JP5586536B2 - 生物分解性ポリエステル混合物 - Google Patents

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Description

本発明は、
i)成分i〜iiの全質量に対して5〜90質量%の、脂肪族および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物とをベースとする少なくとも1つのポリエステル;
ii)成分i〜iiの全質量に対して10〜95質量%の、ポリラクチド(PLA)、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート(例えばPHBまたはPHB/V)および脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからのポリエステルからなる群から選択された少なくとも1つのホモポリエステルまたはコポリエステル;
iii)成分i〜iiの全質量に対して0.1〜15質量%の、a)スチレン、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルをベースとするエポキシド基を含有するコポリマー、b)ビスフェノール−A−エポキシドまたはc)エポキシド基を含有する天然の油、脂肪酸エステルまたは脂肪酸アミド;および
vi)0〜15%の添加剤、例えば安定剤、核剤、潤滑剤および粘着防止剤、ワックス、可塑剤、界面活性剤、帯電防止剤、防曇剤または染料;および
v)0〜50%の無機または有機充填剤、例えば白亜、タルク、ケイ酸塩、カオリン、マイカ、ウォラストナイト、モンモリロナイトまたはセルロースを含有する繊維、例えば木綿、亜麻、麻、イラクサ繊維等
を包含する、生物分解性ポリエステル混合物に関する。
さらに本発明は、生物分解性ポリエステル混合物の製造法、本発明によるポリエステル混合物を有利に製造することができる分岐剤バッチ(Verzweigerbatches)、成形部材、フィルムまたは繊維を製造するための生物分解性ポリエステル混合物の使用ならびに生物分解性ポリエステル混合物を包含する成形部材、フィルムまたは繊維に関する。
i)合成により製造されたポリエステル材料とii)ポリラクチド、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエートおよび脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからのポリエステルからなる群から選択されたホモポリエステルまたはコポリエステルとからなる生物分解性混合物が公知である(EP−B792309を参照のこと)。理想的にはそのような混合物は、所望された個々の成分の特性、例えば一般に合成ポリエステルの良好な加工特性および機械特性と、ii)上記のポリマー、例えばポリラクチド、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエートおよび脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからのポリエステルの通常比較的低コストでの入手性および環境的に問題のない製造および廃棄処理とを兼ね備える。
しかし実際にはしばしば、目標とされた特性の組み合わせを達成するのは困難である。ポリラクチドおよびポリヒドロキシアルカノエートは、ポリマーの分解を防止するために時間をかけて前乾燥されなければならない。殊にフィルムへの適用において混合物は非常にわずかな気泡安定性しか有さない。これは殊に20%以上のポリラクチドまたはポリヒドロキシカルボン酸および<80%の芳香族−脂肪族コポリエステルを有する混合物の場合に当てはまる。さらに殊に従来技術の混合物から製造される厚いフィルムは非常にわずかな貫入抵抗しか有さない。これはとりわけ、主としてポリラクチドまたはポリヒドロキシカルボン酸を含有する厚いフィルムの場合に現れる。
EP−B792309
従って本発明の基礎をなす課題は、上記の欠点を有さない、i)合成により製造されたポリエステル材料とii)ポリラクチド、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエートおよび脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからのポリエステルから選択されたホモポリエステルまたはコポリエステルとからなる生物分解性混合物を提供することである。
この課題は、初めに定義された以下で詳細に記載されている生物分解性ポリエステル混合物により満たされる。本発明によるポリエステル混合物は、殊に分岐剤(成分iii)により従来技術のものと区別される。
原則的に、本発明による生物分解性ポリエステル混合物の製造のために、成分iとして脂肪族および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物とをベースとする全てのポリエステル、いわゆる半芳香族ポリエステルが考慮に入れられる。自明のこととして、そのようなポリエステルの数種の混合物も成分iとして適している。
半芳香族ポリエステルは、本発明によればまたポリエステル誘導体、例えばポリエーテルエステル、ポリエステルアミドまたはポリエーテルエステルアミドと理解されるべきである。適切な半芳香族ポリエステルに属するのは、鎖延長されなかった線状ポリエステルである(WO92/09654)。有利なのは鎖延長されたおよび/または分岐鎖状の半芳香族ポリエステルである。後者は、初めに記載された文献WO96/15173〜15176、21689〜21692、25446、25448またはWO98/12242から公知であり、これらは明確に引用される。種々の半芳香族ポリエステルの混合物も同様に考慮に入れられる。殊に半芳香族ポリエステルは、Ecoflex(R)(BASF Aktiengesellschaft)およびEastar(R)Bio(Novamont)のような生成物と理解されるべきである。
とりわけ有利な半芳香族ポリエステルに含まれるのは、本質的な成分として
A)以下のものからなる酸成分
a1)30〜99モル%の、少なくとも1つの脂肪族ジカルボン酸または少なくとも1つの環式脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルを形成する誘導体またはそれらの混合物
a2)1〜70モル%の、少なくとも1つの芳香族ジカルボン酸またはそのエステルを形成する誘導体またはそれらの混合物および
a3)0〜5モル%の、スルホネート基を含有する化合物、
B)少なくとも1つのC〜C12−アルカンジオールおよび少なくとも1つのC〜C10−シクロアルカンジオールから選択されたジオール成分またはそれらの混合物
および所望される場合、それに加えて以下から選択された1つ以上の成分
C)以下から選択された成分
c1)少なくとも1つのエーテル官能基を含有する式I
Figure 0005586536
[式中、nは2、3または4でありかつmは2〜250の整数である]
のジヒドロキシ化合物
c2)少なくとも1つのヒドロキシカルボン酸または式IIaまたはIIb
Figure 0005586536
[式中、pは1〜1500の整数でありかつrは1〜4の整数であり、かつGは、フェニレン、−(CH−(その際、qは1〜5の整数である)、−C(R)H−および−C(R)HCH(その際、Rはメチルまたはエチルである)からなる群から選択されている基である]
c3)少なくとも1つのアミノ−C〜C12−アルカノールまたは少なくとも1つのアミノ−C〜C10−シクロアルカノールまたはそれらの混合物
c4)少なくとも1つのジアミノ−C〜C−アルカン
c5)一般式III
Figure 0005586536
[式中、Rは単結合、(CH−アルキレン基(Z=2、3あるいは4である)またはフェニレン基である]
の少なくとも1つの2,2'−ビスオキサゾリン
c6)天然のアミノ酸、4〜6個のC原子を有するジカルボン酸と4〜10個のC原子を有するジアミンとの重縮合により得られるポリアミド、式IVaおよびIVb
Figure 0005586536
[式中、sは1〜1500の整数でありかつtは1〜4の整数であり、かつTは、フェニレン、−(CH−(その際、uは1〜12の整数である)、−C(R)H−および−C(R)HCH(その際、Rはメチルまたはエチルである)からなる群から選択されている基である]の化合物からなる群から選択された少なくとも1つのアミノカルボン酸
および繰り返し単位V
Figure 0005586536
[式中、Rは水素、C−C−アルキル、C−C−シクロアルキル、非置換のまたはC〜C−アルキル基により三回まで置換されたフェニルまたはテトラヒドロフリルである]を有するポリオキサゾリン
またはc1)〜c6)からの混合物
および
D)以下から選択された成分
d1)エステル形成可能な少なくとも3個の基を有する少なくとも1つの化合物、
d2)少なくとも1つのイソシアネート
d3)少なくとも1つのジビニルエーテル
またはd1)〜d3)からの混合物
を含有するポリエステルである。
有利な一実施態様において、半芳香族ポリエステルの酸成分Aは、a1を30〜70モル%、殊に40〜60モル%含有しかつa2を30〜70モル%、殊に40〜60モル%含有する。
脂肪族酸および相応する誘導体a1として、一般的に炭素原子2〜10個、有利には炭素原子4〜6個を有するものが考慮に入れられる。それらは線状であっても分枝鎖状であってもよい。一般に、本発明の範囲内で使用可能な環式脂肪族ジカルボン酸は、炭素原子7〜10個を有するものおよび殊に炭素原子8個を有するものである。しかしながら原則的に、比較的多数の炭素原子、例えば30個までの炭素原子を有するジカルボン酸も使用されうる。
例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、スベリン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、ジグリコール酸、イタコン酸、マレイン酸および2,5−ノルボルナンジカルボン酸が挙げられるべきである。
同様に使用可能である上記の脂肪族または環式脂肪族ジカルボン酸のエステルを形成する誘導体として、殊にジ−C〜C−アルキルエステル、例えばジメチル−、ジエチル−、ジ−n−プロピル、ジ−イソプロピル、ジ−n−ブチル、ジ−イソ−ブチル、ジ−t−ブチル、ジ−n−ペンチル−、ジ−イソ−ペンチルまたはジ−n−ヘキシルエステルが挙げられるべきである。ジカルボン酸の無水物も同様に使用されうる。
その際、ジカルボン酸またはそのエステルを形成する誘導体は、個々にまたはそれらの2つ以上からなる混合物として使用されうる。
有利には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸またはそのつどエステルを形成するその誘導体またはそれらの混合物が使用される。とりわけ有利には、コハク酸、アジピン酸またはセバシン酸またはそのつどエステルを形成するその誘導体またはそれらの混合物が使用される。とりわけ有利には、アジピン酸またはそのエステルを形成する誘導体、例えばそのアルキルエステルまたはその混合物が使用される。"堅い"もしくは"脆い"成分ii)を有するポリマー混合物、例えばポリヒドロキシブチレートまたは殊にポリラクチドが製造される場合、有利には、脂肪族ジカルボン酸としてセバシン酸またはセバシン酸とアジピン酸との混合物が使用される。"軟らかい"もしくは"強靱な"成分ii)を有するポリマー混合物、例えばポリヒドロキシブチレート−コ−バレレートが製造される場合、有利には、脂肪族ジカルボン酸としてコハク酸またはコハク酸とアジピン酸との混合物が使用される。
加えて、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸およびブラシル酸は、それらが再生可能な原料として入手できるという利点を有する。
一般的に、芳香族ジカルボン酸a2として、8〜12個の炭素原子を有するものおよび有利には8個の炭素原子を有するものが挙げられるべきである。例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフトエ酸および1,5−ナフトエ酸ならびにそれらのエステルを形成する誘導体が言及される。その際、殊にジ−C〜C−アルキルエステル、例えばジメチル−、ジエチル−、ジ−n−プロピル−、ジ−イソ−プロピル、ジ−n−ブチル−、ジ−イソ−ブチル、ジ−t−ブチル、ジ−n−ペンチル−、ジ−イソ−ペンチルまたはジ−n−ヘキシルエステルが挙げられるべきである。ジカルボン酸a2の無水物も同様に、エステルを形成する適切な誘導体である。
しかしながら原則的に、比較的多数の炭素原子、例えば20個までの炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸a2も使用されうる。
芳香族ジカルボン酸またはそのエステルを形成する誘導体a2は、個々にまたはそれらの2つ以上からなる混合物として使用されうる。とりわけ有利には、テレフタル酸またはそのエステルを形成する誘導体、例えばジメチルテレフタレートが使用される。
通常、スルホネート基を含有する化合物として、スルホネート基を含有するジカルボン酸のアルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属塩またはそのエステルを形成する誘導体、有利には5−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩またはその混合物、とりわけ有利にはナトリウム塩が使用される。
有利な実施態様の1つによれば、酸成分Aはa1 40〜60モル%、a2 40〜60モル%およびa3 0〜2モル%を含有する。さらに他の有利な一実施態様によれば、酸成分Aはa1 40〜59.9モル%、a2 40〜59.9モル%およびa3 0.1〜1モル%、殊にa1 40〜59.8モル%、a2 40〜59.8モル%およびa3 0.2〜0.5モル%を含有する。
一般的に、ジオールBは、2〜12個の炭素原子、有利には4〜6個の炭素原子を有する分枝鎖状または線状のアルカンジオール、または5〜10個の炭素原子を有するシクロアルカンジオールから選択される。
適切なアルカンジオールの例は、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ジメチル−2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、殊にエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールおよび2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール);シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノールまたは2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールである。とりわけ有利なのは、殊に成分a1)としてのアジピン酸との組み合わせにおける1,4−ブタンジオールおよび、殊に成分a1)としてのセバシン酸との組み合わせにおける1,3−プロパンジオールである。加えて、1,3−プロパンジオールおよび1,4−ブタンジオールは、それらが再生可能な原料として入手できるという利点を有する。種々のアルカンジオールの混合物もまた使用されうる。
過剰の酸基またはOH末端基が所望されるかどうかに応じて、成分Aまたは成分Bのどちらかを過剰に使用してよい。有利な一実施態様によれば、使用される成分A対Bのモル比は0.4:1〜1.5:1の範囲に、有利には0.6:1〜1.1:1の範囲にあってよい。
成分AおよびBの他に、本発明によるポリエステル混合物が基礎とするポリエステルはさらに他の成分を含有してよい。
ジヒドロキシ化合物c1として、有利には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およびポリテトラヒドロフラン(ポリ−THF)、とりわけ有利にはジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびポリエチレングリコールが使用され、その際また、それらの混合物または、種々の変数nを有する(式Iを参照のこと)化合物、例えばそれ自体公知の方法によりまずエチレンオキシドのそして引き続きプロピレンオキシドとの重合により得られる、例えばプロピレン単位(n=3)を含有するポリエチレングリコール、とりわけ有利には、種々の変数nを有する、ポリエチレングリコールをベースとするポリマー(その際、エチレンオキシドから形成された単位は超過する)も使用されうる。ポリエチレングリコールの分子量(M)は、一般に250〜8000g/モル、有利には600〜3000g/モルの範囲内で選択される。
有利な実施態様の1つによれば、半芳香族ポリエステルの製造のために、例えばBおよびc1のモル量に対して15〜98モル%、有利には60〜99.5モル%のジオールBと0.2〜85モル%、有利には0.5〜30モル%のジヒドロキシ化合物c1が使用されうる。
有利な一実施態様において、ヒドロキシカルボン酸c2)として、グリコール酸、D−、L−、D,L−乳酸、6−ヒドロキシヘキサン酸、その環式誘導体、例えばグリコリド(1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)、D−、L−ジラクチド(3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)、p−ヒドロキシ安息香酸ならびにそのオリゴマーおよびポリマー、例えば3−ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリラクチド(例えばNatureWorks(R)(Cargill社)として入手可能)ならびに3−ポリヒドロキシ酪酸とポリヒドロキシ−吉草酸とからなる混合物(後者はBiopol(R)の名称でZenecaから入手可能)が使用され、半芳香族ポリエステルの製造のためにとりわけ有利なのは、低分子量かつ環式のそれらの誘導体である。
例えば、ヒドロキシカルボン酸は、AおよびBの量に対して0.01〜50質量%、有利には0.1〜40質量%の量で使用されうる。
アミノ−C〜C12−アルカノールまたはアミノ−C〜C10−シクロアルカノール(成分c3)(その際、これには4−アミノメチルシクロヘキサンメタノールも含まれる)として、有利にはアミノ−C〜C−アルカノール、例えば2−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、4−アミノブタノール、5−アミノペンタノール、6−アミノヘキサノールならびにアミノ−C〜C−シクロアルカノール、例えばアミノシクロペンタノールおよびアミノシクロヘキサノールまたはそれらの混合物が使用される。
ジアミノ−C〜C−アルカン(成分c4)として、有利にはジアミノ−C〜C−アルカン、例えば1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタンおよび1,6−ジアミノヘキサン(ヘキサメチレンジアミン、"HMD")が使用される。
有利な一実施態様によれば、半芳香族ポリエステルの製造のために、Bのモル量に対して0.5〜99.5モル%、有利には0.5〜50モル%のc3、およびBのモル量に対して0〜50モル%、有利には0〜35モル%のc4が使用されうる。
一般式IIIの2,2′−ビスオキサゾリンc5は、一般的にAngew. Chem. Int. Edit., Vol.11 (1972), 第287頁〜第288頁からの方法により入手可能である。とりわけ有利なビスオキサゾリンは、Rが単結合、(CH−アルキレン基(z=2、3あるいは4である)、例えばメチレン、エタン−1,2−ジイル、プロパン−1,3−ジイル、プロパン−1,2−ジイル、またはフェニレン基であるものである。とりわけ有利なビスオキサゾリンとして、2,2′−ビス(2−オキサゾリン)、ビス(2−オキサゾリニル)メタン、1,2−ビス(2−オキサゾリニル)エタン、1,3−ビス(2−オキサゾリニル)プロパンまたは1,4−ビス(2−オキサゾリニル)ブタン、殊に1,4−ビス(2−オキサゾリニル)ベンゼン、1,2−ビス(オキサゾリニル)ベンゼンまたは1,3−ビス(2−オキサゾリニル)ベンゼンが挙げられる。
半芳香族ポリエステルの製造のために、例えばそのつど成分B、c3、c4およびc5のモル量の合計に対して70〜98モル%のB、30モル%までのc3および0.5〜30モル%のc4および0.5〜30モル%のc5を使用してよい。他の有利な一実施態様によれば、AおよびBの全質量に対して0.1〜5質量%、有利には0.2〜4質量%のc5を使用することが可能である。
成分c6として、天然のアミノカルボン酸が使用されうる。これには、バリン、ロイシン、イソロイシン、トレオニン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、リシン、アラニン、アルギニン、アスパルアミド酸(aspartamic acid)、システイン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、プロリン、セリン、チロシン、アスパラギンまたはグルタミンが含まれる。
一般式IVaおよびIVbの有利なアミノカルボン酸は、sが1〜1000の整数およびtが1〜4の整数、有利には1または2の整数およびTが、フェニレンおよび−(CH−[式中、uは1、5または12である]の群から選択されているものである。
さらにc6は、一般式Vのポリオキサゾリンであってもよい。しかしC6は、種々のアミノカルボン酸および/またはポリオキサゾリンの混合物であってもよい。
有利な一実施態様によれば、c6は成分AおよびBの全量に対して0.01〜50質量%、有利には0.1〜40質量%の量で使用されうる。
半芳香族ポリエステルの製造のために任意に使用されうるさらに他の成分として、エステル形成可能な少なくとも3個の基を含有する化合物d1が含まれる。
有利には、化合物d1は、エステル結合の形成が可能である3〜10個の官能基を含有する。とりわけ有利な化合物d1は分子中に、この種類の3〜6個の官能基、殊に3〜6個のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基を有する。例えば以下のものが挙げられる:
酒石酸、クエン酸、リンゴ酸;
トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン;
ペンタエリトリトール;
ポリエーテルトリオール;
グリセリン;
トリメシン酸;
トリメリト酸、無水トリメリト酸;
ピロメリト酸、ピロメリト酸二無水物および
ヒドロキシイソフタル酸。
化合物d1は、一般に成分Aに対して0.01〜15モル%、有利には0.05〜10モル%、とりわけ有利には0.1〜4モル%の量で使用される。
成分d2として、イソシアネートまたは種々のイソシアネートの混合物が使用される。芳香族または脂肪族ジイソシアネートが使用されうる。しかしまた比較的高い官能性を有するイソシアネートも使用されうる。
芳香族ジイソシアネートd2は、本発明の範囲内ではとりわけ
トルイレン−2,4−ジイソシアネート、トルイレン−2,6−ジイソシアネート、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネートまたはキシリレン−ジイソシアネートと理解される。
その中でも、2,2′−、2,4′−ならびに4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートが成分d2としてとりわけ有利である。一般的に、後者のジイソシアネートが混合物として使用される。
三環式イソシアネートd2として、トリ(4−イソシアノフェニル)メタンも考慮に入れられる。例えば、多環式芳香族ジイソシアネートが、単環式または二環式ジイソシアネートの製造の際に発生する。
例えばイソシアネート基のキャッピング(capping)のために、成分d2は、成分d2の全質量に対して例えば5質量%までのわずかな量でウレトジオン基(Urethiongruppen)も含有してよい。
脂肪族ジイソシアネートd2は、本発明の範囲内ではとりわけ、2〜20個の炭素原子、有利には3〜12個の炭素原子を有する線状または分枝鎖状のアルキレンジイソシアネートまたはシクロアルキレンジイソシアネート、例えば1,6−ヘキサ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またはメチレン−ビス(4−イソシアナトシクロヘキサン)と理解される。とりわけ有利な脂肪族ジイソシアネートd2は、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートである。
有利なイソシアヌレートには、2〜20個の炭素原子、有利には3〜12個の炭素原子を有するアルキレンジイソシアネートまたはシクロアルキレンジイソシアネート、例えばイソホロンジイソシアネートまたはメチレン−ビス(4−イソシアナトシクロヘキサン)から誘導される脂肪族イソシアヌレートが含まれる。その際、アルキレンジイソシアネートは線状でも分枝鎖状であってもよい。とりわけ有利なのは、n−ヘキサメチレンジイソシアネートを基礎とするイソシアヌレート、例えばn−ヘキサメチレンジイソシアネートの環状三量体、五量体または高次オリゴマーである。
一般的に、成分d2は、AおよびBのモル量の合計に対して0.01〜5モル%、有利には0.05〜4モル%、とりわけ有利には0.1〜4モル%の量で使用される。
一般的に、ジビニルエーテルd3として、全ての通常のかつ商業的に得られるジビニルエーテルが使用されうる。有利には、1,4−ブタンジオール−ジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオール−ジビニルエーテルまたは1,4−シクロヘキサンジメタノール−ジビニルエーテルまたはそれらの混合物が使用される。
有利には、ジビニルエーテルは、AおよびBの全質量に対して0.01〜5質量%、殊に0.2〜4質量%の量で使用される。
有利な半芳香族ポリエステルの例は、以下の成分を基礎としている。
A、B、d1
A、B、d2
A、B、d1、d2
A、B、d3
A、B、c1
A、B、c1、d3
A、B、c3、c4
A、B、c3、c4、c5
A、B、d1、c3、c5
A、B、c3、d3
A、B、c3、d1
A、B、c1、c3、d3
A、B、c2
その中でも、A、B、d1またはA、B、d2またはA、B、d1、d2を基礎とする半芳香族ポリエステルがとりわけ有利である。他の有利な一実施態様によれば、半芳香族ポリエステルはA、B、c3、c4、c5またはA、B、d1、c3、c5を基礎とする。
一般に、記載された半芳香族ポリステルおよび本発明によるポリエステル混合物は生物分解性である。
本発明の意味において、物質または物質混合物における"生物分解性"という特徴は、この物質または物質混合物がDIN V54900−2(予備規格、1998年9月現在)において定義された3つの方法の中の少なくとも1つの方法において、少なくとも60%の生物分解のパーセンテージ割合を有する場合に満たされる。
一般的に、生物分解性により、ポリエステル(混合物)は適切なかつ検出可能な時間において崩壊にいたる。分解は、酵素により、加水分解により、酸化によりかつまたは電磁放射線、例えばUV放射線の作用により行われえ、かつ大抵の場合、大部分は微生物、例えば細菌、酵母菌、真菌類および藻類の作用により引き起こされうる。例えば生物分解性は、ポリエステルをコンポストと混合しかつ一定の時間のあいだ貯蔵することにより定量化されうる。例えば、DIN EN13432またはDIN V54900−2、方法3に従って、COを含まない空気を熟成コンポストにコンポスト処理(Kompostierens stroemen)のあいだ導通しかつこれを定義された温度プロフィールに供する。この際、生物分解性は、試料から放出されたCOの純量(試料を用いずにコンポストにより放出されたCO量を差し引いた後)対試料から放出されたCOの最大量(試料の炭素含量から計算)の比を介して、生物分解のパーセンテージ割合として定義される。一般に、生物分解性ポリエステル(混合物)は、コンポスト化の数日後にはもう明らかな分解現象、例えば真菌成長、クラックおよびパーフォレーションの形成を示す。
生分解性を測定するための他の方法は、例えばASTM D5338およびASTMD6400に記載される。
半芳香族ポリエステルの製造はそれ自体公知であるか、またはそれ自体公知の方法により行われうる。
有利な半芳香族ポリエステルは、1000〜100000g/モルの範囲、殊に9000〜75000g/モルの範囲、有利には10000〜50000g/モルの範囲の分子量(M)および60〜170℃の範囲、有利には80〜150℃の範囲の融点により特徴付けられている。
記載された半芳香族ポリエステルは、ヒドロキシ基および/またはカルボキシル末端基を任意のどの比でも有してよい。記載された半芳香族ポリエステルはまた末端基変性されうる。例えば、OH末端基は、フタル酸、無水フタル酸、トリメリト酸、無水トリメリト酸、ピロメリト酸または無水ピロメリト酸との反応により酸変性されうる。
原則的に、生物分解性ポリエステル混合物の成分iiとして、ポリラクチド、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエートおよび脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとからのポリエステルからなる群から選択されたホモポリエステルまたはコポリエステルが適している。有利な成分iiは、ポリラクチド(PLA)およびポリヒドロキシアルカノエート、およびここでは殊にポリヒドロキシブチレート(PHB)およびポリヒドロキシブチレート−コ−バレレート(PHBV)である。殊に、NatureWorks(R)(Cargill Dow社のポリラクチド)、Biocycle(R)(PHB Ind.社のポリヒドロキシブチレート);Enmat(R)(Tianan社のポリヒドロキシブチレート−コ−バレレート)のような生成物が包含されている。
本発明による成分iii)は、a)スチレン、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルをベースとするエポキシド基を含有するコポリマー、b)ビスフェノール−A−エポキシドまたはc)エポキシド基を含有する天然の油、脂肪酸エステルまたは脂肪酸アミドを包含する。
有利には、スチレン、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルをベースとするエポキシド基を含有するコポリマーが使用される。一般に、化合物は2個以上のエポキシド基を分子中に有する。殊に適しているのは、オリゴマーまたはポリマーの、エポキシド化された化合物、例えばジ−またはポリカルボン酸のジ−またはポリグリシドエステルまたはジ−またはポリオールのジ−またはポリグリシドエーテル、またはスチレンとグリシジル(メタ)アクリレートとからのコポリマーであり、それらは例えばJohnson Polymer社から商標Joncryl(R)ADR4368で販売される。さらに他の有利な成分iiiは、少なくとも1つの炭素−炭素−二重結合または−三重結合および少なくとも1個のエポキシド基を分子中に含有する化合物である。殊に適しているのは、グリシジルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートである。
さらに、成分iii)としてc)エポキシド基を含有する(エポキシド化された)天然の油または脂肪酸エステルが有利である。天然の油は、例えばオリーブ油、アマニ油、ダイズ油、パーム油、ラッカセイ油、ヤシ油、海藻油、タラ肝油またはこれらの化合物の混合物と理解される。殊に有利なのは、エポキシド化されたダイズ油(例えば、HobumのMerginat(R)ESBO、Hamburg、またはCognisのEdenol(R)B316、Duesseldorf)である。殊に有利には、成分iii)として構造タイプa)およびc)が組み合わされる。例の中で詳細に記載されているように、殊にJoncryl(R)ADR4368(構造タイプa))とMerginat(R)ESBO(構造タイプc)との組み合わせが有利である。
成分iii)は、成分i)〜ii)の全質量に対して0.1〜15質量%で、有利には0.1〜10質量%で、およびとりわけ有利には0.5〜2質量%で使用される。
通常、本発明による生物分解性ポリエステル混合物は、5〜90質量%の、有利には10〜85質量%の、とりわけ有利には15〜80質量%の、殊に40〜60質量%の成分iおよび10〜95質量%の、有利には20〜80質量%の、とりわけ有利には40〜80質量%の、極めて有利には40〜60質量%の成分iiを含有し、その際、質量パーセントは、そのつど成分i〜iiの全質量に対するものでありかつ合計して100質量%となる。
押出熱可塑性プラスチック、例えばフィルムの製造のために気泡安定性が重要である。ところで、成分iが有利には連続相または少なくとも共連続相を形成しかつ成分iiが別個の領域中でこの相に埋め込まれている混合物が、良好な気泡安定性を有していることが判明した。成分iが連続相を形成するように、一般に混合物はそのつど成分iおよびiiの全質量に対して40質量%以上、有利には50質量%以上の成分iを有する。
例えば射出成形における成形品の製造のために、高い割合のポリヒドロキシブチレート(PHB)または殊にポリラクチド(PLA)(成分ii)を有するポリエステル混合物が使用されうる。通常この場合、成分60〜95質量%の混合物を実現することができる。耐衝撃性の成形材料の改善された製造法は、製造法のところで記載される。
成分i)として、ジカルボン酸(成分a1))としてセバシン酸またはセバシン酸とアジピン酸との混合物を含有するポリエステルが使用される場合、成分ii)を有する混合物中におけるポリエステルの割合はむしろさらに10質量%の境界より下がりうる。
そのうえ、本発明による生物分解性ポリエステル混合物は、通常0.1〜15質量%、有利には0.1〜10質量%、とりわけ有利には0.5〜5質量%の成分iiiを含有し、その際、質量パーセントはそのつど成分i〜iiの成分の全質量に対してある。
本発明による生物分解性ポリエステル混合物は、当業者に公知のさらに他の添加剤を含有してよい。添加剤は、殊に安定剤、核剤、潤滑剤および粘着防止剤、例えばステアリン酸エステル(殊にステアリン酸カルシウム)、ワックス、例えばビーズワックスまたはビーズワックスエステル(beeswax ester);可塑剤、例えばクエン酸エステル(殊にアセチルクエン酸トリブチル)、グリセリン酸エステル、例えばトリアセチルグリセリンまたはエチレングリコール誘導体;界面活性剤、例えばポリソルベート、パルミテート、ラウレート;帯電防止剤、防曇剤または染料と理解される。添加剤は、本発明によるポリエステル混合物に対して0〜15質量%、殊に1〜10質量%の濃度で使用される。
充填剤として、初めに言及された無機または有機充填剤が考慮に入れられる。充填剤は、本発明によるポリエステル混合物に対して0〜50質量%、殊に1〜10質量%の濃度で使用される。
個々の成分からなる本発明による生物分解性ポリエステル混合物の製造は、公知の方法により行われうる(EP792309およびUS5,883,199)。
例えば、全ての成分i、iiおよびiiiは、処理工程において当業者に公知の混合装置、例えば混練機または押出機中で、例えば120℃〜250℃の高められた温度で混合されかつ反応させられる。反応は、有利にはラジカル開始剤の存在下で実施される。
そのうえさらに、本発明による生物分解性ポリエステル混合物の改善された製造法が見つかった。
このために、第一の工程において1〜50質量%、有利には5〜35質量%の成分iiiが、50〜99質量%および有利には65〜95質量%の成分iと110〜145℃−有利には120〜140℃−の温度で混合され分岐剤バッチが作られる。この温度の場合、著しい分子量の増大が起こることなく均一なブレンドが得られる。そのように得られた分基剤バッチは室温で問題なく貯蔵されうる。第二の工程において、成分iiおよび場合によりさらに他の成分iへの分岐剤バッチの添加により所望された組成物が調整されうる。この配合処理(Compoundierungsschritt)は、150〜250℃で−有利には160〜190℃で−実施される。
亜鉛、スズ、チタン化合物およびC〜C12−アルキルトリフェニルホスホニウム−ハロゲン化物からなる群から選択された活性化剤が使用されることで、一般に配合処理における温度は減少されえ、ひいては敏感なバイオポリマー、例えばポリヒドロキシブチレートの分解が回避されうる。
典型的な分岐剤バッチは、5〜35質量%、有利には10〜20質量%の成分iii)および65〜95質量%、有利には80〜90質量%の成分iを含有する。意想外にも、これらの分岐剤バッチは、成分ii)および成分iii)とからなる相応する分岐剤バッチに対して有利であることが判明した。分岐剤バッチは本発明の対象である。さらに以下で記載された例4〜6から、一部には購入して得られる分岐剤バッチ(例えばポリラクチドおよびグリシジルメタクリレート)に対して成分i)と成分iii)とからなる本発明による分岐バッチが、形成されたポリエステル混合物の流量に関して利点を有することが明らかになる。加えて本発明による分岐剤バッチは、極めて優れた貯蔵安定性により特徴付けられる。
本発明による分岐剤バッチのための例は:
成分i)、以下の縮合により製造されたポリエステルである:
アジピン酸/テレフタル酸および1,4−ブタンジオール(例えば、Ecoflex(R)FBX7011);
アジピン酸/テレフタル酸および1,3−プロパンジオール;
コハク酸/テレフタル酸および1,4−ブタンジオール;
コハク酸/テレフタル酸および1,3−プロパンジオール;
セバシン酸/テレフタル酸および1,4−ブタンジオール;
セバシン酸/テレフタル酸および1,3−プロパンジオール;
アゼライン酸/テレフタル酸および1,4−ブタンジオール;
ブラシル酸/テレフタル酸および1,4−ブタンジオール;および
成分iii):グリシジル−スチレン(メタ)アクリレートコポリマー(例えば、Johnson Polymer社のJoncryl(R)ADR4368)。
高い割合の"堅い"もしくは"脆い"成分ii)、例えば>50質量%のポリヒドロキシブチレートまたは殊にポリラクチドを有するポリエステル混合物の製造のために、以下の運転方法がとりわけ有利であることが明らかになった。前記のように、成分i)、ii)およびiii)の混合によるかまたは2つの工程において上で言及された分岐剤バッチと成分ii)および場合によりさらに他の成分i)との混合により、有利には48〜60質量%の成分i)、40〜50質量%の成分ii)および0.5〜2質量%の成分iii)を含有する中間配合物(Zwischencompound)が製造される。ところで、付加的な工程においてこの中間配合物は、所望された成分ii)の含量がポリエステル混合物中で調整されるまでさらに成分ii)と混合される。この3段階の方法により製造されたポリエステル混合物は、生物分解性、耐衝撃性のポリエステル混合物の製造に極めて適している。
高い割合の"堅い"もしくは"脆い"成分ii)、例えばポリヒドロキシブチレートまたは殊にポリラクチドを有するポリマー混合物が製造される場合、脂肪族ジカルボン酸として、セバシン酸またはセバシン酸とアジピン酸との混合物が有利には使用される。
他の配合物による経験に基づき(例えば、Ecoflex/デンプン−配合物の開発)、解決への試み−相溶化剤の使用−を変えた。それを高い費用で全マトリックス中に組み込む代わりに、Ecoflex/PLA−組成物の一部のみを相溶化剤の濃縮物により加工する。いわゆる相溶化剤−バッチのための例は、上で既に言及された分岐剤バッチおよび中間配合物である。それにより配合コストが節約される:
Ecoflex9.5〜89.5質量%、PLA89.5〜9.5質量%、分岐剤−バッチ0.5〜20質量%、添加剤0〜15質量%(例えば、パルミテート、ラウレート、ステアレート、PEG、シトレートおよび/またはグリセリン誘導体)および充填剤0〜50質量%(チョーク、タルク、カオリン、シリカ等)
Ecoflex29.5〜59.5質量%、PLA59.5〜29.5質量%、分岐剤−バッチ0.5〜20質量%、添加剤(例えば、パルミテート、ラウレート、ステアレート、PEG、シトレートおよび/またはグリセリン誘導体)0〜15質量%および充填剤(チョーク、タルク、カオリン、シリカ)0〜50質量%。
本発明による生物分解性ポリエステル混合物は、成形部材、フィルムまたは繊維の製造のためにとりわけ適している。製造は当業者に公知の方法により行われうる。
改善された分解速度を有する生物分解性ポリエステル混合物の特別な適用領域は、フィルム、殊に農業におけるマルチフィルムの製造のための使用に関する。そのようなマルチフィルムは、農業面におけるたいていの場合若い苗木の保護および生育促進のためにおかれる。収穫後これらのマルチフィルムは農業面にそのまま残されるかまたは−生物分解性マルチフィルムの場合−地中に鋤込まれる。次の年の種まきの開始までに、これらのマルチフィルムの大部分の生物分解が必要となる。
本発明による生物分解性ポリエステル混合物を用いて、問題なく(気泡安定性で)貫入抵抗のあるフィルムに加工されうる生物分解性ポリエステル混合物が得られる。
適用技術的な測定:
半芳香族ポリエステルの分子量Mを以下のように測定した:
半芳香族ポリエステル15mgをヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)10ml中に溶解した。そのつどこの溶液の125μlを、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて分析した。測定を室温で実施した。溶出のためにHFIP+トリフルオロ酢酸カリウム塩0.05質量%を使用した。溶出速度は0.5ml/分であった。その際、以下のカラムの組み合わせを使用した(昭和電工社(日本)から製造された全てのカラム):Shodex(R)HFIP−800P(直径8mm、長さ5cm)、Shodex(R)HFIP−803(直径8mm、長さ30cm)、Shodex(R)HFIP−803(直径8mm、長さ30cm)。半芳香族ポリエステルを、RI検出器(示差屈折率検出器)を用いて検出した。校正は、M=505〜M=2740000の分子量を有する緊密に分布したポリメチルメタクリレート標準型により行った。この幅以外にある溶出範囲は補外法により測定した。
半芳香族ポリエステルの溶融温度は、セイコー社の装置Exstet DSC6200Rを用いたDSC測定により決定した:
そのつどの試料10〜15mgを、窒素雰囲気下において20℃/分の加熱速度で−70℃から200℃に加熱した。試料の溶融温度として、その時に観察された溶融ピークのピーク温度が示された。参照としてそのつど空の試料るつぼを使用した。
成分i、ii、およびiiiの混合物の均一性ならびに比較のために製造した混合物の均一性は、これらの混合物を190℃でそのつど30μmの厚みを有するフィルムに加圧することにより測定した。これらのフィルムにおいて分散せずに存在する成分iiの割合は目視による確認により判断を下した。
生物分解性ポリエステル混合物の分解速度および比較のために製造した混合物の分解速度は、以下のように測定した:
生物分解性ポリエステル混合物および比較のために製造した混合物から、190℃でのプレス処理によりそのつど30μmの厚みを有するフィルムを製造した。これらのフィルムは、そのつど20cmのエッジの長さを有する方形片に切断した。これらのフィルム片の質量をそのつど測定しかつ"100質量%"と定義した。四週間の期間にわたりフィルム片を空調キャビネット(Klimaschrank)内において土壌が充填された槽に設置し、その際、土壌は、土壌の最大吸水性に対して約40%の、一日に一回検査された土壌水分を有していた。この四週間の間に、空調キャビネット内において一定の環境条件:30℃の温度、約50%の相対湿度およびHeraeus社の加速照射装置SUNTESTにより発生させた、765W/mの照射光強度を有する300〜800nmの波長範囲におけるフィルムの照射を設定した。週間隔において、そのつど残留したフィルム片の質量を測定しかつ質量%に(試験最初に測定しかつ"100質量%"と定義した質量に対して)換算した。
使用物質:
成分i:
i−1:ポリエステルi−1の製造のために、ジメチルテレフタレート87.3kg、アジピン酸80.3kg、1,4−ブタンジオール117kgおよびグリセリン0.2kgをテトラブチルオルトチタネート(TBOT)0.028kgと一緒に混合し、その際、アルコール成分と酸成分とのモル比は1.30であった。反応混合物を180℃の温度に加熱しかつこの温度で6時間のあいだ反応させた。引き続き、温度を240℃に高めかつ過剰のジヒドロキシ化合物を真空下で3時間のあいだにわたって留去した。引き続き、240℃でヘキサメチレンジイソシアネート0.9kgを1時間以内にゆっくりと計量供給した。
そのように得られたポリエステルi−1は、119℃の溶融温度および23000g/モルの分子量(M)を有していた(BASF Aktiengesellschaftから製造されたEcoflex(R)FBX7011に相当する)。
成分ii:
ii−1:脂肪族ポリエステル、Cargill−Dow社のNatureworks(R)2000Dポリラクチド。
成分iii:
iii−1:Johnson Polymer社のJoncryl(R)ADR4368。
iii−2:ESBO:エポキシド化ダイズ油(例えば、HobumのMerginat(R)ESBO、Hamburg、またはCognisのEdenol(R)B316、Duesseldorf)。
さらに他の成分:
添加剤:エルクアミド(Erucsaeureamid)、エチレンビスステアリルアミド、
参考例1〜3)
Figure 0005586536
本発明による参考例2の混合物は、単に0.2質量%の成分iii−1(Johnson Polymer社のJoncryl(R)ADR4368)の添加のみによって参考例1のものと区別される。成分iii−1は20質量%の分岐剤バッチの形において分散させて成分i−1に添加した(合わせて分岐剤バッチ1質量%のみを上の混合物に添加した)。成分iiiの添加により、約30〜40μmの厚さのフィルムのインフレーション法 (Schlauchfolienextrusion)に際して気泡安定性、および押出方向に直交する引裂伝播抵抗がさらに改善された。
本発明による参考例3においては、成分iの割合を高めた(そして成分iiの割合を減少させた)。成分iの連続相が形成された。この種のフィルムは明らかにより高い気泡安定性を有していた。
Figure 0005586536
様々の分岐剤バッチを用いた本発明によるポリエステル混合物の製造および試験、参考例4)〜6):
工程1:分岐剤バッチの製造
Figure 0005586536
工程2:本発明によるポリエステル混合物の配合
配合のための規定
帯域9によるガス抜きを有する、同方向回転式、自己清掃式の二軸押出機Berstorff ZE40において、Ecoflex、PLA、潤滑剤バッチおよび分岐剤バッチからなる混合物を以下の温度プロフィールにおいて運転に供した:
組成物:
参考例4)Ecoflex/PLA
NatureWorks(R)4042D 53%
Ecoflex(R)FBX7011 40%
エチレンビスステアリルアミド10%を有するPLAをベースとするEBS−マスターバッチ 5%
V−A:PLAをベースとする分岐剤バッチ 2%
参考例5)Ecoflex/PLA
NatureWorks(R)4042D 60%
Ecoflex(R)FBX7011 38%
エルクアミド10%を有するEcoflexバッチSL1 1%
V−B:Ecoflexをベースとする分岐剤バッチ 1%
参考例6)Ecoflex/PLA
NatureWorks(R)4042D 60%
Ecoflex(R)FBX7011 38%
エルクアミド10%を有するEcoflexバッチSL1 1%
V−C:Ecoflexをベースとする分岐剤バッチ 1%
これらの調製物をZE40において配合した。
インフレーション法におけるプロセス挙動の判断評価は、60mmのスクリュー直径を有する実験装置において実施した。チューブヘッドは8つのスパイラルを有するスパイラルマンドレルディストリビュータ(spiral mandrel distributor)を含有する。ノズルは190mmの直径および1.2mmのギャップを有する。シリンダー温度160〜165℃およびノズル温度180〜185℃を有する温度プロフィールから出発し、気泡安定性を全て制限してフィルムの製造を行った。それというのも公知の低い溶融強度を有するポリラクチドがEcoflex/PLA−配合物中における連続相だからである。
機械的測定は以下の結果を示す
Figure 0005586536
参考例4および5は、分岐剤バッチの担体が違うにも関わらず非常に似た機械的特性を有する。厚さ分布は、Ecoflexが担体として使用される場合により有利である。しかしその差は非常に小さい。参考例6は、参考例4および5より50%高い分岐剤割合を有する。それにより破断伸びは減少する。気泡安定性は、低いMVR値に基づき参考例4および5の場合より明らかに高い。
ISO1133によるメルトボリュームレート(MVR)を用いた流動性の試験は以下の状態を示す:
参考例4: MVR=3.0ml/10分
参考例5: MVR=1.2ml/10分
参考例6: MVR=0.6ml/10分
参考例4および5は、Ecoflex/PLA−配合物中において同じ濃度のJoncryl ADR4368を有する。意想外にも、参考例5は明らかに低いMVRを示す。それゆえにEcoflexがベースの分岐剤バッチは、PLAがベースの分岐剤バッチに対して利点を有する。
担体材料としてのPLAに対するEcoflexバッチFBAにおける分岐剤のための担体材料Ecoflexのさらに他の一利点は、配合物中での有利なコヒーレントなEcoflex相を犠牲にすることなく、ブレンドできるPLAのパーセント率が比較的高いということである。それ以外に、分岐剤のための担体材料としてEcoflexを有するバッチは、同じ配合条件において、分岐剤のための担体材料としてPLAを有するバッチより明らかに低程度の斑点(Stippenpegel)をもたらす。
実施例7(PHBを有するブレンド)
直径40mmを有する左回転式二軸混練機において、以下の成分:
・Ecoflex(R)FBX7011(BASF Aktiengesellschaft) 63.7%
・ポリヒドロキシブチレート(PHB Industrial S/A社のBiocycle(R)PHB94) 16.0%
・PLA(NatureWorks(R)4041D、Cargill Dow) 8.4%
・炭酸カルシウム(Hydrocarb OG) 6.0%
・二酸化チタン(Kronos2200、Bayer AG) 4.2%
・ポリエチレングリコール(Pluriol(R)1500、BASF Aktiengesellschaft) 0.4%
・潤滑剤(Edenol(R)D82、Cognis) 0.4%
・分岐剤(Johnson Polymer社のJoncryl(R)、ADR4368)[分岐剤は、10/90のJoncryl/Ecoflex混合比において配合しかつペレットの形において配合物中で使用する(4.0質量%)] 0.4%
・ステアリン酸亜鉛(亜鉛 PS) 0.5%
を含有する配合物を運転に供した。
成分は前乾燥し、乾燥した形で前混合しかつペレットホッパー(pellet hopper)を介して導入する。以下のプロセスパラメータを規定する:
測定温度:約160℃
回転数:150rpm
スループット:30kg/h
溝付フィード帯域(grooved feed zone)を有する40mmのスクリュー直径および直径150mmおよびギャップ幅0.8mmを有するノズルヘッドを有するインフレーションフィルム装置において、配合物を60μmの厚さを有するキャリアーバッグ(carrier bags)のためのインフレーションフィルムに加工した。
その際、以下のプロセスパラメータを使用した:
回転数:731rpm
スループット:27kg/h
圧力:135bar
引取り:5.4m/分 引取り速度
シリンダー温度:押出機において150/160/165℃
ヘッド温度:170/165/165℃
PHB成分の比較的低い粘度に基づき、シリンダー帯域が比較的低レベルであるにも関わらず中程度の気泡安定性しか達成されえない。それは10〜15℃の帯域温度の低減により明らかに改善される。
Ecoflex/PHB−配合物からなるフィルムは60μmの厚さで以下の機械的特性を有する:
Figure 0005586536

Claims (17)

  1. i)成分i〜iiの全質量に対して5〜80質量%の、脂肪族および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物とをベースとする少なくとも1つのポリエステルおよび
    ii)成分i〜iiの全質量に対して20〜95質量%の、ポリヒドロキシアルカノエートから選択された少なくとも1つの生物分解性ホモポリエステルまたはコポリエステル、および
    iii)成分i〜iiの全質量に対して0.1〜15質量%の、スチレンとグリシジルメタクリレートとからのコポリマー、および
    iv)0〜15質量%の添加剤;および
    v)0〜50質量%の無機または有機充填剤
    を包含する、生物分解性ポリエステル混合物。
  2. 成分iが
    A)以下から成る酸成分
    a1)30〜99モル%の、少なくとも1つの脂肪族ジカルボン酸または少なくとも1つの環式脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルを形成する誘導体またはそれらの混合物
    a2)1〜70モル%の、少なくとも1つの芳香族ジカルボン酸またはそのエステルを形成する誘導体またはそれらの混合物および
    a3)0〜5モル%の、スルホネート基を含有する化合物、
    (その際、成分a1)〜a3)のモルパーセントは合計して100%である)
    および
    B)少なくとも1つのC〜C12−アルカンジオールまたはC〜C10−シクロアルカンジオールからのジオール成分またはそれらの混合物
    および所望される場合、それに加えて以下から選択された1つ以上の成分
    C)以下から選択された成分
    c1)少なくとも1つの、エーテル官能基を含有する式I
    Figure 0005586536
    [式中、nは2、3または4でありかつmは2〜250の整数である]
    のジヒドロキシ化合物、
    c2)式IIaまたはIIb
    Figure 0005586536
    [式中、pは1〜1500の整数でありかつrは1〜4の整数であり、かつGは、フェニレン、−(CH−(その際、qは1〜5の整数である)、−C(R)H−および−C(R)HCH(その際、Rはメチルまたはエチルである)からなる群から選択されている基である]
    の少なくとも1つのヒドロキシカルボン酸
    c3)少なくとも1つのアミノ−C〜C12−アルカノールまたは少なくとも1つのアミノ−C〜C10−シクロアルカノールまたはそれらの混合物
    c4)少なくとも1つのジアミノ−C〜C−アルカン
    c5)一般式III
    Figure 0005586536
    [式中、Rは単結合、(CH−アルキレン基(Z=2、3あるいは4である)またはフェニレン基である]
    の少なくとも1つの2,2'−ビスオキサゾリン
    c6)天然のアミノ酸、4〜6個のC原子を有するジカルボン酸と4〜10個のC原子を有するジアミンとの重縮合により得られるポリアミド、式IVaおよびIVb
    Figure 0005586536
    [式中、sは1〜1500の整数でありかつtは1〜4の整数であり、かつTは、フェニレン、−(CH−(その際、uは1〜12の整数である)、−C(R)H−および−C(R)HCH−(その際、Rはメチルまたはエチルである)からなる群から選択されている基である]の化合物からなる群から選択された少なくとも1つのアミノカルボン酸
    および繰り返し単位V
    Figure 0005586536
    [式中、Rは水素、C〜C−アルキル、C〜C−シクロアルキル、非置換のまたはC〜C−アルキル基により三回まで置換されたフェニルまたはテトラヒドロフリルである]を有するポリオキサゾリン
    またはc1)〜c6)からの混合物
    および
    D)以下から選択された成分
    d1)エステル形成可能な少なくとも3個の基を有する少なくとも1つの化合物、
    d2)少なくとも1つのイソシアネート
    d3)少なくとも1つのジビニルエーテル
    またはd1)〜d3)からの混合物
    から構成されている、請求項1記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  3. 成分iにおいて:
    脂肪族または環式脂肪族ジカルボン酸(成分a1))は、コハク酸、アジピン酸またはセバシン酸、そのエステルを形成する誘導体またはそれらの混合物であり;
    芳香族ジカルボン酸(成分a2))は、テレフタル酸またはそのエステルを形成する誘導体であり、かつ
    ジオール成分(成分B)は、1,4−ブタンジオールまたは1,3−プロパンジオールである、
    請求項2記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  4. 成分iiが、ポリ−β−ヒドロキシブチレートまたはポリ−β−ヒドロキシブチレート−コ−バレレートである、請求項1から3までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  5. 成分iiとして、60〜95質量%のポリヒドロキシブチレートを含む、請求項1に記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  6. そのつど成分i〜iiの全質量に対して
    15〜80質量%の成分iおよび
    85〜20質量%の成分ii、
    を包含する、請求項1から4までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  7. そのつど成分i〜iiの全質量に対して
    40〜60質量%の成分iおよび
    60〜40質量%の成分ii、
    を包含する、請求項6記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  8. 成分iが連続相または共連続相を形成する、請求項1記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  9. 成分iが連続相を形成する、請求項1記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  10. 成分i〜iiの全質量に対して0.1〜10質量%の成分iiiを包含する、請求項1から9までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物。
  11. 請求項1から10までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物の製造法において、成分i、iiおよびiiiを一工程において混合しかつ反応させることを特徴とする、製造法。
  12. 第一の工程において、5〜35質量%の成分iiiを65〜95質量%の成分iと110〜145℃の範囲の温度で混合し分岐剤バッチを作り、第二の工程において、この分岐剤バッチに、成分iiおよび場合によりさらに他の成分iを混合しかつ成分i、iiおよびiiiからの、得られた混合物を150〜250℃の温度で反応させることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物の製造法。
  13. 付加的な工程(3)において、さらに他の成分iiを添加することを特徴とする、請求項11または12記載の生物分解性ポリエステル混合物の製造法。
  14. 工程(1)〜(3)の1つにおいてかまたは全体の工程において、ポリマーまたはオリゴマーのセバシン酸−1,3−プロピオネートおよび/またはセバシン酸−1,4−ブタノエートを添加する、請求項11から13までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物の製造法。
  15. 成形部材、フィルムまたは繊維の製造のための、請求項1から10までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物の使用。
  16. 請求項1から10までのいずれか1項記載の生物分解性ポリエステル混合物を包含する、成形部材、フィルムまたは繊維。
  17. 請求項13記載の方法により製造された、成形部材、フィルムまたは繊維。
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