JPH11500157A - 生物学的に分解可能なポリマー、その製法、並びに生分解可能な成形体の製造のためのその使用 - Google Patents

生物学的に分解可能なポリマー、その製法、並びに生分解可能な成形体の製造のためのその使用

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Abstract

(57)【要約】 実際に、(a1)実際に、アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物35〜95モル%、テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物5〜65モル%及びスルホネート基含有化合物0〜5モル%(ここで、個々のモル%表示の合計は100モル%である)から成る混合物及び(a2)C2〜C6−アルカンジオール及びC5〜C10−シクロアルカンジオールから成る群から選択されるジヒドロキシ化合物から成る混合物の反応によって得られる生物学的に分解可能なポリエステルP1(この際、(a1)対(a2)のモル比を0.4:1〜1.5:1の範囲で選択し、この際、ポリエステルP1は、5000〜50000g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜350g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50)中でポリエステル(P1)0.5重量%の濃度で25℃で測定)及び50〜170℃の範囲の融点を有するという条件を有し、かつ更に、ポリエステルP1の製造のために、少なくとも3個のエステル形成可能な基を有する化合物D0.01〜5モル%(使用成分(a1)のモル量に対して)を使用するという条件を有し、並びに更にポリエステルP1は、ヒドロキシル末端基もカルボキシル末端基も有する(ここで、カルボキシル末端基対ヒドロキシル末端基のモル比を1よりも多く選択する)という条件を有する)。また、本発明は、生物学的に分解可能なポリマー及び熱可塑性成形化合物、その製法、生物学的に分解可能な成形化合物及び接着剤の製造のためのその使用、本発明のポリマー又は成形化合物から得られる生物学的に分解可能な成形体、発泡体及び澱粉とのブレンドに関する。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的に分解可能なポリマー、その製法、並びに生分解可能な成形体の製造の ためのその使用 本発明は、実際に、 (a1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物35〜95モル%、 テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物5〜65モル%及 び スルホネート基含有化合物0〜5モル%(ここで、個々のモル%表示の合計は 100モル%である)から成る混合物及び (a2)C2〜C6−アルカンジオール及びC5〜C10−シクロアルカンジオール から成る群から選択されるジヒドロキシ化合物 から成る混合物の反応によって得られる生物学的に分解可能なポリエステルP1 に関し、この際、(a1)対(a2)のモル比を0.4:1〜1.5:1の範囲 で選択し、この際、ポリエステルP1は、5000〜50000g/モルの範囲 の分子量(Mn)、30〜350g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾ ール/フェノール(重量比50/50)中でポリエステル(P1)0.5重量% の濃度で25℃で測定)及 び50〜170℃の範囲の融点を有するという条件を有し、かつ更に、ポリエス テルP1の製造のために、少なくとも3個のエステル形成可能な基を有する化合 物D0.01〜5モル%(使用成分(a1)のモル量に対して)を使用し、並び に更にポリエステルP1は、ヒドロキシル末端基もカルボキシル末端基も有する (ここで、カルボキシル末端基対ヒドロキシル末端基のモル比を1よりも大きく 選択する)という条件を有する。 更に本発明は、従属請求項による、ポリマー及び生物学的に分解可能な熱可塑 性ポリマー成形材料、その製造、生物学的に分解可能な成形体並びに接着剤の製 造のためのその使用、本発明によるポリマーもしくは成形材料から得られる生物 学的に分解可能な成形体、発泡体及び澱粉とのブレンドに関する。 生物学的に分解可能である、即ち、環境の影響下で適当な測定可能で検証可能 な時間で分解するポリマーは、しばらく前から公知である。その際、その分解は 通例、加水分解/及び/又は酸化的に行なわれるが、大部分は、微生物、例えば 、細菌、酵母、真菌類及び藻類の作用によって行なわれる。Y.Tokiwa及びT.Suzu ki(Nature、Bd.270、S.76〜78、1977)は、脂肪族ポリエステル、例えばコハク酸 及び脂肪族ジオールをベースとするポリエステルの酵素的分解を記載している。 欧州特許(EP−A)第565235号明細書に、 [−NH−C(O)O−]−基(”ウレタン−単位”)を有する脂肪族コポリエ ステルが記載されている。欧州特許(EP−A)第565235号明細書のコポ リエステルは、プレ−ポリエステル(実際にコハク酸及び脂肪族ジオールの反応 によって得られる)とジイソシアネート、有利にヘキサメチレンジイソシアネー トとの反応によって得られる。欧州特許(EP−A)第565235号明細書に よれば、ジイソシアネートとの反応が必要であり、それというのも、重縮合だけ によっては、満足する機械的特性を示さないような分子量を有するポリマーだけ が得られるからである。コポリエステルの製造のために、コハク酸又はそのエス テル誘導体を使用することは決定的に不利であり、それというのも、コハク酸又 はその誘導体は高価であり、かつ市場で充分な量で入手できないからである。更 に、単一の酸成分としてのコハク酸の使用の際には、それから製造されるポリエ ステルは極めて徐々にしか分解されない。 世界知的所有権機構(WO)第92/13019号明細書から、主に芳香族ジ カルボン酸及び脂肪族ジオールをベースとするコポリエステルが公知であり、こ の際、少なくともポリエステルジオール基の85モル%は、テレフタル酸残基か ら成る。例えば、5−スルホイソフタル酸の金属塩2.5モル%までの組み込み 、又はジエチレングリコールのような短鎖のエーテル ジオール−断片の組み込みのような変性によって、コポリエステルの親水性は高 められ、かつ結晶度は減少される。それによって、世界知的所有権機構(WO) 第92/13019号明細書によれば、コポリエステルの生物学的分解は可能に されるという。しかしながら微生物による生物学的分解は実証されずに、加水分 解に対する特性は煮沸水中で、又は殆どの場合でも60℃の水で実施されたこと は、このコポリエステルの欠点である。 Y.Tokiwa及びT.Suzuki(Nature、Bd.270、1977又はJ.of Appl.Polymer Science 、Bd.26、S.441〜448、1981)による報告によれば、広く芳香族ジカルボン酸−単 位及び脂肪族ジオールから構成されているポリエステル、例えばPET(ポリエ チレンテレフタレート)及びPBT(ポリブチレンテレフタレート)は、酵素的 には分解されないことから出発する。芳香族ジカルボン酸単位及び脂肪族ジオー ルから構成されたブロックを含有するコポリエステルにもこれは当てはまる。 Witt et al.(Handout zu einem Poster auf dem International Workshop de s Royal Institute of Technology、Stockholm、Schweden、21.〜23.04.94)は、 1,3−プロパンジオール、テレフタル酸エステル及びアジピン酸又はセバシン 酸をベースとする生物学的に分解可能なコポリエステルを記載している。それか ら製造された成形体、特にシートは不十分な機械特性 を有することが、このコポリエステルの欠点である。 従って、本発明の課題は、これらの欠点を示さない、生物学的に、即ち、微生 物により分解可能なポリマーを提供することであった。特に本発明によるポリマ ーは、公知の安いモノマー構成要素から製造可能であり、かつ水に不溶性である べきである。更に、特異的変性、例えば連鎖延長、親水性基及び分枝鎖作用を有 する基の組み込みによって、所望の本発明による使用のための規格に適合した生 成物を得ることが可能であるべきである。この際、使用範囲の数を限定しないた めに、微生物による生物学的分解が機械的特性の損失にならないようにすべきで ある。 相応して、冒頭に定義されたポリマー及び熱可塑性成形材料が発見された。 更に、その製法、生物学的に分解可能な成形材料及び接着剤を製造するための その使用、並びに本発明によるポリマー及び成形材料から得られる生物学的に分 解可能な成形体、発泡体、澱粉とのブレンド及び接着剤が発見された。 本発明によるポリエステルP1は、5000〜50000、有利に6000〜 45000、特に有利に8000〜35000g/モルの範囲の分子量(Mn) 、30〜350、有利に50〜300g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベ ンゾール/フェノール(重量比50/50)中で、ポリエステル(P1)0.5 重量%の濃度で25℃の温度で測定)、及び50〜170℃、有利に60〜16 0℃の範囲の融点を特徴とし、並びに更に、ポリエステルP1はヒドロキシル末 端基もカルボキシル末端基も有する(ここでカルボキシル末端基対ヒドロキシル 末端基のモル比を1よりも大きく、有利に2よりも大きく選択する)という条件 を有する。 本発明により、ポリエステルP1は、実際に、 (a1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体、特にジ−C1〜C6−アルキルエス テル、例えばジメチル−、ジエチル−、ジプロピル−、ジブチル−、ジペンチル −及びジヘキシルアジペート又はそれらの混合物、有利にアジピン酸及びジメチ ルアジペート又はその混合物35〜95、有利に45〜80モル%、 テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体、特にジ−C1〜C6−アルキルエ ステル、例えばジメチル−、ジエチル−、ジプロピル−、ジブチル−、ジペンチ ル−及びジヘキシルテレフタレート又はそれらの混合物、有利にテレフタル酸及 びジメチルテレフタレート、又はその混合物5〜65、有利に20〜55モル% 及び スルホネート基含有化合物0〜5、有利に0〜3、特に有利に0.1〜2モル %(ここで、個々のモル%表示の合計は100モル%である)から成る混合 物及び (a2)C2〜C6−アルカンジオール及びC5〜C10−シクロアルカンジオール から成る群から選択されるジヒドロキシ化合物 から成る混合物を反応させることによって得られる(この際、(a1)対(a2 )のモル比を0.4:1〜1.5:1、有利に0.6:1〜1.1:1の範囲で 選択する)。 スルホネート基含有化合物としては、通例、スルホネート基含有ジカルボン酸 又はそのエステル形成性誘導体のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、有利 に5−スルホイソフタル酸のアルカリ金属塩又はその混合物特に有利にナトリウ ム塩を使用する。 ジヒドロキシ化合物(a2)としては、本発明により、C2〜C6−アルカンジ オール及びC5〜C10−シクロアルカンジオール、例えばエチレングリコール、 1,2−、1,3−プロパンジオール、1,2−、1,4−ブタンジオール、1 ,5−ペンタンジオール又は1,−ヘキサンジオール、特にエチレングリコール 、1,3−プロパンジオール及び1,4−ブタンジオール、シクロペンタンジオ ール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール 、1,4−シクロヘキサンジメタノール並びにそれからの混合物から成る群から 選択される化合物を使用する。 更に、本発明により、少なくとも3個のエステル形成可能な基を有する化合物 D少なくとも1個0.01〜5、有利に0.05〜4モル%(成分(a1)に対 して)を使用する。 化合物Dは、エステル結合を形成させることができる3〜10個の官能基を含 有するのが有利である。特に有利な化合物Dは、分子中にそのような種類の3〜 6個の官能基、特に3〜6個のヒドロキシル基及び/又はカルボキシル基を有す る。例えば、次のものが挙げられる: 酒石酸、クエン酸、リンゴ酸;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン ;ペンタエリスリット;ポリエーテルトリオール;グリセリン;トリメシン酸; トリメリト酸、無水トリメリト酸;ピロメリト酸、無水ピロメリト酸;及びヒド ロキシイソフタル酸。 200℃以下の沸点を有する化合物Dの使用の場合には、ポリエステルP1の 製造の際に、反応の前に、重縮合混合物から1部分を留去することができる。従 って、この煩雑を回避し、かつ重縮合物内のその分配のできるだけ大きい均一性 を達成するために、この化合物を早期の方法段階で、例えばエステル交換段階も しくはエステル化段階で添加することが有利である。 200℃以上で沸騰する化合物Dの場合には、これをもっと遅い反応段階で使 用することもできる。 化合物Dの添加により、例えば溶融粘度を所望のよ うに変化させ、衝撃強度を高め、かつ本発明によるポリマーもしくは成形材料の 結晶度を低下させることができる。 生物学的に分解可能なポリエステルアミドP1の製造は原則的には公知であり (Sorensen及びCampbell、”Preparative Methods of Polymer Chemistry”、Int erscience Publishers、Inc.、New York、1961、111〜127頁;Encyl.of Polym.S cience and Eng.、12巻、2版、John Wiley & Sons、1988、1〜75頁;Kunststoff -Handbuch、3/1巻、Carl Hanser Verlag,.Muenchen、1992、15〜23頁(ポリエ ステルの製造);EP-A 568593;EP-A 565235;EP-A 28687)、従って、それについ ての詳説は必要ない。 即ち、例えば成分a1のジメチルエステルと成分a2との反応(”エステル交 換”)は、160〜230℃の範囲の温度で、溶融物中で、大気圧で、有利に不 活性ガス雰囲気下で実施することができる。 生物学的に分解可能なポリエステルP1の製造の場合には、有利に、成分a1 に対して、例えば2.5倍まで、有利に1.67倍までのモル過剰量の成分a2 を使用することができる。 生物学的に分解可能なポリエステルP1の製造は、通例は、好適な自体公知の 触媒、例えば次の元素、例えばTi、Ge、Zn、Fe、Mn、Co、Zr、V 、Ir、La、Ce、Li及びCaを基礎とする金属 化合物、有利にこれらの金属を基礎とする金属有機化合物、例えば、特に有利に 、亜鉛、錫及びチタを基礎とする有機酸の塩、アルコキシド、アセチルアセトネ ート及び類似物の添加下で行なわれる。 成分(a1)としてのジカルボン酸又はその無水物の使用の際に、成分(a2 )とのそのエステル化は、エステル交換の前、それと同時に又はその後に行なう ことができる。有利な1実施態様においては、西ドイツ国特許(DE−A)第2 326026号明細書に記載された方法を、変性ポリアルキレンテレフタレート の製造のために使用する。 成分(a1)と(a2)との反応後に、通例、減圧下で、又は例えば窒素から 成る不活性ガス流中で、更に180〜260℃の範囲の温度に加熱して、1より も大きく、有利に2よりも大きく選択するカルボキシル末端基対ヒドロキシル末 端基のモル比を考慮して、重縮合を所望の分子量になるまで実施する。 所望の末端基比を、 −成分a1の相応する過剰量によって、 −成分a2の過剰量で、ジオールの同時の除去下で、相応に長い重縮合時間によ って、又は −ポリエステルP1が成分a2の過剰量の使用によって主にヒドロキシル末端基 を有する場合には、多官能カルボン酸又はその誘導体、有利に無水ジカルボン酸 、例えば無水コハク酸、無水プタル酸、無水ピ ロメリト酸又は無水トリメリト酸の相応する量の添加によって調整することがで きる。 不所望の分解反応及び/又は副反応を回避するために、この方法段階で、所望 によっては、安定剤を添加することもできる。そのような安定剤は、例えば欧州 特許(EP−A)第13461号明細書、米国特許(US)第4328049号 明細書又はB.Fortunato et al.、Polymer Vol.35、Nr.18、S.4006〜4010、1994 、Butterworth-Heinemann Ltd.に記載された燐−化合物である。これらは、部分 的に、前記の触媒の失活剤としても作用し得る。例えば次のものが挙げられる: 有機亜燐酸塩、亜ホスホン酸及び亜燐酸。安定剤としてのみ作用する化合物とし ては、例えば、次のものが挙げられる:トリアルキルホスファイト、トリフェニ ルホスファイト、トリアルキルホスフェート、トリフェニルホスフェート及びト コフェロール(ビタミンE;例えばUvinul(登録商標)2003A0(BASF)として得ら れる)。 本発明による生物学的に分解可能なコポリマーを、例えば食料品用の包装範囲 において使用する場合には、通例、使用触媒量をできるだけ僅少に選択し、並び に毒性でない化合物を使用することが望ましい。チタン−及び亜鉛化合物は、他 の重金属、例えば鉛、錫、アンチモン、カドミウム、クロム等に比べて、通例、 非毒性である(”Sax Toxic Substance Data Book” 、Shizuo Fujiyama、Maruzen、K.K.、360S.(欧州特許(EP−A)第5652 35号明細書に引用)、Roempp Chemie Lexikon Bd.6、Thieme Verlag、 Stuttg art、New York、9.版、1992、S.4626〜4633及び5136〜5143も参照)。例えば次 のものが挙げられる:ジブトキシジアセトアセトキシチタン、テトラブチルオル トチタネート及び酢酸亜鉛(II)。 触媒対生物学的に分解可能なポリエステルP1の重量比は、通例、0.01: 100〜3:100、有利に0.05:100〜2:100の範囲にあり、ここ で高活性のチタン化合物では、より少ない量、例えば0.0001:100を使 用することもできる。 触媒は反応の開始と同時に、過剰のジオールの分離直前に、又は所望の場合に は、少量ずつ数回に分けて、生物学的に分解可能なポリエステルアミドP1の製 造の間に使用することもできる。所望の場合には異なった触媒又はその混合物を 使用することもできる。 本発明による生物学的に分解可能なポリエステルP2は、5000〜8000 0、有利に6000〜45000、特に有利に10000〜40000g/モル の範囲の分子量(Mn)、30〜450、有利に50〜400g/mlの範囲の 粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50)中で、ポリ エステル(P2)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測定)を特徴とし、か つ50〜235℃、有利に 60〜235℃の範囲の融点を有し、かつヒドロキシル末端基もカルボキシル末 端基も有し、この際、カルボキシル末端基対ヒドロキシル末端基のモル比を1よ りも大きく、有利に2よりも大きく選択する。 生物学的に分解可能なポリエステルP2は、本発明により、実際に、 (b1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物20〜95、有利に 25〜80、特に有利に30〜70モル% テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物5〜80、有利に 20〜75、特に有利に30〜70モル%及び スルホネート基含有化合物0〜5、有利に0〜3、特に有利に0.1〜2モル %(ここで、個々のモル%表示の合計は100モル%である)から成る混合物、 (b2)ジヒドロキシ化合物(a2)、 (この際、(b1)対(b2)のモル比を0.4:1〜1.5:1、有利に0 .6:1〜1.1:1の範囲に選択する)、 (b3)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜100、有利に0.1〜80 重量%(成分(b1)に対して)及び (b4)化合物D0〜5、有利に0〜4、特に有利に 0.01〜3.5モル%(成分(b1)に対して)から成る混合物を反応させる ことによって得られ、この際、ヒドロキシカルボン酸B1は、式Ia又はIb: [式中、pは1〜1500、有利に1〜1000の整数を表わし、かつrは1、 2、3又は4、有利に1及び2を表わし、かつGはフェニレン、−(CH2)n− (ここで、nは1、2、3、4又は5、有利に1及び5を表わす)、−C(R) H−、及び−C(R)HCH2(ここで、Rはメチル又はエチルを表わす)から 成る群から選択される基を表わす]によって定義される。 生物学的に分解可能なポリエステルP2の製造は、有利に、ポリエステルP1 の製造と同様に行なわれ、この際、ヒドロキシカルボン酸B1の添加は、反応の 始めでも、エステル化段階もしくはエステル交換段階の後でも行なうことができ る。 有利な1実施態様においては、ヒドロキシカルボン酸B1として次のものを使 用する:グリコール酸、D−、L−、D,L−乳酸、6−ヒドロキシヘキサン酸 、その環状誘導体、例えばグリコリド(1,4−ジオキサン−2,5−ジオン) 、D−、L−ジラクチド( 3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)、p−ヒドロキシ安 息香酸並びにそのオリゴマー及びポリマー、例えば3−ポリヒドロキシ酪酸、ポ リヒドロキシバレリアン酸、ポリラクチド(例えば、EcoPLA(登録商標)(Fa Ca rgill)として得られる)、並びに3−ポリヒドロキシ酪酸及びポリヒドロキシバ レリアン酸から成る混合物(後者は Zeneca の商品名 Biopol(登録商標)とし て得られる)、ポリエステルP2の製造のためには、低分子量で環状のその誘導 体が特に有利である。 本発明による生物学的に分解可能なポリエステルQ1は、5000〜1000 00、有利に8000〜80000g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜4 50、有利に50〜400g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/ フェノール(重量比50/50)中で、ポリエステル(Q1)0.5重量%の濃 度で、25℃の温度で測定)及び50〜235℃、有利に60〜235℃の範囲 の融点を特徴とし、かつヒドロキシル末端基もカルボキシル末端基も有し、この 際、カルボキシル末端基対ヒドロキシル末端基のモル比を1よりも大きく、有利 に2よりも大きく選択する。 ポリエステルQ1は、本発明により、実際に、 (c1)ポリエステルP1及び/又はポリエステルPWD、 (c2)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜50、有利に0.1〜40重 量%((c1)に対して)及び (c3)化合物D0〜5、有利に0〜4モル%(P1及び/又はPWDの製造か らの成分(a1)に対して)から成る混合物を反応させることによって得られる 。 生物学的に分解可能なポリエステルPWDは、一般に、実際に成分(a1)及 び(a2)の反応によって得られ、この際、(a1)対(a2)のモル比は、0 .4:1〜1.5:1、有利に0.6:1〜1.25:1の範囲で選択されるが 、このポリエステルPWDは、5000〜50000、有利に6000〜350 00g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜350、有利に50〜300g/ mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50 )中で、ポリエステルPWD0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測定)及び 50〜170℃、有利に60〜160℃の範囲の融点を有し、かつヒドロキシル 末端基もカルボキシル末端基も有し、この際、カルボキシル末端基対ヒドロキシ ル末端基のモル比を1よりも大きく、有利に2よりも大きく選択するという条件 を有する。 ポリエステルP1及び/又はPWDをヒドロキシカルボン酸B1と、所望の場 合には、化合物Dの存在で 反応させることは、溶融物中で、120〜260℃の範囲の温度で、不活性ガス 雰囲気下で、所望の場合には減圧下でも行なわれる。例えば撹拌釜又は(反応− )押出機中で不連続的にも連続的にも作業することができる。 反応は、所望の場合には、自体公知のエステル交換触媒(ポリエステルP1の 製造の際に詳説したものを参照)の添加により促進させることができる。 有利な1実施態様は、成分P1及びB1から形成されたブロック構造を有する ポリエステルQ1であり:B1の環状誘導体(化合物Ib)を使用する場合には 、生物学的に分解可能なポリエステルP1との反応の際に、自体公知の方法で、 P1の末端基によって開始される、所謂”開環性重合”によって、ブロック構造 を有するポリエステルQ1を得ることができる(”開環性重合”については、En cycl.of Polym.Science and Eng.12巻、2版、John Wiley & Sons、1988、36〜41 頁参照)。この反応は、所望の場合には、常用の触媒、例えば前記のエステル交 換触媒の添加下で実施することができ、特に錫オクタノエートが有利である(同 様に、Encycl.of Polym.Science and Eng.12巻、2版、John Wiley & Sons、1988 、36〜41頁参照)。 比較的に高い分子量を有する、例えば10よりも大きいpを有する成分B1の 使用の際には、反応釜又は押出機中でのポリエステルP1との反応によって、所 望のブロック構造を、反応条件、例えば温度、滞留時間、前記のようなエステル 交換触媒の添加の選択によって得ることができる。即ち、溶融物中でのポリエス テルの反応の際には、ブレンドから、エステル交換によって、先ずブロックコポ リマーを、次いでランダムコポリマーを得ることができることが、J.of Appl.Po lym.Sci.、32巻、6191〜6207頁、John Wiley & Sons、1986、並びにMakromol.Ch emie、136巻、311〜313頁、1970 から公知である。 本発明による生物学的に分解可能なポリエステルQ2は、6000〜6000 0、有利に8000〜50000、特に有利に10000〜40000g/モル の範囲の分子量(Mn)、30〜340、有利に50〜300g/mlの範囲の 粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50)中で、ポリ エステル(Q2)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測定)、及び50〜1 70℃、有利に60〜160℃の範囲の融点を特徴とする。 ポリエステルQ2は、本発明により、実際に、 (d1)請求項3に記載の、ポリエステルP1及び/又はポリエステルPWD9 5〜99.9、有利に96〜99.8、特に有利に97〜99.65重量%、 (d2)ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5、有利に0.2〜4、特に有利に 0.35〜3重量%及び (d3)化合物D0〜5、有利に0〜4モル%(P1及び/又はPWDの製造か らの成分(a1)に対して)から成る混合物を反応させることによって得られる 。 ビスオキサゾリンC1としては、今までの観察により、慣用の全てのビスオキ サゾリンを使用することができる。相応するビスオキサゾリンは、例えば西ドイ ツ国特許(DE−A)第3915874号明細書に記載されている(Loxamid( 登録商標)として市場で得られる)。その他のビスオキサゾリンは、世界知的所 有権機構(WO)第94/03523号明細書(PCT/EP93/01986 )に記載されている。 特に有利なビスオキサゾリンC1は、一般式II: のビスオキサゾリンである。 一般式IIのビスオキサゾリンC1(成分d2)は、一般に、Angew.Chem.Int ,Edit.、11巻、(1972)、287〜288頁からの方法によって得られる。特に有利なビ スオキサゾリンは、式中のR1が単結合、(CH2)q−アルキレン基(q=2、 3又は4)、例えばメチレン、エタン−1,2−ジイル、プロパン−1,3−ジ イル、プロパン−1,2−ジイル、ブタン−1,4−ジイル又はフェニレン基を 表わすものである。特に有 利なビスオキサゾリンとしては、2,2’−ビス(2−オキサゾリン)、ビス( 2−オキサゾリニル)メタン、1,2−ビス(2−オキサゾリニル)エタン、1 ,3−ビス(2−オキサゾリニル)プロパン、1,4−ビス(2−オキサゾリニ ル)ブタン、1,4−ビス(2−オキサゾリニル)ベンゾール、1,2−ビス( 2−オキサゾリニル)ベンゾール及び1,3−ビス(2−オキサゾリニル)ベン ゾールが挙げられる。 ポリエステルP1及び/又はPWDとビスオキサゾリンC1との反応は、有利 に溶融物中で行なわれ(J.of Appl.Polym.Science、33巻、3069〜3079頁(1987 )も参照)、この際、網状化又はゲル化し得る副反応ができるだけ起きないよう 注意すべきである。特別な1実施態様では、反応を、通例120〜260℃、有 利に130〜240℃、特に有利に140〜220℃で実施し、この際、ビスオ キサゾリンの添加は、有利に数回に分けて、又は連続的に行なわれる。 所望の場合には、ポリエステルP1及び/又はPWDとビスオキサゾリンC1 との反応を、慣用の不活性溶剤、例えばトルオール、メチルエチルケトン又はジ メチルホルムアミド(”DMF”)又はそれらの混合物中で実施することもでき 、この際、通例80〜200、有利に90〜150℃の範囲の反応温度を選択す る。 ビスオキサゾリンC1との反応は、不連続的に又は 連続的に、例えば撹拌釜、反応押出機中で又は混合ヘッドを介して実施すること ができる。 P1及び/又はPWDとビスオキサゾリンC1との反応のための理論的最適値 が、1:1のオキサゾリン官能基対P1−(もしくはPWD−)カルボキシル末 端基(主にカルボキシル末端基を有するポリエステルP1及び/又はPWDが特 に有利である)のモル比にあるとはいえ、1:3〜1.5:1のモル比でも、技 術的に問題なく反応を実施することができる。>1:1、有利に>2:1の本発 明によるモル比では、所望の場合には、反応の間又は反応の後でも、アジピン酸 、コハク酸、テレフタル酸及びイソフタル酸から成る群から有利に選択されるジ カルボン酸の添加を行なうことができる。 本発明による生物学的に分解可能なポリマーT1は、10000〜10000 0、有利に11000〜80000、有利に11000〜50000g/モルの 範囲の分子量(Mn)、30〜450、有利に50〜400g/mlの範囲の粘 度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50)中で、ポリマ ー(T1)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測定)及び50〜235℃、 有利に60〜235℃の範囲の融点を特徴とする。 生物学的に分解可能なポリマーT1は、本発明により、請求項3に記載のポリ エステルQ1を、 (e1)ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5、有利に0.2〜4、特に有利に 0.3〜2.5重量%(ポリエステルQ1に対して)と、並びに (e2)化合物D0〜5、有利に0〜4モル%(P1及び/又はPWD並びにポ リエステルQ1の製造からの成分(a1)に対して)と反応させることによって 得られる。 通例、この方法で連鎖延長が達成され、この際、得られるポリマー鎖は有利に ブロック構造を有する。 この反応は通例ポリエステルQ2の製造と同様に行なわれる。 本発明による生物学的に分解可能なポリマーT2は、10000〜10000 0、有利に11000〜80000、特に有利に11000〜50000g/モ ルの範囲の分子量(Mn)、30〜450、有利に50〜400g/mlの範囲 の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50)中で、ポ リマー(T2)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測定)及び50〜235 ℃、有利に60〜235℃の範囲の融点を特徴とする。 生物学的に分解可能なポリマーT2は、本発明により、ポリエステルQ2を、 (f1)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜50、有利に0.1〜40重 量%(ポリエステルQ2に対して)と、並びに (f2)化合物D0〜5、有利に0〜4モル%(P1及び/又はPWD並びにポ リエステルQ2の製造からの成分(a1)に対して)と反応させることによって 得られ、この際、有利にポリエステルQ1へのポリエステルP1とヒドロキシカ ルボン酸B1との反応と同様に行なう。 本発明による生物学的に分解可能なポリマーT3は、10000〜10000 0、有利に11000〜80000g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜4 50、有利に50〜400g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/ フェノール(重量比50/50)中で、ポリマー(T3)0.5重量%の濃度で 、25℃の温度で測定)及び50〜235、有利に60〜235℃の範囲の融点 を特徴とする。 生物学的に分解可能なポリマーT3は、本発明により、(g1)ポリエステル P2、又は(g2)実際に、ポリエステルP1及びヒドロキシカルボン酸(B1 )0.01〜50、有利に0.1〜40重量%(ポリエステルP1に対して)か ら成る混合物、又は(g3)実際に、異なる組成を互いに有するポリエステルP 1から成る混合物を、 ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5、有利に0.2〜4、特に有利に0.3〜 2.5重量%(使用されるポリエステルの量に対して)と、並びに 化合物D0〜5、有利に0〜4モル%(使用されるポ リエステル(g1)〜(g3)の製造のために使用された成分(a1)の各モル 量に対して)とを反応させることによって得られ、この際、反応を有利に、ポリ エステルP1及び/又はPWD及びビスオキサゾリンC1からのポリエステルQ 2の製造と同様に行なう。 有利な1実施態様では、その繰り返し単位が分子中に統計的に分配されている ポリエステルP2を使用する。 しかしながら、そのポリマー鎖がブロック構造を有するポリエステルP2を使 用することもできる。そのようなポリエステルP2は、一般に、特に分子量、ヒ ドロキシカルボン酸B1の相応する選択によって得られる。即ち、今までの観察 によれば、一般に、特に10よりも大きいpを有する高分子量のヒドロキシカル ボン酸B1の使用の際には、例えば前記の失活剤の存在でも、不完全なエステル 交換のみが行なわれる(J.of Appl.Polym.Sc.32巻、6191〜6207頁、John Wiley & Sons、1986、及びMakrom.Chemie、136巻、311〜313頁、1970参照)。所望の場 合には、ポリエステルQ1及びビスオキサゾリンC1からのポリマーT1の製造 の際に挙げた溶剤を用いて溶解して反応を実施することもできる。 生物学的に分解可能な熱可塑性成形材料T4は、本発明により、自体公知の方 法で、有利に常用の添加剤、例えば安定剤、加工助剤、充填剤等の添加下で(J. of Appl.Polym.Sc.Vol.32、S.6191〜6207、John Wiley & Sons、1986;WO92/04 41;EP515203;Kunststoff-Handbuch、Bd.3/1、Carl Hanser Verlag Muenchen 、1992、S.24〜28参照)、 (h1)請求項1に記載のポリエステルP1又は請求項4に記載のポリエステル Q2又は請求項3に記載のポリエステルPWD99.5〜0.5重量%を (h2)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.5〜99.5重量%と混合させるこ とによって得られる。 有利な1実施態様においては、高分子量のヒドロキシカルボン酸B1、例えば 10000−150000、有利に10000〜100000g/モルの範囲の 分子量(Mn)を有するポリカプロラクトン又はポリラクチド又はポリグリコリ ド又はポリヒドロキシアルカノエート、例えば3−ポリヒドロキシ酪酸、又は3 −ポリヒドロキシ酪酸及びポリヒドロキシバレリアン酸から成る混合物を使用す る。 世界知的所有権機構(WO)第92/0441号明細書及び欧州特許(EP− A)第515203号明細書から、高分子量のポリラクチドが軟化剤の添加なし では殆どの適用のためには脆弱でありすぎることが公知である。有利な1実施態 様では、請求項1に記載のポリエステルP1又は請求項4に記載のポリエステル Q2又は請求項3に記載のポリエステルPWD0.5〜20、有利に0.5〜1 0重量%及びポリラクチド 99.5〜80、有利に99.5〜90重量%からブレンドを製造することがで き、これは、純粋なポリラクチドに比べて、機械的特性の明らかな改善、例えば 衝撃強度の増加を示す。 もう1つの有利な実施態様は、請求項1に記載のポリエステルP1又は請求項 4に記載のポリエステルQ2又は請求項3に記載のポリエステルPWD99.5 〜40、有利に99.5〜60重量%、及び高分子量のヒドロキシカルボン酸B 1、特に有利にポリラクチド、ポリグリコリド、3−ポリヒドロキシ酪酸及びポ リカプロラクトン0.5〜60、有利に0.5〜40重量%の混合によって得ら れるブレンドに関する。そのようなブレンドは完全に生物学的に分解され、かつ 今までの観察によれば極めて良好な機械的特性を示す。 今までの観察によれば、本発明による熱可塑性成形材料T4は、有利に、例え ば押出機中での混合の実施の際に、短時間の混合時間を厳守することによって得 られる。混合パラメーター、特に混合時間の選択及び所望の場合には失活剤の使 用によって、主にブレンド構造を有する成形材料も得られ、即ち、少なくとも部 分的にエステル交換反応も起こり得るように、混合過程を調整することができる 。 もう1つの有利な実施態様において、アジピン酸又はそのエステル形成性誘導 体又はその混合物0〜50 、有利に0〜30モル%を、少なくとも1種の他の脂肪族C4〜C10−又は環状 脂肪族C5〜C10−ジカルボン酸又は2量体脂肪酸、例えばコハク酸、グルタル 酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼライン酸又はセバシン酸又はエステル誘導体、 例えばそれらのジ−C1〜C6−アルキルエステル又はそれらの無水物、例えば無 水コハク酸、又はその混合物、有利に、コハク酸、無水コハク酸、セバシン酸、 2量体の脂肪酸及びそのジ−C1〜C6−アルキルエステル、例えばジメチル−、 ジエチル−、ジ−n−プロピル−、ジイソブチル−、ジ−n−ペンチル−、ジネ オペンチル−、ジ−n−ヘキシル−エステル、特にジメチルコハク酸に代えるこ とができる。 特に有利な1実施態様は、成分(a1)として、欧州特許(EP−A)第74 45号明細書に記載された、コハク酸、アジピン酸及びグルタル酸並びにそれら のC1〜C6−アルキルエステル、特にジメチルエステル及びジイソブチルエステ ルから成る混合物の使用に関する。 もう1つの有利な実施態様では、テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体 、又はその混合物0〜50、有利に0〜40モル%を、少なくとも1種の他の芳 香族ジカルボン酸、例えばイソフタル酸、フタル酸又は2,6−ナフタリンジカ ルボン酸、有利にイソフタル酸又はエステル誘導体、例えばジ−C1〜C6−アル キルエステル、特にジメチルエステル、又はそれらの混合物に代えることができ る。 一般に、ポリマーを単離することによって、又は特に、ポリエステルP1、P 2、Q1及びQ2を更に反応させたい場合には、ポリマーを単離せずに、即座に 更に加工する方法によって、本発明による異なるポリマーを通常のように後処理 することができることが注目される。 本発明によるポリマーを、ローラー掛け、ハケ塗り、噴霧又は注入によって被 覆基材上に塗布することができる。有利な被覆基材は、堆肥化可能であるか又は 腐るもの、例えば紙、セルロース又は澱粉から成る成形体である。 更に本発明によるポリマーは、堆肥化可能である成形体の製造のために使用す ることができる。成形体として、例えば次のものが挙げられる:廃棄物、例えば 食器、食事用具、屑袋、早期の収穫のための農業用シート、包装シート及び植物 の育成用容器。 更に、本発明によるポリマーを自体公知の方法で、糸に紡ぐことができる。所 望の場合には、常法で、糸を延伸させ、延伸撚り、延伸巻き、延伸シアリングし 、延伸平滑化し、かつ延伸テクスチャー加工することができる。いわゆる艶糸へ の延伸は、同じ1作業工程で(完全練篠糸又は完全配向糸)、又は別々の作業工 程で行なうことができる。延伸シアリング、延伸平滑 化、及び延伸テクスチャー加工は、一般に、紡糸とは別の作業工程で実施される 。糸は自体公知の方法で繊維に加工することができる。次いで繊維から織る、編 む又は撚ることによって平面体が得られる。 前記の成形体、被覆剤及び糸等は、所望の場合には充填剤を含有することもで き、これを重合過程中でいずれかの段階で、又は後から、例えば本発明によるポ リマーの溶融物中に加入させることができる。 本発明によるポリマーに対して、充填剤0〜80重量%を添加することができ る。好適な充填剤は、例えばカーボンブラック、澱粉、リグニン粉末、セルロー ス繊維、天然繊維、例えばサイザル及び麻、酸化鉄、粘土鉱物、鉱石、炭酸カル シウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム及び二酸化チタンである。充填剤は、部 分的に安定剤、例えばトコフェロール(ビタミンE)、有機燐化合物、モノ−、 ジ−及びポリフェノール、ヒドロキノン、ジアリールアミン、チオエーテル、U V−安定剤、核化剤、例えばタルク、並びに炭化水素、脂肪アルコール、高級カ ルボン酸、高級カルボン酸の金属塩、例えばステアリン酸カルシウム及び−亜鉛 を基礎とする滑剤及び離型剤及びモンタン蝋を含有することができる。そのよう な安定剤等は、Kunststoff-Handbuch、Bd.3/1、Carl Hanser Verlag..Muenche n、1992、S.24〜28に詳しく記載されている。 更に、本発明によるポリマーは、有機又は無機染料 の添加により任意に着色することができる。染料は極めて広い意味では充填剤と して見なすこともできる。 本発明によるポリマーの特別な適用範囲は、おむつの外層としての堆肥化可能 なシート又は堆肥化可能な被覆としての使用に関する。おむつの外層は、おむつ の内部で毛羽状物及び超吸収体、特に、例えば架橋されたポリアクリル酸又は架 橋されたポリアクリルアミドをベースとする生物分解可能な超吸収体によって吸 収される液体の通過を有効に阻止する。おむつの内層として、セルロース物質か ら成る繊維フリース状物を使用することができる。記載されたおむつの外層は、 生物学的に分解可能であり、従って堆肥化可能である。それは堆肥化の際に分解 し、従っておむつ全体が腐るが、例えばポリエチレンから成る外層で覆われたお むつは、前もっての粉砕又はポリエチレンシートの経費のかかる分離なしには堆 肥化することはできない。 本発明によるポリマー及び成形材料のもう1つの有利な使用は、自体公知の方 法での接着剤の製造に関する(例えば、Encycl.of Polym.Sc.and Eng.Vol.1、” Adhesive Compositions”S.547〜577参照)。欧州特許(EP−A)第2104 2号明細書の説明と同様に、本発明によるポリマー及び成形材料を、好適な接着 性化熱可塑性樹脂、有利に天然樹脂と共に、そこに記載された方法で加工するこ とができる。西ドイツ国特許(DE−A)第4234305号明細書の説明と同 様に、本発明によるポリマー及び成形材料を、更に、溶剤を含有しない接着剤系 、例えばホット−メルト−シート (Hot-melt-Folien)に加工することができる 。 もう1つの有利な使用分野は、西ドイツ国特許(DE−A)第4237535 号明細書に記載された方法と同様に、澱粉混合物(有利に、世界知的所有権機構 (WO)第90/05161号明細書に記載されたような熱可塑性澱粉)との完 全に分解可能なブレンドの製造に関する。本発明によるポリマー及び熱可塑性成 形材料は、今までの観察によれば、その疏水性、その機械特性、その完全な生物 分解性、熱可塑性澱粉とのその良好な相容性に基づき、かつ最後ではないが、そ の有利な基礎原料の故に、合成ブレンド成分として有利に使用することができる 。 他の使用分野は、例えば、本発明によるポリマーを、農業用の根覆い、穀種及 び食料品用の包装材料、接着シート中の基質、幼児用ズボン、バッグ、シーツ、 ビン、ボール箱、ゴミ袋、ラベル、枕カバー、防護服、衛生品、ハンカチ、遊具 及び拭き取り具に使用することに関する。 本発明によるポリマー及び成形材料のもう1つの使用は発泡剤の製造に関し、 この際、一般に自体公知の方法で行なわれる(欧州特許(EP−A)第3728 46号明細書;Handbook of Polimeric foams and Foam Technology、Hanser Pu blisher、Muenchen、1991 S.375〜408参照)。この際、通例、本発明によるポリマーもしくは成形材料を、 所望の場合には化合物D、有利に無水ピロメリト酸及び無水トリメリト酸5重量 %までの添加下で、先ず溶融させ、次いで発泡剤を加え、押出しによってそうし て得た混合物を減圧にさせ、ここで発泡が起こる。 公知の生物分解性ポリマーに比べて本発明によるポリマーの利点は、良好に入 手可能な出発物質、例えばアジピン酸、テレフタル酸及び慣用のジオールを有す る有利な基礎原料、ポリマー鎖中の”硬質”(芳香族ジカルボン酸、例えばテレ フタル酸による)及び”軟質”(脂肪族ジカルボン酸、例えばアジピン酸による )セグメントの組合せによる興味ある機械特性及び簡単な変性化による使用の変 化、特にコンポスト及び土壌中での微生物による良好な分解特性及び室温での水 系中における微生物に対する一定の耐性にあり、このことは多くの使用範囲に特 に有利である。種々のポリマー中の成分(a1)の芳香族ジカルボン酸のランダ ムな組み込みによって、生物学的攻撃が可能にされ、従って所望の生物学的分解 性が達成される。 基準に合った処方により、生物学的分解性も、機械特性も、各々の使用目的に 最適に合わせることができることが、本発明によるポリマーの特別な利点である 。 更に、製造方法に応じて、有利に、主にランダムに 分配されたモノマー構成単位を有するポリマー、主にブロック構造を有するポリ マー、並びに主にブレンド構造を有するポリマー又はブレンドを得ることができ る。 例 酵素試験 ポリマーをミル中で液体窒素又はドライアイスで冷却し、かつ微細に粉砕した (粉砕物の表面が大きければ大きいほど、酵素的分解は早い)。この酵素試験の 実施のために、微細に粉砕されたポリマー粉末30g及び20ミリモルの水性K2 HPO4/KH2PO4緩衝液(pH値:7.0)2mlを、エッペンドルフ反応 容器(2ml)中に加え、かつ37℃で3時間振盪器上で平衡させた。引続き、 リゾプス・アルヒズス(Rhizopus arrhizus)、リゾプス・デルマール(Rhizopu s delemar)又はシュードモナス・p1(Pseudomonasp1)からのリパーゼ100 単位を添加し、かつ37℃で撹拌下(250rpm)に振盪器上で16時間恒温 保持した。その後、反応混合物をMillipore(登録商標)膜(0.45μm)で 濾過し、濾液のDOC(dissolved organic carbon)を測定した。それと同様に、 緩衝液及び酵素を用いるだけ(酵素対照として)、及び緩衝液及び試料を用いる だけ(盲検値として)の各1回づつのDOC測定を実施した。 調べた△DOC−値(DOC(試料+酵素)−DO C(酵素対照)−DOC(盲検値))は、試料の酵素的分解可能性のための尺度 として見なすことができる。これらを各々 Polycaprolacton(登録商標)Tone P7 87(Union Carbide)の粉末を用いる測定と比較して示している。評価の際には、 絶対的に定量可能なデータではないことに注意すべきである。粉砕物の表面と酵 素的分解の迅速性の間の関係については、前記で既に指摘した。更に、酵素活性 度も変動し得る。 分子量をゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により測定した: 固定相:Fa.Polymer Laboratories 製の 5 MIXED B −ポリスチロールゲルカラム(7.5×30 0mm、PL−ゲル10μ);温度調節:3 5℃。 移動相:テトラヒドロフラン(流量:1.2ml/分 ) 検定:Fa.Polymer Laboratories 製のPS−検定キッ トで分子量500〜10000000g/モル 。 オリゴマー範囲では、エチルベンゾール/1,3−ジフェニルブタン/1,3, 5−トリフェニルヘキサン/1,3,5,7−テトラフェニルオクタン/1,3 ,5,7,9−ペンタフェニルデカン 検出:RI(屈折率)Waters410 UV(254nmで)Spectra Physics100 ヒドロキシル価(OH価)及び酸価(SZ)の測定は、次の方法により行った : (a)見かけのヒドロキシル価の測定 正確に秤量した試験物質約1〜2gに、トルオール10ml及びアセチル化試 薬(下記参照)9.8mlを加え、1時間95℃で撹拌下で加熱した。次いで蒸 留水5mlを供給した。室温に冷却した後に、テトラヒドロフラン(THF)5 0mlを添加し、エタノール性KOH標準液で転換点に対して電位差的に滴定し た。 実験を試験物質なしに繰り返した(盲検)。 次いで見かけのOH価を次の式により調べた: 見かけのOH価 c・t・56.1・(V2−V1)/m(KOH mg/g)、 この際、 c=エタノール性KOH標準液の物質量濃度(モル/l)、 t=エタノール性KOH標準液の力価、 m=試験物質の秤取量(mg)、 V1=試験物質を有する標準液の消費量(ml)、 V2=試験物質なしの標準液の消費量(ml)を表わす。 使用試薬: エタノール性KOH標準液、c=0.5モル/l、力価 0.9933(Merck 、Art.Nr.1.09114) 無水酢酸p.A.(Merck、Art.Nr.42) ピリジンp.A.(Riedel de Haen、Art.-Nr33638) 酢酸p.A.(Merck、Art.Nr.1.00063) アセチル化試薬:ピリジン810ml、無水酢酸100ml及び酢酸9ml。 水、脱イオン水、 THF及びトルオール。 (b)酸価(SZ)の測定 試験物質約1〜1.5gを正確に秤量し、トルオール10ml及びピリジン1 0mlを加え、引続き、95℃に加熱した。溶解後に、室温に冷却し、水5ml 及びTHF50mlを添加し、かつ0.1Nエタノール性KOH標準液で滴定し た。 測定を試験物質なしに繰り返した(盲検)。 次いで酸価を次の式により調べた: SZ=c・t・56.1・(V1−V2)/m(KOH mg/g)、 この際、 c=エタノール性KOH標準液の物質量濃度(モル/l)、 t=エタノール性KOH標準液の力価、 m=試験物質の秤取量(mg)、 V1=試験物質を有する標準液の消費量(ml)、 V2=試験物質なしの標準液の消費量(ml)を表わす。 使用試薬: エタノール性KOH標準液、c=0.1モル/l、力価=0.9913(Merck 、Art.Nr.9115) ピリジンp.A.(Riedel de Haen、Art.-Nr33638) 水、脱イオン水、 THF及びトルオール。 (c)OH価の測定 OH価は、見かけのOH価及びSZの合計から生じる: OH価=見かけのOH価+SZ 使用略字: DOC:溶解された有機炭素 DMT:ジメチルテレフタレート PCL:ポロカプロラクトン(登録商標)トーンP 78 7(Union Carbide) PMDA:無水ピロメリト酸 SZ:酸価 TBOT:テトラブチルオルトチタネート VZ:粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール (重量比50/50)中でポリマー0.5重量 %の濃度で25℃の温度で測定) Tm:”融点”=最高の吸熱的熱流が現われる温度( DSC−曲線の極限) Tg:ガラス転移温度(DSC−曲線の中点値)。 DSC−測定を、Fa.DuPont のDSC−装置912+Thermal Analyzer 990 を用いて実施した。温度− 及びエンタルピー較正を常法で行なった。試料秤取量は典型的には13mgであ った。加熱−及び冷却率は(他の記載のない限り)20K/分であった。試料を 次の条件下で測定した:1.供給状態での試料の加熱経過、2.溶融物からの急 速な冷却、3.溶融物(2からの試料)から冷却された試料の加熱経過。各々の 第2のDSC−経過は、単一の熱的経過の銘記後に、異なる試料の間の比較を可 能とするために用いられた。 例1−ポリエステルP1の製造 (a)1,4−ブタンジオール4672kg、アジピン酸7000kg及び錫ジ オクトエート50gを、窒素雰囲気中で230〜240℃の範囲の温度で反応さ せた。この反応の際に生じる水の主量を留去させた後に、TBOP10gを反応 混合物に添加した。酸価が1以下に下がった後に、減圧下で、過剰の1,4−ブ タンジオールを、56のOH価に達するまで留去させた。(b)例1aからのポ リエステル1.81kg、DMT1.17kg、1,4−ブタンジオール1.7 kg及びTBOT4.7g並びにPMDA6.6gを、3頚フラスコ中に入れ、 窒素雰囲気下で徐々に撹拌しながら180℃に加熱した。この際、エステル交換 反応の間に生じたメタノールを留去させた。撹拌速度を高めながら、2時間かけ て230℃に加熱し、もう1時間後に、更に50重量%の水性亜燐酸2gを添加 した。1時間かけて、圧力を5ミリバールに下げ、240℃で更に2.5時間< 2ミリバールに保ち、この際、過剰に使用した1,4−ブタンジオールが留去し た。 OH価: KOH1mg/g SZ: KOH8.8mg/g VZ: 98.2g/ml Tm: 93℃(DSC、引き渡し状態)、Tg: −39℃ 例2−ポリエステルQ2の製造 例1aからのコポリエステル300gに、撹拌及び窒素雰囲気下で、200℃ で、30分間かけて、ビスオキサリン、ビス(2−リシノール−2−オキサゾリ ン)−テトラメチルキシロールジウレタン(Fa.Henkel製の Loxamid(登録商標 )VEP 8523、西ドイツ国特許(DE−A)第3914874号明細書により製造 可能な、リシノロールオキサゾリン及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシア ネートからのビスオキサゾリン)26.25gを滴加し、この際、溶融粘度は増 加し、生成物は褐色を呈した。 OH価: KOH2mg/g SZ: KOH1.9mg/g Tm: 97℃、Tg:−34℃(DSC)190 ℃から急速に冷却) リゾプス・アルヒズスを用いる酵素−試験:△DOC :357mg/l;PCLを用いる比較: △ DOC:2588mg/l。 例3−もう1種のポリエステルQ2の製造 例1aからのコポリエステル300gに、撹拌及び窒素雰囲気下で、200℃ で、ビスオキサリン、1,4−ビス(2−オキサゾリン)ブタン6.9gを、1 0分間かけて滴加し、この際、溶融粘度は増加し、生成物は褐色を呈した。 OH価: KOH3mg/g SZ: KOH2mg/g Tm: 99℃、Tg:−31℃(DSC、引き渡 し状態) リゾプス・アルヒズスを用いる酵素−試験:△DOC :421mg/l;PCLを用いる比較: △DOC:2588mg/l。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),UA(AZ,BY,KG,KZ ,RU,TJ,TM),AU,BG,BR,CA,CN ,CZ,FI,HU,JP,KR,MX,NO,NZ, PL,SG,SK,TR,UA,US (72)発明者 ウルズラ ゼーリガー ドイツ連邦共和国 D−67059 ルートヴ ィッヒスハーフェン カイザー−ヴィルヘ ルム−シュトラーセ 20 (72)発明者 ペーター バウアー ドイツ連邦共和国 D−67071 ルートヴ ィッヒスハーフェン エーリヒ−ケストナ ー−シュトラーセ 13 (72)発明者 ウド パッガ ドイツ連邦共和国 D−67069 ルートヴ ィッヒスハーフェン リューディガーシュ トラーセ 49 (72)発明者 モトノリ ヤマモト ドイツ連邦共和国 D−68199 マンハイ ム ラッサルシュトラーセ 6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 実際に、 (a1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物45〜80モル%、 テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物20〜55モル% 及び スルホネート基含有化合物0〜5モル%(ここで、個々のモル%表示の合計は 100モル%である)から成る混合物及び (a2)C2〜C6−アルカンジオール及びC5〜C10ーシクロアルカンジオール から成る群から選択されるジヒドロキシ化合物 から成る混合物の反応によって得られる生物学的に分解可能なポリエステルP1 (この際、(a1)対(a2)のモル比を0.4:1〜1.5:1の範囲で選択 するが、ポリエステルP1は、5000〜50000g/モルの範囲の分子量( Mn)、30〜350g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェ ノール(重量比50/50)中でポリエステル(P1)0.5重量%の濃度で2 5℃で測定)及び50〜170℃の範囲の融点を有するという条件を有し、かつ 更に、ポリエステルP1の製造のために少なくとも3個のエステル形成可能な基 を有する化合物D0.01 〜5モル%(使用成分(a1)のモル量に対して)を使用するという条件を有し 、並びに更にポリエステルP1はヒドロキシル末端基もカルボキシル末端基も有 し、この際、カルボキシル末端基対ヒドロキシル末端基のモル比を1よりも大き く選択するという条件を有する)。 2. 実際に、 (b1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物25〜80モル%、 テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物20〜75モル% 及び スルホネート基含有化合物0〜5モル%(ここで、個々のモル%表示の合計は 100モル%である)から成る混合物、 (b2)ジヒドロキシ化合物(a2)、 (この際、(b1)対(b2)のモル比を0.4:1〜1.5:1の範囲に選 択する)、 (b3)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜100重量%(成分(b1) に対して)及び (b4)化合物D0〜5モル%(成分(b1)に対して)から成る混合物の反応 によって得られる生物学的に分解可能なポリエステルP2(この際、ヒドロキシ カルボン酸B1は、式Ia又はIb: [式中、pは1〜1500の整数を表わし、rは1〜4の整数を表わし、かつG はフェニレン、−(CH2)n−(ここで、nは1〜5の整数を表わす)、−C (R)H−及び−C(R)HCH2(ここで、Rはメチル又はエチルを表わす) から成る群から選択される基を表わす]によって定義されていて、 この際、ポリエステルP2は、5000〜80000g/モルの範囲の分子量( Mn)、30〜450g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェ ノール(重量比50/50)中で、ポリエステル(P2)0.5重量%の濃度で 、25℃の温度で測定)、及び50〜235℃の範囲の融点を有し、かつヒドロ キシル末端基もカルボキシル末端基も有し、この際、カルボキシル末端基対ヒド ロキシル末端基のモル比を1よりも大きく選択する)。 3. 実際に、 (c1)ポリエステルP1及び/又はポリエステルPWD、 (c2)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜50重量%((c1)に対し て)及び (c3)化合物D0〜5モル%(P1及び/又はPWDの製造からの成分(a1 )に対して)から成る混 合物の反応によって得られる生物学的に分解可能なポリエステルQ1(この際、 ポリエステルPWDは、実際に、成分(a1)及び(a2)の反応によって得ら れ、この際、(a1)対(a2)のモル比は、0.4:1〜1.5:1の範囲で 選択されるが、ポリエステルPWDは、5000〜50000g/モルの範囲の 分子量(Mn)、30〜350g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾー ル/フェノール(重量比50/50)中で、ポリエステルPWD0.5重量%の 濃度で、25℃の温度で測定)及び50〜170℃の範囲の融点を有し、この際 、ポリエステルQ1は、5000〜100000g/モルの範囲の分子量(Mn )、30〜450g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノー ル(重量比50/50)中で、ポリエステル(Q1)0.5重量%の濃度で、2 5℃の温度で測定)及び50〜235℃の範囲の融点を有し、かつポリエステル PWDもポリエステルQ1も、ヒドロキシル末端基もカルボキシル末端基も有し 、この際、カルボキシル末端基対ヒドロキシル末端基のモル比を1よりも大きく 選択するという条件を有する)。 4. 実際に、 (d1)請求項3に記載の、ポリエステルP1及び/又はポリエステルPWD9 5〜99.9重量%、 (d2)ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5重量% (この際個々のモル%表示の合計は100モル%である)、 (d3)化合物D0〜5モル%(P1及び/又はPWDの製造からの成分(a1 )に対して)から成る混合物を反応させることによって得られる、6000〜6 0000g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜340g/mlの範囲の粘度 数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比50/50)中で、ポリエス テル(Q2)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測定)及び50〜170℃ の範囲の融点を有する生物学的に分解可能なポリエステルQ2。 5. 請求項3に記載のポリエステルQ1を、 (e1)ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5重量%(ポリエステルQ1に対し て)と、並びに (e2)化合物D0〜5モル%(ポリエステルP1及び/又はPWDを介するポ リエステルQ1の製造からの成分(a1)に対して)と反応させることによって 得られる、10000〜100000g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜 450g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比 50/50)中で、ポリマー(T1)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測 定)及び50〜235℃の範囲の融点を有するする生物学的に分解可能なポリマ ーT1。 6. ポリエステルQ2を、 (f1)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜50重量%(ポリエステルQ 2に対して)と、 (f2)化合物D0〜5モル%(ポリエステルP1及び/又はPWDを介するポ リエステルQ2の製造からの成分(a1)に対して)と反応させることによって 得られる、10000〜100000g/モルの範囲の分子量(Mn)、30〜 450g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾール/フェノール(重量比 50/50)中で、ポリマー(T2)0.5重量%の濃度で、25℃の温度で測 定)及び50〜235℃℃の範囲の融点を有する生物学的に分解可能なポリマー T2。 7. (g1)ポリエステルP2又は (g2)実際に、ポリエステルP1及びヒドロキシカルボン酸(B1)0.01 〜50重量%(ポリエステルP1に対して)から成る混合物又は (g3)実際に、異なる組成を互いに有するポリエステルP1から成る混合物を 、 ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5重量%(使用されるポリエステルの量に対 して)と、並びに 化合物D0〜5モル%(使用されるポリエステル(g1)〜(g3)の製造のた めに使用された成分(a1)の各モル量に対して)とを反応させることによって 得られる、10000〜100000g/モルの範囲 の分子量(Mn)、30〜450g/mlの範囲の粘度数(o−ジクロルベンゾ ール/フェノール(重量比50/50)中で、ポリマー(T3)0.5重量%の 濃度で、25℃の温度で測定)及び50〜235℃の範囲の融点を特徴とする生 物学的に分解可能なポリマーT3。 8. 自体公知の方法で、 (h1)請求項1に記載のポリエステルP1又は請求項4に記載のポリエステル Q2又は請求項3に記載のポリエステルPWD99.5〜0.5重量%を (h2)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.5〜99.5重量%と混合させるこ とによって得られる、生物学的に分解可能な熱可塑性成形材料T4。 9. 請求項1に記載の生物学的に分解可能なポリエステルP1を製造するた めに、自体公知の方法で、実際に、 (a1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物45〜80モル%、 テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物20〜55モル% 及び スルホネート基含有化合物0〜5モル%(ここで、個々のモル%表示の合計は 100モル%である)から成る混合物及び (a2)C2〜C6−アルカンジオール及びC5〜C10 ーシクロアルカンジオールから成る群から選択されるジヒドロキシ化合物(この 際、(a1)対(a2)のモル比を0.4:1〜1.5:1の範囲で選択する) 及び 反応のために少なくとも3個のエステル形成可能な基を有する化合物D0.01 〜5モル%(使用成分(a1)のモル量に対して)から成る混合物を反応させる ことを特徴とする、請求項1に記載の生物学的に分解可能なポリエステルP1を 製造する方法。 10. 請求項2に記載の生物学的に分解可能なポリエステルP2を製造する ために、自体公知の方法で、実際に、 (b1)実際に、 アジピン酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物25〜80モル%、 テレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体又はその混合物20〜75モル% 及び スルホネート基含有化合物0〜5モル%(ここで、個々のモル%表示の合計は 100モル%である)から成る混合物、 (b2)ジヒドロキシ化合物(a2)、 (この際、(b1)対(b2)のモル比を0.4:1〜1.5:1の範囲に選 択する)、 (b3)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜100重量%(成分b1に対 して)(この際、ヒドロ キシカルボン酸B1は、式Ia又はIb: [式中、pは1〜1500の整数を表わし、rは1〜4の整数を表わし、かつG はフェニレン、−(CH2n−(ここで、nは1〜5の整数を表わす)、 −C(R)H−及び−C(R)HCH2(ここで、Rはメチル又はエチルを表わ す)から成る群から選択される基を表わす]によって定義されている)及び (b4)化合物D0〜5モル%(成分(b1)に対して)から成る混合物を反応 させることを特徴とする、請求項2に記載の生物学的に分解可能なポリエステル P2を製造する方法。 11 .請求項3に記載の生物学的に分解可能なポリエステルQ1を製造する ために、自体公知の方法で、実際に、 (c1)ポリエステルP1及び/又はポリエステルPWD、 (c2)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜50重量%((c1)に対し て)及び (c3)化合物D0〜5モル%(P1及び/又はPWDの製造からの成分(a1 )に対して)から成る混合物を反応させることを特徴とする、請求項3に記載 の生物学的に分解可能なポリエステルQ1を製造する方法。 12. 請求項4に記載の生物学的に分解可能なポリエステルQ2を製造する ために、自体公知の方法で、実際に、 (d1)請求項3に記載のポリエステルP1及び/又はポリエステルPWD95 〜99.9重量% (d2)ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5重量%及び (d3)化合物D0〜5モル%(P1及び/又はPWDの製造からの成分(a1 )に対して)から成る混合物を反応させることを特徴とする、請求項4に記載の 生物学的に分解可能なポリエステルQ2を製造する方法。 13. 請求項5に記載の生物学的に分解可能なポリマーT1を製造するため に、自体公知の方法で、実際に、請求項3に記載のポリエステルQ1を、 (e1)ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5重量%(ポリエステルQ1に対し て)並びに (e2)化合物D0〜5モル%(ポリエステルP1及び/又はPWDを介するポ リエステルQ1の製造からの成分(a1)に対して)と反応させることを特徴と するる、請求項5に記載の生物学的に分解可能なポリマーT1を製造する方法。 14. 請求項6に記載の生物学的に分解可能なポ リマーT2を製造するために、自体公知の方法で、ポリエステルQ2を、 (f1)ヒドロキシカルボン酸(B1)0.01〜50重量%(ポリエステルQ 2に対して)と、 (f2)化合物D0〜5モル%(ポリエステルP1及び/又はPWDを介するポ リエステルQ2の製造からの成分(a1)に対して)と反応させることを特徴と する、請求項6に記載の生物学的に分解可能なポリマーT2を製造する方法。 15. 請求項7に記載の生物学的に分解可能なポリマーT3を製造するため に、自体公知の方法で、 (g1)ポリエステルP2又は (g2)実際に、ポリエステルP1及びヒドロキシカルボン酸(B1)0.01 〜50重量%(ポリエステルP1に対して)から成る混合物又は (g3)実際に、異なる組成を互いに有するポリエステルP1から成る混合物を 、 ビスオキサゾリン(C1)0.1〜5重量%(使用されるポリエステルの量に対 して)並びに 化合物D0〜5モル%(使用されるポリエステル(g1)〜(g3)の製造のた めに使用された成分(a1)の各モル量に対して)と反応させることを特徴とす る、請求項7に記載の生物学的に分解可能なポリマーT3を製造する方法。 16. 請求項8に記載の生物学的に分解可能な熱 可塑性成形材料T4を製造するために、自体公知の方法で、請求項1に記載のポ リエステル(P1)又は請求項4に記載のポリエステルQ2又は請求項3に記載 のポリエステルPWD99.5〜0.5重量%を、ヒドロキシカルボン酸(B1 )0.5〜99.5重量%と混合させることを特徴とする、請求項8に記載の生 物学的に分解可能な熱可塑性成形材料T4を製造する方法。 17. 請求項1〜7までのいずれか1項に記載の生物学的に分解可能なポリ マー又は請求項8に記載の熱可塑性成形材料又は請求項9から16までのいずれ か1項に記載の方法により製造されたものの堆肥化可能な成形体の製造のための 使用。 18. 請求項1から7までのいずれか1項に記載の生物学的に分解可能なポ リマー又は請求項8に記載の熱可塑性成形材料又は請求項9から16までのいず れか1項に記載の方法により製造されたものの接着剤の製造のための使用。 19. 請求項17に記載の使用により得られる堆肥化可能な成形体。 20. 請求項18に記載の使用により得られる接着剤。 21. 請求項1から7までのいずれか1項に記載の生物学的に分解可能なポ リマー又は請求項8に記載の熱可塑性成形材料又は請求項9から16までのいず れか1項に記載の方法により製造されたものの、実際に本発明によるポリマー及 び澱粉を含有する生物学的に分解可能なブレンドを製造するための使用。 22. 請求項21に記載の使用により得られる、生物学的に分解可能なブレ ンド。 23. 請求項22に記載の生物学的に分解可能なブレンドを自体公知の方法 で製造するために、澱粉を本発明によるポリマーと混合させることを特徴とする 、請求項22記載の生物学的に分解可能なブレンドを製造方法。 24. 請求項1から7までのいずれか1項に記載の生物学的に分解可能なポ リマー又は請求項8に記載の熱可塑性成形材料又は請求項9から16までのいず れか1項に記載の方法により製造されたものの生物学的に分解可能な発泡体を製 造するための使用。 25. 請求項24に記載の使用により得られる、生物学的に分解可能な発泡 体。 26. 請求項1から7までのいずれか1項に記載の生物学的に分解可能なポ リマー又は請求項8に記載の熱可塑性成形材料又は請求項9から16までのいず れか1項に記載の方法により製造されたものの紙被覆剤を製造するための使用。 27. 請求項26に記載の使用により得られる、紙被覆剤。
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