JP2006328372A - Manufacturing method of polyester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエステルの製造方法に関する。詳しくは、原料としてバイオマス資源から誘導されたジカルボン酸及び/又はジオールを用いたポリエステルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing polyester. In detail, it is related with the manufacturing method of polyester using the dicarboxylic acid and / or diol induced | guided | derived from biomass resources as a raw material.
芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、全芳香族ポリエステル、半芳香族ポリエステル、ポリ炭酸エステル等のポリエステルは、現在、化石燃料資源由来の原料を重縮合することにより製造される代表的なポリマーの一つであるが、近年の化石燃料資源枯渇への危惧や大気中の二酸化炭素増加という地球規模での環境問題の背景から、バイオマス資源からこれらのポリマーの原料を誘導する手法に注目が注がれている。これらの手法は、この資源が再生可能な資源である為、カーボンニュートラルの観点から今後特に重要なプロセスになると予想されている。 Polyesters such as aromatic polyesters, aliphatic polyesters, wholly aromatic polyesters, semi-aromatic polyesters and polycarbonates are currently one of the typical polymers produced by polycondensation of raw materials derived from fossil fuel resources. However, due to concerns over the recent depletion of fossil fuel resources and global environmental problems such as an increase in atmospheric carbon dioxide, attention has been focused on methods for deriving these polymer raw materials from biomass resources. Yes. These methods are expected to become a particularly important process from the viewpoint of carbon neutral since this resource is a renewable resource.
これまでに、発酵法を利用したバイオマス資源由来のグルコース、ブドウ糖、セルロース、油脂などからコハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸を製造する技術が開発されてきた。(特許文献1、非特許文献1、2参照)。
しかしながら、これらのプロセスは、発酵により一旦ジカルボン酸を有機酸塩として得た後に中和、抽出、晶析等の工程を経て目的とするジカルボン酸を製造するプロセスである為、ジカルボン酸中には、バイオマス資源に含まれる窒素元素の他、発酵菌由来の窒素元素やアンモニアならびに金属カチオン等の多くの不純物が混入する特徴がある。
So far, technologies for producing dicarboxylic acids such as succinic acid and adipic acid from glucose, glucose, cellulose, oils and fats derived from biomass resources using fermentation methods have been developed. (See
However, these processes are processes for producing the target dicarboxylic acid through steps such as neutralization, extraction, and crystallization after once obtaining the dicarboxylic acid as an organic acid salt by fermentation. In addition to the nitrogen element contained in biomass resources, there are features that many impurities such as nitrogen element derived from fermentation bacteria, ammonia and metal cations are mixed.
また、バイオマス資源由来のジオールの成分である1,4−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、エチレングリコールなどは、直接バイオマス資源由来の原料から発酵法により得る方法と、相当するジカルボン酸を上記のような手法で発酵法により製造した後、これを還元触媒により水添して得る方法がある(特許文献3参照)。
上述したような不純物を多く含有するバイオマス資源由来のジカルボン酸やジオールは、通常、更に精製処理により不純物量を低減させた上で用いられるが、本発明者らは、そのような精製処理を経たジカルボン酸やジオールにおいても、なおバイオマス資源に含まれる窒素元素の他、微生物や酵素由来の窒素元素や精製工程で使用されるアンモニア等の窒素元素、無機酸や有機酸、金属カチオン等が含まれる為、通常の化石燃料資源から合成される原料に比べて着色しやすく、また例えばジオールとして1,4−ブタンジオールを使用する場合の2-(4-ヒドロキシブチルオキシ)テトラヒドロフラン等のジオール酸化反応生成物が生成しやすい等の特徴があるため、その結果製造されるポリエステルが着色しやすいという問題がある知見を得た。 The dicarboxylic acids and diols derived from biomass resources containing a large amount of impurities as described above are usually used after further reducing the amount of impurities by a purification process, but the present inventors have undergone such a purification process. Dicarboxylic acids and diols also contain nitrogen elements contained in biomass resources, nitrogen elements derived from microorganisms and enzymes, nitrogen elements such as ammonia used in purification processes, inorganic acids, organic acids, metal cations, etc. Therefore, it is easier to color than raw materials synthesized from ordinary fossil fuel resources. For example, when 1,4-butanediol is used as the diol, a diol oxidation reaction such as 2- (4-hydroxybutyloxy) tetrahydrofuran is generated. Acquired knowledge that there is a problem that the polyester produced is easy to be colored as a result It was.
本発明は、バイオマス資源由来のジカルボン酸及び/またはジオールを原料として用い
る場合において、高分子量で着色の少ない実用可能なポリエステルを製造する方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a practical polyester having a high molecular weight and little coloring when a dicarboxylic acid and / or diol derived from a biomass resource is used as a raw material.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ポリエステル製造反応中の反応槽中の酸素濃度を特定範囲内に制御することにより、バイオマス資源由来のポリエステルの着色が低減されることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明の要旨は、ジカルボン酸とジオールとの反応によりポリエステルを製造する方法において、ジカルボン酸及び/又はジオールがバイオマス資源から得られたものであり、ポリエステル製造反応中の反応槽内の酸素濃度を反応槽全体積に対して10%vol以
下とすることを特徴とするポリエステルの製造方法に存する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reduced the coloring of polyester derived from biomass resources by controlling the oxygen concentration in the reaction tank during the polyester production reaction within a specific range. As a result, the present invention has been completed.
That is, the gist of the present invention is that in the method for producing a polyester by reaction of a dicarboxylic acid and a diol, the dicarboxylic acid and / or diol is obtained from biomass resources, and the oxygen concentration in the reaction vessel during the polyester production reaction In a method for producing polyester, characterized in that the total volume of the reaction tank is 10% vol or less.
本発明の製造方法によれば、バイオマス資源由来のジカルボン酸及び/又はジオールをポリエステルの原料として用いる場合において、ポリエステル製造反応中の反応槽内の酸素濃度を特定範囲内に制御することにより、着色が低減されたバイオマス資源由来のポリエステルを工業的に有利に製造することができる。 According to the production method of the present invention, when a dicarboxylic acid and / or diol derived from biomass resources is used as a raw material for polyester, coloring is achieved by controlling the oxygen concentration in the reaction vessel during the polyester production reaction within a specific range. Polyester derived from biomass resources with reduced can be industrially advantageously produced.
以下、本発明につき詳細に説明する。
<ポリエステル>
本発明の対象とするポリエステルは、ジカルボン酸単位およびジオール単位を必須成分とする。なお、本発明においてジカルボン酸単位およびジオール単位を構成するジカルボン酸及びジオールは、少なくともいずれかがバイオマス資源から誘導されたものである。
これらバイオマス資源から誘導されたポリエステルでは、脂肪族ジカルボン酸単位及び脂肪族ジオール単位から構成される脂肪族ポリエステルが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Polyester>
The polyester which is the object of the present invention contains a dicarboxylic acid unit and a diol unit as essential components. In the present invention, at least one of the dicarboxylic acid and diol constituting the dicarboxylic acid unit and the diol unit is derived from biomass resources.
Of the polyesters derived from these biomass resources, aliphatic polyesters composed of aliphatic dicarboxylic acid units and aliphatic diol units are preferred.
(1)ジカルボン酸単位
ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸或いはこれらの混合物が挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸及びイソフタル酸等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸の誘導体としては、芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステル、具体的には、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル及びブチルエステル等が挙げられる。この内、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸が好ましく、芳香族ジカルボン酸の誘導体としては、ジメチルテレフタレートが好ましい。
(1) Dicarboxylic acid unit
Examples of the dicarboxylic acid constituting the dicarboxylic acid unit include aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and mixtures thereof. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid and isophthalic acid, and examples of the aromatic dicarboxylic acid derivative include lower alkyl esters of aromatic dicarboxylic acid, specifically methyl ester, ethyl ester, propyl ester, and butyl. Examples include esters. Among these, terephthalic acid is preferable as the aromatic dicarboxylic acid, and dimethyl terephthalate is preferable as the derivative of the aromatic dicarboxylic acid.
脂肪族ジカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体が使用される。脂肪族ジカルボン酸としては、具体的には、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸ならびにシクロヘキサンジカルボン酸等の、通常、炭素数が2以上40以下の鎖状或いは脂環式ジカルボン酸が挙げられる。また、脂肪族ジカルボン酸の誘導体として、上記脂肪族ジカルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル及びブチルエステル等の低級アルキルエステルや例えば無水コハク酸等の上記脂肪族ジカルボン酸の環状酸無水物も使用できる。これらの内、脂肪族ジカルボン酸としては、得られる重合体の物性の面から、アジピン酸、コハク酸、ダイマー酸またはこれらの混合物が好ましく、脂肪族ジカルボン酸の誘導体としては、アジピン酸及びコハク酸のメチルエステル、またはこれらの混合物が好ましい。 As the aliphatic dicarboxylic acid component, an aliphatic dicarboxylic acid or a derivative thereof is used. Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, and cyclohexanedicarboxylic acid, which usually have 2 to 40 carbon atoms. Examples include chain or alicyclic dicarboxylic acids. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid derivative include lower alkyl esters such as methyl ester, ethyl ester, propyl ester, and butyl ester of the aliphatic dicarboxylic acid, and cyclic acid anhydrides of the aliphatic dicarboxylic acid such as succinic anhydride. Can be used. Among these, the aliphatic dicarboxylic acid is preferably adipic acid, succinic acid, dimer acid or a mixture thereof from the viewpoint of the physical properties of the resulting polymer, and the aliphatic dicarboxylic acid derivatives are adipic acid and succinic acid. The methyl esters of these, or mixtures thereof, are preferred.
これらのジカルボン酸は単独でも2種以上混合して使用することもできる。
本発明において、これらのジカルボン酸は、バイオマス資源から誘導されるものが好ましい。
バイオマス資源としては、例えば、木材、稲わら、籾殻、米ぬか、古米、とうもろこし、サトウキビ、キャッサバ、サゴヤシ、おから、コーンコブ、タピオカカス、バガス、植物油カス、芋、そば、大豆、油脂、古紙、製紙残渣、水産物残渣、家畜排泄物、下水汚泥、食品廃棄物等が挙げられる。この中でも木材、稲わら、籾殻、米ぬか、古米、とうもろこし、サトウキビ、キャッサバ、サゴヤシ、おから、コーンコブ、タピオカカス、バガス、植物油カス、芋、そば、大豆、油脂、古紙、製紙残渣等の植物資源が好ましく、より好ましくは、木材、稲わら、籾殻、古米、とうもろこし、サトウキビ、キャッサバ、サゴヤシ、芋、油脂、古紙、製紙残渣であり、最も好ましくはとうもろこし、さとうきび、キャッサバ、サゴヤシである。これらのバイオマス資源は、一般に、窒素元素やNa、K、Mg、Ca等の多くのアルカリ金属、アルカリ土類金属を含有する。
These dicarboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, these dicarboxylic acids are preferably derived from biomass resources.
Biomass resources include, for example, wood, rice straw, rice husk, rice bran, old rice, corn, sugar cane, cassava, sago palm, okara, corn cob, tapioca cass, bagasse, vegetable oil scum, persimmon, buckwheat, soybean, fat, waste paper, papermaking residue , Marine product residue, livestock excrement, sewage sludge, food waste and the like. Among them, plant resources such as wood, rice straw, rice husk, rice bran, old rice, corn, sugar cane, cassava, sago palm, okara, corn cob, tapioca cass, bagasse, vegetable oil residue, buckwheat, soy, oil, waste paper, paper residue Wood, rice straw, rice husk, old rice, corn, sugar cane, cassava, sago palm, straw, oil and fat, waste paper, papermaking residue, most preferably corn, sugar cane, cassava, sago palm. These biomass resources generally contain a large amount of alkali metals and alkaline earth metals such as nitrogen element, Na, K, Mg, and Ca.
そしてこれらのバイオマス資源は、特に限定はされないが、例えば酸やアルカリ等の化学処理、微生物を用いた生物学的処理、物理的処理等の公知の前処理・糖化の工程を経て炭素源へ誘導される。その工程には、例えば、通常、特に限定はされないが、バイオマス資源をチップ化する、削る、擦り潰す等の前処理による微細化工程が含まれる。必要に応じて、更にグラインダーやミルで粉砕工程が含まれる。こうして微細化されたバイオマス資源は、更に前処理・糖化の工程を経て炭素源へ誘導されるが、その具体的な方法としては、硫酸、硝酸、塩酸、燐酸等の強酸で酸処理、アルカリ処理、アンモニア凍結蒸煮爆砕法、溶媒抽出、超臨界流体処理、酸化剤処理等の化学的方法や、微粉砕、蒸煮爆砕法、マイクロ波処理、電子線照射等の物理的方法、微生物や酵素処理による加水分解等生物学的処理が挙げられる。 These biomass resources are not particularly limited, but are induced to carbon sources through known pretreatment and saccharification processes such as chemical treatment with acids and alkalis, biological treatment with microorganisms, physical treatment, and the like. Is done. The process usually includes, for example, a micronization process by pretreatment such as chipping, scraping, or crushing biomass resources, although not particularly limited. If necessary, a grinding process is further included with a grinder or a mill. The refined biomass resources are further guided to a carbon source through pretreatment and saccharification processes. Specific methods include acid treatment and alkali treatment with strong acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid. , By chemical methods such as ammonia freezing steam explosion method, solvent extraction, supercritical fluid treatment, oxidizing agent treatment, physical methods such as fine grinding, steam explosion method, microwave treatment, electron beam irradiation, microorganisms and enzyme treatment Biological treatment such as hydrolysis may be mentioned.
上記のバイオマス資源から誘導される炭素源としては、通常、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、タガトース等のヘキソース、アラビノース、キシロース、リボース、キシルロース、リブロース等のペントース、ペントサン、サッカロース、澱粉、セルロース等の2糖・多糖類、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、モノクチン酸、アラキジン酸、エイコセン酸、アラキドン酸、ベヘニン酸、エルカ酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、リグノセリン酸、セラコレン酸等の油脂、グリセリン、マンニトール、キシリトール、リビトール等のポリアルコール類等の発酵性糖質が用いられ、このうちグルコース、フルクトース、キシロースが好ましく、特にグルコースが好ましい。より広義の植物資源由来の炭素源としては、紙の主成分であるセルロースが好ましい。 Carbon sources derived from the above biomass resources usually include hexoses such as glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, tagatose, pentoses such as arabinose, xylose, ribose, xylulose, ribulose, pentose, saccharose, starch, cellulose Disaccharides and polysaccharides such as butyric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, monoctinic acid, arachidic acid, eicosene Fermentation of fats and oils such as acids, arachidonic acid, behenic acid, erucic acid, docosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, lignoceric acid, ceracolonic acid, polyalcohols such as glycerin, mannitol, xylitol, ribitol Carbohydrate are used, these glucose, fructose, xylose are preferred, and glucose is particularly preferred. As a carbon source derived from a broader plant resource, cellulose which is a main component of paper is preferable.
これらの炭素源を用いて、微生物変換による発酵法や加水分解・脱水反応・水和反応・酸化反応等の反応工程を含む化学変換法ならびにこれらの発酵法と化学変換法の組み合わせによりジカルボン酸が合成される。これらの中でも微生物変換による発酵法が好ましい。
微生物変換に用いる微生物としては、ジカルボン酸の生産能を有すれば特に限定されないが、例えば、Anaerobiospirillum属 (米国特許第5143833
号明細書)等の嫌気性細菌、Actinobacillus属(米国特許第5504004号明細書)、Escherichia属(米国特許第5770435号明細書)等の通性嫌気性細菌(E.coli(J.Bacteriol.,57:147−158)又は
E.coliの株の変異体(特表2000−500333号公報、米国特許第6159738号明細書)など)、Corynebacterium属(特開平11−113588号公報)などの好気性細菌、Bacillus属、Rizobium属、Brevibacterium属、Arthrobacter属に属する好気性細菌(特開2003−235593号公報)、Bacteroidesruminicola、Bacteroidesamylophilus等の嫌気性ルーメン細菌などを用いることができる。
Using these carbon sources, dicarboxylic acids can be produced by microbial conversion fermentation methods, chemical conversion methods including hydrolysis, dehydration reaction, hydration reaction, oxidation reaction, etc., and combinations of these fermentation methods and chemical conversion methods. Synthesized. Among these, the fermentation method by microbial conversion is preferable.
The microorganism used for microbial conversion is not particularly limited as long as it has a dicarboxylic acid-producing ability. For example, Anaerobiospirillum (US Pat. No. 5,143,833) is used.
Anaerobic bacteria such as Actinobacillus (US Pat. No. 5,504,004) and Escherichia (US Pat. No. 5,770,435) (E. coli (J. Bacteriol.,). 57: 147-158) or mutants of E. coli strains (Japanese translations of PCT publication No. 2000-500333, US Pat. No. 6,159,738), Corynebacterium genus (JP-A-11-113588), etc. Bacteria, aerobic bacteria belonging to the genus Bacillus, Rizobium, Brevibacterium, Arthrobacter (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-235593), Bacteroides ruminicola, Bacteroides amylophilus Anaerobic rumen bacteria such as can be used.
より具体的には、本発明に使用できる細菌の親株は、コリネ型細菌(coryneform bacterium)、バチルス属細菌、又はリゾビウム属細菌が好ましく、コリ
ネ型細菌がより好ましい。これらの菌は、微生物変換により琥珀酸の生産能を有する。
コリネ型細菌としては、コリネバクテリウム属に属する微生物、ブレビバクテリウム属に属する微生物又はアースロバクター属に属する微生物が挙げられ、このうち好ましくは、コリネバクテリウム属又はブレビバクテリウム属に属するものが挙げられ、更に好ましくは、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)、ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)又はブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactofermentum)に属する微生物が挙げられる。
More specifically, the parent strain of bacteria that can be used in the present invention is preferably a coryneform bacterium, a Bacillus bacterium, or a Rhizobium bacterium, and more preferably a coryneform bacterium. These bacteria have the ability to produce succinic acid by microbial conversion.
Examples of coryneform bacteria include microorganisms belonging to the genus Corynebacterium, microorganisms belonging to the genus Brevibacterium, or microorganisms belonging to the genus Arthrobacter, preferably among those belonging to the genus Corynebacterium or Brevibacterium And more preferably, Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium amniagenes or Brementac fermentum bacterium. And microorganisms belonging to
上記細菌の親株の特に好ましい具体例としては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233(FERM BP−1497)、同MJ−233 AB−41(FERM BP−1498)、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス ATCC6872、コリネバクテリウム・グルタミカム ATCC31831、及びブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムATCC13869等が挙げられる。なお、ブレビバクテリウム・フラバムは、現在、コリネバクテリウム・グルタミカムに分類される場合もあることから(Lielbl, W., Ehrmann, M., Ludwig, W. and Schleifer
, K. H., International Journal of Systematic Bacteriology, 1991, vol. 41, p255−260)、本
発明においては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株、及びその変異株MJ−233 AB−41株はそれぞれ、コリネバクテリウム・グルタミカムMJ−233株及びMJ−233 AB−41株と同一の株であるものとする。
Particularly preferred specific examples of the parent strains of the above bacteria include Brevibacterium flavum MJ-233 (FERM BP-1497), MJ-233 AB-41 (FERM BP-1498), Brevibacterium ammoniagenes ATCC6872, Coryne And bacteria glutamicum ATCC 31831 and Brevibacterium lactofermentum ATCC 13869. Brevibacterium flavum is currently sometimes classified as Corynebacterium glutamicum (Lielbl, W., Ehrmann, M., Ludwig, W. and Schleiffer).
, K .; H. , International Journal of Systemic Bacteriology, 1991, vol. 41, p255-260), in the present invention, Brevibacterium flavum MJ-233 strain and its mutant MJ-233 AB-41 strain are Corynebacterium glutamicum MJ-233 strain and MJ-233 AB, respectively. It shall be the same stock as -41 stock.
なお、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233は、1975年4月28日に、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現独立法人 産業技術総合研究所 特許寄託
センター)(〒305−8566日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に受託番号FERM P−3068として寄託され、1981年5月1日にブダペスト条約に
基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP−1497が付与されている。
The Brevibacterium flavum MJ-233 was founded on April 28, 1975 at the Institute of Biotechnology, National Institute of Technology, Ministry of International Trade and Industry (currently the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Deposit Center). Deposited as FERM P-3068 in Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Japan, 1st Central, 6), and transferred to an international deposit based on the Budapest Treaty on May 1, 1981, with the accession number FERM BP-1497 Has been granted.
微生物変換における反応温度、圧力等の反応条件は、選択される菌体、カビなど微生物の活性に依存することになるが、ジカルボン酸を得るための好適な条件を各々の場合に応じて選択すればよい。
微生物変換においては、pHが低くなると微生物の代謝活性が低くなったり、或いは微生物が活動を停止するようになり、製造歩留まりが悪化したり、微生物が死滅するため、通常には中和剤を使用する。通常はpHセンサーによって反応系内のpHを計測し、所定のpH範囲となるように中和剤の添加によりpHを調節する。中和剤の添加方法については特に制限はなく、連続添加であっても間欠添加であってもよい。
Reaction conditions such as reaction temperature and pressure in microbial conversion will depend on the activity of microorganisms such as selected cells and molds, but suitable conditions for obtaining dicarboxylic acids should be selected in each case. That's fine.
In microbial conversion, neutralizing agents are usually used because the metabolic activity of microorganisms decreases or the activity of microorganisms stops when pH decreases, and the production yield deteriorates or the microorganisms die. To do. Usually, the pH in the reaction system is measured by a pH sensor, and the pH is adjusted by adding a neutralizing agent so as to be in a predetermined pH range. There is no restriction | limiting in particular about the addition method of a neutralizing agent, Continuous addition or intermittent addition may be sufficient.
中和剤としてはアンモニア、炭酸アンモニウム、尿素、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩が挙げられる。好ましくはアンモニア、炭酸アンモニウム、尿素である。なお上記アルカリ(土類)金属の水酸化物としてはNaOH、KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2等、或いはこれらの混合物などが挙げられ、アルカリ(土類)金属の炭酸塩としては、Na2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、NaKCO3等、或いはこれらの混合物などが挙げられる。 Examples of the neutralizing agent include ammonia, ammonium carbonate, urea, alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, alkali metal carbonate, and alkaline earth metal carbonate. Ammonia, ammonium carbonate and urea are preferred. Examples of the alkali (earth) metal hydroxide include NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 , or a mixture thereof. Examples of the alkali (earth) metal carbonate include is, Na 2 CO 3, K 2 CO 3, CaCO 3, MgCO 3, NaKCO 3 etc., or the like and mixtures thereof.
pH値は、用いる菌体、カビ等の微生物の種類に応じて、その活性が最も有効に発揮される範囲に調整されるが、一般的には、pH4〜10、好ましくは6〜9程度の範囲であ
る。
発酵法を含む製造方法により得られるジカルボン酸の精製方法は、電気透析を用いる方法、イオン交換樹脂を用いる方法、塩交換法等が知られている。例えばジカルボン酸塩を分離し純粋な酸を生成する電気透析および水分解工程を組み合わせて用いることによって製造し、更なる精製を、一連のイオン交換カラムに生成物ストリームを通すことによって達成しても良いし、ジカルボン酸の過飽和溶液に変換するための水分解電気透析を用いても良い(米国特許第5,034,105号明細書)。また、塩交換法としては、例えばジカルボン酸のアンモニア塩を硫酸水素アンモニウム及び/または硫酸と十分に低いpHで混合して反応させジカルボン酸及び硫酸アンモニウムを生成させても良い(特表2001−514900号公報)。イオン交換樹脂を用いる具体的方法としては、ジカルボン酸の溶液から遠心分離、濾過等により菌体等の固形分を除去した後、イオン交換樹脂で脱塩し、その溶液から結晶化或いはカラムクロマトグラフィーによりジカルボン酸を分離精製する方法が挙げられる。その他の精製方法としては、特開平3−30685に記載のように水酸化カルシウムを中和剤として醗酵し、硫酸により硫酸カルシウムを析出させて除去した後、強酸性イオン交換樹脂、弱塩基性イオン交換樹脂を用いて処理する方法や特開平2−283289に記載のように発酵法により生成した琥珀酸塩を、電気透析した後、強酸性イオン交換樹脂、弱塩基性イオン交換樹脂を用いて処理する方法が例示される。更には、USP6284904、ならびに特開2004−196768に記載の方法も好適に使用される。すなわち、本発明においては、精製方法はどのような方法を用いても良く、上記の、電気透析を用いる方法、イオン交換樹脂を用いる方法、硫酸等の酸で処理する方法、水、アルコール、カルボン酸或いはそれらの混合物を用いた晶析ならびに洗浄、ろ過、乾燥などの上記の公知文献や本発明の参考例に記載の任意の単位操作を任意の組み合わせで、必要に応じて繰り返し実施することにより本発明に適した精製されたモノマー原料を製造することができる。これらの中では、特に、コスト、効率の点でイオン交換法又は塩交換法が好ましく、工業的生産性の点で塩交換法が特に好ましい。
The pH value is adjusted to a range in which the activity is most effectively exhibited depending on the type of microorganisms such as fungus bodies and molds to be used. In general, the pH value is about 4 to 10, preferably about 6 to 9. It is a range.
As a method for purifying a dicarboxylic acid obtained by a production method including a fermentation method, a method using electrodialysis, a method using an ion exchange resin, a salt exchange method, and the like are known. For example, it can be produced by using a combination of electrodialysis and water splitting steps to separate the dicarboxylate salt to produce pure acid, and further purification can be achieved by passing the product stream through a series of ion exchange columns. Alternatively, hydrolytic electrodialysis for conversion to a supersaturated solution of dicarboxylic acid may be used (US Pat. No. 5,034,105). Further, as a salt exchange method, for example, dicarboxylic acid and ammonium sulfate may be mixed and reacted with ammonium hydrogen sulfate and / or sulfuric acid at a sufficiently low pH to produce dicarboxylic acid and ammonium sulfate (Japanese Patent Publication No. 2001-514900). Publication). As a specific method using an ion exchange resin, after removing solids such as cells from a dicarboxylic acid solution by centrifugation, filtration, etc., desalting with an ion exchange resin and crystallization or column chromatography from the solution. Can be used to separate and purify the dicarboxylic acid. As other purification methods, as described in JP-A-3-30685, fermented with calcium hydroxide as a neutralizing agent, precipitated and removed calcium sulfate with sulfuric acid, then strongly acidic ion exchange resin, weakly basic ion A method of treating with an exchange resin or an oxalate salt produced by fermentation as described in JP-A-2-283289 is electrodialyzed and then treated with a strongly acidic ion exchange resin or a weakly basic ion exchange resin. The method of doing is illustrated. Furthermore, USP 6284904 and the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-196768 are also used suitably. That is, in the present invention, any purification method may be used, such as the method using electrodialysis, the method using ion exchange resin, the method of treating with an acid such as sulfuric acid, water, alcohol, carvone. By repeating the crystallization using an acid or a mixture thereof and any unit operations described in the above-mentioned known documents such as washing, filtration, drying, etc. and the reference examples of the present invention in any combination, and repeatedly as necessary. A purified monomer raw material suitable for the present invention can be produced. Among these, the ion exchange method or the salt exchange method is particularly preferable in terms of cost and efficiency, and the salt exchange method is particularly preferable in terms of industrial productivity.
精製によりジカルボン酸中に含まれる不純物の窒素化合物や金属カチオンの量を減らすことが、通常、実用的な重合体を得るために必要である。
上述の方法にてバイオマス資源から誘導されたジカルボン酸には、バイオマス資源由来、発酵処理ならびに酸による中和工程を含む精製処理に起因して不純物として窒素元素が含まれてくる。具体的には、アミノ酸、たんぱく質、アンモニウム塩、尿素、発酵菌由来等の窒素元素が含まれてくる。
It is usually necessary to reduce the amount of impurity nitrogen compounds and metal cations contained in the dicarboxylic acid by purification in order to obtain a practical polymer.
The dicarboxylic acid derived from the biomass resource by the above-mentioned method contains elemental nitrogen as an impurity due to the purification process including the biomass resource origin, fermentation treatment and neutralization step with acid. Specifically, nitrogen elements such as amino acids, proteins, ammonium salts, urea, and fermenting bacteria are included.
上述の方法にてバイオマス資源から誘導されたジカルボン酸中に含まれる窒素原子含有量は、ジカルボン酸質量に対して、原子換算にして、上限は通常2000wtppm以下、好ましくは、1000wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、最も好ましくは50wtppm以下である。下限は通常、0.01wtppm以上、好ましくは、精製工程の経済性の理由から0.1wtppm以上である。
本発明でいうwtppmとは質量ppmである。
The nitrogen atom content contained in the dicarboxylic acid derived from the biomass resource by the above-mentioned method is usually 2000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less, more preferably, in terms of atoms with respect to the dicarboxylic acid mass. 100 wtppm or less, most preferably 50 wtppm or less. The lower limit is usually 0.01 wtppm or more, preferably 0.1 wtppm or more for reasons of economic efficiency of the purification process.
In the present invention, wtppm means mass ppm.
窒素原子含有量は、元素分析法等の公知の方法や、アミノ酸分析計を用い、生体アミノ酸分離条件にて試料中のアミノ酸やアンモニアを分離し、これらをニンヒドリン発色させて検出する方法により測定される値である。
窒素原子含有量が上記の範囲にあるジカルボン酸を用いることで、得られるポリエステルの着色の減少に有利になる。また、ポリエステルの重合反応の遅延化を抑制する効果も併せ持つ。
The nitrogen atom content is measured by a known method such as elemental analysis or an amino acid analyzer and a method of separating amino acids and ammonia in a sample under biological amino acid separation conditions and detecting them by ninhydrin color development. Value.
Use of a dicarboxylic acid having a nitrogen atom content in the above range is advantageous in reducing coloring of the resulting polyester. It also has the effect of suppressing the delay of the polyester polymerization reaction.
ジカルボン酸中に含まれる不純物のアンモニアの量を効率的に減らす具体的な方法として、目的とするジカルボン酸よりもpHの高い弱酸性の有機酸を使用した反応晶析方法が挙げられる。
また、発酵法により製造したジカルボン酸を用いる場合には、酸による中和工程を含む精製処理により硫黄原子が含まれてくる場合がある。具体的に、硫黄原子が含有される不純物としては、硫酸、硫酸塩、亜硫酸、有機スルホン酸、有機スルホン酸塩等が挙げられる。
As a specific method for efficiently reducing the amount of impurity ammonia contained in the dicarboxylic acid, there is a reaction crystallization method using a weakly acidic organic acid having a pH higher than that of the target dicarboxylic acid.
Moreover, when using the dicarboxylic acid manufactured by the fermentation method, a sulfur atom may be contained by the refinement | purification process including the neutralization process by an acid. Specifically, examples of the impurities containing sulfur atoms include sulfuric acid, sulfate, sulfurous acid, organic sulfonic acid, and organic sulfonate.
ジカルボン酸中に含まれる硫黄原子含有量は、ジカルボン酸質量に対して、原子換算にして、上限は通常1000wtppm以下、好ましくは、100wtppm以下、より好ましくは、上限が5wtppm以下、最も好ましくは、上限は0.5wtppm以下である。一方、下限は通常、0.001wtppm以上、好ましくは、0.01wtppm以上、より好ましくは、0.1wtppm以上である。多すぎると、重合反応が遅延化したり、ポリマーの安定性が低下する傾向がある。また、貯蔵容器の腐食の問題も発生する。一方、少なすぎる系は、好ましい形態であるが、精製工程が煩雑となり経済的に不利になる。硫黄原子含有量は、公知の元素分析法により測定される値である。
具体的には、本発明における硫黄原子含有量は、試料を燃焼し発生した硫黄分を過酸化水素水に吸収させ、その硫酸イオンをイオンクロマトグラフを用いることにより測定することができる。
The sulfur atom content contained in the dicarboxylic acid is, in terms of atoms, based on the dicarboxylic acid mass, the upper limit is usually 1000 wtppm or less, preferably 100 wtppm or less, more preferably the upper limit is 5 wtppm or less, most preferably the upper limit. Is 0.5 wtppm or less. On the other hand, the lower limit is usually 0.001 wtppm or more, preferably 0.01 wtppm or more, more preferably 0.1 wtppm or more. When the amount is too large, the polymerization reaction tends to be delayed or the stability of the polymer tends to be lowered. There is also a problem of corrosion of the storage container. On the other hand, an excessively small system is a preferred form, but the purification process becomes complicated and economically disadvantageous. The sulfur atom content is a value measured by a known elemental analysis method.
Specifically, the sulfur atom content in the present invention can be measured by causing a hydrogen peroxide solution to absorb a sulfur content generated by burning a sample and using an ion chromatograph for the sulfate ion.
本発明において、上述の方法で得られたバイオマス資源由来のジカルボン酸をポリエステル原料として使用するにあたり、重合系に連結される該ジカルボン酸を貯蔵するタンク内の酸素濃度を一定値以下に制御することが好ましい。これによりポリエステルの不純物である窒素源などの酸化反応による着色を防止することができる。
酸素濃度を制御し原料を貯蔵するためには、通常タンクが用いられる。しかし、タンク以外でも酸素濃度を制御できる装置であれば特に限定されない。貯蔵タンクの種類は具体的には限定は無く、公知の金属製もしくはこれらの内面にガラス、樹脂などのライニングを施したもの、さらにはガラス製、樹脂製の容器などが用いられる。強度の面などから金属製もしくはそれらにライニングを施したものが好んで用いられる。金属製タンクの材としては、公知のものが使用され、具体的には、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、SUS410等のマルテンサイト系ステンレス鋼、SUS310、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、クラッド鋼、鋳鉄、銅、銅合金、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、チタン等が挙げられる。
In the present invention, when the dicarboxylic acid derived from biomass resources obtained by the above-described method is used as a polyester raw material, the oxygen concentration in the tank for storing the dicarboxylic acid connected to the polymerization system is controlled to a certain value or less. Is preferred. Thereby, coloring by oxidation reaction, such as a nitrogen source which is an impurity of polyester, can be prevented.
A tank is usually used to control the oxygen concentration and store the raw material. However, the apparatus is not particularly limited as long as the apparatus can control the oxygen concentration other than the tank. The type of the storage tank is not specifically limited, and a known metal or those whose inner surfaces are lined with glass, resin, or the like, or a glass or resin container is used. From the viewpoint of strength, etc., those made of metal or those lining them are preferably used. As the material for the metal tank, known materials are used. Specifically, carbon steel, ferritic stainless steel, martensitic stainless steel such as SUS410, austenitic stainless steel such as SUS310, SUS304, and SUS316, clad Steel, cast iron, copper, copper alloy, aluminum, inconel, hastelloy, titanium and the like can be mentioned.
ジカルボン酸の貯蔵タンク内の酸素濃度は、貯蔵タンク全体積に対して、下限は特に限定されないが、通常0.00001vol%以上、好ましくは0.01vol%以上である。一方、上限が16vol%以下、好ましくは14vol%以下、より好ましくは、12vol%以下である。酸素濃度が低すぎる場合には、設備や管理工程が煩雑になり経済的に不利であり、一方、高すぎる場合には、製造されるポリマーの着色が増加する傾向がある。 The lower limit of the oxygen concentration in the dicarboxylic acid storage tank is not particularly limited with respect to the total volume of the storage tank, but is usually 0.00001 vol% or more, preferably 0.01 vol% or more. On the other hand, the upper limit is 16 vol% or less, preferably 14 vol% or less, and more preferably 12 vol% or less. When the oxygen concentration is too low, the equipment and the management process become complicated, which is economically disadvantageous. On the other hand, when the oxygen concentration is too high, coloring of the produced polymer tends to increase.
ジカルボン酸の貯蔵タンク内の温度は、下限が通常−50℃以上、好ましくは0℃以上である。一方、上限が通常200℃以下、好ましくは100℃以下、より好ましくは、50℃以下であるが、温度管理の必要がない理由から室温で貯蔵する方法が最も好ましい。温度が低すぎる場合には、貯蔵コストが増大する傾向があり、また、高すぎる場合には、カルボン酸の脱水反応等が併発する傾向がある。 The lower limit of the temperature in the dicarboxylic acid storage tank is usually −50 ° C. or higher, preferably 0 ° C. or higher. On the other hand, the upper limit is usually 200 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or lower. However, the method of storing at room temperature is most preferable because there is no need for temperature control. When the temperature is too low, the storage cost tends to increase. When the temperature is too high, the dehydration reaction of carboxylic acid tends to occur simultaneously.
ジカルボン酸の貯蔵タンク内の湿度は、下限は特に限定されないが、通常0.0001%R.H.以上、好ましくは、0.001%R.H.以上であり、より好ましくは、0.01%R.H.以上、最も好ましくは、0.1%R.H.以上であり、上限が80%R.H.以下、好ましくは60%R.H.以下、より好ましくは40%R.H.以下、更に好ましくは30%R.H.以下、最も好ましくは10%R.H.以下である。湿度が低すぎる場合には、管理工程が煩雑で経済的に不利になる傾向があり、また、高すぎる場合には
、貯蔵タンクや配管へのジカルボン酸の付着、ジカルボン酸のブロック化、貯蔵タンクが金属製の場合にはタンクの腐食等が問題になる傾向がある。 特に、不純物硫黄原子含有
量が高くなる程その傾向が増大する傾向がある。
ジカルボン酸の貯蔵タンク内の圧力は、通常、大気圧(常圧)である。
The lower limit of the humidity in the dicarboxylic acid storage tank is not particularly limited, but is usually 0.0001% R.D. H. Or more, preferably 0.001% R.V. H. More preferably, 0.01% R.D. H. Or more, most preferably 0.1% R.I. H. The upper limit is 80% R.I. H. Below, preferably 60% R.I. H. Or less, more preferably 40% R.I. H. Hereinafter, more preferably 30% R.I. H. Hereinafter, most preferably 10% R.I. H. It is as follows. When the humidity is too low, the management process tends to be complicated and economically disadvantageous. When it is too high, the dicarboxylic acid adheres to the storage tank and piping, the dicarboxylic acid is blocked, and the storage tank. When the metal is made of metal, tank corrosion tends to be a problem. In particular, the tendency tends to increase as the impurity sulfur atom content increases.
The pressure in the dicarboxylic acid storage tank is usually atmospheric pressure (normal pressure).
(2)ジオール単位
本発明においてジオール単位とは、芳香族ジオール及び/又は脂肪族ジオールから誘導されるものであり、公知の化合物を用いることができるが、脂肪族ジオールを使用するのが好ましい。
(2) Diol unit
In the present invention, the diol unit is derived from an aromatic diol and / or an aliphatic diol, and a known compound can be used, but an aliphatic diol is preferably used.
脂肪族ジオールとは、2個のOH基を有する脂肪族及び脂環式化合物であれば特に制限はされないが、炭素数の下限値が2以上であり、上限値が通常10以下、好ましくは6以下の脂肪族ジオールが挙げられる。
脂肪族ジオールの具体例としては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコ−ル、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、1,4−ブタンジオール及び1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。これらは、単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。
The aliphatic diol is not particularly limited as long as it is an aliphatic and alicyclic compound having two OH groups, but the lower limit of the carbon number is 2 or more, and the upper limit is usually 10 or less, preferably 6 The following aliphatic diols are mentioned.
Specific examples of the aliphatic diol include, for example, ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexamethylene glycol, decamethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4- And cyclohexanedimethanol. These may be used alone or as a mixture of two or more.
この内、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−プロピレングリコ−ル及び1,4−シクロヘキサンジメタノ−ルが好ましく、その中でも、エチレングリコール及び1,4−ブタンジオ−ルが好ましく、更には、1,4−ブタンジオ−ルが特に好ましい。
芳香族ジオールとしては、2個のOH基を有する芳香族化合物であれば、特に制限はされないが、炭素数の下限値が6以上であり、上限値が通常15以下の芳香族ジオールが挙げられる。芳香族ジオールの具体例としては、例えば、ヒドロキノン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、4,4‘−ジヒドロキシジフェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン及びビス(p−ヒドロキシフェニル)―2,2―プロパン等が挙げられる。本発明において、ジオール全量中、芳香族ジオールの含有量は、通常、30モル%以下、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。
Among these, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-propylene glycol and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferable, and among them, ethylene glycol and 1,4-butanediol are preferable. Furthermore, 1,4-butanediol is particularly preferable.
The aromatic diol is not particularly limited as long as it is an aromatic compound having two OH groups, and examples thereof include aromatic diols having a lower limit of 6 or more carbon atoms and an upper limit of usually 15 or less. . Specific examples of the aromatic diol include, for example, hydroquinone, 1,5-dihydroxynaphthalene, 4,4′-dihydroxydiphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) methane and bis (p-hydroxyphenyl) -2,2-propane. Etc. In the present invention, the content of the aromatic diol in the total amount of diol is usually 30 mol% or less, preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.
また、両末端ヒドロキシポリエーテルを上記の脂肪族ジオールと混合して使用してもよい。両末端ヒドロキシポリエーテルとしては、炭素数は下限値が通常4以上、好ましくは10以上であり、上限値が通常1000以下、好ましくは200以下、更に好ましくは100以下である。
両末端ヒドロキシポリエーテルの具体例としては、例えば、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、ポリテトラメチレングリコール、ポリ1,3−プロパンジオール及びポリ1,6−ヘキサメチレングリコール等が挙げられる。また、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合ポリエーテル等を使用することもできる。これらの両末端ヒドロキシポリエーテルの使用量は、ポリエステル中の含量として、通常90重量%以下、好ましくは50重量%以下、より好ましくは30重量%以下に計算される量である。
Further, both terminal hydroxy polyethers may be used by mixing with the above aliphatic diol. As both-end hydroxy polyether, the lower limit is usually 4 or more, preferably 10 or more, and the upper limit is usually 1000 or less, preferably 200 or less, more preferably 100 or less.
Specific examples of both terminal hydroxy polyethers include diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol,
本発明において、これらのジオールは、バイオマス資源から誘導されたものを用いてもよい。具体的には、ジオール化合物はグルコース等の炭素源から発酵法により直接製造してもよいし、発酵法により得られたジカルボン酸、ジカルボン酸無水物、環状エーテルを化学反応によりジオール化合物に変換しても良い。 In the present invention, these diols may be derived from biomass resources. Specifically, the diol compound may be produced directly from a carbon source such as glucose by a fermentation method, or a dicarboxylic acid, dicarboxylic acid anhydride, or cyclic ether obtained by the fermentation method is converted into a diol compound by a chemical reaction. May be.
例えば1,4−ブタンジオールをコハク酸、コハク酸無水物、コハク酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸エステル、テトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン等から化学合成により1,4−ブタンジオールを製造しても良いし、発酵法により得
られた1,3−ブタジエンから1,4−ブタンジオールを製造してもよい。この中でもコハク酸を還元触媒により水添して1,4−ブタンジオールを得る方法が効率的で好ましい。
For example, 1,4-butanediol is chemically synthesized from succinic acid, succinic anhydride, succinic ester, maleic acid, maleic anhydride, maleic ester, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, etc. to produce 1,4-butanediol. Alternatively, 1,4-butanediol may be produced from 1,3-butadiene obtained by a fermentation method. Among these, a method of hydrogenating succinic acid with a reduction catalyst to obtain 1,4-butanediol is efficient and preferable.
コハク酸を水添する触媒の例として、Pd、Ru、Re、Rh、Ni、Cu、Co及びその化合物が挙げられ、より具体的には、Pd/Ag/Re、Ru/Ni/Co/ZnO、Cu/Zn酸化物、Cu/Zn/Cr酸化物、Ru/Re、Re/C、Ru/Sn、Ru/Pt/Sn、Pt/Re/アルカリ、Pt/Re、Pd/Co/Re、Cu/Si、Cu/Cr/Mn、ReO/CuO/ZnO、CuO/CrO、Pd/Re、Ni/Co、Pd/CuO/CrO3、リン酸Ru、Ni/Co、Co/Ru/Mn、Cu/Pd/
KOH、Cu/Cr/Znが挙げられる。この中でもRu/Sn又はRu/Pt/Snが触媒活性の点で好ましい。
Examples of catalysts for hydrogenating succinic acid include Pd, Ru, Re, Rh, Ni, Cu, Co and compounds thereof, and more specifically, Pd / Ag / Re, Ru / Ni / Co / ZnO. Cu / Zn oxide, Cu / Zn / Cr oxide, Ru / Re, Re / C, Ru / Sn, Ru / Pt / Sn, Pt / Re / alkali, Pt / Re, Pd / Co / Re, Cu / Si, Cu / Cr / Mn, ReO / CuO / ZnO, CuO / CrO, Pd / Re, Ni / Co, Pd / CuO / CrO 3 , phosphoric acid Ru, Ni / Co, Co / Ru / Mn, Cu / Pd /
Examples include KOH and Cu / Cr / Zn. Among these, Ru / Sn or Ru / Pt / Sn is preferable in terms of catalytic activity.
更に、バイオマス資源から公知の有機化学触媒反応の組み合わせによりジオール化合物を製造する方法も積極的に用いられる。例えば、バイオマス資源としてペントースを利用する場合には公知の脱水反応、触媒反応の組み合わせで容易にブタンジオール等のジオールを製造できる。
バイオマス資源由来から誘導されたジオールには、バイオマス資源由来、発酵処理ならびに酸による中和工程を含む精製処理に起因して不純物として窒素原子が含まれてくる場合がある。この場合、具体的には、アミノ酸、蛋白質、アンモニア、尿素、発酵菌由来の窒素原子が含まれてくる。
Furthermore, a method of producing a diol compound from biomass resources by a combination of known organic chemical catalytic reactions is also actively used. For example, when pentose is used as a biomass resource, a diol such as butanediol can be easily produced by a combination of a known dehydration reaction and catalytic reaction.
The diol derived from the biomass resource may contain nitrogen atoms as impurities due to the purification process including the biomass resource origin, fermentation treatment, and neutralization step with acid. In this case, specifically, nitrogen atoms derived from amino acids, proteins, ammonia, urea, and fermenting bacteria are included.
上述の方法により製造したジオール中に含まれる窒素原子含有量は、ジオール質量に対して、原子換算にして、上限は通常2000wtppm以下、好ましくは、1000wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、最も好ましくは50wtppm以下である。下限は特に制限されないが、通常、0.01wtppm以上、好ましくは、精製工程の経済性の理由から0.1wtppm以上である。 The nitrogen atom content contained in the diol produced by the above-mentioned method is 2,000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less, more preferably 100 wtppm or less, and most preferably 50 wtppm in terms of atoms with respect to the diol mass. It is as follows. The lower limit is not particularly limited, but is usually 0.01 wtppm or more, preferably 0.1 wtppm or more for reasons of economic efficiency of the purification process.
発酵法により製造したジオールを用いる場合には、酸による中和工程を含む精製処理により硫黄原子が含まれてくる場合がある。この場合、具体的に、硫黄原子が含有される不純物としては、硫酸、亜硫酸、有機スルホン酸塩等が挙げられる。
ジオール中に含まれる硫黄原子含有量は、ジオール質量に対して、原子換算にして、上限は通常100wtppm以下、好ましくは、10wtppm以下、より好ましくは、上限が5wtppm以下、最も好ましくは、上限は0.5wtppm以下である。一方、下限は特に制限されないが、通常、0.001wtppm以上、好ましくは、0.01wtppm以上、より好ましくは、0.1wtppm以上である。多すぎると、重合反応が遅延化したり、製造するポリマーの安定性が低下する傾向がある。一方、硫黄原子含有量が少ない程、好ましい形態であるが、精製工程が煩雑となり経済的に不利になる。硫黄原子含有量は、公知の元素分析法により測定される値である。
When using the diol manufactured by the fermentation method, a sulfur atom may be contained by the refinement | purification process including the neutralization process by an acid. In this case, specific examples of impurities containing sulfur atoms include sulfuric acid, sulfurous acid, and organic sulfonates.
The sulfur atom content contained in the diol is, in terms of atoms, based on the diol mass, the upper limit is usually 100 wtppm or less, preferably 10 wtppm or less, more preferably the upper limit is 5 wtppm or less, and most preferably the upper limit is 0. .5 wtppm or less. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is usually 0.001 wtppm or more, preferably 0.01 wtppm or more, more preferably 0.1 wtppm or more. When the amount is too large, the polymerization reaction tends to be delayed, or the stability of the polymer to be produced tends to decrease. On the other hand, the smaller the sulfur atom content, the more preferable it is. However, the purification process becomes complicated and economically disadvantageous. The sulfur atom content is a value measured by a known elemental analysis method.
本発明において、上述の方法で得られたバイオマス資源由来のジオールをポリエステル原料として使用するにあたり、上記不純物に起因するポリエステルの着色を抑制するため、重合系に連結されるジオールを貯蔵するタンク内の酸素濃度や温度を制御してもよい。この制御により、不純物により促進されるジオールの酸化反応が抑制され、不純物自身の着色やジオール酸化生成物によるポリエステルの着色を防止することができる。 In the present invention, when using the biomass resource-derived diol obtained by the above-mentioned method as a polyester raw material, in order to suppress the coloration of the polyester due to the impurities, in the tank for storing the diol linked to the polymerization system The oxygen concentration and temperature may be controlled. By this control, the oxidation reaction of the diol promoted by the impurities is suppressed, and the coloring of the impurities themselves and the coloring of the polyester by the diol oxidation product can be prevented.
酸素濃度を制御し原料を貯蔵するためには、通常タンクが用いられる。しかし、タンク以外でも酸素濃度を制御できる装置であれば特に限定されない。貯蔵タンクの種類は具体的には限定は無く、公知の金属製もしくはこれらの内面にガラス、樹脂などのライニングを施したもの、さらにはガラス製、樹脂製の容器などが用いられる。強度の面などから金
属製もしくはそれらにライニングを施したものが好んで用いられる。金属製タンクの材としては、公知のものが使用され、具体的には、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、SUS410等のマルテンサイト系ステンレス鋼、SUS310、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、クラッド鋼、鋳鉄、銅、銅合金、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、チタン等が挙げられる。
A tank is usually used to control the oxygen concentration and store the raw material. However, the apparatus is not particularly limited as long as the apparatus can control the oxygen concentration other than the tank. The type of the storage tank is not specifically limited, and a known metal or those whose inner surfaces are lined with glass, resin, or the like, or a glass or resin container is used. From the viewpoint of strength, etc., those made of metal or those lining them are preferably used. As the material for the metal tank, known materials are used. Specifically, carbon steel, ferritic stainless steel, martensitic stainless steel such as SUS410, austenitic stainless steel such as SUS310, SUS304, and SUS316, clad Steel, cast iron, copper, copper alloy, aluminum, inconel, hastelloy, titanium and the like can be mentioned.
ジオールの貯蔵タンク内の酸素濃度は、貯蔵タンク全体積に対して、下限は特に限定されないが、通常0.00001vol%以上、好ましくは 0.0001vol%以上であり、より好ましくは、0.001vol%以上、最も好ましくは、0.01vol%以上であり、上限が通常10vol%以下、好ましくは 5vol%以下、より好ましくは、1vol%以下、最
も好ましくは、0.1vol%以下である。酸素濃度が低すぎる場合には、管理工程が煩雑
となり経済的に不利になる傾向があり、また、高すぎる場合には、ジオールの酸化反応生成物によるポリマーの着色が増大する傾向がある。
The lower limit of the diol concentration in the storage tank is not particularly limited, but is usually 0.00001 vol% or more, preferably 0.0001 vol% or more, and more preferably 0.001 vol%. As mentioned above, Most preferably, it is 0.01 vol% or more, and an upper limit is 10 vol% or less normally, Preferably it is 5 vol% or less, More preferably, it is 1 vol% or less, Most preferably, it is 0.1 vol% or less. If the oxygen concentration is too low, the management process becomes complicated and tends to be economically disadvantageous. If it is too high, the coloring of the polymer by the oxidation reaction product of the diol tends to increase.
ジオールの貯蔵タンク内の貯蔵温度は、下限が通常15℃以上、好ましくは 30℃以上であり、より好ましくは、50℃以上、最も好ましくは、100℃以上であり、上限が230℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは、180℃以下、最も好ましくは、160℃以下である。温度が低すぎる場合には、ポリエステル製造時の昇温に時間を要し、ポリエステル製造が経済的に不利になる傾向があるばかりかジオールの種類によっては固化してしまう場合がある。一方、高すぎる場合には、ジオールの気化により高圧対応の貯蔵設備が必要となり経済的に不利になるばかりかジオールの劣化が増大する傾向がある。 The lower limit of the diol storage temperature in the storage tank is usually 15 ° C or higher, preferably 30 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher, most preferably 100 ° C or higher, and the upper limit is 230 ° C or lower, preferably Is 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, and most preferably 160 ° C. or lower. If the temperature is too low, it takes time to raise the temperature during the production of the polyester, and the polyester production tends to be economically disadvantageous, and may solidify depending on the type of diol. On the other hand, if it is too high, the diol vaporization requires a high-pressure storage facility, which is not only economically disadvantageous but also tends to increase the degradation of the diol.
ジオールの貯蔵タンク内の圧力は、通常大気圧(常圧)である。圧力が低すぎたり、高すぎる場合には、管理設備が煩雑になり経済的に不利となる。
本発明においては、上記のジオール成分とジカルボン酸成分に加えて、共重合成分を加えてもよい。
共重合成分の具体的な例としては、2官能のオキシカルボン酸や、架橋構造を形成するために3官能以上の多価アルコール、3官能以上の多価カルボン酸及び/又はその無水物並びに3官能以上のオキシカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の多官能化合物が挙げられる。これらの共重合成分の中では、高重合度のポリエステルが容易に製造できる傾向があるため、特に2官能及び/又は3官能以上のオキシカルボン酸が好適に使用される。その中でも、3官能以上のオキシカルボン酸の使用は、後述する鎖延長剤を使用することなく、極少量で容易に高重合度のポリエステルを製造できるのでもっとも好ましい方法である。
The pressure in the diol storage tank is usually atmospheric pressure (normal pressure). If the pressure is too low or too high, the management facilities become complicated and economically disadvantageous.
In the present invention, a copolymer component may be added in addition to the diol component and the dicarboxylic acid component.
Specific examples of the copolymer component include a bifunctional oxycarboxylic acid, a trifunctional or higher polyhydric alcohol, a trifunctional or higher polyvalent carboxylic acid and / or an anhydride thereof, and 3 Examples include at least one polyfunctional compound selected from the group consisting of functional or higher oxycarboxylic acids. Among these copolymer components, a bifunctional and / or trifunctional or higher oxycarboxylic acid is particularly preferably used because a polyester having a high polymerization degree tends to be easily produced. Among them, the use of a trifunctional or higher functional oxycarboxylic acid is the most preferable method because a polyester having a high degree of polymerization can be easily produced in a very small amount without using a chain extender described later.
2官能のオキシカルボン酸としては、具体的には、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸等が挙げられるが、これらはオキシカルボン酸のエステルやラクトン、或いはオキシカルボン酸重合体等の誘導体であっても良い。また、これらオキシカルボン酸は単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体、またはラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体、または水溶液であってもよい。これらの中では、入手の容易な乳酸またはグリコール酸が特に好ましい。形態は、30〜95%の水溶液のものが容易に入手することができるので好ましい。高重合度のポリエステルを容易に製造する目的で2官能のオキシカルボン酸を共重合成分として使用する場合、その効果が発現する使用量の下限としては、通常、原料モノマーに対して通常、0.02モル%以上、好ましくは0.5モル%以上、より好ましくは1.0モル%以上である。一方、使用量の上限は、通常30モル%以下、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。 Specific examples of the bifunctional oxycarboxylic acid include lactic acid, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxycaproic acid, 2-hydroxy3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, and 2-hydroxyisocaprone. Examples of the acid include esters of oxycarboxylic acids, lactones, and derivatives of oxycarboxylic acid polymers. These oxycarboxylic acids can be used alone or as a mixture of two or more. When optical isomers exist in these, any of D-form, L-form, and racemic form may be sufficient, and a form may be a solid, a liquid, or aqueous solution. Of these, readily available lactic acid or glycolic acid is particularly preferable. The form is preferably 30 to 95% because an aqueous solution can be easily obtained. When a bifunctional oxycarboxylic acid is used as a copolymerization component for the purpose of easily producing a polyester having a high degree of polymerization, the lower limit of the amount used to achieve the effect is usually 0. It is 02 mol% or more, preferably 0.5 mol% or more, more preferably 1.0 mol% or more. On the other hand, the upper limit of the amount used is usually 30 mol% or less, preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.
3官能以上の多価アルコールとしては、具体的には、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられ、単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。
3官能以上の多価カルボン酸またはその無水物としては、具体的には、プロパントリカルボン酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタテトラカルボン酸無水物等が挙げられ、単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。
Specific examples of the trifunctional or higher polyhydric alcohol include glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like, and they can be used alone or as a mixture of two or more.
Specific examples of the tri- or higher functional polycarboxylic acid or anhydride thereof include propanetricarboxylic acid, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, cyclopentatetracarboxylic anhydride, and the like. It can also be used as a mixture of two or more.
3官能以上のオキシカルボン酸としては、具体的には、リンゴ酸、ヒドロキシグルタル酸、ヒドロキシメチルグルタル酸、酒石酸、クエン酸、ヒドロキシイソフタル酸、ヒドロキシテレフタル酸等が挙げられ、単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。特に、入手のし易さから、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸ならびにその混合物が好ましい。 Specific examples of the tri- or higher functional oxycarboxylic acid include malic acid, hydroxyglutaric acid, hydroxymethylglutaric acid, tartaric acid, citric acid, hydroxyisophthalic acid, hydroxyterephthalic acid, and the like. It can also be used as a mixture of In particular, malic acid, tartaric acid, citric acid and a mixture thereof are preferable because of easy availability.
上記の3官能以上の多官能化合物単位の量は、ゲルの発生原因となるため通常、ポリエステルを構成する全単量体単位100モル%に対して、上限値が通常、5モル%以下、好ましくは1モル%以下、更に好ましくは、0.50モル%以下、特に好ましくは0.3モル%以下である。一方、高重合度のポリエステルを容易に製造する目的で3官能以上の化合物を共重合成分として使用する場合、その効果が発現する使用量の下限値としては、通常、0.0001モル%以上、好ましくは、0.001モル%以上、より好ましくは、0.005モル%以上、特に好ましくは0.01モル%以上である。 Since the amount of the above-mentioned trifunctional or higher polyfunctional compound unit causes generation of gel, the upper limit is usually 5 mol% or less, preferably 100 mol% of all monomer units constituting the polyester. Is 1 mol% or less, more preferably 0.50 mol% or less, and particularly preferably 0.3 mol% or less. On the other hand, when a tri- or higher functional compound is used as a copolymerization component for the purpose of easily producing a polyester having a high degree of polymerization, the lower limit of the amount used to achieve its effect is usually 0.0001 mol% or more, Preferably, it is 0.001 mol% or more, more preferably 0.005 mol% or more, and particularly preferably 0.01 mol% or more.
また、ポリエステルの融点の下限は、通常、50℃以上あり、好ましくは、60℃以上、より好ましくは、80℃以上である。また上限は、脂肪族ポリエステルの場合、140℃以下であり、好ましくは130℃以下である。
本発明のポリエステルは、カーボネート化合物やジイソシアネート化合物等の鎖延長剤を使用することもできるが、その量は、通常、ポリエステルを構成する全単量体単位に対し、カーボネート結合ならびにウレタン結合が10モル%以下である。しかしながら、本発明のポリエステルを生分解性樹脂として使用する場合には、ジイソシアネートやカーボネート結合が存在すると、生分解性を阻害する可能性があるため、その使用量は、ポリエステルを構成する全単量体単位に対し、カーボネート結合が1モル%未満、好ましくは、0.5モル%以下、より好ましくは0.1モル%以下であり、ウレタン結合が、0.06モル%未満、好ましくは0.01モル%以下、より好ましくは0.001モル%以下である。
Moreover, the minimum of melting | fusing point of polyester is 50 degreeC or more normally, Preferably, it is 60 degreeC or more, More preferably, it is 80 degreeC or more. In the case of aliphatic polyester, the upper limit is 140 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower.
The polyester of the present invention may use a chain extender such as a carbonate compound or a diisocyanate compound, but the amount thereof is usually 10 mol of carbonate bond and urethane bond with respect to all monomer units constituting the polyester. % Or less. However, when the polyester of the present invention is used as a biodegradable resin, the presence of diisocyanate or carbonate bond may inhibit biodegradability. The carbonate bond is less than 1 mol%, preferably 0.5 mol% or less, more preferably 0.1 mol% or less, and the urethane bond is less than 0.06 mol%, preferably less than 0.06 mol%, based on the body unit. It is at most 01 mol%, more preferably at most 0.001 mol%.
カーボネート化合物としては、具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリールカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m-クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチレンカーボネート、ジアミルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネートなどが例示される。その他、フェノール類、アルコール類のようなヒドロキシ化合物から誘導される、同種、または異種のヒドロキシ化合物からなるカーボネート化合物が使用可能である。 Specific examples of the carbonate compound include diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, bis (chlorophenyl) carbonate, m-cresyl carbonate, dinaphthyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, ethylene carbonate, diamyl carbonate, and dicyclohexyl. Examples include carbonate. In addition, carbonate compounds composed of the same or different hydroxy compounds derived from hydroxy compounds such as phenols and alcohols can be used.
ジイソシアネート化合物としては、具体的には、2,4−トリレンジイソシアネート、
2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合体、ジ
フェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化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、イソホロンジイソシアネート等の公知のジイソシアネートなどが例示される。
Specifically, as the diisocyanate compound, 2,4-tolylene diisocyanate,
Known mixtures of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc. Examples of the diisocyanate are as follows.
また、その他の鎖延長剤として、ジオキサゾリン、珪酸エステルなどを使用してもよい。珪酸エステルとしては、具体的には、テトラメトキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジフェニルジヒドロキシラン等が例示される。
珪酸エステルは、環境保全ならびに安全性の面の理由からは、特にその使用量に制限はされないが、操作が煩雑になったり、重合速度に影響を与える可能性があるため、その使用量は少ない方が良い場合がある。従って、この含有量は、ポリエステルを構成する全単量体単位に対して、0.1 モル%以下とするのが好ましく、10-5 モル%以下とするのが更に好ましい。
Moreover, you may use a dioxazoline, a silicate ester, etc. as another chain extender. Specific examples of the silicate ester include tetramethoxysilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxydimethylsilane, and diphenyldihydroxylane.
Silicate esters are not particularly limited in terms of use for reasons of environmental protection and safety, but they are used in small quantities because they can be cumbersome and affect the polymerization rate. Sometimes it is better. Accordingly, the content is the total monomer units constituting the polyester may preferably be 0.1 mol% or less, and even more preferably to 10- 5 mol% or less.
本発明においては実質上鎖延長剤を含有しないポリエステルが最も好ましい。但し、溶融テンションを高めるために、毒性の低い化合物を添加する限り、少量のパーオキサイドを添加してもよい。
また本発明においては、ポリエステル末端基をカルボジイミド、エポキシ化合物、単官能性のアルコール又はカルボン酸で封止しても良い。
カルボジイミド化合物としては、分子中に1個以上のカルボジイミド基を有する化合物(ポリカルボジイミド化合物を含む)が挙げられ、具体的には、モノカルボジイミド化合物として、ジシクロヘキシルカルボジイミド、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、ジフェニルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどが例示される。ポリカルボジイミド化合物としては、その重合度が、下限が通常2以上、好ましくは4以上であり、上限が通常40以下、好ましくは、30以下であるものが使用され、米国特許第2941956号明細書、特公昭47−33279号公報、J.Org.Chem.28巻、p2069−2075(1963)、及びChemical Review 1981、81巻、第4号、p.619−621等に記載された方法により製造されたものが挙げられる。
In the present invention, a polyester containing substantially no chain extender is most preferable. However, in order to increase the melt tension, a small amount of peroxide may be added as long as a low toxicity compound is added.
In the present invention, the polyester terminal group may be sealed with carbodiimide, an epoxy compound, a monofunctional alcohol or carboxylic acid.
Examples of the carbodiimide compound include compounds having one or more carbodiimide groups in the molecule (including polycarbodiimide compounds). Specifically, as the monocarbodiimide compound, dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, dimethylcarbodiimide, diisobutylcarbodiimide, Examples include dioctylcarbodiimide, t-butylisopropylcarbodiimide, diphenylcarbodiimide, di-t-butylcarbodiimide, di-β-naphthylcarbodiimide, N, N′-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide and the like. As the polycarbodiimide compound, those having a degree of polymerization of usually 2 or more, preferably 4 or more and an upper limit of usually 40 or less, preferably 30 or less, are used, U.S. Pat. No. 2,941,956, Japanese Patent Publication No. 47-33279, J. Pat. Org. Chem. 28, p2069-2075 (1963), and Chemical Review 1981, 81, No. 4, p. And those produced by the method described in 619-621 and the like.
ポリカルボジイミド化合物の製造原料である有機ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートやこれらの混合物を挙げることができ、具体的には、1,5−ナフタレ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、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアネート、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネートなどが例示される。 Examples of the organic diisocyanate that is a raw material for producing the polycarbodiimide compound include aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and mixtures thereof. Specifically, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4 , 4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4 A mixture of tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate And 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 2,6-diisopropylphenyl isocyanate, 1,3,5-triisopropylbenzene-2,4-diisocyanate, etc. .
工業的に入手可能な具体的なポリカルボジイミドとしては、カルボジライトHMV−8CA(日清紡製)、カルボジライト LA−1(日清紡製)、スタバクゾールP(ラインケミー社製)、スタバクゾールP100(ラインケミー社製)などが例示される。
カルボジイミド化合物は単独で使用することもできるが、複数の化合物を混合して使用することもできる。
Specific examples of industrially available polycarbodiimides include Carbodilite HMV-8CA (Nisshinbo), Carbodilite LA-1 (Nisshinbo), Starbazole P (Rhein Chemie), Starbazole P100 (Rhein Chemie) and the like. Is done.
The carbodiimide compound can be used alone, but a plurality of compounds can also be mixed and used.
<ポリエステルの製造方法>
ジオール単位及びジカルボン酸単位を主体とするポリエステルの製造は、反応に供するポリエステル製造反応中の酸素濃度を特定値以下にする他は、ポリエステルを製造する公知技術で行うことができる。このポリエステルを製造する際の重合反応は、従来から採用
されている適切な条件を設定することができ、特に制限されない。具体的には、上記のジカルボン酸成分とジオール成分、更にオキシカルボン酸単位や3官能以上の成分を導入する場合には、それらの成分も含めたジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応を行った後、減圧下での重縮合反応を行うといった溶融重合の一般的な方法や、有機溶媒を用いた公知の溶液加熱脱水縮合方法によって製造することができるが、経済性ならびに製造工程の簡略性の観点から、無溶媒下で行う溶融重合法が好ましい。
<Production method of polyester>
The production of a polyester mainly composed of a diol unit and a dicarboxylic acid unit can be carried out by a known technique for producing a polyester, except that the oxygen concentration in the polyester production reaction to be subjected to the reaction is set to a specific value or less. The polymerization reaction at the time of producing this polyester can set appropriate conditions conventionally employed and is not particularly limited. Specifically, in the case of introducing the dicarboxylic acid component and the diol component, and further an oxycarboxylic acid unit or a trifunctional or higher component, an esterification reaction between the dicarboxylic acid component including these components and the diol component, and It can be produced by a general method of melt polymerization, such as a polycondensation reaction under reduced pressure after transesterification, or a known solution heating dehydration condensation method using an organic solvent. From the viewpoints of performance and simplicity of the production process, a melt polymerization method performed in the absence of a solvent is preferable.
本発明において、上述の方法で得られたバイオマス資源由来のジカルボン酸及び/またはジオールは、ポリエステル原料として使用するにあたり、ポリエステル製造反応中の酸素濃度を特定値以下に制御された反応槽内でポリエステルを製造することが必須である。これにより不純物である窒素化合物の酸化反応によるポリエステルの着色や、例えばジオールとして1,4−ブタンジオールを使用する場合の1,4−ブタンジオールの酸化反応により生成する2-(4-ヒドロキシブチルオキシ)テトラヒドロフラン等のジオール酸化反応生成物によるポリエステルの着色を抑制することができるため、色相の良いポリエステルを製造することができる。 In the present invention, the dicarboxylic acid and / or diol derived from biomass resources obtained by the above-described method is used as a polyester raw material in a reaction vessel in which the oxygen concentration during the polyester production reaction is controlled to a specific value or less. It is essential to manufacture. As a result, the polyester is colored by an oxidation reaction of the nitrogen compound as an impurity, or 2- (4-hydroxybutyloxy) formed by the oxidation reaction of 1,4-butanediol when, for example, 1,4-butanediol is used as the diol. ) Since the coloring of the polyester by the diol oxidation reaction product such as tetrahydrofuran can be suppressed, a polyester having a good hue can be produced.
ここでいう製造反応とは、原料をエステル化反応槽へ仕込み、昇温を開始した時点から重縮合反応槽で減圧下にて所望の粘度のポリマーを製造し、反応槽を減圧から常圧以上に復圧するまでの間と定義する。
製造反応中の反応槽中の反応槽全体積に対して酸素濃度は、下限は、特に限定されないが通常1.0×10-9vol%以上、好ましくは1.0×10-7vol%以上であり、上限が10vol%以下、好ましくは1vol%以下、より好ましくは、0.1vol%以下、最も好まし
くは、0.01vol%以下である。酸素濃度が低すぎる場合には、管理工程が煩雑となる
傾向があり、また、高すぎる場合には、上記の理由で得られるポリエステルの着色が著しくなる傾向がある。
反応槽内の酸素濃度の制御は、通常、窒素ガス等の不活性ガスで反応槽内をフローさせて反応槽内の酸素濃度を低減させる方法、反応槽内を減圧状態に保持した後窒素ガス等の不活性ガスで復圧して反応槽内の酸素濃度を低減させる方法、反応槽内を窒素ガス等の不活性ガスで加圧状態に保持した後にガスをパージして反応槽内の酸素濃度を低減させる方法等が用いられる。所望の酸素濃度への制御は、これらの手法を組み合わせたり、必要に応じて操作回数を増やすことにより実施される。反応槽内の酸素濃度を制御する時期は特に限定されず、原料の仕込み前であっても仕込み後であっても構わない。より好ましくは原料仕込み前に実施すると着色の少ないホ゜リマーが得られる傾向があるので好ましい。
The production reaction referred to here is the preparation of a polymer having a desired viscosity under reduced pressure in a polycondensation reaction tank from the time when the raw material is charged into the esterification reaction tank, and the temperature rise is started. It is defined as the period until the pressure is restored.
The lower limit of the oxygen concentration with respect to the total reaction tank volume in the reaction tank during the production reaction is not particularly limited, but is usually 1.0 × 10 −9 vol% or more, preferably 1.0 × 10 −7 vol% or more. The upper limit is 10 vol% or less, preferably 1 vol% or less, more preferably 0.1 vol% or less, and most preferably 0.01 vol% or less. When the oxygen concentration is too low, the management process tends to be complicated, and when it is too high, the polyester obtained for the above reason tends to become colored.
The oxygen concentration in the reaction vessel is usually controlled by a method of reducing the oxygen concentration in the reaction vessel by flowing the inside of the reaction vessel with an inert gas such as nitrogen gas. The method of reducing the oxygen concentration in the reaction tank by restoring the pressure with an inert gas such as, the oxygen concentration in the reaction tank by purging the gas after holding the reaction tank in a pressurized state with an inert gas such as nitrogen gas For example, a method for reducing the above is used. Control to a desired oxygen concentration is implemented by combining these methods or increasing the number of operations as necessary. The timing for controlling the oxygen concentration in the reaction tank is not particularly limited, and it may be before or after the raw materials are charged. More preferably, it is preferable to carry out before starting the raw materials since a polymer with less coloring tends to be obtained.
また、減圧下での重合反応時の攪拌速度を制御してもよい。これにより、特に不純物が多く熱分解しやすいバイオマス資源由来のポリエステルの製造時の熱分解や着色を抑制することができる。
減圧下での重合開始時の攪拌速度は、下限が通常10rpm以上、好ましくは20rpm以上であり、より好ましくは、30rpm以上であり、最も好ましくは、50rpm以上であり、その上限は、200rpm以下、好ましくは100rpm以下、より好ましくは、50rpm以下、最も好ましくは、30rpm以下である。攪拌速度が遅すぎる場合には、重合速度が遅くなったり、生成ポリマーに粘度むらが生じる傾向があり、また、速すぎる場合には、せん断発熱により不純物が多いバイオマス資源由来のポリマーの製造時においては特にポリマーが分解しやすい傾向がある。
Moreover, you may control the stirring speed at the time of the polymerization reaction under reduced pressure. Thereby, especially thermal decomposition and coloring at the time of manufacture of polyester derived from biomass resources which are easy to thermally decompose with many impurities can be controlled.
The lower limit of the stirring speed at the start of polymerization under reduced pressure is usually 10 rpm or more, preferably 20 rpm or more, more preferably 30 rpm or more, most preferably 50 rpm or more, and the upper limit is 200 rpm or less. Preferably it is 100 rpm or less, More preferably, it is 50 rpm or less, Most preferably, it is 30 rpm or less. When the stirring speed is too slow, the polymerization speed tends to be slow or the viscosity of the produced polymer tends to be uneven, and when it is too fast, during the production of a polymer derived from biomass resources having many impurities due to shearing heat generation. Tends to degrade the polymer in particular.
減圧下での重合反応時の最終攪拌速度は、下限が通常0.1rpm以上、好ましくは、0.5rpm以上であり、より好ましくは、1rpm以上であり、上限が、20rpm以下、好ましくは10rpm以下、より好ましくは、7rpm以下、最も好ましくは、5rpm以下である。攪拌速度が遅すぎる場合には、重合速度が遅くなったり、生成ポリマー
に粘度むらが生じる傾向があり、また、速すぎる場合には、せん断発熱により不純物が多いバイオマス資源由来のポリマーの製造においては特にポリマーが分解しやすい傾向がある。本発明においては、通常、少なくとも10rpm以下の回転数で少なくとも5分以上
、好ましくは、10分以上、より好ましくは30分以上攪拌して所望のポリエステルを製造するのが好ましい
ここで減圧下での重合反応時の攪拌速度は、ポリエステルの粘度上昇との兼ね合いで、連続的、または多段階で攪拌速度を低減させる方法が好ましい。より好ましくは、減圧下での重縮合反応停止前10分間の平均攪拌速度を、減圧下での重縮合反応開始後30分間の平均攪拌速度より低くすることである。この調節を行うことにより不純物が多く熱分解しやすいバイオマス資源由来のポリエステルの製造時の熱分解が抑えられ、安定にポリマーが製造できる。
The lower limit of the final stirring speed during the polymerization reaction under reduced pressure is usually 0.1 rpm or higher, preferably 0.5 rpm or higher, more preferably 1 rpm or higher, and the upper limit is 20 rpm or lower, preferably 10 rpm or lower. More preferably, it is 7 rpm or less, and most preferably 5 rpm or less. When the stirring rate is too slow, the polymerization rate tends to be slow or the viscosity of the produced polymer tends to be uneven, and when it is too fast, in the production of polymers derived from biomass resources that have many impurities due to shearing heat generation. In particular, the polymer tends to decompose easily. In the present invention, it is usually preferable to produce a desired polyester by stirring at a rotation speed of at least 10 rpm for at least 5 minutes, preferably at least 10 minutes, more preferably at least 30 minutes.
Here, the stirring speed during the polymerization reaction under reduced pressure is preferably a method in which the stirring speed is reduced continuously or in multiple stages in consideration of an increase in the viscosity of the polyester. More preferably, the average stirring speed for 10 minutes before stopping the polycondensation reaction under reduced pressure is lower than the average stirring speed for 30 minutes after starting the polycondensation reaction under reduced pressure. By performing this adjustment, the thermal decomposition during the production of the biomass resource-derived polyester, which contains many impurities and is easily pyrolyzed, is suppressed, and the polymer can be produced stably.
また、エステル化反応及び/又はエステル交換反応時の攪拌速度を制御することにより、テトラヒドロフランの副生が低減され、重合速度を向上することができる。
エステル化反応時の攪拌速度は、下限が通常30rpm以上、好ましくは、50rpm以上、より好ましくは、80rpm以上であり、上限は、1000rpm以下、好ましくは500rpm以下である。攪拌速度が遅すぎる場合には、留去効率が悪く、エステル化反応が遅くなる傾向があり、例えばジオールの脱水反応や脱水環化等が引き起こされる傾向がある。それによりジオール/ジカルボン酸の比率が崩れて重合速度が低下したり、より過剰のジオールを仕込む必要が生じる等の欠点を有する、また、速すぎる場合には、余計な動力を消費するため経済的に不利である。
Further, by controlling the stirring speed during the esterification reaction and / or transesterification reaction, the by-product of tetrahydrofuran can be reduced and the polymerization speed can be improved.
The lower limit of the stirring speed during the esterification reaction is usually 30 rpm or more, preferably 50 rpm or more, more preferably 80 rpm or more, and the upper limit is 1000 rpm or less, preferably 500 rpm or less. When the stirring speed is too slow, the distillation efficiency is poor and the esterification reaction tends to be slow, and for example, the diol dehydration reaction or dehydration cyclization tends to be caused. As a result, the ratio of the diol / dicarboxylic acid collapses and the polymerization rate is reduced, and it is necessary to charge an excessive amount of diol, and if it is too fast, it consumes extra power and is economical. Disadvantageous.
また、バイオマス資源由来のジカルボン酸を、ポリエステル原料として使用するにあたり、ジカルボン酸を貯蔵タンクから反応器へ移送する際の酸素濃度と湿度を制御してもよい。これにより不純物である硫黄成分による移送管内の腐食を防止すること事ができ、更には窒素源の酸化反応による着色を抑えることができ、色相の良いポリエステルを製造することができる。 Moreover, when using dicarboxylic acid derived from biomass resources as a polyester raw material, the oxygen concentration and humidity when transferring the dicarboxylic acid from the storage tank to the reactor may be controlled. As a result, corrosion in the transfer pipe due to the sulfur component as an impurity can be prevented, and further, coloring due to the oxidation reaction of the nitrogen source can be suppressed, and a polyester having a good hue can be produced.
移送管の種類としては、具体的には、通常の公知の金属製もしくはこれらの内面にガラス、樹脂などのライニングを施したもの、さらにはガラス製、樹脂製の容器などが用いられる。強度の面などから金属製もしくはそれらにライニングを施したものが好んで用いられる。金属製タンクの材としては、公知のものが使用され、具体的には、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、SUS410等のマルテンサイト系ステンレス鋼、SUS310、SUS304、SUS316等のオーステナイト系ステンレス鋼、クラッド鋼、鋳鉄、銅、銅合金、アルミニウム、インコネル、ハステロイ、チタン等が挙げられる。 Specifically, the transfer pipe is made of a commonly known metal, or an inner surface of which a lining such as glass or resin is applied, or a glass or resin container. From the viewpoint of strength, etc., those made of metal or those lining them are preferably used. As the material for the metal tank, known materials are used. Specifically, carbon steel, ferritic stainless steel, martensitic stainless steel such as SUS410, austenitic stainless steel such as SUS310, SUS304, and SUS316, clad Steel, cast iron, copper, copper alloy, aluminum, inconel, hastelloy, titanium and the like can be mentioned.
移送管内の酸素濃度は、移送管全体積に対して、下限は特に限定されないが、通常0.00001vol%以上、好ましくは0.01vol%以上である。一方、上限が16vol%以
下、好ましくは14vol%以下、より好ましくは、12vol%以下である。酸素濃度が低すぎる場合には、設備投資や管理工程が煩雑になり経済的に不利であり、一方、高すぎる場合には、製造されるポリマーの着色が増加する傾向がある。
The lower limit of the oxygen concentration in the transfer pipe is not particularly limited with respect to the total volume of the transfer pipe, but is usually 0.00001 vol% or more, preferably 0.01 vol% or more. On the other hand, the upper limit is 16 vol% or less, preferably 14 vol% or less, and more preferably 12 vol% or less. When the oxygen concentration is too low, the capital investment and the management process become complicated, which is economically disadvantageous. On the other hand, when the oxygen concentration is too high, coloring of the produced polymer tends to increase.
移送管内の湿度は、下限は特に限定されないが、通常0.0001%R.H.以上、好ましくは0.001%R.H.以上であり、より好ましくは、0.01%R.H.以上、最も好ましくは、0.1%R.H.以上であり、上限が80%R.H.以下、好ましくは60%R.H.以下、より好ましくは、40%R.H.以下である。湿度が低すぎる場合には、管理工程が煩雑で経済的に不利になる傾向があり、また、高すぎる場合には、貯蔵タンクや配管の腐食が問題になる傾向がある。更に、湿度が高すぎる場合は、貯蔵タンクや配管へのジカルボン酸の付着、ジカルボン酸のブロック化等の問題が生じ、これらの付着現象により配管の腐食が促進される傾向がある。 The lower limit of the humidity in the transfer pipe is not particularly limited, but is usually 0.0001% R.D. H. Or more, preferably 0.001% R.V. H. More preferably, 0.01% R.D. H. Or more, most preferably 0.1% R.I. H. The upper limit is 80% R.I. H. Below, preferably 60% R.I. H. Hereinafter, more preferably, 40% R.I. H. It is as follows. If the humidity is too low, the management process tends to be cumbersome and economically disadvantageous. If it is too high, corrosion of the storage tank and piping tends to be a problem. Furthermore, when the humidity is too high, problems such as adhesion of dicarboxylic acid to storage tanks and piping, blocking of dicarboxylic acid, and the like occur, and corrosion of piping tends to be promoted by these adhesion phenomena.
移送管内の温度は、下限が通常−50℃以上、好ましくは0℃以上である。一方、上限が通常200℃以下、好ましくは100℃以下、より好ましくは、50℃以下である。温度が低すぎる場合には、貯蔵コストが増大する傾向があり、また、高すぎる場合には、カルボン酸の脱水反応等が併発する傾向がある。
移送管内の圧力は、通常、0.1kPaから1MPaであるが、操作性の観点から0.05MPa以上0.3Mpa以下程度の圧力で使用される。
The lower limit of the temperature in the transfer tube is usually −50 ° C. or higher, preferably 0 ° C. or higher. On the other hand, the upper limit is usually 200 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower. When the temperature is too low, the storage cost tends to increase. When the temperature is too high, the dehydration reaction of carboxylic acid tends to occur simultaneously.
The pressure in the transfer pipe is usually 0.1 kPa to 1 MPa, but is used at a pressure of about 0.05 MPa to 0.3 MPa from the viewpoint of operability.
ポリエステルを製造する際に用いるジオールの使用量は、ジカルボン酸またはその誘導体100モルに対し、実質的に等モルであるが、一般には、エステル化及び/又はエステル交換反応及び/又は縮重合反応中の留出があることから、0.1〜20モル%過剰に用いられる。
また、重縮合反応は、重合触媒の存在下に行うのが好ましい。重合触媒の添加時期は、重縮合反応以前であれば特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいてもよく、減圧開始時に添加してもよい。
The amount of diol used in the production of the polyester is substantially equimolar with respect to 100 mol of the dicarboxylic acid or derivative thereof, but in general during the esterification and / or transesterification and / or polycondensation reactions. Is used in excess of 0.1 to 20 mol%.
The polycondensation reaction is preferably performed in the presence of a polymerization catalyst. The addition timing of the polymerization catalyst is not particularly limited as long as it is before the polycondensation reaction, and it may be added when the raw materials are charged, or may be added at the start of pressure reduction.
重合触媒としては、一般には、周期表で、水素、炭素を除く1族〜14族金属元素を含む化合物が挙げられる。具体的には、チタン、ジルコニウム、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、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、ストロンチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群から選ばれた、少なくとも1種以上の金属を含むカルボン酸塩、アルコキシ塩、有機スルホン酸塩又はβ−ジケトナート塩等の有機基を含む化合物、更には前記した金属の酸化物、ハロゲン化物等の無機化合物及びそれらの混合物が挙げられる。
As the polymerization catalyst, in general, a compound containing a
これらの中では、チタン、ジルコニウム、ゲルマニウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを含む金属化合物、並びにそれらの混合物が好ましく、その中でも、特に、チタン化合物及びゲルマニウム化合物が好ましい。また、触媒は、重合時に溶融或いは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。 Among these, metal compounds containing titanium, zirconium, germanium, zinc, aluminum, magnesium and calcium, and mixtures thereof are preferable, and among these, titanium compounds and germanium compounds are particularly preferable. In addition, the catalyst is preferably a compound that is liquid at the time of polymerization or that dissolves in an ester low polymer or polyester because the polymerization rate increases when it is melted or dissolved at the time of polymerization.
チタン化合物としては、テトラアルキルチタネートが好ましく、具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネート及びこれらの混合チタネートが挙げられる。また、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタン(ジイソプロキシド)アセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、チタンビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、チタン(トリエタノールアミネート)イソプロポキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、ブチルチタネートダイマー等も好んで用いられる。更には、酸化チタンや、チタンと珪素を含む複合酸化物(例えば、Acordis Industrial Fibers社製のチタニア/シリカ複合酸化物(製品名:C−94))も好んで用いられる。これらの中では、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート及びテトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマー、酸化チタン、チタニア/シリカ複合酸化物(例えば、Acordis Industrial Fibers社製の製品名:C−94)が好ましく、テトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマー、チタニア/シリカ複合酸化物(例えば、Acordis Indus
trial Fibers社製の製品名:C−94)がより好ましく、特に、テトラ−n
−ブチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタニア/シリカ複合酸化物(例えば、Acordis Industrial Fibers社製の製品名:C−94)が好ましい。
The titanium compound is preferably a tetraalkyl titanate, specifically, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-t-butyl titanate, tetraphenyl titanate, tetracyclohexyl titanate, tetra Examples include benzyl titanate and mixed titanates thereof. In addition, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium (diisoproxide) acetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, titanium bis (ethylacetoacetate) diisopropoxide, titanium (triethanolaminate) ) Isopropoxide, polyhydroxytitanium stearate, titanium lactate, titanium triethanolamate, butyl titanate dimer and the like are also preferably used. Furthermore, titanium oxide and composite oxides containing titanium and silicon (for example, titania / silica composite oxide (product name: C-94) manufactured by Acordis Industrial Fibers) are preferably used. Among these, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate and tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, polyhydroxytitanium stearate Rate, titanium lactate, butyl titanate dimer, titanium oxide, titania / silica composite oxide (for example, product name: C-94 manufactured by Acordis Industrial Fibers), tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetate Nate, titanium tetraacetylacetonate, polyhydroxytitanium stearate, titanium lactate, butyl titanate dimer, titania / silica composite oxide (for example, Aco dis Indus
product name manufactured by trial Fibers: C-94) is more preferable, in particular, tetra-n
-Butyl titanate, polyhydroxy titanium stearate, titanium (oxy) acetyl acetonate, titanium tetraacetyl acetonate, titania / silica composite oxide (for example, product name: C-94 manufactured by Acordis Industrial Fibers) is preferable.
ジルコニウム化合物としては、具体的には、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、ジルコニルジアセテイト、シュウ酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニル、シュウ酸ジルコニウムカリウム、ポリヒドロキシジルコニウムステアレート、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテ
トラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシド、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネートならびにそれらの混合物が例示される。更には、酸化ジルコニウムや、例えばジルコニウムと珪素を含む複合酸化物も好適に使用される。これらの中では、ジルコニルジアセテイト、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、シュウ酸ジルコニウムアンモニウム、シュウ酸ジルコニウムカリウム、ポリヒドロキシジルコニウムステアレート、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシドが好ましく、ジルコニルジアセテイト、ジルコニウムテトラアセテイト、ジルコニウムアセテイトヒドロキシド、ジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレート、シュウ酸ジルコニウムアンモニウム、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシドがより好ましく、特にジルコニウムトリス(ブトキシ)ステアレートが着色のない高重合度のポリエステルが容易に得られる理由から好ましい。
Specific examples of the zirconium compound include zirconium tetraacetate, zirconium acetylate hydroxide, zirconium tris (butoxy) stearate, zirconyl diacetate, zirconium oxalate, zirconyl oxalate, potassium potassium oxalate, and polyhydroxyzirconium. Stearate, zirconium ethoxide, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra
Examples include tra-n-butoxide, zirconium tetra-t-butoxide, zirconium tributoxyacetylacetonate, and mixtures thereof. Furthermore, zirconium oxide and composite oxides containing, for example, zirconium and silicon are also preferably used. Among these, zirconyl diacetate, zirconium tris (butoxy) stearate, zirconium tetraacetate, zirconium acetate acetate, zirconium ammonium oxalate, zirconium potassium oxalate, polyhydroxyzirconium stearate, zirconium tetra-n- Propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium tetra-t-butoxide are preferred, zirconyl diacetate, zirconium tetraacetate, zirconium acetate acetate hydroxide, zirconium tris (butoxy) stearate, sulphate Zirconium ammonium acid, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetra-n-butoxide are more preferred, Preferred for reasons of zirconium tris (butoxy) stearate is easily obtained polyester having a high degree of polymerization without colored.
ゲルマニウム化合物としては、具体的には、酸化ゲルマニウムや塩化ゲルマニウム等の無機ゲルマニウム化合物、テトラアルコキシゲルマニウムなどの有機ゲルマニウム化合物が挙げられる。価格や入手の容易さなどから、酸化ゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム及びテトラブトキシゲルマニウムなどが好ましく、特に、酸化ゲルマニウムが好ましい。 Specific examples of the germanium compound include inorganic germanium compounds such as germanium oxide and germanium chloride, and organic germanium compounds such as tetraalkoxygermanium. In view of price and availability, germanium oxide, tetraethoxygermanium, tetrabutoxygermanium, and the like are preferable, and germanium oxide is particularly preferable.
これらの重合触媒として金属化合物を用いる場合の触媒添加量は、生成するポリエステル質量に対する金属質量として、下限値が通常5wtppm以上、好ましくは10wtppm以上であり、上限値が通常30000wtppm以下、好ましくは1000wtppm以下、より好ましくは250wtppm以下、特に好ましくは130wtppm以下である。使用する触媒量が多すぎると、経済的に不利であるばかりでなくポリマーの熱安定性が低くなるのに対し、逆に少なすぎると重合活性が低くなり、それに伴いポリマー製造中にポリマーの分解が誘発されやすくなる。 The amount of catalyst added in the case of using a metal compound as the polymerization catalyst is such that the lower limit value is usually 5 wtppm or more, preferably 10 wtppm or more, and the upper limit value is usually 30000 wtppm or less, preferably 1000 wtppm or less, as the metal mass relative to the mass of the produced polyester. More preferably, it is 250 wtppm or less, and particularly preferably 130 wtppm or less. If too much catalyst is used, it is not only economically disadvantageous but also lowers the thermal stability of the polymer. Conversely, if it is too little, the polymerization activity is lowered, and as a result, the polymer decomposes during polymer production. Is more likely to be triggered.
ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応の反応温度は、下限が通常150℃以上、好ましくは180℃以上、上限が通常260℃以下、好ましくは250℃以下である。反応雰囲気は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下である。反応圧力は、通常、常圧〜10kPaであるが、常圧が好ましい。
反応時間は、下限が通常1時間以上であり、上限が通常10時間以下、好ましくは、4時間以下である。
The lower limit of the esterification reaction and / or transesterification reaction temperature between the dicarboxylic acid component and the diol component is usually 150 ° C or higher, preferably 180 ° C or higher, and the upper limit is usually 260 ° C or lower, preferably 250 ° C or lower. The reaction atmosphere is usually an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction pressure is usually normal pressure to 10 kPa, but normal pressure is preferred.
The lower limit of the reaction time is usually 1 hour or longer, and the upper limit is usually 10 hours or shorter, preferably 4 hours or shorter.
ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応後の重縮合反応は、圧力を、下限が通常0.01×103Pa以上、好ましくは0.05×1
03Pa以上であり、上限が通常1.4×103Pa以下、好ましくは0.4×103Pa
以下の真空度下として行う。この時の反応温度は、下限が通常150℃以上、好ましくは180℃以上であり、上限が通常260℃以下、好ましくは250℃以下の範囲である。反応時間は、下限が通常2時間以上であり、上限が通常15時間以下、好ましくは10時間以下である。
In the polycondensation reaction after the esterification reaction and / or transesterification reaction between the dicarboxylic acid component and the diol component, the lower limit is usually 0.01 × 10 3 Pa or more, preferably 0.05 × 1.
0 3 Pa or more, and the upper limit is usually 1.4 × 10 3 Pa or less, preferably 0.4 × 10 3 Pa
The following vacuum is applied. At this time, the lower limit of the reaction temperature is usually 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, and the upper limit is usually 260 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower. The lower limit of the reaction time is usually 2 hours or more, and the upper limit is usually 15 hours or less, preferably 10 hours or less.
本発明においてポリエステルを製造する反応装置としては、公知の縦型あるいは横型撹拌槽型反応器を用いることができる。例えば、同一又は異なる反応装置を用いて、溶融重合のエステル化及び/又はエステル交換の工程と減圧重縮合の工程の2段階で行い、減圧重縮合の反応器としては、真空ポンプと反応器を結ぶ減圧用排気管を具備した攪拌槽型反応器を使用する方法が挙げられる。また、真空ポンプと反応器とを結ぶ減圧用排気管の間には凝縮器を結合し、該凝縮器にて重縮合反応中に生成する揮発成分や未反応ジカルボン酸を回収する方法が好んで用いられる。 In the present invention, a known vertical or horizontal stirred tank reactor can be used as a reaction apparatus for producing polyester. For example, using the same or different reaction apparatus, it is carried out in two stages, that is, a step of esterification and / or transesterification of melt polymerization and a step of polycondensation under reduced pressure. The method of using the stirring tank type reactor which equipped the exhaust pipe for pressure reduction to tie is mentioned. In addition, a method in which a condenser is connected between the vacuum exhaust pipe connecting the vacuum pump and the reactor, and the volatile components and unreacted dicarboxylic acid generated during the polycondensation reaction in the condenser is preferred. Used.
本発明においては、ポリエステルの製造方法として、従来の、上記の脂肪族ジカルボン酸を含むジカルボン酸成分と脂肪族ジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応を行った後、減圧下で、ポリエステルのアルコール末端のエステル交換反応により生成するジオールを留去しながらポリエステルの重合度を高める方法、或いは、ポリエステルの脂肪族カルボン酸末端から脂肪族ジカルボン酸及び/又はその酸無水物環状体を留去させながらポリエステルの重合度を高める方法が用いられる。後者の場合、脂肪族カルボン酸及び/又はその無水物環状体の除去は、通常、上記溶融重合工程における後段の減圧下での重縮合反応中に脂肪族ジカルボン酸及び/又はその酸無水物環状体を加熱留出させる方法が採られるが、重縮合反応条件下では、脂肪族ジカルボン酸は容易に酸無水物環状体になりやすいため、酸無水物環状体の形態で加熱留出させる場合が多い。また、その際、ジオールから誘導される鎖状又は環状エーテル及び/又はジオールもまた脂肪族ジカルボン酸及び/又はその酸無水物環状体と共に除去されてもよい。更に、ジカルボン酸成分とジオール成分の環状単量体を共に留去させる方法は、重合速度が向上するため、好ましい態様である。 In the present invention, as a method for producing a polyester, after performing an esterification reaction and / or transesterification reaction of a conventional dicarboxylic acid component containing an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol component, under reduced pressure, A method of increasing the degree of polymerization of the polyester while distilling off the diol produced by the transesterification reaction at the alcohol end of the polyester, or distilling the aliphatic dicarboxylic acid and / or its acid anhydride ring from the end of the aliphatic carboxylic acid of the polyester. A method of increasing the degree of polymerization of the polyester while leaving is used. In the latter case, the removal of the aliphatic carboxylic acid and / or its anhydride ring is usually carried out during the polycondensation reaction under reduced pressure in the latter stage of the melt polymerization step. Although the method of distilling the body by heating is employed, since the aliphatic dicarboxylic acid easily becomes an acid anhydride ring under the polycondensation reaction conditions, it may be distilled by heating in the form of an acid anhydride ring. Many. At this time, the linear or cyclic ether derived from the diol and / or the diol may also be removed together with the aliphatic dicarboxylic acid and / or the anhydride cyclic product thereof. Furthermore, the method of distilling off both the dicarboxylic acid component and the diol component of the cyclic monomer is a preferred embodiment because the polymerization rate is improved.
また、ポリエステルの製造工程の途中、又は製造されたポリエステルには、その特性が損なわれない範囲において各種の添加剤、例えば、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤あるいは着色顔料等として無機微粒子や有機化合物を必要に応じて添加してもよい。着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄などの無機顔料の他、シアニン系、スチレン系、フタロシアイン系、アンスラキノン系、ペリノン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、キノクリドン系、チオインディゴ系などの有機顔料等を使用することができる。また、炭酸カルシウムやシリカなどの改質剤も使用することができる。 In addition, various additives such as plasticizers, UV stabilizers, anti-coloring agents, matting agents, deodorizers in the course of the polyester production process, or within the range where the properties of the produced polyester are not impaired. If necessary, inorganic fine particles or organic compounds may be added as agents, flame retardants, weathering agents, antistatic agents, yarn friction reducing agents, mold release agents, antioxidants, ion exchange agents, or coloring pigments. Color pigments include inorganic pigments such as carbon black, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, cyanine, styrene, phthalocyanine, anthraquinone, perinone, isoindolinone, quinophthalone, and quinocridone. Organic pigments such as those based on thioindigo can be used. Moreover, modifiers such as calcium carbonate and silica can also be used.
<ポリエステルの物性>
本発明のポリエステルの数平均分子量は、ポリスチレン換算で通常、下限が通常5000以上、好ましくは1万以上、より好ましくは、1.5万以上であり、上限が通常50万以下、好ましくは30万以下である。
本発明のポリエステル中に共有結合された官能基以外で含まれる窒素原子含有量は、ポリエステル質量に対して、1000wtppm以下である。ポリエステル中に共有結合された官能基以外で含まれる窒素原子含有量は好ましくは500wtppm以下、より好ましくは100wtppm以下、更に好ましくは50wtppm以下であり、その中でも40wtppm以下が好ましく、更には30wtppm以下が好ましく、20wtppm以下が最も好ましい。重合体中のポリエステル中に共有結合された官能基以外で含まれる窒素原子含有量は主に原料中の窒素元素に由来するものであるが、ポリエステル中に共有結合された官能基以外で含まれる窒素原子含有量が、ポリエステル質量に対して、1000
wtppm以下であると成型時の着色や異物の発生が少なく、成型後製品の熱または光等の劣化や加水分解が起こりにくく好ましい。また、ポリエステル中に共有結合された官能基以外で含まれる窒素原子含有量が、ポリエステル質量に対して、100wtppm以下であるとポリエステルの着色や異物の発生が少なくて用途によってはより好ましい。その含有量がより少ないとその効果は顕著となる。一方、共有結合された官能基以外でポリエステル中に含まれる窒素原子含有量は、ポリエステル質量に対して、0.01wtppm以上が好ましい。より好ましくは0.05wtppm以上、さらに好ましくは0.1wtppm以上、特に好ましくは1wtppm以上である。窒素原子含有量が0.01wtppm未満では原料の精製の際の負荷がかかりエネルギー上不利であり、環境に対しての影響も無視できない。また窒素原子含有量が1wtppm以上であると脂肪族ポリエステルの場合は土壌における生分解速度が促進され好ましい。窒素原子含有量が上記の範囲にある原料を用いることで、通常には、重合反応において、ポリエステルの重合速度を低下させず、かつ、得られるポリエステルの生分解性を促進させることができる。窒素原子含有量は、後述するような従来公知の方法である化学発光法により測定することができる。
また、本発明においては、ポリエステル中に共有結合された官能基とは、上記のジイソシアネート化合物やカルボジイミド化合物から誘導されたウレタン官能基、未反応のイソシアネート官能基、尿素官能基、イソ尿素官能基ならびに未反応のカルボジイミド官能基を指す。従って、本発明においては、ポリエステル中に共有結合された官能基以外で含まれる窒素原子含有量は、ポリエステル中に含まれる総窒素原子含有量から上記のウレタン官能基、未反応のイソシアネート官能基、尿素官能基、イソ尿素官能基ならびに未反応のカルボジイミド官能基に帰属される窒素原子含有量を差し引いた値である。ウレタン官能基、未反応のイソシアネート官能基、尿素官能基、イソ尿素官能基ならびに未反応のカルボジイミド官能基の含有量は、上記の13C NMRやIR等の分光学的測定やポリエステルの
製造時の仕込み量から算出される。
<Physical properties of polyester>
The number average molecular weight of the polyester of the present invention is usually at least 5000, preferably 10,000 or more, more preferably 15,000 or more in terms of polystyrene, and the upper limit is usually 500,000 or less, preferably 300,000. It is as follows.
The nitrogen atom content other than the functional group covalently bonded in the polyester of the present invention is 1000 wtppm or less with respect to the polyester mass. The nitrogen atom content other than the covalently bonded functional group in the polyester is preferably 500 wtppm or less, more preferably 100 wtppm or less, still more preferably 50 wtppm or less, of which 40 wtppm or less is preferable, and further 30 wtppm or less is preferable. 20 wtppm or less is most preferable. The nitrogen atom content other than the functional group covalently bonded to the polyester in the polymer is mainly derived from the nitrogen element in the raw material, but is included other than the functional group covalently bonded to the polyester. The nitrogen atom content is 1000 with respect to the polyester mass.
It is preferable that the content is less than or equal to wtppm because coloring and generation of foreign matters are less at the time of molding, and deterioration or hydrolysis of the product after molding, such as heat or light, hardly occurs. Further, the content of nitrogen atoms contained other than the functional group covalently bonded in the polyester is 100 wtppm or less with respect to the polyester mass, and it is more preferable depending on the use because the polyester is less colored and foreign matter is generated. The effect becomes remarkable when the content is smaller. On the other hand, the nitrogen atom content contained in the polyester other than the covalently bonded functional group is preferably 0.01 wtppm or more with respect to the polyester mass. More preferably, it is 0.05 wtppm or more, More preferably, it is 0.1 wtppm or more, Most preferably, it is 1 wtppm or more. If the nitrogen atom content is less than 0.01 wtppm, a burden is imposed on the purification of the raw material, which is disadvantageous in terms of energy, and the influence on the environment cannot be ignored. Further, when the nitrogen atom content is 1 wtppm or more, the aliphatic polyester is preferable because the biodegradation rate in the soil is accelerated. By using a raw material having a nitrogen atom content in the above range, usually, the polymerization rate of the polyester can be reduced in the polymerization reaction, and the biodegradability of the resulting polyester can be promoted. The nitrogen atom content can be measured by a chemiluminescence method which is a conventionally known method as described later.
In the present invention, the functional group covalently bonded in the polyester is a urethane functional group derived from the diisocyanate compound or carbodiimide compound, an unreacted isocyanate functional group, a urea functional group, an isourea functional group, and Refers to unreacted carbodiimide functional group. Therefore, in the present invention, the nitrogen atom content other than the functional group covalently bonded in the polyester is the above-mentioned urethane functional group, unreacted isocyanate functional group, from the total nitrogen atom content contained in the polyester, This is a value obtained by subtracting the nitrogen atom content attributed to the urea functional group, the isourea functional group and the unreacted carbodiimide functional group. The content of urethane functional group, unreacted isocyanate functional group, urea functional group, isourea functional group and unreacted carbodiimide functional group is the same as the above 13 C NMR and IR spectroscopic measurements and polyester production Calculated from the charged amount.
本発明のポリエステル中に含まれる窒素含有量と原料中に含まれるアンモニア含有量の比は0より大きく0.9以下であるが好ましく、より好ましくは0より大きく0.6以下である。
本発明のポリエステル中の硫黄原子含有量は、原子換算として、ポリエステル質量に対して、上限が、500wtppm以下、好ましくは、50wtppm以下、より好ましくは、3wtppm以下、最も好ましくは、0.3wtppm以下である。一方、下限は、特に限定されないが、0.0001wtppm以上、好ましくは、0.001wtppm以上、より好ましくは、0.01wtppm以上であり、最も好ましくは、0.1wtppm以上である。硫黄含有量が多すぎるとポリエステルの熱安定性や耐加水分解性が低下する傾向があり、少なすぎる系は精製コストが著しく高くなりポリエステルの製造においては経済的に不利になる傾向がある。
The ratio of the nitrogen content contained in the polyester of the present invention to the ammonia content contained in the raw material is preferably more than 0 and 0.9 or less, more preferably more than 0 and 0.6 or less.
The upper limit of the sulfur atom content in the polyester of the present invention is 500 wtppm or less, preferably 50 wtppm or less, more preferably 3 wtppm or less, and most preferably 0.3 wtppm or less with respect to the polyester mass. is there. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is 0.0001 wtppm or more, preferably 0.001 wtppm or more, more preferably 0.01 wtppm or more, and most preferably 0.1 wtppm or more. If the sulfur content is too high, the thermal stability and hydrolysis resistance of the polyester tend to be reduced, and if the amount is too low, the purification cost becomes remarkably high and the polyester tends to be economically disadvantageous.
本発明で製造されるポリエステルの還元粘度(ηsp/c)値は、実用上十分な力学特性が得られる理由から、1.4以上であり、中でも1.6以上が好ましく、更には1.8以上が好ましく、特に2.0以上が特に好ましい。還元粘度(ηsp/c)値の上限は、ポリエステルの重合反応後の抜き出し易さならびに成形のし易さ等の操作性の観点から、通常、6.0以下、好ましくは5.0以下、更に好ましくは4.0以下である。 The reduced viscosity (ηsp / c) value of the polyester produced in the present invention is 1.4 or more, and preferably 1.6 or more, more preferably 1.8 because practically sufficient mechanical properties can be obtained. The above is preferable, and 2.0 or more is particularly preferable. The upper limit of the reduced viscosity (ηsp / c) value is usually 6.0 or less, preferably 5.0 or less, from the viewpoint of operability such as ease of extraction after the polyester polymerization reaction and ease of molding. Preferably it is 4.0 or less.
本発明でいう還元粘度は以下の測定条件により測定されたものである。
〔還元粘度(ηsp/c)測定条件〕
粘度管:ウベローデ粘度管
測定温度:30℃
溶媒:フェノール/テトラクロロエタン(1:1重量比)溶液
ポリエステル濃度:0.5g/dl
本発明のポリエステルは、ポリエステル(0.5g)をフェノール/テトラクロロエタ
ン(1:1重量比)溶液(容量:1dl)に室温で溶解させた際、均一に溶解するポリエステルが好ましく、ポリエステルの不溶成分が生じる場合、通常、不溶成分量は全ポリエステル中、1重量%以下、より好ましくは、0.1重量%以下、特に好ましくは0.01重量%以下であることが好ましい。
The reduced viscosity as used in the present invention is measured under the following measurement conditions.
[Reduced viscosity (ηsp / c) measurement conditions]
Viscosity tube: Ubbelohde viscosity tube
Measurement temperature: 30 ° C
Solvent: phenol / tetrachloroethane (1: 1 weight ratio) solution
Polyester concentration: 0.5 g / dl
The polyester of the present invention is preferably a polyester that dissolves uniformly when a polyester (0.5 g) is dissolved in a phenol / tetrachloroethane (1: 1 weight ratio) solution (volume: 1 dl) at room temperature. In general, the amount of insoluble components in the total polyester is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less, and particularly preferably 0.01% by weight or less.
本発明のポリエステルのカルボキシル基末端濃度は、通常、100当量/トン以下であるが、より好ましくは、その濃度は、50当量/トン以下、特に、35当量/トン以下、更には25当量/トン以下であることが好ましく、0.1当量/トン以上、好ましくは0.5当量/トン以上、特に1当量/トン以上が好ましい。この量が多くなると、ポリマーの成形時の熱安定性や比較的長期の使用・保管時の耐加水分解性が低下する傾向があり、カルボキシル基が少なすぎるポリマーは、より好ましい形態ではあるが、このようなポリマーを製造するには極めて高額の設備投資を要する他、多大な製造時間を要するなど経済的に不利な点である。末端カルボキシル基量は、通常、公知の滴定方法により算出されるが、本発明においては、得られたポリエステルをベンジルアルコールに溶解し0.1N
NaOHにて滴定した値であり、1×106g当たりのカルボキシル基当量である。
本発明で製造されるポリエステルは、通常、着色の少ないポリエステルであることが好ましい。本発明のポリエステルの黄色度(YI値)は、その上限が、通常、50以下、好ましくは30以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは15以下、特に好ましくは10以下であり、一方、その下限は、特には限定されないが、通常−20以上、好ましくは、−10以上、より好ましくは、―5以上、特に好ましくは−3以上、最も好ましくはー1以上である。高いYI値を示すポリエステルは、フィルムやシート等の使用用途が制限される欠点を有する。一方、低いYI値を示すポリエステルは、より好ましい形態ではあるが、このようなポリマーを製造するには製造プロセスが煩雑で極めて高額の設備投資を要するなど経済的に不利な点がある。本発明において、YI値は、JIS K7105に基づく方法で測定される値である。
The terminal carboxyl group concentration of the polyester of the present invention is usually 100 equivalents / ton or less, more preferably, the concentration is 50 equivalents / ton or less, particularly 35 equivalents / ton or less, and more preferably 25 equivalents / ton. Or less, preferably 0.1 equivalent / ton or more, preferably 0.5 equivalent / ton or more, particularly preferably 1 equivalent / ton or more. When this amount increases, the thermal stability during molding of the polymer and the hydrolysis resistance during relatively long-term use / storage tend to decrease, and a polymer having too few carboxyl groups is a more preferable form, In order to produce such a polymer, it is economically disadvantageous in that it requires a very large amount of capital investment and requires a lot of production time. The amount of terminal carboxyl groups is usually calculated by a known titration method. In the present invention, the obtained polyester is dissolved in benzyl alcohol to give 0.1N.
It is a value titrated with NaOH, and is a carboxyl group equivalent per 1 × 10 6 g.
The polyester produced in the present invention is usually preferably a polyester with little coloring. The upper limit of the yellowness (YI value) of the polyester of the present invention is usually 50 or less, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 15 or less, particularly preferably 10 or less, The lower limit is not particularly limited, but is usually −20 or more, preferably −10 or more, more preferably −5 or more, particularly preferably −3 or more, and most preferably −1 or more. Polyesters exhibiting high YI values have the disadvantage that their use applications such as films and sheets are limited. On the other hand, polyesters exhibiting a low YI value are a more preferred form, but there are economical disadvantages in producing such polymers, such as complicated manufacturing processes and very high capital investment. In the present invention, the YI value is a value measured by a method based on JIS K7105.
<ポリエステル組成物の用途>
本発明に係るポリエステルは、射出成形法、中空成形法および押出成形法などの汎用プラスチック成形法などにより、フィルム、ラミネートフィルム、シート、板、延伸シート、モノフィラメント、マルチフィラメント、不織布、フラットヤーン、ステープル、捲縮繊維、筋付きテープ、スプリットヤーン、複合繊維、ブローボトル、発泡体などの成形品に利用可能である。その際、結晶核剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、離型剤、フィラー、他のポリマーなど、必要に応じ添加することができる。
<Use of polyester composition>
The polyester according to the present invention can be produced by a general-purpose plastic molding method such as an injection molding method, a hollow molding method, and an extrusion molding method, etc. It can be used for molded products such as crimped fibers, striped tapes, split yarns, composite fibers, blow bottles and foams. At that time, a crystal nucleating agent, an antioxidant, a lubricant, a colorant, a release agent, a filler, other polymers, and the like can be added as necessary.
さらに、本発明に係るポリエステルは、従来の石油由来のポリマーに比較し環境に対する負荷が少ないため今後、ショッピングバッグ、ゴミ袋、農業用フィルム、化粧品容器、洗剤容器、漂白剤容器、釣り糸、漁網、ロープ、結束材、手術糸、衛生用カバーストック材、保冷箱、クッション材、医療材料、電気機 Furthermore, since the polyester according to the present invention has less burden on the environment than conventional petroleum-derived polymers, in the future, shopping bags, garbage bags, agricultural films, cosmetic containers, detergent containers, bleach containers, fishing lines, fishing nets, Rope, binding material, surgical thread, sanitary cover stock material, cold box, cushion material, medical material, electric machine
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これら実施例に限定されるものではない。なお、以下の例における特性値は、次の方法により測定した。
希薄溶液粘度(還元粘度):ポリエステルを濃度0.5g/dLとなるようにフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に溶解し、溶液が30℃の恒温槽中で粘度管を落下する時間t(sec)を測定した。また溶媒のみの落下する時間t0(s
ec)を測定し30℃での還元粘度ηsp/C(=(t−t0)/t0・C)を算出した(Cは溶液の濃度)。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded. The characteristic values in the following examples were measured by the following method.
Dilute solution viscosity (reduced viscosity): Polyester is dissolved in phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) to a concentration of 0.5 g / dL, and the solution is a viscosity tube in a thermostatic bath at 30 ° C. The time t (sec) for dropping was measured. In addition, the time t 0 (s
ec) was measured, and a reduced viscosity η sp / C (= (t−t 0 ) / t 0 · C) at 30 ° C. was calculated (C is the concentration of the solution).
窒素原子含有量:試料数10mgを石英ボートへ採取して、全窒素分析計(三菱化学社
製TN−10型)を用いて試料を燃焼し、化学発光法により決定した。
Nitrogen atom content: A sample of 10 mg was taken into a quartz boat, the sample was burned using a total nitrogen analyzer (TN-10 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and determined by a chemiluminescence method.
硫黄原子含有量:試料約0.1gを白金製ボートに採取して石英管管状炉(三菱化学社製AQF−100(濃縮システム))で燃焼し、燃焼ガス中の硫黄分を0.1%−過酸化水素水で吸収させた。その後、吸収液中の硫酸イオンをイオンクロマトグラフ(Dionex社製 ICS−1000型)を用いて測定した。
YI値:JIS K7105の方法に基づいて測定した。
Sulfur atom content: About 0.1 g of sample was collected in a platinum boat and burned in a quartz tube tubular furnace (AQF-100 (concentration system) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the sulfur content in the combustion gas was 0.1%. -Absorbed with hydrogen peroxide. Thereafter, sulfate ions in the absorbing solution were measured using an ion chromatograph (ICS-1000 type, manufactured by Dionex).
YI value: Measured based on the method of JIS K7105.
参考例1
<遺伝子破壊用ベクターの構築>
(A)枯草菌ゲノムDNAの抽出
LB培地[組成:トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5gを
蒸留水1Lに溶解]10mLに、枯草菌(Bacillus subtilis ISW1214)を対数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得られた菌体を10mg/mLの濃度にリゾチームを含む10mM NaCl/20mMトリス緩衝液(pH8.0)/
1mM EDTA・2Na溶液0.15mLに懸濁した。
Reference example 1
<Construction of vector for gene disruption>
(A) Extraction of Bacillus subtilis genomic DNA
Bacillus subtilis (Bacillus subtilis ISW1214) was cultured in 10 mL of LB medium [composition: tryptone 10 g, yeast extract 5 g, NaCl 5 g dissolved in 1 L of distilled water], and the cells were collected. 10 mM NaCl / 20 mM Tris buffer solution (pH 8.0) containing lysozyme at a concentration of 10 mg / mL
It was suspended in 0.15 mL of 1 mM EDTA · 2Na solution.
次に、上記懸濁液にプロテナーゼKを、最終濃度が100μg/mLになるように添加し、37℃で1時間保温した。さらにドデシル硫酸ナトリウムを最終濃度が0.5%になるように添加し、50℃で6時間保温して溶菌した。この溶菌液に、等量のフェノール/クロロフォルム溶液を添加し、室温で10分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心分離(5,000×g、20分間、10〜12℃)し、上清画分を分取し、酢酸ナトリウムを0.3Mとなるように添加した後、2倍量のエタノールを加え混合した。遠心分離(15,000×g、2分)により回収した沈殿物を70%エタノールで洗浄した後、風乾した。得られたDNAに10mMトリス緩衝液(pH7.5)−1mM EDTA・2Na溶液
5mLを加え、4℃で一晩静置し、以後のPCRの鋳型DNAに使用した。
Next, proteinase K was added to the suspension so that the final concentration was 100 μg / mL, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 1 hour. Further, sodium dodecyl sulfate was added to a final concentration of 0.5%, and the mixture was incubated at 50 ° C. for 6 hours for lysis. To this lysate, add an equal amount of phenol / chloroform solution, shake gently at room temperature for 10 minutes, and then centrifuge (5,000 × g, 20 minutes, 10-12 ° C.) to obtain a supernatant. The fraction was collected and sodium acetate was added to a concentration of 0.3 M, and then twice as much ethanol was added and mixed. The precipitate collected by centrifugation (15,000 × g, 2 minutes) was washed with 70% ethanol and then air-dried. To the obtained DNA, 5 mL of a 10 mM Tris buffer (pH 7.5) -1 mM EDTA · 2Na solution was added and left overnight at 4 ° C., and used as template DNA for subsequent PCR.
(B)PCRによるSacB遺伝子の増幅およびクローニング
枯草菌SacB遺伝子の取得は、上記(A)で調製したDNAを鋳型とし、既に報告されている該遺伝子の塩基配列(GenBank Database AccessionNo.X02730)を基に設計した合成DNA(配列番号1および配列番号2)を用いたPCRによって行った。
(B) Amplification and cloning of SacB gene by PCR
The Bacillus subtilis SacB gene was obtained by using the DNA prepared in (A) as a template and a synthetic DNA (SEQ ID NO: 1 and sequence) designed based on the already reported base sequence of the gene (GenBank Database Accession No. X02730). Performed by PCR using number 2).
反応液組成:鋳型DNA1μL、PfxDNAポリメラーゼ(インビトロジェン社製)0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.3μM各々プライマー、1mM MgSO4、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、68℃で2分からなるサイクルを35回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの68℃での保温は5分とした。
Composition of reaction solution:
Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds and 68 ° C. for 2 minutes was repeated 35 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 68 ° C. in the final cycle was 5 minutes.
増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約2kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)を用
いて行った。
Confirmation of the amplified product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMC BioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining, and a fragment of about 2 kb was detected. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN).
回収したDNA断片は、T4 ポリヌクレオチドキナーゼ(T4 Polynucleotide Kinase:宝酒造製)により5'末端をリン酸化した後、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて大腸菌ベクター(pBluescriptII:S
TRATEGENE製)のEcoRV部位に結合し、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX-Galを含むLB寒天培地[トリプトン10g、イース
トエキストラクト5g、NaCl 5g及び寒天15gを蒸留水1Lに溶解]に塗抹した
。
The recovered DNA fragment was phosphorylated at the 5 ′ end with T4 polynucleotide kinase (T4 Polynucleotide Kinase: manufactured by Takara Shuzo), and then ligated kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo) using E. coli vector (pBluescript II: S
The Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the resulting plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium [10 g tryptone, 5 g yeast extract, 5 g NaCl, and 15 g agar dissolved in 1 L distilled water] containing 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal. .
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、次に50μg/mLアンピシリンおよび10%ショ糖を含むLB寒天培地に移し37℃で24時間培養した。これらのクローンのうち、ショ糖を含む培地で生育できなかったものについて、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。SacB遺伝子が大腸菌内で機能的に発現する株は、ショ糖含有培地にて生育不能となるはずである。得られたプラスミドDNAを制限酵素SalIおよびPstIで切断することにより、約2kbの挿入断片が認められ、該プラスミドをpBS/SacBと命名した。 Clones that formed white colonies on this medium were then transferred to LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin and 10% sucrose and cultured at 37 ° C. for 24 hours. Among these clones, those that could not grow on a medium containing sucrose were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. Strains in which the SacB gene is functionally expressed in E. coli should be unable to grow on sucrose-containing media. The obtained plasmid DNA was cleaved with restriction enzymes SalI and PstI, whereby an inserted fragment of about 2 kb was observed, and the plasmid was named pBS / SacB.
(C)クロラムフェニコール耐性SacBベクターの構築
大腸菌プラスミドベクターpHSG396(宝酒造:クロラムフェニコール耐性マーカー)500ngに制限酵素PshBI10ユニットを37℃で一時間反応させた後、フェノール/クロロフォルム抽出およびエタノール沈殿により回収した。クレノウフラグメント(Klenow Fragment:宝酒造製)により両末端を平滑化した後、ライゲ
ーションキットver.2(宝酒造製)を用いてMluIリンカー(宝酒造)を連結、環状化させ、大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を34μg/mLクロラムフェニコールを含むLB寒天培地に塗抹した。得られたクローンから常法によりプラスミドDNAを調製し、制限酵素MluIの切断部位を有するクローンを選抜し、pHSG396Mluと命名した。
(C) Construction of chloramphenicol resistant SacB vector
The restriction enzyme PshBI10 unit was reacted with 500 ng of E. coli plasmid vector pHSG396 (Takara Shuzo: Chloramphenicol resistance marker) at 37 ° C. for 1 hour, and then recovered by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation. After smoothing both ends with Klenow Fragment (manufactured by Takara Shuzo), ligation kit ver. MluI linker (Takara Shuzo) was ligated and circularized using 2 (Takara Shuzo), and Escherichia coli (DH5α strain) was transformed. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 34 μg / mL chloramphenicol. Plasmid DNA was prepared from the obtained clones by a conventional method, and a clone having a restriction enzyme MluI cleavage site was selected and named pHSG396Mlu.
一方、上記(B)にて構築したpBS/SacBを制限酵素SalIおよびPstIで切断した後、クレノウフラグメントにて末端を平滑化した。これにライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いてMluIリンカーを連結したのち、0.75%アガロースゲル電気泳動によりSacB遺伝子を含む約2.0kbのDNA断片を分離、回収した。このSacB遺伝子断片を、制限酵素MluI切断後、アルカリフォスファターゼ(Alkaline Phosphatase Calf intestine:宝酒造)にて末端を脱リン酸化したpHSG396Mlu断片とライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結させ、大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を34μg/mLクロラムフェニコールを含むLB寒天培地に塗抹した。こうして得られたコロニーを、次に34μg/mLクロラムフェニコールおよび10%ショ糖を含むLB寒天培地に移し37℃で24時間培養した。これらのクローンのうち、ショ糖を含む培地で生育できなかったものについて、常法によりプラスミドDNAを精製した。こうして得られたプラスミドDNAをMluI切断により解析した結果、約2.0kbの挿入断片を持つことが確認され、これをpCMB1と命名した。 On the other hand, pBS / SacB constructed in (B) above was cleaved with restriction enzymes SalI and PstI, and the ends were blunted with Klenow fragment. Ligation kit ver. After linking the MluI linker using 2 (Takara Shuzo), a DNA fragment of about 2.0 kb containing the SacB gene was separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis. This SacB gene fragment was cleaved with the restriction enzyme MluI, and then the pHSG396Mlu fragment was dephosphorylated with alkaline phosphatase (Alkaline Phosphatase Calf intestine) and ligation kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo) was used to transform E. coli (DH5α strain). The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 34 μg / mL chloramphenicol. The colonies thus obtained were then transferred to an LB agar medium containing 34 μg / mL chloramphenicol and 10% sucrose and cultured at 37 ° C. for 24 hours. Among these clones, plasmid DNA was purified by a conventional method for those that could not grow on a medium containing sucrose. As a result of analyzing the plasmid DNA thus obtained by MluI digestion, it was confirmed that it had an inserted fragment of about 2.0 kb, and this was named pCMB1.
(D)カナマイシン耐性遺伝子の取得
カナマイシン耐性遺伝子の取得は、大腸菌プラスミドベクターpHSG299(宝酒造:カナマイシン耐性マーカー)のDNAを鋳型とし、配列番号3および配列番号4で示した合成DNAをプライマーとしたPCR法によって行った。
反応液組成:鋳型DNA1ng、PyrobestDNAポリメラーゼ(宝酒造) 0
.1μL、1倍濃度添付バッファー、0.5μM各々プライマー、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
(D) Acquisition of kanamycin resistance gene
The kanamycin resistance gene was obtained by PCR using the DNA of E. coli plasmid vector pHSG299 (Takara Shuzo: kanamycin resistance marker) as a template and the synthetic DNAs shown in SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 as primers.
Composition of reaction solution: 1 ng of template DNA, Pyrobest DNA polymerase (Takara Shuzo) 0
. 1 μL, 1 × concentration buffer, 0.5 μM each primer, and 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.
反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、62℃で15秒、72℃で1分20秒からなるサイクルを
20回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの72℃での保温は5分とした。
増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約1.1kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)
を用いて行った。回収したDNA断片は、T4 ポリヌクレオチドキナーゼ(T4 Polynucleotide Kinase:宝酒造製)により5'末端をリン酸化した。
Reaction temperature condition: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds, 62 ° C. for 15 seconds, and 72 ° C. for 1 minute 20 seconds was repeated 20 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 72 ° C. in the final cycle was 5 minutes.
Confirmation of the amplification product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMCBioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining to detect a fragment of about 1.1 kb. Recovery of the target DNA fragment from the gel is performed using the QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN)
It was performed using. The recovered DNA fragment was phosphorylated at the 5 ′ end with T4 polynucleotide kinase (T4 Polynucleotide Kinase: manufactured by Takara Shuzo).
(E)カナマイシン耐性SacBベクターの構築
上記(C)で構築したpCMB1を制限酵素Van91IおよびScaIで切断して得られた約3.5kbのDNA断片を0.75%アガロースゲル電気泳動により分離、回収した。これを上記(D)で調製したカナマイシン耐性遺伝子と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結し、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンを含むLB寒天培地に塗抹した。
(E) Construction of kanamycin resistant SacB vector
The approximately 3.5 kb DNA fragment obtained by cleaving pCMB1 constructed in (C) above with restriction enzymes Van91I and ScaI was separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis. This was mixed with the kanamycin resistance gene prepared in (D) above, and ligation kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo), and Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin.
このカナマイシン含有培地上で生育した株は、ショ糖含有培地にて生育不能であることが確認された。また、同株から調製したプラスミドDNAは、制限酵素HindIII消化
により354、473、1807、1997bpの断片を生じたことから、図1に示した構造に間違いがないと判断し、該プラスミドをpKMB1と命名した。
It was confirmed that the strain grown on this kanamycin-containing medium was unable to grow on the sucrose-containing medium. Further, the plasmid DNA prepared from the same strain produced fragments of 354, 473, 1807, and 1997 bp by digestion with the restriction enzyme HindIII. Therefore, it was determined that the structure shown in FIG. 1 was correct, and the plasmid was designated as pKMB1. Named.
参考例2
<LDH遺伝子破壊株の作製>
(A)ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株ゲノムDNAの抽出
A培地[尿素 2g、(NH4)2SO4 7g、KH2PO40.5g、K2HPO4 0.5g、MgSO4・7H2O 0.5g、FeSO4・7H2O 6mg、MnSO4・4−5H2O6mg、ビオチン 200μg、チアミン 100μg、イーストエキストラクト 1g
、カザミノ酸 1g、グルコース 20g、蒸留水1Lに溶解]10mLに、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株を対数増殖期後期まで培養し、得られた菌体から上記参考例1の(A)に示す方法にてゲノムDNAを調製した。
Reference example 2
<Preparation of LDH gene disruption strain>
(A) Extraction of Brevibacterium flavum MJ233-ES strain genomic DNA
A medium [urea 2 g, (NH 4 ) 2 SO 4 7 g, KH 2 PO 4 0.5 g, K 2 HPO 4 0.5 g, MgSO 4 .7H 2 O 0.5 g, FeSO 4 .7H 2 O 6 mg, MnSO 4 · 4-5H 2 O 6 mg, biotin 200 μg, thiamine 100 μg, yeast extract 1 g
1 g of casamino acid, 20 g of glucose, dissolved in 1 L of distilled water] In 10 mL, Brevibacterium flavum MJ-233 strain was cultured until the late logarithmic growth phase, and the obtained cells were transferred to (A) of Reference Example 1 above. Genomic DNA was prepared by the method shown.
(B)ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子のクローニング
MJ233株ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子の取得は、上記(A)で調製したDNAを鋳型とし、特開平11−206385に記載の該遺伝子の塩基配列を基に設計した合成DNA(配列番号5および配列番号6)を用いたPCRによって行った。
反応液組成:鋳型DNA 1μL、TaqDNAポリメラーゼ(宝酒造) 0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.2μM各々プライマー、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
(B) Cloning of lactate dehydrogenase gene
The MJ233 strain lactate dehydrogenase gene was obtained by using the DNA prepared in the above (A) as a template and a synthetic DNA (SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6) designed based on the base sequence of the gene described in JP-A-11-206385. By PCR using
Composition of reaction solution:
反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、55℃で20秒、72℃で1分からなるサイクルを30回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの72℃での保温は5分とした。
増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約0.95kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製 )を用いて行った。
Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds, 55 ° C. for 20 seconds and 72 ° C. for 1 minute was repeated 30 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 72 ° C. in the final cycle was 5 minutes.
Confirmation of the amplification product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMCBioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining to detect a fragment of about 0.95 kb. The DNA fragment of interest was recovered from the gel using a QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN).
回収したDNA断片を、PCR産物クローニングベクターpGEM−TEasy(Promega製)と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX-Galを含むLB
寒天培地に塗抹した。
The recovered DNA fragment was mixed with a PCR product cloning vector pGEM-TEasy (Promega) and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was mixed with 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal LB.
It was smeared on an agar medium.
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素SacIおよびSphIで切断することにより、約1.0kbの挿入断片が認められ、これをpGEMT/CgLDHと命名した。
(C)ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子破壊用プラスミドの構築
上記(B)で作製したpGEMT/CgLDHを制限酵素EcoRVおよびXbaIで切断することにより約0.25kbからなるラクテートデヒドロゲナーゼのコーディング領域を切り出した。残った約3.7kbのDNA断片の末端をクレノウフラグメントにて平滑化し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて環状化させ、大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンを含むLB寒天培地に塗抹した。
Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. By cutting the obtained plasmid DNA with restriction enzymes SacI and SphI, an insert fragment of about 1.0 kb was recognized, and this was named pGEMT / CgLDH.
(C) Construction of plasmid for disrupting lactate dehydrogenase gene
The coding region of lactate dehydrogenase consisting of about 0.25 kb was cut out by cutting the pGEMT / CgLDH prepared in (B) above with restriction enzymes EcoRV and XbaI. The ends of the remaining approximately 3.7 kb DNA fragment were blunted with Klenow fragment, and ligated kit ver. 2 (manufactured by Takara Shuzo) was cyclized to transform E. coli (DH5α strain). The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL ampicillin.
この培地上で生育した株を、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素SacIおよびSphIで切断することにより、約0.75kbの挿入断片が認められたクローンを選抜し、これをpGEMT/ΔLDHと命名した。
次に、上記pGEMT/ΔLDHを制限酵素SacIおよびSphIにて切断して生じる約0.75kbのDNA断片を、0.75%アガロースゲル電気泳動により分離、回収し、欠損領域を含むラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子断片を調製した。このDNA断片を、制限酵素SacIおよびSphIにて切断した参考例1にて構築したpKMB1と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンおよび50μg/mLX-Galを含むLB寒天培地に塗抹した 。
The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. By cutting the obtained plasmid DNA with restriction enzymes SacI and SphI, a clone in which an insert fragment of about 0.75 kb was recognized was selected and named pGEMT / ΔLDH.
Next, a DNA fragment of about 0.75 kb generated by cleaving the above pGEMT / ΔLDH with restriction enzymes SacI and SphI is separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis, and a lactate dehydrogenase gene fragment containing a defective region Was prepared. This DNA fragment was mixed with pKMB1 constructed in Reference Example 1 cut with restriction enzymes SacI and SphI, and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin and 50 μg / mL X-Gal.
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素SacIおよびSphIで切断することにより、約0.75kbの挿入断片が認められたものを選抜し、これをpKMB1/ΔLDHと命名した(図2)。 Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. The obtained plasmid DNA was cleaved with restriction enzymes SacI and SphI, and a plasmid with an inserted fragment of about 0.75 kb was selected and named pKMB1 / ΔLDH (FIG. 2).
(D)ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株由来ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子破壊株の作製
ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株の形質転換に用いるプラスミドDNAは、pKMB1/ΔLDHを用いて塩化カルシウム法(Journal of Molecular Biology,53,159,1970)により形質転換した大腸菌JM110株から調製した。
(D) Preparation of lactate dehydrogenase gene disruption strain derived from Brevibacterium flavum MJ233-ES strain
Plasmid DNA used for transformation of Brevibacterium flavum MJ-233 strain was prepared from Escherichia coli JM110 strain transformed by pKMB1 / ΔLDH by the calcium chloride method (Journal of Molecular Biology, 53, 159, 1970).
ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株の形質転換は、電気パルス法(Res.Microbiol., Vol.144, p.181−185, 1993)によ
って行い、得られた形質転換体をカナマイシン 50μg/mLを含むLBG寒天培地[
トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5g、グルコース 20g、及び寒天15gを蒸留水1Lに溶解]に塗抹した。
The Brevibacterium flavum MJ233-ES strain was transformed by the electric pulse method (Res. Microbiol., Vol. 144, p. 181-185, 1993), and the obtained transformant was treated with 50 μg / mL of kanamycin. LBG agar medium [
10 g of tryptone, 5 g of yeast extract, 5 g of NaCl, 20 g of glucose, and 15 g of agar were dissolved in 1 L of distilled water.
この培地上に生育した株は、pKMB1/ΔLDHがブレビバクテリウム・フラバムM
J233−ES株菌体内で複製不可能なプラスミドであるため、該プラスミドのラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子とブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株ゲノム上の同遺伝子との間で相同組み換えを起こした結果、同ゲノム上に該プラスミドに由来するカナマイシン耐性遺伝子およびSacB遺伝子が挿入されているはずである。
Strains grown on this medium have a pKMB1 / ΔLDH of Brevibacterium flavum M
As a result of homologous recombination between the lactate dehydrogenase gene of the plasmid and the same gene on the Brevibacterium flavum MJ-233 strain, since this is a plasmid that cannot replicate in the bacterial body of the J233-ES strain, The kanamycin resistance gene and SacB gene derived from the plasmid should be inserted above.
次に、上記相同組み換え株をカナマイシン50μg/mLを含むLBG培地にて液体培養した。この培養液の菌体数約100万相当分を10%ショ糖含有LBG培地に塗抹にした。結果、2回目の相同組み換えによりSacB遺伝子が脱落しショ糖非感受性となったと考えられる株約10個得た。
この様にして得られた株の中には、そのラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子がpKMB1/ΔLDHに由来する変異型に置き換わったものと野生型に戻ったものが含まれる。ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子が変異型であるか野生型であるかの確認は、LBG培地にて液体培養して得られた菌体を直接PCR反応に供し、ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子の検出を行うことによって容易に確認できる。ラクテートデヒドロゲナーゼ遺伝子をPCR増幅するためのプライマー(配列番号7および配列番号8)を用いて分析すると、野生型では720bp、欠失領域を持つ変異型では471bpのDNA断片を認めるはずである。
Next, the homologous recombination strain was subjected to liquid culture in an LBG medium containing kanamycin 50 μg / mL. A portion equivalent to about 1 million cells of this culture was smeared on a 10% sucrose-containing LBG medium. As a result, about 10 strains that were considered to be sucrose-insensitive due to elimination of the SacB gene by the second homologous recombination were obtained.
Among the strains thus obtained, those in which the lactate dehydrogenase gene is replaced with a mutant derived from pKMB1 / ΔLDH and those in which the wild type is restored are included. Confirmation of whether the lactate dehydrogenase gene is a mutant type or a wild type is easily confirmed by subjecting the cells obtained by liquid culture in LBG medium to direct PCR reaction and detecting the lactate dehydrogenase gene. it can. When the lactate dehydrogenase gene is analyzed using primers (SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 8) for PCR amplification, a wild-type DNA fragment of 720 bp and a mutant type having a deletion region should have a DNA fragment of 471 bp.
上記方法にてショ糖非感受性となった菌株を分析した結果、変異型遺伝子のみを有する株を選抜し、該株をブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDHと命名した。
(E)ラクテートデヒドロゲナーゼ活性の確認
上記(D)で作製したブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株をA培地に植菌し、30℃で15時間好気的に振とう培養した。得られた培養物を遠心分離(3,000×g、4℃、20分間)して菌体を回収後、ナトリウム−リン酸緩衝液[組成:50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.3)]で洗浄した。
As a result of analyzing the strain that became insensitive to sucrose by the above method, a strain having only the mutant gene was selected, and the strain was named Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH.
(E) Confirmation of lactate dehydrogenase activity
The Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH strain prepared in (D) above was inoculated into the A medium, and cultured under aerobic shaking at 30 ° C. for 15 hours. The obtained culture is centrifuged (3,000 × g, 4 ° C., 20 minutes) to recover the bacterial cells, and then sodium-phosphate buffer [composition: 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.3)]. Washed with.
次いで、洗浄菌体0.5g(湿重量)を上記ナトリウム−リン酸緩衝液2mLに懸濁し、氷冷下で超音波破砕器(ブランソン社製)にかけ菌体破砕物を得た。該破砕物を遠心分離(10,000×g,4℃,30分間)し、上清を粗酵素液として得た。対照として、ブレビバクテリウム・フラバム MJ233−ES株の粗酵素液を同様に調製し、以下の
活性測定に供した。
Next, 0.5 g (wet weight) of washed cells was suspended in 2 mL of the sodium-phosphate buffer, and the cells were crushed by applying an ultrasonic crusher (manufactured by Branson) under ice cooling. The crushed material was centrifuged (10,000 × g, 4 ° C., 30 minutes), and the supernatant was obtained as a crude enzyme solution. As a control, a crude enzyme solution of Brevibacterium flavum MJ233-ES strain was similarly prepared and subjected to the following activity measurement.
ラクテートデヒドロゲナーゼ酵素活性の確認は、両粗酵素液について、ピルビン酸を基質とした乳酸の生成に伴い、補酵素NADHがNAD+に酸化されるのを、340nmの 吸光度変化として測定した[L. Kanarek and R. L. Hill, J.Biol. Chem. 239, 4202 (1964)]。反応は、50mM カリウム
−リン酸緩衝液(pH7.2)、10mM ピルビン酸、0.4mMNADH存在下、37℃にて行った。その結果、ブレビバクテリウム・フラバムMJ233−ES株から調製された粗酵素液におけるラクテートデヒドロゲナーゼ活性に対し、ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株から調製された粗酵素液におけるラクテートデヒドロゲナーゼ活性は、10分の1以下であった。
Confirmation of the enzyme activity of lactate dehydrogenase was carried out by measuring, as an absorbance change at 340 nm, that the coenzyme NADH was oxidized to NAD + with the production of lactic acid using pyruvate as a substrate for both crude enzyme solutions [L. Kanarek and R.K. L. Hill, J.M. Biol. Chem. 239, 4202 (1964)]. The reaction was performed at 37 ° C. in the presence of 50 mM potassium-phosphate buffer (pH 7.2), 10 mM pyruvic acid, 0.4 mM NADH. As a result, the lactate dehydrogenase activity in the crude enzyme solution prepared from Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH was 10 minutes compared to the lactate dehydrogenase activity in the crude enzyme solution prepared from Brevibacterium flavum MJ233-ES strain. 1 or less.
参考例3
<コリネ型細菌発現ベクターの構築>
(A)コリネ型細菌用プロモーター断片の調製
コリネ型細菌で強力なプロモーター活性を有することが報告された特開平7−95891の配列番号4に記載のDNA断片(以降TZ4プロモーターと称する)を利用することとした。本プロモーター断片の取得は、参考例2の(A)で調製したブレビバクテリウム・フラバムMJ233ゲノムDNAを鋳型とし、特開平7−95891の配列番号4に記載の配列を基に設計した合成DNA(配列番号9および配列番号10)を用いたPCRに
よって行った。
Reference example 3
<Construction of Coryneform Bacterial Expression Vector>
(A) Preparation of promoter fragment for coryneform bacteria
It was decided to use a DNA fragment (hereinafter referred to as TZ4 promoter) described in SEQ ID NO: 4 of JP-A-7-95891, which was reported to have a strong promoter activity in coryneform bacteria. This promoter fragment was obtained by using the Brevibacterium flavum MJ233 genomic DNA prepared in (A) of Reference Example 2 as a template and a synthetic DNA designed based on the sequence described in SEQ ID NO: 4 of JP-A-7-95891 ( It was carried out by PCR using SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10).
反応液組成:鋳型DNA1μL、PfxDNAポリメラーゼ(インビトロジェン社製) 0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.3μM各々プライマー、1mM MgSO4、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、60℃で20秒、72℃で30秒からなるサイクルを35回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの72℃での保温は2分とした。
Composition of reaction solution: 1 μL of template DNA, 0.2 μL of Pfx DNA polymerase (manufactured by Invitrogen), 1 × concentration attached buffer, 0.3 μM each primer, 1 mM MgSO 4 and 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.
Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, and 72 ° C. for 30 seconds was repeated 35 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute 20 seconds, and the heat retention at 72 ° C. in the final cycle was 2 minutes.
増幅産物の確認は、2.0%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約0.25kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)
を用いて行った。
The amplification product was confirmed by separation by 2.0% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMC BioProducts) gel electrophoresis and visualization by ethidium bromide staining, and a fragment of about 0.25 kb was detected. Recovery of the target DNA fragment from the gel is performed using the QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN)
It was performed using.
回収したDNA断片は、T4 ポリヌクレオチドキナーゼ(T4 Polynucleotide Kinase:宝酒造製)により5'末端をリン酸化した後、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて大腸菌ベクターpUC19(宝酒造)のSmaI部
位に結合し、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX-Gal
を含むLB寒天培地に塗抹した。
The recovered DNA fragment was phosphorylated at the 5 ′ end with T4 polynucleotide kinase (T4 Polynucleotide Kinase: manufactured by Takara Shuzo), and then ligated kit ver. 2 (Takara Shuzo) was used to bind to the SmaI site of E. coli vector pUC19 (Takara Shuzo), and Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the resulting plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was mixed with 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal.
The LB agar medium containing
この培地上で白色のコロニーを形成した6クローンについて、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製し、塩基配列を決定した。これ中でTZ4プロモーターがpUC19のlacプロモーターと逆方向に転写活性を有するように挿入されたクローンを選抜し、これをpUC/TZ4と命名した。
次に、pUC/TZ4を制限酵素BamHIおよびPstIで切断して調製したDNA断片に、5’末端がリン酸化された合成DNA(配列番号11および配列番号12)から成り、両末端にそれぞれBamHIとPstIに対する粘着末端を有するDNAリンカーを混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。本DNAリンカーには、リボソーム結合配列(AGGAGG)およびその下流に配したクローニングサイト(上流から順に、PacI、NotI、ApaI)が含まれている。
Six clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified and the nucleotide sequence was determined. Among them, a clone in which the TZ4 promoter was inserted so as to have a transcriptional activity in the reverse direction to the lac promoter of pUC19 was selected and named pUC / TZ4.
Next, a DNA fragment prepared by cleaving pUC / TZ4 with restriction enzymes BamHI and PstI consists of synthetic DNA (SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 12) phosphorylated at the 5 ′ end, and BamHI and A DNA linker having a sticky end against PstI was mixed, and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. This DNA linker includes a ribosome binding sequence (AGGAGG) and a cloning site (PacI, NotI, ApaI in this order from the upstream).
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAの中から制限酵素NotIによって切断されるものを選抜し、これをpUC/TZ4−SDと命名した。
この様にして構築したpUC/TZ4−SDを制限酵素PstIで切断後、クレノウフラグメントにて末端を平滑化し、次いで制限酵素KpnIで切断することにより生じた約0.3kbのプロモーター断片を、2.0%アガロースゲル電気泳動により分離、回収した。
Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. From the obtained plasmid DNA, one that was cleaved by the restriction enzyme NotI was selected and named pUC / TZ4-SD.
The thus constructed pUC / TZ4-SD was cleaved with the restriction enzyme PstI, blunted with Klenow fragment, and then cleaved with the restriction enzyme KpnI to give a promoter fragment of about 0.3 kb. Separated and collected by 0% agarose gel electrophoresis.
(B)コリネ型細菌発現ベクターの構築
コリネ型細菌にて安定的に自立複製可能なプラスミドとして、特開平12−93183記載のpHSG298par−repを利用する。本プラスミドは、ブレビバクテリウム・スタチオニスIFO12144株が保有する天然型プラスミドpBY503の複製領域および安定化機能を有する領域と大腸菌ベクターpHSG298(宝酒造)に由来するカナマイシン耐性遺伝子および大腸菌の複製領域を備える。pHSG298par−repを制限酵素SseIで切断後、クレノウフラグメントにて末端を平滑化し、次いで制限酵
素KpnIで切断することによって調製したDNAを、上記(A)で調製したTZ4プロモーター断片と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンを含むLB寒天培地に塗抹した。
この培地上で生育した株を、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAの中から制限酵素NotIによって切断されるものを選抜し、該プラスミドをpTZ4と命名した(図3に構築手順を示した)。
(B) Construction of coryneform bacterial expression vector
As a plasmid that can stably replicate independently in coryneform bacteria, pHSG298par-rep described in JP-A-12-93183 is used. This plasmid comprises a replication region and a region having a stabilizing function of the natural plasmid pBY503 possessed by Brevibacterium stachynis IFO12144, a kanamycin resistance gene derived from E. coli vector pHSG298 (Takara Shuzo), and a replication region of E. coli. The DNA prepared by cleaving pHSG298par-rep with the restriction enzyme SseI, blunting the ends with Klenow fragment, and then cleaving with the restriction enzyme KpnI is mixed with the TZ4 promoter fragment prepared in (A) above and ligated. Kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin.
The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. From the obtained plasmid DNA, one that was cleaved by the restriction enzyme NotI was selected, and the plasmid was named pTZ4 (construction procedure is shown in FIG. 3).
参考例4
<ピルベートカルボキシラーゼ活性増強株の作製>
(A)ピルベートカルボキシラーゼ遺伝子の取得
ブレビバクテリウム・フラバムMJ233株由来ピルベートカルボキシラーゼ遺伝子の取得は、参考例2の(A)で調製したDNAを鋳型とし、全ゲノム配列が報告されているコリネバクテリウム・グルタミカム ATCC13032株の該遺伝子の配列(GenBank Database Accession No.AP005276)を基に設計した合成DNA(配列番号13および配列番号14)を用いたPCRによって行った。
Reference example 4
<Preparation of a strain with enhanced pyruvate carboxylase activity>
(A) Acquisition of pyruvate carboxylase gene
The pyruvate carboxylase gene derived from Brevibacterium flavum MJ233 strain was obtained using the DNA prepared in (A) of Reference Example 2 as a template, and the gene of Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain for which the entire genome sequence was reported. PCR was performed using synthetic DNA (SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 14) designed based on the sequence (GenBank Database Accession No. AP005276).
反応液組成:鋳型DNA1μL、PfxDNAポリメラーゼ(インビトロジェン社製) 0.2μL、1倍濃度添付バッファー、0.3μM各々プライマー、1mM MgSO4、0.25μMdNTPsを混合し、全量を20μLとした。
反応温度条件:DNAサーマルサイクラー PTC−200(MJResearch社製)を用い、94℃で20秒、68℃で4分からなるサイクルを35回繰り返した。但し、1サイクル目の94℃での保温は1分20秒、最終サイクルの68℃での保温は10分とした。PCR反応終了後、Takara Ex Taq(宝酒造)を0.1μL加え、さらに72℃で30分保温した。
Composition of reaction solution: 1 μL of template DNA, 0.2 μL of Pfx DNA polymerase (manufactured by Invitrogen), 1 × concentration attached buffer, 0.3 μM each primer, 1 mM MgSO 4 and 0.25 μM dNTPs were mixed to make a total volume of 20 μL.
Reaction temperature conditions: DNA thermal cycler PTC-200 (manufactured by MJ Research) was used, and a cycle consisting of 94 ° C. for 20 seconds and 68 ° C. for 4 minutes was repeated 35 times. However, the heat retention at 94 ° C. in the first cycle was 1 minute and 20 seconds, and the heat retention at 68 ° C. in the final cycle was 10 minutes. After completion of the PCR reaction, 0.1 μL of Takara Ex Taq (Takara Shuzo) was added, and the mixture was further incubated at 72 ° C. for 30 minutes.
増幅産物の確認は、0.75%アガロース(SeaKem GTG agarose:FMCBioProducts製)ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することにより行い、約3.7kbの断片を検出した。ゲルからの目的DNA断片の回収は、QIAQuick Gel Extraction Kit(QIAGEN製)
を用いて行った。
Confirmation of the amplification product was carried out by separating by 0.75% agarose (SeaKem GTG agarose: manufactured by FMC BioProducts) gel electrophoresis and then visualized by ethidium bromide staining, and a fragment of about 3.7 kb was detected. Recovery of the target DNA fragment from the gel is performed using the QIAQuick Gel Extraction Kit (manufactured by QIAGEN)
It was performed using.
回収したDNA断片を、PCR産物クローニングベクターpGEM−TEasy(Promega製)と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLアンピシリンおよび50μg/mLX-Galを含むLB
寒天培地に塗抹した。
The recovered DNA fragment was mixed with a PCR product cloning vector pGEM-TEasy (Promega) and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was mixed with 50 μg / mL ampicillin and 50 μg / mL X-Gal LB.
It was smeared on an agar medium.
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素PacIおよびApaIで切断することにより、約3.7kbの挿入断片が認められ、これをpGEM/MJPCと命名した。
pGEM/MJPCの挿入断片の塩基配列は、アプライドバイオシステム社製塩基配列解読装置(モデル377XL)およびビックダイターミネーターサイクルシークエンスキットver3を用いて決定した。その結果得られたDNA塩基配列および推測されるアミノ酸配列を配列番号15に記載する。また、アミノ酸配列のみを配列番号16に記載する。本アミノ酸配列はコリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株由来のそれと極めて高い相同性(99.4%)を示すことから、pGEM/MJPCの挿入断片がブレビバクテリウム・フラバムMJ233株由来のピルベートカルボキシラーゼ遺伝子であると断定した。
Clones that formed white colonies on this medium were subjected to liquid culture by a conventional method, and then plasmid DNA was purified. By cutting the obtained plasmid DNA with restriction enzymes PacI and ApaI, an insertion fragment of about 3.7 kb was observed, which was designated as pGEM / MJPC.
The base sequence of the insert fragment of pGEM / MJPC was determined using a base sequencing device (Model 377XL) manufactured by Applied Biosystems and a Big Dye Terminator cycle sequence kit ver3. The resulting DNA base sequence and deduced amino acid sequence are set forth in SEQ ID NO: 15. Only the amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 16. Since this amino acid sequence shows extremely high homology (99.4%) with that derived from Corynebacterium glutamicum ATCC13032, the insert fragment of pGEM / MJPC is a pyruvate carboxylase gene derived from Brevibacterium flavum MJ233. I determined that there was.
(B)ピルベートカルボキシラーゼ活性増強用プラスミドの構築
上記(A)で作製したpGEM/MJPCを制限酵素PacIおよびApaIで切断することにより生じる約3.7kbからなるピルベートカルボキシラーゼ遺伝子断片を、0.75%アガロースゲル電気泳動により分離、回収した。
このDNA断片を、制限酵素PacIおよびApaIにて切断した、参考例3にて構築したpTZ4と混合し、ライゲーションキットver.2(宝酒造製)を用いて連結後、得られたプラスミドDNAで大腸菌(DH5α株)を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を50μg/mLカナマイシンを含むLB寒天培地に塗抹した。
(B) Construction of pyruvate carboxylase activity enhancing plasmid
The approximately 3.7 kb pyruvate carboxylase gene fragment produced by cleaving pGEM / MJPC prepared in (A) above with restriction enzymes PacI and ApaI was separated and recovered by 0.75% agarose gel electrophoresis.
This DNA fragment was mixed with pTZ4 constructed in Reference Example 3 cleaved with restriction enzymes PacI and ApaI, and ligation kit ver. After ligation using 2 (Takara Shuzo), Escherichia coli (DH5α strain) was transformed with the obtained plasmid DNA. The recombinant Escherichia coli thus obtained was smeared on an LB agar medium containing 50 μg / mL kanamycin.
この培地上で生育した株を、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを制限酵素PacIおよびApaIで切断することにより、約3.7kbの挿入断片が認められたものを選抜し、これをpMJPC1と命名した(図4)。 The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, and then the plasmid DNA was purified. The obtained plasmid DNA was cleaved with restriction enzymes PacI and ApaI, and a plasmid in which an insertion fragment of about 3.7 kb was recognized was selected and named pMJPC1 (FIG. 4).
(C)ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株への形質転換
ブレビバクテリウム・フラバムMJ233株内で複製可能なpMJPC1による形質転換用のプラスミドDNAは、上記(B)で形質転換した大腸菌(DH5α株)から調製した。
ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/ΔLDH株への形質転換は、電気パルス法(Res. Microbiol., Vol.144, p.181−185, 1993
)によって行い、得られた形質転換体をカナマイシン 50μg/mLを含むLBG寒天
培地[トリプトン10g、イーストエキストラクト5g、NaCl 5g、グルコース 20g、及び寒天15gを蒸留水1Lに溶解]に塗抹した。
この培地上に生育した株から、常法により液体培養した後、プラスミドDNAを抽出、制限酵素切断による解析を行った結果、同株がpMJPC1を保持していることを確認し、該株をブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC/ΔLDH株と命名した。
(C) Transformation to Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH strain
Plasmid DNA for transformation with pMJPC1 capable of replicating in Brevibacterium flavum MJ233 strain was prepared from E. coli (DH5α strain) transformed in (B) above.
Transformation to Brevibacterium flavum MJ233 / ΔLDH strain is performed by the electric pulse method (Res. Microbiol., Vol. 144, p. 181-185, 1993).
The obtained transformant was smeared on an LBG agar medium containing 10 μg / mL kanamycin [10 g tryptone, 5 g yeast extract, 5 g NaCl, 20 g glucose, and 15 g agar dissolved in 1 L distilled water].
From the strain grown on this medium, liquid culture was performed by a conventional method, and then plasmid DNA was extracted and analyzed by restriction enzyme digestion. As a result, it was confirmed that the strain retained pMJPC1. The strain was named as bacterial flavum MJ233 / PC / ΔLDH strain.
(D)ピルベートカルボキシラーゼ酵素活性
上記(C)で得られた形質転換株ブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC/ΔLDH株をグルコース2%、カナマイシン25mg/Lを含むA培地100mlで終夜培養を行った。得られた菌体を集菌後、50mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.5)50
mlで洗浄し、同組成の緩衝液20mlに再度懸濁させた。懸濁液をSONIFIER350(BRANSON製)で破砕し、遠心分離した上清を無細胞抽出液とした。得られた無細胞抽出液を用いピルベートカルボキシラーゼ活性を測定した。酵素活性の測定は100mM Tris/HCl緩衝液(pH7.5)、 0.1mg/10mlビオチン、5mM 塩化マグネシウム、50mM 炭酸水素ナトリウム、5mM ピルビン酸ナトリウム 、5mM アデノシン三リン酸ナトリウム、0.32 mM NADH、20units/1
.5mlリンゴ酸デヒドロゲナーゼ(WAKO製、酵母由来)及び酵素を含む反応液中で25℃にて反応させることにより行った。1Uは1分間に1μmolのNADHの減少を触媒する酵素量とした。ピルベートカルボキシラーゼを発現させた無細胞抽出液における比活性は 0.2U/mg蛋白質であった。なお親株であるMJ233/△LDH株をA培地を用いて同様に培養した菌体では、本活性測定方法によりピルベートカルボキシラーゼ活性は検出されなかった。
(D) Pyruvate carboxylase enzyme activity
The transformant Brevibacterium flavum MJ233 / PC / ΔLDH obtained in (C) above was cultured overnight in 100 ml of A medium containing 2% glucose and 25 mg / L kanamycin. After collecting the obtained cells, 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) 50
It was washed with ml and resuspended in 20 ml of the same composition buffer. The suspension was crushed with SONIFIER350 (manufactured by BRANSON), and the centrifuged supernatant was used as a cell-free extract. The pyruvate carboxylase activity was measured using the obtained cell-free extract. Measurement of enzyme activity is 100 mM Tris / HCl buffer (pH 7.5), 0.1 mg / 10 ml biotin, 5 mM magnesium chloride, 50 mM sodium bicarbonate, 5 mM sodium pyruvate, 5 mM sodium adenosine triphosphate, 0.32 mM NADH , 20 units / 1
. The reaction was performed at 25 ° C. in a reaction solution containing 5 ml malate dehydrogenase (manufactured by WAKO, derived from yeast) and the enzyme. 1 U was defined as the amount of enzyme that catalyzes the decrease of 1 μmol NADH per minute. The specific activity in the cell-free extract in which pyruvate carboxylase was expressed was 0.2 U / mg protein. It should be noted that pyruvate carboxylase activity was not detected by this activity measurement method in cells obtained by similarly culturing the parent strain MJ233 / ΔLDH strain using A medium.
参考例5
<発酵液の調製>
尿素:4g、硫酸アンモニウム:14g、リン酸1カリウム:0.5g、リン酸2カリウム0.5g、硫酸マグネシウム・7水和物:0.5g、硫酸第一鉄・7水和物:20mg、硫酸マンガン・水和物:20mg、D−ビオチン:200μg、塩酸チアミン:20
0μg、酵母エキス:1g、カザミノ酸:1g、及び蒸留水:1000mLの培地100mLを500mLの三角フラスコにいれ、120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やし、あらかじめ滅菌した50%グルコース水溶液を4mL、無菌濾過した5%カナマイシン水溶液を50μL添加し、参考例4(C)で作製したブレビバクテリウム・フラバムMJ233/PC/ΔLDH株を接種して24時間30℃にて種培養した。
Reference Example 5
<Preparation of fermentation broth>
Urea: 4 g, ammonium sulfate: 14 g, potassium monophosphate: 0.5 g, dipotassium phosphate 0.5 g, magnesium sulfate heptahydrate: 0.5 g, ferrous sulfate heptahydrate: 20 mg, sulfuric acid Manganese hydrate: 20 mg, D-biotin: 200 μg, Thiamine hydrochloride: 20
100 μL of 0 μg, yeast extract: 1 g, casamino acid: 1 g, and distilled water: 1000 mL of medium were placed in a 500 mL Erlenmeyer flask and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. This was cooled to room temperature, 4 mL of 50% glucose aqueous solution sterilized in advance and 50 μL of sterile 5% kanamycin aqueous solution were added, and inoculated with Brevibacterium flavum MJ233 / PC / ΔLDH prepared in Reference Example 4 (C). The seed culture was performed at 30 ° C. for 24 hours.
尿素:12g、硫酸アンモニウム:42g、リン酸1カリウム:1.5g、リン酸2カリウム1.5g、硫酸マグネシウム・7水和物:1.5g、硫酸第一鉄・7水和物:60mg、硫酸マンガン・水和物:60mg、D−ビオチン:600μg、塩酸チアミン:600μg、酵母エキス3g、カザミノ酸3g、消泡剤(アデカノールLG294:旭電化製):1mL及び蒸留水:2500mLの培地を5Lの発酵糟に入れ、120℃、20分加熱滅菌した。これを室温まで冷やした後、あらかじめ滅菌した12%グルコース水溶液を500mL添加し、これに前述の種培養液を全量加えて、30℃に保温した。通気は毎分500mL、攪拌は毎分500回転で本培養を行った。12時間後にグルコースがほぼ消費されていた。 Urea: 12 g, ammonium sulfate: 42 g, monopotassium phosphate: 1.5 g, dipotassium phosphate 1.5 g, magnesium sulfate heptahydrate: 1.5 g, ferrous sulfate heptahydrate: 60 mg, sulfuric acid Manganese hydrate: 60 mg, D-biotin: 600 μg, thiamine hydrochloride: 600 μg, yeast extract 3 g, casamino acid 3 g, antifoaming agent (Adecanol LG294: manufactured by Asahi Denka): 1 mL and distilled water: 2500 mL of 5 mL of medium The mixture was placed in a fermenter and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. After cooling this to room temperature, 500 mL of a 12% aqueous glucose solution sterilized in advance was added, and the whole amount of the above-mentioned seed culture solution was added thereto, and the mixture was kept at 30 ° C. Main culture was performed at aeration of 500 mL / min and stirring at 500 rpm. Glucose was almost consumed after 12 hours.
硫酸マグネシウム・7水和物:1.5g、硫酸第一鉄・7水和物:60mg、硫酸マンガン・水和物:60mg、D−ビオチン:600μg、塩酸チアミン:600μg、消泡剤(アデカノールLG294:旭電化製):5ml及び蒸留水:1.5Lの培地を3Lの三角フラスコに入れ、120℃、20分加熱滅菌した。室温まで冷やした後、上記の本培養により得られた培養液を10000g、5分の遠心分離により集菌した菌体を添加して、O.D.(660nm)が60になるように再懸濁した。この懸濁液1.5Lとあらかじめ滅菌した20%グルコース溶液1.5Lを5Lのジャーファーメンターに入れて混合し、35℃に保温した。pHは2M炭酸アンモニウムを用いて7.6に保ち、毎分500mLで通気、毎分300回転で攪拌しながら反応を行った。反応開始後約50時間でグルコースがほぼ消費されていた。コハク酸が57g/L蓄積されていた。この発酵液を10000
g、5分間の遠心分離、限外濾過(日東電工(株)製 NTU−3000−C1R)により菌体と上清に分離した。以上の操作を30回行うことにより、コハク酸発酵液上清を103L得ることが出来た。
Magnesium sulfate heptahydrate: 1.5 g, Ferrous sulfate heptahydrate: 60 mg, Manganese sulfate · hydrate: 60 mg, D-biotin: 600 μg, Thiamine hydrochloride: 600 μg, Antifoam (Adecanol LG294 : Manufactured by Asahi Denka): 5 ml and distilled water: 1.5 L of a medium was placed in a 3 L Erlenmeyer flask and sterilized by heating at 120 ° C. for 20 minutes. After cooling to room temperature, microbial cells collected by centrifugation at 10,000 g for 5 minutes were added to the culture solution obtained by the above main culture. D. It was resuspended so that (660 nm) was 60. 1.5 L of this suspension and 1.5 L of a 20% glucose solution sterilized in advance were mixed in a 5 L jar fermenter, and kept at 35 ° C. The pH was kept at 7.6 using 2M ammonium carbonate, and the reaction was carried out with aeration at 500 mL / min and stirring at 300 rpm. In about 50 hours after the start of the reaction, glucose was almost consumed. 57 g / L of succinic acid was accumulated. This fermentation broth is 10000
g The cells and the supernatant were separated by centrifugation for 5 minutes and ultrafiltration (NTU-3000-C1R manufactured by Nitto Denko Corporation). By performing the above operation 30 times, 103 L of a succinic acid fermentation broth supernatant could be obtained.
<コハク酸醗酵液からの琥珀酸精製>
上記のようにして得られたコハク酸発酵液上清を103L(琥珀酸含有量5.87kg)を、減圧しながらジャケット付き攪拌槽にて濃縮し、琥珀酸の濃度が32.9%、アン
モニア11.9%の濃縮液:17.8kg(計算値)を得た。これに酢酸(ダイセル化学社製)を8.58kg加えて30℃まで冷却し、更にメタノール(キシダ化学社製)を4.0kg加えて15℃まで冷却し1時間攪拌した後、20℃にて4時間攪拌を継続した。
<Purification of succinic acid from succinic acid fermentation broth>
103 L (succinic acid content 5.87 kg) of the succinic acid fermentation broth obtained as described above was concentrated in a stirred tank with a jacket while reducing the pressure. The concentration of succinic acid was 32.9% and ammonia 11.9% concentrate: 17.8 kg (calculated value) was obtained. To this, 8.58 kg of acetic acid (manufactured by Daicel Chemical Industries) was added and cooled to 30 ° C., 4.0 kg of methanol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added, cooled to 15 ° C. and stirred for 1 hour, and then at 20 ° C. Stirring was continued for 4 hours.
結晶が析出しており、これを遠心ろ過器にてろ過を行い、琥珀酸を74.6%、酢酸3.5%、アンモニア12.2%を含有する結晶4.95kgを得た。
酢酸11.3kgに得られた結晶4.9kgをいれ、85℃にて溶解し、直ちに20℃まで冷却した。既に結晶は析出していたが、そのまま更に3時間攪拌を続けた後、遠心ろ過器にてろ過を行い、琥珀酸87.9%、酢酸8.4%、アンモニア0.6%を含有する結晶2.44kgを得た。
Crystals were precipitated, and this was filtered with a centrifugal filter to obtain 4.95 kg of crystals containing 74.6% oxalic acid, 3.5% acetic acid, and 12.2% ammonia.
4.9 kg of crystals obtained in 11.3 kg of acetic acid were added, dissolved at 85 ° C., and immediately cooled to 20 ° C. Crystals were already precipitated, but the mixture was further stirred for 3 hours, and then filtered with a centrifugal filter. Crystals containing oxalic acid 87.9%, acetic acid 8.4%, and ammonia 0.6% 2.44 kg was obtained.
5℃に冷やした脱塩水3.5Lにて得られた結晶を懸洗し、これを遠心ろ過器にてろ過すると、琥珀酸90%、酢酸1.7%、アンモニア0.05%(およそ500ppm)含有する2.08kgの結晶が得られた。
この粗琥珀酸結晶2.0kgを28.5Lの脱塩水に溶解し、1Lのイオン交換樹脂(
三菱化学社製SK1BH)をつめた塔にSV=2にて通液し、約33Lの処理液を得た。これを減圧したロータリーエバポレータに連続フィードしながら、およそ5.2Lまで濃
縮した。この段階で既に結晶が析出していた。更に、5℃に冷却し、2時間攪拌を継続した後、これをろ過すると、琥珀酸96.7%の結晶1.76kgを得た。
これを真空乾燥機にて乾燥すると1.68kgの琥珀酸を得る事が出来た。
The obtained crystals were washed with 3.5 L of demineralized water cooled to 5 ° C., and filtered through a centrifugal filter. As a result, 90% oxalic acid, 1.7% acetic acid, 0.05% ammonia (approximately 500 ppm) ) Containing 2.08 kg of crystals was obtained.
Dissolve 2.0 kg of this crude succinic acid crystal in 28.5 L of demineralized water, and add 1 L of ion exchange resin (
A column filled with SK1BH manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was passed at SV = 2 to obtain about 33 L of a processing solution. While continuously feeding this to a rotary evaporator under reduced pressure, the solution was concentrated to approximately 5.2 L. Crystals had already precipitated at this stage. Further, after cooling to 5 ° C. and continuing stirring for 2 hours, this was filtered to obtain 1.76 kg of crystals of 96.7% oxalic acid.
When this was dried with a vacuum dryer, 1.68 kg of oxalic acid could be obtained.
実施例1
<バイオマス資源由来コハク酸を用いたポリエステルの製造>
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、上記のような方法でバイオマス資源から誘導した窒素原子含有量16wtppm、硫黄原子含有量2wtppmのバイオマス資源由来のコハク酸100重量部、三菱化学(株)社製工業グレードの1,4―ブタンジオール88.5重量部、リンゴ酸0.37重量部ならびに触媒として二酸化ゲルマニウムを予め0.98重量%溶解させた88%乳酸水溶液5.4重量部を仕込み、減圧(到達減圧度0.2kPa)後、100vol%の窒素ガスで大気圧まで復圧する操作を三回繰り返す方法によって系内を窒素雰囲気下にした。昇温時の酸素濃度は1.5×10-4vol%となった。
Example 1
<Production of polyester using biomass resource-derived succinic acid>
Derived from a biomass resource having a nitrogen atom content of 16 wtppm and a sulfur atom content of 2 wtppm derived from biomass resources in a reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen inlet, heating device, thermometer and exhaust port for decompression. 100 parts by weight of succinic acid, 88.5 parts by weight of
次に、系内を撹拌しながら220℃に昇温し、この温度で1時間反応させた。さらに、30分かけて230℃まで昇温し、同時に1.5時間かけて0.07×103Paになる
ように減圧し、同減圧度で2.1時間反応を行った。反応器を窒素ガスで復圧することにより重合を終了し、白色のポリエステルを得た。
得られたポリエステルの還元粘度(ηsp/c)は2.4であり、着色の度合いを表すYI値は19の白色のポリエステルであった。尚、得られたポリエステル(0.5g)は、1dLのフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に室温で均一に溶解した。
Next, the temperature in the system was increased to 220 ° C. while stirring, and the reaction was performed at this temperature for 1 hour. Furthermore, the temperature was raised to 230 ° C. over 30 minutes, and at the same time, the pressure was reduced to 0.07 × 10 3 Pa over 1.5 hours, and the reaction was performed for 2.1 hours at the same reduced pressure. The polymerization was terminated by restoring the pressure of the reactor with nitrogen gas to obtain a white polyester.
The reduced viscosity (ηsp / c) of the obtained polyester was 2.4, and the YI value representing the degree of coloring was 19 white polyester. The obtained polyester (0.5 g) was uniformly dissolved in 1 dL of phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) at room temperature.
実施例2
原料を仕込んだ後の重合反応装容器内の窒素置換を、減圧(到達減圧度30kPa)後、100vol%の窒素ガスで大気圧まで復圧する方法を用いた以外は実施例1の方法を用いた。昇温時の酸素濃度は6vol%となった。得られたポリエステルの還元粘度(ηsp/c)は2.4であり、着色の度合いを表すYI値は21の白色のポリエステルであった。尚、得られたポリエステル(0.5g)は、1dLのフェノール/テトラクロロエタン(1/1(質量比)混合液)に室温で均一に溶解した。
Example 2
The method of Example 1 was used except that the nitrogen substitution in the polymerization reaction vessel after the raw materials were charged was reduced in pressure (attainment pressure reduction degree 30 kPa) and then the pressure was returned to atmospheric pressure with 100 vol% nitrogen gas. . The oxygen concentration at the time of temperature increase was 6 vol%. The reduced viscosity (ηsp / c) of the obtained polyester was 2.4, and the YI value representing the degree of coloring was 21 white polyester. The obtained polyester (0.5 g) was uniformly dissolved in 1 dL of phenol / tetrachloroethane (1/1 (mass ratio) mixed solution) at room temperature.
比較例1
空気下で原料を仕込んだまま反応系内の窒素置換を実施せずに重合反応を開始した(よって昇温時の酸素濃度は21vol%)以外は実施例1と同様に行った。得られたポリエステルの還元粘度(ηsp/c)は2.4であったが、得られたポリマーの色は黄色に着色した(黄色度YIは31)。
Comparative Example 1
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the polymerization reaction was started without carrying out nitrogen substitution in the reaction system with the raw materials being charged under air (therefore, the oxygen concentration at the time of temperature increase was 21 vol%). Although the reduced viscosity (ηsp / c) of the obtained polyester was 2.4, the color of the obtained polymer was colored yellow (yellowness YI was 31).
Claims (5)
するポリエステルの製造方法。 In the method for producing a polyester by reaction of a dicarboxylic acid and a diol, the dicarboxylic acid and / or diol is obtained from biomass resources, and the oxygen concentration in the reaction vessel during the polyester production reaction is determined with respect to the total volume of the reaction vessel. 10% by volume or less of the polyester production method.
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