JP2005162925A - Catalyst for polyester polymerization and method for producing polyester by using the same - Google Patents

Catalyst for polyester polymerization and method for producing polyester by using the same Download PDF

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達也 長野
Kenichi Tsutsumi
賢一 堤
Masatoshi Aoyama
雅俊 青山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a catalyst for polymerization providing a polyester scarcely containing a foreign matter and having good color tone and to provide a method for producing the polyester by using the catalyst. <P>SOLUTION: In the catalyst for polyester polymerization, the number of a titanium atom in one molecule of the catalyst is ≥20 and ≤200 and the composition ratio P of the titanium atom to a phosphorus atom satisfies the formula (1): 0.5<P<2.0. The method for producing the polyester comprises using the catalyst. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、異物が少なく、色調が良好なポリエステルを得ることができるポリエステル重合用触媒およびポリエステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a polyester polymerization catalyst and a method for producing a polyester capable of obtaining a polyester having a good color tone with less foreign matter.

ポリエステルはその機能性の有用さから多目的に用いられており、例えば、衣料用、資材用、医療用に用いられている。その中でも、汎用性、実用性の点でポリエチレンテレフタレートが優れ、好適に使用されている。   Polyester is used for various purposes because of its useful functionality, and is used for clothing, materials, and medical use, for example. Among them, polyethylene terephthalate is excellent in terms of versatility and practicality and is preferably used.

一般にポリエチレンテレフタレートは、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から製造されるが、高分子量のポリマーを製造する商業的なプロセスでは、重縮合触媒としてアンチモン化合物が広く用いられている。しかしながら、アンチモン化合物を含有するポリマーは以下に述べるような幾つかの好ましくない特性を有している。   In general, polyethylene terephthalate is produced from terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof and ethylene glycol. In a commercial process for producing a high molecular weight polymer, an antimony compound is widely used as a polycondensation catalyst. However, polymers containing antimony compounds have some undesirable properties as described below.

例えば、アンチモン触媒を使用して得られたポリマーを溶融紡糸して繊維とするときに、アンチモン触媒の残渣が口金孔周りに堆積することが知られている。この堆積が進行するとフィラメントに欠点が生じる原因となるため、適時除去する必要が生じる。アンチモン触媒残渣の堆積が生じるのは、ポリマー中のアンチモン化合物が口金近傍で変成し、一部が気化、散逸した後、アンチモンを主体とする成分が口金に残るためであると考えられている。   For example, when a polymer obtained using an antimony catalyst is melt-spun into a fiber, it is known that an antimony catalyst residue is deposited around the die hole. As this deposition progresses, it becomes a cause of defects in the filament, so that it needs to be removed in a timely manner. The deposition of the antimony catalyst residue is considered to be due to the antimony compound in the polymer being transformed in the vicinity of the die and partially vaporizing and dissipating, and then a component mainly composed of antimony remains in the die.

また、ポリマー中のアンチモン触媒残渣は比較的大きな粒子状となりやすく、異物となって成形加工時のフィルターの濾圧上昇、紡糸の際の糸切れあるいは製膜時のフイルム破れの原因になるなどの好ましくない特性を有しており、操業性を低下させる一因となっている。   In addition, the antimony catalyst residue in the polymer tends to be relatively large particles, and it becomes a foreign substance, causing an increase in the filtration pressure of the filter during molding, causing yarn breakage during spinning or film tearing during film formation, etc. It has undesirable characteristics and contributes to a decrease in operability.

上記のような背景からアンチモン含有量が少ないか、あるいは含有しないポリエステルが求められている。そこで、重縮合触媒の役割をアンチモン系化合物以外の化合物に求める場合ゲルマニウム化合物が知られているが、ゲルマニウム化合物は非常に高価であり汎用的に用いることは難しい。   In view of the above background, there is a demand for polyesters that contain little or no antimony. Thus, germanium compounds are known when the role of a polycondensation catalyst is required for compounds other than antimony compounds, but germanium compounds are very expensive and difficult to use for general purposes.

これに対し重合触媒としてチタン化合物とリン化合物とからなるチタン錯体をポリエステル重合用触媒として用いる提案がなされている(特許文献1〜3参照)。この方法によれば触媒に起因した異物を少なくすることができるものの十分ではなく、得られるポリマーの色調も十分なものではない。従って、チタン化合物のさらなる改善が求められている。   On the other hand, the proposal which uses the titanium complex which consists of a titanium compound and a phosphorus compound as a polymerization catalyst as a catalyst for polyester polymerization is made | formed (refer patent documents 1-3). According to this method, although foreign substances resulting from the catalyst can be reduced, it is not sufficient, and the color tone of the resulting polymer is not sufficient. Accordingly, there is a need for further improvements in titanium compounds.

そこで、本発明では上記の問題点を改良し、糸切れの少ないポリエステルを鋭意検討した結果、重合用触媒として特定の構造を有するチタンとリンの化合物を用いることにより本発明の目的を達成できるという知見を得た。
特表2001−524536号公報(第1頁) 特表2002−512267号公報(第1頁) 特開2002−293909号公報(第1頁)
Therefore, in the present invention, as a result of improving the above-mentioned problems and intensively studying a polyester with less yarn breakage, the object of the present invention can be achieved by using a compound of titanium and phosphorus having a specific structure as a polymerization catalyst. Obtained knowledge.
JP 2001-524536 A (1st page) Japanese translation of PCT publication No. 2002-512267 (first page) JP 2002-293909 A (first page)

本発明の目的は上記従来の問題を解消し、製糸性や製膜性が良好であり、かつ従来品に比べて異物が少なく、ポリエステルの色調に優れたポリエステルを得ることが可能なポリエステル重合用触媒およびそれを用いたポリエステルの製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is for polyester polymerization, which solves the above-mentioned conventional problems, has good yarn-forming properties and film-forming properties, has fewer foreign matters than conventional products, and can obtain a polyester having excellent polyester color tone. The object is to provide a catalyst and a method for producing a polyester using the catalyst.

前記した課題は、触媒1分子中のチタン原子の数が20以上200以下であり、リン原子に対するチタン原子の構成比Pが以下の式(1)を満たすことを特徴とするポリエステル重合用触媒、およびそれを用いたポリエステルの製造方法によって達成できる。   The above-mentioned problem is that the number of titanium atoms in one molecule of the catalyst is 20 or more and 200 or less, and the composition ratio P of the titanium atoms to the phosphorus atoms satisfies the following formula (1), And a polyester production method using the same.

(1)0.5<P<2.0     (1) 0.5 <P <2.0

本発明のポリエステル重合用触媒およびそれを用いたポリエステルの製造方法によれば、異物が少なく、色調の良好なポリエステルを得ることができる。   According to the polyester polymerization catalyst of the present invention and the polyester production method using the same, it is possible to obtain a polyester having a good color tone with less foreign matter.

本発明のポリエステルは、ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体およびジオールまたはそのエステル形成性誘導体から合成されるポリマーである。繊維、フィルム、ボトル等の成形品として用いることができるものが好ましい。   The polyester of the present invention is a polymer synthesized from a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof. What can be used as molded articles, such as a fiber, a film, and a bottle, is preferable.

このようなポリエステルとして具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレ−ト、ポリエチレン−1,2−ビス(2−クロロフェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボキシレート等が挙げられる。本発明は、なかでも最も汎用的に用いられているポリエチレンテレフタレートまたは主としてエチレンテレフタレート単位を含むポリエステル共重合体において好適である。   Specific examples of such polyester include polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, polycyclohexylene dimethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate, polyethylene-1,2- And bis (2-chlorophenoxy) ethane-4,4′-dicarboxylate. The present invention is suitable for polyethylene terephthalate or polyester copolymers mainly containing ethylene terephthalate units, which are most commonly used.

また、これらのポリエステルには、ジエチレングリコール以外に共重合成分としてアジピン酸、イソフタル酸、セバシン酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体、ポリエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオキシ化合物、p−(β−オキシエトキシ)安息香酸等のオキシカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体等が共重合されていてもよい。   In addition to diethylene glycol, these polyesters include dicarboxylic acids such as adipic acid, isophthalic acid, sebacic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid, and esters thereof. Formable derivatives, dioxy compounds such as polyethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, polypropylene glycol, cyclohexanedimethanol, oxycarboxylic acids such as p- (β-oxyethoxy) benzoic acid and ester-forming derivatives thereof It may be polymerized.

本発明のポリエステル重合用触媒は、1分子中のチタン原子の数が20〜200、リン原子に対するチタン原子の構成比Pが以下の式(1)の範囲内にあることが色調改善および異物抑制の観点から重要である。   In the polyester polymerization catalyst of the present invention, the number of titanium atoms in one molecule is 20 to 200, and the composition ratio P of titanium atoms to phosphorus atoms is within the range of the following formula (1). Is important from the point of view.

(1)0.5<P<2.0
1分子中のチタン原子の数については、20〜100が好ましく、より好ましくは20〜50である。チタン原子とリン原子の構成比Pについては、0.6〜1.7が好ましく、より好ましくは0.6〜1.2である。
(1) 0.5 <P <2.0
About the number of the titanium atoms in 1 molecule, 20-100 are preferable, More preferably, it is 20-50. The constituent ratio P of titanium atoms and phosphorus atoms is preferably 0.6 to 1.7, more preferably 0.6 to 1.2.

本発明のポリエステル重合用触媒は、チタン原子の置換基が下記式1〜式6で表される官能基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   In the polyester polymerization catalyst of the present invention, the substituent of the titanium atom is preferably at least one selected from the group consisting of functional groups represented by the following formulas 1 to 6.

Figure 2005162925
Figure 2005162925

(式1〜式6中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜30の炭化水素基、アルコキシ基または水酸基またはカルボニル基またはアセチル基またはカルボキシル基またはエステル基またはアミノ基を有する炭素数1〜30の炭化水素基を表す。)
本発明の式1としては、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、2−エチルヘキソキシド等のアルコキシ基、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等のヒドロキシ多価カルボン酸系化合物からなる官能基が挙げられる。
(In Formula 1 to Formula 6, R 1 to R 3 each independently have hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group, a hydroxyl group, a carbonyl group, an acetyl group, a carboxyl group, an ester group, or an amino group. Represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.)
Formula 1 of the present invention comprises an alkoxy group such as ethoxide, propoxide, isopropoxide, butoxide, 2-ethylhexoxide, or the like, or a hydroxy polyvalent carboxylic acid compound such as lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, etc. A functional group is mentioned.

また、式2としては、アセチルアセトン等のβ−ジケトン系化合物、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のケトエステル系化合物からなる官能基が挙げられる。   Formula 2 includes a functional group composed of a β-diketone compound such as acetylacetone and a ketoester compound such as methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate.

また、式3としては、フェノキシ、クレシレイト、サリチル酸等からなる官能基が挙げられる。   Moreover, as Formula 3, the functional group which consists of phenoxy, cresylate, salicylic acid, etc. is mentioned.

また、式4としては、ラクテート、ステアレート等のアシレート基、フタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸またはそれらの無水物等の多価カルボン酸系化合物、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三プロピオン酸、カルボキシイミノ二酢酸、カルボキシメチルイミノ二プロピオン酸、ジエチレントリアミノ五酢酸、トリエチレンテトラミノ六酢酸、イミノ二酢酸、イミノ二プロピオン酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二プロピオン酸、メトキシエチルイミノ二酢酸等の含窒素多価カルボン酸からなる官能基が挙げられる。   Formula 4 includes acylate groups such as lactate and stearate, phthalic acid, trimellitic acid, trimesic acid, hemimellitic acid, pyromellitic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacin Polycarboxylic acid compounds such as acid, maleic acid, fumaric acid, cyclohexanedicarboxylic acid or their anhydrides, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotripropionic acid, carboxyiminodiacetic acid, carboxymethyliminodipropionic acid, diethylenetriaminopentaacetic acid And functional groups composed of nitrogen-containing polyvalent carboxylic acids such as triethylenetetraminohexaacetic acid, iminodiacetic acid, iminodipropionic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, hydroxyethyliminodipropionic acid, and methoxyethyliminodiacetic acid.

また、式5としては、アニリン、フェニルアミン、ジフェニルアミン等からなる官能基が挙げられる。
中でも式1及び/または式4が含まれていることがポリマーの熱安定性及び色調の観点から好ましい。
Formula 5 includes functional groups composed of aniline, phenylamine, diphenylamine, and the like.
Among these, the inclusion of Formula 1 and / or Formula 4 is preferable from the viewpoint of the thermal stability and color tone of the polymer.

本発明のポリエステル重合用触媒の合成方法は、例えば(1)チタン化合物を溶媒に混合してその一部または全部を溶媒中に溶解し、この混合溶液にリン化合物を溶媒に溶解または希釈させ滴下する。(2)ヒドロキシカルボン酸系化合物や多価カルボン酸系化合物等のチタン化合物の配位子を用いる場合は、チタン化合物または配位子化合物を溶媒に混合してその一部または全部を溶媒中に溶解し、この混合溶液に配位子化合物またはチタン化合物を原液または溶媒に溶解希釈させ滴下し、その後、この混合溶液にさらにリン化合物を加えることにより得られる。特にこの際、リン化合物の最後の1〜30モル%を反応させる際に、溶媒の80%以上がエチレングリコールであり、反応系中のチタン原子濃度が1重量%以下であると液中の固形分が少なくなり、異物形成抑制の観点から好ましい。リン化合物の割合としては、15〜30モル%がより好ましく、溶媒中のエチレングリコールの割合としては90%以上がより好ましく、反応系中のチタン原子濃度としては0.7重量%以下がより好ましい。   The method for synthesizing the catalyst for polyester polymerization of the present invention includes, for example, (1) mixing a titanium compound in a solvent and dissolving a part or all of the titanium compound in the solvent, and dissolving or diluting the phosphorus compound in the solvent. To do. (2) In the case of using a ligand of a titanium compound such as a hydroxycarboxylic acid compound or a polyvalent carboxylic acid compound, the titanium compound or the ligand compound is mixed in a solvent, and a part or all thereof is mixed in the solvent. It is obtained by dissolving, dissolving and diluting the ligand compound or titanium compound in a stock solution or solvent in this mixed solution and dropping, and then further adding a phosphorus compound to this mixed solution. In particular, in this case, when the last 1 to 30 mol% of the phosphorus compound is reacted, 80% or more of the solvent is ethylene glycol, and the titanium atom concentration in the reaction system is 1 wt% or less, the solid in the liquid This is preferable from the viewpoint of suppressing foreign matter formation. The proportion of the phosphorus compound is more preferably 15 to 30 mol%, the proportion of ethylene glycol in the solvent is more preferably 90% or more, and the titanium atom concentration in the reaction system is more preferably 0.7% by weight or less. .

この液中の固形分割合としては、チタン原子濃度が1重量%以下である触媒化合物の分散液を0.2μmのフィルターで濾過した場合に、濾上物重量Rの全触媒化合物重量Sに対する割合Qが20%以下であることが好ましい。Qとしては10%以下が好ましく、より好ましくは5%以下である。   As a solid content ratio in this liquid, when a dispersion of a catalyst compound having a titanium atom concentration of 1% by weight or less is filtered through a 0.2 μm filter, the ratio of the filtered product weight R to the total catalyst compound weight S It is preferable that Q is 20% or less. Q is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.

上記の反応条件は0〜200℃の温度で1分以上、さらには20〜100℃の温度で2〜100分間加熱することによって行うことが好ましい。この際の反応圧力に特に制限はなく、常圧でも良い。また、ここで用いる溶媒は、チタン化合物、リン化合物及びチタン原子に結合する化合物の一部または全部を溶解し得るものから選択することができるが、具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ジエチルエーテル、アセトン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン等が挙げられる。   The above reaction conditions are preferably performed by heating at a temperature of 0 to 200 ° C. for 1 minute or longer, and further by heating at a temperature of 20 to 100 ° C. for 2 to 100 minutes. The reaction pressure at this time is not particularly limited, and may be normal pressure. The solvent used here can be selected from those capable of dissolving part or all of the titanium compound, the phosphorus compound and the compound bonded to the titanium atom. Specifically, methanol, ethanol, 1-propanol 2-propanol, ethylene glycol, propanediol, butanediol, diethyl ether, acetone, ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane and the like.

なお、本発明のポリエステル重合用触媒の合成において使用する原料チタン化合物としては、前記置換基を有するもの、もしくはそれらと容易に交換可能な置換基を有するものであれば、特に限定されない。具体的には、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、チタンジイソプロポキシビスアセチルアセトナート、チタントリエタノールアミネートイソプロポキシドなどが挙げられる。   In addition, as a raw material titanium compound used in the synthesis | combination of the catalyst for polyester polymerization of this invention, if it has the said substituent or has a substituent easily exchangeable with them, it will not specifically limit. Specific examples include titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, titanium diisopropoxybisacetylacetonate, titanium triethanolaminate isopropoxide, and the like.

また、出発原料のリン化合物としては、リン酸系化合物から選ばれる少なくとも1種、およびホスホン酸系化合物とホスフィン酸系化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、それぞれいずれか1種または2種であることがより好ましい。具体的には、例えば、リン酸系化合物としてはリン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、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等が挙げられ、ホスホン酸系化合物としては亜リン酸、亜リン酸のナトリウム塩、亜リン酸のカリウム塩、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、イソプロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、トリルホスホン酸、キシリルホスホン酸、ビフェニルホスホン酸、ナフチルホスホン酸、アントリルホスホン酸、2−カルボキシフェニルホスホン酸、3−カルボキシフェニルホスホン酸、4−カルボキシフェニルホスホン酸、2,3−ジカルボキシフェニルホスホン酸、2,4−ジカルボキシフェニルホスホン酸、2,5−ジカルボキシフェニルホスホン酸、2,6−ジカルボキシフェニルホスホン酸、3,4−ジカルボキシフェニルホスホン酸、3,5−ジカルボキシフェニルホスホン酸、2,3,4−トリカルボキシフェニルホスホン酸、2,3,5−トリカルボキシフェニルホスホン酸、2,3,6−トリカルボキシフェニルホスホン酸、2,4,5−トリカルボキシフェニルホスホン酸、2,4,6−トリカルボキシフェニルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチルエステル、メチルホスホン酸ジエチルエステル、エチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホスホン酸ジエチルエステル、フェニルホスホン酸ジメチルエステル、フェニルホスホン酸ジエチルエステル、フェニルホスホン酸ジフェニルエステル、ベンジルホスホン酸ジメチルエステル、ベンジルホスホン酸ジエチルエステル、ベンジルホスホン酸ジフェニルエステル、リチウム(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)、ナトリウム(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)、マグネシウムビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)、カルシウムビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)、ジエチルホスホノ酢酸、ジエチルホスホノ酢酸メチル、ジエチルホスホノ酢酸エチル等が挙げられ、ホスフィン酸系化合物としては次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、メチルホスフィン酸、エチルホスフィン酸、プロピルホスフィン酸、イソプロピルホスフィン酸、ブチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、トリルホスフィン酸、キシリルホスフィン酸、ビフェニリルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ジメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジプロピルホスフィン酸、ジイソプロピルホスフィン酸、ジブチルホスフィン酸、ジトリルホスフィン酸、ジキシリルホスフィン酸、ジビフェニリルホスフィン酸、ナフチルホスフィン酸、アントリルホスフィン酸、2−カルボキシフェニルホスフィン酸、3−カルボキシフェニルホスフィン酸、4−カルボキシフェニルホスフィン酸、2,3−ジカルボキシフェニルホスフィン酸、2,4−ジカルボキシフェニルホスフィン酸、2,5−ジカルボキシフェニルホスフィン酸、2,6−ジカルボキシフェニルホスフィン酸、3,4−ジカルボキシフェニルホスフィン酸、3,5−ジカルボキシフェニルホスフィン酸、2,3,4−トリカルボキシフェニルホスフィン酸、2,3,5−トリカルボキシフェニルホスフィン酸、2,3,6−トリカルボキフェニルホスフィン酸、2,4,5−トリカルボキシフェニルホスフィン酸、2,4,6−トリカルボキシフェニルホスフィン酸、ビス(2−カルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(3−カルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(4−カルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,3−ジカルボキルシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,4−ジカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,5−ジカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,6−ジカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(3,5−ジカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,3,4−トリカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,3,5−トリカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,3,6−トリカルボキシフェニル)ホスフィン酸、ビス(2,4,5−トリカルボキシフェニル)ホスフィン酸、およびビス(2,4,6−トリカルボキシフェニル)ホスフィン酸、メチルホスフィン酸メチルエステル、ジメチルホスフィン酸メチルエステル、メチルホスフィン酸エチルエステル、ジメチルホスフィン酸エチルエステル、エチルホスフィン酸メチルエステル、ジエチルホスフィン酸メチルエステル、エチルホスフィン酸エチルエステル、ジエチルホスフィン酸エチルエステル、フェニルホスフィン酸メチルエステル、フェニルホスフィン酸エチルエステル、フェニルホスフィン酸フェニルエステル、ジフェニルホスフィン酸メチルエステル、ジフェニルホスフィン酸エチルエステル、ジフェニルホスフィン酸フェニルエステル、ベンジルホスフィン酸メチルエステル、ベンジルホスフィン酸エチルエステル、ベンジルホスフィン酸フェニルエステル、ビスベンジルホスフィン酸メチルエステル、ビスベンジルホスフィン酸エチルエステル、ビスベンジルホスフィン酸フェニルエステル等が挙げられる。   The starting phosphorus compound is preferably at least one selected from phosphoric acid compounds and at least one selected from phosphonic acid compounds and phosphinic acid compounds. More preferably it is a seed. Specifically, for example, phosphoric acid compounds include phosphoric acid, phosphoric acid sodium salt, phosphoric acid potassium salt, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, and the like. Is phosphorous acid, sodium salt of phosphorous acid, potassium salt of phosphorous acid, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, methylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, propylphosphonic acid, isopropylphosphonic acid, Butylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, benzylphosphonic acid, tolylphosphonic acid, xylylphosphonic acid, biphenylphosphonic acid, naphthylphosphonic acid, anthrylphosphonic acid, 2-carboxyphenylphosphonic acid, 3-carboxyphenylphosphonic acid, 4- Carboxyphenylphosphonic acid, 2,3-dicarboxy Phenylphosphonic acid, 2,4-dicarboxyphenylphosphonic acid, 2,5-dicarboxyphenylphosphonic acid, 2,6-dicarboxyphenylphosphonic acid, 3,4-dicarboxyphenylphosphonic acid, 3,5-dicarboxyphenyl Phosphonic acid, 2,3,4-tricarboxyphenylphosphonic acid, 2,3,5-tricarboxyphenylphosphonic acid, 2,3,6-tricarboxyphenylphosphonic acid, 2,4,5-tricarboxyphenylphosphonic acid 2,4,6-tricarboxyphenylphosphonic acid, methylphosphonic acid dimethyl ester, methylphosphonic acid diethyl ester, ethylphosphonic acid dimethyl ester, ethylphosphonic acid diethyl ester, phenylphosphonic acid dimethyl ester, phenylphosphonic acid diethyl ester, phenyl Suphonic acid diphenyl ester, benzylphosphonic acid dimethyl ester, benzylphosphonic acid diethyl ester, benzylphosphonic acid diphenyl ester, lithium (ethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate), sodium (3,5- Di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate ethyl), magnesium bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate ethyl), calcium bis (3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxybenzylphosphonic acid ethyl), diethylphosphonoacetic acid, methyl diethylphosphonoacetate, ethyl diethylphosphonoacetate and the like. Examples of phosphinic acid compounds include hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, hypophosphorous acid. Potassium acid, methylphosphine Phosphoric acid, ethylphosphinic acid, propylphosphinic acid, isopropylphosphinic acid, butylphosphinic acid, phenylphosphinic acid, tolylphosphinic acid, xylylphosphinic acid, biphenylylphosphinic acid, diphenylphosphinic acid, dimethylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, Dipropylphosphinic acid, diisopropylphosphinic acid, dibutylphosphinic acid, ditolylphosphinic acid, dixylphosphinic acid, dibiphenylylphosphinic acid, naphthylphosphinic acid, anthrylphosphinic acid, 2-carboxyphenylphosphinic acid, 3-carboxyphenylphosphine Acid, 4-carboxyphenylphosphinic acid, 2,3-dicarboxyphenylphosphinic acid, 2,4-dicarboxyphenylphosphinic acid, 2,5-dicarboxypheny Phosphinic acid, 2,6-dicarboxyphenylphosphinic acid, 3,4-dicarboxyphenylphosphinic acid, 3,5-dicarboxyphenylphosphinic acid, 2,3,4-tricarboxyphenylphosphinic acid, 2,3,5 -Tricarboxyphenylphosphinic acid, 2,3,6-tricarboxyphenylphosphinic acid, 2,4,5-tricarboxyphenylphosphinic acid, 2,4,6-tricarboxyphenylphosphinic acid, bis (2-carboxyphenyl) Phosphinic acid, bis (3-carboxyphenyl) phosphinic acid, bis (4-carboxyphenyl) phosphinic acid, bis (2,3-dicarboxylphenyl) phosphinic acid, bis (2,4-dicarboxyphenyl) phosphinic acid, Bis (2,5-dicarboxyphenyl) phosphinic acid, bi (2,6-dicarboxyphenyl) phosphinic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) phosphinic acid, bis (3,5-dicarboxyphenyl) phosphinic acid, bis (2,3,4-tricarboxyphenyl) Phosphinic acid, bis (2,3,5-tricarboxyphenyl) phosphinic acid, bis (2,3,6-tricarboxyphenyl) phosphinic acid, bis (2,4,5-tricarboxyphenyl) phosphinic acid, and bis (2,4,6-tricarboxyphenyl) phosphinic acid, methylphosphinic acid methyl ester, dimethylphosphinic acid methyl ester, methylphosphinic acid ethyl ester, dimethylphosphinic acid ethyl ester, ethylphosphinic acid methyl ester, diethylphosphinic acid methyl ester, Ethyl ethyl phosphinate Esters, diethylphosphinic acid ethyl ester, phenylphosphinic acid methyl ester, phenylphosphinic acid ethyl ester, phenylphosphinic acid phenyl ester, diphenylphosphinic acid methyl ester, diphenylphosphinic acid ethyl ester, diphenylphosphinic acid phenyl ester, benzylphosphinic acid methyl ester, Examples include benzylphosphinic acid ethyl ester, benzylphosphinic acid phenyl ester, bisbenzylphosphinic acid methyl ester, bisbenzylphosphinic acid ethyl ester, and bisbenzylphosphinic acid phenyl ester.

特に異物抑制および色調改善の観点から、リン酸系およびホスフィン酸系であることが好ましく、中でも、リン酸系化合物がリン酸および/またはリン酸塩、ホスフィン酸系化合物が次亜リン酸および/または次亜リン酸塩、またはジフェニルホスフィン酸および/またはジフェニルホスフィン酸塩であることが好ましい。   In particular, from the viewpoint of foreign matter suppression and color tone improvement, phosphoric acid and phosphinic acid are preferable. Among them, phosphoric acid compounds are phosphoric acid and / or phosphate, phosphinic acid compounds are hypophosphorous acid and / or Alternatively, hypophosphite or diphenylphosphinic acid and / or diphenylphosphinate is preferable.

なお、本発明の触媒とは、ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体およびジオールまたはそのエステル形成性誘導体から合成されるポリマーにおいて、実質的にエステル反応またはエステル交換反応が終了し、得られたポリエチレンテレフタレート低重合体を脱ジオール反応にて高重合度化せしめる重縮合反応全てまたは一部の素反応の反応促進に実質的に寄与する化合物を指す。   The catalyst of the present invention is a polyethylene terephthalate obtained by substantially completing the ester reaction or transesterification reaction in a polymer synthesized from a dicarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof. It refers to a compound that substantially contributes to the acceleration of all or some of the polycondensation reactions that increase the degree of polymerization of the low polymer by a dediol reaction.

従って、繊維の艶消し剤等に無機粒子として一般的に用いられている二酸化チタン粒子は上記の反応に対して実質的に触媒作用を有しておらず、本発明の触媒として用いることができるチタンとリンの化合物とは異なる。   Therefore, titanium dioxide particles generally used as inorganic particles in fiber matting agents and the like have substantially no catalytic effect on the above reaction and can be used as the catalyst of the present invention. Different from titanium and phosphorus compounds.

本発明におけるチタンとリンの化合物(二酸化チタン粒子を除く)は得られるポリマーに対してチタン原子換算で0.5〜150ppm含有されていることが好ましい。1〜100ppmであるとポリマーの熱安定性や色調がより良好となり好ましく、更に好ましくは3〜50ppmである。   The compound of titanium and phosphorus (excluding titanium dioxide particles) in the present invention is preferably contained in an amount of 0.5 to 150 ppm in terms of titanium atom with respect to the obtained polymer. When it is 1 to 100 ppm, the thermal stability and color tone of the polymer become better, and it is more preferably 3 to 50 ppm.

本発明で用いるチタンとリンの化合物は、ポリエステルの反応系にそのまま添加してもよいが、予めエチレングリコールやプロピレングリコール等のポリエステルを形成するジオール成分を含む溶媒と混合し、必要に応じて該化合物合成時に用いたアルコール等の低沸点成分を固形分が析出しない程度に除去した後、反応系に添加すると、ポリマー中での異物生成がより抑制されるため好ましい。この液中の固形分量としては、0.2μmのフィルターで濾過した際、濾上物重量Rの全触媒化合物重量Sに対する割合Qが20%以下であることが異物抑制の観点から好ましい。添加時期は、実質的に重縮合反応開始前であればよく、エステル化反応やエステル交換反応の前、あるいは反応終了後、重縮合反応触媒が開始される前に添加してもよい。さらに、色調改善および熱安定性の観点から、リン化合物を別途添加してもよい。この場合、チタンとリンの化合物を含む本発明のポリエステル重合用触媒とリン化合物が接触することによる触媒の失活を抑制するために、異なる反応槽に添加する方法や、同一の反応槽において本発明のポリエステル重合用触媒とリン化合物の添加間隔を1〜15分とする方法や添加位置を離す方法を用いてもよい。   The titanium-phosphorus compound used in the present invention may be added to the polyester reaction system as it is, but is mixed in advance with a solvent containing a diol component that forms a polyester such as ethylene glycol or propylene glycol, and the It is preferable to add a low-boiling component such as alcohol used in the compound synthesis to the reaction system after removing it to such an extent that the solid content does not precipitate, because the generation of foreign matter in the polymer is further suppressed. The solid content in the liquid is preferably 20% or less in terms of the foreign matter suppression from the ratio Q of the filtered product weight R to the total catalyst compound weight S when filtered through a 0.2 μm filter. The timing of addition may be substantially before the start of the polycondensation reaction, and may be added before the esterification reaction or transesterification reaction, or after the completion of the reaction and before the start of the polycondensation reaction catalyst. Furthermore, a phosphorus compound may be added separately from the viewpoints of color tone improvement and thermal stability. In this case, in order to suppress the deactivation of the catalyst due to the contact between the catalyst for polyester polymerization of the present invention containing a compound of titanium and phosphorus and the phosphorus compound, a method of adding to different reaction tanks, A method of setting the addition interval between the polyester polymerization catalyst and the phosphorus compound of the invention to 1 to 15 minutes or a method of separating the addition position may be used.

本発明のポリエステルの製造方法において任意の時点でコバルト化合物またはマンガン化合物を添加すると得られるポリマーの色調が良好となり好ましい。この場合に用いるコバルト化合物としては特に限定はないが、具体的には、例えば、塩化コバルト、硝酸コバルト、炭酸コバルト、コバルトアセチルアセトネート、ナフテン酸コバルト、酢酸コバルト四水塩等が挙げられる。また、マンガン化合物についても特に限定はないが、具体的には、例えば、塩化マンガン、臭化マンガン、硝酸マンガン、炭酸マンガン、マンガンアセチルアセトネート、酢酸マンガン四水塩、酢酸マンガン二水塩等が挙げられる。   When the cobalt compound or the manganese compound is added at an arbitrary point in the method for producing the polyester of the present invention, the color tone of the polymer obtained is favorable. The cobalt compound used in this case is not particularly limited, and specific examples include cobalt chloride, cobalt nitrate, cobalt carbonate, cobalt acetylacetonate, cobalt naphthenate, and cobalt acetate tetrahydrate. Further, the manganese compound is not particularly limited, and specifically, for example, manganese chloride, manganese bromide, manganese nitrate, manganese carbonate, manganese acetylacetonate, manganese acetate tetrahydrate, manganese acetate dihydrate, etc. Can be mentioned.

また、得られるポリマーの色調やポリマーの熱安定性を向上させる目的で、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、スズ化合物等を添加してもよい。   Further, for the purpose of improving the color tone of the polymer obtained and the thermal stability of the polymer, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, an aluminum compound, a zinc compound, a tin compound, or the like may be added.

さらに、二酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、カーボンブラック等の粒子のほか、着色防止剤、安定剤、抗酸化剤等を添加しても差支えない。   Furthermore, in addition to particles such as titanium dioxide, silicon oxide, calcium carbonate, silicon nitride, clay, talc, kaolin and carbon black, a coloring inhibitor, a stabilizer, an antioxidant and the like may be added.

本発明のポリエステルの製造方法を説明する。具体例としてポリエチレンテレフタレートの例を記載するがこれに限定されるものではない。   A method for producing the polyester of the present invention will be described. Although the example of a polyethylene terephthalate is described as a specific example, it is not limited to this.

ポリエチレンテレフタレートは通常、次のいずれかのプロセスで製造される。すなわち、(1)テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、直接エステル化反応によって低重合体を得、さらにその後の重縮合反応によって高分子量ポリマーを得るプロセス、(2)ジメチルテレフタレートとエチレングリコールを原料とし、エステル交換反応によって低重合体を得、さらにその後の重縮合反応によって高分子量ポリマーを得るプロセスである。また、エステル交換反応においては、マンガン、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、リチウム等の化合物を用いて進行させ、またエステル交換反応が実質的に完結した後に、該反応に用いた触媒を不活性化する目的で、リン化合物を添加することが行われる。   Polyethylene terephthalate is usually produced by one of the following processes. (1) A process in which terephthalic acid and ethylene glycol are used as raw materials, a low polymer is obtained by direct esterification reaction, and a high molecular weight polymer is obtained by subsequent polycondensation reaction, and (2) dimethyl terephthalate and ethylene glycol are used as raw materials. In this process, a low polymer is obtained by a transesterification reaction, and a high molecular weight polymer is obtained by a subsequent polycondensation reaction. Also, in the transesterification reaction, the process proceeds using a compound such as manganese, calcium, magnesium, zinc, lithium and the like, and the catalyst used in the reaction is deactivated after the transesterification reaction is substantially completed. The phosphorus compound is added.

本発明の製造方法は、(1)または(2)の一連の反応の任意の段階、好ましくは(1)または(2)の一連の反応の前半で得られた低重合体に、艶消し剤として二酸化チタン粒子や、コバルト化合物、マンガン化合物等の添加物を添加した後、重縮合触媒として前述のチタンとリンの化合物を添加し重縮合反応を行い、高分子量のポリエチレンテレフタレートを得るというものである。   The production method of the present invention comprises a matting agent applied to a low polymer obtained in any stage of the series of reactions (1) or (2), preferably in the first half of the series of reactions (1) or (2). After adding additives such as titanium dioxide particles, cobalt compounds and manganese compounds, the polycondensation catalyst is added with the titanium and phosphorus compounds described above to perform a polycondensation reaction to obtain high molecular weight polyethylene terephthalate. is there.

また、上記の反応は回分式、半回分式あるいは連続式等の形式に適応し得る。   Further, the above reaction can be applied to a batch, semi-batch, or continuous system.

以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の物性値は以下に述べる方法で測定した。
(1)ポリマーの固有粘度IV
オルソクロロフェノールを溶媒として25℃で測定した。
(2)ポリマーの色調
得られたポリマーを溶融状態から急冷し、チップ状に成形してから、石英ガラス製の容器に充填した状態でハンター型色差計(スガ試験機(株)製SMカラーコンピュータ型式SM−3)を用いて測定し、ハンターのL、b値を得た。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the physical-property value in an Example was measured by the method described below.
(1) Intrinsic viscosity of polymer IV
Measurement was performed at 25 ° C. using orthochlorophenol as a solvent.
(2) Color tone of polymer The obtained polymer is rapidly cooled from a molten state, molded into a chip shape, and filled in a quartz glass container, and then a Hunter color difference meter (SM color computer manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) Measurement was performed using model SM-3) to obtain L and b values of the hunter.

ポリマー色調としてはb値が4以下であることが好ましく、より好ましくは3以下、特に好ましくは1.5以下である。
(3)溶液ヘイズ
測定する試料2.0gをオルソクロロフェノール20mLに溶解させ、光路長10mmの石英セルおよびヘイズメーター(スガ試験機社製,HGM−2DP型)を用い、積分球式光電光度法にて分析を行った。ポリマー中の異物量としては、ヘイズ値が2.0以下であることが好ましく、より好ましくは、1.5以下である。
(4)ポリエステル中のチタン元素、リン元素の含有量
蛍光X線元素分析装置(堀場製作所社製、MESA−500W型)により求めた。なお、ポリエステルに二酸化チタン粒子が含有されている際には、次の前処理をした上で蛍光X線分析を行った。すなわち、ポリエステルをオルソクロロフェノールに溶解(溶媒100gに対してポリマー5g)し、このポリマー溶液と同量のジクロロメタンを加えて溶液の粘性を調製した後、遠心分離器(回転数18000rpm、1時間)で粒子を沈降させる。その後、傾斜法で上澄み液のみを回収し、上澄み液と同量のアセトンを添加することによりポリマーを再析出させ、そのあと3G3のガラスフィルター(IWAKI社製)で濾過し、濾上物をさらにアセトンで洗浄した後、室温で12時間真空乾燥してアセトンを除去した。以上の前処理を施して得られたポリマーについてチタン元素、リン元素、アンチモン元素及びマンガン元素の分析を行った。
As the polymer color tone, the b value is preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and particularly preferably 1.5 or less.
(3) Solution haze Integrating sphere type photoelectric photometry method by dissolving 2.0 g of a sample to be measured in 20 mL of orthochlorophenol and using a quartz cell having a light path length of 10 mm and a haze meter (HGM-2DP type, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) The analysis was performed. As the amount of foreign matter in the polymer, the haze value is preferably 2.0 or less, more preferably 1.5 or less.
(4) Content of Titanium Element and Phosphorus Element in Polyester The content was determined with a fluorescent X-ray elemental analyzer (manufactured by Horiba, Ltd., MESA-500W type). When the polyester contains titanium dioxide particles, fluorescent X-ray analysis was performed after the following pretreatment. That is, polyester is dissolved in orthochlorophenol (5 g of polymer per 100 g of solvent), and after adding the same amount of dichloromethane as this polymer solution to adjust the viscosity of the solution, a centrifuge (rotation speed 18000 rpm, 1 hour) To settle the particles. Thereafter, only the supernatant liquid is collected by the gradient method, and the polymer is reprecipitated by adding the same amount of acetone as the supernatant liquid, and then filtered through a 3G3 glass filter (manufactured by IWAKI). After washing with acetone, the acetone was removed by vacuum drying at room temperature for 12 hours. The polymer obtained by performing the above pretreatment was analyzed for titanium element, phosphorus element, antimony element and manganese element.

一方、二酸化チタン粒子が含有されていない場合は、前処理を行う必要がないので、ポリマーをそのまま分析すればよい。
(5)全触媒化合物中の0.2μm以上の固形分の重量割合Q
一定量の触媒分散液を0.2μmのフィルターで吸引濾過し、そのフィルターを減圧下乾燥させた。その前後のフィルターの重量変化から濾上物の重量Rを求めた。また、一定量の分散液から溶媒を留去して得られる固体を精製し、全触媒化合物の重量Sを求めた。これらの値を用いて、以下の式(2)からQを算出した。
On the other hand, when the titanium dioxide particles are not contained, it is not necessary to perform a pretreatment, and the polymer may be analyzed as it is.
(5) Weight ratio Q of solid content of 0.2 μm or more in all catalyst compounds
A certain amount of the catalyst dispersion was suction filtered through a 0.2 μm filter, and the filter was dried under reduced pressure. The weight R of the filtered material was determined from the weight change of the filter before and after that. Further, the solid obtained by distilling off the solvent from a certain amount of the dispersion was purified, and the weight S of all catalyst compounds was determined. Using these values, Q was calculated from the following equation (2).

(2)Q=100R/S
(6)触媒1分子中のチタン原子の数
触媒溶液をLC−MS(島津製作所製QP8000)で分析した。チタンの同位体パターンを有するシグナルのうち、分子量が最大のものを、最小構成単位に帰属されるシグナルの分子量で割ることでチタン原子の数を求めた。
(2) Q = 100R / S
(6) Number of titanium atoms in one molecule of catalyst The catalyst solution was analyzed by LC-MS (QP8000 manufactured by Shimadzu Corporation). Of the signals having a titanium isotope pattern, the number of titanium atoms was determined by dividing the largest molecular weight by the molecular weight of the signal belonging to the smallest structural unit.

実施例1
A.触媒の調製
撹拌機および温度計を備えた1Lのフラスコ中で2−プロパノール(500g)に乳酸(27.3g、0.30モル)を溶解させた。この撹拌されている溶液に滴下漏斗からテトライソプロポキシド(45.4g、0.16モル)の2−プロパノール(200g)溶液を、系内の温度を25℃に保ちながらゆっくり加えた。この撹拌されている混合物に滴下漏斗からNaOHの32重量/重量%水溶液(38.0g、0.30モル)を、系内の温度を25℃に保ちながらゆっくり加えた。得られた生成物をろ過し、真空下で2−プロパノール/水を完全に除去し、曇った淡黄色の生成物を得た。この生成物を撹拌機および温度計を備えた5Lのフラスコ中で2−プロパノール(300g)に溶解させた。この撹拌されている溶液に、滴下漏斗から次亜リン酸ナトリウム(17.6g、0.20モル)の2−プロパノール溶液(200g)をゆっくり加えた。この混合物にエチレングリコール4.0kgを加え、さらに撹拌しながらリン酸(4.0g、0.04モル)のエチレングリコール(500g)溶液を滴下漏斗からゆっくりと加えた。25℃、常圧下、2時間撹拌すると、ほぼ透明の液が生成する。この液1.0kgを0.2μmのフィルターで濾過した際の濾上物重量Rは0.33g、触媒化合物の全重量Sは12.3g。よって、全触媒化合物中の濾上物の重量割合Qは2.68%であった。触媒化合物のチタン原子濃度は12.5重量%であり、触媒1分子中のチタン原子の数は32であった。
Example 1
A. Catalyst Preparation Lactic acid (27.3 g, 0.30 mol) was dissolved in 2-propanol (500 g) in a 1 L flask equipped with a stirrer and thermometer. To this stirred solution, a solution of tetraisopropoxide (45.4 g, 0.16 mol) in 2-propanol (200 g) was slowly added from a dropping funnel while maintaining the temperature in the system at 25 ° C. To this stirred mixture, a 32 wt / wt% aqueous NaOH solution (38.0 g, 0.30 mol) was slowly added from a dropping funnel while maintaining the temperature in the system at 25 ° C. The resulting product was filtered and 2-propanol / water was completely removed under vacuum to give a cloudy pale yellow product. This product was dissolved in 2-propanol (300 g) in a 5 L flask equipped with stirrer and thermometer. To this stirred solution was slowly added sodium hypophosphite (17.6 g, 0.20 mol) in 2-propanol (200 g) from a dropping funnel. To this mixture was added 4.0 kg of ethylene glycol, and a solution of ethylene glycol (500 g) in phosphoric acid (4.0 g, 0.04 mol) was slowly added from the dropping funnel while stirring. When stirred for 2 hours at 25 ° C. and normal pressure, an almost transparent liquid is formed. When 1.0 kg of this solution was filtered through a 0.2 μm filter, the weight R on the filter was 0.33 g, and the total weight S of the catalyst compound was 12.3 g. Therefore, the weight ratio Q of the filtered product in all the catalyst compounds was 2.68%. The catalyst compound had a titanium atom concentration of 12.5% by weight, and the number of titanium atoms in one molecule of the catalyst was 32.

B.ポリエチレンテレフタレートの製造方法
高純度テレフタル酸(三井化学社製)100kgとエチレングリコール(日本触媒社製)45kgのスラリーを予めビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート約123kgが仕込まれ、温度250℃、圧力1.2×105Paに保持されたエステル化反応槽に4時間かけて供給し、供給終了後もさらに1時間かけてエステル化反応を完結させた。次に、このエステル化反応生成物の123kgを重縮合槽に移送した。
B. Production method of polyethylene terephthalate A slurry of 100 kg of high-purity terephthalic acid (manufactured by Mitsui Chemicals) and 45 kg of ethylene glycol (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) is charged with about 123 kg of bis (hydroxyethyl) terephthalate in advance, at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 1.2 It supplied over 4 hours to the esterification reaction tank hold | maintained at * 10 < 5 > Pa, The esterification reaction was completed over 1 hour after completion | finish of supply. Next, 123 kg of this esterification reaction product was transferred to a polycondensation tank.

引き続いて、エステル化反応生成物が移送された前記重縮合反応槽に、酸化チタン粒子のエチレングリコールスラリーを得られるポリマーに対して0.3重量%添加した。5分間撹拌した後、酢酸コバルトおよび酢酸マンガンのエチレングリコール溶液を得られるポリマーに対してコバルト原子換算で30ppm、マンガン原子換算で15ppmとなるように加えた。更に5分間撹拌した後、上記触媒液を、得られるポリマーに対してチタン原子換算で10ppmとなるように添加し、その後、低重合体を30rpmで攪拌しながら、反応系を250℃から285℃まで徐々に昇温するとともに、圧力を40Paまで下げた。最終温度、最終圧力到達までの時間はともに60分とした。所定の攪拌トルクとなった時点で反応系を窒素パージし常圧に戻し重縮合反応を停止し、冷水にストランド状に吐出、直ちにカッティングしてポリマーのペレットを得た。なお、減圧開始から所定の撹拌トルク到達までの時間は3時間であった。   Subsequently, 0.3% by weight was added to the polycondensation reaction tank to which the esterification reaction product had been transferred with respect to the polymer from which an ethylene glycol slurry of titanium oxide particles was obtained. After stirring for 5 minutes, 30 ppm in terms of cobalt atom and 15 ppm in terms of manganese atom were added to a polymer from which an ethylene glycol solution of cobalt acetate and manganese acetate was obtained. After further stirring for 5 minutes, the above catalyst solution was added to the obtained polymer so as to be 10 ppm in terms of titanium atom, and then the reaction system was heated to 250 ° C. to 285 ° C. while stirring the low polymer at 30 rpm. The pressure was gradually reduced to 40 Pa. The time to reach the final temperature and final pressure was both 60 minutes. When the predetermined stirring torque was reached, the reaction system was purged with nitrogen, returned to normal pressure, the polycondensation reaction was stopped, discharged into cold water in a strand form, and immediately cut to obtain polymer pellets. The time from the start of decompression to the arrival of the predetermined stirring torque was 3 hours.

表1に示すように、得られたポリマーのIVは0.67、溶液ヘイズは0.5%と、異物が少なく、色調L値74、b値1.0と、色調が良好であった。   As shown in Table 1, the obtained polymer had an IV of 0.67, a solution haze of 0.5%, a small amount of foreign matter, a color tone L value of 74, a b value of 1.0, and a good color tone.

Figure 2005162925
Figure 2005162925

比較例1、2
触媒化合物を構成するチタン原子の数およびリン原子の数が異なること以外は実施例1と同様に触媒調製および重合を行った。表2に示すように、ポリマーの色調が不良であり、比較例2については異物が多かった。
Comparative Examples 1 and 2
Catalyst preparation and polymerization were carried out in the same manner as in Example 1 except that the number of titanium atoms and the number of phosphorus atoms constituting the catalyst compound were different. As shown in Table 2, the color tone of the polymer was poor, and Comparative Example 2 had many foreign substances.

比較例3、4
触媒化合物を構成するチタン原子の数とリン原子の数の比が異なること以外は実施例1と同様にして触媒調製および重合を行った。共に色調が非常に悪化し、比較例3では触媒が失活しているためか、重合の進行が非常に遅かった。
Comparative Examples 3 and 4
Catalyst preparation and polymerization were performed in the same manner as in Example 1 except that the ratio of the number of titanium atoms and the number of phosphorus atoms constituting the catalyst compound was different. In both cases, the color tone was very deteriorated. In Comparative Example 3, the progress of the polymerization was very slow because the catalyst was deactivated.

Figure 2005162925
Figure 2005162925

実施例2〜5
触媒化合物を構成するチタン原子の数およびリン原子の数が異なること以外は実施例1と同様に触媒調製および重合を行った。表1に示すように、いずれも異物が少なく、良好な色調のポリマーを与えた。
Examples 2-5
Catalyst preparation and polymerization were carried out in the same manner as in Example 1 except that the number of titanium atoms and the number of phosphorus atoms constituting the catalyst compound were different. As shown in Table 1, all had few foreign substances and gave a polymer having a good color tone.

実施例6、7
触媒化合物を構成するチタン原子の数とリン原子の数の比が異なること以外は実施例1と同様に触媒調製および重合を行った。表1に示すように、いずれも異物が少なく、良好な色調のポリマーを与えた。
Examples 6 and 7
Catalyst preparation and polymerization were performed in the same manner as in Example 1 except that the ratio of the number of titanium atoms and the number of phosphorus atoms constituting the catalyst compound was different. As shown in Table 1, all had few foreign substances and gave a polymer having a good color tone.

実施例8〜10
触媒調製に用いるリン化合物が異なること以外は実施例1と同様に触媒調製および重合を行った。異物が少なく、良好な色調のポリマーを与えた。
Examples 8-10
Catalyst preparation and polymerization were performed in the same manner as in Example 1 except that the phosphorus compound used for catalyst preparation was different. There was little foreign material and the polymer of favorable color tone was given.

Figure 2005162925
Figure 2005162925

実施例11〜13
チタンに結合する置換基が異なること以外は実施例1と同様に触媒調製および重合を行った。異物が少なく、良好な色調のポリマーを与えた。
Examples 11-13
Catalyst preparation and polymerization were performed in the same manner as in Example 1 except that the substituents bonded to titanium were different. There was little foreign material and the polymer of favorable color tone was given.

実施例14〜20
リン化合物の最後の一部を反応させる際の、リン化合物の割合、溶媒構成、チタン原子濃度が異なる以外は実施例1と同様に触媒調製および重合を行った。異物が少なく、良好な色調のポリマーを与えた。
Examples 14-20
Catalyst preparation and polymerization were carried out in the same manner as in Example 1 except that the proportion of the phosphorus compound, the solvent composition, and the titanium atom concentration when the last part of the phosphorus compound was reacted were different. There was little foreign material and the polymer of favorable color tone was given.

Figure 2005162925
Figure 2005162925

Claims (10)

触媒化合物1分子中のチタン原子の数が20以上200以下であり、リン原子に対するチタン原子の構成モル比Pが以下の式(1)を満たすことを特徴とするポリエステル重合用触媒。
(1)0.5<P<2.0
A catalyst for polyester polymerization, wherein the number of titanium atoms in one molecule of the catalyst compound is 20 or more and 200 or less, and the constituent molar ratio P of titanium atoms to phosphorus atoms satisfies the following formula (1).
(1) 0.5 <P <2.0
触媒化合物がチタン化合物とリン化合物との反応生成物であることを特徴とする請求項1記載のポリエステル重合用触媒。   2. The polyester polymerization catalyst according to claim 1, wherein the catalyst compound is a reaction product of a titanium compound and a phosphorus compound. リン化合物が、リン酸系化合物から選ばれる少なくとも1種、およびホスホン酸系化合物とホスフィン酸系化合物から選ばれる少なくとも1種からなることを特徴とする請求項2に記載のポリエステル重合用触媒。   3. The polyester polymerization catalyst according to claim 2, wherein the phosphorus compound comprises at least one selected from phosphoric acid compounds and at least one selected from phosphonic acid compounds and phosphinic acid compounds. チタン原子に結合する置換基が下記式1〜式6で表される官能基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のポリエステル重合用触媒。
Figure 2005162925
(式1〜式6中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜30の炭化水素基、アルコキシ基または水酸基またはカルボニル基またはアセチル基またはカルボキシル基またはエステル基またはアミノ基を有する炭素数1〜30の炭化水素基を表す。)
The polyester polymerization according to any one of claims 1 to 3, wherein the substituent bonded to the titanium atom is at least one selected from the group consisting of functional groups represented by the following formulas 1 to 6. Catalyst.
Figure 2005162925
(In Formula 1 to Formula 6, R 1 to R 3 each independently have hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group, a hydroxyl group, a carbonyl group, an acetyl group, a carboxyl group, an ester group, or an amino group. Represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.)
チタン原子の置換基が、ヒドロキシカルボン酸系化合物および多価カルボン酸系化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項4記載のポリエステル重合用触媒。   The polyester polymerization catalyst according to claim 4, wherein the titanium atom substituent is at least one selected from hydroxycarboxylic acid compounds and polycarboxylic acid compounds. チタン原子濃度が1重量%以下である触媒化合物の分散液を0.2μmのフィルターで濾過した際、濾上物重量Rの全触媒化合物重量Sに対する割合Qが20%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のポリエステル重合用触媒。   When a dispersion of a catalyst compound having a titanium atom concentration of 1% by weight or less is filtered through a 0.2 μm filter, the ratio Q of the filtered product weight R to the total catalyst compound weight S is 20% or less. The catalyst for polyester polymerization according to any one of claims 1 to 5. チタン化合物に対して段階的にリン化合物を反応させていくことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項記載のポリエステル重合用触媒の製造方法。   The method for producing a polyester polymerization catalyst according to any one of claims 2 to 6, wherein the phosphorus compound is reacted stepwise with the titanium compound. リン化合物の70モル%以上を反応させる段階では、溶媒の80重量%以上がエチレングリコールであり、反応系中のチタン原子濃度が1重量%以下であることを特徴とする請求項7記載のポリエステル重合用触媒の製造方法。   8. The polyester according to claim 7, wherein in the step of reacting 70 mol% or more of the phosphorus compound, 80 wt% or more of the solvent is ethylene glycol, and the titanium atom concentration in the reaction system is 1 wt% or less. A method for producing a polymerization catalyst. 請求項1〜6のいずれかに記載の重合用触媒を用いることを特徴とするポリエステルの製造方法。   A method for producing a polyester, wherein the polymerization catalyst according to claim 1 is used. 請求項6記載の重合用触媒を重合工程に添加することを特徴とする請求項9記載のポリエステルの製造方法。   The method for producing a polyester according to claim 9, wherein the polymerization catalyst according to claim 6 is added to the polymerization step.
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