JP2006160787A - Biodegradable polyester resin and adhesive by using the same - Google Patents

Biodegradable polyester resin and adhesive by using the same Download PDF

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Yoshitaka Nagara
佳孝 長柄
Takashi Ida
孝 井田
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DIABOND INDUSTRY CO Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copolyester resin having a good bonding property to a polylactic acid material, dissolvable with widely used solvents and also excellent in biodegradability. <P>SOLUTION: This biodegradable polyester resin is constituted by (A) an aromatic dicarboxylic acid component, (B) an 8-12C aliphatic dicarboxylic acid component and (C) an aliphatic glycol component, having (30-70)/(70-30) molar ratio of the components (A)/(B), and showing ≥60% biodegradation rate at 8 weeks after making it compost in accordance with the test procedures of the JIS K6953. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、生分解性に優れた共重合ポリエステル樹脂およびこれを用いた接着剤に関する。   The present invention relates to a copolyester resin excellent in biodegradability and an adhesive using the same.

近年、環境問題に対する意識の高まりから、生分解性プラスチック、特に、ポリ乳酸を利用した商品の開発がおこなわれ、これらの製品同士を接着させるための生分解性の接着剤の開発も盛んにおこなわれている。   In recent years, with the growing awareness of environmental issues, biodegradable plastics, especially products using polylactic acid, have been developed, and biodegradable adhesives for bonding these products have also been actively developed. It is.

例えば、特許文献1では、ポリ乳酸自体を接着剤として利用する方法が提案されているが、ポリ乳酸が硬くて脆いため、接着性に問題があった。また、特許文献2では、ポリ乳酸に可塑剤を添加して接着剤として利用することが提案されているが、ポリ乳酸は生分解性であるが、可塑剤が生分解性でないために、接着剤とポリ乳酸の成形品からなるものは、全体としては生分解性を有していなかった。   For example, Patent Document 1 proposes a method using polylactic acid itself as an adhesive, but there is a problem in adhesion because polylactic acid is hard and brittle. Patent Document 2 proposes to add a plasticizer to polylactic acid and use it as an adhesive. Polylactic acid is biodegradable, but the plasticizer is not biodegradable. The product composed of the agent and the molded product of polylactic acid was not biodegradable as a whole.

特許文献3、特許文献4では、ポリ乳酸に他成分をブレンドして生分解性接着剤とすることが開示されているが、ブレンド工程が必要であるなど、経済的に不利であった。   Patent Documents 3 and 4 disclose that polylactic acid is blended with other components to form a biodegradable adhesive, but this is economically disadvantageous because a blending process is necessary.

また、特許文献5、特許文献6、特許文献7では、ポリ乳酸にヒドロキシカルボン酸やポリビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、脂肪族ポリエステル等を共重合した樹脂を接着剤として利用する方法が提案されているが、これらの方法では接着剤が脂肪族系のモノマーとポリ乳酸のみで構成されているために、十分な接着性を保持することは困難であった。   In Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 7, there is a method of using, as an adhesive, a resin obtained by copolymerizing polylactic acid with hydroxycarboxylic acid, polyvinyl alcohol, polycaprolactone, polybutylene succinate, aliphatic polyester, or the like. Although proposed, in these methods, since the adhesive is composed of only aliphatic monomers and polylactic acid, it has been difficult to maintain sufficient adhesiveness.

さらに、特許文献8、特許文献9、特許文献10では、アジピン酸、テレフタル酸、ブタンジオールの共重合体をイソシアネートで架橋したものを天然樹脂と混ぜて接着剤として利用することが提案されているが、そもそも、樹脂が汎用溶剤に溶解しないために、接着剤としての利用が困難であった。   Further, in Patent Document 8, Patent Document 9, and Patent Document 10, it is proposed that a copolymer of adipic acid, terephthalic acid, and butanediol is crosslinked with an isocyanate and used as an adhesive by mixing with a natural resin. However, in the first place, since the resin does not dissolve in a general-purpose solvent, it has been difficult to use as an adhesive.

特開2000−38118号公報JP 2000-38118 A 特開2000−86877号公報JP 2000-86877 A 特開平9−131835号公報JP-A-9-131835 特開2002−256250号公報JP 2002-256250 A 特開平5−339557号公報JP-A-5-339557 特開2000−173589号公報JP 2000-173589 A 特開2002−88334号公報JP 2002-88334 A 特表平10−508640号公報Japanese National Patent Publication No. 10-508640 特表平10−508647号公報Japanese National Patent Publication No. 10-508647 特表2001−500907号公報Special table 2001-500907

本発明の課題は、生分解性を備え、さらに、ポリ乳酸系樹脂基材をはじめとする生分解性基材への接着性に優れた溶剤型接着剤として利用可能なポリエステル樹脂を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polyester resin that is biodegradable and that can be used as a solvent-based adhesive that has excellent adhesion to biodegradable substrates such as polylactic acid resin substrates. It is in.

本発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意研究した結果、脂肪族ジカルボン酸成分として、炭素数8〜12の脂肪族ジカルボン酸を特定量含むことで、汎用溶剤に可溶で、かつ生分解割合が高いポリエステル樹脂ができることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors include a specific amount of an aliphatic dicarboxylic acid having 8 to 12 carbon atoms as an aliphatic dicarboxylic acid component, and are soluble in a general-purpose solvent. The present inventors have found that a polyester resin having a high biodegradation rate can be produced.

すなわち、本発明の要旨は第一に、芳香族ジカルボン酸成分(A)、炭素数8〜12の脂肪族ジカルボン酸成分(B)および脂肪族グリコール成分(C)とから構成され、(A)/(B)のモル比が30〜70/70〜30であり、JIS K6953の試験手順に従ってコンポスト化したあと8週間後の生分解割合が60%以上の生分解性ポリエステル樹脂であり、第二に、温度25℃において濃度25質量%以上で酢酸エチルに溶解することを特徴とする前記生分解性ポリエステル樹脂であり、第三に、前記生分解性ポリエステル樹脂を用いた接着剤である。   That is, the gist of the present invention is primarily composed of an aromatic dicarboxylic acid component (A), an aliphatic dicarboxylic acid component having 8 to 12 carbon atoms (B), and an aliphatic glycol component (C), and (A) / B is a biodegradable polyester resin having a biodegradability ratio of 60% or more after 8 weeks after composting according to the test procedure of JIS K6953. In addition, the biodegradable polyester resin is soluble in ethyl acetate at a concentration of 25% by mass or more at a temperature of 25 ° C., and thirdly, an adhesive using the biodegradable polyester resin.

本発明によれば、生分解性樹脂素材、特に、ポリ乳酸素材に対して十分な接着力と十分な溶剤溶解性を有する生分解性ポリエステル樹脂が提供され、接着剤として産業上の利用価値は極めて高い。   According to the present invention, a biodegradable resin material, in particular, a biodegradable polyester resin having sufficient adhesive force and sufficient solvent solubility for a polylactic acid material is provided, and the industrial utility value as an adhesive is Extremely expensive.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸成分(A)、脂肪族ジカルボン酸成分(B)、脂肪族グリコール成分(C)から構成される。   The biodegradable polyester resin of the present invention comprises an aromatic dicarboxylic acid component (A), an aliphatic dicarboxylic acid component (B), and an aliphatic glycol component (C).

芳香族ジカルボン酸成分(A)としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、4、4’−ジカルボキシフェニル、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸が例示できる。   Examples of the aromatic dicarboxylic acid component (A) include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-dicarboxyphenyl, and 5-sodium sulfoisophthalate. Aromatic dicarboxylic acids such as acids can be exemplified.

脂肪族ジカルボン酸成分(B)としては、炭素数8〜12の脂肪族ジカルボン酸を使用する必要がある。7以下の炭素原子からなる脂肪族ジカルボン酸を共重合すると、汎用溶剤に不溶になるので好ましくなく、13以上からなる炭素原子を共重合すると、生分解性樹脂基材、特にポリ乳酸系樹脂基材への接着性が低くなるので好ましくない。炭素数8〜12の脂肪族カルボン酸としては、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,11−ウンデカン二酸、1,12−ドデカン二酸、2−メチル−1,8−オクタン二酸 、3−メチル−1,7−オクタン二酸、2−メチル−1,10−デカン二酸などがあげられ、直鎖型であっても分岐構造を有していてもよいが、生分解性の理由から、直鎖状のものが好ましい。また、とりわけ接着性と生分解性の理由から、炭素数9または10の脂肪族ジカルボン酸(例えば、アゼライン酸、セバシン酸など)が好ましい。   As the aliphatic dicarboxylic acid component (B), it is necessary to use an aliphatic dicarboxylic acid having 8 to 12 carbon atoms. When an aliphatic dicarboxylic acid composed of 7 or less carbon atoms is copolymerized, it is not preferable because it becomes insoluble in a general-purpose solvent. When 13 or more carbon atoms are copolymerized, a biodegradable resin substrate, particularly a polylactic acid-based resin group, is not preferable. Since the adhesiveness to a material becomes low, it is not preferable. Examples of the aliphatic carboxylic acid having 8 to 12 carbon atoms include suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,11-undecanedioic acid, 1,12-dodecanedioic acid, 2-methyl-1,8-octanedioic acid, Examples include 3-methyl-1,7-octanedioic acid and 2-methyl-1,10-decanedioic acid, which may be linear or have a branched structure. For the reason, a straight chain is preferable. In particular, aliphatic dicarboxylic acids having 9 or 10 carbon atoms (for example, azelaic acid, sebacic acid, etc.) are preferred for reasons of adhesion and biodegradability.

脂肪族グリコール成分(C)としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等の脂肪族グリコール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられ、中でも、汎用性があるエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールが好ましく、その中でも、1,4−ブタンジオールは生分解性が最も優れているので、最も好ましい。   Examples of the aliphatic glycol component (C) include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2- Methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-amino-2-methyl-1,3-propane Diol, 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,5 -Pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanedi Aliphatic glycols such as alcohol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like Glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like. Among them, general-purpose ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, and neopentyl glycol are preferable. Among them, 1,4-butanediol is preferable. Is most preferred because it has the best biodegradability.

(A)/(B)のモル比は30〜70/70〜30、好ましくは、40〜65/60〜35、より好ましくは、50〜60/50〜40であることが必要である。(A)/(B)のモル比が70/30よりも大きい場合、生分解性が悪くなり、(A)/(B)のモル比が30/70よりも小さい場合、接着性が不良になるので好ましくない。   The molar ratio (A) / (B) needs to be 30 to 70/70 to 30, preferably 40 to 65/60 to 35, and more preferably 50 to 60/50 to 40. When the molar ratio (A) / (B) is larger than 70/30, the biodegradability is deteriorated, and when the molar ratio (A) / (B) is smaller than 30/70, the adhesiveness is poor. This is not preferable.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂には、(A)と(B)の合計を100モル部とした場合、10モル部をこえない範囲で、他の脂肪族ジカルボン酸やヒドロキシカルボン酸を共重合してもよい。含有量が10モル部を超えると、生分解性樹脂基材への接着性が小さくなるので好ましくない。   In the biodegradable polyester resin of the present invention, when the total of (A) and (B) is 100 mol parts, other aliphatic dicarboxylic acids and hydroxycarboxylic acids are copolymerized within a range not exceeding 10 mol parts. May be. When the content exceeds 10 parts by mole, the adhesiveness to the biodegradable resin substrate is reduced, which is not preferable.

他の脂肪族ジカルボン酸成分としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、2,5−ノルボルネンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸の脂環族ジカルボン等を例示できる。   Other aliphatic dicarboxylic acid components include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, pentadecanedioic acid, octadecanedioic acid, eicosanedioic acid, saturated aliphatic dicarboxylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, Unsaturated aliphatic dicarboxylic acids such as mesaconic acid and citraconic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 2,5 Examples thereof include norbornene dicarboxylic acid and alicyclic dicarboxylic acid of tetrahydrophthalic acid.

ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、p−ヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキシ安息香酸、o−ヒドロキシ安息香酸、オキシラン、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、グリコール酸、2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、2−ヒドロキシイソ酪酸、2−ヒドロキシ−2−メチル酪酸、2−ヒドロキシ吉草酸、3−ヒドロキシ吉草酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、10−ヒドロキシステアリン酸等も共重合することができ、これらの中でも、生分解性が高い乳酸、ε−カプロラクトン等を共重合するとより好ましい。   Examples of the hydroxycarboxylic acid include lactic acid, p-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, oxirane, β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, and ε-caprolactone. , Glycolic acid, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxyisobutyric acid, 2-hydroxy-2-methylbutyric acid, 2-hydroxyvaleric acid, 3-hydroxyvaleric acid, 4-hydroxyyoshichi Herbic acid, 5-hydroxyvaleric acid, 6-hydroxycaproic acid, 10-hydroxystearic acid and the like can also be copolymerized, and among these, it is more preferable to copolymerize lactic acid, ε-caprolactone, etc., which have high biodegradability.

また、少量であれば、3官能以上のカルボン酸成分やアルコール成分を共重合成分として用いてもよい。   Moreover, if it is a small amount, you may use a trifunctional or more than trifunctional carboxylic acid component and alcohol component as a copolymerization component.

3官能以上のカルボン酸成分としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水べンゾフェノンテトラカルボン酸、トリメシン酸等の芳香族カルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族カルボン酸が挙げられる。   Examples of the tri- or higher functional carboxylic acid component include aromatics such as trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, and trimesic acid. Examples thereof include carboxylic acids and aliphatic carboxylic acids such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid.

3官能以上のアルコール成分としては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、α−メチルグルコース、マニトール、ソルビトールが挙げられる。   Examples of the tri- or higher functional alcohol component include glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, α-methylglucose, mannitol, and sorbitol.

3官能以上の成分は、樹脂に対して付与したい特性に応じて2種以上混合して用いることができる。このとき、3官能以上のモノマーの割合としては、(A)と(B)の合計を100モル部とした場合、0.2〜5モル部程度が適当である。0.2モル部未満では添加した効果が発現せず、5モル部を超える量を含有した場合には、重合の際、ゲル化点を超えゲル化が問題になる場合がある。   Trifunctional or higher functional components can be used in combination of two or more depending on the properties to be imparted to the resin. In this case, the proportion of the tri- or higher functional monomer is suitably about 0.2 to 5 mole parts when the total of (A) and (B) is 100 mole parts. If it is less than 0.2 mol part, the added effect does not appear, and if it contains an amount exceeding 5 mol part, the gelation may exceed the gel point at the time of polymerization.

また、生分解性ポリエステル樹脂には、モノカルボン酸、モノアルコールが含まれていてもよい。モノカルボン酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、4−ヒドロキシフェニルステアリン酸等、モノアルコールとしては、オクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、2−フェノキシエタノール等が挙げられる。   The biodegradable polyester resin may contain a monocarboxylic acid or a monoalcohol. Examples of monocarboxylic acids include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexane acid, 4-hydroxyphenyl stearic acid, and the like. Examples of the alcohol include octyl alcohol, decyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂は、前記のモノマーを組み合わせて、公知の方法により重縮合させることにより製造することができ、例えば、全モノマー成分および/またはその低重合体を不活性雰囲気下で180〜250℃、2.5〜10時間程度エステル化反応をおこない、引き続いて、130Pa以下の減圧下に220〜280℃の温度で所望の分子量に達するまで重縮合反応を進めてポリエステル樹脂を得る方法等を挙げることができる。   The biodegradable polyester resin of the present invention can be produced by combining the above-mentioned monomers and polycondensing by a known method. For example, all the monomer components and / or low polymers thereof can be produced under an inert atmosphere. An esterification reaction is carried out at 180 to 250 ° C. for about 2.5 to 10 hours, and then a polycondensation reaction is carried out at a temperature of 220 to 280 ° C. under a reduced pressure of 130 Pa or less to obtain a polyester resin. The method etc. can be mentioned.

エステル化反応および重縮合反応の際には、必要に応じて、テトラブチルチタネ−トなどの有機チタン酸化合物、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の酢酸塩、三酸化アンチモン、ヒドロキシブチルスズオキサイド、オクチル酸スズなどの有機錫化合物を用いて重合をおこなう。その際の触媒使用量は、生成する樹脂質量に対し、1.0質量%以下で用いるのが好ましい。   In the esterification reaction and polycondensation reaction, if necessary, organic titanate compounds such as tetrabutyl titanate, alkali metals such as zinc acetate and magnesium acetate, acetates of alkaline earth metals, trioxide Polymerization is performed using an organic tin compound such as antimony, hydroxybutyltin oxide, or tin octylate. The amount of the catalyst used at that time is preferably 1.0% by mass or less based on the mass of the resin to be produced.

また、ポリエステル樹脂に所望の酸価や水酸基価を付与する場合には、前記の重縮合反応に引き続き、多塩基酸成分や多価アルコール成分をさらに添加し、不活性雰囲気下、解重合をおこなうことができる。   Further, when a desired acid value or hydroxyl value is imparted to the polyester resin, a polybasic acid component or a polyhydric alcohol component is further added following the polycondensation reaction, and depolymerization is performed in an inert atmosphere. be able to.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂は、酢酸エチル、メチルエチルケトン(2−ブタノン)、アセトン、トルエン等汎用溶剤に、温度25℃において、濃度25質量%以上の溶液となるように溶解することが好ましく、上記溶剤の中で最も溶解力の低いとされている酢酸エチルに上記濃度で溶解することが特に好ましい。ここで、「溶解する」とは、樹脂と溶剤とが均一に混ざって透明になり、少なくとも1日の期間、透明な状態が維持されていることをいう。樹脂が溶剤に溶解しない場合には、接着剤として使用する際にハンドリングが悪くなるので好ましくない。   The biodegradable polyester resin of the present invention is preferably dissolved in a general-purpose solvent such as ethyl acetate, methyl ethyl ketone (2-butanone), acetone, and toluene so as to be a solution having a concentration of 25% by mass or more at a temperature of 25 ° C. It is particularly preferable to dissolve at the above-mentioned concentration in ethyl acetate, which is said to have the lowest solubility in the solvent. Here, “dissolve” means that the resin and the solvent are uniformly mixed to become transparent, and the transparent state is maintained for at least one day. If the resin does not dissolve in the solvent, the handling becomes worse when used as an adhesive, which is not preferable.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂はJIS K6953の試験手順に従い、コンポスト化8週間後の生分解割合が60%以上である必要がある。コンポスト化したあと8週間後の生分解割合が60%よりも小さいと生分解性が不十分である。   The biodegradable polyester resin of the present invention is required to have a biodegradation rate of 60% or more after 8 weeks of composting according to the test procedure of JIS K6953. If the biodegradation rate after 8 weeks after composting is less than 60%, the biodegradability is insufficient.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂の数平均分子量は4,000以上であることが好ましく、12,000以上であることがより好ましく、15,000以上であることが最適である。数平均分子量が4,000未満では、生分解性樹脂素材、特に、ポリ乳酸素材に対して十分な接着力を得られないことがある。   The number average molecular weight of the biodegradable polyester resin of the present invention is preferably 4,000 or more, more preferably 12,000 or more, and most preferably 15,000 or more. If the number average molecular weight is less than 4,000, sufficient adhesive strength may not be obtained for biodegradable resin materials, particularly polylactic acid materials.

生分解性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(以下、Tgとする)は、特に限定されないが、ポリエステルに対する接着性の面から40℃以下が好ましく、10℃以下がより好ましい。   The glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of the biodegradable polyester resin is not particularly limited, but is preferably 40 ° C. or less and more preferably 10 ° C. or less from the viewpoint of adhesion to polyester.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂には、必要に応じて硬化剤、各種添加剤、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック等の顔料、染料、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、セルロース誘導体等を配合することができる。   The biodegradable polyester resin of the present invention includes a curing agent, various additives, pigments such as titanium oxide, zinc white, carbon black, dyes, polyester resins, urethane resins, olefin resins, acrylic resins, alkyd resins as necessary. Cellulose derivatives and the like can be blended.

本発明の生分解性ポリエステル樹脂には、必要に応じて、顔料分散剤、紫外線吸収剤、離型剤、顔料分散剤、滑剤等の添加剤を配合することができる。   In the biodegradable polyester resin of the present invention, additives such as a pigment dispersant, an ultraviolet absorber, a release agent, a pigment dispersant, and a lubricant can be blended as necessary.

発明の接着剤を適用することのできる被着体としては、特に限定されないが、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等の生分解性樹脂への接着性が強いためこれらに用いることが好ましく、特に、ポリ乳酸が好ましい。また、被着体の形状も特に限定されないが、フィルム、シート、フラットケーブル等の成形体の接着に特に適している。   The adherend to which the adhesive of the invention can be applied is not particularly limited, but it has strong adhesiveness to biodegradable resins such as polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate and polybutylene adipate. It is preferable to use polylactic acid. Further, the shape of the adherend is not particularly limited, but is particularly suitable for adhesion of a molded body such as a film, a sheet, and a flat cable.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
(1)ポリエステル樹脂の組成
1H−NMR分析(バリアン社製,300MHz)より求めた。
(2)ポリエステル樹脂の数平均分子量
GPC分析(島津製作所製の送液ユニットLC−10ADvp型、および紫外−可視分光光度計SPD−6AV型を使用し、検出波長:254nm、溶媒:テトラヒドロフラン、ポリスチレン換算)により求めた。
(3)ポリエステル樹脂のガラス転移温度
ポリエステル樹脂10mgをサンプルとし、DSC(示差走査熱量測定)装置(パーキンエルマー社製 DSC7型)を用いて昇温速度10℃/分の条件で測定をおこない、得られた昇温曲線中のガラス転移に由来する2つの折曲点温度の中間値を求め、これをガラス転移温度(Tg)とした。
(4)相対粘度
ポリエステル樹脂100mgをフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=5/5(質量比)の混合溶媒20mlに溶解し、ウベローデ型粘度計を用いて20±0.01℃の温度にて試料溶液および溶媒それぞれの流下時間を測定し、(試料溶液の流下時間/溶媒の流下時間)にて相対粘度を算出した。
(5)溶解性
25℃において、ポリエステル樹脂25gと酢酸エチル75gとをペイントシェーカーに入れて120分間振動させ、25℃に保って1日静置した。このとき、前記振動操作によって溶液が透明になり、その状態が1日維持されていた場合を「○」と判定し、前記振動操作によって溶液が透明にならなかった場合や、この操作時には透明であったが、1日後には溶液が濁ったり不均一になった場合を「×」と判定した。
(6)生分解性
JIS K6953の試験手順に従い、コンポスト化したあと8週間後の生分解割合が60%以上のものを生分解性がある(○)とし、60%未満のものを生分解性がない(×)と判定した。
(7)接着強度
卓上型コーティング装置(安田精機社製、フィルムアプリケータNo.542−AB型、バーコータ装着)を用いて、ポリ乳酸フィルム(厚さ25μm、ユニチカ社製)に樹脂液をコーティングした。100℃に設定されたオーブン中で1分間加熱することにより、基材上に厚み約10μmの樹脂被膜を形成させ、続いて、コーティングしたポリ乳酸フィルムを2枚用意し、塗布面同士を仮接着後、85℃に設定したホットプレスで1分間圧着し、15mm幅に切断したサンプルを作製した。その後、インテスコ社製精密万能材料試験機2020型を用いて温度20℃湿度50%の雰囲気下で、引張速度50mm/分の接着強力を測定した。10N/20mm以上を合格(○)とし、10N/20mm未満を不合格(×)と判定した。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
(1) Composition of polyester resin
It calculated | required from < 1 > H-NMR analysis (The product made by a Varian, 300MHz).
(2) Number average molecular weight of polyester resin GPC analysis (using liquid feeding unit LC-10ADvp type manufactured by Shimadzu Corporation and UV-visible spectrophotometer SPD-6AV type, detection wavelength: 254 nm, solvent: tetrahydrofuran, polystyrene conversion ).
(3) Glass transition temperature of polyester resin 10 mg of the polyester resin was used as a sample, and measurement was performed using a DSC (Differential Scanning Calorimetry) apparatus (DSC7 model, manufactured by PerkinElmer Co., Ltd.) at a heating rate of 10 ° C./min. An intermediate value of two bending point temperatures derived from the glass transition in the obtained temperature rise curve was determined, and this was taken as the glass transition temperature (Tg).
(4) Relative viscosity 100 mg of polyester resin is dissolved in 20 ml of a mixed solvent of phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane = 5/5 (mass ratio), and 20 ± 0.01 ° C. using an Ubbelohde viscometer. The flow time of each of the sample solution and the solvent was measured at a temperature of 5 ° C., and the relative viscosity was calculated by (flow time of the sample solution / flow time of the solvent).
(5) Solubility At 25 ° C., 25 g of a polyester resin and 75 g of ethyl acetate were placed in a paint shaker for 120 minutes and kept at 25 ° C. for 1 day. At this time, when the solution becomes transparent by the vibration operation and the state is maintained for one day, it is determined as “◯”, and when the solution does not become transparent by the vibration operation, However, the case where the solution became turbid or non-uniform after 1 day was judged as “x”.
(6) Biodegradability According to the test procedure of JIS K6953, the biodegradation rate after 60 weeks after composting is 60% or more as biodegradable (○), and the biodegradability is less than 60%. It was determined that there was no (×).
(7) Adhesive strength Polylactic acid film (thickness 25 μm, manufactured by Unitika Co., Ltd.) was coated with a resin solution using a tabletop coating device (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd., film applicator No. 542-AB type, equipped with bar coater). . By heating in an oven set at 100 ° C. for 1 minute, a resin film with a thickness of about 10 μm is formed on the substrate, and then two coated polylactic acid films are prepared, and the coated surfaces are temporarily bonded together Thereafter, the sample was pressed for 1 minute with a hot press set at 85 ° C. to prepare a sample cut to a width of 15 mm. Thereafter, the adhesive strength was measured using a precision universal material testing machine 2020 manufactured by Intesco under an atmosphere of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 50%. 10 N / 20 mm or more was determined to be acceptable (◯), and less than 10 N / 20 mm was determined to be unacceptable (x).

実施例1
テレフタル酸415g(25モル部)、イソフタル酸498g(30モル部)、セバシン酸910g(45モル部)、ブタンジオール1217g(135モル部)からなる混合物を、攪拌しながら、オートクレーブ中で240℃で3時間加熱してエステル化反応をおこなった。次いで、触媒としてテトラブチルチタネート2.0gを投入し、系の圧力を徐々に減じて1.5時間後に13Paとし、重縮合反応をおこなった。4時間後、系を窒素ガスで加圧状態にしてシート状に樹脂を払い出し表2の共重合ポリエステルを得た。このポリエステルの数平均分子量は35000、ガラス転移点は−41℃、溶解性、生分解性、接着強度はいずれも○であった。仕込み組成と製造条件を表1に、結果を表2に示す。
Example 1
A mixture of 415 g (25 mol parts) of terephthalic acid, 498 g (30 mol parts) of isophthalic acid, 910 g (45 mol parts) of sebacic acid and 1217 g (135 mol parts) of butanediol was stirred at 240 ° C. in an autoclave. Esterification reaction was performed by heating for 3 hours. Next, 2.0 g of tetrabutyl titanate was added as a catalyst, the pressure of the system was gradually reduced to 13 Pa after 1.5 hours, and a polycondensation reaction was performed. After 4 hours, the system was pressurized with nitrogen gas, and the resin was discharged in the form of a sheet to obtain the copolymerized polyester shown in Table 2. This polyester had a number average molecular weight of 35,000, a glass transition point of −41 ° C., and solubility, biodegradability, and adhesive strength were all good. Table 1 shows the charged composition and production conditions, and Table 2 shows the results.

実施例2〜7、比較例1〜4
使用するモノマーとそのモル比を表1のように変え、実施例1と同様の操作をおこなって、表2の共重合ポリエステルを得た。
Examples 2-7, Comparative Examples 1-4
The monomer used and its molar ratio were changed as shown in Table 1, and the same operation as in Example 1 was performed to obtain a copolymerized polyester shown in Table 2.

実施例1〜4において得られたポリエステルは、いずれも優れた溶解性、生分解性、接着強度を有していた。   The polyesters obtained in Examples 1 to 4 all had excellent solubility, biodegradability, and adhesive strength.

これに対して、各比較例では次のような不具合があった。   On the other hand, each comparative example had the following problems.

比較例1では、炭素数7以下の脂肪族ジカルボン酸を使用したため、溶解性が劣っていた。   In Comparative Example 1, since an aliphatic dicarboxylic acid having 7 or less carbon atoms was used, the solubility was poor.

比較例2では、炭素数13以上の脂肪族ジカルボン酸を使用したため、接着性が劣っていた。   In Comparative Example 2, since an aliphatic dicarboxylic acid having 13 or more carbon atoms was used, the adhesiveness was inferior.

比較例3では、脂肪族ジカルボン酸成分の割合が本発明で規定する下限を下回っていたため、生分解性に劣っていた。   In Comparative Example 3, since the proportion of the aliphatic dicarboxylic acid component was below the lower limit defined in the present invention, the biodegradability was poor.

比較例4では、脂肪族ジカルボン酸成分の割合が本発明で規定する上限を上回っていたため、接着性に劣っていた。

In Comparative Example 4, since the ratio of the aliphatic dicarboxylic acid component exceeded the upper limit specified in the present invention, the adhesiveness was poor.

Claims (3)

芳香族ジカルボン酸成分(A)、炭素数8〜12の脂肪族ジカルボン酸成分(B)および脂肪族グリコール成分(C)とから構成され、(A)/(B)のモル比が30〜70/70〜30の範囲であり、JIS K6953の試験手順に従ってコンポスト化したあと8週間後の生分解割合が60%以上の生分解性ポリエステル樹脂。 It is composed of an aromatic dicarboxylic acid component (A), an aliphatic dicarboxylic acid component (B) having 8 to 12 carbon atoms, and an aliphatic glycol component (C), and the molar ratio (A) / (B) is 30 to 70. A biodegradable polyester resin having a biodegradation rate of 60% or more after 8 weeks after composting according to the test procedure of JIS K6953. 温度25℃において濃度25質量%以上で酢酸エチルに溶解することを特徴とする請求項1記載の生分解性ポリエステル樹脂。 The biodegradable polyester resin according to claim 1, wherein the biodegradable polyester resin is soluble in ethyl acetate at a temperature of 25 ° C at a concentration of 25% by mass or more. 請求項1または2記載の生分解性ポリエステル樹脂を用いた接着剤。
An adhesive using the biodegradable polyester resin according to claim 1 or 2.
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