JP4231782B2 - ポリエステルの製造方法 - Google Patents
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Description
また、ポリグリコール酸は、下記式〔II〕
に示されるように、グリコール酸アルキルエステルの脱アルコール重縮合により合成することができる。
さらに、ポリグリコール酸は、下記式〔III〕
ポリエステルとしては、ジカルボン酸とジオールとの重縮合物、ヒドロキシカルボン酸の重縮合物、ヒドロキシカルボン酸アルキルエステルの重縮合物、環状エステルの開環重合体などが挙げられ、これらは、単独重合体であっても共重合体(コポリエステル)であってもよい。
塊状重合は、それぞれのポリエステルの合成に適した条件に従って行うことができる。ポリグリコール酸などのポリヒドロキシカルボン酸の場合、重合触媒として、例えば、ハロゲン化スズ(例えば、二塩化スズ、四塩化スズ)、有機カルボン酸スズ(例えば、オクタン酸スズ)などのスズ系化合物;アルコキシチタネートなどのチタン系化合物;アルコキシアルミニウムなどのアルミニウム系化合物;ジルコニウムアセチルアセトンなどのジルコニウム系化合物;ハロゲン化アンチモンなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。触媒の量は、例えば、環状エステルに対して重量比で、好ましくは1〜1000ppm、より好ましくは3〜300ppmの範囲である。
本発明では、外部から加熱することが可能で、ポリエステルの塊状重合温度に耐える耐熱性を有する材質で形成され、かつ、生成ポリエステルの体積を収縮させると離型させることができる内面を有している反応装置を用いる。
グリコール酸やグリコリドなどのポリエステルのモノマーを反応装置に投入する。通常は、これらのモノマーに、必要に応じて重合触媒や分子量調節剤などを添加して混合し、混合物を反応装置に仕込む。反応装置が両端開口の管状物の場合は、予め一方の開口部をゴム栓などで密栓しておく。
グリコリド100g及び二塩化スズ2水和塩0.01gを、一方の開口部をシリコン製ゴムで密栓した内径24mm、長さ350mmのステンレス鋼(SUS304)製円形金属管(反応器)に仕込み、次いで、他方の開口部もシリコン製ゴムで密栓した。この金属管を220℃のオイルバスに入れて加熱することにより、開環重合を行った。
グリコール酸100gを、一方の開口部をシリコン製ゴムで密栓した内径24mm、長さ350mmのステンレス鋼(SUS304)製円形金属管に仕込み、次いで、密栓部を下にして220℃のオイルバスに入れた。金属管の他方の開口部から20〜50mmHgで減圧脱水を行った。このようにして脱水重縮合反応を2時間行った後、縮合水の留出がなくなったので、減圧とオイルバスの加熱をやめて自然冷却した。
グリコリド100g及び二塩化スズ2水和塩0.01gを、内径が24mmで、底部を有しており、テーパー勾配が10%である長さ300mmのステンレス鋼(SUS304)製円形金属管に仕込み、次いで、開口部をシリコン製ゴムで密栓した。この金属管を220℃のオイルバスに入れて加熱することにより、開環重合を行った。
グリコリド100g及び二塩化スズ2水和塩0.01gを、一方の開口部をシリコン製ゴムで密栓した内径24mm、長さ350mmで、予め内面に離型剤(ダイキン株式会社製ダイフリー)を塗布したステンレス鋼(SUS304)製円形金属管に仕込み、次いで、他方の開口部もシリコン製ゴムで密栓した。この金属管を220℃のオイルバスに入れて加熱することにより、開環重合を行った。
グリコリド2000g及び二塩化スズ2水和塩0.06gを、溶融混合した後に、ジャケット構造を備えたステンレス鋼(SUS304)製角形容器(反応器:上部開口部寸法:幅300mm、奥行き30mm;下部密閉部寸法:幅294mm、奥行き26mm、高さ200mm)に仕込み、次いで、開口部をステンレス鋼(SUS304)製金属板で密閉した。この角形容器の内面の研磨は行っていないが、開口部上部から密閉部下部に向かって直線的にテーパー構造を有しており、また、この容器の上部開口部を除く全面がジャケット構造を有している。このジャケット部に170℃の熱媒体油を強制循環させることにより、開環重合を行った。7時間後、ジャケットに循環させている熱媒体油を冷却することにより、角型容器全体を冷却した。次いで、上部金属板を取り外し、角形容器を180度反転することにより、瞬時に生成ポリグリコール酸の塊状物2000g(回収率=約100%)が排出された。
グリコリド400g及び二塩化スズ2水和塩0.012gを、溶融混合した後に、ジャケット構造を備えたステンレス鋼(SUS304)製円形金属管(反応器:内径28mm、長さ500mm、上部は開口、下部は密閉)に仕込み、次いで、上部開口部をステンレス鋼(SUS304)製金属板で密閉した。この金属管は、テーパー構造を有していないが、内面の研磨(バフ300番)を行った。この金属管の上部開口部を除く全面がジャケット構造を有している。このジャケット部に170℃の熱媒体油を強制循環させることにより、開環重合を行った。7時間後、ジャケットに循環させている熱媒体油を冷却することにより、金属管全体を冷却した。次いで、上部金属板を取り外し、金属管を180度反転することにより、瞬時に生成ポリグリコール酸の塊状物400g(回収率=約100%)が排出された。
グリコリド90g、L−ラクチド10g、及び二塩化スズ2水和塩0.01gを用い、かつ、5時間重合した以外は、実施例1と同様に行った。その結果、グリコリド−ラクチド共重合体の塊状物100g(回収率=約100%)が金属管から排出された。
グリコリド80g、L−ラクチド20g、及び二塩化スズ2水和塩0.01gを用い、かつ、5時間重合した以外は、実施例1と同様に行った。その結果、グリコリド−ラクチド共重合体の塊状物100g(回収率=約100%)が金属管から排出された。
グリコリド95g、L−ラクチド5g、及び二塩化スズ2水和塩0.003gを用い、かつ、170℃で24時間重合した以外は、実施例1と同様に行った。重合終了後、金属管をオイルバスから取り出し、冷却することなく直ちにシリコン製ゴム栓をはずした。その結果、グリコリド−ラクチド共重合体の塊状物100g(回収率=約100%)が金属管から排出された。
グリコリド95g、トリメチレンカーボネート5g、及び二塩化スズ2水和塩0.003gを用い、かつ、170℃で7時間重合した以外は、実施例1と同様に行った。重合終了後、金属管をオイルバスから取り出し、冷却することなく直ちにシリコン製ゴム栓をはずした。その結果、グリコリド−トリメチレンカーボネート共重合体の塊状物100g(回収率=約100%)が金属管から排出された。
グリコリド100g及び二塩化スズ2水和塩0.01gを、直径24mm、長さ350mmで、底部を有しているガラス製試験管に仕込み、開口部をシリコン製ゴムで密栓した。この試験管を220℃のオイルバスに入れて加熱することにより、開環重合を行った。
グリコリド100g及び二塩化スズ2水和塩0.01gを、攪拌装置付きのステンレス鋼(SUS304)製反応器に投入し、攪拌しながら220℃に加熱して開環重合させた。
Claims (9)
- 反応装置内で塊状重合によりポリグリコール酸からなるポリエステルを製造する方法において、(1)反応装置が、外部から加熱することが可能で、ポリエステルの塊状重合温度に耐える耐熱性を有する材質で形成され、かつ、生成ポリエステルの体積を収縮させると離型させることができる少なくとも金属製の内面を有しているものであって、かつ、内部に撹拌装置を備えていないものであり、(2)塊状重合の重合温度が、150〜225℃であり、かつ(3)生成ポリエステルの体積を結晶化させることにより収縮させて反応装置の内面から離型させることにより、生成ポリエステルを塊状物として反応装置から回収することを特徴とするポリグリコール酸からなるポリエステルの製造方法。
- 反応装置が、その内面に生成ポリエステルが接触して排出が妨げられる突起が存在しないものである請求項1記載の製造方法。
- 反応装置が、その内面が離型剤によって表面処理されたものである請求項1記載の製造方法。
- 反応装置が、管状物である請求項1記載の製造方法。
- 反応装置が、両端開口の管状物であって、かつ、重合反応中に、少なくともその一方の開口部が密封されているものである請求項4記載の製造方法。
- 反応装置が、底部と開口部を有する管状物である請求項4記載の製造方法。
- 管状物が、テーパー構造を有しているものである請求項4記載の製造方法。
- テーパー構造が1〜50%の勾配を有するものである請求項7記載の製造方法。
- ポリグリコール酸が、グリコリドの開環重合体である請求項1記載の製造方法。
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