[go: up one dir, main page]

JP5680095B2 - ポリエステル混合物の連続的な製造法 - Google Patents

ポリエステル混合物の連続的な製造法 Download PDF

Info

Publication number
JP5680095B2
JP5680095B2 JP2012533605A JP2012533605A JP5680095B2 JP 5680095 B2 JP5680095 B2 JP 5680095B2 JP 2012533605 A JP2012533605 A JP 2012533605A JP 2012533605 A JP2012533605 A JP 2012533605A JP 5680095 B2 JP5680095 B2 JP 5680095B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
component
polyester
weight
mixture
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012533605A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013507501A (ja
JP2013507501A5 (ja
Inventor
ロース ロバート
ロース ロバート
ヴィット ウーヴェ
ヴィット ウーヴェ
基儀 山本
基儀 山本
マイア グンター
マイア グンター
ガーベ アンドレアス
ガーベ アンドレアス
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.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of JP2013507501A publication Critical patent/JP2013507501A/ja
Publication of JP2013507501A5 publication Critical patent/JP2013507501A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5680095B2 publication Critical patent/JP5680095B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08L67/025Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds containing polyether sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/10Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C08L1/12Cellulose acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/06Biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/14Macromolecular compounds according to C08L59/00 - C08L87/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/18Polyesters or polycarbonates according to C08L67/00 - C08L69/00; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/26Natural polymers, natural resins or derivatives thereof according to C08L1/00 - C08L5/00, C08L89/00, C08L93/00, C08L97/00 or C08L99/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

発明の詳細な説明
本発明は、
a)脂肪族の又は脂肪族及び芳香族のジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物より成る生分解性ポリエステル(Q)10〜80質量%、並びに
b)ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリプロピレンカーボネート、ポリグリコライド、脂肪族ポリエステル、セルロースアセテート及びポリヒドロキシアルカノエートから成る群から選択される1種以上のポリマー(T)20〜90質量%
を含有するポリエステル混合物の連続的な製造法に関し、
その際、
i)脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂肪族及び芳香族のジカルボン酸、及び場合により更なるコモノマー(成分C)より成る混合物を、触媒を添加せずに、混合してペーストにするか、又は代替的に、ジカルボン酸の液状エステル及びジヒドロキシ化合物、及び場合により更なるコモノマーを、触媒を添加せずに送り込み、第一の段階でこの混合物を、触媒の全量又は部分量と一緒に連続的にエステル化又はエステル交換し;
ii)第二の段階で連続的に、i)に従って得られたエステル交換反応生成物若しくはエステル化生成物を、DIN53728に則った20〜70cm3/gの粘度数にまで前縮合し;
iii)第三の段階で連続的に、ii)より得られる生成物を、DIN53728に則った60〜170cm3/gの粘度数にまで重縮合し、且つ
iv)第四の段階で連続的に、iii)より得られた生成物(ポリエステルQ)をポリマーTと混合し、且つ
v)場合により第五の段階で連続的に、iv)より得られるポリマー混合物を、DIN53728に則った150〜320cm3/gの粘度数にまで、鎖延長剤Dとの重付加反応において反応させる。
特に本発明は、
a)脂肪族の又は脂肪族及び芳香族のジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物より成る生分解性ポリエステル(Q)40〜75質量%、並びに
b)ポリ乳酸20〜60質量%
を含有するポリマー混合物の連続的な製造法に関し、
その際、
i)脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂肪族及び芳香族のジカルボン酸、及び場合により更なるコモノマー(成分C)より成る混合物を、触媒を添加せずに、混合してペーストにするか、又は代替的に、ジカルボン酸の液状エステル及びジヒドロキシ化合物、及び場合により更なるコモノマーを、触媒を添加せずに送り込み、第一の段階でこの混合物を、触媒の全量又は部分量と一緒に連続的にエステル化又はエステル交換し;
ii)第二の段階で連続的に、i)に従って得られたエステル交換反応生成物若しくはエステル化生成物を、DIN53728に則った20〜70cm3/gの粘度数にまで前縮合し;
iii)第三の段階で連続的に、ii)より得られる生成物を、DIN53728に則った20〜60cm3/gの粘度数にまで重縮合し、且つ
iv)第四の段階で連続的に、iii)より得られる生成物(ポリエステルQ)をポリ乳酸と混合し、且つ
v)場合により第五の段階で連続的に、iv)より得られるポリマー混合物を、DIN53728に則った150〜320cm3/gの粘度数にまで、鎖延長剤Dとの重付加反応において反応させる。
従来技術においては、脂肪族及び/又は芳香族のジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物を基礎とする生分解性ポリエステルQ並びにポリマーTを含有するポリエステル混合物を製造するために、特に不連続的な(バッチ式)方法、すなわち、粒状ポリエステルQ及び粒状ポリマーTを溶融し、且つ引き続く混合をそのために適した混合アセンブリ内で行う方法が記載されている(WO−A06/074815及びWO−A96/15173)。ポリエステルQ自体も、たいてい不連続的に製造される。後に公開されたPCT/EP2009/054116においては、不連続的な運転様式において生じる欠点が、段階i)〜iii)の連続的なポリエステル合成により克服することが出来ることが説明される。このようにしてまず、1.0より小さい酸価及び、特に押出用途の対象となっている粘度範囲を有するポリエステルを製造することが出来ていた。ポリマーTは酸感受性であるので、前述の連続的に製造されたポリエステルは、ポリマーTとの混合物を製造するためにとりわけ良く適している。
PCT/EP2009/054116において記載された混合物について、ポリエステルはまずペレット化され、次いで再び溶融され、且つTのポリマー溶融物と合一される。この際、水が加えられ、これは加水分解感受性のポリマーTを損傷させる。さらに、ペレット化及び再溶融の上述の方法によりフィッシュアイが生じる可能性があり、これは薄膜のような用途にとって大きな問題となる。
ところで意想外にも、冒頭で述べた本発明による段階i〜ivの方法、好ましくはi〜vの方法が、フィッシュアイのない、低含水量のポリエステル混合物の製造に極めて適してることが見出された。
生分解性ポリエステルQは、例えばWO−A96/15173及びDE−A102005053068に記載されているように、脂肪族及び半芳香族のポリエステルと解される。
特に、生分解性の脂肪族/芳香族ポリエステルは、以下のように:
A)下記a1)〜a3)より成る酸成分
a1)少なくとも1種の脂肪族ジカルボン酸又はそのエステル又はそれらの混合物30〜99モル%
a2)少なくとも1種の芳香族ジカルボン酸又はそのエステル又はそれらの混合物1〜70モル%及び
a3)スルホネート基含有化合物0〜5モル%、
その際、成分a1)〜a3)のモル百分率は合計して100%である、及び
B)下記b1)〜b2)より成るジオール成分
b1)C2〜C12−アルカンジオール又はそれらの混合物を、成分Aに対して少なくとも等モル量及び
b2)少なくとも3個の官能基を含有する化合物を、段階iii)後のポリエステル量(分離された反応蒸気を除いた成分A及びBの使用される量に相当する)を基準として0〜2質量%
及び場合により、そのうえまた下記C)〜E)から選択される1種以上の成分
C)下記c1)〜c5)から選択される成分
c1)エーテル官能基を含有する式I
Figure 0005680095
少なくとも1つのジヒドロキシ化合物、
[式中、nは2、3又は4であり、且つmは2〜250の整数である]、
c2)式IIa又は式IIb
Figure 0005680095
の少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸
[式中、pは1〜1500の整数を意味し、且つrは1〜4の整数を意味し、且つGは、フェニレン、−(CH2q−(式中、qは1〜5の整数を意味する)、−C(R)H−及び−C(R)HCH2(式中、Rはメチル又はエチルである)から成る群から選択されている基である]、
c3)少なくとも1種のアミノ−C2〜C12−アルカノール又は少なくとも1種のアミノ−C5〜C10−シクロアルカノール又はそれらの混合物、
c4)少なくとも1種のジアミノ−C1−C8−アルカン、
c5)カプロラクタム、1,6−アミノカプロン酸、ラウリンラクタム、1,12−アミノラウリン酸及び1,11−アミノウンデカン酸から成る群から選択される少なくとも1種のアミノカルボン酸化合物、
又はc1)〜c5)より成る混合物
及び
D)下記の群d1)〜d4)から選択される少なくとも1種の成分を、段階ivにおける又は段階ivの後のポリエステル量を基準として0.01〜4質量%、
d1)ジ官能性又はオリゴ官能性のイソシアネート及び/又はイソシアヌレート、
d2)ジ官能性又はオリゴ官能性のペルオキシド、
d3)ジ官能性又はオリゴ官能性のエポキシド、
d4)ジ官能性又はオリゴ官能性のオキサゾリン、オキサジン、カプロラクタム及び/又はカルボジイミド;
E)下記の群e1)〜e2)から選択される成分を、段階iiiの後のポリエステル量を基準として0〜15質量%、
e1)滑剤、例えばエルカ酸アミド又はステアレート、
e2)核剤、例えば滑石、炭酸カルシウム、窒化ホウ素、PLLA−PDLA−ステレオコンプレックス、ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレート
から構成されているポリエステルと解される。
有利な一実施形態において、半芳香族ポリエステルの酸成分Aは、a1を30〜70モル%、特に40〜60モル%含有し、且つa2を30〜70モル%、特に40〜60モル%含有する。とりわけ有利な実施形態において、半芳香族ポリエステルの酸成分Aは、脂肪族ジカルボン酸a1)を50モル%より多く含有する。このようなポリエステルは、優れた生分解挙動によって際立っている。
脂肪酸及び相応する誘導体a1として、一般的に、炭素原子2〜40個、好ましくは4〜4個を有するものが考慮に入れられる。それらは直鎖状であっても分枝鎖状であってもよい。本発明の範囲内で使用可能な脂環式ジカルボン酸は、一般に、炭素原子7〜10個を有するものと、特に炭素原子8個を有するものである。しかしながら、原則的に、より多くの炭素原子数を有するジカルボン酸、例えば炭素原子30個までを有するものも使用されることが出来る。
例示的に挙げられるのは:マロン酸、コハク酸、グルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、フマル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、スベリン酸、ダイマー脂肪酸(例えばCognis社のEmpol(R)1061)、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、ジグリコール酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸及び2,5−ノルボルナンジカルボン酸である。
同じように使用可能である上述の脂肪族又は脂環式のジカルボン酸のエステル形成誘導体として、特にジ−C1〜C6−アルキルエステル、例えばジメチル−、ジエチル−、ジ−n−プロピル−、ジ−イソプロピル−、ジ−n−ブチル−、ジ−イソブチル−、ジ−t−ブチル−、ジ−n−ペンチル−、ジ−イソペンチル−又はジ−n−ヘキシルエステルが挙げられる。ジカルボン酸の無水物も同様に使用されることが出来る。
その際、ジカルボン酸又はそれらのエステル形成誘導体は、単独又はこれらの2種以上より成る混合物として使用されることが出来る。
有利には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸又はそれらのそれぞれのエステル形成誘導体又はこれらの混合物が使用される。とりわけ有利には、コハク酸、アジピン酸又はセバシン酸又はそれらのそれぞれのエステル形成誘導体又はこれらの混合物が使用される。とりわけ有利には、アジピン酸又はそのエステル形成誘導体、例えばそのアルキルエステル又はそれらの混合物が使用される。例えばポリヒドロキシブチレート又は特にポリラクチドのような"硬質"若しくは"脆性"の成分ii)を有するポリマー混合物が製造される場合、脂肪族ジカルボン酸として、セバシン酸又はセバシン酸とアジピン酸の混合物が有利には使用される。例えばポリヒドロキシブチレート−co−バレレート又はポリ−3−ヒドロキシブチレート−co−4−ヒドロキシブチレートのような"軟質"若しくは"靭性"の成分ii)を有するポリマー混合物が製造される場合、脂肪族ジカルボン酸として、コハク酸又はコハク酸とアジピン酸の混合物が有利には使用される。
そのうえコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸及びブラシル酸は、それらが再生原料として利用可能であるという利点を有する。
芳香族ジカルボン酸a2として、一般的に、炭素原子8〜12個を有するもの、好ましくは炭素原子8個を有するものが挙げられる。例示的に、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフトエ酸及び1,5−ナフトエ酸並びにこれらのエステル形成誘導体が言挙げされる。その際、特にジ−C1〜C6−アルキルエステル、例えばジメチル−、ジエチル−、ジ−n−プロピル−、ジ−イソプロピル−、ジ−n−ブチル−、ジ−イソブチル−、ジ−t−ブチル、ジ−n−ペンチル−、ジ−イソペンチル−又はジ−n−ヘキシルエステルが挙げられる。同じようにジカルボン酸a2の無水物も適したエステル形成性誘導体である。
しかしながら、原則的に、より多くの炭素原子数を有する芳香族ジカルボン酸a2、例えば炭素原子20個までを有するものも使用されることが出来る。
芳香族ジカルボン酸又はそれらのエステル形成性誘導体a2は、単独又はこれらの2種以上より成る混合物として使用されることが出来る。とりわけ有利には、テレフタル酸又はそのエステル形成誘導体、例えばジメチルテレフタレートが使用される。
スルホネート基含有化合物として、通常、スルホネート基含有ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩が使用され、有利には5−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩又はこれらの混合物、とりわけ有利にはナトリウム塩が使用される。
有利な実施形態の1つに従って、酸成分Aは、a1を40〜60モル%、a2を40〜60モル%及びa3を0〜2モル%含有する。
一般的に、ジオールBは、炭素原子2〜12個、有利には炭素原子4〜6個を有する分枝鎖状又は直鎖状のアルカンジオールの中から選択される。
適したアルカンジオールの例は、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,4−ジメチル−2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、特にエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール及び2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール);シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1、3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール又は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールである。とりわけ有利なのは、特に成分a1)としてアジピン酸との組合せにおける、1,4−ブタンジオール、及び特に成分a1)としてセバシン酸との組合せにおける、1,3−プロパンジオールである。そのうえ1,3−プロパンジオールは、それが再生原料として利用可能であるという利点を有する。種々のアルカンジオールの混合物も使用されることが出来る。
一般に、方法段階i)及びii)において、二酸Aに対する成分b1(ジオール)の比が、1.5〜2.5に、好ましくは1.8〜2.2に調整される。
化合物b2)は、有利には少なくとも3個の官能基を含有する架橋剤を含有する。とりわけ有利な化合物は、3〜6個のヒドロキシル基を有する。例示的に挙げられるのは:酒石酸、クエン酸、リンゴ酸;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン;ペンタエリスリトール;ポリエーテルトリオール及びグリセリン、トリメシン酸、トリメリット酸、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸及びピロメリット酸二無水物である。有利なのは、ポリオール、例えばトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及び特にグリセリンである。化合物b2は、分岐剤として、さもなければ架橋剤として作用し得る。成分b2を用いて、構造粘性を有する生分解性ポリエステルが合成されることが出来る。溶融物のレオロジー挙動は改善する;この生分解性ポリエステルは、より簡単に加工処理されることが出来、例えば、溶融固化によってより良好にフォイルへと引き延ばされることが出来る。化合物b2は、剪断減粘効果を持ち、すなわち荷重下での粘性はより僅かである。
化合物b2は、好ましくは、段階iii)の後のポリマー量を基準として0.01〜2質量%、有利には0.05〜1質量%、特に有利には0.08〜0.20質量%の量で使用される。
成分A及びB以外に、本発明によるポリエステル混合物が基礎とするポリエステルは、更なる成分を含有してよい。
ジヒドロキシ化合物c1として、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラヒドロフラン(ポリTHF)、とりわけ有利にはジエチレングリコール、トリエチレングリコール及びポリエチレングリコールが適しており、その際、これらの混合物、又は異なる変数nを有する化合物(式Iを参照)、例えば、プロピレン単位(n=3)を含有し、例えば自体公知の方法に則った重合によって、まずエチレンオキシドを重合させ、引き続きポリプロピレンオキシドと重合させることによって得られるポリエチレングリコール、とりわけ有利には、異なる変数nを有する、ポリエチレングリコールを基礎とするポリマーも使用してよく、その際、エチレンオキシドから形成された単位が大部分を占める。ポリエチレングリコールの分子量(Mn)は、一般に、250〜8000g/モル、有利には600〜3000g/モルの範囲で選択される。
有利な実施態様の1つに従って、例えば、ジオールB及びジヒドロキシ化合物c1のモル量を基準として、ジオールBが15〜98モル%、有利には60〜99.5モル%及びジヒドロキシ化合物c1が0.2〜85モル%、有利には0.5〜30モル%で、半芳香族ポリエステルの製造のために使用されることが出来る。
コポリエステルの製造のために使用されることが出来るヒドロキシカルボン酸c2)は:グリコール酸、D−、L−、D,L−乳酸、6−ヒドロキシヘキサン酸、これらの環式誘導体、例えばグリコライド(1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)、D−,L−ジラクチド(3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)、p−ヒドロキシ安息香酸並びにそれらのオリゴマー及びポリマー、例えば3−ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリラクチド(例えばNatureWorks(R)(Cargill社)として入手可能)並びに3−ポリヒドロキシ酪酸とポリヒドロキシ吉草酸より成る混合物(後者はBiopol(R)の名称でZenecaより入手可能)、とりわけ有利には半芳香族ポリエステルの製造のために、これらの低分子量環式誘導体である。
例えば、ヒドロキシカルボン酸は、A及びBの量を基準として0.01〜50質量%、有利には0.1〜40質量%の量で使用されることが出来る。
アミノ−C2〜C12−アルカノール又はアミノ−C5〜C10−シクロアルカノール(成分c3)として、その際、これらには、4−アミノメチルシクロヘキサンメタノールも含まれるべきであり、有利にはアミノ−C2〜C6−アルカノール、例えば2−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、4−アミノブタノール、5−アミノペンタノール、6−アミノヘキサノール並びにアミノ−C5〜C6−シクロアルカノール、例えばアミノシクロペンタノール及びアミノシクロヘキサノール又はこれらの混合物が使用される。
ジアミノ−C1〜C8−アルカン(成分c4)として、有利にはジアミノ−C4〜C6−アルカン、例えば1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン及び1,6−ジアミノヘキサン(ヘキサメチレンジアミン、"HMD")が使用される。
有利な実施形態に従って、Bのモル量を基準としてc3は0.5〜99.5モル%、有利には0.5〜50モル%並びにBのモル量を基準としてc4は0〜50モル%、有利には0〜35モル%が、半芳香族ポリエステルの製造のために使用されることが出来る。
成分c5として、カプロラクタム、1,6−アミノカプロン酸、ラウリンラクタム、1,12−アミノラウリン酸及び1,11−アミノウンデカン酸から成る群から選択されるアミノカルボン酸が使用されることが出来る。
一般的に、c5は、成分A及びBの全量を基準として0〜20質量%、有利には0.1〜10質量%の量で使用される。
成分d1として、イソシアネート又は種々のイソシアネートの混合物が使用される。芳香族又は脂肪族のジイソシアネートが使用されることが出来る。或いはまた、より高官能性のイソシアネートも使用されることが出来る。
芳香族ジイソシアネートd1は、本発明の範囲内で、なかでもトルイレン−2,4−ジイソシアネート、トルイレン−2,6−ジイソシアネート、2,2'−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート又はキシリレンジイソシアネートと解される。
それらの中で2,2'−、2,4'−並びに4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネートが成分d1として特に有利である。一般的に、後者のジイソシアネートが混合物として使用される。
三環式のイソシアネートd1として、トリ(4−イソシアノフェニル)メタンも考慮に入れられる。多環式芳香族ジイソシアネートは、例えば単環式又は二環式のジイソシアネートの製造の際に生じる。
成分d1の全質量を基準とした僅かな量、例えば5質量%までの量で、成分d1はウレトジオン基も、例えばイソシアネート基をブロックするために含有してよい。
脂肪族ジイソシアネートd1は、本発明の範囲内で、なかでも、炭素原子2〜20個、有利には炭素原子3〜12個を有する直鎖状又は分枝鎖状のアルキレンジイソシアネート又はシクロアルキレンジイソシアネート、例えば1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート又はメチレン−ビス(4−イソシアナトシクロヘキサン)と解される。とりわけ有利な脂肪族ジイソシアネートd1はイソホロンジイソシアネートであり、特に1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートである。
有利なイソシアヌレートに数えられるのは、炭素原子2〜20個、有利には炭素原子3〜12個を有するアルキレンジイソシアネート又はシクロアルキレンジイソシアネート、例えばイソホロンジイソシアネート又はメチレン−ビス(4−イソシアナトシクロヘキサン)から誘導される脂肪族イソシアヌレートである。その際、アルキレンジイソシアネートは直鎖状であっても分枝鎖状であってもよい。とりわけ有利なのは、n−ヘキサメチレンジイソシアネートを基礎とするイソシアヌレート、例えば1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートの環式の三量体、五量体又はそれより高次のオリゴマーである。
一般的に、成分d1は、段階iii)の後のポリマー量を基準として0.01〜4質量%、有利には0.05〜2質量%、とりわけ有利には0.2〜1.2質量%の量で使用される。
ジ官能性又はオリゴ官能性のペルオキシド(成分d2)として、例えば以下の化合物が適している:ベンゾイルペルオキシド、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロドヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)メチルシクロドデカン、n−ブチル−4,4−ビス(ブチルペルオキシ)バレレート、ジクミルペルオキシド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、ジブチルペルオキシド、α,α−ビス(t−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3及びt−ブチルペルオキシクメン。
成分d2は、バイオポリマーを基準として0.01〜4質量%、有利には0.1〜2質量%、とりわけ有利には0.2〜1質量%で使用される。
成分d3として、ジ官能性又はオリゴ官能性のエポキシド、例えば:ヒドロキノン、ジグリシジルエーテル、レゾルシングリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール−ジグリシジルエーテル及び水素化されたビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルが考慮に入れられる。エポキシドの他の例は、ジグリシジルテレフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルジグリシジルフタレート、フェニレンジグリシジルエーテル、エチレンジグリシジルエーテル、トリメチレンジグリシジルエーテル、テトラメチレンジグリシジルエーテル、ヘキサメチレンジグリシジルエーテル、ソルビトールジグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル及びポリブチレングリコールジグリシジルエーテルを包含する。
成分d3aとして、特に適しているのは、スチレン、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを基礎とするエポキシド基含有コポリマーd3aである。エポキシド基を有する単位は、好ましくはグリシジル(メタ)アクリレートである。好ましいと判明したのは、コポリマー中で20質量%より大きい、とりわけ有利には30質量%より大きい、特に有利には50質量より大きいグリシジルメタクリレートの割合を有するコポリマーである。これらのポリマー中でのエポキシド当量(EEW)は、150〜3000g/当量、特に有利には200〜500g/当量である。ポリマーの平均分子量(質量平均)Mwは、好ましくは2000〜25000、特に3000〜8000である。ポリマーの平均分子量(数平均)Mnは、好ましくは400〜6000、特に1000〜4000である。多分散性(Q)は、一般的に1.5〜5である。上述のタイプのエポキシド基含有コポリマーは、例えばBASF Resins B.V.よりJoncryl(R)ADRの商標名で販売されている。鎖延長剤としてとりわけ適しているのは、Joncryl(R)ADR 4368、EP出願番号08166596.0に記載されているような長鎖アクリレート、及びShell社のCardura(R)E10である。
成分d3は、バイオポリマーを基準として0.01〜4質量%、有利には0.1〜2質量%、とりわけ有利には0.2〜1質量%で使用される。成分d3は、酸捕捉剤としても使用されることが出来る。好ましくは、d3はこの実施形態において、0.01〜0.5質量%の濃度(段階ivの前、段階ivにおいて又は段階ivの後)で使用され、引き続き鎖延長が、成分d1、d2及び/又はd3a(段階v)を用いて実施され、該成分は、好ましくは0.2〜1.2質量%の濃度で添加される。
成分d4として、ジ官能性又はオリゴ官能性のオキサゾリン、オキサジン、カプロラクタム及び/又はカルボジイミドが考慮に入れられる。
ビスオキサゾリンは、一般的に、Angew.Chem.Int.Ed.,vol.11(1972),pp.287−288に開示された方法によって得られる。とりわけ有利なビスオキサゾリン及びビスオキサジンは、橋かけ要素が単結合、(CH2z−アルキレン基(式中、z=2、3又は4)、例えばメチレン基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基又はフェニレン基を意味するものである。とりわけ有利なビスオキサゾリンとして挙げられるのは、2,2'−ビス(2−オキサゾリン)、ビス(2−オキサゾリニル)メタン、1,2−ビス(2−オキサゾリニル)エタン、1,3−ビス(2−オキサゾリニル)プロパン又は1,4−ビス(2−オキサゾリニル)ブタン、特に1,4−ビス(2−オキサゾリニル)ベンゼン、1,2−ビス(2−オキサゾリニル)ベンゼン又は1,3−ビス(2−オキサゾリニル)ベンゼンである。更なる例は:2,2'−ビス(2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4,4'−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−エチル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4,4'−ジエチル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−プロピル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−ブチル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−ヘキシル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−シクロヘキシル−2−オキサゾリン)、2,2'−ビス(4−ベンジル−2−オキサゾリン)、2,2'−p−フェニレン−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2'−p−フェニレン−ビス(4−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2'−m−フェニレン−ビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2'−m−フェニレン−ビス(4,4'−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2'−ヘキサメチレン−ビス(2−オキサゾリン)、2,2'−オクタメチレン−ビス(2−オキサゾリン)、2,2'−デカメチレン−ビス(オキサゾリン)、2,2'−エチレンビス(4−メチル−2−オキサゾリン)、2,2'−テトラメチレン−ビス(4,4'−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2'−9,9'−ジフェノキシエタン−ビス(2−オキサゾリン)、2,2'−シクロヘキシレン−ビス(2−オキサゾリン)及び2,2'−ジフェニレン−ビス(2−オキサゾリン)である。
特に有利なのは、2,2'−ビス(2−オキサジン)、ビス(2−オキサジニル)メタン、1,2−ビス(2−オキサジニル)エタン、1,3−ビス(2−オキサジニル)プロパン又は1,4−ビス(2−オキサジニル)ブタン、特に1,4−ビス(2−オキサジニル)ベンゼン、1,2−ビス(2−オキサジニル)ベンゼン又は1,3−ビス(2−オキサジニル)ベンゼンである。
カルボジイミド及び高分子カルボジイミドは、例えば、Lanxess社よりStabaxol(R)の商標名で又はElastogran社よりElastostab(R)の商標名で販売されている。
例は:N,N'−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−o−トリルカルボジイミド、N,N'−ジフェニルカルボジイミド、N,N'−ジオクチルデシルカルボジイミド、N,N'−ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N−トリル−N'−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N'−ジ−2,6−ジ−t−ブチルフェニルカルボジイミド、N−トリル−N'−フェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−ニトロフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−トリルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジ−o−トリルカルボジイミド、p−フェニレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、ヘキサメチレン−ビス−ジシクロヘキシルカルボジイミド、4,4'−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド、エチレン−ビス−ジフェニルカルボジイミド、N,N'−ベンジルカルボジイミド、N−オクタデシル−N'−フェニルカルボジイミド、N−ベンジル−N'−フェニルカルボジイミド、N−オクタデシル−N'−トリルカルボジイミド、N−シクロヘキシル−N'−トリルカルボジイミド、N−フェニル−N'−トリルカルボジイミド、N−ベンジル−N'−トリルカルボジイミド、N,N'−ジ−o−エチルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−エチルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−o−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−o−イソブチルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−p−イソブチルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−2,6−ジエチルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−2−エチル−6−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−2−イソブチル−6−イソプロイルフェニルカルボジイミド、N,N'−ジ−2,4,6−トリメチルフェニルカルボジイミド、N,N'−2,4,6−トリイソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N'−2,4,6−トリイソブチルフェニルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド及びジ−t−ブチルカルボジイミドである。
成分d4は、バイオポリマーを基準として0.01〜4質量%、有利には0.1〜2質量%、とりわけ有利には0.2〜1質量%で使用される。成分d4は、酸捕捉剤としても使用されることが出来る。好ましくは、この実施形態においてd4は、0.01〜0.5質量%の濃度で、段階ivにおいて又は段階ivの後で使用され、引き続き鎖延長が、成分d1、d2及び/又はd3a(段階v)を用いて実施され、該成分は、好ましくは0.2〜1.2質量%の濃度で添加される。
本発明による方法の有利な実施形態において、段階iiiとivの間又は段階ivの間で、下記の群:滑剤(e1)、核剤(e2)及び/又は相溶化剤(e3)から選択される成分が加えられる。とりわけ有利には、成分Eの添加は、段階iiiの終わりに行われる。とりわけ有利なのは、1種以上の添加剤、例えば滑剤(e1)、核剤(e2)及び/又は相溶化剤(e2)及び/又は鎖延長剤(d3)及び/又は酸捕捉剤(d4)をポリマーTと混合してマスターバッチにし、且つこのマスターバッチを段階ivで混ぜることである。
滑剤、さもなければ離型剤(成分e1)として、特に炭化水素、脂肪アルコール、高級カルボン酸、高級カルボン酸の金属塩、例えばステアリン酸カルシウム又はステアリン酸亜鉛、脂肪酸アミド、例えばエルカ酸アミド及びワックス種、例えばパラフィンワックス、ビーズワックス又はモンタンワックスが有効であることがわかった。有利な滑剤は、エルカ酸アミド及び/又はワックス種、とりわけ有利にはこれらの滑剤の組合せである。有利なワックス種は、ビーズワックス及びエステルワックス、特にモノステアリン酸グリセリン又はジメチルシロキサン又はポリジメチルシロキサン、例えばWacker社のBelsil(R)DMである。鎖延長の前の滑剤の添加によって、滑剤はポリマー鎖に部分的に結合されることが出来る。このようにして、仕上がったポリマー組成物から滑剤が早期にブリードアウトすることを効果的に阻止することが出来る。
成分e1は、段階iiiの終わりのポリマー組成物を基準として、一般に0.05〜2.0質量%、好ましくは0.1〜1.0質量%で加えられる。
核剤(成分e2)として、一般に無機化合物、滑石、白亜、雲母、窒化ホウ素、酸化ケイ素又は硫酸バリウム及び有機化合物、例えばβ−シクロデキストリン又はデカメチレンジカルボン酸ジヒドラジドが考慮に入れられる。本発明によるポリエステルにおいて、特に芳香族ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート、特にポリブチレンテレフタレート及びPLLA−PDLA−ステレオコンプレックスが好ましいと判明した。意想外にも、核剤e2は、段階ivの後よりも段階iiiの後に添加した方がずっと効果的であることが見出された。核剤の使用量は、例えば迅速な結晶化傾向、粘着性の回避といった技術的効果は同じに、この使用量の約半分に減らすことが出来る。言い換えれば、それらの芳香族ブロックの含有量が低いことに基づき、依然として非常に良好に生分解性であるが、しかし、それにも関わらず、改善された結晶化挙動に基づき、粘着傾向を示さないポリマー組成物が得られる。
成分e2は、段階iiiの終わりのポリマー組成物を基準として、一般に0.05〜10.0質量%、有利には0.05〜5.0質量%、特に有利には0.1〜1.0質量%で加えられる。
有利には生分解性の半芳香族ポリエステルQは、脂肪族ジカルボン酸(成分a1))としてコハク酸、アジピン酸又はセバシン酸、それらのエステル又はこれらの混合物;芳香族ジカルボン酸(成分a2))としてテレフタル酸又はそれらのエステル;
ジオール成分(成分B)として1,4−ブタンジオール又は1,3−プロパンジオール、
成分b2)としてグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン並びに
成分d1)としてヘキサメチレンジイソシアネートを含有する。
本発明による方法(段階i〜iii)は、脂肪族ポリエステルQ'の製造にも適している。脂肪族ポリエステルは、脂肪族C2〜C12−アルカンジオールと脂肪族C4〜C36−アルカンジカルボン酸より成るポリエステル、例えばポリブチレンスクシネート(PBS)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリブチレンスクシネートアジペート(PSBA)、ポリブチレンスクシネートセバケート(PBSSe)、ポリブチレンセバケートアジペート(PBSeA)、ポリブチレンセバケート(PBSe)又は相応するポリエステルアミドと解される。脂肪族ポリエステルは、昭和高分子社よりBionolleの名称で、また三菱よりGS Plaの名称で市販されている。最近の進歩の結果は、EP08165370.1に記載されている。
脂肪族ポリエステルは、一般に、DIN53728に則った150〜320cm3/g、好ましくは150〜250cm3/gの粘度数を示す。
EN ISO 1133(190℃、荷重2.16kg)に則ったMVR(メルトボリュームレイト)は、一般的に0.1〜70cm3/10分、有利には0.8〜70cm3/10分、特に1〜60cm3/10分である。
DIN EN 12634に則った酸価は、一般的に0.01〜1.2mg KOH/g、好ましくは0.01〜1.0mg KOH/g、特に有利には0.01〜0.7mg KOH/gである。
ポリエステルQは、一般に、段階iiiの後に、1000〜100000g/モルの範囲、特に9000〜75000g/モルの範囲、有利には2000〜50000g/モルの範囲の分子量(Mn)、50000〜300000g/モル、好ましくは75000〜200000g/モルの分子量(Mw)及び1〜6、好ましくは2〜4のMw/Mnの比を有する。融点は、60〜170℃の範囲、有利には80〜150℃の範囲にある。
ポリエステルQは、一般に、段階iiiの後に、DIN53728に則った60〜170cm3/gの粘度数を有する。以下では、粘度数と関連して常に次元(cm3/g)を意図している。
高い粘度数以外に所望されていることは、DIN EN 12634に則った低い酸価を有する脂肪族芳香族コポリエステルを提供することである。脂肪族/芳香族コポリエステルの酸価が低ければ低いほど、それだけポリエステルは単独で又は、バイオポリマー、例えばデンプン(熱可塑化された又は可塑化されていない)、ポリラクチド(PLA)、ポリヒドロキシアルカノエート、脂肪族ポリエステル、例えばBionolle(R)、セルロース又はポリカプロラクトンとの混合物において加水分解安定性であると考えられる。ポリエステル(混合物)の貯蔵安定性は相応して改善される。
さらに、段階iii)で得られ、DIN EN 12634に則った− <1.2mg KOH/g、有利には<1.0mg KOH/g、とりわけ有利には<0.9mg KOH/gの−低い酸価を有するプレポリエステルは、良好に鎖延長が行われることが出来る。その結果、後続の段階v)での効果的なモル質量の上昇及び酸価のより僅かな増大を伴う短い滞留時間がもたらされる。副反応、さもなければ不所望のフィッシュアイの形成は、ほぼ完全に回避されることが出来る。酸価は、好ましくは、段階iii)で得られたポリエステルQが、酸捕捉剤、例えばd3及び/又はd4と段階ivで処理され、その時になって初めて鎖延長vに供される場合には、さらに一層下げられることが出来る。
ポリエステルQ以外に、ポリマー混合物中では、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリプロピレンカーボネート、ポリグリコライド、脂肪族ポリエステル、セルロースアセテート及びポリヒドロキシアルカノエートから成る群から選択されるポリマーTが使用される。
ポリマーTとして、例えばポリ乳酸が適している。
以下の特性プロファイルを有するポリ乳酸が、有利には使用される:
・ 0.5〜200ml/10分、有利には3〜70ml/10分、とりわけ有利には5〜50ml/10分のメルトボリュームレイト(ISO 1133に則った190℃及び2.16kgにおけるMVR);
・ 240℃を下回る融点;
・ 55℃を上回るガラス転移温度(Tg):
・ 1000ppmより小さい含水量:
・ 0.3%より小さいモノマー残留含有率(ラクチド);
・ DIN EN 12634に則って測定した、3mg KOH/gより小さい、好ましくは1mg KOH/gより小さい酸価;
・ 50000ダルトンより大きい分子量。
有利なポリ乳酸は、用途に応じて、例えば紙コーティングのためには、低粘稠性のもの(NatureWorks(R)6201D、6202D、6251D、3051D及び特に3251D(NatureWorks社のポリ乳酸))又は、例えばフィルム用途のためには、より粘性のポリ乳酸、有利にはNatureWorks(R)4042Dである。様々なポリ乳酸の混合物も使用されることが出来る。
ポリヒドロキシアルカノエートは、何よりもポリ−4−ヒドロキシブチレート及びポリ−3−ヒドロキシブチレートと解され、さらに、前述のヒドロキシブチレートと3−ヒドロキシバレレート又は3−ヒドロキシヘキサノエートのコポエステルが包含されている。ポリ−3−ヒドロキシブチレート−co−4−ヒドロキシブチレートは、特にMetabolix社より知られている。それらはMirel(R)の商品名で販売されている。ポリ−3−ヒドロキシブチレート−co−3−ヒドロキシヘキサノエートは、P&G社又はカネカ社より知られている。ポリ−3−ヒドロキシブチレートは、例えば、PHB Industrial社よりBiocycle(R)の商標名で、またTianan社よりEnmat(R)の名称で販売されている。
ポリヒドロキシアルカノエートは、一般に、100000〜1000000、好ましくは300000〜600000の分子量Mwを有する。
ポリカプロラクトンは、Daicel社よりPlaccel(R)の製品名で市販されている。
ポリプロピレンカーボネートは、ポリプロピレンオキシドと二酸化炭素の共重合体と解される(例えばWO07/125039を参照)。
ポリマーTは、連続的又は不連続的に製造されている脂肪族ポリエステルQ'も包含してよい。有利には、これらは、例えば、段階iiiの後に連続的に製造された半芳香族ポリエステルQと段階ivで混合される。
好ましくは、複数種のポリマーTの混合物も段階4で供給されることが出来る。例えば、ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルQ'より成る混合物、並びにポリ乳酸及びポリプロピレンカーボネートもポリマーTとして適している。
冒頭で述べたポリマー混合物は、高い生分解性と同時に良好なフィルム特性を有する。
本発明による方法により得られる典型的なポリマー混合物は、下記:
a)脂肪族の又は脂肪族及び芳香族のジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物より成る生分解性ポリエステル(Q)10〜80質量%、好ましくは40〜75質量%、特に有利には50〜70質量%、及び
b)ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリプロピレンカーボネート及びポリドロキシアルカノエートから成る群から選択される1種以上のポリマー(T)20〜90質量%、好ましくは20〜60質量%、特に有利には30〜50質量%
を含有する。
上で挙げたポリエステル混合物は生分解性である。
本発明の意味において"生分解性"という特徴は、ある物質又はある物質混合物について、この物質又はこの物質混合物が、DIN EN 13432に応じて少なくとも90%の百分率による生分解度を有する場合に満たされている。
一般的に、生分解性は、ポリエステル(混合物)が、適当な且つ証明可能な期間内に分解するという結果を生ずる。該分解は、酵素的、加水分解的、酸化的に及び/又は電磁線、例えば紫外線の作用によって行われることが出来、たいてい大部分が、微生物、例えば細菌、酵母菌、カビ類及び藻類の作用によって引き起こされることが出来る。生分解性は、例えば、ポリエステルとコンポストを混合し、且つ一定時間貯蔵することによって定量化されることが出来る。例えば、DIN EN 13432に従って、CO2不含の空気がコンポスト化の間に熟成したコンポストに流され、且つこれは定義された温度プログラムに供される。この際、生分解性は、試料のCO2正味放出量(試料無しのコンポストによるCO2放出量の差し引き後)と試料のCO2最大放出量(試料の炭素含有率から算出)の比によって、百分率による生分解度として定義される。生分解性ポリエステル(混合物)は、一般に、コンポスト化の数日後には既に、明らかな分解現象、例えばカビの生育、クラッキング及びパーフォレーションを示す。
生分解性を測定するための他の方法は、例えば、ASTM D 5338及びASTM D 6400に記載される。
以下では、本発明による方法を詳説する。
前段階において、成分A、B及び場合によりCが混合される。一般に、脂肪族及び芳香族のジカルボン酸又はそれらのエステル(成分A)より成る混合物1.0モル当量、脂肪族ジヒドロキシ化合物(成分b1)1.1〜1.5モル当量、好ましくは1.2〜1.4モル当量、段階iiiの後のポリマー量を基準として0〜2質量%、好ましくは0.01〜0.5質量%の化合物b2及び場合により更なるコモノマー(成分C)が予混合される。
有利な手法において、ジカルボン酸は遊離酸(成分A)として使用される。この際、混合物は、上述の混合比で−触媒を添加せずに−通常20〜70℃に調温されたペーストへと混合される。
この代わりに、ジカルボン酸(成分A)の液状エステル及びジヒドロキシ化合物及び場合により更なるコモノマーが、上述の混合比で−触媒を添加せずに−一般に140〜200℃の温度で混合される。
更なる代替案では、1つ又は2つのジカルボン酸が脂肪族ジヒドロキシ化合物と前段階においてエステル化され、純粋に脂肪族又は芳香族のポリエステルにされ、次いでこれはそれぞれ他のジカルボン酸及び更なる脂肪族ジヒドロキシ化合物並びに場合により化合物b2と混合される。例えば、ポリブチレンテレフタレート及び/又はポリブチレンアジピネートが、この前段階において使用されることが出来る。
段階i)では、脂肪族及び芳香族のジカルボン酸(A)並びに脂肪族ジヒドロキシ化合物(b1)、場合により化合物(b2)及び更なるコモノマー(成分C)より成る前述のペースト、スラリー及び/又は液体(前段階)が、段階iiiの後のポリマー量を基準として0.001〜1質量%、好ましくは0.03〜0.2質量%の触媒の存在において、DIN 53728に従った一般に5〜15cm3/gの粘度数にまでエステル化される。
過剰のジオール成分は、一般に留去され、例えば蒸留による精製後に再び循環供給される。
段階i)では、触媒の全量又は部分量−好ましくは50〜80部が計量供給される。触媒として、通常、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、及び特にチタン化合物が使用される。そのうえチタン触媒、例えばテトラブチルオルトチタネート又はテトラ(イソプロピル)オルトチタネートは、文献中で頻繁に用いられる錫化合物、アンチモン化合物、コバルト化合物及び鉛化合物、例えばジオクタン酸錫と比べて、生成物中に残っている触媒の残量又は触媒の一連の生成物の毒性が比較的低いという利点を有する。この状況は生分解性ポリエステルにおいてとりわけ重要であり、それというのも、生分解性ポリエステルは、例えばコンポスト化袋又はマルチシートとして直接環境の中へ入っていくからである。
同時に、段階i)では、180〜260℃の温度、好ましくは220〜250℃の温度並びに0.6〜1.2barの圧力、好ましくは0.8〜1.1barの圧力に調整される。段階i)は、混合アセンブリ、例えばハイドロサイクロン内で実施されることが出来る。典型的な滞留時間は1〜2時間である。
好ましくは、段階i)及びii)は、ただ一つの反応器、例えば塔型反応器中で実施され(例えばWO03/042278及びDE−A19929790を参照)、その際、該反応器は、それぞれの段階に適した内部構造物を有している。
場合により段階i)及び/又はii)に、更なる成分b1並びに任意の成分c)が加えられることが出来る。一般的に、段階i)では、二酸Aに対する成分B(ジオール)の比が、1.5〜2.5に、好ましくは1.8〜2.2に調整される。
段階ii)では、段階i(エステル化)で得られた液体が、場合により触媒の残留量と一緒に、前縮合に適した反応器に送り込まれる。前縮合のために、反応器、例えば管束反応器、反応器カスケード又は気泡塔、特にダウンフロー型カスケードであって、場合により脱気ユニットを有するものが適していると判明した(運転様式iia)。一般に反応温度は、230〜270℃、好ましくは240〜260℃に調整され、また圧力は、段階ii)の始めには0.1〜0.5bar、好ましくは0.2〜0.4barに、且つ段階ii)の終わりには5〜100mbar、好ましくは5〜20mbarに調整される。60〜160分の滞留時間の場合、DIN53728に則った20〜60cm3/g、好ましくは22〜55m3/gの粘度数を有する脂肪族/芳香族プレポリエステルが製造されることが出来る。DIN EN 12634に則ったプレポリエステルの酸価は、段階ii)の後に、製造様式に依存して依然として大きく変動する可能性がある。前段階において遊離ジカルボン酸から出発した場合、酸価は、段階ii)の終わりに依然として比較的高い;しかしながら、酸価は、段階iii)でさらに低下する。前段階において相応するジカルボン酸エステルから出発した場合、酸価は、段階ii)の終わりに割と小さい。しかしながら、この場合、酸価は、段階iii)の過程で上昇する。一般に、段階ii)の終わりのDIN EN 12634に則った酸価は、0.7〜2mg KOH/gである。
前縮合ii)のためにとりわけ好ましいと判明したのは、WO−A03/042278及びWO−A05/042615に詳しく記載されている塔型反応器であり、該反応器中では、生成物流が並流で単段若しくは多段の流下膜式蒸発器に通され、その際、反応蒸気−特に水、THF、及びジカルボン酸を使用した場合はアルコール−が、反応器全体に分布した複数の箇所で抜き出される(運転様式iib)。WO−A03/042278及びWO−A05/042615に記載される連続的な−少なくとも複数の箇所で行われる−反応蒸気の排出を、ここで明示的に引き合いに出す。この運転様式は、特に以下の利点を有する:
− 生成物流を運搬するためのポンプを実質的に省くこと出来る;生成物の進行が重量流れとしてより簡単に制御されることが出来る;反応器は、少しばかり過圧、常圧又は僅かに減圧して(上記参照)運転されることが出来る。
− 反応混合物からの現場における反応蒸気の連続的な排出は、既に非常に注意深い運転様式の場合には、平衡を反応生成物の側にシフトする。反応蒸気を素早く排出することによって、さらに副反応が回避若しくは少なくとも抑制される;
− 一般に、上記の運転様式により、DIN53728に則った22〜55m3/gの粘度数を有する脂肪族/芳香族プレポリエステルが製造されることが出来る。さらに、これらのプレポリエステルは、DIN EN 12634に則った非常に低い酸価を有する。
本質的に水から成り、及びジカルボン酸が使用される場合にはアルコールから成り−ジオールの1,4−ブタンジオールが使用される場合には−過剰のジオールと副生成物THFから成る反応蒸気は、通常の方法に則って蒸留により精製され、且つプロセスに再び返送される。
重縮合工程iii)では、前縮合されたポリエステルに、場合により触媒の失活剤が混ぜられる失活剤として、特にリン化合物:オルガノホスファイト、例えば亜ホスホン酸又は亜リン酸のいずれかが考慮に入れられる。失活剤の使用は、高反応性のチタン触媒が使用される場合にとりわけ有益である。失活剤は、段階iii)の後のポリマー量を基準として0.001〜1質量%、好ましくは0.01〜0.05質量%の量で添加されることが出来る。好ましくは、Ti/P比は、1.3〜1.5:1、特に有利には1.1〜1.3:1に調整される。
重縮合工程iii)では、前縮合されたポリエステルに、場合により色安定剤が縮合用に混ぜられる。色安定剤として、特にリン化合物が考慮に入れられる。例は、リン酸、亜リン酸、トリフェニルホスファイト、トリフェニルホスフェート、Irgafos PEPQ及び次亜リン酸ナトリウム及び亜リン酸ナトリウムである。これらのリン化合物は、混合物としても使用されることが出来る。色安定剤の使用は、一般的に縮合速度を減速させる。とりわけ適した色安定剤はトリフェニルホスフェートであり、それというのも、これは縮合速度を損ねないからである。
色安定剤は、段階iii)の後のポリマー量を基準として0.001〜1.5質量%、好ましくは0.01〜1.0質量%の量で添加されることが出来る。好ましくは、Ti/P比(モル/モル)は、1.0:0.3〜1.0、特に有利には1.0:0.5〜1.0に調整される。
重縮合工程iii)では、前縮合されたポリエステルに、場合により活性化剤が縮合用に混ぜられる。活性化剤として、特にリン化合物が考慮に入れられる。例は、リン酸水素二ナトリウム、次亜リン酸カルシウム、亜リン酸カルシウム、リン酸カルシウム、次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、トリフェニルホスファイト、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、Irgafos 168である。これらのリン化合物は、混合物としても使用されることが出来る。とりわけ適した活性化剤は、リン酸水素二ナトリウム及び次亜リン酸ナトリウムである。活性化剤は、段階iii)の後のポリマー量を基準として0.001〜1.5質量%、好ましくは0.01〜1.0質量%の量で添加されることが出来る。好ましくは、Ti/P比(モル/モル)は、1.0〜1.5:1、特に有利には1.1〜1.3:1に調整される。
とりわけ興味深いのは組合せ使用である:色安定剤と活性化剤、例えばトリフェニルホスフェート/リン酸水素二ナトリウムである。
重縮合は、いわゆるフィニッシャー内で行われる。フィニッシャーとして特に、US5779986及びEP719582に記載されているような反応器、例えば回転ディスク反応器又はかご形反応器が適していると判明した。特に後者は、反応継続時間の増大とともに増大するポリエステルの粘性を顧慮する。一般に、反応温度は、220〜270℃、好ましくは230〜250℃に調整され、且つ圧力は、0.2〜5mbar、好ましくは0.5〜3mbarに調整される。30〜90分、好ましくは40〜80分の滞留時間の場合、DIN53728に則った70〜130cm3/g粘度数及びDIN EN 12634に則った0.5〜1.2、好ましくは0.6〜0.9mg KOH/gの酸価を有する脂肪族/芳香族プレポリエステルが製造されることが出来る。典型的な分子量(Mn)は10000〜25000であり、分子量(Mw)は、35000〜70000である(この段階の場合)。
段階ivでは、2つのポリマー流Q及びTが、そのために適した混合アセンブリ内で一緒にされる。これには、例えば、リスト反応器(List-Raktor)、押出機又はスタティックミキサーが適している。
とりわけ有利には、1種以上の添加剤、例えば滑剤(e1)、核剤(e2)及び/又は相溶化剤(e2)及び/又は鎖延長剤(d3)及び/又は酸捕捉剤(d4)がポリマーTと混合されてマスターバッチにされ、且つこのマスターバッチが段階ivで混ぜられる。
本発明による四段階の方法により、良好な加工性を有し、且つ、例えば紙コーティングのような低粘性の用途にとって重要なポリエステル混合物が効率的に製造されることが出来る。
数多くの押出用途、例えばフィルム用途及びフォーム用途には、比較的粘性のポリマー混合物が必要とされる。この場合、段階vに加えることが考えられる。
鎖延長(任意の段階v)では、ポリマー混合物が一緒に、ポリエステルを基準として0.01〜4質量%、好ましくは0.1〜2質量%、特に有利には0.5〜1.2質量%で、押出機、連続混練機(List反応器)又はスタティックミキサーに送り込まれる。例示的に、以下の内部構造物が挙げられる:スタティックミキサーの場合、Sulzer Chemtech AG社製(スイス)のSMR、SMX、SMXLエレメント又はそれらからの組合せ物が使用されることが出来る。リスト反応器の例は、適用分野に応じて:単軸DISCOTHERM B又は二軸CRP−及びORP反応器である。押出機として、一軸押出機又は二軸押出機が考慮の対象になる。
鎖延長剤として、前述のイソシアネート又はイソシアヌレートd1、ペルオキシドd2及びエポキシドd3aが考慮の対象になる。例えば、これらは、トルイレン−2,4−ジイソシアネート、トルイレン−2,6−ジイソシアネート、4,4'−及び2,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート及びメチレン−ビス(4−イソシアナトシクロヘキサン)から成る群から選択されるジイソシアネートである。とりわけ有利なのはヘキサメチレンジイソシアネートである。
要求される粘度範囲にあって且つ同時に低い酸価を有するポリエステルを製造するために、いわゆる酸捕捉剤、例えば冒頭に記載した成分d3及びd4を添加することが好ましくあり得る。好ましくは、これは、ポリマー混合物を基準として0.01〜2.0質量%、特に0.02〜1.0質量%濃度で行われる。酸捕捉剤の添加は、有意義には、段階iiiの初め、段階iii)の間若しくは段階iiiの終わりに、又は先立つ工程において段階ivでの混合プロセスと一緒に行われる。鎖延長剤として、成分d1、d2及びd3aが特に良く適している。しかしながら、酸捕捉剤d3及びd4は、鎖延長剤d1及びd2の添加後にも添加されることが出来る。
鎖延長(重付加、段階v)は、220〜270℃、好ましくは230〜250℃の反応温度で、且つ過圧又は常圧にて、使用される系に応じて行われる。2〜30分、好ましくは4〜15分の滞留時間の場合、DIN53728に則った160〜320cm3/g粘度数及びDIN EN 12634に則った0.5〜1.2、特に有利には0.6〜1.0mg KOH/gの酸価を有するポリエステル混合物が実現されることが出来る。
EN ISO 1133(190℃、荷重2.16kg)に則った段階vの後のMVR(メルトボリュームレイト)は、混合物中での使用されるポリ乳酸型及びポリ乳酸の含有量に依存して、一般的に0.5〜6.0cm3/10分、有利には1.0〜5.0cm3/10分、特に有利には1.5〜3cm3/10分である。
化合物b2が前述のように特に架橋剤として作用する一方で、イソシアネートは低い温度で特に線状鎖延長剤として作用する。鎖延長(段階iv)が比較的高い温度で、特に120℃を上回る温度で実施される場合、アロファネート形成が起こる。その時、鎖延長剤は分岐剤としても作用し、且つ生分解性ポリエステルの構造粘性に直接影響を及ぼす。溶融物のレオロジー挙動は改善する;この生分解性ポリエステルは、より簡単に加工処理されることが出来、例えば、溶融固化によってより良好にフォイルへと引き延ばされることが出来る。イソシアネートd1は、剪断減粘効果を持ち、すなわち荷重下での粘性はより僅かである。
連鎖反応が実施される反応器は、前述の内部構造物を有し、これらは生成物流の良好な混合をもたらす。
鎖延長に際しての著しい粘度増大に基づき、反応器中での鎖延長を、鎖延長剤が1個の官能単位と少なくとも完全に反応するまでの限りにおいてのみ行うことが好ましくあり得る。鎖長の増大は、例えば、別個の攪拌槽又は管内で内部構造物抜きに成し遂げられることが出来る。このようにして、目詰まり及び壁の堆積物が回避されることが出来る。
完全に反応した溶融物は、一般にメルトフィルターにより直接、仕上げ処理、例えば水中ペレット化に移される。
本発明による有利には五段階の方法により、フォーム−又はフィルム用途に極めて適している、低いMVRを有する粘性のポリエステル混合物が製造されることが出来る。そのため特に、フィッシュアイのない薄いフィルム用に良好な加工特性を有するポリエステル混合物が製造されることが出来る。
測定法:
酸価は、1998年10月付けのDIN EN 12634に則って測定した。溶媒混合物として、DMSO1体積部、プロパン−2−オール8体積部及びトルエン7体積部より成る混合物を使用した。試料を50℃に加熱し、且つ塩化カリウムが充填されている単棒電極と結合した。基準溶液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド基準溶液を使用した。
粘度数の測定は、DIN 53728、第3部(1985年1月3日)に則って行った。溶媒として混合物:フェノール/ジクロロベンゼンを質量比50/50で使用した。
メルトボリュームレイト(MVR)の測定は、ISO1133に則って行った。試験条件は190℃、2.16kgであった。溶融時間は4分であった。MVRは、溶融したプラスチック成形部材が、所定の条件:温度、荷重及びピストンの長さの下で、規定の長さ及び規定の直径の押出ツールによって押し出される速度を示す。規定の時間で押し出された押出式可塑度計のシリンダー内の体積を測定する。
実施例
1.HDIを用いて鎖延長されたポリブチレンアジペート−co−テレフタレート/ポリ乳酸混合物の連続的な製造
生分解性ポリエステルの製造のために、ジメチルテレフタレート440kg/h、アジピン酸と1,4ーブタンジオール(Mn 2000g/モル)より成るプレポリエステル510kg/h、1,4−ブタンジオール270kg/h及びグリセリン1.0kg/hを、テトラブチルオルトチタネート0.55kg/hと連続的に多段式の攪拌槽カスケードに加えた。反応混合物を、常圧にて攪拌槽カスケード内で、180℃〜210℃温度及び2.5時間の滞留時間でエステル交換し、且つ生じる縮合生成物のメタノールを留去した。そのようにして得られた低分子量ポリエステルは、10cm3/gの粘度数(VZ)を有していた。
引き続きこの反応混合物を、後接続した上昇管反応器(そこでは溶融物が、多数の加熱された管に通される(DE19509551を参照))中で、テトラブチルオルトチタネート0.30kg/hの添加下で260℃に加熱し、圧力を100mbarに下げ、且つ過剰のブタンジオールの大部分を留去した。45分の滞留時間後、ポリエステルは23cm3/gのVZを有していた。
亜リン酸0.28kg/hの添加後、反応混合物を回転ディスク反応器(US5,779,986を比較)に移し、そして250℃の温度及び4mbarの圧力でさらに45分間、重縮合し、且つ残っている過剰量のブタンジオールを留去した。そのようにして得られたポリエステルは、89cm3/gのVZ及び1.0mg KOH/gの酸価(SZ)を有していた。段階ivで、ポリエステル(68質量%)の高温溶融物流を、前もって押出機によって溶融していたポリ乳酸(NatureWorks 3251 D 32質量%)の高温溶融物流とスタティックミキサー内で混合した。
重縮合に続けて、ポリエステルに240℃で、ヘキサンメチレンジイソシアネート(HDI)8.0kg/hをスタティックミキサーシステムの使用下で計量供給した。7分の滞留時間後、ポリエステルを、水中ペレタイザーの使用下でペレット化し、且つ乾燥した。そのようにして得られたポリエステルは、185cm3/gのVZ、32000g/モルの分子量Mn(若しくは135000g/モルのMw)、5cm3/10分のMVR及び1.1mg KOH/gのSZを有していた。溶融物は問題なくペレット化することができ、引き続きフィッシュアイのないチルロール又はブロー成形フィルムに加工することができた。
2.HDIを用いて鎖延長されたポリブチレンアジペート−co−テレフタレート/ポリ乳酸混合物の連続的な製造
生分解性ポリエステルの製造のために、テレフタル酸19kg/h、アジピン酸19kg/h、1,4−ブタンジオール32kg/h及びグリセリン0.05kg/hを、35℃で物理的に混合し、引き続きこの混合物をエステル化槽(例えばWO03/042278A1おいて記載されているような、例えばハイドロサイクロンとして設計されたもの)に移した。さらに1,4−ブタンジオール16kg/h及びテトラブチルオルトチタネート(TBOT)0.022kg/hの添加下で、この混合物を、240℃の温度、1.5時間の滞留時間及び0.85barの圧力でエステル化し、且つ生じる縮合生成物の水、並びに過剰のブタンジオールの部分量を留去した。そのようにして得られた低分子量ポリエステルは、12cm3/gの粘度数(VZ)を有していた。
引き続きこの反応混合物を、さらに毎時0.012kgのTBOTの添加下で、250℃から260℃に上昇する温度、2hの滞留時間及び300mbarから10mbarに下がる圧力で、ダウンフロー型カスケード(例えばWO03/042278A1に記載)に通し、且つ過剰のブタンジオールの大部分を留去した。そのようにして得られたポリエステルは、47cm3/gの粘度数(VZ)を有していた。
亜リン酸0.01kg/hの添加後、反応混合物を重縮合反応器(例えばEP0719582に記載)に移し、そして245℃の温度及び1mbarの圧力でさらに45分間、重縮合し、且つ残っている過剰量のブタンジオールを留去した。そのようにして得られたポリエステルは、95cm3/gのVZ及び0.6mg KOH/gの酸価(SZ)を有していた。
段階ivで、ポリエステル(55質量%)の高温溶融物流を、前もって押出機によって溶融していたポリ乳酸(NatureWorks 4042 D 45質量%)の高温溶融物流とスタティックミキサー内で混合した。
重縮合に続けて、ポリエステルに240℃で、ヘキサンメチレンジイソシアネート(HDI)0.4kg/hをスタティックミキサーシステムの使用下で計量供給した。7分の滞留時間後、ポリエステルを、水中ペレタイザーの使用下でペレット化し、且つ乾燥した。そのようにして得られたポリエステルは、280cm3/gのVZ、45000g/モルの分子量Mn(若しくは180000g/モルのMw)、2.5cm3/10分のMVR及び0.8mg KOH/gのSZを有していた。この場合も、ポリエステル混合物をペレット化し、且つチルロール装置で加工してフィッシュアイのない20μmの薄さのフィルムを形成することができた。

Claims (12)

  1. 下記a)及びb):
    a)脂肪族の又は脂肪族及び芳香族のジカルボン酸と脂肪族ジヒドロキシ化合物より成る生分解性ポリエステル(Q)10〜80質量%、並びに
    b)ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリプロピレンカーボネート、ポリグリコライド、脂肪族ポリエステル、セルロースアセテート及びポリヒドロキシアルカノエートから成る群から選択される1種以上のポリマー(T)20〜90質量%
    を含有するポリエステル混合物の連続的な製造法であって、
    その際、
    i)脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂肪族及び芳香族のジカルボン酸、及び場合により更なるコモノマー(成分C)より成る混合物を、触媒を添加せずに、混合してペーストにするか、又は代替的に、ジカルボン酸の液状エステル及びジヒドロキシ化合物、及び場合により更なるコモノマーを、触媒を添加せずに送り込み、第一の段階でこの混合物を、触媒の全量又は部分量と一緒に連続的にエステル化又はエステル交換し;
    ii)第二の段階で連続的に、i)に従って得られたエステル交換反応生成物若しくはエステル化生成物を、DIN53728に則った20〜70cm3/gの粘度数にまで前縮合し;
    iii)第三の段階で連続的に、ii)より得られる生成物を、DIN53728に則った60〜170cm3/gの粘度数にまで重縮合し、且つ
    iv)第四の段階で連続的に、iii)より得られる生成物(ポリエステルQ)をポリマーTとスタティックミキサーで混合し、且つ
    )第五の段階で連続的に、スタティックミキサーで、iv)より得られるポリマー混合物を、DIN53728に則った150〜320cm3/gの粘度数にまで、鎖延長剤Dとの重付加反応において反応させる、ポリエステル混合物の連続的な製造法。
  2. 前記生分解性のポリエステルQが、
    A)下記a1)〜a3)より成る酸成分
    a1)少なくとも1種の脂肪族ジカルボン酸又はそのエステル又はそれらの混合物30〜99モル%
    a2)少なくとも1種の芳香族ジカルボン酸又はそのエステル又はそれらの混合物1〜70モル%及び
    a3)スルホネート基含有化合物0〜5モル%、
    その際、成分a1)〜a3)のモル百分率は合計して100%である、及び
    B)下記b1)〜b2)から成るジオール成分
    b1)C2〜C12−アルカンジオール又はそれらの混合物を、成分Aに対して少なくとも等モル量及び
    b2)少なくとも3個の官能基を含有する化合物を、成分A及びb1)を基準として0〜2質量%
    及び場合により、そのうえまた下記C)〜E)から選択される1種以上の成分
    C)下記c1)〜c5)から選択される成分
    c1)エーテル官能基を含有する式I
    Figure 0005680095
    の少なくとも1つのジヒドロキシ化合物、
    [式中、nは2、3又は4であり、且つmは2〜250の整数である]、
    c2)式IIa又は式IIb
    Figure 0005680095
    の少なくとも1種のヒドロキシカルボン酸
    [式中、pは1〜1500の整数を意味し、且つrは1〜4の整数を意味し、且つGは、フェニレン、−(CH2q−(式中、qは1〜5の整数を意味する)、−C(R)H−及び−C(R)HCH2(式中、Rはメチル又はエチルである)から成る群から選択されている基である]、
    c3)少なくとも1種のアミノ−C2〜C12−アルカノール又は少なくとも1種のアミノ−C5〜C10−シクロアルカノール又はそれらの混合物、
    c4)少なくとも1種のジアミノ−C1−C8−アルカン、
    c5)カプロラクタム、1,6−アミノカプロン酸、ラウリンラクタム、1,12−アミノラウリン酸及び1,11−アミノウンデカン酸から成る群から選択される少なくとも1種のアミノカルボン酸化合物、
    又はc1)〜c5)より成る混合物
    及び
    D)下記の群d1)〜d4)から選択される少なくとも1種の成分を、段階ivにおける又は段階ivの後のポリマー混合物を基準として0.01〜4質量%、
    d1)ジ官能性又はオリゴ官能性のイソシアネート及び/又はイソシアヌレート、
    d2)ジ官能性又はオリゴ官能性のペルオキシド、
    d3)ジ官能性又はオリゴ官能性のエポキシド、
    d4)ジ官能性又はオリゴ官能性のオキサゾリン、オキサジン、カプロラクタム及び/又はカルボジイミド;
    E)下記の群e1)〜e2)から選択される成分を、段階iiiの後のポリエステル量を基準として0〜10質量%、
    e1)滑剤
    e2)核剤
    から構成されている、請求項1記載の方法。
  3. 前記生分解性のポリエステルQが、脂肪族ジカルボン酸(成分a1))としてコハク酸、アジピン酸又はセバシン酸、それらのエステル又はこれらの混合物;
    芳香族ジカルボン酸(成分a2))としてテレフタル酸又はそれらのエステル;
    ジオール成分(成分B)として1,4−ブタンジオール又は1,3−プロパンジオール、
    成分b2)としてグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及び
    成分d1)としてヘキサメチレンジイソシアネートを含有する、請求項1記載の方法。
  4. 前記エステル化/エステル交換反応(段階i))−付属の熱交換器を有するハイドロサイクロンの形態で−及び段階i)、ii)及びiii)をチタン触媒の存在において実施する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 段階ii)を塔型反応器中で実施し、且つ生成物流を並流で流下膜式カスケードを通じて導き、且つ反応蒸気を現場で反応混合物から除去する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
  6. 段階ii)で、前記エステル交換反応生成物若しくはエステル化生成物を、DIN53728に則った25〜55cm3/gの粘度数にまで前縮合する、請求項5記載の方法。
  7. 段階ii)と段階iii)の間で、前記生成物流に、失活させるリン化合物0.001〜0.1質量%又は色安定させるか若しくは活性化させるリン化合物0.001〜1.5質量%を加える、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
  8. 段階iiiの始めに、段階iiiの間に若しくは段階iiiの終わりに、段階ivにおいて又は鎖延長の前の工程において、それぞれのポリマー組成物を基準として0.01〜2.0質量%の、ジ官能性又はオリゴ官能性のエポキシド(d3)、オキサゾリン、オキサジン、カプロラクタム及び/又はカルボジイミド(d4)の群から選択される酸捕捉剤を添加する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
  9. 段階iii)を、回転ディスク反応器又はかご形反応器中で実施する、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. ポリエステルQ40〜75質量%及びポリマーT25〜60質量%を含有するポリエステル混合物を製造するための、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
  11. ポリエステルQ40〜75質量%及びポリ乳酸25〜60質量%を含有するポリエステル混合物を製造するための、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
  12. 段階v)で、鎖延長剤としてヘキサメチレンジイソシアネート(成分d1)を使用する、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
JP2012533605A 2009-10-15 2010-10-12 ポリエステル混合物の連続的な製造法 Expired - Fee Related JP5680095B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09173193.5 2009-10-15
EP09173193 2009-10-15
PCT/EP2010/065233 WO2011045293A1 (de) 2009-10-15 2010-10-12 Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von polyestermischungen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013507501A JP2013507501A (ja) 2013-03-04
JP2013507501A5 JP2013507501A5 (ja) 2013-11-28
JP5680095B2 true JP5680095B2 (ja) 2015-03-04

Family

ID=43416885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012533605A Expired - Fee Related JP5680095B2 (ja) 2009-10-15 2010-10-12 ポリエステル混合物の連続的な製造法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8754173B2 (ja)
EP (1) EP2488585B1 (ja)
JP (1) JP5680095B2 (ja)
KR (1) KR101760965B1 (ja)
CN (1) CN102549072B (ja)
BR (1) BR112012008514A2 (ja)
WO (1) WO2011045293A1 (ja)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2488585B1 (de) 2009-10-15 2014-06-18 Basf Se Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von polyestermischungen
CN102838856B (zh) * 2011-06-23 2015-06-17 中国石油化工股份有限公司 一种生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102838855B (zh) * 2011-06-23 2015-06-17 中国石油化工股份有限公司 生物可降解的复合物及其制备方法和一次性用品
CN102358778B (zh) * 2011-07-29 2014-06-18 上海载和实业投资有限公司 一种新型生物降解母料及其制备方法
US9096758B2 (en) 2011-07-29 2015-08-04 Basf Se Biodegradable polyester foil
CN102924676B (zh) * 2011-08-12 2015-08-19 中国石油化工股份有限公司 一种透明共聚酯及其制备方法
CN102924902A (zh) * 2011-08-12 2013-02-13 中国石油化工股份有限公司 一种塑料制品及其制备方法
FI124410B (en) * 2012-10-26 2014-08-15 Stora Enso Oyj Method for the production of biodegradable packaging material, biodegradable packaging material and packaging or container thereof
EP2725048B1 (de) * 2012-10-29 2016-07-20 Uhde Inventa-Fischer GmbH Verfahren zur Herstellung eines hochmolekularen Polyesters oder Copolyesters sowie diese enthaltende Polymerblends
AU2013347034B2 (en) * 2012-11-15 2016-08-04 Basf Se Biodegradable polyester mixture
CN103087493B (zh) * 2012-11-27 2015-09-09 山西省化工研究所 脂肪二羧酸二酰肼类成核剂的用途
KR20140076354A (ko) 2012-12-12 2014-06-20 삼성정밀화학 주식회사 생분해성 지방족/방향족 폴리에스테르 공중합체의 연속 제조방법
KR20140076355A (ko) 2012-12-12 2014-06-20 삼성정밀화학 주식회사 생분해성 지방족/방향족 폴리에스테르 공중합체의 연속 제조방법
KR101992392B1 (ko) * 2012-12-12 2019-09-30 (주)새한폴리머 생분해성 지방족/방향족 폴리에스테르 공중합체의 연속 제조방법
CN103102477B (zh) * 2013-01-05 2014-12-10 金发科技股份有限公司 一种聚酯、制备方法及其应用
EP2759569B1 (en) * 2013-01-24 2019-10-16 So.F.Ter. Tecnopolimeri Srl A polyactic acid-based composition, a process for processing a polylactic acid based composition into a moulded article
KR20150047939A (ko) * 2013-10-25 2015-05-06 삼성정밀화학 주식회사 생분해성 폴리에스테르 수지 컴파운드 및 그로부터 얻어진 발포체
US9139505B2 (en) 2013-11-08 2015-09-22 Eastman Chemical Company Production of terephthalic acid di-esters using alcohol-amine promoters
WO2016130575A1 (en) 2015-02-13 2016-08-18 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Retractor and tools for implantation of electrical stimulation leads
WO2016176211A1 (en) 2015-04-28 2016-11-03 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Systems and methods for making and using a lead introducer with a seal for an electrical stimulation system
CN105295321A (zh) * 2015-07-13 2016-02-03 中国石油大学(北京) 油气田作业用的可降解材料及其制备方法
KR102644022B1 (ko) 2015-12-28 2024-03-08 주식회사 안코바이오플라스틱스 생분해성 폴리에스테르 수지의 반연속식 제조 방법
KR101658521B1 (ko) * 2016-04-29 2016-09-21 문창영 생분해성 폐그물의 재생 방법
CN106009571B (zh) * 2016-07-15 2018-05-04 扬州大学 一种聚己内酯/纤维素纳米晶体复合材料的制备方法
CN107459784B (zh) * 2016-12-13 2020-05-19 金发科技股份有限公司 一种可生物降解聚酯组合物
US12312440B2 (en) * 2016-12-22 2025-05-27 Syensqo Sa Glycolic acid polymer
EP3630869B2 (de) 2017-05-31 2024-10-02 Basf Se Aliphatisch-aromatischer polyester mit erhöhtem weissgrad-index
CN108219390A (zh) * 2017-12-05 2018-06-29 湖北光合生物科技有限公司 聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法
US10683399B2 (en) 2018-06-26 2020-06-16 Intrinsic Advanced Materials, LLC Biodegradable textiles, masterbatches, and method of making biodegradable fibers
US12398265B2 (en) 2018-12-06 2025-08-26 Basf Se Method for preparing a (co)polyester
EP3883644A2 (en) 2019-02-19 2021-09-29 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Lead introducers and systems and methods including the lead introducers
EP3941963B1 (en) * 2019-03-19 2023-03-01 Basf Se A method for the combined production of at least two target products
US12110369B2 (en) * 2019-03-19 2024-10-08 Basf Se Method for the combined processing of at least two polymer melts
CN110183617B (zh) * 2019-07-01 2021-09-07 黄山正杰新材料有限公司 一种耐磨性优的透明粉用50:50聚酯树脂及其制备方法与应用
FR3098519B1 (fr) * 2019-07-10 2021-07-23 Carbiolice Matiere plastique à haute teneur en pla comprenant du ppgdge
JP2023506481A (ja) 2019-12-10 2023-02-16 ティコナ・エルエルシー 耐ブルーム性またはバイオベースの可塑剤を含有するセルロースエステル組成物
CN111393665A (zh) * 2020-05-04 2020-07-10 常州市五好新材料科技有限公司 一种钙金属有机骨架材料的制备方法和应用
CN113136033B (zh) * 2021-04-30 2022-08-19 成都新晨新材科技有限公司 一种pbo预聚合工艺的控制方法
CN114763429B (zh) * 2021-05-17 2024-01-26 瑞拓峰高新科技有限公司 一种具有高度相容性的生物降解聚酯合金的合成方法
CN113846423B (zh) * 2021-10-15 2023-02-28 嘉兴学院 一种生物全降解复合纤维膜的制备方法
CN114057996A (zh) * 2021-12-14 2022-02-18 中国天辰工程有限公司 一种对苯二甲酸基聚酯的高效合成方法
CN117050486A (zh) * 2022-05-07 2023-11-14 深圳市裕同包装科技股份有限公司 用于制造阻隔层的组合物、阻隔层及其制造方法和包装材料
CN114835871B (zh) * 2022-06-06 2024-06-18 惠州博科环保新材料有限公司 一种可生物降解的嵌段共聚酯的合成方法以及嵌段共聚酯
CN119330652B (zh) * 2024-12-23 2025-02-25 山东招和环保建材有限责任公司 一种工业废渣生态环保透水砖及其制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4440858A1 (de) 1994-11-15 1996-05-23 Basf Ag Biologisch abbaubare Polymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur Herstellung bioabbaubarer Formkörper
DE4440837A1 (de) * 1994-11-15 1996-05-23 Basf Ag Biologisch abbaubare Polymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur Herstellung bioabbaubarer Formkörper
EP0719582B1 (de) 1994-12-30 1999-03-03 Karl Fischer Industrieanlagen Gmbh Reaktorvorrichtung für fliessfähige und höherviskose Medien
DE19509551A1 (de) 1995-03-16 1996-09-19 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von thermoplastischen Polyestern
CN1211312C (zh) 1996-07-01 2005-07-20 宇部兴产株式会社 陶瓷复合材料和多孔陶瓷材料及其生产方法
DE19929790A1 (de) 1999-06-29 2001-01-04 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polybutylenterephthalat aus Terephthalsäure und Butandiol
EP1322709A1 (de) * 2000-09-18 2003-07-02 Basf Aktiengesellschaft Polyesterfolie
DE10155419B4 (de) 2001-11-12 2005-06-16 Inventa-Fischer Gmbh & Co. Kg Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hochmolekularem Polyester sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10351085A1 (de) 2003-10-31 2005-06-16 Inventa-Fischer Gmbh & Co. Kg Turmreaktor sowie dessen Verwendung zur kontinuierlichen Herstellung von hochmolekularem Polyester
ES2306273T3 (es) 2005-01-12 2008-11-01 Basf Se Mezclas de poliester biologicamente degradables.
DE102005053068B4 (de) 2005-11-04 2017-05-11 Basf Se Sebazinsäurehaltige Polyester und Polyestermischung, Verfahren zu deren Herstellung sowie ein Verzweigerbatch und die Verwendung der Polyestermischung
JP2009534509A (ja) 2006-04-27 2009-09-24 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 透明ポリプロピレンカーボネート配合物
KR101543489B1 (ko) 2008-04-15 2015-08-10 바스프 에스이 생분해성 폴리에스테르의 연속 제조 방법
WO2009127555A1 (de) 2008-04-15 2009-10-22 Basf Se Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von biologisch abbaubaren polyestern
WO2010012695A1 (de) 2008-08-01 2010-02-04 Basf Se Erhöhung der hydrolysebeständigkeit von biologisch abbaubaren polyestern
EP2488585B1 (de) 2009-10-15 2014-06-18 Basf Se Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von polyestermischungen
US20120016090A1 (en) 2010-07-19 2012-01-19 Basf Se Process for increasing the molecular weight of polyesters
EP2596044B1 (de) 2010-07-19 2014-10-01 Basf Se Verfahren zur erhöhung des molekulargewichts von polyestern

Also Published As

Publication number Publication date
EP2488585A1 (de) 2012-08-22
US8754173B2 (en) 2014-06-17
WO2011045293A1 (de) 2011-04-21
JP2013507501A (ja) 2013-03-04
BR112012008514A2 (pt) 2016-04-05
KR101760965B1 (ko) 2017-07-24
EP2488585B1 (de) 2014-06-18
KR20120101387A (ko) 2012-09-13
US20120202928A1 (en) 2012-08-09
CN102549072B (zh) 2014-10-29
CN102549072A (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5680095B2 (ja) ポリエステル混合物の連続的な製造法
JP5675587B2 (ja) 生分解可能なポリエステルを連続的に製造する方法
CN102007160B (zh) 连续生产生物降解聚酯的方法
TWI650342B (zh) 製造高分子聚酯或共聚酯之方法以及含其之高分子摻合物
JP5858786B2 (ja) 脂肪族ポリエステル
JP7703453B2 (ja) 脂肪族-芳香族ポリエステルの精製方法
KR20200080320A (ko) 지방족 폴리에스테르의 연속식 제조 방법
US10189989B2 (en) Polyester mixture including polyethylene 2,5-furandicarboxylate
JP2022105312A (ja) 半芳香族ポリエステル、その製造方法及び使用
KR20200085337A (ko) 지방족 폴리에스테르의 정제 방법
JP7516377B2 (ja) (コ)ポリエステルの製造方法
BRPI0911045B1 (pt) Processo para a produção contínua de um poliéster biodegradável, poliéster biodragradável, mistura de poliéster biodegradável, e, uso de poliésteres.

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131009

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131009

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140407

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5680095

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees