JP2020535238A - 高耐熱性ポリカーボネートエステル及びその調製方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、高耐熱性生体ベースポリカーボネートエステル及びそれを調製するための方法に関し、より詳細には、この高耐熱性生体ベースポリカーボネートエステルが、優れた耐熱性、透明性及び加工性を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル及びそれを調製するための方法に関する。より詳細には、このポリカーボネートエステルは、耐熱性、透明性及び加工性に優れている。

１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとカーボネート又は１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートとの溶融重縮合により調製されたバイオベースポリカーボネートエステルは、バイオマスに由来するバイオベースモノマー、すなわち１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールを含有するバイオプラスチックである。バイオベースポリカーボネートエステルは、ＰＭＭＡ（ポリ（メタクリル酸メチル））の高透明性及びビスフェノールＡ（ＢＰＡ）ポリカーボネートの高耐熱性を有する。

そのようなバイオベースポリカーボネートエステルの構造上の特徴は、それが環境ホルモンの原因であるＢＰＡを含まない点にある。また、脂肪族環の分子構造を有する１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートモノマーを共重合させることにより、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの分子構造に起因する低延性を改善することも可能である。更に、カーボネート結合の一部をエステル結合で置き換えることにより、カーボネート結合の欠点を埋め合わせることも可能である。

１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールは２種のヒドロキシル基の相対的配置に応じて異なった化学的特性を有する、下記の３種の立体異性体：下記の式ａで表されるイソマンニド（融点：８１〜８５℃）、下記の式ｂで表されるイソソルビド（融点：６１〜６２℃）、及び下記の式ｃで表されるイソイジド（融点：６４℃）を有する。

特に、代表的な透明なエンジニアプラスチックであるポリカーボネートを調製するためのモノマーとして、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールを使用する場合、このように調製されたポリカーボネートは、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの量は少ないが、その分子の構造上の特徴、すなわち剛直な縮合複素環の立体構造が原因で、バイオプラスチックの利点とともに、高耐熱性及び透明性、並びに優れた表面硬度、ＵＶ安定性、難燃性及び耐薬品性を有している。これらの利点により、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールはバイオプラスチックを開発するための代表的な原材料としてその適用分野を拡大している。

また、１，４−ジメチル−シクロヘキサンジカルボキシレート（ＤＭＣＤ）、又はＤＭＣＤの加水分解生成物である１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（ＣＨＤＡ）は、その分子中心にシクロヘキサン環構造を有する。したがって、それがポリマー鎖に組み込まれる場合、分子構造の柔軟性及び硬度の独自の組合せのため、ポリマーのＵＶ安定性及び耐候性だけでなく、光沢保持性、耐黄変性、加水分解安定性、耐腐食性及び耐薬品性等のポリマーの特性も改善することが可能である。更に、ＤＭＣＤ又はＣＨＤＡは下記の式ｄで表されるシス及びトランス型の異性体混合物から構成されている。市販のＤＭＣＤのシス／トランス比は約８０／２０％である。ポリマー鎖にＤＭＣＤ又はＣＨＤＡとしてそのような脂肪族環構造が存在する場合、脂肪族環の分子のフリップ運動に起因するポリマーの二次的な機械的緩和が起こり、それによってポリマーの機械的特性が改善する。特に、このことにはポリマーの衝撃強さが増強される利点がある。

また、近年、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１７０℃以上で、自動車、電子機器、産業用照明及び医療用途等の多様な分野で利用できる高耐熱性材料が開発されており、その需要が高まっている。一方、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとカーボネート又は１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートとの溶融重縮合により調製されたバイオベースポリカーボネートエステルは、Ｔｇが１７０℃以下であり、高耐熱性材料として使用するためにはその耐熱性の増強が必要である。

ＢＰＡポリカーボネートの耐熱性を増強させるために、嵩高く剛直な構造をもつ多様なモノマーを使用した共重合ポリカーボネートが開発されている。しかし、嵩高く剛直な構造を有するモノマーは、合成することが困難で複雑であるため、高価である。更に、耐熱性を十分に増強するために大量のＢＰＡを置換することが必要であり、これによりＢＰＡポリカーボネートの優れた機械的特徴並びに透明性及び流動性を損なうという問題が発生する。

技術的問題

したがって、本発明の一目的は、耐熱性及び経済的な効率の増強に対処し、バイオベースポリカーボネートエステルの高透明性を維持し、同時に高流動性をも実現することができる安価な原材料から調製された高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル並びにそれを調製するための方法を提供することである。

問題への解決策

上記の目的を達成するために、本発明は、
下記の式１で表される繰り返し単位１、
下記の式２で表される繰り返し単位２、及び
下記の式３で表される繰り返し単位３を含む、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを提供する。

更に、本発明は、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法であって、
（１）下記の式４で表される化合物を、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体に変換した後、フェノール若しくはフェノール置換基との求核反応をすること、又は下記の式４で表される化合物にフェノール若しくはフェノール置換基とのエステル交換反応若しくはエステル化反応を施すことにより、下記の式５で表される化合物を調製するステップ、並びに
（２）下記の式５〜７で表される化合物と１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとに溶融重縮合反応を施して、下記の式１〜３で表される繰り返し単位１〜３を含有する化合物を調製するステップを含む方法を提供する。

上記の式中、Ｒ^１はメチル又は水素であり、Ｒ^２及びＲ^３はそれぞれ、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基又は６〜１８個の炭素原子を有するアリール基であって、アリール基が１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリール基、１〜１８個の炭素原子を有するアルコキシ基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルコキシ基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールオキシ基、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルスルホニル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルスルホニル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールスルホニル基、及びエステル置換基からなる群から選択される、少なくとも１種の置換基を有してもよい。

発明の有利な効果

本発明の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、ガラス転移温度が１６０℃以上であるので、優れた耐熱性を有し、透明性及び加工性に優れ、ビスフェノールを含まないので環境に優しい。

以下、本発明を詳細に説明する。

高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル
本発明は、下記の式１で表される繰り返し単位１、下記の式２で表される繰り返し単位２、及び下記の式３で表される繰り返し単位３を含む、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを提供する。

繰り返し単位１は、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとカーボネートとの反応から得てもよく、繰り返し単位２は、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールと１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートとの反応から得てもよく、繰り返し単位３は、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとテレフタレートとの反応から得てもよい。

繰り返し単位２における１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートのシス／トランス比は、１／９９〜９９／１％、２０／８０〜８０／２０％、又は３０／７０〜７０／３０％でもよい。

１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールは、イソマンニド、イソソルビド又はイソイジドでもよい。詳細には、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールはイソソルビドでもよい。

詳細には、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、繰り返し単位１〜３から構成されている。繰り返し単位１〜３のモル分率が、それぞれｘ、ｙ及びｚである場合、ｘは０を超え１未満の実数であり、ｙは０を超え０．７までの実数であり、ｚは０を超え０．６までの実数であり、ｘ＋ｙ＋ｚは１でもよい。より詳細には、ｘは０を超え０．９まで、又は０を超え０．８までの実数であり、ｙは０を超え０．６まで、又は０を超え０．５までの実数であり、ｚは０を超え０．５まで、又は０を超え０．４までの実数であり、ｘ＋ｙ＋ｚは１でもよい。

高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、１６０〜２４０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）、及び２６０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定した場合、５〜１５０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有してもよい。詳細には、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、１７０〜２２０℃又は１８０〜２００℃のＴｇ、及び２６０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定した場合、１０〜１００ｇ／１０分又は１５〜５０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有してもよい。

高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、０．３〜２．３ｄＬ／ｇの固有粘度（ＩＶ）を有してもよい。

高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法
更に、本発明は、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法であって、
（１）下記の式４で表される化合物を、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体に変換した後、フェノール若しくはフェノール置換基との求核反応をすること、又は下記の式４で表される化合物にフェノール若しくはフェノール置換基とのエステル交換反応若しくはエステル化反応を施して、下記の式５で表される化合物を調製するステップ、並びに
（２）下記の式５〜７で表される化合物と１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとに溶融重縮合反応を施して、下記の式１〜３で表される繰り返し単位１〜３を含有する化合物を調製するステップを含む方法を提供する。

上記の式中、Ｒ^１はメチル又は水素であり、Ｒ^２及びＲ^３はそれぞれ、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基又は６〜１８個の炭素原子を有するアリール基であって、アリール基が１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリール基、１〜１８個の炭素原子を有するアルコキシ基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルコキシ基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールオキシ基、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルスルホニル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルスルホニル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールスルホニル基、及びエステル置換基からなる群から選択される、少なくとも１種の置換基を有してもよい。ここで、エステル置換基は１〜１８個の炭素原子を有するアルキルエステル、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルエステル、又は６〜１８個の炭素原子を有するアリールエステルでもよい。

ステップ（１）
本ステップでは、上記の式４で表される化合物を、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体に変換した後、フェノール若しくはフェノール置換基との求核反応をすること、又は上記の式４で表される化合物にフェノール若しくはフェノール置換基とのエステル交換反応若しくはエステル化反応を施すことにより、上記の式５で表される化合物を調製する。

フェノール置換基は、下記の式９で表される化合物でもよい。

上記の式９中、Ｒ^５は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリール基、１〜１８個の炭素原子を有するアルコキシ基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルコキシ基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールオキシ基、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルスルホニル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルスルホニル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールスルホニル基、又はエステル置換基である。ここで、エステル置換基は１〜１８個の炭素原子を有するアルキルエステル、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルエステル、又は６〜１８個の炭素原子を有するアリールエステルでもよい。

中間反応体
末端にハロゲン官能基を有する中間反応体は、下記の式８で表される化合物でもよい。

上記の式８中、Ｒ^４はそれぞれ独立にＦ、Ｃｌ又はＢｒである。

詳細には、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体は、Ｒ^４がＣｌである塩化テレフタロイル（ＴＰＣ）でもよい。

更に、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体は、上記の式４で表される化合物（ジカルボキシレート又はジカルボン酸）をハロゲン化化合物と反応させることにより調製してもよい。

ハロゲン化化合物は、ホスゲン、トリホスゲン、塩化チオニル、塩化オキサリル、三塩化リン、五塩化リン、五臭化リン及びフッ化シアヌルからなる群から選択される、少なくとも１種でもよい。詳細には、ハロゲン化化合物は、反応副生成物を容易に除去することができる、ホスゲン、塩化チオニル及び塩化オキサリルからなる群から選択される、少なくとも１種の塩素化剤であってもよい。更に、ハロゲン化化合物は商業上の観点から見てホスゲンであることが好ましい場合がある。

添加するハロゲン化化合物の量は、最初に利用された上記の式４の化合物のモル量の１〜１０倍、１．５〜７．５倍又は２〜５倍でもよい。

反応条件及び中間反応体への変換にかかる時間は、上記の式４の化合物及びハロゲン化化合物の種類に応じて変動してもよい。詳細には、中間反応体への変換は大気圧下で−３０〜１５０℃の温度で５分間〜４８時間実施してもよい。より詳細には、中間反応体への変換は大気圧下で２０〜１００℃又は４０〜８０℃の温度で１０分間〜２４時間実施してもよい。

中間反応体への変換では、上記の式４の化合物を溶解又は分散するために有機溶剤を使用してもよい。このとき、使用してもよい有機溶剤は、たとえば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル等でもよい。

中間反応体の変換率及び反応収率を増加させるために、上記の式４の化合物及び中間反応体への変換で使用されるハロゲン化化合物の種類に応じて触媒を使用してもよい。この目的を満たすのであれば、触媒の種類に特に制限はない。使用してもよい有機触媒には、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素、テトラエチル尿素及びテトラブチル尿素が含まれる。無機触媒には、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ_３）、塩化鉄（ＦｅＣｌ_３）、塩化ビスマス（ＢｉＣｌ_３）、塩化ガリウム（ＧａＣｌ_３）、五塩化アンチモン（ＳｂＣｌ_５）、三フッ化ホウ素（ＢＦ_３）、トリフルオロメタンスルホン酸ビスマス（Ｂｉ（ＯＴｆ）_３）、四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ_４）、四臭化チタン（ＴｉＢＲ_４）及び四臭化ジルコニウム（ＺｒＢＲ_４）を含んでもよい。中でも、ジメチルホルムアミド、テトラメチル尿素、又はジメチルイミダゾリジノンは有機触媒として使用してもよく、塩化アルミニウム又は四塩化チタンは無機触媒として使用してもよい。更に、ジメチルホルムアミドは商業的に好ましい有機触媒として使用してもよく、塩化アルミニウムは商業的に好ましい無機触媒として使用してもよい。

中間反応体への変換で使用される触媒の量に特に制限はないが、上記の式４の化合物及びハロゲン化化合物の種類に応じて変動する。詳細には、中間反応体への変換で使用される触媒の量は、最初に利用された上記の式４の化合物の総モル量に対して、０を超え１０モル％まで、０を超え５モル％まで、０を超え３モル％までの範囲でもよい。中間反応体への変換で使用される触媒の量が上記の範囲内である場合、反応速度が低下し、暴走反応及び発熱反応が誘発されるという問題を防止することが可能である。

上記のステップ（１）で、上記の式４でＲ^１が水素である場合はテレフタル酸（ＴＰＡ）、又は上記の式４でＲ^１がメチルである場合はジメチルテレフタル酸（ＤＭＴ）が、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体としてＴＰＣに変換され、続いてフェノール又はフェノール置換基と反応して、上記の式５で表されるテレフタル酸ジフェニル（ＤＰＴ）が調製される（下記の反応スキーム１参照、ただしＭｅはメチル、Ｐｈはフェニル基である）。

上記の求核反応における、上記の式８で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比は、１：１〜５でもよい。詳細には、上記の求核反応における、上記の式８で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比は、１：２〜３でもよい。上記の求核反応における、上記の式８で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比が上記の範囲内である場合、過剰な量のフェノール又はフェノール置換基を使用することにより引き起こされるおそれがある、上記の式５で表される化合物（ＤＰＴ）の最終的な収率が減少するという問題を防止することが可能である。

エステル交換反応又はエステル化反応
更に、上記のステップ（１）で、上記の式４でＲ^１が水素である場合はＴＰＡ、又は上記の式４でＲ^１がメチルである場合はＤＭＴが、フェノール又はフェノール置換基とのエステル交換反応又はエステル化反応にかけられて、上記の式５で表される化合物が調製される（上記の反応スキーム１参照）。

エステル交換反応又はエステル化反応は２０〜３００℃で実施してもよい。詳細には、エステル交換反応又はエステル化反応は大気圧下で５０〜２５０℃若しくは１００〜２００℃で、又は０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２若しくは１〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力下で５０〜３００℃で実施してもよい。

エステル交換反応又はエステル化反応は５分間〜４８時間又は１０分間〜２４時間実施してもよい。

エステル交換反応又はエステル化反応における、上記の式４で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比は、１：２〜４０でもよい。詳細には、エステル交換反応又はエステル化反応における、上記の式４で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比は、１：３〜３０又は１：４〜２０でもよい。上記の式４で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比が上記の範囲内である場合、少量のフェノール又はフェノール置換基を使用することにより引き起こされるおそれがある、上記の式５で表される化合物の最終的な収率が減少するという問題を防止することが可能である。

ステップ（２）
このステップで、下記の式５〜７で表される化合物と１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとは溶融重縮合反応にかけられて、下記の式１〜３で表される繰り返し単位１〜３を含有する化合物が調製される。

上記の式中、Ｒ^２及びＲ^３はそれぞれ、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基又は６〜１８個の炭素原子を有するアリール基であって、アリール基が１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリール基、１〜１８個の炭素原子を有するアルコキシ基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルコキシ基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールオキシ基、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルスルホニル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルスルホニル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールスルホニル基、及びエステル置換基からなる群から選択される、少なくとも１種の置換基を有してもよい。ここで、エステル置換基は１〜１８個の炭素原子を有するアルキルエステル、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルエステル、又は６〜１８個の炭素原子を有するアリールエステルでもよい。

上記の式６で表される化合物のシス／トランス比は、１／９９〜９９／１％、１０／９０〜９０／１０％、又は２０／８０〜８０／２０％でもよい。更に、繰り返し単位２における１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートのシス／トランス比は１／９９〜９９／１％、２０／８０〜８０／２０％、又は３０／７０〜７０／３０％でもよい。

上記の式７で表される化合物はジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−ｔ−ブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、又はビス（メチルサリチル）カーボネートでもよい。

詳細には、上記の溶融重縮合反応は減圧下で実施されるので、上記の式７で表される化合物としてジフェニルカーボネート又は置換ジフェニルカーボネートを使用してもよい。置換ジフェニルカーボネートはジトリルカーボネート又はビス（メチルサリチル）カーボネートでもよい。

１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトール
１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールは、イソマンニド、イソソルビド又はイソイジドでもよい。詳細には、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールはイソソルビドでもよい。

また、このように調製された高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルの耐熱性、透明性及び機械的特性を増強するために、溶融重縮合で使用される１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールを高純度に維持することが非常に重要である。１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールは粉末、フレーク又は水溶液の形態でもよい。しかし、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールは長時間空気に曝露される場合、容易に酸化し変色し、最終的なポリマーの色彩及び分子量が満足なものではなくなるという問題が発生するおそれがある。したがって、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの空気への曝露を最小限に抑えることが必要である。１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールがいったん空気に曝露されると、酸素吸収剤等の脱酸剤とともに保管されることが好ましい。更に、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトール調製の多段階工程において生成した、内部に含有されている不純物を除去することにより、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールを精製することが、その純度を維持するために非常に重要である。詳細には、蒸留による１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの精製において、最初の分離により除去できる微量レベルの酸性液体成分、及び残留物分離により除去できるアルカリ金属成分を除去することが不可欠である。酸性液体成分及びアルカリ金属成分は、それぞれ１０ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以下又は３ｐｐｍ以下のレベルに保ち得る。

高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル
高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、上記の繰り返し単位１〜３から構成されてもよい。詳細には、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールと上記の式７で表される化合物とを反応させて、カーボネート結合（繰り返し単位１、式１）を形成してもよく、１，４：３，６−ジアンヒドロキシヘキシトール（dianhydroxyhexitol）と上記の式６で表される化合物とを反応させて、エステル結合（繰り返し単位２、式２）を形成してもよく、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールと上記の式５で表される化合物を反応させて、エステル結合（繰り返し単位３、式３）を形成してもよい。

このとき、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールのモル分率が１であり、上記の式７で表される化合物のモル分率がｘであり、上記の式６で表される化合物（１，４−ジフェニル−シクロヘキサンジカルボキシレート、ＤＰＣＤ）のモル分率がｙであり、上記の式５で表される化合物（ＤＰＴ）のモル分率がｚである場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である（下記の反応スキーム２参照、ただしＰｈはフェニル基である）。

詳細には、上記の式５及び６で表される化合物の量が０である場合、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとジフェニルカーボネート（式７）との溶融重縮合により調製されたポリカーボネートはＴｇが１６３℃である。ここで、上記の式５及び６で表される化合物の量が増加する場合、ポリマー鎖中のエステル結合は増加する。上記の式５で表される化合物の量が１である場合、Ｔｇが２１５℃であるポリエステルが調製される。上記の式６で表される化合物の量が１である場合、Ｔｇが１３２℃のポリエステルが調製される。

それゆえ、上記の式２及び３で表される繰り返し単位２及び３の含有量並びにポリマー鎖に含有されているカーボネート及びエステル結合の数は、上記の式５及び６で表される化合物の量によって異なる。ポリマー鎖がカーボネート及びエステル結合をともに含有する（繰り返し単位１〜３を含む）場合、多様な用途に適した特性を実現することが可能である。特に、本発明で目標とするような耐熱性、透明性及び加工性に優れたポリマーを提供することができる。

上記の式５で表される化合物、上記の式６で表される化合物及び上記の式７で表される化合物の総量は、１ｍｏｌ％の１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールに対してそれぞれ０．７〜１．３ｍｏｌ％、０．９〜１．１ｍｏｌ％又は０．９５〜１．０５ｍｏｌ％でもよい。

一般に、ポリカーボネートはポリエステルと比較して耐熱性及び機械的特性に優れているが、耐薬品性、残留応力及び成形サイクル時間では劣っている。しかし、上記のように、その１つのポリマー鎖中にカーボネート及びエステル結合をともに含有するポリカーボネートエステルは、ポリカーボネート及びポリエステルの利点を有すると同時に、その欠点を埋め合わせることになる。

溶融重縮合反応
溶融重縮合反応は、高粘度を有する溶融反応体から急速に副生成物を除去し、重合反応を促進するために、段階的な手段で温度を上昇させ、圧力を低下させることにより実施してもよい。

詳細には、上記のステップ（２）の溶融重縮合反応は、
（２−１）５０〜７００ｔｏｒｒの減圧下で１３０〜２５０℃、１４０〜２４０℃又は１５０〜２３０℃の温度で、０．１〜１０時間又は０．５〜５時間の第１の反応ステップ、及び
（２−２）０．１〜２０ｔｏｒｒの減圧下で２００〜３５０℃、２２０〜２８０℃又は２３０〜２７０℃の温度で、０．１〜１０時間又は０．５〜５時間の第２の反応ステップ
を含んでよい。

詳細には、溶融重縮合反応は、
（２−１）温度を１３０〜２００℃に上昇させ、続いて圧力を２００〜７００ｔｏｒｒに低下させること、及び０．１〜１０℃／分の速度で温度を２００〜２５０℃に上昇させ、続いて圧力を５０〜１８０ｔｏｒｒに低下させることを含む、第１の反応ステップ、並びに
（２−２）圧力を１〜２０ｔｏｒｒに低下させ、続いて０．１〜５℃／分の速度で温度を２００〜３５０℃に上昇させること、及び圧力を０．１〜１ｔｏｒｒに低下させることを含む、第２の反応ステップ
を含んでよい。

また、フェノールは溶融重縮合反応時に反応副生成物として生成し得る。反応平衡をポリカーボネートエステルの生成の方へシフトさせるために、副生成物として生成するフェノールを反応系から除去することが好ましい。溶融重縮合反応における温度上昇の速度が上記の範囲内である場合、反応副生成物であるフェノールが、反応原材料とともに、蒸発又は昇華するという問題を防止することが可能である。詳細には、ポリカーボネートエステルは、バッチ又は連続工程で調製してもよい。

特に、高透明性のポリマーを生成するためには、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールを使用する溶融重縮合反応に比較的低い反応温度が適している。更に、このように調製されたポリマーの機械的特性を保証するために、溶融重縮合反応が高度な重合へと実施されることが好ましい。この目的のために、溶融重縮合反応に高粘度重合反応器を使用することが有効である。溶融重縮合反応において目標とされる粘度は、１０，０００〜１，０００，０００ポアズ、２０，０００〜５００，０００ポアズ、又は５０，０００〜２００，０００ポアズでもよい。

追加のジオール化合物
上記のステップ（２）中の反応体（すなわち、上記の式５〜７で表される化合物及び１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトール）は、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトール以外の追加のジオール化合物を含んでよく、追加のジオール化合物に特に制限はない。追加のジオール化合物はポリマーの目標特性に応じて第一級、第二級又は第三級ジオール化合物でもよい。

利用される追加のジオール化合物のモル比がｑである場合、利用される１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールのモル比は１−ｑとなるべきである。特に、追加のジオール化合物が石油化学系ジオール化合物である場合、その化合物は１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールに由来する最終的なポリマー中のバイオベース炭素含有量（ＡＳＴＭ−Ｄ６８６６）が少なくとも１ｍｏｌ％であるように使用してもよい。このとき、ｑは０≦ｑ＜０．９９を満たしてもよい。すなわち、１００ｍｏｌ％の１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールに対して９９ｍｏｌ％未満の量の追加のジオール化合物を使用してもよい。

ここで、このように調製された高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルの耐熱性、透明性、ＵＶ安定性及び耐候性を増強するために、追加のジオール化合物は、分子の中心部に１つの脂肪族環又は縮合複素環を有するジオール化合物でもよい。また、ヒドロキシル基が対称構造である場合、比例的に環のサイズ及び耐熱性が増加する。一方、光学的特徴はヒドロキシル基の環のサイズ及び位置に依存しないが、各原材料の特徴ごとに異なる。環のサイズが大きいほど、ジオール化合物を商業的に製造し、利用することがより困難になる。詳細には、追加のジオール化合物は、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、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、デカリンジメタノール、トリシクロテトラデカンジメタノール、ノルボルナンジメタノール、アダマンタンジメタノール、３，９−ビス（１，１−ジメチル−２−ヒドロキシエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、ビシクロ［２．２．２］オクタン−２，３−ジメタノール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，３−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、２−メチル−１，４−シクロヘキサンジオール、トリシクロデカンジオール、ペンタシクロペンタデカンジオール、デカリンジオール、トリシクロテトラデカンジオール、ノルボルナンジオール、アダマンタンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、２，２，４，４−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオール及び５，５’−（１−メチルエチリデン）ビス（２−フランメタノール）、テトラヒドロフラン−２，５−ジメタノール、バイオベース材料から誘導できる２，４：３，５−ジ−ｏ−メチレン−Ｄ−マンニトールからなる群から選択される、少なくとも１種でもよい。詳細には、追加のジオール化合物は、１，４−シクロヘキサンジメタノール、２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、２，２，４，４−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオール又はテトラヒドロフラン−２，５−ジメタノールでもよい。

追加のジフェニルエステル化合物
また、ステップ（２）中の反応体（すなわち、上記の式５〜７で表される化合物及び１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトール）は、ポリマーの目標特性に応じて、ポリマー鎖中のエステル結合用のモノマーである、上記の式５及び６で表される化合物以外の追加のジフェニルエステル化合物を含んでよい。利用されている追加のジフェニルエステル化合物のモル比がｐである場合、利用されている上記の式５〜７で表される化合物のモル比は１−ｐとなるべきである。このとき、ｐは０≦ｐ＜１を満たしてもよい。

追加のジフェニルエステル化合物は、１種類、又は２種類以上の混合物でもよい。

追加のジフェニルエステルは、第一級、第二級若しくは第三級ジカルボキシレート又はジカルボン酸（以下、追加のジカルボキシレート又はジカルボン酸と言う）をフェノール又はフェノール置換基と反応させることにより調製してもよい。このように調製された高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルの耐熱性、透明性、ＵＶ安定性及び耐候性を増強するために、分子の中心部に１つの脂肪族環若しくは縮合複素環を有する追加のジカルボキシレート又はジカルボン酸を、フェノール又はフェノール置換基と反応させることにより、追加のジフェニルエステルを調製してもよい。

追加のジカルボキシレート化合物は、１，２−ジメチル−シクロヘキサンジカルボキシレート、１，３−ジメチル−シクロヘキサンジカルボキシレート、ジメチルデカヒドロ−２，４−ナフタレンジカルボキシレート、ジメチルデカヒドロ−２，５−ナフタレンジカルボキシレート、ジメチルデカヒドロ−２，６−ナフタレンジカルボキシレート、ジメチルデカヒドロ−２，７−ナフタレンジカルボキシレート及びジメチルテトラヒドロフラン−２，５−ジカルボキシレートからなる群から選択される、少なくとも１種でもよい。

追加のジカルボン酸化合物は、１，２−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、デカヒドロ−２，４−ナフタレンジカルボン酸、デカヒドロ−２，５−ナフタレンジカルボン酸、デカヒドロ−２，６−ナフタレンジカルボン酸、デカヒドロ−２，７−ナフタレンジカルボン酸及びテトラヒドロフラン−２，５−ジカルボン酸からなる群から選択される、少なくとも１種でもよい。

詳細には、追加のジフェニルエステルは、ジメチルテトラヒドロフラン−２，５−ジカルボキシレート、テトラヒドロフラン−２，５−ジカルボン酸、ジメチルデカヒドロ−２，６−ナフタレンジカルボキシレート、又はバイオベース材料から誘導できるデカヒドロ−２，６−ナフタレンジカルボン酸から調製してもよい。

溶融重縮合反応用の触媒
上記の溶融重縮合反応において、この反応の反応性を増強するために触媒を使用することができる。触媒は任意の時間に反応ステップに添加してもよいが、反応前に添加することが好ましい。

ポリカーボネート溶融重縮合反応で通常使用される任意のアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属触媒を触媒として使用してもよい。触媒は塩基性アンモニウム若しくはアミン、塩基性亜リン酸又は塩基性ホウ素化合物と組み合わせて使用してもよい。代替として、触媒を単独で使用してもよい。アルカリ金属触媒の例としては、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化セシウム（ＣｓＯＨ）、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）、炭酸セシウム（Ｃｓ_２ＣＯ_３）、酢酸リチウム（ＬｉＯＡｃ）、酢酸ナトリウム（ＮａＯＡｃ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）、酢酸セシウム（ＣｓＯＡｃ）等を挙げ得る。更に、アルカリ土類金属触媒の例としては、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）_２）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、水酸化ストロンチウム（Ｓｒ（ＯＨ）_２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ_３）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、酢酸カルシウム（Ｃａ（ＯＡｃ）_２）、酢酸バリウム（Ｂａ（ＯＡｃ）_２）、酢酸マグネシウム（Ｍｇ（ＯＡｃ）_２）、酢酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＯＡｃ）_２）等を挙げ得る。更に、触媒としてアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の酸化物、水素化物、アミド又はフェノラートを使用してもよい。その例には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、アルミン酸ナトリウム（ＮａＡｌＯ_２）等を挙げ得る。更に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ジブチルスズ（（Ｃ_４Ｈ_９）_２ＳｎＯ）、三酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）を触媒として使用してもよい。

溶融重縮合反応において、触媒は、１モルの全ジオール化合物に対して触媒の金属当量が、０を超え５ｍｍｏｌまで、０を超え３ｍｍｏｌまで、又は０を超え１ｍｍｏｌまでとなるような量で使用してもよい。触媒の量が上記の範囲内である場合、重合の程度が目標とする重合の程度未満に下降し、副反応が生じ、それによって透明性のような目標とする物理的特性が損なわれるという問題を防止することが可能である。

更に、本発明の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法では、必要により多様な添加剤を反応体に添加してもよい。たとえば、添加剤は、立体障害性フェノール、ヒドロキノン、亜リン酸及びその置換化合物等の酸化防止剤又は熱安定剤、レソルシノール、サリチレート等のＵＶ吸収剤、ホスファイト、ハイドロホスファイト等の着色保護剤、並びにモンタン酸、ステアリルアルコール等の滑沢剤を含んでもよい。更に、着色剤として染料及び顔料を使用してもよく、導電剤、着色剤又は核形成剤としてカーボンブラックを使用してもよく、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤等を使用してもよい。上述の添加剤は、最終的なポリマーの特性、特に透明性に悪影響を及ぼさない量で使用してもよい。

発明の形態

以下、本発明を下記の例によってより詳細に説明する。しかし、これらの例は例示のためにのみ提供されており、本発明はそれに限定されるものではない。

調製例１：ＴＰＡからのＤＰＴの調製
４枚羽根撹拌機、ホスゲン及び窒素ガスの入口、ガスの出口並びに温度計を備えた１Ｌの丸底フラスコに、１００ｇ（０．６０ｍｏｌ）のＴＰＡ（ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）及び２００ｇのトルエンを入れた。混合物を室温で撹拌した。１．２８ｍｏｌのホスゲンガスを大気圧下で１０時間フラスコに供給して反応を実施した。その後、フラスコに２時間窒素ガスを供給して、副生成物として発生した残存ホスゲン及び塩酸ガスを除去し、それによって透明で均質な反応溶液を得た。ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により反応溶液を分析した結果、ＴＰＣの比は４９重量％であり、反応収率は８７％であることが分かった。

次いで、減圧下で反応溶液から、最初に供給されたトルエンの５０重量％を留去した。その後、１２１ｇ（１．２８ｍｏｌ）のフェノールを１２１ｇのトルエンに溶解させたフェノール溶液を、滴下漏斗により２時間反応溶液に添加した。混合物を１時間撹拌した。反応が完了した時点で、トルエンを減圧下で反応溶液から留去した。このように得られた粗ＤＰＴを再結晶により精製した。次いで、精製されたＤＰＴを９０℃で真空下で２４時間乾燥させて、１６２ｇのＤＰＴを得た。ここで、ＧＣ分析によると反応収率は８５％であり、ＤＰＴの純度は９９．８％であった。

調製例２：ＴＰＡからのＤＰＴの調製
有機触媒として１．２７ｇ（０．０１７ｍｏｌ）のジメチルホルムアミドを利用したことを除いては調製例１の手順を繰り返して、ＤＰＴを調製した。合成の結果、ＧＣ分析によると反応収率は８４％であり、ＤＰＴの純度は９９．７％であった。

調製例３：ＤＭＴからのＤＰＴの調製
４枚羽根撹拌機、ホスゲン及び窒素ガスの入口、ガスの出口並びに温度計を備えた１Ｌの丸底フラスコに、１００ｇ（０．５１ｍｏｌ）のＤＭＴ（ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、２．０ｇ（０．０１５ｍｏｌ）の塩化アルミニウム、及び２００ｇのトルエンを入れた。混合物を室温で撹拌した。１．１０ｍｏｌのホスゲンガスを大気圧下で１０時間フラスコに供給して反応を実施した。その後、フラスコに２時間窒素ガスを供給して、副生成物として発生した残存ホスゲン及び塩酸ガスを除去し、それによって透明で均質な反応溶液を得た。ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により反応溶液を分析した結果、ＴＰＣの比は４８重量％であり反応収率は８９％であることが分かった。

次いで、減圧下で反応溶液から、最初に供給されたトルエンの５０重量％を留去した。その後、１００ｇ（１．０６ｍｏｌ）のフェノールを１００ｇのトルエンに溶解させたフェノール溶液を、滴下漏斗により２時間反応溶液に添加した。混合物を１時間撹拌した。反応が完了した時点で、トルエンを減圧下で反応溶液から留去した。このように得られた粗ＤＰＴを再結晶により精製した。次いで、精製されたＤＰＴを９０℃で真空下で２４時間乾燥させて、８５ｇのＤＰＴを得た。ここで、ＧＣ分析によるとＤＰＴの反応収率は８７％であり、ＤＰＴの純度は９９．７％であった。

調製例４：ＴＰＡからのＤＰＴの調製
４枚羽根撹拌機、冷却コンデンサ及び温度計を備えた１Ｌのオートクレーブに１００ｇ（０．６ｍｏｌ）のＴＰＡ、５６５ｇ（６ｍｏｌ）のフェノール、及び触媒として１．８３ｇ（０．０１ｍｏｌ）の酢酸亜鉛（Ｚｎ（ＯＡｃ）_２）を入れた。次いで、混合物を１００℃に加熱し撹拌し、続いて１ｋｇｆ／ｃｍ^２まで加圧し、温度を上昇させて２００℃で１０時間反応を実施した。このとき、反応副生成物として発生した水をオートクレーブから排出した。反応が完了した時点で、減圧下で過剰に添加されたフェノールを留去し、それによって最後に未反応材料を含有する固形生成物を得た。

次いで、未反応材料を含有する１３６ｇの固形生成物、２８２ｇのフェノール、４００ｇのトルエン、及び０．９２ｇの酢酸亜鉛を上記のようなオートクレーブに入れ、次いで室温で撹拌した。その後、混合物を１００℃に加熱し、室温で１０時間反応にかけた。このとき、反応副生成物として発生した水をオートクレーブから排出した。反応が完了した時点で、反応体を５０℃に冷却し、フィルターを使用して固液分離により分離した。次いで、エバポレータを使用して、分離されたトルエン溶液からトルエンを除去し、このように得られた粗ＤＰＴを再結晶により精製した。その後、精製されたＤＰＴを９０℃で真空下で２４時間乾燥させて８０ｇのＤＰＴを得た。ここで、反応収率は４２％であった。

調製例５：ＤＭＴからのＤＰＴの調製
４枚羽根撹拌機、冷却コンデンサ及び温度計を備えた１Ｌのオートクレーブに１００ｇ（０．５１ｍｏｌ）のＤＭＴ（ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、４８０ｇ（５．１０ｍｏｌ）のフェノール、及び１．７２ｇ（０．０１ｍｏｌ）のｐ−トルエンスルホン酸を入れた。次いで、混合物を１００℃に加熱し、撹拌し、続いて１ｋｇｆ／ｃｍ^２まで加圧し、温度を上昇させて２００℃で１０時間反応を実施した。このとき、反応副生成物として発生したメタノールをオートクレーブから排出した。反応が完了した時点で、過剰に添加されたフェノールを減圧下で留去し、それによって最後に未反応材料を含有する固形物を得た。

次いで、未反応材料を含有する１４０ｇの固形物、２４０ｇのフェノール、４００ｇのトルエン、及び０．８６ｇのｐ−トルエンスルホン酸を上記のようなオートクレーブに入れ、次いで室温で撹拌した。その後、混合物を１００℃に加熱し、室温で１０時間反応にかけた。このとき、反応副生成物として発生したメタノールをオートクレーブから排出した。反応が完了した時点で、反応体を室温まで冷却し、フィルターを使用して固液分離により分離した。次いで、エバポレータを使用して、分離されたトルエン溶液からトルエンを除去し、このように得られた粗ＤＰＴを再結晶により精製した。その後、精製されたＤＰＴを９０℃で真空下で２４時間乾燥させて１０６ｇのＤＰＴを得た。ここで、反応収率は６５％であった。

実施例１：高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルの調製
重縮合のため１８Ｌのベンチスケール反応器に１，９９５ｇ（１３．７ｍｏｌ）のイソソルビド（ＩＳＢ、Ｒｏｑｕｅｔｔｅ Ｆｒｅｒｅｓ）、調製例１で調製された４３６ｇ（１．３７ｍｏｌ）のＤＰＴ、４４４ｇ（１．３７ｍｏｌ）のＤＰＣＤ（ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、２，３４５ｇ（１０．９６ｍｏｌ）のＤＰＣ（Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ）、及びアルミン酸ナトリウム（ＮａＡｌＯ_２）の１％水溶液２ｇを入れた。混合物を１５０℃に加熱した。いったん温度が１５０℃に達すると、圧力を４００ｔｏｒｒに低下させ、次いで温度を１時間かけて１９０℃に上昇させた。温度上昇中、重合反応の副生成物としてフェノールが発生した。温度が１９０℃に達した場合、圧力を１００ｔｏｒｒに低下させ２０分間維持し、次いで温度を２０分かけて２３０℃に上昇させた。いったん温度が２３０℃に達すると、圧力を１０ｔｏｒｒに低下させ、次いで温度を１０分かけて２５０℃に上昇させた。圧力を２５０℃で１ｔｏｒｒ以下に低下させ、目標とする撹拌トルクに達するまで反応を続けた。目標とする撹拌トルクに達すると、反応を終了させた。重合生成物を圧力下でストランドとして排出し、水浴中で急冷させ、次いでペレットに切り分けた。このように調製されたポリカーボネートエステルはＴｇが１６８℃であり、ＩＶは０．５４ｄＬ／ｇであった。

実施例２〜１０：高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルの調製
ポリマー用の原材料が下記の表１に記載されているとおりであることを除いては、実施例１と同一の手順を繰り返した。

比較例１：ＣＨＤＭからのバイオベースポリカーボネートエステルの調製
調製例１で調製された１，６２３ｇ（５．１ｍｏｌ）のＤＰＴ、２，５４９ｇ（１１．９ｍｏｌ）のＤＰＣ、１，９８８ｇ（１３．６ｍｏｌ）のＩＳＢ、及び４９０ｇ（３．４ｍｏｌ）の１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ、ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を使用した一方、ＤＰＣＤは使用しなかったことを除いては、実施例１と同一の手順を繰り返してポリカーボネートエステルを調製した。このように調製されたポリカーボネートエステルのＴｇは１５５℃であり、ＩＶは０．５５ｄＬ／ｇであった。

比較例２及び３
ポリマー用の原材料が下記の表１に記載されているとおりであることを除いては、比較例１と同一の手順を繰り返してポリカーボネートエステルを調製した。

試験例：物理的特性の評価
実施例１〜１０及び比較例１〜３のポリカーボネートエステルをそれぞれその物理的特性について下記の方法により評価した。測定された物理的特性は下記の表１に示されている。

ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定
ＡＳＴＭ Ｄ３４１８に基づいて示差走査熱量計（Ｑ２０、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用してガラス転移温度を測定した。

光透過率（Ｔ）の測定
ＡＳＴＭ Ｄ１００３に基づいて分光光度計（ＣＭ−３６００Ａ、コニカミノルタ）を使用して厚さ４ｍｍの試料について光透過率を測定した。

メルトフローインデックス（ＭＦＩ）の測定
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて、メルトインデックス測定装置（Ｇ−０１、東洋精機）を使用して２６０℃で２．１６ｋｇの荷重の条件下でメルトフローインデックスを測定した。

上記の表１に示すように、本発明の方法による実施例１〜１０でジフェニルテレフタル酸（ＤＰＴ）から調製された、式５で表される高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、ＤＰＣと１，４−ジフェニル−シクロヘキサンジカルボキシレート（ＤＰＣＤ）とのみから共重合させた従来のバイオベースポリカーボネートエステルと比較してガラス転移温度が高い。したがって、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは高耐熱性が必要な用途に適している。

更に、ＤＰＣＤの繰り返し単位の含有量が増加しているので（実施例１、２及び４〜６）、脂肪族環モノマーの含有量が増加するにつれてガラス転移温度は低下している。しかし、メルトフローインデックスは増加し、結果として流動性が増加する。

更に、ＤＰＴの繰り返し単位の含有量が増加するにつれて（実施例２〜４及び６〜８）、ガラス転移温度が上昇する一方で、メルトフローインデックスは低下したことが確認された。特に、実施例３では、ガラス転移温度が実施例１のガラス転移温度より高い場合でもメルトフローインデックスはほぼ同じである。実施例７では、ガラス転移温度が実施例１及び３のガラス転移温度より高い場合でもメルトフローインデックスはほぼ同じである。更に、実施例１０では、ガラス転移温度は実施例中の最高値であったが、ＤＰＣＤの繰り返し単位の含有量が少ないことに起因してメルトフローインデックスは比較的低かった。

更に、実施例１〜１０の光透過値は全て９０％以上であり、これは同レベルの耐熱性を有するＢＰＡベースのポリカーボネート生成物の９０％の最大光透過率と等しいかそれ以上である。特に、実施例１〜９の光透過値は９１％以上とより優れていた。

また、比較例１〜３で１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）から調製されたバイオベースポリカーボネートエステルのガラス転移温度は低かった。したがって、このバイオベースポリカーボネートエステルは高耐熱性が必要な用途に適さない。実施例と比較してガラス転移温度が比較的低い場合でもメルトフローインデックスは高くなかった。特に、比較例３では、ＤＰＴの繰り返し単位の含有量が増加するにつれて、光透過率は低下した。

したがって、本発明の方法では、カーボネート結合及びエステル結合の比並びに１，４−ジフェニル−シクロヘキサンジカルボキシレート及びテレフタル酸ジフェニルの繰り返し単位の含有量を調節することにより、カーボネート結合及びエステル結合の利点及び欠点の原因となるバイオベースポリカーボネートエステルの特性をその高耐熱性の目標特性に応じて制御することが可能である。この方法により調製された高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルは、耐熱性、透明性及び流動性に優れている。したがって、このバイオベースポリカーボネートエステルを高耐熱性が必要な多様な用途で有利に使用することができる。

Claims (14)

1. 下記の式１で表される繰り返し単位１、
   下記の式２で表される繰り返し単位２、及び
   下記の式３で表される繰り返し単位３
   を含む、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル。
   
2. 前記繰り返し単位１が１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとカーボネートとの反応により得られ、前記繰り返し単位２が１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールと１，４−シクロヘキサンジカルボキシレートとの反応により得られ、前記繰り返し単位３が１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとテレフタレートとの反応により得られる、請求項１に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル。
3. 前記繰り返し単位１〜３から構成されており、
   前記繰り返し単位１〜３のモル分率が、それぞれｘ、ｙ及びｚである場合、ｘが０を超え１未満の実数であり、ｙが０を超え０．７までの実数であり、ｚが０を超え０．６までの実数であり、ｘ＋ｙ＋ｚが１である、請求項１に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル。
4. １６０〜２４０℃のガラス転移温度を有し、
   ２６０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定した場合、５〜１５０ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステル。
5. （１）下記の式４で表される化合物を、末端にハロゲン官能基を有する中間反応体に変換した後、フェノール若しくはフェノール置換基との求核反応をすること、又は下記の式４で表される化合物にフェノール若しくはフェノール置換基とのエステル交換反応若しくはエステル化反応を施すことにより、下記の式５で表される化合物を調製するステップ、並びに
   （２）下記の式５〜７で表される化合物と１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとに溶融重縮合反応を施して、下記の式１〜３で表される繰り返し単位１〜３を含有する化合物を調製するステップ
   を含む、高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
   
   ［式中、Ｒ^１はメチル又は水素であり、
   Ｒ^２及びＲ^３はそれぞれ、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基又は６〜１８個の炭素原子を有するアリール基であって、前記アリール基が、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリール基、１〜１８個の炭素原子を有するアルコキシ基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルコキシ基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールオキシ基、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルスルホニル基、４〜２０個の炭素原子を有するシクロアルキルスルホニル基、６〜１８個の炭素原子を有するアリールスルホニル基、及びエステル置換基からなる群から選択される、少なくとも１種の置換基を有してもよい。］
   
6. 前記高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルが前記繰り返し単位１〜３から構成されており、
   前記繰り返し単位１〜３のモル分率が、それぞれｘ、ｙ及びｚである場合、ｘが０を超え１未満の実数であり、ｙが０を超え０．７までの実数であり、ｚが０を超え０．６までの実数であり、ｘ＋ｙ＋ｚが１である、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
7. 末端にハロゲン官能基を有する前記中間反応体が、下記の式８で表される化合物である、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
   
   ［式中、Ｒ^４がそれぞれ独立にＦ、Ｃｌ又はＢｒである。］
8. 前記ステップ（１）の求核反応における、前記式８で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比が１：１〜５である、請求項７に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
9. 末端にハロゲン官能基を有する前記中間反応体が、前記式４で表される化合物をハロゲン化化合物と反応させることにより調製され、
   前記ハロゲン化化合物が、ホスゲン、トリホスゲン、塩化チオニル、塩化オキサリル、三塩化リン、五塩化リン、五臭化リン及びフッ化シアヌルからなる群から選択される、少なくとも１種である、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
10. 前記ステップ（２）における、前記中間反応体への変換が、大気圧下で−３０〜１５０℃の温度で５分間〜４８時間実施される、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
11. 前記式７で表される化合物がジフェニルカーボネート又は置換ジフェニルカーボネートである、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
12. 前記ステップ（１）のエステル交換反応又はエステル化反応が２０〜３００℃で実施される、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
13. 前記ステップ（１）のエステル交換反応又はエステル化反応における、前記式４で表される化合物対フェノール又はフェノール置換基のモル比が１：２〜４０である、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。
14. 前記ステップ（２）における溶融重縮合反応が、
    （２−１）５０〜７００ｔｏｒｒの減圧下で１３０〜２５０℃の温度で０．１〜１０時間の、第１の反応ステップ、及び
    （２−２）０．１〜２０ｔｏｒｒの減圧下で２００〜３５０℃の温度で０．１〜１０時間の、第２の反応ステップを含む、請求項５に記載の高耐熱性のバイオベースポリカーボネートエステルを調製するための方法。