JP4734693B2 - Thermal storage - Google Patents

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JP4734693B2
JP4734693B2 JP2000172558A JP2000172558A JP4734693B2 JP 4734693 B2 JP4734693 B2 JP 4734693B2 JP 2000172558 A JP2000172558 A JP 2000172558A JP 2000172558 A JP2000172558 A JP 2000172558A JP 4734693 B2 JP4734693 B2 JP 4734693B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、脂肪族ポリエステルを利用した蓄熱体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プラスチックは、良好な成形加工性、耐久性、外観性を有し、産業のあらゆる分野で使用されている。しかしながら、マイクロ波を吸収して発熱するプラスチック材料はあまりない。このため、電子レンジを利用した簡便な蓄熱体を製造する場合、プラスチックの固相−液層の相転移時の潜熱を利用するものの、マイクロ波の吸収のために、別途マイクロ波吸収剤を添加しなければならず、この吸収剤として結晶水を有する塩類等が使用されている。
【0003】
このため、従来はポリエチレンにパラフィン等を混合した後さらに硫酸ナトリウム水和物等を添加混合した後、成形して所望の形状として利用する例(特開平5−1282)等が提案されているが、煩雑でしかも塩類の分散が充分ではなく、低分子量成分の漏洩等の問題も懸念される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、成形加工の容易なプラスチック材料により、電子レンジ等のマイクロ波で加熱可能な簡便なプラスチック蓄熱体を提供することにある。
【0005】
【問題点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検討した結果、電子レンジなどのマイクロ波を吸収し、発熱したり、溶融する脂肪族ポリエステルを見出し本発明に至った。
【0006】
本発明で用いる脂肪族ポリエステル樹脂は、ポリカプロラクトン系樹脂、グリコ−ルと脂肪族二塩基酸を主成分とする脂肪族ポリエステル樹脂である。
【0007】
本発明におけるグリコールと脂肪族二塩基酸からなる脂肪族ポリエステル樹脂の製造方法は、グリコールと脂肪族二塩基酸を重縮合し脂肪族ポリエステルオリゴマーとする第1工程、および必要に応じ、脂肪族ポリエステルオリゴマーとジ炭酸エステルとを反応させる第2工程からなる。
本発明の、第1工程はバッチ式でも流通式でも実施が可能であるが、ここでは、バッチ式について説明する。
【0008】
第1工程は、グリコールと脂肪族二塩基酸をエステル交換触媒の存在下、重縮合し、反応に伴って副生する水もしくはアルコールおよび過剰のグリコールを除去する工程である。反応温度100〜280℃で最終的には減圧条件下で行われる。圧力は上記目的が達成される圧力が選ばれ、反応を促進する目的で300mmHg以下の減圧とすることが好ましい。この工程で異種のグリコール、ジカルボン酸化合物およびヒドロキシカルボン酸化合物を添加し、共重合化することができる。
【0009】
脂肪族ポリエステルオリゴマーの分子量、酸価、ジヒドロキシ化合物の残存量は、未反応のジヒドロキシ化合物の留去速度と反応速度を適当にバランスさせることにより制御可能であり、仕込モル比、触媒、温度、減圧度、反応時間の条件を適宜選択して組合せる方法や、不活性気体を適当な流量で吹き込む方法も現実的である。通常は、触媒の存在下、反応温度100〜280℃で段階的に減圧度を調節することにより行うことができる。たとえば、まず常圧でエステル化を行い縮合反応によって生じた水を除去し、次いで200〜80mmHg程度の減圧度でさらに脱水縮合反応を行わせ、酸価を低減させ、最終的に、5mmHg以下の真空度とする方法が用いられる。
【0010】
過剰のジヒドロキシ化合物の留去と減圧度の増加速度を早くすることにより、反応時間の短縮およびオリゴマー中のジヒドロキシ化合物の残存量の低減化が可能である。
【0011】
第2工程は、第1工程で得られた脂肪族ポリエステルオリゴマーとジ炭酸エステルとを反応させ、スチレン換算のGPCによる重量平均分子量(Mw)が少なくとも10,000で、融点が50〜180℃である脂肪族ポリエステルカーボネートを製造する工程である。通常150〜280℃、好ましくは200〜220℃で行われ、反応に伴って副成するヒドロキシ化合物または水が除去される。150℃以下の温度では、十分な反応速度が得られず、280℃以上の温度では、重合反応を速く進めることができるが重合体を着色させることがあり好ましくない。反応は、必要に応じて徐々に減圧度を調節して最終的には3mmHg以下の減圧とすることが好ましい。
【0012】
低分子量品を製造したときのペレタイズを容易にするため、第1工程、または第2工程において、結晶核剤を添加することも可能である。結晶核剤として、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、窒化ホウ素等が例示され、添加量は、原料化合物100重量部に対し、0.001〜1重量部である。
【0013】
第1工程で得られた、オリゴマーは分子量が低く、溶融時に粘度が低いことが要求される用途で使用可能である。溶融時に有る程度の粘度が必要な場合は、第1工程でできるだけ高粘度化しカップリング剤等で高分子量化する方法も可能である。しかしながら、熱安定性の優れた高分子量材料を得るためには第2工程まで進めることが望ましい。
【0014】
第2工程でのジ炭酸エステルの添加量は、第1工程で得られるオリゴマー分子量により決定するが、ジ炭酸エステルの添加が多いほど、得られるポリマーの融点が低下する。このため、ジ炭酸エステルの添加量により、用途に応じた放熱温度または溶融温度を設定可能である。
【0015】
第1工程および第2工程で用いるエステル交換触媒はZr化合物またはHf化合物と、Y、La、Zn、Sn化合物から選ばれる少なくとも一種であり、原料化合物100重量部に対して5×10-5〜1重量部の範囲で添加される。
【0016】
本発明で使用される触媒は、エステル交換触媒から選ばれるが、特に、ジルコニウム(Zr)化合物もしくはハフニウム(Hf)化合物と、Y,La,Zn,Snの何れかの化合物1種類以上との組み合わせからなる複合系からなり、原料混合物100重量部に対して、5×10-5〜1重量部の範囲で用いられる。触媒として好ましい化合物の形態としては、脂肪酸塩類、水酸化物、アルコラート、フェノラート、アセチルアセトナート等種々あげられる。
【0017】
また、本工程で使用されるグリコールは炭素数が2〜20の直鎖、分岐、脂環式構造を有する脂肪族グリコールが使用され、具体的には、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカジメタノール、ペンタシクロデカジメタノール等が例示されるが、これに限定されるものではない。材料の融点等により選択が可能であるが、成型性、物性面を考慮すると、1,4−ブタンジオールが好ましい。
【0018】
本発明の脂肪族二塩基酸としては、コハク酸が必須成分として使用され、それ以外に例えば、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル酸等を適宜併用することができる。なお上記の脂肪族二塩基酸はそれらのエステルあるいは酸無水物であってもよい。
【0019】
本発明で使用されるヒドロキシカルボン酸化合物としては、乳酸、グリコール酸、β−ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシピバリン酸、ヒドロキシ吉草酸等が例示され、これらはエステル、環状エステル等の誘導体でも使用できる。
【0020】
これらの脂肪族2塩基酸、脂肪族ジヒドロキシ化合物およびヒドロキシカルボン酸化合物は、それぞれ単独であるいは混合物として用いることができ所望の組合せが可能であるが、本発明においては適度のマイクロ波吸収性を有し、かつ実用的な耐熱性を実現し得る程度の高い融点のものが好ましい。従って、本発明においては、脂肪族ジヒドロキシ化合物として1,4−ブタンジオール、脂肪族2塩基酸としてコハク酸を、それぞれ50モル%以上含むことが好ましい。
【0021】
本発明においては、溶融時の形状安定性を向上させるため、3官能以上の化合物を分岐化剤として添加できる。分岐化剤は、ヒドロキシル基とカルボン酸基の合計量が3官能以上で有れば脂肪族化合物、芳香族化合物何れも使用できる。
【0022】
また、第2工程で得られた脂肪族ポリエステルと、カーボネート化合物を反応させて得られる脂肪族ポリエステルカーボネートも好ましい。
脂肪族ポリエステルカーボネートの製造に用いられるカーボネート化合物の具体的な例としては、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジルカーボネートなどのジアリールカーボネートを、また、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジアミルカーボネート、ジオクチルカーボネート等の脂肪族カーボネート化合物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。また、上記の同種のヒドロキシ化合物からなるカーボネート化合物の他に、異種のヒドロキシ化合物からなる非対称カーボネート化合物や環状カーボネート化合物も使用できる。
【0023】
第2工程でジ炭酸エステルを添加する際、グリコール成分を添加することにより、ブロック共重合化が可能である。添加するグリコールは第1工程で使用したグリコールと同一でも異なっても良い。
【0024】
このような本発明の脂肪族ポリエステルは、高分子量のものでは射出成形、押出成形、インフレーション法、T−ダイス法、紡糸、フィラメント成形、ブロー成形、真空圧空成形あるいは発泡成形等の通常の成形手法による成形が可能である。また、必要に応じて通常ポリマーに添加される充填材、酸化防止剤、安定剤、核剤、紫外線吸収剤、滑材、ワックス類、色剤、着色剤、含量、フィラー等の添加剤を添加することができる。
【0025】
本発明の脂肪族ポリエステルを用いて成形品を得る際、使用されるポリマーの分子量は成形加工条件、成形品の種類により、また成形温度などにより適宜選択され、GPCで測定されるスチレン換算の重量平均分子量Mw10,000〜300,000の範囲のものが用いられる。
【0026】
また、脂肪族ポリエステルの溶融粘度は、500〜30,000ポイズである。この溶融粘度はフローテスターにより温度190℃、60kg荷重の条件で測定した溶融粘度である。
【0027】
本発明の脂肪族ポリエステルを含有する組成物の形で使用することも可能である。組成物中の脂肪族ポリエステルの含有量は、少なくとも5%が必要であり、それ以下では本発明の効果が少ない。含有する方法としては、共重合でもブレンドでも可能であり、無機フィラーを含有する事も可能である。
【0028】
共重合の場合は、脂肪族ポリエステルがブロックの状態で共重合する手法で有れば特に制限はなく、芳香族および/または脂肪族ポリエステル、芳香族および/または脂肪族ポリカーボネート、ナイロン、ポリオレフィン等と共重合することができる。
本材料をブレンドする場合、混合する樹脂に特に制限はなく、芳香族および/または脂肪族ポリエステル、芳香族および/または脂肪族ポリカーボネート、ナイロン、ポリオレフィン等とブレンドすることが可能である。
【0029】
次に本発明の蓄熱体を作る方法について説明する。ここでは、脂肪族ポリエステルカーボネート(脂肪族ポリエステル90%脂肪族ポリカーボネート10%の共重合品)を用いた場合について説明する。
【0030】
脂肪族ポリエステルカーボネートを、シート状や棒状等の形態に成形し、非マイクロ波吸収剤料で包装するか容器に入れることにより蓄熱体を製造する。包装材料、容器の材料は特に制限はないが、紙、段ボール、陶器、セラミック、プラスチック、乾燥木材、布等が使用できる。溶融した脂肪族ポリエステルカーボネートの流出が心配される場合は、蓄熱体の製造時に分岐化剤を多く添加することにより、防止できる。
また、弁当箱、皿、食品用トレー等の下部にシート状の形で挿入することもできる。
【0031】
その他の蓄熱体の形態として、ペレット状での使用も可能である、この際は溶融した状態で本材料を内部に、非マイクロ波吸収ポリマーを外側にしたストランドを製造しカットすることや、本材料からなるペレットに高分子材料をコーティングすることにより製造できる。
【0032】
また、本発明の脂肪族ポリエステルを、携帯電話等から発せられるマイクロ波のシールド材として使用することが可能である。この場合も上記のような形態での使用が可能であるが、大量のマイクロ波を吸収した場合の温度上昇を考慮し、吸収マイクロ波量に応じ、厚みを考える必要がある。微量で有れば、特に包装をする必要はなく、本材料単独でのハウジングを成形して使用することも可能である。
【0033】
本発明の、グリコールと脂肪族二塩基酸化合物からなる脂肪族ポリエステルおよびポリエステルカーボネート材料は微生物による生分解性も有しており、組み合わせる他樹脂も微生物により分解するものを選択することにより、微生物分解性の成形体を得ることも可能である。
【0034】
以上のごとく、本発明によれば、成型性加工性の十分なマイクロ波を吸収する熱可塑性プラスチック材料を製造することができる。しかも、そのマイクロ波吸収材料を用いて、マイクロ波を利用した多層化、張り合わせ、ラミネート、接着等の各種の加工が可能で、蓄熱体、マイクロ波シールド材料としても使用可能である。
【0035】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ここでは、グリコール成分として1,4−ブタンジオール、脂肪族2塩基酸化合物としてコハク酸、ジ炭酸エステルとしてジフェニルカーボネートを用いた脂肪族ポリエステルカーボネートを使用した場合について主に例示する。
【0036】
本実施例において、分子量はクロロホルムを溶媒としてGPC(昭和電工(株)製GPC System−11使用)によりスチレン換算の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)として測定した。
また、不飽和結合残存量はNMR(日本電子(株)製NMR EXー270)を使用し測定した。
【0037】
脂肪族ポリエステルまたは脂肪族ポリエステルカーボネートのメルトフローレートはメルトインデクサー(東洋精機)を用いて温度190℃、荷重2.16kgにて測定した。
【0038】
脂肪族ポリエステルオリゴマーの水酸基価、酸価はJIS K−1557に準じて測定した。水酸基価の測定値から、単位重量あたりの末端水酸基モルが求められ、その1/2量をジ炭酸エステルおよび/またはジカルボン酸化合物の理論量とした。
【0039】
製造例1
攪拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付けた50リットルの反応容器に、コハク酸18,740g(158.7モル)、1,4−ブタンジオール21,430g(237.8モル)およびジルコニウムアセチルアセトネート745mgおよび酢酸亜鉛1.40gを仕込み、窒素雰囲気下で温度150〜220℃で2時間反応し水を留出させた。つづいて、減圧度150〜80mmHgの減圧度で3時間熟成し脱水反応を進行させ、更に最終的に減圧度2mmHg以下となるよう徐々に減圧度を増してさらに水と1、4−ブタンジオールを留出させ、総留出量が10,460gになったところで反応を停止した。得られたオリゴマーの数平均分子量は1,780、末端水酸基価は102KOHmg/gであり、酸価は0.51KOHmg/gであった。
【0040】
次に得られたオリゴマー24,000gを攪拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付けた50リットルの反応容器に仕込み、ジフェニルカーボネート4,680gを添加した。温度210〜220℃で最終的に1mmHgの減圧とし5時間反応した。得られた高分子量体(A−1)は、融点が104℃で、GPCの測定による重量平均分子量(Mw)が238,000であり、MIは2g/10分であった。13CNMR測定により、ポリカーボネート成分として14.3%のカーボネート単位を有していた。
【0041】
得られた高分子量体(A−1)のペレットを真空乾燥機により温度90℃で5時間乾燥し、押出機(スクリュー径20mmφ、L/D=25)に供給し、押出機に取り付けた幅200mmのT−ダイを通して185℃の温度で押出し、厚さ1mmのシート(B−1)を製造した。B−1は白色の板であった。
【0042】
実施例1
製造例1で得られたシート(B−1)を600wの家庭用電子レンジにてマイクロ波照射を行ったところ、シートは5分後に発熱溶融し透明となり、樹脂温度も100度に達していた。
【0043】
比較例1
厚さ1mmのポリカーボネート製のシートを実施例1と同様の操作で電子レンジにて加熱を試みたが、5分後にはシートの温度が若干上昇するに留まった。
【0044】
実施例2
製造例1で得られたシ−ト(B−1)をポリカーボネート製の高さ1cm、幅5cm、長さ10cmの扁平な容器に隙間無く入れてふたをし、食品保温用の蓄熱体を作成した。600wの家庭用電子レンジにてマイクロ波照射15分を行ったところ容易に昇温し蓄熱することができた。これを、布で包み、発泡スチロール製の容器に保存したところ、室温に戻るまで、8時間を要した。
【0045】
比較例2
実施例2と同様の操作を、シ−ト(B−1)に変えて、ポリスチレン製のシートで行ったが600wの家庭用電子レンジにてマイクロ波を15分照射しても若干の温度上昇しか観測されなかった。
【0046】
実施例3
製造例1で製造したシート(B−1)にて箱をつくりその中に水の入ったビーカーを入れふたをした。比較のため同様のビーカーに水を入れたものを用意し、両者を電子レンジ中で同時に加熱した。脂肪族ポリエステルカーボネートシートで覆われた方は温度上昇が観測されなかったが、裸のものは温度上昇が観測され、マイクロ波がシールドされたことが判明した。
【0047】
【本発明の効果】
本発明の脂肪族ポリエステルにより、電子レンジで加熱可能な簡便なプラスチック蓄熱材料やマイクロ波シールド材を提供することが可能となる。また、得られた成型品は、実用上充分な物性を有している。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a heat storage body using aliphatic polyester.
[0002]
[Prior art]
Plastic has good moldability, durability, and appearance, and is used in all fields of industry. However, few plastic materials generate heat by absorbing microwaves. For this reason, when manufacturing a simple heat storage body using a microwave oven, although using the latent heat at the time of the phase transition of the plastic solid-liquid layer, a separate microwave absorbent is added to absorb the microwave. As the absorbent, salts having crystal water are used.
[0003]
For this reason, there has been proposed an example (Japanese Patent Laid-Open No. 5-1282) etc. in which, after mixing paraffin or the like with polyethylene, sodium sulfate hydrate or the like is added and mixed, and then molded and used as a desired shape. However, it is complicated and the salt is not sufficiently dispersed, and there is a concern about problems such as leakage of low molecular weight components.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a simple plastic heat storage body that can be heated by a microwave such as a microwave oven using a plastic material that can be easily molded.
[0005]
[Means for solving problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found an aliphatic polyester that absorbs microwaves such as a microwave oven, generates heat, and melts, and has led to the present invention.
[0006]
The aliphatic polyester resin used in the present invention is an aliphatic polyester resin composed mainly of a polycaprolactone resin, glycol and an aliphatic dibasic acid.
[0007]
The process for producing an aliphatic polyester resin comprising glycol and an aliphatic dibasic acid according to the present invention comprises the first step of polycondensing glycol and an aliphatic dibasic acid to form an aliphatic polyester oligomer, and if necessary, an aliphatic polyester. It consists of a second step in which an oligomer and a dicarbonate are reacted.
The first step of the present invention can be carried out by either a batch type or a flow type. Here, the batch type will be described.
[0008]
The first step is a step of polycondensation of glycol and aliphatic dibasic acid in the presence of a transesterification catalyst to remove water or alcohol by-produced during the reaction and excess glycol. The reaction is performed at a reaction temperature of 100 to 280 ° C. under reduced pressure. The pressure at which the above-mentioned purpose is achieved is selected as the pressure, and the pressure is preferably reduced to 300 mmHg or less for the purpose of promoting the reaction. In this step, different kinds of glycol, dicarboxylic acid compound and hydroxycarboxylic acid compound can be added and copolymerized.
[0009]
The molecular weight, acid value, and residual amount of dihydroxy compound of the aliphatic polyester oligomer can be controlled by appropriately balancing the distillation rate of unreacted dihydroxy compound and the reaction rate. Charge molar ratio, catalyst, temperature, reduced pressure A method of appropriately selecting and combining the conditions of the reaction time and the reaction time, and a method of blowing an inert gas at an appropriate flow rate are also realistic. Usually, it can be carried out by adjusting the degree of vacuum stepwise in the presence of a catalyst at a reaction temperature of 100 to 280 ° C. For example, esterification is first performed at normal pressure to remove water generated by the condensation reaction, then further dehydration condensation reaction is performed at a reduced pressure of about 200 to 80 mmHg to reduce the acid value, and finally to 5 mmHg or less. A method of making the degree of vacuum is used.
[0010]
By distilling off the excess dihydroxy compound and increasing the rate of increase in the degree of vacuum, the reaction time can be shortened and the residual amount of the dihydroxy compound in the oligomer can be reduced.
[0011]
In the second step, the aliphatic polyester oligomer obtained in the first step is reacted with a dicarbonate, the weight average molecular weight (Mw) by GPC in terms of styrene is at least 10,000, and the melting point is 50 to 180 ° C. This is a process for producing an aliphatic polyester carbonate. The reaction is usually carried out at 150 to 280 ° C., preferably 200 to 220 ° C., and the by-product hydroxy compound or water accompanying the reaction is removed. When the temperature is 150 ° C. or lower, a sufficient reaction rate cannot be obtained, and when the temperature is 280 ° C. or higher, the polymerization reaction can be accelerated, but the polymer may be colored, which is not preferable. In the reaction, it is preferable that the degree of vacuum is gradually adjusted as necessary, and the pressure is finally reduced to 3 mmHg or less.
[0012]
In order to facilitate pelletizing when a low molecular weight product is produced, a crystal nucleating agent can be added in the first step or the second step. Examples of the crystal nucleating agent include talc, mica, calcium carbonate, boron nitride and the like, and the addition amount is 0.001 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material compound.
[0013]
The oligomer obtained in the first step can be used in applications where the molecular weight is low and the viscosity is required to be low when melted. If a certain level of viscosity is required at the time of melting, a method of increasing the viscosity as much as possible in the first step and increasing the molecular weight with a coupling agent or the like is also possible. However, in order to obtain a high molecular weight material with excellent thermal stability, it is desirable to proceed to the second step.
[0014]
The amount of dicarbonate added in the second step is determined by the oligomer molecular weight obtained in the first step, but the more the dicarbonate added, the lower the melting point of the resulting polymer. For this reason, the heat radiation temperature or melting temperature according to a use can be set with the addition amount of dicarbonate.
[0015]
The transesterification catalyst used in the first step and the second step is at least one selected from a Zr compound or an Hf compound and a Y, La, Zn, or Sn compound, and 5 × 10 −5 to 100 parts by weight of the raw material compound. It is added in the range of 1 part by weight.
[0016]
The catalyst used in the present invention is selected from transesterification catalysts. In particular, a combination of a zirconium (Zr) compound or a hafnium (Hf) compound and one or more compounds selected from Y, La, Zn, and Sn. It is used in the range of 5 × 10 −5 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material mixture. Examples of preferable compounds as the catalyst include fatty acid salts, hydroxides, alcoholates, phenolates, acetylacetonates and the like.
[0017]
The glycol used in this step is an aliphatic glycol having a straight chain, branched or alicyclic structure having 2 to 20 carbon atoms, specifically, ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentane. Examples include, but are not limited to, diol, hexanediol, octanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, tricyclodecadimethanol, and pentacyclodecadimethanol. Although selection is possible depending on the melting point of the material, etc., 1,4-butanediol is preferred in view of moldability and physical properties.
[0018]
As the aliphatic dibasic acid of the present invention, succinic acid is used as an essential component. Besides, for example, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanoic acid, azelaic acid, maleic acid Acid, fumaric acid and the like can be used in combination as appropriate. The above aliphatic dibasic acids may be esters or acid anhydrides thereof.
[0019]
Examples of the hydroxycarboxylic acid compound used in the present invention include lactic acid, glycolic acid, β-hydroxybutyric acid, hydroxypivalic acid, hydroxyvaleric acid and the like, and these can be used as derivatives such as esters and cyclic esters.
[0020]
These aliphatic dibasic acids, aliphatic dihydroxy compounds and hydroxycarboxylic acid compounds can be used alone or as a mixture and can be combined in any desired manner. However, in the present invention, they have moderate microwave absorption. However, those having a melting point high enough to realize practical heat resistance are preferred. Accordingly, in the present invention, it is preferable that 1,4-butanediol as the aliphatic dihydroxy compound and succinic acid as the aliphatic dibasic acid are contained in an amount of 50 mol% or more.
[0021]
In the present invention, a trifunctional or higher functional compound can be added as a branching agent in order to improve the shape stability during melting. As the branching agent, both an aliphatic compound and an aromatic compound can be used as long as the total amount of hydroxyl groups and carboxylic acid groups is trifunctional or more.
[0022]
Moreover, the aliphatic polyester carbonate obtained by making the aliphatic polyester obtained at the 2nd process and a carbonate compound react is also preferable.
Specific examples of carbonate compounds used in the production of aliphatic polyester carbonates include diaryl carbonates such as diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, bis (chlorophenyl) carbonate, and m-cresyl carbonate, and dimethyl carbonate and diethyl carbonate. And aliphatic carbonate compounds such as diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, diamyl carbonate, dioctyl carbonate, and the like, but are not limited thereto. Further, in addition to the above-mentioned carbonate compound composed of the same kind of hydroxy compound, an asymmetric carbonate compound and a cyclic carbonate compound composed of different kinds of hydroxy compounds can also be used.
[0023]
When the dicarbonate is added in the second step, block copolymerization is possible by adding a glycol component. The glycol to be added may be the same as or different from the glycol used in the first step.
[0024]
Such aliphatic polyesters of the present invention are those having a high molecular weight, such as injection molding, extrusion molding, inflation method, T-die method, spinning, filament molding, blow molding, vacuum pressure molding or foam molding. Can be formed. Add additives such as fillers, antioxidants, stabilizers, nucleating agents, UV absorbers, lubricants, waxes, colorants, colorants, contents, fillers, etc. that are usually added to polymers as needed can do.
[0025]
When a molded product is obtained using the aliphatic polyester of the present invention, the molecular weight of the polymer used is appropriately selected depending on the molding processing conditions, the type of the molded product, the molding temperature, etc., and the weight in terms of styrene measured by GPC Those having an average molecular weight Mw in the range of 10,000 to 300,000 are used.
[0026]
The melt viscosity of the aliphatic polyester is 500 to 30,000 poise. This melt viscosity is a melt viscosity measured by a flow tester under conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 60 kg.
[0027]
It is also possible to use it in the form of a composition containing the aliphatic polyester of the present invention. The content of the aliphatic polyester in the composition needs to be at least 5%, and below that, the effect of the present invention is small. As a method of containing, copolymerization or blending is possible, and it is also possible to contain an inorganic filler.
[0028]
In the case of copolymerization, there is no particular limitation as long as it is a method in which aliphatic polyester is copolymerized in a block state, and with aromatic and / or aliphatic polyester, aromatic and / or aliphatic polycarbonate, nylon, polyolefin, etc. Can be copolymerized.
When the material is blended, the resin to be mixed is not particularly limited, and can be blended with aromatic and / or aliphatic polyester, aromatic and / or aliphatic polycarbonate, nylon, polyolefin and the like.
[0029]
Next, a method for making the heat storage body of the present invention will be described. Here, a case where aliphatic polyester carbonate (a copolymer of 90% aliphatic polyester and 10% aliphatic polycarbonate) is used will be described.
[0030]
An aliphatic polyester carbonate is formed into a sheet-like or rod-like form and packaged with a non-microwave absorbent material or placed in a container to produce a heat storage body. The packaging material and container material are not particularly limited, but paper, cardboard, ceramics, ceramics, plastics, dry wood, cloth, etc. can be used. If the molten aliphatic polyester carbonate is worried about flowing out, it can be prevented by adding a lot of branching agent during the production of the heat storage body.
It can also be inserted in the form of a sheet in the lower part of a lunch box, dish, food tray or the like.
[0031]
Other heat accumulators can be used in the form of pellets. In this case, the strand can be manufactured and cut in a molten state with the material inside and the non-microwave absorbing polymer outside. It can be manufactured by coating a polymer material on pellets made of material.
[0032]
Further, the aliphatic polyester of the present invention can be used as a shielding material for microwaves emitted from a mobile phone or the like. In this case as well, the above-described form can be used, but it is necessary to consider the thickness in accordance with the amount of absorbed microwave in consideration of the temperature rise when a large amount of microwave is absorbed. If it is in a very small amount, it is not necessary to wrap it in particular, and it is possible to mold and use a housing of this material alone.
[0033]
The aliphatic polyester and polyester carbonate material comprising glycol and an aliphatic dibasic acid compound of the present invention has biodegradability by microorganisms, and by selecting other resins to be decomposed by microorganisms, microbial degradation can be achieved. It is also possible to obtain a molded article having a good property.
[0034]
As described above, according to the present invention, it is possible to produce a thermoplastic material that absorbs microwaves having sufficient formability and workability. In addition, the microwave absorbing material can be used for various processes such as multilayering, bonding, laminating, and bonding using microwaves, and can also be used as a heat storage body and a microwave shielding material.
[0035]
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Here, the case where aliphatic polyester carbonate using 1,4-butanediol as the glycol component, succinic acid as the aliphatic dibasic acid compound, and diphenyl carbonate as the dicarbonate is mainly exemplified.
[0036]
In this example, the molecular weight was measured as a weight average molecular weight (Mw) and a number average molecular weight (Mn) in terms of styrene by GPC (using GPC System-11 manufactured by Showa Denko KK) with chloroform as a solvent.
The residual amount of unsaturated bonds was measured using NMR (NMR EX-270 manufactured by JEOL Ltd.).
[0037]
The melt flow rate of aliphatic polyester or aliphatic polyester carbonate was measured using a melt indexer (Toyo Seiki) at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
[0038]
The hydroxyl value and acid value of the aliphatic polyester oligomer were measured according to JIS K-1557. From the measured value of the hydroxyl value, the terminal hydroxyl group mole per unit weight was determined, and the half amount thereof was defined as the theoretical amount of the dicarbonate and / or dicarboxylic acid compound.
[0039]
Production Example 1
In a 50 liter reaction vessel equipped with a stirrer, a distillation condenser, a thermometer and a gas introduction tube, succinic acid 18,740 g (158.7 mol), 1,4-butanediol 21,430 g (237.8 mol) and Zirconium acetylacetonate (745 mg) and zinc acetate (1.40 g) were charged, and the mixture was reacted at a temperature of 150 to 220 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere to distill water. Subsequently, aging was carried out for 3 hours at a reduced pressure of 150 to 80 mmHg, and the dehydration reaction proceeded. Further, the reduced pressure was gradually increased so that the final reduced pressure was 2 mmHg or less, and water and 1,4-butanediol were further added. The reaction was stopped when the total distillate amounted to 10,460 g. The oligomer obtained had a number average molecular weight of 1,780, a terminal hydroxyl value of 102 KOH mg / g, and an acid value of 0.51 KOH mg / g.
[0040]
Next, 24,000 g of the obtained oligomer was charged into a 50-liter reaction vessel equipped with a stirrer, a distillation condenser, a thermometer, and a gas introduction tube, and 4,680 g of diphenyl carbonate was added. The reaction was finally performed at a temperature of 210 to 220 ° C. with a reduced pressure of 1 mmHg for 5 hours. The obtained high molecular weight product (A-1) had a melting point of 104 ° C., a weight average molecular weight (Mw) measured by GPC of 238,000, and MI of 2 g / 10 minutes. As a result of 13C NMR measurement, the polycarbonate component had 14.3% carbonate units.
[0041]
The obtained high molecular weight (A-1) pellets were dried by a vacuum dryer at a temperature of 90 ° C. for 5 hours, supplied to an extruder (screw diameter 20 mmφ, L / D = 25), and attached to the extruder. A sheet (B-1) having a thickness of 1 mm was produced by extrusion through a 200 mm T-die at a temperature of 185 ° C. B-1 was a white plate.
[0042]
Example 1
When the sheet (B-1) obtained in Production Example 1 was irradiated with microwaves in a 600w household microwave oven, the sheet was heated and melted after 5 minutes and became transparent, and the resin temperature reached 100 degrees. .
[0043]
Comparative Example 1
An attempt was made to heat a polycarbonate sheet having a thickness of 1 mm in a microwave oven in the same manner as in Example 1, but the temperature of the sheet only slightly increased after 5 minutes.
[0044]
Example 2
The sheet (B-1) obtained in Production Example 1 is put in a flat container made of polycarbonate with a height of 1 cm, a width of 5 cm, and a length of 10 cm without any gaps, and a lid is formed to create a heat storage material for keeping food warm. did. When microwave irradiation was performed for 15 minutes in a 600w home microwave oven, the temperature was easily raised and heat could be stored. When this was wrapped with a cloth and stored in a polystyrene foam container, it took 8 hours to return to room temperature.
[0045]
Comparative Example 2
The same operation as in Example 2 was carried out with a sheet made of polystyrene instead of the sheet (B-1), but a slight increase in temperature was observed even if microwaves were irradiated for 15 minutes in a 600w household microwave oven. Only observed.
[0046]
Example 3
A box was made from the sheet (B-1) produced in Production Example 1, and a beaker containing water was put in the box and the lid was placed. For comparison, a similar beaker with water was prepared, and both were heated simultaneously in a microwave oven. No increase in temperature was observed for those covered with the aliphatic polyester carbonate sheet, but an increase in temperature was observed for the naked one, and it was found that the microwave was shielded.
[0047]
[Effect of the present invention]
With the aliphatic polyester of the present invention, it is possible to provide a simple plastic heat storage material or microwave shielding material that can be heated in a microwave oven. Further, the obtained molded product has practically sufficient physical properties.

Claims (2)

脂肪族ポリエステルカーボネートからなり、マイクロ波を吸収して発熱し溶融する蓄熱体。 A heat storage element that consists of aliphatic polyester carbonate and absorbs microwaves to generate heat and melt . 脂肪族ポリエステルカーボネートが、脂肪族ポリエステルとカーボネート化合物を反応させて得られたものである請求項1記載の蓄熱体。The heat storage body according to claim 1, wherein the aliphatic polyester carbonate is obtained by reacting an aliphatic polyester with a carbonate compound.
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