TWI238834B - Polyhydroxycarboxylic acid and its production process - Google Patents

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1238834 案號091〗UQ1 曰 修正 五、發明說明（1) 〈發明之範圍〉 本發明大體而言是和一種藉由環酯（c y c 1 i c esters)，例如乙交酯（glycolide)或丙交酯（lactide)， 之開環聚合所獲得並具有生物分解性（biodegradability) 之聚羥基羧酸，及其製造方法有關；且更特別地和一種具 有受控制生物分解速率之較不易著色聚羥基羧酸，及其製 造方法有關。特別來說，本發明和較不易著色且熔融安定 性更為增進之聚羥基乙酸（也就是聚乙交酯 (polyglycol ide))，及其製造方法有關。 本發明之聚羥基羧酸，例如聚羥基乙酸 (polyglycolic acid)和聚羥基丙酸（p〇lylactic acid)或 其共聚合物，對各種模鑄成型或其他所形成物品，例如薄 片、底片和纖維之構成材料（例如多層底片或容器）等等 是有用的。 〈先前技藝之描述〉 羥基羧酸之二分子環酯（bimolecul ar cyclic esters)(也稱環二聚物（CyCiic dimmers))其開環聚合 可產製聚羥基羧酸。此類環酯，典型的為乙交酯其為經基 乙酸之二分子環酯’以及丙交酯（lactide)其為羥基丙酸 之雙分子環酯。乙交酯之開環聚合產生聚羥基乙酸（也就 是聚乙交酯），以及丙交酯之開環聚合產生聚羥基丙酸 (也就是聚丙交酯（polylactide))。 由環醋或聚經基竣酸之開環聚合所獲得之聚羥基乙酸 和聚羥基丙酸，例如丙交酯和乙交酯之開環共聚合物

第7頁 1238834 案號 09111491 曰 修正 五、發明說明（2) (ring-opened copolymers)，已被得知為生物分解聚合物 材料（biodegradable polymer materials)，而且外科手 術縫合等之應用已被提出（例如，美國專利第3，2 9 7，0 3 3 及3, 63 6, 956 號）。 特別是聚羥基乙酸，因其熱阻抗、氣柵特性（gas barrier proper ty)、機械強度等優於其他生物分解聚合 物材料，發現新應用於薄片、底片、容器、注射模鑄成型 之物品等等（日本專利申請公開公報（A)第1 〇 — 6 〇丨3 6、1 0 - 80990 、1〇-138371 及10-337772號）。 這些聚經基缓酸在控制其生物分解速率具有困難，雖 然其為可被生物分解且對環境友善之聚合物材料。到目前 為止，聚經基羧酸之生物分解速率一般被認為取決於其平 均分子量（average molecular weight)。生物分解速率可 以被ϊ化地決定於某個掩埋度，舉例來說，一聚羥基羧酸 模禱成型之物品埋在地下觀察其分解週期。本方法被稱為 土壤分解性測試（soil degradablity test)。 士 ¥ ♦經基竣酸模鑄成型之物品測試在地下之分解性 時’·到目前為止，被認為聚羥基羧酸之重量-平均分子量 (二eight-average molecular weight)越高，分解所需之 =間期變得越長，而且重量-平均分子量越低，分解所 =之％間週期變得越短。其理解為當聚羥基羧酸具有一非 ¥低之重里—平均分子量，其在地下之分解時間通 短λ φ ’發明者之研究結果指出聚羥基羧酸之生物分

而 第8頁 1238834 茶號 五、發明說明（3) 速牛係不必要依賴於其重量—平均分子量。甚至於重量_子 ，分子量之外，溶液黏度、熔融黏度等使用作為平均分子 1之指標時，也有同樣的情形。 士 通常來說，當聚羥基羧酸具有一快速生物分解速率 時，有一些優點··使用過之聚羥基羧酸模鑄成型之物口寸 : = 容易處理為堆肥。然"類模鑄成“ 並i = i ΐ &間（very_short-time)領域或低強度領域 具應用祀圍受限制。 μ八 當聚羥基羧酸模鑄成型之物品，例如底 + 使用於預期對耐久性及外形維持力之要求跟器，被 •成型之物品相同之應用領域時，太快 :物品強度過早下降，並使在超過長時間維 難因此，藉由允許聚羥基羧酸有較高八早θ 卜形困 獲得在耐久性及外形維持力上增進而‘二=二甘已有試圖 性之模鑄成型之物品者。 a相^其生物分解 然而，和期待相反，發現只靠使用 酸，當過早之生物分解性被徹底地減到最γ 士量聚羥基羧 及外形仍然困難。此外，因為每一批小知，維持強度 各種不同之生物分解速率，製造前後性併=聚羥基羧酸有 困難的。另-方面，在聚合作用之後，：：致之產品仍為 聚合溫度中，藉由乙交醋 4間處在提高的 容易著色的。 叛仵之聚羥基乙酸是

因此，當其著色被降低時，控制 解速率仍為困難的，而且任何關於如何、=基緩酸之生物分 _ 達成這件事之任何 1238834 -----^-^11491 年月日 鉻,τ 五、發明說明（4) ^----- 有思義，提案完全未被提出。 卜疼ΐ ΐ包含在聚經基羧酸中之聚經基乙酸，任何目前為 !被接：的生產技巧都是無用的，而因此製造可獲得不 易者色之模鑄成型物品之聚羥基乙酸仍然困難。 聚窥基乙酸，當其熔融安定性差的時候，在一穩定方 法4中模鑄成型其熔融物是不可能的。聚羥基乙酸，當其容 易著色，其商業價值即減損並同樣地有衛生上的問^ 了當 聚羥基乙酸具有一快速生物分解速率，要讓產品的服務^ 命處於控制下是困難的，雖然聚羥基乙酸能被輕易地被處 理為堆肥。 美國專利第3, 297, 0 33號公開了當乙交酯混合聚合催 化劑裝入一玻璃管時，開環聚合在1 85 °C到1 90 °c間進行， 以及白色聚合物在冷卻後被獲得（第1例）。藉由在較聚 羥基乙酸熔點（約2 2 0 °C )低之溫度中進行，獲得較不易 著色之聚合物因此是可能的。 然而，較低的聚合溫度使得生成聚合物在聚合反應期 間可能會結晶和固化，藉此聚合反應有變得不同質 (inhomogeneous )的傾向。生成聚羥基乙酸非常缺少炼融 安定性以致於當擠壓成型（extrusion molding)不同物 品，例如薄片、底片及纖維時，在穩定方式中進行擠壓成 型是困難的，因為大量熔融黏度改變。 美國專利第3，4 6 8，8 5 3號公開一種方法，其中乙交酯 混合聚合催化劑在205 °C到2 35 °C間之温度受到開環聚合， 直到黏度達到實質上的平衡。然而，在被提高之溫度下長 1238834 _案號09111491_年月_^ 修正 五、發明說明（5) "" ' ' 期開環聚合，往往造成生成聚幾基乙酸被著色，大幅降低 商業價值。 ^ 美國專利第2, 668, 1 62號公開一種聚羥基乙酸製造方 法，其中乙交酯混合聚合催化劑在1 5 0 °C到2 0 0 °C間之溫度 受到開環聚合，以製造一低分子量聚合物，而聚合物然^ 被加熱到2 2 0 °C到2 4 5 C間，以增加其溶融黏度。以本方 法，然而，預防生成聚羥基乙酸被著色是困難的，因為需 ' 要一種花費時間之加熱步驟，而且快速加熱有引導加熱變V· 化程度之傾向。 〈發明之總論〉 本發明目的之一是為了提供在生物分解速率方面受控 制並在著色方面減少之聚經基敌酸，並且提供其製造方 法。 本發明之另一個目的是為了提供能產製模鑄成型或盆 他方式成型，其表現了不會有過早強度降低並維持外形之 均勻性質物品之聚經基魏酸。 * 本發明之又一個目的是為了’提供明顯地增加熔融安* 定性以及，在同時，減少著色方面之聚羥基乙酸，以及其 製造方法。 本發明更進一步之目的是為了，提供在溶融安定性、（I 減少著色以及控制生物分解性是優良的聚羥基乙酸，以及 其製造方法。 ’ 由基竣酸之生物分解速率為何非必然地取決於 其平均…之研究結果，發明者已注意到習見聚經基幾

究，發 之分子 起表現 物品。 子量分 量減少 有控制 酸為可 羥基綾 速率是 現，當 羥基羧 而，在 所述， 被進行 地減少 子里分佈。當聚羥基羧酸具有一 平均上具有一高重量-平均分子 低刀子里範圍之聚經基羧酸部 到過早生物分解，可能在其他方 低和產品之外形變得更糟。此 ^低分子量部分之大量存在，可 麵成型產品之生物分解速率變 1238834 魅 09111· 五、發明說明（6) 酸並無任何控制良好之分 寬闊之分子量分佈時，在 量或熔融黏度；然而，在 分（低分子量部分）常受 面導致產品之整體強度降 外’對過早生物分解敏感 能導致整體聚羥基羧酸模 快。 因此，發明者從事研 i之特定範圍和相對尖銳 生物分解之受控制速率一 了均勻性質之模鑄成型之 聚羥基羧酸之狹窄分 物分解之低分子量部分數 生物分解。因此，獲得具 分解逮率變化之聚羥基羧 佈在—狹窄範圍和調節聚 要如預期地控制生物分解 在另一方面，也已發 ^時間聚合反應以調節聚 $ &物對著色报敏感。然 有變寬的傾向。留意以上 用之後’一附加聚合作用 ^ 因此，發現到當相當 現了具有重量—平均分子 里刀佈之聚經基缓酸，和 了實際強度性質，並產生 佈暗示了，因為其易受生 ’其會受到實質上均勻之 生物分解性和受限制生物 能的。按照控制分子量分 酸之重量-平均分子量， 可能的。 在高聚合溫度中進行一段 酸之分子量分饰時，生成 低聚合溫度’分子量分佈 在進行聚羥基羧酸聚合作 於一低於聚合溫度之溫 其著色時，具有一尖銳地

1238834 ------案號09】〗14Q1_年月曰 修正_ 五、發明說明（7) =控制分子量分佈之聚羥基羧酸可被獲得。就此方法而 二5聚經基羧酸之第1次聚合作用應在一相對高溫度中進 4亍相對短時間是較佳的。 I 此外’發明者已發現具有更增進之溶融安定性和一減 ^育色指數（Y 1 )之聚經基乙酸能藉由使乙交酯在熔融 二t中!!環聚合而被獲得，然後將生成聚合物從熔融態轉 m Z ^ ^ 以及最後’在對聚合物加熱下混練（kne ad i ng ) K二=為熔融狀態。在轉變為固態後，進行-固相 冰合作用隨後在熔融態中混練為可接受的。 依照本發明之方法，择得 經基乙酸為可能的，該炼==增進的熔融安定性之聚 維持力，及/或使用把聚_ A乙^以熔融黏度至少40 %之 得之薄片、測量所得之色成型和結晶化所獲 注意到溶融黏度之維持以 “。），之比例所定Γ(也分鐘後測量之黏度 且右榍摅太八〇 也尤疋（77 60 / ??。）X 1 0 0 )。 溶融模鑄成型之熔融‘ f : J定性之聚羥S乙酸關於 有改進色調之模轉成型二=可以提供具 量和分子量分佈，要置!: it"1基乙酸之重量-平均分子 下是可能的。 r t 土乙酸之生物分解性於控制之 本發明在這些發現 因此，根據本發明 之基礎上而得以實現。 之一觀點，提供—茲士 e此 ^ u 精由裱酯之開環 1238834 --09111491 年月日 鉻 π： 五、發明說明⑻ ~~ " --- 聚合而獲得並在生物分解速率方面被控制之聚羥基羧酸， 聚經基魏酸具有以下特性： (a) —範圍在1 0, 0 0 0到丨，0 0 0, 〇〇〇間之重量—平均分子 量（Mw )， 77 (b) —範圍在ΐ· 〇到2· 5間藉由重量—平均分子量—比—數 量-平均分子量比（Mw/Mn)所定義之分子量分佈，以及 (c )使用把聚羥基緩酸加壓成型和結晶化所獲得之薄 · 片測量所得之黃色指數（γ I)上限為4 〇。 ， 根據本發明之另一觀點，提供一種聚經基缓酸之製造 方法，其特徵為藉由提供一環酯在1 20 °c到2 50 °C之聚合溫4 度中受到3分鐘到5 0小時之開壤聚合，而然後在比聚合溫 度低1 0 C到5 0 °C下，受1到5 0小時之額外聚合作用。 根據本發明之又一觀點，提供一具有熔融安定性之聚 羥基乙酸，其特徵為具有： (Ϊ )熔融黏度至少4 0 %之維持力藉由聚羥基乙酸在 250 °C下60分鐘後測量之黏度（7^)，和聚羥基乙酸其在 · 2 5 0 °C下預加熱5分鐘後測量之初始黏度（a Q )，之比例所定· 義（（Wg〆？?〇) X 100 )，及/ 或 (Π )使用把聚羥基乙酸加壓成型和結晶化所獲得之薄 片、測量所得之黃色指數（Y I )上限為40。 ^ 根據本發明更進一步之觀點，提供一種用以製造具有 · 炫融安定性聚羥基乙酸之方法包含的步驟為（1 )使乙交酯 在溶融狀態中受到開環聚合，（2 )將生成聚合物從炫融態 轉變為固態，（3 )使聚合物在如所需地在固態中受到一額

第14頁 1238834 - ---—葷乘四η1491_- 年月曰__修正 五、發明說明（9) 外之固相聚合作用，並且（4 )在熔融狀態中應用熱量對該 固態聚合物混練（k n e a d i n g)。 〈較佳具體實施例之詳細描述〉 酯

聚經基羧酸之雙分子酯化物可以被使用以代替在此使 用之環酯。聚羥基羧酸，舉例來說，包括羥基乙酸、L -乳 酸、D -乳酸、α -羥基丁酸、α -羥基異丁酸、α -羥基戊 酸、α _經基己酸、α -羥基異己酸、α —羥基庚酸、j 一羥 基辛酸、α -羥基癸酸、α -羥基十四（豆蔻）酸、羥基 十八（硬脂）酸，其可能或可能不被烷基團取代。 在環酯中’則以乙交酯為優先，其為羥基乙酸之雙分 子環S旨’以及L-丙交酯、D-丙交酯，其二者為丙醇（乳） 酸之雙为子$衣自曰’雖然乙父醋為最佳者。乙交g旨之開環聚 合產生聚羥基乙酸，而丙交酯之開環聚合則產生聚丙醇 (乳）酸。乙交酯加上丙交酯可以被共聚。 通常地但非唯一的’乙交醋可以藉由一羥基乙酸寡聚

物（glycolic acid oligomers)之熱解聚 depolymerization)來製造。舉例來說， 可以藉由一種如同美國專利第2, 668, 1 62 解聚合（solution depolymerization)程 作用（thermal 超基乙酸寡聚物 號所揭示之溶液 序、一種如同曰 本專利公開第JP-A 20 0 0 -1 1 9269號所揭示之固相解聚合 (solid phase depolymerization)程序，n . ^ ^ ,. 及如同日本- 利公開第JP-A 0 9-32848 1號所描述’一種溶液解聚合 (solution depo lymer izat i on)程序，來解聚人 〇 少可利

第15頁 1238834 案號 09111491 年 月 曰 修正 五、發明說明（10) 用一種隨著氣酸鹽之環縮合物而獲得之乙交酯，如同K .

Chujo et al· " Die Makromoleculare Cheme", 100 (1967), pp· 26 2- 266 所報告者。 乙交酯，和丙交酯可以和其他共單體（c〇m〇nomer) 一起共聚合。其中所使用之共單體，舉例來說，包括環單 體（cyclic monomers)例如乙烯草酸鹽〔也就是，1，4-二 口惡烧-2, 3- 土衛四（1，4-dioxane-2, 3-dione)〕、内酯〔例 如泠-丙酸内酯（/3-propiolactone)、/3 - 丁酸内酯（万-butyrolactone)、特戊内酯（pivalactone )、γ - 丁酸内 S旨（7 — bu tyro lactone) 、 （5— 戊酸内酉旨— valerolactone)、甲基戊酸内酯（p-methyl-S - va 1 ero 1 actone )以及 ε —乙酸内 g旨(ε -caprolactone)〕、三曱基碳酸鹽和ι 3一二噁烷（1，3一 dioxane);羥基羧酸例如羥基丙酸、3—羥基丙酸、3_羥基 丁酸、4 -經基丁酸及6 -羥基乙酸，以及其烷基酯；與脂肪 族二醇（al iphat ic diol s)，例如甲基乙二醇和1，4 - 丁二 醇，和脂肪族緩酸，例如丁二酸和己二酸或其烷基酯之實 貝的專貝里作匕合物（substantially equimolar mixture)。這些共單體可以結合二或更多個而被使用。 在那些共單體中特別較佳者為環狀化合物，例如内酯 (lactones)和三曱基碳酸鹽（trimethylene carbonate); 以及經基魏酸，例如羥基丙酸和羥基乙酸，因其會對共聚 合非常敏感以致於具有優異物理性質之共聚物能輕易被獲 得0

第16頁 1238834 修正 案號 09111491 五、發明說明（11) 於數量上，共單體（comonomer)通常被使用於上限 為所有被填充單體重量之45 %，較佳的上限為重量之3 〇 % 者，而更佳的上限為重量之1 〇 %者。按照共聚合 〇 (cop〇lymerizati〇n)，獲得具有預期的物理性質之開環 共聚物（1^1^-〇卫611(：〇0〇1711^1〇是可能的。舉例來說，藉 由乙交酯和其他單體之開環聚合，降低熔點是可能的，9並 因此’降低聚羥基乙酸之加工溫度，以及控制聚羥基乙酸 之結晶化速率，從而增進其擠壓或延展之可加工性。 2 ·聚#?基黢酸 為了要控制生物分解速率，本發明之聚經基羧酸，舉¥ 例來說，聚羥基乙酸、聚丙醇（乳）酸和乙交酯/丙交酿 共聚物，實質上應有一範圍在1 0, 0 0 0到丨，〇〇〇, 〇〇〇間之重 量-平均分子量（Mw)和一範圍在1· 0到2.5間之以重量—平均 分子量-比-數量-平均分子量（Mw/Mn)表示之分子量分佈 (也稱多分散度）。

如果本發明聚羥基羧酸之重量—平均分子量（Mw )範圍 在1 0，0 0 0到1，0 0 〇，〇 〇 〇之間，令人滿意的熔融模鑄成型能 力和機械強度即可實現，且聚經基魏酸之生物分解速率能 籍由調整其重量-平均分子量而被控制。重量—平均分子量 應該更好地在範圍20, 0 0 〇到800, 〇〇〇間及較佳的在30, 〇 〇〇 到6 0 0，〇 〇 〇之間。在大部分的情況，令人滿意的物理性質 在祀圍5 0，0 〇 〇到5 0 0，〇 〇 〇間為可獲得的。太低之重量—平均 刀子里造成模每成型之物品變得易碎，而太高之重量—平 均分子量使得熔融模鑄成型困難。

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1238834 修正 五、發明說明（12) 藉由限制本發明之聚_其获 ,η „ϊ〇 , „ 思心"^工基竣酸之分子量分佈範圍在 1 β 0到2 · 5間，易文過早生铷八紐 f你八2曰划八、π 物刀解衫響之聚合物成分的數量 (低分子量部分）可被減少，LV ^ ^ 里 舻、n i八工3 以控制聚經基羧酸之生物分 %速率。過大分子1分佑祐 〜 μ μ #主 ♦經基幾酸之生物分解速率 ^ ^ ^ ^ f里千均分子量（或熔融或溶液 而更好是15到2.3。 疋較佳的範圍在U到2.4間， 生物分解速率可藉由設定重量_ 述之範圍和調整分子量分佈在前述範圍内而被控制；^特 別地，當一包含聚經基终酸之禮g # ' 签^ ^夂之杈鑄成型物品在地中分解 時，分解速率（生物分解速率）能被延遲。過大分子量 佈導致生物分解速率變得太快，甚至當重量_平均分子量 ，增加時，其會使得生物分解速率較不可能決定於分子 量。一狹窄之分子量分佈也使得藉由重量_平均分子量控 制生物分解速率是可能的。 工 ，當藉由加壓成型和結晶化形成一薄片時，本發明之聚 羥基羧酸具有一低到40或更低之黃色指數（γι)或其在著色 方面相當程度地降低。本黃色指數較佳的應該是^限為 35，以及，更好的上限為3〇。在大部分情形申，黃色指數 可被降低到上限為25，及更好是上限為2〇。黃色指'數通常 應該至少是5或，在大部分情形中，至少為8，雖然應該更 好地是被盡玎能減少。當聚羥基羧酸具有一太高之:色指 數，由於其會產生褐色或其他明顯著色而降低模鑄成型^ 品之商業價值。此外，使用著色劑使聚羥基羧酸著色為預

第18頁 1238834 案號 09111491 五、發明說明（13) 年 修正 期色調是困難的。報導指出明顯著色之物品在食物包裝材 料和醫療應用範疇會帶來衛生上的問題。 本發明之聚基敌酸應在溶融模鑄成型之烙融安定性 方面是更加優良的。更特別地，本發明之聚輕基缓酸應更 好地增進溶融安定性’藉由至少40 %之熔融黏度維持力來 表示’其定義為在250°C下60分鐘後測量之黏度（，和 在2 50 °C下預加熱5分鐘後測量之黏度（πq)之比例： (??6〇/π0)χΐ〇〇。

從熔融安定性的觀點來看，本發明之聚羥基羧酸較佳 的也應該是當在流速10ml/min·(每分鐘1〇1111)之氮氣流 下，K50C以2C/min·之昇溫速率加熱時，其重量減少在 5 0 °C時的1 %之溫度為2 0 0。(：或更高。 ' 3·_具有熔融安定性之聚羥暮^ 融安定性優良之 性之聚羥基乙酸 本發明之聚經基羧酸更好的應該是溶 聚經基乙酸。根據本發明之具有熔融安定 現以長篇幅解釋之。 ★ ?具2融安定性之聚經基乙酸，非但溶融模禱成型 %之熔w文疋性令人滿意、，也不易著色。熔 客觀地藉由熔融黏度之維持力所評鑑 後25。1下測量之黏度“6。），和在2 義為在6“ - 測量之黏比例：（wwx 10。：、，、5分鐘後 此具有溶一女定性之聚輕美 a 之熔融黏度維持力’在很多情::二曰^持至少40 % 情形中至少6°%。熔融黏度維持力通；Πίδ〇ί=

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號 09111491 五、發明說明（14) 大部分情形中至少75 % ’雖然盡可能的高為更好。 +畲聚羥基乙酸藉由習見之熔融模鑄成型程 壓模鑄成型（extrusion m〇iding)，其熔融安定性之1^ :小，模鑄成型能越穩定地進行。當聚羥基乙酸熔融安交 ，之維持力太低時，舉例來說，因有擠壓扭矩之變化和 :成：之薄片或底片之破壞，提供穩定模鑄成型為困難 地二I Ϊ用之聚羥基羧酸具有太低之熔融安定性，在擠壓 期間產生許多易揮發化合物，往往沈積在構件上，例如滾 輪0 ’、 —當藉由加壓成型和結晶化形成薄片時，此具有熔融安你 定性之聚羥基乙酸具有一低到4 〇或更低之黃色指數（Y I )， 或在著色方面相當地減少。 、此具有熔融安定性之聚羥基乙酸應該是更好地當在流 速1 0m 1 /mi η·(每分鐘1 〇m 1 )之氮氣流下，從5〇。〇以 2 C/min·之昇溫速率加熱時，其重量減少是在5〇它時的 1%之溫度為200。(：或更高。當重量損失為5〇它時之百分之 一 U % )時之溫度低於200 °C，在熔融模鑄成型期間會產· 生很夕揮兔氣體，沈殿在生成物品而造成外形損害或沈殺 在模鑄機（molding machine)之每個部分而造成污染。此 溫度應該較佳的為2 1 〇 °c或更高，而更好是2 2 〇 °c或更高， · 雖然應盡可能高會更好。然而，上限通度通常為2 4 5 °c或 · 更低，而往往為2 4 0 °C或吏低。 此具有熔融安定性之聚羥基乙酸，如果在溫度24〇 t 及122/sec之切變率下所測量時，應該較佳的為具有丨〇到

第20頁 1238834 _案號 09111491__年月曰_修正_ 五、發明說明（15) 1 0 0, 0 0 0 Pa · S間之範圍。此熔融黏度應該在50到2 0, 0 0 0

Pa · s之範圍内會更好，而甚至在1〇〇到1〇, 〇〇〇 Pa❶s之範 圍内會更好。當具有太低熔融黏度之聚羥基乙酸被模鑄成 型為一物品’此物品有易碎之傾向，導致降低機械強度。 太高之溶融黏度使得聚羥基乙酸被熔融模鑄成型為困難 的。

至於溶融模鑄成型能力和生物分解之控制，此具有熔 融安定性之聚經基乙酸較佳的應該具有範圍在i 〇,丨〇〇〇到 1，000,0 00之重量-平均分子量（Mw)以及藉由重量—平均分 子虽-比-數量-平均分子量之比例（M w/||n)所表示，範圍在 1 · 0到2 · 5之分子量分佈（也就是多分散度）。 此具有炼融安定性之聚羥基乙酸應該較佳的是以長度 為1到1 Omm以及厚度1到丨0mm彈九形狀提供。考慮到形狀， 彈丸在穩定方式下進行模禱成型是有效率的。當彈丸尺寸 (長度和寬度）變得比前述範圍小時，在模鑄成型之期間 樹脂變得容易受靜電黏附到模鑄機（m〇lding machine)。 太大尺寸造成了不僅熔融耗時，而且需要過度的熱磁滯現 象（excessive thermal hysteresis)之應用。

L聚羥基羧酸製造方法 ^ ♦羥基羧酸可藉由先前提及環酯之開環聚合（包括開 環共聚合）所製造。通常地，聚羥基羧酸可藉由塊狀環酯 之開環聚合獲得。 、為了允5午特殊聚羥基羧酸之重量-平均分子量（)和 刀子里分佈（Mw/Μη)在給定範圍内，預先決定（丨）聚合催化

1238834 案號 09111491 月 曰 年 五、發明說明（16) 劑之形式和數量，（i i )分子量調節劑之 /。β ·、 夕和意全着"， (1 1 1 )歲合作用條件例如聚合原料、聚人⑼ 及(iv)聚合後處理，是重要的；而且：：和聚合時間 同樣重要。 因素如何結合也

為了要控制當產品的著色減少時聚_ I 子量，使用一種較好的方法其包含第丨個^酸^品之分 J辰聚合步驟 (或弟1個聚合步驟）和一個溫度低於第 °Γ ^ - 1 I Α $ 1 個聚合溫度 1 0 到 5 0 C下進仃1到5 0小牯之額外聚合步驟（武 ^ A ^ 驟）。 、A弟2個聚合步

經由例證但非由限制，此處所使用之聚合催化刊包 括’例如錫函化物（如二氯化錫和四氯化锡）和有/敌酸 根錫（如辛酸錫）之錫化合物；例如燒氧欽_ (alkoxytitanate) 之鈦化合物；包括例如 J文况乳鋁鹽 (alkoxyaluminum)之紹化合物；例如乙醯丙綱鍅之錄化合 物；以及鹵化銻。所使用之催化劑數量，皇么丨:二 羋例來說，優先 之範圍是1到1，0 0 0 ppm，而在其相較於其環g旨之重量比為3 到30 0ppm則更好。 藉由重量-平均分子量之控制’較高階醇例如十二醇 可以被當作分子量控制劑加入其中。為了增進物°理性^質之 目的，聚氫基醇例如甘油也可以被添加。 就使用之反應器而言，可從各種聚合作用容@作—適 當之選擇如擠壓形式、具有槳狀葉片之直立形水平^ 壓或混練形式、安瓶（小玻璃瓶）形式和管狀形式。 H 開環聚合（第1次）之溫度可被決定在12〇g^25(r(：

第22頁 1238834 _____案號09111491_ 年月曰 佟π： 五、發明說明（17) 之範圍内。聚合溫度應該在130 °c到240 °c之範圍内會較 好，更好地在1 4 0 °c到2 3 (TC間，而甚至在1 5 〇。〇到2 °C會 更好。在太低之聚合溫度中，聚合物產品之分子量分佈有 變寬的傾向，反之在太高聚合溫度中，聚合物產品易受熱 分解作用的影響。 ^

開環聚合（弟1次）之時間可從3分鐘到5 〇小時之範圍 内作選擇。為了維持聚合物產品不者色，當聚合溫度變高 時縮短聚合時間會較好。為了在聚合物產品之著色減少時 使分子量分佈尖銳，使用包含一相對高聚合溫度和相對低 聚合時間之聚合條件會更好。聚合時間在5分鐘到3 〇小時 之範圍較好。太短之聚合時間使聚合作用較不可能發生'， 而太長時間使聚合物產品易受埶解作用指椹 額外⑺幻聚合作用在比解前乍述用ϋ合（第⑷ 低10到50 C之聚合溫度中進行i到5〇小時之聚合時間。

外聚合作用之溫度應該較佳的是低於第丨次聚合作用之溫 度15到48 t，而且20到45 t會更好。一相對長之時間丨.^ 到30小時會較好，2到20小時會更好，而甚至3到丨5小時應 該被應用在額外聚合作用會更好。可預期的是：當額外^ 合作用之溫度變低時，聚合時間變長。 到目W為止，開環聚合被在相對低溫度中進行，以 避免聚合物產品之熱解作I或著色。然而，較低聚合溫度 使聚合物產品在聚合反應期間易受結晶化和固化之影燮， 而因此聚合反應有不均勻的傾向，而導致製得的聚羥基羧 酸有一寬分子量分佈。升高之聚合溫度，在另一方面，使

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年月 —R 五、發明說明（18) 聚合物產品之分子量分佈可能變尖。 中’也想要將催化劑之數量以及分子 量置於控制之下。 一 修正_ 然而，甚至在本情形 量調節劑之種類和數 當開％聚合或第1次聚合作用在相對低溫度中進行， 其在水合反應完成後，聚合作用系統之溫度被提高到2 2 〇 到250 °C之間或聚合物產品為了減少低分子量問題（1〇w_ molecular-weight matters)之目的而被混練，因此使聚 合物產品之分子量分佈變尖。 5,具有熔—融安定性之聚羥某乙醢製&方法 對於本發明在聚經基羧酸中溶融安定性特別優良之聚 經基乙酸之製造，較佳的是利用以下製造方法。 本發明之聚羥基乙酸可藉由乙交酯之開環聚合被製 造’乙交醋為經基乙酸之二分子.環酯其根據以下之反應 式： Η 〇 〇 〇 〇 Η -> 開顧合

Ο II H^C〜6一〇—

為了製造具有優良熔融安定性之聚羥基乙酸，乙交醋 之開環聚合經由一系列下述之步驟而被進行。 在步驟（1)乙交醋在熔融狀態中遭到開壤聚人， 在步驟（2)生成之聚合物從熔融態轉變為^萍， 在步驟（3)如同預期，聚合物進一步在固態〜中遭到固

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第25頁 1238834 ^S_〇9lll491 A_ 曰 五、發明說明（20) ί佳的是重量上限為3°%，且更佳的是所有 idr 2量上限為10 %。按照共聚合作用，降低溶 “:二聚羥基乙酸加工溫度是可能的，並且由此 二水手工土酸結晶化之溫度，從而增進其擠壓或延展之 可加工性。 在此使用之聚合催化劑，舉例來說，包含前述之錫化 合物、鈦化合物、鋁化合物、錘化合物和銻齒化物；然 而丄根據本發明之聚合催化劑並未被加諸限制。為了調節 重里平均为子量，高階醇，例如十二醇（1 1 alcohol s)(月桂醇）可以被當作分子量修正劑而加入其 中。為了增進物理性質之目的，聚氫基醇（p〇lyhydric a 1 c oh ο 1 s )例如甘油（g 1 y c e r i n )也可以被添加。 就使用之反應器而言，可從各種聚合作用容器作一適 當之選擇如擠壓形式、具有槳狀葉片之直立形式、水平擠 壓或混練形式、安瓶（小玻璃瓶）形式和管狀形式。 依其目的，聚合溫度可以被決定在1 2 0 °C〔此為本質 性聚合作用（substantial polymerization)開始溫度〕到 250 °C之範圍内。聚合溫度應該是較佳地在丨3〇 到24 0 °C 之範圍内。更好的是在1 4 0 °C到2 3 0 °C ，以及在1 5 0 °C到 22 5 °C則甚至更好。太高之聚合溫度會使生成聚合物易因 熱解作用（thermal decomposition)而受損傷。聚合時 間之範圍在3分鐘到2 0小時，較佳的是在5分鐘到1 8小時。 太短聚合時間使聚合作用較不可能充分地進行，而太長時 間使生成聚合物易被著色。

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第27頁 1238834 -^--盖號09111491 车月日 修正 五、發明說明（22) 好。 在前述步驟（4 )中，是應用熱量對固態聚合物熱混 練。藉由對由開環聚合所獲得之聚合物熱混練，當任何聚 合物黃色指數之增加被抑制時增加熔融安定性是可能的。 熱混練可藉由任何適當方法進行；然而，較佳的是使用滾 輪、混練器、擠壓器等等。確保有效率混練之雙軸混練器 或擠壓器為特別好。雖然依照預期之目標，本發明之目的 可藉由進行二或更多次混練而被達成。 混練條件應該較佳的是被設定以使樹脂溫度較佳的是

在220 °C到25 0。(：之範圍間，且更好的是在225 °C到245 °C。 當樹脂溫度在混練期間太低時，充分之混練是無法達成 的’其結果使得任何炼融安定性之增加都難以達成。太高 之樹脂温度使聚合物容易著色。在熱混練步驟中，熱安定 劑可被加諸聚合物。 作為熱安定劑，重金屬去活化劑是較佳的，具有異戊 四醇（061^86『71：111^1：〇1)基本結構之磷酸鹽、具有至少一 個經基團（hydroxy 1 group)和至少一個長鏈烷基酯團 (long-chain alkyl ester group)之磷化合物、金屬碳酸 鹽等等。這些化合物可被單獨使用或任意結合使用。 其被發現許多磷化合物，例如亞磷酸抗氧化劑，確實 顯現出抑制聚經基乙酸溶融安定性之效應。在另一方面， 藉由以下分子式（I)所代表之具有異戊四醇 (pentaerythritol)基本結構之鱗酸鹽：

Μι 第28頁 1238834 銮號 09111491 五、發明說明（23) 趣 —〇—pC 〜:c ' 〇H2C οη2ο' :P~〇一 (I) 顯出特別增進聚羥基乙酸熔融安定性之效應e 具有異戌四醇基本結構磷酸鹽之特別^例，包含藉由 以下分子式（1)，所代表之環狀新戊烷四烯雙（2,6_二_三 級-丁基-4_ 甲苯基）亞磷酸鹽 |；ne〇pentaitetetraylbis

(2,6-di-tert-butyl-4-methyl-phenyl)phosphite]：

(1) 藉由以下分子式（2 )所代表之環狀新戊烷四烯雙（2，6 -二-三級-丁苯基）-亞磷酸鹽[neopentane tetraylbis(2, 6 -di-tert-butylphenyl)phosphite]：

,t~Bu V-O-P /〇η2。、/\ 八 oh2c ch2〇\ ch2〇/

t-Bu (2)

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第30頁 1238834 --〜^_ 案號09111491_年月日 修正 五、發明說明（25) 在這些當中，藉由分子式（I)所代表之環狀新戊烷四 烯雙（2,6-二-三度-丁基-4-曱苯基）亞磷酸鹽 [neopentanetetraylbis (2，6-di-tert-butyl-4-methyl-phenyl) phosphite]係為特別較好的，因其在對聚羥基乙 酸加熱甚至藉著小數量添加時，具有一種效應顯著提高當 重量損耗3 %之溫度。 在磷化合物當中，較佳的是藉由分子式（I I )所代表之 具有至少一個羥基圓和至少一個長鍵烷基酯團的磷化合 物··

OR (11)

第31頁 1238834 案號 09111491 五、發明說明（26) 曰 修正 長鏈烷基令碳原子數量範圍在8到24之間會更妤。此磷化 合物之特殊範例包含藉由分子式（5 )所代表之單或雙十八 卸酉夂石芬 I 鹽（mono - or di-stearyl acid phosphate):

OH η 〇 II -p- 〇C18H37 3 — (5) n: or 2 重金屬去活化劑之範例包含藉由分子式（6 )所代表之 2-幾基4-1【1-1，2，4-三氮雜茂-3-71-苯（甲）醢胺（2-hydroxy —N-1H-1,2, 4-triazol-3-yl-benzamide):

NH N=c, 6 /(\

第32頁 1238834 ^_案號09111491 年月日 絛正 五、發明說明（27) 以及藉由分子式（7 )所代表之雙〔2- ( 2-羥苯）聯氨〕 ' (bis[2-(2-hydroxybenzoyl )hydrazin]12 烷醯二酸 · (dodecaned i ac i d) ： ^

O ⑺ 金屬碳酸鹽之範例包含碳酸鈣和碳酸鋰。 這些混入熱穩定劑之比例從聚羥基乙酸之結晶重量來 說，每100部分一般為〇· 〇〇1到5部分，〇· 003到3部分為較 · 佳，更佳是0 · 0 0 5到1部分。甚至添加非常少數量之熱穩定 劑更佳地具有增加溶融安定性之效應。如果混入熱穩定劑 之數量太大，其效應飽和，或者有可能生成聚羥基乙酸成 分之透明度會被減弱。 熱混練時間通常範圍在1到2 0分鐘，較佳的是3到1 5分 鐘’而更好是5到1 0分鐘。一太短之混練時間造成對熔融 · 安定性增進之貢獻減小，反之太長時間使聚合物容易著 色。 在熱混練完成後，較佳的是以彈丸形式收集聚經基乙

第33頁 1238834 案號 091114Q1 五、發明說明（28) 曰 修正 I此乃因為熔鑄期間之粉末性質，在擠壓後並無改變。 較佳的彈丸f狀已於前面解釋過。 一藉由經前述步驟（1)到（4)製造聚羥基乙酸，獲得在熔 ㈤女疋性方面增加之聚羥基乙酸是可能的，其具有（Ο至 少40%之溶融黏度維持力，其係藉由在25〇。〇下6〇分鐘後 /則里之黏度（77㈤）’和於2 5 0 °C下預加熱5分鐘後測量之黏 度（^)，之比例（ho/ X 100 )所定義，及/或（Π )使 用把聚經基乙酸加壓成型和結晶化獲得之薄月所測量之上 限為4 0之黃色指數。

根據上述製造方法，為了獲得（ΠΙ) —種設計好的聚羥 基乙酸，其當於流速1 〇m l/min.(每分鐘1 〇ml )之氮氣流 下從50 °C以2 °C/min·之昇溫速率加熱時，重量減少是在 5 0 °C時的1 %之溫度為2〇〇 °C或更高，（IV) —種聚羥基乙 酉文’其在2 4 0 C之溫度和1 2 2 / s e c之切變率所測量之溶融黏 度範圍在1 0到1 0 〇，〇 〇 〇 P a · s之間，以及（v ) —種聚經基乙 酸，其具有範圍在1 · 0到2 · 5間之分子量分佈，其藉由重 量-平均分子量-比-數量-平均分子量之比例（Mw/Mn)所表 示。 範例 本發明現參照發明及對知、範例作一較具體解釋。以下 所提及之物理性質等等係測量如下。 (1)重量-平均分早晉和分子量i搜 使用凝膠滲透色層分析法（fPc: gel permeati〇ri chromatography))分析器，重量'平均分子量（Mw)和分子

1238834 --— 案號09111491 年 月 日 倐正 五、發明說明（29) —— 量分佈（Mw/Μη)在下列之條件下被測量。 二氟醋酸納（Kanto Chemical Industries, Ltd·之 產ϋ〇)被添加並被溶解在六氟異丙醇（由Central Glass Co·，Ltd。所製造並蒸餾來使用）以製備一5mM之三氟醋酸 鈉溶劑（A)。 溶劑（1)在40。〇以11111/11]丨11.之流速流經一圓柱（}^1?〜 .

Ly + HFIP-80 6Mx 2，SH0DEX所製造），和聚曱基曱基丙烯醆· 醋其具有五種已知分子量827, 000、1〇1,〇〇〇、34, 000、 ' 10,000 及2,000 (產品由POLYMER LABORATORIES Ltd·製 造）各10mg，以製備l〇mi之溶液。在各溶液之中，1〇〇以i 〇 流經圓柱（c〇lumn)以測出折射指數，從而發現偵測尖峰時 間（detect ion peak time)。標繪五種標準樣本之偵測尖 學時間和分子量分佈以製作分子量之刻度曲線 (calibration curves) ° 然後’溶液（A )添加到1 〇mg之各種樣本以製備1 〇m 1之 ， >谷液。在溶液中，1 〇 〇 # 1流經圓柱（c〇 1 umn )以從生成溶出 曲線（resulting elution curve)發現重量-平均分子量 · (Mw)、數量-平均分子量（Mn)和分子量分佈（Mw/Mn)。為了 計算’使用由31^1113(1211公司製造之(：-尺4.46?(：程式1^1'1.2。+ (2 )溶鬲fe黏唐 . 夾在鋁片中之1 〇公克聚羥基羧酸放置在預加熱到 > 240 C之壓縮機上。在3〇秒預加熱之後，此酸被以5Mpa加 壓1 5秒’之後其被快速冷卻製成薄片。如此獲得之無定形 薄片被在爐中以1 5 〇 °C加熱3 0分鐘以求結晶化。所獲得之

第35頁 1238834 ____ 案號09Π1491_年月日 修正 五、發明說明（30) ，结晶化薄片被切成寬度5 m m、長度5 0到7 0 m m之矩形片，以 製作一熔融黏度測量樣本。熔融黏度測量樣本之重量為7 公克。把此樣本在放入具有由T〇y〇 Seiki Co.，Ltd.所製 造之(^口卜〇忌^0}13(：，且内徑為9.55111111之圓筒，圓筒設定 在2 4 0 C。然後，將樣本預加熱5分鐘，之後樹脂在内徑為 lmro和長度為i〇mra之印模被擠壓出，其切變率為122/秒，' 而樣本之溶融黏度（Pa · s )被從其後之壓變發現。 * (3丄黃色指數〔γπ 夾在鋁片中之1 〇公克聚羥基羧酸放置在預加熱到 2 40 °C之壓縮機上。在3〇秒預加熱之後，此酸被以5Mpa加 壓1 5秒，之後其被快速冷卻製成薄片。如此獲得之非結晶 薄片被在一爐中以150 °C加熱30分鐘以求結晶化。使用由 Tokyo Denshoku股份有限公司製造之顏色分析器 TC1 80 0 MKII，決定結晶薄片之黃色指數（γι) ^在觀察範圍 2條件下所獲得之三測量值、標準亮度C、和反射光測量， 值以計算其定義聚羥基敌酸之黃色指數平均值。 一(4) 土壤中之可分解力 孤

在2 4 0 C加熱和加壓3 〇秒後，聚羥基羧酸被快速地冷 卻製成薄片。此薄片被埋在位於曰本福島縣磐城市（t h e city of Iwaki， Fukushima Prefecture) —私人房屋之馬 鈴薯田深1 5cm。更特別地，此薄片被水平放置於以不重疊 之方式在地面挖l5cm深洞中，並覆蓋泥土。在規定時間過 後，細心*地除去土壤以根據下列之尺度檢查薄片形狀。 A ··薄片被維持在良好形狀。

第36頁 1238834 案號 09111491 月 曰 修- 五、發明說明（31) B :薄月部分分解。 C :薄月分解。 (Fi )炫融黏度之」維持上 在氮氣流中使用由Rrheometrics公司製造之RSDII，2 公克聚羥基乙酸放在開口 1 · 5mm長、直徑1/2英对之平行平 板之間。在2 5 0 °C預加熱5分鐘後，聚羥基乙酸之初始黏度 (; Pa · s)被在角速度1 〇rad/s中測量。在250 °C中維持 6 0分鐘後’在另一方面，其聚羥基乙酸之黏度（”⑽；、 Pa · s)被在角速度l〇rad/s中測量。熔融黏度之維持力 攸以下之公式所计异·炫融黏度維持力（％)=[(心）/ (?/〇) ] X 1〇〇 6〇 (6 )百分比之重量損耗 在氮氣t使用由Metier公司所製造之TG50，其中礼$ 流流速平均為1 0m 1 /miη·，聚羥基乙酸被從5〇 〇c以昇溫\条氣 率2 °C/min·加熱，以測量重量之損失百分比。顯示皿& 基乙酸50 t：時重量（WS())損失之1 %之溫度被精確地讀取 此中本溫度被用以定義其中聚羥基乙酸之重量損失變為 5 0 °C時的1 %之溫度。 、 ’ i J )模鎊成型能力 聚經基乙酸被放進具有一内徑為2〇mm圓筒之非輕 壓器，一寬2 00mm之T-模被固定在其上，在其中聚_基齊 ，被熱擠壓成薄片形狀。然後，薄片被捲在冷卻滾二輪^乙 薄片模鑄成型。模鑄成型能力被在以下評判標準中評鈐求 A :超過一長段時間，穩定擠壓模鑄成型為可實行戮·

11 mmim

第37頁 1238834 案號 09111491 年 月 曰 五、發明說明（32) 的’以及模鑄成型之薄片為透明或本質上無色的。 B :穩定擠壓模鑄成型為可實行的；然而，模鑄成型 之薄片表現出褐色。 C ·擠壓扭矩之變化在薄片播壓模鑄成型期間被觀 察，並且在薄片上也有被擠壓之破壞；穩定擠壓有其困 難。 … 第1例 100公克乙交酯、5mg四氯化錫和5〇mg月桂醇（lauryl alcohol)放進一玻璃試管在30〇 〇c進行3小時之聚合作用。 在聚合作用之後，一額外之1 2小時聚合作用在1 6 0 °C進 行。在額外聚合作用之後，生成聚合物被冷卻、然後收 集、然後研磨成粉末而然後以丙嗣清洗。隨即，在3 0 °C真 空乾燥產生聚合物產品。所獲得聚經基乙酸之性質和土壤 分解能力試驗之結果在一起表示於第1表中。 第2例 聚羥基乙酸被如同第1例除了月桂醇數量改為4 Omg所 製作。生成物表示在第1表中。 第3例 聚羥基乙酸被如同第1例除了月桂醇數量改為5 mg所製 作。生成物表示在第1表中。 對照第1例 聚羥基乙酸被如同第1例除了無額外之聚合作用進行 所製作。生成物表示在第1表中。 對照第2例

第38頁 1238834 ___案號 09111491 五、發明說明（33) 年—月—曰 倐正 聚羥基乙酸被如同第3例除了無額外之聚合作用進行 而被製作。生成物表示在第1表中。 1照第3例 100公克乙交酯、5mg四氯化錫和5mg月桂醇被放入一 破璃試管在240 °C進行2小時之聚合作用。在聚合作用之 後，生成聚合物被冷卻，然後收集、然後研磨成粉末而然 後以丙酮清洗。隨即，在3 0 °C真空乾燥產生聚合物產品。 所獲得之聚羥基乙酸其性質和土壤分解能力試驗之結果一 起表示在第1表中。

第39頁 1238834 _案號09111491 _年月日 修正 五、發明說明（34) ” 第1表 一乙交醋開環聚合作用 溶融銘慶 條伴 溫度/時間 Cc/h) * 額外聚合作用 溫度/時間 (°C/h) Pa · s (240SC, 122/s) 第1例 200t；/3h 16〇iC/12h 280 第2例 2D〇r/3h 160°C/12h ------46& 第3倒 200°C/3h 160cC/12h 2,150 對照第】例 200cC/3h 320 對照第2例 200°C/3h 2,200 對照第3例 200cC/3h 2,300 第1表（接續)

Mw Mw/Mn ΥΙ 土壤分解能力試驗 經過 2週- 4週^ 週 第〗例 110,000 —1·9 17 Β C c 第2例 135,000 2.1 18 A B c 第3例 238,000 1.7 16 A A c 對照第1例 117,000 Ζ8 15 C C c 對照第2例 245,000 4.2 17 C C c 對照第3例 248,000 2.1 66 A A c

Mw :重量-平均分子量 Mw/Mn :分子量分你 Y丨：黃色指數 第40頁 1238834 案號 0911UQ1 五、發明說明（35) 9 修正 如同從第1表之結果所示，具 ^ 合物樣本（對照第1到3例）展現、了 ~見分子量分佈之聚 量數值無關之土壤分解能力試驗 f和其重量-平均分子 具有一尖銳分子量分佈之聚合物樣=T 二藉由比對， 壤中之過早分解方面減少= = == 刀子量之調節使其生物分解速率可受控制。/、 里、’L 第4例 ^ 100公克乙交酯和4mg二氯化錫•二結晶水（tin dichloride · 2H20)被放入一玻璃試管，其中在2〇〇亡攪拌J 小時，而然後立放3小時以進行開環聚合。在聚合作用完 成後，生成聚合物被冷卻，然後取出、然後研磨成粉末而 然後以丙酮清洗。聚合物在3 〇 °C真空乾燥以收集聚合物。 第41頁 1238834 _ 案號09111491_年月日 修正 _ 五、發明說明（36) 然後，放入由T〇y〇 Seiki公司製造之Labo Plastomi 1 1 ， 其預設為230 °C，並被熔融，以及混練10分鐘。 從此所獲得之聚羥基乙酸被發現具有59 %之熔融黏度 維持力、結晶薄片之黃色指數（YI )27. 2、其中重量損失百 分比為1%之溫度為225 °C、重量-平均分子量（Mw) 245,00 0、分子量分佈（Mw/Mn)2.1，且溶融黏度 500Pa · s 〇 由同樣方法獲得之10kg聚經基乙酸被放入具有20mm内 徑圓筒之非軸向擠壓器，其上固定一寬200mm之T-模。經❶ 由擠壓器聚合物被擠壓成薄片形狀，其被捲在冷卻滾輪以 製成薄片。所獲得薄片為透明而且本質上是無色的。甚至 在從擠壓開始6小時過後，穩定模鑄成型是可實行的。其 結果列表於第2表。 第5對 由Toy〇 Seiki公司製造，有一5mm孔模之LT-20，在 15rpm (轉速）且預設溫度在200到240 °C (樹脂溫度： 240 Qc )中使用。乙交酯和向其添加之3〇 〇ppm四氣化錫·

五結晶水（tin tetrachloride · 5H20)為了開環聚合而被從 漏斗放入裝置。流出模之長串被熱截切以獲得長6min及厚 3mm之彈丸。被染色之彈丸被從漏斗放入裝置以測量時間 週期（停留時間）直到染色樹脂被蒸餾出。停留時間被發 現為7分鐘。更甚者，所獲得聚合物被放入由T〇y〇 sei ki 公司製造之Labo Plastomill，其預設為23 0 °C而被熔融， 以及混練15分鐘。

第42頁 1238834 J^〇9111491 Λ_η 曰 修正 五、發明說明（37) 從而獲得之聚羥基乙酸被發現具有4 1 %之熔融黏度維 持力、結晶薄片之黃色指數（ΥΙ) 16· 5、其中重量損失百分 比為1%之溫度為2 20 °C、重量-平均分子量（Mw) 1 20,0 0 0、 分子量分佈（Mw/Mn)2.2以及溶融黏度300Pa *s。 由同樣方法獲得之1 0 k g聚羧基乙酸被放入具有2 0 m m内 徑圓筒之非軸向擠壓器，其上固定一寬20 0mm之T-模。經 由擠壓器聚合物被擠壓成薄片形狀，被捲在冷卻滾輪以製 成薄片。所獲得薄片為透明且本質上是無色的。甚至在從 擠壓開始6小時過後，穩定模鑄成型是可實行的。結果列 表於第2表。 第6例 1 0 0公克乙交酯和4m g二氣化錫•二結晶水（t i η dichloride ·2Η 20)被放入一玻璃試管在180 °C中進行2小 時開環聚合。在反應完成後，生成聚合物被固化。固態聚 合物被直立在1 6 0 °C中進行1 〇小時之額外固相聚合作用。 在聚合作用完成後，聚合物被冷卻，然後取出、然後研磨 成粉末而然後以丙酮清洗。聚合物在3 0 °C真空乾燥，以收 集聚合物。然後，放入由Toyo Seiki公司製造之Labo Plastomill其預設為230 °C並被熔融，以及混練10分鐘。 如此所獲得之聚經基乙酸被發現具有6 5 %之溶融黏度維持 力、結晶薄片之黃色指數（Y I ) 1 5 · 8、其中重量損失百分比 為1 %之溫度為231 °C、重量-平均分子量（Mw) 29 0, 0 0 0、分 子量分佈（Mw/Mn)l. 8，且熔融黏度8 0 0Pa · s。 由同樣方法獲得之1 0 k g聚羥基乙酸被放入具有2 0 m m内

第43頁 1238834 案號 09111491 年_ 曰 修正 五、發明說明（38) 徑圓筒之非軸向擠壓器，其上固定一寬2〇 〇mm之T-模。經 由擠壓器聚合物被擠壓成薄片形狀，其被捲在冷卻滾輪以 製成薄片。所獲得薄#為透明而且本質上是無色的。甚至 在從擠壓開始6小時過後，穩定模鑄成型是可實行的。結 果列表於第2表。 第7例 1 〇 0公克乙交酯和5 m g二氯化錫•二結晶水（t i η dichloride · 2 Η20)被放入一玻璃試管在180 °C中進行4小時 開環聚合。在反應完成後，生成聚合物被固化。聚合物被 冷卻，然後取出、然後研磨成粉末而然後以丙酮清洗。聚 合物在30 °C真空乾燥以收集聚合物。所獲得之聚合物被經 由Toyo Seiki公司所製造有一5mm孔模之LT-20在30rpm (轉速）且預設溫度在2 0 0到240 1(樹脂溫度：24 0 °(：) 中擠壓。流出模之長串被熱截切以獲得長6mm及厚3mm之彈 丸。被染色之彈丸被從漏斗放入裝置以測量時間週期（停 留時間）直到染色樹脂被蒸餾出。停留時間發現為5. 5分 鐘。 從而獲得之聚羥基乙酸被發現具有61 %之熔融黏度維 持力、結晶薄片之黃色指數（YI) 10· 2、其中重量損失百分 比為1%之溫度為230 °C、重量-平均分子量（Mw) 2 6 0,0 0 0、 分子量分佈（Μ\ν/Μη)1·9以及熔融黏度780Pa 。 由同樣方法獲得之1 0kg聚羥基乙酸被放入具有20mm内 徑圓筒之非軸向擠壓器，其上固定一寬20 0mm之T-模。經 由擠壓器聚合物被擠壓成薄片形狀，其被捲在冷卻滾輪以

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製成薄片。所獲得薄片為透明而且本質上是無色的。甚至 在從擠壓開始1 2小時過後，穩定模鑄成型是可實行的。結 果列表於第2表。 ' ° 第8例 接著第7例’ 1 0 0公克乙交酯和5 mg二氣化錫·二結晶 水（tin dichloride · 2H20)被裝入一玻璃試管在18〇 〇c中進· 行4小時開環聚合。收集聚羥基乙酸依重量分為丨〇 〇部分和 依重量為0· 03部分之熱穩定劑一起混合，也就是，由前述’ 分子式（4)所描繪之亞磷酸抗氧化劑（藉由Asahi Denka Kogyo Co·，Ltd·所製造之PEP-8 )以獲得一種混合物，然❿ 後投入擠壓器LT-20以製作彈丸當其在第7例。其結果列表 於第2表。 第9例 1 0 0公克乙交酯和3mg二氣化錫•二結晶水（t i η dichloride · 2Η20)被放入一玻璃試管在170 °C中進行24小 時開環聚合。在聚合作用完成後，聚合物被冷卻，然後取 出、然後研磨成粉末而然後以丙酮清洗。然後，放入由 Toyo Seiki公司所製造之Labo Plastomill，其預設為 2 3 0。(：並被熔融，以及混練1 〇分鐘。 從而獲得之聚羥基乙酸被發現具有6 0 %之熔融黏度維 持力、結晶薄片之黃色指數（Y I ) 1 3. 4、其中重量損失百分 比為1%之溫度為229 °C、重量-平均分子量（Mw)239，000、 分子量分佈（Mw/Mn)2.2，且炫融黏度為770Pa 。 由同樣方法獲得之1 0 k g聚羥基乙酸被放入具有2 0 m m内

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控圓筒之非軸向撥壓器， 由擠壓器聚合物被播壓成 製成薄片。所獲得薄片為 在從擠壓開始6小時過後 果列表於第2表。 其上固定一寬20 0mm之T-模。經 薄片形狀，其被捲在冷卻滾輪以 透明而且本質上是無色的。甚至 穩定模鑄成型是可實行的。結 對照第4例 100公克乙交醋和5mg二氯化錫•二結晶水（tin dichloride · 210)被放入具有槳狀葉片之反應器，其中在 230 °C將其攪拌2小時以進行開環聚合。在反應完成之後， 聚合物被切削取出並以丙酮清洗。然後，聚合物在3〇 t真 空乾燥，以收集聚合物。 從而獲得之聚羥基乙酸被發現具有42 %之熔融黏度維 持力、結晶薄片之黃色指數（Y I) 6 7 · 8、其中重量損失百分 比為1%之溫度為2 3 0 °C、重量-平均分子量（Mw) 250,0 0 0、 分子量分佈（Mw/Mn)2.2且炫融黏度750Pa 。

由同樣方法獲得之1 0kg聚羥基乙酸被放入具有20mm内 徑圓筒之非轴向擠壓器，其上固定一寬20 0mm之T-模。經 由擠壓器聚合物被擠壓成薄片形狀，其被捲在冷卻滾輪Μ 製成薄片。所獲得薄片為褐色。雖然穩定的擠壓模鑄是τ 實行的，但聚合物之色調並不令人滿意。結果列表於第2 表0 對照第5例 1 0 0公克乙交酯和5mg二氣化錫•二結晶水 (dichl oride · 2H20)被放入一玻璃試管其中，在18〇亡直立

1238834 __案號09111491 _^ 3- 日 修正 __ 五、發明說明（41) 4小時以進行開環聚合。在聚合作用完成後，生成聚合物 被固化。聚合物被冷卻，然後取出、然後研磨成粉末而然 後以丙酮清洗。然後，聚合物在3 0 °C真空乾燥以收集聚合 物。 從此所獲得之聚羥基乙酸被發現具有21 %之熔融黏度 維持力、結晶薄片之黃色指數（γ I) 1 〇 · 1、其中重量損失百 分比為1 %之溫度為90。〇、重量-平均分子量（Mw) 250,000、分子量分佈（Mw/Mn)2.7，且溶融黏度 97OPa · s 〇 尸=同樣方法獲得之1 〇kg聚羥基乙酸被放入具有2〇mm内 在圓，之非軸向擠壓器，其上固定一寬2〇〇11^ -模。經 甴擠壓，，聚合物被擠壓成薄片形狀，其被捲在冷卻滾輪 以製成薄片。所獲得薄片為透明而且本質上是無色的。然 ，，擠壓扭矩之變化和被擠壓之薄片中之密集破壞被一起 任何穩定模鑄成型為不可行的。也有大量易揮發之 σ物在擠壓伴隨易揮發化合物之沈澱期間，產生於滾輪 °結杲列表於第2表。

第47頁 1238834 案號09111491 年 月 曰 修正 玉、發明說明（42) 第2表 聚羥基乙酸性質

熔融黏度 重量-平均分子量 分子量分佈 Pa · s(240°C, 122/s) (Mw) (Mw/Mn) 第4例 500 245,000 2.1 第5例 300 ]20,000 2.2 第6例 800 290,000 1.8 第7例 780 260,000 1.9 第8例 800 260,000 —_—丄9 第9例 二一 770 239,000 對照第4例 750 250,000 22 對照第5例 970 250,000 2.7 第2表（接續） 熔融黏度之維持力 YI 其中重量損失百分 (%) 比爲1%之溫度（°c) 第4例 59 .27.2 225 第5例 41 '16.5 220 第6例 65 15.8 231 第7例 61 .10.2 230 第S例 82 9.5 233 第9例 60 13.4 229 對照第4例 42 67.8 230 對照第5例 21 10.1 190 ''弟- 2表（接續） =*; 嘴分解能力試驗 模鑄成型能力 經 :過 2週 4週 8週 第4例 A B c A 第5例 B C c A 第6例 A A c A 名-7例 A A c A 第S例 A A A A 第9例 A A c A 對照第4例 B C c B 對照第5例 C C c C

第48頁 1238834 __案號 09111491_ 年 月_g_修正 五、發明說明（43) 如同第2表之結果所見，目前具有熔融安定性之聚羥 基^酸（發明第4到7例）具有熔融黏度之高維持力和低黃 色指並且相當改進了模鑄成型能力，其可藉由穩定 方式$得透明、本質上為無色的薄片。目前具有熔融安定 =之，經基乙酸（發明第4到7例）藉由調節其重量-平均 刀子里寿刀子里分佈使其在生物分解性方面也可被控制。 〜j對地’在開環聚合後未被混練之聚羥基乙酸也具有 士问κ色指數（γ j )，甚至當聚合反應在此類條件下進行 & ’其為對於一窄分子量分佈（low Μ \ν/Μη)(對照第4例） 和色熔鑄物品之結果一起產生之條件。同樣地，在 ^ 5仅未被此練之聚經基乙酸具有一炼融黏度非常低 之^持力以及其重量損失為1 %之溫度下降，並且同樣地 缺少溶融安定性和熔鑄能力，甚至當聚合反應在使黃色指 ^ (J t)降低（對照第5例）之此類條件下進行。更甚者， 對々、第2例之聚羥基乙酸在控制生物分解性之等級中有其 因難。 工業上之鹿用十土 根據本备明’提供一種在生物分解速率方面受控制並

第49頁 1238834 ~-—-____案虎 09111491 年__^ 五、發明說明（44) 在著色方面被減少之聚經基 種確保其熔鑄物品既無過早 惡化之均勻性質。根據本發 好嫁融安定性之較不易著色 別來說，根據本發明之具有 生物分解性並增進氣柵性質 械強度等等 修正 竣酸。根據本發明，也提供一 強度降低，也無過早外型維持 明，更進—步提供一種具有‘ 聚Μ基乙酸和其製造方法 溶融安定性之聚羥基乙酸具有 、熱阻抗、模鑄成型能力、機 拉鑄成型或其他方式形成 如多層底片或容器）等等 因其能控制生物分解速 之預期用途。

本發明之聚羥基羧酸對各種 之物品例如薄片、底片或纖維（ 很有用處。本發明之聚羥基羧酸 率’可輕易地適用於各應用範轉

1238834 案號 09111491 年月日 修正

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Claims (1)

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1。一種藉由環酯之開環聚合所獲得之聚羥基羧酸， 該環酯具有： (a) —範圍在1〇, 00 0到丨，00 0, 〇〇〇之重量—平均分子旦 (Mw)。 里 曰（b) 一範圍在1· 0到2· 5之藉由重量-平均分子量—比一 數量—平均分子量之比例（Mw/Mn)所代表之分子量分佈，以· 及 , a 一（c ) 一使用藉由將聚羥基羧酸加壓成型和結晶化所獲 \ 件薄片所測量所亟得之黃色指數（γι)其上限為4〇，以及" (d) —熔融黏度，在溫度為24〇。〇，切變率為122/秒<1 時所測量者，為10〜100,0〇〇Pa .s。 ^ 2·根據申請專利範圍第1項之聚羥基羧酸，其為藉由 乙交S旨之開環聚合所獲得之聚羥基乙酸。 3 ·如申請專利範圍第1項之聚羥基羧酸，其具有（d)至 少40 %之溶融黏度維持力，該熔融維持力係藉由聚羥基魏 酸在保存60分鐘後於250。(：下測量之黏度（π6G)，和聚羥基 羧酸在2 5 0 °C下預加熱5分鐘後測量之初始黏度（π Q )之比例 所定義（7?6g/ 7?。）X 1〇〇。 4·如申請專利範圍第}項之聚羥基羧酸，其中（e)當聚_ 經基敌酸從5 0 C以2 °C / m i η ·之昇溫速率在一流速為 1 0 m 1 / m i η ·之氮氣流内加熱時，其中重量損失百分比為在 -50 °C時之1%之溫度為2〇〇 °c或更高。 5· —種藉由乙交酯之開環聚合所獲得之具有熔融安定 性之聚羥基乙酸，其具有：

第52頁 1238834 ___案號09111491 _年月 六、申請專利範圍 曰 修正 (I )至少4 0 %之熔融黏度維持力，該溶融維持力係藉 由聚經基魏酸其在保存6 0分鐘後2 5 0 °C下測量之黏度 (以〇) ’和聚羥基鼓酸其在250 t下預加熱5分鐘後測量之 初始黏度（7?。）之比例所定義（τ^/χ 1〇〇， (Ε)使用藉由將聚羥基羧酸加壓成型和結晶化所獲 得薄片之黃色指數（ΥI )測量指數為4 〇或較低，

(Π )當聚經基乙酸從5 〇 °C以昇溫速率2 °c /m i η ·在一流 速為10ml/min·之氮氣流中加熱，其中重量損失百分比為 在50°C時之1%之溫度為2〇〇°C或更高， (IV)在溫度240 °C和122 /秒之切變率所測量之熔融黏 度為10到100, 〇〇〇pa · s ,以及 藉由重量-平均分子量-比—數量—平均分子量之比例 (Mw/Μη )所代表之重量-平均分子量（Mw)與分子量分佈分別 為 1 0，0 0 0 到 1，〇 〇 〇，〇 〇 〇 與 1 · 〇 到 2 · 5 之間。 6· 一種長度在1到l〇mm和厚度在i到1〇_之彈丸，其為 根據申請專利範圍第5項之聚羥基乙酸所形成。

、>7· —種聚羥基羧酸之製造方法，包含一在120到25Q<t 分鐘到50小時之環酯開環聚合，以及一在溫度比開 衣水〇低1 〇到5 〇 °c中進行1到5 〇小時之額外聚合作用， 其中聚羥基羧酸乃被製造，而其具有： (㈧範園在“刈⑽到^⑽刈⑽之重量—平均分子量

1238834 案號 09111491 六、申請專利範圍 (C )使用藉由將聚經基叛酸加壓成型和結晶化所得之 薄片測量所得之黃色指數指數上限為40。 8 · —種製造具有熔融安定性之聚羥基乙酸之方法，其 包含下列步驟·· (1)使乙交醋在不超過2 25。〇的溫度，以熔融態被開 聚合， (2 )將聚合物產品從熔融態轉變為固態， (3 )使聚合。物產品如所需要地遭受固相聚合，以及 (4)在22 0 °C到25 0 t的溫度間，應用熱量對該固態聚 合物產品熱混練。 其中在步驟（4) 其中在步驟 其中一聚經基 9·如中請專利範圍第8項之製造方法 之熱混練在1到2 0分鐘之時間範圍進行。 1 0 ·如申請專利範圍第8項之製造方法 (4 )之熱’匕練使用滾輪進行。 Π ·、如申請專利範圍第8項之製造方法 .....一 ^ &乃被製造’而其具有··（ I)至少40 %之熔融黏度維持 A炫融維持力係藉由聚羥基羧酸在保存6 〇分鐘後，於 3 C 丁測里之黏度（〜〇 )，和聚羥基羧酸在2 5 0 °C下預加 鐘後測量之初始點度（^)之比例所定義（ 12·、如申請專利範圍第8項之製造方法，其中一聚羥基 =7^被製造’而其具有（^ )使用藉由將聚羥基羧酸加 ί結曰日化所獲得之薄片測量指數為40或較低之黃色 夺曰数C Y I )。

1238834 _案號09111491_年月日 修正 _ 六、申請專利範圍 1 3.如申請專利範圍第8項之製造方法，其中一聚羥基 乙酸乃被製造，而其具有（Π )當聚羥基乙酸從50 °C以昇 溫速率2°C/min.在一流速為10ml/mine之氮氣流中加熱， 其重量減少變為在1 %之溫度為2 0 0 °C或更高。 1 4 ·如申請專利範圍第8項之製造方法，其中一聚羥基 乙酸乃被製造，而其具有（IV)當在溫度240 °C和122/秒之 · 切變率所測量時，其熔融黏度為1 0到1 00, OOOPa · s之範 ^ 圍。 - 1 5.如申請專利範圍第8項之製造方法，其中一聚羥基 乙酸乃被製造，而其具有（V)範圍在1 0, 0 0 0到1，〇〇〇, 0 00 〇 之重量-平均分子量（Mw)和範圍在1, 0到2. 5間之分子量分 佈其藉由重量_平均分子量-比-數量_平均分子量之比例 (Mw/Mn)所代表者。

第55頁 1238834 外曰 修正 匕丰斯^—-兮Λ 〇*7· < 申請案號：0911149H C〇^Gf ^ (以上各攔由本局填註） 發明專利說明書 中文 聚羥基羧酸及其製造方法 英文 姓名 (中文） 發明名稱 .山根和行 2.川上進盟 發明人 (共2人） 姓名 (英文） 2· («1： 1·曰本JP 曰本JP )2· 名稱或 姓名 (中文） 名稱或 姓名 (英文） 1.吳羽化學工業股份有限公司 l.KUREHA CHEMICAL INDUSTRY COMPANY, LIMITED L曰本JP 申請人 (共1人） 住居所 (營業所) (中文） 1.曰本國東京都中央區曰本橋堀留町一丁目9番11號 (本地址與前向貴局申請者不同） 1. 住居所 (營業所) (英文） 1.清辅洋一 tix) L Yoichi Kiyosuke ___ 第1頁