JP2006274252A - Aliphatic polyester having low branching degree and high molecular weight, molded article and film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脂肪族ジカルボン酸残基、脂肪族ジオール残基及び必要に応じて加えられる脂肪族ヒドロキシカルボン酸残基からなり、脂肪族ジカルボン酸残基のうちの特定比率がコハク酸残基であり、特定値以上の重量平均分子量(Mw)を有し、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が小さく、特定構造の分岐構造の含有率が少ない低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル、その成形品及びフィルムに関する。 The present invention comprises an aliphatic dicarboxylic acid residue, an aliphatic diol residue, and an aliphatic hydroxycarboxylic acid residue added as necessary, and the specific ratio of the aliphatic dicarboxylic acid residues is a succinic acid residue. Yes, having a weight average molecular weight (Mw) of a specific value or more, a small ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn), and a low content of the branched structure of the specific structure TECHNICAL FIELD The present invention relates to a branched high molecular weight aliphatic polyester, a molded article thereof, and a film.
近年、自然環境中で生分解可能なプラスチックとして、汎用性の高い脂肪族ポリエステルが注目されており、ポリ乳酸(PLA)、ポリ(ε−カプロラクトン)(PCL)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリ(ブチレンサクシネート−ブチレンアジペート)共重合体(PBSA)、ポリ(ブチレンサクシネート−ε−カプロラクトン)共重合体(PBSC)、ポリ(ブチレンサクシネート−乳酸)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−ブチレンアジペート−乳酸)共重合体、ポリエチレンサクシネート(PES)などが上市されている。
これら生分解性脂肪族ポリエステルの用途の一つとして包装用、農業用、食品用などのフィルム分野があり、用途に応じた高強度、耐熱性及び生分解性が、基本性能として要求されている。
In recent years, aliphatic polyesters with high versatility have attracted attention as plastics that can be biodegraded in the natural environment, such as polylactic acid (PLA), poly (ε-caprolactone) (PCL), polybutylene succinate (PBS), Poly (butylene succinate-butylene adipate) copolymer (PBSA), poly (butylene succinate-ε-caprolactone) copolymer (PBSC), poly (butylene succinate-lactic acid) copolymer, poly (butylene succinate) -Butylene adipate-lactic acid) copolymer, polyethylene succinate (PES) and the like are on the market.
One of the uses of these biodegradable aliphatic polyesters is the film field for packaging, agriculture, food, etc., and high strength, heat resistance and biodegradability according to the use are required as basic performance. .
上記脂肪族ポリエステルの中で、PLAは、延伸あるいは高結晶化させたフィルムあるいは成形品は、高いものでは170℃付近に融点を持ち高耐熱性であるが、硬くあるいは脆いために成形品の伸度は低く、また土中で分解しにくいためコンポスト化設備が必要である。
一方、PCLは柔軟性に富み、土中でも容易に分解する代表的な生分解性プラスチックであるが、融点が約60℃と低く、そのままで実用的に広く使用することは困難である。その他の脂肪族ポリエステルは、いずれもコハク酸と1,4−ブタンジオール又はエチレングリコールを主原料として得られる柔軟性の高い結晶性高分子で、土中での生分解性も良好であり、必要に応じて他の重縮合又は重付加可能な原料を加えることによって融点を115〜75℃付近に制御し、実用上十分な耐熱性を確保することができる。
これらコハク酸系の脂肪族ポリエステルは特開平4−189822号公報、及び特開平5−287043号公報に開示されている(特許文献1及び2)。
Among the above aliphatic polyesters, PLA is a stretched or highly crystallized film or molded product, which has a high melting point near 170 ° C. and high heat resistance, but it is hard or brittle. The composting equipment is necessary because it is low in degree and difficult to decompose in the soil.
On the other hand, PCL is a typical biodegradable plastic which is rich in flexibility and easily decomposes even in the soil, but its melting point is as low as about 60 ° C., and it is difficult to use it practically as it is. All other aliphatic polyesters are highly flexible crystalline polymers obtained using succinic acid and 1,4-butanediol or ethylene glycol as the main raw materials, and have good biodegradability in the soil. Accordingly, by adding other raw materials that can be polycondensed or polyadded, the melting point can be controlled to around 115 to 75 ° C., and practically sufficient heat resistance can be ensured.
These succinic aliphatic polyesters are disclosed in JP-A-4-189822 and JP-A-5-287043 (
また、同様のコハク酸系脂肪族ポリエステルの改良については、数多くの改良も報告されている。例えば、特開平8−311181号公報には、脂肪族ジカルボン酸又はそのエステルと、脂肪族ジオールと、ヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸エステル又はラクトンを触媒の存在下で重縮合反応させることにより数平均分子量が15,000〜80,000である生分解性高分子量脂肪族ポリエステル共重合体が開示されている(特許文献3)。特開平9−272789号公報には、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、及び脂肪族ヒドロキシカルボン酸を共重合して数平均分子量が1〜30万である脂肪族ポリエステルと、数平均分子量が3万以上のポリ乳酸を溶融ブレンドした樹脂組成物が開示されている(特許文献4)。 In addition, many improvements have been reported for similar succinic aliphatic polyesters. For example, in JP-A-8-311181, an aliphatic dicarboxylic acid or an ester thereof, an aliphatic diol, a hydroxycarboxylic acid, a hydroxycarboxylic acid ester or a lactone is subjected to a polycondensation reaction in the presence of a catalyst to obtain a number average. A biodegradable high molecular weight aliphatic polyester copolymer having a molecular weight of 15,000 to 80,000 is disclosed (Patent Document 3). JP-A-9-272789 discloses an aliphatic polyester having a number average molecular weight of 1 to 300,000 by copolymerizing an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid, and an aliphatic hydroxycarboxylic acid, and a number average molecular weight of 3 A resin composition obtained by melt blending 10,000 or more polylactic acids is disclosed (Patent Document 4).
WO 02−44249号公報には、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、及び脂肪族ヒドロキシカルボン酸又はその無水環状化合物(ラクトン類)の3成分からなる混合物の重縮合反応により合成した重量平均分子量40,000以上の高分子量脂肪族ポリエステル共重合体と他の生分解性樹脂を使用することにより、フィルム等の成形時の分子量安定性が良く、成形が良好であることが開示されている(特許文献5)。 WO 02-44249 discloses a weight average molecular weight of 40 synthesized by a polycondensation reaction of a mixture of three components of an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid, and an aliphatic hydroxycarboxylic acid or its anhydrous cyclic compound (lactones). It is disclosed that by using a high molecular weight aliphatic polyester copolymer of 1,000 or more and other biodegradable resins, the molecular weight stability at the time of molding of a film or the like is good and the molding is good (patent) Reference 5).
特開2004-277715には、リンゴ酸を0.25重量%含むコハク酸を使用し、さらにアジピン酸、乳酸を加え、コハク酸/アジピン酸/乳酸/リンゴ酸−1,4−ブタンジオールからなる脂肪族ポリエステルで結晶化温度が結晶核剤無添加では25℃、結晶核剤入りでは25から43℃に上昇することが開示されている(特許文献6)。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-277715 uses succinic acid containing 0.25% by weight of malic acid, further added with adipic acid and lactic acid, and consists of succinic acid / adipic acid / lactic acid / malic acid-1,4-butanediol. It is disclosed that the crystallization temperature of an aliphatic polyester is 25 ° C. when no crystal nucleating agent is added, and increases from 25 to 43 ° C. when a crystal nucleating agent is added (Patent Document 6).
しかしながら、上記各技術では、フィルムの耐衝撃強度が不十分であり、買い物袋等にした場合に破けやすいという問題があった。一方、成形品の物性は、弱いところがあるとそこに応力が集中して、著しく低下させることは周知であり、物性を均一に保つことが重要である。 However, each of the above technologies has a problem that the impact strength of the film is insufficient and it is easily broken when used as a shopping bag. On the other hand, it is well known that when the physical properties of a molded product are weak, stress concentrates there and is remarkably reduced, and it is important to keep the physical properties uniform.
本発明の第1の目的は、生分解性と実用的な耐熱性を有すると共に、弾性率、延性、耐衝撃性などの物性が改善され、且つ物性バラツキの少ない生分解性脂肪族ポリエステル成形品及びそれを与える低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供することである。
また、本発明の第2の目的は、第1の目的に加えて、広範囲の製膜条件で製造可能であり、高耐衝撃性を有するフィルムを提供することである。
A first object of the present invention is a biodegradable aliphatic polyester molded article having biodegradability and practical heat resistance, improved physical properties such as elastic modulus, ductility, impact resistance and the like, and less physical property variation. And a low branching high molecular weight aliphatic polyester that provides it.
In addition to the first object, a second object of the present invention is to provide a film that can be produced under a wide range of film forming conditions and has high impact resistance.
本発明者らは、脂肪族ジカルボン酸残基、脂肪族ジオール残基及び必要に応じて加えられる脂肪族ヒドロキシカルボン酸残基に基づくエステル結合を有する脂肪族ポリエステルに含まれる、特定構造の分岐点の濃度を特定の値以下に制御することにより低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルが得られ、上記第1の課題が解決されることを見い出し、本発明を完成するに至った。
本発明者らは、上記低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを使用して、特定のフィルムを成形することにより、上記第2の課題が解決されることを見い出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have a branch point of a specific structure contained in an aliphatic polyester having an ester bond based on an aliphatic dicarboxylic acid residue, an aliphatic diol residue, and an aliphatic hydroxycarboxylic acid residue added as necessary. It was found that a low-branching high molecular weight aliphatic polyester was obtained by controlling the concentration of this to a specific value or less, and the first problem was solved, and the present invention was completed.
The present inventors have found that the second problem can be solved by forming a specific film using the low-branched high molecular weight aliphatic polyester, and have completed the present invention. .
すなわち本発明の第1は、分子鎖が、下記一般式(1)及び(2)で示される構造単位((1)及び(2)で示される構造単位の量は実質的に等モルである)、
−CO−R1−CO− (1)
(式中、R1は炭素数1〜12の二価脂肪族基を表す。)
−O−R2−O− (2)
(式中、R2は炭素数2〜12の二価脂肪族基を表す。)、並びに
下記一般式(3)で示される構造単位
−CO−R3−O− (3)
(式中、R3は炭素数1〜10の二価脂肪族基を表す。)
からなる低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルであって、
上記一般式(1)で示される構造単位100mol%のうち100〜75mol%がコハク酸残基であり、
上記一般式(3)で示される構造単位量の上記一般式(1)及び(3)で示される構造単位量の和に対するモル分率が0〜0.25であり、
重量平均分子量(Mw)が180,000以上であり、
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.7以下であり、
下記式(4)で示される分岐構造の1H−NMR測定によるCH基:
−O−C(=O)−CH(O−C(=O)−)CH2−C(=O)O− (4)
の含有率が10×10−6mol/g以下である低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第2は、酸価が2.0mgKOH/g以下である本発明の第1に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第3は、1H−NMR測定による水酸基末端濃度が40×10−6mol/g以下である本発明の第1又は2に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第4は、1H−NMR測定によるエーテル結合濃度が7.0×10−6mol/g以下である本発明の第1〜3のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第5は、一般式(1)で示される構造単位のうち100〜75mol%がコハク酸残基であり、残りの0〜25mol%がアジピン酸残基である本発明の第1〜4のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第6は、一般式(2)で示される構造単位が、エチレングリコール残基及び/又は1,4−ブタンジオール残基である本発明の第1〜5のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第7は、一般式(3)で示される構造単位が、ε−カプロラクトン、4−メチル−ε−カプロラクトン、3,3,5−トリメチル−ε−カプロラクトン、3,5,5−トリメチル−ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、エナントラクトン、グリコール酸、乳酸、及び3−ヒドロキシ酪酸からなる群から選ばれた少なくとも1種に基づく残基である本発明の第1〜6のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第8は、一般式(3)で示される構造単位量の、一般式(1)及び(3)で示される構造単位の合計量に対するモル分率が0.04〜0.25である本発明の第1〜7のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第9は、低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート−ブチレンアジペート)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−ε−カプロラクトン)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−乳酸)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−ブチレンアジペート−乳酸)共重合体、及び/又はポリエチレンサクシネートである本発明の第1〜8のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを提供する。
本発明の第10は、本発明の第1〜9のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを成形してなる低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル成形品を提供する。
本発明の第11は、成形が、押出成形、射出成形、圧縮成形、射出圧縮成形、トランスファ成形、注型成形、スタンパブル成形、ブロー成形、延伸フィルム成形、インフレーションフィルム成形、積層成形、カレンダー成形、発泡成形、RIM成形、FRP成形、粉末成形又はペースト成形である本発明の第10に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル成形品を提供する。
本発明の第12は、厚み1.5mmの圧縮成形品をASTM D3763に基づく落錐衝撃試験による、歪み−応力曲線における降伏点までの弾性変形エネルギーEp(単位:J)と、降伏点以降破壊点までの伝播エネルギーEg(単位:J)を測定した場合に、全吸収エネルギーEg+Ep(単位:J)が10J以上である本発明の第10又は11に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル成形品を提供する。
本発明の第13は、伝播エネルギーEgが5.5J以上である本発明の第12に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル成形品を提供する。
本発明の第14は、本発明の第10〜13のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル成形品が、厚みが5μm〜0.5mmのフィルムであって、無延伸又は一軸もしくは二軸延伸されてなる低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルフィルムを提供する。
本発明の第15は、直径19mm、重さ28gの球を用いた落球衝撃試験高さH(d=厚み)が、フィルム厚み20μmに換算した場合に20cm以上である本発明の第14に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルフィルムを提供する。
本発明の第16は、MD方向の熱収縮応力(SMD)が0.4MPa以下であり、TD方向の熱収縮応力(STD)との比SMD/STDが10以下である本発明の第14又は15に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルフィルムを提供する。
本発明の第17は、フィルムのTD方向の高速引張試験(ダイセル法)による、破断点伸度の平均値が750%以上で、その変動率が15%以下である本発明の第14〜16のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルフィルムを提供する。
本発明の第18は、フィルムのTD方向のシャルピー衝撃試験(ダイセル法)による、吸収エネルギーの平均値が150MPa以上で、その変動率が50%以下である本発明の第14〜17のいずれか1項に記載の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルフィルムを提供する。
That is, in the first aspect of the present invention, the molecular chain is substantially equimolar in the amount of the structural units represented by the following general formulas (1) and (2) (the structural units represented by (1) and (2)). ),
—CO—R 1 —CO— (1)
(In the formula, R 1 represents a C 1-12 divalent aliphatic group.)
—O—R 2 —O— (2)
(Wherein R 2 represents a divalent aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms), and a structural unit represented by the following general formula (3) —CO—R 3 —O— (3)
(In the formula, R 3 represents a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms.)
A low-branching high molecular weight aliphatic polyester consisting of
100-75 mol% of 100 mol% of the structural units represented by the general formula (1) is a succinic acid residue,
The molar fraction of the structural unit amount represented by the general formula (3) to the sum of the structural unit amounts represented by the general formulas (1) and (3) is 0 to 0.25,
The weight average molecular weight (Mw) is 180,000 or more,
The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2.7 or less,
CH group by 1 H-NMR measurement of a branched structure represented by the following formula (4):
—O—C (═O) —CH (O—C (═O) —) CH 2 —C (═O) O— (4)
A low-branching high molecular weight aliphatic polyester having a content of 10 × 10 −6 mol / g or less is provided.
A second aspect of the present invention provides the low-branched high molecular weight aliphatic polyester according to the first aspect of the present invention, which has an acid value of 2.0 mgKOH / g or less.
A third aspect of the present invention provides the low-branched high molecular weight aliphatic polyester according to the first or second aspect of the present invention, wherein the hydroxyl group terminal concentration by 1 H-NMR measurement is 40 × 10 −6 mol / g or less.
The fourth aspect of the present invention is the low branching high molecular weight according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the ether bond concentration measured by 1 H-NMR measurement is 7.0 × 10 −6 mol / g or less. An aliphatic polyester is provided.
According to a fifth aspect of the present invention, the structural unit represented by the general formula (1) includes 100 to 75 mol% of succinic acid residues and the remaining 0 to 25 mol% of adipic acid residues. 4. The low-branching high molecular weight aliphatic polyester according to any one of 4 is provided.
A sixth aspect of the present invention is the structure according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the structural unit represented by the general formula (2) is an ethylene glycol residue and / or a 1,4-butanediol residue. A low-branching high molecular weight aliphatic polyester is provided.
According to a seventh aspect of the present invention, the structural unit represented by the general formula (3) is composed of ε-caprolactone, 4-methyl-ε-caprolactone, 3,3,5-trimethyl-ε-caprolactone, 3,5,5-trimethyl. A book that is a residue based on at least one selected from the group consisting of -ε-caprolactone, β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, enanthlactone, glycolic acid, lactic acid, and 3-hydroxybutyric acid The low branching high molecular weight aliphatic polyester according to any one of
In the eighth aspect of the present invention, the molar fraction of the structural unit amount represented by the general formula (3) to the total amount of the structural units represented by the general formulas (1) and (3) is 0.04 to 0.25. The low branching high molecular weight aliphatic polyester according to any one of
According to the ninth aspect of the present invention, the low-branched high molecular weight aliphatic polyester comprises polybutylene succinate, poly (butylene succinate-butylene adipate) copolymer, poly (butylene succinate-ε-caprolactone) copolymer, poly The low of any one of 1-8 of this invention which is a (butylene succinate-lactic acid) copolymer, a poly (butylene succinate-butylene adipate-lactic acid) copolymer, and / or a polyethylene succinate. A branched high molecular weight aliphatic polyester is provided.
A tenth aspect of the present invention provides a low-branched high molecular weight aliphatic polyester molded article obtained by molding the low-branched high molecular weight aliphatic polyester according to any one of the first to ninth aspects of the present invention.
In the eleventh aspect of the present invention, the molding is extrusion molding, injection molding, compression molding, injection compression molding, transfer molding, cast molding, stampable molding, blow molding, stretched film molding, inflation film molding, laminate molding, calendar molding, The low branching high molecular weight aliphatic polyester molded article according to the tenth aspect of the present invention, which is foam molding, RIM molding, FRP molding, powder molding or paste molding.
According to the twelfth aspect of the present invention, an elastic deformation energy Ep (unit: J) up to a yield point in a strain-stress curve and a fracture after the yield point of a compression molded product having a thickness of 1.5 mm by a drop impact test based on ASTM D3763. The low branched high molecular weight aliphatic polyester molding according to the tenth or eleventh aspect of the present invention, wherein the total absorbed energy Eg + Ep (unit: J) is 10 J or more when the propagation energy Eg (unit: J) to the point is measured Provide goods.
A thirteenth aspect of the present invention provides the low-branched high molecular weight aliphatic polyester molded article according to the twelfth aspect of the present invention, wherein the propagation energy Eg is 5.5 J or more.
A fourteenth aspect of the present invention is a low-branching high molecular weight aliphatic polyester molded article according to any one of the tenth to thirteenth aspects of the present invention, wherein the film has a thickness of 5 μm to 0.5 mm and is not stretched or A low-branching high molecular weight aliphatic polyester film that is uniaxially or biaxially stretched is provided.
A fifteenth aspect of the present invention is the fourteenth aspect of the present invention, in which a falling ball impact test height H (d = thickness) using a sphere having a diameter of 19 mm and a weight of 28 g is 20 cm or more when converted to a film thickness of 20 μm. A low-branching high molecular weight aliphatic polyester film is provided.
A sixteenth aspect of the present invention is the fourteenth aspect of the present invention, in which the thermal shrinkage stress (SMD) in the MD direction is 0.4 MPa or less and the ratio SMD / STD to the thermal shrinkage stress (STD) in the TD direction is 10 or less. 15. A low branching high molecular weight aliphatic polyester film according to 15,
The seventeenth aspect of the present invention is the fourteenth to sixteenth aspect of the present invention in which the average value of elongation at break is 750% or more and the variation rate thereof is 15% or less by a high-speed tensile test in the TD direction (Daicel method). The low-branching high molecular weight aliphatic polyester film according to any one of the above is provided.
According to an eighteenth aspect of the present invention, any one of the fourteenth to seventeenth aspects of the present invention, wherein an average value of absorbed energy is 150 MPa or more and a variation rate is 50% or less by a Charpy impact test (Daicel method) in a TD direction of the film A low-branching high molecular weight aliphatic polyester film according to
本発明によれば、低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルを工業的に容易に得ることが可能となり、それを使用して、生分解性と実用的な耐熱性を有すると共に、弾性率、延性、耐衝撃性などの物性が改善され、且つ物性バラツキの少ない生分解性脂肪族ポリエステル成形品が得られる。
また本発明によれば、さらに高耐衝撃なフィルムが、広範囲の製膜速度や延伸倍率で、生産性良く製造可能である。
According to the present invention, it becomes possible to easily obtain a low-branched high molecular weight aliphatic polyester industrially, and using it, it has biodegradability and practical heat resistance, and has an elastic modulus, ductility, A biodegradable aliphatic polyester molded article having improved physical properties such as impact resistance and little physical property variation can be obtained.
Further, according to the present invention, a film having higher impact resistance can be produced with high productivity at a wide range of film forming speeds and stretch ratios.
<低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル>
本発明に係る低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル(a)(以下、単に「脂肪族ポリエステル(a)」と呼ぶ場合がある。)は、分子鎖が、下記一般式(1)及び(2)で示される構造単位((1)及び(2)で示される構造単位の量は実質的に等モルである)、
−CO−R1−CO− (1)
(式中、R1は炭素数1〜12の二価脂肪族基を表す。)
−O−R2−O− (2)
(式中、R2は炭素数2〜12の二価脂肪族基を表す。)
並びに下記一般式(3)で示される構造単位
−CO−R3−O− (3)
(式中、R3は炭素数1〜10の二価脂肪族基を表す。)
からなる低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルであって、
上記一般式(1)で示される脂肪族ジカルボン酸残基100mol%のうち100〜75mol%、好ましくは100〜80%、さらに好ましくは100〜85mol%がコハク酸残基であり、
上記一般式(3)で示される構造単位量の、上記一般式(1)及び(3)で示される構造単位量の和に対するモル分率が0〜0.25であり、特に(3)で示される構造単位を含む場合は、好ましくは0.04〜0.25、さらに好ましくは0.06〜0.23、特に好ましくは0.08〜0.20であり、
重量平均分子量(Mw)が180,000以上、好ましくは200,000以上、さらに好ましくは220,000以上であり、
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.7以下、好ましくは2.5以下であり、
下記式(4)で示される分岐構造の1H−NMR測定によるCH基:
−O−C(=O)−CH(O−C(=O)−)CH2−C(=O)O− (4)
の含有率が、10×10−6mol/g以下、好ましくは8.0×10−6mol/g以下であり、副反応により形成されたエーテル結合濃度が7.0×10−6mol/g以下であり、好ましくは、3.0×10−6mol/g以下である低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルである。
<Low branching high molecular weight aliphatic polyester>
The low-branching high molecular weight aliphatic polyester (a) according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “aliphatic polyester (a)”) has a molecular chain represented by the following general formulas (1) and (2). (The amount of the structural unit represented by (1) and (2) is substantially equimolar),
—CO—R 1 —CO— (1)
(In the formula, R 1 represents a C 1-12 divalent aliphatic group.)
—O—R 2 —O— (2)
(In the formula, R 2 represents a divalent aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms.)
And a structural unit represented by the following general formula (3): —CO—R 3 —O— (3)
(In the formula, R 3 represents a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms.)
A low-branching high molecular weight aliphatic polyester consisting of
Of 100 mol% of the aliphatic dicarboxylic acid residue represented by the general formula (1), 100 to 75 mol%, preferably 100 to 80%, more preferably 100 to 85 mol% are succinic acid residues,
The molar fraction of the structural unit amount represented by the general formula (3) to the sum of the structural unit amounts represented by the general formulas (1) and (3) is 0 to 0.25, particularly in (3) When the structural unit shown is included, it is preferably 0.04 to 0.25, more preferably 0.06 to 0.23, and particularly preferably 0.08 to 0.20.
The weight average molecular weight (Mw) is 180,000 or more, preferably 200,000 or more, more preferably 220,000 or more,
The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2.7 or less, preferably 2.5 or less,
CH group by 1 H-NMR measurement of a branched structure represented by the following formula (4):
—O—C (═O) —CH (O—C (═O) —) CH 2 —C (═O) O— (4)
Is 10 × 10 −6 mol / g or less, preferably 8.0 × 10 −6 mol / g or less, and the ether bond concentration formed by the side reaction is 7.0 × 10 −6 mol / g. It is a low-branching high molecular weight aliphatic polyester that is not more than g, and preferably not more than 3.0 × 10 −6 mol / g.
上記一般式(1)で示される構造単位と上記一般式(2)で示される構造単位は、通常、隣り合って連結して下記一般式(6)で示される繰り返し単位(P):
−CO−R1−COO−R2−O− (6)
(式中、R1は炭素数1〜12の二価脂肪族基を表し、R2は炭素数2〜12の二価脂肪族基を表す。)
を形成する。上記繰り返し単位(P)中では、式(1)及び(2)で示される構造単位の量は等モルである。
なお、式(1)で示される構造単位は、繰り返し単位(P)中以外に、例えば、水酸基末端や、副反応で生じるエーテル結合部分に含まれることがある。また、式(2)で示される構造単位は、繰り返し単位(P)中以外に、例えば、酸末端部分に含まれることがある。
よって、式(1)及び(2)で示される構造単位の量の間にわずかな差が生じうるが、本発明の脂肪族ポリエステル(a)に含まれる、式(1)及び(2)で示される構造単位の量の差異は、その比率を、下記式(X)によって示されるRM:
The structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2) are usually connected adjacently to each other and the repeating unit (P) represented by the following general formula (6):
—CO—R 1 —COO—R 2 —O— (6)
(In the formula, R 1 represents a divalent aliphatic group having 1 to 12 carbon atoms, and R 2 represents a divalent aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms.)
Form. In the repeating unit (P), the amount of the structural unit represented by the formulas (1) and (2) is equimolar.
In addition, the structural unit represented by the formula (1) may be included in, for example, a hydroxyl terminal or an ether bond portion generated by a side reaction other than in the repeating unit (P). Further, the structural unit represented by the formula (2) may be contained in, for example, an acid terminal portion other than in the repeating unit (P).
Therefore, a slight difference may occur between the amounts of the structural units represented by the formulas (1) and (2), but in the formulas (1) and (2) included in the aliphatic polyester (a) of the present invention. The difference in the amount of the structural unit shown is the ratio of the RM represented by the following formula (X):
で表した場合に、RMの値が、通常1.030〜0.980、例えば、1.025〜0.995となる範囲である。従って、本発明の脂肪族ポリエステル(a)に含まれる、式(1)及び(2)で示される構造単位の量は、モル分率が十分に近い数値範囲内であり、実質的に等モルである。また、脂肪族ポリエステル(a)が式(3)で示される構造単位を含む共重合体である場合には、共重合成分の繰り返し単位(Q)は式(3)で示される構造単位と同一であり、前記式(6)で示される繰り返し単位(P)と式(3)で示される構造単位(すなわち、繰り返し単位(Q))のモル比は、式(1)で示される構造単位と式(3)で示される構造単位のモル比に等しい。 RM value is usually in the range of 1.030 to 0.980, for example, 1.025 to 0.995. Therefore, the amount of the structural units represented by the formulas (1) and (2) contained in the aliphatic polyester (a) of the present invention is within a numerical range in which the molar fraction is sufficiently close, and is substantially equimolar. It is. When the aliphatic polyester (a) is a copolymer containing a structural unit represented by the formula (3), the repeating unit (Q) of the copolymer component is the same as the structural unit represented by the formula (3). The molar ratio of the repeating unit (P) represented by the formula (6) and the structural unit represented by the formula (3) (that is, the repeating unit (Q)) is the same as the structural unit represented by the formula (1) It is equal to the molar ratio of the structural unit represented by formula (3).
一般的には、上記数値はその範囲外であると次のような問題点を生じやすい。コハク酸残基の比率が上記範囲外である場合、又は一般式(3)で示される構造単位のモル分率が上記範囲外である場合、得られる脂肪族ポリエステルの融点が80℃よりも低くなる。或いはその両方が同時に上記範囲外である場合には、得られる脂肪族ポリエステルの融点が80℃よりも低くなり、実用上の耐熱性を保てなくなる。さらに、双方が上記範囲内であっても、得られる脂肪族ポリエステルの融点が80℃以上となるよう条件を選ぶことが好ましい。 In general, if the above numerical value is outside the range, the following problems are likely to occur. When the ratio of succinic acid residues is outside the above range, or when the molar fraction of the structural unit represented by the general formula (3) is outside the above range, the resulting aliphatic polyester has a melting point lower than 80 ° C. Become. Or when both of them are outside the above range at the same time, the melting point of the resulting aliphatic polyester becomes lower than 80 ° C., and the practical heat resistance cannot be maintained. Furthermore, it is preferable to select conditions so that the melting point of the resulting aliphatic polyester is 80 ° C. or higher even when both are within the above range.
以下に、(2)として1,4−ブタンジオール残基が含まれる場合を具体例に説明する。本発明に係る脂肪族ポリエステル(a)がコハク酸残基、1,4−ブタンジオール残基及び、式(1)〜(3)で示されるその他の少なくとも1種以上の構造単位で構成される場合、下記式(Y)によって示される共重合組成比率(R):
R={[B]・[SA]+([A]+[C])・([BG]+[B])}/{([SA]+[A]+[C])・([BG]+[B])} (Y)
(式中、[SA]は、式(1)〜(3)で示される構造単位それぞれの平均モル数の総和(この総和を以下では(S)と略記することがある)を分母とするコハク酸単位のモル濃度、[BG]は(S)を分母とする1,4−ブタンジオール単位のモル濃度、[A]〜[C]は、コハク酸残基と1,4−ブタンジオール残基を除くそれぞれ式(1)〜(3)で示される構造単位の、(S)を分母とするモル濃度を表す。)
の値が0〜0.25であり、共重合成分を使用する場合は、好ましくは0.04〜0.25、さらに好ましくは0.06〜0.23、特に好ましくは0.08〜0.20となるように選ぶことが好ましい。
Hereinafter, a case where a 1,4-butanediol residue is included as (2) will be described as a specific example. The aliphatic polyester (a) according to the present invention is composed of a succinic acid residue, 1,4-butanediol residue, and at least one other structural unit represented by formulas (1) to (3). In this case, the copolymer composition ratio (R) represented by the following formula (Y):
R = {[B] ・ [SA] + ([A] + [C]) ・ ([BG] + [B])} / {([SA] + [A] + [C]) ・ ([BG ] + [B])} (Y)
(In the formula, [SA] is an agglutinant whose denominator is the sum of the average number of moles of each of the structural units represented by formulas (1) to (3) (this sum may be abbreviated as (S) below). The molar concentration of acid units, [BG] is the molar concentration of 1,4-butanediol units with (S) as the denominator, and [A] to [C] are succinic acid residues and 1,4-butanediol residues. (Indicating the molar concentration of the structural units represented by the formulas (1) to (3) excluding) with (S) as the denominator.)
When the copolymer component is used, it is preferably 0.04 to 0.25, more preferably 0.06 to 0.23, and particularly preferably 0.08 to 0.00. It is preferable to select to be 20.
分子量が小さい場合、具体的には、重量平均分子量(Mw)が前記数値範囲より小さい場合、例えばフィルムの成形時、特にインフレーション成形や二軸延伸のような延伸成形性が大きく低下する。延伸成形性を改良する目的で、脂肪族ポリエステルに分岐構造を導入し、溶融状態での歪み硬化性を持たせるなどの手法が開示されているが、この方法では、衝撃強度などの実用物性を向上させることが出来無い。一方、分子量が十分に高い場合、成形性の確保のために、分岐構造をもたせる必要はなく、むしろ分岐構造の含有率が上記範囲を超えて大きい場合、延性、耐衝撃性が低下するなど、分岐構造の増加による実用物性の低下を引き起こす。 When the molecular weight is small, specifically, when the weight average molecular weight (Mw) is smaller than the above numerical range, for example, when a film is formed, stretch moldability such as inflation molding or biaxial stretching is greatly reduced. For the purpose of improving stretch moldability, a technique has been disclosed such as introducing a branched structure into an aliphatic polyester to impart strain-hardening properties in a molten state. In this method, practical physical properties such as impact strength have been disclosed. It cannot be improved. On the other hand, if the molecular weight is sufficiently high, it is not necessary to have a branched structure in order to ensure moldability. Rather, if the content of the branched structure is larger than the above range, ductility, impact resistance, etc. It causes a decrease in practical physical properties due to an increase in the branched structure.
Mw/Mn比が大きすぎる場合は、たとえ重量平均分子量が十分な大きさであっても、低分子量成分の含有率の高い組成物となり低分量成分の影響により実用物性が低下する。
一般に脂肪族ポリエステルは、塑性変形領域は、ラメラ状の結晶が開裂して伸張される冷延伸領域、及び伸張された分子鎖が解けていく領域からなり、これらを経て破壊に至ることで延性を発揮し、高い衝撃強度を実現している。しかし、上記のように低分子量成分が多い場合、あるいは分岐濃度が高すぎる場合には、これらの成分が応力集中点となったり、冷延伸による延性の発現が十分でなかったりするため、十分な延性を発揮できずに、衝撃強度の低下を引き起こす。
When the Mw / Mn ratio is too large, even if the weight average molecular weight is sufficiently large, the composition has a high content of the low molecular weight component, and the practical physical properties are deteriorated due to the influence of the low molecular weight component.
In general, in aliphatic polyester, the plastic deformation region consists of a cold-drawing region where the lamellar crystals are cleaved and stretched, and a region where the stretched molecular chain is unwound, and through these, the ductility is reduced. Demonstrates high impact strength. However, when there are many low molecular weight components as described above, or when the branching concentration is too high, these components may become stress concentration points, or the ductility due to cold drawing may not be sufficiently exhibited. The ductility cannot be exhibited and the impact strength is reduced.
エーテル結合濃度が上記範囲より多すぎると、色相が悪くなるとともに、結晶性が低下するため、融点が低下し、耐熱性が悪くなる。また、生分解性の制御に悪影響が出る。 When the ether bond concentration is too much above the above range, the hue is deteriorated and the crystallinity is lowered, so that the melting point is lowered and the heat resistance is deteriorated. In addition, the biodegradability control is adversely affected.
分岐点濃度が上記範囲より多すぎると、溶融成形時の流動特性が変わるため、成形条件を変えなければならず、運転管理が極めて複雑になる。さらに、分岐点を多く含むポリマーは、成形品の力学的特性、特に引張伸度が大幅に低下する。 If the branching point concentration is more than the above range, the flow characteristics at the time of melt molding change, so the molding conditions must be changed, and the operation management becomes extremely complicated. Furthermore, a polymer containing many branch points significantly reduces the mechanical properties of the molded article, particularly the tensile elongation.
さらに、酸価が上記範囲外であると、樹脂中の酸成分の濃度が高く、加水分解によって分子量の低下が起こりやすくなり、成形時の品質低下などの原因となる。 Furthermore, when the acid value is outside the above range, the concentration of the acid component in the resin is high, and the molecular weight is likely to decrease due to hydrolysis, leading to a decrease in quality during molding.
本発明に係る脂肪族ポリエステル(a)は、また、上記組成からなり、重量平均分子量5,000以上の低分子量脂肪族ポリエステル(a’)が、低分子量脂肪族ポリエステル(a’)100重量部に対し、0.1〜5重量部の下記一般式(7)で表される2官能性の連結剤(e)により連結されて、重量平均分子量が上記高分子量となるようにしたものであってもよい。
X1−R7−X2 (7)
(式中、X1、X2は水酸基又はカルボキシル基と作用して共有結合を形成可能な反応基、R7は単結合、炭素数1〜20の脂肪族基又は芳香族基を表し、X1、X2は同一の化学
構造であってもよいし、異なってもよい。)
The aliphatic polyester (a) according to the present invention has the above composition, and the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) having a weight average molecular weight of 5,000 or more is 100 parts by weight of the low molecular weight aliphatic polyester (a ′). In contrast, 0.1 to 5 parts by weight of a bifunctional coupling agent (e) represented by the following general formula (7) is used so that the weight average molecular weight becomes the above high molecular weight. May be.
X 1 -R 7 -X 2 (7)
Wherein X 1 and X 2 are reactive groups capable of forming a covalent bond by acting with a hydroxyl group or a carboxyl group, R 7 represents a single bond, an aliphatic group or an aromatic group having 1 to 20 carbon atoms, 1 and X 2 may have the same chemical structure or may be different.)
本発明に係る脂肪族ポリエステル(a)及び低分子量脂肪族ポリエステル(a’)は、一般式(1)で示される構造単位を与える脂肪族ジカルボン酸類(A)と、一般式(2)で示される構造単位を与える脂肪族ジオール(B)、及び、必要に応じて加えられる一般式(3)で示される構造単位を与えるモノマー成分(C)を原料とする重縮合反応によって得られる。 The aliphatic polyester (a) and the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) according to the present invention are represented by the aliphatic dicarboxylic acids (A) that give the structural unit represented by the general formula (1) and the general formula (2). It is obtained by a polycondensation reaction using as raw materials an aliphatic diol (B) that gives a structural unit and a monomer component (C) that gives a structural unit represented by the general formula (3) that is added as necessary.
(A)成分
式(1)で示される構造単位のうち100〜75mol%がコハク酸残基であるために、原料(A)の100〜75mol%はコハク酸又は重合に関与し得るその誘導体(A’)でなければならない。コハク酸又は重合に関与し得るその誘導体(A’)としては、コハク酸、無水コハク酸、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチルなどが挙げられる。このうち工業的経済性の観点からコハク酸又は無水コハク酸を用いるのが好ましく、コハク酸を用いるのが特に好ましい。
(A) Component Since 100 to 75 mol% of the structural unit represented by the formula (1) is a succinic acid residue, 100 to 75 mol% of the raw material (A) is succinic acid or a derivative thereof that can participate in polymerization ( A '). Examples of succinic acid or its derivative (A ′) that can participate in polymerization include succinic acid, succinic anhydride, dimethyl succinate, diethyl succinate and the like. Of these, succinic acid or succinic anhydride is preferably used from the viewpoint of industrial economy, and succinic acid is particularly preferably used.
式(1)のコハク酸残基以外の脂肪族ジカルボン酸残基を与える脂肪族ジカルボン酸類(A)としては、脂肪族ジカルボン酸、その無水物、又はそのモノ又はジエステル体が挙げられ、下記一般式(1’)で表される。
R4−OCO−R1−COO−R5 (1’)
(式中、R1は炭素数1〜12の二価脂肪族基、R4及びR5は水素原子、又は炭素数1〜6の脂肪族基もしくは芳香族基を表す。R4及びR5は同一でも異なっていてもよい。)
R1で示される二価脂肪族基としては、好ましくは2〜8の鎖状又は環状のアルキレン基であり、−(CH2)4−、−(CH2)6−等の炭素数2〜6の直鎖状低級アルキレン基が挙げられる。また、R1は反応に不活性な置換基、例えば、アルコキシ基やケト基等を有することができるし、R1は酸素やイオウ等のヘテロ原子を主鎖に含有することができ、例えばエーテル結合、チオエーテル結合等で隔てられた構造を含有することもできる。
Examples of the aliphatic dicarboxylic acids (A) that give an aliphatic dicarboxylic acid residue other than the succinic acid residue of the formula (1) include aliphatic dicarboxylic acids, anhydrides thereof, and mono- or diesters thereof. It is represented by the formula (1 ′).
R 4 —OCO—R 1 —COO—R 5 (1 ′)
(In the formula, R 1 represents a divalent aliphatic group having 1 to 12 carbon atoms, R 4 and R 5 represent a hydrogen atom, or an aliphatic group or aromatic group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 and R 5 May be the same or different.)
The divalent aliphatic group represented by R 1 is preferably a linear or cyclic alkylene group having 2 to 8 carbon atoms having 2 to 8 carbon atoms such as — (CH 2 ) 4 — and — (CH 2 ) 6 —. 6 linear lower alkylene groups. R 1 may have a substituent inert to the reaction, such as an alkoxy group or a keto group, and R 1 may contain a heteroatom such as oxygen or sulfur in the main chain. A structure separated by a bond, a thioether bond or the like can also be contained.
R4及びR5が水素原子であるときには脂肪族ジカルボン酸を表わす。脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、スベリン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、セバシン酸、ジグリコール酸、ケトピメリン酸、マロン酸、メチルマロン酸などが挙げられる。R4及びR5で示される脂肪族基としては、炭素数1〜6、好ましくは1〜4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基の他、シクロヘキシル基等の炭素数5〜12のシクロアルキル基が挙げられる。 When R 4 and R 5 are a hydrogen atom, it represents an aliphatic dicarboxylic acid. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, suberic acid, decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, sebacic acid, diglycolic acid, ketopimelic acid, malonic acid, methylmalonic acid, and the like. Can be mentioned. The aliphatic group represented by R 4 and R 5, other linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, cycloalkyl of 5 to 12 carbon atoms such as cyclohexyl group An alkyl group is mentioned.
R4及びR5で示される芳香族基としては、フェニル基、ベンジル基等が挙げられる。中でも、R4及びR5は炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜3の低級アルキル基である。このようなジアルキルエステルとしては、例えば、グルタル酸ジメチル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、ピメリン酸ジメチル、アゼライン酸ジメチル、スベリン酸ジメチル、スベリン酸ジエチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、デカンジカルボン酸ジメチル、ドデカンジカルボン酸ジメチル、ジグリコール酸ジメチル、ケトピメリン酸ジメチル、マロン酸ジメチル、メチルマロン酸ジメチル等が挙げられる。これらのものは単独で用いてもよいし2種以上組合わせて用いてもよい。 Examples of the aromatic group represented by R 4 and R 5 include a phenyl group and a benzyl group. Among them, R 4 and R 5 are lower alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms. Examples of such dialkyl esters include dimethyl glutarate, diethyl glutarate, dimethyl adipate, diethyl adipate, dimethyl pimelate, dimethyl azelate, dimethyl suberate, diethyl suberate, dimethyl sebacate, diethyl sebacate, Examples include dimethyl decanedicarboxylate, dimethyl dodecanedicarboxylate, dimethyl diglycolate, dimethyl ketopimelate, dimethyl malonate, and dimethyl methylmalonate. These may be used alone or in combination of two or more.
(B)成分
式(2)の脂肪族ジオール残基を与える(B)成分としては、脂肪族ジオールが挙げられる。脂肪族ジオールは下記一般式(2’)で表わされる。
HO−R2−OH (2’)
(式中、R2は炭素数2〜12の二価脂肪族基を表す。)
二価の脂肪族基としては、炭素数2〜12、好ましくは2〜8の鎖状又は環状のアルキレン基が挙げられる。好ましいアルキレン基は、−(CH2)2−、−(CH2)3−、−(CH2)4−等の炭素数2〜6の直鎖状低級アルキレン基である。また、二価脂肪族基R2は反応に不活性な置換基、例えば、アルコキシ基やケト基等を有することができる。R2は酸素やイオウ等のヘテロ原子を主鎖に含有することができ、例えばエーテル結合、チオエーテル結合等で隔てられた構造を含有することもできる。
(B) Component As (B) component which gives the aliphatic diol residue of Formula (2), an aliphatic diol is mentioned. The aliphatic diol is represented by the following general formula (2 ′).
HO—R 2 —OH (2 ′)
(In the formula, R 2 represents a divalent aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms.)
Examples of the divalent aliphatic group include chain or cyclic alkylene groups having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms. Preferred alkylene groups are linear lower alkylene groups having 2 to 6 carbon atoms such as — (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 3 —, and — (CH 2 ) 4 —. The divalent aliphatic group R 2 can have a substituent inert to the reaction, such as an alkoxy group or a keto group. R 2 can contain heteroatoms such as oxygen and sulfur in the main chain, and can also contain, for example, a structure separated by an ether bond, a thioether bond or the like.
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3‐プロパンジオール、1,2‐プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタメチレングリコール、へキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、分子量1000以下のポリエチレングリコール等を用いることができる。これらのものは単独でも、2種以上組合せて用いてもよい。 Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 2-methyl-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, Pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, octamethylene glycol, decamethylene glycol, dodecamethylene glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Pentaethylene glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 1000 or less, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
(C)成分
式(3)の脂肪族ヒドロキシカルボン酸残基を与える(C)成分としては、下記一般式(3’)で表されるヒドロキシカルボン酸もしくはヒドロキシカルボン酸エステル、又はその環状エステルであるラクトン類が挙げられる。
R6OCO−R3−OH (3’)
(式中、R3は炭素数1〜10の二価脂肪族基、R6は水素原子又は炭素数1〜6の脂肪族基又は芳香族基を表す。)
式(3’)で、二価脂肪族基R3としては、炭素数2〜10、好ましくは2〜8の鎖状又は環状のアルキレン基が挙げられる。また、R3は反応に不活性な置換基、例えば、アルコキシ基やケト基等を有することができる。R3は酸素やイオウ等のヘテロ原子を主鎖に含有することができ、例えばエーテル結合、チオエーテル結合等で隔てられた構造を含有することもできる。
式(3’)で、R6は水素、又は脂肪族基もしくは芳香族基である。脂肪族基としては、炭素数1〜6、好ましくは1〜4の直鎖状又は分岐鎖状の低級アルキル基や、シクロヘキシル基等の炭素数5〜12のシクロアルキル基、芳香族基としては、フェニル基、ベンジル基等が挙げられる。
(C) Component As (C) component which gives the aliphatic hydroxycarboxylic acid residue of Formula (3), it is hydroxycarboxylic acid or hydroxycarboxylic acid ester represented by the following general formula (3 ′), or a cyclic ester thereof. There are certain lactones.
R 6 OCO-R 3 -OH ( 3 ')
(In the formula, R 3 represents a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom, an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms or an aromatic group.)
In the formula (3 ′), examples of the divalent aliphatic group R 3 include a chain or cyclic alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms. R 3 may have a substituent inert to the reaction, such as an alkoxy group or a keto group. R 3 can contain heteroatoms such as oxygen and sulfur in the main chain, and can also contain a structure separated by an ether bond, a thioether bond, or the like.
In the formula (3 ′), R 6 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group. Examples of the aliphatic group include a linear or branched lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms such as a cyclohexyl group, and an aromatic group. , Phenyl group, benzyl group and the like.
ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、L−乳酸、D−乳酸、D,L−乳酸、2−メチル乳酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−2−メチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、ヒドロキシピバリン酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシカプロン酸等を挙げることができる。
前記ヒドロキシカルボン酸はその2分子が脱水縮合した環状二量体エステルであることができる。その具体例としては、乳酸から得られるラクチドや、グリコール酸から得られるグリコリド等が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸エステルとしては、例えば、上記ヒドロキシカルボン酸のメチルエステル、エチルエステル等や、酢酸エステル等が挙げられる。
Examples of the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, L-lactic acid, D-lactic acid, D, L-lactic acid, 2-methyl lactic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2- Examples include hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-2-methylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, hydroxypivalic acid, hydroxyisocaproic acid, and hydroxycaproic acid.
The hydroxycarboxylic acid may be a cyclic dimer ester in which two molecules are dehydrated and condensed. Specific examples thereof include lactide obtained from lactic acid and glycolide obtained from glycolic acid.
Examples of the hydroxycarboxylic acid ester include methyl ester and ethyl ester of the above hydroxycarboxylic acid, and acetic acid ester.
ラクトン類としては、二価脂肪族基として、炭素数4〜10、好ましくは4〜8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基のものが挙げられる。また、二価脂肪族基は反応に不活性な置換基、例えば、アルコキシ基やケト基等を有することができ、酸素やイオウ等のヘテロ原子を主鎖に含有することができ、例えばエーテル結合、チオエーテル結合等で隔てられた構造を含有することもできる。
ラクトン類の具体例としては、例えば、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、β−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、4−メチルカプロラクトン、3,5,5−トリメチルカプロラクトン、3,3,5−トリメチルカプロラクトンなどの各種メチル化カプロラクトン;β−メチル−δ−バレロラクトン、エナントラクトン、ラウロラクトン等のヒドロキシカルボン酸の環状1量体エステル;グリコリド、L−ラクチド、D−ラクチド等の上記ヒドロキシカルボン酸の環状2量体エステル;その他、1,3−ジオキソラン−4−オン、1,4−ジオキサン−3−オン、1,5−ジオキセパン−2−オン等の環状エステル−エーテル等を挙げることができる。これらは2種以上のモノマーを混合して使用してもよい。
Examples of lactones include divalent aliphatic groups having 4 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 8 linear or branched alkylene groups. The divalent aliphatic group can have a substituent inert to the reaction, such as an alkoxy group or a keto group, and can contain a heteroatom such as oxygen or sulfur in the main chain. In addition, it may contain a structure separated by a thioether bond or the like.
Specific examples of lactones include, for example, β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, β-valerolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, ε-caprolactone, 4-methylcaprolactone, 3, 5 , 5-trimethylcaprolactone, various methylated caprolactones such as 3,3,5-trimethylcaprolactone; cyclic monomeric esters of hydroxycarboxylic acids such as β-methyl-δ-valerolactone, enanthlactone and laurolactone; glycolide, L -Cyclic dimer ester of the above hydroxycarboxylic acid such as lactide, D-lactide, etc .; 1,3-dioxolan-4-one, 1,4-dioxane-3-one, 1,5-dioxepan-2-one And the like, and the like. These may be used by mixing two or more monomers.
(コハク酸類に含まれるリンゴ酸)
本発明の脂肪族ポリエステル(a)は、特定構造の分岐点濃度が特定の値以下に制御されている。係る特定の分岐構造は、下記一般式(4)
−O−C(=O)−CH(O−C(=O)−)CH2−C(=O)O− (4)
で表される、リンゴ酸に由来する三叉分岐構造である。式(1)〜(3)で示される構造単位で構成される直鎖状の高分子量脂肪族ポリエステルにおいて、式(4)で示される分岐構造が混入し、その混入比率が高くなると、延性という成形品の機械的特性上の特徴の低下を招き、直鎖状、すなわち低分岐度の脂肪族ポリエステルの特徴である耐衝撃性、引張破断点伸度のような重要な物性を低下させる。
(Malic acid contained in succinic acid)
In the aliphatic polyester (a) of the present invention, the branch point concentration of a specific structure is controlled to be a specific value or less. The specific branched structure is represented by the following general formula (4)
—O—C (═O) —CH (O—C (═O) —) CH 2 —C (═O) O— (4)
This is a trifurcated branched structure derived from malic acid. In the linear high molecular weight aliphatic polyester composed of the structural units represented by the formulas (1) to (3), when the branched structure represented by the formula (4) is mixed and the mixing ratio becomes high, it is called ductility. The mechanical characteristics of the molded product are deteriorated, and important physical properties such as impact resistance and tensile elongation at break, which are characteristic of linear polyesters, that is, low-branched aliphatic polyesters, are reduced.
係る分岐構造は、仕込み原料中にリンゴ酸が存在することにより生成するので、存在量を減らす又は無くすことによって低減させることが可能である。しかし一方、無水マレイン酸を水和してマレイン酸にした後、マレイン酸を水素添加して工業的に製造されるコハク酸中には、無視できない量のリンゴ酸が不純物として含まれている。かかる製造方法によって得られるコハク酸は水などを主たる溶媒とする晶析法などによって通常精製されるが、不純物となるリンゴ酸が完全に除去されることはない。従って、従来、工業用原料として入手可能なコハク酸を主たる原料として使用して得られた脂肪族ポリエステルには、全てリンゴ酸に起因する分岐構造が含まれている。 Since such a branched structure is produced by the presence of malic acid in the raw material to be charged, it can be reduced by reducing or eliminating the abundance. However, succinic acid produced industrially by hydrating maleic anhydride to maleic acid and then hydrogenating maleic acid contains a non-negligible amount of malic acid as an impurity. Succinic acid obtained by such a production method is usually purified by a crystallization method using water or the like as a main solvent, but malic acid as an impurity is not completely removed. Therefore, all the aliphatic polyesters obtained by using succinic acid, which is conventionally available as an industrial raw material, as a main raw material contain a branched structure caused by malic acid.
なお、係る分岐構造は、仕込み原料中にリンゴ酸が存在することにより生成するが、生成ポリマー中に分岐点として取り込まれる量は、使用する原料種・触媒や反応条件・プロセスによって変化する。 Such a branched structure is produced by the presence of malic acid in the charged raw material, but the amount taken into the produced polymer as a branching point varies depending on the raw material species / catalyst used, reaction conditions / process, and the like.
また、特開平11−196888号公報、及び特開2005−27533号公報に開示されているような発酵法によってコハク酸を生化学的に効率良く製造する場合においてもリンゴ酸の副生は避けることが出来ない問題である。
すなわち、成形品の機械物性的に優れた低分岐度の高分子量脂肪族ポリエステルを工業的に供給するには、工業用原料として入手可能なコハク酸中のリンゴ酸濃度の低減が重要である。
本発明では、主な原料となるコハク酸又は重合に関与し得るその誘導体(A’)に対するリンゴ酸の混入比率を特定の値以下とすることにより、本発明に係る樹脂及びその組成物の成形品の延性、耐衝撃性を改善すると共に、そのバラツキを飛躍的に改善することができる。
In addition, even when succinic acid is produced biochemically efficiently by fermentation methods as disclosed in JP-A-11-196888 and JP-A-2005-27533, by-product malic acid should be avoided. It is a problem that cannot be done.
That is, to industrially supply a low-branched high molecular weight aliphatic polyester excellent in mechanical properties of a molded product, it is important to reduce the malic acid concentration in succinic acid available as an industrial raw material.
In the present invention, molding of the resin and the composition thereof according to the present invention by setting the mixing ratio of malic acid to succinic acid as a main raw material or its derivative (A ′) that can participate in polymerization to a specific value or less. In addition to improving the ductility and impact resistance of the product, the variation can be dramatically improved.
本発明では、原料(A)と原料(C)の合計100mol%中に、リンゴ酸の混入比率を、0.60mol%以下、好ましくは0.35mol%以下、さらに好ましくは0.21mol%以下にする。
これにより、採用する反応条件やプロセスを最適化することによって、得られる低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル(a)中の前記式(4)で示される分岐構造の含有率を前記数値範囲以下にすることができる。
このとき、特に、コハク酸又は重合に関与し得るその誘導体(A’)がコハク酸又は無水コハク酸である場合、通常リンゴ酸は0.005モル%以上混入している。工業的に安価に入手するために、リンゴ酸の混入比率は、上記範囲の中であれば0.05モル%以上であっても好ましく使用できる。
例えば、コハク酸を工業的に製造して使用する場合には、溶媒再結晶して精製して、リンゴ酸の混入比率を上記範囲内に低下させることが必要である。再結晶溶媒としては、コハク酸とリンゴ酸を溶解するものであれば、特に制限はなく、水、アルコール、エーテル、ケトン、エステル、エーテルエステルなどの有機溶媒、これらの混合物などが、使用できるが、水又は水と上記有機溶媒との混合物が好ましく使用できる。
In the present invention, the mixing ratio of malic acid in the total of 100 mol% of the raw material (A) and the raw material (C) is 0.60 mol% or less, preferably 0.35 mol% or less, more preferably 0.21 mol% or less. To do.
Thereby, by optimizing the reaction conditions and processes to be adopted, the content of the branched structure represented by the formula (4) in the obtained low-branched high molecular weight aliphatic polyester (a) is reduced to the numerical range or less. can do.
At this time, in particular, when the succinic acid or its derivative (A ′) that can participate in polymerization is succinic acid or succinic anhydride, usually 0.005 mol% or more of malic acid is mixed. In order to obtain industrially inexpensively, it can be preferably used even if the mixing ratio of malic acid is 0.05 mol% or more as long as it is within the above range.
For example, when succinic acid is produced and used industrially, it is necessary to recrystallize the solvent and purify it to reduce the mixing ratio of malic acid within the above range. The recrystallization solvent is not particularly limited as long as it can dissolve succinic acid and malic acid, and water, alcohol, ether, ketone, ester, ether ester and other organic solvents, and mixtures thereof can be used. Water or a mixture of water and the above organic solvent can be preferably used.
本発明における上記(A)成分、(B)成分、及び必要に応じて加えられる(C)成分の重合反応によって得られる脂肪族ポリエステル(a)又は低分子量の脂肪族ポリエステル(a’)が共重合体である場合、その共重合様式は、ランダムであっても、ブロックであってもよいが、ランダム共重合体であるのが好ましい。上記モノマーの仕込は、一括仕込み(ランダム)、分割仕込み(ブロック)、あるいは、ジカルボン酸−ジオールのポリマーにラクトン類を重合させたり、あるいは、ポリラクトンにジカルボン酸とジオールを加えて重合させてもよい。 The aliphatic polyester (a) or the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) obtained by the polymerization reaction of the component (A), component (B), and component (C) added as necessary in the present invention In the case of a polymer, the copolymerization mode may be random or block, but is preferably a random copolymer. The above monomers may be charged all at once (randomly), dividedly charged (blocked), or a lactone may be polymerized to a dicarboxylic acid-diol polymer, or the polylactone may be polymerized by adding a dicarboxylic acid and a diol. .
本発明における上記(A)、(B)及び(C)の3成分の重合反応によって低分子量脂肪族ポリエステル(a’)を合成する場合には、合成工程は、使用する原料の種類によって、例えば、前半の脱水反応が主に進行するエステル化工程と、後半のエステル交換反応が主に進行する重縮合工程とに分けることができる。 When the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) is synthesized by the polymerization reaction of the three components (A), (B), and (C) in the present invention, the synthesis step depends on the type of raw materials used, for example, The esterification step in which the first half of the dehydration reaction mainly proceeds and the polycondensation step in which the latter half of the transesterification reaction mainly proceeds can be divided.
エステル化工程は80℃〜250℃、好ましくは100℃〜240℃、さらに好ましくは145℃〜230℃の反応温度で、0.5〜5時間、好ましくは1〜4時間、760〜100Torrの条件下で行うことが望ましい。触媒は、必ずしも必要としないが、原料として用いられる脂肪族ジカルボン酸又はジエステル1モルに対して、10−7〜10−3モル、好ましくは10−6〜5×10−4モルの量で用いてもよい。 The esterification step is performed at a reaction temperature of 80 ° C. to 250 ° C., preferably 100 ° C. to 240 ° C., more preferably 145 ° C. to 230 ° C., for 0.5 to 5 hours, preferably 1 to 4 hours, 760 to 100 Torr. It is desirable to do below. Although a catalyst is not necessarily required, it is used in an amount of 10 −7 to 10 −3 mol, preferably 10 −6 to 5 × 10 −4 mol, relative to 1 mol of an aliphatic dicarboxylic acid or diester used as a raw material. May be.
後半の重縮合工程は、反応系を減圧しながら反応温度を高めて2〜10時間、好ましくは3〜6時間で終了することが望ましく、最終的には180℃〜270℃、好ましくは190℃〜240℃の反応温度で減圧度3Torr以下、好ましくは1Torr以下とすることが望ましい。この工程では、一般的なエステル交換反応触媒を用いる方が好ましく、原料として用いられる脂肪族ジカルボン酸又はジエステル1モルに対して、10−7〜10−3モル、好ましくは10−6〜5×10−4モルの量で用いる。この範囲より触媒量が少なくなると反応がうまく進行せず、反応に長時間を要するようになる。一方、この範囲より多くなると重合時のポリマーの熱分解、架橋、着色等の原因となり、また、ポリマーの成形加工において熱分解等の原因となり好ましくない。 The latter polycondensation step is desirably completed in 2 to 10 hours, preferably 3 to 6 hours by raising the reaction temperature while reducing the pressure of the reaction system, and finally 180 ° C to 270 ° C, preferably 190 ° C. The degree of vacuum is 3 Torr or less, preferably 1 Torr or less at a reaction temperature of ˜240 ° C. In this step, it is preferable to use a general transesterification reaction catalyst, and it is 10 −7 to 10 −3 mol, preferably 10 −6 to 5 ×, per 1 mol of the aliphatic dicarboxylic acid or diester used as a raw material. Used in an amount of 10-4 mol. When the amount of the catalyst is less than this range, the reaction does not proceed well, and the reaction takes a long time. On the other hand, if it exceeds this range, it causes thermal decomposition, crosslinking, coloring, etc. of the polymer during polymerization, and also causes thermal decomposition in the molding process of the polymer.
合成工程において、脱水反応が主に進行するエステル化工程と、後半のエステル交換反応が主に進行する重縮合工程との両者において用いることのできる触媒としては、以下のような具体例を挙げることができるが、これらの触媒は単独で用いても、2種以上組合せて用いてもよい。触媒としては、WO 02-44249号公報に記載のものが使用可能である。中でも、触媒としてチタン化合物とリン化合物及び/又はマグネシウム化合物とからなる混合触媒を使用することにより、重合速度が速くなるため、副反応により形成されるエーテル結合のような異種結合の少ないものが得られるので、特に好ましい。この場合、好ましくはMg/Ti原子比が0.05〜2.0モル倍の範囲であり、好ましくは0.1〜1.2モル倍、より好ましくは0.2〜0.8モル倍の範囲である。Mg/Ti原子比が0.05モル倍未満では、得られる樹脂が着色することがあり、逆に2.0モル倍を超えると反応速度が遅くなる。 Examples of catalysts that can be used in both the esterification step in which the dehydration reaction mainly proceeds in the synthesis step and the polycondensation step in which the latter transesterification reaction mainly proceeds include the following specific examples. However, these catalysts may be used alone or in combination of two or more. As the catalyst, those described in WO 02-44249 can be used. Among them, by using a mixed catalyst composed of a titanium compound and a phosphorus compound and / or a magnesium compound as a catalyst, the polymerization rate is increased, so that a product having few heterogeneous bonds such as an ether bond formed by a side reaction can be obtained. Is particularly preferable. In this case, the Mg / Ti atomic ratio is preferably in the range of 0.05 to 2.0 mol times, preferably 0.1 to 1.2 mol times, more preferably 0.2 to 0.8 mol times. It is a range. If the Mg / Ti atomic ratio is less than 0.05 mol times, the resulting resin may be colored. Conversely, if it exceeds 2.0 mol times, the reaction rate becomes slow.
脂肪族ポリエステル(a)又は(a’)を合成する工程において、原料(A)成分及び(B)成分の仕込み比は、以下の条件式(i)に合致するように選択することが望ましい。
1.0≦[B]/[A]≦2.0 (i)
(式中、[A]は(A)成分のモル数、[B]は(B)成分のモル数を表す。)
[B]/[A]の値が1より小さいと、両末端がカルボン酸末端の低分子量オリゴマーが多く生成し、それ以上のエステル化反応又は重縮合反応が進行せず、所望の分子量の脂肪族ポリエステル(a)又は(a’)を得ることが難しく、また[B]/[A]の値が2より大きい場合は前半のエステル化工程終了時点でのグリコール末端濃度が過度に大きく、後半の重縮合工程に長時間の反応時間が必要となる。
In the step of synthesizing the aliphatic polyester (a) or (a ′), the charging ratio of the raw material (A) component and the (B) component is preferably selected so as to meet the following conditional expression (i).
1.0 ≦ [B] / [A] ≦ 2.0 (i)
(In the formula, [A] represents the number of moles of component (A), and [B] represents the number of moles of component (B).)
When the value of [B] / [A] is smaller than 1, a large amount of low molecular weight oligomers having both ends at carboxylic acid ends are formed, and no further esterification reaction or polycondensation reaction proceeds, and fat having a desired molecular weight Group polyester (a) or (a ′) is difficult to obtain, and when the value of [B] / [A] is greater than 2, the glycol end concentration at the end of the first half esterification step is excessively large. A long reaction time is required for the polycondensation step.
本発明では、最終的に実用的な強度を有する脂肪族ポリエステル(a)を得るために、溶融状態の低分子量脂肪族ポリエステル(a’)に前記式(7)で表される2官能性の連結剤(e)を加えて重量平均分子量を前記高分子量に高めるようにしてもよい。
連結反応に用いられる低分子量脂肪族ポリエステル(a’)は、重量平均分子量が5,000以上、好ましくは10,000以上である。前記分子量が5,000より小さい場合、低分子量脂肪族ポリエステル(a’)の末端基濃度が高く、多量の連結剤が必要となる。連結剤の使用量が多い場合には、ゲル化などの問題が生じやすい。酸価と水酸基価の値の合計が1.0以下の場合には、低分子量脂肪族ポリエステル(a’)の分子量が高いために溶融状態の粘度が高くなる。この場合は、連結剤の使用量も極少量となるために均一に反応させることが困難で、やはりゲル化などの問題が生じやすい。
In the present invention, in order to finally obtain an aliphatic polyester (a) having practical strength, the difunctional bifunctional compound represented by the above formula (7) is added to the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) in a molten state. A linking agent (e) may be added to increase the weight average molecular weight to the high molecular weight.
The low molecular weight aliphatic polyester (a ′) used for the ligation reaction has a weight average molecular weight of 5,000 or more, preferably 10,000 or more. When the molecular weight is smaller than 5,000, the end group concentration of the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) is high, and a large amount of a linking agent is required. When the amount of the binder used is large, problems such as gelation are likely to occur. When the sum of the acid value and the hydroxyl value is 1.0 or less, the viscosity of the molten state becomes high because the molecular weight of the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) is high. In this case, the amount of the binder used is extremely small, so that it is difficult to cause a uniform reaction, and problems such as gelation are likely to occur.
本発明に用いる連結剤(e)は前記式(7)によって表される。但し、3官能以上の働きをするものは除く。連結剤(e)の反応基X1、及びX2としては、水酸基と反応して共有結合を形成可能な式(9)〜(11): The linking agent (e) used in the present invention is represented by the formula (7). However, those that function more than 3 functions are excluded. As the reactive groups X 1 and X 2 of the linking agent (e), formulas (9) to (11) that can react with a hydroxyl group to form a covalent bond:
で表される反応基群及び/又は、カルボキシル基と反応して共有結合を形成可能な一般式(12)〜(15) General groups (12) to (15) capable of forming a covalent bond by reacting with a reactive group and / or a carboxyl group
(R8〜R10は2価の脂肪族基又は芳香族基を表し、環に直接結合している水素は脂肪族及び/又は芳香族基で置換されてもよい。)で表される3〜8員環の環状反応基群から選ぶことができる。X1とX2は同一の化学構造であってもよいし、異なってもよい。 (R 8 to R 10 represent a divalent aliphatic group or an aromatic group, and hydrogen directly bonded to the ring may be substituted with an aliphatic and / or aromatic group) 3 It can be selected from a group of ˜8-membered cyclic reactive groups. X 1 and X 2 may have the same chemical structure or may be different.
連結剤(e)としては、一連のジイソシアネート化合物のような、WO 02-44249号公報に記載の各種の連結剤が使用可能である。
上記ジイソシアネート化合物としては、好ましくは脂肪族ジイソシアネート化合物であり、具体的にはヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル{OCN-(CH2)4-CH(-NCO)(-COOCH3)}、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が例示されるが、中でもヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。
As the linking agent (e), various linking agents described in WO 02-44249, such as a series of diisocyanate compounds, can be used.
The diisocyanate compound is preferably an aliphatic diisocyanate compound. Specifically, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester {OCN— (CH 2 ) 4 —CH (—NCO) (— COOCH 3 )}, trimethylhexa Examples include methylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate is particularly preferable.
連結剤(e)と低分子量脂肪族ポリエステル(a’)の反応は、低分子量脂肪族ポリエステル(a’)が均一な溶融状態又は少量の溶剤を含有した状態で、容易に攪拌可能な条件下で行われることが望ましい。用いる連結剤(e)の量は、低分子量脂肪族ポリエステル(a’)100重量部に対し、0.1〜5重量部であることが望ましい。これより連結剤(e)の量が少ないと、所望の分子量の最終生成物を得ることが困難であり、多いと、ゲル化などの問題が生じやすい。
連結剤(e)を用いて高分子量化する反応は、低分子量脂肪族ポリエステル(a’)の融点以上で行い、270℃以下、好ましくは250℃以下、さらに好ましくは、230℃以下で行うことができる。この反応は、低分子量脂肪族ポリエステルを製造した反応器に連結剤(e)を添加することにより、重縮合反応と同じ反応器内で実施することができる。また、低分子量脂肪族ポリエステルと連結剤を、通常の押出機あるいはスタティックミキサー等を用いて混合することにより実施することもできる。
The reaction between the linking agent (e) and the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) is carried out under conditions where the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) can be easily stirred in a uniform molten state or containing a small amount of solvent. It is desirable to be performed at. The amount of the binder (e) used is preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the low molecular weight aliphatic polyester (a ′). If the amount of the linking agent (e) is smaller than this, it is difficult to obtain a final product having a desired molecular weight, and if it is large, problems such as gelation are likely to occur.
The reaction for increasing the molecular weight using the linking agent (e) is carried out at a melting point or higher of the low molecular weight aliphatic polyester (a ′) and carried out at 270 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or lower. Can do. This reaction can be carried out in the same reactor as the polycondensation reaction by adding the linking agent (e) to the reactor in which the low molecular weight aliphatic polyester has been produced. Moreover, it can also be carried out by mixing the low molecular weight aliphatic polyester and the binder using an ordinary extruder or static mixer.
本発明の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル(a)は、反応液の粘度が10Pa・sec以上の高分子量化工程において、反応を二軸連続重合反応装置を使用することにより、連結剤(e)を用いずに、より効率的に製造することもできる。
重縮合反応の反応温度は220〜250℃である。反応温度が250℃を超えると、反応は速く進むが、副反応が激しくなり、得られるポリマーの酸価が増大したり分子量の低下が生じるだけでなく、エーテル結合のような異種結合の生成が無視できなくなり品質が悪化する。反応温度が220℃よりも低い場合、脱グリコール反応の進行が遅く分子量が所定の数値まで増大しない。また、反応系の粘度が高くなり、撹拌が困難となるので好ましくない。かつ、反応時間が長くなることによりエーテル結合のような異種結合が増大するため好ましくない。
また、二軸連続反応装置を使用する高分子量化工程の減圧度は5mmHgであるが、好ましくは3mmHg以下、さらに好ましくは1.5mmHg以下である。減圧度が高いほど、エーテル結合のような異種結合の生成を抑制することができるので、好ましい。
The low-branching high-molecular weight aliphatic polyester (a) of the present invention is prepared by using a biaxial continuous polymerization reactor in the high-molecular weight process in which the viscosity of the reaction solution is 10 Pa · sec or more, thereby connecting the binder (e ) Can be more efficiently produced.
The reaction temperature of the polycondensation reaction is 220 to 250 ° C. When the reaction temperature exceeds 250 ° C., the reaction proceeds fast, but side reactions become intense, resulting in not only an increase in the acid value of the polymer obtained and a decrease in molecular weight, but also the formation of heterogeneous bonds such as ether bonds. It cannot be ignored and the quality deteriorates. When the reaction temperature is lower than 220 ° C., the progress of the deglycolization reaction is slow and the molecular weight does not increase to a predetermined value. Moreover, the viscosity of the reaction system becomes high and stirring becomes difficult, which is not preferable. In addition, it is not preferable because a heterogeneous bond such as an ether bond increases due to a long reaction time.
Further, the degree of reduced pressure in the high molecular weight process using the biaxial continuous reaction apparatus is 5 mmHg, preferably 3 mmHg or less, more preferably 1.5 mmHg or less. The higher the degree of vacuum, the more preferable is the ability to suppress the formation of heterogeneous bonds such as ether bonds.
使用することができる二軸連続重合反応装置としては、例えば、撹拌翼が偏芯ディスク状のセルフクリーニング式リアクター(三菱重工業株式会社製「SCR」)、撹拌翼が中空円板翼又は三枚羽翼(三菱重工業株式会社製「HVR」)、横型二軸式リアクター(三菱重工業株式会社製)、KRCニーダー(株式会社栗本鐵工所製)、TEX-K(株式会社日本製鋼所製)、ハイブリッド型反応機(株式会社日立製作所製)、日立メガネ翼重合機(株式会社日立製作所製)、日立格子翼重合機(株式会社日立製作所製)等が挙げられる。これらの装置は、内部において重合物の表面の更新が効率よく行なわれるため、脱グリコール反応がスムーズに進行し、所望の分子量まで増大させるのに好都合である。 Examples of the biaxial continuous polymerization reaction apparatus that can be used include a self-cleaning reactor (“SCR” manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) in which the stirring blade is an eccentric disk, and the stirring blade is a hollow disk blade or a three-blade blade. (“HVR” manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.), horizontal twin-shaft reactor (manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.), KRC kneader (manufactured by Kurimoto Steel Corporation), TEX-K (manufactured by Nippon Steel Works, Ltd.), hybrid type Examples include a reactor (manufactured by Hitachi, Ltd.), a Hitachi glasses blade polymerizer (manufactured by Hitachi, Ltd.), a Hitachi lattice blade polymerizer (manufactured by Hitachi, Ltd.), and the like. These apparatuses are advantageous in that the deglycolization reaction proceeds smoothly and increases to the desired molecular weight because the surface of the polymer is efficiently renewed inside.
本発明において、成分(C)が用いられる場合は、原料(A)成分及び(C)成分の仕込み比は以下の条件式(ii)に合致するように選択することが好ましい。
0≦[C]/([A]+[C])≦0.25 (ii)
(式中、[A]は(A)成分の使用モル数、[C]は(C)成分の使用モル数を示す。)
上記式中の[C]/([A]+[C])は、脂肪族ポリエステル(a)又は(a’)が前記繰り返し単位(P)及び繰り返し単位(Q)から構成される場合には、繰り返し単位Qのモル分率を表している。
特に繰り返し単位(Q)(すなわち、(3)で示される構造単位)を含む場合は、好ましくは0.04〜0.25、さらに好ましくは0.06〜0.23、特に好ましくは0.08〜0.20である。
この値が0.25より大きい場合は、得られるポリマーの融点が低く、さらに結晶性が極端に低下するために耐熱性が無く実用に不向きである。また、この値が0.04より大きい場合は、適度な柔軟性と生分解性を兼ね備えたより実用性の高いポリマーが得られる。
In the present invention, when the component (C) is used, it is preferable to select the charging ratio of the raw material (A) component and the (C) component so as to meet the following conditional expression (ii).
0 ≦ [C] / ([A] + [C]) ≦ 0.25 (ii)
(In the formula, [A] represents the number of moles of component (A) used, and [C] represents the number of moles of component (C) used.)
[C] / ([A] + [C]) in the above formula is when the aliphatic polyester (a) or (a ′) is composed of the repeating unit (P) and the repeating unit (Q). Represents the molar fraction of the repeating unit Q.
In particular, when the repeating unit (Q) (that is, the structural unit represented by (3)) is included, it is preferably 0.04 to 0.25, more preferably 0.06 to 0.23, and particularly preferably 0.08. ~ 0.20.
When this value is larger than 0.25, the melting point of the resulting polymer is low, and the crystallinity is extremely lowered, so that it has no heat resistance and is unsuitable for practical use. When this value is larger than 0.04, a more practical polymer having appropriate flexibility and biodegradability can be obtained.
本発明に係る脂肪族ポリエステル(a)は、好ましくは重量平均分子量が200,000以上である。また、融点は、通常80℃以上であり、熱成形も容易である。
前記本発明に使用される脂肪族ポリエステルにおいて、特に、前記一般式(1)〜(3)におけるR1及びR2が(CH2)2又は(CH2)4で、R3が(CH2)5であるものは、融点が高くかつ結晶性の高いものである。具体的には、ポリブチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート−ブチレンアジペート)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−ε−カプロラクトン)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−乳酸)共重合体、ポリ(ブチレンサクシネート−ブチレンアジペート−乳酸)共重合体、及び/又はポリエチレンサクシネート等が挙げられる。脂肪族ポリエステル(a)は、耐熱性・柔軟性・生分解性などの用途条件によっては、ポリブチレンサクシネートが好ましい。
The aliphatic polyester (a) according to the present invention preferably has a weight average molecular weight of 200,000 or more. The melting point is usually 80 ° C. or higher, and thermoforming is easy.
In the aliphatic polyester used in the present invention, in particular, R 1 and R 2 in the general formulas (1) to (3) are (CH 2 ) 2 or (CH 2 ) 4 , and R 3 is (CH 2). 5 ) Those having 5 have a high melting point and high crystallinity. Specifically, polybutylene succinate, poly (butylene succinate-butylene adipate) copolymer, poly (butylene succinate-ε-caprolactone) copolymer, poly (butylene succinate-lactic acid) copolymer, poly Examples include (butylene succinate-butylene adipate-lactic acid) copolymer and / or polyethylene succinate. The aliphatic polyester (a) is preferably polybutylene succinate depending on application conditions such as heat resistance, flexibility and biodegradability.
本発明では、必要に応じて、脂肪族ポリエステル(a)に対して下記の各種添加剤を配合した低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル組成物にすることができる。
添加剤としては可塑剤、熱安定剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、光分解剤、生分解促進剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、帯電防止剤、難燃剤、流滴剤、抗菌剤、防臭剤、充填材、着色剤、又はこれらの混合物が挙げられる。
可塑剤としては、脂肪族二塩基酸エステル、フタル酸エステル、ヒドロキシ多価カルボン酸エステル、ポリエステル系可塑剤、脂肪酸エステル、エポキシ系可塑剤、又はこれらの混合物が例示される。具体的には、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)等のフタル酸エステル、アジピン酸−ジ−2−エチルヘキシル(DOA)、アジピン酸ジイソデシル(DIDA)等のアジピン酸エステル、アゼライン酸−ジ−2−エチルヘキシル(DOZ)等のアゼライン酸エステル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸トリブチル等のヒドロキシ多価カルボン酸エステル、ポリプロピレングリコールアジピン酸エステル等のポリエステル系可塑剤であり、これらは一種又は二種以上の混合物で用いられる。
これら可塑剤の添加量としては、フィルムであると、5〜15重量部の範囲が好ましい。3重量部未満であると、破断伸びや衝撃強度が低くなり、また30重量部を超えると、破断強度や衝撃強度の低下を招く場合がある。
In this invention, it can be set as the low-branching high molecular weight aliphatic polyester composition which mix | blended the following various additives with aliphatic polyester (a) as needed.
Additives include plasticizers, heat stabilizers, lubricants, anti-blocking agents, nucleating agents, photodegradants, biodegradation accelerators, antioxidants, UV stabilizers, antistatic agents, flame retardants, drop agents, antibacterial agents , Deodorants, fillers, colorants, or mixtures thereof.
Examples of the plasticizer include aliphatic dibasic acid esters, phthalic acid esters, hydroxy polycarboxylic acid esters, polyester plasticizers, fatty acid esters, epoxy plasticizers, and mixtures thereof. Specifically, phthalic acid esters such as di-2-ethylhexyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), diisodecyl phthalate (DIDP), adipic acid-di-2-ethylhexyl (DOA), diisodecyl adipate (DIDA) and other adipic acid esters, azelaic acid-di-2-ethylhexyl (DOZ) and other azelaic acid esters, acetyltricitrate tri-2-ethylhexyl, acetylcitrate tributyl and other hydroxypolycarboxylic acid esters, polypropylene glycol Polyester plasticizers such as adipic acid esters, which are used alone or in a mixture of two or more.
The amount of these plasticizers added is preferably in the range of 5 to 15 parts by weight for a film. If it is less than 3 parts by weight, the elongation at break and impact strength are lowered, and if it exceeds 30 parts by weight, the break strength and impact strength may be reduced.
熱安定剤としては、脂肪族カルボン酸塩がある。脂肪族カルボン酸としては、特に脂肪族ヒドロキシカルボン酸が好ましい。脂肪族ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、ヒドロキシ酪酸等の天然に存在するものが好ましい。
塩としては、ナトリウム、カルシウム、アルミニウム、バリウム、マグネシウム、マンガン、鉄、亜鉛、鉛、銀、銅等の塩が挙げられる。これらは、一種又は二種以上の混合物として用いることができる。
添加量としては、脂肪族ポリエステル(a)100重量部に対して、0.5〜10重量部の範囲である。上記範囲で熱安定剤を用いると、衝撃強度(アイゾット衝撃値)が向上し、破断伸び、破断強度、衝撃強度のばらつきが小さくなる効果がある。
Thermal stabilizers include aliphatic carboxylates. As the aliphatic carboxylic acid, an aliphatic hydroxycarboxylic acid is particularly preferable. As the aliphatic hydroxycarboxylic acid, naturally occurring ones such as lactic acid and hydroxybutyric acid are preferable.
Examples of the salt include salts of sodium, calcium, aluminum, barium, magnesium, manganese, iron, zinc, lead, silver, copper and the like. These can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
As addition amount, it is the range of 0.5-10 weight part with respect to 100 weight part of aliphatic polyester (a). When the heat stabilizer is used within the above range, the impact strength (Izod impact value) is improved, and there is an effect that variations in breaking elongation, breaking strength, and impact strength are reduced.
滑剤としては、内部滑剤、外部滑剤として一般に用いられるものが使用可能である。例えば、脂肪酸エステル、炭化水素樹脂、パラフィン、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、脂肪族アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、ポリクリセロール、金属石鹸、変性シリコーン又はこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、脂肪酸エステル、炭化水素樹脂等が挙げられる。
配合量は、フィルムとして、樹脂100重量部に対し、滑剤を0.05〜5重量部を添加する。0.05重量部未満であると効果が充分でなく、5重量部を超えるとロールに巻きつかなくなり、物性も低下する。
フィルム用として、環境汚染を防止する観点から、安全性が高く、且つFDA(米国食品医薬品局)に登録されているエチレンビスステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドが好ましい。
As the lubricant, those generally used as an internal lubricant and an external lubricant can be used. For example, fatty acid ester, hydrocarbon resin, paraffin, higher fatty acid, oxy fatty acid, fatty acid amide, alkylene bis fatty acid amide, aliphatic ketone, fatty acid lower alcohol ester, fatty acid polyhydric alcohol ester, fatty acid polyglycol ester, fatty alcohol, many Examples thereof include monohydric alcohols, polyglycols, polychrycerols, metal soaps, modified silicones, or mixtures thereof. Preferably, fatty acid ester, hydrocarbon resin, etc. are mentioned.
The blending amount is 0.05 to 5 parts by weight of a lubricant with respect to 100 parts by weight of the resin as a film. If it is less than 0.05 parts by weight, the effect is not sufficient, and if it exceeds 5 parts by weight, it will not be wound on the roll, and the physical properties will also deteriorate.
For films, ethylenebisstearic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, and erucic acid amide that are highly safe and registered with the FDA (US Food and Drug Administration) are preferable from the viewpoint of preventing environmental pollution.
上記光分解促進剤としては、例えば、ベンゾイン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノンとその誘導体;アセトフェノン、α,α−ジエトキシアセトフェノンなどのアセトフェノンとその誘導体;キノン類;チオキサントン類;フタロシアニンなどの光励起材、アナターゼ型酸化チタン、エチレン−ー酸化炭素共重合体、芳香族ケトンと金属塩との増感剤などが例示される。これらの光分解促進剤は、1種又は2種以上併用できる。
上記生分解促進剤には、例えば、オキソ酸(例えば、グリコール酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸などの炭素数2〜6程度のオキソ酸)、飽和ジカルボン酸(例えば、修酸、マロン酸、コハク酸、無水コハク酸、グルタル酸などの炭素数2〜6程度の低級飽和ジカルボン酸など)などの有機酸;これらの有機酸と炭素数1〜4程度のアルコールとの低級アルキルエステルが含まれる。好ましい生分解促進剤には、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸などの炭素数2〜6程度の有機酸、及び椰子殻活性炭等が含まれる。これらの生分解促進剤は1種又は2種以上併用できる。
Examples of the photodegradation accelerator include benzophenones such as benzoins, benzoin alkyl ethers, benzophenone, 4,4-bis (dimethylamino) benzophenone and derivatives thereof; acetophenones such as acetophenone and α, α-diethoxyacetophenone; Examples thereof include photoexciters such as quinones; thioxanthones; phthalocyanines, anatase-type titanium oxide, ethylene-carbon oxide copolymers, and sensitizers of aromatic ketones and metal salts. These photodegradation accelerators can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the biodegradation accelerator include oxo acids (eg, oxo acids having about 2 to 6 carbon atoms such as glycolic acid, lactic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid), saturated dicarboxylic acids (eg, oxalic acid, malon, etc.). Organic acids such as acids, succinic acid, succinic anhydride, glutaric acid and the like, such as lower saturated dicarboxylic acids having about 2 to 6 carbon atoms, etc .; lower alkyl esters of these organic acids and alcohols having about 1 to 4 carbon atoms included. Preferred biodegradation accelerators include organic acids having about 2 to 6 carbon atoms such as citric acid, tartaric acid, malic acid, and coconut shell activated carbon. These biodegradation accelerators can be used alone or in combination of two or more.
上記充填剤(増量剤、ブロッキング防止剤を含む)としては、種々の充填剤、例えば炭酸カルシウムやタルクの他に、マイカ、珪酸カルシウム、微粉末シリカ(無水物)、ホワイトカーボン(含水物)、石綿、陶土(焼成)、麦飯石、各種の酸化チタン、ガラス繊維等の無機充填剤や、天然素材の粒子等の有機充填剤を挙げることができる。ブロッキングを防止する場合には、粒子径は0.1〜7μmのものが好ましい。無機充填剤としての微粉末シリカは、湿式法でつくられたシリカや、四塩化ケイ素の酸水素焔中での高温加水分解により製造されたシリカでもよい。
無機充填材を添加することにより生分解性が更に向上すると共に溶融強度(粘度)が大きくなるので、溶融成形時のドローダウンが防がれ、真空成形、ブロー成形、インフレーション成形等の成形性が向上する。
Examples of the filler (including a bulking agent and an antiblocking agent) include various fillers such as calcium carbonate and talc, mica, calcium silicate, fine powder silica (anhydride), white carbon (hydrated substance), Examples thereof include inorganic fillers such as asbestos, porcelain clay (baked), barley stone, various titanium oxides, and glass fibers, and organic fillers such as particles of natural materials. In order to prevent blocking, the particle diameter is preferably 0.1 to 7 μm. The fine powder silica as the inorganic filler may be a silica produced by a wet method or a silica produced by high-temperature hydrolysis of silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame.
Addition of inorganic fillers further improves biodegradability and increases melt strength (viscosity), preventing drawdown during melt molding and providing moldability such as vacuum molding, blow molding, and inflation molding. improves.
また、無機充填剤、例えばタルクを添加することにより、耐衝撃性を大きく損なうことなく、すべり性に優れたフィルムを得ることができる。具体的には、フィルムの表面・裏面とも、JIS K7125に準拠する摩擦係数が、動摩擦係数・静摩擦係数共に好ましくは0.1〜0.5、さらに好ましくは0.15〜0.4、最も好ましくは0.2〜0.3であるフィルムを得ることができる。 Further, by adding an inorganic filler such as talc, a film excellent in slipping property can be obtained without significantly impairing impact resistance. Specifically, the friction coefficient in accordance with JIS K7125 is preferably 0.1 to 0.5, more preferably 0.15 to 0.4, and most preferably on both the front and back surfaces of the film. Can obtain a film of 0.2-0.3.
摩擦係数が大きすぎる場合は、フィルムをロール状から巻き解く際に、巻き解きがスムーズに行えず、使用性の悪化を招き、フィルムの破断を引き起こす場合もある。摩擦係数が小さすぎる場合には、フィルムの製造時などにロール状に巻き取る際にロールがずれるなどの取り扱い上の問題が起こる。 When the coefficient of friction is too large, unwinding of the film from the roll shape cannot be performed smoothly, resulting in deterioration of usability and sometimes causing breakage of the film. When the coefficient of friction is too small, handling problems such as roll slippage occur when the film is wound into a roll.
充填剤の添加量は特に限定するものではないが、充填剤/脂肪族ポリエステル(a)で表される重量比が0.01〜60/99.99〜40、(例えば、0.1〜60/99.9〜40、1〜60/99〜40)好ましくは3〜50/97〜50、さらに好ましくは5〜45/95〜55である。 The addition amount of the filler is not particularly limited, but the weight ratio represented by the filler / aliphatic polyester (a) is 0.01 to 60 / 99.99 to 40 (for example, 0.1 to 60). /99.9-40, 1-60 / 99-40) preferably 3-50 / 97-50, more preferably 5-45 / 95-55.
有機充填剤としては、直径が50ミクロン以下の、紙より製造した微粉末粒子が挙げられる。有機充填剤の添加量や粒径は上記無機充填剤の場合と同じである。
増量剤としては、木粉、ガラスバルーン等が挙げられる。増量剤の添加量は無機充填剤の場合と同じである。
Organic fillers include fine powder particles made from paper having a diameter of 50 microns or less. The addition amount and particle size of the organic filler are the same as those of the inorganic filler.
Examples of the bulking agent include wood powder and glass balloon. The addition amount of the extender is the same as that of the inorganic filler.
脂肪族ポリエステル(a)と添加剤とは混練しても混練せずに成形してもよい。混練方法は、一般的な方法が好ましく使用でき、具体的には原料樹脂ペレットや粉体、固体の細片等をヘンシェルミキサーやリボンミキサーで乾式混合し、単軸や2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなどの公知の溶融混合機に供給して溶融混練することができる。 The aliphatic polyester (a) and the additive may be kneaded or molded without kneading. As a kneading method, a general method can be preferably used. Specifically, raw resin pellets, powders, solid strips, and the like are dry-mixed with a Henschel mixer or a ribbon mixer, and a single or twin screw extruder or Banbury. It can supply to known melt mixers, such as a mixer, a kneader, a mixing roll, and can melt-knead.
<低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル成形品>
本発明の成形品は、上記脂肪族ポリエステル(a)又は必要に応じて加えられる添加剤との樹脂組成物を、押出成形、射出成形、圧縮成形、射出圧縮成形、トランスファ成形、注型成形、スタンパブル成形、ブロー成形、延伸フィルム成形、インフレーションフィルム成形、積層成形、カレンダー成形、発泡成形、RIM成形、FRP成形、粉末成形又はペースト成形して得られる。
<Low branching high molecular weight aliphatic polyester molded product>
The molded article of the present invention is obtained by extrusion molding, injection molding, compression molding, injection compression molding, transfer molding, cast molding, a resin composition with the aliphatic polyester (a) or an additive added as necessary. It can be obtained by stampable molding, blow molding, stretched film molding, inflation film molding, laminate molding, calendar molding, foam molding, RIM molding, FRP molding, powder molding or paste molding.
本発明のフィルムは、上記組成物をT−ダイ成形、インフレーション成形、カレンダー成形、押出ラミネート成形等によりフィルム成形して得られる。本発明のフィルムは、厚みが5μm〜1mm、好ましくは10〜100μmである。 The film of the present invention is obtained by film-forming the above composition by T-die molding, inflation molding, calendar molding, extrusion lamination molding or the like. The film of the present invention has a thickness of 5 μm to 1 mm, preferably 10 to 100 μm.
本発明のフィルムとしては、シート、フィルム、テープを含む。またフィルムは単層でも用いられるが、他の基材との積層体であってもよい。積層フィルムを得る場合には、本発明に係る樹脂組成物から得られる熱融着性を有するフィルムと他の基材とを多層ダイを用いて共押出フィルムとしてよい。また予め得られた基材に該樹脂組成物を押出しラミネートして積層フィルムとしてもよいし、あるいは夫々別個に得たフィルム等を貼り合わせて積層フィルムとしてもよい。尚、基材としてはポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル、又はポリエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステルから得られるフィルム、シート、カップ、トレー状物、あるいはその発泡体、ガラス、金属、アルミニウム箔、紙等が挙げられる。基材が熱可塑性樹脂からなるフィルムの場合は、無延伸であっても一軸あるいは二軸延伸フィルムであってもよい。勿論、基材は1層でも2層以上としてもよい。
本発明のフィルムは透明性に優れており、買い物袋製袋用原反フィルム、包装袋製袋用原反フィルム、又はごみ袋製袋用原反フィルムや、2次成形して農業用ハウスフィルム、農業用マルチフィルム、ラベル用フィルム等に加工することができる。
The film of the present invention includes a sheet, a film and a tape. Moreover, although a film is used also by a single layer, a laminated body with another base material may be sufficient. When obtaining a laminated film, a film having heat-fusibility obtained from the resin composition according to the present invention and another substrate may be used as a coextruded film using a multilayer die. Further, the resin composition may be extruded and laminated on a substrate obtained in advance to form a laminated film, or a film obtained separately may be bonded to form a laminated film. In addition, as a base material, a film, a sheet, a cup, a tray-like product obtained from an aliphatic polyester such as polylactic acid or an aromatic polyester such as polyethylene terephthalate, or a foam thereof, glass, metal, aluminum foil, paper, etc. Can be mentioned. When the base material is a film made of a thermoplastic resin, it may be unstretched or may be a uniaxial or biaxially stretched film. Of course, the substrate may be a single layer or two or more layers.
The film of the present invention is excellent in transparency, and is an original film for bag making of shopping bags, an original film for bag making of packaging bags, an original film for bag making of garbage bags, or a house film for agriculture formed by secondary molding. It can be processed into agricultural multi-films, label films and the like.
本発明の成形品は次のような特徴を有する。厚み1.5mmのプレス成形板をASTM D3763に基づく落錐衝撃試験により、弾性変形エネルギーEp(単位:J)と弾性変形後の伝播エネルギーEg(単位:J)を測定した場合に、Ep+Egが10J以上、好ましくは11J以上、さらに好ましくは12J以上である。また、伝播エネルギーEgが5.5J以上、好ましくは6.0J以上、更に好ましくは7.0J以上である。 The molded article of the present invention has the following characteristics. When the elastic deformation energy Ep (unit: J) and the propagation energy Eg after elastic deformation (unit: J) are measured by a falling cone impact test based on ASTM D3763 on a press molded plate having a thickness of 1.5 mm, Ep + Eg is 10 J As mentioned above, Preferably it is 11J or more, More preferably, it is 12J or more. Further, the propagation energy Eg is 5.5 J or more, preferably 6.0 J or more, and more preferably 7.0 J or more.
アニール処理
上記で得られたフィルムは、アニール処理を行ってもよい。アニール処理温度としては、組成比にもよるが、通常、30〜60℃、好ましくは35〜50℃、さらに好ましくは35〜45℃の範囲にある。60℃より高すぎるとフィルムが軟かくなりすぎてブロッキングするおそれがある。アニール処理時間としては、温度にもよるが、通常、10時間以上、好ましくは24〜480時間、さらに好ましくは72〜360時間である。上限は特には限定されないが、480時間を超えると効果の発現が飽和する。
Annealing treatment The film obtained above may be annealed. Although it depends on the composition ratio, the annealing temperature is usually in the range of 30 to 60 ° C., preferably 35 to 50 ° C., and more preferably 35 to 45 ° C. If it is higher than 60 ° C., the film becomes too soft and may be blocked. The annealing treatment time is usually 10 hours or longer, preferably 24 to 480 hours, more preferably 72 to 360 hours, although it depends on the temperature. The upper limit is not particularly limited, but the effect is saturated when it exceeds 480 hours.
成形品の物性
本発明の成形品は、次のような特徴を有する。
(1)フィルムのTD方向の高速引張試験(ダイセル法)による、破断点伸度の平均値が750%以上好ましくは770%以上、さらに好ましくは800%以上である。また、バラツキが変動率で、15%以下、好ましくは13%以下、さらに好ましくは10%以下である。
(2)フィルムのTD方向のシャルピー衝撃試験(ダイセル法)による、吸収エネルギーの平均値が150MPa(1530kg/cm2)以上、好ましくは170MPa(1734kg/cm2)以上、さらに好ましくは200MPa(2040kg/cm2)以上である。また、バラツキが変動率で50%以下、好ましくは45%以下、さらに好ましくは40%以下である。
Physical properties of molded product The molded product of the present invention has the following characteristics.
(1) The average value of elongation at break by a high-speed tensile test (Daicel method) in the TD direction of the film is 750% or more, preferably 770% or more, and more preferably 800% or more. Further, the variation is a fluctuation rate of 15% or less, preferably 13% or less, more preferably 10% or less.
(2) The average value of absorbed energy by a Charpy impact test (Daicel method) in the TD direction of the film is 150 MPa (1530 kg / cm 2 ) or more, preferably 170 MPa (1734 kg / cm 2 ) or more, more preferably 200 MPa (2040 kg / cm 2 ). cm 2 ) or more. Further, the variation is 50% or less, preferably 45% or less, and more preferably 40% or less in terms of variation.
フィルムの物性
本発明のフィルムは、機械物性が次のようである。
(i)厚さ20μmのフィルムにおいて、後述の引張試験(JIS K6781に基づく)で得られる各物性値が以下のとおり;
引張弾性率:50〜500MPa、好ましくは100〜400MPa
破断点応力:10〜40MPa、好ましくは15〜30MPa
破断点伸び:100〜2000%、好ましくは300〜1500%
引裂強度:0.2〜5N、好ましくは0.5〜3N
(ii)厚さ40μmのフィルムで、後述の引張試験(JIS K6781に基づく)で得られる各物性値が以下のとおり;
引張弾性率:50〜500MPa、好ましくは100〜400MPa
破断点応力:10〜40MPa、好ましくは15〜30MPa
破断点伸び:100〜3000%、好ましくは500〜2000%
引裂強度:0.2〜5N、好ましくは0.5〜3N。
Physical properties of film The mechanical properties of the film of the present invention are as follows.
(I) In a film having a thickness of 20 μm, each physical property value obtained by a tensile test described below (based on JIS K6781) is as follows:
Tensile modulus: 50 to 500 MPa, preferably 100 to 400 MPa
Stress at break: 10 to 40 MPa, preferably 15 to 30 MPa
Elongation at break: 100-2000%, preferably 300-1500%
Tear strength: 0.2-5N, preferably 0.5-3N
(Ii) Each physical property value obtained by a tensile test (based on JIS K6781) described later in a film having a thickness of 40 μm is as follows:
Tensile modulus: 50 to 500 MPa, preferably 100 to 400 MPa
Stress at break: 10 to 40 MPa, preferably 15 to 30 MPa
Elongation at break: 100-3000%, preferably 500-2000%
Tear strength: 0.2-5N, preferably 0.5-3N.
本発明のインフレーションフィルムは、下記の特徴を有する。
(落球衝撃試験)
(i')厚さ20μmのフィルムにおいて、落球衝撃試験(試験方法は後述する)による数値は以下のとおり;
φ41mm、286gの落球を用いた場合におけるH(d=厚み)が5cm以上、好ましくは10〜50cm
φ19mm、28gの落球を用いた場合におけるH(d=厚み)が20cm以上、好ましくは30〜500cm
(ii')厚さ40μmのフィルムで、落球衝撃試験(試験方法は後述する)による数値は以下のとおり;
φ41mm、286gの落球を用いた場合におけるH(d=厚み)が8cm以上、好ましくは10〜1000cm
φ19mm、28gの落球を用いた場合におけるH(d=厚み)が30cm以上、好ましくは50〜2000cm。
The inflation film of the present invention has the following characteristics.
(Falling ball impact test)
(I ′) In a film having a thickness of 20 μm, numerical values according to a falling ball impact test (test method will be described later) are as follows:
H (d = thickness) when using a falling ball of φ41 mm and 286 g is 5 cm or more, preferably 10 to 50 cm
H (d = thickness) when using a falling ball of φ19 mm and 28 g is 20 cm or more, preferably 30 to 500 cm
(Ii ′) A film having a thickness of 40 μm, and numerical values according to a falling ball impact test (test method will be described later) are as follows:
H (d = thickness) when using a falling ball of φ41 mm and 286 g is 8 cm or more, preferably 10 to 1000 cm
H (d = thickness) when using a falling ball of φ19 mm and 28 g is 30 cm or more, preferably 50 to 2000 cm.
(熱収縮試験)
(iii’)厚さ20μmのフィルムにおいて、MD方向の熱収縮応力(SMD)が0.35MPa以下、好ましくは0.3MPa以下、さらに好ましくは0.25MPa以下であり、TD方向の熱収縮応力(STD)との比SMD/STDが10以下、好ましくは7.5以下、さらに好ましくは5以下である。
(Heat shrinkage test)
(Iii ′) In a film having a thickness of 20 μm, the thermal shrinkage stress (SMD) in the MD direction is 0.35 MPa or less, preferably 0.3 MPa or less, more preferably 0.25 MPa or less. The ratio SMD / STD to STD) is 10 or less, preferably 7.5 or less, more preferably 5 or less.
任意の厚さのフィルムの上記各物性値を、厚さ20μm又は40μmのフィルムの物性値から正確に推算する式は無いので、或る任意の脂肪族ポリエステル樹脂のフィルムが本発明に係る脂肪族ポリエステルのフィルムの範囲内に入るか否かを判断する基準として、厚さ20μmのフィルムを成形した場合の物性値を判断基準とする。本発明では、「厚さ20μmに換算した場合に」とは、この意味のことである。 Since there is no formula for accurately estimating each physical property value of a film having an arbitrary thickness from the physical property value of a film having a thickness of 20 μm or 40 μm, a film of an arbitrary aliphatic polyester resin is an aliphatic group according to the present invention. As a criterion for judging whether or not the polyester film falls within the range, a physical property value when a film having a thickness of 20 μm is formed is used as a criterion. In the present invention, “when converted to a thickness of 20 μm” has this meaning.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、本発明の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル組成物を製造実施例により具体的に説明するが、本発明の組成物はこれらに限定されるものではない。製造実施例又は製造比較例における各特性値は以下の方法により測定したものである。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
First, although the low branching high molecular weight aliphatic polyester composition of the present invention will be specifically described with reference to production examples, the composition of the present invention is not limited thereto. Each characteristic value in the production example or the production comparative example is measured by the following method.
(1)コハク酸中のリンゴ酸
検出器として電気伝導度検出器を備えたイオンクロマトグラフィー装置により、コハク酸中のリンゴ酸を定量した。溶離液には1mM/Lオクタンスルホン酸を用い、カラムは日本ダイオネクス(株)製IonPac ICE-AS1を用いた。
(1) Malic acid in succinic acid Malic acid in succinic acid was quantified by an ion chromatography apparatus equipped with an electrical conductivity detector as a detector. As the eluent, 1 mM / L octanesulfonic acid was used, and as the column, IonPac ICE-AS1 manufactured by Nippon Dainex Co., Ltd. was used.
(2)分子量及び分子量分布
検出器として示差屈折率系と差圧粘度計を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)装置により、標準ポリスチレンから作成した較正曲線を用いて、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。溶離液にはクロロホルムを用い、カラムは昭和電工(株)製Shodex 806Lを3本連結して用いた。
分子量(Mn、Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)を溶出曲線から算出する際には、差圧粘度計による溶出曲線からピークの開始点と終点を決定し、開始点から終点までの各溶出時間における示差屈折計の応答強度から、分子量(Mn、Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)を算出した。図5で、上段は示差屈折率計で得られた溶出曲線、下段は差圧粘度計で得られた溶出曲線である。
(2) Molecular weight and molecular weight distribution Number average molecular weight (Mn) using a calibration curve prepared from standard polystyrene by a gel permeation chromatography (GPC) apparatus equipped with a differential refractive index system and a differential pressure viscometer as a detector. The weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were determined. Chloroform was used as an eluent, and three Shodex 806L manufactured by Showa Denko Co., Ltd. were connected and used as a column.
When calculating the molecular weight (Mn, Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) from the elution curve, the peak start point and end point are determined from the elution curve by the differential pressure viscometer, and each of the points from the start point to the end point is determined. Molecular weight (Mn, Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were calculated from the response intensity of the differential refractometer at the elution time. In FIG. 5, the upper part is an elution curve obtained with a differential refractometer, and the lower part is an elution curve obtained with a differential pressure viscometer.
(3)酸価
JIS K0070に基づいて測定した。
(3) Acid value It measured based on JISK0070.
(4)ポリマー組成、水酸基末端濃度、分岐点濃度、エーテル結合濃度
1H−NMRスペクトルにより、使用した各モノマーに由来するピークの面積から、ポリマー中に含まれる各モノマー単位のモル分率を算出し、それらからポリマー組成を決定した。また、水酸基末端、分岐構造、及びエーテル結合に由来するピークから、水酸基末端濃度、分岐点濃度、及びエーテル結合濃度を算出した。
図4は、1,4−ブタンジオール、コハク酸、ε−カプロラクトンを主原料とした本発明の脂肪族ポリエステル(a)の1H−NMRスペクトルの一例である。図4において、水酸基末端に由来するピークcは垂直方向100倍、水平方向2倍の倍率で拡大して示した。同様にコハク酸中に不純物として混入していたリンゴ酸由来の下記式(4)で示される分岐構造:
−O−C(=O)−CH(O−C(=O)−)CH2−C(=O)O− (4)
に基づくピークeは垂直方向500倍、水平方向2倍の倍率で拡大して示した。また同様に副生エーテル結合に由来するピークfは垂直方向200倍、水平方向2倍の倍率で拡大して示した。
同図から読取れるように、1,4−ブタンジオール残基の酸素原子に隣接するメチレン基2つ分のピークとε−カプロラクトン残基の酸素原子に隣接するε−メチレン基のピークは、重なって4.07ppmにピークd(triplet)として観測される。一方、ε−カプロラクトン残基のカルボニル基に隣接するα−メチレン基のピークは2.28ppmにピークa(triplet)として観測される。また、コハク酸残基の2つの等価なメチレン基のピークは2.57ppmにピークb(triplet)として観測される。
水酸基に隣接するα−メチレン基のピークは3.61ppmにピークc(triplet)として観測される。式(4)の分岐構造については、メチン基のピークが5.43ppmにピークe(triplet)として観測される。また、副生エーテル結合のエーテル酸素に隣接する2つの等価なメチレン基のピークが3.37ppmにピークf(triplet)として観測される。
(4) Polymer composition, hydroxyl group terminal concentration, branch point concentration, ether bond concentration
From the 1 H-NMR spectrum, the molar fraction of each monomer unit contained in the polymer was calculated from the area of the peak derived from each monomer used, and the polymer composition was determined therefrom. Moreover, the hydroxyl group terminal concentration, the branching point concentration, and the ether bond concentration were calculated from the peaks derived from the hydroxyl terminal, the branched structure, and the ether bond.
FIG. 4 is an example of a 1 H-NMR spectrum of the aliphatic polyester (a) of the present invention using 1,4-butanediol, succinic acid, and ε-caprolactone as main raw materials. In FIG. 4, the peak c derived from the hydroxyl end is shown enlarged at a magnification of 100 times in the vertical direction and 2 times in the horizontal direction. Similarly, a branched structure represented by the following formula (4) derived from malic acid mixed as an impurity in succinic acid:
—O—C (═O) —CH (O—C (═O) —) CH 2 —C (═O) O— (4)
The peak “e” based on is enlarged at a magnification of 500 times in the vertical direction and 2 times in the horizontal direction. Similarly, the peak f derived from the by-product ether bond is shown enlarged at a magnification of 200 times in the vertical direction and 2 times in the horizontal direction.
As can be seen from the figure, the peak of the two methylene groups adjacent to the oxygen atom of the 1,4-butanediol residue overlaps the peak of the ε-methylene group adjacent to the oxygen atom of the ε-caprolactone residue. Is observed as a peak d (triplet) at 4.07 ppm. On the other hand, the peak of the α-methylene group adjacent to the carbonyl group of the ε-caprolactone residue is observed as a peak a (triplet) at 2.28 ppm. Further, two equivalent methylene group peaks of the succinic acid residue are observed as a peak b (triplet) at 2.57 ppm.
The peak of the α-methylene group adjacent to the hydroxyl group is observed as a peak c (triplet) at 3.61 ppm. With regard to the branched structure of the formula (4), a methine group peak is observed as a peak e (triplet) at 5.43 ppm. In addition, two equivalent methylene group peaks adjacent to the ether oxygen of the by-product ether bond are observed as a peak f (triplet) at 3.37 ppm.
(5)融点
示差走査熱量分析装置(DSC)により融点を求めた。具体的には、本発明の高分子量脂肪族ポリエステルペレットから3〜6mgを採取し、測定に供した。係るペレットをまず、室温から−120℃に20℃/分の速度で冷却し(冷却過程1)、次に3分間、−120℃で保持し、その後20℃/分の速度で−120℃から220℃まで昇温した(昇温過程1)。引続き試料を220℃で3分間保持した後、再度20℃/分の速度で−120℃まで冷却し(冷却過程1)、−120℃で3分間保持した後、再び20℃/分の速度で−120℃から220℃まで昇温し(昇温過程2)、測定を終了した。融点は昇温過程2で現れる吸熱ピークのピークトップとして求めた。
(5) Melting point The melting point was determined by a differential scanning calorimeter (DSC). Specifically, 3 to 6 mg was collected from the high molecular weight aliphatic polyester pellet of the present invention and subjected to measurement. The pellet is first cooled from room temperature to −120 ° C. at a rate of 20 ° C./min (cooling process 1), then held at −120 ° C. for 3 minutes and then from −120 ° C. at a rate of 20 ° C./min. The temperature was raised to 220 ° C. (temperature raising process 1). Subsequently, the sample was held at 220 ° C. for 3 minutes, then cooled again to −120 ° C. at a rate of 20 ° C./min (cooling process 1), held at −120 ° C. for 3 minutes, and then again at a rate of 20 ° C./min. The temperature was raised from −120 ° C. to 220 ° C. (temperature raising process 2), and the measurement was completed. The melting point was determined as the peak top of the endothermic peak appearing in the
[製造実施例1]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%(仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.31mol%)含むコハク酸43.18Kg、1,4−ブタンジオール36.25Kg、チタンテトライソプロポキシド36.35g、リン酸水素マグネシウム三水和物(MgHPO4・3H2O)7.43gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。
昇温開始後、1.5時間で反応液温度が141℃になり、水の留出が開始した。昇温開始後、5.5時間で留出水の量が13.0Kgになった時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応で得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で4.5時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
ペレット状ポリマーはさらに定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。処理液は反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状の高分子量化されたポリマーを得た。
メガネ翼重合機で高分子量化されたペレット状のポリマーを続いて定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、別の二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製格子翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。この反応装置内でさらに高分子量化されたポリマーは反応装置から連続的に排出され、水槽で冷却し、カッターで裁断した後、目的の高分子量脂肪族ポリエステルのペレットを得た。
この脂肪族ポリエステル(ポリブチレンサクシネート)の重量平均分子量は221,000、分子量分布は2.37、酸価は1.1mgKOH/gであった。原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基49.7mol%、1,4−ブタンジオール残基50.3mol%であった。水酸基末端濃度は13.8×10−6mol/g、分岐点濃度は3.9×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.8×10−6mol/gであった。融点は114.2℃であった。
[Production Example 1]
After replacing the inside of the jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 43.18 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid (the malic acid concentration with respect to the total acid components at the time of charging is 0.31 mol%), First, 36.25 Kg of 1,4-butanediol, 36.35 g of titanium tetraisopropoxide, and 7.43 g of magnesium hydrogen phosphate trihydrate (MgHPO 4 .3H 2 O) were charged, and gradually from room temperature in a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 240 ° C.
After starting the temperature increase, the reaction liquid temperature reached 141 ° C. in 1.5 hours, and the distillation of water started. The esterification reaction was completed when the amount of distilled water reached 13.0 kg in 5.5 hours after the start of temperature increase.
The aliphatic polyester low molecular weight product obtained by the esterification reaction is transferred to a high-viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution is kept at 240 ° C., and gradually reduced from normal pressure to 1.0 mmHg (133 Pa). And the polycondensation reaction was carried out by stirring for 4.5 hours. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
The pelletized polymer was further fed to an extruder at a flow rate of 7.4 Kg / h by a quantitative feeder and melted, and then fed into a biaxial continuous polymerization reactor (glassware blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L). Continuously fed. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The treatment liquid was continuously discharged from the reaction apparatus, and a pelletized high molecular weight polymer was obtained through cooling in a water tank and cutting with a cutter.
After the pelletized polymer having a high molecular weight by the spectacle blade polymerizer was melted by feeding it to the extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, another biaxial continuous polymerization reactor (Hitachi Co., Ltd.) Continuously supplied to a lattice blade polymerization machine manufactured by Seisakusho, standard tension amount 6 L). Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The polymer having a higher molecular weight in the reaction apparatus was continuously discharged from the reaction apparatus, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain the desired high molecular weight aliphatic polyester pellets.
The aliphatic polyester (polybutylene succinate) had a weight average molecular weight of 221,000, a molecular weight distribution of 2.37, and an acid value of 1.1 mgKOH / g. When the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, it was 49.7 mol% succinic acid residue and 50.3
[製造実施例2]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール32.05Kg、ε‐カプロラクトン9.67Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.25mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で5.0時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
得られたペレット状ポリマーを定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。高分子量化されたポリマーは反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は205,000、分子量分布は2.33、酸価は1.0mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位80.7mol%、ε‐カプロラクトン単位19.3mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基44.6mol%、1,4−ブタンジオール残基44.7mol%、ε−カプロラクトン残基10.7mol%)であり、水酸基末端濃度は19.1×10−6mol/g、分岐点濃度は4.7×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.8×10−6mol/gであった。融点は91.6℃であった。
[Production Example 2]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 40.00 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 32.05 kg of 1,4-butanediol, 9.67 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide and 4.92 g of magnesium hydrogenphosphate trihydrate were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.25 mol%. The esterification reaction is carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product is transferred to a high viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution is kept at 240 ° C., and the pressure is gradually reduced from normal pressure. Finally, the mixture was stirred at 1.0 mmHg (133 Pa) for 5.0 hours to perform a polycondensation reaction. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
After the obtained pellet-like polymer was melted by feeding to an extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, a biaxial continuous polymerization reactor (glasses blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L) ) Continuously. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The polymer having a high molecular weight was continuously discharged from the reaction apparatus, and was cooled in a water tank and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped high molecular weight aliphatic polyester.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 205,000, a molecular weight distribution of 2.33, and an acid value of 1.0 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 80.7 mol% of butylene succinate unit, 19.3 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 44.6 mol%, 1,4-butane Diol residue 44.7 mol%, ε-caprolactone residue 10.7 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 19.1 × 10 −6 mol / g, and the branching point concentration is 4.7 × 10 −6 mol / g. The ether bond concentration was 0.8 × 10 −6 mol / g. The melting point was 91.6 ° C.
[製造実施例3]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸34.54Kg、アジピン酸10.69Kg、1,4−ブタンジオール36.25Kg、チタンテトライソプロポキシド36.35g、酢酸マグネシウム四水和物(Mg(OAc)2・4H2O)9.14gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.25mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で5.0時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
得られたペレット状ポリマーを定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。高分子量化されたポリマーは反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は207,000、分子量分布は2.30、酸価は0.6mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位79.8mol%、ブチレンアジペート単位20.2mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基39.9mol%、アジピン酸残基10.1mol%、1,4−ブタンジオール残基50.0mol%)であり、水酸基末端濃度は19.6×10−6mol/g、分岐点濃度は2.3×10−6mol/g、エーテル結合濃度は1.0×10−6mol/gであった。融点は90.4℃であった。
[Production Example 3]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 34.54 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 10.69 kg of adipic acid, 36.25 kg of 1,4-butanediol, titanium 36.35 g of tetraisopropoxide and 9.14 g of magnesium acetate tetrahydrate (Mg (OAc) 2 .4H 2 O) were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.25 mol%. The esterification reaction is carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product is transferred to a high viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution is kept at 240 ° C., and the pressure is gradually reduced from normal pressure. Finally, the mixture was stirred at 1.0 mmHg (133 Pa) for 5.0 hours to perform a polycondensation reaction. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
After the obtained pellet-like polymer was melted by feeding to an extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, a biaxial continuous polymerization reactor (glasses blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L) ) Continuously. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The polymer having a high molecular weight was continuously discharged from the reaction apparatus, and was cooled in a water tank and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped high molecular weight aliphatic polyester.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 207,000, a molecular weight distribution of 2.30, and an acid value of 0.6 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 79.8 mol% of butylene succinate units, 20.2 mol% of butylene adipate units (39.9 mol% of succinic acid residues and 10.1 mol of adipic acid residues when expressed as 100 mol% of structural units derived from raw material monomers). 1 mol%, 1,4-butanediol residue 50.0 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 19.6 × 10 −6 mol / g, the branch point concentration is 2.3 × 10 −6 mol / g, ether The binding concentration was 1.0 × 10 −6 mol / g. The melting point was 90.4 ° C.
[製造実施例4]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸38.00Kg、1,4−ブタンジオール30.45Kg、L−乳酸(90%水溶液)3.89Kg、チタンテトライソプロポキシド48.14g、リン酸水素マグネシウム三水和物9.35gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.28mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で4.5時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
ペレット状ポリマーはさらに定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。処理液は反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状の高分子量化されたポリマーを得た。
メガネ翼重合機で高分子量化されたペレット状のポリマーを続いて定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、別の二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製格子翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。この反応装置内でさらに高分子量化されたポリマーは反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経て、目的の高分子量脂肪族ポリエステルのペレットを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は224,000、分子量分布は2.38、酸価は1.1mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位91.7mol%、乳酸単位8.3mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基47.8mol%、1,4−ブタンジオール残基47.9mol%、乳酸残基4.3mol%)であり、水酸基末端濃度は15.6×10−6mol/g、分岐点濃度は5.9×10−6mol/g、エーテル結合濃度は1.3×10−6mol/gであった。融点は104.7℃であった。
[Production Example 4]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 38.00 kg of succinic acid containing 0.35 wt% of malic acid, 30.45 kg of 1,4-butanediol, L-lactic acid (90% aqueous solution) ) 3.89 Kg, titanium tetraisopropoxide 48.14 g and magnesium hydrogen phosphate trihydrate 9.35 g were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the whole acid component at the time of preparation was 0.28 mol%. The esterification reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product was transferred to a high viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution was kept at 240 ° C., and the pressure was gradually reduced from normal pressure. Finally, the polycondensation reaction was carried out by stirring at 1.0 mmHg (133 Pa) for 4.5 hours. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
The pelletized polymer was further fed to an extruder at a flow rate of 7.4 Kg / h by a quantitative feeder and melted, and then fed into a biaxial continuous polymerization reactor (glassware blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L). Continuously fed. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The treatment liquid was continuously discharged from the reaction apparatus, and a pelletized high molecular weight polymer was obtained through cooling in a water tank and cutting with a cutter.
After the pelletized polymer having a high molecular weight by the spectacle blade polymerizer was melted by feeding it to the extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, another biaxial continuous polymerization reactor (Hitachi Co., Ltd.) Continuously supplied to a lattice blade polymerization machine manufactured by Seisakusho, standard tension amount 6 L). Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The polymer further polymerized in the reaction apparatus was continuously discharged from the reaction apparatus, and after cooling in a water tank and cutting with a cutter, the desired high molecular weight aliphatic polyester pellets were obtained.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 224,000, a molecular weight distribution of 2.38, and an acid value of 1.1 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 91.7 mol% of butylene succinate units, 8.3 mol% of lactic acid units (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 47.8 mol%, 1,4-butanediol residue Group 47.9 mol%, lactic acid residue 4.3 mol%), hydroxyl group terminal concentration 15.6 × 10 −6 mol / g, branch point concentration 5.9 × 10 −6 mol / g, ether bond concentration Was 1.3 × 10 −6 mol / g. The melting point was 104.7 ° C.
[製造実施例5]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸38.00Kg、1,4−ブタンジオール31.91Kg、ε−カプロラクトン5.98Kg、L−ラクチド1.33Kg、チタンテトライソプロポキシド48.14gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.25mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を225〜245℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で6.0時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物は重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は237,000、分子量分布は2.42、酸価は1.4mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位84.8mol%、ε−カプロラクトン単位11.3mol%、乳酸単位3.9mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基45.6mol%、1,4−ブタンジオール残基46.2mol%、ε−カプロラクトン残基6.1mol%、乳酸残基2.1mol%)であり、水酸基末端濃度は7.5×10−6mol/g、分岐点濃度は3.9×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.8×10−6mol/gであった。融点は97.0℃であった。
[Production Example 5]
After replacing the inside of a jacketed vertical reaction vessel equipped with paddle blades with nitrogen, 38.00 kg of succinic acid containing 0.35 wt% of malic acid, 31.91 kg of 1,4-butanediol, 5.98 kg of ε-caprolactone, L-lactide 1.33 kg and titanium tetraisopropoxide 48.14 g were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.25 mol%. The esterification reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product was transferred to a high viscosity batch polymerization machine. The temperature of the reaction solution was maintained at 225 to 245 ° C., and the pressure was gradually reduced from normal pressure. Finally, the polycondensation reaction was performed by stirring at 1.0 mmHg (133 Pa) for 6.0 hours. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-like high molecular weight aliphatic polyester.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 237,000, a molecular weight distribution of 2.42, and an acid value of 1.4 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 84.8 mol% of butylene succinate units, 11.3 mol% of ε-caprolactone units, 3.9 mol% of lactic acid units. %, 1,4-butanediol residue 46.2 mol%, ε-caprolactone residue 6.1 mol%, lactic acid residue 2.1 mol%), and the hydroxyl group terminal concentration is 7.5 × 10 −6 mol / g. The branch point concentration was 3.9 × 10 −6 mol / g, and the ether bond concentration was 0.8 × 10 −6 mol / g. The melting point was 97.0 ° C.
[製造実施例6]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール30.17Kg、エチレングリコール1.30Kg、ε−カプロラクトン6.82Kg、チタンテトライソプロポキシド48.14g、リン酸水素マグネシウム三水和物9.84gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.25mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち撹拌し、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で7.5時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物は重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は210,000、分子量分布は2.34、酸価は1.2mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位82.8mol%、エチレンサクシネート単位4.6mol%、ε−カプロラクトン単位12.6mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基46.5mol%、1,4−ブタンジオール残基44.3mol%、エチレングリコール残基2.5mol%、ε−カプロラクトン残基6.7mol%)であり、水酸基末端濃度は17.2×10−6mol/g、分岐点濃度は6.0×10−6mol/g、エーテル結合濃度は1.3×10−6mol/gであった。融点は94.5℃であった。
[Production Example 6]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 40.00 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 30.17 kg of 1,4-butanediol, 1.30 kg of ethylene glycol, ε -6.82 kg of caprolactone, 48.14 g of titanium tetraisopropoxide, and 9.84 g of magnesium hydrogen phosphate trihydrate were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C under a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.25 mol%. The esterification reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product was transferred to a high-viscosity batch-type polymerizer, stirred while maintaining the temperature of the reaction solution at 240 ° C. Finally, the polycondensation reaction was carried out by stirring for 7.5 hours at 1.0 mmHg (133 Pa). The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-like high molecular weight aliphatic polyester.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 210,000, a molecular weight distribution of 2.34, and an acid value of 1.2 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was a butylene succinate unit of 82.8 mol%, an ethylene succinate unit of 4.6 mol%, and an ε-caprolactone unit of 12.6 mol%. 0.5 mol%, 1,4-butanediol residue 44.3 mol%, ethylene glycol residue 2.5 mol%, ε-caprolactone residue 6.7 mol%), and the hydroxyl group terminal concentration is 17.2 × 10 −6. Mol / g, branch point concentration was 6.0 × 10 −6 mol / g, and ether bond concentration was 1.3 × 10 −6 mol / g. The melting point was 94.5 ° C.
[製造実施例7]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール33.58Kg、ε‐カプロラクトン4.30Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、酢酸マグネシウム四水和物6.05gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.28mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で5.5時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
得られたペレット状ポリマーを定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度245℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。高分子量化されたポリマーは反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は201,000、分子量分布は2.31、酸価は0.5mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位90.3mol%、ε−カプロラクトン単位9.7mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基47.4mol%、1,4−ブタンジオール残基47.5mol%、ε−カプロラクトン残基5.1mol%)であり、水酸基末端濃度は19.6×10−6mol/g、分岐点濃度は4.8×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.9×10−6mol/gであった。融点は103.2℃であった。
[Production Example 7]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 40.00 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 33.58 kg of 1,4-butanediol, 4.30 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide and 6.05 g of magnesium acetate tetrahydrate were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the whole acid component at the time of preparation was 0.28 mol%. The esterification reaction is carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product is transferred to a high viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution is kept at 240 ° C., and the pressure is gradually reduced from normal pressure. Finally, the polycondensation reaction was performed by stirring at 1.0 mmHg (133 Pa) for 5.5 hours. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
After the obtained pellet-like polymer was melted by feeding to an extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, a biaxial continuous polymerization reactor (glasses blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L) ) Continuously. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the reaction solution was stirred at 6 rpm at a temperature of 245 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The polymer having a high molecular weight was continuously discharged from the reaction apparatus, and was cooled in a water tank and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped high molecular weight aliphatic polyester.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 201,000, a molecular weight distribution of 2.31, and an acid value of 0.5 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 90.3 mol% of butylene succinate unit, 9.7 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 47.4 mol%, 1,4-butane Diol residue 47.5 mol%, ε-caprolactone residue 5.1 mol%), hydroxyl group terminal concentration 19.6 × 10 −6 mol / g, branch point concentration 4.8 × 10 −6 mol / g The ether bond concentration was 0.9 × 10 −6 mol / g. The melting point was 103.2 ° C.
[製造実施例8]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸38.00Kg、1,4−ブタンジオール30.45Kg、ε‐カプロラクトン12.24Kg、チタンテトライソプロポキシド48.14g、リン酸水素マグネシウム三水和物9.35gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.23mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で4.5時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
得られたペレット状ポリマーを定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度245℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。高分子量化されたポリマーは反応装置から連続的に排出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
この脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は202,000、分子量分布は2.32、酸価は1.1mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位76.1mol%、ε−カプロラクトン単位23.9mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基43.2mol%、1,4−ブタンジオール残基43.2mol%、ε−カプロラクトン残基13.6mol%)であり、水酸基末端濃度は19.6×10−6mol/g、分岐点濃度は5.3×10−6mol/g、エーテル結合濃度は1.2×10−6mol/gであった。融点は85.0℃であった。
[Production Example 8]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 38.00 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 30.45 kg of 1,4-butanediol, 12.24 kg of ε-caprolactone, 48.14 g of titanium tetraisopropoxide and 9.35 g of magnesium hydrogenphosphate trihydrate were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.23 mol%. The esterification reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product was transferred to a high viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution was kept at 240 ° C., and the pressure was gradually reduced from normal pressure. Finally, the polycondensation reaction was carried out by stirring at 1.0 mmHg (133 Pa) for 4.5 hours. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
After the obtained pellet-like polymer was melted by feeding to an extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, a biaxial continuous polymerization reactor (glasses blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L) ) Continuously. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the reaction solution was stirred at 6 rpm at a temperature of 245 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour. The polymer having a high molecular weight was continuously discharged from the reaction apparatus, and was cooled in a water tank and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped high molecular weight aliphatic polyester.
The aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 202,000, a molecular weight distribution of 2.32, and an acid value of 1.1 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 76.1 mol% of butylene succinate unit, 23.9 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 43.2 mol%, 1,4-butane Diol residue 43.2 mol%, ε-caprolactone residue 13.6 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 19.6 × 10 −6 mol / g, and the branch point concentration is 5.3 × 10 −6 mol / g. The ether bond concentration was 1.2 × 10 −6 mol / g. The melting point was 85.0 ° C.
[製造実施例9]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸38.00Kg、1,4−ブタンジオール30.45Kg、ε‐カプロラクトン12.24Kg、チタンテトライソプロポキシド48.14g、リン酸水素マグネシウム三水和物9.35gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.23mol%であった。製造実施例1と同様にエステル化反応を行い、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を245℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で2.5時間撹拌して重縮合反応を行った。重縮合反応終了後、処理液を190℃に温調した状態で、ヘキサメチレンジイソシアネート600gを加え、攪拌すると、粘度は急速に増大したがゲル化はしなかった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は212,000、分子量分布は2.35、酸価は1.7mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位76.1mol%、ε−カプロラクトン単位23.9mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基43.2mol%、1,4−ブタンジオール残基43.2mol%、ε−カプロラクトン残基13.6mol%)であり、水酸基末端濃度は7.9×10−6mol/g、分岐点濃度は3.8×10−6mol/g、エーテル結合濃度は1.0×10−6mol/gであった。融点は85.0℃であった。
[Production Example 9]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 38.00 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 30.45 kg of 1,4-butanediol, 12.24 kg of ε-caprolactone, 48.14 g of titanium tetraisopropoxide and 9.35 g of magnesium hydrogenphosphate trihydrate were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.23 mol%. The esterification reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1, and the resulting aliphatic polyester low molecular weight product was transferred to a high-viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution was kept at 245 ° C., and the pressure was gradually reduced from normal pressure. Finally, the polycondensation reaction was carried out by stirring at 1.0 mmHg (133 Pa) for 2.5 hours. After completion of the polycondensation reaction, 600 g of hexamethylene diisocyanate was added in a state where the temperature of the treatment liquid was adjusted to 190 ° C. and stirred, the viscosity increased rapidly, but gelation did not occur.
The obtained high molecular weight aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 212,000, a molecular weight distribution of 2.35, and an acid value of 1.7 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 76.1 mol% of butylene succinate unit, 23.9 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 43.2 mol%, 1,4-butane Diol residue 43.2 mol%, ε-caprolactone residue 13.6 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 7.9 × 10 −6 mol / g, and the branch point concentration is 3.8 × 10 −6 mol / g. The ether bond concentration was 1.0 × 10 −6 mol / g. The melting point was 85.0 ° C.
[製造比較例1]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.88重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール33.58Kg、ε−カプロラクトン9.67Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.62mol%であった。製造実施例2と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は219,000であったが、分子量分布は2.72と広がった。酸価は1.0mgKOH/g、ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位80.7mol%、ε−カプロラクトン単位19.3mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基44.6mol%、1,4−ブタンジオール残基44.7mol%、ε−カプロラクトン残基10.7mol%)であり、水酸基末端濃度は23.7×10−6mol/g、分岐点濃度は10.6×10−6mol/g、エーテル結合濃度は2.8×10−6mol/gであった。融点は91.6℃であった。
[Production Comparative Example 1]
After replacing the inside of a jacketed vertical reaction vessel equipped with paddle blades with nitrogen, 40.00 kg of succinic acid containing 0.88% by weight of malic acid, 33.58 kg of 1,4-butanediol, 9.67 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide and 4.92 g of magnesium hydrogenphosphate trihydrate were charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.62 mol%. In the same manner as in Production Example 2, an esterification reaction, a polycondensation reaction in a high-viscosity batch polymerization machine, and a continuous polycondensation reaction in a biaxial continuous polymerization reactor are sequentially performed to obtain a pellet-like high molecular weight aliphatic polyester. It was.
Although the weight average molecular weight of the obtained high molecular weight aliphatic polyester was 219,000, the molecular weight distribution spread to 2.72. The acid value is 1.0 mg KOH / g, the polymer copolymer composition is 80.7 mol% of butylene succinate units, 19.3 mol% of ε-caprolactone units (when the structural unit derived from the raw material monomer is expressed as 100 mol%, succinic acid residue 44 0.6 mol%, 1,4-butanediol residue 44.7 mol%, ε-caprolactone residue 10.7 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 23.7 × 10 −6 mol / g, and the branching point concentration is 10. 0.6 × 10 −6 mol / g and the ether bond concentration was 2.8 × 10 −6 mol / g. The melting point was 91.6 ° C.
[製造比較例2]
パドル翼を備えたジャケット付き縦型反応槽内を窒素置換した後、リンゴ酸を0.88重量%含むコハク酸38.00Kg、1,4−ブタンジオール30.45Kg、酸化ゲルマニウムをあらかじめ1重量%溶解させた90%L−乳酸水溶液3.85Kgを仕込み、窒素雰囲気下で、室温から徐々に240℃まで昇温した。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.69mol%であった。昇温開始後、1.5時間で反応液温度が140℃になり、水の留出が開始した。昇温開始後、5.0時間で留出液の量が11.3Kgになった時点でエステル化反応を終了した。
続いて、得られた脂肪族ポリエステル低分子量体を高粘度バッチ式重合機に移し、反応液の温度を240℃に保ち、常圧から徐々に減圧にして最終的に1.0mmHg(133Pa)で5.5時間撹拌して重縮合反応を行った。反応生成物を重合槽から排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポリマーを得た。
得られたペレット状ポリマーを定量フィーダーによって7.4Kg/hの流量で押出機に送り溶融させた後、二軸連続重合反応装置((株)日立製作所製メガネ翼重合機、標準張込み量6L)に連続的に供給した。1.0mmHgの減圧下、反応液温度240℃で、6rpmで撹拌し、平均滞留時間1.0時間で重縮合反応を連続的に行った。
得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は188,000と低く、分子量分布は2.40、酸価は1.9mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位93.3mol%、乳酸単位6.7mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基47.9mol%、1,4−ブタンジオール残基48.6mol%、乳酸残基3.5mol%)であり、水酸基末端濃度は23.8×10−6mol/g、分岐点濃度は12.2×10−6mol/g、エーテル結合濃度は12.2×10−6mol/gであった。融点は106.1℃であった。
[Production Comparative Example 2]
After replacing the inside of a jacketed vertical reactor equipped with paddle blades with nitrogen, 38.00 kg of succinic acid containing 0.88 wt% of malic acid, 30.45 kg of 1,4-butanediol, and 1 wt% of germanium oxide in advance. A dissolved 90% L-lactic acid aqueous solution of 3.85 kg was charged, and the temperature was gradually raised from room temperature to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.69 mol%. After starting the temperature increase, the reaction solution temperature reached 140 ° C. in 1.5 hours, and the distillation of water started. The esterification reaction was terminated when the amount of the distillate reached 11.3 kg in 5.0 hours after the start of temperature increase.
Subsequently, the resulting aliphatic polyester low molecular weight product was transferred to a high-viscosity batch polymerization machine, the temperature of the reaction solution was kept at 240 ° C., and gradually reduced from normal pressure to 1.0 mmHg (133 Pa). The polycondensation reaction was performed by stirring for 5.5 hours. The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polymer.
After the obtained pellet-like polymer was melted by feeding to an extruder at a flow rate of 7.4 kg / h by a quantitative feeder, a biaxial continuous polymerization reactor (glasses blade polymerizer manufactured by Hitachi, Ltd., standard loading amount 6 L) ) Continuously. Under a reduced pressure of 1.0 mmHg, the mixture was stirred at 6 rpm at a reaction solution temperature of 240 ° C., and a polycondensation reaction was continuously performed with an average residence time of 1.0 hour.
The obtained aliphatic polyester had a weight average molecular weight as low as 188,000, a molecular weight distribution of 2.40, and an acid value of 1.9 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 93.3 mol% of butylene succinate units, 6.7 mol% of lactic acid units (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 47.9 mol%, 1,4-butanediol residue Group 48.6 mol%, lactic acid residue 3.5 mol%), hydroxyl group terminal concentration is 23.8 × 10 −6 mol / g, branch point concentration is 12.2 × 10 −6 mol / g, ether bond concentration Was 12.2 × 10 −6 mol / g. The melting point was 106.1 ° C.
[製造実施例10](樹脂1の製造)
リンゴ酸を0.47重量%(0.41mol%)含むコハク酸43.18Kg、1,4−ブタンジオール34.60Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例1と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。
得られた高分子量脂肪族ポリエステル(ポリブチレンサクシネート)の重量平均分子量は242,000、分子量分布は1.94、酸価は0.9mgKOH/gであった。原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基49.4mol%、1,4−ブタンジオール残基50.6mol%であった。水酸基末端濃度は16.6×10−6mol/g、分岐点濃度は7.8×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.9×10−6mol/gであった。融点は114.2℃であった。
[Production Example 10] (Production of Resin 1)
3. Succinic acid 43.18 kg containing malic acid 0.47 wt% (0.41 mol%), 1,4-butanediol 34.60 kg, titanium tetraisopropoxide 24.07 g, magnesium hydrogen phosphate trihydrate 92 g was charged, and in the same manner as in Production Example 1, an esterification reaction, a polycondensation reaction in a high-viscosity batch-type polymerization machine, and a continuous polycondensation reaction in a biaxial continuous polymerization reactor were sequentially performed, and a pellet-like high molecular weight fat was obtained. A group polyester was obtained.
The obtained high molecular weight aliphatic polyester (polybutylene succinate) had a weight average molecular weight of 242,000, a molecular weight distribution of 1.94, and an acid value of 0.9 mgKOH / g. When the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, it was 49.4 mol% succinic acid residue and 50.6
[製造実施例11](樹脂2の製造)
リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸35.07Kg、アジピン酸10.04Kg、1,4−ブタンジオール34.60Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例1と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.25mol%であった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は268,000、分子量分布は1.97、酸価は1.1mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位81.2mol%、ブチレンアジペート単位18.8mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基40.3mol%、アジピン酸残基9.3mol%、1,4−ブタンジオール残基50.4mol%)であり、水酸基末端濃度は11.7×10−6mol/g、分岐点濃度は4.6×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.5×10−6mol/gであった。融点は92.3℃であった。
[Production Example 11] (Production of Resin 2)
35.07 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 10.04 kg of adipic acid, 34.60 kg of 1,4-butanediol, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide, magnesium hydrogenphosphate trihydrate 92 g was charged, and in the same manner as in Production Example 1, an esterification reaction, a polycondensation reaction in a high-viscosity batch-type polymerization machine, and a continuous polycondensation reaction in a biaxial continuous polymerization reactor were sequentially performed, and a pellet-like high molecular weight fat was obtained. A group polyester was obtained. The malic acid concentration with respect to the entire acid component at the time of preparation was 0.25 mol%.
The obtained high molecular weight aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 268,000, a molecular weight distribution of 1.97, and an acid value of 1.1 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was 81.2 mol% of butylene succinate unit, 18.8 mol% of butylene adipate unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 40.3 mol%, adipic acid residue 9. 3 mol%, 1,4-butanediol residue 50.4 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 11.7 × 10 −6 mol / g, the branching point concentration is 4.6 × 10 −6 mol / g, ether The binding concentration was 0.5 × 10 −6 mol / g. The melting point was 92.3 ° C.
[製造実施例12](樹脂3の製造)
リンゴ酸を0.11重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール32.05Kg、ε−カプロラクトン8.70Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例2と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.08mol%であった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は231,000、分子量分布は1.99、酸価は0.9mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位82.8mol%、ε−カプロラクトン単位17.2mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基45.1mol%、1,4−ブタンジオール残基45.6mol%、ε−カプロラクトン残基9.3mol%)であり、水酸基末端濃度は10.5×10−6mol/g、分岐点濃度は0.8×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.5×10−6mol/gであった。融点は94.6℃であった。
[Production Example 12] (Production of Resin 3)
40.00 kg of succinic acid containing 0.11% by weight of malic acid, 32.05 kg of 1,4-butanediol, 8.70 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide,
The obtained high molecular weight aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 231,000, a molecular weight distribution of 1.99, and an acid value of 0.9 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was a butylene succinate unit of 82.8 mol% and an ε-caprolactone unit of 17.2 mol%. Diol residue 45.6 mol%, ε-caprolactone residue 9.3 mol%), hydroxyl group terminal concentration is 10.5 × 10 −6 mol / g, and branch point concentration is 0.8 × 10 −6 mol / g. The ether bond concentration was 0.5 × 10 −6 mol / g. The melting point was 94.6 ° C.
[製造実施例13](樹脂4の製造)
リンゴ酸を0.35重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール32.05Kg、ε−カプロラクトン8.70Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例9と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、連結剤投入による連結反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.25mol%であった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は228,000、分子量分布は2.24、酸価は1.0mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位82.8mol%、ε−カプロラクトン単位17.2mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基45.0mol%、1,4−ブタンジオール残基45.6mol%、ε−カプロラクトン残基9.4mol%)であり、水酸基末端濃度は13.2×10−6mol/g、分岐点濃度は4.6×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.2×10−6mol/gであった。融点は94.6℃であった。
[Production Example 13] (Production of Resin 4)
40.00 kg of succinic acid containing 0.35% by weight of malic acid, 32.05 kg of 1,4-butanediol, 8.70 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide, magnesium
The obtained high molecular weight aliphatic polyester had a weight average molecular weight of 228,000, a molecular weight distribution of 2.24, and an acid value of 1.0 mgKOH / g. The polymer copolymer composition was a butylene succinate unit of 82.8 mol%, an ε-caprolactone unit of 17.2 mol% (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, the succinic acid residue was 45.0 mol%, and 1,4-butane Diol residue 45.6 mol%, ε-caprolactone residue 9.4 mol%), the hydroxyl group terminal concentration is 13.2 × 10 −6 mol / g, and the branching point concentration is 4.6 × 10 −6 mol / g. The ether bond concentration was 0.2 × 10 −6 mol / g. The melting point was 94.6 ° C.
[製造比較例3](樹脂5の製造)
リンゴ酸を0.91重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール32.05Kg、ε−カプロラクトン8.26Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例2と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.66mol%であった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は262,000であったが、分子量分布は2.75と広がった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位83.5mol%、ε−カプロラクトン単位16.5mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基45.2mol%、1,4−ブタンジオール残基45.9mol%、ε−カプロラクトン残基8.9mol%)であり、酸価は0.9mgKOH/g、水酸基末端濃度は21.1×10−6mol/g、分岐点濃度は11.2×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.1×10−6mol/gであった。融点は95.4℃であった。
[Production Comparative Example 3] (Production of Resin 5)
40.00 kg of succinic acid containing 0.91% by weight of malic acid, 32.05 kg of 1,4-butanediol, 8.26 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide, magnesium
Although the weight average molecular weight of the obtained high molecular weight aliphatic polyester was 262,000, the molecular weight distribution spread to 2.75. The polymer copolymer composition was 83.5 mol% of butylene succinate unit, 16.5 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 45.2 mol%, 1,4-butane Diol residue 45.9 mol%, ε-caprolactone residue 8.9 mol%), acid value is 0.9 mgKOH / g, hydroxyl group terminal concentration is 21.1 × 10 −6 mol / g, branching point concentration is 11 0.2 × 10 −6 mol / g and ether bond concentration was 0.1 × 10 −6 mol / g. The melting point was 95.4 ° C.
[製造比較例4](樹脂6の製造)
リンゴ酸を0.91重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール32.05Kg、ε−カプロラクトン8.26Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例9と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、連結剤投入による連結反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.66mol%であった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は266,000であったが、分子量分布は2.93と広がった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位83.5mol%、ε−カプロラクトン単位16.5mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基45.1mol%、1,4−ブタンジオール残基46.0mol%、ε−カプロラクトン残基8.9mol%)であり、酸価は1.0mgKOH/g、水酸基末端濃度は21.5×10−6mol/g、分岐点濃度は11.5×10−6mol/g、エーテル結合濃度は0.7×10−6mol/gであった。融点は95.4℃であった。
[Production Comparative Example 4] (Production of Resin 6)
40.00 kg of succinic acid containing 0.91% by weight of malic acid, 32.05 kg of 1,4-butanediol, 8.26 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide, magnesium
Although the weight average molecular weight of the obtained high molecular weight aliphatic polyester was 266,000, the molecular weight distribution spread to 2.93. The polymer copolymer composition was 83.5 mol% of butylene succinate unit, 16.5 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 45.1 mol%, 1,4-butane Diol residue 46.0 mol%, ε-caprolactone residue 8.9 mol%), acid value is 1.0 mgKOH / g, hydroxyl group terminal concentration is 21.5 × 10 −6 mol / g, branching point concentration is 11 .5 × 10 -6 mol / g, an ether bond concentration was 0.7 × 10 -6 mol / g. The melting point was 95.4 ° C.
[製造比較例5](樹脂7の製造)
リンゴ酸を0.77重量%含むコハク酸40.00Kg、1,4−ブタンジオール32.05Kg、ε−カプロラクトン3.04Kg、チタンテトライソプロポキシド24.07g、リン酸水素マグネシウム三水和物4.92gを仕込み、製造実施例2と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.63mol%であった。
得られた高分子量脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は230,000であったが、分子量分布は2.72と広がった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位93.2mol%、ε−カプロラクトン単位6.8mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基47.9mol%、1,4−ブタンジオール残基48.6mol%、ε−カプロラクトン残基3.5mol%)であり、酸価は1.0mgKOH/g、水酸基末端濃度は20.3×10−6mol/g、分岐点濃度は10.8×10−6mol/g、エーテル結合濃度は1.1×10−6mol/gであった。融点は106.1℃であった。
[Production Comparative Example 5] (Production of Resin 7)
40.00 kg of succinic acid containing 0.77% by weight of malic acid, 32.05 kg of 1,4-butanediol, 3.04 kg of ε-caprolactone, 24.07 g of titanium tetraisopropoxide, magnesium
Although the weight average molecular weight of the obtained high molecular weight aliphatic polyester was 230,000, the molecular weight distribution spread to 2.72. The polymer copolymer composition was 93.2 mol% of butylene succinate unit, 6.8 mol% of ε-caprolactone unit (when the structural unit derived from the raw material monomer was expressed as 100 mol%, succinic acid residue 47.9 mol%, 1,4-butane Diol residue 48.6 mol%, ε-caprolactone residue 3.5 mol%), acid value is 1.0 mg KOH / g, hydroxyl group terminal concentration is 20.3 × 10 −6 mol / g, and branch point concentration is 10 0.8 × 10 −6 mol / g and the ether bond concentration was 1.1 × 10 −6 mol / g. The melting point was 106.1 ° C.
[製造比較例6](樹脂8の製造)
リンゴ酸を0.77重量%含むコハク酸38.00Kg、1,4−ブタンジオール30.45Kg、酸化ゲルマニウムをあらかじめ1重量%溶解させた90%L−乳酸水溶液2.07Kgを仕込み、製造比較例2と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.64mol%であった。
得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は189,000と低く、分子量分布は2.63、酸価は1.8mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位95.8mol%、乳酸単位4.2mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基49.0mol%、1,4−ブタンジオール残基48.9mol%、乳酸残基2.1mol%)であり、水酸基末端濃度は14.3×10−6mol/g、分岐点濃度は12.0×10−6mol/g、エーテル結合濃度は12.1×10−6mol/gであった。融点は108.5℃であった。
[Production Comparative Example 6] (Production of Resin 8)
Comparative Example of Production: 38.00 Kg of succinic acid containing 0.77% by weight of malic acid, 30.45 Kg of 1,4-butanediol, and 2.07 Kg of 90% L-lactic acid aqueous solution in which 1% by weight of germanium oxide was dissolved in advance. In the same manner as in No. 2, an esterification reaction, a polycondensation reaction in a high-viscosity batch polymerization machine, and a continuous polycondensation reaction in a biaxial continuous polymerization reactor were sequentially performed to obtain a pellet-like high molecular weight aliphatic polyester. The malic acid concentration with respect to the whole acid component at the time of preparation was 0.64 mol%.
The resulting aliphatic polyester had a weight average molecular weight as low as 189,000, a molecular weight distribution of 2.63, and an acid value of 1.8 mgKOH / g. The polymer copolymer composition is 95.8 mol% of butylene succinate units, 4.2 mol% of lactic acid units (when the structural unit derived from the raw material monomer is expressed as 100 mol%, succinic acid residue 49.0 mol%, 1,4-butanediol residue Group 48.9 mol%, lactic acid residue 2.1 mol%), hydroxyl terminal concentration is 14.3 × 10 −6 mol / g, branch point concentration is 12.0 × 10 −6 mol / g, ether bond concentration Was 12.1 × 10 −6 mol / g. The melting point was 108.5 ° C.
[製造比較例7](樹脂9の製造)
リンゴ酸を0.97重量%含むコハク酸29.96Kg、アジピン酸9.91Kg、1,4−ブタンジオール30.45Kg、酸化ゲルマニウムをあらかじめ1重量%溶解させた90%L−乳酸水溶液2.07Kgを仕込み、製造比較例2と同様にエステル化反応、高粘度バッチ式重合機での重縮合反応、二軸連続重合反応装置での連続的重縮合反応を順に行い、ペレット状の高分子量脂肪族ポリエステルを得た。仕込み時点における酸成分全体に対するリンゴ酸濃度は0.64mol%であった。
得られた脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は181,000と低く、分子量分布は2.38、酸価は1.7mgKOH/gであった。ポリマー共重合組成はブチレンサクシネート単位75.6mol%、ブチレンアジペート単位20.2mol%、乳酸単位4.2mol%(原料モノマー由来の構造単位を100mol%として表すと、コハク酸残基38.7mol%、アジピン酸残基10.3mol%、1,4−ブタンジオール残基48.8mol%、乳酸残基2.2mol%)であり、水酸基末端濃度は13.5×10−6mol/g、分岐点濃度は12.0×10−6mol/g、エーテル結合濃度は10.9×10−6mol/gであった。融点は84.3℃であった。上記で得られた樹脂1〜樹脂9の分析値及び物性値を表1に示す。
[Production Comparative Example 7] (Production of Resin 9)
29.96 kg of succinic acid containing 0.97 wt% of malic acid, 9.91 kg of adipic acid, 30.45 kg of 1,4-butanediol, and 2.07 kg of 90% L-lactic acid aqueous solution in which 1 wt% of germanium oxide is dissolved in advance. In the same manner as in Production Comparative Example 2, an esterification reaction, a polycondensation reaction in a high-viscosity batch-type polymerization machine, and a continuous polycondensation reaction in a biaxial continuous polymerization reaction apparatus were sequentially performed, and a pellet-like high molecular weight aliphatic was obtained. Polyester was obtained. The malic acid concentration with respect to the whole acid component at the time of preparation was 0.64 mol%.
The resulting aliphatic polyester had a low weight average molecular weight of 181,000, a molecular weight distribution of 2.38, and an acid value of 1.7 mgKOH / g. The polymer copolymer composition is 75.6 mol% of butylene succinate unit, 20.2 mol% of butylene adipate unit, 4.2 mol% of lactic acid unit (when the structural unit derived from the raw material monomer is expressed as 100 mol%, the succinic acid residue is 38.7 mol%. Adipic acid residue 10.3 mol%, 1,4-butanediol residue 48.8 mol%, lactic acid residue 2.2 mol%), and the hydroxyl group terminal concentration is 13.5 × 10 −6 mol / g, branched. The point concentration was 12.0 × 10 −6 mol / g, and the ether bond concentration was 10.9 × 10 −6 mol / g. The melting point was 84.3 ° C. Table 1 shows analysis values and physical property values of the
次に、本発明の低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル組成物の成形品について実施例により具体的に説明するが、本発明の成形品はこれらに限定されるものではない。前記樹脂1〜9は下記の条件にて各種成形、及び、各種測定に供した。
Next, the molded product of the low-branching high molecular weight aliphatic polyester composition of the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the molded product of the present invention is not limited thereto. The
フィルム成形:下記の押出機とインフレーションフィルム成形機を用い、下記条件でフィルムを得た。
(i)押出機仕様
スクリュー径:40mm、一軸
シリンダーL/D:28
ダイ径:50mmφ
ダイリップ開度:2.5mm
(ii)押出条件
スクリュー回転数:50rpm
押出機シリンダー設定温度:170℃
ブロー比(TD延伸倍率):4.0倍
MD延伸倍率:31倍(フィルム厚み20μm)及び15.5倍(フィルム厚み40μm)
引き取り速度:17.0(フィルム厚み20μm)及び8.5m/分(フィルム厚み40μm)
Film forming: A film was obtained under the following conditions using the following extruder and blown film forming machine.
(I) Extruder specifications Screw diameter: 40 mm, uniaxial cylinder L / D: 28
Die diameter: 50mmφ
Die lip opening: 2.5mm
(Ii) Extrusion conditions Screw rotation speed: 50 rpm
Extruder cylinder set temperature: 170 ° C
Blow ratio (TD stretch ratio): 4.0 times MD stretch ratio: 31 times (
Take-off speed: 17.0 (
本発明における以下で使用する各種測定方法は以下の通りである。
(6)引張試験
JIS K6781に基づき、試験片の引張弾性率(MPa)、伸度(%(GL基準))を求めた。試験片は同規格の引張試験片を使用し、引張試験はクロスヘッドスピード500mm/分で行った。使用機器:オリエンテック社製テンシロン万能試験機UCT−5。測定値は20回の平均値である。
Various measurement methods used below in the present invention are as follows.
(6) Tensile test Based on JIS K6781, the tensile elastic modulus (MPa) and elongation (% (GL reference | standard)) of the test piece were calculated | required. The test piece was a tensile test piece of the same standard, and the tensile test was performed at a crosshead speed of 500 mm / min. Equipment used: Tensilon universal testing machine UCT-5 manufactured by Orientec. The measured value is an average value of 20 times.
(7)高速引張試験(ダイセル法)
高速引張試験は、下記のフィルム試験片、及び、図6に例示されるような高速引張試験装置を用いて行い、フィルム試験片破断時の引張伸度を測定した。
フィルム試験片:試験片は、JIS K6781に定められた引張試験片を使用した。この試験片の標線間距離は40mmである。
試験装置:本高速引張試験に使用する試験装置は、前記フィルム試験片を一方向に一定速度で伸長可能な高速引張試験装置である。前記高速引張試験装置は、フィルム試験片を固定可能な2つのチャックを有し、片方のチャックは固定されており、他方のチャックを50mm/秒〜1000mm/秒の一定速度で移動させてフィルムを伸長することができる。
図6に例示されるような高速引張試験装置では、平らな試験台(5)上にフィルム試験片固定用のチャック(21、41)を備えた固定端(2)と非伸長性連結片(4)が一直線上に配置されている。非伸長性連結片(4)に備えられた移動端チャック(41)は、巻取り装置(3)がフィルム状の非伸長性連結帯(42)を巻き取ることによって、前記範囲の一定速度で巻取り装置の方向に移動する。固定端チャック(21)と移動端チャック(41)の間の最大距離は600mmである。
試験を開始するにあたっては、フィルム試験片は片端を固定端(2)のチャック(21)に、他端を移動端チャック(41)に、巻取り方向に対してゆがみがないように固定した。その後、巻取り装置(3)を作動させ、移動端チャック(41)を一定速度で移動し、フィルム試験片の伸長(高速引張試験)を行った。試験は、フィルム試験片が破断するか、チャック間距離が前記最大距離に達したところで終了とした。
試験の開始から終了までの様子は、画像撮影装置(6)にて経時的に撮影し、得られた動画から、試験の開始から終了までの時間を測定し、所要時間と移動端チャック(41)の移動速度から、フィルム試験片の破断時における移動端チャック(41)の移動距離を算出し、前記移動距離をフィルム試験片の標線間距離で除した数値を本試験における引張破断伸度(%)とした。その他の試験条件は下記のとおりである。
試験雰囲気:室温23℃、湿度50%RH
チャック間距離:8cm
試験スピード:100mm/秒
引張条件:等速引張
試験回数:繰り返し回数20回の測定で得られた破断点伸度の平均値及び標準偏差を算出し、さらに変動率〔(標準偏差/平均値)×100(%)〕を求めた。
(7) High speed tensile test (Daicel method)
The high-speed tensile test was performed using the following film test piece and a high-speed tensile test apparatus as exemplified in FIG. 6, and the tensile elongation at the time of breaking the film test piece was measured.
Film test piece: As the test piece, a tensile test piece defined in JIS K6781 was used. The distance between the marked lines of this test piece is 40 mm.
Test apparatus: The test apparatus used for this high-speed tensile test is a high-speed tensile test apparatus capable of extending the film test piece in one direction at a constant speed. The high-speed tensile test apparatus has two chucks capable of fixing a film test piece, one of the chucks is fixed, and the other chuck is moved at a constant speed of 50 mm / second to 1000 mm / second to move the film. Can stretch.
In the high-speed tensile test apparatus as illustrated in FIG. 6, a fixed end (2) having a chuck (21, 41) for fixing a film test piece on a flat test stand (5) and a non-extensible connecting piece ( 4) are arranged on a straight line. The moving end chuck (41) provided on the non-extensible connecting piece (4) is wound at a constant speed within the above range by the winding device (3) winding up the film-like non-extensible connecting band (42). Move in the direction of the winding device. The maximum distance between the fixed end chuck (21) and the moving end chuck (41) is 600 mm.
When starting the test, the film test piece was fixed at one end to the chuck (21) of the fixed end (2) and at the other end to the moving end chuck (41) so that there was no distortion in the winding direction. Thereafter, the winding device (3) was operated, the moving end chuck (41) was moved at a constant speed, and the film test piece was stretched (high-speed tensile test). The test was terminated when the film specimen broke or when the distance between chucks reached the maximum distance.
The state from the start to the end of the test was photographed over time by the image capturing device (6), the time from the start to the end of the test was measured from the obtained moving image, and the required time and the moving end chuck (41 ) To calculate the moving distance of the moving end chuck (41) when the film test piece is broken, and the value obtained by dividing the moving distance by the distance between the marked lines of the film test piece is the tensile breaking elongation in this test. (%). Other test conditions are as follows.
Test atmosphere: room temperature 23 ° C, humidity 50% RH
Distance between chucks: 8cm
Test speed: 100 mm / sec Tensile condition: Constant speed tensile Test number: The average value and standard deviation of the elongation at break obtained by the measurement of 20 repetitions were calculated, and the fluctuation rate [(standard deviation / average value) × 100 (%)].
(8)落球衝撃試験
フィルムを直径12cmの円形の枠に固定し、23℃、50%RH雰囲気下で、下記球を電磁石方式の重錘離脱装置を用いて落下させた時の試験片の数の50%が破れる時の球の落下高さH(d)(ここで、dはフィルム厚さ(μm)を示す。)を測定する。繰り返し試験回数n=20である。
落球(イ)Φ41mm、質量286g。
落球(ロ)Φ19mm、質量28g。
以下の実施例では、「落球高さ(cm)」として表示してある。
(8) Falling ball impact test Number of test pieces when the film was fixed to a circular frame with a diameter of 12 cm and the following balls were dropped using an electromagnet-type weight releasing device in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH. Measure the drop height H (d) of the sphere when 50% of the rupture is broken (where d is the film thickness (μm)). The number of repeated tests n = 20.
Falling ball (I) Φ41mm, mass 286g.
Falling ball (b) Φ19 mm, mass 28 g.
In the following embodiment, it is displayed as “falling ball height (cm)”.
(9)熱収縮応力
所定厚みのフィルム状試験片を幅1cm、長さ10cmの短冊状に切り出し、合計厚みが100〜200μmの範囲になるよう複数枚重ねたものを測定サンプルとして使用する。東洋精機(株)製伸張粘度計を用いて、チャック間距離を10cmとして、125℃のオイルバス中に浸漬した際にチャック間に発生する応力を測定し、応力が最大になった点を以って熱収縮応力とする。
(9) Heat shrinkage stress A film-shaped test piece having a predetermined thickness is cut into a strip shape having a width of 1 cm and a length of 10 cm, and a plurality of sheets are stacked so that the total thickness is in the range of 100 to 200 μm. Using a tensile viscometer manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., the stress generated between the chucks was measured when immersed in an oil bath at 125 ° C. with a distance between chucks of 10 cm. This is the heat shrinkage stress.
(10)落錘衝撃試験
ASTM D3763よる。厚み1.5mmのプレス成形板を用いて、面衝撃落錘衝撃試験により荷重−歪み曲線を測定し、降伏点までの領域を弾性変形領域とし、降伏点以降破断点までの領域を伝播領域として、弾性変形エネルギーEp(単位:J)と伝播エネルギーEg(単位:J)を求めた。
プレス成形板成形条件:樹脂を190℃、5分予熱した後、同温度で、10MPa加圧下に5分プレスした後、20℃で10MPa加圧下に3分冷却した。
サンプル形状:100mm×100mm×1.5mm
計装式落錘衝撃試験機(図1):東洋精機(株)社製グラフィックインパクトテスタ(ロードセル付きストライカーの衝撃端部径12.7mm、サンプルホルダー径76mm、落錘重量6.5kgf、落錘高さ80cm)
図2は、落錘衝撃試験により得られたプレス成形板の荷重−歪み曲線の一例である。図2において、開始点(荷重0)から降伏点(荷重最大値)までの領域が弾性変形領域であり、降伏点から破壊点(荷重0)までの領域が伝搬領域である。
延性比は、弾性変形領域のエネルギーEp(単位:J)と、伝播領域のエネルギーEg(単位:J)の比Eg/(Eg+Ep)である。
(10) Drop weight impact test According to ASTM D3763. Using a press-molded plate with a thickness of 1.5 mm, measure the load-strain curve by the surface impact drop impact test, the region up to the yield point as the elastic deformation region, and the region from the yield point to the break point as the propagation region Elastic deformation energy Ep (unit: J) and propagation energy Eg (unit: J) were determined.
Press molding plate forming conditions: The resin was preheated at 190 ° C. for 5 minutes, then pressed at the same temperature for 5 minutes under 10 MPa pressure, and then cooled at 20 ° C. under 10 MPa pressure for 3 minutes.
Sample shape: 100mm x 100mm x 1.5mm
Instrumented drop weight impact tester (Fig. 1): Graphic impact tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. (impact end diameter of the striker with load cell 12.7mm, sample holder diameter 76mm, drop weight weight 6.5kgf, drop weight height 80cm)
FIG. 2 is an example of a load-strain curve of a press-formed plate obtained by a drop weight impact test. In FIG. 2, the region from the start point (load 0) to the yield point (maximum load value) is the elastic deformation region, and the region from the yield point to the break point (load 0) is the propagation region.
The ductility ratio is a ratio Eg / (Eg + Ep) between the energy Ep (unit: J) in the elastic deformation region and the energy Eg (unit: J) in the propagation region.
(11)シャルピー衝撃試験(ダイセル法)
サンプル、及びその固定方法以外は、JIS K7111のシャルピー衝撃試験方法に準拠した。
フィルム試験片:JIS K6781準拠のダンベル形引張試験片。このときダンベル平行部の長尺方向をフィルムのTD方向に合わせた
使用機器:安田精機製作所(株)製インパクトテスター
フィルム状サンプルの固定器具を図2に示す。図2において、フィルム状サンプルは、一対の固定用治具1によって固定される。固定用治具1はボルト部2をレンチなどを用いて回転させることによりフィルム状サンプルを挟み込み固定する。締め付け強さは、試験実施時にフィルム状サンプルと固定用治具1の間に滑りが発生しない程度とする。
フィルム状サンプルを、つかみ治具間の間隔を40mmとして、インパクトテスターに取り付けられた衝撃刃の中央部に、衝撃刃に対して垂直にサンプルのダンベル平行部分の中央部が当るように、つかみ治具の高さ、位置を調整した。
ハンマー質量90kgf、衝撃速度2.9m/秒の条件で、サンプルの破壊によるハンマーのエネルギー損失を測定した。繰り返し回数20回。測定値の平均値及び標準偏差を算出し、さらに変動率=(標準偏差/平均値)×100を求めた。
(11) Charpy impact test (Daicel method)
Except for the sample and its fixing method, it conformed to the Charpy impact test method of JIS K7111.
Film specimen: Dumbbell-shaped tensile specimen in accordance with JIS K6781. At this time, the longitudinal direction of the dumbbell parallel part is matched with the TD direction of the film. Equipment used: Impact tester manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd. FIG. In FIG. 2, the film sample is fixed by a pair of fixing
Hold the film sample so that the distance between the gripping jigs is 40 mm and the center of the parallel part of the sample's dumbbell is perpendicular to the impact blade at the center of the impact blade attached to the impact tester. Adjusted the height and position of the tool.
The energy loss of the hammer due to sample breakage was measured under the conditions of a hammer mass of 90 kgf and an impact speed of 2.9 m / sec.
〔実施例I-1〜I-4、比較例I-1〜I-5〕
樹脂1〜9を用いて、厚み1.5mmの圧縮成形品をASTM D3763に基づく落錐衝撃試験により、降伏点までの弾性変形エネルギーEp(単位:J)と、降伏点以降破壊点までの伝播エネルギーEg(単位:J)を測定し、延性比Eg/(Eg+Ep)を求めた。結果をまとめて表2に示す。
[Examples I-1 to I-4, Comparative Examples I-1 to I-5]
Using a resin 1-9, a compression molded product having a thickness of 1.5 mm was subjected to a falling impact test based on ASTM D3763, and the elastic deformation energy Ep (unit: J) to the yield point and propagation from the yield point to the fracture point The energy Eg (unit: J) was measured to determine the ductility ratio Eg / (Eg + Ep). The results are summarized in Table 2.
以下、本発明の高分子量脂肪族ポリエステル組成物を使用した高耐衝撃フィルムについて実施例により説明する。
[実施例II−1〜II−2、比較例II−1〜II−2]
前記製造実施例で得られた表3に示す樹脂を用い、インフレーション成形機を使用してフィルム引き取り速度17.0m/分で厚さ約20μmのフィルムを得た。
[実施例II−3、比較例II−3]
前記製造実施例で得られた表3に示す樹脂を用い、インフレーション成形機を使用してフィルム引き取り速度8.5m/分で厚さ約40μmのフィルム(実施例II−3)を、34.0m/分で厚さ約20μmのフィルム(比較例II−3)を得た。上記のフィルムの組成及び物性をまとめて表3に示す。
Hereinafter, the high impact-resistant film using the high molecular weight aliphatic polyester composition of the present invention will be described with reference to examples.
[Examples II-1 to II-2, Comparative Examples II-1 to II-2]
Using the resin shown in Table 3 obtained in the production example, a film having a thickness of about 20 μm was obtained at a film take-off speed of 17.0 m / min using an inflation molding machine.
[Example II-3, Comparative Example II-3]
Using the resin shown in Table 3 obtained in the production example, a film (Example II-3) having a thickness of about 40 μm at a film take-off speed of 8.5 m / min using an inflation molding machine was 34.0 m. A film (Comparative Example II-3) having a thickness of about 20 μm at a rate of 1 min was obtained. The composition and physical properties of the above film are summarized in Table 3.
1 試験片
2 固定端
21 固定端チャック
3 巻取り装置
31 回転ロール
32 モータ
33 巻取り紐
4 非伸長性連結片
41 移動端チャック
42 非伸長性連結帯
5 試験台
6 画像撮影装置
DESCRIPTION OF
Claims (18)
−CO−R1−CO− (1)
(式中、R1は炭素数1〜12の二価脂肪族基を表す。)
−O−R2−O− (2)
(式中、R2は炭素数2〜12の二価脂肪族基を表す。)、並びに
下記一般式(3)で示される構造単位
−CO−R3−O− (3)
(式中、R3は炭素数1〜10の二価脂肪族基を表す。)
からなる低分岐度高分子量脂肪族ポリエステルであって、
上記一般式(1)で示される構造単位100mol%のうち100〜75mol%がコハク酸残基であり、
上記一般式(3)で示される構造単位量の上記一般式(1)及び(3)で示される構造単位量の和に対するモル分率が0〜0.25であり、
重量平均分子量(Mw)が180,000以上であり、
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.7以下であり、
下記式(4)で示される分岐構造の1H−NMR測定によるCH基:
−O−C(=O)−CH(O−C(=O)−)CH2−C(=O)O− (4)
の含有率が10×10−6mol/g以下である低分岐度高分子量脂肪族ポリエステル。 The molecular chain is a structural unit represented by the following general formulas (1) and (2) (the amount of the structural unit represented by (1) and (2) is substantially equimolar),
—CO—R 1 —CO— (1)
(In the formula, R 1 represents a C 1-12 divalent aliphatic group.)
—O—R 2 —O— (2)
(Wherein R 2 represents a divalent aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms), and a structural unit represented by the following general formula (3) —CO—R 3 —O— (3)
(In the formula, R 3 represents a divalent aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms.)
A low-branching high molecular weight aliphatic polyester consisting of
100-75 mol% of 100 mol% of the structural units represented by the general formula (1) is a succinic acid residue,
The molar fraction of the structural unit amount represented by the general formula (3) to the sum of the structural unit amounts represented by the general formulas (1) and (3) is 0 to 0.25,
The weight average molecular weight (Mw) is 180,000 or more,
The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2.7 or less,
CH group by 1 H-NMR measurement of a branched structure represented by the following formula (4):
—O—C (═O) —CH (O—C (═O) —) CH 2 —C (═O) O— (4)
A low-branching high molecular weight aliphatic polyester having a content of 10 × 10 −6 mol / g or less.
The low branching degree high according to any one of claims 14 to 17, wherein an average value of absorbed energy is 150 MPa or more and a variation rate thereof is 50% or less by a Charpy impact test (Daicel method) in a TD direction of the film. Molecular weight aliphatic polyester film.
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