JPH09169893A - 脂肪族ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶化速度に優れた脂肪族ポリエステル
樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 脂肪族ポリエステル樹脂と層状珪酸塩と
からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペレット化する際
のカッティング性及び射出成形時の成形性を高めた脂肪
族ポリエステル樹脂組成物に関するものである。

【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など、
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
して大きな期待がよせられている。

【０００３】α、ω―脂肪族ジオ−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−ト（ＰＥ
Ｓ）やポリエチレンアジペ−ト（ＰＥＡ）及びポリブチ
レンサクシネ−ト（ＰＢＳ）は古くから知られたポリマ
−で安価に製造でき、かつ土中への埋没テストでも微生
物により分解されることが確認されている〔インタ−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（１９７
５）及びポリマ− サイエンス テクノロジ−（Polym.
Sci.Technol.）、３巻、６１頁（１９７３）参照のこ
と〕。しかしながら、脂肪族ポリエステルは熱安定性に
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。

【０００４】これに対し、本発明者らは先に特定の触媒
と着色防止剤を選択することによりポリエチレンサクシ
ネ−ト、ポリブチレンサクシネ−ト、ポリブチレンアジ
ペ−ト、ポリヘキサメチレンアジペ−トなどの脂肪族ポ
リエステルの溶融重縮合のみによる高分子量化が可能で
あり、成形体などとして利用することができることを提
案した（特開平６−２７１６５６号公報、特願平５−２
９７３３０号）。

【０００５】しかし、脂肪族ポリエステル全般の性質と
して、結晶化速度が非常に遅いので、反応容器を用いて
脂肪族ポリエステルを重縮合し、目的の分子量まで重合
度を上昇させた後、払い出しても、通常の冷却装置を用
いて冷却したのでは、固化（結晶化）できず、カッティ
ングが困難であり、長い冷却ゾ−ンを設置して固化させ
ないと、できたポリマ−をカッティングしてペレット化
できない場合があるという問題点があった。

【０００６】また、一般に結晶化速度の遅い脂肪族ポリ
エステルを用いて射出成形などの成形をする場合には、
冷却固化させるのに長時間を要するため、物性面から
も、製造面からも不利であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生分解性と
いう本来の性質を損なうことなく、ポリマ−をペレット
化する際のカッティング性及び射出成形時の成形性を高
めた脂肪族ポリエステル樹脂組成物を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の脂肪族ポリエス
テル樹脂組成物は、かかる目的を達成するもので、脂肪
族ポリエステル樹脂と層状珪酸塩とからなることを特徴
とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる脂肪族ポリエ
ステルとしては、グリコールと脂肪族ジカルボン酸との
重縮合などにより得られるポリエチレンサクシネ−ト、
ポリブチレンサクシネ−ト、ポリヘキサメチレンサクシ
ネ−ト、ポリエチレンアジペ−ト、ポリヘキサメチレン
アジペ−ト、ポリブチレンアジペ−ト、ポリエチレンオ
キザレ−ト、ポリブチレンオキザレ−ト、ポリネオペン
チルオキザレ−ト、ポリエチレンセバケ−ト、ポリブチ
レンセバケ−ト、ポリヘキサメチレンセバケ−トなどが
挙げられる。これらは２種類あるいはそれ以上の共重合
体であってもよく、また、これらを主成分とするもので
あれば、他成分、例えば芳香族ジカルボン酸や多官能性
の水酸基およびカルボン酸などを含んでもよい。

【００１０】また、ポリグリコ−ル酸やポリ乳酸などの
ようなポリ（α−ヒドロキシ酸）またはこれらの共重合
体、ポリ（ε−カプロラクトン）やポリ（β−プロピオ
ラクトン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエ−
ト）、ポリ（３−ヒドロキシブチレ−ト）、ポリ（３−
ヒドロキシバリレ−ト）、ポリ（３−ヒドロキシカプロ
レ−ト）、ポリ（３−ヒドロキシヘプタノエ−ト）、ポ
リ（３−ヒドロキシオクタノエ−ト）のようなポリ（β
−ヒドロキシアルカノエ−ト）とポリ（４−ヒドロキシ
ブチレ−ト）などの脂肪族ポリエステルを用いることも
可能である。

【００１１】また、本発明で用いられる層状珪酸塩は天
然に存在するもの又は合成されたもののいずれを用いる
こともでき、あるいは併用することもできる。この層状
珪酸塩の例としては、スメクタイト族、バ−ミキュライ
ト族、雲母族、脆雲母族、緑泥石族が挙げられるが、特
に好ましいものは、膨潤性フッ素雲母系鉱物である。

【００１２】層状珪酸塩は、生成する脂肪族ポリエステ
ル１００重量部に対して０．０１〜５０重量部、好まし
くは０．１〜２０重量部、最適には１〜１０重量部の範
囲になるように脂肪族ポリエステルに配合することが望
ましい。この配合量があまり少ないと結晶化速度の改良
効果が十分に発揮されず、また多すぎると伸度が小さく
なり、靭性の低下が大きくなる。なお、層状珪酸塩は、
望ましくは粉末状であって、脂肪族ポリエステル樹脂中
に分散状態になっていることが望ましい。

【００１３】次に本発明の組成物を得る方法としては、
脂肪族ポリエステルと層状珪酸塩とを混練機を用いてメ
ルトもしくはドライブレンドしてもよいが、通常は脂肪
族ポリエステルを製造する際に、予めポリエステルの原
料であるグリコ−ル類などに層状珪酸塩を膨潤処理させ
ておいて脂肪族ジカルボン酸などを加えて脂肪族ポリエ
ステルを製造することにより、膨潤した層状珪酸塩が脂
肪族ポリエステル中に分散した組成物を得ることができ
る。なお、グリコ−ル類としては、エチレングリコ−
ル、ブチレングリコ−ルなど脂肪族ポリエステルの原料
と同じグリコ−ルを用いることが好ましい。またグリコ
−ル類に層状珪酸塩を膨潤処理させる方法としては、グ
リコ−ル中に層状珪酸塩を長時間浸漬する方法、グリコ
−ル中に層状珪酸塩を分散させた状態で加熱撹拌する方
法、あるいは超音波処理など任意の方法を採用できる。

【００１４】脂肪族ポリエステル樹脂組成物には、その
特性を大きく損なわない限りにおいて、顔料、熱安定
剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、可塑剤、離型剤、強
化剤等を添加することも可能である。熱安定剤や酸化防
止剤としては、例えばヒンダ−ドフェノ−ル類、リン化
合物、ヒンダ−ドアミン類、イオウ化合物、銅化合物や
アルカリ金属のハロゲン化物あるいはこれらの混合物を
使用することができる。特に銅化合物やアルカリ金属の
ハロゲン化物が最も効果的である。強化材としては、例
えばクレ−、タルク、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラ
ストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、ケ
イ酸カルシウム、アスベスト、アルミン酸ナトリウム、
アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバ
ル−ン、カ−ボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモ
ン、ゼオライト、ハイドロタリサイド、金属繊維、金属
ウィスカ−、セラミックウィスカ−、チタン酸カリウム
ウィスカ−、窒化ホウ素、グラファイト、ガラス繊維、
炭素繊維等が挙げられる。これらの添加剤は、重合時あ
るいは得られた樹脂組成物を溶解混練又は溶解成形する
際に加えられる。

【００１５】本発明の脂肪族樹脂組成物は、通常の成形
加工方法で目的の成形品とすることができる。例えば射
出成形、押出成形、吹き込み成形、焼結成形等の熱溶融
成形法を採用することができる。また、有機溶媒溶液か
ら流延法により薄膜とする方法も採用することができ
る。

【００１６】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。なお、実施例中の融点及び結晶化に伴うピ−
ク温度は以下のように求めた。

【００１７】パ−キン エルマ−社製の熱分析装置（Ｄ
ＳＣ−７）を用いて、昇温速度２０℃／分、徐冷却速度
２０℃／分で測定した。すなわち、まず２０℃／分で昇
温し融点（Ｔｍ）の吸熱ピ−クを測定した。さらに１５
０℃まで昇温して５分間保持した後、２０℃／分の速度
で冷却して結晶化に伴う発熱ピ−ク（Ｔｃ）を測定し
た。

【００１８】実施例１ 撹拌機、ウィグリュ−分留管及びガス導入管を付した三
つ口フラスコに０．７３ｇの膨潤性フッ素雲母系鉱物
（コ−プケミカル社製；ME100 ）をエチレングリコ−ル
６２．０７ｇ中に分散させ室温で一晩撹拌して、膨潤性
フッ素雲母系鉱物を膨潤させた。次いで、こはく酸を５
９．０５ｇ加え、前記フラスコ加熱用の油浴を２００℃
に昇温し、窒素ガスをガス導入管よりゆっくり融解液中
に流し、２００℃の温度で３時間要して生成する水と過
剰のエチレングリコ−ルを留去してオリゴマ−を得た。

【００１９】次いで、ポリりん酸０．０６３ｇとテトラ
ブチルチタネ−ト０．１７ｇを加え、温度を３０分かけ
て２４０℃にあげると同時に０．５ｍｍＨｇの減圧状態
にし、２４０℃で３時間重縮合を行い、白色のポリエチ
レンサクシネートを得た。このポリマ−の熱的性質を測
定したところ、１０３℃に融点の吸熱ピ−クが、また５
９℃に降温過程における結晶化に伴う発熱ピ−クがそれ
ぞれ観察され、良好な結晶化挙動を示すことが分かっ
た。また、良好なカッティング性を示すことも分かっ
た。

【００２０】実施例２ 撹拌機、ウィグリュ−分留管及びガス導入管を付した三
つ口フラスコに０．７３ｇの膨潤性フッ素雲母系鉱物
（コ−プケミカル社製；ME100 ）を１，４−ブタンジオ
−ル２９．７４ｇ中に分散させ１００℃で６０分間撹拌
して、膨潤性フッ素雲母系鉱物を膨潤させた。次いで、
こはく酸を３５．４３ｇ加え、油浴を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１，４−ブタンジオ−
ルを留去してオリゴマ−を得た。

【００２１】次いで、ポリりん酸０．０３１ｇとテトラ
ブチルチタネ−ト０．１０ｇを加え、温度を２０分かけ
て２２０℃にあげると同時に０．５ｍｍＨｇの減圧状態
にし、２２０℃で２時間重縮合を行い、白色のポリマ−
（ポリブチレンサクシネート）を得た。このポリマ−の
熱的性質を測定したところ、１１７℃に融点の吸熱ピ−
クが、また、８３℃に降温過程における結晶化に伴う発
熱ピ−クが観察され、良好な結晶化挙動を示すことが分
かった。また、良好なカッティング性を示すことも分か
った。

【００２２】比較例１ 膨潤性フッ素雲母系鉱物を用いないことを除けば、実施
例１と全く同様にして白色ポリマ−を得た。このポリマ
−の熱的性質を測定したところ、１０４℃に融点の吸熱
ピ−クが観察されたが、結晶化に伴うピ−クは観察され
ず、不良の結晶化挙動を示すことが分かった。

【００２３】比較例２ 膨潤性フッ素雲母系鉱物を用いないことを除けば、実施
例２と全く同様にして白色ポリマ−を得た。このポリマ
−の熱的性質を測定したところ、１１７℃に融点の吸熱
ピ−クが、また、７６℃に降温過程における結晶化に伴
う発熱ピ−クが観察され、実施例２に比して不良の結晶
化挙動を示すことが分かった。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、脂肪族ポリエステル樹脂の結晶化速度に比し
て、非常に速い結晶化速度を有することにより、ポリマ
−をペレット化する際のカッティング性が向上し、ペレ
ット化が容易となるとともに、射出成形時における固化
が速くなり、優れた成形性を有する脂肪族ポリエステル
樹脂組成物の提供が可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪族ポリエステル樹脂と層状珪酸塩と
   からなることを特徴とする脂肪族ポリエステル樹脂組成
   物。