JP4582393B2 - Polyester production method - Google Patents
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Description
本発明は生産性が飛躍的に高められ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 with greatly improved productivity.
ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等に代表されるポリエステルは、機械的特性、及び化学的特性に優れており、それぞれのポリエステルの特性に応じて、例えば衣料用や産業資材用の繊維、包装用、磁気テープ用、光学用などのフィルムやシート、中空成形品であるボトル、電気・電子部品のケーシング、その他エンジニアリングプラスチック成形品等の広範な分野において使用されている。特に、PETなどの飽和ポリエステルからなるボトルは、機械的強度、耐熱性、透明性およびガスバリヤー性に優れるため、ジュース、炭酸飲料、清涼飲料などの飲料充填用容器および目薬、化粧品などの容器として広く使用されている。 Polyesters typified by polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), etc. are excellent in mechanical properties and chemical properties. Depending on the properties of each polyester, for example, Used in a wide range of fields such as textiles for clothing and industrial materials, films and sheets for packaging, magnetic tape, optics, bottles that are hollow molded products, casings for electrical and electronic components, and other engineering plastic molded products Has been. In particular, bottles made of saturated polyesters such as PET are excellent in mechanical strength, heat resistance, transparency and gas barrier properties, so that they are used as containers for filling beverages such as juices, carbonated drinks and soft drinks, and containers for eye drops and cosmetics. Widely used.
代表的なポリエステルである芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールを主構成成分とするポリエステルは、例えばPETの場合には、テレフタル酸もしくはテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとのエステル化反応もしくはエステル交換反応によってビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレートなどのオリゴマー混合物を製造し、これを高温、真空下で触媒を用いて液相重縮合させ製造されている。これらの製造法において、テレフタル酸を使用する、いわゆる直接重合法は、原料コストの点で有利なことから広く実施されている。 For example, in the case of PET, a polyester having aromatic dicarboxylic acid and alkylene glycol as main components as a typical polyester is bis ((ester) by esterification reaction or transesterification reaction between terephthalic acid or dimethyl terephthalate and ethylene glycol. An oligomer mixture such as 2-hydroxyethyl) terephthalate is produced, and this is produced by liquid phase polycondensation using a catalyst at high temperature under vacuum. In these production methods, a so-called direct polymerization method using terephthalic acid is widely practiced because it is advantageous in terms of raw material costs.
最も代表的なポリエステルであるPETは、近年、世界的な生産プラントの大増設に伴い、汎用製品については厳しい価格競争が強いられており、大幅な生産コストの低減が強く嘱望されている。
この直接重合法によるポリエチレンテレフタレートの製造において、エステル化反応工程での副反応を抑制し、かつ経済的に製造を行うためには、エステル化反応の原料として供されるテレフタル酸とエチレングリコールの比率(ジオール/ジカルボン酸;以下「モル比」という)を適度に調製するなどの方法で、エステル化反応によって得られる中間体である低重合体の特性を制御することが重要な因子の一つとなる。
In recent years, PET, which is the most representative polyester, has been faced with severe price competition for general-purpose products with the expansion of global production plants.
In the production of polyethylene terephthalate by this direct polymerization method, in order to suppress side reactions in the esterification reaction step and to carry out the production economically, the ratio of terephthalic acid and ethylene glycol used as raw materials for the esterification reaction (Diol / dicarboxylic acid; hereinafter referred to as “molar ratio”) is one of the important factors to control the characteristics of the low polymer that is an intermediate obtained by the esterification reaction by a method such as moderate preparation. .
例えば、上記のようなポリエチレンテレフタレートの製造において、エステル化反応の進行を反応物の重合度と末端基の組成に着目して制御することにより、後半の重縮合反応をより短縮でき、全体として高い生産性が得られることが開示されている(特許文献1参照)。
上記した状況より、更なる生産性の向上や設備費の低減をした従来技術では達成できない飛躍的に生産コストを低減した製造方法の確立が強く嘱望されている。 From the above situation, establishment of a manufacturing method that drastically reduces production costs that cannot be achieved by the conventional technology that further improves productivity and reduces equipment costs is strongly desired.
本発明は従来技術の課題を背景になされたもので、本発明の目的は、ポリエステルの製造方法に関するものであって、生産性が高められ、かつ設備費が低減れた製造コストが飛躍的に改善されたポリエステルの製造方法を提供するものである。 The present invention has been made against the background of the problems of the prior art, and the object of the present invention relates to a method for producing polyester, and the production cost with improved productivity and reduced equipment costs is dramatically increased. An improved method for producing polyester is provided.
本発明は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、本発明を完成するに到ったものである。即ち本発明は、ジカルボン酸とグリコールとのエステル化反応により得られた生成物を重縮合せしめてポリエステルを製造する方法において、最終エステル化反応槽出口の反応生成物の全末端基に対する水酸基価の割合が45〜70モル%であるエステル化生成物を得て、当該反応生成物を重縮合反応槽に移送する移送ラインに、当該反応生成物の全末端基に対する水酸基価の割合が55〜78モル%になる量のグリコールを添加し、引き続き重縮合反応を行うことを特徴とするポリエステルの製造方法である。 In order to solve the above problems, the present invention has been completed as a result of intensive studies. That is, the present invention relates to a method for producing a polyester by polycondensation of a product obtained by an esterification reaction of a dicarboxylic acid and a glycol, in which the hydroxyl value of all the end groups of the reaction product at the outlet of the final esterification reactor is adjusted. An esterification product having a ratio of 45 to 70 mol% is obtained, and the ratio of the hydroxyl value to the total end groups of the reaction product is 55 to 78 in a transfer line for transferring the reaction product to the polycondensation reaction tank. This is a method for producing a polyester, characterized in that a glycol in an amount of mol% is added and then a polycondensation reaction is carried out.
本発明のポリエステルの製造方法は、従来公知のものに比べ、より短時間で高重合度のポリマーを得ることができる。また、従来公知のものに比べ、より簡略化させた設備で対応することができる。従って、従来公知の製造方法に比べてポリエステルの製造コストを飛躍的に低減することができるという利点がある。 The method for producing the polyester of the present invention can provide a polymer having a high degree of polymerization in a shorter time than conventionally known methods. Moreover, it can respond with the more simplified installation compared with the conventionally well-known thing. Therefore, there is an advantage that the production cost of the polyester can be drastically reduced as compared with a conventionally known production method.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に言うポリエステルとは、ジカルボン酸および/またはそのエステル形成性誘導体とジオールおよび/またはそのエステル形成性誘導体とから成るものをいう。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polyester referred to in the present invention refers to a polyester comprising a dicarboxylic acid and / or an ester-forming derivative thereof and a diol and / or an ester-forming derivative thereof.
ジカルボン酸としては、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、 テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、1,3−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、2,5ーノルボルナンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−(アルカリ金属)スルホイソフタル酸、ジフェニン酸、1,3−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、4、4’−ビフェニルジカルボン酸、4、4’−ビフェニルスルホンジカルボン酸、4、4’−ビフェニルエーテルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸、パモイン酸、アントラセンジカルボン酸などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。 Dicarboxylic acids include succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, tetradecanedicarboxylic acid, hexadecanedicarboxylic acid, 1,3 -For cyclobutane dicarboxylic acid, 1,3-cyclopentane dicarboxylic acid, 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexane dicarboxylic acid, 1,4-cyclohexane dicarboxylic acid, 2,5-norbornane dicarboxylic acid, dimer acid, etc. Saturated aliphatic dicarboxylic acids exemplified, or ester-forming derivatives thereof, unsaturated aliphatic dicarboxylic acids exemplified by fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, etc., or ester-forming derivatives thereof, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid acid, -(Alkali metal) sulfoisophthalic acid, diphenic acid, 1,3-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid Acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 4,4′-biphenylsulfone dicarboxylic acid, 4,4′-biphenyl ether dicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) ethane-p, p′-dicarboxylic acid, pamoin Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids exemplified by acids, anthracene dicarboxylic acids and the like, and ester-forming derivatives thereof.
これらのジカルボン酸のうちテレフタル酸およびナフタレンジカルボン酸とくに2,6−フタレンジカルボン酸が、得られるポリエステルの物性等の点で好ましく、必要に応じて他のジカルボン酸を構成成分とする。 Of these dicarboxylic acids, terephthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid, particularly 2,6-phthalenedicarboxylic acid, are preferred from the viewpoint of the physical properties of the resulting polyester, and other dicarboxylic acids are used as constituents if necessary.
これらジカルボン酸以外にも少量であれば多価カルボン酸を併用しても良い。該多価カルボン酸としては、エタントリカルボン酸、プロパントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、3、4、3’、4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸、およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。
In addition to these dicarboxylic acids, a polyvalent carboxylic acid may be used in combination if the amount is small. Examples of the polyvalent carboxylic acid include ethanetricarboxylic acid, propanetricarboxylic acid, butanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, 3, 4, 3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, and these Examples thereof include ester-forming derivatives.
グリコールとしてはエチレングリコール、1、2−プロピレングリコール、1、3−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1、2−ブチレングリコール、1、3−ブチレングリコール、2、3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、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、1,3−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、1,4−シクロヘキサンジエタノール、1,10−デカメチレングリコール、1、12−ドデカンジオール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビスフェノール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1、2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビスフェノールA、ビスフェノールC、2,5−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコール、などに例示される芳香族グリコールが挙げられる。 As glycol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, 1,4 -Butylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediethanol, 1,10-decamethylene glycol, 1,12-dodecanediol, polyethylene glycol, polytrimethyl Aliphatic glycols exemplified by tylene glycol and polytetramethylene glycol, hydroquinone, 4,4′-dihydroxybisphenol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-bis (β-hydroxyethoxyphenyl) ) Sulfone, bis (p-hydroxyphenyl) ether, bis (p-hydroxyphenyl) sulfone, bis (p-hydroxyphenyl) methane, 1,2-bis (p-hydroxyphenyl) ethane, bisphenol A, bisphenol C, 2 , 5-naphthalenediol, aromatic glycols exemplified by ethylene glycol added to these glycols, and the like.
これらのグリコールのうちエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましい。 Of these glycols, ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferred.
これらグリコール以外に少量であれば多価アルコールを併用しても良い。該多価アルコールとしては、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセロール、ヘキサントリオールなどが挙げられる。 In addition to these glycols, polyhydric alcohols may be used in combination in small amounts. Examples of the polyhydric alcohol include trimethylolmethane, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerol, hexanetriol, and the like.
また、ヒドロキシカルボン酸を併用しても良い。該ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、ヒドロキシ酢酸、3ーヒドロキシ酪酸、p−ヒドロキシ安息香酸、pー(2ーヒドロキシエトキシ)安息香酸、4ーヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸、またはこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。 Moreover, you may use together hydroxycarboxylic acid. Examples of the hydroxycarboxylic acid include lactic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, hydroxyacetic acid, 3-hydroxybutyric acid, p-hydroxybenzoic acid, p- (2-hydroxyethoxy) benzoic acid, 4-hydroxycyclohexanecarboxylic acid, or these And ester-forming derivatives thereof.
また、環状エステルの併用も許容される。該環状エステルとしては、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、β−メチル−β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、グリコリド、ラクチドなどが挙げられる。 Moreover, combined use of cyclic ester is also permitted. Examples of the cyclic ester include ε-caprolactone, β-propiolactone, β-methyl-β-propiolactone, δ-valerolactone, glycolide, and lactide.
多価カルボン酸もしくはヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体としては、これらの化合物のアルキルエステルやヒドロキシルアルキルエステル等が挙げられる。 Examples of ester-forming derivatives of polyvalent carboxylic acids or hydroxycarboxylic acids include alkyl esters and hydroxylalkyl esters of these compounds.
ジオールのエステル形成性誘導体としては、ジオールの酢酸等の低級脂肪族カルボン酸とのエステルが挙げられる。 Examples of ester-forming derivatives of diols include esters of diols with lower aliphatic carboxylic acids such as acetic acid.
本発明のポリエステルとしてはPET、PBT、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ(1,4ーシクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、PEN、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレートおよびこれらの共重合体が好ましく、これらのうちポリエチレンテレフタレートおよびこの共重合体が特に好ましい。共重合体としてはエチレンテレフタレート単位を50モル%以上よりなるものが好ましく、70モル%以上がより好ましい。PETが特に好ましい。 As the polyester of the present invention, PET, PBT, polypropylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate), PEN, polybutylene naphthalate, polypropylene naphthalate and copolymers thereof are preferable. Among these, polyethylene terephthalate and This copolymer is particularly preferred. As a copolymer, what consists of 50 mol% or more of ethylene terephthalate units is preferable, and 70 mol% or more is more preferable. PET is particularly preferred.
本発明のポリエステルの製造方法においては、上記のジカルボン酸とグリコールとのエステル化反応により得られた生成物を重縮合せしめてポリエステルを製造する方法において、最終エステル化反応槽出口の反応生成物の全末端基に対する水酸基価の割合(OHV1%)が45〜70モル%であるエステル化生成物を得て、当該反応生成物を重縮合反応槽に移送する移送ラインに、当該反応生成物の全末端基に対する水酸基価の割合(OHV2%)が55〜78モル%になる量のグリコールを添加し、引き続き重縮合反応を行うことが必要である。OHV1%およびOHV2%はそれぞれ45〜60モル%および55〜76モル%に設定するのがより好ましく、45〜55モル%および55〜74実施態様である。OHV1%およびOHV2%がそれぞれ45および55モル%未満では重縮合反応が不安定になるので好ましくない。逆に、OHV1%およびOHV2%がそれぞれ70および78モル%を超えた場合は、重縮合触媒の重縮合活性が低下し重縮合の生産性が低下するので好ましくない。また、エステル化反応工程の生産性の低下、設備費の増大およびグリコール同士が反応しエーテル結合が形成される副反応が増加する等の点で好ましくない。例えば、該反応生成物を1基のエステル化反応槽で製造しようとするとグリコール同士の反応等の副反応が増大し最終製品のポリエステルの品質が低下する。この課題を解決するためにエステル化反応槽の基数を増した場合は、設備の増大に繋がるし、またエステル化工程の生産性が低下して経済性が悪化する。 In the method for producing a polyester of the present invention, in the method for producing a polyester by polycondensation of the product obtained by the esterification reaction of the above dicarboxylic acid and glycol, the reaction product at the outlet of the final esterification reaction vessel An esterification product having a hydroxyl value ratio (OHV 1 %) to the total terminal groups of 45 to 70 mol% is obtained, and the reaction product is transferred to a transfer line for transferring the reaction product to a polycondensation reaction tank. It is necessary to add the glycol in such an amount that the ratio of hydroxyl value to the total terminal groups (OHV 2 %) is 55 to 78 mol%, followed by the polycondensation reaction. OHV 1 % and OHV 2 % are more preferably set to 45 to 60 mol% and 55 to 76 mol%, respectively, and are 45 to 55 mol% and 55 to 74 embodiments. If the OHV 1 % and OHV 2 % are less than 45 and 55 mol%, respectively, the polycondensation reaction becomes unstable, such being undesirable. On the contrary, when OHV 1 % and OHV 2 % exceed 70 and 78 mol%, respectively, the polycondensation activity of the polycondensation catalyst decreases and the polycondensation productivity decreases, which is not preferable. Moreover, it is not preferable at the point of the productivity reduction of an esterification reaction process, the increase in equipment cost, and the side reaction by which glycols react and an ether bond is formed, etc. increase. For example, if the reaction product is produced in one esterification reaction tank, side reactions such as reaction between glycols increase, and the quality of the final product polyester decreases. When the number of esterification reaction tanks is increased in order to solve this problem, the number of facilities is increased, and the productivity of the esterification process is lowered to deteriorate the economic efficiency.
本発明においては、請求項2において記載のごとく最終エステル化反応槽出口の反応生成物のエステル化率(Es%)が80〜96モル%で平均重合度(Pn)が3以上であることが好ましい。Es%は82〜93モル%が、Pnは4以上が好ましい。Es%が80モル%未満あるいは96モル%を超えた場合は、上記のOHV1%やOHV2%の場合と同様の課題に繋がるので好ましくない。また、Pnが3未満の場合は次工程の重縮合工程の生産性が低下するので好ましくない。 In the present invention, as described in claim 2, the esterification rate (Es%) of the reaction product at the outlet of the final esterification reactor is 80 to 96 mol% and the average degree of polymerization (Pn) is 3 or more. preferable. Es% is preferably 82 to 93 mol%, and Pn is preferably 4 or more. If Es% is less than 80 mol% or exceeds 96 mol%, it is not preferable because it leads to the same problem as in the case of OHV 1 % or OHV 2 %. On the other hand, when Pn is less than 3, the productivity of the next polycondensation step is lowered, which is not preferable.
上記の最終エステル化反応生成物の組成は、例えば、前記した特許文献1において開示されているエステル化反応の中間生成物であるZ1と表記された低重合体に極めて近似した組成である。従って、特許文献1において開示されている技術の後半のエステル化反応槽による反応を省略した形式の技術であり、該公知技術に比してエステルの生産性が大幅に改善されると共に、エステル化反応工程の設備費も大幅に低減ができる。さらに、本発明においては、次工程の重縮合反応の進行も従来公知技術に比べ促進され、重縮合工程における生産性も向上する。特許文献1において開示された技術自体が、従来技術に比べて生産性が高められた製造方法であるので、本発明のポリエステルの製造方法は、従来公知のポリエステルの製造方法に比べてポリエステルの製造コストを飛躍的に低減することができる。 The composition of the final esterification reaction product is, for example, a composition very close to the low polymer expressed as Z1 which is an intermediate product of the esterification reaction disclosed in Patent Document 1 described above. Accordingly, this is a technique in which the reaction in the latter half of the technique disclosed in Patent Document 1 is omitted, and the ester productivity is greatly improved as compared to the known technique, and the esterification is performed. Equipment costs for the reaction process can be greatly reduced. Furthermore, in the present invention, the progress of the polycondensation reaction in the next step is also promoted as compared with the prior art, and the productivity in the polycondensation step is also improved. Since the technique itself disclosed in Patent Document 1 is a production method in which productivity is improved as compared with the conventional technique, the production method of the polyester of the present invention is a production method of polyester as compared with a conventionally known production method of polyester. Cost can be drastically reduced.
上記した方法において、OHV2%を満たすために上記のエステル化反応生成物を重縮合反応槽に移送する移送ラインに添加するグリコールは、一級のヒドロキシル基を有し、エステル化反応性を有しポリエステルの構成成分として取り込まれるものであれば限定されない。例えば、前記したポリエステルを構成するグリコール成分が挙げられる。該グリコールはエステル化反応工程で用いた成分と同種、異種のいずれでも構わない。該グリコールとして異種のグリコール成分を用いる方法は共重合ポリエステルの製造方法として有用である。該グリコールはグリコールの単品を添加しても良いし、重縮合触媒、安定剤、顔料等の機能化剤を溶解あるいは分散した形で添加しても良い。特に、後者はポリエステル製造工程で用いるグリコールのトータル使用量の低減に繋げることができるので推奨される。該グリコールの添加方法は限定なく任意である。例えば、移送ラインに加圧で導入して添加してもよいし、移送ラインにインラインミキサーを設置して該インラインミキサーに添加してもよい。後者の方法はエステル化反応生成物とグリコールとの混合が促進されるので好ましい。特に、前記した機能化剤を混合した形で添加する場合は、エステル化反応生成物と機能化剤との混合が促進されるので後者での対応が推奨される。前者の方法において、グリコールを添加する場所以降の移送ラインにスタチックミキサーを設置し反応生成物との混合と促進しても構わない。該グリコールの添加は2箇所以上に分割して実施しても構わない。該添加方法の設備費はエステル化反応槽の設備費に比べ大幅に低減することができるので、経済性の点より極めて有用な方法であるといえる。 In the above method, the glycol added to the transfer line for transferring the esterification reaction product to the polycondensation reaction tank in order to satisfy OHV 2 % has a primary hydroxyl group and has esterification reactivity. It will not be limited if it is taken in as a structural component of polyester. For example, the glycol component which comprises above-described polyester is mentioned. The glycol may be the same or different from the components used in the esterification reaction step. A method using a different glycol component as the glycol is useful as a method for producing a copolyester. The glycol may be added as a single product of glycol, or may be added in a form in which a functional agent such as a polycondensation catalyst, a stabilizer, or a pigment is dissolved or dispersed. In particular, the latter is recommended because it can lead to a reduction in the total amount of glycol used in the polyester production process. The method for adding the glycol is not limited and is arbitrary. For example, it may be introduced by adding pressure to the transfer line, or may be added to the in-line mixer by installing an in-line mixer in the transfer line. The latter method is preferable because mixing of the esterification reaction product and glycol is promoted. In particular, when the aforementioned functionalizing agent is added in a mixed form, mixing of the esterification reaction product and the functionalizing agent is promoted, so that the latter is recommended. In the former method, a static mixer may be installed in the transfer line after the place where the glycol is added to promote mixing and reaction with the reaction product. The glycol may be added in two or more places. Since the equipment cost of the addition method can be greatly reduced compared to the equipment cost of the esterification reaction tank, it can be said that this is an extremely useful method from the viewpoint of economy.
本発明は、回分式重縮合法および連続式重縮合法のいずれのプロセスにおいても適用可能であるが、品質の均一性や経済性において有利である連続式重縮合法に適合するのが好ましい。エステル化および重縮合工程の反応槽の個数やサイズおよび各工程の製造条件等は限定なく適宜選択できる。ただし、最終エステル化反応槽出口の反応生成物のエステル化率が低いという本発明の大きな特徴を活かす点より請求項3に記載のごとくエステル化反応槽は1基であることが好ましい。該対応で設備費が大幅に低減できポリエステルの製造コスト低減に繋げられる。 The present invention can be applied to any of the batch-type polycondensation method and the continuous-type polycondensation method, but it is preferably adapted to the continuous polycondensation method which is advantageous in quality uniformity and economy. The number and size of reaction vessels in the esterification and polycondensation steps, production conditions for each step, and the like can be appropriately selected without limitation. However, it is preferable that the number of esterification reaction tanks is one as described in claim 3 from the viewpoint of taking advantage of the great feature of the present invention that the esterification rate of the reaction product at the outlet of the final esterification reaction tank is low. With this measure, the equipment cost can be greatly reduced, leading to a reduction in the production cost of polyester.
直接エステル化法によるPETの製造法を以下に例示する。
テレフタル酸1モルに対して1.02〜1.3モル、好ましくは1.03〜1.2モルのエチレングリコ−ルが含まれたスラリ−を調製し、これをエステル化反応工程に連続的に供給する。
A method for producing PET by direct esterification is illustrated below.
A slurry containing 1.02 to 1.3 moles, preferably 1.03 to 1.2 moles of ethylene glycol per mole of terephthalic acid was prepared and this was continuously added to the esterification reaction step. To supply.
エステル化反応は、1基の反応槽よりなる1段式装置を用いてエチレングリコ−ルが還流する条件下で、反応によって生成した水を精留塔で系外に除去しながら実施する。反応の温度は250〜285℃、好ましくは260〜282℃、圧力は0.2〜3kg/cm2G、好ましくは0.5〜2kg/cm2Gである。引き続き重縮合反応槽に移送し重縮合を行う。2基以上の反応槽よりなる多段式装置を用いてエステル化反応を実施してもよい。該重縮合工程の反応槽数も限定されない。一般には初期重縮合と後期重縮合の2段階方式が取られている。重縮合反応条件は、第1段階目の重縮合の反応温度は250〜290℃、好ましくは260〜280℃であり、圧力は500〜20Torr、好ましくは200〜30Torrで、最終段階の重縮合反応の温度は265〜300℃、好ましくは275〜295℃であり、圧力は10〜0.1Torr、好ましくは5〜0.5Torrである。3段階以上で実施する場合には、中間段階の重縮合反応の反応条件は、上記第1段目の反応条件と最終段目の反応条件との中間の条件である。これらの重縮合反応工程の各々において到達される極限粘度の上昇の度合は滑らかに分配されることが好ましい。該重縮合工程もエステル化反応工程と同様も理由で1基の反応槽で実施する1段式装置への適用が好ましい。 The esterification reaction is carried out using a one-stage apparatus consisting of one reaction tank under conditions where ethylene glycol is refluxed while removing water produced by the reaction from the system using a rectification column. The reaction temperature is 250 to 285 ° C., preferably 260 to 282 ° C., and the pressure is 0.2 to 3 kg / cm 2 G, preferably 0.5 to 2 kg / cm 2 G. Subsequently, it is transferred to a polycondensation reaction tank to carry out polycondensation. The esterification reaction may be carried out using a multistage apparatus comprising two or more reaction vessels. The number of reaction tanks in the polycondensation step is not limited. Generally, a two-stage system of initial polycondensation and late polycondensation is taken. The polycondensation reaction conditions are as follows: the first stage polycondensation reaction temperature is 250 to 290 ° C., preferably 260 to 280 ° C., and the pressure is 500 to 20 Torr, preferably 200 to 30 Torr. The temperature is 265 to 300 ° C., preferably 275 to 295 ° C., and the pressure is 10 to 0.1 Torr, preferably 5 to 0.5 Torr. When carried out in three or more stages, the reaction conditions for the polycondensation reaction in the intermediate stage are intermediate conditions between the reaction conditions in the first stage and the reaction conditions in the final stage. The degree of increase in intrinsic viscosity achieved in each of these polycondensation reaction steps is preferably distributed smoothly. The polycondensation step is preferably applied to a one-stage apparatus which is carried out in one reaction tank for the same reason as the esterification reaction step.
本発明においては、重縮合触媒は限定なく従来公知の三酸化アンチモン等のアンチモン化合物、二酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム化合物、テトラブチルチタネート等のチタン化合物等を含め任意に選択できるが、生産性を向上させるという観点よりエステル化反応に対する活性の強い重縮合触媒系を選択しエステル化反応の促進を行うのが好ましい実施態様である。さらに、該エステル化反応に対する活性の強い重縮合触媒系を使用することにより、OHV2%を本発明の範囲にすることにより、本発明の範囲より高くした場合よりも重縮合反応の活性を大幅に促進され重縮合反応の生産性が大幅に向上するという効果の発現に繋がり本発明の特徴をより効果的に発現することができるので好ましい。すなわち、該エステル化反応に対する活性の強い重縮合触媒系を用いた場合は、重縮合反応工程においても、エステル化反応による重合度増加の反応が加算され重縮合反応の生産性が向上する効果が発現される。該エステル化反応に対する活性の強い重縮合触媒系としては、チタン化合物、錫化合物およびアルミニウム化合物等よりなる系が挙げられる。 In the present invention, the polycondensation catalyst is not limited and can be arbitrarily selected including conventionally known antimony compounds such as antimony trioxide, germanium compounds such as germanium dioxide, titanium compounds such as tetrabutyl titanate, etc., but it improves productivity. From the viewpoint of this, it is a preferred embodiment to select a polycondensation catalyst system having a strong activity for the esterification reaction to promote the esterification reaction. Furthermore, by using a polycondensation catalyst system having a strong activity for the esterification reaction, by making OHV 2 % within the scope of the present invention, the activity of the polycondensation reaction can be greatly increased as compared with the case where it is higher than the scope of the present invention. This is preferable because it leads to the effect that the productivity of the polycondensation reaction is greatly improved and the characteristics of the present invention can be expressed more effectively. That is, when a polycondensation catalyst system having a strong activity for the esterification reaction is used, the polycondensation reaction step also has an effect of improving the productivity of the polycondensation reaction by adding a reaction of increasing the degree of polymerization due to the esterification reaction. Expressed. Examples of the polycondensation catalyst system having a strong activity for the esterification reaction include a system comprising a titanium compound, a tin compound, an aluminum compound and the like.
前記の重縮合触媒の添加時期も限定はなくエステル化反応開始前、エステル化反応中およびエステル化反応終了後のいずれであってもよい。また、該重縮合触媒は単独であっても2種以上を併用しても構わない。 The addition timing of the polycondensation catalyst is not limited, and may be any time before the esterification reaction starts, during the esterification reaction, or after the esterification reaction ends. The polycondensation catalyst may be used alone or in combination of two or more.
本発明の特徴を活かすためには、前述のごとくエステル化反応開始時点でのジカルボン酸に対するグリコールのモルを比較的低い値に設定することが好ましいため、ジカルボン酸とグリコールの混合物の粘度が比較的高くなる。このため該混合物の送液配管やポンプ中での詰まりを防止したり、流動性を改善するために、ジカルボン酸とグリコールの合計量に対して10重量%以下の水を添加する方法を取ってもよい。 In order to take advantage of the characteristics of the present invention, it is preferable to set the glycol mole relative to the dicarboxylic acid at the start of the esterification reaction to a relatively low value as described above, so that the viscosity of the mixture of dicarboxylic acid and glycol is relatively low. Get higher. For this reason, in order to prevent clogging of the mixture in the liquid supply pipe or pump, or to improve fluidity, a method of adding 10% by weight or less of water to the total amount of dicarboxylic acid and glycol is taken. Also good.
本発明の大きな目的は生産性が飛躍的に高められたポリエステルの製造方法を提供することにあり、上述の方法を適用することが重要であるが、同時に得られるポリエステルの
品質、特に色調に配慮することが重要である。すなわち、生産性の向上のためには製造工程の温度を高めることが有効である。該製造工程の温度を高めると得られるポリエステル
の色調が悪化する。特に、黄色度が悪化する。従って、得られるポリエステルは黄色度の尺度である色調b値が5以下であることが好ましい。4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。特に、2以下が好ましい。このことにより黄色度の低いポリエステルが得られる。上記した好ましい重縮合触媒系であるチタン化合物や錫化合物は、汎用的に使用されている重縮合触媒であるアンチモン化合物やゲルマニウム化合物に比してb値が高いポリエステルが得られるので、該チタン化合物や錫化合物を重縮合触媒として用いる場合は、他の化合物との複合化により変性した色調b値の低いポリエステルが得られるように改良された系のものを用いるのが好ましい。
A major object of the present invention is to provide a method for producing polyester with greatly improved productivity, and it is important to apply the above-mentioned method, but at the same time consider the quality of the polyester obtained, especially the color tone. It is important to. That is, it is effective to increase the temperature of the manufacturing process in order to improve productivity. When the temperature of the production process is increased, the color tone of the obtained polyester deteriorates. In particular, the yellowness deteriorates. Therefore, the obtained polyester preferably has a color tone b value, which is a measure of yellowness, of 5 or less. 4 or less is more preferable, and 3 or less is more preferable. In particular, 2 or less is preferable. This gives a polyester with a low yellowness. Since the titanium compound and tin compound which are the preferable polycondensation catalyst system described above can obtain a polyester having a higher b value than the antimony compound and germanium compound which are polycondensation catalysts used for general purposes, the titanium compound When a tin compound or tin compound is used as the polycondensation catalyst, it is preferable to use a system that is improved so as to obtain a polyester having a low color tone b value modified by complexing with other compounds.
また、上記の黄色度を改善するのに色調調整剤を併用することが知られているが、該方法を取り入れることも本発明の範囲に含まれる。該色調改善の方法は限定されない。
例えば、色調改善等の目的でコバルト化合物をコバルト原子としてポリエステルに対して10ppm未満の量で添加することが好ましい態様である。より好ましくは5ppm以下であり、さらに好ましくは3ppm以下である。コバルト化合物としては特に限定はないが、具体的には例えば、酢酸コバルト、硝酸コバルト、塩化コバルト、コバルトアセチルアセトネート、ナフテン酸コバルトおよびそれらの水和物等が挙げられる。その中でも特に酢酸コバルト四水和物が好ましい。
Further, it is known that a color tone adjusting agent is used in combination to improve the above yellowness, but it is also included in the scope of the present invention to adopt this method. The method for improving the color tone is not limited.
For example, it is a preferred embodiment to add a cobalt compound as a cobalt atom in an amount of less than 10 ppm with respect to the polyester for the purpose of improving color tone. More preferably, it is 5 ppm or less, More preferably, it is 3 ppm or less. The cobalt compound is not particularly limited, and specific examples include cobalt acetate, cobalt nitrate, cobalt chloride, cobalt acetylacetonate, cobalt naphthenate, and hydrates thereof. Of these, cobalt acetate tetrahydrate is particularly preferred.
本発明のポリエステルの色調を改善するために、コバルト化合物以外の色調改善剤を用いることも好ましい態様である。色調改善剤とは添加することで色調を変化させる物質のことをいう。本発明の色調改善剤としては特に限定はされないが、無機および有機の顔料、染料、蛍光増白剤などが好ましい。 In order to improve the color tone of the polyester of the present invention, it is also a preferred embodiment to use a color tone improving agent other than the cobalt compound. The color tone improving agent refers to a substance that changes color tone when added. The color tone improving agent of the present invention is not particularly limited, but inorganic and organic pigments, dyes, fluorescent whitening agents and the like are preferable.
顔料または染料を使用する場合、使用量が増えると、結果重縮合体の明るさが低下するという問題が発生する。そのため多くの用途で許容できなくなるという問題が発生する。そのため顔料および染料の総使用量は得られるポリエステルに対して20ppm以下であることが好ましく、より好ましくは10ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下である。かかる領域では重縮合体の明るさを低下させることなく着色を効果的に消去できる。 When a pigment or a dye is used, when the amount used is increased, there arises a problem that the brightness of the polycondensate decreases as a result. This causes the problem of being unacceptable for many applications. Therefore, the total amount of pigments and dyes used is preferably 20 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, still more preferably 5 ppm or less, based on the polyester obtained. In such a region, the coloring can be effectively eliminated without reducing the brightness of the polycondensate.
さらに蛍光増白剤を単独もしくは他の色調改善剤と併用して用いると、色調が良好になり、例えば使用する顔料または染料の量が少なくてよいので好ましい。蛍光増白剤は一般に用いられている物を1種だけ使用してもよくもしくは2種以上を併用してもよい。添加量は得られるポリエステルに対して50ppm以下であることが好ましく、5〜25ppmであることがさらに好ましい。 Further, it is preferable to use a fluorescent brightening agent alone or in combination with another color tone improving agent because the color tone is improved and, for example, the amount of the pigment or dye used may be small. As the fluorescent brightening agent, one commonly used one may be used, or two or more kinds may be used in combination. The amount added is preferably 50 ppm or less, more preferably 5 to 25 ppm, based on the polyester obtained.
本発明の無機顔料としては、色調を変化できるものであれば特に規定はされないが、例えば二酸化チタン、カーボンブラック、鉄黒、ニッケルチタンイエロー、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、黄鉛、クロムチタンイエロー、亜鉛フェライト顔料、弁柄、カドミウムレッド、モリブデンレッド、酸化クロム、スピネルグリーン、クロムオレンジ、カドミウムオレンジ、群青、紺青、コバルトブルー、などが挙げられる。このうち酸化クロム、群青、紺青、コバルトブルーが好ましく、群青、コバルトブルーがさらに好ましい。またこれら無機顔料の一種もしくは二種以上を必要に応じて組み合わせて使用してもよい。 The inorganic pigment of the present invention is not particularly defined as long as it can change the color tone, for example, titanium dioxide, carbon black, iron black, nickel titanium yellow, yellow iron oxide, cadmium yellow, chrome lead, chrome titanium yellow, Examples include zinc ferrite pigments, dials, cadmium red, molybdenum red, chromium oxide, spinel green, chrome orange, cadmium orange, ultramarine blue, bitumen, and cobalt blue. Of these, chromium oxide, ultramarine blue, bitumen, and cobalt blue are preferable, and ultramarine blue and cobalt blue are more preferable. One or more of these inorganic pigments may be used in combination as necessary.
本発明の有機顔料および染料としては、色調を変化できるものであれば規定はされないが、例えばカラーインデックスで表示されているPigment Red 5, 22, 23, 31, 38, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 52, 53:1, 57:1, 122, 123, 144, 146, 151, 166, 170, 177, 178, 179, 187, 202, 207, 209, 213, 214, 220, 221, 247, 254, 255, 263, 272、Pigment Orange 13, 16, 31, 36, 43, 61, 64, 71、Pigment Brown 23、Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 55, 73, 74, 81, 83,93, 94, 95, 97, 109, 110, 128, 130, 133, 136, 138, 147, 150, 151, 154,180, 181, 183, 190, 191, 191:1, 199、Pigment Green 7, 36、Pigment Blue15, 15:1, 15:2, 15:3, 15.4, 15:6, 29, 60, 64, 68、Pigment Violet 19, 23,37, 44、Solvent Red 52, 117, 135, 169, 176、Disperse Red 5、Solvent Orange 63, 67, 68, 72, 78、Solvent Yellow 98, 103, 105, 113, 116、DisperseYellow 54, 64, 160、Solvent Green 3, 20, 26、Solvent Blue 35, 45, 78, 90, 94, 95, 104, 122, 132、Solvent Violet 31、などが挙げられる。またその他のアンスラキノン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、キノフタロン系、ペリレン系、ペリノン系、ベンズイミダゾロン系、ジアリライド系、バット系、インジゴ系、キノフタロン系、ジケトピロロピロール系、アントラピロリドン系の染料/顔料等を挙げることができる。 The organic pigments and dyes of the present invention are not specified as long as they can change the color tone, but, for example, Pigment Red 5, 22, 23, 31, 38, 48: 1, 48: 2 displayed by a color index. , 48: 3, 48: 4, 52, 53: 1, 57: 1, 122, 123, 144, 146, 151, 166, 170, 177, 178, 179, 187, 202, 207, 209, 213, 214 , 220, 221, 247, 254, 255, 263, 272, Pigment Orange 13, 16, 31, 36, 43, 61, 64, 71, Pigment Brown 23, Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17 , 55, 73 , 74, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 128, 130, 133, 136, 138, 147, 150, 151, 154, 180, 181, 183, 190, 191, 191: 1 , 199, Pigment Green 7, 36, Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15.4, 15: 6, 29, 60, 64, 68, Pigment Violet 19, 23, 37, 44, Solvent Red 52, 117, 135, 169, 176, Disperse Red 5, Solvent Orange 63, 67, 68, 72, 78, Solvent Yellow 98, 103, 105, 113, 116, Di perseYellow 54, 64, 160, Solvent Green 3, 20, 26, Solvent Blue 35, 45, 78, 90, 94, 95, 104, 122, 132, Solvent Violet 31, and the like. Other anthraquinone, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, dioxazine, quinophthalone, perylene, perinone, benzimidazolone, diarylide, bat, indigo, quinophthalone, diketopyrrolo Examples include pyrrole and anthrapyrrolidone dyes / pigments.
このうちPigment Red 187, 263、Pigment Blue 15:1, 15:3, 29,60、Pigment Violet 19、Solvent Red 135、Solvent Blue 45, 90,104, 122、およびアンスラキノン系とフタロシアニン系の染料/顔料が好ましい。さらにアンスラキノン系とフタロシアニン系の染料/顔料は特に好ましい。 Among these, Pigment Red 187, 263, Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 29, 60, Pigment Violet 19, Solvent Red 135, Solvent Blue 45, 90, 104, 122, and anthraquinone and phthalocyanine dyes / Pigments are preferred. Furthermore, anthraquinone and phthalocyanine dyes / pigments are particularly preferred.
選択される顔料および/または染料は下記の条件を満たす物が好ましい。まず顔料および染料は最大限の安全性をもたらすために重縮合体から非抽出性であること。また日光に対しておよび広範囲の温度および湿度条件に対して安定であること。さらにポリエステルの製造の間に遭遇する極めて高い温度の結果として昇華や、色相の変化を生じないことである。更にこの顔料および染料はポリエステルポリマーの物理的性質に悪影響を及ぼさないものが好ましい。 The selected pigments and / or dyes preferably satisfy the following conditions. First, the pigments and dyes must be non-extractable from the polycondensate for maximum safety. It is stable to sunlight and a wide range of temperature and humidity conditions. Furthermore, it does not cause sublimation or hue changes as a result of the extremely high temperatures encountered during the production of polyester. Furthermore, it is preferable that these pigments and dyes do not adversely affect the physical properties of the polyester polymer.
これらの条件を満たす顔料および/または染料でポリエステルの色調を改善するものであれは特に限定されないが、例えば特表2000−511211ではある種の青色1,4−ビス(2,6−ジアルキルアニリノ)アントラキノンを主に用い赤色アンスラキノンおよびアントラピリドン(3H−ジベンゾ[fi,j]イソキノリン−2,7−ジオン)化合物を色相に応じて組み合わせた色調改善剤などが例示されており、これらを用いることができる。これらの染料は適当な色特性を有し、熱、光、湿度および種々の環境要因に対して安定であると共に重縮合の合間にポリエステルポリマー構造中に含ませることができ、公知の有機染料で遭遇する問題の多くを克服する。またUV光、高温、解糖および加水分解に対して安定である。更に青色成分および赤色成分の量は、着色度の異なったポリエステルに有効に働くように、必要に応じて変化させることができる。 A pigment and / or a dye satisfying these conditions is not particularly limited as long as it improves the color tone of the polyester. For example, in Japanese Translation of PCT International Publication No. 2000-511111, a certain blue 1,4-bis (2,6-dialkylanilino) is used. ) Color tone improvers that mainly use anthraquinone and combine red anthraquinone and anthrapyridone (3H-dibenzo [fi, j] isoquinoline-2,7-dione) compounds according to the hue are exemplified. be able to. These dyes have suitable color characteristics, are stable to heat, light, humidity and various environmental factors and can be included in the polyester polymer structure during polycondensation, and are known organic dyes. Overcome many of the problems you encounter. It is stable to UV light, high temperature, glycolysis and hydrolysis. Furthermore, the amount of the blue component and the red component can be changed as necessary so as to work effectively for polyesters having different degrees of coloring.
本発明の蛍光増白剤としては一般に用いられているものを単独もしくは組み合わせて使用してもよい。例えばベンズオキサゾリン系蛍光増白剤、好ましくはチバ・スペシャルティーケミカルズ社製のUVITEX OB、UVITEX OB−P、UVITEX OB−ONE、クラリアント社製のHOSTALUX KSや、特開平10−1563に記載のものなどが好ましく使用できる。 As the optical brightener of the present invention, those generally used may be used alone or in combination. For example, benzoxazoline-based fluorescent brighteners, preferably UVITEX OB, UVITEX OB-P, UVITEX OB-ONE, CHIARI Specialty Chemicals, Ltd., HOTALUX KS, manufactured by Clariant, and those described in JP-A-10-1563 Can be preferably used.
以上の色調改善剤は無彩色の色相を達成するため、その種類や添加比などを任意に組み合わせ使用することができる。また、色調改善剤の添加時期は重縮合のどの段階であってもよく、重縮合反応終了後であっても構わなく、重縮合反応終了後から成形時までのどの段階であってもかまわない。また添加方法は重縮合中であれば粉末や、ポリエステルのモノマーの1つに溶解させて添加することが好ましい。さらに重縮合反応終了後では粉末やマスターバッチとして添加することが好ましい。 Since the above-described color tone improving agent achieves an achromatic hue, it can be used in any combination of types and addition ratios. Further, the color tone improving agent may be added at any stage of the polycondensation, after the polycondensation reaction, or at any stage from the end of the polycondensation reaction to the time of molding. . Further, the addition method is preferably added after dissolving in powder or one of polyester monomers during polycondensation. Furthermore, after completion of the polycondensation reaction, it is preferably added as a powder or a master batch.
上記の色調改善方法は、前記した課題である黄色度であるb値の改善に関しては、有効な方法であるが、上述のごとくポリエステルの明度の尺度である色調L値を低下させる作用を有している。従って、本発明で得られるポリエステルは、該色調L値が53以上であることが好ましい。54以上がより好ましく、55以上が更に好ましい。56以上が特に好ましい。このことにより明度の高いポリエステルが得られる。 The above-described color tone improvement method is an effective method for improving the b value which is the yellowness, which is the above-described problem, but has the effect of reducing the color tone L value which is a measure of the brightness of the polyester as described above. ing. Accordingly, the polyester obtained in the present invention preferably has a color tone L value of 53 or more. 54 or more is more preferable, and 55 or more is more preferable. 56 or more is particularly preferable. This gives a polyester with high brightness.
上記したポリエステルの色調であるb値やL値はポリエステルの形状や結晶化度により影響を受ける。従って、上記した数値は下記の方法で測定したものである。
溶融状のポリエステルを吐出ノズルより、水中に直径3±0.5mmのストランドとして非晶質の状態で冷却固化し、該ストランドを長さ3±0.5mmmmでカッティングして得られるポリエステルチップを乾燥する。該ポリエステルチップを色差計(東京電色社製:モデルND−1001DP)を使用してハンターのL値およびb値を測定する。
The b value and L value, which are the color tone of the polyester, are affected by the shape and crystallinity of the polyester. Therefore, the above numerical values are measured by the following method.
The melted polyester is cooled and solidified in an amorphous state as a strand with a diameter of 3 ± 0.5 mm in water from a discharge nozzle, and the polyester chip obtained by cutting the strand with a length of 3 ± 0.5 mm is dried. To do. The polyester chip is measured for the L value and b value of the hunter using a color difference meter (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd .: Model ND-1001DP).
上記色調範囲を超えた場合は、用途によって使用が限定されることがある。 When the color tone range is exceeded, use may be limited depending on the application.
前記した好ましい重縮合触媒系の中で、アルミニウム化合物とリン化合物よりなる複合重縮合触媒は、重縮合反応工程におけるエステル化反応による重合度増加の反応が促進されるという効果がより顕著に発現でき、かつ色調の優れたポリエステルを得ることができるので特に好ましい実施態様である。以下に、この特に好ましい重縮合触媒系であるアルミニウム化合物とリン化合物よりなる複合重縮合触媒について言及する。 Among the preferred polycondensation catalyst systems described above, the composite polycondensation catalyst comprising an aluminum compound and a phosphorus compound can exhibit the effect that the reaction of increasing the degree of polymerization by the esterification reaction in the polycondensation reaction step is promoted. In addition, it is a particularly preferred embodiment because a polyester having excellent color tone can be obtained. Hereinafter, a composite polycondensation catalyst composed of an aluminum compound and a phosphorus compound, which is a particularly preferred polycondensation catalyst system, will be mentioned.
該複合重縮合触媒を構成するアルミニウム化合物は限定されないが、ギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、プロピオン酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、トリクロロ酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム、酒石酸アルミニウム、サリチル酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、炭酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、ホスホン酸アルミニウムなどの無機酸塩、アルミニウムメトキサイド、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムn−プロポキサイド、アルミニウムiso−プロポキサイド、アルミニウムn−ブトキサイド、アルミニウムt−ブトキサイドなどアルミニウムアルコキサイド、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテートジiso−プロポキサイドなどのアルミニウムキレート化合物、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物及びこれらの部分加水分解物、アルミニウムのアルコキサイドやアルミニウムキレート化合物とヒドロキシカルボン酸からなる反応生成物、酸化アルミニウム、超微粒子酸化アルミニウム、アルミニウムシリケート、アルミニウムとチタンやケイ素やジルコニウムやアルカリ金属やアルカリ土類金属などとの複合酸化物などが挙げられる。これらのうちカルボン酸塩、無機酸塩及びキレート化合物が好ましく、これらの中でもさらに酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム及びアルミニウムアセチルアセトネートがとくに好ましい。 The aluminum compound constituting the composite polycondensation catalyst is not limited, but aluminum formate, aluminum acetate, aluminum propionate, aluminum oxalate, aluminum acrylate, aluminum laurate, aluminum stearate, aluminum benzoate, aluminum trichloroacetate, aluminum lactate , Carboxylates such as aluminum citrate, aluminum tartrate, aluminum salicylate, inorganic acid salts such as aluminum chloride, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum carbonate, aluminum phosphate, aluminum phosphonate, Aluminum methoxide, aluminum ethoxide, aluminum n-propoxide, aluminum iso-propoxide, Aluminum alkoxide such as ruminium n-butoxide and aluminum t-butoxide, aluminum acetylacetonate, aluminum acetylacetate, aluminum ethylacetoacetate, aluminum ethylacetoacetate, aluminum isochelate such as di-propoxide, trimethylaluminum, triethylaluminum Organic aluminum compounds and their partial hydrolysates, reaction products comprising aluminum alkoxides and aluminum chelate compounds and hydroxycarboxylic acids, aluminum oxide, ultrafine aluminum oxide, aluminum silicate, aluminum and titanium, silicon, zirconium, alkali metals, Examples thereof include complex oxides with alkaline earth metals. Of these, carboxylates, inorganic acid salts and chelate compounds are preferred, and among these, aluminum acetate, aluminum lactate, aluminum chloride, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide chloride and aluminum acetylacetonate are particularly preferred.
これらのアルミニウム化合物の中でも、アルミニウム含有量が高い酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウムが好ましく、さらに溶解度の観点から酢酸アルミニウム、塩化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウムが好ましい。さらに、装置を腐食しない観点から、酢酸アルミニウムの使用がとくに好ましい。 Among these aluminum compounds, aluminum acetate, aluminum chloride, aluminum hydroxide, and aluminum hydroxide chloride having a high aluminum content are preferable, and aluminum acetate, aluminum chloride, and aluminum hydroxide chloride are more preferable from the viewpoint of solubility. Furthermore, the use of aluminum acetate is particularly preferred from the viewpoint of not corroding the device.
ここで、水酸化塩化アルミニウムは一般にポリ塩化アルミニウムや塩基性塩化アルミニウムなどとも呼ばれるものの総称であり、水道用に使われるものなどが使用できる。これらは、例えば一般構造式[Al2(OH)nCl6-n]m(ただし1≦n≦5)で表される。これらの中でも、装置を腐食しない観点から塩素含有量の少ないものが好ましい。 Here, aluminum hydroxide chloride is a general term for what is generally called polyaluminum chloride or basic aluminum chloride, and those used for water supply can be used. These are represented by, for example, the general structural formula [Al 2 (OH) n Cl 6-n ] m (where 1 ≦ n ≦ 5). Among these, those having a low chlorine content are preferable from the viewpoint of not corroding the device.
上記の酢酸アルミニウムは、塩基性酢酸アルミニウム、トリ酢酸アルミニウム、酢酸アルミニウム溶液などに代表される酢酸のアルミニウム塩の構造を有するものの総称であり、これらの中でも、溶解性および溶液の安定性の観点から、塩基性酢酸アルミニウムの使用が好ましい。塩基性酢酸アルミニウムの中でも、モノ酢酸アルミニウム、ジ酢酸アルミニウム、あるいはこれらがホウ酸で安定化されたものが好ましい。ホウ酸で安定化されたものを用いる場合、塩基性酢酸アルミニウムに対して等モル以下の量のホウ酸で安定化されたものを用いることが好ましく、とくに1/2〜1/3モル量のホウ酸で安定化された塩基性酢酸アルミニウムの使用が好ましい。塩基性酢酸アルミニウムの安定剤としては、ホウ酸以外に尿素、チオ尿素などが挙げられる。 The above-mentioned aluminum acetate is a general term for those having a structure of an aluminum salt of acetic acid represented by basic aluminum acetate, aluminum triacetate, aluminum acetate solution, etc. Among these, from the viewpoint of solubility and solution stability The use of basic aluminum acetate is preferred. Of the basic aluminum acetates, aluminum monoacetate, aluminum diacetate, or those stabilized with boric acid are preferred. When using the one stabilized with boric acid, it is preferable to use one stabilized with boric acid in an amount of equimolar or less with respect to basic aluminum acetate, and in particular, 1/2 to 1/3 molar amount. The use of basic aluminum acetate stabilized with boric acid is preferred. Examples of basic aluminum acetate stabilizers include urea and thiourea in addition to boric acid.
上記のアルミニウム化合物はスラリー状あるいは溶液状で添加するのが好ましい。溶液状で添加するのが触媒活性や得られるポリエステルの品質の観点から好ましい。 The aluminum compound is preferably added in the form of a slurry or solution. The addition in the form of a solution is preferable from the viewpoint of the catalytic activity and the quality of the resulting polyester.
以下にアルミニウム化合物の溶解方法を例示する。
(1)塩基性酢酸アルミニウムの水溶液の調製例
塩基性酢酸アルミニウムに水を加え50℃以下で3時間以上攪拌する。攪拌時間は、6時間以上であることが更に好ましい。その後、60℃以上で数時間以上攪拌を行う。この場合の温度は、60〜100℃の範囲であることが好ましい。攪拌時間は、1時間以上であることが好ましい。水溶液の濃度は、10g/l〜30g/lが好ましく、とくに15g/l〜20g/lが好ましい。
The method for dissolving the aluminum compound is exemplified below.
(1) Preparation example of aqueous solution of basic aluminum acetate Water is added to basic aluminum acetate and stirred at 50 ° C. or lower for 3 hours or longer. The stirring time is more preferably 6 hours or longer. Thereafter, stirring is performed at 60 ° C. or more for several hours or more. The temperature in this case is preferably in the range of 60 to 100 ° C. The stirring time is preferably 1 hour or longer. The concentration of the aqueous solution is preferably 10 g / l to 30 g / l, particularly preferably 15 g / l to 20 g / l.
(2)塩基性酢酸アルミニウムのエチレングリコール溶液の調製例
上記の水溶液に対してエチレングリコールを加える。エチレングリコールの添加量は水溶液に対して容量比で0.5〜5倍量が好ましい。より好ましくは1〜3倍量である。該溶液を数時間常温で攪拌することで均一な水/エチレングリコール混合溶液を得る。その後、該溶液を加熱し、水を留去することでエチレングリコール溶液を得ることができる。温度は80℃以上が好ましく、200℃以下が好ましい。より好ましくは90〜150℃で数時間攪拌して水を留去することが好ましい。また留去の際に系を減圧にしても良い。減圧にすることで、より低温で迅速にエチレングリコールを留去することができる。つまり減圧下では80℃以下でも留去が可能となり、系に与える熱履歴をより少なくすることができる。
(2) Preparation Example of Ethylene Glycol Solution of Basic Aluminum Acetate Ethylene glycol is added to the above aqueous solution. The amount of ethylene glycol added is preferably 0.5 to 5 times the volume ratio of the aqueous solution. More preferably, the amount is 1 to 3 times. The solution is stirred at room temperature for several hours to obtain a uniform water / ethylene glycol mixed solution. Thereafter, the solution is heated and water is distilled off to obtain an ethylene glycol solution. The temperature is preferably 80 ° C. or higher, and preferably 200 ° C. or lower. More preferably, the water is distilled off by stirring at 90 to 150 ° C. for several hours. The system may be depressurized during distillation. By reducing the pressure, ethylene glycol can be rapidly distilled off at a lower temperature. In other words, the distillation can be performed at 80 ° C. or lower under reduced pressure, and the heat history applied to the system can be further reduced.
(3)乳酸アルミニウムのエチレングリコール溶液の調製例
乳酸アルミニウムの水溶液を調製する。調製は室温下でも加熱下でもよいが室温下が好ましい。水溶液の濃度は20g/l〜100g/lが好ましく、50〜80g/lが特に好ましい。該水溶液にエチレングリコールを加える。エチレングリコールの添加量は水溶液に対して容量比で1〜5倍量が好ましい。より好ましくは2〜3倍量である。該溶液を常温で攪拌し均一な水/エチレングリコール混合溶液を得た後、該溶液を加熱し、水を留去することでエチレングリコール溶液を得ることができる。温度は80℃以上が好ましく、120℃以下が好ましい。より好ましくは90〜110℃で数時間攪拌して水を留去することが好ましい。
(3) Preparation example of aluminum glycol solution of aluminum lactate An aqueous solution of aluminum lactate is prepared. The preparation may be performed at room temperature or under heating, but is preferably performed at room temperature. The concentration of the aqueous solution is preferably 20 g / l to 100 g / l, particularly preferably 50 to 80 g / l. Ethylene glycol is added to the aqueous solution. The amount of ethylene glycol added is preferably 1 to 5 times the volume ratio of the aqueous solution. More preferably, the amount is 2-3 times. After stirring the solution at room temperature to obtain a uniform water / ethylene glycol mixed solution, the solution is heated and water is distilled off to obtain an ethylene glycol solution. The temperature is preferably 80 ° C. or higher, and preferably 120 ° C. or lower. More preferably, the water is distilled off by stirring at 90 to 110 ° C. for several hours.
該アルミニウム化合物の使用量としては、得られるポリエステルのカルボン酸成分の全構成ユニットのモル数に対して0.001〜0.05モル%が好ましく、更に好ましくは0.005〜0.03モル%である。使用量が0.001モル%未満であると触媒活性が十分に発揮されない場合があり、使用量が0.05モル%以上になると、熱安定性や熱酸化安定性の低下、アルミニウムに起因する異物の発生や着色の増加が問題になる場合が発生する。この様にアルミニウム成分の添加量が少なくても本発明の重縮合触媒は十分な触媒活性を示す点に大きな特徴を有する。その結果熱安定性や熱酸化安定性が優れ、アルミニウムに起因する異物や着色が低減される。 The amount of the aluminum compound used is preferably 0.001 to 0.05 mol%, more preferably 0.005 to 0.03 mol%, based on the number of moles of all constituent units of the carboxylic acid component of the polyester obtained. It is. If the amount used is less than 0.001 mol%, the catalytic activity may not be sufficiently exerted. If the amount used is 0.05 mol% or more, thermal stability or thermal oxidation stability is lowered, resulting from aluminum. Occurrence of foreign matters or increased coloring may be a problem. Thus, even if the addition amount of the aluminum component is small, the polycondensation catalyst of the present invention has a great feature in that it exhibits sufficient catalytic activity. As a result, the thermal stability and thermal oxidation stability are excellent, and foreign matters and coloring caused by aluminum are reduced.
複合重縮合触媒を構成するリン化合物としては、特に限定はされないが、リン酸ならびにトリメチルリン酸、トリエチルリン酸、フェニルリン酸、トリフェニルリン酸等のリン酸エステル、亜リン酸ならびにトリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジホスファイト等の亜リン酸エステルなどが挙げられる。 Although it does not specifically limit as a phosphorus compound which comprises a composite polycondensation catalyst, Phosphate, phosphoric acid esters, such as trimethyl phosphoric acid, triethyl phosphoric acid, phenyl phosphoric acid, triphenyl phosphoric acid, phosphorous acid, and trimethyl phosphite , Triethyl phosphite, triphenyl phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl) 4,4′-biphenylene diphosphite, etc. Examples thereof include phosphites.
より好ましいリン化合物は、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種のリン化合物である。これらのリン化合物を用いることで触媒活性の向上効果が見られるとともに、ポリエステルの熱安定性等の物性が改善する効果が見られる。これらの中でも、ホスホン酸系化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。上記したリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 More preferable phosphorus compounds are at least one phosphorus compound selected from the group consisting of phosphonic acid compounds, phosphinic acid compounds, phosphine oxide compounds, phosphonous acid compounds, phosphinic acid compounds, and phosphine compounds. By using these phosphorus compounds, an effect of improving the catalytic activity is seen, and an effect of improving physical properties such as thermal stability of the polyester is seen. Among these, use of a phosphonic acid compound is preferable because of its great effect of improving physical properties and improving catalytic activity. Among the above-described phosphorus compounds, the use of a compound having an aromatic ring structure is preferable because the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are great.
本発明で言うホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物とは、それぞれ下記式(化1)〜(化6)で表される構造を有する化合物のことを言う。 The phosphonic acid-based compound, phosphinic acid-based compound, phosphine oxide-based compound, phosphonous acid-based compound, phosphinic acid-based compound, and phosphine-based compound referred to in the present invention are represented by the following formulas (Formula 1) to (Formula 6), respectively. It refers to a compound having the structure represented.
本発明のホスホン酸系化合物としては、例えば、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジフェニル、ベンジルホスホン酸ジメチル、ベンジルホスホン酸ジエチルなどが挙げられる。本発明のホスフィン酸系化合物としては、例えば、ジフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸メチル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、フェニルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸メチル、フェニルホスフィン酸フェニルなどが挙げられる。本発明のホスフィンオキサイド系化合物としては、例えば、ジフェニルホスフィンオキサイド、メチルジフェニルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。 Examples of the phosphonic acid compound of the present invention include dimethyl methylphosphonate, diphenyl methylphosphonate, dimethyl phenylphosphonate, diethyl phenylphosphonate, diphenyl phenylphosphonate, dimethyl benzylphosphonate, diethyl benzylphosphonate and the like. Examples of the phosphinic acid compound of the present invention include diphenylphosphinic acid, methyl diphenylphosphinate, phenyl diphenylphosphinate, phenylphosphinic acid, methyl phenylphosphinate, phenylphenylphosphinate and the like. Examples of the phosphine oxide compound of the present invention include diphenylphosphine oxide, methyldiphenylphosphine oxide, and triphenylphosphine oxide.
ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物の中では、本発明のリン化合物としては、下記式(化7)〜(化12)で表される化合物が好ましい。 Among the phosphinic acid compounds, phosphine oxide compounds, phosphonous acid compounds, phosphinic acid compounds, and phosphine compounds, the phosphorus compounds of the present invention are represented by the following formulas (Chemical Formula 7) to (Chemical Formula 12). Are preferred.
上記したリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 Among the above-described phosphorus compounds, the use of a compound having an aromatic ring structure is preferable because the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are great.
また、本発明のリン化合物としては、下記一般式(化13)〜(化15)で表される化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が特に大きく好ましい。 In addition, when the compounds represented by the following general formulas (Chemical Formula 13) to (Chemical Formula 15) are used as the phosphorus compound of the present invention, the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are particularly large and preferable.
(式(化13)〜(化15)中、R1、R4、R5、R6はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R2、R3はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。ただし、炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) Wherein R 1 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group or an amino group. Represents a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including R 2 and R 3 each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including a hydroxyl group or an alkoxyl group. However, the hydrocarbon group may contain an alicyclic structure such as cyclohexyl or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl.)
本発明のリン化合物としては、上記式(化13)〜(化15)中、R1、R4、R5、R6が芳香環構造を有する基である化合物がとくに好ましい。 The phosphorus compound of the present invention is particularly preferably a compound in which R 1 , R 4 , R 5 , and R 6 are groups having an aromatic ring structure in the above formulas (Chemical Formula 13) to (Chemical Formula 15).
本発明のリン化合物としては、例えば、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチル、フェニルホスホン酸ジフェニル、ベンジルホスホン酸ジメチル、ベンジルホスホン酸ジエチル、ジフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸メチル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、フェニルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸メチル、フェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィンオキサイド、メチルジフェニルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらのうちで、フェニルホスホン酸ジメチル、ベンジルホスホン酸ジエチルがとくに好ましい。 Examples of the phosphorus compound of the present invention include dimethyl methylphosphonate, diphenyl methylphosphonate, dimethyl phenylphosphonate, diethyl phenylphosphonate, diphenyl phenylphosphonate, dimethyl benzylphosphonate, diethyl benzylphosphonate, diphenylphosphinic acid, diphenylphosphinic acid. Examples include methyl, phenyl diphenylphosphinate, phenylphosphinic acid, methyl phenylphosphinate, phenyl phenylphosphinate, diphenylphosphine oxide, methyldiphenylphosphine oxide, and triphenylphosphine oxide. Of these, dimethyl phenylphosphonate and diethyl benzylphosphonate are particularly preferred.
上記したリン化合物の中でも、本発明では、リン化合物としてリンの金属塩化合物がとくに好ましい。リンの金属塩化合物とは、リン化合物の金属塩であれば特に限定はされないが、ホスホン酸系化合物の金属塩を用いると本発明の課題であるポリエステルの物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。リン化合物の金属塩としては、モノ金属塩、ジ金属塩、トリ金属塩などが含まれる。 Among the phosphorus compounds described above, a phosphorus metal salt compound is particularly preferable as the phosphorus compound in the present invention. The phosphorus metal salt compound is not particularly limited as long as it is a metal salt of a phosphorus compound. However, when a metal salt of a phosphonic acid compound is used, the physical properties improving effect and catalytic activity improving effect of the polyester, which are the problems of the present invention, are improved. Largely preferred. Examples of the metal salt of the phosphorus compound include a monometal salt, a dimetal salt, and a trimetal salt.
また、上記したリン化合物の中でも、金属塩の金属部分が、Li、Na、K、Be、Mg、Sr、Ba、Mn、Ni、Cu、Znから選択されたものを用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらのうち、Li、Na、Mgがとくに好ましい。 Further, among the above-described phosphorus compounds, when the metal portion of the metal salt is selected from Li, Na, K, Be, Mg, Sr, Ba, Mn, Ni, Cu, and Zn, the catalytic activity is improved. Is preferable. Of these, Li, Na, and Mg are particularly preferable.
本発明のリンの金属塩化合物としては、下記一般式(化16)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 As the phosphorus metal salt compound of the present invention, it is preferable to use at least one selected from the compounds represented by the following general formula (Chemical Formula 16) because the effect of improving the physical properties and the effect of improving the catalytic activity are large.
(式(化16)中、R1は水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R2は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R3は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。lは1以上の整数、mは0または1以上の整数を表し、l+mは4以下である。Mは(l+m)価の金属カチオンを表す。nは1以上の整数を表す。炭化水素基はシキロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In the formula (Formula 16), R 1 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group, or an amino group, and a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms. R 2 represents , Hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group or an alkoxyl group, and a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, R 3 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group or an alkoxyl group. A hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including a group or carbonyl, l is an integer of 1 or more, m is 0 or an integer of 1 or more, l + m is 4 or less, M is a (l + m) -valent metal Represents a cation, n represents an integer of 1 or more, and the hydrocarbon group may contain an alicyclic structure such as cyclohexyl, a branched structure, or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl.)
上記のR1としては、例えば、フェニル、1―ナフチル、2―ナフチル、9−アンスリル、4−ビフェニル、2−ビフェニルなどが挙げられる。上記のR2としては例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−CH2CH2OHで表される基などが挙げられる。R3O-としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。 Examples of R 1 include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 9-anthryl, 4-biphenyl, 2-biphenyl, and the like. Examples of R 2 include hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, long-chain aliphatic group, phenyl group, naphthyl group, Examples thereof include a substituted phenyl group, a naphthyl group, and a group represented by —CH 2 CH 2 OH. Examples of R 3 O − include hydroxide ions, alcoholate ions, acetate ions, and acetylacetone ions.
上記一般式(化16)で表される化合物の中でも、下記一般式(化17)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。 Among the compounds represented by the general formula (Chemical Formula 16), it is preferable to use at least one selected from the compounds represented by the following General Formula (Chemical Formula 17).
(式(化17)中、R1は水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R3は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。lは1以上の整数、mは0または1以上の整数を表し、l+mは4以下である。Mは(l+m)価の金属カチオンを表す。炭化水素基はシキロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In the formula (Chemical Formula 17), R 1 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group, or an amino group, and a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms. R 3 represents , Hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group or an alkoxyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including carbonyl, l is an integer of 1 or more, and m is 0 or an integer of 1 or more. , L + m is 4 or less, M represents a (l + m) -valent metal cation, and the hydrocarbon group may contain an alicyclic structure such as cyclohexyl or a branched structure, or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl.
上記のR1としては、例えば、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、9−アンスリル、4−ビフェニル、2−ビフェニルなどが挙げられる。R3O-としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。 Examples of R 1 include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 9-anthryl, 4-biphenyl, 2-biphenyl, and the like. Examples of R 3 O − include hydroxide ions, alcoholate ions, acetate ions, and acetylacetone ions.
上記したリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 Among the above-described phosphorus compounds, the use of a compound having an aromatic ring structure is preferable because the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are great.
上記式(化17)の中でも、Mが、Li,Na、K、Be、Mg、Sr、Ba、Mn、Ni、Cu、Znから選択されたものを用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらのうち、Li、Na、Mgがとくに好ましい。 Among the above formulas (Chemical Formula 17), when M is selected from Li, Na, K, Be, Mg, Sr, Ba, Mn, Ni, Cu, and Zn, the effect of improving the catalytic activity is large and preferable. Of these, Li, Na, and Mg are particularly preferable.
本発明のリンの金属塩化合物としては、リチウム[(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、ナトリウム[(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、カリウム[(2−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[(2−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、リチウム[ベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[ベンジルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[ベンジルホスホン酸エチル]、ベリリウムビス[ベンジルホスホン酸エチル]、ストロンチウムビス[ベンジルホスホン酸エチル]、マンガンビス[ベンジルホスホン酸エチル]、ベンジルホスホン酸ナトリウム、マグネシウムビス[ベンジルホスホン酸]、ナトリウム[(9−アンスリル)メチルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[(9−アンスリル)メチルホスホン酸エチル]、ナトリウム[4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[4−クロロベンジルホスホン酸フェニル]、マグネシウムビス[4−クロロベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[4−アミノベンジルホスホン酸メチル]、マグネシウムビス[4−アミノベンジルホスホン酸メチル]、フェニルホスホン酸ナトリウム、マグネシウムビス[フェニルホスホン酸エチル]、亜鉛ビス[フェニルホスホン酸エチル]などが挙げられる。これらの中で、リチウム[(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、ナトリウム[(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル]、リチウム[ベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[ベンジルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[ベンジルホスホン酸エチル]、ベンジルホスホン酸ナトリウム、マグネシウムビス[ベンジルホスホン酸]がとくに好ましい。 Examples of the metal salt compound of phosphorus according to the present invention include lithium [ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate], sodium [ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate], magnesium bis [ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate], potassium [ (2-naphthyl) methylphosphonate ethyl], magnesium bis [(2-naphthyl) methylphosphonate ethyl], lithium [benzylphosphonate ethyl], sodium [benzylphosphonate ethyl], magnesium bis [benzylphosphonate ethyl], beryllium bis [Ethyl benzylphosphonate], strontium bis [ethyl benzylphosphonate], manganese bis [ethyl benzylphosphonate], sodium benzylphosphonate, magnesium bis [benzylphosphonic acid], sodium [(9-anths L) ethyl methylphosphonate], magnesium bis [(9-anthryl) methylphosphonate ethyl], sodium [ethyl 4-hydroxybenzylphosphonate], magnesium bis [4-hydroxybenzylphosphonate ethyl], sodium [4-chlorobenzylphosphone] Acid phenyl], magnesium bis [4-chlorobenzylphosphonate ethyl], sodium [methyl 4-aminobenzylphosphonate], magnesium bis [4-aminobenzylphosphonate methyl], sodium phenylphosphonate, magnesium bis [phenylphosphonic acid] Ethyl], zinc bis [ethyl phenylphosphonate] and the like. Among these, lithium [ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate], sodium [ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate], magnesium bis [ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate], lithium [ethyl benzylphosphonate], Sodium [ethyl benzylphosphonate], magnesium bis [ethyl benzylphosphonate], sodium benzylphosphonate and magnesium bis [benzylphosphonic acid] are particularly preferred.
上記したリン化合物の中でも、本発明では、リン化合物としてP−OH結合を少なくとも一つ有するリン化合物がとくに好ましい。これらのリン化合物を含有することでポリエステルの物性改善効果がとくに高まることに加えて、ポリエステルの重合時に、これらのリン化合物を本発明のアルミニウム化合物と共存して用いることで触媒活性の向上効果が大きく見られる。
P−OH結合を少なくとも一つ有するリン化合物とは、分子内にP−OHを少なくとも一つ有するリン化合物であれば特に限定はされない。これらのリン化合物の中でも、P−OH結合を少なくとも一つ有するホスホン酸系化合物を用いるとポリエステルの物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。
Among the phosphorus compounds described above, in the present invention, a phosphorus compound having at least one P—OH bond is particularly preferable as the phosphorus compound. In addition to particularly enhancing the physical properties improving effect of the polyester by containing these phosphorus compounds, the catalytic activity is improved by using these phosphorus compounds in combination with the aluminum compound of the present invention at the time of polymerization of the polyester. Seen large.
The phosphorus compound having at least one P—OH bond is not particularly limited as long as it is a phosphorus compound having at least one P—OH in the molecule. Among these phosphorus compounds, the use of a phosphonic acid compound having at least one P—OH bond is preferred because of its great effect of improving the physical properties and improving the catalytic activity of the polyester.
上記したリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 Among the above-described phosphorus compounds, the use of a compound having an aromatic ring structure is preferable because the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are great.
本発明のP−OH結合を少なくとも一つ有するリン化合物としては、下記一般式(化18)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 As the phosphorus compound having at least one P—OH bond of the present invention, it is preferable to use at least one selected from the compounds represented by the following general formula (Chemical Formula 18) because the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are large. .
(式(化18)中、R1は水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R2は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。nは1以上の整数を表す。炭化水素基はシキロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In the formula (Chemical Formula 18), R 1 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group, or an amino group, and a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms. R 2 represents , Hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including a hydroxyl group or an alkoxyl group, n represents an integer of 1 or more, and the hydrocarbon group is an alicyclic structure such as cyclohexyl. And may contain an aromatic ring structure such as a branched structure or phenyl or naphthyl.)
上記のR1としては、例えば、フェニル、1―ナフチル、2―ナフチル、9−アンスリル、4−ビフェニル、2−ビフェニルなどが挙げられる。上記のR2としては例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−CH2CH2OHで表される基などが挙げられる。 Examples of R 1 include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 9-anthryl, 4-biphenyl, 2-biphenyl, and the like. Examples of R2 include hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, long-chain aliphatic group, phenyl group, naphthyl group, and substitution. And a phenyl group, a naphthyl group, a group represented by —CH 2 CH 2 OH, and the like.
上記したリン化合物の中でも、芳香環構造を有する化合物を用いると物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。 Among the above-described phosphorus compounds, the use of a compound having an aromatic ring structure is preferable because the physical property improving effect and the catalytic activity improving effect are great.
本発明のP−OH結合を少なくとも一つ有するリン化合物としては、(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル、(1−ナフチル)メチルホスホン酸、(2−ナフチル)メチルホスホン酸エチル、ベンジルホスホン酸エチル、ベンジルホスホン酸、(9−アンスリル)メチルホスホン酸エチル、4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、2−メチルベンジルホスホン酸エチル、4−クロロベンジルホスホン酸フェニル、4−アミノベンジルホスホン酸メチル、4−メトキシベンジルホスホン酸エチルなどが挙げられる。これらの中で、(1−ナフチル)メチルホスホン酸エチル、ベンジルホスホン酸エチルがとくに好ましい。 Examples of the phosphorus compound having at least one P—OH bond of the present invention include (1-naphthyl) methylphosphonic acid ethyl, (1-naphthyl) methylphosphonic acid, (2-naphthyl) methylphosphonic acid ethyl, benzylphosphonic acid ethyl, benzylphosphonic acid. Acid, ethyl (9-anthryl) methylphosphonate, ethyl 4-hydroxybenzylphosphonate, ethyl 2-methylbenzylphosphonate, phenyl 4-chlorobenzylphosphonate, methyl 4-aminobenzylphosphonate, ethyl 4-methoxybenzylphosphonate Etc. Of these, ethyl (1-naphthyl) methylphosphonate and ethyl benzylphosphonate are particularly preferred.
本発明の好ましいリン化合物としては、化学式(化19)であらわされるリン化合物が挙げられる。 A preferable phosphorus compound of the present invention is a phosphorus compound represented by the chemical formula (Formula 19).
(式(化19)中、R1は炭素数1〜49の炭化水素基、または水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基を含む炭素数1〜49の炭化水素基を表し、R2,R3はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。炭化水素基は脂環構造や分岐構造や芳香環構造を含んでいてもよい。) (In the formula (Chemical Formula 19), R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 49 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 49 carbon atoms including a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group, or an amino group, and R 2 , R 3 each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group or an alkoxyl group, which has an alicyclic structure, a branched structure or an aromatic ring structure. May be included.)
また、更に好ましくは、化学式(化19)中のR1,R2,R3の少なくとも一つが芳香環構造を含む化合物である。 More preferably, at least one of R 1 , R 2 and R 3 in the chemical formula (Chemical Formula 19) is a compound containing an aromatic ring structure.
これらのリン化合物の具体例を以下に示す。 Specific examples of these phosphorus compounds are shown below.
また、本発明のリン化合物は、分子量が大きいものの方が重合時に留去されにくいため効果が大きく好ましい。 Moreover, since the phosphorus compound of the present invention has a large molecular weight, it is more effective because it is less likely to be distilled off during polymerization.
本発明のリン化合物は、フェノール部を同一分子内に有するリン化合物であることが好ましい。フェノール部を同一分子内に有するリン化合物を含有することでポリエステルの物性改善効果が高まることに加えて、ポリエステルの重合時にフェノール部を同一分子内に有するリン化合物を用いることで触媒活性を高める効果がより大きく、従ってポリエステルの生産性に優れる。 The phosphorus compound of the present invention is preferably a phosphorus compound having a phenol moiety in the same molecule. In addition to enhancing the physical properties of polyester by containing a phosphorus compound having a phenol moiety in the same molecule, the effect of increasing catalytic activity by using a phosphorus compound having a phenol moiety in the same molecule during polyester polymerization Is larger, and therefore the polyester productivity is excellent.
フェノール部を同一分子内に有するリン化合物としては、フェノール構造を有するリン化合物であれば特に限定はされないが、フェノール部を同一分子内に有する、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物からなる群より選ばれる一種または二種以上の化合物を用いるとポリエステルの物性改善効果や触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらの中でも、一種または二種以上のフェノール部を同一分子内に有するホスホン酸系化合物を用いるとポリエステルの物性改善効果や触媒活性の向上効果がとくに大きく好ましい。 The phosphorus compound having a phenol moiety in the same molecule is not particularly limited as long as it is a phosphorus compound having a phenol structure, but a phosphonic acid compound, a phosphinic acid compound, a phosphine oxide compound having a phenol moiety in the same molecule. When one or more compounds selected from the group consisting of a compound, a phosphonous acid compound, a phosphinic acid compound, and a phosphine compound are used, the effect of improving the physical properties of the polyester and the effect of improving the catalytic activity are greatly preferred. Among these, when a phosphonic acid compound having one or two or more phenol moieties in the same molecule is used, the effect of improving the physical properties of the polyester and the effect of improving the catalytic activity are particularly large and preferable.
本発明のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物としては、下記一般式(化26)〜(化28)で表される化合物が好ましい。 As a phosphorus compound which has the phenol part of this invention in the same molecule | numerator, the compound represented by the following general formula (Formula 26)-(Formula 28) is preferable.
(式(化26)〜(化28)中、R1はフェノール部を含む炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基などの置換基およびフェノール部を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R4,R5,R6はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはハロゲン基またはアルコキシル基またはアミノ基などの置換基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R2,R3はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基などの置換基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。ただし、炭化水素基は分岐構造やシクロヘキシル等の脂環構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。R2とR4の末端どうしは結合していてもよい。) (In the formulas (Chemical Formula 26) to (Chemical Formula 28), R 1 is a carbon having 1 to 50 carbon atoms including a phenol part, a substituent such as a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group, or an amino group, and a phenol part. Represents a hydrocarbon group having a number of 1 to 50. R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a substituent such as hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen group, an alkoxyl group or an amino group. Represents a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, or an alkoxyl group. Represents a hydrocarbon group, provided that the hydrocarbon group may contain a branched structure, an alicyclic structure such as cyclohexyl, or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl, and the ends of R 2 and R 4 are bonded to each other. Moyo Yes.)
本発明のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物としては、例えば、p−ヒドロキシフェニルホスホン酸、p−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジメチル、p−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジエチル、p−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジフェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(p−ヒドロキシフェニル)ホスフィン酸メチル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)ホスフィン酸フェニル、p−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸、p−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸メチル、p−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸フェニル、p−ヒドロキシフェニルホスフィン酸、p−ヒドロキシフェニルホスフィン酸メチル、p−ヒドロキシフェニルホスフィン酸フェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキサイド、トリス(p−ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキサイド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メチルホスフィンオキサイド、および下記式(化29)〜(化32)で表される化合物などが挙げられる。これらのうちで、下記式(化31)で表される化合物およびp−ヒドロキシフェニルホスホン酸ジメチルがとくに好ましい。 Examples of the phosphorus compound having the phenol moiety of the present invention in the same molecule include p-hydroxyphenylphosphonic acid, dimethyl p-hydroxyphenylphosphonate, diethyl p-hydroxyphenylphosphonate, diphenyl p-hydroxyphenylphosphonate, bis (P-hydroxyphenyl) phosphinic acid, methyl bis (p-hydroxyphenyl) phosphinate, phenyl bis (p-hydroxyphenyl) phosphinate, p-hydroxyphenylphenylphosphinic acid, methyl p-hydroxyphenylphenylphosphinate, p- Phenyl hydroxyphenylphenylphosphinate, p-hydroxyphenylphosphinic acid, methyl p-hydroxyphenylphosphinate, phenyl p-hydroxyphenylphosphinate, bis (p-hydroxyphenyl Yl) phosphine oxide, tris (p- hydroxyphenyl) phosphine oxide, bis (p- hydroxyphenyl) methyl phosphine oxide, and the following formula (Formula 29), and the like compounds represented by to (Formula 32). Among these, a compound represented by the following formula (Chemical Formula 31) and dimethyl p-hydroxyphenylphosphonate are particularly preferable.
上記の式(化31)にて示される化合物としては、SANKO−220(三光株式会社
製)があり、使用可能である。
As a compound represented by the above formula (Chemical Formula 31), SANKO-220 (manufactured by Sanko Co., Ltd.) can be used.
本発明のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物の中でも、下記一般式(化33)で表される特定のリンの金属塩化合物から選択される少なくとも一種がとくに好ましい。 Among the phosphorus compounds having the phenol moiety of the present invention in the same molecule, at least one selected from a metal salt compound of a specific phosphorus represented by the following general formula (Formula 33) is particularly preferable.
((式(化33)中、R1、R2はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜30の炭化水素基を表す。R3は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R4は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基またはカルボニルを含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。R4O-としては例えば、水酸化物イオン、アルコラートイオン、アセテートイオンやアセチルアセトンイオンなどが挙げられる。lは1以上の整数、mは0または1以上の整数を表し、l+mは4以下である。Mは(l+m)価の金属カチオンを表す。nは1以上の整数を表す。炭化水素基はシキロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In Formula (Chemical Formula 33), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. R 3 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group or R 4 represents a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including an alkoxyl group, R 4 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxyl group, or a carbonyl group including carbonyl. Examples of R 4 O − include hydroxide ion, alcoholate ion, acetate ion, acetylacetone ion, etc. l is an integer of 1 or more, m is 0 or an integer of 1 or more, and l + m is 4 or less. M represents a (l + m) -valent metal cation, n represents an integer of 1 or more, and the hydrocarbon group includes an alicyclic structure such as cyclohexyl, a branched structure, and an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl. Moyo .)
これらの中でも、下記一般式(化34)で表される化合物から選択される少なくとも一種が好ましい。 Among these, at least one selected from compounds represented by the following general formula (Formula 34) is preferable.
(式(化34)中、Mn+はn価の金属カチオンを表す。nは1,2,3または4
を表す。)
(In the formula (Chemical Formula 34), M n + represents an n-valent metal cation. N is 1, 2, 3, or 4)
Represents. )
上記式(化33)または(化34)の中でも、Mが、Li,Na、K、Be、Mg、Sr、Ba、Mn、Ni、Cu、Znから選択されたものを用いると触媒活性の向上効果が大きく好ましい。これらのうち、Li、Na、Mgがとくに好ましい。 Among the above formulas (Chemical Formula 33) or (Chemical Formula 34), when M is selected from Li, Na, K, Be, Mg, Sr, Ba, Mn, Ni, Cu, Zn, the catalytic activity is improved. The effect is large and preferable. Of these, Li, Na, and Mg are particularly preferable.
本発明の特定のリンの金属塩化合物としては、リチウム[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸]、カリウム[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸]、ベリリウムビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸メチル]、ストロンチウムビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、バリウムビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸フェニル]、マンガンビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、ニッケルビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、銅ビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、亜鉛ビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]などが挙げられる。これらの中で、リチウム[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、ナトリウム[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]、マグネシウムビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル]がとくに好ましい。 Specific phosphorus metal salt compounds of the present invention include lithium [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate], sodium [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl] Ethyl phosphonate], sodium [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid], potassium [ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate], magnesium bis [3 , 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid ethyl], magnesium bis [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid], beryllium bis [3,5-di-tert- Methyl butyl-4-hydroxybenzylphosphonate], strontium bis [3,5-di-te t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate ethyl], barium bis [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate phenyl], manganese bis [3,5-di-tert-butyl-4- Ethyl hydroxybenzylphosphonate], nickel bis [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate], copper bis [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate] Zinc bis [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate] and the like. Among these, lithium [ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate], sodium [ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate], magnesium bis [ Ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate] is particularly preferred.
本発明のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物の中でも、下記一般式(化35)で表されるP−OH結合を少なくとも一つ有する特定のリン化合物から選択される少なくとも一種がとくに好ましい。 Among the phosphorus compounds having the phenol moiety of the present invention in the same molecule, at least one selected from specific phosphorus compounds having at least one P—OH bond represented by the following general formula (Formula 35) is particularly preferable.
((式(化35)中、R1、R2はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜30の炭化水素基を表す。R3は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。nは1以上の整数を表す。
炭化水素基はシキロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。)
(In formula (Chemical Formula 35), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. R 3 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydroxyl group or A hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including an alkoxyl group is represented, and n represents an integer of 1 or more.
The hydrocarbon group may contain an alicyclic structure such as cyclohexyl, a branched structure, or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl. )
これらの中でも、下記一般式(化36)で表される化合物から選択される少なくとも一種が好ましい。 Among these, at least one selected from compounds represented by the following general formula (Formula 36) is preferable.
(式(化36)中、R3は、水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。炭化水素基はシキロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In formula (Chemical Formula 36), R 3 represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including a hydroxyl group or an alkoxyl group. The hydrocarbon group is a fatty acid such as cyclohexyl. (It may contain a ring structure, a branched structure, or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl.)
上記のR3としては例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基、−CH2CH2OHで表される基などが挙げられる。 Examples of R 3 include hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, long-chain aliphatic group, phenyl group, naphthyl group, Examples thereof include a substituted phenyl group, a naphthyl group, and a group represented by —CH 2 CH 2 OH.
本発明のP−OH結合を少なくとも一つ有する特定のリン化合物としては、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸メチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸イソプロピル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸フェニル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸オクタデシル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸などが挙げられる。これらの中で、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸メチルがとくに好ましい。 Specific phosphorus compounds having at least one P-OH bond of the present invention include ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy Methyl benzylphosphonate, isopropyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, phenyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, 3,5-di-tert-butyl Examples include octadecyl-4-hydroxybenzylphosphonate, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, and the like. Of these, ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate and methyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate are particularly preferred.
本発明のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物の中でも、下記一般式(化37)で表される特定のリン化合物から選ばれる少なくとも一種のリン化合物が好ましい。 Among the phosphorus compounds having the phenol moiety of the present invention in the same molecule, at least one phosphorus compound selected from specific phosphorus compounds represented by the following general formula (Formula 37) is preferable.
(上記式(化37)中、R1、R2はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜30の炭化水素基を表す。R3、R4はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。nは1以上の整数を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In the above formula (Chemical Formula 37), R 1 and R 2 each independently represent hydrogen and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. R 3 and R 4 are each independently hydrogen and carbon atoms having 1 to 50 carbon atoms. Represents a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including a hydrogen group, a hydroxyl group or an alkoxyl group, n represents an integer of 1 or more, and the hydrocarbon group is an alicyclic structure such as cyclohexyl, a branched structure, or an aromatic such as phenyl or naphthyl. It may contain a ring structure.)
上記一般式(化37)の中でも、下記一般式(化38)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いるとポリエステルの物性改善効果や触媒活性の向上効果が高く好ましい。 Among the above general formulas (Chemical Formula 37), it is preferable to use at least one compound selected from the compounds represented by the following General Formula (Chemical Formula 38) because the effect of improving the physical properties and improving the catalytic activity of the polyester are high.
(上記式(化38)中、R3、R4はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜50の炭化水素基、水酸基またはアルコキシル基を含む炭素数1〜50の炭化水素基を表す。炭化水素基はシクロヘキシル等の脂環構造や分岐構造やフェニルやナフチル等の芳香環構造を含んでいてもよい。) (In the above formula (Chemical Formula 38), R 3 and R 4 each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms including a hydroxyl group or an alkoxyl group. The group may contain an alicyclic structure such as cyclohexyl, a branched structure, or an aromatic ring structure such as phenyl or naphthyl.)
上記のR3、R4としては例えば、水素、メチル基、ブチル基等の短鎖の脂肪族基、オクタデシル等の長鎖の脂肪族基、フェニル基、ナフチル基、置換されたフェニル基やナフチル基等の芳香族基、−CH2CH2OHで表される基などが挙げられる。 Examples of R 3 and R 4 include short chain aliphatic groups such as hydrogen, methyl and butyl groups, long chain aliphatic groups such as octadecyl, phenyl groups, naphthyl groups, substituted phenyl groups and naphthyl groups. An aromatic group such as a group, a group represented by —CH 2 CH 2 OH, and the like.
本発明の特定のリン化合物としては、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジイソプロピル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジ−n−ブチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジオクタデシル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジフェニルなどが挙げられる。これらの中で、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジオクタデシル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジフェニルがとくに好ましい。 Specific phosphorus compounds of the present invention include diisopropyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, di-n-butyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate, Examples include dioctadecyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate and diphenyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate. Of these, dioctadecyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate and diphenyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate are particularly preferred.
本発明のフェノール部を同一分子内に有するリン化合物の中でも、本発明でとくに望ましい化合物は、化学式(化39)、(化40)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種のリン化合物である。 Among the phosphorus compounds having the phenol moiety of the present invention in the same molecule, a particularly desirable compound in the present invention is at least one phosphorus compound selected from compounds represented by chemical formulas (Chemical Formula 39) and (Chemical Formula 40).
上記の化学式(化39)にて示される化合物としては、Irganox1222(チバ・スペシャルティーケミカルズ社製)が市販されており、また化学式(化40)にて示される化合物としてはIrganox1425(チバ・スペシャルティーケミカルズ社製)が市販されており、使用可能である。 As the compound represented by the above chemical formula (Chemical Formula 39), Irganox 1222 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) is commercially available, and as the compound represented by the chemical formula (Chemical Formula 40), Irganox 1425 (Ciba Specialty Chemical) is available. Chemicals) is commercially available and can be used.
本発明においては、上記リン化合物が、予め水およびアルキレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも1種の溶媒中で加熱処理されたものを用いることが好ましい実施態様である。該処理により前記のアルミニウムやアルミニウム化合物に上記のリン化合物を併用することによる重縮合触媒活性が向上すると共に、該重縮合触媒起因の異物形成性が低下する。 In the present invention, it is a preferred embodiment that the phosphorus compound is preheated in at least one solvent selected from the group consisting of water and alkylene glycol. The treatment improves the polycondensation catalyst activity by using the above-mentioned phosphorus compound in combination with the above-mentioned aluminum or aluminum compound, and decreases the foreign matter forming property due to the polycondensation catalyst.
リン化合物を予め加熱処理する時に使用する溶媒としては、水およびアルキレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも1種であれば限定されず任意であるが、リン化合物を溶解する溶媒を用いることが好ましい。アルキレングリコールとしては、エチレングリコール等の目的とするポリエステルの構成成分であるグリコールを用いることが好ましい。溶媒中での加熱処理は、リン化合物を溶解してから行うのが好ましいが、完全に溶解していなくてもよい。また、加熱処理の後に、化合物がもとの構造を保持している必要はなく、加熱処理による変性で溶媒に対する溶解性が向上するものであっても構わない。 The solvent used when heat-treating the phosphorus compound in advance is not limited as long as it is at least one selected from the group consisting of water and alkylene glycol, but it is preferable to use a solvent that dissolves the phosphorus compound. As the alkylene glycol, it is preferable to use glycol which is a constituent component of the target polyester such as ethylene glycol. The heat treatment in the solvent is preferably performed after dissolving the phosphorus compound, but may not be completely dissolved. Further, it is not necessary that the compound retains the original structure after the heat treatment, and the solubility in the solvent may be improved by the modification by the heat treatment.
加熱処理の温度は特に限定はされないが、20〜250℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、100〜200℃の範囲である。温度の上限は、用いる溶媒の沸点付近とすることが好ましい。加熱時間は、温度等の条件によっても異なるが、溶媒の沸点付近の温度だと1分〜50時間の範囲であることが好ましく、より好ましくは30分〜10時間、さらに好ましくは1〜5時間の範囲である。加熱処理の系の圧力は常圧、もしくはそれ以上あるいは以下であってもよく特に限定されない。溶液の濃度は、リン化合物として1〜500g/lであることが好ましく、より好ましくは5〜300g/l、さらに好ましくは10〜100g/lである。加熱処理は窒素等の不活性気体の雰囲気下で行うことが好ましい。加熱後の溶液もしくはスラリーの保管温度は特に限定はされないが、0℃〜100℃の範囲であることが好ましく、20℃〜60℃の範囲であることがより好ましい。溶液の保管は窒素等の不活性気体の雰囲気下で行うことが好ましい。 Although the temperature of heat processing is not specifically limited, It is preferable that it is the range of 20-250 degreeC. More preferably, it is the range of 100-200 degreeC. The upper limit of the temperature is preferably around the boiling point of the solvent used. Although the heating time varies depending on conditions such as temperature, the heating temperature is preferably in the range of 1 minute to 50 hours, more preferably 30 minutes to 10 hours, and even more preferably 1 to 5 hours. Range. The pressure of the heat treatment system may be normal pressure, higher or lower, and is not particularly limited. The concentration of the solution is preferably 1 to 500 g / l as a phosphorus compound, more preferably 5 to 300 g / l, and still more preferably 10 to 100 g / l. The heat treatment is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. The storage temperature of the solution or slurry after heating is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 ° C to 100 ° C, and more preferably in the range of 20 ° C to 60 ° C. It is preferable to store the solution in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.
リン化合物を予め溶媒中で加熱処理する際に、本発明のアルミニウムまたはその化合物を共存してもよい。また、リン化合物を予め溶媒中で加熱処理したものに、本発明のアルミニウムまたはその化合物を粉状、溶液状、あるいはスラリー状として添加してもよい。さらに、添加後の溶液またはスラリーを加熱処理してもよい。これらの操作で得られた溶液もしくはスラリーを本発明の重縮合触媒として用いることが可能である。請求項2に記載のごとく95質量%以上がグリコール成分よりなる溶媒に溶解あるいは分散して添加するのが好ましい。 When heat-treating a phosphorus compound in a solvent in advance, the aluminum of the present invention or a compound thereof may coexist. Alternatively, the aluminum of the present invention or a compound thereof may be added in a powder form, a solution form, or a slurry form to a phosphorus compound that has been previously heat-treated in a solvent. Furthermore, you may heat-process the solution or slurry after addition. The solution or slurry obtained by these operations can be used as the polycondensation catalyst of the present invention. As described in claim 2, 95% by mass or more is preferably added after being dissolved or dispersed in a solvent comprising a glycol component.
上記のリン化合物の使用量としては、得られるポリエステルのカルボン酸成分の全構成ユニットのモル数に対して0.0001〜0.1モル%が好ましく、0.005〜0.05モル%であることがさらに好ましい。 As usage-amount of said phosphorus compound, 0.0001-0.1 mol% is preferable with respect to the number-of-moles of all the structural units of the carboxylic acid component of polyester obtained, and is 0.005-0.05 mol%. More preferably.
上記のアルミニウム化合物とリン化合物よりなる複合重縮合触媒のポリエステルの製造工程への添加は、それぞれの成分を別個に添加しても同時に添加してもよい。同時に添加する場合はそれぞれ別々の添加口から添加してもよいし、同一添加口より添加してもよい。
また、予め両者を混合して添加をしてもよい。該予め両者を混合して添加する場合は、両者を混合する際の混合条件や混合してからの条件を調整し、アルミニウム化合物とリン化合物との錯体形成反応を適宜調整して添加しても構わない。
The compound polycondensation catalyst composed of the above aluminum compound and phosphorus compound may be added to the polyester production process either separately or simultaneously. When adding simultaneously, you may add from a separate addition port, and may add from the same addition port.
Moreover, you may mix and add both beforehand. When mixing and adding both in advance, the mixing conditions for mixing the two and the conditions after mixing may be adjusted, and the complex formation reaction between the aluminum compound and the phosphorus compound may be adjusted as appropriate. I do not care.
前記のアルミニウム化合物と上記のリン化合物を併用すれば実用性の高い重縮合触媒活性を発現することができるが、さらに少量のアルカリ金属、アルカリ土類金属並びにその化合物から選択される少なくとも1種を第2金属含有成分として共存させることが好ましい態様である。かかる第2金属含有成分を触媒系に共存させることは、ジエチレングリコールの生成を抑制する効果に加えて触媒活性を高め、従って反応速度をより高めた触媒成分が得られ、生産性向上に有効である。 When the above aluminum compound and the above phosphorus compound are used in combination, a highly practical polycondensation catalytic activity can be expressed, but a further small amount of alkali metal, alkaline earth metal and at least one selected from the compound are used. It is a preferred embodiment to coexist as the second metal-containing component. The coexistence of such a second metal-containing component in the catalyst system is effective in improving productivity by obtaining a catalyst component having an increased reaction rate in addition to an effect of suppressing the formation of diethylene glycol, and thus a higher reaction rate. .
アルミニウム化合物にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加して十分な触媒活性を有する触媒とする技術は公知である。かかる公知の触媒を使用すると熱安定性に優れたポリエステルが得られるが、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を併用した公知の触媒は、実用的な触媒活性を得ようとするとそれらの添加量が多く必要であり、アルカリ金属化合物を使用したときは得られるポリエステルの耐加水分解性が低下すると共にアルカリ金属化合物に起因する異物量が多くなり、繊維に使用したときには製糸性や糸物性が、またフィルムに使用したときはフィルム物性などが悪化する。またアルカリ土類金属化合物を併用した場合には、実用的な活性を得ようとすると得られたポリエステルの熱安定性が低下し、加熱による着色が大きく、異物の発生量も多くなり、耐加水分解性も低下する。 A technique of adding an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound to an aluminum compound to obtain a catalyst having sufficient catalytic activity is known. When such a known catalyst is used, a polyester having excellent thermal stability can be obtained. However, a known catalyst used in combination with an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is added in an amount to obtain practical catalytic activity. However, when an alkali metal compound is used, the hydrolysis resistance of the resulting polyester is reduced and the amount of foreign matter resulting from the alkali metal compound is increased. Moreover, when used for a film, the film properties and the like deteriorate. In addition, when an alkaline earth metal compound is used in combination, the thermal stability of the obtained polyester is lowered when it is attempted to obtain practical activity, coloring due to heating is large, the amount of foreign matter generated is increased, and water resistance is increased. Degradability also decreases.
アルカリ金属、アルカリ土類金属並びにその化合物を添加する場合、その使用量M(モル%)は、ポリエステルを構成する全ポリカルボン酸ユニットのモル数に対して、1×10-6以上0.1モル%未満であることが好ましく、より好ましくは5×10-6〜0.05モル%であり、さらに好ましくは1×10-5〜0.03モル%であり、特に好ましくは、1×10-5〜0.01モル%である。アルカリ金属、アルカリ土類金属の添加量が少量であるため、熱安定性低下、異物の発生、着色、耐加水分解性の低下等の問題を発生させることなく、反応速度を高めることが可能である。アルカリ金属、アルカリ土類金属並びにその化合物の使用量Mが0.1モル%以上になると熱安定性の低下、異物発生や着色の増加、並びに耐加水分解性の低下が製品加工上問題となる場合が発生する。Mが1×10-6未満では、添加してもその効果が明確ではない。 When adding an alkali metal, an alkaline earth metal and a compound thereof, the amount M (mol%) used is 1 × 10 −6 or more and 0.1 or more relative to the number of moles of all polycarboxylic acid units constituting the polyester. It is preferably less than mol%, more preferably 5 × 10 −6 to 0.05 mol%, still more preferably 1 × 10 −5 to 0.03 mol%, and particularly preferably 1 × 10 10. -5 to 0.01 mol%. Since the addition amount of alkali metals and alkaline earth metals is small, it is possible to increase the reaction rate without causing problems such as deterioration of thermal stability, generation of foreign substances, coloring, deterioration of hydrolysis resistance, etc. is there. When the amount M of the alkali metal, alkaline earth metal, or compound thereof used is 0.1 mol% or more, the heat stability is deteriorated, the generation of foreign matter and coloring, and the hydrolysis resistance are problematic in product processing. A case occurs. When M is less than 1 × 10 −6 , the effect is not clear even when added.
本発明においてアルミニウム化合物に加えて使用することが好ましい第2金属含有成分を構成するアルカリ金属、アルカリ土類金属としては、Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,Baから選択される少なくとも1種であることが好ましく、このうちLi,Na,Mgないしその化合物から選択される少なくとも1種の使用がより好ましい。アルカリ金属やアルカリ土類金属の化合物としては、例えば、これら金属のギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、蓚酸などの飽和脂肪族カルボン酸塩、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和脂肪族カルボン酸塩、安息香酸などの芳香族カルボン酸塩、トリクロロ酢酸などのハロゲン含有カルボン酸塩、乳酸、クエン酸、サリチル酸などのヒドロキシカルボン酸塩、炭酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホスホン酸、炭酸水素、リン酸水素、硫化水素、亜硫酸、チオ硫酸、塩酸、臭化水素酸、塩素酸、臭素酸などの無機酸塩、1−プロパンスルホン酸、1−ペンタンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などの有機スルホン酸塩、ラウリル硫酸などの有機硫酸塩、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、iso−プロポキシ、n−ブトキシ、tert−ブトキシなどのアルコキサイド、アセチルアセトネートなどとのキレート化合物、水素化物、酸化物、水酸化物などが挙げられる。 In the present invention, the alkali metal and alkaline earth metal constituting the second metal-containing component preferably used in addition to the aluminum compound include Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. Preferably, at least one selected from the group consisting of Li, Na, Mg and compounds thereof is more preferable. Examples of the alkali metal and alkaline earth metal compounds include saturated aliphatic carboxylates such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and succinic acid, and unsaturated aliphatic carboxylates such as acrylic acid and methacrylic acid. , Aromatic carboxylates such as benzoic acid, halogen-containing carboxylates such as trichloroacetic acid, hydroxycarboxylates such as lactic acid, citric acid and salicylic acid, carbonic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, phosphonic acid, hydrogen carbonate, phosphorus Inorganic acid salts such as acid hydrogen, hydrogen sulfide, sulfurous acid, thiosulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, chloric acid and bromic acid, and organic sulfonates such as 1-propanesulfonic acid, 1-pentanesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid , Organic sulfates such as lauryl sulfate, methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, tert-butyl Alkoxides such as alkoxy, chelate compounds and the like acetylacetonate, hydrides, oxides, and hydroxides and the like.
これらのアルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらの化合物のうち、水酸化物等のアルカリ性の強いものを用いる場合、これらはエチレングリコール等のジオールもしくはアルコール等の有機溶媒に溶解しにくい傾向があるため、水溶液で重合系に添加しなければならず重合工程上問題となる場合が有る。さらに、水酸化物等のアルカリ性の強いものを用いた場合、重合時にポリエステルが加水分解等の副反応を受け易くなるとともに、重合したポリエステルは着色し易くなる傾向があり、耐加水分解性も低下する傾向がある。従って、本発明のアルカリ金属またはそれらの化合物あるいはアルカリ土類金属またはそれらの化合物として好適なものは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の飽和脂肪族カルボン酸塩、不飽和脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン塩、ハロゲン含有カルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、硫酸、硝酸、リン酸、ホスホン酸、リン酸水素、硫化水素、亜硫酸、チオ硫酸、塩酸、臭化水素酸、塩素酸、臭素酸から選ばれる無機酸塩、有機スルホン酸塩、有機硫酸塩、キレート化合物、及び酸化物である。これらの中でもさらに、取り扱い易さや入手のし易さ等の観点から、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の飽和脂肪族カルボン酸塩、特に酢酸塩の使用が好ましい。 Among these alkali metals, alkaline earth metals or their compounds, when using strongly alkaline ones such as hydroxides, these tend to be difficult to dissolve in diols such as ethylene glycol or organic solvents such as alcohols. However, it must be added to the polymerization system in an aqueous solution, which may cause a problem in the polymerization process. Furthermore, when a strongly alkaline material such as a hydroxide is used, the polyester is liable to undergo side reactions such as hydrolysis during the polymerization, and the polymerized polyester tends to be colored, and the hydrolysis resistance also decreases. Tend to. Accordingly, the alkali metal or their compounds or alkaline earth metals or their compounds suitable for the present invention are preferably saturated aliphatic carboxylates, unsaturated aliphatic carboxylates, aromatics of alkali metals or alkaline earth metals. Aromatic carboxylates, halogen-containing carboxylates, hydroxycarboxylates, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, phosphonic acid, hydrogen phosphate, hydrogen sulfide, sulfurous acid, thiosulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, chloric acid, bromic acid Selected inorganic acid salts, organic sulfonates, organic sulfates, chelate compounds, and oxides. Among these, from the viewpoint of ease of handling, availability, and the like, it is preferable to use an alkali metal or alkaline earth metal saturated aliphatic carboxylate, particularly acetate.
なお、本発明においては、回収PETボトルの化学分解回収法で得られたテレフタル酸やエチレングリコール等のリサイクル原料を用いることは、省資源や環境保護に役立つので好ましい実施態様である。 In the present invention, the use of recycled raw materials such as terephthalic acid and ethylene glycol obtained by the chemical decomposition recovery method for recovered PET bottles is a preferred embodiment because it helps save resources and protects the environment.
本発明方法により得られたポリエステルを減圧下あるいは不活性ガス気流下でポリエステル樹脂を加熱し、さらに重縮合を進めたり、該ポリエステル樹脂中に含まれている環状3量体等のオリゴマーやアセトアルデヒド等の副生成物を除去する等の手段を取ることも何ら制約を受けない。また、例えば超臨界圧抽出法等の抽出法でポリエステル樹脂を精製し前記の副生成物等の不純物を除去する等の処理を行うことを取り入れても良い。 The polyester obtained by the method of the present invention is heated under reduced pressure or under an inert gas stream to further proceed with polycondensation, an oligomer such as a cyclic trimer contained in the polyester resin, acetaldehyde, etc. There are no restrictions on taking measures such as removing the by-products. Further, for example, it is possible to incorporate a treatment such as purifying a polyester resin by an extraction method such as a supercritical pressure extraction method to remove impurities such as the by-products.
本発明のポリエステル中には、他の任意の重合体や制電剤、消泡剤、染色性改良剤、染料、顔料、艶消剤、蛍光増白剤、安定剤、酸化防止剤、その他の添加剤が含有されていてもよい。酸化防止剤としては、芳香族アミン系、フェノール系等の酸化防止剤が使用可能であり、安定剤としては、リン酸やリン酸エステル系等のリン系、硫黄系、アミン系等の安定剤が使用可能である。 In the polyester of the present invention, other arbitrary polymers, antistatic agents, antifoaming agents, dyeability improving agents, dyes, pigments, matting agents, fluorescent whitening agents, stabilizers, antioxidants, other An additive may be contained. As antioxidants, aromatic amine-based and phenol-based antioxidants can be used, and as stabilizers, phosphoric acid and phosphate ester-based phosphorus-based, sulfur-based, amine-based stabilizers, etc. Can be used.
これらの添加剤は、ポリエステルの重合時もしくは重合後、あるいはポリエステルの成形時の任意の段階で添加することが可能であり、どの段階が好適かは対象とするポリエステルの構造や得られるポリエステルの要求性能に応じてそれぞれ適宜選択すれば良い。 These additives can be added at any stage during or after polymerization of the polyester, or at the time of molding the polyester. Which stage is suitable depends on the structure of the target polyester and the requirements of the resulting polyester. What is necessary is just to select suitably according to performance, respectively.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、評価法は以下の方法で実施した。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not restrict | limited to these Examples. In addition, the evaluation method was implemented with the following method.
1、オリゴマーのAVoの測定
オリゴマーを乾燥に呈すことなくハンディーミル(粉砕器)にて粉砕した。試料1.00gを精秤し、ピリジン20mlを加えた。沸石を数粒加え、15分間煮沸還流し溶解させた。煮沸還流後直ちに、10mlの純水を添加し、室温まで放冷した。フェノールフタレインを指示薬としてN/10−NaOHで滴定した。試料を入れずにブランクも同じ作業を行う。なお、オリゴマーがピリジンに溶解しない場合は、ベンジルアルコール中で行った。下記式に従って、AVo(eq/ton)を算出する。
AVo=(A−B)×0.1×f×1000/W
(A=滴定数(ml),B=ブランクの滴定数(ml),f=N/10−NaOHのファク
ター,W=試料の重さ(g))
1. Measurement of AVo of oligomer The oligomer was pulverized by a handy mill (pulverizer) without exhibiting drying. A sample of 1.00 g was precisely weighed and 20 ml of pyridine was added. Several grains of zeolite were added and dissolved by boiling for 15 minutes. Immediately after boiling and refluxing, 10 ml of pure water was added and allowed to cool to room temperature. Titration with N / 10-NaOH was performed using phenolphthalein as an indicator. Do the same for the blank without the sample. When the oligomer did not dissolve in pyridine, the reaction was carried out in benzyl alcohol. AVo (eq / ton) is calculated according to the following equation.
AVo = (A−B) × 0.1 × f × 1000 / W
(A = drop constant (ml), B = blank drop constant (ml), f = factor N / 10-NaOH, W = weight of sample (g))
2、オリゴマーのOHVoの測定
オリゴマーを乾燥に呈すことなくハンディーミル(粉砕器)にて粉砕した。試料0.50gを精秤し、アセチル化剤(無水酢酸ピリジン溶液0.5モル/L)10mlを加え、95℃以上の水槽に90分間浸漬した。水槽から取り出した直後、純水10mlを添加し室温まで放冷した。フェノールフタレインを指示薬としてN/5−NaOH−CH3OH溶液で滴定した。試料を入れずにブランクも同じ作業を行う。なお事前に、N/10−塩酸20mlをフェノールフタレインを指示薬としてN/5−NaOH−CH3OH溶液で滴定し、該溶液のファクター(F)を下記式に従い求めておく。
F=0.1×f×20/a
(f=N/10−塩酸のファクター、a=滴定数(ml))
下記式に従って、OHVo(eq/ton)を算出する。
OHVo={(B−A)×F×1000/W}+AVo
(A=滴定数(ml),B=ブランクの滴定数(ml),F=N/5−NaOH−CH3OH溶液のファクター,W=試料の重さ(g))
2. Measurement of oligomer OHVo The oligomer was pulverized with a handy mill (pulverizer) without drying. 0.50 g of a sample was precisely weighed, 10 ml of an acetylating agent (acetic anhydride pyridine solution 0.5 mol / L) was added, and immersed in a water bath at 95 ° C. or higher for 90 minutes. Immediately after taking out from a water tank, 10 ml of pure water was added and it stood to cool to room temperature. Using phenolphthalein as an indicator was titrated with N / 5-NaOH-CH 3 OH solution. Do the same for the blank without the sample. In advance, 20 ml of N / 10-hydrochloric acid is titrated with an N / 5-NaOH-CH 3 OH solution using phenolphthalein as an indicator, and the factor (F) of the solution is determined according to the following formula.
F = 0.1 × f × 20 / a
(F = factor of N / 10-hydrochloric acid, a = drop constant (ml))
OHVo (eq / ton) is calculated according to the following formula.
OHVo = {(B−A) × F × 1000 / W} + AVo
(A = titration constant (ml), B = blank titration constant (ml), F = factor of N / 5-NaOH—CH 3 OH solution, W = weight of sample (g))
3、OHV%の算出
上記方法で求めたOHVoとAVoとより下記式に従って算出した。
OHV%={OHVo/(OHVo+AVo)}×100
3. Calculation of OHV% It calculated according to the following formula from OHVo and AVO which were calculated | required by the said method.
OHV% = {OHVo / (OHVo + AVo)} × 100
Pnの算出
次式により算出した。
Pn(平均重合度)=[MW+26−88×[OHVo/(AVo+OHVo)]]/(192+44E)
ただし、MW(分子量(g/mol))=106×2/(AVo+OHVo)E=DEG/(EG+DEG)Eはジエチレングリコール生成モル分率。DEGはポリマー中のジエチレングリコールのモル数、EGはエチレングリコールのモル数。
Calculation of Pn It was calculated by the following formula.
Pn (average degree of polymerization) = [MW + 26−88 × [OHVo / (AVo + OHVo)]] / (192 + 44E)
However, MW (molecular weight (g / mol)) = 10 6 × 2 / (AVo + OHVo) E = DEG / (EG + DEG) E is a diethylene glycol production mole fraction. DEG is the number of moles of diethylene glycol in the polymer, and EG is the number of moles of ethylene glycol.
5、Es%
上記方法で求めたとAVo、OHVoおよびPnより次式により算出した。
Es%={1−AVo/Pn×(AVo+OHVo)}×100
5, Es%
It was calculated by the following formula from AVo, OHVo and Pn as determined by the above method.
Es% = {1-AVo / Pn × (AVo + OHVo)} × 100
6、固有粘度(IV)の測定
フェノール/テトラクロロエタン(60:40、重量比)混合溶媒を用いて、30℃で測定した。
6. Measurement of Intrinsic Viscosity (IV) Measurement was performed at 30 ° C. using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (60:40, weight ratio).
7、色調
溶融状のポリエステルを吐出ノズルより、水中に直径3±0.5mmのストランドとして非晶質の状態で冷却固化し、該ストランドを長さ3±0.5mmでカッティングしてポリエステルチップとして乾燥した。該ポリエステルチップを色差計(東京電色社製:モデルND−1001DP)を使用してハンターのL値およびb値を測定した。
7. Color tone From the discharge nozzle, melted polyester is cooled and solidified in an amorphous state as a 3 ± 0.5 mm diameter strand in water, and the strand is cut to a length of 3 ± 0.5 mm to form a polyester chip. Dried. The polyester chip was measured for Hunter L and b values using a color difference meter (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd .: Model ND-1001DP).
実施例1
(1)重縮合触媒溶液の調製
(リン化合物のエチレングリコール溶液)
窒素導入ライン、冷却ラインを備えたフラスコに、常温常圧下、エチレングリコール2.0リットルを加えた後、窒素雰囲気下200rpmで攪拌しながら、リン化合物として(化39)で表されるIrganox1222(チバ・スペシャルティーケミカルズ社製)の200gを加えた。さらに2.0リットルのエチレングリコールを追加した後、ジャケット温度の設定を196℃に変更して昇温し、内温が185℃以上になった時点から60分間還流下で攪拌した。その後加熱を止め、直ちに溶液を熱源から取り去り、窒素雰囲気下を保ったまま、30分以内に120℃以下まで冷却した。得られた溶液中のIrganox1222のモル分率は40%、Irganox1222から構造変化した化合物のモル分率は60%であった。
(アルミニウム化合物の水溶液)
冷却ラインを備えたフラスコに、常温常圧下、純水5.0リットルを加えた後、200rpmで攪拌しながら、上記評価法で評価した水に対する不溶分量が2600ppmである塩基性酢酸アルミニウムの200gを純水とのスラリーとして加えた。さらに全体として10.0リットルとなるよう純水を追加して常温常圧で12時間攪拌した。その後、ジャケット温度の設定を100.5℃に変更して昇温し、内温が95℃以上になった時点から3時間還流下で攪拌した。攪拌を止め、室温まで放冷した。
(アルミニウム化合物のエチレングリコール溶液)
蒸留装置を備えたフラスコに、常温常圧下、上記方法で調整した塩基性酢酸アルミニウムの水溶液2.0リットルとエチレングリコール2.0リットルを仕込み、200rpmで30分間攪拌後、均一な水/エチレングリコール混合溶液を得た。次いで、ジャケット温度の設定を110℃に変更して昇温し、該溶液から水を留去した。留出した水の量が2.0リットルになった時点で加熱を止め、室温まで放冷することでアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液を得た。
(2)エステル化反応および重縮合
1基の連続エステル化反応槽および1基の重縮合反応槽よりなり、かつエステル化反応槽から重縮合反応槽への移送ラインに高速攪拌器を有したインラインミキサーが設置された連続式ポリエステル製造装置に高純度テレフタル酸1質量部に対してエチレングリコール0.39質量部とを混合して調製されスラリーをエステル化反応槽に連続的に供給し、反応温度280℃、100kPaで平均滞留時間4時間で反応させると共に、エステル化反応槽のスラリーの供給槽とは別の供給口より上記方法で調製したアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液およびリン化合物のエチレングリコール溶液をそれぞれポリエステル中の酸成分に対してアルミニウム原子およびリン原子として0.021モル%および0.028モル%となるように連続的に添加し、AVo1000eq/ton、OHVo1050eq/ton、OHV1%51モル%、Es%90モル%およびPn5のオリゴマーを得た。該オリゴマーを1基の反応槽よりなる連続重縮合装置に連続的に移送すると共に、該移送ラインに設置されたインラインミキサーにエチレングリコールOHV2%が57モル%になるように連続的に添加し、反応温度275〜270℃、平均反応圧力26Paで重縮合しIV0.65のPETを得た。結果を表1に示す。
Example 1
(1) Preparation of polycondensation catalyst solution (ethylene glycol solution of phosphorus compound)
After adding 2.0 liters of ethylene glycol to a flask equipped with a nitrogen introduction line and a cooling line at room temperature and normal pressure, stirring with 200 rpm in a nitrogen atmosphere, Irganox 1222 (Ciba 39) represented by -200 g of Specialty Chemicals) was added. Further, 2.0 liters of ethylene glycol was added, the jacket temperature was changed to 196 ° C., the temperature was raised, and the mixture was stirred under reflux for 60 minutes from the time when the internal temperature reached 185 ° C. or higher. Thereafter, the heating was stopped, the solution was immediately removed from the heat source, and the solution was cooled to 120 ° C. or less within 30 minutes while maintaining the nitrogen atmosphere. The mole fraction of Irganox 1222 in the obtained solution was 40%, and the mole fraction of the compound whose structure changed from Irganox 1222 was 60%.
(Aqueous solution of aluminum compound)
After adding 5.0 liters of pure water to a flask equipped with a cooling line at room temperature and normal pressure, 200 g of basic aluminum acetate having an insoluble content in water evaluated by the above evaluation method of 2600 ppm with stirring at 200 rpm was added. It was added as a slurry with pure water. Further, pure water was added so as to be 10.0 liters as a whole, and the mixture was stirred at room temperature and normal pressure for 12 hours. Thereafter, the jacket temperature was changed to 100.5 ° C., the temperature was raised, and the mixture was stirred under reflux for 3 hours from the time when the internal temperature reached 95 ° C. or higher. Stirring was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature.
(Ethylene glycol solution of aluminum compound)
A flask equipped with a distillation apparatus was charged with 2.0 liters of an aqueous solution of basic aluminum acetate and 2.0 liters of ethylene glycol prepared by the above method under normal temperature and normal pressure. After stirring at 200 rpm for 30 minutes, uniform water / ethylene glycol A mixed solution was obtained. The jacket temperature was then changed to 110 ° C. and the temperature was raised, and water was distilled off from the solution. When the amount of distilled water reached 2.0 liters, the heating was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain an ethylene glycol solution of an aluminum compound.
(2) Esterification reaction and polycondensation In-line consisting of one continuous esterification reaction tank and one polycondensation reaction tank, and having a high-speed stirrer in the transfer line from the esterification reaction tank to the polycondensation reaction tank Prepared by mixing 0.39 parts by mass of ethylene glycol with 1 part by mass of high-purity terephthalic acid in a continuous polyester production apparatus equipped with a mixer, and continuously supplying the slurry to the esterification reaction tank, reaction temperature The reaction was carried out at 280 ° C. and 100 kPa for an average residence time of 4 hours, and the ethylene glycol solution of the aluminum compound and the ethylene glycol solution of the phosphorus compound prepared by the above method were supplied from a different supply port from the slurry supply tank of the esterification reaction tank. 0.021 mol% as aluminum atom and phosphorus atom respectively for the acid component in the polyester Preliminary added 0.028 mole percent as continuously made to give AVo1000eq / ton, OHVo1050eq / ton, OHV 1% 51 mol%, the Es% 90 mol% and Pn5 oligomers. The oligomer is continuously transferred to a continuous polycondensation apparatus consisting of one reaction tank, and continuously added to an in-line mixer installed in the transfer line so that ethylene glycol OHV 2 % is 57 mol%. Then, polycondensation was conducted at a reaction temperature of 275 to 270 ° C. and an average reaction pressure of 26 Pa to obtain PET having an IV of 0.65. The results are shown in Table 1.
比較例1
2基の連続エステル化反応槽および1基の重縮合反応槽よりなる連続式ポリエステル製造装置に高純度テレフタル酸1質量部に対してエチレングリコール0.39質量部とを混合して調製されスラリーをエステル化反応槽に連続的に供給し、反応温度280℃、100kPaで平均滞留時間4時間で反応させると共に、エステル化反応槽のスラリーの供給槽とは別の供給口より上記方法で調製したアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液およびリン化合物のエチレングリコール溶液をそれぞれポリエステル中の酸成分に対してアルミニウム原子およびリン原子として0.021モル%および0.028モル%となるように連続的に添加し、AVo1000eq/ton、OHVo1050eq/ton、OHV1%51モル%、Es%90モル%およびPn5のオリゴマーを得た。該オリゴマーを連続的に抜き出し、第2エステル化反応槽に移送した。該移送ラインの第2エステル化反応槽の直前の配管部分にスタッテックミキサーを設け、このスタッテックミキサー部にエチレングリコール0・025質量部を添加、混合した。該エチレングリコールを追添されたオリゴマーは、そのまま第2エステル化反応槽に供給され、反応温度280℃、kPaで平均滞留時間2時間で反応させた。該反応生成物を1基の反応槽よりなる連続重縮合装置に導き、反応温度275〜270℃、平均反応圧力26Paで重縮合しIV0.65のPETを得た。なお、第2エステル化反応槽出口のオリゴマーの特性値はAVo215eq/ton、OHVo865eq/ton、OHV1%80モル%、Es%98モル%およびPn9であった。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A slurry prepared by mixing 0.39 parts by mass of ethylene glycol with 1 part by mass of high-purity terephthalic acid in a continuous polyester production apparatus comprising two continuous esterification reaction tanks and one polycondensation reaction tank. Aluminum continuously supplied to the esterification reaction tank, reacted at a reaction temperature of 280 ° C. and 100 kPa for an average residence time of 4 hours, and prepared by the above method from a supply port different from the slurry supply tank of the esterification reaction tank An ethylene glycol solution of the compound and an ethylene glycol solution of the phosphorus compound were continuously added so as to be 0.021 mol% and 0.028 mol% as aluminum atoms and phosphorus atoms, respectively, with respect to the acid component in the polyester. / ton, OHVo1050eq / ton, OHV 1% 51 mol%, Es% 0 to obtain an oligomer of mole% and Pn5. The oligomer was continuously extracted and transferred to the second esterification reactor. A static mixer was provided in the piping portion of the transfer line immediately before the second esterification reaction tank, and 0.025 parts by mass of ethylene glycol was added to and mixed with the static mixer portion. The oligomer to which ethylene glycol was added was supplied as it was to the second esterification reaction tank and reacted at a reaction temperature of 280 ° C. and kPa for an average residence time of 2 hours. The reaction product was introduced into a continuous polycondensation apparatus comprising one reaction tank, and polycondensed at a reaction temperature of 275 to 270 ° C. and an average reaction pressure of 26 Pa to obtain PET having an IV of 0.65. The characteristic values of the oligomers at the outlet of the second esterification reactor were AVo215 eq / ton, OHVo865 eq / ton, OHV 1 % 80 mol%, Es% 98 mol%, and Pn9. The results are shown in Table 1.
比較例2
実施例1の方法でエステル化反応条件を変更して、AVo1250eq/ton、OHVo890eq/ton、OHV1%42モル%、Es%88モル%およびPn5のエステル化反応生成物を得た。エステル化反応槽から重縮合反応槽への移送ラインに設置したインラインミキサーへのエチレングリコールの添加量を変更してOHV2%が49%に変更する以外は、実施例1と同様にして重縮合を行ったが、重縮合が不安定で所定のIV
のPETが得られなかった。
Comparative Example 2
The esterification reaction conditions were changed by the method of Example 1 to obtain an esterification reaction product of AVO1250eq / ton, OHVo890eq / ton, OHV 1 % 42 mol%, Es% 88 mol% and Pn5. The polycondensation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethylene glycol added to the in-line mixer installed in the transfer line from the esterification reaction tank to the polycondensation reaction tank was changed to 49% OHV 2 %. But the polycondensation is unstable and the specified IV
PET was not obtained.
比較例3
実施例1の方法において、エステル化反応槽から重縮合反応槽への移送ラインに設置したインラインミキサーへのエチレングリコールの添加を取り止める以外は、実施例1と同様にして重縮合を行ったが、重縮合が不安定で所定のIVのPETが得られなかった。
Comparative Example 3
In the method of Example 1, polycondensation was performed in the same manner as in Example 1 except that the addition of ethylene glycol to the in-line mixer installed in the transfer line from the esterification reaction tank to the polycondensation reaction tank was stopped. The polycondensation was unstable and a predetermined IV PET could not be obtained.
実施例2
実施例1の方法において、エステル化反応槽から重縮合反応槽への移送ラインに設置されたインラインミキサーに添加していたエチレングリコールの添加を取り止め、かつエステル化反応槽に添加していたアルミニウム化合物のエチレングリコール溶液およびリン化合物のエチレングリコール溶液の添加場所を該インラインミキサーに変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例2のPETを得た。結果を表1に示す。
Example 2
In the method of Example 1, the addition of ethylene glycol added to the in-line mixer installed in the transfer line from the esterification reaction tank to the polycondensation reaction tank was stopped, and the aluminum compound added to the esterification reaction tank The PET of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition location of the ethylene glycol solution and the ethylene glycol solution of the phosphorus compound was changed to the in-line mixer. The results are shown in Table 1.
実施例3
実施例1の方法において、(1)エステル化反応槽に供給する高純度テレフタル酸とエチレングリコールよりなるスラリーを調製する場合のエチレングリコール量を0.42質量部に変更する、(2)エステル化反応槽から重縮合反応槽への移送ラインに設置されたインラインミキサーに添加していたエチレングリコールの添加を取り止め、かつエステル化反応槽に添加していたアルミニウム化合物およびリン化合物のエチレングリコール溶液の添加場所を該インラインミキサーに変更する、(3)エステル化反応槽の平均滞留時間を4時間30分に変更する以外は、実施例1と同様にして実施例3のPETを得た。結果を表1に示す。
Example 3
In the method of Example 1, (1) The amount of ethylene glycol when preparing a slurry comprising high-purity terephthalic acid and ethylene glycol to be supplied to the esterification reaction tank is changed to 0.42 parts by mass, (2) esterification Stopped the addition of ethylene glycol added to the in-line mixer installed in the transfer line from the reaction tank to the polycondensation reaction tank, and added the ethylene glycol solution of the aluminum compound and phosphorus compound added to the esterification reaction tank. PET of Example 3 was obtained in the same manner as Example 1 except that the place was changed to the in-line mixer and (3) the average residence time of the esterification reaction tank was changed to 4 hours 30 minutes. The results are shown in Table 1.
実施例4
実施例1の方法において、エステル化反応槽から重縮合反応槽への移送ラインに設置されたインラインミキサーに添加していたエチレングリコールの添加を取り止め、該インラインミキサーに多孔質の微粉末シリカを20g/lの濃度で分散したスラリーを、該シリカがポリエステルに対して1000ppmになるように連続的に添加するように変更する以外は、実施例1と同様にして実施例4のPETを得た。結果を表1に示す。
Example 4
In the method of Example 1, the addition of ethylene glycol that had been added to the in-line mixer installed in the transfer line from the esterification reaction tank to the polycondensation reaction tank was stopped, and 20 g of porous fine powder silica was added to the in-line mixer. A PET dispersed in Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the slurry dispersed at a concentration of / l was continuously added so that the silica was 1000 ppm based on the polyester. The results are shown in Table 1.
実施例5
(1)重縮合触媒溶液の調製
チタン(IV)テトライソプロピラート9.79質量部およびテトラエトキシシラン0.80質量部を純エタノール100容量部中に溶かす(溶液A)。蒸留水10.27質量部を純エタノール100容量部と混合する(溶液B)。溶液Aを装入し、30分以内に22℃で溶液Bを摘下する。白色の沈殿が析出する。1時間攪拌した後に混合物を遠心分離し、残留物を3回蒸留水を用いて洗浄する。生成物を70℃で真空乾燥することで二酸化チタン/二酸化ケイ素共沈物よりなる重縮合触媒を得た。
(2)エステル化反応および重縮合
実施例3の方法において、アルミニウム化合物およびリン化合物のエチレングリコール溶液に替えて上記の二酸化チタン/二酸化ケイ素共沈物よりなる重縮合触媒をエチレングリコールに分散した溶液を二酸化チタン/二酸化ケイ素共沈物が得られるポリエステルに対して40ppmになるように添加するように変更する以外は、実施例3と同様の方法で実施例5のPETを得た。結果を表1に示す。
Example 5
(1) Preparation of polycondensation catalyst solution 9.79 parts by mass of titanium (IV) tetraisopropylate and 0.80 parts by mass of tetraethoxysilane are dissolved in 100 parts by volume of pure ethanol (solution A). 10.27 parts by mass of distilled water is mixed with 100 parts by volume of pure ethanol (solution B). Solution A is charged and solution B is plucked at 22 ° C. within 30 minutes. A white precipitate is deposited. After stirring for 1 hour, the mixture is centrifuged and the residue is washed three times with distilled water. The product was vacuum dried at 70 ° C. to obtain a polycondensation catalyst comprising titanium dioxide / silicon dioxide coprecipitate.
(2) Esterification reaction and polycondensation In the method of Example 3, in place of the ethylene glycol solution of the aluminum compound and phosphorus compound, a polycondensation catalyst composed of the above titanium dioxide / silicon dioxide coprecipitate was dispersed in ethylene glycol. The PET of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the amount was changed to 40 ppm with respect to the polyester from which the titanium dioxide / silicon dioxide coprecipitate was obtained. The results are shown in Table 1.
実施例6
実施例5の方法において、二酸化チタン/二酸化ケイ素共沈物よりなる重縮合触媒分散液に青色顔料であるSolvent Blue104(Elite International Trading社製)をポリエステルに対して5.0ppmになるように追加添加した重縮合触媒分散溶液に変更する以外は、実施例3と同様の方法で実施例6のPETを得た。結果を表1に示す。
Example 6
In the method of Example 5, a blue pigment, Solvent Blue 104 (manufactured by Elite International Trading), was added to the polycondensation catalyst dispersion composed of titanium dioxide / silicon dioxide coprecipitate so as to be 5.0 ppm with respect to the polyester. The PET of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the polycondensation catalyst dispersion solution was changed. The results are shown in Table 1.
比較例1が従来公知の方法に準じた方法であり、本発明の範囲内で実施することにより、従来公知のものに比べ、簡略化された設備で、より短時間で高重合度のポリマーを得ることができる。 Comparative Example 1 is a method according to a conventionally known method, and by carrying out within the scope of the present invention, a polymer having a high degree of polymerization can be obtained in a shorter time with a simplified facility than that of a conventionally known one. Obtainable.
本発明のポリエステルの製造方法は、従来公知のものに比べ、より短時間で高重合度のポリマーを得ることができる。また、従来公知のものに比べ、より簡略化させた設備で対応することができる。従って、従来公知の製造方法に比べてポリエステルの製造コストを飛躍的に低減することができるので産業界に寄与することが大である。 The method for producing the polyester of the present invention can provide a polymer having a high degree of polymerization in a shorter time than conventionally known methods. Moreover, it can respond with the more simplified installation compared with the conventionally well-known thing. Therefore, the production cost of polyester can be drastically reduced as compared with a conventionally known production method, which greatly contributes to the industry.
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