a rate of 50 ml / min, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 2 hours.
The reaction is carried out at 0 ° C. for 2 hours with the effluent of methanol.
The effluent methanol is collected in an ice-cooled trap. Next, the temperature was raised to 190 ° C., and a polycondensation reaction was performed for 7 hours while bubbling nitrogen at a rate of 0.9 l / min. The obtained copolycondensate (polymer A) contained a terephthalic acid component, had a softening point of 91.6 ° C, a flow starting point of 99.1 ° C, and a number average molecular weight of 48,000. As a result of a biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks, the degradation rate was 28.7%.
The degradation rate of the polybutylene succinate homopolymer carried out in parallel is 49.6% and therefore the biodegradability based on the homopolymer is 57.9%. The biodegradation rate of the PET bottle chips performed in parallel was 0%. The polymer A contains 8 mol% of a terephthalic acid component, 42 mol% of a succinic acid component, and 47 mol of a 1,4-butanediol component.
It was confirmed to be composed of mol%.

【0014】実施例2 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーの合成)テレフタル酸ジメチル2.43g
(0.0125モル)、コハク酸ジメチル16.5g
(0.113モル)、1,4−ブタンジオール11.7
g(0.130モル)、及び触媒としてTiアセチルア
セトナート0.9mg(0.003ミリモル)を上記の
オートクレーブに仕込み、オートクレーブの出口バルブ
を開け、器底から窒素を50ml/minの速度でバブ
ルさせて撹拌しつつ、100℃で2時間、ついで温度を
上げて140℃で2時間メタノールを流出させながら反
応を行う。流出メタノールは、氷冷トラップに捕集す
る。次に温度を190℃に上げて、窒素を0.5l/m
inの速度でバブルさせつつ、7時間重縮合反応を行わ
せた。得られた共重縮合体(ポリマー)はテレフタル
酸成分を含み、軟化点103.6℃、流動開始点10
8.5℃、融点106.3℃、ガラス転移点−18.9
℃、数平均分子量3.6万であった。4週間の土中埋め
込みによる生分解性試験の結果、分解率は56.2%で
あった。並行して行ったポリブチレンサクシネートホモ
ポリマーの分解率は63.5%であり、従ってホモポリ
マーを基準とする生分解性は89%である。前記ポリマ
は、テレフタル酸成分5モル%、コハク酸成分44
モル%、及び1,4−ブタンジオール成分50モル%か
らなるものであることが確認された。
[0014]Example 2  (Reaction apparatus) The same apparatus as described in Example 1 was used.
Was. (polymerBSynthesis of dimethyl terephthalate 2.43 g
(0.0125 mol), 16.5 g of dimethyl succinate
(0.113 mol), 11.7 1,4-butanediol
g (0.130 mol), and Ti acetyl acetate as a catalyst.
0.9 mg (0.003 mmol) of settonate as described above
Charged to autoclave, autoclave outlet valve
And bubble nitrogen from the bottom of the vessel at a rate of 50 ml / min.
While stirring at 100 ° C for 2 hours.
Raise methanol at 140 ° C for 2 hours
Respond. Effluent methanol is collected in an ice-cooled trap
You. Next, the temperature was increased to 190 ° C., and nitrogen was added at 0.5 l / m 2.
Perform polycondensation reaction for 7 hours while bubbling at the speed of in
I let you. The resulting copolycondensate (polymerB) Is terephthal
Contains an acid component, has a softening point of 103.6 ° C. and a flow starting point of 10
8.5 ° C., melting point 106.3 ° C., glass transition point −18.9
° C and the number average molecular weight was 36,000. 4 weeks in the soil
As a result of biodegradability test, the degradation rate was 56.2%.
there were. Polybutylene succinate homo
The degradation rate of the polymer was 63.5%,
Biodegradability based on mer is 89%. The polymer
BIs terephthalic acid component 5 mol%, succinic acid component 44
Mol% and 50 mol% of 1,4-butanediol component
It was confirmed that it consisted.

【0015】実施例3 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーの合成)水洗後乾燥したペットボトルチッ
プ2.23g(0.0116モル)と、1,4−ブタン
ジオール6.96g(0.0772モル)、及び触媒と
してTiアセチルアセトナート2.6mg(0.009
9ミリモル)を上記のオートクレーブに仕込み、オート
クレーブのバルブを閉じて密閉状態でかき混ぜつつ19
0℃に加熱する。このとき圧力が最大0.08MPaに
上昇し、ペットボトルチップが完全に溶解し固形物が消
滅したことが撹拌音の変化により検知される。この時ペ
ットボトルチップは1,4ーブタンジオールにより分解
されて、オリゴマーとなり反応液中に溶解する。次にオ
ートクレーブを室温に冷却し、テレフタル酸ジメチル
3.00g(0.0154モル)、コハク酸ジメチル
7.33g(0.0502モル)を仕込んだ後、オート
クレーブの出口バルブを開け、器底から窒素を50ml
/minの速度でバブルさせて撹拌しつつ、100℃で
2時間、ついで温度を上げて140℃で2時間メタノー
ルを流出させながら反応を行う。流出メタノールは、氷
冷トラップに捕集する。次に、温度を190℃に上げ
て、窒素を0.5l/minの速度でバブルさせつつ、
7時間重縮合反応を行わせた。得られた共重縮合体(ポ
リマー)はテレフタレート成分を含み、軟化点95.
7℃、流動開始点109.6℃、数平均分子量5.6万
であった。4週間の土中埋め込みによる生分解性試験の
結果、分解率は2.8%であった。並行して行ったポリ
ブチレンサクシネートホモポリマーの分解率は49.6
%であり、従ってホモポリマーを基準とする生分解性は
5.6%である。尚、並行して行ったペットボトルチッ
プの生分解率は0%であった。前記ポリマーは、テレ
フタル酸成分18モル%、コハク酸成分32モル%及び
1,4−ブタンジオール成分47モル%からなるもので
あることが確認された。
[0015]Example 3  (Reaction apparatus) The same apparatus as described in Example 1 was used.
Was. (polymerCOf synthetic PET bottles)
2.23 g (0.0116 mol) and 1,4-butane
6.96 g (0.0772 mol) of diol, and catalyst
2.6 mg of Ti acetylacetonate (0.009
9 mmol) in the above autoclave,
Close the valve of the clave and stir in a sealed
Heat to 0 ° C. At this time, the pressure reaches a maximum of 0.08MPa
As the plastic bottle tip dissolves completely and the solid matter disappears.
The disappearance is detected by a change in the stirring sound. At this time
Bottle chips are decomposed by 1,4-butanediol
Then, it becomes an oligomer and dissolves in the reaction solution. Next
Cool the autoclave to room temperature and add dimethyl terephthalate
3.00 g (0.0154 mol), dimethyl succinate
After charging 7.33 g (0.0502 mol),
Open the outlet valve of the clave and add 50 ml of nitrogen from the bottom of the vessel.
/ Min at 100 ° C. while stirring by bubbling
2 hours, then raise the temperature to 140 ° C for 2 hours
The reaction is carried out while escaping water. The effluent methanol is ice
Collect in cold trap. Next, raise the temperature to 190 ° C
And while bubbling nitrogen at a rate of 0.5 l / min,
The polycondensation reaction was performed for 7 hours. The obtained copolycondensate (Po
RemarC) Contains a terephthalate component and has a softening point of 95.
7 ° C., flow starting point 109.6 ° C., number average molecular weight 56,000
Met. Biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks
As a result, the decomposition rate was 2.8%. Poly performed in parallel
The decomposition rate of butylene succinate homopolymer was 49.6.
% Biodegradability based on homopolymer
5.6%. In addition, PET bottle chips
The biodegradation rate of the pulp was 0%. The polymerCIs a tele
Phthalic acid component 18 mol%, succinic acid component 32 mol% and
Consisting of 47 mol% of 1,4-butanediol component
It was confirmed that there was.

【0016】実施例4 (反応装置)実施例1に記載したのと同様の装置を用い
た。 (ポリマーの合成)水洗後乾燥したペットボトルチッ
プ1.48g(0.00772モル)と、1,4−ブタ
ンジオール6.96g(0.0772モル)、及び触媒
としてTiアセチルアセトナート2.5mg(0.00
95ミリモル)を上記のオートクレーブに仕込み、オー
トクレーブのバルブを閉じて密閉状態でかき混ぜつつ1
90℃に加熱する。このとき圧力が最大0.08MPa
に上昇し、ペットボトルチップが完全に溶解し固形物が
消滅したことが撹拌音の変化により検知される。この時
ペットボトルチップは1,4ーブタンジオールにより分
解されて、オリゴマーとなり反応液中に溶解する。次に
オートクレーブを室温に冷却し、コハク酸ジメチル1
0.15g(0.0695モル)を仕込んだ後、オート
クレーブの出口バルブを開け、器底から窒素を50ml
/minの速度でバブルさせて撹拌しつつ、100℃で
2時間、ついで温度を上げて140℃で2時間メタノー
ルを流出させながら反応を行う。流出メタノールは、氷
冷トラップに捕集する。次に、温度を190℃に上げ
て、窒素を0.5l/minの速度でバブルさせつつ、
7時間重縮合反応を行わせた。得られた共重縮合体(ポ
リマー)はテレフタレート成分を含み、軟化点10
0.4℃、流動開始点115.8℃、数平均分子量5.
3万であった。4週間の土中埋め込みによる生分解性試
験の結果、分解率は38.0%であった。並行して行っ
たポリブチレンサクシネートホモポリマーの分解率は2
0.7%であり、従ってホモポリマーを基準とする生分
解性は184%である。尚、並行して行ったペットボト
ルチップの生分解率は0%であった。前記ポリマー
は、テレフタル酸成分5モル%、コハク酸成分45モル
%及び1,4−ブタンジオール成分47%からなるもの
であることが確認された。
[0016]Example 4  (Reaction apparatus) The same apparatus as described in Example 1 was used.
Was. (polymerDOf synthetic PET bottles)
1.48 g (0.00772 mol) of 1,4-buta
6.96 g (0.0772 mol) of diol and catalyst
2.5 mg of Ti acetylacetonate (0.00 mg
95 mmol) in the above autoclave,
Close the valve of the toclave and stir in a sealed
Heat to 90 ° C. At this time, the pressure is up to 0.08MPa
And the plastic bottle chips completely dissolve and solid matter
The disappearance is detected by a change in the stirring sound. At this time
PET bottle chips are divided by 1,4-butanediol
It is dissolved and becomes an oligomer and dissolves in the reaction solution. next
Cool the autoclave to room temperature and add dimethyl succinate 1
After charging 0.15 g (0.0695 mol),
Open the outlet valve of the clave and add 50 ml of nitrogen from the bottom of the vessel.
/ Min at 100 ° C. while stirring by bubbling
2 hours, then raise the temperature to 140 ° C for 2 hours
The reaction is carried out while escaping water. The effluent methanol is ice
Collect in cold trap. Next, raise the temperature to 190 ° C
And while bubbling nitrogen at a rate of 0.5 l / min,
The polycondensation reaction was performed for 7 hours. The obtained copolycondensate (Po
RemarD) Contains a terephthalate component and has a softening point of 10
0.4 ° C., starting point of flow 115.8 ° C., number average molecular weight 5.
It was 30,000. Biodegradability test by embedding in soil for 4 weeks
As a result of the test, the decomposition rate was 38.0%. Go in parallel
The decomposition rate of the polybutylene succinate homopolymer was 2
0.7% and therefore the raw material based on homopolymer
The resolvability is 184%. In addition, the pet bottle which went in parallel
The biodegradation rate of Lucip was 0%. The polymerD
Is terephthalic acid component 5 mol%, succinic acid component 45 mol
% And 1,4-butanediol component 47%
Was confirmed.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明のポリエステルは、テレフタル酸
成分を含みながら、良好な生分解性を有する。本発明の
生分解性ポリマーは重量の約10〜30%がテレフタル
酸成分であり、この成分は廃ペットボトルのリサイクル
重量で賄われることから、従来の代表的生分解性ポリマ
ーであるポリブチレンサクシネートに比べて安価であ
る。また、本発明のポリエステルの製造法は、高真空を
必要とした従来の製造法に比べて、格段に低コストであ
る。従って本発明によれば、従来より安価な生分解性ポ
リマーが得られる。また、本発明は廃ペットボトルのリ
サイクルと言う社会的要請の一助としても有意義であ
る。
The polyester of the present invention has good biodegradability while containing a terephthalic acid component. About 10 to 30% of the weight of the biodegradable polymer of the present invention is a terephthalic acid component, and this component is covered by the recycled weight of waste PET bottles. It is cheaper than nate. In addition, the method for producing the polyester of the present invention is much lower in cost than the conventional production method requiring a high vacuum. Therefore, according to the present invention, a biodegradable polymer less expensive than the conventional one can be obtained. In addition, the present invention is also useful as a social demand for recycling waste plastic bottles.

フロントページの続き (71)出願人 599132029 坂口 豁 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (71)出願人 599132030 浜谷 建生 茨城県つくば市下広岡725−21 (74)上記4名の代理人 100074505 弁理士 池浦 敏明 (72)発明者 増田 隆志 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 松田 昭男 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 坂口 豁 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 浜谷 建生 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 Fターム(参考) 4J029 AA03 AA05 AB01 AB04 AC02 AD10 BA05 CA04 CB06A EG10 JB151 JE162 JF321 KE02 Continuing from the front page (71) Applicant 599132029 Sakaguchi Naoki 1-1-1, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref. 4 agents 100074505 Patent Attorney Toshiaki Ikeura (72) Inventor Takashi Masuda 1-1-1, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref., National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (72) Inventor Akio Matsuda 1-1-1, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Industrial Institute of Technology, National Institute of Materials Science (72) Inventor Naoki Sakaguchi 1-1-1, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref.Institute of Materials Science and Technology, National Institute of Advanced Industrial Science (72) Tatsuo Hamaya 1-1-1, Higashi, Tsukuba, Ibaraki, Japan F-term in Materials Engineering and Technology Laboratory (Reference) 4J029 AA03 AA05 AB01 AB04 AC02 AD10 BA05 CA04 CB06A EG10 JB151 JE162 JF321 KE02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 テレフタル酸成分とコハク酸成分と1,
4−ブタンジオール成分とからなり、該テレフタル酸成
分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分との合
計量に対して、5〜50重量%であることを特徴とする
生分解性ポリエステル。
1. A terephthalic acid component, a succinic acid component and 1,
A biodegradable polyester comprising a 4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component is 5 to 50% by weight based on the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component.
【請求項2】 テレフタル酸成分とコハク酸成分と6−
ヘキサノラクトン成分と1,4−ブタンジオール成分と
からなり、該テレフタル酸成分の割合が、該テレフタル
酸成分、該コハク酸成分及び該6−ヘキサノラクトン成
分の合計量に対して5〜50 重量%であることを特徴
とする生分解性ポリエステル。
2. A terephthalic acid component, a succinic acid component and 6-
It comprises a hexanolactone component and a 1,4-butanediol component, and the ratio of the terephthalic acid component is 5 to 50 with respect to the total amount of the terephthalic acid component, the succinic acid component and the 6-hexanolactone component. A biodegradable polyester characterized by weight percent.
【請求項3】 該テレフタル酸成分が、廃ペットボトル
由来のものである請求項1又は2の生分解性ポリエステ
ル。
3. The biodegradable polyester according to claim 1, wherein the terephthalic acid component is derived from a waste plastic bottle.
【請求項4】 廃ペットボトルチップと1,4−ブタン
ジオールとをエステル交換触媒の存在下で140℃以上
の温度で反応させて液状生成物を得る廃ペットボトルチ
ップの液状化工程と、該液状生成物にコハク酸ジメチル
を加えて100℃〜140℃で副生メタノールを流出さ
せながら反応させた後、190℃以上の温度に加熱して
さらに反応を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分
と1,4−ブタンジオール成分とからなるポリエステル
を生成させるポリエステル生成工程とからなり、該ポリ
エステル中のテレフタル酸成分の割合が、該テレフタル
酸成分とコハク酸成分との合計量に対して、5〜50重
量%であることを特徴とする生分解性ポリエステルの製
造方法。
4. A process for liquefying a waste PET bottle chip in which a waste PET bottle chip is reacted with 1,4-butanediol at a temperature of 140 ° C. or higher in the presence of a transesterification catalyst to obtain a liquid product. Dimethyl succinate is added to the liquid product and reacted at 100 ° C. to 140 ° C. while flowing out methanol as a by-product. The mixture is further heated to a temperature of 190 ° C. or higher to further react, and the terephthalic acid component and the succinic acid component are reacted. And a polyester producing step of producing a polyester comprising a 1,4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is 5 to the total amount of the terephthalic acid component and the succinic acid component. 50% by weight of the biodegradable polyester.
【請求項5】 テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチ
ル及び1,4−ブタンジオールをエステル交換触媒の存
在下で100〜140℃で副生メタノールを流出させな
がら反応させた後、190℃以上の温度に加熱してさら
に反応を行って、テレフタル酸成分とコハク酸成分と
1,4−ブタンジオール成分とからなるポリエステルを
生成させることからなり、該ポリエステル中のテレフタ
ル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成分
との合計量に対して、5〜50重量%であることを特徴
とする生分解性ポリエステルの製造方法。
5. After reacting dimethyl terephthalate, dimethyl succinate and 1,4-butanediol at 100 to 140 ° C. in the presence of a transesterification catalyst while allowing methanol to flow as a by-product, the temperature is raised to 190 ° C. or higher. Heating and further reacting to form a polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component and a 1,4-butanediol component, wherein the proportion of the terephthalic acid component in the polyester is A method for producing a biodegradable polyester, comprising 5 to 50% by weight based on the total amount of a succinic acid component and succinic acid component.
【請求項6】 テレフタル酸ジメチル、コハク酸ジメチ
ル、1,4−ブタンジオール及び6−ヘキサノラクトン
を、エステル交換触媒の存在下で100〜140℃で副
生するメタノールを流出させながら反応させた後、19
0℃以上の温度に加熱してさらに反応を行って、テレフ
タル酸成分とコハク酸成分と6−ヘキサノラクトン成分
と1,4−ブタンジオール成分とからなるポリエステル
を生成させることからなり、該ポリエステル中のテレフ
タル酸成分の割合が、該テレフタル酸成分とコハク酸成
分と6−ヘキサノラクトン成分との合計量に対して、5
〜50重量%であることを特徴とする生分解性ポリエス
テルの製造方法。
6. Dimethyl terephthalate, dimethyl succinate, 1,4-butanediol and 6-hexanolactone are reacted in the presence of a transesterification catalyst at 100 to 140 ° C. while allowing methanol by-produced to flow out. Later, 19
Heating to a temperature of 0 ° C. or higher to further react to form a polyester comprising a terephthalic acid component, a succinic acid component, a 6-hexanolactone component, and a 1,4-butanediol component. The ratio of the terephthalic acid component in the terephthalic acid component, the succinic acid component, and the 6-hexanolactone component is 5%.
50% by weight of the biodegradable polyester.
【請求項7】 該テレフタル酸ジメチルが、廃ペットボ
トル由来のものである請求項5又は6の方法。
7. The method according to claim 5, wherein the dimethyl terephthalate is derived from a waste plastic bottle.
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