JP3503260B2 - 乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方法 - Google Patents

乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方法

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JP3503260B2 JP10371995A JP10371995A JP3503260B2 JP 3503260 B2 JP3503260 B2 JP 3503260B2 JP 10371995 A JP10371995 A JP 10371995A JP 10371995 A JP10371995 A JP 10371995A JP 3503260 B2 JP3503260 B2 JP 3503260B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は成形樹脂、シート・フィ
ルム材料、塗料樹脂、インキ樹脂、接着剤樹脂、紙への
ラミネーション用樹脂、発泡樹脂材料に有用な、種々の
成形加工が可能な、高分子量の乳酸系共重合体の製造方
法に関する。
【0002】本発明の製造方法により作られる乳酸系共
重合体は、高分子量のラクタイド系ポリエーテルポリエ
ステルであり、生分解性を有し、ブロー成形、押出成
形、射出成形、インフレーション成形、積層成形、プレ
ス成形、押出発泡成形等の種々の方法による成形加工が
可能で、汎用樹脂用の成形装置を用いて成形できる。
【0003】具体的には、本発明の製造方法により作ら
れる乳酸系共重合体は、上述の種々の用途、例えば、シ
ート用としてはトレー、カップ、皿、ブリスター等に、
フィルムとしては、ラップフィルム、食品包装、その他
一般包装、ゴミ袋、レジ袋、一般規格袋、重袋等の袋類
等に、ブロー成形品としては、シャンプー瓶、化粧品
瓶、飲料瓶、オイル容器等に、衛生用品として、紙おむ
つ、生理用品、人工腎臓、縫合糸、医療用材等に、
【0004】農業資材としては、農業用マルチフィル
ム、農薬の徐放剤シート、防鳥ネット、養生シート、苗
木ポット、果実袋等に、漁業資材としては、漁網、海苔
養殖網、釣り糸、船底塗料等に、射出成形品としては、
ゴルフティー、疑似餌、綿棒の芯、キャンディーの棒、
ブラシ、歯ブラシ、注射筒、皿、カップ、櫛、剃刀の
柄、テープのカセット、使い捨てのスプーン・フォー
ク、ボールペンなどの日用雑貨品及び文房具等に、
【0005】紙へのラミネーションとしては、トレー、
カップ、皿、メガホン等に、その他に、結束テープ、プ
リペイドカード、風船、パンティーストッキング、ヘア
ーキャップ、スポンジ、セロハンテープ、傘、合羽、プ
ラ手袋、ヘアーキャップ、ロープ、不織布、チューブ、
発泡トレー、発泡緩衝材、緩衝材、梱包材、ホットメル
ト接着剤、煙草のフィルター、Tシャツ等に有用に用い
られる。
【0006】
【従来の技術】近年、環境問題等から、優れた生分解性
を有する乳酸系ポリマーを、広く汎用ポリマーとして活
用しようとする研究が盛んに行われ、製造方法に関する
多くの研究、特許出願がなされている。しかし従来公知
の乳酸もしくはラクタイドの重合体であるポリ乳酸、も
しくは乳酸と他のモノマーとの共重合体は、成形性、透
明性、耐熱性において十分満足な性能を有しているとは
言い難く、特殊な用途を除いては、汎用樹脂として用い
るには問題点があり、これら乳酸系ポリマーの改良が嘱
望されている。
【0007】特開平1−108226号公報には、ポリ
乳酸セグメントとポリプロピレングリコールセグメント
からなるブロック共重合体、その製造方法、共重合体フ
ィルム及び共重合について記載されている。また、特開
平1−108226号公報には、乳酸とポリエチレング
リコールの共重合体について記載されている。
【0008】しかしながら、これらの方法ではポリオー
ルの共重合量を多くしていくと、分子量が極端に低くな
る。例えば、特開平1−108226号公報の実施例4
では、数平均分子量4,000のポリプロピレングリコ
ール10重量%をラクタイドと共重合した場合、得られ
る共重合体の数平均分子量は30,000の共重合体し
か得られていない。また、これら乳酸とポリオールから
なる共重合体は約40℃を越えると強度が無くなり、医
療用以外の一般の成形品としては高温での使用に耐える
ことが難しい。
【0009】ラクタイドと脂肪族ポリエステルの共重合
体としてはε−カプロラクトンをあらかじめ重合してホ
モポリマーを得て、さらにラクタイドをブロック共重合
化する方法が特開昭63−145661号公報に記載さ
れている。
【0010】しかし、ポリε−カプロラクトンにラクタ
イドをブロック共重合化する方法では、得られた共重合
体は白濁不透明化する。これは、共重合体中のポリε−
カプロラクトンブロックとポリ乳酸ブロックが相溶しに
くく、ポリε−カプロラクトン鎖の脂肪族系ポリエステ
ルが、一般に持つ高い結晶性を反映して白濁するためと
考えられる。また示差熱分析による比較的高いガラス転
移点にもかかわらず、室温で柔軟な性質である。
【0011】これら従来の技術をまとめてみると、十分
な強度、耐熱性、熱安定性を持たせると、柔軟性、透明
性に欠き、また、十分な柔軟性、透明性を持たせると強
度、耐熱性、熱安定性に乏しくなるため、未だ、フィル
ム・シート等の材料樹脂として使用するには十分満足で
きる特性を備えるポリマーは得られていなかった。
【0012】これらの物性改善手段として、添加物によ
るポリマーの可塑化が考えられる。しかしながら、これ
ら可塑化方法による物性の改善も、例えば、可塑化の手
段として、残留モノマーであるラクタイドを可塑剤とし
て用いた場合には、耐熱性の低下、ラクタイドの昇華飛
散による製造工程での装置への付着汚染問題、製品の貯
蔵もしくは使用中に、可塑剤であるラクタイドがポリマ
ー中から漏出、並びに消失による可塑化効果の減少・消
失等の問題がある。
【0013】また一般の公知慣用のポリマー用の可塑剤
を添加した場合も、可塑化の為に多量の可塑剤添加を必
要とし、可塑剤のブリードアウトの問題が不可避であ
り、貯蔵中での可塑化効果の消失等の問題は解決されて
おらず、包装材料用ポリマーとして、十分満足できる特
性を備えるポリマーは得られていなかった。また高分子
量の乳酸系ポリマーを得ることも容易でなかった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、十分な高分子量、耐熱性、熱安定
性を有し、用途に応じた剛性、柔軟性、透明性を有する
生分解性の乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方法
を提供することにある。
【0015】
【課題の解決するための手段】このような課題を解決す
べく、本発明らは鋭意検討の結果、ラクタイドと、種々
の構成割合からなるポリエーテルポリオール成分とポリ
オール成分とジカルボン酸成分からなるポリエーテルポ
リエステルとを必須の成分として反応させることによ
り、また、ラクタイドと、種々の構成割合からなるポリ
エーテルポリオール成分とポリオール成分とジカルボン
酸成分と3官能以上の多価カルボン酸及び/又はその酸
無水物とからなるポリエーテルポリエステルとを必須の
成分として反応させることにより、成形時にモノマーへ
の分解を抑制し広い範囲の成形温度をもち、高い強度と
成形時の熱安定性を持つこと、
【0016】また、ラクタイドと共重合化を行なう際、
該ポリエーテルポリエステルの割合を任意に変えること
により、あるいはポリエーテルポリエステルの種類を変
えることにより、容易に高い分子量を有し、高いガラス
転移点と融点を持つ硬質な樹脂からフィルム状に加工し
た際に引き裂き強度に優れ、折り割れしにくい靱性の高
い柔軟な性質を有する樹脂までの様々な乳酸系共重合体
を製造できること、
【0017】即ち、汎用樹脂として使用し得る十分な強
度、成形時の熱安定性を有し、用途に応じた剛性、透明
性、柔軟性を有する、分解性の高分子量の乳酸系共重合
体を製造し得ることを見い出して、本発明を完成するに
至った。
【0018】
【構成】即ち、本発明は、一般式1で表わされる繰り返
し単位を有するポリエーテルポリエステル(A)と、 一般式1
【化3】
【0019】(式中、m、x、y、zは1以上の整数で
ある。R1、R7は水素又は炭化水素基、R3、R5はメチ
レン炭素数の合計が2以上の脂肪族炭化水素基であり、
2、R4、R6はアルキレン基または一般式2の化学構
造を有する。
【0020】一般式2
【化学式4】 (式中、R8、R9、R10はアルキレン基であり、a、
b、cは0又は1以上の整数で、かつ、a+b+cが1
以上の整数である。)ラクタイド(B)とを、重合触媒
(C)の存在下で共重合させる乳酸系ポリエーテルポリ
エステルの製造方法であって、該ポリエーテルポリエス
テル(A)が、ポリエーテルポリエステル(A)中のエ
ーテル基とエステル基のモル比が999/1〜200/
800であることを特徴とする乳酸系ポリエーテルポリ
エステルの製造方法に関する
【0021】 また本発明の乳酸系ポリエーテルポリエ
ステルの製造方法は、該ポリエーテルポリエステル
(A)が、3官能以上の多価カルボン酸(及び/又はそ
の酸無水物)(D)で高分子量化されたポリエーテルポ
リエステルであることを特徴とする
【0022】また本発明の乳酸系ポリエーテルポリエス
テルの製造方法は、ポリエーテルポリエステル(A)と
ラクタイド(B)との重量比が、60/40〜5/95
であることを特徴とする。
【0023】 更に本発明は、ポリエーテルポリオール
(E)と、ポリオール(F)と、ジカルボン酸(G)
と、及び/又は3官能以上の多価カルボン酸及び/又は
その酸無水物(D)とを反応させることにより得られる
ポリエーテルポリエステル(H)と、ラクタイド(B)
とを重合触媒(C)の存在下で共重合させる乳酸系ポリ
エーテルポリエステルの製造方法であって、該ポリエー
テルポリエステル(H)中のエーテル基とエステル基の
モル比が999/1〜200/800であることを特徴
とする乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方法であ
る。
【0024】 本発明の乳酸系ポリエーテルポリエステ
ルの製造方法は、ポリエーテルポリエステル(H)とラ
クタイド(B)との重量比が、60/40〜5/95で
あることを特徴とする。
【0025】更に詳しくは、ポリエーテルポリオール
(E)が、特にポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、エチレンオキサイドとプロピレンオキサ
イドの共重合体であるポリ(オキシエチレン−オキシプ
ロピレン)グリコールから選ばれる1種類以上のポリエ
ーテルポリオールであることを特徴とする。またポリオ
ール(F)が、エチレングリコール、プロピレングリコ
ールから選ばれる1種類以上のジオールであることを特
徴とするものである。
【0026】また詳しくは、カルボン酸(G)が、特に
コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、及びその酸無水
物、及びそれらのメチルエステル、エチルエステルから
選ばれる1種類以上のジカルボン酸であることを特徴と
する。
【0027】更に本発明は、ポリオール(F)と、ジカ
ルボン酸(G)と、及び/又は3官能以上の多価カルボ
ン酸及び/又はその酸無水物(D)とから成るポリエス
テルと、ポリエーテルポリオール(E)とをエステル交
換反応させることにより得られるポリエーテルポリエス
テル(I)と、ラクタイド(B)とを重合触媒(C)の
存在下で共重合させることを特徴とする乳酸系ポリエー
テルポリエステルの製造方法をも含むものである。
【0028】本発明の乳酸系ポリエーテルポリエステル
の製造方法は、ポリエーテルポリエステル(I)が、ポ
リエーテルポリエステル中のエーテル基とエステル基の
モル比が999/1〜200/800であること、更に
ポリエーテルポリエステル(I)とラクタイド(B)と
の重量比が、60/40〜5/95であることを特徴と
する。
【0029】また詳しくはポリエーテルポリオール
(E)が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
の共重合体であるポリ(オキシエチレン−オキシプロピ
レン)グリコールから選ばれる1種類以上のポリエーテ
ルポリオールであること、
【0030】ポリオール(F)が、エチレングリコー
ル、プロピレングリコールから選ばれる1種類以上のジ
オールであること、ジカルボン酸(G)が、コハク酸、
アジピン酸、セバシン酸、及びその酸無水物、及びそれ
らのメチルエステル、エチルエステルから選ばれる1種
類以上のジカルボン酸であることを特徴とする製造方法
である。
【0031】更に本発明は、ポリオール(F)と、ジカ
ルボン酸(G)とを反応させて得られるポリエステル
と、ポリエーテルポリオール(E)とを反応させて得ら
れるポリエーテルポリエステルに、3官能以上の多価カ
ルボン酸(及び/又はその酸無水物)を反応させること
により得られるポリエーテルポリエステル(J)と、ラ
クタイド(B)とを重合触媒(C)の存在下で共重合さ
せることを特徴とする乳酸系ポリエーテルポリエステル
の製造方法をも含むものである。
【0032】本発明の乳酸系ポリエーテルポリエステル
の製造方法は、該ポリエーテルポリエステル(J)が、
ポリエーテルポリエステル中のエーテル基とエステル基
のモル比が999/1〜200/800であること、ポ
リエーテルポリエステル(J)とラクタイド(B)との
重量比が、60/40〜5/95であることを特徴とす
る。
【0033】更に詳しくは、ポリエーテルポリオール
(E)が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
の共重合体であるポリ(オキシエチレン−オキシプロピ
レン)グリコールから選ばれる1種類以上のポリエーテ
ルポリオールであること、
【0034】ポリオール(F)が、エチレングリコー
ル、プロピレングリコールから選ばれる1種類以上のジ
オールであること、ジカルボン酸(G)が、コハク酸、
アジピン酸、セバシン酸、及びその酸無水物、及びそれ
らのメチルエステル、エチルエステルから選ばれる1種
類以上のジカルボン酸であることを特徴とする。
【0035】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
で用いるラクタイド、ポリエーテルポリエステル、ジカ
ルボン酸、ポリエーテルポリオール、ポリオール、3官
能以上の多価カルボン酸及び/又はその酸無水物等につ
いて順次説明する。
【0036】本発明で使用するラクタイドは、乳酸を2
分子間で環状エステル化した化合物で、立体異性体を有
するモノマーである。即ち、ラクタイドには2つのL−
乳酸からなるL−ラクタイド、D−乳酸からなるD−ラ
クタイド、L−乳酸とD−乳酸からなるMESO−ラク
タイドが存在する。
【0037】L−ラクタイド、又はD−ラクタイドのみ
を含む共重合体は結晶化し、高融点が得られるが、本発
明の高分子量の乳酸系共重合体の製造方法では、これら
3種のラクタイドを組み合わせることにより、用途に応
じた好ましい樹脂特性を実現できる。
【0038】本発明では高い熱物性を発現するため、使
用するラクタイドはL−ラクタイドを総ラクタイド中、
75%以上を含むものが好ましく、さらに高い熱物性を
発現するためには、ラクタイドはL−ラクタイドを総ラ
クタイド中90%以上を含むものが好ましい。
【0039】本発明に用いられるポリエーテルポリエス
テル(A)は、 一般式1
【化5】 (式中、m、x、y、zは1以上の整数である。R1
7は水素又は炭化水素基、R3、R5はメチレン炭素数
の合計が2以上の脂肪族炭化水素基であり、R2、R4
6はアルキレン基または一般式2の化学構造を有す
る。
【0040】一般式2
【化6】 (式中、R8、R9、R10はアルキレン基であり、a、
b、cは0又は1以上の整数で、かつ、a+b+cが1
以上の整数である。)
【0041】更に詳しくは、一般式1及び一般式2中の
1、R7は水素または炭素数1〜4の炭化水素基、R3
及びR5はメチレン炭素数の合計が2〜12の脂肪族炭
化水素基であり、炭素数R2、R4、R6、R8、R9、R
10はアルキレン主鎖の炭素数が2〜15のアルキレン基
または一般式2の化学構造を有するものである。
【0042】具体的には、メチレン、エチレン、トリメ
チレン〔−(CH23−〕、プロピレン、テトラメチレ
ン、〔CH3CH2C(CH2−)3〕、〔−CH(CH2
−)2等の2価以上の炭化水素基、特にエチレン、プロ
ピレン、〔CH3CH2C(CH 2−)3〕、〔−CH(C
2−)2が挙げられる。
【0043】ポリエーテルポリエステル(H)は、ポリ
エーテルポリオール、ポリオール及びジカルボン酸の脱
水反応及び脱グリコール反応により得られるポリエーテ
ルポリエステルか、もしくはポリエーテルポリオール、
ポリオール、ジカルボン酸及び3官能以上の多価カルボ
ン酸(及び/又はその酸無水物)の脱水反応及び脱グリ
コール反応により得られるポリエーテルポリエステルで
ある。
【0044】本発明に用いられるポリエーテルポリエス
テル(I)は、ポリオールと、ジカルボン酸とを脱水反
応及び脱グリコール反応させて得られるポリエステルと
ポリエーテルポリオールとをエステル交換させて得られ
たポリエーテルポリエステルか、もしくはポリオール
と、ジカルボン酸と、3官能以上の多価カルボン酸(及
び/又はその酸無水物)とを脱水反応及び脱グリコール
反応させて得られるポリエステルとポリエーテルポリオ
ールとをエステル交換させて得られたポリエーテルポリ
エステルである。
【0045】本発明に用いられるポリエーテルポリエス
テル(J)は、ポリオールと、ジカルボン酸とを脱水反
応及び脱グリコール反応させて得られるポリエステル
と、ポリエーテルポリオールとをエステル交換させて得
られたポリエーテルポリエステルに、3官能以上の多価
カルボン酸(及び/又はその酸無水物)をエステル交換
させて反応させて得られたポリエーテルポリエステルで
ある。
【0046】更に、これらの高分子量のポリエーテルポ
リエステル(A)、(H)、(I)又は(J)は、得ら
れる乳酸系共重合体の分子量を高分子量化する目的で、
ポリエーテルポリエステル(A)、(H)、(I)又は
(J)の分子量が、重量平均分子量で10,000〜3
00,000、数平均分子量で5,000〜150,0
00であることが好ましい。
【0047】更にポリエーテルポリエステルの溶解性と
製造の容易性の観点から、ポリエーテルポリエステル
(A)、(H)、(I)又は(J)が、重量平均分子量
で20,000〜200,000、数平均分子量で1
0,000〜100,000程度であることがより好ま
しい。
【0048】更に、ポリエーテルポリエステル(A)、
(H)、(I)又は(J)の構造としては、溶解性、生
分解性の観点からは、脂肪族ポリエーテルポリエステル
であることが好ましい。更に、ポリエーテルポリオール
とポリオールの合計モル%に対し、ポリエーテルポリオ
ールが20モル%以上からなる脂肪族ポリエーテルポリ
エステルは、得られる乳酸系共重合体の耐熱性が優れて
好ましい。
【0049】またラクタイド(E)と、ポリエーテルポ
リエステル((A)、(H)、(I)、(J))との割
合が、40/60〜95/5であると、得られる乳酸系
共重合体の耐熱性が高くなる。更に、(A)/
((A)、(H)、(I)、(J)のいずれか)の割合
が、50/50〜80/20であると、得られる高分子
量ラクタイド系共重合体の耐熱性がより高くなり好まし
い。
【0050】本発明に用いられるポリエーテルポリエス
テル((H)、(I)、(J))は、ジカルボン酸成分
が脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族系ポリエーテルポ
リエステルが挙げられる。また、芳香族ジカルボン酸成
分からなる芳香族ポリエーテルポリエステル、あるい
は、芳香族ジカルボン酸成分と脂肪族ジカルボン酸成分
からなる芳香族・脂肪族系ポリエーテルポリエステルも
使用することができるが、生分解性を考えた場合、脂肪
族ポリエーテルポリエステルが好ましい。
【0051】本発明で使用するポリエーテルポリエステ
ル中の脂肪族ジカルボン酸成分は、特に特定されない
が、炭素原子数4〜14の脂肪族ジカルボン酸(及びそ
れらの酸無水物)、及びそれらのメチルエステル及びエ
チルエステルであることが好ましい。中でもコハク酸、
アジピン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン
酸、及びそれらのメチルエステル、エチルエステル、無
水コハク酸、ヘキサハイドロフタル酸等が好ましい。
【0052】本発明に用いられるポリエーテルポリエス
テル中の芳香族ジカルボン酸成分は特に特定されない
が、具体的にはフタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、無水フタル酸、
ダイマー酸等が挙げられる。この他、フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン
酸等とのアルコール、及びポリオールとのエステルが挙
げられる。
【0053】本発明に用いられるポリエーテルポリエス
テル中のポリエーテルポリオール成分に関しては、ポリ
エーテルポリオールであればジオール、トリオール及び
それ以上でも特に種類を問わないが、中でもポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドの共重合体であるポリ
(オキシエチレン−オキシプロピレン)グリコール、ポ
リ1,2−ブチレングリコール、ポリ1,4−ブチレン
グリコール、ポリネオペンチルグリコールが好ましく、
更に生分解性、汎用性等を考えると
【0054】ポリエチレングリコール、
【化7】
【0055】ポリプロピレングリコール、
【化8】
【0056】ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレ
ン)グリコール、
【化9】 等が特に好ましい。
【0057】また、ポリエーテルポリオール(A)の分
子量は、重量平均分子量で200〜200,000であ
ることが好ましい。更に生分解性の観点から、ポリエー
テルポリオール(A)が、重量平均分子量で200〜1
0,000程度であることがより好ましい。
【0058】ポリエーテルポリエステル中のポリオール
成分に関しては、ポリオールであれば特に種類を問わな
いが、なかでも炭素数が2〜15のポリオールが好まし
く、具体的にはエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ペンタンポリオール、ヘキ
サメチレングリコール、オクタンポリオール、ネオペン
チルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、キシレ
ングリコール、
【0059】ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、ジブタンジオール、
3−ヒドロキシピバリルピバレート、グリセリン、ペン
タエリスリトール等、及び、水添ビスフェノールAが挙
げられる。
【0060】3官能以上の多価カルボン酸成分に関して
は、特に種類を問わないが、なかでもトリメシン酸、プ
ロパントリカルボン酸、トリメリット酸、無水トリメリ
ット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸,1,3,5−シクロヘキサ
ントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、
シクロヘキサンテトラカルボン酸無水物等が挙げられ
る。
【0061】特に無水トリメリット酸、無水ピロメリッ
ト酸が好ましい。上記の多価カルボン酸は、必要に応じ
て混合して用いることができる。特に、多価カルボン酸
の使用量を以下に説明する。
【0062】ポリエーテルポリオール(E)と、ポリオ
ール(F)と、ジカルボン酸(G)と、3官能以上の多
価カルボン酸(及び/又はその酸無水物)(D)とを脱
水反応及び脱グリコール反応させることによりポリエー
テルポリエステル(H)を得る場合には、3官能以上の
多価カルボン酸(D)の割合が、ジカルボン酸(G)成
分に対して、0.001〜5モル%が好ましく、0.0
1〜1モル%であると、得られる高分子量の乳酸系共重
合体の分子量、柔軟性が高くなる。
【0063】ポリオール(F)と、ジカルボン酸(G)
と、3官能以上の多価カルボン酸及び/又はその酸無水
物(D)とを脱水反応及び脱グリコール反応させて得ら
れポリエステルと、ポリエーテルポリオール(E)とを
エステル交換反応させることによりポリエーテルポリエ
ステル(I)を得る場合には、3官能以上の多価カルボ
ン酸(D)の割合が、ジカルボン酸(G)成分に対し
て、0.001〜5モル%が好ましく、特に0.01〜
1モル%であると、得られる高分子量の乳酸系共重合体
の分子量、柔軟性が高くなる。
【0064】ポリオール(F)と、ジカルボン酸(G)
とを脱水反応及び脱グリコール反応させて得られるポリ
エステルと、ポリエーテルポリオール(E)とをエステ
ル交換させて得られたポリエーテルポリエステルに、3
官能以上の多価カルボン酸及び/又はその酸無水物
(D)をエステル交換反応させることによりポリエーテ
ルポリエステル(J)を得る場合には、
【0065】3官能以上の多価カルボン酸(D)の割合
が、ポリオール(F)と、ジカルボン酸(G)とを脱水
反応及び脱グリコール反応させて得られるポリエステル
と、ポリエーテルポリオール(E)とをエステル交換さ
せて得られたポリエーテルポリエステルに成分に対し
て、0.01〜5重量%が好ましく、特に0.1〜1重
量%であると、得られる高分子量の乳酸系共重合体の分
子量、柔軟性が高くなる。
【0066】これら3官能以上の多価カルボン酸(D)
を使用することにより、例えば分岐鎖が導入されて、共
重合体の分子量の増大並びに分子量分布が拡大する効
果、生成した共重合体の末端が封止されて熱安定性が増
加し、あるいは多価カルボン酸の1官能基以上のカルボ
キシル基に金属が反応して、ポリマーがアイオノマー化
することにより、容易に高分子量化が可能で、優れた物
性を有するフィルム及びシートに成形可能な乳酸系共重
合体を製造できる。
【0067】本発明により得られた高分子量の乳酸系共
重合体をシート化すると、高い強度のシートから柔軟な
シートまでを得ることができる。具体的には引っ張り粘
弾性として500〜50,000kg/cm2 のシート
が得られる。
【0068】得られた乳酸系共重合体に、オキシカルボ
ン酸類、カルボン酸無水物類、イソシアネート類、ラク
トン類から成る群から選ばれる1種以上の化合物と反応
させることにより更に、高分子量化することができる。
これらの具体例を挙げれば、例えば、オキシカルボン酸
類としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等、カルボン
酸無水物類としては、無水酢酸、無水コハク酸、無水プ
ロピオン酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水酪
酸、無水イソ酪酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリ
ット酸等である。
【0069】またイソシアネート類としては、フェニル
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ト
ルエン−2,4−ジイソシアネート、ナフタレン−1,
5−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−4,
4’,4”−トリイソシアネート等、ラクトン類として
は、β−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、β−ブ
チロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
【0070】乳酸系共重合体に、更にこれらの化合物を
反応させるには、乳酸系共重合体の重合反応が完結した
後の反応物中に混合し、短時間溶融状態で攪拌混合する
か、或いは重合により得られた乳酸系共重合体に改め
て、これらを添加し溶融混合しても良い。また、乳酸系
共重合体とこれら化合物の両者を共通溶剤に溶解させ、
加熱して反応させた後、再沈、或いは脱気により得ても
良い。
【0071】特にオキシカルボン酸類、カルボン酸無水
物類、ラクトン類に関して好ましいのは、得られた乳酸
系共重合体に、これらを添加し溶融混合後、減圧下で反
応させる方法であり、これにより反応時間が速くなる。
【0072】混合、反応させる温度は、一般に60℃〜
240℃、好ましくは80℃〜190℃である。又、反
応に際しては、N,N−ジメチルアニリン、オクタン酸
錫、ジブチル錫ジラウレート、イソプロピルチタネート
等のエステル重合触媒、或いはウレタン触媒を使用する
ことが出来る。反応の際の減圧度は、100Torr以
下、好ましくは10Torr以下、更に好ましくは3T
orr以下である。
【0073】オキシカルボン酸類、カルボン酸無水物
類、イソシアネート類、ラクトン類の使用量は、乳酸系
共重合体の0.001重量%〜5重量%が好ましく、更
に好ましくは0.001重量%〜0.1重量%である。
この方法は、用いたオキシカルボン酸類、カルボン酸無
水物類、イソシアネート類、ラクトン類が、乳酸系共重
合体の末端基に結合して、熱によるポリマーのモノマー
への分解を防止できる点でも好ましい。
【0074】本発明の製造には、重合触媒(C)を使用
することが望ましい。本発明で使用する重合触媒(C)
としては、一般に環状エステル類の重合触媒、エステル
交換触媒としても知られる錫、亜鉛、鉛、チタン、ビス
マス、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属、及びその
誘導体が挙げられる。これらの誘導体については特に金
属有機化合物、炭酸塩、酸化物、ハロゲン化物が好まし
い。具体的には、オクタン酸錫、塩化錫、塩化亜鉛、酢
酸亜鉛、酸化鉛、炭酸鉛、塩化チタン、アルコキシチタ
ン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウムが適してい
る。
【0075】重合触媒(C)の使用量は、ラクタイド
(B)及び/又はポリエーテルポリエステル((A)、
(H)、(I)又は(J))及び/又は3官能以上の多
価カルボン酸(D)の合計に対して0.005〜0.2
重量%が好ましく、重合速度が十分に速く、かつ得られ
たラクタイド系ポリエーテルポリエステルの着色を少な
くするためには、特に0.01〜0.1重量%が好まし
い。
【0076】3官能以上の多価カルボン酸(D)とジカ
ルボン酸とポリオールとを脱水反応及び脱グリコール反
応させ、ポリエーテルポリエステルを製造する際には、
触媒を使用することもできる。本発明で使用する触媒と
しては、一般にエステル化触媒として知られる触媒はい
ずれも使用可能であり、例えば、錫、亜鉛、鉛、チタ
ン、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、コバルト、
マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウ
ム及びストロンチウム等の少なくとも一種の金属の有機
又は無機の金属化合物が挙げられる。
【0077】例えば金属のアルコキサイド、有機酸塩、
キレート、酸化物等が用いられ、特にチタンの有機化合
物、例えばチタン酸アルキルエステル、チタンオキシア
セチルアセトネート、シュウ酸チタン等の化合物が有用
である。触媒使用量としては、3官能以上の多価カルボ
ン酸(D)、ジカルボン酸及びポリオール合計に対して
0.001〜0.5重量%が好ましい。重合速度が十分
に速く、かつ得られたラクタイド系ポリエーテルポリエ
ステルの着色を少なくするためには、特に0.01〜
0.1重量%が好ましい。
【0078】次に、本発明の具体的な製造方法を説明す
る。ポリエーテルポリエステル(A)と、3官能以上の
多価カルボン酸(及び/又はその酸無水物)(D)とを
反応させる際は、溶融混合後、減圧下で行うと反応が速
やかに進行して好ましい。反応によって得られた高分子
量化ポリエーテルポリエステルと、ラクタイド(E)と
を混合して重合を行う反応は、混合物を加温溶融させる
か、溶剤によって反応物を希釈混合後、重合触媒(F)
を添加する。
【0079】ポリエーテルポリオール(E)と、ポリオ
ール(F)と、ジカルボン酸(G)と、及び/又は3官
能以上の多価カルボン酸(及び/又はその酸無水物)
(D)との重合は、一般的なポリエステルの合成方法で
ある脱水反応及び脱グリコール反応を行う。得られたポ
リエーテルポリエステル(H)と、ラクタイド(B)と
を混合して重合を行う反応は、混合物を加温溶融させる
か、溶剤によって反応物を希釈混合後、重合触媒(F)
を添加する。
【0080】ポリオール(F)と、ジカルボン酸(G)
と、及び/又は3官能以上の多価カルボン酸(及び/又
はその酸無水物)(D)との重合は、一般的なポリエス
テルの合成方法である脱水反応及び脱グリコール反応を
行う。次に、得られたポリエステルと、ポリエーテルポ
リオール(E)とを溶融混合後、減圧下でエステル交換
反応させる。得られたポリエーテルポリエステル(I)
と、ラクタイド(B)とを混合して重合を行う反応は、
混合物を加温溶融させるか、溶剤によって反応物を希釈
混合後、重合触媒(F)を添加する。
【0081】ポリオール(F)と、ジカルボン酸(G)
との重合は、一般的なポリエステルの合成方法である脱
水反応及び脱グリコール反応を行う。次に、得られたポ
リエステルと、ポリエーテルポリオール(E)とを溶融
混合後、減圧下でエステル交換反応させる。次に、得ら
れたポリエーテルポリエステルと、3官能以上の多価カ
ルボン酸(及び/又はその酸無水物)とを溶融混合後、
減圧下でエステル交換反応させる。
【0082】得られたポリエーテルポリエステル(J)
と、ラクタイド(B)とを混合して重合を行う反応は、
混合物を加温溶融させるか、溶剤によって反応物を希釈
混合後、重合触媒(F)を添加する。ここで、一般的な
ポリエステルの合成方法である脱水反応及び脱グリコー
ル反応について簡単に述べておくと脱水反応は、150
〜250℃、3〜16時間、不活性ガス雰囲気下で実施
することが好ましい。
【0083】脱グリコール反応は、徐々に減圧にしてい
き、最終的には5Torr以下の減圧下、170〜26
0℃で2〜16時間実施することが好ましい。このよう
にして得られたポリエーテルポリエステル((A)、
(H)、(I)、(J)のいずれか)とラクタイド
(E)を加温溶融させ、又は溶剤添加によって混合後、
重合触媒(F)を添加する場合、重合温度はラクタイド
の融点以上であると、重合系を均質にでき、速い重合速
度が得られて好ましい。
【0084】無溶剤系での重合温度は、ラクタイドの融
点以上で、かつ185℃以下の温度が重合の平衡上望ま
しく、また分解反応にともなうラクタイド系ポリエーテ
ルポリエステルの着色を防ぐことができる。ラクタイド
の融点は100℃付近であり、100℃以上185℃以
下の温度、更に好ましくは、145〜180℃が重合の
平衡上望ましく、分解反応にともなうラクタイド系ポリ
エーテルポリエステルの分子量の低下や着色を防ぐこと
ができる。
【0085】またラクタイドの分解、着色を防ぐため、
全ての反応は乾燥した不活性ガス雰囲気下で行なうこと
好ましい。特に窒素、アルゴンガス雰囲気下、又はバブ
リング状態で行う。同時に原料となるポリエーテルポリ
オール、ポリエーテルポリエステル類も減圧乾燥等で水
分を除去し、乾燥させておくことが好ましい。
【0086】またラクタイドは溶剤に溶解できるため、
溶剤を使用して重合でき、溶剤の具体例としては、例え
ば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、
シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、イソプロピル
エーテル等が挙げられる。
【0087】本発明の高分子量の乳酸系共重合体は、通
常の重合釜を使用したバッチ製造することも可能であ
る。更に、連続製造方法により、製品品質、収率及び生
産性の向上が図れる。連続製造方法としては、その反応
工程の全部又は一部に、2つ以上の直列に連結した攪拌
式反応器、及び/又はスタティックミキサー、及び/又
は横型反応装置を使用する。
【0088】2つ以上の直列に連結した攪拌式反応器と
しては、反応の進行と共に攪拌方法を変更し、効率の良
い攪拌及び温度制御が可能な、2槽以上の直列に連結し
た攪拌式反応槽の使用が好ましい。
【0089】ここで言うスタティック・ミキサーとは、
攪拌機を有する混合装置に対して、可動部分の無い、即
ち攪拌機のない静的混合装置のことであり、具体的に
は、管内に固定された可動部分の無いミキシング・エレ
メントにより、流れを分割し、かつ流れ方向を転換又は
反転させ、流れを縦方向、横方向に分割・転換・反転を
繰り返す事により溶液を混合する混合装置を言う。また
横型反応装置とは、リアクティブプロセッシングに用い
られる1軸或いは2軸押出し機のようなエキストルーダ
ーはもちろん、循環が可能な2軸反応器のことを言う。
【0090】これら連続製造方法は、溶剤等を使用して
も重合できる。これにより、得られた高分子量の乳酸系
共重合体は融点が高い上、溶融粘度が高く、重合させ難
いが、溶剤を加えることによって重合系の粘度は下が
り、攪拌が容易になり、重合を行いやすくなる。
【0091】特にスタティックミキサーを備えた連続重
合装置を使用する場合、重合溶液の押し出し圧力が下が
り、また、温度コントロールを目的として熱媒用内部装
置や攪拌を目的とした邪魔板を持った重合装置では装置
を軽装化でき有効である。攪拌が容易なために温度コン
トロールが容易で重合装置中で温度が均質であり、着色
等がより少ない高分子量の乳酸系共重合体が得られる。
【0092】また重合後期に残留したラクタイド、溶剤
及び臭気を持った物質を取り除く目的で減圧下に脱揮を
行うことが望ましい。この脱揮工程によって残留ラクタ
イド量を減少することができ、得られた高分子量の乳酸
系共重合体の保存安定性を著しく増すことが出来る。
【0093】残留ラクタイドは、高分子量ラクタイド系
ポリエーテルポリエステルをシート・フィルムにした場
合、水分の付着等による加水分解や熱による融着の原因
となり好ましくない。また製品化したフィルム・シート
から昇華により飛散し好ましくない。この為、本発明の
乳酸系共重合体中の残留ラクタイド量は、2重量%以下
にすることが望ましい。さらに好ましくは1重量%以下
にする。
【0094】具体的な脱揮の方法としては、1軸あるい
は2軸の押出機、薄膜蒸留機、ポット型減圧装置等で行
う。脱揮の条件としては、重合後に減圧下、加熱しなが
ら取り出しを行う方法が好ましい。乳酸系共重合体の分
子量を低下させない為に、脱揮条件は、脱揮時間は10
秒〜10分、温度は100〜230℃、減圧度は0.1
〜200Torrで行なうことが好ましい。
【0095】その他の脱揮方法としては、重合終了後
に、乳酸系共重合体をペレット化、又は粉砕し、減圧
下、加熱しながら取り出しを行う方法がある。この場合
も乳酸系共重合体の分子量を低下させない目的で、脱揮
時間は2〜400分、温度は60〜200℃、減圧度は
0.1〜50Torrが好ましい。
【0096】本発明の共重合体を製造する際、ラクタイ
ド(E)以外の環状エステル類を、更に加えて、高分子
量の乳酸系共重合体を作ることもできる。特に軟質化を
目的としてラクトンを1〜20重量%加えることが出来
る。ラクタイド以外に加える環状エステル類について
は、特に制約はないが、具体的にはグリコライド等のヒ
ドロキシ酸の環状二量化物や、分子内ラクタイド類、特
に、β−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−バ
レロラクトン、γ−ウンデカラクトン等が挙げられる。
ラクトン類の量が増加するとガラス転移点、融点が低く
なり柔軟性が高くなる。
【0097】本発明の乳酸系共重合をシート・フィルム
等に成膜する際に、一般的なフィラー、例えばタルク、
炭酸カルシウム、シリカ、クレー、ケイソウ土、パーラ
イト等の無機系充填剤、或いは木粉等の有機系充填剤を
混入添加しても良い。また、2,6−ジ−t−ブチル−
4−メチルフェノール(BHT)、ブチル・ヒドロキシ
アニソール(BHA)の様な酸化防止剤、サリチル酸誘
導体、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の紫
外線吸収剤、及び、燐酸エステル、カルボジイミド等の
安定剤を使用し、成形時の熱的安定性を向上させること
ができる。
【0098】本発明の乳酸系共重合体は、単独で十分な
可塑性があり、良好な成形性を有するが、更に高い成形
加工性、柔軟性を図る場合には、アジピン酸ジオクチ
ル、セバシン酸ジオクチル、トリオクチルトリメリテー
ト、フタル酸ジエチル、フタル酸ジオクチル、ポリプロ
ピレングリコールアジピン酸、アジピン酸ブタンジオー
ル等の可塑剤を添加しても良い。
【0099】またステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグ
ネシウム、ステアリン酸カルシュウム等の金属石鹸類、
鉱油、流動パラフィン、エチレンビスステアリルアマイ
ド等の滑剤、グリセリン脂肪酸エステル、しょ糖脂肪酸
エステル等の非イオン系、アルキルスルホン酸塩等のイ
オン系等の界面活性剤、酸化チタン、カーボンブラック
の様な着色剤等の添加しても差し支えない。
【0100】また、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニ
ウム等の無機系発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビ
スイソブチロニトリル、スルホニルヒドラジド等の有機
系発泡剤等の添加により、もしくはペンタン、ブタン、
フレオン等の発泡剤を本発明の乳酸系共重合体に事前に
含浸させるか、押出工程の途中で押出機内に直接供給す
ることにより発泡体とすることもできる。また押出ラ
ミ、ドライラミ或いは共押出により、紙、アルミホイ
ル、或いは他の分解性ポリマーフィルムとの多層化も可
能である。
【0101】本発明で得られる乳酸系ポリエーテルポリ
エステル共重合体は、良好な生分解性を持ち、汎用樹
脂、包装材料等に使用された後に廃棄されたり、製造工
程上から廃棄されたとしても、廃棄物の減量に役立つ。
土中や海水中に投棄された場合は、加水分解、微生物等
による分解を受け、数カ月の間に樹脂としての強度が劣
化し、外形を保たないまでに分解可能である。また、コ
ンポストを用いると、更に短期間で原形をとどめないま
でに生分解される。
【0102】
【実施例】以下に実施例及び比較例により、本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によ
り限定されるものではない。なお、例中のポリエーテル
ポリオールは特に記載のない限り全てジオール型を使用
した。
【0103】なお、分子量測定はGPC測定装置(以下
GPCと略、カラム温度40℃、テトラヒドロフラン溶
媒)によりポリスチレン標準サンプルとの比較で測定し
た。ガラス転移点、融点は示差走差熱量計(以下DSC
と略)により行った。測定条件は、10℃/minで2
0℃から220℃まで昇温した。
【0104】また、引張試験の測定条件は、初期試料長
50mm、クロスヘッド速度40mm/minで行っ
た。試験片はホットプレス機で160〜180℃、20
0kg/cm2、2分間の条件下で作成した250μm
厚のフィルムを幅15mm×長さ80mmに切り、測定
した。
【0105】なお、上記の機器は以下に記す機器を使用
した。 GPC:TOSOH HLC−8020(東ソ−株式会
社製) DSC:DSC 200(セイコ−電子工業株式会社
製) 引張試験:テンシロン(東洋精機株式会社製)
【0106】〔実施例1〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、数平均分子量
400のポリプロピレングリコール45g、エチレング
リコール4.1g、セバシン酸25gを仕込み、窒素雰
囲気下、150℃から10℃/時間で昇温させながら加
熱攪拌した。
【0107】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、水の留出が止まったことを確認後、チタンイソプ
ロピルチタネート0.01gを添加して0.5Torr
の減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行っ
た。得られたポリエーテルポリエステルは数平均分子量
18,000、重量平均分子量33,000の粘ちょう
な液状であった。
【0108】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0109】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量55,000、重量
平均分子量93,000であった。ガラス転移点は約5
0℃に観測され、融点は約156℃であった。また、引
張破断歪は10%、引張破断強度は390kgf/cm
2、引張初期弾性率は13,000kgf/cm2であっ
た。
【0110】〔実施例2〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、エチレングリ
コール21g、セバシン酸50gを仕込み、窒素雰囲気
下、150℃から10℃/時間で昇温させながら加熱攪
拌した。生成する水を留去しながら220℃まで昇温
し、水の留出が止まったことを確認後、チタンイソプロ
ピルチタネート0.01gを添加して0.5Torrの
減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行った。
得られたポリエステル(A−1)は数平均分子量20,
000、重量平均分子量35,000の白色固体であっ
た。
【0111】得られたポリエステル(A−1)13g、
数平均分子量3,000のポリプロピレングリコール6
0gを攪拌機、精留器、ガス導入管を付した200ml
の4つ口フラスコに仕込み、0.5Torrの減圧下、
220℃で脱グリコール反応を3時間行った。得られた
ポリエーテルポリエステル(A−2)は数平均分子量2
1,000、重量平均分子量36,000の粘ちょうな
液状であった。
【0112】得られたポリエーテルポリエステル10
g、L−ラクタイド85g、D−ラクタイド5g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0113】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量87,000、重量
平均分子量150,000であった。ガラス転移点は約
53℃に観測され、融点は約158℃であった。また、
引張破断歪は6%、引張破断強度は490kgf/cm
2、引張初期弾性率は21,000kgf/cm2であっ
た。
【0114】〔実施例3〕実施例2で得られたポリエー
テルポリエステル(A−2)30g、L−ラクタイド6
8g、D−ラクタイド2g、トルエン10mlを、20
0mlセパラブルフラスコに仕込み、窒素雰囲気下、1
75℃、0.25時間、溶融、混合させ、オクタン酸錫
を0.03g添加した。
【0115】3時間反応後、生成した共重合体を取り出
した。得られた乳酸系ポリエーテルポリエステルは透明
で、GPCより数平均分子量72,000、重量平均分
子量120,000であった。ガラス転移点は僅かでは
あるが約53℃に観測され、融点は約158℃であっ
た。また、引張破断歪は11%、引張破断強度は420
kgf/cm2、引張初期弾性率は19,000kgf
/cm2であった。
【0116】〔実施例4〕実施例2で得られたポリエー
テルポリエステル(A−2)50g、L−ラクタイド4
8g、D−ラクタイド2g、トルエン10mlを、20
0mlセパラブルフラスコに仕込み、窒素雰囲気下、1
75℃、0.25時間、溶融、混合させ、オクタン酸錫
を0.03g添加した。3時間反応後、生成した共重合
体を取り出した。
【0117】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量52,000、重量
平均分子量71,000であった。ガラス転移点は僅か
ではあるが約53℃に観測され、融点は約153℃であ
った。また、引張破断歪は200%、引張破断強度は3
50kgf/cm2 、引張初期弾性率は6,200kg
f/cm2 であった。
【0118】〔実施例5〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、数平均分子量
3,000のポリプロピレングリコール90g、エチレ
ングリコール2.0g、セバシン酸8.7gを仕込み、
窒素雰囲気下、150℃から10℃/時間で昇温させな
がら加熱攪拌した。生成する水を留去しながら220℃
まで昇温し水の留出が止まったことを確認後、チタンイ
ソプロピルチタネート0.01gを添加し0.5Tor
rの減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行っ
た。
【0119】得られたポリエーテルポリエステルは数平
均分子量19,000、重量平均分子量32,000の
粘ちょうな液状であった。得られたポリエーテルポリエ
ステル30g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド
2g、トルエン10mlを、200mlセパラブルフラ
スコに仕込み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時
間、溶融、混合させ、オクタン酸錫を0.03g添加し
た。
【0120】3時間反応後、生成した共重合体を取り出
した。得られた乳酸系ポリエーテルポリエステルは透明
で、GPCより数平均分子量45,000、重量平均分
子量88,000であった。ガラス転移点は約50℃に
観測され、融点は約156℃であった。また、引張破断
歪は10%、引張破断強度は360kgf/cm2 、引
張初期弾性率は18,000kgf/cm2であった。
【0121】〔実施例6〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、プロピレング
リコール26g、セバシン酸50gを仕込み、窒素雰囲
気下、150℃から10℃/時間で昇温させながら加熱
攪拌した。生成する水を留去しながら220℃まで昇温
し、水の留出が止まったことを確認後、チタンイソプロ
ピルチタネート0.01gを添加して0.5Torrの
減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行った。
【0122】得られたポリエステルは数平均分子量1
7,000、重量平均分子量28,000の粘ちょうな
液状であった。得られたポリエステル14g、数平均分
子量3,000のポリプロピレングリコール60gを攪
拌機、精留器、ガス導入管を付した200mlの4つ口
フラスコに仕込み、0.5Torrの減圧下、220℃
で脱グリコール反応を3時間行った。得られたポリエー
テルポリエステルは数平均分子量20,000、重量平
均分子量35,000の粘ちょうな液状であった。
【0123】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0124】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量61,000、重量
平均分子量120,000であった。ガラス転移点は約
53℃に観測され、融点は約152℃とわかった。ま
た、引張破断歪は15%、引張破断強度は330kgf
/cm2 、引張初期弾性率は12,000kgf/cm
2 であった。
【0125】〔実施例7〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、数平均分子量
2,000のポリエチレングリコール110g、エチレ
ングリコール3.2g、セバシン酸16gを仕込み、窒
素雰囲気下、150℃から10℃/時間で昇温させなが
ら加熱攪拌した。
【0126】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、水の留出が止まったことを確認後、チタンイソプ
ロピルチタネート0.01gを添加し0.5Torrの
減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行った。
得られたポリエーテルポリエステルは数平均分子量1
8,000、重量平均分子量33,000の固体であっ
た。
【0127】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0128】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量45,000、重量
平均分子量88,000であった。ガラス転移点は約5
0℃に観測され、融点は約156℃であった。また、引
張破断歪は120%、引張破断強度は200kgf/c
2 、引張初期弾性率は7,100kgf/cm2 であ
った。
【0129】〔実施例8〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、数平均分子量
20,000のポリエチレングリコール140g、エチ
レングリコール1.0g、セバシン酸2.0gを仕込
み、窒素雰囲気下、150℃から10℃/時間で昇温さ
せながら加熱攪拌した。
【0130】生成する水を留去しながら220℃まで昇
温し、水の留出が止まったことを確認後、チタンイソプ
ロピルチタネート0.01gを添加して0.5Torr
の減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行っ
た。得られたポリエーテルポリエステルは数平均分子量
42,000、重量平均分子量58,000の固体であ
った。
【0131】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0132】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量72,000、重量
平均分子量130,000であった。ガラス転移点は約
50℃に観測され、融点は約152℃であった。また、
引張破断歪は94%、引張破断強度は210kgf/c
2 、引張初期弾性率は6,800kgf/cm2 であ
った。
【0133】〔実施例9〕攪拌機、精留器、ガス導入管
を付した300mlの4つ口フラスコに、エチレングリ
コール57g、アジピン酸100gを仕込み、窒素雰囲
気下、150℃から10℃/時間で昇温させながら加熱
攪拌した。生成する水を留去しながら200℃まで昇温
し、水の留出が止まったことを確認後、3Torrの減
圧下、200℃で脱グリコール反応を30分間行った。
【0134】これに数平均分子量3,000のポリプロ
ピレングリコール714g、チタンイソプロピルチタネ
ート0.01gを添加して0.5Torrの減圧下、2
00℃で脱グリコール反応を3時間行った。得られたポ
リエーテルポリエステル(A−3)は数平均分子量2
5,000、重量平均分子量40,000の粘ちょうな
液状であった。
【0135】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0136】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量610,000、重
量平均分子量11,000であった。ガラス転移点は約
50℃に観測され、融点は約152℃であった。また、
引張破断歪は27%、引張破断強度は280kgf/c
2、引張初期弾性率は10,000kgf/cm2であ
った。
【0137】〔実施例10〕攪拌機、精留器、ガス導入
管を付した3lの4つ口フラスコに、エチレングリコー
ル71g、こはく酸100gを仕込み、窒素雰囲気下、
150℃から10℃/時間で昇温させながら加熱攪拌し
た。生成する水を留去しながら200℃まで昇温し、水
の留出が止まったことを確認後、3Torrの減圧下、
200℃で脱グリコール反応を30分行った。
【0138】これに数平均分子量3,000のポリプロ
ピレングリコール890g、チタンイソプロピルチタネ
ート0.01gを添加して0.5Torrの減圧下、2
00℃で脱グリコール反応を3時間行った。得られたポ
リエステルは数平均分子量22,000、重量平均分子
量39,000の粘ちょうな液状であった。
【0139】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0140】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量720,000、重
量平均分子量12,000であった。ガラス転移点は約
50℃に観測され、融点は約152℃とわかった。ま
た、引張破断歪は29%、引張破断強度は270kgf
/cm2、引張初期弾性率は10,000kgf/cm2
であった。
【0141】〔実施例11〕攪拌機、精留器、ガス導入
管を付した300mlの4つ口フラスコに、実施例9で
得られたポリエーテルポリエステル(A−3)30g、
無水ピロメリット酸(以後PMDAと略)0.18gを
仕込み、0.5Torrの減圧下、200℃で脱グリコ
ール反応を3時間行った。得られたポリエステルは数平
均分子量33,000、重量平均分子量90,000の
粘ちょうな液状であった。
【0142】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0143】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量65,000、重量
平均分子量13,000、ガラス転移点は約53℃に観
測され、融点は約150℃であった。また、引張破断歪
は43%、引張破断強度は220kgf/cm2、引張
初期弾性率は9,100kgf/cm2であった。
【0144】〔実施例12〕攪拌機、精留器、ガス導入
管を付した300mlの4つ口フラスコに、エチレング
リコール57g、アジピン酸100g、無水ピロメリッ
ト酸0.6gを仕込み、窒素雰囲気下、150℃から1
0℃/時間で昇温させながら加熱攪拌した。生成する水
を留去しながら200℃まで昇温し、水の留出が止まっ
たことを確認後、3Torrの減圧下、200℃で脱グ
リコール反応を30分行った。
【0145】これに数平均分子量3,000のポリプロ
ピレングリコール719g、チタンイソプロピルチタネ
ート0.01gを添加して0.5Torrの減圧下、2
00℃で脱グリコール反応を3時間行った。得られたポ
リエーテルポリエステルは数平均分子量25,000、
重量平均分子量40,000の粘ちょうな液状であっ
た。
【0146】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。得られた乳酸系
ポリエーテルポリエステルは透明で、GPCより数平均
分子量51,000、重量平均分子量110,000で
あった。ガラス転移点は約50℃に観測され、融点は約
152℃であった。また、引張破断歪は31%、引張破
断強度は330kgf/cm2、引張初期弾性率は1
0,000kgf/cm2であった。
【0147】〔実施例13〕実施例2で得られたポリエ
ステル(A−1)13g、数平均分子量4,025のポ
リエチレングリコールとポリプロピレングリコールのブ
ロック共重合体(三洋化成工業株式会社製PE−75)
80gを攪拌機、精留器、ガス導入管を付した200m
lの4つ口フラスコに仕込み、0.5Torrの減圧
下、220℃で脱グリコール反応を3時間行った。得ら
れたポリエーテルポリエステルは数平均分子量25,0
00、重量平均分子量44,000の粘ちょうな液状で
あった。
【0148】得られたポリエーテルポリエステル30
g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド2g、トル
エン10mlを、200mlセパラブルフラスコに仕込
み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時間、溶融、混
合させ、オクタン酸錫を0.03g添加した。3時間反
応後、生成した共重合体を取り出した。
【0149】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量57,000、重量
平均分子量83,000、ガラス転移点は約50℃に観
測され、融点は約152℃であった。また、引張破断歪
は32%、引張破断強度は310kgf/cm2 、引張
初期弾性率は10,000kgf/cm2 であった。
【0150】〔実施例14〕実施例2で得られたポリエ
ステル(A−1)11g、数平均分子量4,025のポ
リエチレングリコールとポリプロピレングリコールのブ
ロック共重合体(三洋化成工業株式会社製PE−75)
90g、数平均分子量3,000のポリエチレングリコ
ールとポリプロピレングリコールのトリオール型ブロッ
ク共重合体(三洋化成工業株式会社製GL−3000)
10gを攪拌機、精留器、ガス導入管を付した200m
lの4つ口フラスコに仕込み、0.5Torrの減圧
下、220℃で脱グリコール反応を3時間行った。
【0151】得られたポリエーテルポリエステルは数平
均分子量31,000、重量平均分子量59,000の
粘ちょうな液状であった。得られたポリエーテルポリエ
ステル30g、L−ラクタイド68g、D−ラクタイド
2g、トルエン10mlを、200mlセパラブルフラ
スコに仕込み、窒素雰囲気下、175℃、0.25時
間、溶融、混合させ、オクタン酸錫を0.03g添加し
た。3時間反応後、生成した共重合体を取り出した。
【0152】得られた乳酸系ポリエーテルポリエステル
は透明で、GPCより数平均分子量79,000、重量
平均分子量130,000であった。ガラス転移点は約
51℃に観測され、融点は約152℃であった。また、
引張破断歪は40%、引張破断強度は290kgf/c
2、引張初期弾性率は10,000kgf/cm2であ
った。
【0153】実施例3で得られた乳酸系共重合ポリエー
テルポリエステルをホットプレスを使用し、厚さ10c
m×10cm、100μmのシートを作成した。165
℃、200kg/cm2 、2分間のプレス条件下で得ら
れたシートの重量平均分子量は117,000であっ
た。このシートを、土中に埋設し、生分解試験を試み
た。結果を表1に示す。
【0154】
【表1】
【0155】〔比較例1〕L−ラクタイド100gに、
トルエン15mlを加えて、窒素ガス雰囲気下で、17
5℃、0.25時間、溶解・混合させ、開環重合触媒と
してオクタン酸錫を0.03g加え、3時間重合を行っ
た。反応後、減圧下にトルエンを除いた。生成したL−
ポリ乳酸は重量平均分子量273,000、数平均分子
量140,000の無色透明な樹脂であった。これのガ
ラス転移点は約57℃、融点は約158℃であった。ま
た引張破断歪は3%、引張破断強度は500kgf/c
2、引張初期弾性率は16,000kgf/cm2
あった。
【0156】〔比較例2〕L−ラクタイド70gに、ポ
リカプロラクトン(UCC社製「トーン」)30g、ト
ルエン15gを加えて、窒素ガス雰囲気下で、175
℃、0.25時間、溶解・混合させ、開環重合触媒とし
てオクタン酸錫を0.03g加え、3時間重合を行っ
た。反応後、減圧下にトルエンを除いた。生成したラク
タイド系共重合ポリエーテルポリエステルは重量平均分
子量223,000、数平均分子量110,000の白
色の樹脂であった。これのガラス転移点は約47℃、融
点は約149℃、引張破断歪は30%、引張破断強度は
250kgf/cm2、引張初期弾性率は13,000
kgf/cm2であった。
【0157】実施例、比較例で得られた乳酸系共重合体
についての測定結果を、表2から表表に記載する。な
お、表中の略語は下記の内容を示す。
【0158】セバシン酸:SeA アジピン酸:AA コハク酸:SA 無水ピロメリット酸:PMDA
【0159】エチレングリコール:EG プロピレングリコール:PG ポリエチレングリコール:PEG ポリプロピレングリコール:PPG PEGとPPGのブロック共重合体:EbP PEGとPPGのトリオール型ブロック共重合体:tE
bP
【0160】
【表2】
【0161】
【表3】
【0162】
【表4】
【0163】
【表5】
【0164】
【表6】
【0165】
【発明の効果】本発明は、十分な高分子量、耐熱性、熱
安定性を有し、用途に応じた剛性、柔軟性、透明性を有
する生分解性の乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造
方法をを提供できる。
フロントページの続き (72)発明者 松木 桂子 千葉県佐倉市大崎台1−3−4−303 (72)発明者 上倉 正雄 千葉県佐倉市大蛇町677−43 (56)参考文献 特開 平8−245775(JP,A) 特開 平6−298917(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式1で表わされる繰り返し単位を有
    するポリエーテルポリエステル(A)と、 一般式1 【化1】 (式中、m、x、y、zは1以上の整数である。R1
    7は水素又は炭化水素基、R3、R5はメチレン炭素数
    の合計が2以上の脂肪族炭化水素基であり、R2、R4
    6はアルキレン基及びまたは一般式2の化学構造を有
    する。 一般式2 【化2】 (式中、R8、R9、R10はアルキレン基であり、a、
    b、cは0又は1以上の整数で、かつ、a+b+cが1
    以上の整数である。)ラクタイド(B)とを、重合触媒
    (C)の存在下で共重合させる乳酸系ポリエーテルポリ
    エステルの製造方法であって、前記ポリエーテルポリエ
    ステル(A)中のエーテル基とエステル基のモル比が9
    99/1〜200/800であることを特徴とする乳酸
    系ポリエーテルポリエステルの製造方法
  2. 【請求項2】 ポリエーテルポリエステル(A)が、3
    官能以上の多価カルボン酸(及び/又はその酸無水物)
    (D)で高分子量化されたポリエーテルポリエステルで
    あることを特徴とする請求項1に記載の乳酸系ポリエー
    テルポリエステルの製造方法。
  3. 【請求項3】 ポリエーテルポリエステル(A)とラク
    タイド(B)との重量比が、60/40〜5/95であ
    ることを特徴とする請求項1又は2に記載の乳酸系ポリ
    エーテルポリエステルの製造方法。
  4. 【請求項4】 ポリエーテルポリオール(E)と、ポリ
    オール(F)と、ジカルボン酸(G)と、及び/又は3
    官能以上の多価カルボン酸及び/又はその酸無水物
    (D)とを反応させることにより得られるポリエーテル
    ポリエステル(H)と、ラクタイド(B)とを重合触媒
    (C)の存在下で共重合させる乳酸系ポリエーテルポリ
    エステルの製造方法であって、前記ポリエーテルポリエ
    ステル(H)中のエーテル基とエステル基のモル比が9
    99/1〜200/800であることを特徴とする乳酸
    系ポリエーテルポリエステルの製造方法。
  5. 【請求項5】 ポリエーテルポリエステル(H)とラク
    タイド(B)との重量比が、60/40〜5/95であ
    ることを特徴とする請求項に記載の乳酸系ポリエーテ
    ルポリエステルの製造方法。
  6. 【請求項6】 ポリエーテルポリオール(E)が、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、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重
    合体であるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)
    グリコールからなる群より選ばれる1種類以上である
    求項4又は5に記載の乳酸系エーテルポリエステルの製
    造方法。
  7. 【請求項7】 ポリオール(F)が、エチレングリコー
    及びプロピレングリコールからなる群より選ばれる1
    種類以上のジオールであることを特徴とする請求項4又
    は5に記載の乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方
    法。
  8. 【請求項8】 ジカルボン酸(G)が、コハク酸、アジ
    ピン酸、セバシン酸、及びその酸無水物、及びそれらの
    メチルエステル、エチルエステルからなる群より選ばれ
    る1種類以上のジカルボン酸であることを特徴とする請
    求項4又は5に記載の乳酸系ポリエーテルポリエステル
    の製造方法。
  9. 【請求項9】 ポリオール(F)と、ジカルボン酸
    (G)と、及び/又は3官能以上の多価カルボン酸及び
    /又はその酸無水物(D)とから成るポリエステルと、
    ポリエーテルポリオール(E)とをエステル交換反応さ
    せることにより得られるポリエーテルポリエステル
    (I)と、ラクタイド(B)とを重合触媒(C)の存在
    下で共重合させることを特徴とする乳酸系ポリエーテル
    ポリエステルの製造方法。
  10. 【請求項10】 ポリエーテルポリエステル(I)が、
    ポリエーテルポリエステル中のエーテル基とエステル基
    のモル比が999/1〜200/800であることを特
    徴とする請求項に記載の乳酸系ポリエーテルポリエス
    テルの製造方法。
  11. 【請求項11】 ポリエーテルポリエステル(I)とラ
    クタイド(B)との重量比が、60/40〜5/95で
    あることを特徴とする請求項9又は10に記載の乳酸系
    ポリエーテルポリエステルの製造方法。
  12. 【請求項12】 ポリエーテルポリオール(E)が、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、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重
    合体であるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)
    グリコールからなる群より選ばれる1種類以上であるこ
    とを特徴とする請求項9〜11のいずれか一つに記載の
    乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方法。
  13. 【請求項13】 ポリオール(F)が、エチレングリコ
    ール及びプロピレングリコールからなる群より選ばれる
    1種類以上のジオールであることを特徴とする請求項
    〜11のいずれか一つに記載の乳酸系ポリエーテルポリ
    エステルの製造方法。
  14. 【請求項14】 ジカルボン酸(G)が、コハク酸、ア
    ジピン酸、セバシン酸、及びその酸無水物、及びそれら
    のメチルエステル、エチルエステルからなる群より選ば
    れる1種類以上のジカルボン酸であることを特徴とする
    請求項9〜11のいずれか一つに記載の乳酸系ポリエー
    テルポリエステルの製造方法。
  15. 【請求項15】 ポリオール(F)と、ジカルボン酸
    (G)とを反応させて得られるポリエステルと、ポリエ
    ーテルポリオール(E)とを反応させて得られるポリエ
    ーテルポリエステルに、3官能以上の多価カルボン酸
    (及び/又はその酸無水物)を反応させることにより得
    られるポリエーテルポリエステル(J)と、ラクタイド
    (B)とを重合触媒(C)の存在下で共重合させること
    を特徴とする乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方
    法。
  16. 【請求項16】 ポリエーテルポリエステル(J)が、
    ポリエーテルポリエステル中のエーテル基とエステル基
    のモル比が999/1〜200/800であることを特
    徴とする請求項15に記載の乳酸系ポリエーテルポリエ
    ステルの製造方法。
  17. 【請求項17】 ポリエーテルポリエステル(J)とラ
    クタイド(B)との重量比が、60/40〜5/95で
    あることを特徴とする請求項15又は16に記載の乳酸
    系ポリエーテルポリエステルの製造方法。
  18. 【請求項18】 ポリエーテルポリオール(E)が、ポ
    リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
    び、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重
    合体であるポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)
    グリコールからなる群より選ばれる1種類以上であるこ
    とを特徴とする請求項15〜17のいずれか一つに記載
    の乳酸系ポリエーテルポリエステルの製造方法。
  19. 【請求項19】 ポリオール(F)が、エチレングリコ
    ール及びプロピレングリコールからなる群より選ばれる
    1種類以上のジオールであることを特徴とする請求項
    5から17のいずれか一つに記載の乳酸系ポリエーテル
    ポリエステルの製造方法。
  20. 【請求項20】 ジカルボン酸(G)が、コハク酸、ア
    ジピン酸、セバシン酸、及びその酸無水物、及びそれら
    のメチルエステル、エチルエステルからなる群より選ば
    れる1種類以上のジカルボン酸であることを特徴とする
    請求項15から17のいずれか一つに記載の乳酸系ポリ
    エーテルポリエステルの製造方法。
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