JP2000095845A - ポリエステル樹脂およびその製造方法 - Google Patents

ポリエステル樹脂およびその製造方法

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JP2000095845A
JP2000095845A JP10266641A JP26664198A JP2000095845A JP 2000095845 A JP2000095845 A JP 2000095845A JP 10266641 A JP10266641 A JP 10266641A JP 26664198 A JP26664198 A JP 26664198A JP 2000095845 A JP2000095845 A JP 2000095845A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形時のアセトアルデヒド生成量を低減及び
金型汚れを抑制できるポリエステル樹脂及びその製法を
提供する。 【解決手段】 ナフタレンジカルボン酸単位を主たる酸
成分とし、エチレングリコール単位を主たるグリコール
成分とし、ガラス転位温度が100℃以上、固有粘度が
式(1)、本発明で定義する粒状物の比表面積が式
(2)、オリゴマー量が0.7wt%以下、抽出アセト
アルデヒド量が8ppm以下であるポリエステル樹脂及
び製造方法。 0.40≦固有粘度≦0.85 ・・・(1) 1<粒状物の比表面積≦1.35(cm3/g) ・・・(2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボトル、シート等の
包装材料成形用に用いられるポリエチレンナフタレンジ
カルボキシレート(以下ポリエチレンナフタレート又は
PENと略記することがある)ポリマーに関し、更に詳
しくは耐熱性、熱安定性が良好で再生アセトアルデヒド
及び金型汚れが少ない成形材料に適したPENに関す
る。
【0002】
【従来の技術】PENはポリエチレンテレフタレート
(以下PETと略記することがある)比べ耐熱性、ガス
バリア−性、耐薬品性、強度等の基本物性が優れている
ことからボトル(容器)やシート材等の包装材料用、
又、フィルム用として有用であり、特開平8-92362号公
報、特開平8-309833号公報に記載されているようにPE
Tとのブレンド使用又は単独使用による数多くの提案が
行われている。PENは基本的PETと同様な触媒で反
応させることによって得ることができ、ナフタレンジカ
ルボン酸エステル形成性誘導体とエチレングリコールま
たはそのエステル形成性誘導体とをエステル化触媒の存
在下でエステル交換反応をさせた後、重合触媒として、
二酸化ゲルマニウムを用いて重縮合し、次いで固相重合
して得る事が出来る。特に色相面から特開平8-92362号
公報に記載されているように重合触媒として、二酸化ゲ
ルマニウムを用いると有効であることが予想されてい
る。又、射出成形機などの成形機にPENを供給してプ
リフォームを成形し、このプリフォームを延伸ブロー成
形しボトル化される。ところが、上記の方法にて製造さ
れた従来公知のPENはPETに比べ高温で成形する
為、溶融状態での熱安定性が不十分であり、射出成形及
びブロー成形金型に白粉が付着し金型汚れを引き起こ
し、生産性の低下及び成形物への汚れの転写等の問題が
ある。又、熱分解によるアセトアルデヒド(以下、AA
と略記することがある)再生量が多く、ボトル、容器な
どの内容物にこれによる異臭が起こる原因となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、耐熱性が
良好で成形時の金型汚れ及び再生AA量を低減できるポ
リエステル樹脂に関する。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、 項1)ナフタレンジカルボン酸単位を主たる酸成分と
し、エチレングリコール単位を主たるグリコール成分と
し、ガラス転位温度が100℃以上、固有粘度が式
(1)を満足し、粒状物の比表面積が式(2)を満足
し、オリゴマー量が0.7wt%以下、抽出アセトアル
デヒド量が8ppm以下であるポリエステル樹脂であ
り、 0.40≦固有粘度≦0.85 ・・・(1) 1<粒状物の比表面積≦1.35(cm3/g) ・・・(2) 項2)ポリエステル樹脂を製造するにあたって、溶融重
合工程によって得られた樹脂に引き続き固相重合又は結
晶化する工程を行い、得られた樹脂を式(3)を満足す
る温度の水、水蒸気または水蒸気含有ガスに接触させ吸
水率を0.5wt%以上とする工程と引き続き式(4)
を満足する温度で乾燥し水分率を0.01wt%以下と
する工程を行うことを特徴とするポリエステル樹脂の製
造方法である。 Tg−30≦処理温度(℃)≦Tci−80・・・(3) Tg≦乾燥温度(℃)≦Tci−40 ・・・(4) [Tgはガラス転位温度(℃)、Tciは昇温時の結晶
化温度(℃)を示す。]
【0005】以下に本発明について説明する。本発明に
おけるPENは、ポリエチレンー2,6ーナフタレンジ
カルボキシレートのホモポリマーを主たる対象とする
が、ここに「主たる」とは80モル%を超え、好ましく
は85モル%を超えることを言う。従って、20モル%
未満の他の成分が共重合成分又は混合成分として含有さ
れてもよい。例えば2,6ーナフタレンジカルボン酸成
分の一部(20モル%未満)を2,7ー、1,5ー、1,
7ーその他のナフタレンジカルボン酸の異性体或はテレ
フタル酸或はイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、
ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボ
ン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルス
ルホンジカルボン酸等のごとき他の芳香族ジカルボン
酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタ
ル酸等の如き脂環属族ジカルボン酸、アジピン酸、セバ
チン酸、アゼライン酸等の如き脂肪族ジカルボン酸、p
−βーヒドロキシエトキシ安息香酸、εーオキシカプロ
ン酸等の如きオキシ酸等の他の二官能性カルボン酸で置
き換えても良い。更に、エチレングリコール成分の一部
を例えばトリメチレングリコール、テトラメチレングリ
コール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコー
ル、1,1ーシクロヘキサンジメタノール、1,4ーシク
ロヘキサンジメタノール、2,2ービス(4‘ーβーヒ
ドロキシフェニル)プロパン、ビス(4’ーβーヒドロ
キシエトキシフェニル)スルホン酸等の他の多官能化合
物の1種以上で置換して20モル%未満の範囲で共重合
せしめたコポリマーであってもよい。
【0006】上記のような原料を用い、PETと基本的
に同様な方法にてエステル化又はエステル交換反応を行
うことで製造することができる。この際のエステル交換
反応触媒は、コバルト・マンガン・カルシウム・マグネ
シウム化合物等を用いるのが好ましい。引き続き、ゲル
マニウム触媒、リン化合物の存在下にて重縮合反応を行
いプレポリマーを得る。重合反応触媒としては、色相の
面からゲルマニウム化合物として、二酸化ゲルマニウム
を用いるのが好ましく、その中でも結晶形態を有しな
い、いわゆる非晶性二酸化ゲルマニウムを用いたとき通
常の結晶形態を有したものに比べポリマーの析出粒子が
少なく、より透明性の高いものが得られる。非晶性二酸
化ゲルマニウムの添加量としては少なすぎると重合反応
性が低くなって生産性が悪く、逆に多すぎると熱安定性
が劣って熱分解によるアセトアルデヒド量の増加および
色相悪化を招くことから、10〜60mmol%の範囲
が好ましい。
【0007】リン化合物としては正リン酸、次亜リン
酸、亜リン酸等の無機リン酸およびトリメチルホスフェ
ートなどの有機リン酸が選ばれる。
【0008】本発明のポリエステル樹脂の製造方法はエ
ステル化工程又はエステル交換反応工程で得られたエス
テル化物をゲルマニウム触媒の存在下で溶融重合工程ま
たはそれによって得られた樹脂を引き続き固相重合又は
結晶化する工程を行い、得られた樹脂に式(3)を満足
する温度の水、水蒸気または水蒸気含有ガスに接触させ
吸水率を0.5wt%以上とする工程と引き続き式
(4)を満足する温度で乾燥し水分率を0.01wt%
以下とする工程を行うことを特徴とする。 Tg−30≦処理温度(℃)≦Tci−80・・・(3) Tg≦乾燥温度(℃)≦Tci−40 ・・・(4) [Tgはガラス転位温度(℃)、Tciは昇温時の結晶
化温度(℃)を示す。]
【0009】PENはバリア性が良い為、吸水処理はT
g−30(℃)以上の温度で行われ、結晶化度が高まる
と成形時に未溶融物が発生する為、Tci−80(℃)
以下の温度で実施されることが必要である。また、本処
理後、得られたポリマーは色相劣化および加水分解を抑
える為、乾燥を実施するが、乾燥時の劣化による着色及
び固有粘度の低下を抑制するためにTci−40℃以下
の温度で真空下または乾燥窒素ガスを通気しながら乾燥
されることが必要であり、乾燥の効率化の為、Tg以上
の温度で行われることが必要であり、樹脂中の水分率は
0.01wt%以下であることが成形での加水分解によ
る固有粘度低下を抑える為に必要である。吸水及び乾燥
の効率化の為にポリエステル樹脂の粒状物(チップ状)
の比表面積は式(2)の範囲であることが必要である。 1<粒状物の比表面積≦1.35(cm3/g) ・・・(2)
【0010】本発明のポリエステル樹脂の固有粘度は式
(1)に記載の範囲であることが必要であり、溶融重合
における安定生産性確保の為には0.4以上、成形での
流れ性確保の為には0.85以下である必要がある。さ
らに、成形時の金型汚れを低下させる為及び成形品中の
アセトアルデヒド量を低減する為にはポリエステル樹脂
中のオリゴマー量は0.7wt%以下であることが必要
であり、好ましくは0.6wt%以下である。アセトア
ルデヒド抽出量は8ppm以下、好ましくは5ppm以
下である。本発明のポリエステル樹脂は100℃熱水充填
等での耐熱性を確保する観点からガラス転位温度が10
0℃を越えるものであることが必要である。
【0011】かような特性を備えるポリエステル樹脂
は、本発明のポリエステル樹脂の製造方法により製造す
ることができる。
【0012】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。 (1)固有粘度(IV): テトラクロロエタン:フェノ−ル=4:6の混合溶媒と
して35℃で測定した。
【0013】(2)Col−L、b(色相):非晶ポリ
マーは170度×3時間窒素雰囲気下の乾燥機中で熱処
理し、結晶化させた後、カラーマシン社製CM−750
0型カラーマシンで測定した。結晶化ポリマーはそのま
まカラーマシン社製CM−7500型カラーマシンで測
定した。
【0014】(3)アセトアルデヒド抽出量:サンプル
を凍結粉砕した後、バイアル瓶にいれ純水充填後、キャ
ッピングし120℃×1hr処理する。これを室温まで
冷却し、0.1%DNPH溶液及びクロロホルムを加え
振とうしクロロホルム抽出物をガスクロにてアセトアル
デヒド-2,4-シ゛ニトロフェニルヒト゛ラソ゛ン量を測定し、アセトアルテ゛ヒト゛
を定量した。なお、0.1%DNPH溶液とは2,4-シ゛ニト
ロフェニルヒト゛ラシ゛ンをリン酸水溶液に溶解したものである。
【0015】(4)比表面積:内容積100mlの容器
に樹脂チップを充填し、樹脂重量を測定し、単位重量当
たりの容積を測定した。
【0016】(5)オリゴマー量:サンプルをヘキサフ
ロロイソプロパノールに溶解後、クロロホルムを添加、
溶液をゲルパミッションクロマトグラフィにて測定し、
オリゴマー量を算出した。
【0017】(6)熱分析(Tg,Tci):DSCにて測定
(昇温速度5℃/min.)した。
【0018】[実施例1]2、6ーナフタレンジカルボ
ン酸ジメチルエステル100部(以下、重量部を部と略
記する)とエチレングリコール(EGと略記する)51
部とを酢酸コバルト四水塩0.02部(0.8モル)、
酢酸カルシウム一水塩0.014部(0.8モル)及び
酢酸マグネシウム四水塩0.044部(2.1モル)を
エステル交換触媒として用い、常法に従ってエステル交
換反応させ、非晶性二酸化ゲルマニウムのEG1%溶液
1.58部(1.6モル)添加したのち、トリメチルフ
ォスフェート0.047部(3.4モル)を添加し、エ
ステル交換反応を終了せしめた。次に引き続き常法通り
高温高真空下で重縮合反応を行い、その後ストランド型
のチップとした。得られたポリマーの固有粘度は0.
5、オリゴマー量は0.5wt%で有り、重合時間は7
0分であった。更に、常法によりこのプレポリマーを固
相重合した。得られたポリマーの固有粘度は0.65、
ガラス転位温度は118℃、Tciは220℃、比表面
積は1.2cm3/g、アセトアルデヒド抽出量は4pp
m、Col−bは0であった。また、90℃の水蒸気下
にて10時間処理した。吸水率は0.56%、固有粘度
は0.648であった。引き続き窒素を通気しながら1
60℃×8時間乾燥を実施した。得られたポリマーのア
セトアルデヒド抽出量は4ppm、固有粘度は0.64
5、水分率は0.003%、Col−bは0.3であっ
た。ついで本ポリマーを射出成形機を用いシリンダー温
度305℃でプリフォームを成形した。プリフォーム中
のアセトアルデヒド量は15ppm、オリゴマー量は
0.53wt%で金型汚れは無かった。
【0019】本プリフォームを用い1.5Lボトルを成
形し、100℃の熱水を充填し、3分後冷却した。この
結果、容積収縮率は0.3%であった。
【0020】[実施例2]2、6ーナフタレンジカルボ
ン酸ジメチルエステル93部とジメチルテレフタレート
6部とエチレングリコール(EGと略記する)51部と
を酢酸コバルト四水塩0.02部(0.8モル)、酢酸
カルシウム一水塩0.014部(0.8モル)及び酢酸
マグネシウム四水塩0.044部(2.1モル)をエス
テル交換触媒として用い、常法に従ってエステル交換反
応させ、非晶性二酸化ゲルマニウムのEG1%溶液1.
58部(1.6モル)添加したのち、トリメチルフォス
フェート0.047部(3.4モル)を添加し、エステ
ル交換反応を終了せしめた。次に引き続き常法通り高温
高真空下で重縮合反応を行い、その後ストランド型のチ
ップとした。得られたポリマーの固有粘度は0.56、
オリゴマー量は0.55wt%で有り、重合時間は80
分であった。更に、常法によりこのプレポリマーを固相
重合した。得られたポリマーの固有粘度は0.75、ア
セトアルデヒド抽出量は5.7ppm、ガラス転位温度
は114℃、Tciは220℃、比表面積は1.3cm3/
g、Col−bはー0.2であった。また、90℃の水
蒸気下にて10時間処理した。得られたポリマーの固有
粘度は0.746、水分率は0.7%であった。引き続
き窒素を通気しながら乾燥を実施した。得られたポリマ
ーの固有粘度は0.745、水分率は0.002%、C
ol−bは0であった。ついで本ポリマーを射出成形機
を用いシリンダー温度305℃でプリフォームを成形し
た。プリフォーム中のアセトアルデヒド量は13pp
m、オリゴマー量は0.57%で金型汚れはなかった。
【0021】本プリフォームを用い1.5Lボトルを成
形し、100℃の熱水を充填し、3分後冷却した。この
結果、容積収縮率は0.6%であった。
【0022】[実施較例3〜8、比較例1〜4]実施例
1,2に基づきポリマー品質、処理条件を変更し実施し
た。また、これらの得られたポリマー品質及び各評価結
果についても併せて表1に示した。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性が良好で成形時
のアセトアルデヒド生成量を低減及び金型汚れを抑制で
きるポリエステル樹脂を提供することができる。このポ
リエステル樹脂はボトル用として特に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J029 AA03 AB01 AB04 AC01 AD01 AD07 AD10 AE01 AE03 BA03 CC06A JA091 JF361 KB05 KE12 KF02 KH03 KH06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ナフタレンジカルボン酸単位を主たる酸
    成分とし、エチレングリコール単位を主たるグリコール
    成分とし、ガラス転位温度が100℃以上、固有粘度が
    式(1)を満足し、粒状物の比表面積が式(2)を満足
    し、オリゴマー量が0.7wt%以下、抽出アセトアル
    デヒド量が8ppm以下であるポリエステル樹脂。 0.40≦固有粘度≦0.85 ・・・(1) 1<粒状物の比表面積≦1.35(cm3/g) ・・・(2)
  2. 【請求項2】 ポリエステル樹脂を製造するにあたっ
    て、溶融重合工程によって得られた樹脂に引き続き固相
    重合又は結晶化する工程を行い、得られた樹脂を式
    (3)を満足する温度の水、水蒸気または水蒸気含有ガ
    スに接触させ吸水率を0.5wt%以上とする工程と引
    き続き式(4)を満足する温度で乾燥し水分率を0.0
    1wt%以下とする工程を行うことを特徴とするポリエ
    ステル樹脂の製造方法。 Tg−30≦処理温度(℃)≦Tci−80・・・(3) Tg≦乾燥温度(℃)≦Tci−40 ・・・(4) [Tgはガラス転位温度(℃)、Tciは昇温時の結晶
    化温度(℃)を示す。]
  3. 【請求項3】 ポリエステル中のゲルマニウム化合物含
    有量が10〜60mmol%である請求項1に記載のポ
    リエステル樹脂。
  4. 【請求項4】 ポリエステル樹脂を製造するにあたっ
    て、溶融重合工程によって得られた樹脂に引き続き固相
    重合又は結晶化する工程を行い、得られた樹脂を式
    (3)を満足する温度の水、水蒸気または水蒸気含有ガ
    スに接触させ吸水率を0.5wt%以上とする工程と引
    き続き式(4)を満足する温度で乾燥し水分率を0.0
    1wt%以下とする工程を行うことを特徴とするポリエ
    ステル樹脂の製造方法で製造された、請求項1記載のポ
    リエステル樹脂。 Tg−30≦処理温度(℃)≦Tci−80・・・(3) Tg≦乾燥温度(℃)≦Tci−40 ・・・(4) [Tgはガラス転位温度(℃)、Tciは昇温時の結晶
    化温度(℃)を示す。]
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101818266B1 (ko) 2009-12-17 2018-01-12 미쯔비시 케미컬 주식회사 폴리카보네이트디올 함유 조성물 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 폴리우레탄 및 그 제조 방법

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