JP6422877B2 - 生分解性ポリエステル混合物 - Google Patents
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Description
i)
a−1)成分a−1及びb−1を基準として40〜70モル%の脂肪族C9〜C18−ジカルボン酸又はC9〜C18−ジカルボン酸誘導体、
b−1)成分a−1及びb−1を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体、
c−1)成分a−1及びb−1を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール、
d−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール及び
e−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤
から構成された、成分i)及びii)の全質量を基準として45〜95質量%のポリエステルI、
ii)
a−2)成分a−2及びb−2を基準として40〜70モル%の脂肪族C4〜C6−ジカルボン酸又はC4〜C6−ジカルボン酸誘導体、
b−2)成分a−2及びb−2を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体、
c−2)成分a−2及びb−2を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール、
d−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール及び
e−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤
から構成された、成分i)及びii)の全質量を基準として5〜55質量%のポリエステルII、
iii)ポリマー混合物i〜ivの全質量を基準として10〜25質量%の炭酸カルシウム並びに
iv)ポリマー混合物i〜ivの全質量を基準として3〜15質量%の滑石
を有する前述の生分解性ポリエステル混合物に関する。
i)
a−1)成分a−1及びb−1を基準として40〜70モル%の脂肪族C9〜C18−ジカルボン酸又はC9〜C18−ジカルボン酸誘導体、
b−1)成分a−1及びb−1を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体、
c−1)成分a−1及びb−1を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール、
d−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール及び
e−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤
から構成された、成分i)及びii)の全質量を基準として45〜95質量%のポリエステルI、
ii)
a−2)成分a−2及びb−2を基準として40〜70モル%の脂肪族C4〜C6−ジカルボン酸又はC4〜C6−ジカルボン酸誘導体、
b−2)成分a−2及びb−2を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体、
c−2)成分a−2及びb−2を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール、
d−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール及び
e−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤
から構成された、成分i)及びii)の全質量を基準として5〜55質量%のポリエステルII、
iii)ポリマー混合物i〜ivの全質量を基準として10〜25質量%の炭酸カルシウム並びに
iv)ポリマー混合物i〜ivの全質量を基準として3〜15質量%の滑石
を有する前述の生分解性ポリエステル混合物を見出した。
本発明によるポリエステルi及びiiの製造は、好ましくはWO2009/127556に記載された方法に従って行われる。そこに記載された方法は、それが穏やかな運転方法によって、高い粘度及び同時に低い酸価を有するポリエステルを入手可能にするという点で適している。低い酸価は、ジイソシアネートとの効果的な反応のための前提条件であることから、本発明による低いMVR値を、簡単かつ方法論的に調節することができる。EN ISO 1133(190℃、2.16kg荷重)に準拠した0.5〜6.0cm3/10分、殊に0.8〜5cm3/10分のメルトボリュームレート(MVR)を有するポリエステルが、非常に薄い、タング引掻強さと同時に高い貫入抵抗を有するフィルムを製造するために特に適していることが判明した。
1.第一の段階で、この混合物は、触媒の全量又は部分量と一緒に連続的にエステル化若しくはエステル交換され、
2.第二の段階で、場合により触媒の残留量と一緒に連続的に、1.)により得られたエステル化生成物若しくはエステル交換反応生成物が、好ましくは塔型反応器中で−ここで、生成物流は並流で流下薄膜カスケードに通され、かつ反応蒸気が現場で反応混合物から除去される−DIN 53728に準拠した20〜60mL/gの粘度数にまで前縮合され、
3.第三の段階で、連続的に−好ましくはケージ型反応器中で−2.)から得られる生成物が、DIN 53728に準拠した70〜130mL/gの粘度数にまで重縮合され、かつ
第四の段階で、連続的に、3.)から得られる生成物が、押出機、List反応器又はスタティックミキサー中で、DIN 53728に準拠した160〜250mL/gの粘度数にまで、重付加反応の形で鎖延長剤と反応させられる。
a−1)成分a−1及びb−1を基準として40〜70モル%の脂肪族C9〜C18−ジカルボン酸又はC9〜C18−ジカルボン酸誘導体;
b−1)成分a−1及びb−1を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体;
c−1)成分a−1及びb−1を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール;
d−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール;
e−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤。
a−2)成分a−2及びb−2を基準として40〜70モル%の脂肪族C4〜C6−ジカルボン酸又はC4〜C6−ジカルボン酸誘導体;
b−2)成分a−2及びb−2を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体;
c−2)成分a−2及びb−2を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール;
d−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール;
e−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤。
・ EN ISO 1133(190℃、2.16kg荷重)に準拠した0.5〜30cm3/10分、殊に2〜40cm3/10分のメルトボリュームレート(MVR)
・ 240℃より低い湯点
・ 55℃を上回るガラス転移温度(Tg)
・ 1000ppm未満の含水量
・ 0.3%未満のモノマー残留含有率(ラクチド)
・ 80000ダルトンを上回る分子量。
i)成分i及びiiを基準として45〜95質量%、好ましくは50〜95質量%、特に有利には65〜95質量%、殊に有利には70〜90質量%のポリエステルI、
ii)成分i及びiiを基準として5〜55質量%、好ましくは5〜50質量%、特に有利には5〜35質量%、殊に有利には10〜30質量%のポリエステルII、
iii)成分i〜viの全質量を基準として10〜25質量%の炭酸カルシウム、
iv)成分i〜viの全質量を基準として3〜15質量%、好ましくは3〜10質量%の滑石、
v)成分i〜viの全質量を基準として0〜50質量%、好ましくは5〜45質量%の、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、デンプン及び脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物とから製造されたポリエステルから成る群から選択される1種以上のポリマー、殊に有利には、成分i〜viの全質量を基準として5〜25質量%のポリ乳酸、
vi)成分i〜viの全質量を基準として0〜2質量%、好ましくは0.1〜1.5質量%の少なくとも1種の安定剤、核剤、潤滑離型剤、界面活性剤、ろう、静電気防止剤、防曇剤、染料、顔料、UV吸収剤、UV安定剤又はその他のプラスチック用添加剤、殊に有利にはUV吸収剤の2−(4,6−ビス−フェニル−4−イル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(2−エチル−(n)−ヘキシルオキシ)フェノール。
部分芳香族ポリエステルの分子量Mn及びMwを、DIN 55672−1に準拠して、溶離液のヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)+0.05質量%のトリフルオロ酢酸カリウム塩を用いて測定した。校正は、分布が狭いポリメタクリレート標準品を用いて行った。粘度数の測定は、DIN 53728 Part 3,January 3,1985,Capillary viscometryに従って行った。M−IIタイプのウベローデ型マイクロ粘度計を用いた。溶媒として、50/50の質量比のフェノール/o−ジクロロベンゼン混合物を使用した。
30μmの厚さを有するフィルムのダート落下試験法A(ASTM D 1709)において、フィルム上に落下するダートが貫通するのに必要な最大エネルギーを突き止めた。このエネルギーは、特定の高さからフィルム上に落下し、かつ50%の破損率をもたらすダートの重さ(g)によって表す(ASTMの補遺の部分を参照されたい)。
発生した二酸化炭素の量を滴定により測定した。各滴定後に、水酸化カリウム溶液を新しいものと交換し、土壌を混合して必要によっては湿らせた。
生分解は、発生した二酸化炭素量を手がかりにして計算することができた。このために、バックグラウンド排出(ポリマー試料を用いない接種材料の二酸化炭素産生:ブランク試料)を考慮することと、ポリマー試料の有機炭素含有量(TOC)を把握しておくことのみが必要であった。
i−1 ポリブチレンセバケート−コ−テレフタレート
ジメチルテレフタレート(70.11kg)、1,4−ブタンジオール(90.00kg)、グリセリン(242.00g)、テトラブチルオルトチタネート(TBOT)(260.00g)及びセバシン酸(82.35kg)を、250Lの容器に初めに装入して、装置を窒素でパージした。メタノールを200℃の内部温度になるまで留去した。約160℃に冷却し、かつ真空下(<5mbar)で250℃の内部温度になるまで縮合した。所望の粘度に達した後、室温に冷却した。プレポリエステルは、80mL/gの粘度数を有していた。
プレポリエステルを、例1と同じように製造し、かつ0.3質量%のHDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)を加えた。プレポリエステルi−2は、4.6cm3/10分のMVRを有していた。
ポリエステルii−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及びグリセリン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℃の温度に加熱して、この温度で6時間反応させた。引き続き、温度を240℃に高めて、過剰のジヒドロキシ化合物を真空下で3時間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時間のうちにゆっくりと計量供給した。
iv−1)Mondo Minerals社の“Microtalk IT extra”タイプの滑石
v−1)Natureworks LLC社のポリ乳酸(PLA)Ingeo(R)4043D
v−2)Natureworks LLC社のポリ乳酸(PLA)Ingeo(R)8052D
vi−1)バッチA:ポリエステルii−1におけるJoncryl ADR 4368の20質量%のマスターバッチ(製造についてはEP−A1838784を参照されたい)
例1〜4及び比較例1〜3aのポリマー混合物を、表1及び2に示すような量比で混合して、L/D44及び11個のゾーンを備えたCoperion社製ZSK40 MCの押出機でコンパウンド化した。バレル温度は180〜210℃であり、かつ材料温度(Massetemperatur)は240〜270℃であった。成分i−1、ii−1、v−1及びvi−1を、低温供給によりゾーン1に計量供給し、iii−1をサイドフィーダによりゾーン8に、かつiv−1をサイドフィーダによりゾーン5に計量供給した。回転数、流量及びその他あらゆる方法パラメータを、相応してコンパウンドのために最適化した。
インフレーション装置
チューブラフィルム装置を、平坦なフィードゾーンと3つのゾーンスクリューとが備わった、30mmのスクリューを有する25Dの長さの押出機により運転した。供給ゾーンは、約10〜15kg/hの最大流量時に冷水で冷却した。ゾーン温度は、材料温度が170〜190℃となるように選択した。ダイ温度は160〜180℃であった。ダイ径は80mmで、ギャップ幅は0.8mmであった。3.5:1のブロー比により、約440mmのチューブラフィルムの折り径(Liegebreite)が生じた。
Claims (10)
- 以下の成分i)〜iv)を有する生分解性ポリエステル混合物であって、
i)
a−1)成分a−1及びb−1を基準として40〜70モル%の脂肪族C9〜C18−ジカルボン酸又はC9〜C18−ジカルボン酸誘導体、
b−1)成分a−1及びb−1を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体、
c−1)成分a−1及びb−1を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール、
d−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール及び
e−1)成分a−1〜e−1の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤
から構成された、成分i)及びii)の全質量を基準として70〜90質量%のポリエステルI、
ii)
a−2)成分a−2及びb−2を基準として40〜70モル%の脂肪族C4〜C6−ジカルボン酸又はC4〜C6−ジカルボン酸誘導体、
b−2)成分a−2及びb−2を基準として30〜60モル%のテレフタル酸又はテレフタル酸誘導体、
c−2)成分a−2及びb−2を基準として98〜100モル%のC3〜C6−ジオール、
d−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の少なくとも3価のアルコール及び
e−2)成分a−2〜e−2の全質量を基準として0〜2質量%の鎖延長剤
から構成された、成分i)及びii)の全質量を基準として10〜30質量%のポリエステルII、
iii)ポリマー混合物i〜ivの全質量を基準として10〜25質量%の炭酸カルシウム並びに
iv)ポリマー混合物i〜ivの全質量を基準として3〜15質量%の滑石
を有する前記生分解性ポリエステル混合物。 - 前記ポリエステルIの二酸成分a−1がセバシン酸又はセバシン酸誘導体である、請求項1記載の生分解性ポリエステル混合物。
- 前記ポリエステルIIの二酸成分a−2がアジピン酸又はアジピン酸誘導体である、請求項1又は2記載の生分解性ポリエステル混合物。
- 前記ポリマー混合物の全質量を基準として0〜50質量%の、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、デンプン及び脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物とから製造されたポリエステルから成る群から選択される1種以上のポリマーv)が加えられる、請求項1から3までのいずれか1項記載の生分解性ポリエステル混合物。
- 前記ポリマー混合物の全質量を基準として5〜45質量%の、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリブチレンサクシネートセバケート(PBSSe)、ポリブチレンセバケート(PBSe)、ポリエチレンサクシネート(PES)及びポリカプロラクトン(PCL)から成る群から選択される脂肪族ポリエステルが用いられる、請求項4記載の生分解性ポリエステル混合物。
- 前記ポリマー混合物の全質量を基準として5〜45質量%のデンプン及び/又はポリヒドロキシアルカノエートが用いられる、請求項4記載の生分解性ポリエステル混合物。
- 前記ポリマー混合物の全質量を基準として5〜25質量%のポリ乳酸が用いられる、請求項4記載の生分解性ポリエステル混合物。
- 前記ポリマー混合物の全質量を基準として0.1〜1.5質量%の少なくとも1種の安定剤、核剤、潤滑離型剤、界面活性剤、ろう、静電気防止剤、防曇剤、染料、顔料、UV吸収剤、UV安定剤又はその他のプラスチック用添加剤が用いられる、請求項1から7までのいずれか1項記載の生分解性ポリエステル混合物。
- ショッピングバッグ、コンポストバッグ、又は有機ごみ専用容器内に敷く袋を製造するための、請求項1から8までのいずれか1項記載のポリエステル混合物の使用。
- マルチフィルム、カバーフィルム、土壌通気のための発泡ビーズ、サイロフィルム、フィルムテープ、織物、フリース材、クリップ、テキスタイル、撚糸、網具、ラッピング材、重包装袋及び植木鉢から成る群から選択される農業用品を製造するための、請求項1から8までのいずれか1項記載のポリエステル混合物の使用。
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