JP2005350507A - Polyester prepolymer, method for producing the same, and polyester resin - Google Patents

Polyester prepolymer, method for producing the same, and polyester resin Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester prepolymer having a good color tone and capable of being decreased in formation of foreign matter, to provide a method for producing the same, to provide a polyester, and to provide a molded article therefrom. <P>SOLUTION: This polyester prepolymer contains ethylene terephthalate as a main repeating unit and has an intrinsic viscosity of 0.45-0.70 and a water content of ≤ 500 mass ppm, wherein the polyester prepolymer contains a germanium compound in an amount of 20-70 mass ppm converted into atoms and a phosphorus compound in an amount of 10-80 mass ppm converted into atoms and has retention percentages of contents of ≥ 90% in both the germanium compound and the phosphorus compound converted into the atoms, when the polyester prepolymer is heat-treated at a degree of reduced pressure of ≤200 Pa at 200°C for 20 hr and the contents are compared with the contents before heat treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ポリエステルプレポリマー(以下、プレポリマーと記載する。)およびその製造方法、さらにこのプレポリマーを固相重合してなるポリエステル樹脂、並びにその成形品に関し、さらに詳しくは、ポリエステル樹脂の製造において、色調が良好、かつ異物の発生が低減されたプレポリマー、それから得られるポリエステル樹脂、並びにその成形品に関するものである。   The present invention relates to a polyester prepolymer (hereinafter referred to as prepolymer), a production method thereof, a polyester resin obtained by solid-phase polymerization of the prepolymer, and a molded product thereof, and more specifically, production of a polyester resin. The present invention relates to a prepolymer having a good color tone and reduced generation of foreign matter, a polyester resin obtained therefrom, and a molded product thereof.

ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと記載する。)等のポリエステル樹脂は、機械的強度、化学的安定性、透明性などに優れており、また軽量、安価であるために、各種のシート、フィルム、容器などに幅広く用いられ、特に、炭酸飲料、果汁飲料、液体調味料、食用油、酒、ワイン用などの容器用途の伸びが著しい。   Polyester resins such as polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) are excellent in mechanical strength, chemical stability, transparency, etc., and are lightweight and inexpensive, so various sheets, films, containers In particular, the use of containers for carbonated drinks, fruit juice drinks, liquid seasonings, edible oils, liquors, wines, etc. has been growing significantly.

成形品用に使用されるポリエステル樹脂は、強度の向上、樹脂内部のオリゴマーやアルデヒド低減のため、一般に固相重合される。この固相重合したPETから成形品を得るには、例えば中空容器の場合、一般的に射出成形機などの成形機に供給してプレフォームを成形し、このプレフォームを加熱したあと所定形状の金型に挿入して延伸ブローすることにより中空容器を得ることができる。
しかしながら、しばしば成形品に異物が発生し、製品に付着するという問題があった。この異物というのは、エチレンテレフタレート環状3量体などのオリゴマーの他に、ポリエステル樹脂のチップ内外に、触媒元素が凝集しポリエステル樹脂が劣化したような異物が含まれていることがあり、成形品中に異物として発生する場合があった。したがって、オリゴマーのみならず、このような触媒起因の異物が生成しにくいポリエステル樹脂を製造することが望まれている。
Polyester resins used for molded articles are generally solid-phase polymerized in order to improve strength and reduce oligomers and aldehydes inside the resin. In order to obtain a molded product from this solid-phase polymerized PET, for example, in the case of a hollow container, it is generally supplied to a molding machine such as an injection molding machine to form a preform, and after heating the preform, a predetermined shape is obtained. A hollow container can be obtained by inserting into a mold and stretching blow.
However, there is a problem that foreign matters are often generated in the molded product and adhere to the product. In addition to oligomers such as ethylene terephthalate cyclic trimer, this foreign matter may contain foreign matters such as catalyst elements aggregated and deteriorated in the polyester resin chip inside and outside the chip. It may occur as a foreign matter. Therefore, it is desired to produce not only oligomers but also polyester resins that hardly generate such catalyst-derived foreign matter.

異物を除去する方法としては、ポリエステル樹脂又はそのプレポリマーを水処理する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。しかし、プレポリマーを水処理する場合は、触媒起因の異物は低減できるが、その水温が高く、接触時間も長いため触媒が失活されてしまい固相重合速度が著しく低下し、生産性が低下するという問題があった。また、ポリエステル樹脂を水処理する場合には、固相重合工程でチップに付着ないし内部に潜り込んだ触媒起因の異物までは除去できず、異物除去効果は低い。   As a method for removing foreign matter, a method of treating a polyester resin or a prepolymer thereof with water has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, when the prepolymer is water-treated, foreign matters derived from the catalyst can be reduced, but the water temperature is high and the contact time is long, so the catalyst is deactivated, the solid-phase polymerization rate is significantly reduced, and the productivity is lowered. There was a problem to do. In addition, when the polyester resin is treated with water, it is not possible to remove the catalyst-derived foreign matter that has adhered to the chip or submerged inside the chip in the solid phase polymerization step, and the foreign matter removing effect is low.

また異物を除去する方法として、プレポリマーのストランドをチップ化する際に鉱物が所定量含有した冷却水を使用する方法が提案されている(例えば、特許文献3、4参照。)。しかし、この場合にはチップ中の含水率が高くなって、余熱も加わって触媒が失活され、固相重合速度が低下する場合があったり、鉱物が凝集し、成形品の透明性が低下する場合があった。
特開平08-253563号 特開2000-319490号 特開2003-064173号 特開2003-073465号
As a method for removing foreign substances, a method of using cooling water containing a predetermined amount of mineral when a prepolymer strand is chipped has been proposed (see, for example, Patent Documents 3 and 4). However, in this case, the moisture content in the chip becomes high, the residual heat is added, the catalyst is deactivated, the solid-phase polymerization rate may decrease, or the mineral aggregates and the transparency of the molded product decreases. There was a case.
JP 08-253563 JP 2000-319490 A JP2003-064173 JP2003-073465

本発明はこのような問題を解決し、色調が良好で、異物の発生が低減されたプレポリマーとその製造方法、およびポリエステル樹脂、並びにその成形品を提供することにある。   An object of the present invention is to solve such problems, and to provide a prepolymer having a good color tone and reduced generation of foreign matter, a method for producing the same, a polyester resin, and a molded product thereof.

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は次の通りである。
(1)主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであり、極限粘度が0.45〜0.70、含水率が500質量ppm以下のポリエステルプレポリマーにおいて、ゲルマニウム化合物が原子換算で20〜70質量ppm、リン化合物が原子換算で10〜80質量ppm含有し、かつ、このポリエステルプレポリマーを減圧度200Pa以下で温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるゲルマニウム化合物とリン化合物の原子換算での含有量保持率が共に90%以上であることを特徴とするポリエステルプレポリマー。
(2)(1)記載のポリエステルプレポリマーを製造するに際し、液相重合後のストランド又はチップを5〜60℃の範囲の水に3秒〜10時間接触させた後、脱水し、水に接触してから起算して20時間以内に空気流通下、不活性気体流通下、又は減圧下、乾燥温度10〜100℃の範囲で含水率500質量ppm以下となるまで乾燥する工程を含むことを特徴とする(1)記載のポリエステルプレポリマーの製造方法。
(3)(1)記載のポリエステルプレポリマーを180〜240℃の範囲で不活性気体流通下又は減圧下で固相重合してなるポリエステル樹脂。
(4)(3)記載のポリエステル樹脂が減圧度200Pa以下で200℃の温度で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるゲルマニウム化合物とリン化合物の原子換算での含有量保持率が共に90%以上であることを特徴とするポリエステル樹脂。
(5)(3)記載のポリエステル樹脂がエチレンテレフタレート環状3量体の含有量が5000質量ppm以下であることを特徴とするポリエステル樹脂。
(6)(3)記載のポリエステル樹脂を射出成形又は押出成形によって成形してなるポリエステル成形品。
The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) In a polyester prepolymer having a main repeating unit of ethylene terephthalate, an intrinsic viscosity of 0.45 to 0.70, and a water content of 500 ppm by mass or less, a germanium compound is 20 to 70 ppm by mass in terms of atoms, and a phosphorus compound is in terms of atoms When the polyester prepolymer is heat-treated at a pressure of 200 Pa or less and a temperature of 200 ° C. for 20 hours, both the germanium compound and phosphorus compound content retention ratios in terms of atoms are 90%. A polyester prepolymer characterized by being at least%.
(2) In producing the polyester prepolymer described in (1), the strand or chip after liquid phase polymerization is contacted with water in the range of 5 to 60 ° C. for 3 seconds to 10 hours, and then dehydrated and contacted with water. And a step of drying to a moisture content of 500 mass ppm or less in a drying temperature range of 10 to 100 ° C. under an air flow, an inert gas flow, or a reduced pressure within 20 hours from the start. The manufacturing method of the polyester prepolymer as described in (1).
(3) A polyester resin obtained by solid-phase polymerization of the polyester prepolymer according to (1) in the range of 180 to 240 ° C. under an inert gas flow or under reduced pressure.
(4) When the polyester resin described in (3) is heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 20 hours at a reduced pressure of 200 Pa or less, both the content retention ratios in terms of atoms of the germanium compound and phosphorus compound are 90% or more. A polyester resin characterized by being.
(5) The polyester resin according to (3), wherein the content of the ethylene terephthalate cyclic trimer is 5000 ppm by mass or less.
(6) A polyester molded product obtained by molding the polyester resin according to (3) by injection molding or extrusion molding.

本発明によれば、色調が良好で、異物の発生が低減されたプレポリマー、およびそのプレポリマーを固相重合してなるポリエステル樹脂、並びにその成形品を得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a prepolymer having good color tone and reduced generation of foreign matter, a polyester resin obtained by solid-phase polymerization of the prepolymer, and a molded product thereof.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のプレポリマーは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートである。
本発明のプレポリマーには、本発明のポリエステル樹脂の特性を損ねない範囲で次のような化合物が共重合されていても差し支えない。すなわち、そのような化合物としては、イソフタル酸、フタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、パラヒドロキシ安息香酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、4,4'-ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ヘキサデカン二酸、エイコサン二酸、乳酸、コハク酸、ダイマー酸、2-(9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-オキサイド-10-フォスファフェナントレン-10-イル)メチルコハク酸、ビス-(2-ヒドロキシエチル)-エステル、3-メチルホスフィニコプロピオン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ナノンジオール、ポリエチレングリコール、ポリ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、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加体、ビスフェノールSのエチレンオキシド付加体、1,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the prepolymer of the present invention, the main repeating unit is ethylene terephthalate.
The prepolymer of the present invention may be copolymerized with the following compounds as long as the properties of the polyester resin of the present invention are not impaired. That is, such compounds include isophthalic acid, phthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, adipic acid, parahydroxybenzoic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4 ′ -Diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, hexadecanedioic acid, eicosanedioic acid, lactic acid, succinic acid, dimer acid, 2- (9,10-dihydro-9-oxa-10-oxide -10-phosphaphenanthrene-10-yl) methylsuccinic acid, bis- (2-hydroxyethyl) -ester, 3-methylphosphinicopropionic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, ε-caprolactone, δ-valerolactone , Diethylene glycol, triethylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol 1,9-nanonediol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, ethylene oxide adduct of bisphenol S, 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) Examples include benzene.

また、本発明のプレポリマーの極限粘度は、0.45〜0.70であることが必要であり、0.55〜0.70が好ましく、0.60〜0.68がさらに好ましい。極限粘度が0.45未満であると、固相重合した際、粉状の高融点化したポリエステル樹脂が多くなり、成形品中に未溶融の白色異物が発生するため好ましくない。極限粘度が0.70を超えるとポリエステルの色調が悪化する傾向があるため好ましくない。   Further, the intrinsic viscosity of the prepolymer of the present invention needs to be 0.45 to 0.70, preferably 0.55 to 0.70, and more preferably 0.60 to 0.68. If the intrinsic viscosity is less than 0.45, the amount of powdered polyester resin having a high melting point increases during solid phase polymerization, and unmelted white foreign matter is generated in the molded product, which is not preferable. An intrinsic viscosity exceeding 0.70 is not preferable because the color tone of the polyester tends to deteriorate.

本発明のプレポリマーには、ポリマーの本質的な性質を変えない範囲内で、ピニング剤、顔料、酸化防止剤、消泡剤、帯電防止剤等の添加剤を含有させることができる。ピニング剤としては酢酸マグネシウム、酢酸カリウム等、顔料としてはカーボンブラック、二酸化チタン等、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール類等、消泡剤としてはシリコンオイル等、帯電防止剤としてはアルキルスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられるが、これらに限るものではない。   The prepolymer of the present invention can contain additives such as pinning agents, pigments, antioxidants, antifoaming agents, antistatic agents and the like within a range that does not change the essential properties of the polymer. Magnesium acetate, potassium acetate, etc. as pinning agents, carbon black, titanium dioxide, etc. as pigments, hindered phenols, etc. as antioxidants, silicone oils, etc. as antifoaming agents, sodium alkyl sulfonates as antistatic agents Examples include, but are not limited to, salts.

プレポリマーの含水率は500質量ppm以下であることが必要であり、300質量ppm以下がより好ましく、100質量ppm以下が最も好ましい。含水率が500質量ppmを超えると、固相重合の反応速度が遅くなり、またポリエステル樹脂中のエチレンテレフタレート環状3量体(以下、CTと記載する。)の含有量が多くなる傾向があるため好ましくない。   The water content of the prepolymer needs to be 500 ppm by mass or less, more preferably 300 ppm by mass or less, and most preferably 100 ppm by mass or less. If the water content exceeds 500 ppm by mass, the reaction rate of solid phase polymerization becomes slow, and the content of ethylene terephthalate cyclic trimer (hereinafter referred to as CT) in the polyester resin tends to increase. It is not preferable.

また、プレポリマー中に含まれるゲルマニウム化合物の含有量がゲルマニウム原子換算で20〜70質量ppmの範囲にあることが必要であり、30〜70質量ppmの範囲が好ましく、40〜60質量ppmの範囲が最も好ましい。70質量ppmを超えると成形品中に異物が発生するため好ましくなく、20質量ppm未満では固相重合時に極限粘度が上昇しにくく生産性が低下するばかりかポリエステル樹脂中のCTが減少しにくくなるため好ましくない。   Further, it is necessary that the content of the germanium compound contained in the prepolymer is in the range of 20 to 70 ppm by mass in terms of germanium atoms, preferably in the range of 30 to 70 ppm by mass, in the range of 40 to 60 ppm by mass Is most preferred. Exceeding 70 mass ppm is not preferable because foreign matter is generated in the molded product. If less than 20 mass ppm, the intrinsic viscosity is hardly increased at the time of solid-phase polymerization, and productivity is lowered and CT in the polyester resin is hardly reduced. Therefore, it is not preferable.

また、プレポリマー中に含まれるリン化合物の含有量がリン原子換算で10〜80質量ppmの範囲にあることが必要であり、15〜60質量ppmの範囲が好ましく、20〜50質量ppmの範囲がより好ましく、25〜40質量ppmの範囲が最も好ましい。80質量ppmを超えると成形品中に異物が発生するため好ましくなく、10質量ppm未満ではポリエステル樹脂の色調が悪化するため好ましくない。   Further, it is necessary that the content of the phosphorus compound contained in the prepolymer is in the range of 10 to 80 mass ppm in terms of phosphorus atom, preferably in the range of 15 to 60 mass ppm, and in the range of 20 to 50 mass ppm Is more preferable, and the range of 25 to 40 ppm by mass is most preferable. Exceeding 80 mass ppm is not preferable because foreign matter is generated in the molded product, and less than 10 mass ppm is not preferable because the color tone of the polyester resin is deteriorated.

さらに、このプレポリマーを減圧度200Pa以下で温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるゲルマニウム化合物の原子換算での含有量保持率が90%以上であることが必要であり、95%以上がより好ましく、97%以上が最も好ましい。保持率が90%未満であると、固相重合時にゲルマニウム化合物が析出し、成形品中に異物が混入するため好ましくない。   Furthermore, the content retention in terms of atoms of the germanium compound before and after the heat treatment when the prepolymer is heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 20 hours at a reduced pressure of 200 Pa or less is required to be 90% or more, 95% or more Is more preferable, and 97% or more is most preferable. If the retention is less than 90%, a germanium compound is precipitated during solid-phase polymerization and foreign matters are mixed in the molded product, which is not preferable.

また、プレポリマーを減圧度200Pa以下で温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるリン化合物の原子換算での含有量保持率が90%以上であることが必要であり、95%以上がより好ましく、97%以上が最も好ましい。保持率が90%未満であると、固相重合時にリン化合物が析出し、成形品中に異物が混入するため好ましくない。   In addition, when the prepolymer is heat-treated at a pressure of 200 Pa or less and a temperature of 200 ° C. for 20 hours, the content retention in terms of atoms of the phosphorus compound before and after the heat treatment needs to be 90% or more, and 95% or more More preferably, 97% or more is most preferable. A retention of less than 90% is not preferable because a phosphorus compound precipitates during solid phase polymerization and foreign matters are mixed into the molded product.

これら保持率は、例えば下記の方法で計算することができる。すなわち、プレポリマー100g〜1kgを箱形乃至タンブラー型の乾燥器に投入し、200Pa以下の減圧下で、乾燥器内温度200℃で20時間熱処理を行う。熱処理前の試料と熱処理後の試料をそれぞれ、蛍光X線分析装置でゲルマニウム、又はリン含有量を測定し、下記式により保持率を算出する。
保持率(%)=100×M/M
(ただし、Mは熱処理後の試料のリン又はゲルマニウムの含有量、Mは熱処理前の試料のリン又はゲルマニウム含有量を表す。)
次に、プレポリマーを製造する方法について説明する。
These retention rates can be calculated, for example, by the following method. That is, 100 g to 1 kg of prepolymer is put into a box-type or tumbler-type dryer, and heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. for 20 hours under a reduced pressure of 200 Pa or less. The sample before heat treatment and the sample after heat treatment are each measured for content of germanium or phosphorus with a fluorescent X-ray analyzer, and the retention rate is calculated by the following formula.
Retention rate (%) = 100 × M 1 / M 0
(However, M 1 represents the phosphorus or germanium content of the sample after the heat treatment, and M 0 represents the phosphorus or germanium content of the sample before the heat treatment.)
Next, a method for producing a prepolymer will be described.

本発明におけるプレポリマーは、液相重合工程、水処理工程、脱水工程、および乾燥工程を経て製造される。液相重合工程は、例えば、テレフタル酸(以下、TPAと記載する。)とエチレングリコール(以下、EGと記載する。)をエステル化反応させて得られる生成物を、あるいはテレフタル酸ジメチル(以下、DMTと記載する。)とEGとをエステル交換反応させて得られる生成物を重縮合反応させる方法が好ましく用いられる。   The prepolymer in the present invention is produced through a liquid phase polymerization process, a water treatment process, a dehydration process, and a drying process. The liquid phase polymerization step includes, for example, a product obtained by esterifying terephthalic acid (hereinafter referred to as TPA) and ethylene glycol (hereinafter referred to as EG), or dimethyl terephthalate (hereinafter referred to as EG). A method of polycondensation reaction of a product obtained by transesterification of DMT) and EG is preferably used.

重縮合反応は、触媒の存在下に、通常1〜1,300Pa程度の減圧下で温度265〜300℃、好ましくは270〜290℃で所定の極限粘度になるまで行う。
触媒としては、ゲルマニウム化合物を使用する必要があるが、アンチモン、スズ、チタン、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、コバルト等の金属の化合物や、5-スルホサリチル酸、o-スルホ安息香酸無水物等の有機スルホン酸化合物と併用しても差し支えない。触媒の添加量は、併用の場合は合計して、プレポリマーを構成する酸成分1モルに対して1×10-5〜5×10-3モルが好ましく、5×10-5〜1×10-3モルがより好ましく、1×10-4〜5×10-4モルが特に好ましい。ゲルマニウム化合物としては、例えば二酸化ゲルマニウムをEGや他の有機溶剤に溶解させたもの、又は反応物を用いることができる。
The polycondensation reaction is carried out in the presence of a catalyst, usually under a reduced pressure of about 1 to 1,300 Pa, at a temperature of 265 to 300 ° C., preferably at 270 to 290 ° C., until a predetermined intrinsic viscosity is reached.
As a catalyst, it is necessary to use a germanium compound, but a metal compound such as antimony, tin, titanium, zinc, aluminum, magnesium, calcium, manganese, cobalt, 5-sulfosalicylic acid, o-sulfobenzoic anhydride It can be used in combination with organic sulfonic acid compounds such as The amount of the catalyst added is preferably 1 × 10 −5 to 5 × 10 −3 mol, and 5 × 10 −5 to 1 × 10 to 1 mol of the acid component constituting the prepolymer in the case of combined use. −3 mol is more preferable, and 1 × 10 −4 to 5 × 10 −4 mol is particularly preferable. As the germanium compound, for example, a solution obtained by dissolving germanium dioxide in EG or another organic solvent, or a reaction product can be used.

また、熱安定剤としてリン化合物を添加することが必要である。リン化合物の添加量は、プレポリマーを構成する酸成分1モルに対して7×10-5〜5×10-4モルが好ましく、1×10-4〜4×10-4モルがより好ましく、1.3×10-4〜3×10-4モルが特に好ましい。リン化合物の種類としては、リン酸、リン酸トリエチル、リン酸トリメチルなどが好ましく用いられる。 Moreover, it is necessary to add a phosphorus compound as a heat stabilizer. The amount of the phosphorus compound added is preferably 7 × 10 −5 to 5 × 10 −4 mol, more preferably 1 × 10 −4 to 4 × 10 −4 mol, with respect to 1 mol of the acid component constituting the prepolymer. 1.3 × 10 −4 to 3 × 10 −4 mol is particularly preferable. As the type of phosphorus compound, phosphoric acid, triethyl phosphate, trimethyl phosphate and the like are preferably used.

上記の方法で所定の極限粘度まで反応させた溶融ポリマーをストランド状に払い出した後、冷却し、チップ状にカッティングする。   The molten polymer that has been reacted to a predetermined intrinsic viscosity by the above method is discharged in a strand shape, and then cooled and cut into a chip shape.

次に、水処理工程について説明する。
上記のようにして払い出されたストランド、又はチップを温度5〜60℃の範囲の水に3秒〜10時間接触させる。
Next, a water treatment process is demonstrated.
The strand or chip discharged as described above is brought into contact with water having a temperature in the range of 5 to 60 ° C. for 3 seconds to 10 hours.

水に接触させるには、サイロ型の水槽又は浴槽型の水槽にチップ又はストランドを投入して水に接触させる方法があり、バッチ方式、連続方式のどちらでもよい。水がより効果的に接触できるように水のシャワーを吹きかけることもできる。   In order to make contact with water, there is a method in which chips or strands are put into a silo type water tank or a bathtub type water tank and brought into contact with water, and either a batch system or a continuous system may be used. A shower of water can be sprayed so that the water can contact more effectively.

接触させる水の水温は、5〜60℃の範囲であることが必要であり、15〜50℃の範囲がより好ましく、25〜45℃の範囲が最も好ましい。水温が5℃未満では、固相重合時にゲルマニウム化合物やリン化合物のチップからの飛散を十分に抑制することができず、成形品に異物が混入するため好ましくない。また、水温が60℃を超えると、ゲルマニウムの触媒活性が失活され、固相重合でCTが十分に低減できず、成型時に白粉が析出するため好ましくない。   The temperature of the water to be contacted needs to be in the range of 5 to 60 ° C, more preferably in the range of 15 to 50 ° C, and most preferably in the range of 25 to 45 ° C. When the water temperature is less than 5 ° C., it is not preferable because scattering of the germanium compound or phosphorus compound from the chip cannot be sufficiently suppressed during solid phase polymerization, and foreign matters are mixed into the molded product. On the other hand, when the water temperature exceeds 60 ° C., the catalytic activity of germanium is deactivated, CT cannot be sufficiently reduced by solid phase polymerization, and white powder precipitates at the time of molding, which is not preferable.

また、水に接触させる時間は3秒〜10時間の範囲であることが必要であり、20秒から8時間の範囲が好ましく、1分〜6時間の範囲がより好ましく、10分〜2時間の範囲が最も好ましい。3秒未満での接触時間は物理的に困難を伴うため好ましくなく、接触時間が10時間を超えると固相重合時にCTが十分に減少せず、成形品に白粉が付着するため好ましくない。浴比としては、チップ1kgに対し、水0.5〜10kgが好ましく、水1〜5kgがより好ましい。   The time for contact with water needs to be in the range of 3 seconds to 10 hours, preferably in the range of 20 seconds to 8 hours, more preferably in the range of 1 minute to 6 hours, and in the range of 10 minutes to 2 hours. A range is most preferred. A contact time of less than 3 seconds is not preferable because it is physically difficult, and a contact time of more than 10 hours is not preferable because CT does not sufficiently decrease during solid phase polymerization and white powder adheres to a molded product. The bath ratio is preferably 0.5 to 10 kg of water and more preferably 1 to 5 kg of water with respect to 1 kg of chips.

次に、脱水工程について説明する。   Next, the dehydration process will be described.

脱水方法としては、特に限定があるわけでないが、例えば、チップの場合は篩に落とし、水を脱水することができる。ストランドの場合は水槽から引き上げることで脱水させることができる。ただし、ストランドは脱水前、あるいは後にチップ状にカッティングする必要があり、脱水前にカッティングした場合はチップの脱水法と同様の扱いである。   The dehydration method is not particularly limited. For example, in the case of chips, it can be dropped on a sieve to dehydrate the water. In the case of a strand, it can be dehydrated by pulling it up from the water tank. However, the strand needs to be cut into chips before or after dehydration, and when it is cut before dehydration, it is handled in the same manner as the chip dehydration method.

次に、乾燥工程について説明する。ただし、本発明でいう乾燥工程とは固相重合時にチップが融着するのを防ぐために行う予備乾燥とは区別する。この乾燥工程で含水率が十分に減少していれば予備乾燥を省略することは可能である。
乾燥器としては、箱形乾燥器、タンブラー型乾燥器、流動床式乾燥器等の乾燥器を用いたり、サイロや配管内を風送させる方法が用いられるがこれらに限定されるものではない。乾燥雰囲気は、空気流通下、不活性気体流通下、又は減圧下のいずれかであり、乾燥器の特性や乾燥条件などを考慮し適宜選択することができる。減圧下の場合、減圧度は200Pa以下が好ましい。
Next, the drying process will be described. However, the drying step referred to in the present invention is distinguished from preliminary drying performed to prevent the chips from fusing during solid phase polymerization. If the water content is sufficiently reduced in this drying step, the preliminary drying can be omitted.
As the dryer, a dryer such as a box dryer, a tumbler dryer, a fluidized bed dryer, or the like, or a method of blowing air through a silo or a pipe is used, but is not limited thereto. The drying atmosphere is either air circulation, inert gas circulation, or reduced pressure, and can be appropriately selected in consideration of the characteristics of the dryer, drying conditions, and the like. In the case of reduced pressure, the degree of reduced pressure is preferably 200 Pa or less.

乾燥温度は10℃〜100℃の範囲であることが必要であり、20℃〜90℃がより好ましく、30℃〜80℃がさらに好ましく、40〜70℃が最も好ましい。乾燥温度が10℃以下であると十分に乾燥できないし、100℃を超えると触媒が失活される場合があり、共に固相重合時にCTが十分低減できないため好ましくない。   The drying temperature needs to be in the range of 10 ° C to 100 ° C, more preferably 20 ° C to 90 ° C, further preferably 30 ° C to 80 ° C, and most preferably 40 ° C to 70 ° C. If the drying temperature is 10 ° C. or lower, the catalyst cannot be sufficiently dried, and if it exceeds 100 ° C., the catalyst may be deactivated.

本発明では、水処理工程から乾燥工程までの間の全工程、あるいは、脱水工程と乾燥工程を連続的、あるいは個別に行ってもよい。いずれにしても、水に接触させてから、チップ又はストランドの含水率が少なくとも500質量ppm以下とするまでの時間は20時間以内であることが必要であり、18時間以内が好ましく、15時間以内がより好ましい。
20時間を超えると、固相重合時にCTが十分に減少せず、成形品に白粉が付着するため好ましくない。実際的な乾燥工程としては、水処理を開始してから乾燥工程が終了した時間が20時間以内であり、その乾燥工程終了時の含水率が少なくとも500質量ppm以下であればよい。
In the present invention, the entire process from the water treatment process to the drying process, or the dehydration process and the drying process may be performed continuously or individually. In any case, the time from contact with water until the moisture content of the chip or strand is at least 500 ppm by mass must be within 20 hours, preferably within 18 hours, preferably within 15 hours Is more preferable.
Exceeding 20 hours is not preferable because CT does not decrease sufficiently during solid-phase polymerization and white powder adheres to the molded product. As a practical drying step, the time when the drying step is completed after the start of the water treatment is within 20 hours, and the water content at the end of the drying step may be at least 500 ppm by mass or less.

本発明のプレポリマーを製造するには、上述したような液相重合、水処理、脱水、乾燥の工程だけにとどまらず、含水率が500質量ppm以下となった後であれば、100℃を超える温度で高温乾燥する工程、結晶化させる工程などを適宜付け加えても差し支えない。   In order to produce the prepolymer of the present invention, not only the liquid phase polymerization, water treatment, dehydration, and drying steps as described above, but also after the water content is 500 ppm by mass or less, A step of high-temperature drying at a temperature exceeding the temperature, a step of crystallization, and the like may be added as appropriate.

次に、以上の処理を終えたプレポリマーを固相重合する。
本発明において固相重合の温度は、180〜240℃で行うことが必要であり、190〜240℃が好ましく、195〜235℃がさらに好ましい。240℃以上ではポリマーが溶融することがあるので好ましくない。また、180℃未満ではCTの減少速度が著しく遅いので好ましくない。
Next, the prepolymer having been subjected to the above treatment is subjected to solid phase polymerization.
In the present invention, the temperature of the solid phase polymerization needs to be 180 to 240 ° C, preferably 190 to 240 ° C, and more preferably 195 to 235 ° C. Above 240 ° C, the polymer may melt, which is not preferable. Moreover, if it is less than 180 degreeC, since the decreasing rate of CT is remarkably slow, it is not preferable.

本発明において固相重合は、不活性気体流通下又は減圧下で行う必要がある。この不活性気体とは、固相重合後に得られるポリエステル樹脂の劣化を生じないような気体を意味し、一般には安価な窒素を用いるのが好ましい。不活性気体中の水分量は、固相重合中にポリエステルの極限粘度が低下しない範囲であればよく、通常、500質量ppm以下である。減圧下で固相重合する場合には、通常、減圧度は0.07MPa以下であればよい。   In the present invention, solid phase polymerization needs to be carried out under an inert gas flow or under reduced pressure. This inert gas means a gas that does not cause deterioration of the polyester resin obtained after solid-phase polymerization, and it is generally preferable to use inexpensive nitrogen. The amount of water in the inert gas may be in a range where the intrinsic viscosity of the polyester does not decrease during solid phase polymerization, and is usually 500 ppm by mass or less. When solid-phase polymerization is performed under reduced pressure, the degree of reduced pressure is usually 0.07 MPa or less.

固相重合の装置は、回転式固相重合装置、塔式静置固相重合装置、流動床式固相重合装置、種々の撹拌翼を有する固相重合装置等のプレポリマーを均一に加熱できるものが好ましい。   The solid phase polymerization apparatus can uniformly heat prepolymers such as a rotary solid phase polymerization apparatus, a tower stationary solid phase polymerization apparatus, a fluidized bed type solid phase polymerization apparatus, and a solid phase polymerization apparatus having various stirring blades. Those are preferred.

固相重合により得られたポリエステルの極限粘度は0.7以上であることが好ましく、0.75以上がより好ましい。極限粘度が0.7未満であると、成形体の強度特性が劣り好ましくない。
さらに、ポリエステル中のCT含有量は5000質量ppm以下であることが必要であり、4000質量ppm以下であることがより好ましく、3500質量ppm以下が最も好ましい。5000質量ppmを超えると、成形金型等にオリゴマーが析出し成形品に移行するため好ましくない。
The intrinsic viscosity of the polyester obtained by solid phase polymerization is preferably 0.7 or more, and more preferably 0.75 or more. If the intrinsic viscosity is less than 0.7, the strength properties of the molded article are inferior, which is not preferable.
Further, the CT content in the polyester is required to be 5000 mass ppm or less, more preferably 4000 mass ppm or less, and most preferably 3500 mass ppm or less. Exceeding 5000 ppm by mass is not preferable because an oligomer precipitates on a molding die and moves to a molded product.

また、ポリエステル樹脂を減圧度200Pa以下で温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるゲルマニウム化合物の原子換算での含有量保持率が90%以上であることが必要であり、95%以上がより好ましく、97%以上が最も好ましい。保持率が90%未満であると、固相重合時にゲルマニウム化合物が析出し、成形品中に異物が混入するため好ましくない。   In addition, when the polyester resin is heat-treated at 200 ° C. for 20 hours at a reduced pressure of 200 Pa or less, the content retention in terms of atoms of the germanium compound before and after the heat treatment needs to be 90% or more, and 95% or more More preferably, 97% or more is most preferable. If the retention is less than 90%, a germanium compound is precipitated during solid-phase polymerization and foreign matters are mixed in the molded product, which is not preferable.

また、ポリエステル樹脂を減圧度200Pa以下で温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるリン化合物の原子換算での含有量保持率が90%以上であることが必要であり、95%以上がより好ましく、97%以上が最も好ましい。保持率が90%未満であると、固相重合時にリン化合物が析出し、成形品中に異物が混入するため好ましくない。   Further, when the polyester resin is heat-treated at a temperature of 200 ° C. for 20 hours at a degree of vacuum of 200 Pa or less, the content retention in terms of atoms of the phosphorus compound before and after the heat treatment needs to be 90% or more, and 95% or more More preferably, 97% or more is most preferable. A retention of less than 90% is not preferable because a phosphorus compound precipitates during solid phase polymerization and foreign matters are mixed into the molded product.

これら保持率は、例えば下記の方法で計算することができる。
すなわち、ポリエステル樹脂100g〜1kgを箱形乃至タンブラー型の乾燥器に投入し、200Pa以下の減圧下で、乾燥器内の温度200℃で20時間熱処理を行う。熱処理前の試料と熱処理後の試料をそれぞれ、蛍光X線分析装置でゲルマニウム、又はリン含有量を測定し、下記式で保持率を算出する。
These retention rates can be calculated, for example, by the following method.
That is, 100 g to 1 kg of polyester resin is put into a box-type or tumbler-type dryer, and heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. for 20 hours under a reduced pressure of 200 Pa or less. The sample before heat treatment and the sample after heat treatment are each measured for germanium or phosphorus content with a fluorescent X-ray analyzer, and the retention rate is calculated by the following formula.

保持率(%)=100×M/M
(ただし、Mは熱処理後試料のリン又はゲルマニウム含有量、Mは熱処理前試料のリン又はゲルマニウム含有量を表す。)
上記のようにして得られたポリエステル樹脂を用いて、射出成形又は押出成形してポリエステル成形品を得ることができる。成形品としては、射出成形した後に二軸延伸ブロー成形して成る中空容器や、押出成形して得られたシート状物や、そのシート状物を少なくとも1方向に延伸して成る延伸フィルム等が挙げられる。
Retention rate (%) = 100 × M 1 / M 0
(However, M 1 represents the phosphorus or germanium content of the sample after heat treatment, and M 0 represents the phosphorus or germanium content of the sample before heat treatment.)
A polyester molded product can be obtained by injection molding or extrusion molding using the polyester resin obtained as described above. Molded products include hollow containers formed by biaxial stretch blow molding after injection molding, sheet-like materials obtained by extrusion molding, stretched films formed by stretching the sheet-like materials in at least one direction, and the like. Can be mentioned.

中空成形体を製造するにあたっては、本発明のポリエステル樹脂から成形したプレフォームを延伸ブロー成形してなるもので、従来よりPETのブロー成形で用いられている装置を用いることができる。具体的には、例えば、射出成形又は押出成形で、一旦プリフォームを成形し、そのままで、あるいは口栓部、底部を加工後それを再加熱し、インジェクションブロー法、ホットパリソン法あるいはコールドパリソン法等の二軸延伸ブロー成形法が適用される。延伸温度は70〜120℃、好ましくは80〜110℃で、延伸倍率は縦方向に1.5〜3.5倍、円周方向に2〜5倍の範囲で行えばよい。   In producing a hollow molded body, a preform molded from the polyester resin of the present invention is stretch blow molded, and an apparatus conventionally used in blow molding of PET can be used. Specifically, for example, a preform is once formed by injection molding or extrusion molding, and the plug portion and the bottom portion are processed as they are, and then reheated, and then an injection blow method, a hot parison method or a cold parison method. A biaxial stretch blow molding method is applied. The stretching temperature is 70 to 120 ° C., preferably 80 to 110 ° C., and the stretching ratio may be 1.5 to 3.5 times in the longitudinal direction and 2 to 5 times in the circumferential direction.

得られた中空容器はそのまま使用することができるが、特に果汁飲料などのように熱充填を必要とする内容液の場合には、一般に、更に、成形に用いた同じブロー金型内、又は別途設けた金型内で熱固定し、耐熱性を向上させて使用される。この熱固定の方法は、一般的には圧縮空気、機械的伸長などによる緊張下、通常、100〜200℃、好ましくは120〜180℃で、通常、2秒〜2時間、好ましくは10秒〜30分間行われる。   The obtained hollow container can be used as it is, but in the case of a liquid content requiring heat filling, such as a fruit juice beverage, generally, it is generally further in the same blow mold used for molding or separately. It is used by improving heat resistance by heat fixing in the mold provided. This heat setting method is generally 100 to 200 ° C., preferably 120 to 180 ° C., usually 2 to 2 hours, preferably 10 to For 30 minutes.

また、フィルム成形してポリエステルフィルムを得ることができる。すなわち、例えば、滑剤などを添加して、ポリエステル樹脂を溶融押出し、ダイから吐出してフィルム状に成形し、次いで二軸延伸、熱固定して二軸延伸フィルムとする。   Moreover, a polyester film can be obtained by film forming. That is, for example, a lubricant is added, the polyester resin is melt-extruded, discharged from a die, formed into a film, and then biaxially stretched and heat-set to form a biaxially stretched film.

滑剤としては、二酸化ケイ素、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、シリコーン粒子等が挙げられるが、無機系滑剤が好ましい。
ポリエステル樹脂には、滑剤のほか、必要に応じて、安定剤、着色剤、酸化防止剤、消泡剤、帯電防止剤等の添加剤を含有させることができる。
Examples of the lubricant include silicon dioxide, kaolin, clay, calcium carbonate, calcium terephthalate, aluminum oxide, titanium oxide, calcium phosphate, and silicone particles, and inorganic lubricants are preferable.
In addition to the lubricant, the polyester resin may contain additives such as a stabilizer, a colorant, an antioxidant, an antifoaming agent, and an antistatic agent as necessary.

延伸温度は通常40〜170℃、好ましくは70〜140℃である。延伸は一軸延伸でも二軸延伸でもよいが、フィルム強度特性から二軸延伸が好ましい。延伸倍率は、一軸延伸の場合、通常1.1〜10倍であり、1.5〜8倍が好ましい。二軸延伸の場合、同時二軸延伸でも逐次二軸延伸でもよいが、縦方向および横方向の延伸倍率をそれぞれ通常1.1〜8倍、好ましくは1.5〜5倍の範囲で行えばよい。また、縦方向倍率/横方向倍率は通常0.5〜2であり、0.7〜1.3が好ましい。   The stretching temperature is usually 40 to 170 ° C, preferably 70 to 140 ° C. The stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching, but biaxial stretching is preferred from the standpoint of film strength. In the case of uniaxial stretching, the draw ratio is usually 1.1 to 10 times, and preferably 1.5 to 8 times. In the case of biaxial stretching, simultaneous biaxial stretching or sequential biaxial stretching may be used, but the stretching ratios in the machine direction and the transverse direction are usually 1.1 to 8 times, preferably 1.5 to 5 times. Further, the vertical / horizontal magnification is usually 0.5 to 2, preferably 0.7 to 1.3.

得られたフィルムは熱固定することが好ましい。熱固定は、通常、緊張下で120℃以上、融点以下、好ましくは150℃以上、230℃以下で、数秒〜数分間行われる。   The obtained film is preferably heat-set. The heat setting is usually performed at 120 ° C. or higher and a melting point or lower, preferably 150 ° C. or higher and 230 ° C. or lower under tension for several seconds to several minutes.

ポリエステルフィルムの厚みは通常、10〜30μmである。   The thickness of the polyester film is usually 10 to 30 μm.

本発明における熱処理試験によりチップ中のリン化合物、ゲルマニウム化合物の含有量が減少するのは、チップ表面にあるリン化合物やゲルマニウム化合物が昇華するためと考えられる。固相重合においても同様な現象が起こっており、この昇華したものが凝集し、異物を形成するものと推定される。従って、プレポリマー又はポリエステルの熱処理試験を行った場合のリン化合物、ゲルマニウム化合物の保持率を高くすることが、異物の生成を低減する上で望ましい。   It is considered that the phosphorus compound and germanium compound content in the chip is decreased by the heat treatment test in the present invention because the phosphorus compound and germanium compound on the chip surface are sublimated. A similar phenomenon occurs in the solid-phase polymerization, and it is estimated that the sublimated material aggregates and forms foreign matter. Therefore, it is desirable to increase the retention rate of the phosphorus compound and the germanium compound when the prepolymer or polyester heat treatment test is performed in order to reduce the generation of foreign matter.

この保持率を高める手段としては、プレポリマーを水処理することが効果的である。水処理することによりポリマー表面近傍のリン化合物、ゲルマニウム化合物を洗い落とすことができるためと推定される。ただし、水処理の温度が高いか接触時間が長すぎると、洗い落とせない内部のゲルマニウム化合物の触媒活性までが低下し、固相重合時にCTが十分に減少しない結果となる。したがって、穏やかな水処理条件を選ぶ必要がある。   As a means for increasing the retention rate, it is effective to treat the prepolymer with water. It is presumed that the water treatment can wash off the phosphorus compound and germanium compound in the vicinity of the polymer surface. However, if the temperature of the water treatment is high or the contact time is too long, the catalytic activity of the internal germanium compound that cannot be washed out is lowered, and CT is not sufficiently reduced during solid phase polymerization. Therefore, it is necessary to select mild water treatment conditions.

また、水処理したプレポリマーは早期に脱水し、乾燥させる必要がある。この時間が伸びると、残存水分により触媒活性が低下し、固相重合時にCTが十分に減少しない。   In addition, the water-treated prepolymer needs to be dehydrated and dried at an early stage. If this time is extended, the catalytic activity is lowered by residual moisture, and CT is not sufficiently reduced during solid phase polymerization.

次に本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例においてポリエステルの特性値は次のようにして測定した。
(1)極限粘度〔η〕
フェノールと四塩化エタンと等重量混合物を溶媒として、温度20℃で測定した。
(2)CTの含有量
プレポリマー又はポリエステル樹脂のペレット、フィルム、又は中空容器をヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム(体積比が1/1)に溶解し、さらにアセトニトリルを加えてポリマー成分を沈澱させ、メンブランスフィルターで濾過した濾液を高速液体クロマトグラフ(ウォーターズ社製アライアンス2695型システム)で分析することにより求めた。単位は質量ppmで表示した。
(3)金型汚染の有無
ポリエステル樹脂から1L中空容器を1000本連続成形した後の射出成形、延伸ブロー成形、及びヒートセットの金型を目視で観察し、オリゴマーの析出の有無を調べた。
(4)異物の有無
1L中空容器を目視で観察し、異物が混入しているかどうか調べた。
(5)含水率
チップ5gを180℃の水分気化装置(三菱化学株式会社製VA-06型)に導入し、窒素ガスで水分を電量滴定式水分率測定装置(三菱化学株式会社製CA-06型)に送り滴定し、含水率を求めた。
(6)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。b値が1.0以下を合格とした。
(7)ゲルマニウム化合物、リン化合物の保持率
プレポリマー又はポリエステル100gを箱形の乾燥器に投入し、200Pa以下の減圧下で、乾燥器内温度200℃で20時間熱処理を行った。熱処理前の試料と熱処理後の試料をそれぞれ、蛍光X線分析装置(株式会社リガク製3270E型)でゲルマニウム、又はリン含有量を測定し、下記式により保持率を算出した。
保持率(%)=100×M/M
(ただし、Mは熱処理後試料のリン又はゲルマニウム含有量、Mは熱処理前試料のリン又はゲルマニウム含有量を表す。)
(8)ゲルマニウム、又はリン含有量
蛍光X線分析装置(株式会社リガク製3270E型)でゲルマニウム、又はリン含有量を測定した。
実施例1
ビス(β-ヒドロキシエチル)テレフタレートおよびその低重合体の存在するエステル化反応器に、TPAとEGのスラリー(TPA/EG=1/1.6、モル比)を連続的に供給し、温度250℃、圧力50hPaGの条件で8時間反応させエステル化反応率96%の反応物を連続的に得た。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. In the examples, the characteristic values of polyester were measured as follows.
(1) Intrinsic viscosity [η]
Measurement was made at a temperature of 20 ° C. using an equal weight mixture of phenol and ethane tetrachloride as a solvent.
(2) CT content Prepolymer or polyester resin pellets, films, or hollow containers are dissolved in hexafluoroisopropanol / chloroform (volume ratio 1/1), and acetonitrile is added to precipitate the polymer components. The filtrate was filtered through a sfilter and analyzed by high performance liquid chromatograph (Waters Alliance 2695 system). The unit is expressed in ppm by mass.
(3) Presence of mold contamination The injection molding, stretch blow molding, and heat setting molds after continuously molding 1000 1L hollow containers from a polyester resin were visually observed to check for oligomer precipitation.
(4) Existence of foreign matter
The 1 L hollow container was visually observed to check whether foreign matter was mixed.
(5) Moisture content 5 g of chips are introduced into a 180 ° C moisture vaporizer (VA-06 model manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and moisture is measured with nitrogen gas using a coulometric titration moisture content analyzer (CA-06 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Type) and titrated to determine the water content.
(6) Color tone Measured using a color difference meter ND-Σ80 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The color tone was determined using a Hunter Lab colorimeter. A b value of 1.0 or less was accepted.
(7) A germanium compound, phosphorus compound retention rate prepolymer or 100 g of polyester was put into a box-shaped drier, and heat-treated at a drier temperature of 200 ° C. for 20 hours under a reduced pressure of 200 Pa or less. The pre-heat treatment sample and the heat-treated sample were each measured for germanium or phosphorus content with a fluorescent X-ray analyzer (type 3270E manufactured by Rigaku Corporation), and the retention rate was calculated according to the following formula.
Retention rate (%) = 100 × M 1 / M 0
(However, M 1 represents the phosphorus or germanium content of the sample after heat treatment, and M 0 represents the phosphorus or germanium content of the sample before heat treatment.)
(8) Germanium or phosphorus content Germanium or phosphorus content was measured with a fluorescent X-ray analyzer (type 3270E manufactured by Rigaku Corporation).
Example 1
A slurry of TPA and EG (TPA / EG = 1 / 1.6, molar ratio) was continuously fed to an esterification reactor in which bis (β-hydroxyethyl) terephthalate and its low polymer existed, at a temperature of 250 ° C. The reaction was carried out for 8 hours under the condition of a pressure of 50 hPaG to continuously obtain a reaction product having an esterification reaction rate of 96%.

この反応物60kgに、全酸成分1モルに対し二酸化ゲルマニウムを3×10-4モル、リン酸2.6×10-4モル加え、重合反応器中で減圧にして、最終的に67Pa、270℃で重縮合を行った。所定の撹拌動力値に到達した後、常法により得られたポリマーを200kPaに加圧した重合反応槽底部にある直径9mmの円状の小孔58個をもつ口金より吐出し、冷水シャワー、および水浴にて急冷し引き取り速度75m/秒で引取り、吐出されたストランド状物を切断しチップにした。 To 60 kg of this reaction product, 3 × 10 −4 mol of germanium dioxide and 2.6 × 10 −4 mol of phosphoric acid are added to 1 mol of the total acid component, and the pressure is reduced in a polymerization reactor, finally at 67 Pa and 270 ° C. Polycondensation was performed. After reaching a predetermined stirring power value, the polymer obtained by a conventional method is discharged from a mouthpiece having 58 circular small holes with a diameter of 9 mm at the bottom of a polymerization reaction tank pressurized to 200 kPa, a cold water shower, and It was rapidly cooled in a water bath and taken up at a take-up speed of 75 m / sec, and the discharged strand was cut into chips.

このチップを20℃の水60kgの入ったステンレス容器に投入し、水温20℃で0.5hr保持した後、脱水し、内温60℃で8hr減圧乾燥を行い、プレポリマーを得た。このプレポリマーの極限粘度は0.55、含水率は210質量ppm、ゲルマニウム(Ge)量は49質量ppm、リン(P)量は42質量ppm、CT含有量は10000質量ppmであり、ストランドの水冷固化を開始してから乾燥が終わるまでの時間は10hrであった。
また、このプレポリマーのGe保持率は93%、P保持率は92%であった。
This chip was put into a stainless steel container containing 60 kg of water at 20 ° C., kept at a water temperature of 20 ° C. for 0.5 hr, dehydrated, and dried under reduced pressure at an internal temperature of 60 ° C. for 8 hr to obtain a prepolymer. This prepolymer has an intrinsic viscosity of 0.55, a moisture content of 210 mass ppm, a germanium (Ge) content of 49 mass ppm, a phosphorus (P) content of 42 mass ppm, and a CT content of 10000 mass ppm. The time from the start to the end of drying was 10 hours.
The prepolymer had a Ge retention of 93% and a P retention of 92%.

このプレポリマーを、回転式固相重合装置に仕込み、減圧度133Pa、130℃で4時間かけて結晶化させたのち、230℃で10時間固相重合を行った。得られたポリエステル樹脂の極限粘度は0.78、CT含有量は3800質量ppm、Ge保持率は95%、P保持率は94%、b値は0.6であった。   This prepolymer was charged into a rotary solid phase polymerization apparatus and crystallized at a reduced pressure of 133 Pa at 130 ° C. for 4 hours, and then subjected to solid phase polymerization at 230 ° C. for 10 hours. The obtained polyester resin had an intrinsic viscosity of 0.78, a CT content of 3800 mass ppm, a Ge retention of 95%, a P retention of 94%, and a b value of 0.6.

このポリエステル樹脂を用い、シリンダー前、中、後各部280℃、スクリュー回転数100rpm、射出時間10秒、金型冷却水温20℃に設定した東芝(株)社製射出成形機IS-60Bでプリフォームを成形した。   Using this polyester resin, preforms were made on an injection molding machine IS-60B manufactured by Toshiba Corporation, set to 280 ° C in front, middle, and rear of the cylinder, screw rotation speed 100rpm, injection time 10 seconds, mold cooling water temperature 20 ° C. Was molded.

得られたプリフォームを予熱炉90℃、ブロー圧2MPaG、成形サイクル10秒に設定した延伸ブロー成形機でブロー成形し、胴部平均肉圧300μm、内容積1Lの中空容器とし、引き続いて160℃に設定した金型内で圧縮緊張化、10秒間ヒートセットした。
さらに1000本の中空容器を連続成形したが、射出成形、延伸ブロー成形、及びヒートセットのいずれも金型の汚染は認められなかった。
The resulting preform was blow-molded with a stretch blow molding machine set at a preheating furnace of 90 ° C, a blow pressure of 2 MPaG and a molding cycle of 10 seconds to form a hollow container with an average body pressure of 300 µm and an internal volume of 1 L, followed by 160 ° C. Compressed and tensioned in the mold set to, and heat set for 10 seconds.
Further, 1000 hollow containers were continuously molded, but no contamination of the mold was observed in any of injection molding, stretch blow molding, and heat setting.

またボトル表面の外観観察を行ったが、未溶融異物は認められなかった。
実施例2
実施例1と同様にして溶融重合してチップを得た後、50℃の水60kgの入ったステンレス容器に投入し、水温50℃で7hr保持した後、脱水し、25℃の乾燥空気をチップの入った容器に7h流通させ、表1に示す特性値のプレポリマーを得た。
このプレポリマーを実施例1と同様にして、固相重合、射出成形した。ポリエステルおよびボトルの特性値を表1に示す。
実施例3
全酸成分1モルに対し二酸化ゲルマニウムを3.5×10-4モル、リン酸4.4×10-4モル加えた以外は、実施例1と同様にして溶融重合してチップを得た。このチップを表1に示す条件に変えた以外は実施例1と同様に処理し、表1に示す特性のプレポリマーを得た。
このプレポリマーを実施例1と同様にして、固相重合、射出成形した。ポリエステルおよびボトルの特性値を表1に示す。
実施例4
全酸成分1モルに対し二酸化ゲルマニウムを2×10-4モル、リン酸1.0×10-4モル加えた以外は、実施例1と同様にして溶融重合を行いポリマーを吐出し、20℃の冷水シャワー、および20℃の水浴で切断しチップ化しダイサーにて脱水した。チップが水浴に浸漬している時間は10秒であった。このチップを25℃の空気でサイロに風送し、サイロに25℃の空気を流通させながら静置乾燥しプレポリマーを得た。風送を開始して静置乾燥させた時間は4時間であった。
Further, the appearance of the bottle surface was observed, but no unmelted foreign matter was observed.
Example 2
Chips were obtained by melt polymerization in the same manner as in Example 1, and then put into a stainless steel container containing 60 kg of water at 50 ° C., held at a water temperature of 50 ° C. for 7 hours, dehydrated, and dried air at 25 ° C. was chipped. The prepolymer having the characteristic values shown in Table 1 was obtained.
This prepolymer was subjected to solid phase polymerization and injection molding in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the characteristic values of the polyester and the bottle.
Example 3
Chips were obtained by melt polymerization in the same manner as in Example 1 except that 3.5 × 10 −4 mol of germanium dioxide and 4.4 × 10 −4 mol of phosphoric acid were added to 1 mol of all acid components. This chip was processed in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed, and a prepolymer having the characteristics shown in Table 1 was obtained.
This prepolymer was subjected to solid phase polymerization and injection molding in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the characteristic values of the polyester and the bottle.
Example 4
Except for adding 2 × 10 −4 mol of germanium dioxide and 1.0 × 10 −4 mol of phosphoric acid to 1 mol of all acid components, melt polymerization was performed in the same manner as in Example 1 and the polymer was discharged, followed by cold water at 20 ° C. It cut | disconnected with the shower and the 20 degreeC water bath, was chipped, and it dehydrated with the dicer. The time during which the chip was immersed in the water bath was 10 seconds. This chip was blown into a silo with air at 25 ° C., and allowed to dry while flowing air at 25 ° C. through the silo to obtain a prepolymer. The time for starting to air and allowing it to stand and dry was 4 hours.

このプレポリマーを実施例1と同様にして、固相重合、射出成形した。ポリエステルおよびボトルの特性値を表1に示す。
比較例1〜12
表1に示すように条件を変えた以外は実施例1と同様にして、固相重合、射出成形した。ポリエステルおよびボトルの特性値を表1に示す。
This prepolymer was subjected to solid phase polymerization and injection molding in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the characteristic values of the polyester and the bottle.
Comparative Examples 1-12
As shown in Table 1, solid-state polymerization and injection molding were carried out in the same manner as in Example 1 except that the conditions were changed. Table 1 shows the characteristic values of the polyester and the bottle.

表1から明らかなように、実施例1〜4で得られたポリエステルの特性値、ボトルの異物、金型汚染いずれも優れていた。 As is clear from Table 1, all of the characteristic values of the polyesters obtained in Examples 1 to 4, the foreign matter in the bottle, and the mold contamination were excellent.

比較例1では、プレポリマーの極限粘度が低すぎるため、粉状チップが生成し、高融点化したためか、ボトル中に白色の未溶融物が認められた。   In Comparative Example 1, since the intrinsic viscosity of the prepolymer was too low, a powdery chip was generated and the melting point was increased, or a white unmelted product was observed in the bottle.

比較例2では、乾燥温度が低すぎるため、プレポリマーの含水率が多くなりすぎ、その影響で触媒が失活したため固相重合で十分にCTが減少せず、ボトル成形時に金型汚染が認められた。   In Comparative Example 2, since the drying temperature was too low, the moisture content of the prepolymer was too high, and the catalyst was deactivated by that effect, so CT did not decrease sufficiently by solid phase polymerization, and mold contamination was observed during bottle molding. It was.

比較例3では、乾燥温度が高すぎ、その影響で触媒が失活したため固相重合で十分にCTが減少せず、ボトル成形時に金型汚染が認められた。   In Comparative Example 3, the drying temperature was too high, and the catalyst was deactivated due to the influence. Thus, solid phase polymerization did not sufficiently reduce CT, and mold contamination was observed during bottle molding.

比較例4では、乾燥時間、および水に接触させてから乾燥が終わるまでの時間が長すぎ、その影響で触媒が失活したため固相重合で十分にCTが減少せず、ボトル成形時に金型汚染が認められた。   In Comparative Example 4, the drying time and the time from contact with water to the end of drying were too long, and the catalyst was deactivated due to the influence. Therefore, CT was not sufficiently reduced by solid phase polymerization, and the mold was formed at the time of bottle molding. Contamination was observed.

比較例5では、P含有量が少なすぎるためポリエステルの色調が不合格となった。   In Comparative Example 5, since the P content was too small, the color tone of the polyester failed.

比較例6では、P含有量が多すぎ、P保持率の低下を抑制することができなかったため、ボトル中に褐色異物が認められた。この褐色異物をX線マイクロアナライザー(日本電子株式会社製733型)で測定したところ、リン元素が強く検出された。   In Comparative Example 6, since there was too much P content and the fall of P retention could not be suppressed, the brown foreign material was recognized in the bottle. When this brown foreign material was measured with an X-ray microanalyzer (type 733 manufactured by JEOL Ltd.), phosphorus element was strongly detected.

比較例7では、Ge含有量が多すぎ、Ge保持率の低下を抑制することができなかったため、ボトル中に褐色異物が認められた。この褐色異物をX線マイクロアナライザー(日本電子株式会社製733型)で測定したところ、ゲルマニウム元素が強く検出された。   In Comparative Example 7, since the Ge content was too high and the decrease in the Ge retention rate could not be suppressed, brown foreign matter was observed in the bottle. When this brown foreign material was measured with an X-ray microanalyzer (type 733 manufactured by JEOL Ltd.), germanium element was strongly detected.

比較例8では、Ge含有量が少なすぎるため固相重合で十分にCTが減少せず、ボトル成形時に金型汚染が認められた。   In Comparative Example 8, since the Ge content was too small, CT was not sufficiently reduced by solid phase polymerization, and mold contamination was observed during bottle molding.

比較例9では、水処理温度が高すぎ、その影響で触媒が失活したため固相重合で十分にCTが減少せず、ボトル成形時に金型汚染が認められた。   In Comparative Example 9, the water treatment temperature was too high, and the catalyst was deactivated due to the influence. Therefore, CT was not sufficiently reduced by solid phase polymerization, and mold contamination was observed during bottle molding.

比較例10では、水処理温度が低すぎ、水処理効果が得られずP保持率、Ge保持率共に低下を抑制することができなかったため、ボトル中に褐色異物が認められた。この褐色異物をX線マイクロアナライザー(日本電子株式会社製733型)で測定したところ、ゲルマニウム元素、リン元素共に強く検出された。   In Comparative Example 10, the water treatment temperature was too low, the water treatment effect was not obtained, and the decrease in both the P retention rate and the Ge retention rate could not be suppressed, and brown foreign matter was observed in the bottle. When this brown foreign material was measured with an X-ray microanalyzer (type 733 manufactured by JEOL Ltd.), both germanium and phosphorus elements were strongly detected.

比較例11では、水処理時間が長すぎ、その影響で触媒が失活したため固相重合で十分にCTが減少せず、ボトル成形時に金型汚染が認められた。   In Comparative Example 11, the water treatment time was too long, and the catalyst was deactivated due to the influence. Therefore, CT was not sufficiently reduced by solid phase polymerization, and mold contamination was observed during bottle molding.

比較例12では、プレポリマーの極限粘度を高くするため、液相重合時間が長くなったためポリエステルの色調が悪化した。
In Comparative Example 12, the liquid color polymerization time was increased to increase the intrinsic viscosity of the prepolymer, and the color tone of the polyester deteriorated.

Claims (6)

主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであり、極限粘度が0.45〜0.70、含水率が500質量ppm以下のポリエステルプレポリマーにおいて、ゲルマニウム化合物が原子換算で20〜70質量ppm、リン化合物が原子換算で10〜80質量ppm含有し、かつ、このポリエステルプレポリマーを減圧度200Pa以下、温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるゲルマニウム化合物とリン化合物の原子換算での含有量保持率が共に90%以上であることを特徴とするポリエステルプレポリマー。 In the polyester prepolymer having a main repeating unit of ethylene terephthalate, an intrinsic viscosity of 0.45 to 0.70, and a water content of 500 mass ppm or less, the germanium compound is 20 to 70 mass ppm in terms of atoms, and the phosphorus compound is 10 to 80 in terms of atoms. The content retention in terms of atoms of the germanium compound and phosphorus compound before and after heat treatment when the polyester prepolymer is heat-treated at a reduced pressure of 200 Pa or less and a temperature of 200 ° C. for 20 hours is 90% or more in both cases. A polyester prepolymer characterized by being. 請求項1記載のポリエステルプレポリマーを製造するに際し、液相重合後のストランド又はチップを温度5〜60℃の範囲の水に3秒〜10時間接触させた後、脱水し、水に接触してから起算して20時間以内に空気流通下、不活性気体流通下、又は減圧下、乾燥温度10〜100℃の範囲で含水率500質量ppm以下となるまで乾燥する工程を含むことを特徴とする請求項1記載のポリエステルプレポリマーの製造方法。 In producing the polyester prepolymer according to claim 1, the strand or chip after liquid phase polymerization is contacted with water at a temperature in the range of 5 to 60 ° C. for 3 seconds to 10 hours, then dehydrated and contacted with water. Characterized in that it includes a step of drying within a period of 20 hours from air, under an inert gas stream, or under reduced pressure until the moisture content is 500 mass ppm or less within a drying temperature range of 10 to 100 ° C. The manufacturing method of the polyester prepolymer of Claim 1. 請求項1記載のポリエステルプレポリマーを180〜240℃の範囲で不活性気体流通下又は減圧下で固相重合してなるポリエステル樹脂。 A polyester resin obtained by solid-phase polymerization of the polyester prepolymer according to claim 1 in the range of 180 to 240 ° C under an inert gas flow or under reduced pressure. 請求項3記載のポリエステル樹脂が減圧度200Pa以下で温度200℃で20時間熱処理した場合の熱処理前後におけるゲルマニウム化合物とリン化合物の原子換算での含有量保持率が共に90%以上であることを特徴とするポリエステル樹脂。 When the polyester resin according to claim 3 is heat-treated at a pressure of 200 Pa or less and a temperature of 200 ° C. for 20 hours, the content retention in terms of atoms of the germanium compound and the phosphorus compound before and after the heat treatment is both 90% or more. A polyester resin. 請求項3記載のポリエステル樹脂が、エチレンテレフタレート環状3量体の含有量が5000質量ppm以下であることを特徴とするポリエステル樹脂。 The polyester resin according to claim 3, wherein the content of the ethylene terephthalate cyclic trimer is 5000 ppm by mass or less. 請求項3記載のポリエステル樹脂を射出成形又は押出成形によって成形してなるポリエステル成形品。
A polyester molded product obtained by molding the polyester resin according to claim 3 by injection molding or extrusion molding.
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