JP2001192441A - Copolyester and its manufacturing method - Google Patents

Copolyester and its manufacturing method

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JP2001192441A
JP2001192441A JP2000005277A JP2000005277A JP2001192441A JP 2001192441 A JP2001192441 A JP 2001192441A JP 2000005277 A JP2000005277 A JP 2000005277A JP 2000005277 A JP2000005277 A JP 2000005277A JP 2001192441 A JP2001192441 A JP 2001192441A
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mol
acid
sip
compound
molecular weight
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JP2000005277A
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Japanese (ja)
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Masayuki Kinugawa
雅之 衣川
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Nippon Ester Co Ltd
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Nippon Ester Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copolyester and its manufacturing method suitable for a container or the like having gas barrier property, having high molecular weight and excellent in impact resistance, good in transparency and low in generation of a cyclic oligomer. SOLUTION: This copolyester comprises acid components comprising isophthalic acid, terephtahlic acid and an alkali metal salt of 5-sulfoisophthalic acid or an alkali earth metal salt of 5-sulfoisophthalic acid, and their mole ratio satisfies a specific formula and ethylene glycol and including copolymerized phosphorus compounds in amount of 1×10-4-200×10-4 mole per mole of the acid components, and the solution haze of the copolyester is <=15% and number average molecular weight >=10,000.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスバリヤー性、
耐衝撃性、透明性等に優れ、環状オリゴマーの発生量の
少ない高分子量の共重合ポリエステルと、これを安価
に、安定して製造する方法に関するものである。
The present invention relates to a gas barrier,
The present invention relates to a high-molecular-weight copolyester excellent in impact resistance, transparency and the like and generating a small amount of cyclic oligomers, and a method for stably producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート( PETとい
う。)は、機械的特性、化学的安定性、透明性等に優れ
ており、また軽量、安価であるため、各種の容器、フィ
ルム及びシート等の包装材料として広く用いられてい
る。しかし、 PETは、ポリオレフィン等の他の熱可塑性
樹脂に比べればガスバリヤー性が優れているものの、用
途によってはガスバリヤー性が不十分である。例えば、
炭酸飲料、ワイン等の飲料用容器あるいは医療品用容器
等においては、内容物を保存するという観点から特に厳
しいガスバリヤー性が要求されるが、 PETからなる容器
ではこの要求を十分満足させることができなかった。
2. Description of the Related Art Polyethylene terephthalate (PET) is excellent in mechanical properties, chemical stability, transparency, etc., and is lightweight and inexpensive, so it can be used as a packaging material for various containers, films and sheets. Widely used as. However, although PET has a better gas barrier property than other thermoplastic resins such as polyolefin, the gas barrier property is insufficient for some applications. For example,
Containers for beverages such as carbonated beverages, wine, etc. or containers for medical products require particularly strict gas barrier properties from the viewpoint of preserving the contents, but containers made of PET can sufficiently satisfy this requirement. could not.

【0003】ガスバリヤー性の改善されたポリエステル
容器として、特開昭59-64624号公報には、ポリエチレン
イソフタレート又はポリ(エチレンイソフタレート/エ
チレンテレフタレート)の共重合体からなるものが開示
されている。しかし、ポリ(エチレンイソフタレート/
エチレンテレフタレート)系共重合体ポリエステル(PE
ITという。)において、ポリエチレンイソフタレートの
量が多くなると大量のオリゴマーが形成され、これらが
重合中に昇華することにより、重合缶内や溜出系内に付
着し、真空経路、溜出経路を閉塞してしまうという問題
があった。さらに、これらが成形品に異物として混入す
るという問題もあった。
As a polyester container having improved gas barrier properties, JP-A-59-64624 discloses a container made of polyethylene isophthalate or a copolymer of poly (ethylene isophthalate / ethylene terephthalate). . However, poly (ethylene isophthalate /
Ethylene terephthalate) copolymer polyester (PE
IT. )), When the amount of polyethylene isophthalate increases, a large amount of oligomers are formed, and these sublimate during polymerization, adhere to the inside of the polymerization can or the distilling system, and block the vacuum path and the distilling path. There was a problem that it would. Further, there is a problem that these are mixed as foreign matter into the molded article.

【0004】また、特開昭59-64625号公報には環状オリ
ゴマーの発生量を抑制する方法として、プロトン酸触媒
を用いる方法が開示されているが、プロトン酸を用いる
と、PEIT中に脂肪族成分のジエチレングリコールが増加
し、耐衝撃強度が低くなってしまい、成形品にした際に
十分な強度が得られない、さらには、ガスバリアー性が
低下してしまうという問題があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-64625 discloses a method using a proton acid catalyst as a method for suppressing the generation amount of cyclic oligomers. However, when a proton acid is used, aliphatic acid is contained in PEIT. There is a problem that the component diethylene glycol is increased, the impact strength is lowered, and sufficient strength is not obtained when a molded article is formed, and further, the gas barrier property is reduced.

【0005】さらに、PEITのガスバリヤー性を保持した
まま、昇華物を低減させる方法としてイソフタル酸を用
いると共に、ジヒドロキシ化合物としてエチレングリコ
ールと共に1,3−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベ
ンゼンを共重合したPEIT(特公昭63-40444号公報)及び
これらのPEITと PET等をブレンドする方法(特開平1−
49384 号公報)が提案されている。しかし、これらのPE
ITを用いた場合、昇華物の発生は抑制されるが、成型品
にした際に十分な耐衝撃性が得られないという問題があ
った。また、重縮合触媒としてアンチモン化合物を用い
た場合、ゲルマニウム化合物と比べ、PEITの色調が悪化
してしまうという問題があった。
Further, while maintaining the gas barrier properties of PEIT, isophthalic acid was used as a method for reducing sublimates, and 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) benzene was copolymerized with ethylene glycol as a dihydroxy compound. PEIT (Japanese Patent Publication No. Sho 63-40444) and a method of blending these PEIT with PET and the like (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 49384) has been proposed. But these PE
When IT is used, the generation of sublimates is suppressed, but there is a problem in that a sufficient impact resistance cannot be obtained when molded. Further, when an antimony compound is used as a polycondensation catalyst, there is a problem that the color tone of PEIT is deteriorated as compared with a germanium compound.

【0006】ガスバリアー性向上のために、水素結合等
の因子とモノマー成分の平面構造等の因子の併用導入の
例は過去にあるものの、より十分な効果を発現させるに
は至らなかった。一方、リン化合物を添加したPEITも提
案されているが、これらの例ではリン化合物はポリマー
主鎖中に導入されていないため、耐衝撃強度、透明性、
低オリゴマー性において、より十分な効果を発現させる
には至らなかった。
[0006] Although there has been an example of introducing a combination of a factor such as a hydrogen bond and a factor such as a planar structure of a monomer component in order to improve gas barrier properties, it has not been possible to achieve a more satisfactory effect. On the other hand, PEIT to which a phosphorus compound is added has also been proposed, but in these examples, since the phosphorus compound is not introduced into the polymer main chain, impact strength, transparency,
In the case of the low oligomer property, a more sufficient effect was not achieved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、ガスバリヤー性容器用等に適する、高分子量
で、透明性、耐衝撃性に優れ、環状オリゴマーの発生量
の少ない共重合ポリエステルと、これを安価に、安定し
て製造する方法を提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and is suitable for use as a gas barrier container, etc., and has a high molecular weight, excellent transparency and impact resistance, and a small amount of cyclic oligomers generated. An object of the present invention is to provide a polymerized polyester and a method for producing it stably at low cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、次のとおりである。 (1) イソフタル酸、テレフタル酸、及び5-アルカリ金属
スルホイソフタル酸又は5-アルカリ土類金属スルホイソ
フタル酸からなり、そのモル比が下記式〜を満足す
る酸成分と、エチレングリコールからなり、リン化合物
成分が酸成分1モルに対して1×10-4〜 200×10-4モル
共重合されており、かつ溶液ヘーズが15%以下、数平均
分子量が10000 以上であることを特徴とする共重合ポリ
エステル。 〔IPA 〕+〔TPA 〕+〔SIP 〕= 100モル% 10モル%≦〔IPA 〕+〔SIP 〕< 100モル% 1 モル%≦〔SIP 〕≦20モル% ここで、〔IPA 〕、〔TPA 〕及び〔SIP 〕は、それぞれ
イソフタル酸、テレフタル酸及び、5-アルカリ金属スル
ホイソフタル酸又は5-アルカリ土類金属スルホイソフタ
ル酸の含有量を表し、単位は「モル%」である。(2) ポ
リエチレンテレフタレートオリゴマーに、イソフタル
酸、5-アルカリ金属スルホイソフタル酸又は5-アルカリ
土類金属スルホイソフタル酸、及びエチレングリコール
を上記(1) に記載する比率で添加し、エステル化反応を
行った後、重縮合触媒としてアンチモン化合物及びコバ
ルト化合物を下記式〜を満足する量で添加し、数平
均分子量が 10000以上となるまで重縮合反応を行うこと
を特徴とする共重合ポリエステルの製造法。 2×10-4≦〔Sb〕≦12×10-4 1×10-4≦〔Co〕≦4×10-4 〔P〕/〔Sb〕≧0.5 〔P〕/〔Co〕≧1 ここで、〔Sb〕、〔Co〕及び〔P〕は、それぞれア
ンチモン化合物、コバルト化合物及びリン化合物の添加
量を表し、単位は「×10-4モル/酸成分モル」である。
The present invention solves the above-mentioned problems, and the gist thereof is as follows. (1) isophthalic acid, terephthalic acid, and 5-alkali metal sulfoisophthalic acid or 5-alkali earth metal sulfoisophthalic acid, the mole ratio of which satisfies the following formula: The compound component is copolymerized in an amount of 1 × 10 −4 to 200 × 10 −4 mol per 1 mol of the acid component, and has a solution haze of 15% or less and a number average molecular weight of 10,000 or more. Polymerized polyester. [IPA] + [TPA] + [SIP] = 100 mol% 10 mol% ≦ [IPA] + [SIP] <100 mol% 1 mol% ≦ [SIP] ≦ 20 mol% where [IPA], [TPA ] And [SIP] represent the contents of isophthalic acid, terephthalic acid and 5-alkali metal sulfoisophthalic acid or 5-alkali earth metal sulfoisophthalic acid, respectively, and the unit is "mol%". (2) To the polyethylene terephthalate oligomer, isophthalic acid, 5-alkali metal sulfoisophthalic acid or 5-alkali earth metal sulfoisophthalic acid, and ethylene glycol are added at the ratio described in (1) above, and an esterification reaction is performed. And then adding an antimony compound and a cobalt compound as polycondensation catalysts in amounts satisfying the following formulas and performing a polycondensation reaction until the number average molecular weight becomes 10,000 or more. 2 × 10 -4 ≦ [Sb] ≦ 12 × 10 -4 1 × 10 -4 ≦ [Co] ≦ 4 × 10 -4 [P] / [Sb] ≧ 0.5 [P] / [Co] ≧ 1 , [Sb], [Co] and [P] represent the added amounts of the antimony compound, the cobalt compound and the phosphorus compound, respectively, and the unit is “× 10 −4 mol / mol of acid component”.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の共重合ポリエステル(PEIT という。)
は、酸成分がイソフタル酸(IPA) 、テレフタル酸(TPA)
、5-アルカリ金属−スルホイソフタル酸又は5-アルカ
リ土類金属−スルホイソフタル酸(SIP)、ジオール成分
がエチレングリコール(EG)からなり、 IPA単位、 TPA単
位、 SIP単位のモル比が前記式〜を満足するもので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The copolymerized polyester of the present invention (referred to as PEIT).
The acid component is isophthalic acid (IPA), terephthalic acid (TPA)
, 5-alkali metal-sulfoisophthalic acid or 5-alkali earth metal-sulfoisophthalic acid (SIP), the diol component comprising ethylene glycol (EG), and the molar ratio of IPA unit, TPA unit, SIP unit is represented by the above formula. Is satisfied.

【0010】IPAの割合が前記式より少ないと、ガスバ
リヤー性が不十分となる。なお、IPA の末端カルボン酸
は、酸の形でもメタノール等のアルコール、EG等のグリ
コールによってエステル化されたものを用いてもよい。
一方、 SIPの割合が前記式より少ないと、IPA 単位と併
用したガスバリアー性の向上効果が不十分になる。逆
に、 SIP単位が多すぎると、本発明のPEIT製造時に脂肪
族成分であるジエチレングリコール単位が多く副成し、
ガスバリアー性が悪化する。
When the proportion of IPA is smaller than the above formula, the gas barrier property becomes insufficient. The terminal carboxylic acid of IPA may be in the form of an acid or esterified with an alcohol such as methanol or a glycol such as EG.
On the other hand, if the proportion of SIP is smaller than the above formula, the effect of improving the gas barrier properties in combination with the IPA unit becomes insufficient. Conversely, if there are too many SIP units, many diethylene glycol units, which are aliphatic components, are by-produced during the production of the PEIT of the present invention,
Gas barrier properties deteriorate.

【0011】ここで、 SIP単位への配位金属は、アルカ
リ金属の他にアルカリ土類金属でもよく、その例とし
て、リチウム、ベリリウム、カリウム、ナトリウム、カ
ルシウム、マグネシウム等が挙げられるが、ナトリウム
を用いるのが望ましい。さらに、 SIPの末端カルボン酸
は、酸の形でもメタノール等のアルコール、EG等のグリ
コールによってエステル化されたものを用いてもよい。
Here, the coordination metal to the SIP unit may be an alkaline earth metal in addition to the alkali metal, and examples thereof include lithium, beryllium, potassium, sodium, calcium, magnesium and the like. It is desirable to use. Further, the terminal carboxylic acid of the SIP may be in the form of an acid or esterified with an alcohol such as methanol or a glycol such as EG.

【0012】また、 本発明のPEITは、リン化合物成分が
酸成分1モルに対して1×10-4〜 200×10-4モル共重合
されていることが必要である。リン化合物の共重合量が
1×10-4モルよりも少ないと、環状オリゴマー量が多く
なるばかりでなく、色調と透明性が劣ったものとなる。
一方、リン化合物の共重合量が 200×10-4モルを超える
と、PEITがゲル化して成形に供することができなくな
る。
The PEIT of the present invention requires that the phosphorus compound component be copolymerized in an amount of 1 × 10 -4 to 200 × 10 -4 mol per 1 mol of the acid component. When the copolymerization amount of the phosphorus compound is less than 1 × 10 −4 mol, not only the amount of the cyclic oligomer increases, but also the color tone and the transparency become poor.
On the other hand, if the amount of the phosphorus compound exceeds 200 × 10 −4 mol, the PEIT gels and cannot be used for molding.

【0013】共重合に用いるリン化合物は、リン酸又は
そのエステル(モノ−、ジ−及びトリ−エステル)が望
ましい。具体的にはリン酸トリメチル、リン酸トリエチ
ル、リン酸トリフェニル及びリン酸トリス−2−ヒドロ
キシエチル等が挙げられる。
The phosphorus compound used for the copolymerization is preferably phosphoric acid or its ester (mono-, di- and tri-ester). Specific examples include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate and tris-2-hydroxyethyl phosphate.

【0014】さらに、本発明のPEITは、溶液ヘーズが15
%以下であることが必要であり、溶液ヘーズが15%を超
えると、成形品にした際に透明性が劣ったものとなり、
外観を損ねる。また、PEITの数平均分子量は 10000以上
であることが必要であり、さらには 12000以上であるこ
とが望ましい。数平均分子量が 10000未満になると、成
形品として十分な強度が得られず、耐衝撃性が低下す
る。
Furthermore, the PEIT of the present invention has a solution haze of 15
% Or less, and when the solution haze exceeds 15%, the transparency becomes inferior when molded.
Impairs appearance. Also, the number average molecular weight of PEIT needs to be 10,000 or more, and more preferably 12,000 or more. If the number average molecular weight is less than 10,000, sufficient strength as a molded article cannot be obtained, and the impact resistance decreases.

【0015】次に、本発明のPEITの製造法について説明
する。まず、 TPAとEGとを常法でエステル化して PETオ
リゴマーを得る。次いで、このオリゴマーにIPA 、EG、
SIP 及びリン化合物を所定の共重合組成となるように添
加し、常圧あるいは微加圧下、温度 200〜 250℃で副生
する水を系外に除去しながらエステル化反応を行う。
Next, a method of manufacturing the PEIT of the present invention will be described. First, TPA and EG are esterified by a conventional method to obtain a PET oligomer. The oligomer is then given IPA, EG,
The SIP and the phosphorus compound are added so as to have a predetermined copolymer composition, and the esterification reaction is carried out under normal pressure or slight pressure at a temperature of 200 to 250 ° C. while removing by-product water out of the system.

【0016】ここで、リン化合物添加後のエステル化反
応時間は特に限定されるものではないが、あまりにも短
時間であると、オリゴマーとリン化合物との反応が不十
分となり、PEIT中に共重合されない。リン化合物がリン
酸エステルの場合、リン化合物が共重合されないと重合
中に系外へ飛散してしまい、PEIT中のリン化合物の残存
量が7割未満となり、熱安定性等の効果が効率的に発揮
されない。
Here, the esterification reaction time after the addition of the phosphorus compound is not particularly limited, but if it is too short, the reaction between the oligomer and the phosphorus compound becomes insufficient and the copolymerization during PEIT occurs. Not done. If the phosphorus compound is a phosphoric acid ester, if the phosphorus compound is not copolymerized, it will scatter out of the system during polymerization, and the residual amount of the phosphorus compound in PEIT will be less than 70%, and the effects such as thermal stability will be efficient. Is not exhibited.

【0017】また、リン化合物としてリン酸を用いた場
合、リン化合物が共重合されないと、重縮合触媒である
アンチモン化合物が反応してPEITの透明性が劣ったもの
となるばかりでなく、重縮合速度が遅くなる。そのた
め、リン化合物のエステル化反応時間は、0.5時間以上
とするのが望ましい。しかし、この時間をあまり長くす
ると、反応物の色調が悪化するため好ましくなく、9時
間以下とするのが望ましい。
When phosphoric acid is used as the phosphorus compound, if the phosphorus compound is not copolymerized, the polycondensation catalyst, an antimony compound, reacts to cause poor transparency of PEIT, Speed slows down. Therefore, the esterification reaction time of the phosphorus compound is desirably 0.5 hours or more. However, if the time is too long, the color tone of the reaction product deteriorates, which is not preferable.

【0018】上記したエステル化反応後、重縮合触媒と
してアンチモン化合物とコバルト化合物を前記式〜
を満足する量で添加し、数平均分子量が 10000以上とな
るまで重縮合反応を行う。アンチモン化合物としては、
三酸化アンチモン、塩化アンチモン、酢酸アンチモン、
コバルト化合物としては、酢酸コバルト、塩化コバル
ト、安息香酸コバルト等が用いられるが、重縮合触媒活
性、得られるPEITの物性及びコストの点から、三酸化ア
ンチモンと酢酸コバルトが好ましい。
After the above-mentioned esterification reaction, an antimony compound and a cobalt compound are used as polycondensation catalysts in the above formula
And a polycondensation reaction is carried out until the number average molecular weight becomes 10,000 or more. As antimony compounds,
Antimony trioxide, antimony chloride, antimony acetate,
As the cobalt compound, cobalt acetate, cobalt chloride, cobalt benzoate and the like are used, and antimony trioxide and cobalt acetate are preferred from the viewpoint of polycondensation catalyst activity, physical properties of the obtained PEIT, and cost.

【0019】アンチモン化合物は十分な重縮合活性を示
すが、PEITの色調を悪化させるという欠点がある。しか
るに、コバルト化合物を併用することにより、重縮合触
媒活性が増強されると共に、色調が良好となる。そこ
で、アンチモン化合物の添加量は、十分な重縮合反応速
度が発揮される範囲で少なくし、コバルト化合物を色調
改良効果が発現する量で併用する。しかし、コバルト化
合物には、重縮合反応後期で熱分解を促進する作用もあ
るので、あまり多量に添加すると高分子量のPEITが得ら
れなくなる。これらの観点から、アンチモン化合物とコ
バルト化合物の添加量は、それぞれ式及び式の範囲
とすることが必要である。
Antimony compounds exhibit sufficient polycondensation activity, but have the drawback of deteriorating the color tone of PEIT. However, by using a cobalt compound in combination, the polycondensation catalyst activity is enhanced and the color tone is improved. Therefore, the addition amount of the antimony compound is reduced in a range where a sufficient polycondensation reaction rate is exhibited, and the cobalt compound is used in an amount that exhibits a color tone improving effect. However, since the cobalt compound also has an action of promoting thermal decomposition in the latter stage of the polycondensation reaction, if it is added in a large amount, high molecular weight PEIT cannot be obtained. From these viewpoints, it is necessary that the addition amounts of the antimony compound and the cobalt compound fall within the ranges of the formulas and the formulas, respectively.

【0020】しかし、アンチモン化合物とコバルト化合
物の添加量が式及び式を満足するだけでは、色調と
透明性が良好な高分子量のPEITを得るには不十分であ
り、式及びを同時に満足させることが必要である。
すなわち、リン化合物は、アンチモン化合物によるPEIT
の色調と透明性の悪化を抑制し、コバルト化合物による
PEITの熱分解作用を抑制する効果を奏するものであり、
この作用を十分発揮させるためには、式及びを満足
させることが必要である。
However, if the amounts of the antimony compound and the cobalt compound only satisfy the formula and the formula, it is not enough to obtain a high molecular weight PEIT having good color tone and transparency. is necessary.
In other words, the phosphorus compound is a PEIT
Suppresses deterioration of color tone and transparency,
It has the effect of suppressing the thermal decomposition effect of PEIT,
In order to exert this effect sufficiently, it is necessary to satisfy the following expressions.

【0021】重縮合反応は、通常、10hPa 以下の減圧下
で、温度 250〜300 ℃、好ましくは260〜290 ℃で行わ
れる。なお、PEITには、必要に応じて、滑剤、顔料、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、酢酸ナトリウム等のジエチレ
ングリコール(DEGという。) 生成抑制剤等の添加剤を含
有させることができる。
The polycondensation reaction is usually performed under reduced pressure of 10 hPa or less at a temperature of 250 to 300 ° C., preferably 260 to 290 ° C. The PEIT may contain additives such as a lubricant, a pigment, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a diethylene glycol (DEG) generation inhibitor such as sodium acetate, if necessary.

【0022】本発明のPEITは、種々の成形方法により各
種成形体にすることができ、単体あるいは、 PETと混合
して用いることもできる。
The PEIT of the present invention can be formed into various molded articles by various molding methods, and can be used alone or as a mixture with PET.

【0023】[0023]

【作用】本発明により環状オリゴマーの生成が大幅に抑
制される理由は、PEITオリゴマーにリン化合物とSIP が
ランダムに共重合されることによって軽度な架橋が起こ
り、重縮合反応後期のエチレンイソフタレート単位が環
状化するのが抑制されるためであると考えられる。ま
た、構造的にガスバリアー性を発現させるIPA と、構造
と水素結合によってガスバリアー性を発現させるSIP を
用いることで、ガスバリアー性を向上させることができ
るものと推定される。
[Function] The reason why the present invention greatly suppresses the formation of cyclic oligomers is that the PEIT oligomer is randomly copolymerized with a phosphorus compound and SIP to cause slight cross-linking, and the ethylene isophthalate unit at the latter stage of the polycondensation reaction. It is considered that this is because cyclization is suppressed. In addition, it is presumed that gas barrier properties can be improved by using IPA, which structurally exhibits gas barrier properties, and SIP, which exhibits gas barrier properties through structure and hydrogen bonding.

【0024】一方、アンチモン化合物とコバルト化合物
とを併用することにより、重縮合反応速度が速くなると
ともに、コバルト化合物の色調改良効果が発現する。さ
らに、リン化合物は、アンチモン化合物とコバルト化合
物を安定化する作用を有し、金属アンチモンの析出によ
る色調や透明性の悪化や、コバルト化合物の熱分解促進
作用を抑制するものと認められる。したがって、本発明
によれば、環状オリゴマーの発生量が極めて少なく、か
つ、優れた透明性と耐衝撃性を有する高分子量のPEITが
比較的短い重縮合反応時間で得られるものである。
On the other hand, when the antimony compound and the cobalt compound are used in combination, the polycondensation reaction rate is increased and the color tone improving effect of the cobalt compound is exhibited. Further, it is recognized that the phosphorus compound has an effect of stabilizing the antimony compound and the cobalt compound, and suppresses the deterioration of color and transparency due to the deposition of antimony metal and the effect of promoting the thermal decomposition of the cobalt compound. Therefore, according to the present invention, a high molecular weight PEIT having an extremely small amount of cyclic oligomers and excellent transparency and impact resistance can be obtained in a relatively short polycondensation reaction time.

【0025】[0025]

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、実施例における特性値等の測定及び評価方法
は、次のとおりである。 (a) 数平均分子量 Waters社製ゲル浸透クロマトグラフにより、ヘキサフル
オロイソプロパノールとクロロホルムとの重量比5/95
の混合物を溶媒として分子量分布曲線を求め、数平均分
子量を算出した。 (b) 共重合割合 PEITを重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水
素化クロロホルムとの容量比1/20の混合溶媒に溶解さ
せ、日本電子社製LA-400型NMR装置にて 1HNMRを
測定し、得られたチャートの各共重合成分のプロトンの
ピークの積分強度から、共重合割合を求めた。 (c) 色調 日本電色工業社製の色差計ND−Σ80型を用いて測定し
た。色調の判定は、ハンターのLab表色計で行った。
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。色調としてはL値が大
きいほど、a値が0に近いほど、またb値は極端に小さ
くならない限り小さいほど良好である(L値30.0以上、
b値 3.0未満が合格)。 (d)PEITの透明性(ヘーズ) 乾燥したPEIT2gを20mlのクロロホルム溶液に溶解した
ものを、濁度計(日本電色工業社製、MODEL1001DP)で評
価した。なお、 IPAの共重合量が多いもの(IPA 共重合
量40〜95mol %)は、溶媒としてクロロホルムを用い
た。それ以外のものは、フェノール/テトラクロロエタ
ン=6/4(容量比)を用いた。両者とも、溶媒のヘー
ズ値を0%とし、ヘーズ値が小さいほど透明性が良好で
あり、15%以下のものを合格とした。 (e) 酸素透過係数(ガスバリヤー性) 100μmの厚さに成形したフィルムの切片について、MOC
ON 社製OX-TRAN 100Aを用いて酸素の透過した体積から
求めた。 (単位は「ml/(m2・24h・atm)」)この値が
小さいほどガスバリヤー性が良好である (22以下が合
格) 。 (f) 環状オリゴマーの昇華物量 重縮合反応が終了した後、重縮合反応缶内に50kgのEGを
仕込んで 200℃に昇温し、重縮合反応缶−セパレータ−
コンデンサ間の循環洗浄を行った。その後、EGを抜き取
り、全量減圧濾過を行い、環状オリゴマーを採取した。
この循環洗浄操作を2回行い、採取した環状オリゴマー
を最終的にメタノール洗浄し、乾燥した後、環状オリゴ
マーの昇華物量を測定した。 (g)SIP量の評価方法 イオウ成分をリガク社製蛍光X線分析装置3270を用いて
測定した。 (h) ボトルの耐衝撃性の評価方法 ボトル底部を下にして、5℃にて高さ5mからコンクリ
ート板に落下させて、ボトルに亀裂、へこみが入らない
ものを合格とした。 ○:亀裂、へこみなし(合格)。 ×:亀裂、へこみあり(不合格)。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples. The methods for measuring and evaluating characteristic values and the like in the examples are as follows. (a) Number average molecular weight According to gel permeation chromatography manufactured by Waters, weight ratio of hexafluoroisopropanol to chloroform was 5/95.
Was used as a solvent to obtain a molecular weight distribution curve, and the number average molecular weight was calculated. (b) Copolymerization ratio PEIT was dissolved in a mixed solvent of deuterated hexafluoroisopropanol and deuterated chloroform at a volume ratio of 1/20, and 1H NMR was measured with a JEOL LA-400 type NMR apparatus. The copolymerization ratio was determined from the integrated intensity of the peak of the proton of each copolymer component in the obtained chart. (c) Color Tone The color tone was measured using a color difference meter ND- # 80 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The color tone was determined using a Hunter Lab colorimeter.
The L value is lightness (the larger the value, the brighter), the a value is a red-green hue (+ is reddish,-is greenish), and the b value is a yellow-blue hue (+ is yellowish,-is Blue). The color tone is better as the L value is larger, the a value is closer to 0, and the b value is smaller as long as the b value is not extremely reduced (L value 30.0 or more,
b value less than 3.0 passed). (d) Transparency (haze) of PEIT A solution of 2 g of dried PEIT in a 20 ml chloroform solution was evaluated with a turbidimeter (MODEL1001DP, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). In the case where the copolymerization amount of IPA was large (IPA copolymerization amount: 40 to 95 mol%), chloroform was used as a solvent. For others, phenol / tetrachloroethane = 6/4 (volume ratio) was used. In both cases, the haze value of the solvent was set to 0%, and the smaller the haze value, the better the transparency. (e) Oxygen permeability coefficient (gas barrier property)
It was determined from the volume of permeated oxygen using OX-TRAN 100A manufactured by ON. (The unit is “ml / (m 2 · 24 h · atm)”) The smaller this value is, the better the gas barrier property is (pass is 22 or less). (f) Sublimate amount of cyclic oligomer After the polycondensation reaction is completed, 50 kg of EG is charged into the polycondensation reaction vessel, and the temperature is raised to 200 ° C, and the polycondensation reaction vessel-separator-
Circulation washing between condensers was performed. Thereafter, the EG was extracted, and the whole amount was subjected to vacuum filtration to collect a cyclic oligomer.
This circulation washing operation was performed twice, and the collected cyclic oligomer was finally washed with methanol and dried, and then the amount of sublimate of the cyclic oligomer was measured. (g) Evaluation method of SIP amount The sulfur component was measured using a fluorescent X-ray analyzer 3270 manufactured by Rigaku Corporation. (h) Evaluation method for impact resistance of bottle The bottle was dropped on a concrete plate from a height of 5 m at 5 ° C. with the bottom of the bottle facing down. :: No crack or dent (pass). ×: Cracks and dents (fail).

【0026】実施例1 (PEITの製造)PETオリゴマーの存在するエステル化反
応缶に、 TPAとEGとのモル比1/1.6のスラリーを連続
的に供給し、温度 250℃、圧力 50hPaG の条件で反応さ
せ、滞留時間を8時間として、エステル化反応率95%、
数平均分子量1400の PETオリゴマー(A)を連続的に得
た。
Example 1 (Production of PEIT) A slurry of TPA and EG having a molar ratio of 1 / 1.6 was continuously supplied to an esterification reactor in which a PET oligomer was present at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 50 hPaG. The esterification reaction rate was 95%,
PET oligomer (A) having a number average molecular weight of 1400 was continuously obtained.

【0027】別のエステル化反応缶に、 PETオリゴマー
(A)5.2kg 、及び IPAが38.8kg、SIPが2.0kg 、EGが2
0.7kgからなるスラリーを仕込み、全酸成分1モルに対
してリン酸トリエチルが20×10-4モルとなるように添加
した後、常圧下 200℃で3時間エステル化反応を行った
後、重縮合反応缶に投入し、全酸成分1モルに対し、三
酸化アンチモンを5×10-4モル、酢酸コバルトを3×10
-4モル加え、減圧にして、最終的に1.0hPa、 280℃で重
縮合反応を行った。得られたPEIT(B)の数平均分子量
は13500 であり、 IPAの共重合割合は87.5モル%であ
り、 SIPの共重合割合は 2.8モル%であった。また、得
られたPEITの溶液ヘーズを測定したところ、 5.2%であ
った。
In another esterification reactor, 5.2 kg of PET oligomer (A), 38.8 kg of IPA, 2.0 kg of SIP, and 2 kg of EG
A slurry consisting of 0.7 kg was charged, and triethyl phosphate was added in an amount of 20 × 10 -4 mol based on 1 mol of all acid components. Then, the esterification reaction was carried out at 200 ° C. under normal pressure for 3 hours. Into the condensation reaction vessel, 5 × 10 -4 mol of antimony trioxide and 3 × 10 -4 mol of cobalt acetate were added to 1 mol of all acid components.
-4 mol was added, the pressure was reduced, and a polycondensation reaction was finally performed at 280 ° C at 1.0 hPa. The number average molecular weight of the obtained PEIT (B) was 13,500, the copolymerization ratio of IPA was 87.5 mol%, and the copolymerization ratio of SIP was 2.8 mol%. Further, the solution haze of the obtained PEIT was measured, and it was 5.2%.

【0028】また、 PETオリゴマー(A)60kgに、全酸
成分1モルに対し二酸化ゲルマニウムを2.5 ×10-4モル
加え、重縮合反応缶中で減圧にして、最終的に1.0hPa、
280℃で2時間の重縮合反応を行い、数平均分子量16500
のポリマーを得た。このポリマーを、回転式固相重合
装置に仕込み、70℃で2時間予備乾燥し、続いて 130℃
で4時間乾燥させた後、 220℃で減圧度1.0hPaで10時間
の固相重合を行い、数平均分子量21000 のPET (C)を
得た。
To 60 kg of the PET oligomer (A), 2.5 × 10 -4 mol of germanium dioxide was added to 1 mol of the total acid component, and the pressure was reduced in a polycondensation reactor to finally give 1.0 hPa,
Perform a polycondensation reaction at 280 ° C for 2 hours and obtain a number average molecular weight of 16500
Was obtained. This polymer was charged into a rotary solid-state polymerization apparatus and pre-dried at 70 ° C. for 2 hours.
After drying at 220 ° C. for 4 hours, solid phase polymerization was performed at 220 ° C. under a reduced pressure of 1.0 hPa for 10 hours to obtain PET (C) having a number average molecular weight of 21,000.

【0029】(フィルムの製造)PEIT(B)15kg(30重
量部)と PET(C)35kg(70重量部)を、溶融押し出し
機を用いて温度 280℃で溶融押し出し、次いで、急冷固
化して、平均厚さ 100μmのフィルムを得た。
(Production of Film) 15 kg (30 parts by weight) of PEIT (B) and 35 kg (70 parts by weight) of PET (C) are melt-extruded at a temperature of 280 ° C. using a melt extruder, and then quenched and solidified. A film having an average thickness of 100 μm was obtained.

【0030】(ボトルの製造)フィルムと同じ組成物を
用い、シリンダー各部及びノズルの温度 280℃、スクリ
ュー回転数100rpm、射出時間8秒、冷却時間10秒、金型
温度20℃に設定した射出成形機(日精エーエスビー社製
ASB-50HT型)でプレフォームを成形した。次いで、この
プレフォームを 110℃の雰囲気下、ブロー圧力2 MPaで
延伸ブロー成形し、胴部平均肉厚 250μm 、内容積1L
のボトルとし、引き続いて 160℃に設定した金型内で圧
縮緊張下、10秒間ヒートセットしてボトルを得た。
(Manufacture of bottle) Injection molding using the same composition as the film, with the temperature of each part of the cylinder and the nozzle set at 280 ° C., screw rotation speed 100 rpm, injection time 8 seconds, cooling time 10 seconds, mold temperature 20 ° C. Machine (Nissei ASB Co., Ltd.)
ASB-50HT) was used to form a preform. Next, this preform was stretch-blow-molded at a blow pressure of 2 MPa in an atmosphere of 110 ° C., and the average body thickness was 250 μm and the internal volume was 1 L.
The bottle was then heat-set for 10 seconds in a mold set at 160 ° C. under compressive tension to obtain a bottle.

【0031】実施例2〜6、比較例2〜4 PEITの製造条件等を表1のように変更し、実施例1と同
様に実施した。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 2 to 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the manufacturing conditions and the like for PEIT were changed as shown in Table 1.

【0032】比較例1 IPA 、及びEGのエステル化反応で得られたポリエチレン
イソフタレートオリゴマーをエステル化反応缶に仕込
み、濃度3重量%のリン酸トリエチルのエチレングリコ
ール溶液を、酸成分1モルに対してリン酸トリエチルが
10×10-4モルとなる量で添加した後、 200℃で3時間の
エステル化反応を行った。得られたエステル化反応物を
重縮合反応缶に投入し、酸成分1モルに対し、三酸化ア
ンチモン5×10-4モルと酢酸コバルト3×10-4モルを加
え、徐々に減圧して、最終的に圧力1.0hPa、温度 280℃
で重縮合反応を行った。上記のポリエチレンイソフタレ
ートと実施例1のPET とを用い、実施例1と同様にして
フィルムとボトルを製造した。
Comparative Example 1 The polyethylene isophthalate oligomer obtained by the esterification reaction of IPA and EG was charged into an esterification reactor, and a 3% by weight solution of triethyl phosphate in ethylene glycol was added to 1 mol of the acid component. Triethyl phosphate
After the addition in an amount of 10 × 10 −4 mol, the esterification reaction was carried out at 200 ° C. for 3 hours. The resulting charged with esterification reaction product to a polycondensation reaction vessel, the acid component per mol, Antimony trioxide 5 × 10 -4 mol and cobalt acetate 3 × 10 -4 mol was added, gradually under reduced pressure, Final pressure 1.0hPa, temperature 280 ℃
To carry out a polycondensation reaction. Using the above polyethylene isophthalate and PET of Example 1, a film and a bottle were produced in the same manner as in Example 1.

【0033】実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた
PEITの特性値等と、フィルムの酸素透過係数とボトルの
評価結果を表1にまとめて示す。
Obtained in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-4
Table 1 summarizes the characteristic values of PEIT, the oxygen permeability coefficient of the film, and the evaluation results of the bottle.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】表1から明らかなように、実施例1〜6で
得られたPEITは、良好な特性を示した。一方、比較例1
は、 SIPが無添加であったためオリゴマーが増加し、溶
液ヘーズが悪く、衝撃強度も悪いものであった。また、
比較例2は、アンチモン化合物の添加量が多いため、溶
液ヘーズ、色調が悪くなった。次に、比較例3は、SIP
の共重合割合が多いため、ポリマー中に DEG成分が増加
し、ガスバリアー性が悪かった。さらに、比較例4は、
リン化合物が共重合されてないため、色調と耐透明性に
劣るものであった。
As is clear from Table 1, the PEITs obtained in Examples 1 to 6 showed good characteristics. On the other hand, Comparative Example 1
In the case of No, no oligomer was added because SIP was not added, and the solution haze was poor and the impact strength was poor. Also,
In Comparative Example 2, since the amount of the antimony compound added was large, the solution haze and color tone deteriorated. Next, in Comparative Example 3, the SIP
Because of a high copolymerization ratio, the DEG component increased in the polymer, resulting in poor gas barrier properties. Further, Comparative Example 4
Since the phosphorus compound was not copolymerized, the color tone and the transparency resistance were poor.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、ガスバリヤー性容器用
等に適する、高分子量で、耐衝撃性に優れ、透明性の良
好な環状オリゴマーの発生が少ないPEITと、このPEITを
安価に、安定して製造する方法が提供される。
According to the present invention, a PEIT suitable for use as a gas barrier container, etc., having a high molecular weight, excellent impact resistance, and a low generation of a transparent oligomer having good transparency, and a low-cost PEIT, A method for stable production is provided.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イソフタル酸、テレフタル酸及び、5-ア
ルカリ金属スルホイソフタル酸又は5-アルカリ土類金属
スルホイソフタル酸からなり、そのモル比が下記式〜
を満足する酸成分と、エチレングリコールからなり、
リン化合物成分が酸成分1モルに対して1×10-4〜 200
×10-4モル共重合されており、かつ、溶液ヘーズが15%
以下、数平均分子量が10000 以上であることを特徴とす
る共重合ポリエステル。 〔IPA 〕+〔TPA 〕+〔SIP 〕= 100モル% 10モル%≦〔IPA 〕+〔SIP 〕< 100モル% 1 モル%≦〔SIP 〕≦20モル% ここで、〔IPA 〕、〔TPA 〕及び〔SIP 〕は、それぞれ
イソフタル酸、テレフタル酸及び、5-アルカリ金属スル
ホイソフタル酸又は5-アルカリ土類金属スルホイソフタ
ル酸の含有量を表し、単位は「モル%」である。
1. A method comprising isophthalic acid, terephthalic acid and 5-alkali metal sulfoisophthalic acid or 5-alkali earth metal sulfoisophthalic acid, the molar ratio of which is represented by the following formula:
Consisting of an acid component satisfying
1 × 10 −4 to 200 per 1 mol of phosphorus compound component
× 10 -4 mol copolymerized and solution haze is 15%
Hereinafter, a copolymerized polyester having a number average molecular weight of 10,000 or more. [IPA] + [TPA] + [SIP] = 100 mol% 10 mol% ≦ [IPA] + [SIP] <100 mol% 1 mol% ≦ [SIP] ≦ 20 mol% where [IPA], [TPA ] And [SIP] represent the contents of isophthalic acid, terephthalic acid and 5-alkali metal sulfoisophthalic acid or 5-alkali earth metal sulfoisophthalic acid, respectively, and the unit is "mol%".
【請求項2】 ポリエチレンテレフタレートオリゴマー
に、イソフタル酸、5-アルカリ金属スルホイソフタル酸
又は5-アルカリ土類金属スルホイソフタル酸、及びエチ
レングリコールを請求項1に記載する比率で添加し、エ
ステル化反応を行った後、重縮合触媒としてアンチモン
化合物及びコバルト化合物を下記式〜を満足する量
で添加し、数平均分子量が 10000以上となるまで重縮合
反応を行うことを特徴とする共重合ポリエステルの製造
法。 2×10-4≦〔Sb〕≦12×10-4 1×10-4≦〔Co〕≦4×10-4 〔P〕/〔Sb〕≧0.5 〔P〕/〔Co〕≧1 ここで、〔Sb〕、〔Co〕及び〔P〕は、それぞれア
ンチモン化合物、コバルト化合物及びリン化合物の添加
量を表し、単位は「×10-4モル/酸成分モル」である。
2. A polyethylene terephthalate oligomer is added with isophthalic acid, 5-alkali metal sulfoisophthalic acid or 5-alkaline earth metal sulfoisophthalic acid, and ethylene glycol in the ratio described in claim 1, and the esterification reaction is carried out. After the addition, an antimony compound and a cobalt compound are added as polycondensation catalysts in amounts satisfying the following formulas (1) to (3) and the polycondensation reaction is carried out until the number average molecular weight becomes 10,000 or more. . 2 × 10 -4 ≦ [Sb] ≦ 12 × 10 -4 1 × 10 -4 ≦ [Co] ≦ 4 × 10 -4 [P] / [Sb] ≧ 0.5 [P] / [Co] ≧ 1 , [Sb], [Co] and [P] represent the added amounts of the antimony compound, the cobalt compound and the phosphorus compound, respectively, and the unit is “× 10 −4 mol / mol of acid component”.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030057773A (en) * 2001-12-29 2003-07-07 주식회사 휴비스 Method for preparing improved polyester
US6913806B2 (en) 2002-12-20 2005-07-05 Nan Ya Plastics Corporation Copolyester composition for manufacturing large volume polyester bottle
JP2019070099A (en) * 2017-10-05 2019-05-09 遠東新世紀股▲ふん▼有限公司 Stabilizer for the production of polyester resin, method for producing the same, method for producing polyester resin using the stabilizer, and polyester resin produced thereby
WO2023203975A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 東洋紡エムシー株式会社 Copolymer polyester resin

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