JP5345483B2 - Polyglycolic acid resin, its production method and its use - Google Patents

Polyglycolic acid resin, its production method and its use Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-molecular weight polyglycolic acid-based resin having an amide linkage excellent in heat stability in the molecular chain, a process for producing the same, and its application. <P>SOLUTION: The polyglycolic acid-based resin having a constituting unit represented by formula (1) (wherein R is a polyisocyanate residue and a 1-20C aliphatic hydrocarbon group, a 3-20C hydrocarbon group including an alicyclic structure or a 6-20C hydrocarbon group including an aromatic ring) is obtained by reacting a glycolic acid oligomer having a content of a carboxyl group in the terminal functional group of more than 90% with a polyisocyanate compound. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ポリグリコール酸系樹脂、その製造方法およびその用途に関する。 The present invention relates to a polyglycolic acid resin, a production method thereof, and an application thereof.

近年の環境保護に対する関心の高まりに伴い、環境負荷の低い生分解性ポリマーに対する期待も高まっている。生分解性ポリマーの一つであるポリグリコール酸は、生体内での分解・吸収性を有していることから、主に手術用縫合糸などの医療用材料としての研究開発、利用が進められている。また、ポリグリコール酸は市販のポリ乳酸等の脂肪族ポリエステルと比較して耐熱性、機械強度に優れ、さらに高ガスバリア性を有しているという点から、高機能性の汎用樹脂として注目されている。   With the recent increase in interest in environmental protection, expectations for biodegradable polymers with low environmental impact are also increasing. Polyglycolic acid, one of the biodegradable polymers, has the ability to be decomposed and absorbed in vivo, so research and development and use as medical materials such as surgical sutures have been promoted. ing. In addition, polyglycolic acid is attracting attention as a high-functional general-purpose resin because it is superior in heat resistance and mechanical strength as compared with aliphatic polyesters such as commercially available polylactic acid and has high gas barrier properties. Yes.

ポリグリコール酸は一般的に(1)グリコール酸の環状2量体であるグリコリドの開環重合、(2)グリコール酸(水溶液)またはグリコール酸エステルの脱水、または脱アルコール重縮合等により合成することができる。ポリグリコール酸を十分な機械強度を有するフィルムなどの成形体とするためには、高分子量化する必要があるが、(1)の方法では高分子量体の合成が可能であるものの、モノマーであるグリコリドの収率が低いこと、またグリコリド精製に多大なエネルギーを必要とすることから高コスト化につながるという問題があった。(2)の方法では、非特許文献1にあるように溶融重縮合の場合、溶融状態を維持しながら反応を行っても重量平均分子量50000程度までしか到達せず、また固相重合では、特許文献1にあるように重合温度を段階的に上昇させる必要があり、また長時間を必要とするという問題点があった。   Polyglycolic acid is generally synthesized by (1) ring-opening polymerization of glycolide, which is a cyclic dimer of glycolic acid, (2) dehydration of glycolic acid (aqueous solution) or glycolic acid ester, or dealcoholization polycondensation. Can do. In order to make polyglycolic acid into a molded body such as a film having sufficient mechanical strength, it is necessary to increase the molecular weight, but the method (1) is a monomer, although the high molecular weight body can be synthesized. There was a problem that the yield of glycolide was low, and a large amount of energy was required for purification of glycolide, leading to high cost. In the method of (2), in the case of melt polycondensation as described in Non-Patent Document 1, even if the reaction is carried out while maintaining the molten state, it reaches only a weight average molecular weight of about 50,000. As described in Document 1, it is necessary to raise the polymerization temperature stepwise, and there is a problem that a long time is required.

上述した問題点を解決する方法として、ポリ乳酸やその他のポリエステル系樹脂で用いられる方法としては特許文献2にあるようにポリイソシアネート化合物を用いた鎖延長反応による高分子量化がある。しかしながらポリイソシアネート化合物によるポリグリコール酸の鎖延長法に適応するには様々な問題点があった。まず、ポリグリコール酸は一般的な汎用有機溶媒に不溶であるため、グリコール酸オリゴマーの溶融温度以上(240℃以上)で反応させる必要がある。このような高温状態での反応では、ポリイソシアネート化合物との鎖延長反応により生成する結合が240℃以上で安定である必要があり、また副反応によるゲル化等を抑制する必要がある。一般的にポリイソシアネート化合物は、ポリマー末端のヒドロキシル基との反応によりウレタン結合を形成することで分子量を増大させることが可能であるが、ポリグリコール酸のヒドロキシル基との反応を溶融状態で行うと、生成したウレタン結合の熱安定性が低いために、溶融反応時や溶融成形時に乖離、分解してしまう問題がある。特許文献3ではヘキサフルオロイソプロパノール溶媒やフェノール/トリクロロフェノール混合溶媒等の限られた可溶化溶媒中、ジイソシアネート化合物により鎖延長反応を行う方法が開示されている。しかしながら、可溶化溶媒が高価であるため経済的とは言い難く、また生成する結合はウレタン結合であるため、加熱溶融成形時に熱分解が起こることが予想される。   As a method for solving the above-described problems, as a method used in polylactic acid and other polyester resins, there is a method of increasing the molecular weight by chain extension reaction using a polyisocyanate compound as disclosed in Patent Document 2. However, there are various problems in adapting to the method of chain extension of polyglycolic acid with a polyisocyanate compound. First, since polyglycolic acid is insoluble in a general general-purpose organic solvent, it is necessary to react at a temperature higher than the melting temperature of the glycolic acid oligomer (240 ° C. or higher). In such a reaction at a high temperature, the bond produced by the chain extension reaction with the polyisocyanate compound needs to be stable at 240 ° C. or higher, and it is necessary to suppress gelation due to side reactions. In general, polyisocyanate compounds can increase the molecular weight by forming a urethane bond by reaction with the hydroxyl group at the end of the polymer, but if the reaction with the hydroxyl group of polyglycolic acid is carried out in the molten state, Since the heat stability of the generated urethane bond is low, there is a problem that it is dissociated and decomposed during the melt reaction or melt molding. Patent Document 3 discloses a method in which a chain extension reaction is performed with a diisocyanate compound in a limited solubilizing solvent such as a hexafluoroisopropanol solvent or a phenol / trichlorophenol mixed solvent. However, since the solubilizing solvent is expensive, it is difficult to say that the solubilizing solvent is economical, and since the generated bond is a urethane bond, thermal decomposition is expected to occur during heat-melt molding.

特開平11−130647号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-130647 特開平5−148352号公報JP-A-5-148352 特開2006−152196号公報JP 2006-152196 A

Polymer 2000, 41, 8725.Polymer 2000, 41, 8725.

本発明は、安価に製造でき成形性、熱安定性に優れる高分子量ポリグリコール酸系樹脂、その製造方法およびその用途を提供することを解決課題とする。   It is an object of the present invention to provide a high molecular weight polyglycolic acid resin that can be produced at low cost and has excellent moldability and thermal stability, a method for producing the same, and a use thereof.

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、特定の反応工程を経ることにより得られるアミド結合を分子鎖に有するポリグリコール酸系樹脂が熱安定性、成形性に優れ、かつ安価に製造できることを見出し本発明に到達した。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polyglycolic acid resin having an amide bond in a molecular chain obtained through a specific reaction step is excellent in thermal stability and moldability, and The present invention has been found out that it can be manufactured at low cost.

すなわち、第一の発明は、末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーと、イソシアネート化合物化合物とを反応させることにより得られ、下記式(1)で表わされる構成単位を含むポリグリコール酸系樹脂である。 That is, the first invention comprises a glycolic acid oligomer proportion terminal functional group is a carboxyl group is more than 90%, obtained by reacting a di-isocyanate compound compound, a structural unit represented by the following formula (1) A polyglycolic acid-based resin.

Figure 0005345483
Figure 0005345483

(式(1)において、Rはイソシアネート残基であって、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、脂環構造を含む炭素数3〜20の炭化水素基または芳香環を含む炭素数6〜20の炭化水素基を表す。) In (Equation (1), R is a di-isocyanate residues, carbon atoms containing a hydrocarbon group or an aromatic ring having 3 to 20 carbon atoms include aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure Represents 6 to 20 hydrocarbon groups.)

ポリグリコール酸系樹脂の重量平均分子量(Mw2)が前記グリコール酸オリゴマーの重量平均分子量(Mw1)の3倍以上であり、かつMw2が90,000以上である前記ポリグリコール酸系樹脂は成形性の点で好ましい態様である。   The polyglycolic acid resin having a weight average molecular weight (Mw2) of the polyglycolic acid resin of 3 times or more of the weight average molecular weight (Mw1) of the glycolic acid oligomer and Mw2 of 90,000 or more is moldable. This is a preferable aspect.

示差走査熱量測定において昇温速度10℃/分で加熱した場合のセカンドランの融点(Tm)(融解ピークのピークトップ)が200℃≦Tm≦220℃であり、かつ240℃に昇温後、降温速度10℃/分で測定した結晶化点(Tc)(結晶化ピークのピークトップ)が90℃≦Tc≦150℃である前記ポリグリコール酸系樹脂は成形性の点で好ましい態様である。   In differential scanning calorimetry, the melting point (Tm) (second peak of melting peak) of second run when heated at a rate of temperature increase of 10 ° C./min is 200 ° C. ≦ Tm ≦ 220 ° C. and the temperature is raised to 240 ° C. The polyglycolic acid-based resin having a crystallization point (Tc) (peak top of crystallization peak) measured at a temperature decrease rate of 10 ° C./min is 90 ° C. ≦ Tc ≦ 150 ° C. is a preferable embodiment in terms of moldability.

第二の発明は、末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーと、イソシアネート化合物とをアミド化触媒の存在下反応させる工程を含む前記ポリグリコール酸系樹脂の製造方法である。 The second invention is a proportion of glycolic acid oligomer than 90% terminal functional group is a carboxyl group, a method of manufacturing the polyglycolic acid resin comprising the step of reacting the presence of the amidation catalyst and di isocyanate compound It is.

周期律表第1族、2族および3族に属する金属群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むアミド化触媒を使用する前記ポリグリコール酸系樹脂の製造方法はアミド結合の生成が容易になり好ましい態様である。   The method for producing a polyglycolic acid resin using an amidation catalyst containing at least one metal selected from the group of metals belonging to Group 1, Group 2 and Group 3 of the Periodic Table facilitates the generation of an amide bond. This is a preferred embodiment.

マグネシウムまたはカルシウムを含むアミド化触媒を使用する前記ポリグリコール酸系樹脂の製造方法はアミド結合の生成が容易になり好ましい態様である。
前記グリコール酸オリゴマーの溶融状態で前記ポリグリコール酸系樹脂を製造する方法は、生産性の点で好ましい態様である。
第三の発明は、前記ポリグリコール酸系樹脂を含有する成形体である。
The method for producing a polyglycolic acid resin using an amidation catalyst containing magnesium or calcium is a preferred embodiment because the formation of an amide bond is facilitated.
The method for producing the polyglycolic acid resin in the molten state of the glycolic acid oligomer is a preferred embodiment in terms of productivity.
A third invention is a molded article containing the polyglycolic acid resin.

本発明のポリグリコール酸系樹脂は、アミド結合を分子鎖中に有し、実用上充分な高分子量を持ち成形性、熱安定性に優れているので、フィルム、シートなどの成形体用途に好適に用いることができる。   The polyglycolic acid resin of the present invention has an amide bond in the molecular chain, has a practically sufficient high molecular weight, and is excellent in moldability and thermal stability, and is suitable for use in molded articles such as films and sheets. Can be used.

本発明のポリグリコール酸系樹脂は、末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーと、イソシアネート化合物とを反応させることにより得られ、下記式(1)で表わされる構成単位を含むことを特徴とする。 Polyglycolic acid-based resin of the present invention, the terminal functional groups and a glycolic acid oligomer proportion exceeds 90% is a carboxyl group, obtained by reacting a di-isocyanate compound, represented by the following formula (1) Configuration The unit is included.

Figure 0005345483
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式(1)において、Rはイソシアネート残基であって、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、脂環構造を含む炭素数3〜20の炭化水素基または芳香環を含む炭素数6〜20の炭化水素基を表す。前記炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチレン、エチレン、プロピレン、メチルエチレン、ブチレン、1−メチルプロピレン、2−メチルプロピレン、1,2−ジメチルプロピレン、1,3−ジメチルプロピレン、1−メチルブチレン、2−メチルブチレン、3−メチルブチレン、4−メチルブチレン、2,4−ジメチルブチレン、1,3−ジメチルブチレン、ペンチレン、へキシレン、ヘプチレン、オクチレン、デシレン、ドデシレン、エタン−1,1−ジイル、プロパン−2,2−ジイル、トリデシレン、テトラデシレン、ペンタデシレン、ヘキサデシレン、ヘプタデシレン、オクタデシレン、ノナデシレン等が挙げられるが、かかるアルキル基中の任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−または−SiH2−で置換されていてもよい。また、前記脂環構造を含む炭素数3〜20の炭化水素基の具体例としては、シクロプロピレン、1,3−シクロブチレン、1,3−シクロペンチレン、1,4−シクロヘキシレン、1,5−シクロオクチレン、ノルボニレン、1,3−シクロペンチレン、1,2−シクロヘキシレン、1,4−ジメチルシクロヘキシレン、1,3−ジメチルシクロヘキシレン、1−メチル−2,4−シクロヘキシレン、4,4′−メチレン−ビスシクロヘキシレン、および3−メチレン−3,5,5−トリメチル−シクロヘキシレンが挙げられる。また、前記芳香環を含む炭素数6〜20の炭化水素基の具体例としては、m−フェニレン、p−フェニレン、4,4′−ジフェニレン、1,4−ナフタレンおよび1,5−ナフタレン、4,4′−メチレンジフェニレン、2,4−トリレン、2,6−トリレン、m−キシリレン、p−キシリレン、m−テトラメチルキシリレン、4,4′−オキシジフェニレンおよびクロロジフェニレンが挙げられる。なかでもブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ドデシレン、3−メチレン−3,5,5−トリメチル−シクロヘキシレン、1,3−ジメチルシクロヘキシレン、4,4′−メチレン−ビスシクロヘキシレンが好ましく、ヘキシレン、m−キシリレンがより好ましい。 In the formula (1), R is a di-isocyanate residues, carbon atoms containing a hydrocarbon group or an aromatic ring having 3 to 20 carbon atoms include aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure 6 Represents ~ 20 hydrocarbon groups. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, methylethylene, butylene, 1-methylpropylene, 2-methylpropylene, 1,2-dimethylpropylene, 1,3- Dimethylpropylene, 1-methylbutylene, 2-methylbutylene, 3-methylbutylene, 4-methylbutylene, 2,4-dimethylbutylene, 1,3-dimethylbutylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, decylene, dodecylene, Examples include ethane-1,1-diyl, propane-2,2-diyl, tridecylene, tetradecylene, pentadecylene, hexadecylene, heptadecylene, octadecylene, nonadecylene, etc., and any —CH 2 — in the alkyl group is —O—. , -CO-, -COO- or -Si 2 - may be substituted with. Specific examples of the hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms including the alicyclic structure include cyclopropylene, 1,3-cyclobutylene, 1,3-cyclopentylene, 1,4-cyclohexylene, 1, 5-cyclooctylene, norbornylene, 1,3-cyclopentylene, 1,2-cyclohexylene, 1,4-dimethylcyclohexylene, 1,3-dimethylcyclohexylene, 1-methyl-2,4-cyclohexylene, 4,4'-methylene-biscyclohexylene and 3-methylene-3,5,5-trimethyl-cyclohexylene. Specific examples of the hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms including the aromatic ring include m-phenylene, p-phenylene, 4,4′-diphenylene, 1,4-naphthalene and 1,5-naphthalene, 4 4,4'-methylenediphenylene, 2,4-tolylene, 2,6-tolylene, m-xylylene, p-xylylene, m-tetramethylxylylene, 4,4'-oxydiphenylene and chlorodiphenylene. . Of these, butylene, pentylene, hexylene, dodecylene, 3-methylene-3,5,5-trimethyl-cyclohexylene, 1,3-dimethylcyclohexylene, and 4,4'-methylene-biscyclohexylene are preferable, hexylene, m- Xylylene is more preferred.

また、上記式(1)で表される構成単位は、上記ポリグリコール酸系樹脂1分子あたりに、4〜100ユニット、好ましくは4〜50ユニット、より好ましくは6〜30ユニット、特に好ましくは10〜20ユニット含んでいる。   The structural unit represented by the formula (1) is 4 to 100 units, preferably 4 to 50 units, more preferably 6 to 30 units, and particularly preferably 10 per molecule of the polyglycolic acid resin. Includes ~ 20 units.

一般式(1)で表されるユニットは、グリコール酸オリゴマーの末端カルボキシル基とイソシアネート基との反応により形成することができ、後述するアミド化触媒を使用することにより、カルボキシル基を効率的にアミド基に変換することも可能である。   The unit represented by the general formula (1) can be formed by a reaction between a terminal carboxyl group of a glycolic acid oligomer and an isocyanate group. By using an amidation catalyst described later, the carboxyl group can be efficiently converted to an amide. It is also possible to convert it to a group.

ポリグリコール酸系樹脂中のアミド結合は、後述する実施例に記載した方法で、1H−NMRを測定することにより同定することができる。
また、グリコール酸オリゴマー以外のイソシアネートと反応する共重合体成分を本発明の効果を阻害しない範囲で含有させることも可能であり、このようなポリグリコール酸系樹脂も本発明の範囲内である。
The amide bond in the polyglycolic acid resin can be identified by measuring 1 H-NMR by the method described in Examples described later.
It is also possible to incorporate the copolymer component which reacts with di- isocyanates other than glycolic acid oligomer in the range not impairing the effect of the present invention, such a polyglycolic acid-based resin are also within the scope of the present invention .

[末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマー]
本発明で使用するグリコール酸オリゴマーの末端は、90%を超える割合でカルボキシル基になっている。末端のカルボキシル基率は95%以上であることがより好ましい。本発明では、後述するとおり、上記グリコール酸オリゴマーの末端カルボキシル基とイソシアネート化合物のイソシアネート基との反応によりアミド結合を形成させる。該グリコール酸オリゴマーのカルボキシル基以外の末端官能基は通常ヒドロキシル基であるが、ヒドロキシル基とイソシアネート基の反応により生じるウレタン結合は熱安定性に劣るため、末端カルボキシル基率を高くする必要がある。末端のカルボキシル基率が90%以下であると、熱安定性のよい高分子量ポリグリコール酸系樹脂を得るためにはグリコール酸オリゴマーをより高分子量化する必要があり生産性が悪くなり好ましくない。
[Glycolic acid oligomer with a terminal functional group being a carboxyl group exceeding 90%]
The terminal of the glycolic acid oligomer used in the present invention is a carboxyl group at a ratio exceeding 90%. The terminal carboxyl group ratio is more preferably 95% or more. In the present invention, as described below, to form an amide bond by reaction with the isocyanate group of the terminal carboxyl group and di isocyanate compound of the glycolic acid oligomer. The terminal functional group other than the carboxyl group of the glycolic acid oligomer is usually a hydroxyl group, but the urethane bond produced by the reaction of the hydroxyl group and the isocyanate group is inferior in thermal stability, so the terminal carboxyl group ratio needs to be increased. When the terminal carboxyl group ratio is 90% or less, in order to obtain a high-molecular-weight polyglycolic acid resin having good thermal stability, it is necessary to increase the molecular weight of the glycolic acid oligomer, which is not preferable because the productivity deteriorates.

また、後述するように溶融重合でポリグリコール酸系樹脂を製造する場合はグリコール酸オリゴマーの融点以上の温度で重合を行うのが好ましいが、ウレタン結合はグリコール酸オリゴマーの融点以上の温度では分解してしまい、末端のカルボキシル基率が90%以下のポリグリコール酸オリゴマーでは高分子量のポリグリコール酸系樹脂を得ることは難しい。   As will be described later, when a polyglycolic acid resin is produced by melt polymerization, it is preferable to carry out the polymerization at a temperature higher than the melting point of the glycolic acid oligomer, but the urethane bond is decomposed at a temperature higher than the melting point of the glycolic acid oligomer. Therefore, it is difficult to obtain a high molecular weight polyglycolic acid resin with a polyglycolic acid oligomer having a terminal carboxyl group ratio of 90% or less.

本発明におけるグリコール酸オリゴマーは、グリコール酸を主成分とする。ここでいう主成分とは、構成単位の95モル%以上がグリコール酸由来であるものをいい、5モル%未満で末端のカルボキシル基の割合を90%以上にするための共重合成分を含み、また、本発明の目的を損なわないものであれば、他の共重合成分単位を含んでいてもよい。   The glycolic acid oligomer in the present invention contains glycolic acid as a main component. The main component here means that 95 mol% or more of the structural unit is derived from glycolic acid, and includes a copolymer component for making the proportion of the terminal carboxyl group 90% or more at less than 5 mol%, Moreover, as long as the objective of this invention is not impaired, the other copolymerization component unit may be included.

グリコール酸以外の他の共重合成分単位としては、後述する開始剤や、多価カルボン酸、多価アルコール、グリコール酸以外のヒドロキシカルボン酸、ラクトンなどが挙げられ、具体的には、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸などの多価カルボン酸類またはそれらの誘導体、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、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、グリセリン、トリメチロールプロパン、ビスフェノールにエチレンオキシドを付加反応させた芳香族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール類またはそれらの誘導体、乳酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類、ラクチド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトンなどのラクトン類などが挙げられる。   Examples of the copolymer component unit other than glycolic acid include initiators described later, polycarboxylic acids, polyhydric alcohols, hydroxycarboxylic acids other than glycolic acid, lactones, and the like. Specifically, succinic acid, Polyvalent carboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, fumaric acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-tetrabutylphosphonium sulfoisophthalic acid or their derivatives, ethylene Glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, octanediol, neopentylglycol, glycerin, trimethylolpropane, aromatic polyhydric alcohol obtained by adding ethylene oxide to bisphenol, diethylene glycol, triethyleneglycol Polyhydric alcohols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol or derivatives thereof, hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 4-hydroxyvaleric acid and 6-hydroxycaproic acid, lactide, ε- Examples include lactones such as caprolactone glycolide, ε-caprolactone, β-propiolactone, δ-butyrolactone, β- or γ-butyrolactone, pivalolactone, and δ-valerolactone.

[末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーの製法]
本発明でいう末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーは、本発明の目的を損なわないものであればその調製方法は特に限定されないが、経済的な観点から、グリコール酸またはグリコール酸水溶液を直接脱水縮合する直接重縮合法で合成することが好ましい。例えば原料のグリコール酸またはグリコール酸水溶液を不活性ガス雰囲気中または気流下において加熱し、圧力を降下させて重縮合反応させ、最終的に所定の温度および圧力の条件下で重縮合反応を行うことにより、グリコール酸オリゴマーを得ることができる。またその後減圧下、または不活性ガス気流下における固相重合により反応を進行させることもできる。該直接重縮合法では、原料であるグリコール酸とともにポリカルボン酸または酸無水物等の共重合体成分を重合初期、途中または後期のいずれかに添加することにより末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーを調製することができる。該ポリカルボン酸成分としてはジカルボン酸が好ましく、該ジカルボン酸成分としては、コハク酸、フタル酸、マレイン酸、テトラブロムフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ドデシルコハク酸などが挙げられ、コハク酸がコスト面から好ましい。該酸無水物としては無水コハク酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸またはドデシル無水コハク酸などが挙げられ、コスト面から無水コハク酸が好ましい。該ポリカルボン酸または酸無水物を重合後期に添加する場合の添加量は、添加前のグリコール酸オリゴマーの末端ヒドロキシル基のモル数に対して1倍モルが好ましい。ここで「倍モル」とは、「ポリカルボン酸または酸無水物のモル数/ヒドロキシル基末端のモル数」により算出される値の単位である。ヒドロキシル基末端のモル数は、用いた仕込み量と、後述する実施例に記載した方法で、1H−NMRを測定することにより決定することができる。該ポリカルボン酸または酸無水物等を重合開始時または途中に添加する場合、後述するグリコール酸オリゴマーが目的の分子量になるように添加量を調整する。例えばコハク酸を添加する場合の具体例としては、グリコール酸オリゴマーの数平均分子量を2500としたい場合、グリコール酸:コハク酸のモル比を41:1となるように反応を行えばよい。
重合開始時または途中で添加する場合は、通常仕込みグリコール酸に対して0.4〜5モル%、より好ましくは0.5〜3モル%を使用する。
[Method for producing glycolic acid oligomer in which the terminal functional group is a carboxyl group in excess of 90%]
The glycolic acid oligomer in which the ratio of the terminal functional group as a carboxyl group in the present invention is more than 90% is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention. It is preferable to synthesize by a direct polycondensation method in which an acid or glycolic acid aqueous solution is directly dehydrated and condensed. For example, the raw glycolic acid or glycolic acid aqueous solution is heated in an inert gas atmosphere or in an air stream, the pressure is lowered to cause a polycondensation reaction, and finally the polycondensation reaction is performed under conditions of a predetermined temperature and pressure. Thus, a glycolic acid oligomer can be obtained. Further, the reaction can be allowed to proceed by solid state polymerization under reduced pressure or under an inert gas stream. In the direct polycondensation method, the proportion of the terminal functional group is a carboxyl group by adding a copolymer component such as polycarboxylic acid or acid anhydride together with glycolic acid, which is a raw material, at either the initial stage, midway or late stage Glycolic acid oligomers can be prepared in excess of 90%. The polycarboxylic acid component is preferably a dicarboxylic acid, and examples of the dicarboxylic acid component include succinic acid, phthalic acid, maleic acid, tetrabromophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, dodecyl succinic acid, and the like. To preferred. Examples of the acid anhydride include succinic anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride or dodecyl succinic anhydride, and succinic anhydride is preferable from the viewpoint of cost. . The addition amount when the polycarboxylic acid or acid anhydride is added in the latter stage of polymerization is preferably 1-fold mole relative to the number of moles of terminal hydroxyl groups of the glycolic acid oligomer before addition. Here, “fold mole” is a unit of a value calculated by “number of moles of polycarboxylic acid or acid anhydride / number of moles of hydroxyl group terminal”. The number of moles of the hydroxyl group terminal can be determined by measuring 1 H-NMR with the amount used and the method described in the examples described later. When the polycarboxylic acid or acid anhydride is added at the start of polymerization or in the middle thereof, the addition amount is adjusted so that the glycolic acid oligomer described later has a target molecular weight. For example, as a specific example of adding succinic acid, when the number average molecular weight of the glycolic acid oligomer is 2500, the reaction may be performed so that the molar ratio of glycolic acid: succinic acid is 41: 1.
When adding at the start of polymerization or in the middle, usually 0.4 to 5 mol%, more preferably 0.5 to 3 mol% is used relative to the charged glycolic acid.

また、該重縮合反応は触媒なしでも、あるいは従来用いられている重縮合触媒存在下に行ってもよい。触媒を用いることでグリコール酸オリゴマーの調製時間を短縮することもできる。従来用いられている金属系重縮合触媒としては金属および金属塩、金属酸化物等があげられるが、グリコール酸オリゴマーから金属系触媒を除去することは困難であることから、後述するイソシアネート化合物との反応を阻害しない触媒を選択する必要がある。このような金属触媒としてはマグネシウム、カルシウムおよびこれらの塩や酸化物が挙げられる。また従来重縮合触媒として用いられている有機スルホン酸系触媒を用いることができる。有機スルホン酸触媒としてはメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等を挙げることができる。好ましくはメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸が挙げられる。有機スルホン酸系の触媒を用いて固相重合を行う場合、反応が進むに従い反応温度を上昇させるため、最終的には触媒を揮散させることが可能であり、触媒の残留を極力低減させることができる。触媒を使用する場合、その添加量はグリコール酸100重量部に対して0.001〜1重量部、好ましくは0.002〜0.5重量部である。
グリコシドを開環重合する方法では、水又は乳酸、グリコール酸等のヒドロキシカルボン酸等の開始剤を使用して調整することができる。
The polycondensation reaction may be performed without a catalyst or in the presence of a conventionally used polycondensation catalyst. The preparation time of the glycolic acid oligomer can be shortened by using a catalyst. Metals and metal salts as metal-based polycondensation catalyst conventionally used, a metal oxide, and the like, since the removal of metallic catalyst from the glycolic acid oligomer is difficult, and di isocyanate compound described later It is necessary to select a catalyst that does not inhibit this reaction. Examples of such metal catalysts include magnesium, calcium, and salts and oxides thereof. Moreover, the organic sulfonic acid type catalyst conventionally used as a polycondensation catalyst can be used. Examples of the organic sulfonic acid catalyst include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid and the like. Preferable examples include methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid. When solid-phase polymerization is performed using an organic sulfonic acid-based catalyst, the reaction temperature is raised as the reaction proceeds, so that it is possible to eventually volatilize the catalyst and reduce the residual catalyst as much as possible. it can. When using a catalyst, the addition amount is 0.001-1 weight part with respect to 100 weight part of glycolic acid, Preferably it is 0.002-0.5 weight part.
In the method of ring-opening polymerization of glycoside, it can be adjusted using water or an initiator such as hydroxycarboxylic acid such as lactic acid or glycolic acid.

[グリコール酸オリゴマーの重量平均分子量<Mw1>]
前記グリコール酸オリゴマーの重量平均分子量(Mw1)は、それぞれ5,000〜50,000であることが好ましく、10,000〜30,000であることが特に好ましい。重量平均分子量(Mw1)が上記範囲内であると重合時間が短く、工程時間の短縮が可能である点で好ましい。また、前記の分子量範囲にすることによりポリグリコール酸系樹脂の溶融温度を下げることができ、熱加工性に優れるポリグリコール酸系樹脂を得ることができる。
[Weight average molecular weight of glycolic acid oligomer <Mw1>]
The glycolic acid oligomer has a weight average molecular weight (Mw1) of preferably 5,000 to 50,000, particularly preferably 10,000 to 30,000. When the weight average molecular weight (Mw1) is within the above range, it is preferable in that the polymerization time is short and the process time can be shortened. Moreover, by making it into the said molecular weight range, the melting temperature of polyglycolic acid-type resin can be lowered | hung and the polyglycolic acid-type resin excellent in heat workability can be obtained.

なお、本発明における重量平均分子量(Mw)は、後述する実施例に記載の方法で、ヘキサフルオロイソプロパノールを移動相としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPC)によりポリメタクリル酸メチルに対する相対重量平均分子量として測定した値である。   In addition, the weight average molecular weight (Mw) in this invention is a relative weight average molecular weight with respect to polymethyl methacrylate by the gel permeation chromatography (henceforth GPC) which used the hexafluoro isopropanol as a mobile phase by the method as described in the Example mentioned later. As measured.

[ポリグリコール酸系樹脂の製造方法]
前記ポリグリコール酸系樹脂の製造方法は、末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーと、イソシアネート化合物とを反応させる工程を含む。該反応では後述するアミド化触媒を用いることが好ましい。該工程の具体例として以下の溶融重合法が挙げられるが、本発明の目的を損なわない限り、何らこれに限定されない。
[Method for producing polyglycolic acid resin]
Method for producing a polyglycolic acid resin comprises glycolic acid oligomer proportion terminal functional group is a carboxyl group exceeds 90%, the step of reacting a di- isocyanate compound. In the reaction, it is preferable to use an amidation catalyst described later. Although the following melt polymerization methods are mentioned as a specific example of this process, As long as the objective of this invention is not impaired, it is not limited to this at all.

まず、前記グリコール酸オリゴマーおよび必要に応じて後述するアミド化触媒を加え、これらをグリコール酸オリゴマーが溶融する温度まで昇温する。さらにイソシアネート化合物を加え、溶融温度で反応させポリグリコール酸系樹脂を得ることができる。イソシアネート化合物は、ジイソシアネート化合物であることが好ましい。 First, the glycolic acid oligomer and, if necessary, an amidation catalyst described later are added, and these are heated to a temperature at which the glycolic acid oligomer melts. Furthermore the di-isocyanate compound is added, it is possible to obtain a polyglycolic acid-based resin is reacted at the melting temperature. Di isocyanate compound is preferably a diisocyanate compound.

ジメチルスルホキシド等の溶媒を使用することも可能であるが、溶媒除去等の後処理が必要なため前記の溶融重合法が好ましい態様である。   Although it is possible to use a solvent such as dimethyl sulfoxide, the above-described melt polymerization method is a preferred embodiment because post-treatment such as solvent removal is required.

[反応温度]
溶融重合法での反応温度はグリコール酸オリゴマーの溶融温度以上であることが好ましく、230℃〜250℃であることが好ましい。当該工程における反応温度が、上記上限を超えると副反応が進行しゲル化が起こりやすくなる場合があり、上記下限未満であるとグリコール酸オリゴマーが溶解せず、本発明におけるポリグリコール酸系樹脂が得られない場合がある。また、溶融重合法では、反応物の分子量の増加とともに粘度が急激に上昇するので、押出機、特に二軸混練押出機で反応させさせながら生成物を押し出す方法が好ましい態様である。
[Reaction temperature]
The reaction temperature in the melt polymerization method is preferably equal to or higher than the melting temperature of the glycolic acid oligomer, and is preferably 230 ° C to 250 ° C. If the reaction temperature in the step exceeds the upper limit, side reactions may proceed and gelation may occur easily. If the reaction temperature is lower than the lower limit, the glycolic acid oligomer does not dissolve, and the polyglycolic acid resin in the present invention It may not be obtained. In the melt polymerization method, the viscosity rapidly increases with the increase in the molecular weight of the reaction product. Therefore, a method of extruding the product while reacting with an extruder, particularly a twin-screw kneading extruder is a preferred embodiment.

[イソシアネート化合物]
本発明で使用するイソシアネート化合物は、イソシアネート基を2個有している化合物であり、本発明の目的を阻害しなければ特に限定されない
[Di isocyanate compound]
Di isocyanate compound used in the present invention are compounds that are two chromatic isocyanate group is not particularly limited unless impair the object of the present invention.

ジイソシアネート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合体、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−(ビスイソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタンまたはビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタンなどが挙げられ、より好適な例として、m−キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−(ビスイソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン、またはビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタンなどが挙げられる。なかでも経済的な観点から、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはm−キシリレンジイソシアネートであることが好ましい。   As the diisocyanate compound, 2,4-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3- (bisisocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, bis (Isocyanatomethyl) bicyclo- [2,2,1] -heptane or bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and the like, more preferred examples m-xylylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3- (bisisocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, bis (Isocyanatomethyl) bicyclo- [2,2,1] -heptane, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane, and the like can be given. Of these, hexamethylene diisocyanate or m-xylylene diisocyanate is preferable from an economical viewpoint.

[イソシアネートの添加量]
上記イソシアネート化合物の添加量は、前記グリコール酸オリゴマーのカルボキシル基末端数から算出したモル数に基づいて決定する。グリコール酸オリゴマーのカルボキシル基末端数は、1H−NMRより算出する。1H−NMRは後述する実施例に記載した方法で測定する。上記イソシアネート化合物の添加量は、前記グリコール酸オリゴマーのカルボキシル基末端数から算出したモル数に対して0.8〜2.0倍モルであることが好ましく、0.8〜1.5倍モルであることがさらに好ましい。ここで「倍モル」とは、「イソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル数/カルボキシル基末端のモル数」により算出される値の単位である。
[Added in an amount of di-isocyanate]
The addition amount of the di-isocyanate compound is determined based on the number of moles calculated from the carboxyl group terminal number of the glycolic acid oligomer. The number of carboxyl group terminals of the glycolic acid oligomer is calculated from 1 H-NMR. 1 H-NMR is measured by the method described in Examples described later. The addition amount of the di-isocyanate compound is preferably 0.8 to 2.0 times by mole based on the mole number calculated from the carboxyl group terminal number of the glycolic acid oligomer, 0.8 to 1.5-fold molar More preferably. Here, the "fold molar" is a unit of a value calculated by the "number of moles / terminal carboxyl group of the isocyanate groups in the di-isocyanate compound".

上記イソシアネート化合物の添加量が上記下限値未満であると、イソシアネート化合物の添加効果が小さく、高分子量のポリグリコール酸系樹脂を得ることが困難となる。一方、上記上限値を超えると、イソシアネートが架橋反応などの副反応を引き起こし、ゲル状のポリグリコール酸系樹脂が生成することがある。 If the amount of the di-isocyanate compound is less than the above lower limit, the effect of adding the di-isocyanate compound is small, it is difficult to obtain a high molecular weight polyglycolic acid resin. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the isocyanate may cause a side reaction such as a crosslinking reaction, and a gel-like polyglycolic acid resin may be generated.

[アミド化触媒]
本発明においてアミド化触媒とは、前記グリコール酸オリゴマーの末端カルボキシル基部分を優先的に前記イソシアネート化合物と反応させて、アミド結合を形成させる触媒をいう。
[Amidation catalyst]
The amidation catalysts in the present invention, a terminal carboxyl group portion of the glycolic acid oligomer is reacted preferentially with the di isocyanate compound, it refers to a catalyst to form an amide bond.

前記工程に用いるアミド化触媒は、周期律表第1族、2族および3族における金属群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むことが好ましく、カリウム、マグネシウム、カルシウムおよびイッテルビウムの群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むことがより好ましく、マグネシウムまたはカルシウムを含むことが特に好ましい。このような金属を含んでいると触媒効果の点で好ましい。   The amidation catalyst used in the step preferably contains at least one metal selected from the group of metals in Groups 1, 2 and 3 of the periodic table, and is selected from the group of potassium, magnesium, calcium and ytterbium. More preferably, it contains at least one metal, and particularly preferably contains magnesium or calcium. The inclusion of such a metal is preferable in terms of catalytic effect.

上記周期律表第1族金属を含むアミド化触媒としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムもしくはセシウムの、有機酸塩、金属アルコキシドもしくは金属錯体(アセチルアセトナートなど)等の有機金属化合物;金属酸化物、金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物もしくはフッ化物などの無機金属化合物が挙げられ、また上記周期律表第2族金属を含むアミド化触媒としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムもしくはバリウムの、有機酸塩、金属アルコキシドもしくは金属錯体(アセチルアセトナトなど)等の有機金属化合物;金属酸化物、金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物もしくはフッ化物などの無機金属化合物が挙げられる。さらには、上記周期律表第3族金属を含むアミド化触媒としては、スカンジウム、イッテルビウム、イットリウムもしくは他の希土類の、有機酸塩、金属アルコキシドもしくは金属錯体(アセチルアセトナートなど)等の有機金属化合物;金属酸化物、金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物もしくはフッ化物などの無機金属化合物が挙げられる。これらは単独で使用しても、また併用してもよい。これらの金属化合物触媒の中でも、ビス(アセチルアセトナト)マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、塩化マグネシウム、イッテルビウムトリフラートなどが好ましく、さらにはマグネシウム化合物、特に、ビス(アセチルアセトナト)マグネシウム、ステアリン酸マグネシウムが好ましい。これらの触媒は2種以上併用することもできる。   Examples of the amidation catalyst containing Group 1 metal of the periodic table include organic metal compounds such as organic acid salts, metal alkoxides or metal complexes (acetylacetonate, etc.) of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium; Inorganic metal compounds such as compounds, metal hydroxides, carbonates, phosphates, sulfates, nitrates, chlorides or fluorides, and as amidation catalysts containing Group 2 metals of the above periodic table, Organometallic compounds such as organic acid salts, metal alkoxides or metal complexes (such as acetylacetonate) of beryllium, magnesium, calcium, strontium or barium; metal oxides, metal hydroxides, carbonates, phosphates, sulfates Inorganic metal compounds such as nitrates, chlorides and fluorides. Furthermore, as the amidation catalyst containing the Group 3 metal of the periodic table, organometallic compounds such as scandium, ytterbium, yttrium or other rare earth organic acid salts, metal alkoxides or metal complexes (acetylacetonate, etc.) Inorganic metal compounds such as metal oxides, metal hydroxides, carbonates, phosphates, sulfates, nitrates, chlorides or fluorides; These may be used alone or in combination. Among these metal compound catalysts, bis (acetylacetonato) magnesium, magnesium stearate, calcium stearate, magnesium chloride, ytterbium triflate, etc. are preferable, and magnesium compounds, particularly bis (acetylacetonato) magnesium, magnesium stearate. Is preferred. Two or more of these catalysts can be used in combination.

[アミド化触媒の添加量]
上記アミド化触媒の添加量は、前記グリコール酸オリゴマー100重量部に対して、0.01〜2重量部、好ましくは0.01〜1重量部、より好ましくは0.01〜0.5重量部である。
[Amount of addition of amidation catalyst]
The amount of the amidation catalyst added is 0.01 to 2 parts by weight, preferably 0.01 to 1 part by weight, more preferably 0.01 to 0.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the glycolic acid oligomer. It is.

[ポリグリコール酸系樹脂の重量平均分子量<Mw2>]
本発明におけるポリグリコール酸系樹脂の重量平均分子量(Mw2)は90,000以上であることが好ましく、90,000〜500,000であることがより好ましく、120,000〜300,000であることがさらに好ましい。ポリグリコール酸系樹脂の重量平均分子量(Mw2)が上記範囲内であると、成形性および機械強度の点で好ましい。
[Weight average molecular weight of polyglycolic acid resin <Mw2>]
The weight average molecular weight (Mw2) of the polyglycolic acid resin in the present invention is preferably 90,000 or more, more preferably 90,000 to 500,000, and 120,000 to 300,000. Is more preferable. It is preferable in terms of moldability and mechanical strength that the weight average molecular weight (Mw2) of the polyglycolic acid resin is within the above range.

本発明におけるポリグリコール酸系樹脂における重量平均分子量(Mw2)は、イソシアネートとの反応により前記グリコール酸オリゴマーの重量平均分子量(Mw1)の3倍以上、より好ましくは3〜51倍、特に好ましくは3〜26倍であることが好ましい。3倍以下であると、後述する本発明におけるポリグリコール酸系樹脂の熱的特性が発現しない場合がある。 The weight average molecular weight of the polyglycolic acid resin in the present invention (Mw2) has a weight average molecular weight of the glycolic acid oligomer by reaction with di isocyanate (Mw1) of 3 times or more, more preferably 3 to 51 times, particularly preferably It is preferably 3 to 26 times. If it is 3 times or less, the thermal characteristics of the polyglycolic acid resin in the present invention described later may not be exhibited.

[ポリグリコール酸系樹脂の熱的特性]
本発明のポリグリコール酸系樹脂は、従来の一般的なポリグリコール酸ホモポリマーの融点(240℃程度)と比較して融点が低い特徴を有する。従来のポリグリコール酸ホモポリマーは、溶融成形時に融点以上の高温で溶融させた場合、熱分解等が起こり加工安定性に問題があったが、本発明のポリグリコール酸系樹脂は、従来のポリグリコール酸ホモポリマーより溶融温度が低いので、熱分解による分子量低下を抑えて成形加工が可能である。
[Thermal properties of polyglycolic acid resins]
The polyglycolic acid-based resin of the present invention has a feature that the melting point is lower than the melting point (about 240 ° C.) of a conventional general polyglycolic acid homopolymer. When a conventional polyglycolic acid homopolymer is melted at a temperature higher than the melting point at the time of melt molding, thermal decomposition or the like occurs and there is a problem in processing stability. Since the melting temperature is lower than that of glycolic acid homopolymer, molding processing can be performed while suppressing a decrease in molecular weight due to thermal decomposition.

すなわち、本発明のポリグリコール酸系樹脂は、後述する示差走査熱量測定法において昇温速度10℃/分で加熱した場合のセカンドランの融点(Tm)(融解ピークのピークトップ)を190℃≦Tm≦230℃、好ましくは200℃≦Tm≦220℃とすることができる。   That is, the polyglycolic acid resin of the present invention has a melting point (Tm) (second peak of melting peak) of second run when heated at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a differential scanning calorimetry method described later at 190 ° C. ≦ Tm ≦ 230 ° C., preferably 200 ° C. ≦ Tm ≦ 220 ° C.

Tmは、前記グリコール酸オリゴマーのMw1を前記範囲内において小さくすることで低くすることが可能であり、Mw1を大きくすることで高くすることが可能であり、オリゴマーのMw1の制御によりTmを前記の範囲に調整することができる。   Tm can be lowered by decreasing Mw1 of the glycolic acid oligomer within the above range, and can be increased by increasing Mw1, and Tm can be increased by controlling Mw1 of the oligomer. Can be adjusted to the range.

また、ポリグリコール酸ホモポリマーは溶融状態から降温したときの結晶化速度が非常に速く、すなわち結晶化点が高く、結晶化を制御することが困難であり、フィルム、シート等の押出成形時には透明性を損なうという問題点があった。結晶化点を低くするためには、例えば特許文献(WO2003−037956)にあるように、高温で熱処理する必要がある。本発明におけるポリグリコール酸系樹脂は、示差走査熱量測定において240℃の熱履歴を受けた後の降温速度10℃/分で測定した結晶化点(Tc)(結晶化ピークのピークトップ)が90℃≦Tc≦150℃、さらには110℃≦Tc≦140℃とすることができるため、溶融温度と結晶化点の温度差を大きくすることが可能で、結晶化を制御することが容易である。   In addition, polyglycolic acid homopolymer has a very high crystallization rate when the temperature is lowered from a molten state, that is, it has a high crystallization point and is difficult to control crystallization, and is transparent during extrusion molding of films, sheets, etc. There was a problem of impairing the performance. In order to lower the crystallization point, it is necessary to perform heat treatment at a high temperature as disclosed in, for example, Patent Document (WO2003-037956). The polyglycolic acid resin in the present invention has a crystallization point (Tc) (peak top of crystallization peak) of 90 measured at a temperature decrease rate of 10 ° C./min after receiving a thermal history of 240 ° C. in differential scanning calorimetry. Since the temperature can be set to ≦ Tc ≦ 150 ° C., further 110 ° C. ≦ Tc ≦ 140 ° C., the temperature difference between the melting temperature and the crystallization point can be increased, and the crystallization can be easily controlled. .

結晶化点Tcは、使用する前記イソシアネート化合物の種類にもよるが、一般的に前記グリコール酸オリゴマーのMw1を前記範囲内において小さくすることで低くすることが可能であり、Mw1を大きくすることで高くすることが可能であり、オリゴマーのMw1の制御によりTcを前記の範囲に調整することができる。 Crystallization point Tc, depending on the type of the di-isocyanate compound used, the Mw1 generally the glycolic acid oligomer is capable of low to be smaller within the range, increasing the Mw1 The Tc can be adjusted to the above range by controlling the oligomer Mw1.

[ポリグリコール酸系樹脂の成形体および成形加工法と用途]
本発明のポリグリコール酸系樹脂は種々の成形加工法で成形できるが、前述したように溶融加工の成形性に優れている。ここでいう成形体とは、フィルム、シート、繊維、射出成形体、押出成形体、真空成形体、発泡成形体等の各種成形体を意味する。
[Molded body of polyglycolic acid resin and molding process and application]
The polyglycolic acid-based resin of the present invention can be molded by various molding processes, but as described above, it is excellent in melt processability. The molded product as used herein means various molded products such as films, sheets, fibers, injection molded products, extruded molded products, vacuum molded products, and foam molded products.

成形加工法は特に制限されないが、具体的には、射出成形、押出成形、インフレーション成形、押出中空成形、発泡成形、カレンダー成形、ブロー成形、バルーン成形、真空成形、紡糸等の成形加工法が挙げられる。   The molding method is not particularly limited, and specific examples include injection molding, extrusion molding, inflation molding, extrusion hollow molding, foam molding, calendar molding, blow molding, balloon molding, vacuum molding, spinning, and the like. It is done.

本発明のポリグリコール酸系樹脂の用途については特に制限は無く、汎用用途から医療具等の特殊用途まで広い範囲で使用することが可能である。特にポリグリコール酸に特徴的な高ガスバリア性は、後述する実施例に記載したように、本発明のポリグリコール酸系樹脂においてもポリグリコール酸ホモポリマーと同等であることから、フィルム・シート状でガスバリア性が必要な用途に使用することが望ましい。また、従来のポリグリコール酸系樹脂が広く利用されている縫合糸分野においても使用することが可能である。   There is no restriction | limiting in particular about the use of the polyglycolic acid-type resin of this invention, It can be used in a wide range from general use to special uses, such as a medical device. In particular, the high gas barrier property characteristic of polyglycolic acid is equivalent to the polyglycolic acid homopolymer in the polyglycolic acid-based resin of the present invention, as described in Examples below. It is desirable to use for applications that require gas barrier properties. It can also be used in the suture field where conventional polyglycolic acid resins are widely used.

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
本実施例における各測定方法を以下に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples at all.
Each measurement method in this example is shown below.

<重量平均分子量(Mw)>
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、Waters社製、検出器RI:Waters社製2414、カラム:SHODEX社製HFIP−G、HFIP−806 2本)(検出器およびカラム温度40℃、流速0.6mL/min、5mMトリフルオロ酢酸ナトリウム(和光純薬)含有のヘキサフルオロイソプロパノール(セントラル硝子社製))により、ポリメタクリル酸メチル(分子量はそれぞれ520000、267000、158000、93300、54500、10100、2580)を標準サンプルとして作成した検量線との比較で求めた。サンプル5mgに対し、5mMトリフルオロ酢酸ナトリウム(和光純薬)含有ヘキサフルオロイソプロパノール(セントラル硝子社製)を5mL用いて溶解させ測定した。
<Weight average molecular weight (Mw)>
Gel permeation chromatography (GPC, Waters, detector RI: Waters 2414, column: SHODEX HFIP-G, HFIP-806 2) (detector and column temperature 40 ° C., flow rate 0.6 mL / Min, 5 mM sodium trifluoroacetate (Wako Pure Chemicals) -containing hexafluoroisopropanol (manufactured by Central Glass Co., Ltd.), polymethyl methacrylate (molecular weights 520000, 267000, 158000, 93300, 54500, 10100, 2580, respectively) as standard It was obtained by comparison with a calibration curve prepared as a sample. The sample was dissolved in 5 mL of 5 mM sodium trifluoroacetate (Wako Pure Chemical Industries) containing hexafluoroisopropanol (manufactured by Central Glass Co., Ltd.) and measured.

<ガラス転移温度(Tg)、融点(Tm)、結晶化点(Tc)、結晶化度の測定方法>
示査走査熱量測定(DSC測定)(SII社製DSC装置RDC220)により求めた。試料を5〜6mg秤量し、窒素シールしたパンに計り込み、窒素シールされた予め30℃に設定されたDSC測定部に装入した後、10℃/minの昇温速度で240℃まで昇温した。その後、10℃/minの降温速度で0℃まで降温した。さらに、10℃/minの昇温速度で240℃まで昇温した。
ガラス転移温度(Tg)は、2回目(セカンドラン)の昇温時のガラス転移温度を測定した。
<Measuring method of glass transition temperature (Tg), melting point (Tm), crystallization point (Tc), crystallinity>
It calculated | required by the scanning scanning calorimetry (DSC measurement) (DSC apparatus RDC220 by SII). A sample is weighed 5 to 6 mg, weighed into a nitrogen-sealed pan, charged in a DSC measuring section set at 30 ° C. that has been nitrogen-sealed in advance, and then heated to 240 ° C. at a rate of 10 ° C./min. did. Thereafter, the temperature was decreased to 0 ° C. at a temperature decreasing rate of 10 ° C./min. Furthermore, it heated up to 240 degreeC with the temperature increase rate of 10 degree-C / min.
As the glass transition temperature (Tg), the glass transition temperature at the second temperature increase (second run) was measured.

融点(Tm)、結晶化度は2回目の昇温時の融解発熱ピークにおけるピークトップの融点(Tm)および結晶融解エンタルピー(ΔHm)を測定し、[[(ΔHm)/(ΔH0)]×100]を求め、結晶化度とした。ここでΔH0は完全理想結晶融解エンタルピーを表し、ポリグリコール酸の数値 183.2 J/g (Polymer 2004, 45, 3583.)を使用した。 Melting point (Tm), crystallinity was measured by measuring peak melting point (Tm) and crystal melting enthalpy (ΔHm) at the melting exothermic peak at the second temperature rise, and [[(ΔHm) / (ΔH 0 )] × 100] was determined as the crystallinity. Here, ΔH 0 represents the complete ideal crystal melting enthalpy, and the value of polyglycolic acid 183.2 J / g (Polymer 2004, 45, 3583.) was used.

結晶化点(Tc)は、240℃から10℃/minの降温速度で降温冷却した時の結晶化発熱ピークのピークトップの結晶化点(Tc)を測定した。   As the crystallization point (Tc), the crystallization point (Tc) at the peak top of the crystallization exothermic peak when the temperature was lowered and cooled at a temperature lowering rate of 240 ° C. to 10 ° C./min was measured.

<ポリグリコール酸オリゴマーの末端官能基がカルボキシル基である割合の測定方法>
日本電子製ECA500を用い、グリコール酸オリゴマーおよびポリグリコール酸系樹脂を重ジメチルスルホキシド溶媒中100℃で1H−NMRスペクトルを測定した。ここで、ケミカルシフトはジメチルスルホキシドδ=2.468ppmを基準とした。
<Measurement method of ratio of terminal functional group of polyglycolic acid oligomer being carboxyl group>
ECA500 manufactured by JEOL Ltd. was used to measure 1 H-NMR spectrum of glycolic acid oligomer and polyglycolic acid resin in a heavy dimethyl sulfoxide solvent at 100 ° C. Here, the chemical shift was based on dimethyl sulfoxide δ = 2.468 ppm.

なお、サンプルが溶解しにくい場合は、いったんイナートガス雰囲気下で溶融させてから急冷し、測定サンプルを調整した。   When the sample was difficult to dissolve, the sample was melted once in an inert gas atmosphere and then rapidly cooled to prepare a measurement sample.

上記測定により得られたポリグリコール酸オリゴマーの1H−NMRスペクトルにおいて、
δ=4.10ppm、シングレット(積分値 A):
グリコール酸オリゴマーのヒドロキシル基末端のメチレンプロトン
δ=4.61ppm、シングレット(積分値 B):
グリコール酸オリゴマーのカルボキシル基末端のメチレンプロトン
δ=4.74、−4.83ppm、シングレット(積分値 C):
グリコール酸オリゴマーの主鎖メチレンプロトン
であり、例えば無水コハク酸を初期添加して調整したグリコール酸オリゴマーの場合、
δ=2.70ppm、シングレット(積分値 D):
コハク酸メチレンプロトン
以上のように同定することができる。
これらのピークの積分値より、以下の式から末端カルボン酸率を算出する。
末端官能基がカルボキシル基である割合(%) = B/(A+B)×100
In the 1 H-NMR spectrum of the polyglycolic acid oligomer obtained by the above measurement,
δ = 4.10 ppm, singlet (integral value A):
Methylene proton at the hydroxyl group end of glycolic acid oligomer δ = 4.61 ppm, singlet (integral value B):
Methylene proton at the carboxyl group end of the glycolic acid oligomer δ = 4.74, −4.83 ppm, singlet (integral value C):
Glycolic acid oligomer main chain methylene proton, for example, glycolic acid oligomer prepared by initial addition of succinic anhydride,
δ = 2.70 ppm, singlet (integral value D):
Methylene proton succinate can be identified as described above.
From the integrated value of these peaks, the terminal carboxylic acid ratio is calculated from the following formula.
Ratio (%) where terminal functional group is carboxyl group = B / (A + B) × 100

<グリコール酸オリゴマーのカルボキシル基末端モル数(mol/g)>
前記測定方法により得られたスペクトルを元に、以下の式によりルボキシル基末端モル数(mol/g)を算出する。
カルボキシル基末端モル数(mol/g)
=B/(59(OH末端グリコール酸ユニット)×A+75(COOH末端グリコール酸ユニット)×B+58(主鎖グリコール酸ユニット)×C+100(酸無水物またはポリカルボン酸ユニット(ここではコハク酸ユニット))×D/2)
<Mole number of carboxyl group terminal of glycolic acid oligomer (mol / g)>
Based on the spectrum obtained by the above measuring method, the number of moles (mol / g) of ruboxyl terminal is calculated by the following formula.
Carboxyl group terminal mole number (mol / g)
= B / (59 (OH terminal glycolic acid unit) x A + 75 (COOH terminal glycolic acid unit) x B + 58 (main chain glycolic acid unit) x C + 100 (acid anhydride or polycarboxylic acid unit (here succinic acid unit)) x D / 2)

<ポリグリコール酸系樹脂中のアミド結合の同定>
例えば無水コハク酸を初期添加して調整したグリコール酸オリゴマーを用い、イソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを用いて得られたポリグリコール酸系樹脂を例として、1H−NMRスペクトルによりアミド結合形成を同定する方法を以下に記載する。1H−NMR測定は前記グリコール酸オリゴマーの測定と同様に行う。
δ=1.22−1.31ppm、ブロード:
ヘキサメチレンジイソシアネート由来のメチレンプロトン
δ=1.35−1.45ppm、ブロード:
ヘキサメチレンジイソシアネート由来のメチレンプロトン
δ=1.35−1.45ppm、ブロード:
ヘキサメチレンジイソシアネート由来のアミド結合隣接α位メチレンプロトン
δ=2.70ppm、シングレット:
コハク酸由来のメチレンプロトン
δ=4.10ppm、シングレット:
グリコール酸ユニットのヒドロキシル基末端のメチレンプロトン
δ=4.51ppm、シングレット:
グリコール酸ユニットのアミド結合隣接α位のメチレンプロトン
δ=4.77ppm、シングレット:
グリコール酸ユニットのアミド結合隣接β位のメチレンプロトン
δ=4.83ppm、シングレット:
ポリマー主鎖グリコール酸ユニットのメチレンプロトン
δ=7.60ppm、ブロード:
アミドのプロトン
以上のように同定することができる。
<Identification of amide bond in polyglycolic acid resin>
For example using a glycolic acid oligomer succinic anhydride was prepared by initial addition, as an example polyglycolic acid-based resin obtained using hexamethylene diisocyanate as di-isocyanate, to identify the amide bond formation by 1 H-NMR spectrum The method is described below. 1 H-NMR measurement is performed in the same manner as the glycolic acid oligomer.
δ = 1.2-1.31 ppm, broad:
Methylene protons derived from hexamethylene diisocyanate δ = 1.35-1.45 ppm, broad:
Methylene protons derived from hexamethylene diisocyanate δ = 1.35-1.45 ppm, broad:
Amide bond adjacent α-position methylene proton derived from hexamethylene diisocyanate δ = 2.70 ppm, singlet:
Methylene proton derived from succinic acid δ = 4.10 ppm, singlet:
Methylene proton at the hydroxyl group terminal of the glycolic acid unit δ = 4.51 ppm, singlet:
Methylene proton at the α-position adjacent to the amide bond of the glycolic acid unit δ = 4.77 ppm, singlet:
Methylene proton at the β position adjacent to the amide bond of the glycolic acid unit δ = 4.83 ppm, singlet:
Methylene proton of polymer main chain glycolic acid unit δ = 7.60 ppm, broad:
Amide protons can be identified as above.

ここで、ヒドロキシル基末端メチレンプロトンのケミカルシフトは、用いたグリコール酸オリゴマーのヒドロキシル基末端メチレンプロトンと変化がなく、またグリコール酸オリゴマーのカルボキシル基末端のケミカルシフトがアミド結合を形成することにより高磁場シフトすることが確認できる(δ=4.61ppm→δ=4.51ppm)。アミド結合のプロトンは用いるイソシアネート種によりケミカルシフトが変化するが、δ=7.5−8.5ppm付近に確認することが出来る。 Here, the chemical shift of the hydroxyl group terminal methylene proton is the same as the hydroxyl group terminal methylene proton of the glycolic acid oligomer used, and the chemical shift of the carboxyl group terminal of the glycolic acid oligomer forms an amide bond to form a high magnetic field. A shift can be confirmed (δ = 4.61 ppm → δ = 4.51 ppm). Proton amide bond is chemical shift changes by di isocyanate species employed, but can be identified around δ = 7.5-8.5ppm.

<酸素透過係数>
ポリグリコール酸系樹脂の厚み150μmのプレスフィルムの酸素透過性について、JIS K−7126に従い、モコン(MOCON)社製オキシトラン(OXTRAN)装置を用い、23℃、80%RHの条件で酸素透過係数を測定した。
<Oxygen transmission coefficient>
About oxygen permeability of press film of 150μm thickness of polyglycolic acid resin, oxygen permeability coefficient was measured under conditions of 23 ° C and 80% RH using OXTRAN equipment manufactured by MOCON according to JIS K-7126. It was measured.

[製造例1]
デュポン社製のグリコール酸(Glypure99)380g(5.0mol)と無水コハク酸(和光純薬社製)12.17g(0.1217mol)とをディーンスタークトラップおよび窒素導入管が備え付けられた1000mlのセパラブルフラスコに装入した。該フラスコ内を窒素置換後、常圧、30L/minの窒素気流下で、140℃に加熱したオイルバスにより昇温しグリコール酸を溶解した。該フラスコ内を徐々に減圧し、100mmHgで3時間、反応マスが白濁するまで保持した。次に、オイルバス温度を180℃まで昇温し、さらに3時間、固化するまで反応を継続した。得られた白色個体を粉砕機により粉砕し、窒素気流下、180℃で12時間乾燥し、白色グリコール酸オリゴマー[オリゴマーA]288gを得た。オリゴマーAのGPC測定による重量平均分子量(Mw1)は17600であった。また、1H−NMR測定により算出した末端官能基がカルボキシル基である割合は96%であり、カルボキシル基末端モル数は7.1065×10-4(mol/g)であった。DSC測定により、Tg 29.6℃、Tm 209℃、結晶化度64%であった。
[Production Example 1]
380 g (5.0 mol) of glycolic acid (Glypure 99) manufactured by DuPont and 12.17 g (0.1217 mol) of succinic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1000 ml of Separa equipped with a Dean-Stark trap and a nitrogen introduction tube A bull flask was charged. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the glycolic acid was dissolved by heating with an oil bath heated to 140 ° C. under a nitrogen flow of normal pressure and 30 L / min. The inside of the flask was gradually depressurized and maintained at 100 mmHg for 3 hours until the reaction mass became cloudy. Next, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., and the reaction was continued for further 3 hours until it solidified. The obtained white solid was pulverized by a pulverizer and dried at 180 ° C. for 12 hours under a nitrogen stream to obtain 288 g of a white glycolic acid oligomer [oligomer A]. The weight average molecular weight (Mw1) of the oligomer A measured by GPC was 17600. Moreover, terminal functional groups which is calculated by 1 H-NMR measurement ratio is a carboxyl group is 96%, the carboxyl group-terminated moles was 7.1065 × 10 -4 (mol / g ). According to DSC measurement, the Tg was 29.6 ° C, the Tm was 209 ° C, and the crystallinity was 64%.

[製造例2]
デュポン社製のグリコール酸(Glypure99)380g(5.0mol)と無水コハク酸(和光純薬社製)5.94g(0.0594mol)とをディーンスタークトラップおよび窒素導入管が備え付けられた1000mlのセパラブルフラスコに装入した。該フラスコ内を窒素置換後、常圧、30L/minの窒素気流下で、140℃に加熱したオイルバスにより昇温しグリコール酸を溶解した。該フラスコ内を徐々に減圧し、100mmHgで2.5時間、反応マスが白濁するまで保持した。次に、オイルバス温度を180℃まで昇温し、さらに1時間、固化するまで反応を継続した。得られた白色個体を粉砕機により粉砕し、窒素気流下、180℃で12時間乾燥し、白色グリコール酸オリゴマー[オリゴマーB]275gを得た。該オリゴマーBのGPC測定による重量平均分子量(Mw1)は30000であった。また、1H−NMR測定により算出した末端官能基がカルボキシル基である割合は92%であり、カルボキシル基末端モル数は4.726×10-4(mol/g)であった。DSC測定により、Tgは観測できず、Tm 219℃、結晶化度52%であった。
[Production Example 2]
1000 ml Separa equipped with a Dean-Stark trap and a nitrogen introduction tube containing 380 g (5.0 mol) of glycolic acid (Glypure 99) manufactured by DuPont and 5.94 g (0.0594 mol) of succinic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A bull flask was charged. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the glycolic acid was dissolved by heating with an oil bath heated to 140 ° C. under a nitrogen flow of normal pressure and 30 L / min. The inside of the flask was gradually depressurized and maintained at 100 mmHg for 2.5 hours until the reaction mass became cloudy. Next, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., and the reaction was continued until solidified for another hour. The obtained white solid was pulverized by a pulverizer and dried at 180 ° C. for 12 hours under a nitrogen stream to obtain 275 g of a white glycolic acid oligomer [oligomer B]. The weight average molecular weight (Mw1) of the oligomer B measured by GPC was 30000. Moreover, terminal functional groups which is calculated by 1 H-NMR measurement ratio is a carboxyl group is 92%, the carboxyl group-terminated mole number was 4.726 × 10 -4 (mol / g ). According to DSC measurement, Tg could not be observed, Tm was 219 ° C. and crystallinity was 52%.

[製造例3]
デュポン社製のグリコール酸(Glypure99)380g(5.0mol)をディーンスタークトラップおよび窒素導入管が備え付けられた1000mlのセパラブルフラスコに装入した。該フラスコ内を窒素置換後、常圧、30L/minの窒素気流下で、140℃に加熱したオイルバスにより昇温しグリコール酸を溶解した。該フラスコ内を徐々に減圧し、100mmHgで2.0時間、反応マスが白濁するまで保持した。次に、オイルバス温度を180℃まで昇温し、さらに1時間、固化するまで反応を継続した。得られた白色個体を粉砕機により粉砕し、白色グリコール酸オリゴマー[オリゴマーC]285gを得た。該オリゴマーCのGPC測定による重量平均分子量(Mw1)は15000であった。また、1H−NMR測定により算出した末端官能基がカルボキシル基である割合は50%であり、カルボキシル基末端モル数は2.1739×10-4(mol/g)であった。DSC測定により、Tgは観測できず、Tm 210℃、結晶化度58%であった。
[Production Example 3]
380 g (5.0 mol) of glycolic acid (Glypure 99) manufactured by DuPont was charged into a 1000 ml separable flask equipped with a Dean-Stark trap and a nitrogen inlet tube. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the glycolic acid was dissolved by heating with an oil bath heated to 140 ° C. under a nitrogen flow of normal pressure and 30 L / min. The inside of the flask was gradually depressurized and maintained at 100 mmHg for 2.0 hours until the reaction mass became cloudy. Next, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., and the reaction was continued until solidified for another hour. The obtained white solid was pulverized by a pulverizer to obtain 285 g of a white glycolic acid oligomer [oligomer C]. The oligomer C had a weight average molecular weight (Mw1) of 15000 as measured by GPC. Moreover, terminal functional groups which is calculated by 1 H-NMR measurement ratio is a carboxyl group is 50%, the carboxyl group-terminated moles was 2.1739 × 10 -4 (mol / g ). By DSC measurement, Tg could not be observed, Tm was 210 ° C. and crystallinity was 58%.

[製造例4]
デュポン社製のグリコール酸(Glypure99)380g(5.0mol)と無水コハク酸(和光純薬社製)2.97g(0.0297mol)とをディーンスタークトラップおよび窒素導入管が備え付けられた1000mlのセパラブルフラスコに装入した。該フラスコ内を窒素置換後、常圧、30L/minの窒素気流下で、140℃に加熱したオイルバスにより昇温しグリコール酸を溶解した。該フラスコ内を徐々に減圧し、100mmHgで3時間、反応マスが白濁するまで保持した。次に、オイルバス温度を180℃まで昇温し、さらに1時間、固化するまで反応を継続した。得られた白色個体を窒素気流下、180℃で1時間乾燥し、白色グリコール酸オリゴマー[オリゴマーD]288gを得た。該オリゴマーDのGPC測定による重量平均分子量(Mw1)は23300であった。また、1H−NMR測定により算出した末端官能基がカルボキシル基である割合は82%であり、カルボキシル基末端モル数は4.56×10-4(mol/g)であった。DSC測定により、Tgは32℃、Tm 217℃、結晶化度50%であった。
[Production Example 4]
380 g (5.0 mol) of glycolic acid (Glypure 99) manufactured by DuPont and 2.97 g (0.0297 mol) of succinic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1000 ml of Separa equipped with a Dean-Stark trap and a nitrogen introduction tube A bull flask was charged. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, the glycolic acid was dissolved by heating with an oil bath heated to 140 ° C. under a nitrogen flow of normal pressure and 30 L / min. The inside of the flask was gradually depressurized and maintained at 100 mmHg for 3 hours until the reaction mass became cloudy. Next, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., and the reaction was continued until solidified for another hour. The obtained white solid was dried at 180 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream to obtain 288 g of a white glycolic acid oligomer [oligomer D]. The oligomer D had a weight average molecular weight (Mw1) of 23,300 as measured by GPC. Moreover, terminal functional groups which is calculated by 1 H-NMR measurement ratio is a carboxyl group is 82%, the carboxyl group-terminated mole number was 4.56 × 10 -4 (mol / g ). According to DSC measurement, Tg was 32 ° C., Tm 217 ° C., and the crystallinity was 50%.

[実施例1]
製造例1で合成したオリゴマーA30g(カルボキシル基として0.0213mol)およびステアリン酸マグネシウム22mg(0.0372mmol)とを攪拌棒を取り付けた100mlの側管付きガラスフラスコに装入した。該フラスコ内を3回窒素置換後、窒素雰囲気下で、240℃まで昇温しオリゴマーを溶解した。次に、該フラスコ内にヘキサメチレンジイソシアネート2.54g(0.0151 mol、末端カルボキシル基に対しイソシアネート基が1.42倍モル)を加え、合計25分反応させた後、テフロン(登録商標)シート上に取り出しポリグリコール酸系樹脂を得た。該樹脂について、上記測定方法により重量平均分子量(Mw2)を測定したところ、142000であり、重量平均分子量は8倍まで増大した。上記測定方法により1H−NMRを測定し、アミド結合生成を確認した。その他各種熱的特性データを表1に示す。
[Example 1]
30 g of oligomer A synthesized in Production Example 1 (0.0213 mol as a carboxyl group) and 22 mg (0.0372 mmol) of magnesium stearate were charged into a 100 ml glass flask with a side tube equipped with a stirring rod. The interior of the flask was purged with nitrogen three times, and the temperature was raised to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere to dissolve the oligomer. Next, 2.54 g of hexamethylene diisocyanate (0.0151) was added to the flask. mol, 1.42 moles of isocyanate group with respect to the terminal carboxyl group) and reacted for a total of 25 minutes, and then taken out on a Teflon (registered trademark) sheet to obtain a polyglycolic acid resin. With respect to the resin, the weight average molecular weight (Mw2) was measured by the above measurement method. As a result, it was 142000, and the weight average molecular weight increased to 8 times. 1 H-NMR was measured by the above measurement method, and amide bond formation was confirmed. Various other thermal characteristic data are shown in Table 1.

さらに該樹脂約4gをポリイミドフィルム(商標名ユーピレックス(宇部興産社製))に挟み、250℃に加熱した真空熱プレス機に挿入し5分間かけて減圧した後、3MPaで20秒間真空熱プレスした。急冷後、ポリイミドフィルムから、得られたフィルムを剥離し、膜厚150μmの透明フィルムを得た。該プレスフィルムの酸素透過係数を上記測定方法により測定した結果もあわせて表1に示す。   Further, about 4 g of the resin was sandwiched between polyimide films (trade name: Upilex (manufactured by Ube Industries)), inserted into a vacuum hot press machine heated to 250 ° C., depressurized over 5 minutes, and then vacuum hot pressed at 3 MPa for 20 seconds. . After quenching, the obtained film was peeled from the polyimide film to obtain a transparent film having a thickness of 150 μm. The results of measuring the oxygen permeability coefficient of the press film by the above measuring method are also shown in Table 1.

[実施例2]
ヘキサメチレンジイソシアネートをm−キシリレンジイソシアネート(末端カルボキシル基に対しイソシアネート基が1.30倍モル)に変更した以外は実施例1と同様にしてポリグリコール酸系樹脂が得られた。該樹脂について、上記測定方法により重量平均分子量(Mw2)を測定したところ、188000であり、重量平均分子量は約11倍まで増大した。上記測定方法により1H−NMRを測定し、アミド結合生成を確認した。実施例1と相違する帰属を以下に示す。
δ=4.30ppm、ダブレット:ベンジル位プロトン
δ=4.60ppm、シングレット:グリコール酸ユニットのアミド結合隣接α位のメチレンプロトン
δ=7.12−7.28ppm、マルチプレット:ベンゼン環プロトン
δ=8.20ppm、ブロード:アミドプロトン
その他各種熱的特性データを表1に示す。
また実施例1と同様にプレスフィルムを作成し、透明なフィルムを得た。該プレスフィルムの酸素透過係数を上記測定方法により測定した結果もあわせて表1に示す。
[Example 2]
A polyglycolic acid-based resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that hexamethylene diisocyanate was changed to m-xylylene diisocyanate (isocyanate group was 1.30 times mol relative to the terminal carboxyl group). With respect to the resin, the weight average molecular weight (Mw2) was measured by the above measurement method. As a result, it was 188000, and the weight average molecular weight increased to about 11 times. 1 H-NMR was measured by the above measurement method, and amide bond formation was confirmed. Assignments different from those in Example 1 are shown below.
δ = 4.30 ppm, doublet: benzylic proton δ = 4.60 ppm, singlet: methylene proton adjacent to amide bond of glycolic acid unit δ = 7.12-7.28 ppm, multiplet: benzene ring proton δ = 8 .20 ppm, broad: amide proton Other various thermal characteristics data are shown in Table 1.
Moreover, the press film was created similarly to Example 1 and the transparent film was obtained. The results of measuring the oxygen permeability coefficient of the press film by the above measuring method are also shown in Table 1.

[実施例3]
オリゴマーAを製造例2で合成したオリゴマーBに変更し、さらにm−キシリレンジイソシアネートを末端カルボキシル基に対しイソシアネート基が1.24倍モルになるように用いた以外は実施例2と同様にしてポリグリコール酸系樹脂を得た。該樹脂について、上記測定方法により重量平均分子量(Mw2)を測定したところ、196000であり、重量平均分子量は約6.5倍まで増大した。上記測定方法により1H−NMRを測定し、アミド結合生成を確認した。その他各種熱的特性データを表1に示す。
[Example 3]
The oligomer A was changed to the oligomer B synthesized in Production Example 2, and m-xylylene diisocyanate was used in the same manner as in Example 2 except that the isocyanate group was used in an amount of 1.24 moles with respect to the terminal carboxyl group. A polyglycolic acid resin was obtained. With respect to the resin, the weight average molecular weight (Mw2) was measured by the above measurement method. As a result, it was 196,000, and the weight average molecular weight was increased to about 6.5 times. 1 H-NMR was measured by the above measurement method, and amide bond formation was confirmed. Various other thermal characteristic data are shown in Table 1.

[比較例1]
オリゴマーAを製造例3で合成したオリゴマーCに変更した以外は実施例1と同様にして反応を行った。該樹脂について、上記測定方法により重量平均分子量(Mw2)を測定したところ、18000であり、重量平均分子量はほとんど増大しなかった。
また実施例1と同様にプレスフィルムを作成したが、フィルムとならなかった。
[Comparative Example 1]
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the oligomer A was changed to the oligomer C synthesized in Production Example 3. About this resin, when the weight average molecular weight (Mw2) was measured by the said measuring method, it was 18000 and the weight average molecular weight hardly increased.
Moreover, although the press film was created similarly to Example 1, it did not become a film.

[比較例2]
オリゴマーAを製造例3で合成したオリゴマーCに変更し、さらにヘキサメチレンジイソシアネートを末端カルボキシル基に対しイソシアネート基が2.40倍モルになるように用いた以外は実施例1と同様にして反応を行った。該樹脂について、上記測定方法により重量平均分子量(Mw2)を測定したところ、25500であり、重量平均分子量はほとんど増大しなかった。
また実施例1と同様にプレスフィルムを作成したが、フィルムとならなかった。
[Comparative Example 2]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the oligomer A was changed to the oligomer C synthesized in Production Example 3, and hexamethylene diisocyanate was used so that the isocyanate group was 2.40 times moles relative to the terminal carboxyl group. went. About this resin, when the weight average molecular weight (Mw2) was measured by the said measuring method, it was 25500 and the weight average molecular weight hardly increased.
Moreover, although the press film was created similarly to Example 1, it did not become a film.

[比較例3]
オリゴマーAを製造例4で合成したオリゴマーDに変更し、さらにヘキサメチレンジイソシアネートを末端カルボキシル基に対しイソシアネート基が1.32倍モルになるように用いた以外は実施例1と同様にして反応を行った。該樹脂について、上記測定方法により重量平均分子量(Mw2)を測定したところ、68000であり、重量平均分子量は2.9倍までしか増大しなかった。
また実施例1と同様にプレスフィルムを作成したが、強度のあるフィルムとならなかった。
[Comparative Example 3]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the oligomer A was changed to the oligomer D synthesized in Production Example 4 and hexamethylene diisocyanate was further used so that the isocyanate group was 1.32 moles relative to the terminal carboxyl group. went. With respect to the resin, the weight average molecular weight (Mw2) was measured by the above measurement method. As a result, it was 68000, and the weight average molecular weight increased only to 2.9 times.
Moreover, although the press film was created similarly to Example 1, it did not become a strong film.

[参考例]
グリコリド(ピュラック社製)116g(1.0mol)を攪拌機を取り付けた200mLガラス反応器に装入したのち、窒素置換を3回行った。窒素雰囲気下、オクタン酸錫のトルエン溶液(1.0M)5mLおよびグリコール酸 220mg(2.3mmol)を加えたのち、トルエンを減圧下で留去した。混合物を200℃、3時間加熱攪拌し、固化した白色生成物を取り出した。該生成物を粉砕後、窒素気流下、180℃で3時間乾燥し、グリコリドの開環重合によるポリグリコール酸を得た。
[Reference example]
After charging 116 g (1.0 mol) of glycolide (manufactured by Pulac) into a 200 mL glass reactor equipped with a stirrer, nitrogen substitution was performed three times. Under a nitrogen atmosphere, 5 mL of a toluene solution of tin octoate (1.0 M) and 220 mg (2.3 mmol) of glycolic acid were added, and then toluene was distilled off under reduced pressure. The mixture was heated and stirred at 200 ° C. for 3 hours, and a solidified white product was taken out. The product was pulverized and then dried at 180 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream to obtain polyglycolic acid by ring-opening polymerization of glycolide.


Figure 0005345483
Figure 0005345483

表1に実施例1−3、比較例1−3のポリグリコール酸系樹脂および参考例のグリコリドの開環重合により合成したポリグリコール酸ホモポリマーの分析値を示した。表から末端カルボキシル基率の高いグリコール酸オリゴマーを用いた場合、Mwが高いポリグリコール酸系樹脂が得られることが分かる。また、Tcがポリグリコール酸ホモポリマーと比較し低くなっており、結晶化を制御しやすい樹脂であることが分かる。実施例1−3のポリグリコール酸系樹脂から良好なフィルムが得られ、酸素透過係数はポリグリコール酸ホモポリマーと同等であった。   Table 1 shows analytical values of polyglycolic acid homopolymers synthesized by ring-opening polymerization of the polyglycolic acid resins of Example 1-3 and Comparative Example 1-3 and glycolide of Reference Example. It can be seen from the table that when a glycolic acid oligomer having a high terminal carboxyl group ratio is used, a polyglycolic acid resin having a high Mw is obtained. Moreover, Tc is low compared with a polyglycolic acid homopolymer, and it turns out that it is resin which is easy to control crystallization. A good film was obtained from the polyglycolic acid resin of Example 1-3, and the oxygen permeability coefficient was equivalent to that of the polyglycolic acid homopolymer.

Claims (8)

末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーと、イソシアネート化合物とを反応させて得られ、下記式(1)で表わされる構成単位を含むことを特徴とするポリグリコール酸系樹脂。
Figure 0005345483
(式(1)において、Rはイソシアネート残基であって、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、脂環構造を含む炭素数3〜20の炭化水素基または芳香環を含む炭素数6〜20の炭化水素基を表す。)
And glycolic acid oligomer proportion terminal functional group is a carboxyl group is more than 90%, obtained by reacting a di-isocyanate compound, polyglycolic acid which comprises a structural unit represented by the following formula (1) Resin.
Figure 0005345483
In (Equation (1), R is a di-isocyanate residues, carbon atoms containing a hydrocarbon group or an aromatic ring having 3 to 20 carbon atoms include aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure Represents 6 to 20 hydrocarbon groups.)
ポリグリコール酸系樹脂の重量平均分子量(Mw2)が前記グリコール酸オリゴマーの重量平均分子量(Mw1)の3倍以上であり、かつMw2が90,000以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリグリコール酸系樹脂。   The weight average molecular weight (Mw2) of the polyglycolic acid resin is at least three times the weight average molecular weight (Mw1) of the glycolic acid oligomer, and Mw2 is 90,000 or more. Polyglycolic acid resin. 示差走査熱量測定において昇温速度10℃/分で加熱した場合のセカンドランでの融点(Tm)(融解ピークのピークトップ)が200℃≦Tm≦220℃であり、かつ240℃で熱履歴を受けた後の降温速度10℃/分における結晶化点(Tc)(結晶化ピークのピークトップ)が90℃≦Tc≦150℃であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリグリコール酸系樹脂。 In differential scanning calorimetry, the melting point (Tm) (peak top of the melting peak) in the second run when heated at a heating rate of 10 ° C./min is 200 ° C. ≦ Tm ≦ 220 ° C., and the heat history at 240 ° C. 3. The polyglycol according to claim 1, wherein a crystallization point (Tc) (peak top of a crystallization peak) at a cooling rate of 10 ° C./min after receiving is 90 ° C. ≦ Tc ≦ 150 ° C. 4. Acid resin. 末端官能基がカルボキシル基である割合が90%を超えるグリコール酸オリゴマーと、イソシアネート化合物とをアミド化触媒の存在下反応させる工程を含むことを特徴する請求項1〜のいずれか1項に記載のポリグリコール酸系樹脂の製造方法。 And glycolic acid oligomer proportion terminal functional group is a carboxyl group is more than 90% in any one of claims 1 to 3, comprising the step of reacting the presence of the amidation catalyst and di isocyanate compound The manufacturing method of the polyglycolic acid-type resin of description. 前記アミド化触媒が、周期律表第1族、2族および3族に属する金属群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むことを特徴とする請求項に記載のポリグリコール酸系樹脂の製造方法。 5. The production of a polyglycolic acid resin according to claim 4 , wherein the amidation catalyst contains at least one metal selected from the group of metals belonging to Groups 1, 2 and 3 of the periodic table. Method. 前記アミド化触媒が、マグネシウムまたはカルシウムを含むことを特徴とする請求項に記載のポリグリコール酸系樹脂の製造方法。 The method for producing a polyglycolic acid resin according to claim 4 , wherein the amidation catalyst contains magnesium or calcium. 反応を前記グリコール酸オリゴマーの溶融状態で行うことを特徴とする請求項6のいずれか1項に記載のポリグリコール酸系樹脂の製造方法。 The method for producing a polyglycolic acid resin according to any one of claims 4 to 6 , wherein the reaction is performed in a molten state of the glycolic acid oligomer. 請求項1〜のいずれか1項に記載のポリグリコール酸系樹脂を含有する成形体。 The molded object containing the polyglycolic acid-type resin of any one of Claims 1-3 .
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