JPH0834843A - Production of high-molecular aliphatic polyester - Google Patents

Production of high-molecular aliphatic polyester

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JPH0834843A
JPH0834843A JP17249694A JP17249694A JPH0834843A JP H0834843 A JPH0834843 A JP H0834843A JP 17249694 A JP17249694 A JP 17249694A JP 17249694 A JP17249694 A JP 17249694A JP H0834843 A JPH0834843 A JP H0834843A
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polyester
acid
aliphatic polyester
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克之 向井
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high-molecular high-melting aliph. polyester which is moldable, e.g. into fishing lines by crystallizing an aliph. polyester having a specified relative viscosity and then subjecting it to solid-phase polymn. under specified conditions. CONSTITUTION:An aliph. polyester having a relative viscosity of 1.5 or higher is crystallized and then subjected to solid-phase polymn. at a temp. lower than its m.p. in an inert gas atmosphere or under a reduced pressure, providing the objective polyester. The polyester having a relative viscosity of 1.5 or higher can be produced by reacting a diol with a dicarboxylic acid and subjecting the resulting oligomer to glycol removal reaction in the presence of a catalyst. The mol.wt. and m.p. are thus increased without detriment to the inherent biodegradability. The polyester with an increased mol.wt. can be applied to fishing lines and to fibers, films, etc., requiring high strengths.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、土壌中の微生物によっ
て分解し、かつ成形体として利用し得る高分子量の脂肪
族ポリエステルの製造方法に関するものであり、更に詳
しくは固相重合により高分子量の脂肪族ポリエステルを
製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester which can be decomposed by microorganisms in soil and used as a molded article, and more specifically to a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester by solid phase polymerization. The present invention relates to a method for producing an aliphatic polyester.

【0002】[0002]

【従来の技術】合成繊維、フィルムその他成形体として
利用されているプラスチックは、軽くて丈夫である利点
に加えて、安価に、かつ大量に安定して供給できる等、
我々の生活に豊かさと便利さをもたらし、プラスチック
文明といえる現代の社会を構築してきた。しかしなが
ら、近年、地球的規模での環境問題に対して、自然環境
の中で分解する高分子素材の開発が要望されるようにな
り、その中でも特に微生物によって分解されるプラスチ
ックは、環境適合性材料や新しいタイプの機能性材料と
して大きな期待が寄せられている。
2. Description of the Related Art Synthetic fibers, films, and other plastics used as moldings have the advantages of being light and durable, and of being inexpensive and capable of being stably supplied in large quantities.
It brings richness and convenience to our lives, and has built a modern society that can be called a plastic civilization. However, in recent years, there has been a demand for the development of polymer materials that decompose in the natural environment in response to environmental problems on a global scale. Among them, plastics that are decomposed by microorganisms are especially environmentally friendly materials. There is great expectation as a new type of functional material.

【0003】従来より、脂肪族ポリエスエテルに生分解
性があることはよく知られており、その中でも特に微生
物によって生産されるポリ−3−ヒドロキシ酪酸(PH
B)や合成高分子であるポリ−ε−カプロラクトン(P
CL)及びポリグリコール酸(PGA)は、その代表的
なものである。
It is well known that aliphatic polyesters are biodegradable, and among them, poly-3-hydroxybutyric acid (PH) produced by microorganisms is particularly well known.
B) and synthetic polymer poly-ε-caprolactone (P
CL) and polyglycolic acid (PGA) are typical ones.

【0004】PHBを主体とするバイオポリエステル
は、優れた環境適合性と物性を有しているので工業的に
生産が行われているが、生産性に乏しく、コスト面から
ポリエチレンに代表される凡用プラスチックとして代替
し得るには限界がある〔繊維と工業、47巻、532頁
(1991)参照〕。また、PCLについては、繊維、
フィルムに成形可能な高重合度のものが得られている
が、融点が65℃以下で耐熱性に乏しく、広い用途には
適用できない〔ポリマー サイエンス テクノロジー
(Polym. Sci. Technol.)、3巻、61頁(1973)
参照〕。さらに、生体適合性の縫合糸として実用化され
ているPGAやグリコライド−ラクチド(9:1)共重
合体は、非生物的な加水分解を受けた後、生体内で代謝
吸収されるが、高価であることに加えて耐水性に劣るの
で、凡用プラスチックとして使用するには適していな
い。
[0004] PHB-based biopolyesters are industrially produced because they have excellent environmental compatibility and physical properties. However, they are poor in productivity and are costly in view of polyethylene. There is a limit to the possible substitution as a plastic for use [see Textile and Industry, Vol. 47, p. 532 (1991)]. For PCL, fiber,
A high degree of polymerization that can be formed into a film has been obtained, but it has a melting point of 65 ° C or less and poor heat resistance, making it unsuitable for a wide range of applications [Polymer Science Technology (Polym. Sci. Technol.), 3 volumes, Page 61 (1973)
reference〕. Furthermore, PGA and glycolide-lactide (9: 1) copolymers, which have been put into practical use as biocompatible sutures, are metabolically absorbed in vivo after undergoing abiotic hydrolysis, It is not suitable for use as a general-purpose plastic because it is expensive and has poor water resistance.

【0005】他方、α,ω−脂肪族ジオールとα,ω−
脂肪族ジカルボン酸との融解重縮合によって製造される
脂肪族ポリエステル、例えば、ポリエチレンサクシネー
ト(PES)やポリエチレンアジペート(PEA)及び
ポリブチレンサクシネート(PBS)は古くから知られ
たポリマーで、安価に製造でき、かつ土中への埋没テス
トでも微生物により生分解されることが確認されている
〔インターナショナルバイオディテリオレイション ブ
ルティン(Int. Biodetetn. Bull. )、11巻、127
頁(1975)及びポリマー サイエンス テクノロジ
ー(Polym. Sci. Technol.)、3巻、61頁(197
3)参照〕が、これらのポリマーは熱安定性に乏しく、
重縮合時に分解反応を併発するので、通常は2,000
〜6,000程度の分子量のものしか得られず、繊維や
フィルムとして加工するには十分でなかった。
On the other hand, α, ω-aliphatic diols and α, ω-
Aliphatic polyesters produced by melt polycondensation with aliphatic dicarboxylic acids, such as polyethylene succinate (PES), polyethylene adipate (PEA) and polybutylene succinate (PBS), are well known polymers at low cost. It has been confirmed that it can be produced and that it is biodegraded by microorganisms even in a soil burial test [Int. Biodetetn. Bull.], Vol. 11, 127.
P. (1975) and Polymer Science Technology (Polym. Sci. Technol.), Vol. 3, p. 61 (197).
3)], but these polymers have poor thermal stability,
Since the decomposition reaction occurs at the time of polycondensation, it is usually 2,000
Only those having a molecular weight of about 6,000 were obtained, which was not sufficient for processing into fibers or films.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、先にこ
のような脂肪族ポリエステルの分子量を増大させるべく
検討を行った結果、チタン、アンチモンやゲルマニウム
系化合物を触媒として用いると短時間でフィルムや繊維
として成形加工可能な程まで分子量を増大させることが
できることを見いだし、例えば特願平5−98851号
及び特願平5−297330号等ですでに提案してき
た。このようにして製造した脂肪族ポリエステルは、そ
れ自体でフィルムや繊維として様々な用途に成形加工で
きることはもちろんであるが、生分解性として要望の多
い釣り糸等の用途を考えた場合、強度が十分でなく、分
子量及び融点をさらに増大させることが必要となる。も
ちろん特願平5−98851号や特願平5−29733
0号に提示した方法を用いて溶融重合して分子量を増大
させることもできるが、製造時に非常に大きい回転動力
を必要とした。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention As a result of previous investigations to increase the molecular weight of such aliphatic polyesters, the present inventors have found that titanium, antimony and germanium compounds are used as catalysts in a short time. It has been found that the molecular weight can be increased to such an extent that it can be formed into a film or a fiber, and it has been already proposed, for example, in Japanese Patent Application Nos. 5-98851 and 5-297330. The aliphatic polyester produced in this manner can be molded and processed into various films by itself as a film or fiber, but when considering applications such as fishing lines that are highly demanded for biodegradability, the strength is sufficient. Instead, it is necessary to further increase the molecular weight and melting point. Of course, Japanese Patent Application No. 5-98851 and Japanese Patent Application No. 5-29733.
Although the method presented in No. 0 can be used for melt polymerization to increase the molecular weight, a very large rotational power was required during the production.

【0007】本発明は、生分解性という本来の性質を損
なうことなく、しかも、特別の装置を用いることなく、
かつ釣り糸等として成形可能な高分子量で、かつ高融点
の脂肪族ポリエステルの製造方法を提供することを目的
とするものである。
The present invention does not impair the original property of biodegradability and uses no special device,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for producing an aliphatic polyester having a high molecular weight and a high melting point that can be molded as a fishing line or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために種々検討した結果、固相状態で重縮合
を行うことにより分子量が増大し、かつ融点が上昇する
という知見を得、この知見に基づいて本発明に到達し
た。
Means for Solving the Problems As a result of various studies for solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that polycondensation in a solid state increases molecular weight and melting point. The present invention has been achieved based on this finding.

【0009】すなわち、本発明は、相対粘度が1.5以
上を有する脂肪族ポリエステルを結晶化させた後、その
融点よりも低い温度で不活性ガス雰囲気下又は減圧下で
固相重合することを特徴とする高分子量の脂肪族ポリエ
ステルの製造方法を要旨とするものである。
That is, according to the present invention, after the aliphatic polyester having a relative viscosity of 1.5 or more is crystallized, solid phase polymerization is carried out at a temperature lower than its melting point under an inert gas atmosphere or under reduced pressure. The gist is a method for producing a characteristic high molecular weight aliphatic polyester.

【0010】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明においては、まず相対粘度が1.5以上を有する脂
肪族ポリエステルを製造することが必要である。このよ
うな脂肪族ポリエステルは、ジオールとジカルボン酸を
反応させてオリゴマーを得、次いで得られたオリゴマー
を触媒の存在下で脱グリコール反応させることにより製
造することができる。
The present invention will be described in detail below. In the present invention, it is first necessary to produce an aliphatic polyester having a relative viscosity of 1.5 or more. Such an aliphatic polyester can be produced by reacting a diol with a dicarboxylic acid to obtain an oligomer, and then subjecting the obtained oligomer to a deglycol reaction in the presence of a catalyst.

【0011】このときに用いられるジオールとしては、
例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、
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、1,10−デカンジオー
ル、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、
ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シク
ロヘキサンジメタノール等とそれらの混合物が挙げられ
る。これらのなかでも、炭素数が偶数のもの、例えばエ
チレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール等を用いると融点の高い脂肪族ポリエ
ステルを得ることができる点で好ましく、エチレングリ
コール、1,4−ブタンジオールとこはく酸等とを組み
合わせて用いると融点が100℃以上の脂肪族ポリエス
テルを得ることができる点で最適である。さらに、グリ
セリン、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトー
ル等の多価アルコールも併用することができる。
The diol used at this time is
For example, ethylene glycol, trimethylene glycol,
1,4-butanediol, 1,5-pentanediol,
1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, propylene glycol, neopentyl glycol,
Examples thereof include diethylene glycol, dipropylene glycol, cyclohexanedimethanol and the like, and mixtures thereof. Among these, those having an even number of carbon atoms, such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-
Use of hexanediol or the like is preferable in that an aliphatic polyester having a high melting point can be obtained, and use of ethylene glycol, 1,4-butanediol and succinic acid in combination produces an aliphatic polyester having a melting point of 100 ° C. or higher. It is the best because it can be obtained. Furthermore, polyhydric alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol can be used together.

【0012】また、このときに用いられるジカルボン酸
としては、例えばシュウ酸、こはく酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ド
デカン二酸、エイコサン二酸ならびにそれらの酸無水物
及びアルキルエステル化物、例えば無水こはく酸、無水
グルタル酸、ジメチルこはく酸、ジメチルアジピン酸等
とそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、炭
素数が偶数のもの、例えばこはく酸、アジピン酸、無水
こはく酸を用いると融点の高い脂肪族ポリエステルを得
ることができる点で好ましく、こはく酸、無水こはく酸
と1,4−ブタンジオール等とを組み合わせて用いると
融点が100℃以上の脂肪族ポリエステルを得ることが
できる点で最適である。また、生分解性を妨げない範囲
であれば、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカ
ルボン酸を併用することも可能である。さらに、リンゴ
酸、クエン酸、酒石酸等のオキシカルボン酸や、無水ト
リメリット酸、無水ピロメリット酸、トリメシン酸等の
多価カルボン酸を併用することもできる。
Examples of the dicarboxylic acid used at this time include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, eicosanedioic acid and their acid anhydrides. And alkyl ester compounds such as succinic anhydride, glutaric anhydride, dimethyl succinic acid, dimethyl adipic acid and the like and mixtures thereof. Of these, those having an even number of carbon atoms, such as succinic acid, adipic acid, and succinic anhydride are preferable in that an aliphatic polyester having a high melting point can be obtained, and succinic acid, succinic anhydride, and 1,4 It is optimal to use in combination with -butanediol or the like in that an aliphatic polyester having a melting point of 100 ° C or higher can be obtained. In addition, an aromatic dicarboxylic acid such as terephthalic acid or isophthalic acid can be used in combination as long as biodegradability is not impaired. Further, an oxycarboxylic acid such as malic acid, citric acid and tartaric acid, and a polyvalent carboxylic acid such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride and trimesic acid can be used in combination.

【0013】これらのジカルボン酸とジオールとの仕込
み比率としては、モル比で1:1〜1:2.5にするの
が好ましく、1:1.01〜1:2にするのがより好ま
しく、1:1.05〜1:1.8にするのが最適であ
る。
The charging ratio of these dicarboxylic acid and diol is preferably 1: 1 to 1: 2.5, and more preferably 1: 1.01 to 1: 2, in terms of molar ratio. Optimally, it is 1: 1.05 to 1: 1.8.

【0014】オリゴマーを合成するときの反応条件とし
ては、120〜250℃で1〜10時間の範囲が好まし
く、150〜220℃で2〜5時間の範囲で、大気圧
下、不活性ガス雰囲気下、特に窒素ガス気流下で行うの
がより好ましい。
The reaction conditions for synthesizing the oligomer are preferably 120 to 250 ° C. and 1 to 10 hours, 150 to 220 ° C. and 2 to 5 hours, under atmospheric pressure and in an inert gas atmosphere. It is more preferable to carry out under a nitrogen gas stream.

【0015】次に、オリゴマーを重縮合させる際に用い
られる触媒としては、金属化合物を用いればよく、金属
化合物としては、チタン、ゲルマニウム、アンチモン、
マグネシウム、カルシウム、亜鉛、鉄、ジルコニウム、
バナジウム、リチウム、コバルト、マンガン等が挙げら
れる。これらの金属化合物はその金属アルコキシド、金
属アセチルアセトナート、金属酸化物、金属錯体、金属
水酸化物、有機酸塩等の形態で用いられる。特に好まし
い触媒の例を挙げれば、テトラ−n−ブチルチタネー
ト、テトライソプロピルチタネート、テトラエチルチタ
ネート、チタンオキシアセチルアセトネート、ジブトキ
シジアセトアセトキシチタン、酢酸チタン、テトラ−n
−ブトキシゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウ
ム、テトラブチルゲルマニウム、酸化ゲルマニウム(I
V)、トリブトキシアンチモン、トリエトキシアンチモ
ン、三酸化アンチモン、酢酸アンチモン、酢酸亜鉛、カ
ルシウムアセチルアセトネート、マグネシウムアセチル
アセトネート、亜鉛アセチルアセトネート、テトラブト
キシジルコニウム等であり、これらの触媒は1種又は2
種以上使用してもよい。
Next, a metal compound may be used as a catalyst used for polycondensing the oligomer, and examples of the metal compound include titanium, germanium, antimony,
Magnesium, calcium, zinc, iron, zirconium,
Vanadium, lithium, cobalt, manganese, etc. are mentioned. These metal compounds are used in the form of their metal alkoxides, metal acetylacetonates, metal oxides, metal complexes, metal hydroxides, organic acid salts and the like. Examples of particularly preferred catalysts include tetra-n-butyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetraethyl titanate, titanium oxyacetylacetonate, dibutoxydiacetacetoxytitanium, titanium acetate, tetra-n.
-Butoxy germanium, tetraethoxy germanium, tetrabutyl germanium, germanium oxide (I
V), tributoxyantimony, triethoxyantimony, antimony trioxide, antimony acetate, zinc acetate, calcium acetylacetonate, magnesium acetylacetonate, zinc acetylacetonate, tetrabutoxyzirconium, etc., and these catalysts may be used alone or Two
More than one species may be used.

【0016】また、その際に使用する触媒量としては、
生成する脂肪族ポリエステル100重量部あたり、0.
01〜5重量部が好ましく、0.05〜2重量部の範囲
で用いるのがより好ましい。触媒量が0.01重量部未
満では、触媒としての効果が弱くなり、目的とする分子
量のポリマーが得られにくくなり、5重量部を超えて用
いても、その効果は大きく変わることがなく、逆に生成
したポリマーが着色し、好ましくない。これらの触媒は
重縮合するときに存在すればよく、脱グリコール化する
直前に加えてもよいし、エステル化の前に加えても差し
支えない。
The amount of catalyst used at that time is
Per 100 parts by weight of the produced aliphatic polyester, 0.
The amount is preferably 01 to 5 parts by weight, more preferably 0.05 to 2 parts by weight. If the amount of the catalyst is less than 0.01 parts by weight, the effect as a catalyst becomes weak, and it is difficult to obtain a polymer having a target molecular weight. Even if it is used in excess of 5 parts by weight, the effect does not change significantly. On the contrary, the polymer produced is colored, which is not preferable. These catalysts need only be present at the time of polycondensation, and may be added immediately before deglycolization or may be added before esterification.

【0017】また、脱グリコール化して重合する際に
は、着色防止剤としてりん化合物を加えることもでき
る。そのりん化合物としては、りん酸、無水りん酸、ポ
リりん酸、メタりん酸、ピロりん酸、亜りん酸、次亜り
ん酸、トリポリりん酸、ビス(2,4−ジブチルフェニ
ル)ペンタエリスリトールジフォスフェートに代表され
るスピロりん化合物等とそれらの金属塩、アンモニウム
塩、塩化物、臭化物、硫化物、エステル化物等が挙げら
れるが、特に好ましくは、りん酸、ポリりん酸、メタり
ん酸、ビス(2,4−ジブチルフェニル)ペンタエリス
リトールジフォスフェート等が挙げられる。これらのり
ん化合物は単独で用いてもよいし、2種以上混合して用
いてもよい。
Further, when deglycolized and polymerized, a phosphorus compound can be added as a coloring preventing agent. Examples of the phosphorus compound include phosphoric acid, phosphoric anhydride, polyphosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, tripolyphosphoric acid, bis (2,4-dibutylphenyl) pentaerythritol diester. Spirophosphorus compounds and the like represented by phosphates and their metal salts, ammonium salts, chlorides, bromides, sulfides, esterified compounds and the like can be mentioned, but particularly preferably, phosphoric acid, polyphosphoric acid, metaphosphoric acid, Examples thereof include bis (2,4-dibutylphenyl) pentaerythritol diphosphate. These phosphorus compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0018】また、その際に使用するりん化合物の量と
しては、生成する脂肪族ポリエステル100重量部あた
り0.001〜1重量部が好ましく、0.01〜0.5
重量部がより好ましい。また、これらのりん化合物は脱
グリコール化する直前に加えてもよいし、エステル化の
前に加えても差し支えない。
The amount of the phosphorus compound used at that time is preferably 0.001 to 1 part by weight, and 0.01 to 0.5 part by weight, per 100 parts by weight of the aliphatic polyester produced.
More preferably parts by weight. Further, these phosphorus compounds may be added immediately before deglycolization or may be added before esterification.

【0019】また、重縮合するときの反応条件として
は、0.01〜10mmHgの減圧下、200〜280
℃で1〜10時間行うのが好ましく、0.1〜5mmH
gの減圧下、220〜260℃で1〜5時間の範囲で行
うのがより好ましい。
The reaction conditions for the polycondensation are: 200 to 280 under a reduced pressure of 0.01 to 10 mmHg.
It is preferably carried out at 1 ° C for 1 to 10 hours, and 0.1 to 5 mmH
More preferably, it is carried out under a reduced pressure of g at 220 to 260 ° C. for 1 to 5 hours.

【0020】このようにして得られた脂肪族ポリエステ
ルは、相対粘度が1.5以上を有するが、分子量及び融
点の点で十分でなく、さらに増大させる必要がある。そ
のためには、上記で得られた脂肪族ポリエステルを融点
より低い温度で、不活性ガス雰囲気下又は減圧下で固相
重合することが必要である。そのためには、まず溶融重
合で合成した上記の脂肪族ポリエステルを結晶化させる
ことが必要である。
The aliphatic polyester thus obtained has a relative viscosity of 1.5 or more, but it is not sufficient in terms of molecular weight and melting point and needs to be further increased. For that purpose, it is necessary to solid-phase polymerize the aliphatic polyester obtained above at a temperature lower than the melting point under an inert gas atmosphere or under reduced pressure. For that purpose, it is first necessary to crystallize the above-mentioned aliphatic polyester synthesized by melt polymerization.

【0021】上記の脂肪族ポリエステルを結晶化させる
方法としては、何ら特定の方法を用いるわけではなく、
室温で結晶化させてもよいし、例えば水冷する等の結晶
化を促進させるような従来公知の様々な方法を用いるこ
ともできる。この際の脂肪族ポリエステルの相対粘度は
1.5以上を有することが必要であり、1.5未満であ
ると溶融ペレタイズ時に破損しやすいばかりでなく、脆
いために固相重合の予備結晶化段階で粉末が多く発生
し、好ましくない。上限は特に制限されないが、溶融重
合時のトルクや払い出し時間の観点から、通常は3.0
までが好ましい。次に、結晶化した脂肪族ポリエステル
をそれぞれの脂肪族ポリエステルの融点よりも低い温度
で固相重合させることが必要であり、1〜50℃低い温
度が好ましく、特に、5〜30℃低い温度で固相重合さ
せることが好ましい。このとき、融点より1℃低い温度
以上の温度では、一部ポリマーが融解し、ポリマー同士
の融着が発生し好ましくない。また、融点より50℃低
い温度以下の温度では、実質的に短時間で重縮合が進行
しないので好ましくない。また、このときの融点とは、
熱分析装置(DSC)で昇温速度20℃/分で測定した
際のポリマーの融点の吸熱ピーク温度のことを指してい
る。
No specific method is used as a method for crystallizing the above aliphatic polyester,
Crystallization may be performed at room temperature, or various conventionally known methods for promoting crystallization such as water cooling may be used. At this time, the relative viscosity of the aliphatic polyester needs to be 1.5 or more. If it is less than 1.5, not only is it easily broken during melt pelletizing, but also it is brittle, so that the pre-crystallization step of solid phase polymerization is performed. However, a large amount of powder is generated, which is not preferable. The upper limit is not particularly limited, but is usually 3.0 from the viewpoint of torque during melt polymerization and payout time.
Is preferred. Next, it is necessary to solid-phase polymerize the crystallized aliphatic polyester at a temperature lower than the melting point of each aliphatic polyester, preferably 1 to 50 ° C lower temperature, particularly 5 to 30 ° C lower temperature. Solid phase polymerization is preferred. At this time, at a temperature of 1 ° C. or lower lower than the melting point, some of the polymers are melted and fusion of the polymers occurs, which is not preferable. Further, at a temperature lower than the melting point by 50 ° C. or less, polycondensation does not proceed in a substantially short time, which is not preferable. The melting point at this time is
It refers to the endothermic peak temperature of the melting point of the polymer as measured by a thermal analysis device (DSC) at a heating rate of 20 ° C./min.

【0022】本発明における固相重合は、ポリマー表面
からのグリコール成分や水成分の拡散が律速段階となる
ため、ポリマーの表面積はできるだけ大きい方が短時間
で重合が進むことになる。そこで、ポリマーの形状とし
ては、微粉末状とするのが最適であるが、取扱い上や従
来の装置を用いる点から粒状又は粉末状とするのが好ま
しい。ブロック(塊)状とすると、ポリマーの表面積が
小さくなるので、重縮合の速度が遅くなり好ましくな
い。また、固相重合の条件としては、ポリエチレンテレ
フタレート等を固相重合する際に用いられている従来公
知の様々な方法を用いることができる。例えば、所定の
温度下で減圧状態で重縮合する方法、所定の温度に加温
した不活性ガスを流通させ重合度を上昇させる方法等が
挙げられる。
In the solid phase polymerization in the present invention, the diffusion of the glycol component and the water component from the surface of the polymer is a rate-determining step. Therefore, the larger the surface area of the polymer, the faster the polymerization. Therefore, the shape of the polymer is most preferably in the form of fine powder, but it is preferable that the shape of the polymer is granular or powder from the viewpoint of handling and using a conventional device. The block (lump) shape is not preferable because the surface area of the polymer becomes small and the polycondensation rate becomes slow. Further, as the conditions for the solid phase polymerization, various conventionally known methods used when solid phase polymerizing polyethylene terephthalate or the like can be used. For example, a method of polycondensation under reduced pressure at a predetermined temperature, a method of flowing an inert gas heated to a predetermined temperature to increase the degree of polymerization, and the like can be mentioned.

【0023】上記のようにして製造した高分子量の脂肪
族ポリエステルは熱可塑性であり、しかも成形加工性を
有しているので、さまざまな用途に適用することができ
る。高強度を要する釣り糸や漁網等に生分解性を付与す
るために利用する他にも、フィルムや繊維、不織布、シ
ート等に加工して利用することができる。
Since the high molecular weight aliphatic polyester produced as described above is thermoplastic and has moldability, it can be applied to various uses. In addition to being used for imparting biodegradability to fishing lines, fishing nets and the like that require high strength, it can be used after being processed into films, fibers, non-woven fabrics, sheets and the like.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、各値は次のようにして求めた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Each value was obtained as follows.

【0025】(1)相対粘度(ηrel ) ウベローデ粘度計を用いて、濃度0.5g/デシリット
ルでのポリマー溶液粘度を測定することにより、分子量
の目安とした。なお、溶媒としてはフェノール/テトラ
クロロエタン(1:1、重量比)混合溶媒を用い、30
℃で測定した。
(1) Relative Viscosity (ηrel) Using a Ubbelohde viscometer, the viscosity of the polymer solution at a concentration of 0.5 g / deciliter was measured and used as a measure of the molecular weight. As the solvent, a phenol / tetrachloroethane (1: 1, weight ratio) mixed solvent was used, and
It was measured at ° C.

【0026】(2)融点 パーキン エルマー社製の熱分析装置(DSC−7)を
用い、昇温速度20℃/minで測定した。
(2) Melting point Using a thermal analyzer (DSC-7) manufactured by Perkin Elmer, the melting point was measured at a heating rate of 20 ° C./min.

【0027】実施例1 撹拌機、ウィグリュー分留管及びガス導入管を付した三
つ口フラスコに、こはく酸47.2g(0.4モル)、
1,4−ブタンジオール54.1g(0.6モル)を入
れ、湯浴中に浸した。この湯浴を200℃に昇温し、窒
素をゆっくり融解液中に流し、200℃の温度で2時間
要して生成する水と過剰のグリコールを留去してオリゴ
マーを得た。
Example 1 In a three-necked flask equipped with a stirrer, a Wigley fractionating tube and a gas introducing tube, 47.2 g (0.4 mol) of succinic acid was added.
54.1 g (0.6 mol) of 1,4-butanediol was added and immersed in a hot water bath. The temperature of this hot water bath was raised to 200 ° C., nitrogen was slowly flown into the melt, and the water and excess glycol that were produced at 200 ° C. for 2 hours were distilled off to obtain an oligomer.

【0028】次いで、テトラブチルチタネート0.14
g(4.0×10-4モル)及びビス(2,4−ジブチル
フェニル)ペンタエリスリトールジフォスフェート0.
05gを加え、温度を220℃に保って、0.5mmH
gの減圧下で2時間、さらに、240℃、0.5mmH
gの減圧下で20分間、加熱することにより、粘調なポ
リマー液を得た。
Then, tetrabutyl titanate 0.14
g (4.0 × 10 −4 mol) and bis (2,4-dibutylphenyl) pentaerythritol diphosphate.
Add 0.5g, keep the temperature at 220 ℃, 0.5mmH
2 hours under reduced pressure of g, 240 ° C., 0.5 mmH
A viscous polymer liquid was obtained by heating under a reduced pressure of g for 20 minutes.

【0029】このポリマーの相対粘度(ηrel )は2.
00であり、融点は116℃であった。このポリマーを
室温まで冷却し、完全に結晶化させた後、4mm×3m
m×1mmのサイズにカッティングして減圧乾燥機中に
静置し、105℃の温度で1mmHgの減圧下で固相重
合を7日間行った。
The relative viscosity (ηrel) of this polymer is 2.
00 and the melting point was 116 ° C. After cooling this polymer to room temperature and completely crystallizing, 4 mm x 3 m
It was cut into a size of m × 1 mm, left standing in a vacuum dryer, and subjected to solid phase polymerization at a temperature of 105 ° C. under a reduced pressure of 1 mmHg for 7 days.

【0030】このようにして得たポリマーの相対粘度
(ηrel )は、4.87と大きく増大し、融点は131
℃まで上昇した。
The polymer thus obtained has a relative viscosity (ηrel) greatly increased to 4.87 and a melting point of 131.
It rose to ℃.

【0031】実施例2 実施例1で溶融重合した相対粘度2.00のポリマーを
完全に結晶化させた後、4mm×3mm×1mmのサイ
ズにカッティングして、二口フラスコの中に入れ、一方
の口より105℃に加熱した窒素ガスを通し、もう一方
の口より生成したグリコール等を排出しながら、固相重
合を5日間行った。
Example 2 The polymer having a relative viscosity of 2.00 melt-polymerized in Example 1 was completely crystallized and then cut into a size of 4 mm × 3 mm × 1 mm and put in a two-necked flask. Solid-state polymerization was carried out for 5 days while passing nitrogen gas heated to 105 ° C. through the port and discharging glycol and the like produced through the other port.

【0032】このようにして得たポリマーの相対粘度
(ηrel )は、3.80と大きく増大し、融点は130
℃まで上昇した。
The polymer thus obtained has a greatly increased relative viscosity (ηrel) of 3.80 and a melting point of 130.
It rose to ℃.

【0033】実施例3 撹拌機、ウィグリュー分留管及びガス導入管を付した三
つ口フラスコに、こはく酸47.2g(0.4モル)、
エチレングリコール32.3g(0.52モル)を入
れ、湯浴中に浸した。この湯浴を200℃に昇温し、窒
素をゆっくり融解液中に流し、200℃の温度で3時間
要して生成する水と過剰のグリコールを留去してオリゴ
マーを得た。
Example 3 47.2 g (0.4 mol) of succinic acid was placed in a three-necked flask equipped with a stirrer, a Wiggle fractionating tube and a gas introducing tube.
32.3 g (0.52 mol) of ethylene glycol was added and immersed in a hot water bath. The temperature of this hot water bath was raised to 200 ° C., nitrogen was slowly poured into the melt, and the water and excess glycol produced at a temperature of 200 ° C. for 3 hours were distilled off to obtain an oligomer.

【0034】次いで、ポリりん酸0.05gとテトラブ
トキシゲルマニウム0.15g(4.0×10-4モル)
を加え、温度を220℃に保って、0.5mmHgの減
圧下で1時間、さらに、240℃、0.5mmHgの減
圧下で1時間、加熱することにより、粘調なポリマー液
を得た。
Then, 0.05 g of polyphosphoric acid and 0.15 g of tetrabutoxy germanium (4.0 × 10 -4 mol)
Was added, and the temperature was maintained at 220 ° C., and the mixture was heated at a reduced pressure of 0.5 mmHg for 1 hour, and further at 240 ° C. and a reduced pressure of 0.5 mmHg for 1 hour to obtain a viscous polymer liquid.

【0035】このポリマーの相対粘度(ηrel )は2.
12であり、融点は103℃であった。このポリマーを
室温まで冷却し、完全に結晶化させた後、4mm×3m
m×1mmのサイズにカッティングして減圧乾燥機中に
静置し、95℃の温度で1mmHgの減圧下で固相重合
を5日間行った。
The relative viscosity (ηrel) of this polymer is 2.
The melting point was 12 and the melting point was 103 ° C. After cooling this polymer to room temperature and completely crystallizing, 4 mm x 3 m
It was cut into a size of m × 1 mm and left standing in a vacuum dryer, and solid phase polymerization was carried out at a temperature of 95 ° C. under a reduced pressure of 1 mmHg for 5 days.

【0036】このようにして得たポリマーの相対粘度
(ηrel )は、3.77と大きく増大し、融点は114
℃まで上昇した。
The polymer thus obtained has a greatly increased relative viscosity (ηrel) of 3.77 and a melting point of 114.
It rose to ℃.

【0037】実施例4 撹拌機、ウィグリュー分留管及びガス導入管を付した三
つ口フラスコに、無水こはく酸40.0g(0.4モ
ル)、1,4−ブタンジオール37.5g(0.42モ
ル)、エチレングリコール6.5g(0.10モル)を
入れ、湯浴中に浸した。この湯浴を200℃に昇温し、
窒素をゆっくり融解液中に流し、200℃の温度で3時
間要して生成する水と過剰のグリコールを留去してオリ
ゴマーを得た。
Example 4 40.0 g (0.4 mol) of succinic anhydride and 37.5 g (0) of 1,4-butanediol were placed in a three-necked flask equipped with a stirrer, a Wigley fractionating tube and a gas introducing tube. 0.42 mol) and 6.5 g (0.10 mol) of ethylene glycol were added and immersed in a hot water bath. Raise the temperature of this water bath to 200 ° C,
Nitrogen was slowly flowed into the melt, and the water and excess glycol produced over a period of 3 hours at a temperature of 200 ° C. were distilled off to obtain an oligomer.

【0038】次いで、ポリりん酸0.025gとトリブ
トキシアンチモン0.27g(8.0×10-4モル)を
加え、温度を220℃に保って、0.5mmHgの減圧
下で2時間、さらに、240℃、0.5mmHgの減圧
下で1時間、加熱することにより、粘調なポリマー液を
得た。
Then, 0.025 g of polyphosphoric acid and 0.27 g of tributoxyantimony (8.0 × 10 −4 mol) were added, the temperature was kept at 220 ° C., and further reduced pressure of 0.5 mmHg was applied for 2 hours, and further. A viscous polymer liquid was obtained by heating at 240 ° C. under a reduced pressure of 0.5 mmHg for 1 hour.

【0039】このポリマーの相対粘度(ηrel )は2.
27であり、融点は101℃であった。このポリマーを
室温まで冷却し、完全に結晶化させた後、4mm×3m
m×1mmのサイズにカッティングして、二口フラスコ
の中に入れ、一方の口より95℃に加熱した窒素ガスを
通し、もう一方の口より生成したグリコール等を排出し
ながら、固相重合を7日間行った。
The relative viscosity (ηrel) of this polymer is 2.
27 and the melting point was 101 ° C. After cooling this polymer to room temperature and completely crystallizing, 4 mm x 3 m
Cut into a size of mx 1 mm, put in a two-necked flask, pass nitrogen gas heated to 95 ° C through one port, and discharge glycols produced from the other port while solid phase polymerization is performed. I went there for 7 days.

【0040】このようにして得たポリマーの相対粘度
(ηrel )は、3.63と大きく増大し、融点は112
℃まで上昇した。
The polymer thus obtained has a relative viscosity (ηrel) greatly increased to 3.63 and a melting point of 112.
It rose to ℃.

【0041】実施例5 撹拌機、ウィグリュー分留管及びガス導入管を付した三
つ口フラスコに、こはく酸42.5g(0.36モ
ル)、アジピン酸5.8g(0.04モル)、1,4−
ブタンジオール54.1g(0.6モル)を入れ、湯浴
中に浸した。この湯浴を200℃に昇温し、窒素をゆっ
くり融解液中に流し、200℃の温度で3時間要して生
成する水と過剰のグリコールを留去してオリゴマーを得
た。
Example 5 In a three-necked flask equipped with a stirrer, a Wiggle fractionating tube and a gas introduction tube, 42.5 g (0.36 mol) of succinic acid, 5.8 g (0.04 mol) of adipic acid, 1,4-
54.1 g (0.6 mol) of butanediol was added and immersed in a hot water bath. The temperature of this hot water bath was raised to 200 ° C., nitrogen was slowly poured into the melt, and the water and excess glycol produced at a temperature of 200 ° C. for 3 hours were distilled off to obtain an oligomer.

【0042】次いで、ポリりん酸0.025gとテトラ
イソプロポキシチタン0.17g(6.0×10-4
ル)を加え、温度を220℃に保って、0.5mmHg
の減圧下で2時間、さらに、240℃、0.5mmHg
の減圧下で1時間、加熱することにより、粘調なポリマ
ー液を得た。
Then, 0.025 g of polyphosphoric acid and 0.17 g (6.0 × 10 −4 mol) of tetraisopropoxy titanium were added, and the temperature was maintained at 220 ° C. to give 0.5 mmHg.
Under reduced pressure of 2 hours, further 240 ℃, 0.5mmHg
A viscous polymer liquid was obtained by heating under reduced pressure for 1 hour.

【0043】このポリマーの相対粘度(ηrel )は2.
07であり、融点は109℃であった。このポリマーを
室温まで冷却し、完全に結晶化させた後、4mm×3m
m×1mmのサイズにカッティングして減圧乾燥機中に
静置し、100℃の温度で1mmHgの減圧下で固相重
合を5日間行った。
The relative viscosity (ηrel) of this polymer is 2.
And the melting point was 109 ° C. After cooling this polymer to room temperature and completely crystallizing, 4 mm x 3 m
It was cut into a size of m × 1 mm and left standing in a vacuum dryer, and solid phase polymerization was carried out at a temperature of 100 ° C. under a reduced pressure of 1 mmHg for 5 days.

【0044】このようにして得たポリマーの相対粘度
(ηrel )は、3.45と大きく増大し、融点は121
℃まで上昇した。
The polymer thus obtained has a relative viscosity (ηrel) greatly increased to 3.45 and a melting point of 121.
It rose to ℃.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、生分解性という本来の
性質を損なうことなく、分子量と融点を増大させること
が可能となる。そのため、釣り糸をはじめ、高強度を要
する繊維やフィルム等の用途に利用することができる。
According to the present invention, the molecular weight and the melting point can be increased without impairing the original property of biodegradability. Therefore, it can be used for applications such as fishing lines, fibers and films requiring high strength.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対粘度が1.5以上を有する脂肪族ポ
リエステルを結晶化させた後、その融点よりも低い温度
で不活性ガス雰囲気下又は減圧下で固相重合することを
特徴とする高分子量の脂肪族ポリエステルの製造方法。
1. A high-characterizing method, which comprises crystallizing an aliphatic polyester having a relative viscosity of 1.5 or more and then performing solid-phase polymerization at a temperature lower than its melting point under an inert gas atmosphere or under reduced pressure. Method for producing a molecular weight aliphatic polyester.
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