JP2007112822A - Aromatic polyester composition - Google Patents

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JP2007112822A JP2004068747A JP2004068747A JP2007112822A JP 2007112822 A JP2007112822 A JP 2007112822A JP 2004068747 A JP2004068747 A JP 2004068747A JP 2004068747 A JP2004068747 A JP 2004068747A JP 2007112822 A JP2007112822 A JP 2007112822A
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Yuichi Kageyama
裕一 影山
Kiyotsuna Toyohara
清綱 豊原
Fumi Ono
文 大野
Hiromasa Minematsu
宏昌 峯松
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Teijin Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition capable of being suitably used as a material of a solid molded article equipped with biodegradability and mechanical strength simultaneously at high levels. <P>SOLUTION: This aromatic polyester composition is obtained by melting and kneading a polyester copolymer consisting of a combination of a specific aromatic dicarboxylic acid residue, an aliphatic dicarboxylic acid residue and a diol residue with a mixed composition of cellulose with a polyalkylene glycol. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は再生可能資源を利用した生分解性材料に関し、詳しくは芳香族ポリエステルと再生可能資源との組成物からなる環境低負荷な生分解性成型材料に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biodegradable material using a renewable resource, and more particularly to a biodegradable molding material having a low environmental load, comprising a composition of an aromatic polyester and a renewable resource.

近年環境低負荷という視点から、汎用プラスチックやエンジニアリングプラスチック分野においても再生可能、供給持続可能なバイオマス資源を利用した素材が望まれており、その実現に向けた技術開発が進められている。   In recent years, from the viewpoint of low environmental impact, materials that use renewable and sustainable biomass resources have been demanded in the field of general-purpose plastics and engineering plastics, and technological development is being promoted to achieve this.

特に、でんぷんやセルロースなどの生体由来高分子は、生産量、コストの点で資源として有用であるが、汎用プラスチックに比べて、一般的に耐熱性、加工性、機械強度が低い点が指摘される。   In particular, bio-derived polymers such as starch and cellulose are useful as resources in terms of production volume and cost, but it is pointed out that they generally have lower heat resistance, workability, and mechanical strength than general-purpose plastics. The

そのため、例えばセルロースの加工性を改良すべく化学修飾によって熱可塑化する技術が適用されているが、その製造工程において使用される誘導体化試薬やその廃液が有害であったり、生分解性などのセルロース本来の生体適応性が消失したりすること、さらに原料が木材などの低純度のものでは生産が困難である点などの、とりわけ環境側面からの問題点が指摘される。   For this reason, for example, a technology of thermoplasticizing by chemical modification is applied to improve the processability of cellulose. However, derivatization reagents and waste liquids used in the production process are harmful, biodegradable, etc. In particular, problems with environmental aspects such as the loss of the inherent biocompatibility of cellulose and the difficulty of production when the raw material is of low purity such as wood are pointed out.

また熱物性、機械物性改良の点では、セルロースを現行の汎用プラスチックとブレンドする方法が挙げられ、有る程度の物性改善や熱可塑性を有する組成物が達成されていることは従来公知である。しかしながらかかる方法では、ブレンドするプラスチックがセルロースとの親和性を持つことが必要であり、ポリビニルアルコールやポリアクリル系樹脂などの極性樹脂、脂肪族ポリエステルなどの比較的耐熱性の低い樹脂に限定されることが多く(例えば、特許文献1、2、3等参照。)、ブレンド体の用途は衣料用繊維、医療用フィルムなど狭い範囲に限定される。   In terms of improving thermophysical properties and mechanical properties, there is a method of blending cellulose with current general-purpose plastics, and it has been conventionally known that compositions having some degree of physical property improvement and thermoplasticity have been achieved. However, such a method requires that the plastic to be blended has an affinity for cellulose, and is limited to polar resins such as polyvinyl alcohol and polyacrylic resins, and resins having relatively low heat resistance such as aliphatic polyesters. In many cases (for example, see Patent Documents 1, 2, 3, etc.), the use of the blend is limited to a narrow range such as clothing fibers and medical films.

より高い耐熱性、強度を得るために芳香族系ポリマーとブレンドすべく、セルロースアセテートなど化学修飾したセルロースを用いることも提案されているが(例えば、特許文献4等)、前述のような環境側面からの問題点が生じる。   In order to obtain higher heat resistance and strength, the use of chemically modified cellulose such as cellulose acetate for blending with an aromatic polymer has also been proposed (for example, Patent Document 4). Problems arise from.

また、セルロースを化学修飾することなく、また廃棄物を発生せずにセルロースを熱可塑化する手段として、熱可塑性の高分子と混合し乾式機械的粉砕する方法が開示されている(例えば、特許文献5等)。ここで得られるセルロース組成物はセルロース単体に比べて、熱可塑性であるために広範囲の温度領域で種々の樹脂と溶融ブレンド体を形成しうる。しかしながら、生分解性を高くしようとすると成型品の機械強度が低下する場合が生じるという問題があった。   In addition, as a means for thermoplasticizing cellulose without chemically modifying cellulose and without generating waste, a method of mixing with a thermoplastic polymer and dry-mechanical grinding is disclosed (for example, patents). Literature 5 etc.). Since the cellulose composition obtained here is thermoplastic compared to cellulose alone, it can form melt blends with various resins in a wide temperature range. However, when the biodegradability is increased, there is a problem that the mechanical strength of the molded product may be lowered.

特開平11−117120号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-117120 特開平10−316767号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-316767 特開2001−335710号公報JP 2001-335710 A 特許第2732554号公報Japanese Patent No. 2732554 特許第3099064号公報Japanese Patent No. 3099064

本発明の目的は、上記従来技術が有していた問題点を解消し、生分解性と機械強度を高い水準で兼備する、立体成型品の材料として好適に用いることのできる組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a composition that can be used suitably as a material for a three-dimensional molded article, which solves the problems of the conventional techniques and has both high biodegradability and mechanical strength. There is.

本発明者らは、前記従来技術に鑑み鋭意検討を重ねた結果、脂肪族エステル成分と特定の構造を有するポリアルキレングリコール誘導体、および芳香族エステル成分との共重合体が機械粉砕処理により熱可塑化させたセルロースと容易に溶融混練可能であり、またその方法により汎用プラスチック用途に適応しうる耐熱性、機械強度を有する再生可能資源利用した環境低負荷の樹脂を得られることを見出し本発明に至った。   As a result of intensive studies in view of the prior art, the present inventors have found that a copolymer of an aliphatic ester component, a polyalkylene glycol derivative having a specific structure, and an aromatic ester component is thermoplasticized by mechanical grinding. It has been found that an environmentally low load resin can be obtained by using a renewable resource that has heat resistance and mechanical strength that can be easily melted and kneaded with liquefied cellulose, and can be adapted to general-purpose plastics applications. It came.

即ち、本発明の目的は、
主たる繰り返し単位が下記一般式(1)で表される芳香族ジカルボン酸残基及び下記一般式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸残基と、下記一般式(3)で表されるジオール残基および、下記一般式(4)及び/又は下記一般式(5)で表されるジオール残基との組み合わせでなるポリエステル共重合体(A)とセルロースとポリアルキレングリコールとの混合組成物(B)とを溶融混練して得られる芳香族ポリエステル組成物によって達成される。
That is, the object of the present invention is to
A main repeating unit is an aromatic dicarboxylic acid residue represented by the following general formula (1), an aliphatic dicarboxylic acid residue represented by the following general formula (2), and a diol represented by the following general formula (3) A mixed composition of a polyester copolymer (A), cellulose, and polyalkylene glycol, which is a combination of a residue and a diol residue represented by the following general formula (4) and / or the following general formula (5) ( B) and an aromatic polyester composition obtained by melt-kneading.

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本発明の芳香族ポリエステル組成物は耐熱性と生分解性との良好なバランスが要求される成型品の材料として極めて有効である。   The aromatic polyester composition of the present invention is extremely effective as a material for molded products that require a good balance between heat resistance and biodegradability.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の芳香族ポリエステル組成物は、次に示すポリエステル共重合体(A)と混合組成物(B)とからなる組成物である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The aromatic polyester composition of the present invention is a composition comprising the following polyester copolymer (A) and mixed composition (B).

ここで、ポリエステル共重合体(A)は、主たる繰り返し単位が下記一般式(1)で表される芳香族ジカルボン酸残基及び下記一般式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸残基と、下記一般式(3)で表されるジオール残基および、下記一般式(4)及び/又は下記一般式(5)で表されるジオール残基との組合せてなる。   Here, the polyester copolymer (A) has an aromatic dicarboxylic acid residue whose main repeating unit is represented by the following general formula (1) and an aliphatic dicarboxylic acid residue represented by the following general formula (2): And a diol residue represented by the following general formula (3) and a diol residue represented by the following general formula (4) and / or the following general formula (5).

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前記一般式(1)においてArは置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリーレン基であり、具体的にはフェニレン基、メチルフェニレン基、エチルフェニレン基、メトキシフェニレン基、エトキシフェニレン基、ジメチルフェニレン基、ジエチルフェニレン基、ジメトキシフェニレン基、ジエトキシフェニレン基、ナフチレン基、などが挙げられ、本発明のポリエステル共重合体が良好な耐熱性を持つために、さらに原料が安価に入手できる点からフェニレン基が好ましい例として挙げられる。 In the general formula (1), Ar 1 is an arylene group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, specifically, a phenylene group, a methylphenylene group, an ethylphenylene group, a methoxyphenylene group, an ethoxy group. Examples include a phenylene group, a dimethylphenylene group, a diethylphenylene group, a dimethoxyphenylene group, a diethoxyphenylene group, a naphthylene group, and the like. A phenylene group is a preferred example because of its availability.

前記一般式(2)においてRは分岐構造を有していてもよい炭素数1〜10の2価脂肪族炭化水素基であり、具体的にはメタン−1,1−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘキサン−1,5−ジイル基などが挙げられるが、得られる芳香族ポリエステル組成物が良好な耐熱性を持つ点、原料が安価に入手できる点から、エタン−1,2−ジイル基、またはブタン−1,2−ジイル基が好ましい例として挙げられる。 In the general formula (2), R 2 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have a branched structure. Specifically, methane-1,1-diyl group, ethane- 1,1-diyl group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,3-diyl Group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, pentane-1,4-diyl group, hexane-1,6-diyl group, hexane-1,5-diyl group and the like. However, ethane-1,2-diyl group or butane-1,2-diyl group is preferable because the obtained aromatic polyester composition has good heat resistance and the raw material can be obtained at low cost. It is done.

前記一般式(1)および(2)に示す芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸成分の比率はポリエステル共重合体(A)の融点に対して大きく影響し、本発明の芳香族ポリエステル組成物が十分な耐熱性を持ちつつ、混合組成物(B)との溶融混練時に該混合組成物(B)が著しい熱劣化を生じない範囲となるような融点を持つべく、かかる比率が決定されるが、好ましくは、ポリエステル共重合体(A)と混合組成物(B)との混合比率が、重量比率で(3:7)〜(7:3)の範囲にあることである。   The ratio of the aromatic dicarboxylic acid and the aliphatic dicarboxylic acid component represented by the general formulas (1) and (2) greatly affects the melting point of the polyester copolymer (A), and the aromatic polyester composition of the present invention The ratio is determined so that the mixture composition (B) has a sufficient melting point so that the mixture composition (B) does not undergo significant thermal deterioration during melt-kneading with the mixture composition (B) while having sufficient heat resistance. Preferably, the mixing ratio of the polyester copolymer (A) to the mixed composition (B) is in the range of (3: 7) to (7: 3) by weight.

すなわち、共重合ポリエステルを形成するジカルボン酸残基の全量100当量に対して、芳香族ジカルボン酸残基が65〜85当量の範囲であることが好ましく、更に好ましくは70〜80当量の範囲である。一方、脂肪族ジカルボン酸残基は15〜35当量の範囲であることが好ましく、特に好ましくは20〜30当量の範囲である。
上記の範囲にあるときには、耐熱性と生分解性とを更に高い水準で両立させることができる。
That is, the aromatic dicarboxylic acid residue is preferably in the range of 65 to 85 equivalents, more preferably in the range of 70 to 80 equivalents with respect to 100 equivalents of the total amount of dicarboxylic acid residues forming the copolyester. . On the other hand, the aliphatic dicarboxylic acid residue is preferably in the range of 15 to 35 equivalents, particularly preferably in the range of 20 to 30 equivalents.
When it is in the above range, both heat resistance and biodegradability can be achieved at a higher level.

前記一般式(3)においてRは炭素数1〜10の2価脂肪族炭化水素基であり、具体的にはメタン−1,1−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘキサン−1,5−ジイル基などが挙げられ、芳香族ポリエステル組成物が良好な耐熱性を持つ点、さらに原料が安価に入手できる点からエタン−1,2−ジイル基が好ましい例として挙げられる。 In the general formula (3), R 3 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, specifically methane-1,1-diyl group, ethane-1,1-diyl group, ethane- 1,2-diyl group, propane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl Group, pentane-1,4-diyl group, hexane-1,6-diyl group, hexane-1,5-diyl group and the like, and the point that the aromatic polyester composition has good heat resistance, and further the raw material is An ethane-1,2-diyl group is a preferred example because it can be obtained inexpensively.

前記一般式(4)においてRは炭素数1〜10の3価脂肪族炭化水素基であり、具体的にはメタン−トリイル基、エタン−1,1,2−トリイル基、プロパン−1,1,3−トリイル基、プロパン−1,2,3−トリイル基、ブタン−1,1,4−トリイル基、ブタン−1,2,4−トリイル基などが挙げられ、ポリエステル共重合体(A)が良好な耐熱性を持つために、プロパン−1,2,3−トリイル基が好ましい例として挙げられる。 In the general formula (4), R 3 is a trivalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, methane-triyl group, ethane-1,1,2-triyl group, propane-1, 1,3-triyl group, propane-1,2,3-triyl group, butane-1,1,4-triyl group, butane-1,2,4-triyl group and the like, and polyester copolymer (A ) Has good heat resistance, a preferred example is a propane-1,2,3-triyl group.

また、Rは炭素数1〜10の2価脂肪族炭化水素基であり、具体的にはメタン−1,1−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘキサン−1、5−ジイル基などが挙げられ、芳香族ポリエステル組成物が良好な生分解性を持つ点、さらに原料が安価に入手できる点からエタン−1,2−ジイル基が好ましい例として挙げられる。 R 4 is a C 1-10 divalent aliphatic hydrocarbon group, specifically, methane-1,1-diyl group, ethane-1,1-diyl group, ethane-1,2-diyl. Group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, pentane-1 , 4-diyl group, hexane-1,6-diyl group, hexane-1,5-diyl group and the like, and the aromatic polyester composition has good biodegradability, and further, raw materials can be obtained at low cost. From the standpoint, a preferred example is an ethane-1,2-diyl group.

なお、前記一般式(4)中のnは平均値として1〜100であり、ポリエステル共重合体が良好な耐熱性を持つために好ましくは5〜70であり、さらに好ましくは5〜50であり、より好ましくは9〜45である。nが100を超えるとポリマー主鎖との相溶性が低下して所望の耐熱安定性が得られないが、本発明においては、nの平均値が1〜100の範囲で有ればよく、nが100を超える成分を含んでいても平均値が1〜100の範囲にあれば差し支えない。なお、前記平均値として定義されるnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるオリゴマーの数平均分子量から求めることができ、その値は通常、小数点を含む実数で表すことができる。   In addition, n in the said General formula (4) is 1-100 as an average value, Preferably it is 5-70 in order for a polyester copolymer to have favorable heat resistance, More preferably, it is 5-50. More preferably, it is 9-45. When n exceeds 100, the compatibility with the polymer main chain is lowered and the desired heat stability cannot be obtained. However, in the present invention, the average value of n may be in the range of 1 to 100. Even if it contains more than 100 components, the average value may be in the range of 1 to 100. In addition, n defined as said average value can be calculated | required from the number average molecular weight of the oligomer measured by gel permeation chromatography, The value can be normally represented by the real number including a decimal point.

また、前記一般式(4)のジオール成分は、側鎖の構造がセルロースと強い親和性を持つ理由から、共重合ポリエステルがセルロース組成物と速やかにかつ均一性高く、混合せしめる効果を示す。その観点からかかるジオール成分の共重合比率は、ポリエステルに対する重量分率で規定され、共重合ポリエステル100重量部に対して1〜20重量部の範囲である。上記範囲に満たない場合は、セルロース組成物との混合に対して効果が低く、また所望の生分解性が得られない。一方、上記範囲を超える場合は、共重合ポリエステルが所望の耐熱性を持たない為に好ましくない。   In addition, the diol component of the general formula (4) exhibits the effect that the copolyester is mixed with the cellulose composition quickly and uniformly because the side chain structure has a strong affinity with cellulose. From that viewpoint, the copolymerization ratio of the diol component is defined by the weight fraction with respect to the polyester, and is in the range of 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the copolymerized polyester. When less than the said range, an effect with respect to mixing with a cellulose composition is low, and desired biodegradability is not acquired. On the other hand, when the above range is exceeded, the copolyester is not preferred because it does not have the desired heat resistance.

前記一般式(5)においてRは分岐構造を有していてもよい炭素数1〜5の2価脂肪族炭化水素基であり、具体的にはメタン−1,1−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基などが挙げられ、ポリエステル組成物が良好な生分解性を持つために、さらに原料が安価に入手できる点からメタン−1,1−ジイル基が好ましい例として挙げられる。 In the general formula (5), R 5 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a branched structure, specifically a methane-1,1-diyl group, ethane- 1,1-diyl group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl Group, pentane-1,5-diyl group, pentane-1,4-diyl group and the like, and since the polyester composition has good biodegradability, methane-1 A 1-diyl group is a preferred example.

本発明において、前記一般式(4)および前記一般式(5)に示すジオール成分は、ポリエステル共重合体(A)と混合組成物(B)とを速やかに混合させる効果並びに、共重合ポリエステルの耐熱安定性を高める効果、さらにはポリエステル組成物の生分解性を著しく向上させる効果を持つ。   In the present invention, the diol component represented by the general formula (4) and the general formula (5) has an effect of quickly mixing the polyester copolymer (A) and the mixed composition (B), and the copolymer polyester. It has the effect of improving the heat resistance stability, and further the effect of remarkably improving the biodegradability of the polyester composition.

全体の組成の組み合わせから見ると、本発明のポリエステル共重合体(A)は具体的には、ポリオキシアルキレンプロパンジオール残基が重量平均分子量300〜2500のポリオキシエチレンプロパンジオールに由来するものであり、アルキレンジオール残基がエチレングリコール残基であり、前記糖質由来のエーテルジオール残基がイソソルビド残基であり、脂肪族ジカルボン酸残基がコハク酸残基であり、ジオール残基の全体を100モル%とした場合に、ポリオキシアルキレンプロパンジオール残基が0.25〜5モル%の範囲、アルキレンジオール残基が75〜98モル%の範囲、糖質由来のエーテルジオール残基が5〜25モル%の範囲にあり、ジカルボン酸残基が10〜40モル%の範囲にあるものが、実用的なコストで、十分な力学、熱的特性を有し、かつ良好な生分解性を与えるため好ましい。   From the viewpoint of the combination of the entire composition, the polyester copolymer (A) of the present invention is specifically derived from polyoxyethylenepropanediol having a polyoxyalkylenepropanediol residue having a weight average molecular weight of 300 to 2500. The alkylene diol residue is an ethylene glycol residue, the carbohydrate-derived ether diol residue is an isosorbide residue, the aliphatic dicarboxylic acid residue is a succinic acid residue, and the entire diol residue is When it is 100 mol%, the polyoxyalkylenepropanediol residue is in the range of 0.25 to 5 mol%, the alkylenediol residue is in the range of 75 to 98 mol%, and the saccharide-derived ether diol residue is 5 to 5 mol%. What is in the range of 25 mol% and in which the dicarboxylic acid residue is in the range of 10 to 40 mol% is practically cost-effective. Such dynamics have thermal properties, and preferred to provide good biodegradability.

本発明におけるポリエステル共重合体(A)の還元粘度は、0.5〜2.0dl/gの範囲である。該還元粘度が0.5dl/gに満たない場合は所望の耐熱性が得られず、また2.0dl/gを越える場合は所望の生分解性が得られない。本発明における還元粘度とは、試料120mgを1,1,2,2−テトラクロロエタンとフェノールとを重量比1:1の混合溶媒10mlに溶解した溶液について、35℃で測定される。   The reduced viscosity of the polyester copolymer (A) in the present invention is in the range of 0.5 to 2.0 dl / g. If the reduced viscosity is less than 0.5 dl / g, the desired heat resistance cannot be obtained, and if it exceeds 2.0 dl / g, the desired biodegradability cannot be obtained. The reduced viscosity in the present invention is measured at 35 ° C. with respect to a solution obtained by dissolving 120 mg of a sample in 10 ml of a mixed solvent of 1,1,2,2-tetrachloroethane and phenol at a weight ratio of 1: 1.

本発明の芳香族ポリエステル共重合体はいかなる方法で製造してもよく、例えば、前記一般式(1)に対応する芳香族ジカルボン酸および前記一般式(2)に対応する脂肪族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体と、前記一般式(3)、(4)及び(5)に対応するジオール又はそのエステル形成性誘導体とを原料として、好ましくはエステル交換反応触媒存在下で溶融重縮合して製造される。   The aromatic polyester copolymer of the present invention may be produced by any method, for example, an aromatic dicarboxylic acid corresponding to the general formula (1) and an aliphatic dicarboxylic acid corresponding to the general formula (2) or Manufactured by melt polycondensation of an ester-forming derivative and a diol corresponding to the general formulas (3), (4) and (5) or an ester-forming derivative thereof, preferably in the presence of a transesterification catalyst. Is done.

その際、原料として使用するジカルボン酸やジオールは夫々対応する構造を有する化合物から任意に選択されるが、それらは製造工程や使用後の廃棄物からリサイクルされたものでもよく、また回収された樹脂から解重合などの方法により再生されたものを用いてもよい。製造されるポリエステル共重合体(A)が、使用される用途に要求される物性を満たす範囲内であれば、環境低負荷が達成できるという観点からそのようなリサイクルまたは再生された原料を用いることが好ましい。   At that time, dicarboxylic acids and diols used as raw materials are arbitrarily selected from compounds having a corresponding structure, but they may be recycled from the manufacturing process or waste after use, and the recovered resin. A product regenerated from the product by a method such as depolymerization may be used. If the polyester copolymer to be produced (A) is within the range satisfying the physical properties required for the intended use, use such recycled or recycled raw materials from the viewpoint of achieving low environmental impact. Is preferred.

また、本発明の混合組成物(B)は、セルロースとポリアルキレングリコールとの混合物であるが、その混合処理方法として各種ミルなどの粉砕機により機械的に粉砕処理する方法が、分子レベルで両者の混合を達成しうる方法として好ましい。このような処理を施すことにより、ポリエステル共重合体とのきわめて高い親和性を得ることが出来、比較的温和な条件において、迅速に混合することが出来、芳香族ポリエステル組成物の物性を損ねることがない。   Further, the mixed composition (B) of the present invention is a mixture of cellulose and polyalkylene glycol. As a mixing method, a method of mechanically pulverizing with a pulverizer such as various mills is used. It is preferable as a method capable of achieving the above mixing. By performing such a treatment, it is possible to obtain a very high affinity with the polyester copolymer, it can be quickly mixed under relatively mild conditions, and the physical properties of the aromatic polyester composition are impaired. There is no.

粉砕処理に使用するセルロースの種類は特に限定されないが、より微細なセルロース粉末を用いるほど、より穏やかな条件で混練可能である為、平均粒径が50μm以下であることが好ましく30μm以下がより好ましい。   The type of cellulose used for the pulverization treatment is not particularly limited, but the finer the cellulose powder, the more gentle the kneading is possible, so the average particle size is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less. .

該粉砕処理に供するポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられるが、セルロースと速やかに熱可塑性組成物を生成する点からポリエチレングリコールが好ましい。ポリアルキレングリコールは、数平均分子量が1万〜500万の範囲であるものが使用され、セルロースと混合しやすくかつポリエステル共重合体(A)と速やかにブレンドするために好ましくは1万〜300万であることが好ましい。   Examples of the polyalkylene glycol to be subjected to the pulverization treatment include polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like, and polyethylene glycol is preferable from the viewpoint of rapidly producing a thermoplastic composition with cellulose. As the polyalkylene glycol, those having a number average molecular weight in the range of 10,000 to 5,000,000 are used, and preferably 10,000 to 3,000,000 in order to be easily mixed with cellulose and quickly blended with the polyester copolymer (A). It is preferable that

該粉砕処理は、微粉末生成装置によりセルロース、ポリアルキレングリコールとの混合物を処理することで行なわれ、装置としてはいかなる形式のものを用いてもよいが、例えばボールミル、遊星型ボールミル、撹拌型ボールミル、振動ミル、ロッドミルなどが挙げられる。   The pulverization treatment is performed by treating a mixture of cellulose and polyalkylene glycol with a fine powder production apparatus, and any type of apparatus may be used. For example, a ball mill, a planetary ball mill, a stirring ball mill , Vibration mill, rod mill and the like.

また、本発明においては前述のポリエステル共重合体(A)と混合組成物(B)とを溶融混練して芳香族ポリエステル組成物を得るが、この溶融混練のための装置としてはいかなる装置を用いても良く、例えば重縮合反応装置や一軸式または二軸式の溶融混練押出機が好ましい例として挙げられる。   In the present invention, the above-mentioned polyester copolymer (A) and the mixed composition (B) are melt-kneaded to obtain an aromatic polyester composition. Any device can be used for this melt-kneading. For example, a polycondensation reaction apparatus or a uniaxial or biaxial melt kneading extruder may be mentioned as a preferable example.

以下に実施例をあげて更に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、実施例で製造した芳香族ポリエステル共重合体について、以下の測定を行った。
(1)融点(Tm)の測定:
融点の測定は、Dupont社製910示差走査熱量計を用い、窒素ガス気流下、20℃/minの速度で昇温して測定を行った。融点が190℃以上の場合に耐熱性が良好であると判定した。
(2)還元粘度の測定:
樹脂の還元粘度は、フェノール/テトラクロロエタン(体積比50/50)の混合溶媒10mlに対して試料120mgを溶解して得た溶液の35℃における粘度を測定した。単位はdl/gである。
(3)生分解性試験:
樹脂の生分解性は、実験室規模のコンポスト化装置を用いて評価した。養生コンポスト中での崩壊性を目視観察し、生分解性の有無を判定した。以下、具体的な手順について説明する。
各樹脂5gをフェノール:1,1,2,2−テトラクロロエタン=1:1(wt/wt)50mlに溶解し、100μmのドクターナイフを使ってキャスティングし、80℃の熱風乾燥機で乾燥させ、フィルムを得た。
コンポスト容器(容積11リットル)に植種源として、多孔質木片(松下電工株式会社製バイオチップ)1.72kg、微細気孔を持つセルロース粒子(松下電工株式会社製バイオボール)0.075kg、に毎日野菜屑約1〜1.5kgを補充し、3時間に1度2分間撹拌し、1週間に1回手動にて鋤き込みし、水分50〜60%、pH7.5〜8.5、内温45〜55℃に保持した状態のコンポスト中に、50mm角に切断した前記フィルムを入れ、所定時間後にフィルムをサンプリングした。
フィルムの付着物を水洗で取り除き風乾した後、フィルム表面外観を目視観察し、フィルムの重量を秤量した。10日間コンポスト処理した後のフィルムの重量残存率が10%以下の場合に生分解性が高いとした(表中◎)。重量残存率が50%以下の場合に生分解性は認められる(表中○)、95%以下の場合に生分解性は低い(表中×)と評価した。
(4)機械強度:
成型品の機械強度はJIS K6911に従いアイゾッド衝撃強さ試験(ノッチ付)によって評価した。
The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the following measurements were performed about the aromatic polyester copolymer manufactured in the Example.
(1) Measurement of melting point (Tm):
The melting point was measured using a 910 differential scanning calorimeter manufactured by Dupont at a rate of 20 ° C./min in a nitrogen gas stream. When the melting point was 190 ° C. or higher, it was determined that the heat resistance was good.
(2) Measurement of reduced viscosity:
The reduced viscosity of the resin was determined by measuring the viscosity at 35 ° C. of a solution obtained by dissolving 120 mg of a sample in 10 ml of a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (volume ratio 50/50). The unit is dl / g.
(3) Biodegradability test:
The biodegradability of the resin was evaluated using a laboratory scale composting apparatus. The disintegration property in the curing compost was visually observed to determine the presence or absence of biodegradability. Hereinafter, a specific procedure will be described.
5 g of each resin was dissolved in 50 ml of phenol: 1,1,2,2-tetrachloroethane = 1: 1 (wt / wt), cast using a 100 μm doctor knife, and dried with a hot air dryer at 80 ° C. A film was obtained.
As a seeding source in a compost container (volume: 11 liters), 1.72 kg of porous wood pieces (Biochip manufactured by Matsushita Electric Works), 0.075 kg of cellulose particles having fine pores (Bioball made by Matsushita Electric Works Co., Ltd.) every day About 1 to 1.5 kg of vegetable scraps are replenished, stirred once every 3 hours for 2 minutes, and manually squeezed once a week, moisture 50-60%, pH 7.5-8.5, The film cut into 50 mm squares was put into compost kept at a temperature of 45 to 55 ° C., and the film was sampled after a predetermined time.
After the film deposits were removed by water washing and air-dried, the film surface appearance was visually observed and the film weight was weighed. The biodegradability was determined to be high when the weight residual ratio of the film after 10 days of composting was 10% or less ((in the table). Biodegradability was observed when the weight residual ratio was 50% or less (◯ in the table), and when 95% or less, biodegradability was evaluated as low (× in the table).
(4) Mechanical strength:
The mechanical strength of the molded product was evaluated by an Izod impact strength test (notched) according to JIS K6911.

[実施例1]
ジメチルテレフタレート498.3重量部、コハク酸ジメチル41.7重量部、エチレングリコール324.6重量部、下記式(C)に示すジオール化合物71.3重量部、イソソルビド64.2重量部を撹拌翼およびビグリュー管を取り付けた三つ口フラスコに仕込み、エステル交換反応触媒として酢酸マンガン22×10−2重量部を加えて180℃から200℃でエステル交換を行なった。
[Example 1]
498.3 parts by weight of dimethyl terephthalate, 41.7 parts by weight of dimethyl succinate, 324.6 parts by weight of ethylene glycol, 71.3 parts by weight of a diol compound represented by the following formula (C), and 64.2 parts by weight of isosorbide The mixture was charged into a three-necked flask equipped with a Vigreux tube, 22 × 10 −2 parts by weight of manganese acetate was added as a transesterification reaction catalyst, and transesterification was performed at 180 ° C. to 200 ° C.

Figure 2007112822
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その後、重縮合触媒としての酸化アンチモン26×10−2重量部を加えて重合を開始し、220℃、4MPaから2時間かけて240℃、5Paまで昇温、減圧を行い、この状態で2時間反応せしめ過剰なエチレングリコールを減圧留去してポリエステル共重合体(A)を重合した。このポリエステル共重合体(A)の評価結果を表中の参考例として示す。 Thereafter, 26 × 10 −2 parts by weight of antimony oxide as a polycondensation catalyst was added to initiate polymerization, and the temperature was increased from 220 ° C. and 4 MPa to 240 ° C. and 5 Pa over 2 hours. The excess ethylene glycol was reacted and distilled off under reduced pressure to polymerize the polyester copolymer (A). The evaluation results of this polyester copolymer (A) are shown as reference examples in the table.

次いで、0.5Torr、105℃、3時間で乾燥処理したセルロース90重量部と、ポリエチレングリコール(Mw=200000)の10重量部とを、回転式ボールミルを用い、室温、100rpm、で粉砕処理を5時間行い、熱可塑化セルロース組成物(混合組成物(B))を得た。   Subsequently, 90 parts by weight of cellulose dried at 0.5 Torr and 105 ° C. for 3 hours and 10 parts by weight of polyethylene glycol (Mw = 200000) were pulverized at room temperature and 100 rpm using a rotary ball mill. Performing for a while, a thermoplastic cellulose composition (mixed composition (B)) was obtained.

共重合ポリエステル(A)の70重量部を減圧133.3Pa、230℃で溶融させた後、混合組成物(B)30重量部を添加し、15分間撹拌して芳香族ポリエステル組成物を得た。結果を表1に示す。   After 70 parts by weight of the copolyester (A) was melted at a reduced pressure of 133.3 Pa and 230 ° C., 30 parts by weight of the mixed composition (B) was added and stirred for 15 minutes to obtain an aromatic polyester composition. . The results are shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1において、共重合ポリエステル(A)を50重量部、混合組成物(B)を50重量部として芳香族ポリエステル組成物を得たこと以外は同様の操作を行った。結果を表1に示す。
[Example 2]
In Example 1, the same operation was performed except that 50 parts by weight of the copolyester (A) and 50 parts by weight of the mixed composition (B) were obtained. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
実施例1において、共重合ポリエステル(A)と混合組成物(B)とをドライブレンドした後ホッパーに仕込み、2軸溶融混練押出し機にて溶融混練を行い、バレル温度230℃、スクリュー回転数100rpmとし、吐出ストランドを空冷後チップカッターにてペレタイズしてポリエステル組成物ペレットを得たこと以外は同様の操作を行った。結果を表1に示す。
[Example 3]
In Example 1, the copolymerized polyester (A) and the mixed composition (B) were dry blended, then charged into a hopper, melt kneaded in a biaxial melt kneading extruder, barrel temperature 230 ° C., screw rotation speed 100 rpm. The discharge strand was air-cooled and then pelletized with a chip cutter to obtain a polyester composition pellet. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
実施例1において、ジメチルテレフタレート445.5重量部、コハク酸ジメチル106.1重量部、エチレングリコール372.8重量部、ジオール化合物75.5重量部を用いた点、イソソルビドを使用しなかった点を除いて同様の操作を行った。結果を表1に示す。
[Example 4]
In Example 1, 445.5 parts by weight of dimethyl terephthalate, 106.1 parts by weight of dimethyl succinate, 372.8 parts by weight of ethylene glycol, 75.5 parts by weight of diol compound, and the point that no isosorbide was used. The same operation was performed except for this. The results are shown in Table 1.

[実施例5]
実施例1において、ジメチルテレフタレート533.5重量部、コハク酸ジメチル44.6重量部、エチレングリコール347.5重量部、イソソルビド74.3重量部を用いた点、ジオール化合物を使用しなかった点を除いて同様の操作を行った。結果を表1に示す。
[Example 5]
In Example 1, 533.5 parts by weight of dimethyl terephthalate, 44.6 parts by weight of dimethyl succinate, 347.5 parts by weight of ethylene glycol, 74.3 parts by weight of isosorbide, and a point in which no diol compound was used. The same operation was performed except for this. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
ポリエチレンテレフタレート(ηsp/c=0.84)100重量部を窒素雰囲気下280℃で溶融後、前記ジオール化合物(C)を11重量部添加し、窒素雰囲気下280℃で30分間、混合撹拌を行った。引き続き系内を徐々に減圧し、系内圧が66.7Paで1時間撹拌を行って樹脂を得た。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
After melting 100 parts by weight of polyethylene terephthalate (ηsp / c = 0.84) at 280 ° C. in a nitrogen atmosphere, 11 parts by weight of the diol compound (C) is added, and mixed and stirred at 280 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. It was. Subsequently, the pressure in the system was gradually reduced, and stirring was performed for 1 hour at an internal pressure of 66.7 Pa to obtain a resin. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
比較例1において、ジオール化合物(C)を添加しなかったこと以外は同様の操作を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, the same operation was performed except that the diol compound (C) was not added. The results are shown in Table 1.

Figure 2007112822
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本発明の芳香族ポリエステル組成物はいかなる用途に使用してもよいが、とりわけ食品包装容器や、食器類材料用途は適度な強度、耐熱性が要求されることから、本発明の共重合体はその原料として好ましく使用でき、さらに使い捨て食器は環境低負荷の観点からコンポスト処理による減容、廃棄が近年望まれている背景から、特に本発明の芳香族ポリエステル組成物の用途として好ましい例として挙げられる。   The aromatic polyester composition of the present invention may be used for any application, but especially for food packaging containers and tableware material applications, moderate strength and heat resistance are required. It can be preferably used as a raw material, and disposable tableware can be cited as a preferred example of the use of the aromatic polyester composition of the present invention from the background that volume reduction by composting and disposal are recently desired from the viewpoint of low environmental load. .

Claims (8)

主たる繰り返し単位が下記一般式(1)で表される芳香族ジカルボン酸残基及び下記一般式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸残基と、下記一般式(3)で表されるジオール残基および、下記一般式(4)及び/又は下記一般式(5)で表されるジオール残基との組み合わせでなるポリエステル共重合体(A)とセルロースとポリアルキレングリコールとの混合組成物(B)とを溶融混練して得られる芳香族ポリエステル組成物。
Figure 2007112822
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A main repeating unit is an aromatic dicarboxylic acid residue represented by the following general formula (1), an aliphatic dicarboxylic acid residue represented by the following general formula (2), and a diol represented by the following general formula (3) A mixed composition of a polyester copolymer (A), cellulose, and polyalkylene glycol, which is a combination of a residue and a diol residue represented by the following general formula (4) and / or the following general formula (5) ( An aromatic polyester composition obtained by melt-kneading B).
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ポリエステル共重合体(A)と混合組成物(B)との混合比率が、重量比率で(3:7)〜(7:3)の範囲である、請求項1記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the mixing ratio of the polyester copolymer (A) and the mixed composition (B) is in the range of (3: 7) to (7: 3) by weight. 混合組成物(B)が、セルロースとポリアルキレングリコールとの粉末混合物を粉砕処理して得られる組成物である、請求項1記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the mixed composition (B) is a composition obtained by pulverizing a powder mixture of cellulose and polyalkylene glycol. 混合組成物(B)のセルロースとポリアルキレングリコールとの混合比率が、重量比率で(9:1)〜(1:9)である、請求項1記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein a mixing ratio of the cellulose and the polyalkylene glycol in the mixed composition (B) is (9: 1) to (1: 9) by weight. ポリアルキレングリコールが数平均分子量1万〜500万のポリエチレングリコールである、請求項1記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the polyalkylene glycol is polyethylene glycol having a number average molecular weight of 10,000 to 5,000,000. 前記一般式(1)で表される芳香族ジカルボン酸残基と前記一般式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸残基との比が、重量比率で、(9:1)〜(6:4)である、請求項1記載の組成物。   The ratio of the aromatic dicarboxylic acid residue represented by the general formula (1) and the aliphatic dicarboxylic acid residue represented by the general formula (2) is (9: 1)-(6 The composition of Claim 1 which is: 4). 芳香族ジカルボン酸成分が下記式(6)、脂肪族ジカルボン酸成分が式(7)、ジヒドロキシ化合物が式(8)および(9)で表される請求項1記載の組成物。
Figure 2007112822
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The composition according to claim 1, wherein the aromatic dicarboxylic acid component is represented by the following formula (6), the aliphatic dicarboxylic acid component is represented by the formula (7), and the dihydroxy compound is represented by the formulas (8) and (9).
Figure 2007112822
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請求項1記載の芳香族ポリエステル組成物からなる成型品。   A molded article comprising the aromatic polyester composition according to claim 1.
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