JPH0227992A - ポリエステル共重合体の製造方法 - Google Patents
ポリエステル共重合体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0227992A JPH0227992A JP63178448A JP17844888A JPH0227992A JP H0227992 A JPH0227992 A JP H0227992A JP 63178448 A JP63178448 A JP 63178448A JP 17844888 A JP17844888 A JP 17844888A JP H0227992 A JPH0227992 A JP H0227992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- culture
- copolymer
- hydroxybutylate
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、3−ヒドロキシブチレート単位(以下3HB
成分と記す)と4−ヒドロキシブチレート単位(以下4
HB成分と記す)を含有する共重合体の製造法に関し、
更に詳しくは、ポリエステルを蓄積できる微生物を用い
て製造される3HB成分、48B成分からなる新規の共
重合ポリエステルの製造法に関する。
成分と記す)と4−ヒドロキシブチレート単位(以下4
HB成分と記す)を含有する共重合体の製造法に関し、
更に詳しくは、ポリエステルを蓄積できる微生物を用い
て製造される3HB成分、48B成分からなる新規の共
重合ポリエステルの製造法に関する。
ポリ−3−ヒドロキシブチレート(PHB)は、エネル
ギー貯蔵物質として数多(の微生物の菌体内に蓄積され
、優れた生物分解性と生体適合性を示す熱可塑性高分子
であることから、環境を保全する“クリーン”プラスチ
ックとして注目され、手術糸や骨折固定用材などの医用
材料および医薬や農薬を徐々に放出する徐放性システム
などの多方面への応用が長年にわたり期待されてきた。
ギー貯蔵物質として数多(の微生物の菌体内に蓄積され
、優れた生物分解性と生体適合性を示す熱可塑性高分子
であることから、環境を保全する“クリーン”プラスチ
ックとして注目され、手術糸や骨折固定用材などの医用
材料および医薬や農薬を徐々に放出する徐放性システム
などの多方面への応用が長年にわたり期待されてきた。
特に近年、合成プラスチックが環境汚染や資源循環の観
点から深刻な社会問題となるに至り、PHBは石油に依
存しないバイオポリマーとして注目されている。
点から深刻な社会問題となるに至り、PHBは石油に依
存しないバイオポリマーとして注目されている。
しかしながら、PHBは耐衝撃性に劣るとゆう物性上の
問題とともに、生産コストが高いことから工業的生産が
見送られてきた。
問題とともに、生産コストが高いことから工業的生産が
見送られてきた。
近時、3HB成分および3−ヒドロキシバリレ−ト単位
(以下3HV成分と記す)を含有する共重合体およびそ
の製造法について、研究、開発がなされ、たとえば、特
開昭57−150393号公報および特開昭59−22
0192号公報にそれぞれ記載されている。
(以下3HV成分と記す)を含有する共重合体およびそ
の製造法について、研究、開発がなされ、たとえば、特
開昭57−150393号公報および特開昭59−22
0192号公報にそれぞれ記載されている。
しかしながら、共重合体の3HV成分がOから33モル
%まで増大するとこの増大に伴って融解温度(Tm)が
180℃から85℃まで急激に低下することが知られて
おり(T、L、Bluhmet al、Macrom
olecules。
%まで増大するとこの増大に伴って融解温度(Tm)が
180℃から85℃まで急激に低下することが知られて
おり(T、L、Bluhmet al、Macrom
olecules。
■、2871 (1986))そのため、3HV成分
含有率の高い共重合体は耐熱性に劣っていた。
含有率の高い共重合体は耐熱性に劣っていた。
一方、本発明者は、3HB成分および4HB成分を含有
する共重合体およびその製造法について研究、開発を行
ない、先に出願したく特願昭62−204538)。か
かる共重合体は4HB成分の共重合成分含有率が高い場
合でも、高い融点を有することから工業的な価値は高い
。しかしながら、この方法では炭素源として高価な試薬
を使う必要があったため、工業的に容易に入手できる汎
用の炭素源を見い出すことに対する極めて高い要請があ
った。
する共重合体およびその製造法について研究、開発を行
ない、先に出願したく特願昭62−204538)。か
かる共重合体は4HB成分の共重合成分含有率が高い場
合でも、高い融点を有することから工業的な価値は高い
。しかしながら、この方法では炭素源として高価な試薬
を使う必要があったため、工業的に容易に入手できる汎
用の炭素源を見い出すことに対する極めて高い要請があ
った。
本発明者は、以上の点を鑑み、3HB成分および4HB
成分からなる共重合体を工業的に有利にかつ容易に製造
すべく鋭意検討した結果、後段の窒素もしくはリンを制
限する培養においてT−ブチロラクトンの存在下でPH
B生産能を有する微生物を培養するとこの菌体中に所望
の共重合体が生成・蓄積されるとの新知見を得て、本発
明に到達した。
成分からなる共重合体を工業的に有利にかつ容易に製造
すべく鋭意検討した結果、後段の窒素もしくはリンを制
限する培養においてT−ブチロラクトンの存在下でPH
B生産能を有する微生物を培養するとこの菌体中に所望
の共重合体が生成・蓄積されるとの新知見を得て、本発
明に到達した。
すなわち本発明は、ポリ−3−ヒドロキシブチレート生
産能を有するアルカリ土類金属菌を前段で菌体を増殖さ
せ、後段で該菌体を窒素あるいはリンの制限下で培養し
て該菌体内にポリ−3−ヒドロキシブチレートを生成・
蓄積させるに際して、後段の培養をT−ブチロラクトン
の存在下で行なうことを特徴とする3−ヒドロキシブチ
レート単位および4−ヒドロキシブチレート単位からな
るポリエステル共重合体の製造方法に存する。
産能を有するアルカリ土類金属菌を前段で菌体を増殖さ
せ、後段で該菌体を窒素あるいはリンの制限下で培養し
て該菌体内にポリ−3−ヒドロキシブチレートを生成・
蓄積させるに際して、後段の培養をT−ブチロラクトン
の存在下で行なうことを特徴とする3−ヒドロキシブチ
レート単位および4−ヒドロキシブチレート単位からな
るポリエステル共重合体の製造方法に存する。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明において、共重合体に含有される3HB成分およ
び4HB成分はそれぞれ次式であられされる。
び4HB成分はそれぞれ次式であられされる。
3HB成分; −0CH(CH3)CH,C−4HB成
分; OCH! CHt CHt C−本発明で使
用される微生物は、PHB生産能を有する微生物であれ
ば特に制限はないが、実用上は、たとえば、アルカリゲ
ネス フェカリス(AIcaligenes fae
calts)、アルカリゲネス ルーランディイ (A
lcaligenes ruhlandti)、
アルカリゲネスラタス(Alcaligenes I
atuS)。
分; OCH! CHt CHt C−本発明で使
用される微生物は、PHB生産能を有する微生物であれ
ば特に制限はないが、実用上は、たとえば、アルカリゲ
ネス フェカリス(AIcaligenes fae
calts)、アルカリゲネス ルーランディイ (A
lcaligenes ruhlandti)、
アルカリゲネスラタス(Alcaligenes I
atuS)。
アルカリゲネス アクアマリヌス(Alcaligen
es aquamarinus)およびアルカリゲネ
ス ユウトロフス(Alcaligenes eut
rophs)等のアルカリ土類金属などがある。
es aquamarinus)およびアルカリゲネ
ス ユウトロフス(Alcaligenes eut
rophs)等のアルカリ土類金属などがある。
これらの菌種に属する菌株の代表例として、アルカリゲ
ネス フェカリスATCC8750,アルカリゲネス
ルーランディイATCC15749、アルカリゲネス
ラタスATCC29712゜アルカリゲネス アクアマ
リヌス ATCC14400ならびにアルカリゲネス
ユウトロフスH−16ATCC17699およびこのH
−16株の突然変異株であるアルカリゲネス ユウトロ
フスNClB11597.同NClB11598゜同N
ClB11599.同NClB11600などを挙げる
ことができる。これらのうち、実用上、アルカリゲネス
ユウトロフスH−16ATCC17699およびアル
カリゲネス ユウトロフスNClB11599が特に好
ましい。
ネス フェカリスATCC8750,アルカリゲネス
ルーランディイATCC15749、アルカリゲネス
ラタスATCC29712゜アルカリゲネス アクアマ
リヌス ATCC14400ならびにアルカリゲネス
ユウトロフスH−16ATCC17699およびこのH
−16株の突然変異株であるアルカリゲネス ユウトロ
フスNClB11597.同NClB11598゜同N
ClB11599.同NClB11600などを挙げる
ことができる。これらのうち、実用上、アルカリゲネス
ユウトロフスH−16ATCC17699およびアル
カリゲネス ユウトロフスNClB11599が特に好
ましい。
アルカリ土類金属に属するこれらの微生物の菌学的性質
は、たとえば、”BERGEY’ SMANUAL
OF DETERMINATIVE BACTE
RIOLOGY:EighthEdition、The
Williams &Wilkins Com
pany/Baltimore”に、また、アルカリゲ
ネス ユウトロフスH−16の菌学的性質は、たとえば
、“J。
は、たとえば、”BERGEY’ SMANUAL
OF DETERMINATIVE BACTE
RIOLOGY:EighthEdition、The
Williams &Wilkins Com
pany/Baltimore”に、また、アルカリゲ
ネス ユウトロフスH−16の菌学的性質は、たとえば
、“J。
Qen、 Miclobiol、、115,185〜1
92 (1979)にそれぞれ記載されている。
92 (1979)にそれぞれ記載されている。
これらの微生物は、従来の方法と同様に、主として菌体
を増殖させる前段の培養と、窒素もしくはりんを制限し
て菌体内に共重合体を生成、蓄積させる後段の培養との
2段で培養される。
を増殖させる前段の培養と、窒素もしくはりんを制限し
て菌体内に共重合体を生成、蓄積させる後段の培養との
2段で培養される。
前段の培養は、微生物を増殖させる為の通常の培養法を
適用することができる。すなわち、使用する微生物が増
殖し得る培地および培養条件を採用すればよい。
適用することができる。すなわち、使用する微生物が増
殖し得る培地および培養条件を採用すればよい。
培地成分は、使用する微生物が責化し得る物質であれば
特に制限はないが、実用上は、炭素源としては、たとえ
ば、メタノール、エタノールおよび酢酸などの合成炭素
源、二酸化炭素などの無機炭素源、酵母エキス、糖蜜、
ペプトンおよび肉エキスなどの天然物、アラビノース、
グルコース、マンノース、フラクトースおよびガラクト
ースなどのtieならびにソルビトール、マンニトール
およびイノシトールなど、窒素源としては、たとえば、
アンモニア、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機窒素化
合物および/または、たとえば、尿素、コーン・ステイ
ープ・リカー、カゼイン、ペプトン、酵母エキス、肉エ
キスなどの有機窒素含有物ならびに無機成分としては、
たとえば、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩
、ナトリウム塩、りん酸塩、マンガン塩、亜鉛塩、鉄塩
、銅塩、モリブデン塩、コバルト塩、ニッケル塩、クロ
ム塩、はう素化合物およびよう素化合物などからそれぞ
れ選択される。
特に制限はないが、実用上は、炭素源としては、たとえ
ば、メタノール、エタノールおよび酢酸などの合成炭素
源、二酸化炭素などの無機炭素源、酵母エキス、糖蜜、
ペプトンおよび肉エキスなどの天然物、アラビノース、
グルコース、マンノース、フラクトースおよびガラクト
ースなどのtieならびにソルビトール、マンニトール
およびイノシトールなど、窒素源としては、たとえば、
アンモニア、アンモニウム塩、硝酸塩などの無機窒素化
合物および/または、たとえば、尿素、コーン・ステイ
ープ・リカー、カゼイン、ペプトン、酵母エキス、肉エ
キスなどの有機窒素含有物ならびに無機成分としては、
たとえば、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩
、ナトリウム塩、りん酸塩、マンガン塩、亜鉛塩、鉄塩
、銅塩、モリブデン塩、コバルト塩、ニッケル塩、クロ
ム塩、はう素化合物およびよう素化合物などからそれぞ
れ選択される。
また、必要に応じて、ビタミン類なども使用することが
できる。
できる。
培養条件としては、温度は、たとえば、20〜40℃程
度、好ましくは25〜35℃程度とされ、また、pHば
、たとえば、6〜10程度、好ましくは6.5〜9.5
程度とされる。このような条件で好気的に培養する。
度、好ましくは25〜35℃程度とされ、また、pHば
、たとえば、6〜10程度、好ましくは6.5〜9.5
程度とされる。このような条件で好気的に培養する。
これらの条件をはずして培養した場合には、微生物の増
殖は比較的悪くなるが、これらの条件をはずして培養す
ることを妨げない。
殖は比較的悪くなるが、これらの条件をはずして培養す
ることを妨げない。
培養方式は、回分培養または連続培養のいずれでもよい
。
。
前段の培養によって得られた菌体を、さらに窒素および
/またはりん制限条件下で培養する。
/またはりん制限条件下で培養する。
すなわち、前段の培養で得られた培養液から微生物の菌
体を、濾過および遠心分離のような通常の固液分離手段
により分離回収し、この菌体を後段の培養に付するか、
または、前段の培養において、窒素および/またはりん
を実質的に枯渇させて、菌体を分離回収することなく、
この培養液を後段の培養に移行させることによってもで
きる。
体を、濾過および遠心分離のような通常の固液分離手段
により分離回収し、この菌体を後段の培養に付するか、
または、前段の培養において、窒素および/またはりん
を実質的に枯渇させて、菌体を分離回収することなく、
この培養液を後段の培養に移行させることによってもで
きる。
この後段の培養においては、培地または培養液に窒素お
よび/またはりんを実質的に含有させず、γ−ブチロラ
クトンを炭素源として含有させること以外は前段の培養
と異なるところはない。
よび/またはりんを実質的に含有させず、γ−ブチロラ
クトンを炭素源として含有させること以外は前段の培養
と異なるところはない。
尚、培養液にγ−ブチロラクトンを含有させる場合は、
培養の初期ないし後期のどの時点でもよいが、培養の初
期が好ましい。
培養の初期ないし後期のどの時点でもよいが、培養の初
期が好ましい。
本発明に用いられるγ−ブチロラクトンは、共重合体を
生成させることができ、かつ微生物の生育を阻害しない
ような量であればよく使用した微生物の菌株および所望
の共重合割合(モル比)などによって異なるが、一般的
には培地もしくは培養液Ilに3〜100g程度が適当
である。
生成させることができ、かつ微生物の生育を阻害しない
ような量であればよく使用した微生物の菌株および所望
の共重合割合(モル比)などによって異なるが、一般的
には培地もしくは培養液Ilに3〜100g程度が適当
である。
この後段の培養においてはT−ブチロラクトンを唯一の
炭素源としてもよいが、使用した微生物が責化し得る他
の炭素源、たとえば、グルコース、フラクトース、メタ
ノール、エタノール、酢酸、プロピオン酸、n−醋酸、
乳酸および吉草酸、4−ヒドロキシ醋酸およびそれらの
塩、1.4−ブタンジオールなどのジオール類などを共
存させることもできる。たとえば、グルコースを使用す
る場合には、多くても1.5g/l程度とされる。
炭素源としてもよいが、使用した微生物が責化し得る他
の炭素源、たとえば、グルコース、フラクトース、メタ
ノール、エタノール、酢酸、プロピオン酸、n−醋酸、
乳酸および吉草酸、4−ヒドロキシ醋酸およびそれらの
塩、1.4−ブタンジオールなどのジオール類などを共
存させることもできる。たとえば、グルコースを使用す
る場合には、多くても1.5g/l程度とされる。
このように培養して得られた培養液から、濾過および遠
心分離などの通常の固液分離手段によって菌体を分離回
収し、この菌体を洗浄、乾燥して乾燥菌体を得、この乾
燥菌体から、常法により、たとえば、クロロホルムのよ
うな有機溶媒で生成された共重合体を抽出し、この抽出
液に、たとえば、ヘキサンのような貧溶媒を加えて、共
重合体を沈澱させる。
心分離などの通常の固液分離手段によって菌体を分離回
収し、この菌体を洗浄、乾燥して乾燥菌体を得、この乾
燥菌体から、常法により、たとえば、クロロホルムのよ
うな有機溶媒で生成された共重合体を抽出し、この抽出
液に、たとえば、ヘキサンのような貧溶媒を加えて、共
重合体を沈澱させる。
本発明の製造法によれば、共重合体中の3HB成分、4
HB成分の割合は任意に調節することができる。
HB成分の割合は任意に調節することができる。
本発明を、実施例によりさらに具体的に説明する。なお
、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない
。
、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない
。
実施例1〜5及び比較例1〜2
アルカリゲネス ユウトロフスH16(ATCC176
99)を使用して共重合体を製造した。
99)を使用して共重合体を製造した。
すなわち、
前段培養:
つぎの組成を有する培地で前記の微生物を30℃で24
時間培養し、対数増殖期終期の培養液から遠心分離によ
り菌体を分離した。
時間培養し、対数増殖期終期の培養液から遠心分離によ
り菌体を分離した。
前段培養用培地の組成
酵母エキス 10g ポリペプトン 10g肉エキ
ス 5 g (Ntla)zs045 gこれらを脱
イすン水1zに溶解し、pH7,0に調整した。
ス 5 g (Ntla)zs045 gこれらを脱
イすン水1zに溶解し、pH7,0に調整した。
後段培養:
前記培養で得られた菌体を、つぎの組成を有する培地に
、11あたり5gの割合で懸濁させ30℃で48時間培
養し、得られた培養液から遠心分離により菌体を分離し
て、菌体を得た。後段培養用培地の組成 0、5 M りん酸水素カリウム水溶液39.0 閤
i 0、5 M りん酸水素二カリウム水溶液53.6惰
1 20wt/V% 硫酸マグネシウム水溶液1.0++1
1 炭素源0 ミネラル溶液” 1.0s+t! * 炭素源として後記第1表に記した様な種々の化合物
を用いた。(単位g/l培地)**ミネラル溶液 c o c J z 119. O
wzFeCls 9.7gCa
CIt z 7.8 gN
量 ct、 11B、
0 寡■−蘭【Cr C41z
62.2111Ca S Oa 1
56.4 wを0.lN−HCl IIlに溶解 これらを脱イオン水11に溶解し、pH7,0に調整し
た。
、11あたり5gの割合で懸濁させ30℃で48時間培
養し、得られた培養液から遠心分離により菌体を分離し
て、菌体を得た。後段培養用培地の組成 0、5 M りん酸水素カリウム水溶液39.0 閤
i 0、5 M りん酸水素二カリウム水溶液53.6惰
1 20wt/V% 硫酸マグネシウム水溶液1.0++1
1 炭素源0 ミネラル溶液” 1.0s+t! * 炭素源として後記第1表に記した様な種々の化合物
を用いた。(単位g/l培地)**ミネラル溶液 c o c J z 119. O
wzFeCls 9.7gCa
CIt z 7.8 gN
量 ct、 11B、
0 寡■−蘭【Cr C41z
62.2111Ca S Oa 1
56.4 wを0.lN−HCl IIlに溶解 これらを脱イオン水11に溶解し、pH7,0に調整し
た。
菌体の処理:
後段培養で得られた菌体を蒸溜水で洗浄し、引続きアセ
トンで洗浄し、これを減圧乾燥(20℃。
トンで洗浄し、これを減圧乾燥(20℃。
0、1 mmHg) L/て乾燥菌体を得た。
共重合体の分離回収:
このようにして得られた乾燥菌体から熱クロロホルムで
共重合体を抽出し、この抽出液にヘキサンを加えて共重
合体を沈澱させ、この沈澱を濾取、乾燥して共重合体を
得た。
共重合体を抽出し、この抽出液にヘキサンを加えて共重
合体を沈澱させ、この沈澱を濾取、乾燥して共重合体を
得た。
共重合体の特性:
このようにして得られた共重合体の組成、固有粘度、融
解温度および融解熱を、つぎにようにして測定した。す
なわち、 組 成 :500MHz の ’H−NM
Rスペクトルによる。
解温度および融解熱を、つぎにようにして測定した。す
なわち、 組 成 :500MHz の ’H−NM
Rスペクトルによる。
固有粘度〔η〕 =30℃、クロロホルム中。
融解温度および融解熱: DSC測定(10℃/aki
n)による。
n)による。
測定結果などを第1表に示す。
本発明によれば、3HB成分、4HB成分を含有する新
規のポリエステル共重合体を容易に得ることができる。
規のポリエステル共重合体を容易に得ることができる。
さらに本発明で得られた共重合体は、優れた種々の特性
を有しているので、手術糸および骨折固定用材などの医
用材料の原料として極めて好適であり、また徐放性シス
テムへの利用などの多方面への応用が期待される。
を有しているので、手術糸および骨折固定用材などの医
用材料の原料として極めて好適であり、また徐放性シス
テムへの利用などの多方面への応用が期待される。
Claims (1)
- (1)ポリ−3−ヒドロキシブチレート生産能を有する
アルカリゲネス属菌を前段で菌体を増殖させ、後段で該
菌体を窒素あるいはリンの制限下で培養して該菌体内に
ポリ−3−ヒドロキシブチレートを生成・蓄積させるに
際して、後段の培養をγ−ブチロラクトンの存在下で行
なうことを特徴とする、3−ヒドロキシブチレート単位
および4−ヒドロキシブチレート単位からなるポリエス
テル共重合体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178448A JPH0714354B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | ポリエステル共重合体の製造方法 |
| US07/230,461 US4876331A (en) | 1987-08-18 | 1988-08-10 | Copolyester and process for producing the same |
| DE8888307635T DE3879320T2 (de) | 1987-08-18 | 1988-08-17 | Copolyester und verfahren zu dessen herstellung. |
| EP88307635A EP0304293B1 (en) | 1987-08-18 | 1988-08-17 | Copolyester and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178448A JPH0714354B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | ポリエステル共重合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227992A true JPH0227992A (ja) | 1990-01-30 |
| JPH0714354B2 JPH0714354B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=16048696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178448A Expired - Lifetime JPH0714354B2 (ja) | 1987-08-18 | 1988-07-18 | ポリエステル共重合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714354B2 (ja) |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63178448A patent/JPH0714354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0714354B2 (ja) | 1995-02-22 |
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