JP2002220445A - 改質ポリエステルの製造方法 - Google Patents
改質ポリエステルの製造方法Info
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Abstract
した直重法オリゴマーを用いてスルホン酸塩基を有する
イソフタル酸成分を共重合した酸化チタンを含有した改
質ポリエステルを製造するに際し、酸化チタン凝集塊お
よびジエチレングリコールの副生が少ない改質ポリエス
テルを製造する。 【解決手段】スルホン酸塩基を有するイソフタル酸成分
を、50〜150℃のエチレングリコール溶液として直
重法オリゴマーに添加した後、酸化チタンを添加し重縮
合する。
Description
有するイソフタル酸成分を共重合させた酸化チタンを含
有する改質ポリエステルの製造方法に関するものであ
る。
フタレートは、その優れた力学的、化学的特性から、繊
維、フィルムおよび産業用資材などに広く使われている
が、衣料用繊維としては染色性が必ずしも良好とはいえ
ない。また、分散染料による染色であるため限られた染
料しか使用できず、染色物の鮮明さが劣るなどの欠点を
有している。
昭34−10497号公報にみられるように金属塩の形
をしたスルホン酸塩基を有するイソフタル酸成分(以
下、SI成分と称する)を共重合してカチオン染料可染
性の改質ポリエステル(以下、改質ポリエステルと称す
る)を製造する方法が知られている。
ル(以下、EGと称する)を主原料とした直重法オリゴ
マーを用いて酸化チタンを含有する改質ポリエステルを
製造する場合には、SI成分と直重法オリゴマーとの相
溶性が悪い上、SI成分と酸化チタンの親和性が良いた
め酸化チタン凝集塊が形成し、製糸工程において濾圧上
昇が早くなる、糸切れが多発するといった問題が生じ
る。さらに、SI成分は通常EG溶液として添加するた
め、反応系中のEGの割合が高くなりエステル化反応お
よび重縮合反応中にジエチレングリコール(以下、DE
Gと称する)が多量に副生し、改質ポリエステルの機械
的性質や耐熱性、耐光性が低下するといった問題が生じ
る。
抑制する方法として、例えば、特開昭56−10692
2号公報には、スルホン酸塩基を有するイソフタル酸の
ジアルキルエステル(以下、SIDAと称する)とEG
をエステル交換反応させて製造したエステル交換反応率
40〜74%のSI成分を直重法オリゴマーに添加する
方法、また、特開平3−227318号公報には、前記
エステル交換反応率5〜40%のSI成分を直重法オリ
ゴマーに添加する方法、さらに、特開昭54−9459
8号公報には、SIDAとスルホン酸塩基を有するイソ
フタル酸のジ−2−ヒドロキシエチルエステル(以下、
SIHEと称する)を混合して直重法オリゴマーに添加
する方法など、特定のSI成分を直重法オリゴマーに添
加する方法が提案されているが、いずれの方法も酸化チ
タン凝集塊の形成抑制効果やDEGの副生抑制効果が充
分ではなかった。
チタン凝集塊およびジエチレングリコールの副生が少な
いスルホン酸塩基を有するイソフタル酸成分を共重合さ
せた改質ポリエステルを、直重法オリゴマーを用いて製
造することにある。
酸とエチレングリコールを主原料とした直重法オリゴマ
ーを用いてスルホン酸塩基を有するイソフタル酸成分を
共重合した改質ポリエステルを製造するに際し、スルホ
ン酸塩基を有するイソフタル酸成分を50〜150℃の
エチレングリコール溶液として直重法オリゴマーに添加
した後、酸化チタンを添加し重縮合することによって解
決することができる。
する。
成単位がエチレンテレフタレートおよびスルホン酸塩基
を有するエチレンイソフタレートであるが、イソフタル
酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸などのジカルボ
ン酸成分、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ールなどのジオール成分など、すでに知られている共重
合成分を用いることができる。
のテレフタル酸とEGとのエステル化反応率は、90%
以上が好ましい。
EやSIDA、さらに、スルホン酸塩基を有するイソフ
タル酸のモノ−2−ヒドロキシエチル−モノアルキルエ
ステル(以下、SIHAと称する)が挙げられる。SI
HEの具体例としては、3,5−ジ(カルボ−2−ヒド
ロキシエトキシ)ベンゼンスルホン酸ナトリウムや3,
5−ジ(カルボ−2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンス
ルホン酸リチウムが挙げられ、SIDAの具体例として
は、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルや5−
リチウムスルホイソフタル酸ジメチルなどが挙げられ、
SIHAの具体例としては、3−(カルボ−2−ヒドロ
キシエトキシ)−5−(カルボメトキシ)ベンゼンスル
ホン酸ナトリウムや3−(カルボ−2−ヒドロキシエト
キシ)−5−(カルボメトキシ)ベンゼンスルホン酸リ
チウムなどが挙げられる。SI成分の添加量は、改質ポ
リエステルに対して0.5〜20重量%が好ましい。
で混合して用いることができる。また、SIDAやSI
HAとEGをエステル交換反応させて製造した任意の段
階のSI成分を用いても良い。特に、反応率50〜90
%、さらに好ましくは60〜80%のSI成分を用いる
と酸化チタン凝集塊の形成がより抑制できるので好まし
い。ここで、反応率とは、SI成分中のEG基が占める
割合を表し、反応率0%ならばSIDA単独、反応率1
00%ならばSIHE単独を意味する。
合物をSI成分として用いる場合はSIDAやSIHA
よりもSIHEの割合を多くしたり、より高い反応率の
SI成分を用いると反応系内に副生するアルコールの量
が減少し、その処理の負担が軽減されるので好ましい。
特に、SIHEを単独で用いると反応系内でアルコール
が副生せず、その処理の必要がないので好ましい。
酸化チタン凝集塊が形成する問題があったので低反応率
のSI成分を用いらざるを得なかったが、本発明の方法
でSIHEを用いると反応率50〜90%のSI成分を
用いた場合と同じ程度まで酸化チタン凝集塊の形成が抑
制できるので、SIHE単独での使用も可能となった。
60〜120℃のEG溶液として添加する。温度を50
℃以上にすると直重法オリゴマーが過度に冷却されず、
SI成分と直重法オリゴマーが容易に均一な融液となる
上、酸化チタンの分散も良く、酸化チタン凝集塊の形成
を抑制できる。また、温度を150℃以下にするとEG
溶液中や反応系内でDEGの副生が少ない上、EG溶液
中でSI成分による不溶性異物が形成されることがな
く、高品質の改質ポリエステルを得ることができる。
%、さらには10〜40%が好ましい。濃度を5%以上
にすると反応系内でDEGの副生が少なく、より高品質
の改質ポリエステルを得ることができる。また、濃度を
50%以下にするとSI成分と直重法オリゴマーが容易
に均一な融液となり、酸化チタン凝集塊の形成をより抑
制できる上、EG溶液の安定性が良く、SI成分が析
出、沈降せず取り扱いが容易となる。
ましくは10〜25分間連続して直重法オリゴマーに添
加する。添加時間を5分以上にするとSI成分と直重法
オリゴマーがより容易に均一な融液となり、酸化チタン
凝集塊の形成をより抑制できる。また、添加時間を30
分以下にするとDEGの副生が少なく、より高品質の改
質ポリエステルを得ることができる。この連続添加は、
一定供給量で行うことが好ましい。
5〜20分間保持するとSI成分と直重法オリゴマーが
より容易に均一な融液となり、酸化チタン凝集塊の形成
をより抑制できる上、DEGの副生が少なく、より高品
質の改質ポリエステルを得ることができるので好まし
い。なお、保持する間の反応系の温度は、210〜26
0℃が好ましく、さらには220〜250℃が好まし
い。
マーに対し0.01〜5重量%添加されるが、酸化チタ
ンを予め直重法オリゴマーに添加したりSI成分と同時
に添加すると酸化チタン凝集塊が形成し、SI成分が均
一に共重合された後も酸化チタン凝集塊の一部がポリマ
ー中に残る。それ故に酸化チタンは、SI成分添加後に
添加することが重要である。好ましくはSI成分添加後
5〜20分間保持し、SI成分と直重法オリゴマーがよ
り均一な融液となった後に添加すると酸化チタン凝集塊
の形成をより抑制できる。
ルの製造に一般的に用いられているアンチモン、ゲルマ
ニウムなどの金属化合物などが使用でき、好ましくは三
酸化アンチモンが使用できる。
を添加するとDEGの副生をより抑制することができ、
より高品質の改質ポリエステルを得ることができるので
好ましい。本発明に用いるアルカリ金属化合物として
は、水酸化物、有機カルボン酸塩などが好ましい。具体
的には、ナトリウム、カリウム、リチウムの水酸化物、
ギ酸塩や酢酸塩などのカルボン酸塩などが挙げられる。
これらアルカリ金属化合物の添加時期は、エステル化反
応終了時から重縮合反応開始時までの間の任意の時点、
好ましくはSI成分添加時から重縮合触媒添加時までの
間が良い。
とき耐光性付与剤、リン化合物のごとき安定剤など公知
の添加剤を用いても差し支えない。
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。なお、本発明に記載する各特性は、以下の方法で測
定した。
微鏡観察により5μm以上の酸化チタン凝集塊の数を数
え、以下の3段階で判定した。10個/20mg以下で
あれば実用上問題なく、さらには5個/20mg以下が
好ましい。
0個以下/20mg、×:10個超/20mg (2)DEG ポリマーをモノエタノールアミンで加熱分解した後、ガ
スクロマトグラフィー分析で求め、以下の3段階で判定
した。2.0%以下であれば実用上問題なく、さらには
1.8%以下が好ましい。
0%以下、×:2.0%超 (3)濾圧上昇 280℃で溶融したポリマー2kgを内径25mmの5
μm不織布フィルターを設けたパック内を通過させ、通
過開始時と通過終了時におけるパック内部にかかる圧力
差を求め、以下の3段階で判定した。2MPa以下であ
れば実用上問題なく、さらには1.2MPa以下が好ま
しい。 ○○:1.2MPa以下、○:1.2MPa超2MPa
以下、×:2MPa超 実施例1 ビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレートおよびそ
のオリゴマーが存在するエステル化反応装置にテレフタ
ル酸とEGのスラリー(EG/テレフタル酸のモル比
1.2)を3時間連続的に供給した。スラリー供給中は
エステル化反応装置内に0.1MPaの圧力を加え、2
50℃でエステル化反応を行い、反応時間4時間でエス
テル化反応率97%の直重法オリゴマーを得た。
スルホイソフタル酸ジメチルとEGをエステル交換反応
させて製造した、反応率70%のSI成分(SIHE:
SIHA:SIDA=5:4:1)を、濃度30%のE
G溶液として90℃に加熱し、SI成分が改質ポリエス
テルに対して8重量%になるように20分間連続して添
加した。その後、240℃で10分間保持した後、三酸
化アンチモン0.03重量%、酢酸リチウム0.2重量
%、リン酸0.03重量%、酸化チタン0.3重量%を
添加した。その後、減圧を開始して固有粘度([η])
が0.55になるまで重縮合反応を行った。得られた改
質ポリエステルの特性を表1に示す。
添加時間、SI成分の反応率を表1のとおりにした以外
は、実施例1と同様にして改質ポリエステルを製造し
た。得られた改質ポリエステルの特性を表1に示す。
れも酸化チタン凝集塊およびDEGの副生が少なく、濾
圧上昇が遅いのに対して、比較例1、2は酸化チタン凝
集塊が多数形成し濾圧上昇が早く、比較例3、4はDE
Gの副生が多く、さらにSI成分による不溶性異物が形
成し濾圧上昇が早かった。
を用いて、酸化チタン凝集塊が少なくジエチレングリコ
ールの副生が少ないスルホン酸塩基を有するイソフタル
酸成分を共重合した改質ポリエステルを製造することが
できる。
Claims (2)
- 【請求項1】テレフタル酸とエチレングリコールを主原
料とした直重法オリゴマーを用いてスルホン酸塩基を有
するイソフタル酸成分を共重合した改質ポリエステルを
製造するに際し、スルホン酸塩基を有するイソフタル酸
成分を50〜150℃のエチレングリコール溶液として
直重法オリゴマーに添加した後、酸化チタンを添加し次
いで重縮合することを特徴とする改質ポリエステルの製
造方法。 - 【請求項2】スルホン酸塩基を有するイソフタル酸成分
のエチレングリコール溶液を5〜30分間連続して直重
法オリゴマーに添加することを特徴とする請求項1記載
の改質ポリエステルの製造方法。
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- 2001-01-25 JP JP2001016554A patent/JP4639478B2/ja not_active Expired - Fee Related
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