JP4725027B2 - Polybutylene terephthalate - Google Patents
Polybutylene terephthalate Download PDFInfo
- Publication number
- JP4725027B2 JP4725027B2 JP2004112400A JP2004112400A JP4725027B2 JP 4725027 B2 JP4725027 B2 JP 4725027B2 JP 2004112400 A JP2004112400 A JP 2004112400A JP 2004112400 A JP2004112400 A JP 2004112400A JP 4725027 B2 JP4725027 B2 JP 4725027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- reaction
- polybutylene terephthalate
- acid
- pbt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
本発明は、ポリブチレンテレフタレートに関し、詳しくは、色調、熱安定性、透明性、押出成形性に優れ、しかも、成形時の発生ガスや異物が低減され、外観の良好なフィルム、モノフィラメント、繊維、電気電子部品、自動車部品などに好適に使用することが出来るポリブチレンテレフタレートに関する。 The present invention relates to polybutylene terephthalate, and more specifically, it is excellent in color tone, thermal stability, transparency, and extrusion moldability, and also has reduced appearance gas and foreign matter during molding, and has a good appearance, monofilament, fiber, The present invention relates to polybutylene terephthalate that can be suitably used for electrical and electronic parts, automobile parts and the like.
熱可塑性ポリエステル樹脂の中で代表的なエンジニアリンブプラスチックスであるポリブチレンテレフタレートは、成形加工の容易さ、機械的物性、耐熱性、耐薬品性、保香性、その他の物理的、化学的特性に優れていることから、自動車部品、電気・電子部品、精密機器部品などの射出成形品に広く使用されている。近年は、その優れた性質を活かし、フィルム、シート、モノフィラメント、各種ケーブルの被覆、ボトル、タンク、繊維などの分野でも広く使用される様になってきた。 Polybutylene terephthalate, a typical engineering plastics among thermoplastic polyester resins, is easy to mold, mechanical properties, heat resistance, chemical resistance, aroma retention, other physical and chemical properties Because of its excellent characteristics, it is widely used in injection molded products such as automobile parts, electrical / electronic parts, precision equipment parts. In recent years, taking advantage of its excellent properties, it has been widely used in fields such as films, sheets, monofilaments, various cable coatings, bottles, tanks, and fibers.
特に、フィルム、シート、モノフィラメント、ケーブルの被覆、ボトル、タンクの場合は、押出成形、ブロー成形で製造される場合が多く、射出成形に比べ、溶融粘度の高い高分子量のポリブチレンテレフタレートが必要とされている。 In particular, films, sheets, monofilaments, cable coatings, bottles and tanks are often manufactured by extrusion molding and blow molding, and require high molecular weight polybutylene terephthalate having a higher melt viscosity than injection molding. Has been.
また、上記の用途では、異物(フィルム中の異物はフィッシュアイと呼ばれることがある)、ヘイズ、着色などによって商品価値が大きく左右されるため、これらの低減や改良が強く求められている。ポリブチレンテレフタレートにおける異物やヘイズは、一般的にヤケや目ヤニと呼ばれる樹脂の劣化物の他、触媒として添加する金属化合物の失活物質や凝集物質が原因と考えられている。 Further, in the above applications, since the commercial value is greatly affected by foreign matters (the foreign matters in the film are sometimes called fish eyes), haze, coloring, and the like, there is a strong demand for reduction or improvement thereof. Foreign substances and haze in polybutylene terephthalate are considered to be caused by a deactivated substance or agglomerated substance of a metal compound added as a catalyst, in addition to a deteriorated resin generally referred to as burns or eyes.
ところが、上記の様な溶融粘度の高いポリブチレンテレフタレートを、溶融重縮合で製造しようとすると、重合時間を長くしたり、重合温度を上げたり、触媒量を上げたりする必要があるため、要求性能とは逆に、着色が助長され、異物やヘイズが増加する傾向にある。 However, if polybutylene terephthalate having a high melt viscosity as described above is to be produced by melt polycondensation, it is necessary to lengthen the polymerization time, raise the polymerization temperature, or increase the amount of catalyst. On the contrary, coloring tends to be promoted, and foreign matter and haze tend to increase.
上記の問題を解決するため、溶融重合で得られたポリブチレンテレフタレートを一旦固化させ、その融点以下の温度で固相重合させることによって、高分子量のポリブチレンテレフタレートを製造することが広く行われている(例えば特許文献1及び2参照)。 In order to solve the above problems, it is widely practiced to produce polybutylene terephthalate having a high molecular weight by once solidifying polybutylene terephthalate obtained by melt polymerization and solid-phase polymerization at a temperature below its melting point. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
ところが、溶融重合の後に固相重合を行うことは、余分な工程が増えることを意味し、それによって設備が過大になり、操作の煩雑さが増すという問題がある。また、高分子量のポリブチレンテレフタレートを、溶融重縮合より低い温度で行う固相重合で得るということは、重合時間が大幅に増大することを意味し、生産性の点でも問題が大きい。更に、固相重合で得られたポリブチレンテレフタレートから製造されるフィルムには、固相重合時に生成した微粉やペレットのスキン層からの高分子量物に由来すると考えられるフィッシュアイが生じ易く、商品価値を落とすという問題がある。 However, performing solid-phase polymerization after melt polymerization means that extra steps are added, which causes a problem that the facilities become excessive and the operation becomes complicated. In addition, obtaining high molecular weight polybutylene terephthalate by solid phase polymerization performed at a temperature lower than that of melt polycondensation means that the polymerization time is greatly increased, and there is a great problem in terms of productivity. In addition, the film produced from polybutylene terephthalate obtained by solid phase polymerization tends to produce fish eyes that are considered to be derived from fine powders or pellets formed during solid phase polymerization and from the skin layer of pellets, and has a commercial value. There is a problem of dropping.
他方、通常の溶融成形はポリブチレンテレフタレートの融点以上で行われるため、従来のポリブチレンテレフタレートでは、固相重合によって末端カルボキシル基濃度を低減させても、成形時に加えられる熱により再び末端カルボキシル基濃度の上昇が起こるという問題がある。この末端カルボキシル基濃度の上昇は、ポリブチレンテレフタレートに含まれるチタンによって助長されるが、ブタジエンやテトラヒドロフランを発生する反応と表裏一体であるため、結果的に成形時のガスの発生が多くなるという問題がある(例えば非特許文献1参照)。 On the other hand, since ordinary melt molding is performed at a temperature higher than the melting point of polybutylene terephthalate, in the case of conventional polybutylene terephthalate, even if the terminal carboxyl group concentration is reduced by solid phase polymerization, the terminal carboxyl group concentration is increased again by the heat applied during molding. There is a problem of rising. This increase in the terminal carboxyl group concentration is facilitated by titanium contained in polybutylene terephthalate, but it is inextricably linked with the reaction of generating butadiene and tetrahydrofuran, resulting in a problem of increased gas generation during molding. (See, for example, Non-Patent Document 1).
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、色調、熱安定性、透明性、押出成形性に優れ、しかも、成形時の発生ガスや異物の低減された、フィルム、モノフィラメント、繊維、電気電子部品、自動車部品などに好適に使用することが出来るポリブチレンテレフタレートを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is a film, monofilament, which is excellent in color tone, thermal stability, transparency and extrusion moldability, and has reduced gas generation and foreign matter during molding. Another object of the present invention is to provide polybutylene terephthalate that can be suitably used for fibers, electrical and electronic parts, automobile parts and the like.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、チタン触媒および原料を特定の態様で供給してエステル化反応を行うならば、驚くべきことに、チタン触媒の利用効率が高められるためにチタン触媒の使用量を著しく低減でき、その結果、チタン原子の含有量が著しく少ない新規なポリブチレンテレフタレートが得られ、これにより、上記の課題を容易に解決し得ることを見出し、本発明の完成に至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have surprisingly found that if the titanium catalyst and the raw material are supplied in a specific manner to perform the esterification reaction, the utilization efficiency of the titanium catalyst As a result, the amount of titanium catalyst used can be remarkably reduced, and as a result, a novel polybutylene terephthalate having a significantly low content of titanium atoms can be obtained, thereby finding that the above problems can be easily solved. The present invention has been completed.
本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は、直接重合法で製造され、チタンを含有し且つその量がチタン原子として50ppm以下であり、固有粘度が1.20〜2.00dL/g、末端カルボキシル基濃度が15〜50μeq/g、末端メトキシカルボニル基濃度が0.5μeq/g以下、末端ビニル基濃度が0.5〜12μeq/gであることを特徴とするポリブチレンテレフタレート(但し、固有粘度が1.20dL/gであるものを除く)に存する。 The present invention has been completed based on the above findings. The gist of the present invention is that it is produced by a direct polymerization method, contains titanium, and its amount is 50 ppm or less as titanium atoms, and has an intrinsic viscosity of 1.20 to 20. 2.00 dL / g , terminal carboxyl group concentration is 15 to 50 μeq / g, terminal methoxycarbonyl group concentration is 0.5 μeq / g or less, and terminal vinyl group concentration is 0.5 to 12 μeq / g. Polybutylene terephthalate (except for those having an intrinsic viscosity of 1.20 dL / g ).
本発明によれば、色調、熱安定性、透明性、押出成形性に優れ、しかも、成形時の発生ガスや異物の低減された、フィルム、モノフィラメント、繊維、電気電子部品、自動車部品などに好適に使用することが出来るポリブチレンテレフタレートが提供される。 According to the present invention, it is excellent in color tone, thermal stability, transparency, extrusion moldability, and suitable for films, monofilaments, fibers, electrical and electronic parts, automobile parts, etc. with reduced gas and foreign matter during molding. Polybutylene terephthalate that can be used in the present invention is provided.
以下、本発明を詳細に説明する。本発明のポリブチレンテレフタレート(以下、PBTと略記する)とは、テレフタル酸単位および1,4−ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有し、ジカルボン酸単位の50モル%以上がテレフタル酸単位から成り、ジオール成分の50モル%以上が1,4−ブタンジオール単位から成る高分子を言う。全ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上であり、全ジオール単位中の1,4−ブタンジオール単位の割合は、好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。テレフタル酸単位または1,4−ブタンジオール単位が50モル%より少ない場合は、PBTの結晶化速度が低下し、成形性の悪化を招く。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The polybutylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PBT) of the present invention has a structure in which a terephthalic acid unit and a 1,4-butanediol unit are ester-bonded, and 50 mol% or more of dicarboxylic acid units are composed of terephthalic acid units. It means a polymer in which 50 mol% or more of the diol component is composed of 1,4-butanediol units. The proportion of terephthalic acid units in all dicarboxylic acid units is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, particularly preferably 95 mol% or more, and 1,4-butanediol unit in all diol units. The ratio is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and particularly preferably 95 mol% or more. When the amount of terephthalic acid units or 1,4-butanediol units is less than 50 mol%, the crystallization rate of PBT is lowered, and the moldability is deteriorated.
本発明において、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分には特に制限はなく、例えば、フタル酸、イソフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4'−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4'−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、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などの脂環式ジカルボン酸、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、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸などを挙げることが出来る。これらのジカルボン酸成分は、ジカルボン酸として、または、ジカルボン酸エステル、ジカルボン酸ハライド等のジカルボン酸誘導体を原料として、ポリマー骨格に導入できる。 In the present invention, the dicarboxylic acid component other than terephthalic acid is not particularly limited. For example, phthalic acid, isophthalic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 4,4′-diphenyletherdicarboxylic acid, 4,4′-benzophenone Aromatic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid, 4,4′-diphenoxyethanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3- Aliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid I can list them. These dicarboxylic acid components can be introduced into the polymer skeleton as a dicarboxylic acid or using a dicarboxylic acid derivative such as a dicarboxylic acid ester or a dicarboxylic acid halide as a raw material.
本発明において、1,4−ブタンジオール以外のジオール成分には特に制限はなく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジ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、1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール等の脂環式ジオール、キシリレングリコール、4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン等の芳香族ジオール等を挙げることが出来る。 In the present invention, the diol component other than 1,4-butanediol is not particularly limited. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, polypropylene glycol, polytetra Methylene glycol, dibutylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, aliphatic diols such as 1,8-octanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol , 1,1-cyclohexanedimethylol, 1,4-cyclohexanedimethylol and other alicyclic diols, xylylene glycol, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, bis ( 4- And aromatic diols such as hydroxyphenyl) sulfone.
本発明においては、更に、乳酸、グリコール酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボン酸、p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、アルコキシカルボン酸、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、安息香酸、t−ブチル安息香酸、ベンゾイル安息香酸などの単官能成分、トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール等の三官能以上の多官能成分などを共重合成分として使用することが出来る。 In the present invention, hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, glycolic acid, m-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthalenecarboxylic acid, p-β-hydroxyethoxybenzoic acid, and alkoxycarboxylic acids. Monofunctional components such as acid, stearyl alcohol, benzyl alcohol, stearic acid, benzoic acid, t-butylbenzoic acid, benzoylbenzoic acid, tricarbaric acid, trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, gallic acid, trimethylolethane Trifunctional or polyfunctional components such as trimethylolpropane, glycerol and pentaerythritol can be used as the copolymerization component.
本発明のPBTは、1,4−ブタンジオールとテレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)とのエステル化反応(又はエステル交換反応)の際にチタン触媒を使用して得られる。 The PBT of the present invention is obtained by using a titanium catalyst in the esterification reaction (or transesterification reaction) between 1,4-butanediol and terephthalic acid (or dialkyl terephthalate).
チタン触媒としては通常チタン化合物が使用され、その具体例としては、酸化チタン、四塩化チタン等の無機チタン化合物、テトラメチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタンアルコラート、テトラフェニルチタネート等のチタンフェノラート等が挙げられる。これらの中ではテトラアルキルチタネートが好ましく、その中ではテトラブチルチタネートが好ましい。 As the titanium catalyst, a titanium compound is usually used. Specific examples thereof include inorganic titanium compounds such as titanium oxide and titanium tetrachloride, titanium alcoholates such as tetramethyl titanate, tetraisopropyl titanate, and tetrabutyl titanate, and tetraphenyl titanate. Examples include titanium phenolate. Among these, tetraalkyl titanate is preferable, and among them, tetrabutyl titanate is preferable.
チタンの他に、スズが触媒として使用されていてもよい。スズは、通常、スズ化合物として使用され、その具体例としては、ジブチルスズオキサイド、メチルフェニルスズオキサイド、テトラエチルスズ、ヘキサエチルジスズオキサイド、シクロヘキサヘキシルジスズオキサイド、ジドデシルスズオキサイド、トリエチルスズハイドロオキサイド、トリフェニルスズハイドロオキサイド、トリイソブチルスズアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジフェニルスズジラウレート、モノブチルスズトリクロライド、トリブチルスズクロライド、ジブチルスズサルファイド、ブチルヒドロキシスズオキサイド、メチルスタンノン酸、エチルスタンノン酸、ブチルスタンノン酸などが挙げられる。 In addition to titanium, tin may be used as a catalyst. Tin is usually used as a tin compound, and specific examples thereof include dibutyltin oxide, methylphenyltin oxide, tetraethyltin, hexaethylditin oxide, cyclohexahexylditin oxide, didodecyltin oxide, and triethyltin hydroxide. , Triphenyltin hydroxide, triisobutyltin acetate, dibutyltin diacetate, diphenyltin dilaurate, monobutyltin trichloride, tributyltin chloride, dibutyltin sulfide, butylhydroxytin oxide, methylstannic acid, ethylstannic acid, butylstannic acid Is mentioned.
また、チタンの他に、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキサイド、燐酸水素マグネシウム等のマグネシウム化合物、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、カルシウムアルコキサイド、燐酸水素カルシウム等のカルシウム化合物の他、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、四酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム化合物、マンガン化合物、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物、コバルト化合物、正燐酸、亜燐酸、次亜燐酸、ポリ燐酸、それらのエステルや金属塩などの燐化合物、水酸化ナトリウム、安息香酸ナトリウムなどの反応助剤を使用してもよい。 In addition to titanium, magnesium compounds such as magnesium acetate, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium alkoxide, magnesium hydrogen phosphate, calcium acetate, calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium oxide, calcium alkoxide In addition to calcium compounds such as calcium hydrogen phosphate, antimony compounds such as antimony trioxide, germanium compounds such as germanium dioxide and germanium tetroxide, manganese compounds, zinc compounds, zirconium compounds, cobalt compounds, orthophosphoric acid, phosphorous acid, hypochlorous acid Reaction aids such as phosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphorus compounds such as esters and metal salts thereof, sodium hydroxide and sodium benzoate may be used.
本発明のPBTは、チタンを含有し且つその量がチタン原子として50ppm以下であることを特徴とする。上記の値はPBTに対する原子の重量比である。 The PBT of the present invention is characterized in that it contains titanium and the amount thereof is 50 ppm or less as titanium atoms. The above value is the weight ratio of atoms to PBT.
本発明において、上記のチタン含有量の下限は、通常1ppm、好ましくは3ppm、更に好ましくは5ppm、特に好ましくは8ppm、一層好ましくは15ppmである。チタン含有量の上限は、好ましくは45ppm、更に好ましくは40ppm、特に好ましくは33ppmである。チタンの含有量が50ppmより多い場合は、色調、耐加水分解性、透明性、成形性などが悪化し、しかも、異物も増加する傾向にあり、1ppmより少ない場合は重合性が悪化することがある。 In the present invention, the lower limit of the titanium content is usually 1 ppm, preferably 3 ppm, more preferably 5 ppm, particularly preferably 8 ppm, more preferably 15 ppm. The upper limit of the titanium content is preferably 45 ppm, more preferably 40 ppm, and particularly preferably 33 ppm. When the content of titanium is more than 50 ppm, the color tone, hydrolysis resistance, transparency, moldability and the like deteriorate, and the foreign matter tends to increase. When the content is less than 1 ppm, the polymerizability may deteriorate. is there.
本発明においては、前述の通り、チタン触媒と共にスズ触媒を使用することが出来る。一般的に、スズ触媒は、チタン触媒に比べて触媒能が低いため、チタン触媒に比べ添加量を多くする必要がある。しかしながら、スズ触媒の使用量が多過ぎると色調の悪化を招き、しかも、スズは毒性もある。従って、スズ触媒の使用量は、通常100ppm以下、好ましくは50ppm以下、更に好ましくは20ppm以下であり、最も好ましい態様はスズ触媒を使用しないことである。チタン原子などの含有量は、湿式灰化などの方法でポリマー中の金属を回収した後、原子発光、原子吸光、Inductivery Coupled Plasma(ICP)等の方法を使用して測定することが出来る。 In the present invention, as described above, a tin catalyst can be used together with a titanium catalyst. Generally, a tin catalyst has a lower catalytic ability than a titanium catalyst, so that it is necessary to increase the amount of addition compared to a titanium catalyst. However, when the amount of the tin catalyst used is too large, the color tone is deteriorated, and tin is also toxic. Therefore, the amount of tin catalyst used is usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 20 ppm or less, and the most preferred embodiment is that no tin catalyst is used. The content of titanium atoms or the like can be measured using a method such as atomic emission, atomic absorption, Inductively Coupled Plasma (ICP) after recovering the metal in the polymer by a method such as wet ashing.
本発明のPBTの固有粘度は、1.20〜2.00dL/gであることが必要で、好ましくは1.20〜1.60dL/g、更に好ましくは1.30〜1.50dL/g、特に好ましくは1.30〜1.40である。固有粘度が1.20dL/g未満の場合は、押出成形性が悪化し、樹脂のドローダウンや成形むらを招き、2.00dL/gを超える場合には溶融粘度が高くなり、流動性が悪化する。上記の固有粘度は、フェノール/テトラクロルエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃で測定した値である。 The intrinsic viscosity of the PBT of the present invention is required to be 1.20 to 2.00 dL / g, preferably 1.20 to 1.60 dL / g, more preferably 1.30 to 1.50 dL / g, Especially preferably, it is 1.30-1.40. When the intrinsic viscosity is less than 1.20 dL / g, the extrusion moldability deteriorates, leading to resin drawdown and uneven molding, and when it exceeds 2.00 dL / g, the melt viscosity becomes high and the fluidity deteriorates. To do. The intrinsic viscosity is a value measured at 30 ° C. using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1).
本発明のPBTの末端カルボキシル基濃度は、15μeq/g以上であることが必要で、好ましくは15〜50μeq/g、更に好ましくは20〜40μeq/g、特に好ましくは20〜30μeq/gである。末端カルボキシル基濃度が高すぎる場合にはPBTの耐加水分解性や固相重合性が悪化する傾向にある。一方、末端カルボキシル基濃度が低すぎる場合には、コンパウンド時にエポキシ化合物等の反応性添加剤との反応性が低下したり、染色性が悪化したりする傾向にある。 The terminal carboxyl group concentration of the PBT of the present invention needs to be 15 μeq / g or more, preferably 15 to 50 μeq / g, more preferably 20 to 40 μeq / g, and particularly preferably 20 to 30 μeq / g. When the terminal carboxyl group concentration is too high, the hydrolysis resistance and solid-phase polymerization property of PBT tend to deteriorate. On the other hand, when the terminal carboxyl group concentration is too low, the reactivity with a reactive additive such as an epoxy compound at the time of compounding tends to decrease, or the dyeability tends to deteriorate.
ところで、PBTの末端カルボキシル基濃度を下げても、混練時や成型時の熱により上昇すると、結果的に製品の耐加水分解性を悪化させるだけでなく、テトラヒドロフラン(以下THFと略記する)等のガスの発生を招くことがある。従って、本発明のPBTにおいて、不活性ガス雰囲気下、245℃で40分間、熱処理した際の加水分解反応を除く末端カルボキシル基濃度の上昇は、通常0.1〜10μeq/g、好ましくは0.5〜5μeq/g、更に好ましくは0.5〜3μeq/g、特に好ましくは1〜2μeq/gである。 By the way, even if the terminal carboxyl group concentration of PBT is lowered, if it is increased by heat at the time of kneading or molding, it not only deteriorates the hydrolysis resistance of the product, but also tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), etc. Gas generation may be caused. Therefore, in the PBT of the present invention, the increase in the terminal carboxyl group concentration excluding the hydrolysis reaction upon heat treatment at 245 ° C. for 40 minutes in an inert gas atmosphere is usually 0.1 to 10 μeq / g, preferably 0.8. It is 5 to 5 μeq / g, more preferably 0.5 to 3 μeq / g, and particularly preferably 1 to 2 μeq / g.
加水分解反応は、PBT中に含まれる水分を減少させる操作、具体的には乾燥を十分行えば防止することが可能であり、成形時などに問題となるTHFの発生も伴わないが、加水分解以外の分解反応による末端カルボキシル基濃度の上昇は、乾燥操作で防ぐことが不可能である。一般的には、分子量が低い方が、また、PBT中のチタン濃度が高い方が、加水分解以外の熱分解による末端カルボキシル基濃度の上昇が大きい傾向がある。 The hydrolysis reaction can be prevented by reducing the water content in the PBT, specifically if it is sufficiently dried, and it does not involve the generation of THF, which is a problem during molding. It is impossible to prevent an increase in the terminal carboxyl group concentration due to a decomposition reaction other than the above by a drying operation. In general, the lower the molecular weight and the higher the titanium concentration in PBT, the greater the increase in the terminal carboxyl group concentration due to thermal decomposition other than hydrolysis.
上記の評価法において温度と時間を規定したのは、温度が低すぎたり時間が短すぎたりすると末端カルボキシル基濃度の上昇の速度が小さすぎ、逆の場合は大きすぎて評価が不正確になるためである。また、極端に高い温度で評価すると、末端カルボキシル基が生成する以外の副反応が併発し、評価が不正確になることも理由の一つである。当該熱処理条件では、PBTに含まれる水分が引き起こす加水分解反応以外の反応による数平均分子量の低下は無視することが可能であり、加水分解反応による末端カルボキシル基濃度の上昇分は、熱処理前後の末端グリコール基濃度の上昇分と略同じと見做すことが出来るため、混練時や成型時に問題となる加水分解反応以外の熱分解反応による末端カルボキシル基濃度の上昇分は以下の式(1)で求めることが出来る。 In the above evaluation method, the temperature and time were specified because if the temperature is too low or the time is too short, the rate of increase of the terminal carboxyl group concentration is too small, and in the opposite case, it is too large and the evaluation becomes inaccurate. Because. Another reason is that when the evaluation is performed at an extremely high temperature, side reactions other than the generation of the terminal carboxyl group are accompanied and the evaluation becomes inaccurate. Under the heat treatment conditions, the decrease in the number average molecular weight due to reactions other than the hydrolysis reaction caused by the water contained in the PBT can be ignored, and the increase in the terminal carboxyl group concentration due to the hydrolysis reaction is the end before and after the heat treatment. Since the increase in glycol group concentration can be regarded as almost the same as the increase in glycol group concentration, the increase in the terminal carboxyl group concentration due to the thermal decomposition reaction other than the hydrolysis reaction, which is a problem during kneading or molding, is expressed by the following formula (1). You can ask.
熱分解反応評価の信頼性の観点からは、加水分解反応が少ない方が好ましいため、熱処理に用いるPBTの含水量は、通常300ppm以下が推奨される。熱処理前後の末端グリコール基濃度は、1H−NMRによって定量することが出来る。 Since it is preferable that the hydrolysis reaction is less from the viewpoint of reliability of the thermal decomposition reaction evaluation, the water content of PBT used for the heat treatment is usually recommended to be 300 ppm or less. The terminal glycol group concentration before and after the heat treatment can be quantified by 1 H-NMR.
PBTの末端カルボキシル基濃度は、PBTを有機溶媒などに溶解し、水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ溶液を使用して滴定することにより求めることが出来る。 The terminal carboxyl group concentration of PBT can be determined by dissolving PBT in an organic solvent and titrating the solution using an alkali solution such as a sodium hydroxide solution.
また、本発明のPBTの末端ビニル基濃度は、通常0.1〜15μeq/g、好ましくは0.5〜12μeq/g、更に好ましくは1〜10μeq/gである。末端ビニル基濃度が高すぎる場合は、色調悪化や固相重合性悪化の原因となる。生産性を低下させることなく、分子量の大きいPBTや触媒濃度の低いPBTを製造せんとした場合、一般的には重合温度を上げたり、反応時間を長くしたりすることが求められるため、末端ビニル基濃度は上昇する傾向にある。末端ビニル基濃度は、重クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール=7/3(体積比)にPBTを溶解させ、1H−NMRを測定することによって定量することが出来る。 Moreover, the terminal vinyl group density | concentration of PBT of this invention is 0.1-15microeq / g normally, Preferably it is 0.5-12microeq / g, More preferably, it is 1-10microeq / g. When the terminal vinyl group concentration is too high, color tone deterioration and solid-phase polymerizability deteriorate. When producing PBT with a large molecular weight or PBT with a low catalyst concentration without reducing productivity, it is generally required to increase the polymerization temperature or lengthen the reaction time. The base concentration tends to increase. The terminal vinyl group concentration can be quantified by dissolving PBT in deuterated chloroform / hexafluoroisopropanol = 7/3 (volume ratio) and measuring 1 H-NMR.
PBTの末端には、水酸基、カルボキシル基、ビニル基の他に、原料由来のメトキシカルボニル基が残存していることがあり、特に、テレフタル酸ジメチルを原料とする場合には多く残存することがある。ところで、メトキシカルボニル末端は、固相重合、混練、成形などによる熱により、メタノール、ホルムアルデヒド、蟻酸を発生し、特に、食品用途に使用される場合には、これらの毒性が問題になる。また、蟻酸は金属製の成形機器や真空関連機器などを痛める。そこで、本発明における末端メトキシカルボニル基濃度は、通常0.5μeq/g以下、好ましくは0.3μeq/g以下、更に好ましくは0.2μeq/g以下、特に好ましくは0.1μeq/g以下である。 In addition to the hydroxyl group, carboxyl group, and vinyl group, a methoxycarbonyl group derived from the raw material may remain at the end of the PBT, particularly when dimethyl terephthalate is used as the raw material. . By the way, the methoxycarbonyl terminal generates methanol, formaldehyde, and formic acid by heat due to solid phase polymerization, kneading, molding, and the like, and particularly when used for foods, these toxicities become a problem. Formic acid also hurts metal molding equipment and vacuum related equipment. Therefore, the terminal methoxycarbonyl group concentration in the present invention is usually 0.5 μeq / g or less, preferably 0.3 μeq / g or less, more preferably 0.2 μeq / g or less, particularly preferably 0.1 μeq / g or less. .
上記の各末端基濃度は、重クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール=7/3(体積比)の混合溶媒にPBTを溶解させ、1H−NMRを測定することによって定量することが出来る。この際、溶媒シグナルとの重なりを防ぐため、重ピリジン等の塩基性成分などを極少量添加してもよい。 Each terminal group concentration can be quantified by dissolving 1 PBT in a mixed solvent of deuterated chloroform / hexafluoroisopropanol = 7/3 (volume ratio) and measuring 1 H-NMR. At this time, in order to prevent overlap with the solvent signal, a very small amount of a basic component such as heavy pyridine may be added.
本発明のPBTの降温結晶化温度は、通常170〜190℃、好ましくは172〜185℃、更に好ましくは175〜180℃である。本発明における降温結晶化温度とは、示差走査熱量計を使用して樹脂が溶融した状態から降温速度20℃/minで冷却した際に現れる結晶化による発熱ピークの温度である。降温結晶化温度は、結晶化速度と対応し、降温結晶化温度が高いほど結晶化速度が速いため、成形に際して冷却時間を短縮し、生産性を高めることが出来る。降温結晶化温度が低い場合は、成形に際して結晶化に時間が掛かり、成形後の冷却時間を長くせざるを得なくなり、成形サイクルが伸びて生産性が低下する傾向にある。 The temperature-falling crystallization temperature of the PBT of the present invention is usually 170 to 190 ° C, preferably 172 to 185 ° C, more preferably 175 to 180 ° C. The temperature drop crystallization temperature in the present invention is the temperature of an exothermic peak due to crystallization that appears when the resin is melted using a differential scanning calorimeter at a temperature drop rate of 20 ° C./min. The temperature-falling crystallization temperature corresponds to the crystallization speed, and the higher the temperature-falling crystallization temperature, the faster the crystallization speed. Therefore, the cooling time can be shortened and the productivity can be increased during molding. When the temperature-falling crystallization temperature is low, crystallization takes time during molding, and the cooling time after molding must be lengthened, and the molding cycle tends to be extended and productivity tends to decrease.
本発明のPBTの溶液ヘイズは、特に制限されないが、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒(重量比3/2)20mLにPBT2.7gを溶解させて測定した際の溶液ヘイズとして、通常10%以下、好ましくは5%以下、更に好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。溶液ヘイズが高い場合は、透明性が悪化し、異物も増加する傾向があるため、フィルム、モノフィラメント、繊維など、特に透明性が要求される用途においては、商品価値を著しく落とす。溶液ヘイズは、触媒含有量が多かったり、触媒の失活が大きい場合に上昇する傾向がある。 The solution haze of the PBT of the present invention is not particularly limited, but is usually 10% or less as the solution haze when measured by dissolving 2.7 g of PBT in 20 mL of a phenol / tetrachloroethane mixed solvent (weight ratio 3/2). Is 5% or less, more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. When the solution haze is high, transparency tends to deteriorate and foreign matter tends to increase, so that the commercial value is remarkably reduced in applications requiring transparency, such as films, monofilaments, and fibers. The solution haze tends to increase when the catalyst content is high or the deactivation of the catalyst is large.
次に、本発明のPBTの製造方法について説明する。PBTの製造方法は、原料面から、ジカルボン酸を主原料として使用するいわゆる直接重合法と、ジカルボン酸ジアルキルを主原料として使用するエステル交換法とに大別される。前者は初期のエステル化反応で水が生成し、後者は初期のエステル交換反応でアルコールが生成するという違いがある。 Next, the manufacturing method of PBT of this invention is demonstrated. The production method of PBT is roughly divided into a so-called direct polymerization method using a dicarboxylic acid as a main raw material and a transesterification method using a dialkyl dicarboxylate as a main raw material. The former is different in that water is produced in the initial esterification reaction, and the latter is produced in the initial transesterification reaction.
また、PBTの製造方法は、原料供給またはポリマーの払い出し形態から回分法と連続法に大別される。初期のエステル化反応またはエステル交換反応を連続操作で行って、それに続く重縮合を回分操作で行ったり、逆に、初期のエステル化反応またはエステル交換反応を回分操作で行って、それに続く重縮合を連続操作で行う方法もある。 In addition, the production method of PBT is roughly divided into a batch method and a continuous method, depending on the raw material supply or polymer discharge form. The initial esterification reaction or transesterification reaction is carried out in a continuous operation, and the subsequent polycondensation is carried out in a batch operation. Conversely, the initial esterification reaction or transesterification reaction is carried out in a batch operation, followed by polycondensation. There is also a method of performing the above by continuous operation.
本発明においては、原料の入手安定性、留出物の処理の容易さ、原料原単位の高さ、本発明による改良効果という観点から、直接重合法が好ましい。また、本発明においては、生産性や製品品質の安定性、本発明による改良効果の観点から、連続的に原料を供給し、連続的にエステル化反応またはエステル交換反応を行う方法を採用する。そして、本発明においては、エステル化反応またはエステル交換反応に続く重縮合反応も連続的に行ういわゆる連続法が好ましい。 In the present invention, the direct polymerization method is preferred from the viewpoints of raw material availability, ease of treatment of the distillate, the height of the raw material basic unit, and the improvement effect of the present invention. In the present invention, from the viewpoint of productivity, stability of product quality, and the improvement effect of the present invention, a method of continuously supplying raw materials and continuously performing an esterification reaction or a transesterification reaction is employed. In the present invention, a so-called continuous method is also preferred in which the polycondensation reaction subsequent to the esterification reaction or transesterification reaction is also carried out continuously.
本発明においては、エステル化反応槽にて、チタン触媒の存在下、少なくとも一部の1,4−ブタンジオールをテレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)とは独立にエステル化反応槽(又はエステル交換反応槽)に供給しながら、テレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)と1,4−ブタンジオールとを連続的にエステル化(又はエステル交換)する工程が好ましく採用される。 In the present invention, in the esterification reactor, in the presence of a titanium catalyst, at least a part of 1,4-butanediol is esterified independently of terephthalic acid (or dialkyl terephthalate) (or transesterification reaction). A step of continuously esterifying (or transesterifying) terephthalic acid (or dialkyl terephthalate) and 1,4-butanediol while being supplied to the tank is preferably employed.
すなわち、本発明においては、触媒に由来するヘイズや異物を低減し、触媒活性を低下させないため、原料スラリー又は溶液として、テレフタル酸またはテレフタル酸ジアルキルと共に供給される1,4−ブタンジオールとは別に、しかも、テレフタル酸またはテレフタル酸ジアルキルとは独立に1,4−ブタンジオールをエステル化反応槽またはエステル交換反応槽に供給する。以後、当該1,4−ブタンジオールを「別供給1,4−ブタンジオール」と称することがある。 That is, in the present invention, haze and foreign matters derived from the catalyst are reduced and the catalytic activity is not lowered. Therefore, as raw material slurry or solution, separately from 1,4-butanediol supplied together with terephthalic acid or dialkyl terephthalate. In addition, 1,4-butanediol is supplied to the esterification reaction tank or transesterification reaction tank independently of terephthalic acid or dialkyl terephthalate. Hereinafter, the 1,4-butanediol may be referred to as “separately supplied 1,4-butanediol”.
上記の「別供給1,4−ブタンジオール」には、プロセスとは無関係の新鮮な1,4−ブタンジオールを当てることが出来る。また、「別供給1,4−ブタンジオール」は、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽から留出した1,4−ブタンジオールをコンデンサ等で捕集し、そのまま、または、一時タンク等へ保持して反応槽に還流させたり、不純物を分離、精製して純度を高めた1,4−ブタンジオールとして供給することも出来る。以後、コンデンサ等で捕集された1,4−ブタンジオールから構成される「別供給1,4−ブタンジオール」を「再循環1,4−ブタンジオール」と称することがある。資源の有効活用、設備の単純さの観点からは、「再循環1,4−ブタンジオール」を「別供給1,4−ブタンジオール」に当てることが好ましい。 The “separately supplied 1,4-butanediol” can be applied with fresh 1,4-butanediol independent of the process. "Separately supplied 1,4-butanediol" collects 1,4-butanediol distilled from the esterification reaction tank or transesterification reaction tank with a condenser or the like and holds it as it is or in a temporary tank or the like Then, it can be refluxed to the reaction vessel, or can be supplied as 1,4-butanediol having a purity improved by separating and purifying impurities. Hereinafter, “separately supplied 1,4-butanediol” composed of 1,4-butanediol collected by a condenser or the like may be referred to as “recycled 1,4-butanediol”. From the viewpoint of effective utilization of resources and simplicity of equipment, it is preferable to apply “recycled 1,4-butanediol” to “separately supplied 1,4-butanediol”.
また、通常、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽より留出した1,4−ブタンジオールは、1,4−ブタンジオール成分以外に、水、アルコール、THF、ジヒドロフラン等の成分を含んでいる。従って、上記の留出物した1,4−ブタンジオールは、コンデンサ等で捕集した後、または、捕集しながら、水、アルコール、THF等の成分と分離、精製し、反応槽に戻すことが好ましい。 In addition, 1,4-butanediol distilled from the esterification reaction tank or transesterification reaction tank usually contains components such as water, alcohol, THF, dihydrofuran in addition to the 1,4-butanediol component. . Therefore, after collecting 1,4-butanediol from the above-mentioned distillate with a condenser or the like, it is separated and purified from components such as water, alcohol and THF while being collected and returned to the reaction vessel. Is preferred.
そして、本発明においては、「別供給1,4−ブタンジオール」の内、10重量%以上を反応液液相部に直接戻すことが好ましい。ここで、反応液液相部とは、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽中の気液界面の液相側を示し、反応液液相部に直接戻すとは、配管などを使用して「別供給1,4−ブタンジオール」が気相部を経由せずに直接液相部分に供給されることを表す。反応液液相部に直接戻す割合は、好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上である。反応液液相部に直接戻す「別供給1,4−ブタンジオール」が少ない場合は、異物が多くなる傾向にある。 In the present invention, it is preferable to return 10% by weight or more of “separately supplied 1,4-butanediol” directly to the reaction liquid phase part. Here, the reaction liquid phase part refers to the liquid phase side of the gas-liquid interface in the esterification reaction tank or transesterification reaction tank. To return directly to the reaction liquid phase part, use piping or the like. "Separately supplied 1,4-butanediol" indicates that it is directly supplied to the liquid phase part without going through the gas phase part. The ratio of returning directly to the liquid phase part of the reaction liquid is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, particularly preferably 80% by weight or more, and most preferably 90% by weight or more. When there is little "separately supplied 1,4-butanediol" returned directly to the reaction liquid phase part, foreign matter tends to increase.
また、反応器に戻す際の「別供給1,4−ブタンジオール」の温度は、通常50〜220℃、好ましくは100〜200℃、更に好ましくは150〜190℃である。「別供給1,4−ブタンジオール」の温度が高過ぎる場合はTHFの副生量が多くなる傾向にあり、低過ぎると場合は熱負荷が増すためエネルギーロスを招く傾向がある。 The temperature of “separately supplied 1,4-butanediol” when returning to the reactor is usually 50 to 220 ° C., preferably 100 to 200 ° C., more preferably 150 to 190 ° C. When the temperature of “separately supplied 1,4-butanediol” is too high, the amount of THF by-product tends to increase, and when it is too low, the heat load tends to increase, leading to energy loss.
また、本発明においては、触媒に由来するヘイズや異物を低減し、触媒活性を低下させないため、エステル化反応(又はエステル交換反応)に使用されるチタン触媒の内、10重量%以上をテレフタル酸(又はテレフタル酸ジアルキル)とは独立に反応液液相部に直接供給することが好ましい。ここで、反応液液相部とは、エステル化反応槽またはエステル交換反応槽中の気液界面の液相側を示し、反応液液相部に直接供給するとは、配管などを使用し、チタン触媒が反応器の気相部を経由せずに直接液相部分に供給されることを表す。反応液液相部に直接添加するチタン触媒の割合は、好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上である。 Further, in the present invention, haze and foreign matters derived from the catalyst are reduced, and the catalytic activity is not lowered. Therefore, 10% by weight or more of the titanium catalyst used in the esterification reaction (or transesterification reaction) is terephthalic acid. (Or dialkyl terephthalate) is preferably supplied directly to the liquid phase part of the reaction liquid independently. Here, the reaction liquid phase part indicates the liquid phase side of the gas-liquid interface in the esterification reaction tank or transesterification reaction tank, and the direct supply to the reaction liquid phase part uses a pipe, etc. This means that the catalyst is supplied directly to the liquid phase part without going through the gas phase part of the reactor. The proportion of the titanium catalyst added directly to the reaction liquid phase is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, particularly preferably 80% by weight or more, and most preferably 90% by weight or more.
上記のチタン触媒は、溶媒などに溶解させたり又は溶解させずに直接エステル化反応槽またはエステル交換反応槽の反応液液相部に供給することも出来るが、供給量を安定化させ、反応器の熱媒ジャケット等からの熱による変性などの悪影響を軽減するためには、1,4−ブタンジオール等の溶媒で希釈することが好ましい。この際の濃度は、溶液全体に対するチタン触媒の濃度として、通常0.01〜20重量%、好ましくは0.05〜10重量%、更に好ましくは0.08〜8重量%である。また、異物低減の観点から、溶液中の水分濃度は、通常0.05〜1.0重量%である。溶液調製の際の温度は、失活や凝集を防ぐ観点から、通常20〜150℃、好ましくは30〜100℃、更に好ましくは40〜80℃である。また、触媒溶液は、劣化防止、析出防止、異物抑制の点から、別供給1,4−ブタンジオールと配管などで混合してエステル化反応槽またはエステル交換反応槽に供給することが好ましい。 The above titanium catalyst can be directly supplied to the reaction liquid phase part of the esterification reaction tank or transesterification reaction tank with or without being dissolved in a solvent or the like. In order to reduce adverse effects such as heat denaturation from the heat medium jacket, it is preferable to dilute with a solvent such as 1,4-butanediol. The concentration at this time is usually 0.01 to 20% by weight, preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.08 to 8% by weight, as the concentration of the titanium catalyst with respect to the whole solution. From the viewpoint of reducing foreign matter, the water concentration in the solution is usually 0.05 to 1.0% by weight. The temperature for preparing the solution is usually 20 to 150 ° C., preferably 30 to 100 ° C., more preferably 40 to 80 ° C. from the viewpoint of preventing deactivation and aggregation. Moreover, it is preferable to mix a catalyst solution with an additional supply 1, 4- butanediol and piping etc., and to supply to an esterification reaction tank or a transesterification reaction tank from a point of deterioration prevention, precipitation prevention, and foreign material control.
直接重合法を採用した連続法の一例は、次の通りである。すなわち、テレフタル酸を主成分とする前記ジカルボン酸成分と1,4−ブタンジオールを主成分とする前記ジオール成分とを原料混合槽で混合してスラリーとし、単数または複数のエステル化反応槽内で、チタン触媒の存在下に、通常180〜260℃、好ましくは200〜245℃、更に好ましくは210〜235℃の温度、また、通常10〜133kPa、好ましくは13〜101kPa、更に好ましくは60〜90kPaの圧力下で、通常0.5〜10時間、好ましくは1〜6時間で、連続的にエステル化反応させ、得られたエステル化反応生成物としてのオリゴマーを重縮合反応槽に移送し、単数または複数の重縮合反応槽内で、重縮合触媒の存在下に、好ましくは連続的に、通常210〜280℃、好ましくは220〜265℃の温度、通常27kPa以下、好ましくは20kPa以下、更に好ましくは13kPa以下の減圧下で、攪拌下に、通常2〜10時間、好ましくは2〜5時間で重縮合反応させる。重縮合反応により得られたポリマーは、通常、重縮合反応槽の底部からポリマー抜き出しダイに移送されてストランド状に抜き出され、水冷されながら又は水冷後、カッターで切断され、ペレット状、チップ状などの粒状体とされる。 An example of a continuous method employing a direct polymerization method is as follows. That is, the dicarboxylic acid component having terephthalic acid as a main component and the diol component having 1,4-butanediol as a main component are mixed in a raw material mixing tank to form a slurry, and in one or a plurality of esterification reaction tanks In the presence of a titanium catalyst, the temperature is usually 180 to 260 ° C., preferably 200 to 245 ° C., more preferably 210 to 235 ° C., and usually 10 to 133 kPa, preferably 13 to 101 kPa, more preferably 60 to 90 kPa. Under the pressure of, usually 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 6 hours, and the esterification reaction product is continuously transferred to the polycondensation reaction tank. Or in a plurality of polycondensation reaction tanks in the presence of a polycondensation catalyst, preferably continuously, usually 210-280 ° C, preferably 220-265 ° C. Temperature, usually less than 27 kPa, preferably 20kPa or less, more preferably in the following reduced pressure 13 kPa, under agitation, usually 2 to 10 hours, preferably for polycondensation reaction at 2-5 hours. The polymer obtained by the polycondensation reaction is usually transferred from the bottom of the polycondensation reaction tank to a polymer extraction die and extracted in the form of a strand, and while being cooled with water or after being cooled with water, it is cut with a cutter to form pellets and chips. And so on.
直接重合法の場合は、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールとのモル比は、以下の式(2)を満たすことが好ましい。 In the case of the direct polymerization method, the molar ratio of terephthalic acid and 1,4-butanediol preferably satisfies the following formula (2).
上記の「エステル化反応槽に外部から供給される1,4−ブタンジオール」とは、原料スラリー又は溶液として、テレフタル酸またはテレフタル酸ジアルキルと共に供給される1,4−ブタンジオールの他、これらとは独立に供給する1,4−ブタンジオール、触媒の溶媒として使用される1,4−ブタンジオール等、反応槽外部から反応槽内に入る1,4−ブタンジオールの総和である。 The above "1,4-butanediol supplied from the outside to the esterification reaction tank" means, as raw material slurry or solution, in addition to 1,4-butanediol supplied together with terephthalic acid or dialkyl terephthalate. Is the total of 1,4-butanediol entering the reaction vessel from outside the reaction vessel, such as 1,4-butanediol supplied independently, 1,4-butanediol used as a solvent for the catalyst.
上記のBM/TMの値が1.1より小さい場合は、転化率の低下や触媒失活を招き、4.5より大きい場合は、熱効率が低下するだけでなく、THF等の副生物が増大する傾向にある。BM/TMの値は、好ましくは1.5〜4.0、更に好ましくは2.0〜3.8、特に好ましくは2.5〜3.5である。 When the above BM / TM value is smaller than 1.1, the conversion rate is lowered and the catalyst is deactivated. When it is larger than 4.5, not only the thermal efficiency is lowered but also by-products such as THF are increased. Tend to. The value of BM / TM is preferably 1.5 to 4.0, more preferably 2.0 to 3.8, and particularly preferably 2.5 to 3.5.
エステル交換法を採用した連続法の一例は、次の通りである。すなわち、単数または複数のエステル交換反応槽内で、チタン触媒の存在下に、通常110〜260℃、好ましくは140〜245℃、更に好ましくは180〜220℃の温度、また、通常10〜133kPa、好ましくは13〜120kPa、更に好ましくは60〜101kPaの圧力下で、通常0.5〜5時間、好ましくは1〜3時間で、連続的にエステル交換反応させ、得られたエステル交換反応生成物としてのオリゴマーを重縮合反応槽に移送し、単数または複数の重縮合反応槽内で、重縮合反応触媒の存在下に、好ましくは連続的に、通常210〜280℃、好ましくは220〜265℃の温度、通常27kPa以下、好ましくは20kPa以下、更に好ましくは13kPa以下の減圧下で、攪拌下に、通常2〜12時間、好ましくは3〜10時間で重縮合反応させる。 An example of a continuous process employing the transesterification process is as follows. That is, in the transesterification reaction tank or tanks, in the presence of a titanium catalyst, usually 110 to 260 ° C, preferably 140 to 245 ° C, more preferably 180 to 220 ° C, and usually 10 to 133 kPa, Preferably, the transesterification reaction is carried out continuously under a pressure of 13 to 120 kPa, more preferably 60 to 101 kPa, usually for 0.5 to 5 hours, preferably 1 to 3 hours. In the presence or absence of a polycondensation reaction catalyst, preferably continuously in the presence or absence of a polycondensation reaction catalyst, usually 210-280 ° C, preferably 220-265 ° C. Temperature, usually not more than 27 kPa, preferably not more than 20 kPa, more preferably not more than 13 kPa, with stirring, usually for 2 to 12 hours. Causes polycondensation reaction at 3-10 hours.
エステル交換法の場合、テレフタル酸ジアルキルと1,4−ブタンジオールとのモル比は、次の式(3)を満たすことが好ましい。 In the case of the transesterification method, the molar ratio of dialkyl terephthalate to 1,4-butanediol preferably satisfies the following formula (3).
上記のBM/DMの値が1.1より小さい場合は、転化率の低下や触媒活性の低下を招き、2.5より大きい場合は、熱効率が低下するだけでなく、THF等の副生物が増大する傾向にある。BM/DMの値は、好ましくは1.1〜1.8、更に好ましくは1.2〜1.5である。 When the above BM / DM value is smaller than 1.1, the conversion rate and the catalytic activity are decreased. When the BM / DM value is larger than 2.5, not only the thermal efficiency is lowered but also by-products such as THF are reduced. It tends to increase. The value of BM / DM is preferably 1.1 to 1.8, more preferably 1.2 to 1.5.
本発明において、エステル化反応またはエステル交換反応は、反応時間短縮のため、1,4−ブタンジオールの沸点以上の温度で行うことが好ましい。1,4−ブタンジオールの沸点は反応の圧力に依存するが、101.1kPa(大気圧)では230℃、50kPaでは205℃である。 In the present invention, the esterification reaction or transesterification reaction is preferably performed at a temperature equal to or higher than the boiling point of 1,4-butanediol in order to shorten the reaction time. The boiling point of 1,4-butanediol depends on the reaction pressure, but is 230 ° C. at 101.1 kPa (atmospheric pressure) and 205 ° C. at 50 kPa.
エステル化反応槽またはエステル交換反応槽としては、公知のものが使用でき、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽などの何れの型式であってもよく、また、単数槽としても、同種もしくは異種の槽を直列させた複数槽としてもよい。中でも、攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部、軸受、軸、攪拌翼から成る通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機などの高速回転するタイプも使用することが出来る。 As the esterification reaction tank or the transesterification reaction tank, known ones can be used, and any type such as a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a tower type continuous reaction tank, etc. Also, a single tank may be a plurality of tanks in which the same kind or different kinds of tanks are connected in series. Among them, a reaction tank having a stirring device is preferable, and as a stirring device, a turbine stator type high-speed rotating stirrer, a disk mill type stirrer, a rotor mill type stirrer in addition to a normal type including a power unit, a bearing, a shaft, and a stirring blade. A type that rotates at high speeds can also be used.
攪拌の形態は、特に制限されず、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部などから直接攪拌する通常の攪拌方法の他、配管などで反応液の一部を反応器の外部に持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法も採ることが出来る。 The form of stirring is not particularly limited, and in addition to the usual stirring method in which the reaction solution in the reaction tank is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reaction tank, a part of the reaction solution is connected to the reactor by piping or the like. A method of circulating the reaction solution by taking it outside and stirring it with a line mixer or the like can also be employed.
攪拌翼の種類は、公知のものが選択でき、具体的には、プロペラ翼、スクリュー翼、タービン翼、ファンタービン翼、デイスクタービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼などが挙げられる。 Known types of stirring blades can be selected, and specific examples include propeller blades, screw blades, turbine blades, fan turbine blades, disk turbine blades, fiddler blades, full zone blades, and Max blend blades.
PBTの製造においては、通常、複数の反応槽を使用し、好ましくは2〜5の反応槽を使用し、順次に分子量を上昇させていく。通常、初期のエステル化反応またはエステル交換反応に引き続き、重縮合反応が行われる。 In the production of PBT, usually, a plurality of reaction vessels are used, preferably 2 to 5 reaction vessels, and the molecular weight is sequentially increased. Usually, a polycondensation reaction is performed following the initial esterification reaction or transesterification reaction.
PBTの重縮合反応工程は、単数の反応槽を使用しても、複数の反応槽を使用してもよいが、好ましくは複数の反応槽を使用し、複数段で行う。反応槽の形態は、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽などの何れの型式であってもよく、また、これらを組み合わせることも出来る。中でも、攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部、軸受、軸、攪拌翼から成る通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機などの高速回転するタイプも使用することが出来る。 The polycondensation reaction step of PBT may use a single reaction tank or a plurality of reaction tanks, but preferably uses a plurality of reaction tanks and is performed in a plurality of stages. The form of the reaction tank may be any type such as a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a tower type continuous reaction tank, or the like. Among them, a reaction tank having a stirring device is preferable, and as a stirring device, a turbine stator type high-speed rotating stirrer, a disk mill type stirrer, a rotor mill type stirrer in addition to a normal type including a power unit, a bearing, a shaft, and a stirring blade. A type that rotates at high speeds can also be used.
攪拌の形態は、特に制限されず、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部などから直接攪拌する通常の攪拌方法の他、配管などで反応液の一部を反応器の外部に持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法も採ることが出来る。中でも、少なくとも重縮合反応槽の1つは、水平方向に回転軸を有する表面更新とセルフクリーニング性に優れた横型の反応器を使用することが推奨される。 The form of stirring is not particularly limited, and in addition to the usual stirring method in which the reaction solution in the reaction tank is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reaction tank, a part of the reaction solution is connected to the reactor by piping or the like. A method of circulating the reaction solution by taking it outside and stirring it with a line mixer or the like can also be employed. In particular, it is recommended that at least one of the polycondensation reaction tanks use a horizontal reactor having a surface rotation axis in the horizontal direction and excellent self-cleaning properties.
また、着色や劣化を抑え、ビニル基などの末端の増加を抑制するため、少なくとも1つの反応槽において、通常1.3kPa以下、好ましくは0.5kPa以下、更に好ましくは0.3kPa以下の高真空下で、通常225〜255℃、好ましくは230〜250℃、更に好ましくは233〜245℃の温度で行うのがよい。 Further, in order to suppress coloring and deterioration and to suppress an increase in the end of vinyl group or the like, in at least one reaction tank, a high vacuum of usually 1.3 kPa or less, preferably 0.5 kPa or less, more preferably 0.3 kPa or less. The temperature is usually 225 to 255 ° C, preferably 230 to 250 ° C, more preferably 233 to 245 ° C.
更に、PBTの重縮合反応工程は、一旦、溶融重縮合で比較的分子量の小さい、例えば、固有粘度0.1〜1.0程度のPBTを製造した後、引き続き、PBTの融点以下の温度で固相重縮合(固相重合)させることも出来るが、フィッシュアイ等、外観を重要視するフィルム等の用途では固相重合は行わない方がよい。 Further, the PBT polycondensation reaction step is to produce a PBT having a relatively small molecular weight by melt polycondensation, for example, an intrinsic viscosity of about 0.1 to 1.0, and then at a temperature below the melting point of the PBT. Solid phase polycondensation (solid phase polymerization) can also be carried out, but it is better not to carry out solid phase polymerization in applications such as fish eye and other films where appearance is important.
本発明のPBTは、触媒由来の異物が飛躍的に低減されているため、当該異物を除去しなくてもよいが、ポリマー前駆体やポリマーの流路にフィルターを設置することにより、更に品質の優れたポリマーが得られる。本発明においては、上述の理由により、従来のPBTの製造設備で使用されているものと同じ目開きのフィルターを使用した場合は、その交換までの寿命を長くすることが可能である。また、交換までの寿命を同じに設定するならば、更に目開きの小さいフィルターを設置することが可能になる。 In the PBT of the present invention, foreign matters derived from the catalyst are drastically reduced. Therefore, it is not necessary to remove the foreign matters. However, by installing a filter in the polymer precursor or the polymer flow path, the quality can be further improved. An excellent polymer is obtained. In the present invention, for the reasons described above, when a filter having the same opening as that used in a conventional PBT manufacturing facility is used, it is possible to extend the life until the replacement. Further, if the life until replacement is set to be the same, a filter with a smaller opening can be installed.
フィルターの設置位置が製造プロセスの余りにも上流側の場合は、下流側で発生する異物の除去が行えず、下流側の粘度が高い所ではフィルターの圧力損失が大きくなり、流量を維持するためには、フィルターの目開きを大きくしたり、フィルターの濾過面積や配管などの設備を過大にする必要があったり、また、流体通過時に高剪断を受けるため、剪断発熱によるPBTの劣化が不可避となる。従って、フィルターの設置位置は、PBT又はその前駆体の固有粘度が通常0.1〜1.1、好ましくは0.2〜1.0、更に好ましくは0.5〜0.9の位置が選択される。 If the filter is installed too far upstream of the manufacturing process, foreign matter generated downstream cannot be removed, and the pressure loss of the filter increases and the flow rate is maintained where the downstream viscosity is high. It is necessary to increase the opening of the filter, to increase the filter filtration area and piping, etc., and to receive high shear when passing through the fluid, so it is inevitable that PBT deteriorates due to shear heat generation. . Therefore, the filter installation position is selected so that the intrinsic viscosity of PBT or its precursor is usually 0.1 to 1.1, preferably 0.2 to 1.0, more preferably 0.5 to 0.9. Is done.
フィルターを構成する濾材としては、金属ワインド、積層金属メッシュ、金属不織布、多孔質金属板などの何れでもよいが、濾過精度の観点から、積層金属メッシュ又は金属不織布が好ましく、特に、その目開きが焼結処理により固定されているものが好ましい。フィルターの形状としては、バスケットタイプ、ディスクタイプ、リーフディスクタイプ、チューブタイプ、フラット型円筒タイプ、プリーツ型円筒タイプ等の何れの型式であってもよい。また、プラントの運転に影響を与えない様にするため、複数のフィルターを設置して切り替えて使用したり、オートスクリーンチェンジャー等を設置することが好ましい。 The filter medium constituting the filter may be any of a metal wind, a laminated metal mesh, a metal nonwoven fabric, a porous metal plate, etc., but from the viewpoint of filtration accuracy, a laminated metal mesh or a metal nonwoven fabric is preferable, and in particular, the mesh opening is large. Those fixed by a sintering process are preferred. The shape of the filter may be any type such as basket type, disc type, leaf disc type, tube type, flat cylindrical type, pleated cylindrical type, and the like. In order not to affect the operation of the plant, it is preferable to install a plurality of filters and use them, or to install an auto screen changer or the like.
フィルターの絶対濾過精度は、特に制限されないが、通常0.5〜200μm、好ましくは1〜100μm、更に好ましくは5〜50μm、特に好ましくは10〜30μmである。絶対濾過精度が大きすぎる場合は製品中の異物低減効果がなくなり、小さすぎる場合は生産性の低下やフィルター交換頻度の増大を招く。 The absolute filtration accuracy of the filter is not particularly limited, but is usually 0.5 to 200 μm, preferably 1 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm, and particularly preferably 10 to 30 μm. If the absolute filtration accuracy is too large, the effect of reducing foreign matters in the product is lost, and if it is too small, productivity is lowered and filter replacement frequency is increased.
以下、添付図面に基づき、PBTの製造方法の好ましい実施態様を説明する。図1は、本発明で採用するエステル化反応工程またはエステル交換化反応工程の一例の説明図、図2及び図3は、本発明で採用するエステル化反応工程またはエステル交換化反応工程の他の一例の説明図、図4は、本発明で採用する重縮合工程の一例の説明図、図5〜7は、本発明で採用する重縮合工程の他の一例の説明図である。 Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing PBT will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of an esterification reaction step or transesterification reaction step employed in the present invention, and FIGS. 2 and 3 are other views of the esterification reaction step or transesterification reaction step employed in the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of the polycondensation step employed in the present invention, and FIGS. 5 to 7 are explanatory diagrams of another example of the polycondensation step employed in the present invention.
図1において、原料のテレフタル酸は、通常、原料混合槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールと混合され、原料供給ライン(1)からスラリーの形態で反応槽(A)に供給される。一方、原料がテレフタル酸ジアルキルの場合は通常溶融した液体として1,4−ブタンジオールと独立に反応槽(A)に供給される。また、チタン触媒は、好ましくは触媒調整槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールの溶液とした後、触媒供給ライン(3)から供給される。図1では再循環1,4−ブタンジオールの再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)を連結し、両者を混合した後、反応槽(A)の液相部に供給する態様を示した。 In FIG. 1, terephthalic acid as a raw material is usually mixed with 1,4-butanediol in a raw material mixing tank (not shown), and supplied to the reaction tank (A) in the form of slurry from the raw material supply line (1). The On the other hand, when the raw material is a dialkyl terephthalate, it is usually supplied to the reaction vessel (A) as a molten liquid independently of 1,4-butanediol. Further, the titanium catalyst is preferably supplied from a catalyst supply line (3) after being made into a solution of 1,4-butanediol in a catalyst adjustment tank (not shown). FIG. 1 shows a mode in which a catalyst supply line (3) is connected to a recycle line (2) for recycle 1,4-butanediol, and both are mixed and then supplied to the liquid phase part of the reaction tank (A). It was.
反応槽(A)から留出するガスは、留出ライン(5)を経て精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離される。通常、高沸成分の主成分は1,4−ブタンジオールであり、低沸成分の主成分は、直接重合法の場合は水およびTHF、エステル交換法の場合は、アルコール、THF、水である。 The gas distilled from the reaction tank (A) is separated into a high-boiling component and a low-boiling component in the rectifying column (C) through the distillation line (5). Usually, the main component of the high boiling component is 1,4-butanediol, and the main component of the low boiling component is water and THF in the case of the direct polymerization method, and alcohol, THF, and water in the case of the transesterification method. .
精留塔(C)で分離された高沸成分は抜出ライン(6)から抜き出され、ポンプ(D)を経て、一部は再循環ライン(2)から反応槽(A)に循環され、一部は循環ライン(7)から精留塔(C)に戻される。また、余剰分は抜出ライン(8)から外部に抜き出される。一方、精留塔(C)で分離された軽沸成分はガス抜出ライン(9)から抜き出され、コンデンサ(G)で凝縮され、凝縮液ライン(10)を経てタンク(F)に一時溜められる。タンク(F)に集められた軽沸成分の一部は、抜出ライン(11)、ポンプ(E)及び循環ライン(12)を経て精留塔(C)に戻され、残部は、抜出ライン(13)を経て外部に抜き出される。コンデンサ(G)はベントライン(14)を経て排気装置(図示せず)に接続されている。反応槽(A)内で生成したオリゴマーは、抜出ポンプ(B)及び抜出ライン(4)を経て抜き出される。 The high-boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the extraction line (6) and partly circulated from the recirculation line (2) to the reaction tank (A) via the pump (D). , Part is returned from the circulation line (7) to the rectification column (C). Further, the surplus is extracted outside from the extraction line (8). On the other hand, the light boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the gas extraction line (9), condensed in the condenser (G), and temporarily passed through the condensate line (10) to the tank (F). Can be stored. A part of the light boiling components collected in the tank (F) is returned to the rectification column (C) through the extraction line (11), the pump (E) and the circulation line (12), and the remainder is extracted. It is extracted outside through the line (13). The condenser (G) is connected to an exhaust device (not shown) via a vent line (14). The oligomer produced | generated within the reaction tank (A) is extracted through an extraction pump (B) and an extraction line (4).
図1に示す工程においては、再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)が連結されているが、両者は独立していてもよい。また、原料供給ライン(1)は反応槽(A)の液相部に接続されていてもよい。 In the process shown in FIG. 1, the catalyst supply line (3) is connected to the recirculation line (2), but both may be independent. Moreover, the raw material supply line (1) may be connected to the liquid phase part of the reaction vessel (A).
図2に示す工程は、図1に示す工程に比し、精留塔(C)にリボイラ(H)が装備され、更に、外部から精留塔(C)へ液を供給する回収ライン(15)が設けられている点が異なる。リボイラ(H)の設置により精留塔(C)の運転制御が容易になる。 Compared with the process shown in FIG. 1, the process shown in FIG. 2 is equipped with a reboiler (H) in the rectifying column (C) and further supplies a liquid to the rectifying tower (C) from the outside (15 ) Is different. Installation of the reboiler (H) facilitates operation control of the rectification tower (C).
図3に示す工程は、図1に示す工程に比し、循環ライン(7)から分岐させたバイパスライン(16)が反応槽(A)の気相部に接続されている点が異なる。従って、図3に示す工程の場合、再循環1,4−ブタンジオールの一部は、反応槽(A)の気相部を経由して反応液に戻る。 The process shown in FIG. 3 differs from the process shown in FIG. 1 in that a bypass line (16) branched from the circulation line (7) is connected to the gas phase portion of the reaction vessel (A). Therefore, in the case of the process shown in FIG. 3, a part of the recycled 1,4-butanediol returns to the reaction solution via the gas phase part of the reaction tank (A).
図4において、前述の図1〜図3に示す抜出ライン(4)から供給されたオリゴマーは、第1重縮合反応槽(a)で減圧下に重縮合されてプレポリマーとなった後、抜出用ギヤポンプ(c)及び抜出ライン(L1)を経て第2重縮合反応槽(d)に供給される。第2重縮合反応槽(d)では、通常、第1重縮合反応槽(a)よりも低い圧力で更に重縮合が進みポリマーとなる。得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(e)及び抜出ライン(L3)を経てダイスヘッド(g)から溶融したストランドの形態で抜き出され、水などで冷却された後、回転式カッター(h)で切断されてペレットとなる。符号(L2)は第1重縮合反応槽(a)のベントライン、符号(L4)は第2重縮合反応槽(d)のベントラインである。 In FIG. 4, the oligomer supplied from the extraction line (4) shown in FIGS. 1 to 3 is subjected to polycondensation under reduced pressure in the first polycondensation reaction tank (a) to become a prepolymer, It is supplied to the second polycondensation reaction tank (d) through the extraction gear pump (c) and the extraction line (L1). In the second polycondensation reaction tank (d), polycondensation usually proceeds at a lower pressure than that of the first polycondensation reaction tank (a) to become a polymer. The obtained polymer is extracted in the form of a melted strand from the die head (g) through the extraction gear pump (e) and the extraction line (L3), cooled with water, and then rotated with a rotary cutter ( It is cut into a pellet in h). Reference numeral (L2) is a vent line of the first polycondensation reaction tank (a), and reference numeral (L4) is a vent line of the second polycondensation reaction tank (d).
図5に示す工程は、図4に示す工程に比し、抜出ライン(L3)の流路にフィルター(f)が装備されている点が異なる。 The process shown in FIG. 5 differs from the process shown in FIG. 4 in that a filter (f) is provided in the flow path of the extraction line (L3).
図6に示す工程は、図4に示す工程に比し、第2重縮合反応槽(d)の後に
第3重縮合反応槽(k)が設けられている点が異なる。第3重縮合反応槽(k)は、複数個の攪拌翼ブロックで構成され、2軸のセルフクリーニングタイプの攪拌翼を具備した横型の反応槽である。抜出ライン(L3)を通じて第2重縮合反応槽(d)から第3重縮合反応槽(k)に導入されたポリマーは、ここで更に重縮合が進められた後、抜出用ギヤポンプ(m)及び抜出ライン(L5)を経てダイスヘッド(g)から溶融したストランドの形態で抜き出され、水などで冷却された後、回転式カッター(h)で切断されてペレットとなる。符号(L6)は第3重縮合反応槽(k)のベントラインである。
The process shown in FIG. 6 differs from the process shown in FIG. 4 in that the third polycondensation reaction tank (k) is provided after the second polycondensation reaction tank (d). The third polycondensation reaction tank (k) is a horizontal reaction tank composed of a plurality of stirring blade blocks and equipped with a biaxial self-cleaning type stirring blade. The polymer introduced into the third polycondensation reaction tank (k) from the second polycondensation reaction tank (d) through the extraction line (L3) is further subjected to polycondensation here, and then the extraction gear pump (m ) And the extraction line (L5), and is extracted from the die head (g) in the form of a melted strand, cooled with water, and then cut with a rotary cutter (h) to form pellets. Symbol (L6) is a vent line of the third polycondensation reaction tank (k).
図7に示す工程は、図6に示す工程に比し、第2重縮合反応槽(d)と第3重縮合反応槽(k)との間の抜出ライン(L3)の途中にフィルター(f)が装備されている点が異なる。 Compared with the process shown in FIG. 6, the process shown in FIG. 7 includes a filter (L3) in the middle of the extraction line (L3) between the second polycondensation reaction tank (d) and the third polycondensation reaction tank (k). The difference is that f) is equipped.
本発明のPBTには、2,6−ジ−t−ブチル−4−オクチルフェノール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3’,5’−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕等のフェノール化合物、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリチル−テトラキス(3−ラウリルチオジプロピオネート)等のチオエーテル化合物、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等の燐化合物などの抗酸化剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタン酸やモンタン酸エステルに代表される長鎖脂肪酸およびそのエステル、シリコーンオイル等の離型剤などを添加してもよい。 The PBT of the present invention includes 2,6-di-t-butyl-4-octylphenol, pentaerythrityl-tetrakis [3- (3 ′, 5′-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] and the like. Phenol compounds, dilauryl-3,3′-thiodipropionate, thioether compounds such as pentaerythrityl-tetrakis (3-laurylthiodipropionate), triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (2 , 4-Di-t-butylphenyl) phosphite and other phosphorus compounds, paraffin wax, microcrystalline wax, polyethylene wax, long chain fatty acids represented by montanic acid and montanic acid ester, and esters thereof, silicone A mold release agent such as oil may be added.
本発明のPBTには、強化充填材を配合することが出来る。強化充填材としては、特に制限されないが、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ホウ素繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素チタン酸カリウム繊維、金属繊維などの無機繊維、芳香族ポリアミド繊維、フッ素樹脂繊維などの有機繊維などが挙げられる。これらの強化充填材は、2種以上を組み合わせて使用することが出来る。上記の強化充填材の中では、無機充填材、特にガラス繊維が好適に使用される。 A reinforcing filler can be blended in the PBT of the present invention. The reinforcing filler is not particularly limited, but examples thereof include glass fibers, carbon fibers, silica / alumina fibers, zirconia fibers, boron fibers, boron nitride fibers, silicon nitride potassium titanate fibers, metal fibers and other inorganic fibers, aromatics Examples thereof include organic fibers such as polyamide fibers and fluororesin fibers. These reinforcing fillers can be used in combination of two or more. Among the above reinforcing fillers, inorganic fillers, particularly glass fibers, are preferably used.
強化充填材が無機繊維または有機繊維である場合、その平均繊維径は、特に制限されないが、通常1〜100μm、好ましくは2〜50μm、更に好ましくは3〜30μm、特に好ましくは5〜20μmである。また、平均繊維長は、特に制限されないが、通常0.1〜20mm、好ましくは1〜10mmである。 When the reinforcing filler is an inorganic fiber or an organic fiber, the average fiber diameter is not particularly limited, but is usually 1 to 100 μm, preferably 2 to 50 μm, more preferably 3 to 30 μm, and particularly preferably 5 to 20 μm. . The average fiber length is not particularly limited, but is usually 0.1 to 20 mm, preferably 1 to 10 mm.
強化充填材は、PBTとの界面密着性を向上させるため、収束剤または表面処理剤で表面処理して使用することが好ましい。収束剤または表面処理剤としては、例えば、エポキシ系化合物、アクリル系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物などの官能性化合物が挙げられる。強化充填材は、収束剤または表面処理剤により予め表面処理しておくことが出来、または、PBT組成物の調製の際に、収束剤または表面処理剤を添加して表面処理することも出来る。強化充填材の添加量は、PBT樹脂100重量部に対し、通常150重量部以下、好ましくは5〜100重量部である。 In order to improve the interfacial adhesion with the PBT, the reinforcing filler is preferably used after being surface-treated with a sizing agent or a surface treatment agent. Examples of the sizing agent or surface treatment agent include functional compounds such as epoxy compounds, acrylic compounds, isocyanate compounds, silane compounds, and titanate compounds. The reinforcing filler can be surface-treated with a sizing agent or a surface treatment agent in advance, or can be surface-treated by adding a sizing agent or a surface treatment agent during the preparation of the PBT composition. The addition amount of the reinforcing filler is usually 150 parts by weight or less, preferably 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PBT resin.
本発明のPBTには、強化充填材と共に他の充填材を配合することが出来る。配合する他の充填材としては、例えば、板状無機充填材、セラミックビーズ、アスベスト、ワラストナイト、タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、カオリン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。板状無機充填材を配合することにより、成形品の異方性およびソリを低減することが出来る。板状無機充填材としては、例えば、ガラスフレーク、雲母、金属箔どを挙げることが出来る。これらの中ではガラスフレークが好適に使用される。 Other fillers can be blended with the reinforcing filler in the PBT of the present invention. Other fillers to be blended include, for example, plate-like inorganic fillers, ceramic beads, asbestos, wollastonite, talc, clay, mica, zeolite, kaolin, potassium titanate, barium sulfate, titanium oxide, silicon oxide, oxidation Aluminum, magnesium hydroxide, etc. are mentioned. By blending the plate-like inorganic filler, the anisotropy and warpage of the molded product can be reduced. Examples of the plate-like inorganic filler include glass flakes, mica, and metal foil. Among these, glass flakes are preferably used.
本発明のPBTには、難燃性を付与するために難燃剤を配合することが出来る。難燃剤としては、特に制限されず、例えば、有機ハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物、その他の有機難燃剤、無機難燃剤などが挙げられる。有機ハロゲン化合物としては、例えば、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールA、ポリペンタブロモベンジルアクリレート等が挙げられる。アンチモン化合物としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ等が挙げられる。リン化合物としては、例えば、リン酸エステル、ポリリン酸、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等が挙げられる。その他の有機難燃剤としては、例えば、メラミン、シアヌール酸などの窒素化合物などが挙げられる。その他の無機難燃剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ケイ素化合物、ホウ素化合物などが挙げられる。 A flame retardant can be blended with the PBT of the present invention in order to impart flame retardancy. The flame retardant is not particularly limited, and examples thereof include organic halogen compounds, antimony compounds, phosphorus compounds, other organic flame retardants, and inorganic flame retardants. Examples of the organic halogen compound include brominated polycarbonate, brominated epoxy resin, brominated phenoxy resin, brominated polyphenylene ether resin, brominated polystyrene resin, brominated bisphenol A, polypentabromobenzyl acrylate and the like. Examples of the antimony compound include antimony trioxide, antimony pentoxide, sodium antimonate, and the like. As a phosphorus compound, phosphate ester, polyphosphoric acid, ammonium polyphosphate, red phosphorus etc. are mentioned, for example. Examples of other organic flame retardants include nitrogen compounds such as melamine and cyanuric acid. Examples of other inorganic flame retardants include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, silicon compound, and boron compound.
本発明のPBTには、必要に応じ、慣用の添加剤などを配合することが出来る。斯かる添加剤としては、特に制限されず、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤などの安定剤の他、滑剤、離型剤、触媒失活剤、結晶核剤、結晶化促進剤などが挙げられる。これらの添加剤は、重合途中または重合後に添加することが出来る。更に、PBTに、所望の性能を付与するため、紫外線吸収剤、耐候安定剤などの安定剤、染顔料などの着色剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤などを配合することが出来る。 The PBT of the present invention can be blended with conventional additives as required. Such additives are not particularly limited and include, for example, stabilizers such as antioxidants and heat stabilizers, lubricants, mold release agents, catalyst deactivators, crystal nucleating agents, crystallization accelerators, and the like. It is done. These additives can be added during or after the polymerization. In addition, in order to give PBT the desired performance, UV absorbers, stabilizers such as weather resistance stabilizers, colorants such as dyes and pigments, antistatic agents, foaming agents, plasticizers, impact resistance improvers, etc. I can do it.
本発明のPBTには、必要に応じて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸エステル、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を配合することが出来る。これらの熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、2種以上を組み合わせて使用することも出来る。 For the PBT of the present invention, thermoplastics such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylonitrile, polymethacrylic acid ester, ABS resin, polycarbonate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, liquid crystal polyester, polyacetal, polyphenylene oxide, etc. A thermosetting resin such as a resin, a phenol resin, a melamine resin, a silicone resin, or an epoxy resin can be blended. These thermoplastic resins and thermosetting resins can be used in combination of two or more.
前記の種々の添加剤や樹脂の配合方法は、特に制限されないが、ベント口から脱揮できる設備を有する1軸または2軸の押出機を混練機として使用する方法が好ましい。各成分は、付加的成分を含めて、混練機に一括して供給することが出来、あるいは、順次供給することも出来る。また、付加的成分を含めて、各成分から選ばれた2種以上の成分を予め混合しておくことも出来る。 The blending method of the various additives and resins is not particularly limited, but a method of using a uniaxial or biaxial extruder having equipment capable of devolatilization from the vent port as a kneader is preferable. Each component including an additional component can be supplied to the kneader in a lump or can be supplied sequentially. In addition, two or more kinds of components selected from each component including an additional component can be mixed in advance.
本発明のPBTの成形加工方法は、特に制限されず、熱可塑性樹脂について一般に使用されている成形法、すなわち、射出成形、中空成形、押出成形、プレス成形などの成形法を適用することが出来る。 The PBT molding method of the present invention is not particularly limited, and molding methods generally used for thermoplastic resins, that is, molding methods such as injection molding, hollow molding, extrusion molding, and press molding can be applied. .
本発明のPBTは、色調、耐加水分解性、熱安定性、透明性、成形性に優れているため、電気、電子部品、自動車用部品などの射出成形部品として好適であるが、特に、異物が少なく、透明性や熱安定性に優れているため、フィルム、モノフィラメント、繊維などの用途において改良効果が顕著である。 The PBT of the present invention is excellent in color tone, hydrolysis resistance, thermal stability, transparency, and moldability, and is therefore suitable as an injection molded part for electric, electronic parts, automotive parts, etc. Therefore, the improvement effect is remarkable in applications such as films, monofilaments, and fibers.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の諸例で採用した物性および評価項目の測定方法は次の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example at all unless the summary is exceeded. In addition, the measuring method of the physical property and evaluation item employ | adopted in the following examples is as follows.
(1)エステル化率:
以下の計算式(4)によって酸価およびケン化価から算出した。酸価は、ジメチルホルムアミドにオリゴマーを溶解させ、0.1NのKOH/メタノール溶液を使用して滴定により求めた。ケン化価は0.5NのKOH/エタノール溶液でオリゴマーを加水分解し、0.5Nの塩酸で滴定し求めた。
(1) Esterification rate:
It calculated from the acid value and the saponification value by the following calculation formula (4). The acid value was obtained by dissolving the oligomer in dimethylformamide and titrating with a 0.1N KOH / methanol solution. The saponification value was determined by hydrolyzing the oligomer with a 0.5N KOH / ethanol solution and titrating with 0.5N hydrochloric acid.
(2)末端カルボキシル基濃度:
ベンジルアルコール25mLにPBT又はオリゴマー0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定した。
(2) Terminal carboxyl group concentration:
PBT or oligomer 0.5g was melt | dissolved in benzyl alcohol 25mL, and it titrated using the 0.01 mol / L benzyl alcohol solution of sodium hydroxide.
(3)固有粘度(IV):
ウベローデ型粘度計を使用し次の要領で求めた。すなわち、フェノール/テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃において、濃度1.0g/dLのポリマー溶液および溶媒のみの落下秒数を測定し、以下の式(5)より求めた。
(3) Intrinsic viscosity (IV):
It calculated | required in the following way using the Ubbelohde type viscometer. That is, using a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (weight ratio 1/1) and measuring the number of seconds of dropping only the polymer solution having a concentration of 1.0 g / dL and the solvent at 30 ° C., the following formula (5) I asked more.
(4)PBT中のチタン濃度:
電子工業用高純度硫酸および硝酸でPBTを湿式分解し、高分解能ICP(Inductivery Coupled Plasma)−MS(Mass Spectrometer )(サーモクエスト社製)を使用して測定した。
(4) Titanium concentration in PBT:
PBT was wet-decomposed with high-purity sulfuric acid and nitric acid for electronic industry and measured using a high resolution ICP (Inductivery Coupled Plasma) -MS (Mass Spectrometer) (manufactured by ThermoQuest).
(5)末端メトキシカルボニル基濃度および末端ビニル基濃度:
重クロロホルム/ヘキサフルオロイソプロパノール=7/3(体積比)の混合溶媒1mLにPBT約100mgを溶解させ、重ピリジン36μLを添加し、50℃で1H−NMRを測定し求めた。NMR装置には日本電子(株)製「α−400」又は「AL−400」を使用した
(5) Terminal methoxycarbonyl group concentration and terminal vinyl group concentration:
About 100 mg of PBT was dissolved in 1 mL of a mixed solvent of deuterated chloroform / hexafluoroisopropanol = 7/3 (volume ratio), 36 μL of deuterated pyridine was added, and 1 H-NMR was measured and determined at 50 ° C. For the NMR apparatus, “α-400” or “AL-400” manufactured by JEOL Ltd. was used.
(6)フィッシュアイ数:
Film Quality Testing System[オプティカルコントロールシステムズ社 形式FS−5]を使用し、厚さ50μmのフィルムを成形し、1m2当たりの25μm以上のフィッシュアイ数を測定した。
(6) Number of fish eyes:
Using a film quality testing system [Optical Control Systems, Inc., Type FS-5], a film having a thickness of 50 μm was formed, and the number of fish eyes of 25 μm or more per 1 m 2 was measured.
(7)降温結晶化温度(Tc):
示差走査熱量計[パーキンエルマー社、型式DSC7]を使用し、昇温速度20℃/minで室温から300℃まで昇温した後、降温速度20℃/minで80℃まで降温し、発熱ピークの温度を降温結晶化温度とした。Tcが高いほど結晶化速度が速く、成形サイクルが短くなる。
(7) Temperature drop crystallization temperature (Tc):
Using a differential scanning calorimeter [Perkin Elmer, Model DSC7], the temperature was raised from room temperature to 300 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C./min, and then the temperature was lowered to 80 ° C. at a temperature falling rate of 20 ° C./min. The temperature was defined as the temperature-falling crystallization temperature. The higher the Tc, the faster the crystallization speed and the shorter the molding cycle.
(8)溶液ヘイズ:
フェノール/テトラクロロエタン=3/2(重量比)の混合溶媒20mLにPBT2.70gを110℃で30分間溶解させた後、30℃の恒温水槽で15分間冷却し、日本電色(株)製濁度計(NDH−300A)を使用し、セル長10mmで測定した。値が低いほど透明性が良好であることを示す。
(8) Solution haze:
After dissolving 2.70 g of PBT in 20 mL of a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane = 3/2 (weight ratio) at 110 ° C. for 30 minutes, it was cooled in a constant temperature water bath at 30 ° C. for 15 minutes, and made by Nippon Denshoku Co., Ltd. The measurement was performed with a cell length of 10 mm using a dynamometer (NDH-300A). It shows that transparency is so favorable that a value is low.
(9)ペレット色調:
日本電色(株)製色差計(Z−300A型)を使用し、L、a、b表色系におけるb値を算出し評価した。値が低いほど黄ばみが少なく色調が良好であることを示す。
(9) Pellet color tone:
A color difference meter (Z-300A type) manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. was used, and b values in the L, a, and b color systems were calculated and evaluated. A lower value indicates less yellowing and a better color tone.
(10)加水分解反応以外の反応による末端カルボキシル基濃度の上昇(ΔAV(d)):
内径5mmのキャピラリーにPBTペレットを粉砕後に乾燥して充填して窒素置換し、窒素下で245℃にコントロールしたオイルバスに浸漬し、40分後に取り出し、液体窒素で急冷させた。内容物の温度が十分下がった後、内容物を取り出し、末端カルボキシル基濃度および末端水酸基濃度を測定し、前述の式(1)より求めた。
(10) Increase in terminal carboxyl group concentration by reaction other than hydrolysis reaction (ΔAV (d)):
PBT pellets were pulverized and filled in capillaries with an inner diameter of 5 mm, filled and purged with nitrogen, immersed in an oil bath controlled at 245 ° C. under nitrogen, taken out after 40 minutes, and rapidly cooled with liquid nitrogen. After the temperature of the contents was sufficiently lowered, the contents were taken out, the terminal carboxyl group concentration and the terminal hydroxyl group concentration were measured, and obtained from the above formula (1).
実施例1:
図1に示すエステル化工程と図6に示す重縮合工程を通し、次の要領でPBTの製造を行った。先ず、テレフタル酸1.00モルに対して、1,4−ブタンジオール1.80モルの割合で混合した60℃のスラリーをスラリー調製槽から原料供給ライン(1)を通じ、予め、エステル化率99%のPBTオリゴマーを充填したスクリュー型攪拌機を有するエステル化のための反応槽(A)に、28.5kg/hとなる様に連続的に供給した。同時に、再循環ライン(2)から185℃の精留塔(C)の塔底成分を12.0kg/hで供給し、触媒供給ライン(3)から触媒として65℃のテトラブチルチタネートの6.0重量%1,4−ブタンジオール溶液を69g/hで供給した(理論ポリマー収量に対し30ppm)。この溶液中の水分は0.20重量%であった。
Example 1:
Through the esterification step shown in FIG. 1 and the polycondensation step shown in FIG. 6, PBT was produced in the following manner. First, a 60 ° C. slurry mixed at a ratio of 1.80 moles of 1,4-butanediol with respect to 1.00 moles of terephthalic acid is passed through a raw material supply line (1) from a slurry preparation tank in advance with an esterification rate of 99. % Was continuously fed to a reaction tank (A) for esterification having a screw type stirrer filled with PBT oligomer at 28.5 kg / h. At the same time, the bottom component of the rectification column (C) at 185 ° C. is fed from the recirculation line (2) at 12.0 kg / h, and 6. 5% of tetrabutyl titanate at 65 ° C. is used as the catalyst from the catalyst feed line (3). A 0 wt% 1,4-butanediol solution was fed at 69 g / h (30 ppm relative to the theoretical polymer yield). The water content in this solution was 0.20% by weight.
反応槽(A)の内温は230℃、圧力は78kPaとし、生成する水とTHF及び余剰の1,4−ブタンジオールを、留出ライン(5)から留出させ、精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離した。系が安定した後の塔底の高沸成分は、98重量%以上が1,4−ブタンジオールであり、精留塔(C)の液面が一定になる様に、抜出ライン(8)を通じてその一部を外部に抜き出した。一方、低沸成分は塔頂よりガスの形態で抜き出し、コンデンサ(G)で凝縮させ、タンク(F)の液面が一定になる様に、抜出ライン(13)より外部に抜き出した。 The internal temperature of the reaction tank (A) is 230 ° C., the pressure is 78 kPa, and the produced water, THF and excess 1,4-butanediol are distilled from the distillation line (5), and the rectification column (C) It separated into a high boiling component and a low boiling component. The high-boiling component at the bottom of the column after the system has been stabilized is 98% by weight or more of 1,4-butanediol, and the extraction line (8) so that the liquid level of the rectifying column (C) is constant. A part of it was extracted outside. On the other hand, the low boiling component was extracted from the top of the column in the form of gas, condensed by the condenser (G), and extracted from the extraction line (13) to the outside so that the liquid level of the tank (F) was constant.
反応槽(A)で生成したオリゴマーの一定量は、ポンプ(B)を使用し、抜出ライン(4)から抜き出し、反応槽(A)内液の平均滞留時間が3.3hrになる様に液面を制御した。抜出ライン4から抜き出したオリゴマーは、第1重縮合反応槽(a)に連続的に供給した。系が安定した後、反応槽(A)の出口で採取したオリゴマーのエステル化率は97.4%であった。 A certain amount of the oligomer generated in the reaction tank (A) is extracted from the extraction line (4) using the pump (B) so that the average residence time of the liquid in the reaction tank (A) is 3.3 hr. The liquid level was controlled. The oligomer extracted from the extraction line 4 was continuously supplied to the first polycondensation reaction tank (a). After the system was stabilized, the esterification rate of the oligomer collected at the outlet of the reaction vessel (A) was 97.4%.
第1重縮合反応槽(a)の内温は240℃、圧力2.1kPaとし、滞留時間が120分になる様に液面制御を行った。減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L2)から、水、THF、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、初期重縮合反応を行った。抜き出した反応液は第2重縮合反応槽(d)に連続的に供給した。 The internal temperature of the first polycondensation reaction tank (a) was 240 ° C., the pressure was 2.1 kPa, and the liquid level was controlled so that the residence time was 120 minutes. An initial polycondensation reaction was performed while extracting water, THF, and 1,4-butanediol from a vent line (L2) connected to a decompressor (not shown). The extracted reaction liquid was continuously supplied to the second polycondensation reaction tank (d).
第2重縮合反応槽(d)の内温は241℃、圧力130Paとし、滞留時間が120分になる様に液面制御を行い、減圧機(図示せず)に接続されたベントライン(L4)から、水、THF、1,4−ブタンジオールを抜き出しながら、更に重縮合反応を進めた。得られたポリマーは、抜出用ギヤポンプ(e)により抜出ライン(L3)を経由し、第3重縮合反応槽(k)に連続的に供給した。第3重縮合反応槽(k)の内温は238℃、圧力は140Pa、滞留時間は120分とし、更に、重縮合反応を進めた。得られたポリマーは、ダイスヘッド(g)からストランド状に連続的に抜き出し、回転式カッター(h)でカッティングした。フィシュアイが少なく、色調に優れ、透明性が良好で熱安定性に優れたPBTが得られた。分析値はまとめて表1に示した。 The internal temperature of the second polycondensation reaction tank (d) is 241 ° C., the pressure is 130 Pa, the liquid level is controlled so that the residence time is 120 minutes, and a vent line (L4) connected to a decompressor (not shown). ), Polycondensation reaction was further carried out while extracting water, THF and 1,4-butanediol. The obtained polymer was continuously supplied to the third polycondensation reaction tank (k) via the extraction line (L3) by the extraction gear pump (e). The internal temperature of the third polycondensation reaction tank (k) was 238 ° C., the pressure was 140 Pa, the residence time was 120 minutes, and the polycondensation reaction was further advanced. The obtained polymer was continuously extracted in the form of a strand from the die head (g) and cut with a rotary cutter (h). A PBT with less fisheye, excellent color tone, good transparency and excellent thermal stability was obtained. The analytical values are summarized in Table 1.
実施例2:
実施例1において、図7に示す重縮合工程を採用した以外は実施例1と同様に行った。図7に示す重縮合工程のフィルター(f)としては、金属不織布から成る絶対濾過精度20μmのプリーツ型円筒タイプのフィルターを使用した。実施例1より更にフィッシュアイの低減されたPBTが得られた。分析値はまとめて表1に示した。
Example 2:
In Example 1, it carried out like Example 1 except having employ | adopted the polycondensation process shown in FIG. As the filter (f) in the polycondensation step shown in FIG. 7, a pleated cylindrical filter made of a metal nonwoven fabric and having an absolute filtration accuracy of 20 μm was used. A PBT with a reduced fish eye was obtained as compared with Example 1. The analytical values are summarized in Table 1.
実施例3:
実施例1において、再循環ライン(2)から反応槽(A)に供給する精留塔(C)の塔底成分の流量を5.6kg/hに変更し、第2重縮合反応槽の内温を243℃、第3重縮合反応槽(k)の内温を243℃、滞留時間を150分とした以外は、実施例1と同様に行った。フィッシュアイが少なく、色調に優れ透明性が良好で熱安定性に優れたPBTが得られた。分析値はまとめて表1に示した。
Example 3:
In Example 1, the flow rate of the bottom component of the rectification column (C) supplied from the recirculation line (2) to the reaction vessel (A) is changed to 5.6 kg / h, and the inside of the second polycondensation reaction vessel is changed. The same procedure as in Example 1 was conducted except that the temperature was 243 ° C., the internal temperature of the third polycondensation reaction tank (k) was 243 ° C., and the residence time was 150 minutes. PBT with few fish eyes, excellent color tone, good transparency and excellent thermal stability was obtained. The analytical values are summarized in Table 1.
比較例1:
実施例1において、ポリマー中のTi含有量が表1の通りとなる様にテトラブチルチタネートの供給量を調節し、第2重縮合反応槽(d)の内温を240℃、第3重縮合反応槽(k)の滞留時間を90分にした以外は、実施例1と同様に行った。フィッシュアイが増加し、透明性が悪化した。分析値はまとめて表1に示した。
Comparative Example 1:
In Example 1, the supply amount of tetrabutyl titanate was adjusted so that the Ti content in the polymer was as shown in Table 1, the internal temperature of the second polycondensation reaction tank (d) was 240 ° C., and the third polycondensation. The same operation as in Example 1 was conducted except that the residence time in the reaction vessel (k) was 90 minutes. Fish eyes increased and transparency deteriorated. The analytical values are summarized in Table 1.
比較例2:
実施例1において、図1に示すエステル化工程の触媒供給ライン(3)を原料供給ライン(1)に連結させ、再循環ライン(2)を反応槽(A)の気相部に位置させ、そして、テトラブチルチタネートの1,4−ブタンジオール溶液の供給量を340g/h、第3重縮合反応槽(k)の圧力を150Pa、滞留時間を100分にした以外は、実施例1と同様に行った。表に示す様に、ヘイズ、色調、熱安定性が悪化し、フィッシュアイも多かった。分析値はまとめて表1に示した。
Comparative Example 2:
In Example 1, the catalyst supply line (3) of the esterification step shown in FIG. 1 is connected to the raw material supply line (1), the recirculation line (2) is positioned in the gas phase part of the reaction vessel (A), Then, the same as Example 1 except that the supply amount of 1,4-butanediol solution of tetrabutyl titanate was 340 g / h, the pressure of the third polycondensation reaction tank (k) was 150 Pa, and the residence time was 100 minutes. Went to. As shown in the table, haze, color tone, thermal stability deteriorated, and there were many fish eyes. The analytical values are summarized in Table 1.
比較例3:
タービン型攪拌翼を具備した内容積200Lのステンレス製反応容器に、テレフタル酸ジメチル(DMT)272.9mol、1,4−ブタンジオール327.5mol、テトラブチルチタネート0.189モル(チタン量として理論収量ポリマー当たり150ppm)を仕込み十分窒素置換させた。続いて、系を昇温し、60分後に温度210℃、窒素下大気圧で、生成するメタノール、1,4−ブタンジオール、THFを系外に留出させながら、2時間エステル交換反応させた(反応開始時間は、所定温度、所定圧力に達した時点とした)。
Comparative Example 3:
In a 200 L stainless steel reaction vessel equipped with a turbine type stirring blade, dimethyl terephthalate (DMT) 272.9 mol, 1,4-butanediol 327.5 mol, tetrabutyl titanate 0.189 mol (theoretical yield as titanium amount) 150 ppm per polymer) was charged and sufficiently substituted with nitrogen. Subsequently, the temperature of the system was raised, and after 60 minutes, at a temperature of 210 ° C. and atmospheric pressure under nitrogen, a transesterification reaction was performed for 2 hours while distilling methanol, 1,4-butanediol, and THF generated out of the system. (The reaction start time was the time when a predetermined temperature and a predetermined pressure were reached).
ベント管およびダブルヘリカル型攪拌翼を有する内容積200Lのステンレス製反応器に、上記で得られたオリゴマーを移送した後、温度245℃、圧力100Paまで60分かけて到達させ、その状態のまま重縮合反応を行った。反応槽中のポリマーのIV指標である攪拌動力値は、150分後頭打ちとなり、これ以上のIV上昇が望めないことから、180分後ポリマーをストランド状に抜き出し、ペレット状に切断した。IVは1.25dL/gと低く、色調、熱安定性にも劣っており、Tcも低く、末端メトキシカルボニル基が0.8μeq/g残存していた。分析値はまとめて表1に示した。 After the oligomer obtained above was transferred to a stainless steel reactor having an internal volume of 200 L having a vent pipe and a double helical stirring blade, it was allowed to reach a temperature of 245 ° C. and a pressure of 100 Pa over 60 minutes. A condensation reaction was performed. The stirring power value, which is an IV index of the polymer in the reaction vessel, reached a peak after 150 minutes, and no further increase in IV was expected. Therefore, after 180 minutes, the polymer was extracted into a strand and cut into a pellet. IV was as low as 1.25 dL / g, inferior in color tone and thermal stability, Tc was low, and a terminal methoxycarbonyl group remained at 0.8 μeq / g. The analytical values are summarized in Table 1.
比較例4:
タービン型攪拌翼を具備した内容積200Lのステンレス製反応容器に、テレフタル酸ジメチル(DMT)272.9mol、1,4−ブタンジオール327.5mol、テトラブチルチタネート0.101モル(チタン量として理論収量ポリマー当たり80ppm)を仕込み十分窒素置換させた。続いて、系を昇温し、60分後に温度210℃、窒素下大気圧で、生成するメタノール、1,4−ブタンジオール、THFを系外に留出させながら、2時間エステル交換反応させた(反応開始時間は、所定温度、所定圧力に達した時点とした)。
Comparative Example 4:
In a 200 L stainless steel reaction vessel equipped with a turbine-type stirring blade, dimethyl terephthalate (DMT) 272.9 mol, 1,4-butanediol 327.5 mol, tetrabutyl titanate 0.101 mol (theoretical yield as titanium amount) 80 ppm per polymer) was charged and sufficiently substituted with nitrogen. Subsequently, the temperature of the system was raised, and after 60 minutes, at a temperature of 210 ° C. and atmospheric pressure under nitrogen, a transesterification reaction was performed for 2 hours while distilling methanol, 1,4-butanediol, and THF generated out of the system. (The reaction start time was the time when a predetermined temperature and a predetermined pressure were reached).
ベント管およびダブルヘリカル型攪拌翼を有する内容積200Lのステンレス製反応器に、上記で得られたオリゴマーを移送した後、温度245℃、圧力100Paまで60分かけて到達させ、その状態のまま2時間重縮合反応を行った。反応終了後、ポリマーをストランド状に抜き出し、ペレット状に切断した。得られたポリマーを内容積100Lのダブルコーン型のジャケット付き固相重合装置に仕込み、減圧/窒素置換を3回繰り返した。次の圧力を130Paにコントロールし、195℃まで昇温させた。内温が195℃に達してから6時間後ジャケット熱媒を冷却しはじめ、内温が40℃以下になった時点で内容物を取り出した。得られたPBTは、色調、熱安定性に劣っており、Tcも低く、フィッシュアイが多かった。また、末端メトキシカルボニル基が2.1μeq/g残存していた。分析値はまとめて表1に示した。 After transferring the oligomer obtained above to a stainless steel reactor having an internal volume of 200 L having a vent pipe and a double helical stirring blade, it was allowed to reach a temperature of 245 ° C. and a pressure of 100 Pa over 60 minutes. A time polycondensation reaction was performed. After completion of the reaction, the polymer was extracted into a strand shape and cut into a pellet shape. The obtained polymer was charged in a double cone type jacketed solid phase polymerization apparatus having an internal volume of 100 L, and the reduced pressure / nitrogen replacement was repeated three times. The next pressure was controlled to 130 Pa and the temperature was raised to 195 ° C. Six hours after the internal temperature reached 195 ° C., the jacket heating medium started to cool, and the content was taken out when the internal temperature became 40 ° C. or lower. The obtained PBT was inferior in color tone and thermal stability, had a low Tc, and had many fish eyes. Further, 2.1 μeq / g of terminal methoxycarbonyl group remained. The analytical values are summarized in Table 1.
1:原料供給ライン
2:再循環ライン
3:触媒供給ライン
4:抜出ライン
5:留出ライン
6:抜出ライン
7:循環ライン
8:抜出ライン
9:ガス抜出ライン
10:凝縮液ライン
11:抜出ライン
12:循環ライン
13:抜出ライン
14:ベントライン
15:回収ライン
16:バイパスライン
A:反応槽
B:抜出ポンプ
C:精留塔
D、E:ポンプ
F:タンク
G:コンデンサ
H:リボイラ
L1:抜出ライン
L3、L5:抜出ライン
L2、L4、L6:ベントライン
a:第1重縮合反応槽
d:第2重縮合反応槽
k:第3重縮合反応槽
c、e、m:抜出用ギヤポンプ
f:フィルター
g:ダイスヘッド
h:回転式カッター
1: Raw material supply line 2: Recirculation line 3: Catalyst supply line 4: Extraction line 5: Distillation line 6: Extraction line 7: Circulation line 8: Extraction line 9: Gas extraction line 10: Condensate line 11: Extraction line 12: Circulation line 13: Extraction line 14: Vent line
15: Recovery line 16: Bypass line A: Reaction tank B: Extraction pump C: Rectification tower D, E: Pump F: Tank G: Condenser H: Reboiler L1: Extraction line L3, L5: Extraction line L2, L4, L6: Vent line a: first polycondensation reaction tank d: second polycondensation reaction tank k: third polycondensation reaction tank c, e, m: extraction gear pump f: filter g: dice head h: rotation Type cutter
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004112400A JP4725027B2 (en) | 2003-04-09 | 2004-04-06 | Polybutylene terephthalate |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003105562 | 2003-04-09 | ||
JP2003105562 | 2003-04-09 | ||
JP2004112400A JP4725027B2 (en) | 2003-04-09 | 2004-04-06 | Polybutylene terephthalate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004323836A JP2004323836A (en) | 2004-11-18 |
JP4725027B2 true JP4725027B2 (en) | 2011-07-13 |
Family
ID=33513012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004112400A Expired - Lifetime JP4725027B2 (en) | 2003-04-09 | 2004-04-06 | Polybutylene terephthalate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4725027B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4635481B2 (en) * | 2003-07-31 | 2011-02-23 | 三菱化学株式会社 | Polybutylene terephthalate |
WO2005085328A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Mitsubishi Chemical Corporation | Polybutylene terephthalate pellet, compound product and molded article thereof, and processes for producing these |
JP4725029B2 (en) * | 2004-04-22 | 2011-07-13 | 三菱化学株式会社 | Polybutylene terephthalate |
JP5652986B2 (en) * | 2005-04-22 | 2015-01-14 | 三菱化学株式会社 | Polyester pellets and storage method thereof |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3353474B2 (en) * | 1994-07-27 | 2002-12-03 | 三菱化学株式会社 | Polybutylene terephthalate and method for producing polybutylene terephthalate |
JPH08295788A (en) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Polyester resin composition |
JP2003012781A (en) * | 2001-04-24 | 2003-01-15 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | Polybutylene terephthalate resin and molded product |
JP3911251B2 (en) * | 2002-05-17 | 2007-05-09 | 三菱化学株式会社 | Method for producing polybutylene terephthalate resin |
JP2004091756A (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-25 | Mitsubishi Chemicals Corp | Polybutylene terephthalate resin |
-
2004
- 2004-04-06 JP JP2004112400A patent/JP4725027B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004323836A (en) | 2004-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5121125B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
CN1938361B (en) | Polybutylene terephthalate | |
KR100869538B1 (en) | Polybutylene terephthalate pellet, compound product and molded article thereof, and processes for producing these | |
JP3911251B2 (en) | Method for producing polybutylene terephthalate resin | |
JP4725028B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
WO2007026650A1 (en) | Polybutylene terephthalate and process for production thereof | |
WO2005012391A1 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP5079226B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
CN100424114C (en) | Method for producing polybutylene terephthalate | |
JP4725027B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP4725029B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP5127118B2 (en) | Polybutylene terephthalate film and sheet, and production method thereof | |
JP4591187B2 (en) | Method for producing polybutylene terephthalate | |
JP4635481B2 (en) | Polybutylene terephthalate | |
JP4626343B2 (en) | Polybutylene terephthalate pellets, compound products and molded articles thereof, and methods for producing the same | |
JP3904536B2 (en) | Method for producing polybutylene terephthalate | |
CN100457801C (en) | Polybutylene terephthalate film and sheet and method for producing them | |
JP4544127B2 (en) | Polybutylene terephthalate and method for producing the same | |
JP2005105262A (en) | Polybutylene terephthalate and method for producing the same | |
JP4544228B2 (en) | Method for producing polybutylene terephthalate | |
JP4525411B2 (en) | Polybutylene terephthalate pellets | |
JP7559786B2 (en) | Dibutylene glycol copolymerized polybutylene terephthalate and its manufacturing method, compound product and its manufacturing method, and molded product and its manufacturing method | |
JP2005008736A (en) | Polybutylene terephthalate film and composite film | |
JP2006045533A (en) | Thermoplastic resin composition and molded product | |
JP2007284533A (en) | Polybutylene terephthalate resin composition with excellent recycling characteristics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090811 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091013 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100330 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100520 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110328 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4725027 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |