WO2019035357A1 - ポリエステルコポリマーおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2019035357A1
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monomer
residue
polyester copolymer
macromer
copolymer
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PCT/JP2018/028846
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柿澤資訓
門脇功治
棚橋一裕
坂口博一
木戸場和志
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東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a polyester copolymer and a method for producing the same, and more particularly to a polyester copolymer that can exhibit biodegradability or bioresorbability.
  • Polyesters produced from ester bond-forming monomers represented by polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone and copolymers thereof are noted as biodegradable or bioabsorbable polymers, and, for example, sutures etc. It is widely used in medical materials, medicines, pesticides, sustained release materials such as fertilizers, etc. Furthermore, it is also expected as packaging materials, such as a container and a film, as biodegradable general purpose plastics.
  • biodegradable polyesters and bioabsorbable polyesters produced from ester bond-forming monomers are fragile. Therefore, development of high molecular weight polymers and various copolymers has been attempted in order to improve mechanical properties and obtain biodegradable polymers having strength and moldability that can withstand practical use.
  • Patent Document 1 first produces lactide and glycolide from lactic acid and glycolic acid to obtain a polymer of higher molecular weight in synthesis of polylactic acid and polyglycolic acid conventionally performed by polycondensation. Discloses a method for ring-opening polymerization of
  • Non-Patent Document 1 describes a multi-block copolymer obtained by linking a polylactic acid-based polymer obtained by reacting lactide and hexanediol with polycaprolactone having hydroxyl groups at both ends.
  • Patent Document 2 discloses that the first block comprising polylactic acid having hydroxyl groups at both ends, and the second block comprising a polymer having higher mobility than polylactic acid, do not impair biodegradability. Also disclosed are multi-block copolymers with more improved properties.
  • the multiblock copolymers described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 have excellent mechanical strength as compared to homopolymers such as simple polylactic acid.
  • bioabsorbable polymers in the medical field such as scaffold materials for artificial medicine and artificial blood vessels, soft properties similar to biological tissues may be required.
  • many elastomers currently used industrially are non-biodegradable, and the accumulation in the environment after disposal is a serious problem. Therefore, making the elastomer biodegradable has great significance. That is, a biodegradable and bioabsorbable polymer having a low Young's modulus is required.
  • An object of the present invention is to provide a novel polyester copolymer that solves this problem.
  • the present invention for solving the above problems is a polyester copolymer comprising two types of ester bond-forming monomer residues as main constituent units, wherein the above two types of ester bond-forming monomers are each referred to as "monomer A", " When it is set as monomer B ", it is a polyester copolymer which satisfy
  • polyester copolymer which has a low Young's modulus and a high tensile strength, and which can exhibit biodegradability and bioresorbability, which is suitable for medical applications and elastomer applications.
  • FIG. 6 is an elongation-stress curve obtained by subjecting the polyester copolymer synthesized in Comparative Example 2 to a tensile test.
  • FIG. 6 is an elongation-stress curve obtained by subjecting the polyester copolymers synthesized in Comparative Examples 3 and 4 to a tensile test.
  • FIG. 7 is an elongation-stress curve obtained by tensile test of the polyester copolymer synthesized in Example 8.
  • the polyester copolymer of the present invention is a copolymer having two types of ester bond-forming monomer residues as main constituent units.
  • the two types of ester bond-forming monomers may be expressed as “monomer A” and “monomer B”, respectively.
  • ester bond-forming monomer refers to a monomer which, after polymerization, results in a polymer in which the monomer units are linked by ester bonds, ie a polyester.
  • ester bond-forming monomer it is preferable to use a hydroxycarboxylic acid.
  • lactone which is a cyclic compound obtained by intramolecular dehydration condensation of hydroxy group and carboxyl group of hydroxycarboxylic acid
  • lactide which is a cyclic compound obtained by dehydration condensation of hydroxy group and carboxyl group of two hydroxycarboxylic acids, are also preferably used. be able to.
  • aliphatic hydroxycarboxylic acids include lactic acid, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxypentanoic acid, hydroxycaproic acid, hydroxyheptanoic acid and the like, with preference given to lactic acid, glycolic acid and hydroxycaproic acid.
  • L -lactic acid As lactic acid, L 1 -lactic acid, D 2 -lactic acid, and a mixture thereof can be used, but in terms of physical properties and biocompatibility of the obtained polymer, L -lactic acid is preferably used. When a mixture is used as the monomer, the content of L form is preferably 85% or more, and more preferably 95% or more.
  • lactone As the lactone, caprolactone, dioxepanone, ethylene oxalate, dioxanone, 1,4-dioxane-2,3-dione, ⁇ -propiolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ - Butyrolactone, pivalolactone and the like can be used.
  • lactide dilactide in which two lactic acid molecules are dehydrated and condensed
  • glycolide in which two glycolic acid molecules are dehydrated and condensed and tetramethyl glycolide can be used.
  • ester bond-forming monomer derivatives of the monomers exemplified above can also be used.
  • “monomer residue” means, in principle, the repeating unit of the chemical structure derived from the monomer in the chemical structure of a copolymer obtained by polymerizing two or more types of monomers containing the monomer. say.
  • lactic acid CH 3 CH (OH) COOH
  • caprolactone ⁇ -caprolactone: the following formula
  • a "monomer residue” shall mean one of the 2-time repeating structures derived from the said dimer.
  • dilactide L -(-)-lactide: the following formula
  • the chemical structure of the copolymer forms a structure in which the structure represented by the above formula (R1) is repeated twice as a dilactide residue, in which case one lactic acid unit of them is formed.
  • R1 the structure represented by the above formula (R1)
  • one lactic acid unit of them is formed.
  • “monomer residue” is derived from dilactide and “monomer residue”, that is, two lactic acid residues are formed.
  • main constituent unit means that the sum of the numbers of the two types of monomer residues is 50 mol% or more of the entire polymer including the other monomer residues, and It means that the residue of is 20 mol% or more of the whole polymer.
  • having the monomer A residue and the monomer B residue as main constituent units is that the sum of the number of residues of the monomer A residue and the monomer B residue is 50 mol% or more of the whole polymer, and It means that the monomer A residue is 20 mol% or more of the whole polymer, and the monomer B residue is 20 mol% or more of the whole polymer.
  • the mole fraction of the monomer A residue, the monomer B residue and the other residues can be determined by nuclear magnetic resonance (NMR) measurement from the area value of the signal derived from each residue.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • the monomer A residue is a lactic acid residue
  • the monomer B residue is a caprolactone residue
  • it can be measured by the method described in Measurement Example 2 described later.
  • the sum of monomer A residue and monomer B residue is 50 mol% or more of the whole polymer including other monomer residues, preferably 75 mol% or more, and 90 mol% or more It is more preferable that Further, the monomer A residue and the monomer B residue are each 20 mol% or more, preferably 30 mol% or more, and more preferably 40 mol% or more from the above-mentioned definition.
  • a polymer in which the sum of the monomer A residue and the monomer B residue is 100% of the whole polymer, that is, a polymer consisting only of the monomer A and the monomer B is mentioned as a particularly preferred embodiment.
  • the molar ratio of the monomer A residue to the monomer B residue is preferably 7/3 to 3/7 because an excess of one monomer approaches homopolymer-like properties. And more preferably 6/4 to 4/6.
  • ester bond-forming monomers constituting the main constituent unit can be further copolymerized as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a monomer still another of the above-mentioned ester bond forming monomers can be used.
  • a monomer that functions as a linker examples include hydroxycarboxylic acids other than the two types of ester bond-forming monomers that constitute the main constituent unit, dialcohols, dicarboxylic acids, amino acids, diamines, diisocyanates, diepoxides, and the like.
  • polyester copolymer including a copolymer including a structural unit partially linked by a bond other than an ester bond. It shall be.
  • the polyester copolymer of the present invention is preferably biodegradable or bioabsorbable.
  • a person skilled in the art synthesizes a copolymer that exhibits appropriate biodegradability or bioabsorbability depending on the application by appropriately combining the above-exemplified monomers and adjusting the ratio of the monomers within the range defined in the present invention. I will be able to do it.
  • polyester copolymer of the present invention a monomer having a relatively large initial polymerization rate in the case of copolymerizing the two types of ester bond-forming monomers described above in equimolar proportions is “monomer A” and a small monomer is “monomer B”. It is preferable that 1.1 ⁇ V A / V B ⁇ 40, where V A and V B are initial polymerization rates in the case of copolymerizing them in equimolar amounts, respectively.
  • V A and V B can be obtained by the following method. Same molar mixing of monomer A and monomer B, adding a solvent and a catalyst as needed, and within the range of 10% error with the later-described R value in the polyester copolymer finally synthesized or to be synthesized The conditions such as temperature are adjusted to obtain the R value, and the polymerization reaction is started. The sample during polymerization is periodically sampled to measure the remaining amount of monomer A and monomer B. The remaining amount is measured, for example, by chromatography or nuclear magnetic resonance (NMR) measurement. By subtracting the remaining amount from the charged amount, the amount of monomers subjected to the polymerization reaction can be determined. When the amount of monomers subjected to the polymerization reaction is plotted against the sampling time, the initial slopes of the curve are V A and V B.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • V A / V B is more preferably 1.3 or more, and still more preferably 1.5 or more.
  • V A / V B is more preferably 30 or less, still more preferably 20 or less, and still more preferably 10 or less.
  • a lactic acid residue is preferred as the monomer A residue, and a caprolactone residue is preferred as the monomer B residue.
  • R value in the polyester copolymer of the present invention is 0.45 or more when the above-mentioned two types of ester bond-forming monomers are respectively "monomer A" and “monomer B”. It is 0.99 or less.
  • R value [AB] / (2 [A] [B]) ⁇ 100 [A]: mole fraction of monomer A residue in polyester copolymer [B]: mole fraction of monomer B residue in polyester copolymer [AB]: monomer A residue and monomer B in polyester copolymer Molar fraction of structure (AB, and BA) in which residues are adjacent to each other R value indicates that two ester bond-forming monomer residues, that is, monomer A residues and monomer B residues are main constituent units It is used as an index showing the randomness of the arrangement of monomer residues in the copolymer. For example, a random copolymer with completely random monomer sequence will have an R value of one. In the case of block copolymers, the R value is 0 to 0.44.
  • the R value can be determined by nuclear magnetic resonance (NMR) measurement by quantifying the ratio of two adjacent monomer combinations (AA, BB, AB, BA), specifically It shall measure by the method as described in the example 2 of a measurement mentioned later. If the R value is less than 0.45, the crystallinity is high, and the molded article of the copolymer becomes hard and the Young's modulus increases. On the other hand, when the R value exceeds 0.99, the copolymer molded article becomes too soft and tacky, and the handleability decreases. From the same viewpoint, in the present invention, the R value of the polyester copolymer is preferably 0.50 or more, and preferably 0.80 or less.
  • Crystallization rate It is known that the crystallinity of a polymer greatly affects its mechanical strength. In general, low crystallinity polymers exhibit low Young's modulus, so low crystallinity is desirable to obtain flexibility. The crystallization rate of the polymer is determined from the heat of fusion by differential scanning calorimetry (DSC) measurement.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the crystallization rate of at least one of the monomer A residue or the monomer B residue is less than 14%. If the said crystallization rate is less than 14%, the raise of a Young's modulus will be suppressed and it can obtain the polyester copolymer suitable for medical material and an elastomer use.
  • the crystallization rate of the monomer A residue and / or the monomer B residue is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.
  • the crystallization ratio of the monomer residue referred to herein is the product of the heat of fusion per unit weight of the homopolymer consisting of only a certain monomer residue and the weight fraction of the monomer residue in the polyester copolymer of the present invention. It is the ratio of the heat of fusion per unit weight of the said monomer residue in the polyester copolymer of the invention.
  • the crystallization ratio of the monomer A residue is the product of the heat of fusion per unit weight of the homopolymer consisting only of the monomer A and the weight fraction of the monomer A residue in the polyester copolymer of the present invention in the polyester copolymer
  • the ratio of heat of fusion per unit weight of monomer A residue of The crystallization ratio of the monomer A residue and the monomer B residue indicates the ratio of forming a crystal structure among the monomer A residue or the monomer B residue of the polyester copolymer of the present invention, respectively.
  • the crystallization rate of the lactic acid residue is less than 14%, and more preferably 10% or less.
  • the crystallization rate is determined by the method described in Measurement Example 4 described later.
  • the weight average molecular weight of the polyester copolymer of the present invention is preferably at least 60,000 in order to obtain an effect of improving the tensile strength due to the entanglement of polymer chains.
  • the upper limit is not particularly limited, but in consideration of problems with the production method due to an increase in viscosity and a decrease in formability, it is preferably not more than 1.60000, more preferably not more than 800,000, and still more preferably not more than 400,000.
  • the weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC), and specifically, it should be determined by the method described in Measurement Example 1 described later.
  • the polymer it is desirable for the polymer to have low crystallinity in order to obtain flexibility.
  • the polyester copolymer in which the polymer A residue is a lactic acid residue and the polymer B residue is a caprolactone residue, the polyester copolymer is formed into a film by a solvent cast film method, and polylactic acid ⁇ measured by X-ray diffraction (XRD)
  • XRD X-ray diffraction
  • the crystallite size of the crystals is preferably 24 nm or less, more preferably 10 nm or less.
  • the crystallite size of polycaprolactone is preferably 30 nm or less, and more preferably 10 nm or less. Specifically, these crystallite sizes are measured by the method described in Measurement Example 5 described later.
  • the Young's modulus of the polyester copolymer of the present invention is preferably 6.3 MPa or less, more preferably 3.6 MPa or less.
  • the Young's modulus is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and still more preferably 1.0 MPa or more, since the molded product can not maintain its shape if it is too low.
  • the maximum point stress of the polyester copolymer of the present invention is preferably 5 MPa or more, more preferably 20 MPa or more.
  • the breaking elongation of the polyester copolymer of the present invention is preferably 200% or more, more preferably 500% or more, and still more preferably 1000% or more.
  • Young's modulus, maximum point stress and breaking elongation are values determined according to JIS K6251 (2010), and specifically, they are measured by the method of measurement example 3 described later.
  • the polyester copolymer of the present invention is, for example, monomer A and monomer B which are two types of ester bond-forming monomers, and the sum of monomer A residue and monomer B residue at the completion of polymerization is 50 mol% of the total residues
  • ester bond formation monomer the thing similar to the above-mentioned thing can be used, It is based on the above-mentioned description also about preferable combination etc.
  • the randomness of the distribution of monomer residues constituting a polyester copolymer having two types of ester bond-forming monomer residues as main constituent units changes due to the difference in the reactivity of monomers during polymerization. That is, when the same monomer and the other monomer are bonded with the same probability after one of the two types of monomers during polymerization, a random copolymer in which monomer residues are completely randomly distributed is obtained. However, if one of the monomers tends to be attached after one monomer, a gradient copolymer with a biased distribution of monomer residues is obtained.
  • the composition of the monomer residue continuously changes from the polymerization initiation end to the polymerization termination end along the molecular chain of the obtained gradient copolymer.
  • the monomer A is a monomer having a higher initial polymerization rate than the monomer B
  • the monomer A tends to be bonded after the monomer A when the monomer A and the monomer B are copolymerized in the macromer synthesis step. Therefore, in the macromer synthesized, a gradient structure is formed in which the proportion of monomer A units gradually decreases from the polymerization initiation end to the polymerization termination end. That is, the macromer obtained in this step is a macromer having a gradient structure in which the monomer A residue and the monomer B residue form a composition gradient in the backbone due to the difference in initial polymerization rate between the monomer A and the monomer B.
  • Such macromers may be referred to herein as "gradient macromers.”
  • the macromer synthesis step in order to realize such a gradient structure, it is desirable to synthesize a macromer by a polymerization reaction that occurs in one direction from the initiation end.
  • a polymerization reaction As such a synthesis reaction, ring-opening polymerization and living polymerization can be mentioned as preferable examples.
  • the R value represented by the mole fraction of adjacent structures (AB and BA) is preferably 0.45 or more and 0.99 or less, and is 0.50 or more and 0.80 or less Is more preferred.
  • the macromer obtained in this step is easy to be produced in the above (2) It is preferable that it has a crystallization rate of the monomer residue described, that is, a crystallization rate of at least one of the monomer A residue or the monomer B residue is less than 14%, and is 10% or less Is more preferably 5% or less, and most preferably 1% or less.
  • the weight average molecular weight of the macromer synthesized in the macromer synthesis step is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more. Moreover, in order to suppress crystallinity and maintain flexibility, it is preferably 150,000 or less, and more preferably 100,000 or less.
  • Multi-step In the multimerization step, the macromers obtained in the macromer synthesis step are linked to each other, or multimerization is carried out by additionally adding monomer A and monomer B to the macromer solution obtained in the macromer synthesis step. In this step, the macromers obtained in one macromer synthesis step may be linked together, or a plurality of macromers obtained in two or more macromer synthesis steps may be linked.
  • “multimerization” is to form a structure in which a molecular chain having a gradient structure in which a monomer A residue and a monomer B residue have a composition gradient in the backbone is repeated by any of these methods.
  • the number of macromer units to be multimerized may be 2 or more, but when the number of linkages is large, the effect of improving the tensile strength by molecular chain entanglement is obtained, so 3 or more is preferable, and 4 or more More preferably, it is 6 or more.
  • the number of macromer units is preferably 80 or less, more preferably 40 or less, because there is a concern that the viscosity increase may adversely affect moldability. And 20 or less.
  • the number of macromer units connected can be adjusted according to the catalyst used in the multimerization process and the reaction time.
  • the number of macromer units can be determined by dividing the weight average molecular weight of the finally obtained polyester copolymer by the weight average molecular weight of the macromer.
  • the polyester copolymer of the present invention may be a linear polymer in which macromer units are linearly linked, or may be a branched polymer in which branch chains are linked.
  • a linear polyester copolymer can be synthesized, for example, by coupling one similar gradient macromer to each end of the gradient macromer via the ends.
  • the ends are condensed with a condensing agent to obtain a multimerized polyester copolymer.
  • gradient macromers may be multimerized via a linker as long as the mechanical properties of the polymer are not affected.
  • a linker having a plurality of carboxyl groups and / or a plurality of hydroxy groups such as 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, to synthesize a branched polyester copolymer in which the linker is branched.
  • the polyester copolymer obtained by the above production method is a copolymer having a structure in which two or more macromer units having a compositional gradient in the backbone of monomer A residue and monomer B residue are linked, and this is a polyester of the present invention It is a preferred embodiment of the copolymer.
  • a structure may be conveniently described as "multi-gradient” and a copolymer having multi-gradient structure as “multi-gradient copolymer”.
  • the multi-gradient copolymer preferably has a structure in which two or more macromer units having a gradient structure in which a monomer A residue and the monomer B residue form a composition gradient in a backbone are linked, and a structure in which three or more are linked It is preferable to have
  • polyester copolymers in which the monomer A residue is a lactic acid residue and the monomer B residue is a caprolactone residue are particularly preferred embodiments of the present invention.
  • Such polyester copolymers are preferably produced by the following production method.
  • dilactide and ⁇ -caprolactone are polymerized in the presence of a catalyst.
  • the dilactide, ⁇ -caprolactone monomers are preferably purified to remove impurities prior to use. Purification of dilactide is possible, for example, by recrystallization from toluene dried with sodium.
  • ⁇ -caprolactone is purified by vacuum distillation, for example, from CaH 2 to N 2 atmosphere.
  • a conventional polymerization catalyst of polyester such as germanium-based, titanium-based, antimony-based or tin-based catalyst can be used.
  • polyester polymerization catalysts include tin octylate, antimony trifluoride, zinc powder, dibutyltin oxide and tin oxalate.
  • the method of adding the catalyst to the reaction system is not particularly limited, it is preferably added in the state of being dispersed in the raw material at the time of feeding the raw material or in the dispersed state at the start of pressure reduction.
  • the amount of the catalyst used is 0.01 to 3% by weight, more preferably 0.05 to 1.5% by weight, in terms of metal atom, based on the total amount of monomers used.
  • a macromer having a lactic acid residue and a caprolactone residue can be obtained by placing dilactide, caprolactone and a catalyst in a reaction vessel equipped with a stirrer and reacting at 150 to 250 ° C. under a nitrogen stream.
  • a co-catalyst reaction it is preferable to carry out a co-catalyst reaction at about 90 ° C. prior to the polymerization reaction.
  • the reaction time is preferably 2 hours or more, preferably 4 hours or more, and more preferably 8 hours or more to increase the degree of polymerization.
  • the problem of coloring of the polymer occurs if the reaction is carried out for a long time, it is preferably 3 to 12 hours.
  • the ends of the gradient macromer having a lactic acid residue and a caprolactone residue are linked by condensation reaction to be mulled.
  • the reaction temperature of the condensation reaction is preferably 10 to 100 ° C., more preferably 20 to 50 ° C.
  • the reaction time is preferably 1 day or more, more preferably 2 days or more. However, if the reaction is carried out for a long time, the problem of coloring of the polymer occurs, so 2 to 4 days are preferable.
  • [AB] is a molar fraction of a structure in which a lactic acid residue and a caprolactone residue or valerolactone residue are adjacent to each other, and more specifically, AA, AB, BA, BA
  • Solvent deuterated chloroform Measurement temperature: room temperature [Measurement example 3: tensile test]
  • the purified copolymer was dried under reduced pressure, dissolved in chloroform to a concentration of 5% by weight, and the solution was transferred onto a polytetrafluoroethylene petri dish and dried overnight at room temperature under normal pressure. It was dried under reduced pressure to obtain a copolymer film.
  • the obtained copolymer film (thickness: about 0.1 mm) is cut into strips (50 mm ⁇ 5 mm), and tensioned with Tenjiron Universal Tester RTM-100 (manufactured by Orientec Co., Ltd.) according to JIS K6251 (2010) under the following conditions Tests were measured to calculate Young's modulus and maximum point stress and elongation at break. The results are shown in Table 2.
  • the obtained copolymer film was collected on alumina PAN, and was measured by a differential scanning calorimeter by a DSC method under the following conditions, and the heat of fusion was calculated from the measurement results of temperature conditions (D) to (E).
  • ⁇ e half width (o) of diffraction peak
  • Example 1 50.0g of L - lactide; and (PURASORB L manufactured by PURAC Co., Ltd.), and ⁇ over caprolactone 38.5mL (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), we were taken into a separable flask as a monomer. 0.81 g of tin (II) octylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a catalyst dissolved in 14.5 mL of toluene (super dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) under an argon atmosphere, is used.
  • tin (II) octylate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times, and the precipitate was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain a macromer.
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times, and the precipitate was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain a macromer.
  • the reaction mixture was added with 30 mL of chloroform and added dropwise to 500 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate.
  • the precipitate was dissolved in 50 mL of chloroform and added dropwise to 500 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated twice to obtain a purified polyester copolymer as a precipitate.
  • Example 4 50.0g of L - lactide; and (PURASORB L manufactured by PURAC Co., Ltd.), and ⁇ over caprolactone 38.5mL (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), we were taken into a separable flask as a monomer. 0.81 g of tin (II) octylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a catalyst dissolved in 14.5 mL of toluene (super dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) under an argon atmosphere, is used.
  • tin (II) octylate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • toluene super dehydrated
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times, and the precipitate was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain a macromer.
  • Example 5 Add 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid as a co-initiator (linker) to a monomer / co-initiator ratio in Table 1, and copolymerize it at 150 ° C for 6 hours without co-catalysis A purified polyester copolymer was obtained in the same manner as in Examples 2 and 3 except for the above.
  • Comparative Example 1 Method of Producing Gradient Polymer 50.0g of L - lactide; and (PURASORB L manufactured by PURAC Co., Ltd.), and ⁇ over caprolactone 38.5mL (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), we were taken into a separable flask as a monomer. 0.81 g of tin (II) octylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a catalyst dissolved in 14.5 mL of toluene (super dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) under an argon atmosphere, is used. The copolymer was reacted at the temperature described in “Temp. 2” and the temperature described in “Time 2” to obtain a crude copolymer.
  • tin (II) octylate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • toluene super dehydrated
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times to obtain a gradient copolymer as a precipitate. It was dried at 70 ° C. under reduced pressure.
  • Comparative Example 2 Method for Producing Block Copolymer 50.0g of L - lactide; a (Purasorb L manufactured by PURAC Co.) were taken into a separable flask as a monomer. 0.81 g of tin (II) octylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) which is a catalyst dissolved in 14.5 mL of toluene (super dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) under an argon atmosphere Were added, and the polymerization reaction was carried out at the temperature described in temperature 2 and the temperature described in time 2.
  • tin (II) octylate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • toluene super dehydrated
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times, and the precipitate was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain a block copolymer.
  • Comparative Examples 3 and 4 Production Method of Multi-Block Copolymer 50.0g of L - lactide; the (PURASORB L manufactured by PURAC Co., Ltd.) were collected into a separable flask as a monomer.
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times, and the precipitate was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain a purified copolymer.
  • the reaction mixture was added with 30 mL of chloroform and added dropwise to 500 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate.
  • the precipitate was dissolved in 50 mL of chloroform and added dropwise to 500 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated twice to obtain a precipitate, ie, a purified copolymer.
  • Example 8 25.0 g of L -lactide (PURASORB L; manufactured by PURAC) and 15.6 mL of ⁇ -valerolactone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were collected as a monomer in a separable flask. 0.14 g of tin (II) octylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) which is a catalyst dissolved in 7.25 mL of toluene (super dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) under an argon atmosphere.
  • PURASORB L manufactured by PURAC
  • ⁇ -valerolactone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • the crude copolymer obtained was dissolved in 50 mL of chloroform and added dropwise to 700 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated three times, and the precipitate was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain a macromer.
  • the reaction mixture was added with 20 mL of chloroform and added dropwise to 500 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate.
  • the precipitate was dissolved in 30 mL of chloroform and added dropwise to 400 mL of methanol under stirring to obtain a precipitate. This operation was repeated twice to obtain a purified polyester copolymer as a precipitate.
  • non-woven fabrics and the like for fibers, disposable toiletry products and cosmetics for containers, and films for packaging as agricultural films, multi films for agriculture, tapes and the like are considered.
  • Other medical applications include DDS fields such as sutures, artificial bones, artificial skins, wound dressings, microcapsules, and scaffolds for tissue and organ regeneration.
  • a binder of a toner, a thermal transfer ink, etc. is considered, it is not limited to these.

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Abstract

本発明は、ヤング率が低く、かつ引っ張り強度が高い生分解性・生体吸収性ポリマーを提供することを課題とする。当該課題を解決するための本発明は、２種類のエステル結合形成性モノマー残基を主構成単位とするポリエステルコポリマーであって、２種類のエステル結合形成性モノマーをそれぞれ「モノマーＡ」、「モノマーＢ」とした場合に、下記（１）および（２）を満たすポリエステルコポリマーである。 （１）下記式 Ｒ＝［ＡＢ］／（２［Ａ］［Ｂ］）×１００ ［Ａ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基のモル分率 ［Ｂ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＢ残基のモル分率 ［ＡＢ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基が隣り合った構造（Ａ－Ｂ、およびＢ－Ａ）のモル分率 で表されるＲ値が０．４５以上０．９９以下である。 （２）モノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の少なくとも一方の結晶化率が１４％未満である。

Description

ポリエステルコポリマーおよびその製造方法
　本発明は、ポリエステルコポリマーおよびその製造方法、とりわけ、生分解性または生体吸収性を発現し得るポリエステルコポリマーに関する。
　ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンあるいはこれらの共重合体に代表される、エステル結合形成性モノマーから製造されるポリエステルは、生分解性あるいは生体吸収性ポリマーとして注目され、例えば、縫合糸等の医用材料、医薬、農薬、肥料等の徐放性材料等、多方面に利用されている。更に、生分解性汎用プラスチックとして容器やフィルム等の包装材料としても期待されている。
　しかし、一般に、エステル結合形成性モノマーから製造される生分解性ポリエステルや生体吸収性ポリエステルは脆弱である。そのため、機械的特性を改善して実用に耐える強度や成形性を有する生分解性ポリマーを得る目的で、高分子量のポリマーや各種コポリマーの開発が試みられている。
　例えば、特許文献１には、従来は重縮合により行われていたポリ乳酸やポリグリコール酸の合成において、より高分子量のポリマーを得るため、乳酸、グリコール酸からまずラクチド、グリコリドを製造し、これらを開環重合して合成する方法が開示されている。
　また、結晶性が高いため硬くて脆いポリ乳酸と、他の運動性の高いポリマーとを組み合わせた新たなマルチブロックコポリマーを開発する試みも数多くなされている。例えば、非特許文献１には、ラクチドとヘキサンジオールとを反応させて得られるポリ乳酸ベースのポリマーと、両末端が水酸基のポリカプロラクトンとを連結させて得られるマルチブロックコポリマーが記載されている。特許文献２には、両末端に水酸基を備えるポリ乳酸からなる第１ブロックと、ポリ乳酸よりも運動性の高いポリマーからなる第２ブロックとを有することによって、生分解性を損なうことなく機械的特性がより改善されたマルチブロックコポリマーも開示されている。
特許第３１６１７２９号明細書 特開２００６－１８３０４２号公報
ＯｊｕＪｅｏｎ，ｅｔａｌ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ２００３，３６，５５８５－５５９２
　特許文献２や非特許文献１に記載のマルチブロックコポリマーは、単純なポリ乳酸等のホモポリマーに比べて優れた機械強度を有する。一方において、再生医療用の足場材料や人工血管など、医療分野の生体吸収性ポリマーの場合、生体組織に類似した柔らかい特性が求められる場合もある。加えて、現在工業的に使用されているエラストマーの多くは非生分解性であり、廃棄後、環境に蓄積することが大きな問題となっている。そのため、エラストマーを生分解性にすることには大きな意義がある。すなわち、低ヤング率の生分解性・生体吸収性ポリマーが求められている。
　しかし、柔らかくとも、成形性に劣っていたり破断し易かったりすると、産業的に利用することが極めて難しい。そこで、柔らかくも且つ破断が起こりにくい特性、つまり、ヤング率が低く、かつ引っ張り強度が高い生分解性・生体吸収性ポリマーが求められている。しかし、従来知られている生分解性・生体吸収性ポリエステルでこれらの特性を両立することは困難であった。
　本発明は、この問題点を解決する新規ポリエステルコポリマーを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するための本発明は、２種類のエステル結合形成性モノマー残基を主構成単位とするポリエステルコポリマーであって、前記２種類のエステル結合形成性モノマーをそれぞれ「モノマーＡ」、「モノマーＢ」とした場合に、下記（１）および（２）を満たすポリエステルコポリマーである。
（１）下記式
Ｒ＝［ＡＢ］／（２［Ａ］［Ｂ］）×１００
［Ａ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基のモル分率
［Ｂ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＢ残基のモル分率
［ＡＢ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基が隣り合った構造（Ａ－Ｂ、およびＢ－Ａ）のモル分率
で表されるＲ値が０．４５以上０．９９以下である。
（２）モノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の少なくとも一方の結晶化率が１４％未満である。
　本発明により、低ヤング率かつ高引っ張り強度を有し、かつ生分解性や生体吸収性を発現し得る、医療用途やエラストマー用途に適したポリエステルコポリマーを得ることができる。
実施例１、２、３で合成したポリエステルコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線である。 比較例１で合成したポリエステルコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線である。 比較例２で合成したポリエステルコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線である。 比較例３、４で合成したポリエステルコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線である。 実施例８で合成したポリエステルコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線である。
　＜ポリエステルコポリマー＞
　本発明のポリエステルコポリマーは、２種類のエステル結合形成性モノマー残基を主構成単位とするコポリマーである。本明細書においては、当該２種類のエステル結合形成性モノマーを、それぞれ「モノマーＡ」、「モノマーＢ」と表現することがある。
　「エステル結合形成性モノマー」とは、重合後、モノマー単位がエステル結合で連結しているポリマー、すなわちポリエステルを生じるモノマーを言う。
　エステル結合形成性モノマーとしては、ヒドロキシカルボン酸を用いることが好ましい。また、ヒドロキシカルボン酸のヒドロキシ基とカルボキシル基が分子内脱水縮合した環状化合物であるラクトンや、２分子のヒドロキシカルボン酸の互いのヒドロキシ基とカルボキシル基が脱水縮合した環状化合物であるラクチドも好ましく用いることができる。
　ヒドロキシカルボン酸としては、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を用いることが特に好ましい。脂肪族ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸等が挙げられ、特に、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシカプロン酸が好ましい。
　乳酸としては、Ｌ－乳酸、Ｄ－乳酸、及びそれらの混合体を用いることができるが、得られるポリマーの物性や生体適合性の面からは、Ｌ－乳酸を用いることが好ましい。モノマーとして混合体を用いる場合、Ｌ体の含有率が８５％以上であることが好ましく、９５％以上である方がより好ましい。
　ラクトンとしては、カプロラクトン、ジオキセパノン、エチレンオキザラート、ジオキサノン、１，４－ジオキサン－２，３－ジオン、β－プロピオラクトン、δ－バレロラクトン、β－プロピオラクトン、β－ブチロラクトン、γ－ブチロラクトン、ピバロラクトン等を用いることができる。
　ラクチドとしては、乳酸２分子が脱水縮合したジラクチドや、グリコール酸２分子が脱水縮合したグリコリド、テトラメチルグリコリドを用いることができる。
　エステル結合形成性モノマーとしては、以上例示したモノマーの誘導体を用いることもできる。
　本明細書において、「モノマー残基」とは、原則として、当該モノマーを含む２種以上のモノマーを重合して得られたコポリマーの化学構造中における、当該モノマーに由来する化学構造の反復単位を言う。例えば、乳酸（ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＯＯＨ）と、カプロラクトン（ε-カプロラクトン：下記式）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
とを重合して乳酸とカプロラクトンのコポリマーとした場合、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
が乳酸モノマー残基であり、下記式で表される単位がカプロラクトンモノマー残基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　なお、例外として、モノマーとしてラクチド等の２量体を用いる場合には、「モノマー残基」は当該２量体に由来する２回繰り返し構造のうちの１つを意味するものとする。例えば、ジラクチド（Ｌ－（－）－ラクチド：下記式）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
とカプロラクトンとを重合した場合、コポリマーの化学構造には、ジラクチド残基として上記式（Ｒ１）に示される構造が２回繰り返された構造が形成されるが、この場合にはそのうち１つの乳酸単位を「モノマー残基」と捉え、ジラクチドに由来して「モノマー残基」、すなわち乳酸残基が２つ形成されたと考えるものとする。
　２種類のモノマー残基を「主構成単位」とする、とは、当該２種類のモノマー残基数の和が、その他のモノマー残基を含めたポリマー全体の５０モル％以上であり、かつそれぞれの残基が、ポリマー全体の２０モル％以上であることを意味する。例えば、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基とを主構成単位とする、とは、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基の残基数の和が、ポリマー全体の５０モル％以上であり、かつモノマーＡ残基がポリマー全体の２０モル％以上であり、かつモノマーＢ残基がポリマー全体の２０モル％以上であることを意味する。ここで、モノマーＡ残基、モノマーＢ残基、その他の残基のモル分率は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）測定により、それぞれの残基に由来するシグナルの面積値より決定できる。例えば、モノマーＡ残基が乳酸残基、モノマーＢ残基がカプロラクトン残基である場合には、後述する測定例２に記載の方法で測定することができる。
　モノマーＡ残基とモノマーＢ残基の和は、前述の定義から、その他のモノマー残基を含めたポリマー全体の５０モル％以上であり、７５モル％以上であることが好ましく、９０モル％以上であることがより好ましい。また、モノマーＡ残基およびモノマーＢ残基は、同じく前述の定義からそれぞれ２０モル％以上であり、３０モル％以上であることが好ましく、４０モル％以上であることがより好ましい。モノマーＡ残基およびモノマーＢ残基の和がポリマー全体の１００％である、すなわちモノマーＡおよびモノマーＢのみからなるポリマーは、特に好ましい態様として挙げられる。
　本発明のポリエステルコポリマーにおいて、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基のモル比は、一方のモノマーが過剰に存在するとホモポリマー様の性質に近づくことから、好ましくは７／３から３／７であり、より好ましくは６／４から４／６である。
　なお、本発明の効果を損なわない限りにおいて、主構成単位を構成する２種類のエステル結合形成性モノマーと共重合し得る別のモノマーを更に共重合させることもできる。このようなモノマーとしては、前述のエステル結合形成性モノマーのうちのさらに別のものを用いることができる。
　また、リンカーとして機能するモノマーを共重合させることも好ましい態様である。リンカーとして機能するモノマーとしては、主構成単位を構成する２種類のエステル結合形成性モノマーとは別のヒドロキシカルボン酸や、ジアルコール、ジカルボン酸、アミノ酸、ジアミン、ジイソシアネート、ジエポキシド等が挙げられる。
　なお、本明細書においては、エステル結合形成性モノマー以外のモノマーを構成単位に含むことにより、一部にエステル結合以外の結合で連結された構成単位を含むコポリマーも含めて「ポリエステルコポリマー」と表記するものとする。
　本発明のポリエステルコポリマーは、生分解性あるいは生体吸収性を有することが好ましい。当業者は、上記例示したモノマーを適宜組み合わせ、また本発明に規定する範囲内においてモノマーの量比を調整することにより、用途に応じて適当な生分解性あるいは生体吸収性を発現するコポリマーを合成することができるであろう。
　本発明のポリエステルコポリマーは、前述の２種類のエステル結合形成性モノマーを等モルで共重合させた場合の初期重合速度が相対的に大きいモノマーを「モノマーＡ」、小さいモノマーを「モノマーＢ」として、それらを等モルで共重合させた場合の初期重合速度をそれぞれＶＡ、ＶＢとしたとき、１．１≦ＶＡ／ＶＢ≦４０を満たすものであることが好ましい。
　ここで、ＶＡ、ＶＢは以下の方法で求められる。モノマーＡとモノマーＢを等モル混合し、必要に応じて溶媒、触媒を添加し、最終的に合成された、あるいは合成しようとするポリエステルコポリマーにおける後述するＲ値と誤差１０％の範囲内で同じＲ値になるように温度等の条件を調整し重合反応を開始する。重合中の試料から定期的にサンプリングを行い、モノマーＡとモノマーＢの残量を測定する。残量は、例えば、クロマトグラフィーや核磁気共鳴（ＮＭＲ）測定で測定する。仕込み量から残量を差し引くことで、重合反応に供されたモノマー量が求められる。サンプリング時間に対して重合反応に供されたモノマー量をプロットすると、その曲線の初期勾配がＶＡ、ＶＢである。
　このようなモノマーＡとモノマーＢとを反応させると、重合初期においてモノマーＡが重合中のポリマー末端に結合する確率が高い。一方、モノマーＡが消費され反応液中の濃度が減少する重合後期においては、モノマーＢが重合中のポリマー末端に結合する確率が高くなる。その結果、一方の末端からモノマーＡ残基の割合が徐々に減少するグラジエントポリマーが得られる。このようなグラジエントポリマーは、結晶性が低くなり、ヤング率上昇も抑えられる。こうしたグラジエント構造が形成されやすくするため、ＶＡ／ＶＢは、１．３以上であることがより好ましく、１．５以上であることがさらに好ましい。一方、モノマーＡとモノマーＢの重合速度の差が大きすぎると、モノマーＡのみが重合した後にモノマーＢが重合したブロックポリマーに近い構造となり、結晶性が高くなってヤング率の上昇を招く場合があることから、ＶＡ／ＶＢは３０以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらに好ましく、１０以下であることが一層好ましい。
　このようなモノマーＡとモノマーＢの好ましい組み合わせとしては、ジラクチドとe-カプロラクトン、グリコリドとe-カプロラクトン、グリコリドとジラクチド、ジラクチドとジオキセパノン、エチレンオキザラートとジラクチド、ジラクチドとδ-バレロラクトン、グリコリドとδ-バレロラクトンが挙げられる。
　本発明において、モノマーＡ残基としては乳酸残基、モノマーＢ残基としてはカプロラクトン残基であることが特に好ましい態様として挙げられる。
　（１）Ｒ値
　本発明のポリエステルコポリマーは、前述の２種類のエステル結合形成性モノマーをそれぞれ「モノマーＡ」、「モノマーＢ」とした場合に下記式で表されるＲ値が０．４５以上０．９９以下である。
　　　Ｒ値＝［ＡＢ］／（２［Ａ］［Ｂ］）×１００
［Ａ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基のモル分率
［Ｂ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＢ残基のモル分率
［ＡＢ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基が隣り合った構造（Ａ－Ｂ、およびＢ－Ａ）のモル分率
　Ｒ値は、２種類のエステル結合形成性モノマー残基、すなわちモノマーＡ残基およびモノマーＢ残基を主構成単位とするコポリマーにおける、モノマー残基の配列のランダム性を示す指標として用いられる。例えば、完全にモノマー配列がランダムなランダムコポリマーでは、Ｒ値は１となる。また、ブロックコポリマーではＲ値は０～０．４４である。
　Ｒ値は核磁気共鳴（ＮＭＲ）測定によって、隣り合う二つのモノマーの組み合わせ（Ａ－Ａ、Ｂ－Ｂ、Ａ－Ｂ、Ｂ－Ａ）の割合を定量することで決定でき、具体的には後述する測定例２に記載の方法で測定するものとする。Ｒ値が０．４５未満であると、結晶性が高く、コポリマーの成形品は硬くなりヤング率が上昇する。一方、Ｒ値が０．９９を超えると、コポリマー成形品は柔らかくなりすぎ粘着性を示すようになり、取扱性が低下する。同様の観点から、本発明において、ポリエステルコポリマーのＲ値は０．５０以上であることが好ましく、また０．８０以下であることが好ましい。
　（２）結晶化率
　ポリマーの結晶性は、その機械強度に大きな影響を与えることが知られている。一般に、低結晶性のポリマーは低ヤング率を示すため、柔軟性を得るためには結晶性が低いことが望ましい。ポリマーの結晶化率は、示差走査熱量（ＤＳＣ）測定により融解熱から求められる。
　本発明においては、モノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の少なくとも一方の結晶化率が１４％未満である。当該結晶化率が１４％未満であれば、ヤング率の上昇が抑えられ、医療材料やエラストマー用途に適したポリエステルコポリマーを得ることができる。モノマーＡ残基および／またはモノマーＢ残基結晶化率は１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。
　ここで言うモノマー残基の結晶化率とは、あるモノマー残基のみからなるホモポリマーの単位重量当たりの融解熱と本発明のポリエステルコポリマー中の当該モノマー残基の重量分率の積に対する、本発明のポリエステルコポリマー中の当該モノマー残基単位重量当たりの融解熱の割合である。すなわち、モノマーＡ残基の結晶化率とは、モノマーＡのみからなるホモポリマーの単位重量あたりの融解熱と本発明のポリエステルコポリマー中のモノマーＡ残基の重量分率の積に対する、ポリエステルコポリマー中のモノマーＡ残基単位重量当たりの融解熱の割合である。モノマーＡ残基およびモノマーＢ残基の結晶化率は、それぞれ本発明のポリエステルコポリマーのモノマーＡ残基もしくはモノマーＢ残基の中で結晶構造を形成している割合を示す。
　特に、モノマーＡ残基が乳酸残基、モノマーＢ残基がカプロラクトン残基である場合には、乳酸残基の結晶化率は１４％未満であり、１０％以下であることがより好ましい。結晶化率は、具体的には後述する測定例４に記載の方法で求めるものとする。
　本発明のポリエステルコポリマーの重量平均分子量は、ポリマー鎖が絡み合うことによる引っ張り強度の向上効果を得るために、好ましくは６万以上である。上限は特に限定されないが、粘度の上昇による製造方法の問題および成形性の低下の点を考えると、好ましくは１６０万以下であり、より好ましくは８０万以下、更に好ましくは４０万以下である。
　重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により求めることができ、具体的には後述する測定例１に記載の方法で求めるものとする。
　前述の通り、柔軟性を得るためにはポリマーは低結晶性であることが望ましい。ポリマーＡ残基が乳酸残基、ポリマーＢ残基がカプロラクトン残基であるポリエステルコポリマーの場合、ポリエステルコポリマーを溶媒キャストフィルム法によりフィルム状に成形し、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により測定したポリ乳酸α晶の結晶子サイズは２４ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、同様にポリカプロラクトンの結晶子サイズは３０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。これらの結晶子サイズは、具体的には後述する測定例５に記載の方法により測定するものとする。
　本発明のポリエステルコポリマーのヤング率は、好ましくは６．３ＭＰａ以下、より好ましくは３．６ＭＰａ以下である。ヤング率は、低すぎると成形物が形状を保てないため、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以上である。本発明のポリエステルコポリマーの最大点応力は５ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは２０ＭＰａ以上である。本発明のポリエステルコポリマーの破断伸度は、好ましくは２００％以上であり、より好ましくは５００％以上であり、更に好ましくは１０００％以上である。高い破断伸度を有すると、伸長など変形を加えられた際に破壊することがないため好ましい。ヤング率、最大点応力および破断伸度はＪＩＳ　Ｋ６２５１（２０１０）に従って求めた値であり、具体的には後述する測定例３の方法により測定するものとする。
　＜ポリエステルコポリマーの製造方法＞
　本発明のポリエステルコポリマーは、一例として、２種類のエステル結合形成性モノマーであるモノマーＡおよびモノマーＢを、重合完了時においてモノマーＡ残基とモノマーＢ残基の和が全残基の５０モル％以上、かつモノマーＡ残基とモノマーＢ残基がそれぞれ全残基の２０モル％以上となるよう配合して重合させるマクロマー合成工程；
前記マクロマー合成工程で得られたマクロマー同士を連結するか、あるいは前記マクロマー合成工程で得られたマクロマー溶液に前記モノマーＡおよび前記モノマーＢを追添加することによりマルチ化するマルチ化工程；
を有するポリエステルコポリマーの製造方法により製造することができる。
　〔マクロマー合成工程〕
　マクロマー合成工程では、モノマーＡとモノマーＢを、理論上重合完了時においてモノマーＡ残基とモノマーＢ残基の和が全残基の５０モル％以上、かつモノマーＡ残基とモノマーＢ残基がそれぞれ全残基の２０モル％以上となるよう配合して重合を行う。これにより、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基を主構成単位とするポリエステルコポリマーが得られるが、本製造方法においてはさらに後述するマルチ化工程を行うため、本明細書においては、本工程により得られるポリエステルコポリマーを「マクロマー」と表現する。
　エステル結合形成性モノマーとしては、前述のものと同様のものを用いることができ、好ましい組み合わせ等についても前述の記載に準じる。
　２種類のエステル結合形成性モノマー残基を主構成単位とするポリエステルコポリマーを構成するモノマー残基の分布のランダム性は、重合時のモノマーの反応性の違いにより変化する。すなわち、重合時に、当該２種類のモノマーのうち、一方のモノマーの後に、同じモノマーと他方のモノマーが同確率で結合すれば、モノマー残基が完全にランダムに分布したランダムコポリマーが得られる。しかし、一方のモノマーの後にいずれかのモノマーが結合し易い傾向がある場合は、モノマー残基の分布に偏りのあるグラジエントコポリマーが得られる。得られたグラジエントコポリマーは、その分子鎖にそって重合開始末端から重合終了末端にかけてモノマー残基の組成が連続的に変化している。
　ここで、モノマーＡをモノマーＢよりも初期重合速度が大きいモノマーであるとすると、マクロマー合成工程においてモノマーＡとモノマーＢとを共重合させた場合、モノマーＡの後にモノマーＡが結合し易い。そのため、合成されたマクロマーにおいては、重合開始末端から重合終了末端にかけてモノマーＡ単位の割合が徐々に減少するグラジエント構造が形成される。すなわち、本工程で得られるマクロマーは、モノマーＡとモノマーＢとの初期重合速度差により、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有するマクロマーとなる。このようなマクロマーを、本明細書においては「グラジエントマクロマー」と呼ぶ場合がある。
　マクロマー合成工程においては、このようなグラジエント構造を実現するために、開始末端から一方向に起こる重合反応によりマクロマーを合成することが望ましい。このような合成反応としては、開環重合、リビング重合を利用することが好ましい例として挙げられる。
　本工程で得られるマクロマーは、最終的に上記（１）に示すＲ値を満たすポリエステルコポリマーを製造しやすくするため、上記（１）に記載したポリエステルコポリマーと同様のＲ値を有するもの、すなわち、下記式
Ｒ値＝［ＡＢ］／（２［Ａ］［Ｂ］）×１００
［Ａ］：マクロマー中の、モノマーＡ残基のモル分率
［Ｂ］：マクロマー中の、モノマーＢ残基のモル分率
［ＡＢ］：マクロマー中の、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基が隣り合った構造（Ａ－Ｂ、およびＢ－Ａ）のモル分率
で表されるＲ値が０．４５以上０．９９以下であることが好ましく、０．５０以上０．８０以下であることがより好ましい。
　また同様に、本工程で得られるマクロマーは、最終的に上記（２）に示すモノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の結晶化率を有するポリエステルコポリマーを製造しやすくするため、上記（２）に記載したモノマー残基の結晶化率を有するもの、すなわち、モノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の少なくとも一方の結晶化率が１４％未満であるものであることが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることがさらに好ましく、１％以下であることが最も好ましい。
　マクロマー合成工程で合成されるマクロマーの重量平均分子量は、好ましくは１万以上、より好ましくは２万以上である。また、結晶性を抑え柔軟性を保つためには１５万以下であることが好ましく、１０万以下であることがより好ましい。
　〔マルチ化工程〕
　マルチ化工程では、マクロマー合成工程で得られたマクロマー同士を連結するか、あるいはマクロマー合成工程で得られたマクロマー溶液にモノマーＡおよびモノマーＢを追添加することによりマルチ化する。本工程においては、一のマクロマー合成工程で得られたマクロマー同士を連結してもよいし、二以上のマクロマー合成工程で得られた複数のマクロマーを連結してもよい。なお、「マルチ化」とは、これらのいずれかの方法で、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基とが骨格中で組成勾配を有するグラジエント構造を有する分子鎖が複数繰り返される構造を形成することを意味する。
　マルチ化するマクロマー単位の数は２以上であれば良いが、連結数が多いと分子鎖の絡み合いによる引っ張り強度の向上効果が出ることから、３以上であることが好ましく、４以上であることがより好ましく、６以上であることがさらに好ましい。一方、結果的にポリエステルコポリマーの分子量が過度に増大すると、粘度上昇により成形性に悪影響を及ぼす懸念があるため、マクロマー単位の数は８０以下であることが好ましく、４０以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらに好ましい。
　マクロマー単位の連結数は、マルチ化行程において使用する触媒や反応時間によって調整することができる。マクロマー同士を連結させてマルチ化を行う場合、マクロマー単位の数は、最終的に得られたポリエステルコポリマーの重量平均分子量を、マクロマーの重量平均分子量で除して求めることができる。
　本発明のポリエステルコポリマーは、マクロマー単位が直線状に連結した直鎖状ポリマーでも良いし、分岐して連結した分岐鎖状ポリマーであっても良い。
　直鎖状のポリエステルコポリマーは、例えば、グラジエントマクロマーの両末端に同様のグラジエントマクロマーを１分子ずつ、末端同士を介して結合させてゆくことで合成できる。
　グラジエントマクロマーがヒドロキシル基とカルボキシル基を各末端に有する場合は、末端同士を縮合剤により縮合させることで、マルチ化したポリエステルコポリマーが得られる。縮合剤としては、ｐ－トルエンスルホン酸４，４－ジメチルアミノピリジニウム、１－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］－３－エチルカルボジイミド、塩酸１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’－ジイソプロピルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’－カルボニルジイミダゾール、１，１’－カルボニルジ（１，２，４－トリアゾール）、４－（４，６－ジメトキシ－１，３，５－トリアジン－２－イル）－４－メチルモルホリニウム＝クロリドｎ水和物、トリフルオロメタンスルホン酸（４，６－ジメトキシ－１，３，５－トリアジン－２－イル）－（２－オクトキシ－２－オキソエチル）ジメチルアンモニウム、１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－イルオキシトリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、１Ｈ－ベンゾトリアゾール－１－イルオキシトリピロリジノホスホ二ウムヘキサフルオロリン酸塩、（７－アザベンゾトリアゾール－１－イルオキシ）トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、クロロトリピロリジノホスホ二ウムヘキサフルオロリン酸塩、ブロモトリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、３－（ジエトキシホスホリルオキシ）－１，２，３－ベンゾトリアジン－４（３Ｈ）－オン、Ｏ－（ベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩、Ｏ－（７－アザベンゾトリアゾール－１－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩、Ｏ－（Ｎ－スクシンイミジル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、Ｏ－（Ｎ－スクシンイミジル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩、Ｏ－（３，４－ジヒドロ－４－オキソ－１，２，３－ベンゾトリアジン－３－イル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、Ｓ－（１－オキシド－２－ピリジル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルチウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、Ｏ－［２－オキソ－１（２Ｈ）－ピリジル］－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、｛｛［（１－シアノ－２－エトキシ－２－オキソエチリデン）アミノ］オキシ｝－４－モルホリノメチレン｝ジメチルアンモニウムヘキサフルオロリン酸塩、２－クロロ－１，３－ジメチルイミダゾリニウムヘキサフルオロリン酸塩、１－（クロロ－１－ピロリジニルメチレン）ピロリジニウムヘキサフルオロリン酸塩、２－フルオロ－１，３－ジメチルイミダゾリニウムヘキサフルオロリン酸塩、フルオロ－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルホルムアミジニウムヘキサフルオロリン酸塩等が使用可能である。
　また、重合反応がリビング性を有する場合、すなわち重合物の末端から連続して重合反応を開始しうる場合には、重合反応が終了した後のグラジエントマクロマー溶液にモノマーＡおよびモノマーＢを追添加する操作を繰り返すことで、マルチ化することができる。
　あるいは、グラジエントマクロマー同士は、ポリマーの力学的特性に影響を与えない範囲においてリンカーを介してマルチ化しても良い。特に、複数のカルボキシル基および／または複数のヒドロキシ基を有するリンカー、例えば２，２－ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸を使用すると、リンカーが分岐点となった分岐鎖状のポリエステルコポリマーを合成することができる。
　以上のような製造方法により得られるポリエステルコポリマーは、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基とが骨格中で組成勾配を有するマクロマー単位が２つ以上連結した構造のコポリマーとなり、これは本発明のポリエステルコポリマーの好ましい態様である。本明細書においては、このような構造を便宜的に「マルチグラジエント」、マルチグラジエント構造を有するコポリマーを「マルチグラジエントコポリマー」と記載する場合がある。マルチグラジエントコポリマーとしては、モノマーＡ残基と前記モノマーＢ残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有するマクロマー単位が２つ以上連結した構造を有することが好ましく、３つ以上連結した構造を有することが好ましい。
　前述の通り、モノマーＡ残基が乳酸残基、モノマーＢ残基がカプロラクトン残基であるポリエステルコポリマーは、本発明の特に好ましい態様である。このようなポリエステルコポリマーは、下記のような製造方法により好ましく製造される。
　まず、マクロマー合成工程において、触媒の存在下にてジラクチドとε－カプロラクトンを重合させる。ジラクチド、ε－カプロラクトン単量体は、使用前に不純物を取り除くために、好ましくは精製される。ジラクチドの精製は、たとえばナトリウムによって乾燥されたトルエンからの再結晶で可能である。ε－カプロラクトンは、たとえばＣａＨ２からＮ２雰囲気下で減圧蒸留によって精製される。
　ジラクチドとε－カプロラクトンの反応性は文献（Ｄ．Ｗ．Ｇｒｉｊｐｍａｅｔａｌ．ＰｏｌｙｍｅｒＢｕｌｌｅｔｉｎ２５，３３５，３４１）に記されているように大きく異なり、ジラクチドモノマーの方がε－カプロラクトンよりも初期重合速度が大きい。ジラクチドのＶＡは、反応率（％）で示すと３．６％／ｈであり、ε－カプロラクトンのＶＢは、０．８８％／ｈであり、ＶＡ／ＶＢは４．１となる。そのため、ジラクチドとε－カプロラクトンを共重合して得られるマクロマーはグラジエントマクロマーとなる。
　乳酸残基とカプロラクトン残基とを有するマクロマー合成工程の触媒としては、通常のゲルマニウム系、チタン系、アンチモン系、スズ系触媒等のポリエステルの重合触媒が使用可能である。このようなポリエステルの重合触媒の具体例としては、オクチル酸スズ、三フッ化アンチモン、亜鉛粉末、酸化ジブチルスズ、シュウ酸スズが挙げられる。触媒の反応系への添加方法は特に限定されるものではないが、好ましくは原料仕込み時に原料中に分散させた状態で、あるいは減圧開始時に分散処理した状態で添加する方法である。触媒の使用量は使用するモノマーの全量に対して金属原子換算で０．０１～３重量％、より好ましくは０．０５～１．５重量％である。
　乳酸残基とカプロラクトン残基とを有するマクロマーは、ジラクチド、カプロラクトンおよび触媒を、撹拌機を備えた反応容器に入れ、１５０～２５０℃、窒素気流下で反応させることにより得ることができる。水を助開始剤として使用する場合は、重合反応に先立って、９０℃付近で助触媒反応を行うことが好ましい。反応時間としては２時間以上、好ましくは４時間以上、更には重合度を上げるためにはより長時間例えば８時間以上が好ましい。ただし、長時間反応を行いすぎるとポリマーの着色の問題が生じるため、３～１２時間が好ましい。
　次に、マルチ化工程において、乳酸残基とカプロラクトン残基とを有するグラジエントマクロマーの末端同士を縮合反応により連結し、マルチ化する。縮合反応の反応温度は１０～１００℃が好ましく、更に好ましくは２０～５０℃である。反応時間としては１日以上、更に好ましくは２日以上が好ましい。ただし、長時間反応を行いすぎるとポリマーの着色の問題が生じるため、２～４日が好ましい。
　以下、具体的に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はそれらの実施例に限定的に解釈されるべきでなく、本発明の概念に接した当業者が想到し、実施可能であると観念するであろうあらゆる技術的思想およびその具体的態様が本発明に含まれるものとして理解されるべきものである。
　［測定例１：ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による重量平均分子量の測定］
機器名：Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（株式会社島津製作所製）
移動相：クロロホルム（ＨＰＬＣ用）（和光純薬工業株式会社製）
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ
カラム：ＴＳＫｇｅｌ　ＧＭＨＨＲ－Ｍ（φ７．８ｍｍＸ３００ｍｍ；東ソー株式会社製）
検出器：ＵＶ（２５４ｎｍ）、ＲＩ
カラム、検出器温度：３５℃
標準物質：ポリスチレン
　精製したコポリマーをクロロホルムに溶解し、０．４５μｍのシリンジフィルター（ＤＩＳＭＩＣ－１３ＨＰ；ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）を通過させて不純物等を除去した後にＧＰＣにより測定して、コポリマーの重量平均分子量を算出した。結果を表２に示す。
　［測定例２：核磁気共鳴（ＮＭＲ）による各残基のモル分率およびＲ値の測定］
　精製したコポリマーを重クロロホルムに溶解し、１Ｈ－ＮＭＲにより測定してコポリマー中の乳酸モノマー残基及びカプロラクトンモノマー残基の比率をそれぞれ算出した。また、１Ｈホモスピンデカップリング法により、乳酸のメチン基（５．１０ｐｐｍ付近）、カプロラクトンのαメチレン基（２．３５ｐｐｍ付近）、εメチレン基（４．１０ｐｐｍ付近）について、隣り合うモノマー残基が乳酸もしくはカプロラクトンに由来するシグナルで分離し、それぞれのピーク面積を定量した。ε－カプロラクトンの代わりにδ－バレロラクトンを用いた実施例８の精製コポリマーの場合、同様に乳酸のメチン基（５．１０ｐｐｍ付近）、バレロラクトンのαメチレン基（２．３５ｐｐｍ付近）、δメチレン基（４．１０ｐｐｍ付近）について、隣り合うモノマー残基が乳酸もしくはバレロラクトンに由来するシグナルで分離し、それぞれのピーク面積を定量した。それぞれの面積比から式１の［ＡＢ］を計算しＲ値を算出した。ここで、［ＡＢ］は乳酸残基とカプロラクトン残基もしくはバレロラクトン残基が隣り合った構造のモル分率であり、具体的にはＡ－Ａ、Ａ－Ｂ、Ｂ－Ａ、Ｂ－Ｂの総数に対するＡ－Ｂ、Ｂ－Ａの数の割合である。
機器名：ＪＮＭ－ＥＸ２７０（日本電子株式会社製）
１Ｈホモスピンデカップリング照射位置：１．６６ｐｐｍ
溶媒：重クロロホルム
測定温度：室温
　［測定例３：引張試験］
　精製コポリマーを減圧乾燥し、これを濃度が５重量％になるようにクロロホルムに溶解させ、その溶液をポリテトラフルオロエチレン製シャーレ上に移して、常圧、室温下で１昼夜乾燥させた。これを減圧乾燥させて、コポリマーフィルムを得た。
　得られたコポリマーフィルム（厚さ約０．１ｍｍ）を短冊状（５０ｍｍ×５ｍｍ）に切り出し、テンシロン万能試験機ＲＴＭ－１００（株式会社オリエンテック製）でＪＩＳ　Ｋ６２５１（２０１０）に従い下記の条件で引張試験を測定し、ヤング率および最大点応力および破断伸度を算出した。結果を表２に示す。
　機器名：テンシロン万能引張試験機ＲＴＭ－１００（株式会社オリエンテック製）
　初期長：１０ｍｍ
　引張速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
　ロードセル：５０Ｎ
　試験回数：５回
　［測定例４：示差走査熱量（ＤＳＣ）による乳酸残基の結晶化率の測定］
　精製コポリマーを減圧乾燥し、これを濃度が５重量％になるようにクロロホルムに溶解させ、その溶液をポリテトラフルオロエチレン製シャーレ上に移して、常圧、室温下で１昼夜乾燥させた。これを減圧乾燥させて、コポリマーフィルムを得た。得られたコポリマーフィルムをアルミナＰＡＮに採取し、示差走査熱量計でＤＳＣ法により下記の条件で測定し、温度条件（Ｄ）から（Ｅ）の測定結果から融解熱を算出した。結晶化率は下記式から算出した。結果を表２に示す。
結晶化率＝（ポリエステルコポリマーの乳酸残基単位重量当たりの融解熱）／｛（乳酸残基のみからなるホモポリマーの単位重量当たり融解熱）×（ポリエステルコポリマー中の乳酸残基の重量分率）｝×１００
　機器名：ＥＸＳＴＡＲ　６０００（セイコーインスツル株式会社製）
　温度条件：（Ａ）２５℃→（Ｂ）２５０℃（１０℃／ｍｉｎ）→（Ｃ）２５０℃（５ｍｉｎ）→（Ｄ）－７０℃（１０℃／ｍｉｎ）→（Ｅ）２５０℃（１０℃／ｍｉｎ）→（Ｆ）２５０℃（５ｍｉｎ）→（Ｇ）２５℃（１００℃／ｍｉｎ）
　標準物質：アルミナ
　［測定例５：Ｘ線回折（ＸＲＤ）による結晶子サイズの測定］
　精製コポリマーを減圧乾燥し、これを濃度が５重量％になるようにクロロホルムに溶解させ、その溶液をポリテトラフルオロエチレン製シャーレ上に移し、常圧、室温下で１昼夜乾燥させた。これを減圧乾燥させ、コポリマーフィルムを得た。
　コポリマーフィルムを約１ｃｍ角に切断してＳｉ無反射板上に設置し、フィルム法線方向にスキャンし、反射２θ-θスキャン法により広角Ｘ線回折を測定した。広角Ｘ線回折測定で得られた２θ-θ強度データから、ピーク分離して各ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式を用いて、結晶子サイズ（ｎｍ）を算出した。結晶子サイズの各ポリマー間比較は、ポリ乳酸α晶（１００もしくは２００）およびポリカプロラクトン結晶（２θ＝約２１°）で行った。
測定条件を以下に示す。
（１）Ｘ線回折装置：Ｂｒｕｋｅｒ　ＡＸＳ社製　Ｄ８　ＡＤＶＡＮＣＥ（封入管型）
Ｘ線源：ＣｕＫα線
（グラファイト湾曲結晶モノクロメータ使用）
出　力：４０ｋＶ、４０ｍＡ
スリット系：ＤＳ＝０．３o
検出器：ＬｙｎｘＥｙｅ（高速検出器）
（２）スキャン方式：２θ-θ連続スキャン
（３）測定範囲（２θ）：５～４０o
（４）ステップ幅（２θ）：０．０１７o
（５）スキャン速度：０．５秒／ステップ
（６）半値幅の補正値：０．１３
Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
ここで、λ：入射Ｘ　線波長（＝　０．１５４１８ｎｍ）、βe：回折ピークの半値幅（o）、βo：半値幅の補正値（＝　０．１３　o）、Ｋ：Ｓｃｈｅｒｒｅｒ　定数（＝　０．９）である。
　［実施例１］
　５０．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）と、３８．５ｍＬのεーカプロラクトン（和光純薬工業株式会社製）とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、１４．５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．８１ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）、助開始剤としてイオン交換水を表１のモノマー／助開始剤比となるよう添加し、表１の「温度１」記載の温度、「時間１」記載の温度で助触媒反応を行った後、「温度２」記載の温度で、「時間２」記載の時間、共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを１００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある１４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物を７０℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。
　当該マクロマー６５ｇと、触媒である２．４ｇのｐ－トルエンスルホン酸４，４－ジメチルアミノピリジニウム（合成品）と、０．８６ｇの４，４－ジメチルアミノピリジン（和光純薬工業株式会社製）を採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、表１の濃度となるようジクロロメタン（脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解し、４０ｍＬのジクロロメタンに溶解した縮合剤である１２ｇのジシクロヘキシルカルボジイミド（シグマアルドリッチ社製）を添加し、室温で２日間縮合重合させた。
　反応混合物に２５０ｍＬのクロロホルムを添加し、攪拌状態にある４０００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この沈殿物を４００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある４０００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を２回繰り返し、沈殿物として精製ポリエステルコポリマーを得た。
　［実施例２、３、６、７］
　５０．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）と、３８．５ｍＬのεーカプロラクトン（和光純薬工業株式会社製）とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、１４．５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．８１ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）、助開始剤としてイオン交換水を表１のモノマー／助開始剤比となるよう添加し、表１の「温度１」記載の温度、「時間１」記載の温度で助触媒反応を行ったあと、「温度２」記載の温度で、「時間２」記載の時間、共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを１００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある１４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物を７０℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。
　当該マクロマー７．５ｇと、触媒である０．２８ｇのｐ－トルエンスルホン酸４，４－ジメチルアミノピリジニウム（合成品）と、０．１０ｇの４，４－ジメチルアミノピリジン（和光純薬工業株式会社製）を採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、表１の濃度となるようジクロロメタン（脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解し、５ｍＬのジクロロメタンに溶解した縮合剤である１．３８ｇのジシクロヘキシルカルボジイミド（シグマアルドリッチ社製）を添加し、室温で２日間縮合重合させた。
　反応混合物に３０ｍＬのクロロホルムを添加し、攪拌状態にある５００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この沈殿物を５０ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある５００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を２回繰り返し、沈殿物として精製ポリエステルコポリマーを得た。
　［実施例４］
　５０．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）と、３８．５ｍＬのεーカプロラクトン（和光純薬工業株式会社製）とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、１４．５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．８１ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）、助開始剤としてイオン交換水を表１のモノマー／助開始剤比となるよう添加し、表１の「温度１」記載の温度、「時間１」記載の温度で助触媒反応を行ったあと、「温度２」記載の温度で、「時間２」記載の時間、共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを１００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある１４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物を７０℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。
　当該マクロマー３０ｇと、触媒である１．１２ｇのｐ－トルエンスルホン酸４，４－ジメチルアミノピリジニウム（合成品）と、０．４０ｇの４，４－ジメチルアミノピリジン（和光純薬工業株式会社製）を採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、表１の濃度となるようジクロロメタン（脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解し、２０ｍＬのジクロロメタンに溶解した縮合剤である５．５２ｇのジシクロヘキシルカルボジイミド（シグマアルドリッチ社製）を添加し、室温で２日間縮合重合させた。
　反応混合物に１２０ｍＬのクロロホルムを添加し、攪拌状態にある２０００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この沈殿物を２００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある２０００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を２回繰り返し、沈殿物として精製ポリエステルコポリマーを得た。
　［実施例５］
　助開始剤（リンカー）として２，２－ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸を表１のモノマー／助開始剤比となるよう添加し、助触媒反応を行わずに１５０℃で６時間共重合反応させた以外は実施例２、３と同様にして、精製ポリエステルコポリマーを得た。
　［比較例１：グラジエントポリマーの製造法］
　５０．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）と、３８．５ｍＬのεーカプロラクトン（和光純薬工業株式会社製）とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、１４．５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．８１ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）を添加、「温度２」記載の温度、「時間２」記載の温度で共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを１００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある１４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物としてグラジエントコポリマーを得た。これを７０℃で減圧乾燥した。
　［比較例２：ブロックコポリマーの製造法］
　５０．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）を、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これをアルゴン雰囲気下とし、１４．５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．８１ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）を添加、温度２記載の温度、時間２記載の温度で重合反応させた。これに、３８．５ｍＬのεーカプロラクトン（和光純薬工業株式会社製）を添加し、さらに表１の「温度３」記載の温度、「時間３」記載の温度で重合反応させ、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを１００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある１４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物を７０℃で減圧乾燥してブロックコポリマーを得た。
　［比較例３、４：マルチブロックコポリマーの製造法］
　５０．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）をモノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これをアルゴン雰囲気下とし、１４．５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．８１ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）、助開始剤としてイオン交換水を表１のモノマー／助開始剤比となるよう添加し、表１の「温度１」記載の温度、「時間１」記載の温度で助触媒反応を行ったあと、「温度２」記載の温度、「時間２」記載の温度で重合反応させた。
　これに、３８．５ｍＬのεーカプロラクトン（和光純薬工業株式会社製）を添加し、さらに表１の「温度３」記載の温度、「時間３」記載の温度で重合反応させ、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを１００ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある１４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物を７０℃で減圧乾燥して精製コポリマーを得た。
　当該精製コポリマー７．５ｇと、触媒である０．２８ｇのｐ－トルエンスルホン酸４，４－ジメチルアミノピリジニウム（合成品）と、０．１０ｇの４，４－ジメチルアミノピリジン（和光純薬工業株式会社製）を採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、表１の濃度となるようジクロロメタン（脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解し、５ｍＬのジクロロメタンに溶解した縮合剤である１．３８ｇのジシクロヘキシルカルボジイミド（シグマアルドリッチ社製）を添加し、室温で２日間縮合重合させた。
　反応混合物に３０ｍＬのクロロホルムを添加し、攪拌状態にある５００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この沈殿物を５０ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある５００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を２回繰り返し、沈殿物すなわち精製コポリマーを得た。
　各実施例、比較例の製造条件を表１に、製造した各コポリマーの構成および各種評価結果表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　実施例１、２、３で製造したマルチグラジエントコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線を図１に示す。
　比較例１で製造したグラジエントコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線を図２に示す。
　比較例２で製造したブロックコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線を図３に示す。
　比較例３、４で製造したマルチブロックコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線を図４に示す。
　［実施例８］
　２５．０ｇのＬ－ラクチド（ＰＵＲＡＳＯＲＢ　Ｌ；ＰＵＲＡＣ社製）と、１５．６ｍＬのδ－バレロラクトン（東京化成工業株式会社製）とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、７．２５ｍＬのトルエン（超脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解した触媒である０．１４ｇのオクチル酸スズ（ＩＩ）（和光純薬工業株式会社製）、助開始剤としてイオン交換水を４５μＬ添加し、９０℃で１時間、助触媒反応を行った後、１３０℃で２４時間、共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
　得られた粗コポリマーを５０ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある７００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を３回繰り返し、沈殿物を６０℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。
　当該マクロマー７．５４ｇと、触媒である０．２８ｇのｐ－トルエンスルホン酸４，４－ジメチルアミノピリジニウム（合成品）と、０．１２ｇの４，４－ジメチルアミノピリジン（和光純薬工業株式会社製）を採取した。これらをアルゴン雰囲気下とし、２５ｍＬジクロロメタン（脱水）（和光純薬工業株式会社製）に溶解し、５ｍＬのジクロロメタンに溶解した縮合剤である１．４１ｇのジシクロヘキシルカルボジイミド（シグマアルドリッチ社製）を添加し、室温で２日間縮合重合させた。
　反応混合物に２０ｍＬのクロロホルムを添加し、攪拌状態にある５００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この沈殿物を３０ｍＬのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある４００ｍＬのメタノールに滴下して、沈殿物を得た。この操作を２回繰り返し、沈殿物として精製ポリエステルコポリマーを得た。
　実施例８で製造したマルチブロックコポリマーを引張試験することにより得られた伸度－応力曲線を図５に、各種評価結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　本発明のポリエステルコポリマーの具体的な用途としては、繊維では不織布等また容器としては使い捨てのトイレタリー製品や化粧品、フィルムとして包装用フィルム、農業用マルチフィルム、テープ類等の利用が考えられる。他にも医療用途として、縫合糸、人工骨、人工皮膚、創傷被覆材、マイクロカプセル等のＤＤＳ分野、組織や臓器の再生用足場材料などが考えられる。さらに、その他トナーや熱転写用インキのバインダー等の利用が考えられるが、これらに限定されるものではない。
 

Claims (15)

  1. ２種類のエステル結合形成性モノマー残基を主構成単位とするポリエステルコポリマーであって、前記２種類のエステル結合形成性モノマーをそれぞれ「モノマーＡ」、「モノマーＢ」とした場合に、下記（１）および（２）を満たすポリエステルコポリマー。
    （１）下記式
    Ｒ＝［ＡＢ］／（２［Ａ］［Ｂ］）×１００
    ［Ａ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基のモル分率
    ［Ｂ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＢ残基のモル分率
    ［ＡＢ］：ポリエステルコポリマー中の、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基が隣り合った構造（Ａ－Ｂ、およびＢ－Ａ）のモル分率
    で表されるＲ値が０．４５以上０．９９以下である。
    （２）モノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の少なくとも一方の結晶化率が１４％未満である。
  2. 前記モノマーＡおよび前記モノマーＢを等モルで共重合させた場合の初期重合速度が相対的に大きいモノマーを「モノマーＡ」、小さいモノマーを「モノマーＢ」として、それらを等モルで共重合させた場合の初期重合速度をそれぞれＶＡ、ＶＢとしたとき、１．１≦ＶＡ／ＶＢ≦４０を満たす、請求項１に記載のポリエステルコポリマー。
  3. 前記モノマーＡ残基と前記モノマーＢ残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有するマクロマー単位が２つ以上連結した構造を有する、請求項１または２に記載のポリエステルコポリマー。
  4. 重量平均分子量が６０，０００以上である、請求項１～３のいずれかに記載のポリエステルコポリマー。
  5. 前記２種類のエステル結合形成性モノマーが、ヒドロキシカルボン酸、ラクトンおよびラクチドからなる群より選択される化合物である、請求項１～４のいずれかに記載のポリエステルコポリマー。
  6. 前記モノマーＡ残基が乳酸残基、前記モノマーＢ残基がカプロラクトン残基またはバレロラクトン残基である、請求項５に記載のポリエステルコポリマー。
  7. ポリ乳酸α晶の結晶子サイズが２４ｎｍ以下である、請求項６に記載のポリエステルコポリマー。
  8. ポリカプロラクトンの結晶子サイズが３０ｎｍ以下である、請求項６または７に記載のポリエステルコポリマー。
  9. 生分解性または生体吸収性を有する、請求項１～８のいずれかに記載のポリエステルコポリマー。
  10. ヤング率が６．３ＭＰａ以下であり、かつ最大点応力が５ＭＰａ以上である、請求項１～９のいずれかに記載のポリエステルコポリマー。
  11. ２種類のエステル結合形成性モノマーであるモノマーＡおよびモノマーＢを、重合完了時においてモノマーＡ残基とモノマーＢ残基の和が全残基の５０モル％以上、かつモノマーＡ残基とモノマーＢ残基がそれぞれ全残基の２０モル％以上となるよう配合して重合させるマクロマー合成工程；
    前記マクロマー合成工程で得られたマクロマー同士を連結するか、あるいは前記マクロマー合成工程で得られたマクロマー溶液に前記モノマーＡおよび前記モノマーＢを追添加することによりマルチ化するマルチ化工程；
    を有するポリエステルコポリマーの製造方法。
  12. 前記マクロマー合成工程で得られるマクロマーの、下記式
    Ｒ＝［ＡＢ］／（２［Ａ］［Ｂ］）×１００
    ［Ａ］：マクロマー中の、モノマーＡ残基のモル分率
    ［Ｂ］：マクロマー中の、モノマーＢ残基のモル分率
    ［ＡＢ］：マクロマー中の、モノマーＡ残基とモノマーＢ残基が隣り合った構造（Ａ－Ｂ、およびＢ－Ａ）のモル分率
    で表されるＲ値が０．４５以上０．９９以下である、請求項１１に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
  13. 前記マクロマー合成工程で得られるマクロマーの、モノマーＡ残基またはモノマーＢ残基の少なくとも一方の結晶化率が１４％未満である、請求項１１または１２に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
  14. 前記２種類のエステル結合形成性モノマーが、ヒドロキシカルボン酸、ラクトンおよびラクチドからなる群より選択される化合物である、請求項１１～１３のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
  15. 前記モノマーＡ残基が乳酸残基、前記モノマーＢ残基がカプロラクトン残基またはバレロラクトン残基である、請求項１４に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
     
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