JP2004137292A

JP2004137292A - 共重合ポリエステル

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Publication number: JP2004137292A
Application number: JP2002265892A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Suzuki; 鈴木　啓介; Hideki Shimizu; 清水　秀樹; Tsutomu Matsunaga; 松永　強
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】透明性及び色調に優れ、かつ成形品として十分な機械的特性を得るのに必要な固有粘度を有する共重合ポリエステルを提供する。
【解決手段】テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体を主たる酸成分とし、グリコール成分としてエチレングリコール、ネオペンチルグリコールを主成分としてなる共重合ポリエステルにおいて、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物及びリン化合物を含有し、固有粘度が０．６０〜１．０ｄｌ／ｇ、カラーＬ値が５０〜６０、カラーｂ値が−５．０〜５．０であることを特徴とする共重合ポリエステル。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は共重合ポリエステルに関し、詳しくは、テレフタル酸と、エチレングリコール及びネオペンチルグリコールを出発原料とし、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物及びリン化合物を含有する、透明性、色調及び生産性に優れた共重合ポリエステルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル、とりわけ、テレフタル酸とエチレングリコールを原料として製造されるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、化学的、物理的性質に優れていることから、容器、フィルム、シート、繊維等の用途に広範囲に使用されている。
【０００３】
近年、かかるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製造時に、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）を共重合させたポリエステル（以下、共重合ポリエステルと略す場合がある）が透明性、耐衝撃性、成形性、耐熱性等に優れることで注目され、各種用途、特にフィルム、シート、エンジニアリングプラスチック用の原料ポリマーとして用いられてきている。
【０００４】
従来、上記共重合ポリエステルを製造する際、重合触媒としてＰＥＴと同様に、価格面から一般的にアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物やチタン化合物が用いられる。しかしながら、単にＰＥＴの製造条件を適用しただけでは重合活性が十分に得られず、成形品として十分な機械的特性を得るのに必要な固有粘度に到達することができなかったり、ポリマーの色調に劣ったりするなどの問題があった。
【０００５】
例えば、重合触媒としてアンチモン化合物を単独またはリン系熱安定剤と併用して使用した場合、アンチモン化合物の一部がアンチモン金属に還元されるため、上記共重合ポリエステルが黒ずんで見えるというアンチモン触媒特有の現象が見られる。そのため、クリアな透明性が得られないという問題がある。
【０００６】
すなわち、重合触媒としてアンチモン化合物を用いて上記共重合ポリエステルを製造しても、得られた共重合ポリエステルのカラーＬ値を５０以上とすることは困難であった。さらに、成形板に成形した際の成形板（厚み５ｍｍ）のヘイズ値を５％以下とすることも困難であった。
【０００７】
また、前記共重合ポリエステルの重合触媒としてチタン化合物を使用した場合、得られた共重合ポリエステルにチタン触媒特有の黄色味が強く見られることは周知である。このチタン触媒に起因する共重合ポリエステルの黄色味を減少させるために、共重合ポリエステルの重合時あるいは重合後に、コバルト化合物や有機トナー等を共重合ポリエステルに含有させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特表２０００−５０４７７０号公報（第２、３、８、９頁）
【０００９】
しかしながら、コバルト化合物及び有機トナーを前記共重合ポリエステルに含有させると、アンチモン触媒と同様に、得られた共重合ポリエステルが黒ずむという現象が見られたり、重合活性が十分に得られず、成形品として十分な機械的特性を得るのに必要な固有粘度に到達しない場合がある。
【００１０】
また、前記共重合ポリエステルの重合触媒としてゲルマニウム触媒を使用した場合、ＰＥＴでは該触媒単独またはリン化合物との併用でも十分な重合活性を得ることができても、ネオペンチルグリコールを含む共重合ポリエステルにおいては、十分な重合活性を得ることができない。そのため、成形品として十分な機械的特性を得るのに必要な固有粘度に到達しない場合がある。
【００１１】
このように、上記共重合ポリエステルは透明性が高いという優れた特徴を有するものの、上記のように単にアンチモン触媒、チタン触媒あるいはゲルマニウム触媒を用いただけでは、色調や重合活性の点で満足のいくものが得られていなかった。
【００１２】
そのため、上記共重合ポリエステルの色調を改善し、より明るく、クリアな透明性を増し、かつ成形品として十分な機械的特性を得るのに必要な固有粘度を有する共重合ポリエステルが強く要望されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の従来の問題点を解消し、透明性及び色調に優れ、かつ成形品として十分な機械的特性を得るのに必要な固有粘度を有する共重合ポリエステルを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、テレフタル酸、エチレングリコール及びネオペンチルグリコールを主たる構成成分とする共重合ポリエステルの製造時に、重合触媒としてチタン化合物及びゲルマニウム化合物を用い、添加剤としてコバルト化合物及びリン化合物を特定量含有させることにより、透明性が高く、色調に優れ、かつ十分な重合活性を持つ共重合ポリエステルを得られることを見出したものである。
【００１５】
すなわち、本発明の共重合ポリエステルは、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体を主たる酸成分とし、グリコール成分としてエチレングリコール、ネオペンチルグリコールを主成分としてなる共重合ポリエステルにおいて、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物及びリン化合物を含有し、固有粘度が０．６０〜１．０ｄｌ／ｇ、カラーＬ値が５０〜６０、カラーｂ値が−５．０〜５．０であることを特徴とする。
【００１６】
なお、カラーＬ値とは色調において明度を示す尺度であり、数値が高いほど黒ずみが少なく明度が高いことを意味する。また、カラーｂ値は黄色味を示す尺度であり、数値が高いほど黄色味が強く、マイナスに数値が高くなるほど青味が強くなる。
【００１７】
前記共重合ポリエステルはカラーＬ値が５０〜６０で、かつカラーｂ値が−５．０〜５．０であることが重要である。カラーｂ値の下限は、共重合ポリエステルの青味の点から、−４．０が好ましく、−３．０がより好ましく、特に好ましくは−２．５である。一方、共重合ポリエステルの黄色味の点から、カラーｂ値の上限は４．０が好ましく、３．０がより好ましく、特に好ましくは２．５である。カラーｂ値が５．０を超えると、共重合ポリエステルの黄色味が強くなり色調の点で好ましくない。一方、カラーｂ値が−５．０よりも負の方に数値が大きくなると、共重合ポリエステルの青味が目立つようになり、用途によっては使用できない場合がある。
【００１８】
また、カラーＬ値が５０未満では共重合ポリエステルに黒ずみが目立ちやすく、成形品とした場合にクリアーな透明性を得ることができない。一方、カラーｂ値が−５．０〜５．０の範囲で、カラーＬ値が６０を超えても色調の点で劣ることはない。しかしながら、工業的規模でカラーＬ値が６０を超えるようにすることは技術的難度が高いわりに、成形品とした際の色調改善の程度が小さくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の共重合ポリエステルは、主たるジカルボン酸成分がテレフタル酸からなるが、全ジカルボン酸成分に対するテレフタル酸成分の組成比は７０モル％以上が好ましく、さらに好ましくは８５モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上、最も好ましくは１００モル％である。
【００２０】
テレフタル酸とともに使用できる他のジカルボン酸成分としては、（１）イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニ−ル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、（２）アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル酸等の脂肪族ジカルボン酸、（３）１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、などが挙げられる。
【００２１】
また、本発明の共重合ポリエステルは、ジカルボン酸成分以外の酸成分がさらに共重合されていてもよく、かかる酸成分としては、ｐ−オキシ安息香酸、オキシカプロン酸等のオキシ酸等が挙げられる。なお、本発明において、ジカルボン酸成分およびジカルボン酸成分以外の酸成分は、重合される前の原料段階での、例えば、炭素数１〜４程度のアルキルエステル等のエステル形成性誘導体も含まれる。
【００２２】
本発明の共重合ポリエステルにおけるグリコール成分は、エチレングリコール（ＥＧ）とネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）とを主たる構成成分とする。全グリコール成分に対する前記グリコール成分の組成比は、ＥＧ／ＮＰＧ＝９９／１〜６０／４０（モル％）であることが好ましい。ＥＧの組成比の下限値は、６５モル％であることがさらに好ましく、特に好ましくは６５モル％である。一方、ＥＧの組成比の上限値は、９５モル％がさらに好ましく、特に好ましくは８５モル％である。
【００２３】
また、全グリコール成分に対するＮＰＧの組成比の下限値は、５モル％がさらに好ましく、特に好ましくは１５モル％である。一方、ＮＰＧの組成比の上限値は、３５モル％がさらに好ましく、特に好ましくは２５モル％である。
【００２４】
ＮＰＧの組成比が１モル％未満では、ポリエステルの結晶化度が大きくなり、透明性が悪化しやすくなる。そのため、成形品とした際のヘイズ値が高くなる傾向がある。一方、ＮＰＧの組成比が４０モル％を越えると、重合度が上がりにくくなり、所定の固有粘度に到達するまでに著しく時間を要する。そのため、その間の熱履歴により色調が悪化しやすくなる。また、ＮＰＧの組成比が高すぎると、所定の固有粘度に到達しない場合もある。
【００２５】
本発明の共重合ポリエステルは、全グリコール成分がＥＧとＮＰＧとで構成されるのが好ましいが、本発明の目的とする透明性及び色調等を阻害しない範囲で、ポリエステルに他の機能を付与ないし特性を改良するために、ＥＧとＮＰＧ以外の他のグリコール成分を使用してもよい。
【００２６】
他のグリコール成分としては、（１）トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングルコール等の脂肪族グリコール類、（２）１，３−シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール類、（３）ｐ−キシリレングリコール、ｍ−キシリレングリコール等の芳香族グリコール類等が挙げられる。これらの中でも、１，４−シクロヘキサンジメタノールが好適である。また、これらのグリコール成分は、いずれかを単独で使用しても２種以上を任意の割合で組み合わせて使用してもよい。
【００２７】
本発明の共重合ポリエステルは、チタン化合物及びゲルマニウム化合物を重合触媒として用いて得た、主たる繰り返し単位がテレフタル酸とエチレングリコールからなるエステル及びテレフタル酸とネオペンチルグリコールのエステルからなる前記共重合ポリエステルの製造時に、コバルト化合物及びリン化合物を含有させることにより、透明性及び重合活性を維持しながら優れた色調（樹脂の黒ずみや黄色味が少なく、明るさがより高い）が得られることが最大の特徴である。
【００２８】
本発明では、触媒としてチタン化合物及びゲルマニウム化合物を用い、十分な重合活性を維持し、かつ共重合ポリエステルのカラーＬ値を５０〜６０、カラーｂ値を−５．０〜５．０とするために、添加剤としてコバルト化合物及びリン化合物を共重合ポリエステルに対して特定量含有させることが必要である。
【００２９】
前記チタン化合物及びゲルマニウム化合物は、共重合ポリエステルに対して、下記式（１）を満足することが、重合活性と熱安定性の点から好ましい。下記式（１）の下限値は、重合活性の点から６０であることがさらに好ましく、特に好ましくは６５である。一方、下記式（１）の上限値は、熱安定性の点から９０であることがさらに好ましく、特に好ましくは８０である。
５０≦（Ｔｉ／０．０６＋Ｇｅ／３．３３）≦１００　…（１）
【００３０】
上記式（１）における（Ｔｉ／０．０６＋Ｇｅ／３．３３）の値が５０未満では、共重合ポリエステル製造時の重合活性が不十分となりやすい。そのため、重合度が十分に高くない状態（例えば、固有粘度が０．６０ｄｌ／ｇ未満）の共重合ポリエステルから、フィルム、シート、エンジニアリングプラスチックなどの成形品を製造する場合、得られる成形品の機械的特性が低下する場合がある。あるいは、共重合ポリエステルの固有粘度を特定の範囲（例えば、固有粘度が０．６０〜０．９０ｄｌ／ｇ）に到達させるまでの重合時間が長くなり、生産性が著しく低下する場合がある。
【００３１】
一方、上記式（１）における（Ｔｉ／０．０６＋Ｇｅ／３．３３）の値が１００を超えると、共重合ポリエステルを成形した際に、共重合ポリエステルの熱分解が激しくなり、安定した成形を行うことが困難となり、成形品の品質が低下する場合がある。
【００３２】
重合触媒として使用するチタン化合物としては、例えば、（１）チタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラブトキシド等のアルコキシド類、（２）シュウ酸チタニルアンモニウム、シュウ酸チタニルリチウム、シュウ酸チタニルナトリウム、シュウ酸チタニルカリウム、シュウ酸チタニルバリウム等のシュウ酸チタニル化合物類、（３）アセチルチタン酸カリウム等の有機カルボン酸チタン塩等が挙げられる。これらの中でも、チタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラブトキシド、シュウ酸チタニルカリウムが好ましく、特に好ましくはチタニウムテトラブトキシドである。
【００３３】
また、重合触媒として使用するゲルマニウム化合物としては、結晶性二酸化ゲルマニウム、非晶性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ｎ−ブトキシド等が挙げられる。これらの中でも、結晶性二酸化ゲルマニウム、非晶性二酸化ゲルマニウムが好適であり、非晶性二酸化ゲルマニウムが特に好適である。
【００３４】
本発明では、色調を改善するために、共重合ポリエステルに対し、特定量のコバルト化合物及びリン化合物を含有させることが重要である。
【００３５】
前記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、クロム酸コバルト等が挙げられる。なかでも、酢酸コバルトが好ましい。コバルト化合物の含有量は、チタン化合物の含有量に応じて設定することが好ましい。
【００３６】
具体的には、コバルト原子に対するチタン原子の含有量の比（Ｔｉ／Ｃｏ）が、０．０５〜０．２であることが好ましい。Ｔｉ／Ｃｏの下限値は、０．０７であることがさらに好ましく、特に好ましくは０．０８である。Ｔｉ／Ｃｏが０．０５未満では、共重合ポリエステルのＣｏ−Ｌ値が低くなり、樹脂や成形品が黒ずんだり、Ｃｏ−ｂ値が低くなり、青味が強くなりすぎる場合がある。
【００３７】
一方、Ｔｉ／Ｃｏの上限値は、０．１５がさらに好ましく、特に好ましくは０．１２である。Ｔｉ／Ｃｏが０．２０を越えると、共重合ポリエステルのＣｏ−ｂ値が著しく高くなり、黄色味が強くなる傾向がある。
【００３８】
前記リン化合物としては、例えば、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸およびそれらの誘導体等が挙げられる。好適な具体例としては、リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリブチル、リン酸トリフェニル、リン酸モノメチル、リン酸ジメチル、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、亜リン酸、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリブチル、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、エチルホスホン酸ジメチル、フェニールホスホン酸ジメチル、フェニールホスホン酸ジエチル、フェニールホスホン酸ジフェニールが挙げられる。なかでも、リン酸トリメチル、リン酸が特に好適である
【００３９】
本発明では、リン化合物の含有量は、コバルト化合物及びゲルマニウム化合物の含有量によって決めることが好ましい。共重合ポリエステルに対するコバルト原子の含有量（Ｃｏ）とゲルマニウム原子の含有量（Ｇｅ）の合計量と、リン原子の含有量（Ｐ）との比（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐは１．０〜３．５の範囲が好ましい。
【００４０】
前記（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐの下限値は、１．２がさらに好ましく、特に好ましくは１．５である。前記（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐが１．０未満では、共重合ポリエステルの重合活性を十分に上げることができない。すなわち、共重合ポリエステルの固有粘度を特定の範囲（例えば、固有粘度が０．６０〜０．９０ｄｌ／ｇ）まで高くすることができない、あるいは所定の固有粘度に到達するまでの重合時間が長くなり、生産性が著しく低下する場合がある。
【００４１】
一方、前記（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐの上限値は、３．０がさらに好ましく、特に好ましくは２．５である。前記（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐが３．５を越えると、ポリエステル中の副生成物が生成しやすくなり、共重合ポリエステルの耐熱性が悪化する傾向がある。また共重合ポリエステルのカラーｂ値が高くなり黄色味が増したり、耐熱性が悪化したり、あるいはカラーＬ値が低くなり透明性が低下したり、など品質が低下してしまう場合がある。
【００４２】
本発明の共重合ポリエステルにおいて、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物は、共重合ポリエステルの製造時におけるエステル化工程、初期重合工程、後期重合工程のいずれにおいても添加することができるが、チタン化合物はエステル化反応工程前に添加することが好ましい。
【００４３】
また、リン化合物はエステル化反応工程後に添加することが好ましい。これは、リン化合物をエステル化反応工程前に添加すると、共重合ポリエステル製造時に副生成物が増加しやすくなるためである。
【００４４】
本発明の共重合ポリエステルは、固有粘度（ＩＶ）が０．６０〜１．０ｄｌ／ｇであることが好ましい。固有粘度の下限値は０．６５ｄｌ／ｇであることがさらに好ましく、特に好ましくは０．７０ｄｌ／ｇである。固有粘度が０．６０ｄｌ／ｇ未満では、成形品の機械的特性が低下する傾向がある。
【００４５】
一方、固有粘度の上限値は０．８５ｄｌ／ｇであることがさらに好ましく、特に好ましくは０．８０ｄｌ／ｇである。固有粘度が１．０ｄｌ／ｇを越えると、成形機等による溶融時に樹脂温度が高くなって熱分解が激しくなる傾向があるため、保香性に影響を及ぼす遊離の低分子量化合物が増加し、成形体が黄色に着色する等の問題が起こりやすくなる。
【００４６】
本発明の共重合ポリエステルを段付成形板に成形した際、厚さ５ｍｍにおけるヘイズ値は５％以下であることが好ましく、さらに好ましくは３％以下、特に好ましくは１％以下である。ヘイズ値が５％を越えると、成形品の透明性が悪化し、透明性の要求が厳しい用途では使用できない場合がある。
【００４７】
本発明の共重合ポリエステルは、重合触媒としてチタン化合物及びゲルマニウム化合物を用い、テレフタル酸、エチレングリコール及びネオペンチルグリコールを主とする原料モノマーを直接反応させて水を留去してエステル化した後、減圧下で溶融重縮合を行う直接エステル化法により製造することができる。
【００４８】
本発明の共重合ポリエステルは、テレフタル酸ジメチル、エチレングリコール及びネオペンチルグリコールを主とする原料モノマーをエステル交換法によってメタノールを留去しても製造することができる。その時のエステル交換触媒としては、亜鉛化合物、マンガン化合物、またはチタン化合物を使用することが好ましい。
【００４９】
上記の重合反応は、回分式反応装置（回分式重合法）で行ってもよいし、連続式反応装置（連続式重合法）行ってもよい。例えば、連続式反応装置（連続式重合法）で前記共重合ポリエステルを２０ｔｏｎ製造した場合、固有粘度（重合度の指標）の変動幅（最大値−最小値）を０．０５０ｄｌ／ｇ以下、好ましくは０．０２５ｄｌ／ｇ以下に抑制することができる。
【００５０】
連続式反応装置（連続式重合法）において、エステル化反応及び溶融重縮合反応は、それぞれ、１段階で行ってもよいが、複数の段階に分けて行うのが好ましい。エステル化反応を複数の段階に分けて行う場合、反応缶数は２缶〜３缶が好ましい。また、溶融重縮合を複数の段階に分けて行う場合、反応缶数は３缶〜７缶が好ましい。
【００５１】
本発明の共重合ポリエステルを連続式重合法で製造する場合、エステル化反応温度は通常２４０〜２７０℃であり、好ましくは２５０〜２６５℃である。また、反応缶内の圧力は通常０．２０ＭＰａ以下、好ましくは０．０１〜０．０５ＭＰａである。また、重縮合反応の温度は通常２６５〜２８５℃であり、好ましくは２７０〜２８０℃であり、反応缶内の圧力は通常１．５ｈＰａ以下、好ましくは０．５ｈＰａ以下である。エステル化反応の反応時間は５時間以下が好ましく、特に好ましくは２〜３．５時間である。また、重縮合反応の反応時間は３時間以下が好ましく、特に好ましくは１〜２時間である。
【００５２】
一方、回分式反応装置（回分式重合法）で製造する場合、生成した重合体を重合反応缶から抜き出す際、重合反応缶の缶内圧力を０．１〜３００ｈＰａ、好ましくは５〜５０ｈＰａに保持しながら重合反応缶から重合体を抜き出すようにする。これにより、抜き出し過程で重合体（共重合ポリエステル）の固有粘度（重合度）が変動するのを抑制することができる。
【００５３】
例えば、回分式反応装置（回分式重合法）で前記共重合ポリエステルを上記方法で７００ｋｇ製造し、抜き出し時間を３０分とした場合、固有粘度（ＩＶ）の変動幅（最大値−最小値）を０．０５０ｄｌ／ｇ以下、好ましくは０．０２５ｄｌ／ｇ以下に抑制することができる。従来からの一般的な回分式反応装置（回分式重合法）で前記共重合ポリエステルを製造した場合、重合反応缶からの重合体の抜き出しは、窒素ガス等により重合反応缶内を加圧状態として抜出しているが、かかる従来方法では、重合体（共重合ポリエステル）の固有粘度（ＩＶ）の変動幅（最大値−最小値）は０．１ｄｌ／ｇ以上となってしまう。
【００５４】
なお、かかる本発明の缶内圧力を減圧状態に保持した重合反応缶内から重合体を抜き出す方法を実施する場合、重合反応缶の抜き出し口にギアポンプ等の手段を取り付けて行うのが好ましい。ギアポンプ手段を取り付けないと、減圧状態の反応缶内から、効率良く重合体を抜き出すことが困難となる。
【００５５】
本発明の共重合ポリエステルを回分式重合法で製造する場合、エステル化反応温度は通常２２０〜２５０℃であり、好ましくは２３０〜２４５℃である。また、反応缶内の圧力は通常０．２０〜０．４０ＭＰａ、好ましくは０．２５〜０．３０ＭＰａである。また、重縮合反応は１段階で行っても、複数段階に分けて行ってもよい。１段階で行う場合は、漸次減圧および昇温を行い、最終的な温度を２６０〜２８０℃、好ましくは２６５〜２７５℃、の範囲とし、最終的な圧力を、通常３ｈＰａ以下、好ましくは０．５ｈＰａ以下とする。エステル化反応の反応時間は４時間以下が好ましく、特に好ましくは２〜３時間である。また、重縮合反応の反応時間は５時間以下が好ましく、特に好ましくは１〜３時間である。
【００５６】
本発明の共重合ポリエステルは回分式重合法で製造する場合、エステル交換反応によっても製造できるが、反応条件はエステル化反応とほぼ同一条件下で製造できる。
【００５７】
上記の連続式重合法または回分式重合法で得られた前記共重合ポリエステルは、通常、反応缶の底部に設けた抜き出し口よりストランド状に抜き出し、水冷後、チップ状にカットする。
【００５８】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではない。なお、共重合ポリエステルの特性は以下の方法にしたがって測定した。
【００５９】
（１）固有粘度（ＩＶ）
チップサンプル０．１ｇを精秤し、２５ｍｌのフェノール／テトラクロロエタン＝３／２（質量比）の混合溶媒に溶解し、オストワルド粘度計を用いて３０℃で測定した。
【００６０】
（２）共重合ポリエステルの組成比
サンプル約５ｍｇを重クロロホルムとトリフルオロ酢酸の混合溶液（９／１；体積比）０．７ｍｌに溶解し、^１Ｈ−ＮＭＲ（ｖａｒｉａｎ製、ＵＮＩＴＹ５０）を使用して求めた。
【００６１】
（３）色調
カラーメーター（日本電色社製、Ｍｏｄｅｌ　１００１ＤＰ）を使用し、カラーＬ値及びカラーｂ値を測定した。
【００６２】
（４）ヘイズ
射出成形機（名機製作所製、Ｍ−１５０Ｃ−ＤＭ）を使用して、２８０℃で共重合ポリエステルを溶融させ、金型温度１５℃で厚さ２〜１１ｍｍの段付成形板を成形し、厚さ５ｍｍの部位をヘイズメーター（日本電色社製、Ｍｏｄｅｌ　ＮＤＨ２０００）にてヘイズ（％）を測定した。
【００６３】
（５）元素分析
以下に示す方法で元素分析を行った。
【００６４】
（ａ）チタン化合物
試料１ｇを白金ルツボにて灰化分解し、硫酸と硫酸水素カリウムを加え、加熱溶融させた。この溶融物を２モル／Ｌ硫酸に溶解させた後、過酸化水素水を添加し、吸光光度計（島津製作所製、ＵＶ−１５０−０２）により波長４２０ｎｍにおける吸光度を測定した。予め作成した検量線から、試料中のＴｉ原子を比色定量した。
【００６５】
（ｂ）Ｇｅの分析
試料２ｇを白金ルツボにて灰化分解させ、さらに１０質量％の炭酸水素ナトリウム溶液５ｍｌを加えて蒸発させ、次いで塩酸を加えて蒸発乾固させた。電気炉にて４００℃から９５０℃まで昇温させ、３０分放置して残渣を融解させた。融解物を水１０ｍｌに加温溶解させ、ゲルマニウム蒸留装置に移した。なお、白金ルツボ内を７．５ｍｌのイオン交換水で２回水洗し、この水洗液もゲルマニウム蒸留装置に移した。次いで、塩酸３５ｍｌを加え、蒸留して留出液２５ｍｌを得た。その留出液中から適当量を分取し、最終濃度が１．０〜１．５ｍｏｌ／Ｌとなるように塩酸を加えた。さらに、０．２５質量％のポリビニルアルコール溶液２．５ｍｌ及び０．０４質量％のフェニルフルオレン（２，３，７−トリヒドロキシ−９−フェニル−６−フルオレン）溶液５ｍｌを添加し、イオン交換水にて２５ｍｌとした。生成したＧｅとの黄色錯体を吸光光度計（島津製作所製、ＵＶ−１５０−０２）により波長５０５ｎｍにおける吸光度を測定し、Ｇｅの比色定量を行った。
【００６６】
（ｃ）コバルト化合物
試料１ｇを白金ルツボにて灰化分解し、６モル／Ｌ塩酸を加えて蒸発乾固させた。これを１．２モル／Ｌの塩酸で溶解し、ＩＣＰ発光分析装置（島津製作所製、ＩＣＰＳ−２０００）を用いて発光強度を測定した。予め作成した検量線から、試料中のＣｏ原子を定量した。
【００６７】
（ｄ）Ｐの分析
試料１ｇを、炭酸ナトリウム共存下で乾式灰化分解させる方法、あるいは硫酸／硝酸／過塩素酸の混合液または硫酸／過酸化水素水の混合液で湿式分解させる方法によってリン化合物を正リン酸とした。次いで、１ｍｏｌ／Ｌの硫酸溶液中においてモリブデン酸塩を反応させてリンモリブデン酸とし、これを硫酸ヒドラジンで還元して生成したヘテロポリ青を吸光光度計（島津製作所製、ＵＶ−１５０−０２）により波長８３０ｎｍにおける吸光度を測定し、Ｐの比色定量を行った。
【００６８】
（ｅ）Ｓｂの定量
試料１ｇを硫酸／過酸化水素水の混合液で湿式分解させた。次いで、亜硝酸ナトリウムを加えてＳｂ原子をＳｂ^５＋とし、ブリリアングリーンを添加してＳｂとの青色錯体を生成させた。この錯体をトルエンで抽出後、吸光光度計（島津製作所製、ＵＶ−１５０−０２）を用いて、波長６２５ｎｍにおける吸光度を測定し、Ｓｂの比色定量を行った。
【００６９】
実施例１
連続式の重合設備を使用した。
予め反応物を含有している第１エステル化反応缶に、ジカルボン酸成分として高純度テレフタル酸（ＴＰＡ）を１００モル％、グリコール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）を８３モル％及びネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）を１７モル％、ジカルボン酸成分に対する全グリコール成分のモル比を２．０としたスラリーを、生成ポリマーとして１ｔｏｎ／ｈの生産量となるように連続的に供給した。
【００７０】
さらに、チタニウムテトラブトキシドを２５０ｇ／Ｌのｎ−ブタノール溶液として、生成ポリマーに対してチタン原子として３ｐｐｍ含有するように、結晶性二酸化ゲルマニウムを８ｇ／Ｌの水溶液として、生成ポリマーに対してゲルマニウム原子として５０ｐｐｍ含有するように、酢酸コバルト４水和物５０ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液として、生成ポリマーに対してコバルト原子として３５ｐｐｍ含有するように、第１エステル化反応缶に連続的に供給し、缶内圧力０．０５ＭＰａで攪拌下、約２５０℃で平均滞留時間として約４時間反応を行った。
【００７１】
この反応物を第２エステル化反応缶に移送し、さらにリン酸トリメチルを６５ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液として、生成ポリマーに対してリン原子として５０ｐｐｍ含有するように第２エステル反応缶に連続的に供給し、缶内圧力０．０５ＭＰａで攪拌下、約２６０℃で平均滞留時間として約２時間反応を行ないオリゴマーを得た。
【００７２】
このエステル化反応生成物を連続的に第１重縮合反応缶に供給し、攪拌下、約２６５℃、３５ｈＰａで約１時間、次いで第２重縮合反応缶で攪拌下、約２７０℃、５ｈＰａで約１時間、さらに最終重縮合反応缶で攪拌下、約２８０℃、０．５〜１．５ｈＰａで約１時間重縮合させた。
【００７３】
得られた共重合ポリエステルの組成は、ＴＰＡ／／ＥＧ／ＮＰＧ／ＤＥＧ（副生成物）＝１００／／６８／３０／２（モル％）であった。また、共重合ポリエステル中の、触媒及び添加物由来の各原子の含有量は、Ｔｉ／Ｇｅ／Ｃｏ／Ｐ＝３／５０／３５／５０（ｐｐｍ）であり、（Ｔｉ／０．０６＋Ｇｅ／３．３３）は６５、Ｔｉ／Ｃｏは０．０８６、（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐは１．７であった。さらに、カラーＬ値は５５、カラーｂ値は０．２であり、色調は良好であった。また、固有粘度は０．７４ｄｌ／ｇであり、成形品を製造する上で十分な固有粘度であった。
【００７４】
得られた共重合ポリエステルを段付成形板で成形した際、厚さ５ｍｍにおける成形板のヘイズは０．７％と非常に透明性に優れていた。得られた共重合ポリエステルの組成を表１に、物性を表２にまとめた。
【００７５】
実施例２
攪拌機及び留出コンデンサーを有する、容積１０Ｌのエステル化反応槽に、テレフタル酸（ＴＰＡ）２４１４質量部、エチレングリコール（ＥＧ）１４９７質量部、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）５１５質量部を投入し、触媒としてチタニウムテトラブトキシドを２５０ｇ／Ｌのｎ−ブタノール溶液として、生成ポリエステルに対してチタン原子として５ｐｐｍ、二酸化ゲルマニウムを８ｇ／Ｌの水溶液として生成ポリエステルに対してゲルマニウム原子として４０ｐｐｍ、酢酸コバルト４水和物を５０ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液として生成ポリマーに対してコバルト原子として３５ｐｐｍ含有するように添加した。
【００７６】
その後、反応系内を最終的に２４０℃となるまで除々に昇温し、圧力０．２５ＭＰａでエステル化反応を１８０分間行った。反応系内からの留出水が出なくなるのを確認した後、反応系内を常圧に戻し、リン酸トリメチルを１３０ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液として生成ポリマーに対してリン原子として５２ｐｐｍ含有するように添加した。
【００７７】
得られたオリゴマーを重縮合反応槽に移送し、除々に昇温しながら減圧し最終的に温度が２８０℃で、圧力が０．２ｈＰａになるようにした。固有粘度に対応する攪拌翼のトルク値が所望の数値となるまで反応させ、重縮合反応を終了した。反応時間は１００分であった。得られた溶融ポリエステル樹脂を重合槽下部の抜き出し口からストランド状に抜き出し、水槽で冷却した後チップ状に切断した。得られた共重合ポリエステルの組成を表１に、物性を表２にまとめた。
【００７８】
実施例３〜８、比較例２〜９
共重合ポリエステルの組成、チタン原子、ゲルマニウム原子、コバルト原子、リン原子のそれぞれの含有量、固有粘度のうち少なくとも１種を変更した以外は、全て実施例２と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの組成を表１、物性を表２にまとめた。
【００７９】
比較例１
実施例１において、触媒として三酸化アンチモンを１２ｇ／Ｌのエチレングリコール溶液として生成ポリマーに対して、アンチモン原子として３００ｐｐｍ含有させ、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物、リン化合物を含有させないこと以外はすべて実施例１と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの組成を表１、物性を表２にまとめた。
【００８０】
実施例９
実施例２において、テレフタル酸の代わりにテレフタル酸ジメチル２８２１質量部を用い、反応系内の温度を１６０℃から２２０℃まで除々に昇温し、メタノールを系外に留去しながら大気圧下で２００分エステル交換反応を行ない、メタノールの留出が完全に止まった後、重縮合反応を行ったこと以外はすべて実施例２と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの組成を表１、物性を表２にまとめた。
【００８１】
【表１】

【００８２】
なお、表１において、ＴＰＡは全ジカルボン酸成分に対するテレフタル酸のモル比、ＥＧは全グリコール成分に対するエチレングリコールのモル比、ＮＰＧは全グリコール成分に対するネオペンチルグリコールのモル比、ＤＥＧは全グリコール成分に対するジエチレングリコールのモル比、Ｔｉは共重合ポリエステルに対するチタン原子の含有量（ｐｐｍ）、Ｇｅは共重合ポリエステルに対するゲルマニム原子の含有量（ｐｐｍ）、Ｃｏは共重合ポリエステルに対するコバルト原子の含有量（ｐｐｍ）、Ｐは共重合ポリエステルに対するリン原子の含有量（ｐｐｍ）を意味する。
【００８３】
【表２】

【００８４】
【発明の効果】
本発明の共重合ポリエステルは、テレフタル酸と、エチレングリコール及びネオペンチルグリコールを主たる構成成分とする共重合ポリエステルが有する、優れた透明性、耐衝撃性、成形性、耐熱性等を維持しながら、該共重合ポリエステルの色調を改善することができる。そのため、フィルム、シート、中空成形容器、エンジニアリングプラスチック、繊維等の各種成形品用の材料として広く使用することができる。なかでも、シート、エンジニアリングプラスチックの材料として特に好適である。

Claims

テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体を主たる酸成分とし、グリコール成分としてエチレングリコール、ネオペンチルグリコールを主成分としてなる共重合ポリエステルにおいて、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物及びリン化合物を含有し、固有粘度が０．６０〜１．０ｄｌ／ｇ、カラーＬ値が５０〜６０、カラーｂ値が−５．０〜５．０であることを特徴とする共重合ポリエステル。
前記チタン化合物、ゲルマニウム化合物、コバルト化合物及びリン化合物は、それぞれチタン原子、ゲルマニウム原子、コバルト原子、リン原子として、共重合ポリエステルに対し下記式（１）〜（３）を満足するよう含有することを特徴とする請求項１記載の共重合ポリエステル。
５０≦（Ｔｉ／０．０６＋Ｇｅ／３．３３）≦１００　…（１）
０．０５≦Ｔｉ／Ｃｏ≦０．２０　　　　　　　　　　…（２）
１．０≦（Ｃｏ＋Ｇｅ）／Ｐ≦３．５　　　　　　　　…（３）
上式で、Ｔｉはチタン原子、Ｇｅはゲルマニウム原子、Ｃｏはコバルト原子、Ｐはリン原子の共重合ポリエステルに対する含有量（ｐｐｍ）を示す。
前記グリコール成分は、エチレングリコールを９９〜６０モル％、ネオペンチルグリコールを１〜４０モル％含有することを特徴とする請求項１または２記載の共重合ポリエステル。
前記共重合ポリエステルを段付成形板に成型した際、厚み５ｍｍにおけるヘイズ値が５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の共重合ポリエステル。