JP2000219731A - 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Info
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Abstract
よび再溶融時の環状三量体の増加を抑制でき、成形加工
時の金型汚れ、ダイス汚れを発生させにくいポリエステ
ル樹脂を提供する。 【解決手段】テレフタル酸とエチレングリコールを主成
分とするポリエステルであって、ポリエステル中に含ま
れるアンチモン、チタン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛か
らなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素Mと、
ポリエステル中に含まれるスルホン酸基Nとのモル比が
N/M≧0.01であるポリエステル樹脂。
Description
フィルム、繊維成形用に用いられるポリエステル樹脂お
よびその製造方法に関し、さらに詳しくはポリエステル
樹脂および成形品の製造工程において発生する環状三量
体を抑制し、金型汚れおよびダイス汚れが発生しにくい
ポリエステル樹脂およびその製造方法に関するものであ
る。
下PETと記す)に代表されるポリエステルは、優れた
機械的特性、耐熱性、耐薬品性を有するためにボトル、
フィルム、シート、繊維として広く使用されている。
たはそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールま
たはその誘導体を触媒の存在下に液相重縮合し、さらに
必要に応じて固相重縮合して得られる。そして、ポリエ
ステル成形品は、このポリエステル樹脂を加熱溶融した
後所定の形状に押出すことにより製造される。例えばボ
トルは、ポリエステル樹脂を射出成形機などの成形機に
供給してプリフォームを形成し、このプリフォームを所
定形状の金型に挿入してブロー成形し、さらにヒートセ
ットして得られるのが一般的である。
ポリエステル樹脂は、環状三量体を主成分とする多量の
オリゴマーを含んでおり、このオリゴマー成分が金型表
面に付着し金型汚れとなる。金型汚れはボトル表面の肌
荒れや白化の原因となるため、生産ラインを停止して金
型汚れを除去する必要があり、生産効率が低下するとい
う問題がある。また、シート、フィルム、繊維の成形工
程においても同様に、オリゴマーが原因となるダイス汚
れによる生産効率の低下が発生している。
開平8−283393号公報や特開平8−283394
号公報には、液相重縮合工程および固相重縮合工程を経
て得られたポリエステル樹脂を水と接触させることによ
り成形時に発生する環状三量体を抑制できることが提案
されている。
状三量体の増加は抑制できるが、液相重縮合時に発生し
たポリエステル樹脂中に含有される環状三量体の低減に
は長時間の固相重縮合工程を必要とし、その含有量の抑
制は限界が生じる。また、シート、フィルム、繊維用の
ポリエステル樹脂は、固相重縮合を行わないのが一般的
であり、前述の技術はボトル用途にその使用範囲が制限
されてしまう。
めの工程を必要とするため、このようなポリエステル樹
脂製造には生産効率の低下が起こるうえに、ポリエステ
ル−水接触設備の建設コスト及び操業維持コストが必要
となり非経済的である。
従来技術の問題点を解消し、液相重縮合後のポリエステ
ル樹脂に含有される環状三量体量および再溶融時の環状
三量体増加量を抑制でき、成形加工時の金型汚れおよび
ダイス汚れを発生させにくいポリエステル樹脂を提供す
ることにある。
酸とエチレングリコールを主成分とするポリエステルで
あって、ポリエステル中に含まれるアンチモン、チタ
ン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛からなる群から選ばれる
少なくとも1種の金属元素Mと、ポリエステル中に含ま
れる下記式で示されるスルホン酸基Nとのモル比がN/
M≧0.01であることを特徴とするポリエステル樹脂
によって達成される。 −SO3X [化3] Xは水素またはナトリウム。
ングリコールを主成分とするポリエステルであって、ポ
リエステル中に含まれるアンチモン、チタン、ゲルマニ
ウム、スズ、亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも1
種の金属元素Mと、ポリエステル中に含まれる下記式で
示されるスルホン酸基Nとのモル比がN/M≧0.01
であることを特徴とするポリエステル樹脂である。 −SO3X [化4] Xは水素またはナトリウム。
カルボン酸成分としては、アジピン酸、シュウ酸、マロ
ン酸、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪
族ジカルボン酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジ
カルボン酸、ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカ
ルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジ
カルボン酸、ダイマー酸などが挙げられる。これらは単
独でも2種以上を使用することもできるが、ジカルボン
酸成分全体の5モル%以下であることが好ましい。
外のグリコール成分としては、ジエチレングリコール、
ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール、ポリアルキレングリコール、
ビスフェノールAまたはビスフェノールSのジエトキシ
化合物などが挙げられる。これらは単独でも2種以上を
使用することもできるが、ジオール成分全体の5モル%
以下であることが好ましい。
酸またはそのエステル形成性誘導体と、エチレングリコ
ールまたはその誘導体とを主成分とする原料を、アンチ
モン、チタン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛からなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の金属元素含有化合物を触媒
として、エステル化反応工程、液相重縮合反応工程、さ
らに必要に応じて固相重合反応工程により製造される。
の温度で、0.2〜3kg/cm2の圧力において行わ
れる。この際、エチレングリコールは還流され、テレフ
タル酸とエチレングリコールとのエステル化反応によっ
て生成した水のみ系外に放出される。このエステル化反
応工程において、塩基性化合物を少量添加した場合、ジ
エチレングリコールなどの副反応生成物の少ないポリエ
ステルが得られる。このような塩基性化合物として、ト
リエチルアミン、トリブチルアミン、ベンジルメチルア
ミンなどの3級アミン、水酸化テトラエチルアンモニウ
ム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化トリメチ
ルベンジルアンモニウムなどの4級アミンなどが挙げら
れる。
ン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛からなる群から選ばれる
少なくとも1種の金属元素含有化合物触媒の存在下、下
記式で示される有機スルホン酸化合物を添加し、250
〜300℃の温度で、13.3〜665Paの減圧下に
おいて行われる。液相重縮合反応工程では、上記エステ
ル化反応工程において得られたテレフタル酸とエチレン
グリコールとの低次縮合物から、未反応のエチレングリ
コールを系外に留去させる。 Yn−(R)−(SO3X)m [化5] ただし、Rはアルキル基、シクロアルキル基、アラルキ
ル基または芳香族基、Xは水素またはナトリウム、Yは
水酸基またはカルボキシル基、mは1〜3の整数、nは
0〜3の整数。
は、二酸化ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラエトキシ
ド、ゲルマニウムテトラブトキシドなどのゲルマニウム
化合物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酒石酸
アンチモン、酢酸アンチモンなどのアンチモン化合物、
テトラブチルチタネートなどのチタン化合物、酢酸スズ
などのスズ化合物、酢酸亜鉛などの亜鉛化合物が挙げら
れる。中でも、得られる樹脂の色調および透明性の点で
ゲルマニウム化合物が好ましい。重縮合反応触媒は、所
定触媒濃度の水溶液またはエチレングリコール溶液とし
て添加される。
エステルの酸成分1モルに対して1×10-5〜1×10
-3モルの量であることが、重縮合反応速度の点から好ま
しい。
ルの熱分解などの副反応を防止するために安定剤を添加
しても良い。安定剤としては、トリメチルリン酸、トリ
エチルリン酸、トリフェニルリン酸などのリン酸エステ
ル、亜リン酸、ポリリン酸などのリン化合物、ヒンダー
ドフェノール系の化合物などが挙げられる。
の酸成分1モルに対して1×10-5〜1×10-3モルの
量であることが、熱分解防止効果および重縮合反応速度
の点から好ましい。
リエステルの極限粘度は、0.40〜0.70dl/g
である。また、必要に応じて固相重縮合反応により極限
粘度0.60〜1.00dl/gのポリエステルを得る
こともできる。固相重縮合反応は、160〜220℃の
温度で、減圧下または不活性ガス雰囲気下、5〜40時
間行われる。
ホン酸化合物としては、5−スルホサリチル酸、スルホ
安息香酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、スルホ酢酸、ナフタレンジスルホン酸、トル
エンスルホン酸、5−スルホサリチル酸ナトリウム、ス
ルホ安息香酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、スルホイソフタル酸ナトリウムなどが挙げられる。
有機スルホン酸化合物は、所定触媒濃度の水溶液または
エチレングリコール溶液として添加される。
るポリエステルの酸成分1モルに対してスルホン酸基が
1×10-5〜1×10-3モルの量であることが、得られ
るポリエステル樹脂中の環状三量体量を抑制できる点か
ら好ましい。スルホン酸基量が1×10-5モルより少な
い場合、環状三量体量を抑制する効果が不十分であり、
また1×10-3モルを超えた場合、ジエチレングリコー
ルなどの副反応生成物が多量に発生し、得られるポリエ
ステル樹脂の耐熱性低下の原因となる。
ンチモン、チタン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛からなる
群から選ばれる少なくとも1種の金属元素Mと、ポリエ
ステル樹脂中に含まれるスルホン酸基Nとのモル比は、
N/M≧0.01である。N/Mが0.01に満たない
場合、得られるポリエステル樹脂中の環状三量体量を抑
制する効果が不十分である。
リエステル樹脂中に含まれる環状三量体量は、0.1〜
1.0重量%である。通常の重合方法で得られた液相重
縮合後のポリエステル樹脂中に含まれる環状三量体量
は、1.2〜1.5重量%である。(日刊工業新聞社発
行「飽和ポリエステル樹脂ハンドブック」)このような
ポリエステル樹脂中の環状三量体の低減には、長時間の
固相重合反応を必要とし、生産効率の低下が問題であ
る。
後の環状三量体の増加量は0〜0.1重量%である。環
状三量体の増加量とは、加熱溶融前のポリエステル樹脂
中に含まれる環状三量体量W0と、ポリエステル樹脂を
加熱溶融後段付き角板に成形した後角板中に含まれる環
状三量体量W1との差W1−W0で示される。段付き角
板の成形は、射出成形機などの成形機を用いて、通常ポ
リエステル樹脂の成形温度290℃にて行われる。
の含有量が極めて少なく、また再溶融時の環状三量体の
増加量も抑制できるため、金型汚れおよびダイス汚れを
発生しにくい。したがって、ボトル、シート、フイル
ム、繊維などの製品を製造する際に、金型などの汚れ除
去のためのロス時間を短縮でき、生産効率を大幅に改善
できる。また、得られた製品の肌荒れや白化を防止する
ことができる。
る。各物性の測定および評価は下記の方法に従った。
60/40(重量比)の混合液に溶かし、自動粘度測定
装置(柴山科学製 SS−270LC)を用いて20℃
にて測定した。
M−4,SM−5)にて測定した。L値は明度(値が大
きいほど明るい)、a値は赤〜緑系の色相(+は赤味、
−は緑味)、b値は黄〜青系の色相(+は黄味,−は青
味)を表す。色調は、L値が大きいほど、a値は0に近
いほど、b値は0〜−1の範囲が良好である。
ーズメーター(日本電色製 ヘーズメーター300A)
によりJIS K 7105に準じて測定した。
(セイコー電子工業製SPS1500VR)により測定
した。
素を酸化法電量滴定(三菱化学製 全塩素・硫黄分析装
置TSX−10)にて定量することで行った。
ル:クロロホルム=1:1溶液に溶解した後、アセトニ
トリルを加えてポリマーを析出させる。濾過洗浄後、濾
液を液体クロマトグラフ(日立製作所(株)製 710
0)にて分析定量した。
と、エチレングリコールをグリコール成分が酸成分に対
してモル比1.2となるように仕込み、250℃、2.
0kg/cm2にてエステル化反応を行った。エステル
化反応終了後、表1に示した所定量の二酸化ゲルマニウ
ムおよび有機スルホン酸化合物を加え、285℃、13
3Paの減圧下で重縮合反応を行なった。二酸化ゲルマ
ニウムは0.8重量%の水溶液で、有機スルホン酸化合
物は、5.0重量%水溶液として添加した。得られたポ
リエチレンテレフタレートの物性を表1に示す。
(株)製)を用いて、成形温度290℃にて成形した。
角板の物性を表1に示す。
210℃、133Paの減圧下、10時間固相重合を行
った。固相重合後のポリエチレンテレフタレートを用い
て実施例1と同様の実験を行った。結果を表2に示す。
触媒を使用する以外は、実施例1と同様の試験を行っ
た。結果を表3に示す。
以外は、実施例1と同様の実験を行った。結果を表3に
示す。
0℃、133Paの減圧下、10時間固相重合を行っ
た。固相重合後のポリエチレンテレフタレートを用いて
実施例1と同様の実験を行った。結果を表3に示す。
える以外は、比較例2と同様の実験を行った。結果を表
3に示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 テレフタル酸とエチレングリコールを主
成分とするポリエステルであって、ポリエステル中に含
まれるアンチモン、チタン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛
からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素M
と、ポリエステル中に含まれる下記式で示されるスルホ
ン酸基Nとのモル比が、N/M≧0.01であることを
特徴とするポリエステル樹脂。 −SO3X [化1] Xは水素またはナトリウム - 【請求項2】 環状三量体の含有量が0.1〜1.0重
量%である液相重縮合によって得られた請求項1記載の
ポリステル樹脂。 - 【請求項3】 ポリエステルを加熱溶融した後の環状三
量体の増加量が0〜0.1重量%である請求項1または
請求項2に記載のポリエステル樹脂。 - 【請求項4】 テレフタル酸またはそのエステル形成性
誘導体と、エチレングリコールまたはその誘導体とを、
アンチモン、チタン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛からな
る群から選ばれる少なくとも1種の金属元素含有化合物
を触媒として重合反応によりポリエステルを製造するに
際し、下記式で示される有機スルホン酸化合物を添加す
ることを特徴とするポリエステル樹脂の製造方法。 Yn−(R)−(SO3X)m [化2] ただし、Rはアルキル基、シクロアルキル基、アラルキ
ル基または芳香族基、Xは水素またはナトリウム、Yは
水酸基またはカルボキシル基、mは1〜3の整数、nは
0〜3の整数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11021387A JP2000219731A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | ポリエステル樹脂およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11021387A JP2000219731A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | ポリエステル樹脂およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000219731A true JP2000219731A (ja) | 2000-08-08 |
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ID=12053678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11021387A Pending JP2000219731A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | ポリエステル樹脂およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000219731A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6783827B2 (en) | 2002-12-20 | 2004-08-31 | Nan Ya Plastics Corporation | Method or decreasing the cyclic oligomer content in polyester product |
JP2011095470A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Dic Corp | 電子写真トナー用ポリエステル樹脂組成物及び電子写真トナー |
CN111116876A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 长垣县源宏包装新材料有限公司 | 一种利用芳香族羟基磺酸盐抑制pet聚酯成型过程齐聚物的生产方法 |
JP2020525693A (ja) * | 2017-06-27 | 2020-08-27 | マン ジャン | ジオセル及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11021387A patent/JP2000219731A/ja active Pending
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CN111116876A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 长垣县源宏包装新材料有限公司 | 一种利用芳香族羟基磺酸盐抑制pet聚酯成型过程齐聚物的生产方法 |
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