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JPH05295071A - Production of aliphatic polyester having high molecular weight - Google Patents

Production of aliphatic polyester having high molecular weight

Info

Publication number
JPH05295071A
JPH05295071A JP4095424A JP9542492A JPH05295071A JP H05295071 A JPH05295071 A JP H05295071A JP 4095424 A JP4095424 A JP 4095424A JP 9542492 A JP9542492 A JP 9542492A JP H05295071 A JPH05295071 A JP H05295071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molecular weight
polyester
component
melting point
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4095424A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichiro Takiyama
栄一郎 滝山
Noritama Harigai
憲璋 針谷
Takashi Fujimaki
隆 藤巻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Highpolymer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Highpolymer Co Ltd filed Critical Showa Highpolymer Co Ltd
Priority to JP4095424A priority Critical patent/JPH05295071A/en
Priority to PCT/JP1992/001671 priority patent/WO1993013152A1/en
Priority to EP93900428A priority patent/EP0572682B1/en
Priority to DE69222522T priority patent/DE69222522T2/en
Priority to US08/107,776 priority patent/US5436056A/en
Publication of JPH05295071A publication Critical patent/JPH05295071A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject polymer useful for various uses such as film, molded material and fiber by incorporating a specific polyester with a polyvalent isocyanate in a molten state at a temperature above the melting point of the polyester. CONSTITUTION:The objective polymer having a number-average molecular weight of >=20,000 can be produced by compounding (A) 100 pts.wt. of a polyester having a melting point of >=60 deg.C and a number-average molecular weight of >=10,000 and produced by the polycondensation of (i) an aliphatic dicarboxylic acid (anhydride) component containing succinic anhydride as essential component, (ii) a (cyclo)aliphatic glycol component (e.g. 1,4-butanediol) and (iii) a >=3-valent polyhydric alcohol (e.g. glycerol) with (B) 0.3-5 pts.wt. of a polyvalent isocyanate (e.g. 2,4-tolylene diisocyanate) in a molten state at a temperature above the melting point of the component A, preferably at 150-250 deg.C. In the case of using succinic anhydride in combination with other aliphatic dicarboxylic acid component, the acid is preferably adipic acid, suberic acid, etc., to minimize the depression of the melting point.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高分子量脂肪族ポリエ
ステルの製造方法に関するものであり、さらに詳しく
は、本発明は、フィルム、成形品、繊維などの各種用途
に有用な高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法に関す
るものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester. More specifically, the present invention relates to a high molecular weight aliphatic polyester useful for various uses such as films, molded articles and fibers. The present invention relates to a manufacturing method of.

【0002】[0002]

【従来の技術および課題】従来、脂肪族ポリエステル
は、ポリエチレンテレフタレート(以下PETと略称)
のような芳香族構造を有するポリエステルと異なり、分
子量(数平均、以下同様)が15,000位のものでも、PE
Tの有するような優れた物性を示さないものであった。
また、脂肪族ポリエステルの分子量をこれ以上大きくさ
せようとしても、脂肪族ポリエステルは熱安定性が不良
なため、生長反応よりも分解反応が優先し、頗る困難な
ものとなる。更に、脂肪族ポリエステルはほとんどが、
100℃以下の融点しか示さず、重縮合によって達する
分子量領域ではまったく実用性がなかったといっても過
言ではない。従来、ポリウレタン工業でみられる原料と
してのポリエステルは、成形品、塗料、接着剤、硬軟質
フォーム、ゴムのいずれにあっても、その分子量は1,00
0〜3,000、ビドロキシル価で50〜150位の、いわば
オリゴマー的(以下プレポリマーと称する)なものであ
って、ポリエステル100重量部当たり7〜30重量部
といった多量のジイソシアナート(または他の化合物と
ジイソシアナートとの付加体)を用いるのでなければ実
用性のある物性を得ることが出来ない。然し、このよう
な多量のジイソシアナートを併用する場合には、言いか
えれば、イソシアナート基の濃度が高い場合は、どのよ
うな配合であっても、100℃以上の高温では必ずゲル
化して、所望の製品は得られない。例えば、フォーム或
はレジンインジェクション法による成形品の場合では、
液状ポリオール成分とイソシアナート成分(プレポリマ
ー化したタイプも含め)、更に反応促進のための触媒を
型内に吐出寸前に混合すると、型内に射出直後の短時間
内にゲル化、硬化のプロセスをたどり、安定な中間体を
形成することはないし、硬化樹脂は架橋型である。
2. Description of the Related Art Conventionally, aliphatic polyester is polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET).
Unlike polyesters with aromatic structures such as, PE with a molecular weight (number average, the same below) of 15,000
It did not show the excellent physical properties that T had.
Further, even if the molecular weight of the aliphatic polyester is increased, the thermal stability of the aliphatic polyester is poor, so that the decomposition reaction has priority over the growth reaction, which is very difficult. Furthermore, most of the aliphatic polyester,
It is only an exaggeration to say that it showed only a melting point of 100 ° C. or lower and was not practical in the molecular weight range reached by polycondensation. Conventionally, polyester as a raw material found in the polyurethane industry has a molecular weight of 1,00 whether it is a molded product, paint, adhesive, hard-soft foam, or rubber.
0 to 3,000 and a vinyldroxyl number of 50 to 150, which is, so to speak, oligomeric (hereinafter referred to as prepolymer), and is a large amount of diisocyanate (or other compound) such as 7 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of polyester. It is not possible to obtain practical physical properties unless an adduct of bisphenol and diisocyanate is used. However, when such a large amount of diisocyanate is used in combination, in other words, when the concentration of the isocyanate group is high, gelation is always caused at a high temperature of 100 ° C. or higher regardless of the composition. , The desired product is not obtained. For example, in the case of foams or molded products by resin injection method,
When a liquid polyol component, an isocyanate component (including prepolymerized type), and a catalyst for accelerating the reaction are mixed into the mold immediately before discharge, gelation and curing process within a short time immediately after injection into the mold. And does not form a stable intermediate, and the cured resin is crosslinked.

【0003】ポリウレタン工業で製造される製品におい
て、イソシアナートは以下のように用いられている。例
えば塗料、接着剤の場合は、加熱硬化型はマスクしたイ
ソシアナートを用いており、加熱によりイソシアナート
を再生、硬化する。湿気硬化タイプの場合は、プレポリ
マーの末端基をイソシアナート化したもので、水分の作
用でイソシアナート基が尿素結合化し、更にこれにイソ
シアナート基が反応して硬化する形となるものとみられ
ている。ポリウレタンゴムの場合は、イソシアナートを
直接ポリエステルプレポリマーと反応させると、部分的
にゲル化し、このためゴムとしての物性低下が避けられ
ないので、イソシアナートを直接用いるのではなく、プ
レポリマーの末端をイソシアナート化し、これにゴムの
物性に応じて、ジオールまたはジアミン成分の種類を選
んで加える。繊維の場合も前記と類似であるが、単純な
ポリエステル或はポリエーテルではなく、いわゆるセグ
メンテッドタイプである。これらは、熱硬化性タイプも
熱可塑性タイプもあるが、いずれにしてもプレポリマー
とそれに対応する多量のイソシアナートを用いることに
変わりはない。すなわち、ポリウレタンの最終構造上多
量のウレタン結合を含むことになる。例えば分子量2,
000のプレポリマーを用いたとするならば、計算上か
らは、分子量1万のポリウレタンでは、8〜10個のウ
レタン結合が、分子量3万では30個前後のウレタン結
合が存在することになる。本発明者らは、主として生分
解性プラスチックスを用いたフィルムを得る立場から、
脂肪族ポリエステルの高分子量化の研究を重ねてきた
が、従来のポリウレタン樹脂のように分子中のウレタン
結合の濃度の高いタイプでは、必ずしもフィルムには適
さないことを知った。例えば、1,4−ブタンジオール
と無水コハク酸とから合成された結晶性ポリエステルに
あっては、分子中のウレタン結合の濃度が高いと、硬
く、伸びの乏しいものとなり、フィルムには不適当であ
る。本発明は、上記のような従来の課題を解決し、フィ
ルム、成形品、繊維などの各種用途に有用な高分子量脂
肪族ポリエステルの製造方法を提供することを目的とす
るものである。
In products produced in the polyurethane industry, isocyanates are used as follows. For example, in the case of paints and adhesives, the heat curing type uses masked isocyanate, and the isocyanate is regenerated and cured by heating. In the case of moisture-curing type, the end group of the prepolymer is made into an isocyanate, and it is considered that the isocyanate group is urea-bonded by the action of water and the isocyanate group reacts with this to cure. ing. In the case of polyurethane rubber, when isocyanate is directly reacted with polyester prepolymer, it partially gelates, and the deterioration of physical properties as rubber is unavoidable.Therefore, isocyanate is not used directly but the end of prepolymer is used. Is converted into an isocyanate, and the type of the diol or diamine component is selected and added to this according to the physical properties of the rubber. The fiber is similar to the above, but it is not a simple polyester or polyether but a so-called segmented type. There are thermosetting types and thermoplastic types, but in any case, it is still the case that a prepolymer and a correspondingly large amount of isocyanate are used. That is, the final structure of polyurethane contains a large amount of urethane bonds. For example, molecular weight 2,
If 000 prepolymers are used, from the calculation, polyurethane having a molecular weight of 10,000 has 8 to 10 urethane bonds, and a molecular weight of 30,000 has about 30 urethane bonds. The present inventors mainly from the standpoint of obtaining a film using biodegradable plastics,
Through repeated research into increasing the molecular weight of aliphatic polyesters, I have found that conventional polyurethane resins, which have a high concentration of urethane bonds in the molecule, are not necessarily suitable for films. For example, in the case of a crystalline polyester synthesized from 1,4-butanediol and succinic anhydride, if the concentration of urethane bonds in the molecule is high, it becomes stiff and poor in elongation and is not suitable for a film. is there. An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above and to provide a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester useful for various applications such as films, molded articles and fibers.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、上記のような従来の課題を解決することができ
た。すなわち本発明は、[I](1) 無水コハク酸を
必須成分として含有する脂肪族ジカルボン酸(またはそ
の酸無水物)成分、(2) 脂肪族或は環状脂肪族のグ
リコール成分、(3) 3価以上の多価アルコール成
分、の3成分を重縮合して得られる、融点60℃以上、
数平均分子量10,000以上のポリエステル(a)100重
量部に、 [II] 該ポリエステル(a)の融点以上の熔融状態
で、0.3〜5重量部の多価イソシアナートを添加し、
数平均分子量を20,000以上とすることを特徴とする、高
分子量脂肪族ポリエステルの製造方法を提供するもので
ある。
As a result of intensive studies, the present inventors were able to solve the above-mentioned conventional problems. That is, the present invention provides [I] (1) an aliphatic dicarboxylic acid (or an acid anhydride thereof) component containing succinic anhydride as an essential component, (2) an aliphatic or cycloaliphatic glycol component, (3) A polyhydric alcohol component having a valence of 3 or more, which is obtained by polycondensing three components, a melting point of 60 ° C. or higher,
[II] 0.3 to 5 parts by weight of a polyvalent isocyanate is added to 100 parts by weight of a polyester (a) having a number average molecular weight of 10,000 or more in a molten state at or above the melting point of the polyester (a),
Provided is a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester, which has a number average molecular weight of 20,000 or more.

【0005】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本
発明者らは、従来のポリウレタン樹脂とは異なり、ポリ
エステルの分子量を望ましくは10,000以上に極力高くし
て、末端基を減少させた状態で、末端基に見合う少量の
多価イソシアナートを熔融混合することにより、前記目
的を達成する高分子量脂肪族ポリエステルが得られるこ
とを見出し、本発明を完成することが出来た。即ち、本
発明の特長は、ポリエステル分子中のウレタン結合が著
しく少ないことであって、計算上は分子量10,000当たり
1個のウレタン結合を有すると考えられる。このように
ウレタン結合の濃度が低くなければ、良好なフィルム物
性が得難いことは前出した通りである。
The present invention will be described in more detail below. Unlike the conventional polyurethane resin, the present inventors have made the molecular weight of the polyester as high as possible, preferably 10,000 or more, and in the state where the end groups are reduced, a small amount of polyvalent isocyanate corresponding to the end groups is melt-mixed. By doing so, it was found that a high molecular weight aliphatic polyester that achieves the above-mentioned object can be obtained, and the present invention was completed. That is, the feature of the present invention is that the number of urethane bonds in the polyester molecule is remarkably small, and it is considered that one urethane bond per 10,000 molecular weight is calculated. As described above, it is difficult to obtain good film physical properties unless the concentration of urethane bonds is low.

【0006】本発明では、必須成分として無水コハク酸
を使用する。その理由を以下に列挙する。 (i) 融点を60℃以上、望ましくは100℃以上とす
ること。例えば、1,4−ブタンジオールと(無水)コ
ハク酸とから得られたポリエステルの融点は115℃で
あり、エチレングリコールと(無水)コハク酸とから得
られたポリエステルの融点は約105℃である。これら
はポリエチレンと同レベルの融点であり、熔融粘度が高
ければ、ポリエチレンの加工機を用いて成形が可能であ
る。 (ii) 実用的な変性の余地が大きいこと。1例をあげる
と、1,4−ブタンジオールと(無水)コハク酸にアジ
ピン酸を併用すると、20モル(%)の使用で融点が約
90℃となり、物性的にも軟質ポリエチレンと類似のも
のとなる。またセバシン酸、ドテカン二酸を少量(ジカ
ルボン酸全体100モル(%)に対して10モル
(%)、またはそれ以下)併用することにより、物性を
損なわずに生分解性を速やかにすることが可能となる。 (iii) 人体に対する安全性が高い。コハク酸は食品添
加物で、その安全性が確認されている。ポリエステルが
分解すると無水コハク酸ではなく、コハク酸となる。コ
ハク酸と無水コハク酸はどちらを用いても生成ポリエス
テルに有意差は認められない筈であるが、無水コハク酸
を用いた場合、理由は不明であるが、特に重量平均分子
量が増大する傾向が認められる。加えて、重縮合反応の
際、コハク酸はエステル化反応がまず起きるが、無水コ
ハク酸の場合は当初開環付加反応であって、反応当初の
発熱の有無から反応プロセスに差がある。即ち、無水コ
ハク酸は当初発熱反応であり、コハク酸は水が出るため
吸熱反応である。その他、反応水が無水コハク酸の場合
にはコハク酸と比べて半分となるので、もし同一価格で
入手可能ならば、コスト低減に有用である。
In the present invention, succinic anhydride is used as an essential component. The reasons are listed below. (i) The melting point should be 60 ° C or higher, preferably 100 ° C or higher. For example, the melting point of a polyester obtained from 1,4-butanediol and (anhydrous) succinic acid is 115 ° C., and the melting point of a polyester obtained from ethylene glycol and (anhydrous) succinic acid is about 105 ° C. .. These have the same melting point as polyethylene, and if the melt viscosity is high, it can be molded using a polyethylene processing machine. (ii) Large room for practical modification. For example, when 1,4-butanediol and (anhydrous) succinic acid are used in combination with adipic acid, the melting point becomes about 90 ° C when 20 mol (%) is used, and the physical properties are similar to those of soft polyethylene. Becomes In addition, by using a small amount of sebacic acid and dotecanedioic acid (10 mol (%) or less with respect to 100 mol (%) of the entire dicarboxylic acid), biodegradability can be accelerated without impairing physical properties. It will be possible. (iii) Highly safe for the human body. Succinic acid is a food additive and its safety has been confirmed. When the polyester decomposes, it becomes succinic acid instead of succinic anhydride. Succinic acid and succinic anhydride should be no significant difference in the polyester produced using either, when using succinic anhydride, the reason is unknown, especially the tendency that the weight average molecular weight increases Is recognized. In addition, during the polycondensation reaction, the esterification reaction of succinic acid occurs first, but in the case of succinic anhydride, it is an initial ring-opening addition reaction, and there is a difference in the reaction process depending on the presence or absence of heat generation at the beginning of the reaction. That is, succinic anhydride is an exothermic reaction initially, and succinic acid is an endothermic reaction because water is released. In addition, when the water of reaction is succinic anhydride, it is half that of succinic acid, so if it is available at the same price, it is useful for cost reduction.

【0007】また、無水コハク酸以外の脂肪族ジカルボ
ン酸(またはその酸無水物)成分を必要に応じて併用す
ることもできる。その例としては、融点を極力下げない
点から、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカ
ン二酸が挙げられる。その使用割合は、ポリエステル
(a)の融点を60℃以上にすることができるならば、
脂肪族ジカルボン酸(またはその酸無水物)成分全体1
00モル(%)に対して、40モル(%)以下である。
If desired, an aliphatic dicarboxylic acid (or its acid anhydride) component other than succinic anhydride may be used in combination. Examples thereof include adipic acid, suberic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid, because the melting point is not lowered as much as possible. If the melting point of the polyester (a) can be set to 60 ° C. or higher, the usage ratio is
Entire aliphatic dicarboxylic acid (or acid anhydride) component 1
It is 40 mol (%) or less with respect to 00 mol (%).

【0008】本発明で使用される脂肪族或は環状脂肪族
のグリコール成分としては、1,4−ブタンジオール、
エチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノ
ールが融点を高められる種類として挙げられる。その使
用割合は、実質上上記脂肪族ジカルボン酸(またはその
酸無水物)成分と等モルであるが、10モル(%)を超
えない範囲で過剰に用いてもよい。これらグリコール成
分はまた、生成ポリエステルに結晶性を付与し、フィル
ム、成形品、繊維の物性を向上させる点からも本発明に
は適している。結晶性の有無は、ポリエステルの外観か
ら容易に判定される。勿論、融点、物性を損なわない範
囲で、上記のグリコール成分の併用、或は他グリコール
の添加は差し支えない。
As the aliphatic or cycloaliphatic glycol component used in the present invention, 1,4-butanediol,
Ethylene glycol and 1,4-cyclohexanedimethanol can be mentioned as types that can increase the melting point. The usage ratio is substantially equimolar to the above aliphatic dicarboxylic acid (or its acid anhydride) component, but may be used in excess unless it exceeds 10 mol (%). These glycol components are also suitable for the present invention from the viewpoint of imparting crystallinity to the produced polyester and improving the physical properties of films, molded products and fibers. The presence or absence of crystallinity can be easily judged from the appearance of polyester. Needless to say, the above-mentioned glycol components may be used in combination or other glycols may be added as long as the melting point and the physical properties are not impaired.

【0009】本発明の特長は、上記の脂肪族ジカルボン
酸(またはその酸無水物)成分、グリコール成分の他
に、3価以上の多価アルコール成分を、脂肪族ジカルボ
ン酸(またはその酸無水物)成分全体100モル(%)
に対して0.1〜5モル(%)加え重縮合することであ
る。3価以上の多価アルコール成分を併用する理由を以
下に列挙する。 (イ) ポリエステルの分子量を極力高めること。即ち、
通常の重縮合では、脂肪族ポリエステルの熱安定性の不
良が原因して、数平均分子量を15,000以上とすることは
簡単ではない。然し、3価以上の多価アルコール成分を
併用すると、容易に数平均分子量を20,000以上とするこ
とが可能となる。 (ロ) 分子量の比が大きくなる。即ち、フィルム形成に
あっては、重量平均分子量(MW)と数平均分子量
(MN)との比MW/MNの値が大きい方が良いとされる
が、これも実現可能である。添加される3価以上の多価
アルコール成分の量は、ゲル化の危険がないようにする
ためには、脂肪族ジカルボン酸(またはその酸無水物)
成分全体100モル(%)に対して0.1〜5モル
(%)である。3価以上の多価アルコール成分は、他の
脂肪族ジカルボン酸(またはその酸無水物)成分および
グリコールと共にエステル化の当初から加えるのがよ
い。3価以上の多価アルコール成分の例としては、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリット
等が挙げられる。また、脱水した形のモノエポキシ化合
物であるグリシドールも本発明の目的に使用し得る。
A feature of the present invention is that, in addition to the above-mentioned aliphatic dicarboxylic acid (or acid anhydride thereof) component and glycol component, a polyhydric alcohol component having a valence of 3 or more is added to the aliphatic dicarboxylic acid (or acid anhydride thereof). ) All components 100 mol (%)
To 0.1 to 5 mol (%) and polycondensation is performed. The reasons for using a polyhydric alcohol component having 3 or more valences together are listed below. (A) To increase the molecular weight of polyester as much as possible. That is,
In ordinary polycondensation, it is not easy to set the number average molecular weight to 15,000 or more due to the poor thermal stability of the aliphatic polyester. However, when a trihydric or higher polyhydric alcohol component is used in combination, the number average molecular weight can be easily increased to 20,000 or more. (B) The molecular weight ratio becomes large. That is, in forming a film, it is preferable that the ratio M W / M N of the weight average molecular weight (M W ) and the number average molecular weight (M N ) is large, but this is also feasible. .. The amount of the polyhydric alcohol component having a valence of 3 or more to be added is such that the aliphatic dicarboxylic acid (or its acid anhydride) is added so that there is no risk of gelation.
It is 0.1 to 5 mol (%) with respect to 100 mol (%) of the entire components. The trihydric or higher polyhydric alcohol component is preferably added from the beginning of esterification together with the other aliphatic dicarboxylic acid (or its acid anhydride) component and glycol. Examples of trihydric or higher polyhydric alcohol components include glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol. Glycidol, a dehydrated form of the monoepoxy compound, may also be used for the purposes of the present invention.

【0010】ポリエステルの合成は、一般に上記の成分
のエステル化および脱グリコール反応により行われる。
その条件としては、例えばエステル化反応は、温度18
0〜230℃、5〜16時間で行うことができる。この
場合、酸価は30以下が好ましい。脱グリコール反応
は、温度180〜230℃、2〜16時間、圧力1Torr
以下で行い、脱グリコール反応には、触媒としてチタン
の有機化合物(例として、テトラアルコキシチタン化合
物、チタンオキシアセチルアセトネート等)、亜鉛、
鉛、ジルコニウム等の金属の有機酸塩、キレート化合
物、酸化アンチモン等を使用するのがよい。脱グリコー
ル触媒は、生成ポリエステル100重量部に対して、金
属量として0.001〜0.1重量部使用するのが好まし
い。
Polyester synthesis is generally carried out by esterification and deglycolization of the above components.
The conditions include, for example, an esterification reaction at a temperature of 18
It can be performed at 0 to 230 ° C. for 5 to 16 hours. In this case, the acid value is preferably 30 or less. The deglycol reaction is performed at a temperature of 180 to 230 ° C. for 2 to 16 hours and a pressure of 1 Torr.
The following deglycolization reaction is carried out by using an organic compound of titanium (eg, a tetraalkoxytitanium compound, titanium oxyacetylacetonate, etc.), zinc,
It is preferable to use organic acid salts of metals such as lead and zirconium, chelate compounds and antimony oxide. The deglycolization catalyst is preferably used in an amount of 0.001 to 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the produced polyester.

【0011】上記のようにして得られた数平均分子量1
0,000以上のポリエステル(a)に、さらに分子量を高
めるために多価イソシアナートを添加する。使用できる
多価イソシアナートは、一般に市販されているものでよ
く、とくに制限はないが、例えば2,4−トリレンジイ
ソシアナート、2,4−トリレンジイソシアナートと2,
6−トリレンジイソシアナートとの混合体、ジフェニル
メタンジイソシアナート、1,5−ナフチレンジイソシ
アナート、キシリレンジイソシアナート、水素化キシリ
レンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、
ヘキサメチレンジイソシアナート、並びにこれらイソシ
アナートと多価アルコールとの付加体、或は3量体、並
びにトリフェニルメタントリイソシアナートが挙げられ
る。多価イソシアナートの添加量は、ジイソシアナート
であれば、0.3〜3重量部の範囲で十分であるが、例
えばトリメチロールプロパンとイソシアナートの付加体
であれば0.5〜5重量部の範囲が必要となる。それら
を加味するならば、多価イソシアナートの添加量として
は、所望のポリエステル100重量部に0.3〜5重量
部が必要となる。0.3重量部未満では添加の効果が乏
しく、5重量部を超える添加は、物性的にむしろ逆効果
となるばかりか、ゲル化の危険性が著しく増大する。多
価イソシアナートの添加は、ポリエステル(a)の融点
以上の熔融状態、即ちポリエステルの融点にもよるが、
150〜250℃の間で行うのがよい。
Number average molecular weight 1 obtained as described above
A polyvalent isocyanate is added to the polyester (a) having a molecular weight of 000 or more in order to further increase the molecular weight. The polyvalent isocyanate that can be used may be any commercially available one and is not particularly limited. For example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,
Mixture with 6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate,
Examples include hexamethylene diisocyanate, adducts of these isocyanates with polyhydric alcohols or trimers, and triphenylmethane triisocyanate. The addition amount of the polyvalent isocyanate is sufficient in the range of 0.3 to 3 parts by weight in the case of diisocyanate, but 0.5 to 5 parts by weight in the case of an adduct of trimethylolpropane and isocyanate. A range of parts is required. Taking these into consideration, the addition amount of the polyvalent isocyanate is required to be 0.3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the desired polyester. If it is less than 0.3 parts by weight, the effect of the addition is poor, and if it exceeds 5 parts by weight, not only the physical properties are rather adverse but the risk of gelation is significantly increased. The addition of the polyvalent isocyanate depends on the melting state of the polyester (a) or higher, that is, depending on the melting point of the polyester,
It is good to carry out between 150-250 degreeC.

【0012】本発明の高分子量脂肪族ポリエステルを製
造するために用いる装置は、高粘度撹拌が可能であれ
ば、とくにその種類は問わない。本発明による少量のウ
レタン結合を含む脂肪族高分子量ポリエステルは、その
実用化に当たって、補強材、フィラー、着色剤、各種安
定剤、滑剤ワックス類、飽和或は不飽和のポリマー、を
併用出来ることは勿論である。
The apparatus used for producing the high molecular weight aliphatic polyester of the present invention is not particularly limited as long as it is capable of high-viscosity stirring. The aliphatic high molecular weight polyester containing a small amount of urethane bond according to the present invention can be used in combination with a reinforcing material, a filler, a colorant, various stabilizers, a lubricant wax, a saturated or unsaturated polymer in practical use. Of course.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の理解を助けるために以下に実
施例を示す。実施例1 撹拌機、還溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1lセパラブルフラスコに、1,4−ブタンジオール
300g、無水コハク酸300g、トリメチロールプロ
パン7g(無水コハク酸に対して約1.5モル%)、テト
ライソプロピルチタネート0.6gを仕込み、窒素ガス
気流中205〜210℃でエステル化して酸価7.1と
した後、最終的には0.5torrの減圧下、215〜22
0℃、5時間脱グリコール反応を行って、融点112〜
113℃、白色ワックス状のポリエステル(a)が、重
量平均分子量(MW)80,400、数平均分子量(MN)22,9
00、で得られた(MW/MN≒3.5)。ポリエステル
(a)300gを205℃に熔融し、ヘキサメチレンジ
イソシアナート4gを加えた。粘度は急速に増大したが
ゲル化はしなかった。得られた少量のウレタン結合を含
む本発明の高分子量脂肪族ポリエステル(A)は、僅かに
アイボリー調を帯びた白色結晶で、融点112〜114
℃、重量平均分子量305,000、数平均分子量42,800で、
W/MN≒7.2であった。このことは、フィルム成形
上有利と判断される。ポリエステル(A)のJIS−K
−7210A法のメルトフロー測定では、荷重2.18k
gの場合、190℃、10分でほとんど流出が認められ
なかった。ポリエステル(A)をプレス成形し、これを3
倍に一軸延伸した厚さ約40μのフィルムの引張り強さ
は、13.9〜15.7kg/mm2を示し、頗る強靱であっ
た。なお、分子量測定は、GPCに依った。 使用機種 Shodex GPC SYSTEM-11(昭和電工社製) 溶離液 5 mM CF3COONa/HFIP カラム サンプルカラム HFIP−800P HFIP−80M×2本 リファレンスカラム HPIP−800R×2本 カラム温度 40℃ 流量 1.0ml/分 検出器 Shodex RI スタンダード PMMA(Shodex STANDARD M-75)
EXAMPLES Examples will be shown below to facilitate understanding of the present invention. Example 1 300 g of 1,4-butanediol, 300 g of succinic anhydride, and 7 g of trimethylolpropane (about succinic anhydride) were placed in a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a return condenser, a thermometer, and a gas introduction tube. 1.5 mol%) and 0.4 g of tetraisopropyl titanate were charged and esterified in a nitrogen gas stream at 205 to 210 ° C. to an acid value of 7.1, and finally, under reduced pressure of 0.5 torr, 215 to 210 ° C. 22
Deglycolization reaction is performed at 0 ° C. for 5 hours to give a melting point of 112-
113 ° C., white waxy polyester (a) has a weight average molecular weight (M W ) of 80,400 and a number average molecular weight (M N ) of 22,9.
It was obtained at 00 (M W / M N ≈3.5). 300 g of polyester (a) was melted at 205 ° C., and 4 g of hexamethylene diisocyanate was added. The viscosity increased rapidly but did not gel. The obtained high molecular weight aliphatic polyester (A) of the present invention containing a small amount of urethane bond is white crystals having a slight ivory tone and a melting point of 112 to 114.
℃, weight average molecular weight 305,000, number average molecular weight 42,800,
M W / M N ≈7.2. This is judged to be advantageous in film formation. JIS-K for polyester (A)
-7210A method melt flow measurement, load 2.18k
In the case of g, almost no outflow was observed at 190 ° C. for 10 minutes. Polyester (A) is press-molded and this is 3
The uniaxially stretched film having a thickness of about 40 μ had a tensile strength of 13.9 to 15.7 kg / mm 2 and was tough. The molecular weight was measured by GPC. Model used Shodex GPC SYSTEM-11 (manufactured by Showa Denko KK) Eluent 5 mM CF 3 COONa / HFIP column Sample column HFIP-800P HFIP-80M x 2 Reference column HPIP-800R x 2 Column temperature 40 ° C Flow rate 1.0 ml / Min Detector Shodex RI Standard PMMA (Shodex STANDARD M-75)

【0014】実施例2 撹拌機、分溜コンデンサ、温度計、ガス導入管を付した
1lセパラブルフラスコに、1,4−シクロヘキサンジ
メタノールを300g、無水コハク酸190g、ドデカ
ン二酸23g、ペンタエリスリット2.3g(無水コハ
ク酸およびドデカン二酸の合計に対して0.8モル
%)、チタンオキシアセチルアセトネート0.3gを仕
込み、窒素ガス気流中200〜205℃でエステル化し
て酸価5.9とした後、215〜220℃で最終的に0.
5torrの減圧下8時間脱グリコール反応を行って、融点
110〜112℃、淡アイボリー調の白色結晶のポリエ
ステル(b)が、重量平均分子量(MW)109,000、数平
均分子量(MN)25,700で得られた(MW/MN≒4.
2)。なお、分子量は、実施例1と同様に測定した。ポ
リエステル(b)300gを205℃に熔融し、イソホ
ロンジイソシアナート5gを加えた。粘度は急速に増大
したがゲル化はしなかった。得られた少量のウレタン結
合を含む本発明の高分子量脂肪族ポリエステル(B)は、
融点約115℃、淡黄色で、重量平均分子量(MW)33
9,000、数平均分子量(MN)47,000、MW/MN≒7.2
となった。ポリエステル(B)をプレス成形し、これを
4倍に一軸延伸して得られた、厚さ約50μのフィルム
の引張り強さは、13.1〜15.3Kg/mm2を示し、頗
る強靱であった。また、黒ボク土中10cm下の埋め込み
テストでは、25℃、4カ月後にフィルム表面が多数の
虫食い状となり、生分解性が認められた。
Example 2 300 g of 1,4-cyclohexanedimethanol, 190 g of succinic anhydride, 23 g of dodecanedioic acid, and pentaerythrium were placed in a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a fractionating condenser, a thermometer, and a gas introduction tube. 2.3 g of slits (0.8 mol% with respect to the total of succinic anhydride and dodecanedioic acid) and 0.3 g of titanium oxyacetylacetonate were charged, and the acid value was 5 by esterification in a nitrogen gas stream at 200 to 205 ° C. After setting to 0.9, it is finally 0.9 at 215 to 220 ° C.
Performed under reduced pressure for 8 hours deglycol reaction of 5 torr, melting point 110 to 112 ° C., polyester pale ivorylike white crystals (b) is a weight average molecular weight (M W) 109,000, number average molecular weight (M N) 25,700 Obtained (M W / M N ≈4.
2). The molecular weight was measured as in Example 1. 300 g of polyester (b) was melted at 205 ° C., and 5 g of isophorone diisocyanate was added. The viscosity increased rapidly but did not gel. The obtained high molecular weight aliphatic polyester (B) of the present invention containing a small amount of urethane bond is
Melting point of about 115 ° C., pale yellow, weight average molecular weight (M W) 33
9,000, number average molecular weight (M N ) 47,000, M W / M N ≒ 7.2
Became. The polyester (B) was press-molded and uniaxially stretched 4 times to obtain a film having a thickness of about 50 μ, which has a tensile strength of 13.1 to 15.3 Kg / mm 2 and is extremely tough. there were. Further, in an embedding test under 10 cm in black soil, the film surface became worm-eaten after 4 months at 25 ° C., and biodegradability was recognized.

【0015】実施例3 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1lセパラブルフラスコに、エチレングリコール20
5g、無水コハク酸300g、グリシドール4g(無水
コハク酸に対して約1.7モル%)、テトライソプロピ
ルチタネート0.5gを仕込み、窒素ガス気流中195
〜200℃でエステル化して酸価7.1とした後、最終
的には0.6torrの減圧下、215〜220℃、9時間
脱グリコール反応を行って、融点約98〜99℃、白色
ワックス状のポリエステル(c')が、重量平均分子量
(MW)95,700、数平均分子量(MN)25,500で得られた
(MW/MN≒3.8)。なお、分子量の測定は、実施例
1と同様に行った。ポリエステル(c')300gを20
0℃に熔融し、ジフェニルメタンジイソシアナート5g
を加えた。粘度は急速に増大したがゲル化はしなかっ
た。得られた少量のウレタン結合を含む本発明の高分子
量脂肪族ポリエステル(C)は、淡黄褐色ワックス状で、
融点約100℃、重量平均分子量358,000、数平均分子
量49,100で、MW/MN≒7.3であった。このことは、
フィルム成形上有利と判断される。ポリエステル(A)
のJIS−K−7210A法のメルトフロー測定では、
荷重2.18kgの場合、125℃で0.1g以下/10分
であった。ポリエステル(C)をプレス成形し、これを各
方向3倍に二軸延伸した厚さ約40μのフィルムの引張
り強さは、14.7〜16.1kg/mm2を示し、非常に強
靱であった。
Example 3 A 1 l separable flask equipped with a stirrer, a fractionating condenser, a thermometer, and a gas inlet tube was charged with ethylene glycol 20.
5 g, 300 g of succinic anhydride, 4 g of glycidol (about 1.7 mol% with respect to succinic anhydride) and 0.5 g of tetraisopropyl titanate were charged, and 195 in a nitrogen gas stream was charged.
After esterification at ~ 200 ° C to an acid value of 7.1, finally, deglycolization reaction is carried out under reduced pressure of 0.6 torr at 215 to 220 ° C for 9 hours to give a white wax having a melting point of about 98 to 99 ° C. A polyester (c ′) in the form of a solid having a weight average molecular weight (M W ) of 95,700 and a number average molecular weight (M N ) of 25,500 was obtained (M W / M N ≉3.8). The molecular weight was measured in the same manner as in Example 1. 20 g of polyester (c ') 300 g
Melt to 0 ℃ and diphenylmethane diisocyanate 5g
Was added. The viscosity increased rapidly but did not gel. The obtained high molecular weight aliphatic polyester (C) of the present invention containing a small amount of urethane bond is in the form of a light tan wax,
The melting point was about 100 ° C., the weight average molecular weight was 358,000, the number average molecular weight was 49,100, and M W / M N ≈7.3. This is
It is judged to be advantageous in film formation. Polyester (A)
In the melt flow measurement of JIS-K-7210A method,
When the load was 2.18 kg, it was 0.1 g or less / 10 minutes at 125 ° C. Polyester (C) was press-molded and biaxially stretched three times in each direction, and the tensile strength of a film having a thickness of about 40 μ of 14.7 to 16.1 kg / mm 2 was very strong. It was

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明によって、フィルム、成形品、繊
維などの各種用途に有用な高分子量脂肪族ポリエステル
の製造方法が提供される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester useful for various uses such as films, molded articles and fibers.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 [I](1) 無水コハク酸を必須成分
として含有する脂肪族ジカルボン酸(またはその酸無水
物)成分、(2) 脂肪族或は環状脂肪族のグリコール
成分、(3) 3価以上の多価アルコール成分、の3成
分を重縮合して得られる、融点60℃以上、数平均分子
量10,000以上のポリエステル(a)100重量部に、 [II] 該ポリエステル(a)の融点以上の熔融状態
で、0.3〜5重量部の多価イソシアナートを添加し、
数平均分子量を20,000以上とすることを特徴とする、高
分子量脂肪族ポリエステルの製造方法。
1. [I] (1) An aliphatic dicarboxylic acid (or acid anhydride thereof) component containing succinic anhydride as an essential component, (2) an aliphatic or cycloaliphatic glycol component, (3) 100 parts by weight of a polyester (a) having a melting point of 60 ° C. or more and a number average molecular weight of 10,000 or more, which is obtained by polycondensing three components of a polyhydric alcohol component having a valence of 3 or more, and [II] a melting point of the polyester (a) In the above molten state, 0.3 to 5 parts by weight of polyvalent isocyanate is added,
A method for producing a high molecular weight aliphatic polyester, which has a number average molecular weight of 20,000 or more.
【請求項2】 3価以上の多価アルコール成分が、
(1)無水コハク酸を必須成分として含有する脂肪族ジ
カルボン酸(またはその酸無水物)成分100モル
(%)に対して、0.1〜5モル(%)の割合で使用さ
れる、請求項1に記載の方法。
2. A trihydric or higher polyhydric alcohol component,
(1) Used in a proportion of 0.1 to 5 mol (%) with respect to 100 mol (%) of an aliphatic dicarboxylic acid (or its acid anhydride) component containing succinic anhydride as an essential component. The method according to Item 1.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100308535B1 (en) * 1998-08-20 2001-11-30 김석태 Polyester resin composition and method for producing the same
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JP2018500447A (en) * 2014-12-30 2018-01-11 ピーティーティー グローバル ケミカル パブリック カンパニー リミテッド Biodegradable copolyester composition

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