JP2002179897A - Method for imparting biodegradability to thermoplastic aromatic polyester - Google Patents
Method for imparting biodegradability to thermoplastic aromatic polyesterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性芳香族ポリ
エステルを生分解する方法に関する。The present invention relates to a method for biodegrading a thermoplastic aromatic polyester.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチ
レンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性芳香族ポ
リエステルは優れた耐熱性や機械的性質、耐薬品性など
を有しているため、繊維、フィルム、樹脂などとして広
範囲で使用されている。2. Description of the Related Art Polyethylene terephthalate (PE)
T), thermoplastic aromatic polyesters such as polyethylene naphthalate (PEN) and polybutylene terephthalate (PBT) have excellent heat resistance, mechanical properties, chemical resistance, etc., so that fibers, films, resins, etc. As widely used.
【0003】従来より生分解性を有するポリエステル
は、脂肪族のポリエステルを中心に検討がなされてき
た。一方、芳香族ポリエステルの分解については一般的
に困難であるとされている。(「生分解性高分子材料」
263〜276(1990)、工業調査会、東京)。し
かし、芳香族成分を含む生分解性ポリマーもいくつか検
討されている。たとえばWO95−14740号公報に
は、スルホイソフタル酸や脂肪族成分を共重合したもの
などが開示されている。しかし、本発明のような無機成
分を分散させて生分解性を高める方法については何ら開
示されていない。[0003] Conventionally, biodegradable polyesters have been studied mainly on aliphatic polyesters. On the other hand, it is generally considered difficult to decompose the aromatic polyester. ("Biodegradable polymer material"
263-276 (1990), Industrial Research Committee, Tokyo). However, some biodegradable polymers containing an aromatic component have also been studied. For example, WO95-14740 discloses a copolymer of sulfoisophthalic acid and an aliphatic component. However, there is no disclosure of a method for enhancing biodegradability by dispersing an inorganic component as in the present invention.
【0004】ポリカプロラクトンなどの脂肪族ポリエス
テルにおいて、膨潤性層状珪酸塩を分子レベルで分散さ
せることで生分解性の向上という報告がなされている
(ANTEC’99,Biodegradable P
lastics 99 Conference)が、芳
香族ポリエステルにおいては何ら検討されていない。In aliphatic polyesters such as polycaprolactone, it has been reported that biodegradability is improved by dispersing a swellable layered silicate at a molecular level (ANTEC '99, Biodegradable P).
plastics 99 Conference) has not been studied in aromatic polyesters.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、芳香族
ポリエステルの生分解は非常に困難な技術である。本発
明の目的は、共重合により芳香族ポリエステルの構造を
改良するのではなく、簡便な手法により芳香族ポリエス
テルの生分解性を発現させ向上することにある。As described above, biodegradation of aromatic polyester is a very difficult technique. An object of the present invention is not to improve the structure of the aromatic polyester by copolymerization, but to develop and improve the biodegradability of the aromatic polyester by a simple method.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱可塑性
芳香族ポリエステル中に膨潤性層状珪酸塩を高度に分散
することにより芳香族ポリエステルの生分解性を向上さ
せることを見出し本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have found that the biodegradability of an aromatic polyester can be improved by highly dispersing a swellable layered silicate in a thermoplastic aromatic polyester, and have made the present invention. It was completed.
【0007】すなわち本発明は次の通りである。 1.熱可塑性芳香族ポリエステル中に、膨潤性層状珪酸
塩を分散させることによる、熱可塑性芳香族ポリエステ
ルに生分解性を付与する方法。 2.膨潤性層状珪酸塩は、有機オニウムイオンで処理さ
れたものである、上記1の方法。 3.有機オニウムイオンが、4級アンモニウムイオンで
ある上記2の方法。 4.4級アンモニウムイオンが下記式(1)で示される
上記3の方法。That is, the present invention is as follows. 1. A method for imparting biodegradability to a thermoplastic aromatic polyester by dispersing a swellable layered silicate in the thermoplastic aromatic polyester. 2. The method of claim 1, wherein the swellable layered silicate has been treated with an organic onium ion. 3. The method according to the above 2, wherein the organic onium ion is a quaternary ammonium ion. 4. The method according to the above 3, wherein the quaternary ammonium ion is represented by the following formula (1).
【0008】[0008]
【化2】 Embedded image
【0009】(式(1)中、R1,R2,R3及びR4はそ
れぞれ独立に、炭素数1〜30のアルキル基またはポリ
アルキレンオキサイド基である。) 5.膨潤性層状珪酸塩がモンモリロナイトまたは膨潤性
マイカである、上記1〜4の方法。 6.ポリエステル複合材料中に占める膨潤性層状珪酸塩
の含有量は0.5〜10重量%である、上記1〜5の方
法。(In the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a polyalkylene oxide group.) The method according to any one of the above 1 to 4, wherein the swellable layered silicate is montmorillonite or swellable mica. 6. The method according to any one of the above 1 to 5, wherein the content of the swellable phyllosilicate in the polyester composite material is 0.5 to 10% by weight.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明で使用される膨潤性層状珪
酸塩は、陽イオン交換能を有しさらに層間に水を取り込
んで膨潤する性質を示す層状珪酸塩である。例えば、ス
メクタイト系粘土鉱物としてヘクトライト、サポナイ
ト、スチブンサイト、バイデライト、モンモリロナイト
又はこれらの天然または化学的に合成したもの、又これ
らの置換体、誘導体、あるいは混合物が挙げることがで
きる。また膨潤性マイカとしては、化学的に合成した層
間に例えばLi,Naイオンを持った合成膨潤性雲母叉はこ
れらの置換体、誘導体あるいは混合物が挙げることがで
きる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The swellable phyllosilicate used in the present invention is a phyllosilicate having a cation exchange ability and exhibiting the property of swelling by taking in water between layers. Examples of the smectite-based clay mineral include hectorite, saponite, stevensite, beidellite, montmorillonite, natural or chemically synthesized ones thereof, and substituted, derivative, or mixtures thereof. Examples of the swellable mica include synthetic swellable mica having chemically-synthesized layers, for example, Li and Na ions, or a substituted body, a derivative or a mixture thereof.
【0011】本発明では、上記膨潤性層状珪酸塩を有機
オニウムイオンによって処理したものを用いるのがよ
い。使用される有機オニウムイオンは、下記式(1)In the present invention, it is preferable to use the swellable layered silicate treated with an organic onium ion. The organic onium ion used is represented by the following formula (1)
【0012】[0012]
【化3】 Embedded image
【0013】(式中、R1,R2,R3及びR4は、それぞ
れ独立に、炭素数1〜30のアルキル基またはポリアル
キレンオキサイド基である。)の構造である4級アンモ
ニウムイオンが好ましい。ここで、炭素数1〜30のア
ルキル基としては、炭素数1〜18のアルキル基が好まし
い。(Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a polyalkylene oxide group). preferable. Here, the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
【0014】上記式(1)で表される有機オニウムイオ
ンは、4級アンモニウムイオンが好ましい。具体的には
ドデシルトリメチルアンモニムクロライド、テトラデシ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルト
リメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメ
チルアンモニウムクロライド、オレイルトリメチルアン
モニウムクロライド、ジドデシルジメチルアンモニウム
クロライド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムクロ
ライド、ジヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライ
ド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、
ジオレイルジメチルアンモニウムクロライドドデシルジ
メチルベンジルアンモニムクロライド、テトラデシルジ
メチルベンジルアンモニウムクロライド、ヘキサデシル
ジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシ
ルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オレイル
ジメチルベンジルクロライド、ヒドロキシポリオキシエ
チレンドデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヒド
ロキシポリオキシエチレンテトラデシルジメチルアンモ
ニウムクロライド、ヒドロキシポリオキシエチレンヘキ
サデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヒドロキシ
ポリオキシエチレンオクタデシルジメチルアンモニウム
クロイド、ヒドロキシポリオキシエチレンオレイルジメ
チルアンモニウムクロライド、ジヒドロキシポリオキシ
エチレンドデシルメチルアンモニウムクロライド、ジヒ
ドロキシポリオキシエチレンテトラデシルメチルアンモ
ニウムクロライド、ジヒドロキシポリオキシエチレンヘ
キサデシルメチルアンモニウムクロライド、ジヒドロキ
シポリオキシエチレンオクタデシルメチルアンモニウム
クロライド、ジヒドロキシポリオキシエチレンオレイル
メチルアンモニウムクロライド、ジヒドロキシポリオキ
シプロピレンテトラデシルメチルアンモニウムクロライ
ド、ジヒドロキシポリオキシブチレンテトラデシルメチ
ルアンモニウムクロライド、が挙げられる。The organic onium ion represented by the above formula (1) is preferably a quaternary ammonium ion. Specifically, dodecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride, oleyltrimethylammonium chloride, didodecyldimethylammonium chloride, ditetradecyldimethylammonium chloride, dihexadecyldimethylammonium Chloride, dioctadecyl dimethyl ammonium chloride,
Dioleyldimethylammonium chloride dodecyldimethylbenzylammonium chloride, tetradecyldimethylbenzylammonium chloride, hexadecyldimethylbenzylammonium chloride, octadecyldimethylbenzylammonium chloride, oleyldimethylbenzylchloride, hydroxypolyoxyethylene dodecyldimethylammonium chloride, hydroxypolyoxyethylene Tetradecyl dimethyl ammonium chloride, hydroxy polyoxyethylene hexadecyl dimethyl ammonium chloride, hydroxy polyoxy ethylene octadecyl dimethyl ammonium chloride, hydroxy polyoxy ethylene oleyl dimethyl ammonium chloride, dihydroxy polyoxy ethylene dodecyl Tylammonium chloride, dihydroxypolyoxyethylenetetradecylmethylammonium chloride, dihydroxypolyoxyethylenehexadecylmethylammonium chloride, dihydroxypolyoxyethyleneoctadecylmethylammonium chloride, dihydroxypolyoxyethyleneoleylmethylammonium chloride, dihydroxypolyoxypropylenetetradecylmethylammonium Chloride, dihydroxypolyoxybutylenetetradecylmethylammonium chloride.
【0015】膨潤性層状珪酸塩の有機オニウムイオンで
の処理方法は、通常、膨潤性層状珪酸塩1重量部、有機
オニウムイオン1〜10 重量部とを水中で混合した後、乾
燥する。水の量は、膨潤性層状珪酸塩の1 〜100 倍であ
る。また混合するときの温度は、30 ℃〜70 ℃であり、
混合時間は0.5 〜2 時間が好ましい。乾燥条件として
は、70 〜100 ℃で3日間常圧乾燥、2日間真空乾燥が
好ましい。In the method of treating the swellable phyllosilicate with organic onium ions, usually, 1 part by weight of the swellable phyllosilicate and 1 to 10 parts by weight of organic onium ions are mixed in water and then dried. The amount of water is 1 to 100 times that of the swellable phyllosilicate. The temperature at the time of mixing is 30 ° C to 70 ° C,
The mixing time is preferably 0.5 to 2 hours. As the drying conditions, drying under normal pressure at 70 to 100 ° C. for 3 days and vacuum drying for 2 days are preferable.
【0016】本発明で使用される熱可塑性芳香族ポリエ
ステルとしては、具体的にはポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレ
フタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタ
レート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフ
タレート、ポリエチレンイソフタレート-テレフタレー
ト共重合体、ポリブチレンイソフタレート-テレフタレ
ート共重合体、ポリシクロヘキシレンジメチレンイソフ
タレート-テレフタレート共重合体などの芳香族ジカル
ボン酸とジオールとの重縮合物を主たる繰り返し成分に
有するポリエステルのことを言うがこれらに限定されな
い。Specific examples of the thermoplastic aromatic polyester used in the present invention include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polycyclohexylene dimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, and polyethylene isophthalate. Polyesters containing a polycondensate of an aromatic dicarboxylic acid and a diol as the main repeating component, such as -terephthalate copolymer, polybutylene isophthalate-terephthalate copolymer, polycyclohexylene dimethylene isophthalate-terephthalate copolymer, etc. But is not limited to these.
【0017】これら芳香族ポリエステルの原料モノマー
である芳香族ジカルボン酸成分としては、具体的には公
知の芳香族ポリエステル原料であるすべてのジカルボン
酸、ジカルボン酸エステル、ヒドロキシカルボン酸及び
ジオールが使用可能である。例えば、ジカルボン酸とし
てテレフタル酸、オルトフタル酸、クロルフタル酸、ニ
トロフタル酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフ
タレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、1,
5-ナフタレンジカルボン酸、4,4′-ビフェニルジカルボ
ン酸、2,2′-ビフェニルジカルボン酸、4,4′-ジフェニ
ルエーテルジカルボン酸、4,4′-ジフェニルメタンジカ
ルボン酸、4,4′-ジフェニルスルフォンジカルボン酸、
4,4′-ジフェニルイソプロピリデンジカルボン酸、1,2-
ビス(4-カルボキシフェノキシ)-エタン、5-ナトリウム
スルホイソフタル酸、5-テトラブチルフォスフォニウム
スルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ
酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、オクタデカンジカ
ルボン酸、ダイマー酸、マレイン酸及びフマル酸等の脂
肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸な
どの環状脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。ジカル
ボン酸エステルとしては、上記のジカルボン酸のメチル
エステルが挙げられる。ヒドロキシカルボン酸として
は、p-ヒドロキシ安息香酸、p-ヒドロキシエトキシ安息
香酸、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、4′-ヒドロキシ-ビ
フェニル-4-カルボン酸等の芳香族ヒドロキシカルボン
酸などが挙げられる。As the aromatic dicarboxylic acid component which is a raw material monomer for the aromatic polyester, specifically, all known dicarboxylic acids, dicarboxylic acid esters, hydroxycarboxylic acids and diols which are known aromatic polyester raw materials can be used. is there. For example, terephthalic acid, orthophthalic acid, chlorophthalic acid, nitrophthalic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid,
5-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 2,2'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-diphenyletherdicarboxylic acid, 4,4'-diphenylmethanedicarboxylic acid, 4,4'-diphenylsulfonedicarboxylic acid acid,
4,4'-diphenylisopropylidene dicarboxylic acid, 1,2-
Aromatic dicarboxylic acids such as bis (4-carboxyphenoxy) -ethane, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-tetrabutylphosphonium sulfoisophthalic acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacin Examples thereof include acids, dodecandioic acid, octadecanedicarboxylic acid, dimer acids, aliphatic dicarboxylic acids such as maleic acid and fumaric acid, and cyclic aliphatic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. Examples of the dicarboxylic acid ester include a methyl ester of the above dicarboxylic acid. Examples of the hydroxycarboxylic acid include aromatic hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid, p-hydroxyethoxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, and 4′-hydroxy-biphenyl-4-carboxylic acid. .
【0018】芳香族ポリエステルの原料モノマーである
ジオールとしては、例えばエチレングリコール、プロピ
レングリコール、1,3-ブタンジオール1,4-ブタンジオー
ル、2,2-ジメチルプロパンジオール、ネオペンチルグリ
コール、1,5-ペンタジオール、1,6-ヘキサンジオール、
1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール1,4-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、1,2-シクロヘキサンジメタノール、トリメチレン
グリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレ
ングリコール、オクタメチレングリコール、ジエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレング
リコール、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビスフェノ
ールA及び2,2-ビス(2′-ヒドロキシエトキシフェニル)
プロパンが挙げられる。Examples of the diol which is a raw material monomer of the aromatic polyester include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol 1,4-butanediol, 2,2-dimethylpropanediol, neopentyl glycol, 1,5 -Pentadiol, 1,6-hexanediol,
1,8-octanediol, 1,10-decanediol 1,4-cyclohexane dimethanol, 1,3-cyclohexane dimethanol, 1,2-cyclohexane dimethanol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, octadiol Methylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, hydroquinone, resorcinol, bisphenol A and 2,2-bis (2'-hydroxyethoxyphenyl)
Propane.
【0019】これらの芳香族ポリエステルは、所望に応
じて共重合成分を導入したり末端基を改質してもよい。
かかる共重合成分としては、脂肪族ジカルボン酸や脂肪
族オキシカルボン酸成分や、芳香族ジオール成分などが
挙げられる。共重合成分の導入量にはとくに制限はない
が、芳香族ポリエステルの本来の諸物性を維持するため
にも少ないほうが好ましい。好ましくは上記芳香族ポリ
エステルのモノマー成分1モルに対して0.2モル以下
であり、より好ましくは0.1モル以下である。末端基
としては公知の末端改質剤や重合促進剤を用いることが
できる。In these aromatic polyesters, a copolymer component may be introduced or a terminal group may be modified as required.
Examples of such a copolymer component include an aliphatic dicarboxylic acid, an aliphatic oxycarboxylic acid component, and an aromatic diol component. The amount of the copolymer component to be introduced is not particularly limited, but is preferably as small as possible in order to maintain the original physical properties of the aromatic polyester. Preferably it is 0.2 mol or less, more preferably 0.1 mol or less, per 1 mol of the monomer component of the aromatic polyester. As the terminal group, a known terminal modifier or polymerization accelerator can be used.
【0020】また、共重合成分を多く含むポリマーをマ
スターバッチとして利用し、共重合成分を含まないポリ
マーと混合することにより所望の芳香族ポリエステルを
得る方法も利用できる。この場合、混合したポリマーは
均一であることが好ましく、エステル交換反応などによ
り均一な組成をしているのが好ましい。A method in which a polymer containing a large amount of a copolymer component is used as a masterbatch and mixed with a polymer containing no copolymer component to obtain a desired aromatic polyester can also be used. In this case, the mixed polymer is preferably uniform, and preferably has a uniform composition by transesterification or the like.
【0021】芳香族ポリエステルの製造方法としては、
公知のいかなる方法も利用できる。例えばジカルボン酸
エステル原料とジオール原料とを180〜250℃の温度で酢
酸カルシウムなどのエステル交換触媒を用いて、アルコ
ールを留出しながらエステル交換を行い、次に250 〜29
0 ℃で、二酸化ゲルマニウム、三酸化アンチモンなどの
重合触媒を用いて0.5 mmHg以下の減圧下にてジオールを
留出しながら、1〜5時間溶融重合を行い、ポリエステル
を得る方法がある。As a method for producing an aromatic polyester,
Any known method can be used. For example, the dicarboxylic acid ester raw material and the diol raw material are transesterified at a temperature of 180 to 250 ° C. using an ester exchange catalyst such as calcium acetate while distilling off alcohol, and then 250 to 29.
There is a method in which melt polymerization is carried out at 0 ° C. for 1 to 5 hours while distilling out a diol under a reduced pressure of 0.5 mmHg or less using a polymerization catalyst such as germanium dioxide or antimony trioxide to obtain a polyester.
【0022】上記ポリエステルは、フェノール/1,1',2,
2'-テトラクロロエタン=60/40(重量比)溶媒に溶解し、3
5 ℃で測定を行ったとき、溶液粘度が0.6〜1.2のものを
用いるのが好ましい。The above polyester is phenol / 1,1 ', 2,
Dissolved in 2'-tetrachloroethane = 60/40 (weight ratio) solvent, 3
When the measurement is performed at 5 ° C., it is preferable to use one having a solution viscosity of 0.6 to 1.2.
【0023】本発明における膨潤性層状化合物のポリエ
ステル複合材料中に占める割合(含有率)は、0.5〜
10重量%であることが好ましく、特に1〜5重量%で
あるとより高い分散性が得られる。The ratio (content) of the swellable layered compound in the polyester composite material in the present invention is 0.5 to 0.5%.
The content is preferably 10% by weight, and more preferably 1 to 5% by weight, whereby higher dispersibility can be obtained.
【0024】上記膨潤性層状化合物をポリマー中に分散
させる方法としては、例えば膨潤性層状珪酸塩を、熱可
塑性芳香族ポリエステルの重合時に添加し均一分散させ
るか、もしくは、熱可塑性芳香族ポリエステル、膨潤性
層状珪酸塩を、溶融混錬、または溶液分散により分散さ
せる方法を採用することができる。As a method of dispersing the swellable layered compound in the polymer, for example, a swellable layered silicate is added at the time of polymerization of the thermoplastic aromatic polyester and uniformly dispersed, or the swellable layered silicate is dispersed in the polymer. The method of dispersing the layered silicate by melt kneading or solution dispersion can be adopted.
【0025】これら膨潤性層状化合物が分散している状
態において、X線解析で測定した膨潤性層状珪酸塩の(0
01)面の底面反射に由来する回折ピークが低射角にシフ
トすること、つまり面間隔距離が増大されている状態で
あることが、本発明の目的を達成する意味で好ましい。In a state where these swellable layered compounds are dispersed, (0) of the swellable layered silicate measured by X-ray analysis is used.
It is preferable that the diffraction peak derived from the bottom reflection of the 01) plane shift to a low angle of incidence, that is, the state in which the distance between the planes is increased, in order to achieve the object of the present invention.
【0026】また本発明で言う生分解とは、活性汚泥な
どで代表される通常の微生物の集合体(混合状態)によ
り分解され、ポリエステルの溶液粘度が有意に低下する
ことを意味する。生分解率が2週間で3%以上のものが
好ましい。The term "biodegradation" as used in the present invention means that it is decomposed by an aggregate (mixed state) of ordinary microorganisms represented by activated sludge and the like, and the solution viscosity of the polyester is significantly reduced. Those having a biodegradation rate of 3% or more in 2 weeks are preferred.
【0027】本発明で開示している芳香族ポリエステル
は、通常の芳香族ポリエステルと類似した所物性、たと
えば機械強度や耐熱性などを有し、さらには生分解性を
兼ね備えることができるため、通常の生分解性プラスチ
ックの用途、たとえば農業用フィルム、種苗ポット、種
子コーティングや園芸用ロープなどの農業・園芸用途、
土のうやロープ、土質改良資材などの産業資材用途、食
品包装材料などに用いることができる。また膨潤性層状
粘度化合物の分散によるガスバリア性の向上が期待され
るため、ガスバリア性と生分解性を兼ね備えた食品用フ
ィルムや飲料用ボトルなどに用いることができる。The aromatic polyester disclosed in the present invention has physical properties similar to ordinary aromatic polyesters, for example, mechanical strength and heat resistance, and can also have biodegradability. Use of biodegradable plastics, such as agricultural films, seedling pots, agricultural and horticultural applications such as seed coating and horticultural ropes,
It can be used for industrial materials such as sandbags, ropes, soil improvement materials, and food packaging materials. Further, since the gas barrier property is expected to be improved by dispersing the swellable layered viscosity compound, it can be used for food films and beverage bottles having both gas barrier properties and biodegradability.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、膨潤性層状珪酸塩が分
散したポリエステル複合材料が、生分解性を示すことを
見出した点が重要である。このポリエステル複合材料
は、ポリエステル中に膨潤性層状珪酸塩が高度に分散し
ているためポリエステルの生分解化を促進し、さらには
ガスバリア性の向上も期待される。そして、ポリエステ
ルへの分散性は向上しかつ透明性を失うことなく機械強
度、耐熱性の向上も期待されるため、生分解性ガスバリ
ア性フィルムなどの用途が考えられる。According to the present invention, it is important to find that a polyester composite material in which a swellable layered silicate is dispersed exhibits biodegradability. This polyester composite material is expected to promote the biodegradation of the polyester because the swellable layered silicate is highly dispersed in the polyester, and to further improve the gas barrier property. Further, since the dispersibility in polyester is improved and the mechanical strength and heat resistance are expected to be improved without losing transparency, applications such as a biodegradable gas barrier film are considered.
【0029】[0029]
【実施例】以下の実施例により、本発明の詳細をより具
体的に説明する。The following examples further illustrate the details of the present invention.
【0030】本実施例に使用したモンモリロナイトはNa
nocor社、ジヒドロキシポリオキシエチレンオレイルメ
チルアンモニウムクロライドは竹本油脂(株)社、フェノ
ール、1,1',2,2'-テトラクロロエタン、グルコース、リ
ン酸二水素化カリウム、バクトペプトンは関東化学
(株)、PET(ポリエチレンテレフタレート、FK-OM)は帝人
(株)製を使用した。The montmorillonite used in this example was Na
nocor, dihydroxypolyoxyethylene oleylmethylammonium chloride is Takemoto Yushi Co., Ltd., phenol, 1,1 ', 2,2'-tetrachloroethane, glucose, potassium dihydrogen phosphate, and bactopeptone is Kanto Chemical
Co., Ltd., PET (polyethylene terephthalate, FK-OM) is Teijin
Co., Ltd. was used.
【0031】膨潤性層状珪酸塩の4 級アンモニウムイオ
ン処理 モンモリロナイト100g、ジヒドロキシポリオキシエチレ
ンオレイルメチルアンモニウムクロライド100gに水10L
を加え、室温で2時間攪拌を行い、ろ過により粗生成物
を得た。さらに、水10Lで3回洗浄を行った後、100℃で
3日間熱風乾燥、2日間真空乾燥を行い4級アンモニウ
ムイオン処理されたモンモリロナイトを得た。確認は、
X線解析により行った。 Quaternary ammonium ion of swellable layered silicate
Treated montmorillonite 100g, dihydroxy polyoxyethylene oleyl methyl ammonium chloride 100g and water 10L
Was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and a crude product was obtained by filtration. Further, after washing three times with 10 L of water, hot air drying was performed at 100 ° C. for 3 days and vacuum drying was performed for 2 days to obtain montmorillonite treated with quaternary ammonium ions. Confirmation is
It was performed by X-ray analysis.
【0032】膨潤性層状珪酸塩の層間距離測定 膨潤性層状珪酸塩の層間距離は、広角X線解析装置(理学
電機(株)CN2155)を用い、ポリエステル複合材料の層
状珪酸塩の(001)面の底面反射に由来する回折ピークよ
り求めた。 Measurement of interlayer distance of swellable phyllosilicate The interlayer distance of swellable phyllosilicate was measured using a wide-angle X-ray analyzer (Rigaku Denki Co., Ltd. CN2155). Was determined from the diffraction peak derived from the bottom reflection.
【0033】活性汚泥の調整 JIS規格K6950中に記載の最適化試験培養液作成
法に従い、活性汚泥を調製した。この最適化試験培養液
は、高度に緩衝化されており多くの無機栄養分を含んで
いる。これは、試験試料の濃度が高い場合でも試験中の
系のpHを一定に保つために必要である。この培養液
は、リン約2,400mg/l及び窒素50mg/lを
含有しており、このため2000mg/l・有機炭素ま
での試験材料濃度に適切である。[0033] In accordance with optimized test culture preparation method described in the conditioned JIS standard K6950 activated sludge, were prepared activated sludge. This optimized test culture is highly buffered and contains many mineral nutrients. This is necessary to keep the pH of the system under test constant even at high test sample concentrations. This culture contains approximately 2,400 mg / l phosphorus and 50 mg / l nitrogen and is therefore suitable for test material concentrations up to 2000 mg / l organic carbon.
【0034】具体的には、A溶液:無機リン酸二水素カ
リウム37.5g、リン酸水素二ナトリウム二水和物8
7.3g、塩化アンモニウム2gを水に溶解し全量を1
000mlにする。B溶液:硫酸マグネシウム七水和物
22.5gを水に溶解し、全量を1000mlにする。
C溶液:塩化カルシウム二水和物36.4gを水に溶解
し、全量を1000mlにする。D溶液:塩化鉄(II
I)六水和物0.25gを水に溶解し、全量を1000
mlにする。そして、溶液Aを100ml、溶液B〜D
を1ml、水を897ml、炭素源としてバクトペプト
ン1gを加え、試験培養液を調整する。Specifically, solution A: inorganic potassium dihydrogen phosphate 37.5 g, disodium hydrogen phosphate dihydrate 8
7.3 g and 2 g of ammonium chloride are dissolved in water, and the total amount is 1
Make up to 000 ml. Solution B: Dissolve 22.5 g of magnesium sulfate heptahydrate in water to make the total volume 1000 ml.
Solution C: Dissolve 36.4 g of calcium chloride dihydrate in water to make the total volume 1000 ml. D solution: iron chloride (II
I) 0.25 g of hexahydrate is dissolved in water, and the total amount is 1000
to ml. Then, 100 ml of solution A and solutions B to D
, 197 g of water, 8 g of water and 1 g of bactopeptone as a carbon source to prepare a test culture solution.
【0035】生分解性テスト 活性汚泥中にポリエステル複合材料を50℃で2週間、ば
っ気を行いながら浸漬させた。 Biodegradability Test The polyester composite material was immersed in activated sludge at 50 ° C. for 2 weeks with aeration.
【0036】溶液粘度測定 ポリエステル複合材料をフェノール/1,1',2,2'-テトラ
クロロエタン=60/40(重量比)溶媒に溶解し、35 ℃で測
定を行った。 Solution Viscosity Measurement The polyester composite material was dissolved in a phenol / 1,1 ′, 2,2′-tetrachloroethane = 60/40 (weight ratio) solvent and measured at 35 ° C.
【0037】[実施例1]PET(FK-OM)5g、モンモリロナ
イト(4 級アンモニウムイオン処理)0.21g(PETに対し3
重量%)をフェノール/1,1',2,2'-テトラクロロエタン=6/
4(重量比)混合溶媒に溶解し、テフロン(登録商標)板
にキャストし80℃で1 時間熱風乾燥、24 時間真空乾燥
を行い厚さ50μmのフィルムを得た。X線解析によりモ
ンモリロナイトのポリエステル中での分散性について評
価を行った。また、活性汚泥中に50℃で2週間ばっ気を
行いながら浸漬し、生分解性テストを行い浸漬前後での
ポリマーの溶液粘度の変化により生分解性について評価
を行った。Example 1 5 g of PET (FK-OM), 0.21 g of montmorillonite (quaternary ammonium ion treatment) (3 parts by weight of PET)
Weight%) phenol / 1,1 ', 2,2'-tetrachloroethane = 6 /
It was dissolved in a 4 (weight ratio) mixed solvent, cast on a Teflon (registered trademark) plate, dried with hot air at 80 ° C. for 1 hour, and vacuum-dried for 24 hours to obtain a 50 μm thick film. The dispersibility of montmorillonite in polyester was evaluated by X-ray analysis. In addition, it was immersed in activated sludge at 50 ° C for 2 weeks while aeration was performed, and a biodegradability test was carried out.
【0038】[比較例1]PET(FK-OM)5gをフェノール /
1,1',2,2'-テトラクロロエタン=6/4(重量比)混合溶媒に
溶解し、テフロン板にキャストし80℃で1時間熱風乾
燥、24時間真空乾燥を行い厚さ50μmのフィルムを得
た。活性汚泥中に2週間ばっ気を行いながら浸漬し、生
分解性テストを行い浸漬前後でのポリマーの溶液粘度の
変化により生分解性について評価を行った。Comparative Example 1 5 g of PET (FK-OM) was mixed with phenol /
Dissolved in a mixed solvent of 1,1 ', 2,2'-tetrachloroethane = 6/4 (weight ratio), cast on a Teflon plate, dried with hot air at 80 ° C for 1 hour, and vacuum dried for 24 hours, then a 50μm thick film I got It was immersed in activated sludge for 2 weeks while being aerated, and a biodegradability test was performed. The biodegradability was evaluated based on the change in solution viscosity of the polymer before and after immersion.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】*生分解率=(生分解前のηsp/c−生分解
後のηsp/c)/(生分解前のηsp/c) 実施例1及び比較例1より、膨潤性層状珪酸塩をポリエス
テル中に分散させてなるポリエステル複合材料は高い生
分解性を示すことが分かった。[0040] * The biodegradation rate = - than (biodegradation previous η sp / c η sp / c after biodegradation) / (biodegradation previous eta sp / c) Example 1 and Comparative Example 1, swellable layered It was found that a polyester composite material obtained by dispersing a silicate in a polyester exhibited high biodegradability.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 武行 山口県岩国市日の出町2番1号 帝人株式 会社岩国研究センター内 Fターム(参考) 4J002 CF041 CF051 CF061 CF071 CF081 DJ006 FB086 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Takeyuki Kawaguchi 2-1 Hinode-cho, Iwakuni-shi, Yamaguchi F-term in the Iwakuni Research Center Teijin Limited 4J002 CF041 CF051 CF061 CF071 CF081 DJ006 FB086
Claims (6)
性層状珪酸塩を分散させることによる、熱可塑性芳香族
ポリエステルに生分解性を付与する方法。1. A method for imparting biodegradability to a thermoplastic aromatic polyester by dispersing a swellable layered silicate in the thermoplastic aromatic polyester.
ンで処理されたものである、請求項1記載の熱可塑性芳
香族ポリエステルに生分解性を付与する方法。2. The method for imparting biodegradability to a thermoplastic aromatic polyester according to claim 1, wherein the swellable layered silicate has been treated with an organic onium ion.
ムイオンである請求項2記載の熱可塑性芳香族ポリエス
テルに生分解性を付与する方法。3. The method for imparting biodegradability to a thermoplastic aromatic polyester according to claim 2, wherein the organic onium ion is a quaternary ammonium ion.
で示される請求項3記載の熱可塑性芳香族ポリエステル
に生分解性を付与する方法。 【化1】 (式(1)中、R1,R2,R3及びR4はそれぞれ独立
に、炭素数1〜30のアルキル基またはポリアルキレン
オキサイド基である。)4. A quaternary ammonium ion represented by the following formula (1):
The method for imparting biodegradability to the thermoplastic aromatic polyester according to claim 3, wherein Embedded image (In the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a polyalkylene oxide group.)
たは膨潤性マイカである、請求項1〜4のいずれかに記
載の熱可塑性芳香族ポリエステルに生分解性を付与する
方法。5. The method for imparting biodegradability to a thermoplastic aromatic polyester according to claim 1, wherein the swellable layered silicate is montmorillonite or swellable mica.
状珪酸塩の含有量は0.5〜10重量%である、請求項
1〜5のいずれかに記載の熱可塑性芳香族ポリエステル
に生分解性を付与する方法。6. The thermoplastic aromatic polyester according to claim 1, wherein the content of the swellable phyllosilicate in the polyester composite material is 0.5 to 10% by weight. How to give.
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JP2000375673A JP2002179897A (en) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | Method for imparting biodegradability to thermoplastic aromatic polyester |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2005085349A1 (en) * | 2004-03-05 | 2008-01-24 | 帝人株式会社 | Polyester resin composition |
-
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- 2000-12-11 JP JP2000375673A patent/JP2002179897A/en active Pending
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