JP5555690B2 - Method for producing aliphatic polyester - Google Patents

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Description

本発明は、グリコリドなどの環状エステルを開環重合して脂肪族ポリエステルを製造する方法の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a method for producing an aliphatic polyester by ring-opening polymerization of a cyclic ester such as glycolide.

ポリグリコール酸やポリ乳酸等の脂肪族ポリエステルは、土壌や海中などの自然界に存在する水、微生物または酵素により分解されるため、環境に対する負荷が小さい生分解性高分子材料として注目されている。   Aliphatic polyesters such as polyglycolic acid and polylactic acid have been attracting attention as biodegradable polymer materials that have a low environmental impact because they are degraded by water, microorganisms, or enzymes that exist in nature such as soil and sea.

脂肪族ポリエステルの中でも、ポリグリコール酸は、酸素ガスバリア性、炭酸ガスバリア性、水蒸気バリア性などのバリア性に優れ、耐熱性や機械的強度にも優れているので、包装材料などの分野において、単独で、あるいは他の樹脂材料などと複合化して用途展開が図られている。   Among the aliphatic polyesters, polyglycolic acid has excellent barrier properties such as oxygen gas barrier properties, carbon dioxide gas barrier properties, and water vapor barrier properties, as well as excellent heat resistance and mechanical strength. Or, it is being used in combination with other resin materials.

脂肪族ポリエステルは、例えば、グリコール酸や乳酸などのα−ヒドロキシカルボン酸の脱水重縮合により合成することができるが、この方法によっては、高分子量の脂肪族ポリエステルを製造することが困難である。これに対し、高分子量の脂肪族ポリエステルを効率よく製造するために、α−ヒドロキシカルボン酸の二量体環状エステルを合成し、該環状エステルを開環重合する方法が採用されている。例えば、グリコール酸の二量体環状エステルであるグリコリドを開環重合すると、ポリグリコール酸が得られる。乳酸の二量体環状エステルであるラクチドを開環重合すると、ポリ乳酸が得られる。またラクトンの開環重合によっても脂肪族ポリエステルが得られる。これら環状エステルの開環重合による脂肪族ポリエステルの製造方法は、例えば下記特許文献1〜6などにより知られている。また本発明者らも、環状エステルを開環重合して脂肪族ポリエステルを製造するに際して、部分重合体の溶融物を二軸撹拌装置中に連続的に導入して固体粉砕状態の部分重合体を連続的に得、これを更に固相重合に付した後、生成した重合体を熱安定剤とともに溶融混練してペレット化することを特徴とする脂肪族ポリエステルの製造方法(特許文献7)を提案している。   Aliphatic polyesters can be synthesized, for example, by dehydration polycondensation of α-hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and lactic acid, but it is difficult to produce high molecular weight aliphatic polyesters by this method. On the other hand, in order to efficiently produce a high molecular weight aliphatic polyester, a method of synthesizing a dimer cyclic ester of α-hydroxycarboxylic acid and subjecting the cyclic ester to ring-opening polymerization is employed. For example, when glycolide which is a dimer cyclic ester of glycolic acid is subjected to ring-opening polymerization, polyglycolic acid is obtained. Polylactic acid is obtained by ring-opening polymerization of lactide, which is a dimer cyclic ester of lactic acid. Aliphatic polyesters can also be obtained by ring-opening polymerization of lactones. Methods for producing aliphatic polyesters by ring-opening polymerization of these cyclic esters are known, for example, from Patent Documents 1 to 6 below. The present inventors also introduced a partial polymer in a solid pulverized state by continuously introducing a melt of a partial polymer into a biaxial agitator when ring-opening polymerization of a cyclic ester to produce an aliphatic polyester. Proposing a method for producing an aliphatic polyester (Patent Document 7) characterized in that it is continuously obtained, further subjected to solid-phase polymerization, and then the resulting polymer is melt-kneaded with a heat stabilizer and pelletized. doing.

これら環状エステルの開環重合による脂肪族ポリエステルの製造方法においては、アルコール類等の開始剤(分子量調節剤)が用いられる。開環重合触媒としては、例えばスズ(Sn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、アンチモン(Sb)、ゲルマニウム(Ge)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)などの金属の酸化物、ハロゲン化物、カルボン酸塩、アルコキシドなどの化合物が用いられる。なかでも、二塩化スズ(SnCl)あるいはその水和物は、他の金属化合物に比べて触媒活性が比較的高く、また四塩化スズに比べて安全性に優れるので、特に好ましく用いられる。In the method for producing an aliphatic polyester by ring-opening polymerization of these cyclic esters, initiators (molecular weight regulators) such as alcohols are used. Examples of the ring-opening polymerization catalyst include tin (Sn), titanium (Ti), aluminum (Al), antimony (Sb), germanium (Ge), zirconium (Zr), zinc (Zn) and other metal oxides, halogens Compounds such as compounds, carboxylates and alkoxides are used. Among these, tin dichloride (SnCl 2 ) or a hydrate thereof is particularly preferably used because it has a relatively high catalytic activity compared to other metal compounds and is superior to tin tetrachloride in safety.

特開平7−126358号公報JP-A-7-126358 特開平10−60101号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-60101 特開2005−220203号公報JP 2005-220203 A WO2005/035623A号公報WO2005 / 035623A 特開平11−349670号公報JP-A-11-349670 特開平10−168171号公報JP-A-10-168171 WO2007/086563A号公報WO2007 / 086563A

しかしながら、本発明者らが二塩化スズ触媒を用いる環状エステルの塊状開環重合による脂肪族ポリエステルの製造を工業的に実施するに当って、二塩化スズ触媒の活性がロット毎にバラツキ、プロセスが不安定化するという問題に直面した。特にその二塩化スズ触媒の活性のバラツキによるプロセスの不安定化の問題は、環状エステルの塊状開環重合をバッチで行うよりは、特許文献7あるいは特願2009−039675号の明細書(以下、「特許文献8」と称することがある)の方法のように連続的に行う際に顕在化することも見出された。   However, when the present inventors industrially produce aliphatic polyesters by bulk ring-opening polymerization of cyclic esters using a tin dichloride catalyst, the activity of the tin dichloride catalyst varies from lot to lot. We faced the problem of destabilization. In particular, the problem of destabilization of the process due to the variation in the activity of the tin dichloride catalyst is caused by the specification of Patent Document 7 or Japanese Patent Application No. 2009-039675 (hereinafter referred to as “Patent Document 7” or “Japanese Patent Application No. 2009-039675”). It has also been found that it is manifested when continuously carried out as in the method of “Patent Document 8”.

本発明は、上記特許文献に示される環状エステルの開環重合工程の改良を目的とし、特に二塩化スズ触媒の活性を安定化することにより、環状エステルの開環重合による脂肪族ポリエステルの安定的な製造方法を提供することを主要な目的とする。   The present invention aims to improve the ring-opening polymerization process of the cyclic ester described in the above-mentioned patent document. In particular, by stabilizing the activity of the tin dichloride catalyst, it is possible to stabilize the aliphatic polyester by the ring-opening polymerization of the cyclic ester. The main purpose is to provide a simple manufacturing method.

本発明者らの研究によれば、二塩化スズ触媒の活性のバラツキは、二塩化スズ触媒がその保管中に酸化状態が変化し、スズの価数が2価から4価に変化することにより、活性が増大することに起因すること、また含まれる4価スズの割合を30〜70%に安定に制御することにより二塩化スズ触媒の活性が安定化することが見出された。すなわち、本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法は、不活性ガス雰囲気に保持された溶液状態であり且つ4価状態のスズを30〜70%の割合で含む二塩化スズ触媒を用いて環状エステルを開環重合させることを特徴とするものである。 According to the studies by the present inventors, the variation in the activity of the tin dichloride catalyst is due to the change in the oxidation state of the tin dichloride catalyst during storage, and the valence of tin changes from divalent to tetravalent. It has been found that the activity of the tin dichloride catalyst is stabilized by controlling the content of tetravalent tin contained in the range of 30 to 70%. That is, the method for producing an aliphatic polyester according to the present invention uses a tin dichloride catalyst that is in a solution state maintained in an inert gas atmosphere and contains 30 to 70% of tetravalent tin in a cyclic state. It is characterized by ring-opening polymerization.

上記本発明は、また二塩化スズ触媒中のスズの価数の変化は、固体状態では比較的起り難いが、例えば重合工程を連続化して、脂肪族ポリエステルの製造を効率的にすべく、二塩化スズ触媒を溶液状態で供給するに際し、その保管中に起り易いこと、また溶液状態での保管中に、価数が急激に変化しないように、重合工程に供給するまでは溶液状態の二塩化スズ触媒を不活性ガス雰囲気下に保持することが好ましいこと、の知見にも基づいている。
In the present invention, although the change in the valence of tin in the tin dichloride catalyst is relatively difficult to occur in the solid state, for example, in order to make the production of the aliphatic polyester more efficient by continuing the polymerization process, When supplying the tin chloride catalyst in the solution state, it is likely to occur during storage, and in order to prevent the valence from changing suddenly during storage in the solution state, the dichloride in the solution state is supplied until it is supplied to the polymerization process. This is also based on the finding that it is preferable to keep the tin catalyst in an inert gas atmosphere .

本発明法を実施するのに好適な装置系の一例の概略フロー図。1 is a schematic flow diagram of an example of an apparatus system suitable for carrying out the method of the present invention.

(環状エステル)
本発明で用いる環状エステルとしては、α−ヒドロキシカルボン酸の二量体環状エステル及びラクトンが好ましい。二量体環状エステルを形成するα−ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、L−及び/またはD−乳酸、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸、α−ヒドロキシカプロン酸、α−ヒドロキシイソカプロン酸、α−ヒドロキシヘプタン酸、α−ヒドロキシオクタン酸、α−ヒドロキシデカン酸、α−ヒドロキシミリスチン酸、α−ヒドロキシステアリン酸、及びこれらのアルキル置換体などを挙げることができる。
(Cyclic ester)
As the cyclic ester used in the present invention, α-hydroxycarboxylic acid dimer cyclic ester and lactone are preferable. Examples of the α-hydroxycarboxylic acid forming the dimer cyclic ester include glycolic acid, L- and / or D-lactic acid, α-hydroxybutyric acid, α-hydroxyisobutyric acid, α-hydroxyvaleric acid, and α-hydroxy. Examples include caproic acid, α-hydroxyisocaproic acid, α-hydroxyheptanoic acid, α-hydroxyoctanoic acid, α-hydroxydecanoic acid, α-hydroxymyristic acid, α-hydroxystearic acid, and alkyl-substituted products thereof. Can do.

ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、ピバロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどが挙げられる。また環状エーテルエステルとしては、例えばジオキサノンなどが挙げられる。   Examples of the lactone include β-propiolactone, β-butyrolactone, pivalolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, β-methyl-δ-valerolactone, and ε-caprolactone. Examples of the cyclic ether ester include dioxanone.

環状エステルは、不斉炭素を有する物は、D体、L体、及びラセミ体のいずれでもよい。これらの環状エステルは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上の環状エステルを使用すると、任意の脂肪族コポリエステルを得ることができる。環状エステルは、所望により、共重合可能なその他のコモノマーと共重合させることができる。他のコモノマーとしては、例えば、トリメチレンカーボネート、1,3−ジオキソランなどの環状モノマーなどが挙げられる。   The cyclic ester having an asymmetric carbon may be any of D-form, L-form and racemate. These cyclic esters can be used alone or in combination of two or more. When two or more cyclic esters are used, any aliphatic copolyester can be obtained. The cyclic ester can be copolymerized with other copolymerizable comonomers, if desired. Examples of other comonomers include cyclic monomers such as trimethylene carbonate and 1,3-dioxolane.

環状エステルの中でも、グリコール酸の二量体環状エステルであるグリコリド、L−及び/またはD−乳酸の二量体環状エステルであるL−及び/またはD−ラクチド、及びこれらの混合物が好ましく、グリコリドがより好ましい。グリコリドは、単独で使用することができるが、他の環状モノマーと併用してポリグリコール酸共重合体(コポリエステル)を製造することもできる。ポリグリコール酸共重合体を製造する場合、生成コポリエステルの結晶性、ガスバリア性などの物性上の観点から、共重合体中のグリコリドの割合は、好ましくは70重量%、より好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上とすることが望ましい。また、グリコリドと共重合させる環状モノマーとしては、ラクチド、ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネートが好ましく、なかでもラクチドが特に好ましい。   Among the cyclic esters, glycolide, which is a dimer cyclic ester of glycolic acid, L- and / or D-lactide, which is a dimer cyclic ester of L- and / or D-lactic acid, and a mixture thereof, are preferred. Is more preferable. Glycolide can be used alone, but it can also be used in combination with other cyclic monomers to produce a polyglycolic acid copolymer (copolyester). When producing a polyglycolic acid copolymer, the proportion of glycolide in the copolymer is preferably 70% by weight, more preferably 80% by weight, from the viewpoint of physical properties such as crystallinity and gas barrier properties of the resulting copolyester. As described above, it is particularly preferable that the content is 90% by weight or more. Further, as the cyclic monomer copolymerized with glycolide, lactide, ε-caprolactone, and trimethylene carbonate are preferable, and lactide is particularly preferable.

環状エステルの製造方法は、特に限定されない。例えば、グリコリドは、グリコール酸オリゴマーを解重合する方法により得ることができる。グリコール酸オリゴマーの解重合法として、例えば、米国特許第2,668,162号明細書に記載の溶融解重合法、特開2000−119269号公報に記載の固相解重合法、特開平9−328481号公報や国際公開第02/14303A1公報に記載の溶液相解重合法等を採用することができる。K.ChujoらのDie Makromolekulare Cheme,100(1967),262−266に報告されているクロロ酢酸塩の環状縮合物として得られるグリコリドも用いることができる。   The manufacturing method of cyclic ester is not specifically limited. For example, glycolide can be obtained by a method of depolymerizing glycolic acid oligomers. Examples of the depolymerization method of glycolic acid oligomers include, for example, a melt depolymerization method described in US Pat. No. 2,668,162, a solid-phase depolymerization method described in JP-A-2000-119269, and JP-A-9- The solution phase depolymerization method described in Japanese Patent No. 328881 and International Publication No. 02 / 14303A1 can be employed. K. Glycolide obtained as a cyclic condensate of chloroacetate as reported in Chujo et al., Die Makromolekule Cheme, 100 (1967), 262-266 can also be used.

グリコリドを得るには、上記解重合法の中でも、溶液相解重合法が好ましい。溶液相解重合法では、(1)グリコール酸オリゴマーと230〜450℃の範囲内の沸点を有する少なくとも一種の高沸点極性有機溶媒とを含む混合物を、常圧下または減圧下に、該オリゴマーの解重合が起こる温度に加熱して、(2)該オリゴマーの融液相の残存率(容積比)が0.5以下になるまで、該オリゴマーを該溶媒に溶解させ、(3)同温度で更に加熱を継続して該オリゴマーを解重合させ、(4)生成した二量体環状エステル(すなわち、グリコリド)を高沸点極性有機溶媒と共に溜出させ、(5)溜出物からグリコリドを回収する。   In order to obtain glycolide, the solution phase depolymerization method is preferable among the above depolymerization methods. In the solution phase depolymerization method, (1) a mixture containing a glycolic acid oligomer and at least one high-boiling polar organic solvent having a boiling point in the range of 230 to 450 ° C. is subjected to decomposition of the oligomer under normal pressure or reduced pressure. (2) the oligomer is dissolved in the solvent until the residual ratio (volume ratio) of the melt phase of the oligomer is 0.5 or less, and (3) further at the same temperature. The oligomer is depolymerized by continuing heating, (4) the dimer cyclic ester (that is, glycolide) formed is distilled together with the high-boiling polar organic solvent, and (5) glycolide is recovered from the distillate.

高沸点極性有機溶媒としては、例えば、ジ(2−メトキシエチル)フタレートなどのフタル酸ビス(アルコキシアルキルエステル)、ジエチレングリコールジベンゾエートなどのアルキレングリコールジベンゾエート、ベンジルブチルフタレートやジブチルフタレートなどの芳香族カルボン酸エステル、トリクレジルホスフェートなどの芳香族リン酸エステル、ポリエチレンジアルキルエーテルなどのポリアルキレングリコールエーテル等を挙げることができ、該オリゴマーに対して、通常、0.3〜50倍量(重量比)の割合で使用する。高沸点極性有機溶媒と共に、必要に応じて、該オリゴマーの可溶化剤として、テトラ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を併用することができる。グリコール酸オリゴマーの解重合温度は、通常、230℃以上であり、好ましくは230〜320℃である。解重合は、常圧下または減圧下に行うが、0.1〜90.0kPa(1〜900mbar)の減圧下に加熱して解重合させることが好ましい。   Examples of the high boiling polar organic solvent include bis (alkoxyalkyl esters) phthalates such as di (2-methoxyethyl) phthalate, alkylene glycol dibenzoates such as diethylene glycol dibenzoate, and aromatic carboxyls such as benzylbutyl phthalate and dibutyl phthalate. Examples include acid esters, aromatic phosphate esters such as tricresyl phosphate, polyalkylene glycol ethers such as polyethylene dialkyl ether, etc., and usually 0.3 to 50 times (weight ratio) with respect to the oligomer. Use at a rate of. Along with the high-boiling polar organic solvent, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol or the like can be used in combination as a solubilizer for the oligomer, if necessary. The depolymerization temperature of the glycolic acid oligomer is usually 230 ° C. or higher, preferably 230 to 320 ° C. Depolymerization is carried out under normal pressure or reduced pressure, but it is preferable to depolymerize by heating under reduced pressure of 0.1 to 90.0 kPa (1 to 900 mbar).

≪脂肪族ポリエステルの製造≫
本発明法においては、上記した環状エステルを、開始剤(分子量調節剤)および二塩化スズ触媒の存在下に塊状開環重合させる。
≪Production of aliphatic polyester≫
In the method of the present invention, the above cyclic ester is subjected to bulk ring-opening polymerization in the presence of an initiator (molecular weight regulator) and a tin dichloride catalyst.

(開始剤)
開始剤(分子量調節剤)としては、水、ブタノール、ドデシルアルコール(ラウリルアルコール)等の一価アルコール、好ましくは高級アルコール;ブタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリンなどの多価アルコール等が用いられる。
(Initiator)
As the initiator (molecular weight regulator), monohydric alcohols such as water, butanol and dodecyl alcohol (lauryl alcohol), preferably higher alcohols; polyhydric alcohols such as butanediol, hexanediol and glycerin are used.

(触媒)
本発明に従い、触媒としては、二塩化スズあるいはその水和物であって、4価状態のスズを30〜70%で含むものが用いられる。市販の二塩化スズ触媒は、一般に2価状態のスズをほぼ100%の割合で含むため、本発明においては市販の二塩化スズ触媒をより酸化させた状態で用いることになる。この酸化は、固体二塩化スズ触媒を(乾燥)空気中で保管することによっても、比較的遅いが進行する(例えば乾燥空気中で1日間放置することによって4価状態のスズが5〜10%程度になる)が、前述したように重合装置への供給を円滑に行うためには、溶液状態で保管される二塩化スズ触媒中の4価状態のスズが30〜70%の範囲となるように制御された条件で保管して重合装置への供給に備えることが好ましい。但し、市販の二塩化スズ触媒の溶液を、空気中で保管すると酸化が急速に進行し、1日の保管においても4価状態のスズが70%を超えるおそれがあるため、市販の二塩化スズ触媒を溶液状態とした後は、乾燥窒素等の不活性ガス雰囲気中で保管することが好ましい。一般に、乾燥窒素中の保管1日程度でも4価状態のスズを30%以上に増大できる(後記実施例1)ため、乾燥窒素雰囲気中での保管が好ましいが、若干の乾燥空気を意図的に導入することができる。
(catalyst)
In accordance with the present invention, the catalyst used is tin dichloride or a hydrate thereof containing 30 to 70% of tetravalent tin. A commercially available tin dichloride catalyst generally contains divalent tin at a ratio of almost 100%, and therefore, in the present invention, a commercially available tin dichloride catalyst is used in a more oxidized state. This oxidation proceeds relatively slowly even when the solid tin dichloride catalyst is stored in (dry) air (for example, 5% to 10% of tetravalent tin is allowed to stand for 1 day in dry air). However, in order to smoothly supply the polymerization apparatus as described above, the tetravalent tin in the tin dichloride catalyst stored in a solution state is in the range of 30 to 70%. It is preferable to prepare for supply to the polymerization apparatus by storing under controlled conditions. However, when a commercially available tin dichloride catalyst solution is stored in the air, the oxidation proceeds rapidly, and the tetravalent tin may exceed 70% even if stored for one day. After the catalyst is in solution, it is preferably stored in an inert gas atmosphere such as dry nitrogen. In general, tin in a tetravalent state can be increased to 30% or more even in about 1 day of storage in dry nitrogen (Example 1 described later), so storage in a dry nitrogen atmosphere is preferable, but some dry air is intentionally used. Can be introduced.

二塩化スズ触媒を溶解するための溶媒としては、二塩化スズ触媒を溶解できる任意の有機溶媒が用いられるが、保管中ならびに重合装置への供給条件で揮発による触媒の濃度変化を起さないよう沸点が50℃以上のものが好ましい。このような有機溶媒の例としては、酢酸メチル(沸点56.9℃)、酢酸エチル(沸点77℃)などのエステル系溶媒;ジオキサン(沸点101.1℃)などのエーテル系溶媒;アセトン(沸点56.5℃)、メチルエチルケトン(沸点79.5℃)などのケトン系溶媒;などが挙げられる。   As the solvent for dissolving the tin dichloride catalyst, any organic solvent capable of dissolving the tin dichloride catalyst is used, but the concentration of the catalyst due to volatilization is not caused during storage and in the supply conditions to the polymerization apparatus. Those having a boiling point of 50 ° C. or higher are preferred. Examples of such organic solvents include ester solvents such as methyl acetate (boiling point 56.9 ° C.) and ethyl acetate (boiling point 77 ° C.); ether solvents such as dioxane (boiling point 101.1 ° C.); acetone (boiling point) 56.5 ° C.) and ketone solvents such as methyl ethyl ketone (boiling point 79.5 ° C.).

二塩化スズ触媒溶液中の二塩化スズ触媒濃度としては、製品ポリマーへの残存量を低減するために比較的低濃度で用いられ、一般に0.1g/mL以下、より好ましくは0.05g/mL以下、更に好ましくは0.001〜0.02g/mL程度とされる。   The tin dichloride catalyst concentration in the tin dichloride catalyst solution is used at a relatively low concentration in order to reduce the residual amount in the product polymer, and is generally 0.1 g / mL or less, more preferably 0.05 g / mL. Hereinafter, it is more preferably about 0.001 to 0.02 g / mL.

また、有機溶媒としては、ドデシルアルコールなどの二塩化スズ触媒を溶解する作用を有する液体開始剤も用いられ、その分子量調節作用との関連で目的とする製品ポリマー分子量に応じて触媒との量比が制約される難点があるが、追加の有機溶媒を用いないため製品ポリマー中への溶媒の残存が避けられる、プロセスを簡略化できる等の利点が得られる。   In addition, as the organic solvent, a liquid initiator having an action of dissolving a tin dichloride catalyst such as dodecyl alcohol is also used, and the quantity ratio with the catalyst according to the target product polymer molecular weight in relation to the molecular weight adjusting action. However, since no additional organic solvent is used, the remaining of the solvent in the product polymer can be avoided, and the process can be simplified.

上述したような、好ましくは溶液状態で用いられる二塩化スズ触媒は、一般に環状エステルに対して、重量基準で二塩化スズとして300ppm以下、好ましくは1〜100ppm、より好ましくは10〜60ppmの割合で用いられる。   As described above, the tin dichloride catalyst preferably used in a solution state is generally 300 ppm or less, preferably 1 to 100 ppm, more preferably 10 to 60 ppm as tin dichloride on a weight basis with respect to the cyclic ester. Used.

本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法における環状エステルの開環重合(触媒等の助剤の供給に補助的に使用される溶媒以外の溶媒はほとんど使用せず、実質的に塊状重合である)は、重合装置に、上述した環状エステル、開始剤および二塩化スズ触媒を収容して、回分的に実施することもできる(後記実施例1〜2)が、安定な品質のポリマーを効率的に且つ安定的に製造するために、例えば図1に好適な一例を示す装置系を用いて、少なくとも初期の重合工程を連続的に実施すること(後記実施例3)が好ましい。   The ring-opening polymerization of the cyclic ester in the production method of the aliphatic polyester of the present invention (substantially bulk polymerization is used with almost no solvent other than the solvent used auxiliaryly for supplying an auxiliary agent such as a catalyst). The cyclic ester, the initiator and the tin dichloride catalyst described above can be accommodated in the polymerization apparatus and can be carried out batchwise (Examples 1 and 2 below). In order to produce stably, it is preferable to carry out at least the initial polymerization step continuously by using an apparatus system shown in FIG.

図1を参照して、この装置系は、概略構成として、モノマータンク1、モノマー液化槽2、第1反応装置3、第2反応装置4および固化および粉砕装置5をほぼ直列に配設し、その後に切替使用可能な複数(一のみ図示)の固相重合装置6を配置してなる。またモノマー液化槽2から第1反応装置3へのモノマー移送配管L23の途中に配管L1を通じて触媒溶液を供給するための触媒溶解槽CV1を配置している。ここで、モノマー液化槽2、触媒溶解槽CV1および装置3〜6は、それぞれ温度制御セグメントを備える。ここで、温度制御セグメントとは、熱媒油、スチーム、温水、冷水等を熱媒体とするジャケット型、電気ヒーター、赤外線ヒーター、空冷ファン等の非ジャケット型、またはこれらの組み合わせ型の温度制御セグメントを含むものである。   Referring to FIG. 1, this apparatus system includes a monomer tank 1, a monomer liquefaction tank 2, a first reaction apparatus 3, a second reaction apparatus 4, and a solidification and pulverization apparatus 5 that are arranged almost in series as a schematic configuration. Thereafter, a plurality of (only one shown) solid-phase polymerization apparatuses 6 that can be switched are arranged. A catalyst dissolution tank CV1 for supplying a catalyst solution through the pipe L1 is disposed in the middle of the monomer transfer pipe L23 from the monomer liquefaction tank 2 to the first reactor 3. Here, the monomer liquefaction tank 2, the catalyst dissolution tank CV1, and the devices 3 to 6 each include a temperature control segment. Here, the temperature control segment is a jacket type using heat transfer oil, steam, hot water, cold water, etc. as a heat medium, a non-jacket type such as an electric heater, an infrared heater, an air cooling fan, or a combination type of these temperature control segments. Is included.

以下、本発明の好ましい実施態様であるグリコリドの開環重合によるポリグリコール酸の製造例を主として、本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法の好ましい態様を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing an aliphatic polyester of the present invention will be described mainly with reference to production examples of polyglycolic acid by ring-opening polymerization of glycolide, which is a preferred embodiment of the present invention.

(モノマータンク1、モノマー液化槽2)
モノマータンク1内には、次のモノマー液化槽2中での環状エステルモノマーの液化(融解)を促進するために、例えば、直径が3mm以下の粉粒状とした環状エステルモノマーが保持され、モノマー液化槽2中での液化モノマーの残留量に応じて、適時、配管L12を通じて、モノマー液化槽2へと供給される。
(Monomer tank 1, monomer liquefaction tank 2)
In the monomer tank 1, in order to promote the liquefaction (melting) of the cyclic ester monomer in the next monomer liquefaction tank 2, for example, a cyclic ester monomer having a diameter of 3 mm or less is held, and the monomer liquefaction is maintained. Depending on the residual amount of the liquefied monomer in the tank 2, it is supplied to the monomer liquefaction tank 2 through the pipe L12 in a timely manner.

モノマー液化槽2中では、モノマータンク1から供給された粉粒状環状エステルモノマーが、その融点以上、一般に85〜150℃程度の温度に加熱され、液化されて、第1反応装置3へと供給される。   In the monomer liquefaction tank 2, the granular cyclic ester monomer supplied from the monomer tank 1 is heated to a temperature equal to or higher than its melting point, generally about 85 to 150 ° C., liquefied, and supplied to the first reactor 3. The

モノマータンク1およびモノマー液化槽2中の雰囲気は任意であり、例えば不活性ガスあるいは空気雰囲気が用いられる。但し、適度に酸素を含む雰囲気が適度な重合速度の向上を図る上で好ましいことが確認されており、必要に応じて酸素濃度を10〜21%に調節した乾燥空気雰囲気が好ましく用いられる(特許文献8)。   The atmosphere in the monomer tank 1 and the monomer liquefaction tank 2 is arbitrary, and for example, an inert gas or air atmosphere is used. However, it has been confirmed that a moderately oxygen-containing atmosphere is preferable for improving a moderate polymerization rate, and a dry air atmosphere in which the oxygen concentration is adjusted to 10 to 21% is preferably used (patent) Reference 8).

第1反応装置3には、モノマー液化槽2を経由せずに、モノマータンク1中の環状エステルモノマーを、ドライフィード装置を用いて直接に供給することもできる。また開始剤および触媒を直接第1反応装置3に供給することもできる。しかし、これら助剤を重合前にモノマー中に均一分散するために、予めモノマー液化槽2中でモノマーを融解させ、液化モノマーに分散させてから、第1反応装置3に供給することが好ましい。すなわち、開始剤はモノマー液化槽2中、あるいは第1反応装置3への供給配管L23の途中に、例えば配管L1を通じて供給することが好ましい。また触媒は、ペースト状、溶融状または溶液状、より好ましくは溶液状で、例えば配管L2を通じて、溶融状態で供給されるモノマーの供給経路L23の途中に供給することが好ましい。一般的には、開始剤は、触媒より前にモノマーに添加され、あるいはモノマーの供給系路上で触媒と同時に添加される。これら助剤の分散性をより向上させるために、供給後に、スタティックミキサー等の混合機を供給ラインL23中に装備することもできる。   The cyclic ester monomer in the monomer tank 1 can be directly supplied to the first reactor 3 by using a dry feed device without going through the monomer liquefaction tank 2. Further, the initiator and the catalyst can be directly supplied to the first reactor 3. However, in order to uniformly disperse these auxiliaries in the monomer before polymerization, it is preferable that the monomer is previously melted in the monomer liquefaction tank 2 and dispersed in the liquefied monomer before being supplied to the first reactor 3. That is, it is preferable to supply the initiator in the monomer liquefaction tank 2 or in the middle of the supply pipe L23 to the first reactor 3, for example, through the pipe L1. The catalyst is preferably supplied in the form of a paste, melt or solution, more preferably in the form of a solution, for example, in the middle of the monomer supply path L23 supplied in a molten state through the pipe L2. Generally, the initiator is added to the monomer prior to the catalyst, or is added simultaneously with the catalyst on the monomer feed path. In order to further improve the dispersibility of these auxiliaries, a mixer such as a static mixer can be provided in the supply line L23 after the supply.

(触媒溶解槽CV1)
本発明の特に好ましい態様に従えば、二塩化スズ触媒を、例えば酢酸エチル等の有機溶媒に0.001〜0.02g/mLの濃度で溶解し、例えばガス配管GL3から供給した乾燥窒素雰囲気に保持した触媒溶解槽CV1が、モノマー液化槽2→第1反応装置3へのモノマー供給配管L23に近接して設けられている。これにより、触媒溶解槽CV1中には、4価状態のスズを30〜70%の割合で含む二塩化スズ触媒溶液が保持され、第1反応装置3への供給配管L23の途中に供給される。不活性ガスの好ましい例としての乾燥窒素は露点が−10℃以下、特に−30℃以下となるように乾燥させたものを用いることが好ましい。
(Catalyst dissolution tank CV1)
According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the tin dichloride catalyst is dissolved in an organic solvent such as ethyl acetate at a concentration of 0.001 to 0.02 g / mL, for example, in a dry nitrogen atmosphere supplied from the gas pipe GL3. The retained catalyst dissolution tank CV1 is provided close to the monomer liquefaction tank 2 → the monomer supply pipe L23 to the first reactor 3. As a result, a tin dichloride catalyst solution containing tetravalent tin in a proportion of 30 to 70% is held in the catalyst dissolution tank CV1 and supplied in the middle of the supply pipe L23 to the first reactor 3. . As dry nitrogen as a preferable example of the inert gas, it is preferable to use a dry nitrogen having a dew point of -10 ° C or lower, particularly -30 ° C or lower.

前述したように、触媒溶解槽CV1中において、二塩化スズ触媒を開始剤単独又は他の有機溶媒との混合溶媒に溶解した溶液を保持し、配管L1からの開始剤の供給を省略することもできる。   As described above, in the catalyst dissolution tank CV1, a solution obtained by dissolving the tin dichloride catalyst in the initiator alone or in a mixed solvent with another organic solvent may be retained, and the supply of the initiator from the pipe L1 may be omitted. it can.

(第1反応装置3)
第1反応装置3においては、必要に応じて二以上に分割されたジャケットに出入りする熱媒により制御される重合温度を100〜240℃、好ましくは120〜220℃として内容物の溶融状態を維持しつつ、10〜40%、より好ましくは20〜35%、更に好ましくは25〜35%、の反応率とすることが好ましく、その反応率が得られるよう、1〜30分、好ましくは3〜15分の範囲内の滞留時間を設定する。過度に高い反応率とすると、部分重合体の着色が増加するとともに第1反応装置3での撹拌の負荷を増大するので制約がある。
(First reactor 3)
In the 1st reactor 3, the polymerization temperature controlled by the heat medium which goes in and out of the jacket divided | segmented into two or more as needed is set to 100-240 degreeC, Preferably it is 120-220 degreeC, and the molten state of a content is maintained. However, the reaction rate is preferably 10 to 40%, more preferably 20 to 35%, still more preferably 25 to 35%, and 1 to 30 minutes, preferably 3 to 3 to obtain the reaction rate. Set residence time within 15 minutes. If the reaction rate is excessively high, the coloring of the partial polymer increases and the agitation load in the first reactor 3 is increased, so that there is a limitation.

撹拌装置としては、高粘性内容物の撹拌に適した多段パドル翼、ヘリカルリボン翼、ヘリカルスクリュー翼など、あるいは特開平11−279267号公報に示されるような縦型あるいは横型の二軸スクリュー式撹拌装置が好ましく用いられる。   As the stirring device, a multi-stage paddle blade, a helical ribbon blade, a helical screw blade, etc. suitable for stirring high-viscosity contents, or a vertical or horizontal twin-screw type stirring as disclosed in JP-A-11-279267. An apparatus is preferably used.

また撹拌層内の液レベルの変動に伴う撹拌槽の空間部の槽壁等への付着の防止および空間気相雰囲気(存在する場合は、より低減した酸素濃度の乾燥空気雰囲気とする必要がある)の制御の必要性を除く意味で、図1に示すような満液型の撹拌槽3(この例では二軸多段パドル翼撹拌装置を備える)を用いることが好ましい。   Moreover, it prevents the adhesion of the space of the stirring tank to the tank wall and the like due to the fluctuation of the liquid level in the stirring layer, and the spatial gas phase atmosphere (if present, it is necessary to provide a dry air atmosphere with a reduced oxygen concentration. In order to eliminate the necessity of control of (), it is preferable to use a full-liquid type stirring tank 3 (in this example, equipped with a biaxial multistage paddle blade stirring device) as shown in FIG.

(第2反応装置4)
第2反応装置4には、第1反応装置3からの部分重合体(すなわち、重合体と残存モノマーとの混合物)が、配管L34および好ましくは乾燥窒素雰囲気とされた連結部41を通じて、溶融状態で導入される。連結部41は、流入する粘稠な反応混合物を受け入れ第2反応装置4のホッパーへと流下させるための箱状空間であり、内部は配管GL4より導入される乾燥窒素雰囲気に保持される。第2反応装置4の内温は、必要に応じて二以上に分割されたジャケットに出入りする熱媒により、120〜240℃、好ましくは140〜220℃の温度に制御され、好ましくは50〜90%、より好ましくは60〜87%まで重合率を高める。必要な滞留時間、たとえば5〜20分、を与えつつ、このような高粘性内容物を処理するため第2反応装置4の撹拌装置としては縦型あるいは横型の二軸撹拌装置が好ましく用いられ、特に図1に示すような横型の二軸撹拌装置が搬送性、セルフクリーニング性を有しているため好ましい。滞留時間は、撹拌装置の設置角度の傾斜あるいは撹拌装置の排出部口径によっても調節可能である。この段階での反応率も高いほうが望ましいが、重合率を高めることには、得られる部分重合体の着色も増加傾向を示すという制約がある。
(Second reactor 4)
In the second reactor 4, the partial polymer from the first reactor 3 (that is, the mixture of the polymer and the residual monomer) is in a molten state through the pipe L 34 and the connecting portion 41 that is preferably in a dry nitrogen atmosphere. Introduced in The connection part 41 is a box-shaped space for receiving the flowing viscous reaction mixture and flowing it down to the hopper of the second reaction apparatus 4, and the inside is held in a dry nitrogen atmosphere introduced from the pipe GL4. The internal temperature of the second reactor 4 is controlled to a temperature of 120 to 240 ° C., preferably 140 to 220 ° C., preferably 50 to 90 by a heating medium entering and exiting the jacket divided into two or more as necessary. %, More preferably 60 to 87%. In order to process such a highly viscous content while giving a necessary residence time, for example, 5 to 20 minutes, a vertical or horizontal biaxial stirring device is preferably used as the stirring device of the second reactor 4. In particular, a horizontal biaxial agitator as shown in FIG. 1 is preferable because it has transportability and self-cleaning property. The residence time can also be adjusted by the inclination of the installation angle of the stirrer or the outlet diameter of the stirrer. Although it is desirable that the reaction rate at this stage is also high, increasing the polymerization rate has a limitation that the coloring of the resulting partial polymer also tends to increase.

(固化・粉砕装置5)
本発明の好ましい態様で用いられる二軸撹拌装置である固化および粉砕装置5においては、第2反応装置4からの部分重合体が乾燥窒素雰囲気とされた連結部51を通じて、溶融状態で導入される。固化・粉砕装置5の少なくとも後段においては、部分重合体が固化され、二軸撹拌装置の持つ固体粉砕力を利用して、粉砕状態で連続的に排出される。このためには、装置5の出口において部分重合体温度を、生成脂肪族ポリエステルの融点以下にする必要があり、必要に応じて二以上に分割されたジャケットに出入りする熱媒体温度を、通常は当該融点以下に、調整することになる。部分重合体の反応率により、その融点および溶融状態からの結晶化温度が変化する。一般的には、反応率が高いほど融点、結晶化温度は高くなる。熱媒体温度が部分重合体の融点に近づくほど、固化・粉砕装置5から排出される部分重合体は、融着して大きい粒状物となりやすくなる。熱媒体温度が部分重合体の結晶化温度に対して低すぎるほど、固化・粉砕装置5から排出される部分重合体は、急冷によって結晶化しきれずに非晶状態となり粘着しやすくなる。そのため、固化・粉砕装置5の熱媒体温度は、供給される部分重合体の反応率によって適宜決定される。すなわち、この固化・粉砕装置5の主たる機能は、部分重合体の固化ならびに粉砕であり、部分重合体の更なる重合は、第2反応装置4から導入される部分重合体の熱容量および融液から固化するときの変化に伴う熱容量と、許容される固化・粉砕装置5内の滞留時間(例えば、1〜10分)に依存した、従たる機能となる。したがって、第2段反応装置の出口反応率にもよるが、この固化・粉砕装置5における反応率は、5%以下、特に0〜3%程度となるのが通常であり、排出される固体部分重合体の着色を抑制するためにも、最終反応率としては、好ましくは50〜95%、特に60〜90%とすることが好ましい。固化・粉砕装置5としては、異方向あるいは同方向の縦型または横型の二軸撹拌装置が用いられるが、部分重合体の搬送性の良い同方向二軸撹拌装置が好ましく、また同様の理由により横型二軸撹拌装置がより好ましい。粉砕物としては、微粉を含む30mmを超える粒径までの粒状体が得られるが、操作性の点で、その平均粒径としては、1〜20mm程度が好ましい。その後の固相重合工程における重合度の均一性を得るため、できるだけ均一な粒径とすることが好ましい。
(Solidification / Crushing device 5)
In the solidification and pulverization apparatus 5 which is a biaxial stirring apparatus used in a preferred embodiment of the present invention, the partial polymer from the second reaction apparatus 4 is introduced in a molten state through a connecting part 51 in a dry nitrogen atmosphere. . At least in the subsequent stage of the solidification / pulverization apparatus 5, the partial polymer is solidified and continuously discharged in a pulverized state using the solid pulverization force of the biaxial stirring apparatus. For this purpose, it is necessary to set the partial polymer temperature at the outlet of the apparatus 5 to be equal to or lower than the melting point of the produced aliphatic polyester, and the heat medium temperature entering and exiting the jacket divided into two or more as required is usually set. It will be adjusted below the melting point. The melting point and the crystallization temperature from the molten state change depending on the reaction rate of the partial polymer. Generally, the higher the reaction rate, the higher the melting point and the crystallization temperature. As the heat medium temperature approaches the melting point of the partial polymer, the partial polymer discharged from the solidification / pulverization apparatus 5 is likely to be fused and become a large granular material. As the heat medium temperature is too low with respect to the crystallization temperature of the partial polymer, the partial polymer discharged from the solidification / pulverization apparatus 5 is not crystallized due to rapid cooling and becomes amorphous and easily adheres. Therefore, the heat medium temperature of the solidification / pulverization apparatus 5 is appropriately determined depending on the reaction rate of the supplied partial polymer. That is, the main function of the solidification / pulverization apparatus 5 is solidification and pulverization of the partial polymer. Further polymerization of the partial polymer is based on the heat capacity of the partial polymer introduced from the second reactor 4 and the melt. This is a subordinate function depending on the heat capacity associated with the change during solidification and the allowable residence time (for example, 1 to 10 minutes) in the solidification / pulverization apparatus 5. Therefore, although depending on the outlet reaction rate of the second stage reactor, the reaction rate in the solidification / pulverization device 5 is usually 5% or less, particularly about 0 to 3%. In order to suppress coloring of the polymer, the final reaction rate is preferably 50 to 95%, particularly preferably 60 to 90%. As the solidification / pulverization apparatus 5, a vertical or horizontal biaxial stirring apparatus in different directions or the same direction is used, but a same direction biaxial stirring apparatus with good transportability of the partial polymer is preferable, and for the same reason. A horizontal biaxial stirring device is more preferable. As the pulverized product, a granular material containing fine powder and having a particle size of more than 30 mm is obtained. From the viewpoint of operability, the average particle size is preferably about 1 to 20 mm. In order to obtain uniformity of the degree of polymerization in the subsequent solid phase polymerization step, it is preferable to make the particle diameter as uniform as possible.

(固相重合)
上記のようにして好ましくは固化・粉砕装置5を用いることにより得られた部分重合体の固体粉砕物を、その融点以下、好ましくは融点−100℃〜−20℃の範囲内の温度に所定時間保持して、98%以上、好ましくは99〜100%の反応率を達成し、残留モノマー量を好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下とする。その装置としては、上記反応率を達成するために必要な所定時間だけ、例えば0.5〜10時間、好ましくは1〜5時間、部分重合体を所定温度、且つ窒素等の不活性ガス雰囲気に保持できる、逆円錐形伝導伝熱装置、ドラム型装置、溝型伝導伝熱装置、流動層乾燥機、気流乾燥機、コンベア等の、任意の回分または連続移送型の装置が用いられる。連続移送型の装置を用いる場合、その後段を減圧雰囲気として生成ポリマー中の残留環状エステル量を更に低減することもできる。図1に示す例では、粉体撹拌翼61を備えた逆円錐形伝導伝熱装置6が用いられている。この装置6は、基本的に回分式に運転されるため、複数設けて、重合・粉砕系からの部分重合体の固体粉砕物の受入・蓄積用と、固相重合用とで切替使用することが好ましい。
(Solid phase polymerization)
The partial polymer solid pulverized product obtained by using the solidification / pulverization apparatus 5 as described above is preferably melted below its melting point, preferably at a temperature within the range of -100 ° C to -20 ° C for a predetermined time. And a reaction rate of 98% or more, preferably 99 to 100% is achieved, and the residual monomer amount is preferably 2% or less, more preferably 1% or less. As the apparatus, only for a predetermined time required to achieve the above reaction rate, for example, 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 5 hours, the partial polymer is placed in a predetermined temperature and an inert gas atmosphere such as nitrogen. Arbitrary batch or continuous transfer type devices such as inverted conical conduction heat transfer devices, drum type devices, groove type conduction heat transfer devices, fluidized bed dryers, air flow dryers, conveyors, etc. can be used. When a continuous transfer type apparatus is used, the amount of residual cyclic ester in the produced polymer can be further reduced by setting the subsequent stage as a reduced pressure atmosphere. In the example shown in FIG. 1, an inverted conical conduction heat transfer device 6 having a powder stirring blade 61 is used. Since this apparatus 6 is basically operated in a batch system, a plurality of the apparatuses 6 are provided and can be switched between receiving and accumulating a solid pulverized product of a partial polymer from a polymerization / pulverization system and for solid-phase polymerization. Is preferred.

(変形例)
上記において本発明の脂肪族ポリエステルの製造方法を、図1を参照しつつ、その好ましい一態様について説明したが、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、第1段反応を攪拌型の回分式反応装置で進め、生成した部分重合体を回分式の管型静置重合装置に充填して第2段反応を進めることが可能である。
(Modification)
In the above, although the manufacturing method of the aliphatic polyester of this invention was demonstrated about the preferable one aspect, referring FIG. 1, a various deformation | transformation is possible within the scope of the present invention. For example, it is possible to proceed the first stage reaction with a stirring batch reactor and charge the produced partial polymer into a batch type tube-type stationary polymerization apparatus to proceed with the second stage reaction.

(ペレット化)
上記のようにして得られた粉砕状態の重合体、すなわち脂肪族ポリエステルを、熱安定剤とともに溶融混練してペレット化することが好ましい。
(Pelletized)
The pulverized polymer obtained as described above, that is, the aliphatic polyester, is preferably melt-kneaded together with a heat stabilizer and pelletized.

熱安定剤の好ましい例としては、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト等のペンタエリスリトール骨格構造を有するリン酸エステル;モノ−またはジ−ステアリルアシッドホスフェートあるいはこれらの混合物等の、炭素数が好ましくは8〜24のアルキル基を有するリン酸アルキルエステルまたは亜リン酸アルキルエステル;炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム等の炭酸金属塩;更には一般に重合触媒不活性剤として知られる、ビス[2−(2−ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジン]ドデカン酸、N,N′−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジンなどの−CONHNH−CO−単位を有するヒドラジン系化合物;3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール系化合物、更には、トリアジン系化合物などが挙げられる。これら熱安定剤の構造は、必要であれば、WO2003/037956A1公報に示されている。これら熱安定剤は、脂肪族ポリエステル100重量部に対して、好ましくは3重量部以下、より好ましくは0.003〜1重量部、最も好ましくは0.01〜0.05重量部の割合で用いられる。   Preferred examples of the heat stabilizer include cyclic neopentanetetrayl bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetrayl bis (2,4-di-tert). Phosphoric acid ester having a pentaerythritol skeleton structure such as -butylphenyl) phosphite and cyclic neopentanetetraylbis (octadecyl) phosphite; mono- or di-stearyl acid phosphate or a mixture thereof is preferable. Are alkyl phosphates or phosphite alkyl esters having 8 to 24 alkyl groups; metal carbonates such as calcium carbonate and strontium carbonate; and bis [2- (2- Hydroxybenzoyl) hydrazine] Hydrazine compounds having a -CONHNH-CO- unit such as cannic acid, N, N'-bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyl] hydrazine; 3- (N- Salicyloyl) triazole compounds such as amino-1,2,4-triazole, and triazine compounds. The structure of these heat stabilizers is shown in WO2003 / 037956A1, if necessary. These heat stabilizers are used in an amount of preferably 3 parts by weight or less, more preferably 0.003 to 1 part by weight, and most preferably 0.01 to 0.05 part by weight, based on 100 parts by weight of the aliphatic polyester. It is done.

更に、熱安定剤に加えて、カルボキシル基封止剤を加えることにより、得られるペレット状脂肪族ポリエステルの耐水性(耐加水分解性)を向上することもできる。   Furthermore, the water resistance (hydrolysis resistance) of the obtained pellet-shaped aliphatic polyester can be improved by adding a carboxyl group-capping agent in addition to the heat stabilizer.

カルボキシル基封止剤としては、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステルの耐水性向上剤として知られているものを一般に用いることができ、例えば、N,N−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどのモノカルボジイミドおよびポリカルボジイミド化合物を含むカルボジイミド化合物、2,2′−m−フェニレンビス(2−オキサゾリン)、2,2′−p−フェニレンビス(2−オキサゾリン)、2−フェニル−2−オキサゾリン、スチレン・イソプロペニル−2−オキサゾリンなどのオキサゾリン化合物;2−メトキシ−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサジンなどのオキサジン化合物;N−グリシジルフタルイミド、シクロへキセンオキシド、トリグリシジルイソシアヌレートなどのエポキシ化合物などが挙げられる。なかでもカルボジイミド化合物やエポキシ化合物が好ましい。これらカルボキシル基封止剤は、必要に応じて2種以上を併用することが可能であり、脂肪族ポリエステル100重量部に対して、0.01〜10重量部、更には0.1〜2重量部、特に0.2〜1重量部の割合で配合することが好ましい。   As the carboxyl group-capping agent, those known as water resistance improvers for aliphatic polyesters such as polylactic acid can be generally used. For example, monocarbodiimides such as N, N-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide And carbodiimide compounds including polycarbodiimide compounds, 2,2'-m-phenylenebis (2-oxazoline), 2,2'-p-phenylenebis (2-oxazoline), 2-phenyl-2-oxazoline, styrene-iso Oxazoline compounds such as propenyl-2-oxazoline; Oxazine compounds such as 2-methoxy-5,6-dihydro-4H-1,3-oxazine; Epoxy compounds such as N-glycidylphthalimide, cyclohexene oxide and triglycidyl isocyanurate Etc. Of these, carbodiimide compounds and epoxy compounds are preferred. These carboxyl group-capping agents can be used in combination of two or more as required. 0.01 to 10 parts by weight, and further 0.1 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aliphatic polyester. Parts, particularly 0.2 to 1 part by weight.

上述した脂肪族ポリエステル粉砕物および熱安定剤、更には必要に応じて加えるカルボキシル基封止剤、を脂肪族ポリエステルの融点+5〜+60℃、例えば脂肪族ポリエステルがポリグリコール酸(PGA)の場合、好ましくは230〜280℃、より好ましくは、240〜270℃の温度範囲に加熱して溶融(混合)する。溶融(混合)手段は基本的には任意であり、撹拌機、連続式混練機等も用いられるが、短時間処理が可能であり、その後の冷却工程への移行も円滑に行われる押出機(たとえば、同方向回転二軸混練押出機)中での加熱溶融(混合)が好ましい。例えばPGAの場合、熱溶融温度が230℃未満では、熱安定剤やカルボキシル基封止剤などの添加剤効果が不十分となりやすい。他方280℃を超えると、PGA樹脂組成物の着色が起こりやすい。押出機を用い、且つ熱安定剤に加えて、カルボキシル基封止剤を添加する場合、脂肪族ポリエステルとともに熱安定剤を押出機入口ホッパーから供給し、カルボキシル基封止剤を押出機中段から供給することにより、添加剤効果を最大にすることができる。また、必要に応じて押出機の中段以降において溶融物に減圧を付与して、残留環状エステルの一層の低減を図ることもできる。   The above-mentioned aliphatic polyester pulverized product and heat stabilizer, and further, a carboxyl group blocking agent added as necessary, have a melting point of the aliphatic polyester of +5 to + 60 ° C., for example, when the aliphatic polyester is polyglycolic acid (PGA), It is preferably melted (mixed) by heating to a temperature range of 230 to 280 ° C, more preferably 240 to 270 ° C. The melting (mixing) means is basically arbitrary, and a stirrer, a continuous kneader, etc. are also used, but an extruder that can be processed in a short time and can be smoothly transferred to the subsequent cooling step ( For example, heating and melting (mixing) in a co-rotating twin-screw kneading extruder is preferable. For example, in the case of PGA, if the heat melting temperature is less than 230 ° C., the effect of additives such as a heat stabilizer and a carboxyl group sealing agent tends to be insufficient. On the other hand, when it exceeds 280 ° C., the PGA resin composition tends to be colored. When using an extruder and adding a carboxyl group sealant in addition to the heat stabilizer, the heat stabilizer is supplied from the extruder inlet hopper together with the aliphatic polyester, and the carboxyl group sealant is supplied from the middle stage of the extruder. By doing so, the additive effect can be maximized. Further, if necessary, a reduced pressure can be applied to the melt in the middle stage of the extruder to further reduce the residual cyclic ester.

脂肪族ポリエステルに、機械的強度、その他の特性を付与するために、充填材を使用することが可能であり、その種類は特に限定されるものではないが、繊維状、板状、粉末状、粒状などの充填材を使用することができる。具体的には、ガラス繊維、PAN系やピッチ系の炭素繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維や黄銅繊維などの金属繊維、キチン・キトサン、セルロース、綿などの天然繊維、芳香族ポリアミド繊維などの有機合成繊維、石膏繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、ジルコニア繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、酸化チタン繊維、炭化ケイ素繊維、ロックウール、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ほう酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカーなどの繊維状あるいはウイスカー状充填材;マイカ、タルク、カオリン、シリカ、砂などの天然無機鉱物、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、ワラステナイト、モンモリロナイト、酸化チタン、酸化亜鉛、ポリ燐酸カルシウム、グラファイトなどの粉状、粒状あるいは板状の充填材が挙げられる。ガラス繊維の種類は、一般に樹脂の強化に用いられるものなら特に限定はなく、たとえば長繊維タイプや短繊維タイプのチョップドストランド、ミルドファイバーなどから選択して用いることができる。また上記の充填材は2種以上を併用することもできる。上記の充填材は、その表面を公知のカップリング剤(たとえばシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤など)、その他の表面処理剤で処理して用いることもできる。またガラス繊維は、エチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆あるいは集束されていてもよい。充填材の添加量は、PGA樹脂100重量部に対して0.1〜100重量部、特に好ましくは1〜50重量部である。   In order to impart mechanical strength and other properties to the aliphatic polyester, it is possible to use a filler, the type of which is not particularly limited, but fibrous, plate-like, powdery, Granular fillers can be used. Specifically, organic fibers such as glass fibers, PAN and pitch carbon fibers, stainless fibers, metal fibers such as aluminum fibers and brass fibers, natural fibers such as chitin / chitosan, cellulose and cotton, and aromatic polyamide fibers. Fiber, gypsum fiber, ceramic fiber, asbestos fiber, zirconia fiber, alumina fiber, silica fiber, titanium oxide fiber, silicon carbide fiber, rock wool, potassium titanate whisker, barium titanate whisker, aluminum borate whisker, silicon nitride whisker, etc. Fibrous or whisker-like fillers; natural inorganic minerals such as mica, talc, kaolin, silica, sand, calcium carbonate, glass beads, glass flakes, glass microballoons, clay, molybdenum disulfide, wollastonite, montmorillonite, oxidation Tan, zinc oxide, polyphosphoric acid calcium, powdery such as graphite, include particulate or plate-like filler. The kind of glass fiber is not particularly limited as long as it is generally used for reinforcing resin, and can be selected from, for example, long fiber type, short fiber type chopped strand, milled fiber, and the like. Two or more kinds of the above fillers can be used in combination. The surface of the filler can also be used by treating the surface with a known coupling agent (for example, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, etc.) or other surface treatment agents. The glass fibers may be coated or bundled with a thermoplastic resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer or a thermosetting resin such as an epoxy resin. The addition amount of the filler is 0.1 to 100 parts by weight, particularly preferably 1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PGA resin.

以下、脂肪族ポリエステルとしてPGAを製造する実施例により、本発明を更に具体的に説明する。以下の記載を含めて、本明細書中に記載した物性(値)は、以下の方法による測定値に基づく。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples in which PGA is produced as an aliphatic polyester. Including the following description, the physical properties (values) described in the present specification are based on measured values by the following method.

(1)反応率:
反応混合物中のグリコリド含有量を測定し、グリコリドの転化率として算出した。またグリコリド含有量測定のためには、サンプル約100mgに、内部標準物質の4−クロロベンゾフェノン(関東化学(株)製)を0.2g/Lの濃度で溶解した特級ジメチルスルホキシド(関東化学(株)製)2mLを加え、150℃で約5分間加熱して溶解させ、室温まで冷却した後、濾過を行った。その濾液を1μL採取し、ガスクロマトグラフィー(GC)装置に注入して測定した。
(1) Reaction rate:
The glycolide content in the reaction mixture was measured and calculated as the conversion rate of glycolide. In order to measure the glycolide content, a special grade dimethyl sulfoxide (Kanto Chemical Co., Ltd.) was prepared by dissolving an internal standard substance 4-chlorobenzophenone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) at a concentration of 0.2 g / L in about 100 mg of a sample. 2) 2mL was added, heated at 150 ° C for about 5 minutes to dissolve, cooled to room temperature, and then filtered. 1 μL of the filtrate was collected and injected into a gas chromatography (GC) apparatus for measurement.

<GC条件>
装置:(株)島津製作所製「GC−2010」
カラム:「TC−17」、0.25mmφ×30m
カラム温度:150℃5分間保持、20℃/minで270℃まで昇温、270℃3分間保持
インジェクション温度:180℃
検出器:FID(水素炎イオン化検出器)、温度:300℃。
<GC conditions>
Equipment: “GC-2010” manufactured by Shimadzu Corporation
Column: “TC-17”, 0.25 mmφ × 30 m
Column temperature: 150 ° C. held for 5 minutes, heated to 270 ° C. at 20 ° C./min, 270 ° C. held for 3 minutes Injection temperature: 180 ° C.
Detector: FID (hydrogen flame ionization detector), temperature: 300 ° C.

(2)分子量:
275℃で90秒加熱、更に2MPaで60秒のプレス後、氷水中で急冷することにより、非晶質化したポリマーシートを形成し、これから切り出したポリマーサンプル10mgを、下記GPC溶離液に溶解させて10mLのサンプル溶液とした。その溶液をPTFE製0.1μmメンブランフィルターで濾過後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)装置に注入して分子測定した。なお、溶解から注入までの時間は30分以内とした。測定された分子量分布に基づき、重量平均分子量、数平均分子量を求め、これから更に多分散度(=重量平均分子量/数平均分子量)を求めた。
(2) Molecular weight:
After heating at 275 ° C. for 90 seconds and further pressing at 2 MPa for 60 seconds and then rapidly cooling in ice water, an amorphous polymer sheet is formed, and 10 mg of the polymer sample cut out from this is dissolved in the following GPC eluent. 10 mL of the sample solution. The solution was filtered through a PTFE 0.1 μm membrane filter, and injected into a gel permeation chromatography (GPC) apparatus for molecular measurement. The time from dissolution to injection was set to be within 30 minutes. Based on the measured molecular weight distribution, the weight average molecular weight and the number average molecular weight were determined, and the polydispersity (= weight average molecular weight / number average molecular weight) was further determined therefrom.

<GPC条件>
装置:昭和電工(株)製「ShodexGPC−104」
カラム:「HFIP−606M」(2本)、プレカラム:「HFIP−G」(1本)を直列接続
カラム温度:40℃
溶離液:5mMトリフルオロ酢酸ナトリウム/HFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)中溶液
流速:0.6mL/min
検出器:RI(示差屈折率検出器)
分子量決定基準物質:標準ポリメタクリル酸メチル(昭和電工(株)製、分子量195.0万、65.9万、21.8万、5.0万、2.1万、0.7万及び0.2万)。
<GPC conditions>
Equipment: “Shodex GPC-104” manufactured by Showa Denko K.K.
Column: “HFIP-606M” (2), pre-column: “HFIP-G” (1) in series connection Column temperature: 40 ° C.
Eluent: Solution flow rate in 5 mM sodium trifluoroacetate / HFIP (hexafluoroisopropanol): 0.6 mL / min
Detector: RI (differential refractive index detector)
Reference substance for determining molecular weight: Standard polymethyl methacrylate (manufactured by Showa Denko KK, molecular weights 195,000, 65,990, 218,000, 50,000, 21,000, 7,000 and 0 .20,000).

(3)スズ触媒中のスズの価数測定:
精確に秤量した50〜100mgのスズを含む二塩化スズ触媒試料を、固体の場合には5mLの酢酸エチルに溶解して、溶液触媒試料とした。予め調製した二塩化スズ触媒溶液の場合は、そのまま試料とした。続いてジメチルスルホキシドを10mL加えた。これに酸化剤としてヨウ素溶液を滴下し、含まれるスズの酸化の終了により溶液が未反応ヨウ素による黄色を呈した点を終点として、ヨウ素滴定を行い、含まれる2価スズから4価スズへの酸化に要したヨウ素量を求め、試料中の2価スズ量を求めた。次いで試料中のスズ量−試料中の2価スズ量として、試料中の4価スズ量を求めた。
(3) Tin valence measurement in tin catalyst:
An accurately weighed tin dichloride catalyst sample containing 50 to 100 mg of tin was dissolved in 5 mL of ethyl acetate in the case of a solid to prepare a solution catalyst sample. In the case of a tin dichloride catalyst solution prepared in advance, the sample was used as it was. Subsequently, 10 mL of dimethyl sulfoxide was added. Iodine solution was added dropwise as an oxidizing agent, and iodine titration was performed with the point that the solution exhibited yellow color due to unreacted iodine as a result of completion of oxidation of contained tin. From divalent tin contained to tetravalent tin. The amount of iodine required for oxidation was determined, and the amount of divalent tin in the sample was determined. Next, the amount of tetravalent tin in the sample was determined as the amount of tin in the sample minus the amount of divalent tin in the sample.

[触媒調製例1]
二塩化スズ・二水和物1.5gに酢酸エチル100mLを加え、完全に溶解した後、窒素雰囲気中で1日間保管して、溶液触媒(1)を得た。触媒(1)中の4価スズの割合は36%であった。
[Catalyst Preparation Example 1]
100 mL of ethyl acetate was added to 1.5 g of tin dichloride dihydrate and dissolved completely, and then stored in a nitrogen atmosphere for 1 day to obtain a solution catalyst (1). The proportion of tetravalent tin in the catalyst (1) was 36%.

[触媒調製例2]
二塩化スズ・二水和物30.0gに酢酸エチル2Lを加え、完全に溶解した後、窒素雰囲気中で7日間保管して、溶液触媒(2)を得た。触媒(2)中の4価スズの割合は67%であった。
[Catalyst Preparation Example 2]
2 L of ethyl acetate was added to 30.0 g of tin dichloride dihydrate and dissolved completely, and then stored in a nitrogen atmosphere for 7 days to obtain a solution catalyst (2). The proportion of tetravalent tin in the catalyst (2) was 67%.

[触媒調製例3]
市販の二塩化スズ・二水和物を、開封後そのまま固体状態で触媒(3)として使用した。触媒(3)中の4価スズの割合は1%未満であった。
[Catalyst Preparation Example 3]
Commercially available tin dichloride dihydrate was used as the catalyst (3) in the solid state after opening. The proportion of tetravalent tin in the catalyst (3) was less than 1%.

[触媒調製例4]
二塩化スズ・二水和物30.0gに酢酸エチル2Lを加え、完全に溶解した後、空気雰囲気中で7日間保管することにより、一部白濁が認められる溶液触媒(4)を得た。触媒(4)中の4価スズの割合は97%であった。
[Catalyst Preparation Example 4]
2 L of ethyl acetate was added to 30.0 g of tin dichloride dihydrate and dissolved completely, and then stored in an air atmosphere for 7 days to obtain a solution catalyst (4) in which some cloudiness was observed. The ratio of tetravalent tin in the catalyst (4) was 97%.

(実施例1)
乾燥空気雰囲気中で完全融解させた100℃のグリコリド100g(酸素含有量約2vol.%)に、グリコリドに対して0.25mol%の1−ドデカノール、及び溶液触媒(1)0.2mL(二塩化スズ・二水和物として30mg)を加え、十分に攪拌した後、これをテフロン製の試験管へと移し、200℃に加熱されたオイルバス中に浸漬し、部分開環重合を行った。5分経過後、試験管を取り出し、液体窒素中に浸漬した。粉砕後、得られたポリマーの物性を評価すると、反応率は30%、重量平均分子量は10万だった。
Example 1
To 100 g of glycolide at 100 ° C. (oxygen content of about 2 vol.%) Completely melted in a dry air atmosphere, 0.25 mol% of 1-dodecanol and 0.1 mL of solution catalyst (1) (dichloride dichloride) 30 mg) was added as tin dihydrate, and after sufficient stirring, this was transferred to a test tube made of Teflon and immersed in an oil bath heated to 200 ° C. to perform partial ring-opening polymerization. After 5 minutes, the test tube was taken out and immersed in liquid nitrogen. When the physical properties of the obtained polymer were evaluated after pulverization, the reaction rate was 30% and the weight average molecular weight was 100,000.

(実施例2)
溶液触媒(2)を用いた以外は、実施例1と同様に操作した。粉砕後、得られたポリマーの物性を評価すると、反応率は32%、重量平均分子量は11万だった。
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that the solution catalyst (2) was used. When the physical properties of the polymer obtained after pulverization were evaluated, the reaction rate was 32% and the weight average molecular weight was 110,000.

(実施例3)
概要を図1に示す装置系によりグリコリドの部分開環重合を行った。すなわち、乾燥空気雰囲気中で保管し、乾燥空気雰囲気のモノマー液化槽2中で融解したグリコリド(水分量30ppm未満、酸素含有量約2vol.%)を、配管L23を通して、二軸の多段パドル翼による撹拌下で内温200℃に設定された内容積1.8Lの縦型円筒状満液型の第1反応装置3の底部に30kg/hで連続的に供給した。同時に、配管L23の途中には、配管L1を通して1−ドデシルアルコール(開始剤)をグリコリドに対して0.25mol%となるように、また乾燥窒素雰囲気に保持された触媒溶解槽CVI中の触媒(2)を配管L2を通してグリコリドに対して30ppm(二塩化スズ重量基準)となるように、それぞれ供給して、装置3の底部に連続的に供給した。平均滞留時間約5分で第1反応装置3の上部から排出される内容物は、定常状態におけるその一部の分析の結果、グリコリド反応率が約30%で、生成ポリマーの重量平均分子量は約10万であることが確認された。
(Example 3)
The partial ring-opening polymerization of glycolide was performed using the apparatus system shown in FIG. That is, glycolide stored in a dry air atmosphere and melted in the monomer liquefaction tank 2 in a dry air atmosphere (water content of less than 30 ppm, oxygen content of about 2 vol.%) Is passed through a pipe L23 by a biaxial multistage paddle blade. Under stirring, the mixture was continuously supplied at 30 kg / h to the bottom of a vertical cylindrical full liquid first reactor 3 having an internal volume of 1.8 L set at an internal temperature of 200 ° C. At the same time, in the middle of the pipe L23, the catalyst (1) in the catalyst dissolution tank CVI maintained in a dry nitrogen atmosphere so that 1-dodecyl alcohol (initiator) is 0.25 mol% with respect to glycolide through the pipe L1. 2) was supplied to the bottom of the apparatus 3 continuously through the pipe L2 so as to be 30 ppm (based on the weight of tin dichloride) with respect to glycolide. The content discharged from the upper part of the first reactor 3 with an average residence time of about 5 minutes has a glycolide reaction rate of about 30% as a result of analysis of a part thereof in a steady state, and the weight average molecular weight of the produced polymer is about It was confirmed that it was 100,000.

第1反応装置3からの約180℃の反応物(融液)は、連続的に配管L34を通じて長手方向に4分割され、独立に200℃、210℃、210℃、210℃に温度設定されたジャケットを有する同方向・回転2軸横型の第2反応装置4((株)栗本鉄工所製「KRCニーダーS5型」)の装置連結部(ホッパー)41に供給された。この装置連結部41内は、配管GL4から供給される乾燥窒素雰囲気に保持された。配管GL3に供給される乾燥窒素は、同装置4の上部に生ずる空間も乾燥窒素雰囲気に保持するように設計されている。撹拌下に平均滞留時間約12分で排出された反応物は、反応率78%、モノマーの重量平均分子量約20万の値を示した。   The reaction product (melt) at about 180 ° C. from the first reactor 3 was continuously divided into four in the longitudinal direction through the pipe L34 and independently set at 200 ° C., 210 ° C., 210 ° C., and 210 ° C. It was supplied to a device connecting part (hopper) 41 of a second reactor 4 having the same direction and rotating biaxial horizontal type having a jacket (“KRC kneader S5 type” manufactured by Kurimoto Iron Works). The inside of the device connecting portion 41 was maintained in a dry nitrogen atmosphere supplied from the pipe GL4. The dry nitrogen supplied to the pipe GL3 is designed so that the space generated in the upper part of the apparatus 4 is also maintained in a dry nitrogen atmosphere. The reactant discharged under stirring with an average residence time of about 12 minutes showed a reaction rate of 78% and a monomer weight average molecular weight of about 200,000.

第2反応装置4から約215℃の温度で排出される反応物は、連結部51を経て、温度約80℃に設定されたジャケットを有する同方向軸2軸横型の固化・粉砕装置5((株)栗本鉄工所製「KRCニーダーS4型」)に導入された。連結部51は、装置5のホッパーを覆う気密構造とされ、配管GL5より導入された乾燥窒素は、連結部51を乾燥窒素雰囲気に保持するとともに装置5の内部空間も乾燥窒素雰囲気とするように設計されている。装置5内の平均滞留時間は約2分であり、その排出部からは平均粒径(長径基準)が約5mmの粒状反応物が約30kg/hで排出された。装置5内での反応率の上昇は、約2〜3%であり、重合装置としての役割は実質的にない。   The reaction product discharged from the second reactor 4 at a temperature of about 215 ° C. passes through the connecting portion 51, and has a jacket set at a temperature of about 80 ° C. Incorporated by Kurimoto Iron Works “KRC Kneader S4”). The connecting portion 51 has an airtight structure that covers the hopper of the device 5, and the dry nitrogen introduced from the pipe GL 5 keeps the connecting portion 51 in a dry nitrogen atmosphere and also makes the internal space of the device 5 have a dry nitrogen atmosphere. Designed. The average residence time in the apparatus 5 was about 2 minutes, and a granular reaction product having an average particle size (major axis reference) of about 5 mm was discharged from the discharge section at about 30 kg / h. The increase in the reaction rate in the apparatus 5 is about 2 to 3%, and there is substantially no role as a polymerization apparatus.

定常状態に到達した後、装置3〜5の連続運転を30時間安定して継続可能であった。   After reaching the steady state, the continuous operation of the devices 3 to 5 could be stably continued for 30 hours.

(比較例1)
溶液触媒(1)0.2mLの代りに固体触媒(3)30mgを用いる以外は実施例1と同様に操作した。粉砕後、得られたポリマーの物性を評価すると、反応率は5%以下、重量平均分子量は5万以下だった。
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was performed except that 30 mg of the solid catalyst (3) was used instead of 0.2 mL of the solution catalyst (1). When the physical properties of the polymer obtained after pulverization were evaluated, the reaction rate was 5% or less and the weight average molecular weight was 50,000 or less.

(比較例2)
溶液触媒(1)の代りに溶液触媒(4)を用いる以外は実施例1と同様に操作した。粉砕後、得られたポリマーの物性を評価すると、反応率は45%、重量平均分子量は15万であり、経験的に図1に示すような連続重合装置の第1段反応装置に適用するために好ましいことが確認されている、200℃で5分の反応における目標反応率30%、目標分子量10万、に比べて過大であり、反応の制御の観点で好ましくないと判定された。
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that the solution catalyst (4) was used instead of the solution catalyst (1). When the physical properties of the polymer obtained after pulverization were evaluated, the reaction rate was 45% and the weight average molecular weight was 150,000, which was empirically applied to the first stage reactor of the continuous polymerization apparatus as shown in FIG. Therefore, it was determined to be unfavorable from the viewpoint of control of the reaction, which is excessive as compared with a target reaction rate of 30% and a target molecular weight of 100,000 in a reaction at 200 ° C. for 5 minutes.

(比較例3)
溶液触媒(2)の代りに、乾燥空気雰囲気下に保持された溶解槽CV1中の溶液触媒(4)を用いる以外は、実施例3と同様に操作したが、定常状態に達する前(約30分経過後)に第2反応装置4の反応温度が不安定になり、固化・粉砕装置5からの吐出量が不安定になるとともに、第2反応装置4内に反応混合物が閉塞したため、運転を継続することができなかった。運転停止までに第2反応装置4(あるいは固化・粉砕装置5)の吐出部で得られたポリマーの物性は、反応率が82〜96%、重量平均分子量が20〜22万と変動しており、安定しなかった。
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 3 was performed except that the solution catalyst (4) in the dissolution tank CV1 held in a dry air atmosphere was used instead of the solution catalyst (2), but before the steady state was reached (about 30 The reaction temperature of the second reaction device 4 becomes unstable after the elapse of minutes), the discharge amount from the solidification / pulverization device 5 becomes unstable, and the reaction mixture is blocked in the second reaction device 4. Could not continue. The physical properties of the polymer obtained in the discharge part of the second reactor 4 (or the solidification / pulverization device 5) before the operation was stopped fluctuated with a reaction rate of 82 to 96% and a weight average molecular weight of 20 to 220,000. It was not stable.

下記表1に、上記実施例および比較例の概要をまとめて記す。

Figure 0005555690
Table 1 below summarizes the outlines of the above Examples and Comparative Examples.
Figure 0005555690

上記実施例および比較例の結果を見れば、本発明に従い、環状エステルの開環重合により脂肪族ポリエステルを製造するに際して、4価状態のスズを30〜70%の割合で含む二塩化スズ触媒を用いることにより重合活性の向上と安定化の好ましい両立が得られることが分る。   According to the results of the above Examples and Comparative Examples, when producing an aliphatic polyester by ring-opening polymerization of a cyclic ester according to the present invention, a tin dichloride catalyst containing tetravalent tin in a proportion of 30 to 70% is obtained. It can be seen that a favorable coexistence of improvement in polymerization activity and stabilization can be obtained.

Claims (10)

不活性ガス雰囲気に保持された溶液状態であり且つ4価状態のスズを30〜70%の割合で含む二塩化スズ触媒を用いて環状エステルを塊状開環重合させることを特徴とする脂肪族ポリエステルの製造方法。 An aliphatic polyester obtained by subjecting a cyclic ester to bulk ring-opening polymerization using a tin dichloride catalyst which is in a solution state maintained in an inert gas atmosphere and contains 30 to 70% of tetravalent tin. Manufacturing method. 沸点が50℃以上の有機溶媒に溶解された二塩化スズ触媒を用いる請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 1 using the tin dichloride catalyst melt | dissolved in the organic solvent whose boiling point is 50 degreeC or more . 液体開始剤に溶解された二塩化スズ触媒を用いる請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 1 using the tin dichloride catalyst melt | dissolved in the liquid initiator. 液体開始剤がドデシルアルコールである請求項3に記載の製造方法。 The production method according to claim 3, wherein the liquid initiator is dodecyl alcohol. 不活性ガスが窒素である請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the inert gas is nitrogen. 予め液体開始剤および二塩化スズ触媒を混入した液化環状エステルを重合装置に供給して開環重合を行う請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5 , wherein ring-opening polymerization is performed by supplying a liquefied cyclic ester mixed with a liquid initiator and a tin dichloride catalyst in advance to a polymerization apparatus. 重合装置への液化環状エステルの供給配管中で液化環状エステルと液体開始剤および二塩化スズ触媒との混合を行う請求項6に記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 6 which mixes a liquefied cyclic ester, a liquid initiator, and a tin dichloride catalyst in the supply pipe | tube of the liquefied cyclic ester to a superposition | polymerization apparatus. 少なくとも二段の直列連続重合工程を含む請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method in any one of Claims 1-7 including the serial continuous superposition | polymerization process of at least 2 steps | paragraphs. 前記少なくとも二段の直列連続重合工程の後に固相重合工程を含む請求項8に記載の製造方法。 The production method according to claim 8 , further comprising a solid phase polymerization step after the at least two stages of serial continuous polymerization step. 環状エステルが、グリコリド単独またはグリコリドを70重量%以上含むグリコリドとラクチドの混合物である請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 9 , wherein the cyclic ester is glycolide alone or a mixture of glycolide and lactide containing 70% by weight or more of glycolide.
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