JP6496826B2 - 生分解性コポリエステル組成物 - Google Patents
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Description
a) a)及びb)の総モル量に対して40〜60mol%の、ベンゼンジカルボン酸又は前記酸のエステル誘導体から選択された芳香族ジカルボン酸と、
b) a)及びb)の総モル量に対して40〜60mol%の、脂肪族ジカルボン酸の混合物と、
c) a)及びb)の総モル量に対して少なくとも1モル当量の、2〜6個の炭素原子を有するジオールと、
d) a)、b)、c)及びd)の総モル量に対して0.1〜2.0mol%の、少なくとも3個のヒドロキシル基を有するアルコールと
を含み、
b)は、
b1) b)のモル量に対して20〜80mol%の、少なくとも1つの2〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と、
b2) b)のモル量に対して20〜80mol%の、少なくとも1つの7〜14個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と
を含む、生分解性コポリエステル組成物に関する。
本明細書において使用する技術用語又は科学用語は、別段の定めのない限り、当業者により理解される定義を有する。
a) a)及びb)の総モル量に対して40〜60mol%の、ベンゼンジカルボン酸又は前記酸のエステル誘導体から選択された芳香族ジカルボン酸と、
b) a)及びb)の総モル量に対して40〜60mol%の、脂肪族ジカルボン酸の混合物と、
c) a)及びb)の総モル量に対して少なくとも1モル当量の、2〜6個の炭素原子を有するジオールと、
d) a)、b)、c)及びd)の総モル量に対して0.1〜2.0mol%の、少なくとも3個のヒドロキシル基を有するアルコールとを含み、
b)は、
b1) b)のモル量に対して20〜80mol%の、少なくとも1つの2〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と、
b2)b)のモル量に対して20〜80mol%の、少なくとも1つの7〜14個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と
を含む、生分解性コポリエステル組成物を提供する。
- 芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸の総モル量に対して、約40〜60mol%の芳香族ジカルボン酸、約40〜60mol%の脂肪族ジカルボン酸、並びに芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸の総モル量に対して少なくとも1モル当量のジオールを反応器内に添加する工程と、
- 前工程の組成物の総モル量に対して約0.1〜2.0mol%の、少なくとも3個のヒドロキシル基を有するアルコールを添加する工程と、
- 前工程の混合物を温度約170〜250℃で加熱し、窒素雰囲気下で30分間撹拌する工程と、
- チタン(IV)ブトキシド触媒を添加し、反応器からの水が凝結しなくなるまで前記混合物を撹拌する工程と、
- 真空ポンプを使用して、40ミリバール未満まで減圧する工程と、
- 高粘度ポリマーが得られるまで、又は反応器からの水が凝結しなくなるまで、前記混合物を温度約170〜250℃で撹拌する工程と、
- 温度を約130〜150℃まで下げ、約0.1〜5phrの分子量増加剤を添加する工程と、
- 反応が完了してコポリエステルが得られるまで、前記混合物を撹拌する工程と
を含む。
カルボン酸100モル部中40〜60部のテレフタル酸と、1対1の比のコハク酸及びセバシン酸と、ジカルボン酸の総量に対して2モル当量のブタンジオールを反応器に添加することにより、コポリエステルを合成した。反応器を230℃で加熱し、窒素ガス雰囲気下で30分間撹拌した。チタン(IV)ブトキシド触媒を添加し、反応器からの水が凝結しなくなるまで、前記混合物を230℃で撹拌した。真空ポンプを用いて40ミリバール未満まで減圧した。高粘度ポリマーが得られるまで、又は反応器からの水が凝結しなくなるまで、前記混合物を温度230℃で撹拌した。分子量及び熱特性の分析のために試料を採取した。結果は、Table 3(表3)に示すように、同じ分子量範囲で、コポリエステル中の芳香族ジカルボン酸の比率の増加に伴い、ポリエステルの融解温度及び結晶化温度が上昇することを示した。
カルボン酸100モル部中46部のテレフタル酸と、1対1のコハク酸及びセバシン酸と、ジカルボン酸の総量に対して2モル当量のブタンジオールと、0.3〜1.0mol%のグリセロールとを反応器に添加することにより、コポリエステルを合成した。反応器を230℃で加熱し、窒素ガス雰囲気下で30分間撹拌した。チタン(IV)ブトキシド触媒を添加し、反応器からの水が凝結しなくなるまで、前記混合物を230℃で撹拌した。真空ポンプを使用して40ミリバール未満まで減圧した。高粘度ポリマーが得られるまで、又は反応器からの水が凝結しなくなるまで、前記混合物を温度230℃で撹拌した。結果は、Table 4(表4)に示すように、少なくとも3個のヒドロキシル基を有するアルコールの量の増加に伴い、分子量及び分子量分布が増加することを示し、結晶化温度が少なくとも3個のヒドロキシル基を有するアルコールの含有量に関連することが分かった。
本発明の目的は、類似構造のポリエステルと比較して、良好な熱特性、機械的特性及び生分解性を有するコポリエステルを得ることである。したがって、他のポリエステル、例えば、ポリブチレンサクシネート-co-テレフタレート、ポリブチレンセバケート-co-テレフタレート及びポリブチレンアジペート-co-テレフタレートを比較例として使用した。前記比較例は、例えばポリブチレンサクシネート-co-テレフタレート(PBST)、ポリブチレンセバケート-co-テレフタレート(PBSeT)は同じ方法で合成し、又は例えばポリブチレンアジペート-co-テレフタレート(PBAT)は市販グレードであった。
本発明の最良の形態又は好適な実施形態は、本発明の詳細に示すとおりである。
Claims (18)
- a) a)及びb)の総モル量に対して40〜60mol%の、ベンゼンジカルボン酸又は前記酸のエステル誘導体から選択された芳香族ジカルボン酸と、
b) a)及びb)の総モル量に対して40〜60mol%の、脂肪族ジカルボン酸の混合物と、
c) a)及びb)の総モル量に対して少なくとも1モル当量の、2〜6個の炭素原子を有するジオールと、
d) a)、b)、c)及びd)の総モル量に対して0.1〜2.0mol%の、少なくとも3個のヒドロキシル基を有するアルコールと
を含み、
b)は、
b1) b)のモル量に対して20〜80mol%の、少なくとも1つの2〜6個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸と、
b2) b)のモル量に対して20〜80mol%の、少なくとも1つの7〜14個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸とを含み、
組成b1)が、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マロン酸又はフマル酸から選択される、生分解性コポリエステル組成物であって、
ただし、前記生分解性コポリエステル組成物がポリテトラメチレンエーテルグリコールを含まない、
生分解性コポリエステル組成物。 - 組成a)に規定の芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸である、請求項1に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成a)に規定の芳香族ジカルボン酸が、a)及びb)の総モル量に対して45〜50mol%の範囲である、請求項1又は2に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成b)に規定の脂肪族ジカルボン酸が、a)及びb)の総モル量に対して50〜55mol%の範囲である、請求項1に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成b1)がコハク酸である、請求項1に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成b1)が、b)のモル量に対して20〜50mol%である、請求項1又は5に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成b2)が、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸又はブラシル酸から選択される、請求項1に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成b2)がセバシン酸である、請求項7に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成b2)が、b)のモル量に対して50〜80mol%の範囲である、請求項1、7又は8に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成c)が、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、又は2-メチル-1,3-プロパンジオールから選択される、請求項1に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成c)が1,4-ブタンジオールである、請求項10に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 組成d)が、a)、b)、c)及びd)の総モル量に対して0.3〜1.0mol%の範囲である、請求項1に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- コポリエステルのヒドロキシル官能基及びカルボン酸基と反応することが可能な二官能基を有する分子量増加剤を更に含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 分子量増加剤が、ジイソシアネート基、ブロックイソシアネート基、エポキシド基、カルボン酸無水物基、カルボジイミド基、オキサゾリン基、オキサゾリノン基、又はカルボニル-ビス-ラクタム基から選択される、請求項13に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 分子量増加剤がジイソシアネート基である、請求項14に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 分子量増加剤が、組成a)、b)、c)及びd)の総質量に対して0.1〜5phrの範囲である、請求項13から15のいずれか一項に記載の生分解性コポリエステル組成物。
- 請求項1から16のいずれか一項に記載の生分解性コポリエステル組成物を含むポリエステル。
- 請求項1から16のいずれか一項に記載の生分解性コポリエステル組成物を含むポリマーの混合物。
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