JP2006063181A - Polyester produced by using novel polyester polymerization catalyst - Google Patents

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Yasuhisa Sato
泰久 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester which can be applied to fibers for clothing, fibers for industrial materials, various films, sheets, bottles, various types of molded products of engineering plastics, and coating materials, adhesives and the like by producing the polyester with the use of a novel polymerization catalyst other than an antimony compound. <P>SOLUTION: The polyester is produced by using a polyester polymerization catalyst having, as a main component, a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound and contains 0.1-1.0 mass% hindered phenol antioxidant. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アンチモン化合物を用いない新規のポリエステル重合触媒を用いて製造されたポリエステルに関する。   The present invention relates to a polyester produced using a novel polyester polymerization catalyst that does not use an antimony compound.

ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略す)は、機械的特性および化学的特性に優れており、多用途への応用、例えば、衣料用や産業資材用の繊維、包装用や磁気テープ用などの各種フィルムやシート、ボトルやエンジニアリングプラスチックなどの成形物への応用がなされている。   Polyester, especially polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET), has excellent mechanical and chemical properties, and is used for many purposes, such as textiles for clothing and industrial materials, packaging, and magnetic tape. It is applied to molded products such as various films and sheets, bottles and engineering plastics.

PETの工業的な製造方法は、テレフタル酸もしくはテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールとのエステル化もしくはエステル交換によってビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレートを得る工程と、これを高温、真空下で触媒を用いて重縮合する工程からなっている。この際、重縮合触媒として、安価で優れた触媒活性を有するという理由から、三酸化アンチモンが広く用いられている。しかしながら、三酸化アンチモンを用いると重縮合時に金属アンチモンが析出するため、PETに黒ずみや異物が発生するという問題点を有している。こうした問題点の解決としては、重縮合触媒として三酸化アンチモンとビスマスおよびセレンの化合物を用いる方法(特許文献1)、ナトリウムおよび鉄の酸化物を含有する三酸化アンチモンを用いる方法(特許文献2)などが提案されている。   The industrial production method of PET includes a step of obtaining bis (2-hydroxyethyl) terephthalate by esterification or transesterification of terephthalic acid or dimethyl terephthalate and ethylene glycol, and using a catalyst at high temperature under vacuum. It consists of a process of polycondensation. At this time, antimony trioxide is widely used as a polycondensation catalyst because it is inexpensive and has excellent catalytic activity. However, when antimony trioxide is used, metal antimony is precipitated at the time of polycondensation, so that there is a problem that darkening and foreign matter are generated in PET. To solve these problems, a method using a compound of antimony trioxide, bismuth and selenium as a polycondensation catalyst (Patent Document 1), a method using antimony trioxide containing an oxide of sodium and iron (Patent Document 2) Etc. have been proposed.

しかしながら、最近では、アンチモンの環境に対する影響が指摘されているため、三酸化アンチモンの代替となる重縮合触媒の検討が行われている。テトラアルコキシチタネートやゲルマニウムは、従来から広く知られているが、前者を用いて製造されたPETは著しく着色すること、ならびに熱分解を容易に起こすという問題があり、また、後者は非常に高価であるという問題点や、重合中に反応系から外へ溜出しやすいため反応系の触媒濃度が変化し重合の制御が困難になるという問題点を有している。   However, recently, since the influence of antimony on the environment has been pointed out, a polycondensation catalyst as an alternative to antimony trioxide has been studied. Tetraalkoxy titanate and germanium have been widely known. However, PET produced using the former has a problem that it is markedly colored and easily causes thermal decomposition, and the latter is very expensive. There is a problem that there is a problem, and since the catalyst concentration in the reaction system changes due to the fact that it tends to be distilled out of the reaction system during the polymerization, it is difficult to control the polymerization.

さらに、特許文献3には、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物を逐次的に添加することで、それらの触媒活性を足し合わせた以上の触媒活性を持たすことが提案されているが、得られるポリマーに触媒の分解物などの粗大な異物が発生したり、色調が充分には優れないという問題があった。
特許第2666502号公報 特開平9−291141号公報 特開2000−302854号公報
Furthermore, Patent Document 3 proposes that by sequentially adding an aluminum compound and a magnesium compound, the catalyst activity is higher than the sum of their catalytic activities. There were problems that coarse foreign matters such as decomposition products were generated and the color tone was not sufficiently excellent.
Japanese Patent No. 2666502 JP 9-291141 A JP 2000-302854 A

本発明は、上記の課題を解決するものであり、アンチモン化合物以外の新規の重縮合触媒を用いて製造されたポリエステルを提供するものである。   This invention solves said subject and provides the polyester manufactured using the novel polycondensation catalyst other than an antimony compound.

本発明は、上記の課題を解決するもので、その要旨は、次の通りである。
アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を主たる成分とするポリエステル重合触媒を用いて製造されたポリエステルであって、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を0.1〜1.0質量%含有することを特徴とするポリエステル。
The present invention solves the above-mentioned problems, and the gist thereof is as follows.
A polyester produced by using a polyester polymerization catalyst whose main component is a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound, characterized in that it contains 0.1 to 1.0% by mass of a hindered phenol-based antioxidant. Polyester to do.

アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を主たる成分とするポリエステル重合触媒によれば、マグネシウム化合物とアルミニウム化合物の複合効果により、適度な重合活性が得られ、透明性に優れたポリエステルが提供される。さらに、この重合触媒を用いて製造されたポリエステルに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を添加することで、色調、透明性、経時安定性の良好なポリエステルが提供される。本発明のポリエステルは、衣料用繊維、産業資材用繊維、各種フィルム、シート、ボトルやエンジニアリングプラスチックなどの各種成形物、および塗料や接着剤などへ応用することができる。   According to the polyester polymerization catalyst having a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound as a main component, an appropriate polymerization activity is obtained by the combined effect of the magnesium compound and the aluminum compound, and a polyester having excellent transparency is provided. Furthermore, by adding a hindered phenol antioxidant to the polyester produced using this polymerization catalyst, a polyester having good color tone, transparency and stability over time is provided. The polyester of the present invention can be applied to fibers for clothing, fibers for industrial materials, various films, sheets, various molded products such as bottles and engineering plastics, paints, adhesives, and the like.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のポリエステルの製造に用いるポリエステル重合触媒は、アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を主たる成分とする。アルミニウム化合物とマグネシウム化合物とを固溶体として用いることによって、適度な重合活性が得られ、また、固溶体の屈折率は1.5程度であり、代表的なポリエステルであるPETの屈折率1.6に近い値であるため、透明性も良好となる。アルミニウム化合物とマグネシウム化合物を固溶体としてではなく、別々の化合物として同時または逐次的に添加すると、ポリマー中に触媒の分解物などの異物が発生したり、色調が不十分となる。   The polyester polymerization catalyst used for the production of the polyester of the present invention mainly comprises a solid solution comprising an aluminum compound and a magnesium compound. By using an aluminum compound and a magnesium compound as a solid solution, an appropriate polymerization activity is obtained, and the refractive index of the solid solution is about 1.5, which is close to the refractive index 1.6 of PET, which is a typical polyester. Since it is a value, transparency is also good. If the aluminum compound and the magnesium compound are added simultaneously or sequentially as separate compounds rather than as a solid solution, foreign matters such as catalyst decomposition products are generated in the polymer, and the color tone becomes insufficient.

アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体とは、それぞれが溶け合って均一な相となった固体であり、これらの結晶格子の一部は他の原子によって置き換わり、組成を変化させることができるものである。固溶体中におけるモル比率は、アルミニウム/マグネシウム=0.1〜10であり、優れた透明性となるポリエステルを得るには0.2〜5とするのが好ましい。   A solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound is a solid in which the respective phases are melted to form a uniform phase, and a part of these crystal lattices can be replaced by other atoms to change the composition. The molar ratio in the solid solution is aluminum / magnesium = 0.1 to 10, and is preferably 0.2 to 5 in order to obtain a polyester having excellent transparency.

固溶体を形成するアルミニウム化合物の例としては、水酸化アルミニウム、水酸化塩化アルミニウム、ギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、プロピオン酸アルミニウム、蓚酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、安息香酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、塩化アルミニウム、炭酸アルミニウム、リン酸アルミニウムなどの無機酸塩、アルミニウムメトキサイド、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムn−プロポキサイド、アルミニウムn−ブトキサイドなどアルミニウムアルコキサイド、アルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセテート、アルミニウムエチルアセトアセテートなどのアルミニウムキレート化合物、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物およびこれらの部分加水分解物、酸化アルミニウム、金属アルミニウムなどが挙げられる。これらのうちカルボン酸塩および無機酸塩が好ましく、これらの中でもさらに水酸化アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化アルミニウムがとくに好ましい。   Examples of aluminum compounds that form solid solutions include aluminum hydroxide, aluminum hydroxide chloride, aluminum formate, aluminum acetate, aluminum propionate, aluminum oxalate, aluminum acrylate, aluminum stearate, and aluminum benzoate, Inorganic acid salts such as aluminum chloride, aluminum carbonate, aluminum phosphate, aluminum methoxide, aluminum ethoxide, aluminum n-propoxide, aluminum n-butoxide and other aluminum alkoxides, aluminum acetylacetonate, aluminum acetylacetate, aluminum ethylacetate Aluminum chelate compounds such as acetate, organic materials such as trimethylaluminum and triethylaluminum Aluminum compounds and these partial hydrolyzate, aluminum oxide, and metal aluminum. Of these, carboxylates and inorganic acid salts are preferable, and among these, aluminum hydroxide, aluminum acetate, and aluminum chloride are particularly preferable.

また、固溶体を形成するマグネシウム化合物としては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、マグネシウムアセチルアセトネート、酢酸以外のカルボン酸塩などが挙げられ、特に水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムが好ましい。   Moreover, as a magnesium compound which forms a solid solution, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium acetate, magnesium acetylacetonate, carboxylates other than acetic acid, etc. are mentioned, and especially magnesium hydroxide and magnesium carbonate are preferable.

上記のアルミニウム化合物およびマグネシウム化合物は、いずれか一方もしくは両者が2種類以上の化合物の固溶体であってもよい。   One or both of the aluminum compound and the magnesium compound may be a solid solution of two or more compounds.

また、ポリエステル重合触媒には、固溶体中にマグネシウム、アルミニウム以外の他の金属またはそれらの化合物が含有されていてもよい。他の金属としては亜鉛、チタン、錫、コバルト、マンガン、ニオブ、タンタル、タングステン、インジウム、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、鉄、ニッケル、ガリウムなどが挙げられる。   Further, the polyester polymerization catalyst may contain a metal other than magnesium and aluminum, or a compound thereof, in the solid solution. Examples of other metals include zinc, titanium, tin, cobalt, manganese, niobium, tantalum, tungsten, indium, zirconium, hafnium, silicon, iron, nickel, and gallium.

本発明においてポリエステル重合触媒の使用量は、ポリエステルに対して80〜500ppmとすることが好ましく、さらに、好ましくは100〜400ppmである。なお、本発明において、ppmはすべて質量ppmである。   In this invention, it is preferable that the usage-amount of a polyester polymerization catalyst shall be 80-500 ppm with respect to polyester, More preferably, it is 100-400 ppm. In the present invention, all ppm are ppm by mass.

上記ポリエステル重合触媒を用いて製造される本発明のポリエステルとしては、ジカルボン酸を含む多価カルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体から選ばれる一種または二種以上とグリコールを含む多価アルコールから選ばれる一種または二種以上とから得られるもの、ヒドロキシカルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体から得られるもの、環状エステルから成るもの、並びにこれらの共重合体または混合物などが挙げられる。   The polyester of the present invention produced using the polyester polymerization catalyst is selected from one or more selected from polycarboxylic acids containing dicarboxylic acids and ester-forming derivatives thereof and polyhydric alcohols containing glycols. Examples thereof include those obtained from one or more types, those obtained from hydroxycarboxylic acids and their ester-forming derivatives, those composed of cyclic esters, and copolymers or mixtures thereof.

ジカルボン酸としては、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、エイコサン二酸、トリシクロデカンジカルボン酸、1,3−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、2,5−ノルボルナンジカルボン酸、ダイマー酸などに例示される飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などに例示される不飽和脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−(アルカリ金属)スルホイソフタル酸、ジフェニン酸、1,3−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、4、4’−ビフェニルジカルボン酸、4、4’−ビフェニルスルホンジカルボン酸、4、4’−ビフェニルエーテルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸、パモイン酸、アントラセンジカルボン酸などに例示される芳香族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体が挙げられ、これらのジカルボン酸のうちテレフタル酸およびイソフタル酸が好ましい。   Dicarboxylic acids include succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, tetradecanedicarboxylic acid, hexadecanedicarboxylic acid, eicosanedioic acid , Tricyclodecane dicarboxylic acid, 1,3-cyclobutane dicarboxylic acid, 1,3-cyclopentane dicarboxylic acid, 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid, 1,3-cyclohexane dicarboxylic acid, 1,4-cyclohexane dicarboxylic acid, 2, Saturated aliphatic dicarboxylic acids exemplified by 5-norbornane dicarboxylic acid, dimer acid and the like, or ester-forming derivatives thereof, unsaturated aliphatic dicarboxylic acids exemplified by fumaric acid, maleic acid, itaconic acid and the like, and ester formation thereof Sex derivatives, Lusophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 5- (alkali metal) sulfoisophthalic acid, diphenic acid, 1,3-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6- Naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 4,4′-biphenylsulfonedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyletherdicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) ethane Examples include aromatic dicarboxylic acids exemplified by -p, p'-dicarboxylic acid, pamoic acid, anthracene dicarboxylic acid, and the like, and ester-forming derivatives thereof. Among these dicarboxylic acids, terephthalic acid and isophthalic acid are preferable.

これらジカルボン酸以外の多価カルボン酸として、エタントリカルボン酸、プロパントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、3,4,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、およびこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。   As polyvalent carboxylic acids other than these dicarboxylic acids, ethanetricarboxylic acid, propanetricarboxylic acid, butanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, 3,4,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, And ester-forming derivatives thereof.

ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、ヒドロキシ酢酸、3−ヒドロキシ酪酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸、4−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸、またはこれらのエステル形成性誘導体などが挙げられる。   Examples of the hydroxycarboxylic acid include lactic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, hydroxyacetic acid, 3-hydroxybutyric acid, p-hydroxybenzoic acid, p- (2-hydroxyethoxy) benzoic acid, 4-hydroxycyclohexanecarboxylic acid, or these And ester-forming derivatives thereof.

多価カルボン酸もしくはヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体としては、これらのアルキルエステル、酸クロライド、酸無水物などが挙げられる。   Examples of ester-forming derivatives of polyvalent carboxylic acids or hydroxycarboxylic acids include these alkyl esters, acid chlorides, acid anhydrides, and the like.

グリコールとしてはエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジエタノール、1,10−デカメチレングリコール、1、12−ドデカンジオール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどに例示される脂肪族グリコール、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビスフェノール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビスフェノールA、ビスフェノールC、2,5−ナフタレンジオール、これらのグリコールにエチレンオキシドが付加したグリコール、などに例示される芳香族グリコールが挙げられ、これらのグリコールのうちエチレングリコールおよび1,4−ブチレングリコールが好ましい。   As glycol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol 1,4-butylene glycol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2 -Cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediethanol, 1,10-decamethylene glycol, 1,12-dodecanediol, polyester Aliphatic glycols exemplified by lene glycol, polytrimethylene glycol, polytetramethylene glycol, hydroquinone, 4,4′-dihydroxybisphenol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-bis ( β-hydroxyethoxyphenyl) sulfone, bis (p-hydroxyphenyl) ether, bis (p-hydroxyphenyl) sulfone, bis (p-hydroxyphenyl) methane, 1,2-bis (p-hydroxyphenyl) ethane, bisphenol A , Bisphenol C, 2,5-naphthalenediol, aromatic glycols exemplified by glycols obtained by adding ethylene oxide to these glycols, etc. Among these glycols, ethylene glycol and 1,4-butylene glycol Preferred.

これらグリコール以外の多価アルコールとして、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセロール、ヘキサントリオールなどが挙げられる。   Examples of polyhydric alcohols other than these glycols include trimethylolmethane, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerol, hexanetriol and the like.

環状エステルとしては、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、β−メチル−β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、グリコリド、ラクチドなどが挙げられる。   Examples of the cyclic ester include ε-caprolactone, β-propiolactone, β-methyl-β-propiolactone, δ-valerolactone, glycolide, and lactide.

本発明のポリエステルの好ましい具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、およびこれらの共重合体が挙げられ、なかでもポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。   Preferable specific examples of the polyester of the present invention include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate), polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, and copolymers thereof. Among them, polyethylene terephthalate is particularly preferable.

本発明のポリエステルの製造は、従来公知の方法で行うことができる。例えば、テレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化後、重縮合する方法、もしくは、テレフタル酸ジメチルなどのテレフタル酸のアルキルエステルとエチレングリコールとのエステル交換反応を行った後、重縮合する方法のいずれの方法でも行うことができる。   The polyester of the present invention can be produced by a conventionally known method. For example, either a method of polycondensation after esterification of terephthalic acid and ethylene glycol, or a method of polycondensation after transesterification of an alkyl ester of terephthalic acid such as dimethyl terephthalate with ethylene glycol It can also be done by the method.

本発明においてポリエステル重合触媒の添加時期は、重縮合反応の開始前が望ましいが、エステル化反応もしくはエステル交換反応の開始前および反応途中の任意の段階で反応系に添加することもできる。   In the present invention, the polyester polymerization catalyst is preferably added before the start of the polycondensation reaction, but may be added to the reaction system at any stage before the start of the esterification reaction or transesterification reaction and during the reaction.

本発明においてポリエステル重合触媒の添加方法は、粉末状態であってもよいし、エチレングリコールなどの溶媒のスラリー状であってもよい。   In the present invention, the polyester polymerization catalyst may be added in a powder state or in a slurry of a solvent such as ethylene glycol.

本発明のポリエステルは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を0.1〜1.0質量%含有することが必要である。   The polyester of the present invention needs to contain 0.1 to 1.0% by mass of a hindered phenolic antioxidant.

ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、3,9−ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1’−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン等が用いられるが、効果とコストの点で、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンが好ましい。   As the hindered phenol antioxidant, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, n-octadecyl-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) Propionate, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, 4, 4′-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate], 3,9-bis { 2- [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1,1′-dimethylethyl} -2,4 , 10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, etc. are used, but tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane in terms of effect and cost Is preferred.

上記重合触媒を用いて製造された本発明のポリエステルは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含有することで、経時安定性が向上するが、含有量が0.1質量%未満では、十分な効果が得られず、長期経過すると、極限粘度の低下や成形後の色調悪化が起こる可能性がある。また、含有量が1.0質量%を超えると、ポリエステルの色調や透明性が悪化するため好ましくない。   The polyester of the present invention produced using the polymerization catalyst improves the temporal stability by containing a hindered phenol antioxidant, but if the content is less than 0.1% by mass, sufficient effects are obtained. If a long time elapses, the intrinsic viscosity may decrease or the color tone may deteriorate after molding. Moreover, when content exceeds 1.0 mass%, since the color tone and transparency of polyester deteriorate, it is unpreferable.

ヒンダードフェノール系酸化防止剤の添加時期は、重縮合反応の開始前が望ましいが、エステル化反応もしくはエステル交換反応の開始前および反応途中の任意の段階で反応系に添加することもできる。   The hindered phenol-based antioxidant is preferably added before the start of the polycondensation reaction, but can be added to the reaction system before the esterification reaction or the transesterification reaction and at any stage during the reaction.

ヒンダードフェノール系酸化防止剤の添加方法は、粉末状態であってもよいし、エチレングリコールなどの溶媒のスラリー状であってもよい。   The method for adding the hindered phenol-based antioxidant may be in a powder state or in the form of a slurry of a solvent such as ethylene glycol.

本発明のポリエステル中には、他の任意の重合体や安定剤、制電剤、消泡剤、染色性改良剤、染料、顔料、艶消剤、蛍光増白剤、その他の添加剤が含有されていてもよい。   The polyester of the present invention contains other optional polymers and stabilizers, antistatic agents, antifoaming agents, dyeability improving agents, dyes, pigments, matting agents, fluorescent whitening agents, and other additives. May be.

次に、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例において特性評価は次のようにして行った。
(a)ヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量
ポリエステルを重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比が1/20の混合溶液に溶解させ、日本電子製LA−400型NMR装置にて1H−NMRを測定し、得られたチャートの各成分のプロトンのピークの積分強度から、含有量を求めた。
(b)極限粘度
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、温度20℃で測定した。
(c)ポリエステルの色調(b値)
日本電色工業社製の色差計ND−Σ80型を用いて測定した。色調の判定は、ハンターのLab表色計で行った。L値は明度(値が大きい程明るい)、a値は赤−緑系の色相(+は赤味、−は緑味)、b値は黄−青系の色相(+は黄味、−は青味)を表す。
ここでは、b値が7以下であれば合格とした。
(d)ポリエステルの透明性
ポリエステルペレットを常法により乾燥し、内径6cm、外径6.6cmの透明なガラス管に入れ、窒素雰囲気下、280℃で30分間保持して溶融し、このときの見かけの濁度を標準サンプルと比較することにより透明性を判定した。標準サンプルは、同様のガラス管に二酸化チタンを異なる濃度で溶融アクリル樹脂に分散させたものである。
S1:二酸化チタン濃度0
S2:二酸化チタン濃度0.5ppm
S3:二酸化チタン濃度1.0ppm
また、透明性の判定は次の3水準とした。
○:濁度が、標準サンプルS1とS2との間にあり透明性良好
△:濁度が、標準サンプルS2とS3との間にあり透明性普通
×:濁度が、標準サンプルS3を超えるもので透明性不良
(e)熱処理
経時促進試験として、ポリエステルを130℃の常圧空気雰囲気下で120時間静置させた。処理前の極限粘度[η]1と処理後の極限粘度[η]2、また、処理前のポリエステルのチップのb値(b1)と、処理後のポリエステルのチップのb値(b2)を比較し、処理前後の極限粘度の比[η]2/[η]1が0.90以上、処理前後のチップのb値の差(b2−b1)が3.0以下を合格とした。
Next, the present invention will be described specifically by way of examples. In the examples, the characteristic evaluation was performed as follows.
(A) Content of hindered phenolic antioxidant Polyester is dissolved in a mixed solution having a volume ratio of deuterated hexafluoroisopropanol and deuterated chloroform of 1/20, and a JEOL LA-400 type NMR apparatus. 1 H-NMR was measured at 1 and the content was determined from the integrated intensity of the proton peak of each component of the obtained chart.
(B) Intrinsic viscosity Measured at a temperature of 20 ° C. using an equal weight mixture of phenol and ethane tetrachloride as a solvent.
(C) Color tone of polyester (b value)
Measurement was performed using a color difference meter ND-Σ80 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The color tone was determined using a Hunter Lab colorimeter. L value is lightness (larger value is brighter), a value is red-green hue (+ is reddish,-is greenish), b value is yellow-blue hue (+ is yellowish,-is Blue).
Here, if b value was 7 or less, it was set as the pass.
(D) Transparency of polyester The polyester pellets were dried by a conventional method, put into a transparent glass tube having an inner diameter of 6 cm and an outer diameter of 6.6 cm, and kept at 280 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to melt. Transparency was determined by comparing the apparent turbidity with a standard sample. The standard sample is a similar glass tube in which titanium dioxide is dispersed in molten acrylic resin at different concentrations.
S1: Titanium dioxide concentration 0
S2: Titanium dioxide concentration 0.5ppm
S3: Titanium dioxide concentration 1.0 ppm
In addition, the transparency was determined according to the following three levels.
○: Turbidity is between standard samples S1 and S2, and transparency is good Δ: Turbidity is between standard samples S2 and S3, transparency is normal x: Turbidity exceeds standard sample S3 (E) Heat treatment As a aging acceleration test, the polyester was allowed to stand for 120 hours in a normal pressure air atmosphere at 130 ° C. Intrinsic viscosity [η] 1 before treatment and intrinsic viscosity [η] 2 after treatment, b value (b 1 ) of polyester chip before treatment, and b value (b 2 ) of polyester chip after treatment The ratio [η] 2 / [η] 1 of the intrinsic viscosity before and after the treatment is 0.90 or more, and the difference in b value (b 2 −b 1 ) between the chips before and after the treatment is 3.0 or less. did.

なお、実施例において重合触媒として使用した固溶体は次の通りである。
・堺化学社製HT−P
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び炭酸マグネシウムからなり、Al/Mgの比率が0.4である固溶体。
・堺化学社製HT−7
上記HT−Pの固溶体中に、酸化亜鉛を、Zn/(Al+Mg)のモル比率が0.05となるように含有させたもの。
In addition, the solid solution used as a polymerization catalyst in an Example is as follows.
-HT-P made by Sakai Chemical
A solid solution consisting of aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and magnesium carbonate and having an Al / Mg ratio of 0.4.
・ HT-7 manufactured by Sakai Chemical
In the solid solution of HT-P, zinc oxide is contained so that the molar ratio of Zn / (Al + Mg) is 0.05.

実施例1
ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート及びその低重合体の存在するエステル化反応缶に、テレフタル酸とエチレングリコールとのモル比1/1.6のスラリーを連続的に供給し、温度250℃、圧力50hPaGの条件で反応させ、滞留時間を8時間としてエステル化反応率95%のPETオリゴマー(平均重合度:7)を連続的に得た。
このPETオリゴマー60.3kgを重合反応器に移送し、重合触媒として、HT−Pを14.4g(ポリエステル対して250ppmとなる量)に続いて、ヒンダードフェノール系酸化防止剤としてテトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン(チバスペシャリティーズ社製イルガノックス−1010)120gを加え、重縮合反応器中を減圧にして、最終的に0.9hPa、280℃で3時間重縮合反応を行って、極限粘度([η]1)0.65、b値(b1)3.6のポリエステルを得た。また、このポリエステルを、130℃空気雰囲気下での120時間の熱処理を行った後の極限粘度([η]2)は0.63、プレートのb値(b2)は5.1となり、熱処理前後の極限粘度の比率[η]2/[η]1は0.97、熱処理前後のプレートのb値の差b2−b1は1.5であった。得られたポリマーの特性値を表1に示す。
Example 1
A slurry having a molar ratio of terephthalic acid and ethylene glycol of 1 / 1.6 is continuously fed to an esterification reaction vessel in which bis (β-hydroxyethyl) terephthalate and its low polymer are present, at a temperature of 250 ° C. and a pressure of The reaction was carried out under the condition of 50 hPaG, and the residence time was set to 8 hours to continuously obtain a PET oligomer (average polymerization degree: 7) having an esterification reaction rate of 95%.
60.3 kg of this PET oligomer was transferred to a polymerization reactor. As a polymerization catalyst, 14.4 g of HT-P (amount to be 250 ppm with respect to polyester) followed by tetrakis [methylene- 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane (Irganox-1010 manufactured by Ciba Specialty) was added, and the pressure in the polycondensation reactor was reduced to a final value of 0. A polyester having an intrinsic viscosity ([η] 1 ) of 0.65 and a b value (b 1 ) of 3.6 was obtained by performing a polycondensation reaction at 2.9 hPa and 280 ° C. for 3 hours. Further, after this polyester was heat-treated at 130 ° C. in an air atmosphere for 120 hours, the intrinsic viscosity ([η] 2 ) was 0.63, and the b value (b 2 ) of the plate was 5.1. The ratio of intrinsic viscosity before and after [η] 2 / [η] 1 was 0.97, and the difference b 2 -b 1 between the b values of the plate before and after heat treatment was 1.5. Table 1 shows the characteristic values of the obtained polymer.

実施例2
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の量を表1に示すように変えた以外は実施例1と同様にしてポリエステルを重合した。得られたポリマーの特性値を表1に示す。
Example 2
A polyester was polymerized in the same manner as in Example 1 except that the amount of the hindered phenol antioxidant was changed as shown in Table 1. Table 1 shows the characteristic values of the obtained polymer.

実施例3
重合触媒としてHT−Pに代えて、HT−7を14.4g(ポリエステルに対して250ppmとなる量)用いた以外は、実施例1と同様にしてポリエステルを重合した。得られたポリマーの特性値を表1に示す。
Example 3
A polyester was polymerized in the same manner as in Example 1 except that 14.4 g of HT-7 (an amount of 250 ppm with respect to the polyester) was used instead of HT-P as a polymerization catalyst. Table 1 shows the characteristic values of the obtained polymer.

比較例1〜3
ヒンダードフェノール系酸化防止剤の量を表1に示すように変えた以外は実施例1と同様にしてポリエステルを重合した。得られたポリマーの特性値を表1示す。
Comparative Examples 1-3
A polyester was polymerized in the same manner as in Example 1 except that the amount of the hindered phenol antioxidant was changed as shown in Table 1. Table 1 shows the characteristic values of the obtained polymer.

比較例4
HT−Pに代えて、酢酸アルミニウムを8.6g(ポリエステルに対して150ppmとなる量)および、酢酸マグネシウムを6.0g(ポリエステルに対して105ppmとなる量)を逐次的に添加した以外は、実施例1と同様にしてポリエステルを重合した。得られたポリマーの特性値を表1に示す。
Comparative Example 4
In place of HT-P, except that 8.6 g of aluminum acetate (amount of 150 ppm with respect to polyester) and 6.0 g of magnesium acetate (amount of 105 ppm with respect to polyester) were sequentially added, The polyester was polymerized in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the characteristic values of the obtained polymer.

比較例5
HT−Pに代えて、重合触媒として三酸化アンチモンを14.4g(ポリエステルに対して250ppmとなる量)添加した以外は、実施例1と同様にしてポリエステルを重合した。得られたポリマーの特性値を表1に示す。
Comparative Example 5
Instead of HT-P, polyester was polymerized in the same manner as in Example 1 except that 14.4 g of antimony trioxide was added as a polymerization catalyst (an amount of 250 ppm based on the polyester). Table 1 shows the characteristic values of the obtained polymer.

実施例1〜3では、良好な特性および経時安定性を有するポリマーが得られたが、比較例1〜4では、次のような問題があった。   In Examples 1 to 3, polymers having good characteristics and stability over time were obtained, but Comparative Examples 1 to 4 had the following problems.

比較例1では、酸化防止剤を添加していないため、ポリマーの経時安定性が良好とはいえず、熱処理後のポリエステルの極限粘度の低下やb値の悪化が大きかった。
比較例2では、酸化防止剤の添加量が少ないため、ポリマーの経時安定性が良好となるには十分な効果が得られず、熱処理後のポリエステルの極限粘度の低下やb値の悪化が大きかった。
比較例3では、酸化防止剤の添加量が多いため、ポリマーの透明性が悪く、b値も高かった。
比較例4では、酢酸アルミニウムと酢酸マグネシウムを逐次的に添加させたところ、得られたポリマーの透明性が悪く、b値も高かった。また、経時安定性も悪く、熱処理後のポリエステルのb値の悪化、極限粘度の低下が大きかった。
比較例5では、重合触媒として、三酸化アンチモンを用いたところ、得られたポリマーの透明性が悪かった。

In Comparative Example 1, since no antioxidant was added, the stability of the polymer with time was not good, and the decrease in intrinsic viscosity and b value of the polyester after heat treatment were large.
In Comparative Example 2, since the addition amount of the antioxidant was small, a sufficient effect could not be obtained to improve the temporal stability of the polymer, and the decrease in the intrinsic viscosity and the b value of the polyester after the heat treatment were large.
In Comparative Example 3, since the amount of the antioxidant added was large, the transparency of the polymer was poor and the b value was also high.
In Comparative Example 4, when aluminum acetate and magnesium acetate were sequentially added, the obtained polymer had poor transparency and a high b value. Moreover, the stability over time was poor, and the b value of the polyester after heat treatment was greatly deteriorated and the intrinsic viscosity was greatly reduced.
In Comparative Example 5, when antimony trioxide was used as a polymerization catalyst, the obtained polymer had poor transparency.

Claims (1)

アルミニウム化合物とマグネシウム化合物からなる固溶体を主たる成分とするポリエステル重合触媒を用いて製造されたポリエステルであって、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を0.1〜1.0質量%含有することを特徴とするポリエステル。

A polyester produced by using a polyester polymerization catalyst whose main component is a solid solution composed of an aluminum compound and a magnesium compound, characterized in that it contains 0.1 to 1.0% by mass of a hindered phenol-based antioxidant. Polyester to do.

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JP2008031347A (en) * 2006-07-31 2008-02-14 Unitika Ltd Film-forming resin
JP2009242483A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing polyester

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