JP2006265503A - Method for producing aliphatic polyester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脂肪族ポリエステルの製造方法に関するものであり、色相や異物量等の外観品質を向上した脂肪族ポリエステルを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an aliphatic polyester, and relates to a method for producing an aliphatic polyester having improved appearance quality such as hue and amount of foreign matter.
近年、地球に対する環境保護に対する意識が高まり、自然環境の中で分解する高分子素材の開発が要望されるようになってきた。その中でも特に注目されてきているものとして脂肪族ポリエステルが挙げられ、一般に生分解性が認められており、ボトル、シートやフィルム等幅広い用途に使用することが期待されている。このような脂肪族ポリエステルを製造する方法としては、シュウ酸、コハク酸又はアジピン酸等の脂肪族カルボン酸とエチレングリコールや1,4−ブタンジオール等の脂肪族グリコールをエステル交換させてグリコールエステル及び/又はその低重合体を得、次いでこれを高真空下で長時間加熱撹拌して重合させる方法が一般に実施されている。 In recent years, awareness of environmental protection for the earth has increased, and there has been a demand for the development of polymer materials that decompose in the natural environment. Among them, aliphatic polyesters have attracted particular attention, and are generally recognized to be biodegradable, and are expected to be used in a wide range of applications such as bottles, sheets and films. As a method for producing such an aliphatic polyester, a transesterification of an aliphatic carboxylic acid such as oxalic acid, succinic acid, or adipic acid and an aliphatic glycol such as ethylene glycol or 1,4-butanediol is performed to obtain a glycol ester and In general, a method of obtaining a low polymer thereof and then polymerizing it by heating and stirring for a long time under high vacuum is generally carried out.
例えば、グリコール成分と脂肪族ジカルボン酸成分とをエステル化し、生成したポリエステルジオールを触媒存在下にて180〜230℃という温度条件で脂肪族ポリエステルを製造する方法が開示されている(特許文献1参照)。
また、1−4ブタンジオールとコハク酸またはその誘導体とを重縮合させて高分子量のポリブチレンサクシネートを特定の横型重合槽を用いて200〜250℃という温度条件で脂肪族ポリエステルを効率よく工業的に製造する方法が開示されている(特許文献2参照)。
For example, a method is disclosed in which a glycol component and an aliphatic dicarboxylic acid component are esterified, and the resulting polyester diol is produced in the presence of a catalyst at a temperature of 180 to 230 ° C. (see Patent Document 1). ).
In addition, 1-4 polyesters of butanediol and succinic acid or derivatives thereof are polycondensed to produce a high molecular weight polybutylene succinate efficiently at a temperature of 200 to 250 ° C. using a specific horizontal polymerization tank. Has been disclosed (see Patent Document 2).
さらに、数平均分子量10000〜100000の高分子量脂肪族ポリエステルを、高粘度用反応装置を用いて製造するにあたり、180〜280℃という温度条件で脂肪族ポリエステルを効率よく工業的に製造する方法が開示されている(特許文献3参照)。
しかしながら、これらの文献には重合速度の維持及び熱分解抑制の観点から好ましい条件である重合温度は開示されているものの、実際に本発明者らが検討を行ったところ、これらの重合温度にて重合反応を行っても、重合度が充分に上がらず、同時に色相や異物量などの外観品質も低下してしまうなどの問題点があった。
そこで、本発明は、色相の優れた、異物量の少ない外観品質が高い脂肪族ポリエステルを工業的に有利な方法で製造する方法を提供することにある。
However, although these documents disclose the polymerization temperature, which is a preferable condition from the viewpoint of maintaining the polymerization rate and suppressing thermal decomposition, the present inventors have actually studied, and at these polymerization temperatures, Even if the polymerization reaction is performed, the degree of polymerization is not sufficiently increased, and at the same time, the appearance quality such as the hue and the amount of foreign matter is deteriorated.
Accordingly, the present invention provides a method for producing an aliphatic polyester having an excellent hue and a low appearance amount and a high appearance quality by an industrially advantageous method.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、重合反応時において、加熱媒体を特定の温度とすることにより、脂肪族ポリエステルを工業的に有利に製造する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明の第1の要旨は、脂肪族及び/又は脂環式ジオール成分と脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸成分とをエステル化反応及び/又はエステル交換反応させた後、重合反応させることにより脂肪族ポリエステルを製造する方法において、重合反応における重合温度を制御するための加熱媒体の温度を、脂肪族ポリエステルを窒素雰囲気下にて2時間溶融熱滞留させた時の重量減少量が5wt%以下となる温度領域に設定することを特徴とする脂肪族ポリエステルの製造方法、に存する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found a method for industrially advantageously producing an aliphatic polyester by setting a heating medium at a specific temperature during the polymerization reaction. The present invention has been completed.
That is, the first gist of the present invention is that an aliphatic and / or alicyclic diol component and an aliphatic and / or alicyclic dicarboxylic acid component are subjected to an esterification reaction and / or a transesterification reaction and then a polymerization reaction. In the method for producing an aliphatic polyester, the temperature of the heating medium for controlling the polymerization temperature in the polymerization reaction is set to 5 wt% when the aliphatic polyester is melted and retained for 2 hours in a nitrogen atmosphere. %, A method for producing an aliphatic polyester, characterized in that the temperature is set to a temperature range of not more than%.
本発明の第2の要旨は、エステル化反応及び/又はエステル交換反応における反応温度を制御するための加熱媒体の温度を、脂肪族ポリエステルを窒素雰囲気下にて2時間溶融熱滞留させた時の重量減少量が5wt%以下となる温度領域に設定することを特徴とする上記記載の脂肪族ポリエステルの製造方法、に存する。 The second gist of the present invention is that the temperature of the heating medium for controlling the reaction temperature in the esterification reaction and / or the transesterification reaction is determined when the aliphatic polyester is melted and retained for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The method for producing an aliphatic polyester described above is characterized in that the temperature reduction is set to a temperature range in which the amount of weight loss is 5 wt% or less.
本発明によれば、色相の優れた異物量の少ない外観品質が高い脂肪族ポリエステルを工業的に有利に製造する方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of manufacturing industrially advantageous aliphatic polyester with the outstanding appearance quality with few foreign material amounts and high external appearance quality is provided.
以下、本発明につき詳細に説明する。
<脂肪族ポリエステル>
脂肪族ポリエステルは、脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位、並びに脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする。好ましくは、脂肪族ポリエステルは、下記式(1)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位、並びに下記式(2)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とするものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Aliphatic polyester>
The aliphatic polyester contains an aliphatic and / or alicyclic diol unit and an aliphatic and / or alicyclic dicarboxylic acid unit as essential components. Preferably, the aliphatic polyester includes an aliphatic and / or alicyclic diol unit represented by the following formula (1), and an aliphatic and / or alicyclic dicarboxylic acid unit represented by the following formula (2). It is an essential component.
を、R2は直接結合、2価の脂肪族炭化水素基、又は2価の脂環式炭化水素基を表す。)
式(1)のジオール単位を与えるジオール成分は、炭素数が通常2以上10以下のものであり、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、中でもエチレングリコール、1,4−ブタンジオールが好ましく、1,4−ブタンジオールが特に好ましい。
The diol component that gives the diol unit of the formula (1) usually has 2 to 10 carbon atoms, such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexane. Dimethanol and the like can be mentioned, among which ethylene glycol and 1,4-butanediol are preferable, and 1,4-butanediol is particularly preferable.
式(2)のカルボン酸単位を与えるジカルボン酸成分は、炭素数が通常2以上10以下のものであり、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられ、中でもコハク酸、アジピン酸が好ましい。
なお、上記ジオール成分、ジカルボン酸成分は、それぞれ2種類以上を用いることもできる。
The dicarboxylic acid component that gives the carboxylic acid unit of the formula (2) is usually one having 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and the like. Of these, succinic acid and adipic acid are preferred.
Two or more kinds of the diol component and dicarboxylic acid component can be used.
本発明で用いる脂肪族ポリエステルには、更に脂肪族オキシカルボン酸単位が含有されていてもよい。
脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸成分の具体例としては、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。又は、これらの低級アルキルエステル、分子内エステルであってもよい。また、これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体、又はラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体、又は水溶液のいずれであってもよい。これらの中で好ましいものは、乳酸又はグリコール酸である。これら脂肪族オキシカルボン酸成分は単独でも、2種以上の混合物としても使用することができる。
The aliphatic polyester used in the present invention may further contain an aliphatic oxycarboxylic acid unit.
Specific examples of the aliphatic oxycarboxylic acid component that gives an aliphatic oxycarboxylic acid unit include lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxycaproic acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, Examples thereof include 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-hydroxyisocaproic acid, or a mixture thereof. Or these lower alkyl ester and intramolecular ester may be sufficient. In addition, when optical isomers exist in these, any of D-form, L-form, and racemate may be used, and the form may be any of solid, liquid, or aqueous solution. Among these, lactic acid or glycolic acid is preferable. These aliphatic oxycarboxylic acid components can be used alone or as a mixture of two or more.
この脂肪族オキシカルボン酸成分の含有量は、脂肪族ポリエステルを構成する全構成成分中、下限が通常0モル%以上、好ましくは0.01モル%以上であり、上限が通常30モル%以下、好ましくは20モル%以下、更に好ましくは10モル%以下である。
また本発明の脂肪族ポリエステルは、3官能以上の、脂肪族及び/又は脂環式多価アルコール、脂肪族及び/又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物、又は脂肪族多価オキシカルボン酸を共重合成分として含有すると、得られる脂肪族ポリエステルの溶融粘度を高めることができ好ましい。この場合、3官能の脂肪族又は脂環式多価アルコールの具体例としては、トリメチロールプロパン、グリセリン又はその無水物が挙げられ、4官能の脂肪族又は脂環式多価アルコールの具体例としては、ペンタエリスリトールが挙げられる。3官能の脂肪族又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物の具体例としては、プロパントリカルボン酸又はその無水物が挙げられ、4官能の脂肪族又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物の具体例としては、シクロペンタンテトラカルボン酸又はその無水物が挙げられる。また、3官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)2個のカルボキシル基と1個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプと、(ii)1個のカルボキシル基と2個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には(i)のタイプのリンゴ酸が挙げられる。また、4官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)3個のカルボキシル基と1個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプ、(ii)2個のカルボキシル基と2個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプ、(iii)3個のヒドロキシル基と1個のカルボキシル基を同一分子中に共有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には、クエン酸や酒石酸が挙げられる。これらの3官能以上の成分は1種単独で使用することも2種以上混合して使用することもできる。
The content of the aliphatic oxycarboxylic acid component is, in all components constituting the aliphatic polyester, the lower limit is usually 0 mol% or more, preferably 0.01 mol% or more, and the upper limit is usually 30 mol% or less. Preferably it is 20 mol% or less, More preferably, it is 10 mol% or less.
Further, the aliphatic polyester of the present invention is a tri- or higher functional aliphatic and / or alicyclic polyhydric alcohol, aliphatic and / or alicyclic polyvalent carboxylic acid or its anhydride, or aliphatic polyvalent oxycarboxylic. When an acid is contained as a copolymerization component, the melt viscosity of the resulting aliphatic polyester can be increased, which is preferable. In this case, specific examples of the trifunctional aliphatic or alicyclic polyhydric alcohol include trimethylolpropane, glycerin or its anhydride, and specific examples of the tetrafunctional aliphatic or alicyclic polyhydric alcohol. May be pentaerythritol. Specific examples of the trifunctional aliphatic or alicyclic polycarboxylic acid or its anhydride include propanetricarboxylic acid or its anhydride, and a tetrafunctional aliphatic or alicyclic polycarboxylic acid or its anhydride. Specific examples of the product include cyclopentanetetracarboxylic acid or its anhydride. In addition, the trifunctional aliphatic oxycarboxylic acid component includes (i) a type having two carboxyl groups and one hydroxyl group in the same molecule, and (ii) one carboxyl group and two hydroxyl groups. These types are divided into types having a group in the same molecule, and any type can be used. Specifically, malic acid of type (i) can be mentioned. In addition, the tetrafunctional aliphatic oxycarboxylic acid component is composed of (i) a type having three carboxyl groups and one hydroxyl group in the same molecule, and (ii) two carboxyl groups and two hydroxyl groups. And (iii) a type having three hydroxyl groups and one carboxyl group in the same molecule, and any type can be used. Specific examples include citric acid and tartaric acid. These trifunctional or higher functional components can be used singly or in combination of two or more.
このような3官能以上の成分の含有量は、脂肪族ポリエステルを構成する全構成成分中、下限が通常0モル%以上、好ましくは0.01モル%以上であり、上限が通常5モル%以下、好ましくは2.5モル%以下である。
<脂肪族ポリエステルの製造方法>
脂肪族及び/又は脂環式ジオール成分、脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸成分をエステル化反応及び/又はエステル交換反応させた後、重合反応を行う。加熱媒体を特定の温度として脂肪族ポリエステルを製造する方法である。
The content of such a trifunctional or higher component is, in all constituents constituting the aliphatic polyester, the lower limit is usually 0 mol% or more, preferably 0.01 mol% or more, and the upper limit is usually 5 mol% or less. Preferably, it is 2.5 mol% or less.
<Method for producing aliphatic polyester>
After the aliphatic and / or alicyclic diol component and the aliphatic and / or alicyclic dicarboxylic acid component are esterified and / or transesterified, a polymerization reaction is performed. This is a method for producing an aliphatic polyester using a heating medium as a specific temperature.
(1)エステル化反応及び/又はエステル交換反応、重合反応の加熱媒体の温度
エステル化反応及び/又はエステル交換反応、重合反応は、通常、加熱条件下で行う。ただし、最終重合槽においては冷却する場合がある。本発明において重合反応時に用いる加熱媒体が下記に記載の条件を満たす必要がある。
(I)加熱媒体の種類
本発明である脂肪族ポリエステルを製造する際には、加熱媒体が必須である。
加熱媒体は、重合液を所定の温度まで加熱することが可能であれば特に限定されず、任意のものが使用される。具体的には、スチームや市販の熱媒が挙げられる。
(1) Temperature of heating medium for esterification reaction and / or transesterification reaction and polymerization reaction The esterification reaction and / or transesterification reaction and polymerization reaction are usually carried out under heating conditions. However, the final polymerization tank may be cooled. In the present invention, the heating medium used in the polymerization reaction needs to satisfy the conditions described below.
(I) Kind of heating medium When manufacturing the aliphatic polyester which is this invention, a heating medium is essential.
The heating medium is not particularly limited as long as the polymerization liquid can be heated to a predetermined temperature, and an arbitrary one is used. Specifically, steam and a commercially available heat medium are mentioned.
エステル化反応及び/又はエステル交換反応槽に用いる加熱媒体は、重合反応槽に用いる加熱媒体を用いることができる。
また、本発明は、製造設備のスケールアップに際して、特に留意する必要のある技術であり、幾何学的相似形で重合槽をスケールアップすると、処理量あたりの伝熱面積は低下してしまうため、熱収支成立の観点より、加熱媒体の温度が、窒素化にて2時間溶融熱滞留させた時の脂肪族ポリエステルの重量減少量が5wt%以下の温度領域となるように重合槽の形状や液量を調整したり、場合によっては、予熱器を併用したり、重合槽内部に加熱コイルを設置したり、重合槽外部に設置した熱交換器に重合液を取り出し循環させるなどの方法で有効な伝熱面積を拡大調整するなどの設備的な対応が必要となることもある。また、連続重合の場合には、移送配管の途中に予熱器を設置したりすることも有効である。尚、予熱器、その他加熱のための付帯設備に流通させる熱媒温度についても窒素雰囲気下にて2時間溶融熱滞留させた時の脂肪族ポリエステルの重量減少量が5wt%以下の温度領域であれば、任意の設定で良く、エステル化槽あるいは重合槽に流通させる熱媒温度とは異なっていてもよい。
As the heating medium used in the esterification reaction and / or transesterification reaction tank, the heating medium used in the polymerization reaction tank can be used.
In addition, the present invention is a technique that requires special attention when scaling up the production equipment, and when the polymerization tank is scaled up in a geometrically similar shape, the heat transfer area per throughput decreases, From the viewpoint of establishing a heat balance, the shape and liquid of the polymerization tank are adjusted so that the temperature of the heating medium falls within a temperature range where the weight loss of the aliphatic polyester is 5 wt% or less when melted and retained for 2 hours by nitrogenation. It is effective by adjusting the amount, depending on the case, using a preheater, installing a heating coil inside the polymerization tank, and taking out the polymerization liquid in a heat exchanger installed outside the polymerization tank and circulating it. It may be necessary to take facility measures such as enlarging and adjusting the heat transfer area. In the case of continuous polymerization, it is also effective to install a preheater in the middle of the transfer pipe. It should be noted that the temperature of the heating medium circulated through the preheater and other ancillary equipment for heating should be within a temperature range in which the weight loss amount of the aliphatic polyester when retained for 2 hours under a nitrogen atmosphere is 5 wt% or less. For example, any setting may be used, and it may be different from the temperature of the heat medium circulated in the esterification tank or the polymerization tank.
また、重合初期から中期にかけては、重合系外への副生物の留出量も多く、比較的液粘度も低めで撹拌による剪断発熱の効果も小さいため、所定の温度とするための必要熱量は比較的大きくなり、かつ、重合温度は、重合の進行とともに徐々に上げていく処方がとられることが多いため、重合中期の工程で、このような有効伝面を拡大させるような設備的な対応が必要となるケースが多い。 In addition, from the beginning to the middle of the polymerization, the amount of by-products distilled out of the polymerization system is large, the liquid viscosity is relatively low, and the effect of shearing heat generation by stirring is small. In many cases, the prescription is such that the polymerization temperature is relatively high and the polymerization temperature is gradually raised as the polymerization progresses. Is often required.
一方、重合後期になると、留出物が減少し、重合液の粘度上昇に伴う、撹拌剪断発熱による温度上昇も作用するため、伝熱面積を増大させるような特別の措置を考慮しなくても、熱媒温度と重合温度との温度差は、比較的小さくても充分なケースが多い。
尚、本発明でいう重合温度とは、重合槽内壁表面温度の影響を受けない、重合液の撹拌流動部の温度を指す。
On the other hand, at the latter stage of the polymerization, the distillate decreases, and the temperature rise due to the stirring shear heat generation accompanying the increase in the viscosity of the polymerization liquid also acts, so there is no need to consider special measures to increase the heat transfer area. The temperature difference between the heating medium temperature and the polymerization temperature is often sufficient even if it is relatively small.
In addition, the polymerization temperature as used in the field of this invention refers to the temperature of the stirring fluidization part of a polymerization liquid which is not influenced by the polymerization tank inner wall surface temperature.
(II)加熱媒体の温度の条件
加熱媒体の温度は、下記の方法で重量減少量を算出し、重量減少量が5wt%以下となる温度領域に設定する。
ここでいう加熱媒体の温度は、重合槽など装置への供給入口部の温度を意味する。
重量減少量の測定方法に用いる試料は、製造する脂肪族ポリエステルの原料と同じ組成のものを使用し合成された脂肪族ポリエステルを用いる。
(II) Condition of temperature of heating medium The temperature of the heating medium is set to a temperature region in which the weight reduction amount is calculated by the following method and the weight reduction amount is 5 wt% or less.
The temperature of a heating medium here means the temperature of the supply inlet part to apparatuses, such as a polymerization tank.
As a sample used in the method for measuring the weight loss, an aliphatic polyester synthesized using the same composition as the raw material of the aliphatic polyester to be produced is used.
熱滞留下での重量減少量は、使用する原料組成によって、ほぼ一義的に決まり、揮発性の原料モノマーがほとんど残存しない程度にまで重合度が進んだポリマーで、通常、使用する原料組成が同一であれば、分子量や重合条件に依らず、ほぼ一定である。
重量減少量の測定方法:
合成された脂肪族ポリエステル約2〜20mgを、TG/DTA 220U(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株))内に、窒素雰囲気下にて20℃/minの速度で昇温させる。
The amount of weight loss under heat retention is almost uniquely determined by the raw material composition used, and is a polymer whose degree of polymerization has progressed to such an extent that almost no volatile raw material monomer remains. Usually, the raw material composition used is the same. If so, it is almost constant regardless of the molecular weight and polymerization conditions.
Method for measuring weight loss:
About 2 to 20 mg of the synthesized aliphatic polyester is heated in TG / DTA 220U (SII Nanotechnology Co., Ltd.) at a rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere.
測定温度は、通常下限が150℃以上、上限が320℃以下、好ましくは下限が170℃以上、上限が300℃以下であり、その範囲内のある一定の温度にて2時間熱滞留させた時の重量減少量の測定を行う。次に熱滞留時の温度条件を変更して、同様にして数点の測定を行い、各温度における重量減少量をプロットし、重量減少量が5wt%以下となる温度を算出する。 The measurement temperature has a lower limit of usually 150 ° C. or higher and an upper limit of 320 ° C. or lower, preferably a lower limit of 170 ° C. or higher and an upper limit of 300 ° C. or lower. Measure the weight loss. Next, the temperature conditions at the time of thermal residence are changed, several measurements are performed in the same manner, the weight loss at each temperature is plotted, and the temperature at which the weight loss is 5 wt% or less is calculated.
重量減少量が5wt%となる温度は、通常、上限が320℃以下、下限が150℃以上であり、より好ましくは、上限が300℃以下、下限が160℃以上である。
加熱媒体の温度は、上記のTG/DTAを用いた測定結果から上限温度が算出決定され、上限温度以下であれば所定の重合温度を維持できるような温度で任意で設定可能である。つまり、熱収支成立のための伝面ならびに必要な熱媒温度を評価調整し、このときの熱媒温度が、上限温度以下であれば設定可能である。
The temperature at which the weight loss amount is 5 wt% is usually an upper limit of 320 ° C. or lower and a lower limit of 150 ° C. or higher, more preferably an upper limit of 300 ° C. or lower and a lower limit of 160 ° C. or higher.
The temperature of the heating medium can be arbitrarily set at a temperature at which a predetermined polymerization temperature can be maintained as long as the upper limit temperature is calculated and determined from the measurement result using the above TG / DTA and is equal to or lower than the upper limit temperature. In other words, the transmission surface for establishing the heat balance and the necessary heat medium temperature are evaluated and adjusted, and the heat medium temperature at this time can be set if it is not more than the upper limit temperature.
上記測定方法で設定された加熱媒体の温度にて重合反応を行う。
また、上述の測定方法で得られた加熱媒体の温度領域は、エステル化反応及び/又はエステル交換反応槽の加熱媒体の温度を設定する際にも用いることができる。
(2)エステル化反応及び/又はエステル交換反応
脂肪族及び/又は脂環式ジオール成分、脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応を行うことにより、短鎖もしくはエステル化
合物を得ることができる。
The polymerization reaction is carried out at the temperature of the heating medium set by the above measuring method.
Moreover, the temperature range of the heating medium obtained by the above-described measuring method can also be used when setting the temperature of the heating medium in the esterification reaction and / or transesterification reaction tank.
(2) Esterification reaction and / or transesterification reaction By performing an esterification reaction and / or transesterification reaction with an aliphatic and / or alicyclic diol component, an aliphatic and / or alicyclic dicarboxylic acid component, Short chain or ester compounds can be obtained.
エステル化反応及び/又はエステル交換反応は、公知の方法を用いることができ、特に制限されない。
脂肪族ポリエステルを得るためのジオール成分とジカルボン酸成分とのモル比は、その目的や原料の種類により好ましい範囲は異なるが、ジカルボン酸成分1モルに対するジオール成分の量は、通常、下限が通常0.8モル以上、好ましくは0.9モル以上であり、上限が通常1.5モル以下、好ましくは1.3モル以下、特に好ましくは1.2モル以下である。上記範囲を逸脱してしまうと、重合時間が長時間となり生産性が低下したり、あるいは高分子量化が困難となり、フィルムや成型品などへの適用が実用上不可能となる傾向がある。
For the esterification reaction and / or transesterification reaction, known methods can be used and are not particularly limited.
The molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component for obtaining the aliphatic polyester has a preferable range depending on the purpose and the kind of raw material, but the amount of the diol component relative to 1 mol of the dicarboxylic acid component is usually 0 at the lower limit. 0.8 mol or more, preferably 0.9 mol or more, and the upper limit is usually 1.5 mol or less, preferably 1.3 mol or less, particularly preferably 1.2 mol or less. If it deviates from the above range, the polymerization time will be long and the productivity will be lowered, or it will be difficult to achieve a high molecular weight, and it tends to be practically impossible to apply to films and molded products.
反応温度は、通常、上限が250℃以下、下限が150℃以上、好ましくは上限が240℃以下、下限が200℃以上である。
反応雰囲気は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下である。反応圧力は、通常、常圧〜10kPaであるが、常圧が好ましい。
反応時間は、通常、上限が4時間以下であり、下限が0.2時間以上であり、好ましくは上限が通常3時間以下、下限が0.5時間以上である。
The upper limit of the reaction temperature is usually 250 ° C. or lower, the lower limit is 150 ° C. or higher, preferably the upper limit is 240 ° C. or lower, and the lower limit is 200 ° C. or higher.
The reaction atmosphere is usually an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction pressure is usually normal pressure to 10 kPa, but normal pressure is preferred.
The upper limit of the reaction time is usually 4 hours or less and the lower limit is 0.2 hours or more, preferably the upper limit is usually 3 hours or less and the lower limit is 0.5 hours or more.
反応は、1段階で行ってもよく、複数段階に分けて行ってもよい。
エステル化反応率は、特に制限はされないが、通常、上限が98%以下、下限が80%以上であり、好ましくは、上限が96%以下、下限が85%以上である。
原料の仕込みは、反応を妨げない限り特に限定はされないが、天秤あるいは計量器にて秤量、あるいは、定量ポンプや定量フィーダーを用いて、所定のモル比ならびに仕込み量となるように制御しながら供給する。
(3)重合反応
エステル化反応及び/又はエステル交換反応後の重合反応では、脂肪族ジオールや副生する水、THF等を重合系外に留去させながら行う。
The reaction may be performed in one stage or may be performed in a plurality of stages.
The esterification reaction rate is not particularly limited, but the upper limit is usually 98% or less and the lower limit is 80% or more, preferably the upper limit is 96% or less and the lower limit is 85% or more.
The raw material charge is not particularly limited as long as it does not interfere with the reaction, but it is weighed with a balance or a measuring instrument, or supplied while being controlled to a predetermined molar ratio and charge amount using a metering pump or metering feeder. To do.
(3) Polymerization reaction In the polymerization reaction after the esterification reaction and / or the transesterification reaction, the aliphatic diol, by-product water, THF, and the like are distilled out of the polymerization system.
重合温度は、通常、上限が250℃以下、下限が150℃以上であり、より好ましくは、上限が240℃以下、下限が200℃以上である。この温度が高すぎると、重合時間が長くなったり、高分子量のポリマーが得られなく なる傾向があり、また低すぎるでも、重合時間が長くなったり、高分子量のポリマーが得られなくなったりする傾向がある。 The polymerization temperature usually has an upper limit of 250 ° C. or lower and a lower limit of 150 ° C. or higher, more preferably an upper limit of 240 ° C. or lower and a lower limit of 200 ° C. or higher. If this temperature is too high, the polymerization time tends to be long or high molecular weight polymers cannot be obtained, and if it is too low, the polymerization time tends to be long or high molecular weight polymers cannot be obtained. There is.
また、重合反応は、1段階で行ってもよく複数段階に分けて行ってもよい。
重合反応は、重合触媒の存在下に行うのが好ましい。重合触媒の添加時期は、特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいてもよく、減圧開始時に添加してもよい。
重合触媒としては、一般には、周期表で、水素、炭素を除く1族〜14族金属元素を含む化合物が挙げられる。具体的には、チタン、ジルコニウム、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群から選ばれた、少なくとも1種以上の金属を含むカルボン酸塩、アルコキシ塩、有機スルホン酸塩又はβ−ジケトナート塩等の有機基を含む化合物、更には前記した金属の酸化物、ハロゲン化物等の無機化合物及びそれらの混合物が挙げられる。
Further, the polymerization reaction may be performed in one stage or may be performed in a plurality of stages.
The polymerization reaction is preferably performed in the presence of a polymerization catalyst. The addition timing of the polymerization catalyst is not particularly limited, and it may be added when the raw materials are charged, or may be added at the start of pressure reduction.
As the polymerization catalyst, in general, a compound containing a group 1 to group 14 metal element excluding hydrogen and carbon in the periodic table can be used. Specifically, at least one metal selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, antimony, cerium, germanium, zinc, cobalt, manganese, iron, aluminum, magnesium, calcium, strontium, sodium, and potassium. And compounds containing an organic group such as carboxylate, alkoxy salt, organic sulfonate, or β-diketonate salt, and inorganic compounds such as metal oxides and halides described above, and mixtures thereof.
これらの中では、チタン、ジルコニウム、ゲルマニウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを含む金属化合物、並びにそれらの混合物が好ましく、その中でも、特に、チタン化合物及びゲルマニウム化合物が好ましい。また、触媒は、重合時に溶融或いは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。 Among these, metal compounds containing titanium, zirconium, germanium, zinc, aluminum, magnesium and calcium, and mixtures thereof are preferable, and among these, titanium compounds and germanium compounds are particularly preferable. In addition, the catalyst is preferably a compound that is liquid at the time of polymerization or that dissolves in an ester low polymer or polyester because the polymerization rate increases when it is melted or dissolved at the time of polymerization.
これらの重合触媒として金属化合物を用いる場合の触媒添加量は、生成するポリエステルに対する金属量として、下限値が通常5ppm以上、好ましくは10ppm以上であり、上限値が通常30000ppm以下、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは500ppm以下、特に好ましくは250ppm以下である。使用する触媒量が多すぎると、経済的に不利であるばかりでなく脂肪族ポリエステルの熱安定性が低くなるのに対し、逆に少なすぎると重合活性が低くなり、重合時間が長くなったり、あるいは、所定の分子量に到達しない場合がある。 The amount of catalyst added in the case of using a metal compound as the polymerization catalyst, the lower limit is usually 5 ppm or more, preferably 10 ppm or more, and the upper limit is usually 30000 ppm or less, preferably 1000 ppm or less, as the amount of metal relative to the produced polyester. More preferably, it is 500 ppm or less, Most preferably, it is 250 ppm or less. If the amount of catalyst used is too large, it is not only economically disadvantageous, but the thermal stability of the aliphatic polyester is low, whereas if it is too low, the polymerization activity is low, the polymerization time is prolonged, Alternatively, the predetermined molecular weight may not be reached.
なお、生分解性に影響を与えない範囲で、脂肪族ポリエステルにはウレタン結合、アミド結合、カーボネート結合、エーテル結合等を導入することができる。
また、脂肪族ポリエステルの製造工程の途中、又は製造された脂肪族ポリエステルには、その特性が損なわれない範囲において各種の添加剤、例えば熱安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤及び紫外線吸収剤
等を添加してもよい。
In addition, a urethane bond, an amide bond, a carbonate bond, an ether bond, or the like can be introduced into the aliphatic polyester as long as the biodegradability is not affected.
Further, during the production process of the aliphatic polyester, or the produced aliphatic polyester, various additives such as a heat stabilizer, an antioxidant, a crystal nucleating agent, a flame retardant, as long as the characteristics are not impaired. You may add an antistatic agent, a mold release agent, a ultraviolet absorber, etc.
反応時間は、下限が通常1時間以上であり、上限が通常10時間以下、好ましくは、5時間以下である。
圧力は、下限が通常0.01×103Pa以上、好ましくは0.03×103Pa以上であり、上限が通常、常圧以下、好ましくは40kPa以下の真空度下として行う。
本発明において脂肪族ポリエステルを製造する反応装置としては、公知の竪型あるいは横型撹拌槽型反応器を用いることができる。具体的には、同一又は異なる反応装置を用いて、溶融重合のエステル化及び/又はエステル交換の工程と減圧重合の工程の2段階で行い、減圧重合の反応器としては、真空ポンプと反応器を結ぶ減圧用排気管を具備した攪拌槽型反応器を使用する方法が挙げられる。また、真空ポンプと反応器とを結ぶ減圧用排気管の間には凝縮器を結合し、該凝縮器にて重合反応中に生成する揮発成分や未反応モノマーを回収する方法が通常採用される。また、重合形態は、バッチ式あるいは連続式のいずれの方法でも良い。
The lower limit of the reaction time is usually 1 hour or longer, and the upper limit is usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter.
The lower limit of the pressure is usually 0.01 × 10 3 Pa or more, preferably 0.03 × 10 3 Pa or more, and the upper limit is usually a normal pressure or less, preferably 40 kPa or less.
In the present invention, a known vertical or horizontal stirred tank reactor can be used as a reactor for producing the aliphatic polyester. Specifically, using the same or different reactors, the melt polymerization is carried out in two stages of esterification and / or transesterification and reduced pressure polymerization, and the reduced pressure polymerization reactor includes a vacuum pump and a reactor. And a method using a stirred tank reactor equipped with an exhaust pipe for decompression connecting the two. In addition, a method is generally employed in which a condenser is connected between the vacuum pipe connecting the vacuum pump and the reactor, and the volatile components and unreacted monomers generated during the polymerization reaction are recovered by the condenser. . The polymerization form may be either a batch type or a continuous type.
<脂肪族ポリエステルの物性>
上記製造方法により製造された脂肪族ポリエステルの還元粘度(ηsp/C)は、通常、上限が2.8以下、下限が1.4以上であり、好ましくは、上限が2.6以下、下限が1.6以上である。還元粘度が高すぎると、分子量が不均一となり重合後のペレット化が安定せずカットミス量が増大する傾向があり、低すぎると、やはり、カット不良や、充分な強度が得られず、実用的でないので好ましくない。
<Physical properties of aliphatic polyester>
The reduced viscosity (ηsp / C) of the aliphatic polyester produced by the above production method usually has an upper limit of 2.8 or less and a lower limit of 1.4 or more, preferably an upper limit of 2.6 or less and a lower limit of 1.6 or more. If the reduced viscosity is too high, the molecular weight becomes non-uniform and pelletization after polymerization tends to be unstable and the amount of cut errors tends to increase, and if it is too low, cuts are insufficient and sufficient strength cannot be obtained, which is practical. It is not desirable because it is not intended.
また、ペレットの黄色着色度Yellow Index(以下、YIとする。)は、通
常、上限が20以下、好ましくは、上限が5以下である。YIの数値が高すぎると、着色がひどくなり、実用的ではなくなる傾向がある。
また、重合終了後にストランド状に排出させながら冷却し、ペレット化させた脂肪族ポリエステルの異物個数(ヶ/500g)は、通常、上限が10ヶ以下、好ましくは、上限が5ヶ以下である。異物個数が多いと、成型品の外観不良の原因となる傾向がある。
In addition, the yellow coloration degree Yellow Index (hereinafter referred to as YI) of the pellet usually has an upper limit of 20 or less, and preferably an upper limit of 5 or less. If the value of YI is too high, coloring tends to be severe and tends to be impractical.
In addition, the number of foreign matters (months / 500 g) of the aliphatic polyester cooled and pelletized after being discharged into a strand after the polymerization is usually 10 or less, and preferably 5 or less. When the number of foreign matters is large, it tends to cause a defective appearance of the molded product.
<脂肪族ポリエステル組成物>
本発明の製造方法により製造された脂肪族ポリエステルに、芳香族−脂肪族共重合ポリエステル、及び脂肪族オキシカルボン酸等を配合させてもよい。更に必要に応じて用いられるカルボジイミド化合物、充填材、可塑剤以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で他の生分解性樹脂、例えば、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロースエステル等や、澱粉、セルロース、紙、木粉、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、クルミ殻粉末等の動物/植物物質微粉末、或いはこれらの混合物を配合することができる。更に、成形体の物性や加工性を調整する目的で、熱安定剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、無機フィラー、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤、改質剤、架橋剤等を含有させてもよい。
<Aliphatic polyester composition>
You may mix | blend aromatic-aliphatic copolymer polyester, aliphatic oxycarboxylic acid, etc. with the aliphatic polyester manufactured by the manufacturing method of this invention. In addition to carbodiimide compounds, fillers, and plasticizers used as necessary, other biodegradable resins, such as polycaprolactone, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose ester, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired, starch Cellulose, paper, wood powder, chitin / chitosan, animal / plant substance fine powder such as coconut shell powder, walnut shell powder, or a mixture thereof can be blended. Furthermore, additives such as heat stabilizers, plasticizers, lubricants, antiblocking agents, nucleating agents, inorganic fillers, colorants, pigments, ultraviolet absorbers, light stabilizers, etc., are used for the purpose of adjusting the physical properties and processability of the molded product. Further, a modifier, a crosslinking agent, etc. may be included.
本発明の脂肪族ポリエステル組成物の製造方法は、特に限定されないが、ブレンドした脂肪族ポリエステルの原料チップを同一の押出機で溶融混合する方法、各々別々の押出機で溶融させた後に混合する方法、一軸押し出し機、二軸押し出し機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ニーダーブレンダー等の通常の混練機を用いて混練する事によって混合する等が挙げられる。また、各々の原料チップを直接成形機に供給して組成物を調製すると同時に、その成形体を得ることも可能である。 The method for producing the aliphatic polyester composition of the present invention is not particularly limited, but is a method in which raw material chips of the blended aliphatic polyester are melt-mixed in the same extruder, and a method in which each is melted and mixed in separate extruders. And mixing by kneading using a normal kneader such as a single screw extruder, twin screw extruder, Banbury mixer, roll mixer, Brabender plastograph, kneader blender, and the like. In addition, it is possible to obtain a molded body at the same time as preparing a composition by directly supplying each raw material chip to a molding machine.
<脂肪族ポリエステル組成物の用途>
本発明の脂肪族ポリエステル組成物は、熱安定性、引張強度、引張伸び等の実用物性を有するので射出成形法、中空成形法、及び押出成形法等の汎用プラスティック成形法等により、フィルム、ラミネートフィルム、シート、板、延伸シート、モノフィラメント、マルチフィラメント、不織布、フラットヤーン、ステープル、捲縮繊維、筋付きテープ、スプリットヤーン、複合繊維、ブローボトル、発泡体等の成形品に利用可能である。
<Use of aliphatic polyester composition>
Since the aliphatic polyester composition of the present invention has practical properties such as thermal stability, tensile strength, and tensile elongation, it can be formed into a film or laminate by a general-purpose plastic molding method such as an injection molding method, a hollow molding method, and an extrusion molding method. It can be used for molded products such as films, sheets, plates, stretched sheets, monofilaments, multifilaments, non-woven fabrics, flat yarns, staples, crimped fibers, striped tapes, split yarns, composite fibers, blow bottles, foams and the like.
以下に本発明の実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。
<加熱媒体の上限温度の算出>
原料としてコハク酸100.1gと1−4ブタンジオール88.7g、リンゴ酸0.2g、タルク0.15g、ならびに90%の乳酸水溶液に二酸化ゲルマニウム濃度が1wt%になるように予め調整した触媒溶液5.4gを1Lのガラス製重合缶に仕込み、150℃に制御したオイルバスに設置した。その後、常圧、窒素雰囲気下にてオイルバスの温度を220℃まで1時間かけて昇温し、220℃到達後、さらに2時間反応を行った。次に、2時間経過したところで、減圧を開始させ、減圧開始から90分後に圧力が133Paに到達するように徐々に圧力を低下させ、その後、67Pa〜133Paの範囲で圧力制御した。また、減圧開始と同時にオイルバスの温度も昇温開始し、60分かけて235℃に到達させたところで、オイルバスの温度を235℃に制御し、生成した副生物を系外に留去させながら反応を進行させた。重合は、減圧開始後、4時間経過したところで、窒素で復圧し終了させ、ガラス製重合缶から脂肪族ポリエステルをストランド状に抜き出しながら冷却しペレット化させた。このようにして得られた脂肪族ポリエステルについて窒素雰囲気下にて2時間溶融熱滞留させ、ある熱滞留温度に対する重量減少量を測定した。その結果を表1に示した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist.
<Calculation of upper limit temperature of heating medium>
100.1 g of succinic acid and 88.7 g of 1-4 butanediol as raw materials, 0.2 g of malic acid, 0.15 g of talc, and a catalyst solution prepared beforehand in a 90% lactic acid aqueous solution so that the germanium dioxide concentration becomes 1 wt% 5.4 g was charged into a 1 L glass polymerization can and placed in an oil bath controlled at 150 ° C. Thereafter, the temperature of the oil bath was raised to 220 ° C. over 1 hour under normal pressure and nitrogen atmosphere, and after reaching 220 ° C., the reaction was further performed for 2 hours. Next, when 2 hours had passed, the pressure reduction was started, the pressure was gradually reduced so that the pressure reached 133 Pa 90 minutes after the start of the pressure reduction, and then the pressure was controlled in the range of 67 Pa to 133 Pa. Also, the temperature of the oil bath starts to rise simultaneously with the start of decompression, and when the temperature reaches 235 ° C. over 60 minutes, the temperature of the oil bath is controlled to 235 ° C., and the produced by-products are distilled out of the system. The reaction was allowed to proceed. The polymerization was terminated after 4 hours had elapsed from the start of decompression, and the pressure was restored with nitrogen and terminated, and the polyester was cooled and pelletized while extracting the aliphatic polyester in a strand form from a glass polymerization can. The aliphatic polyester thus obtained was melted and retained for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and the weight loss with respect to a certain heat retention temperature was measured. The results are shown in Table 1.
<還元粘度の測定方法>
フェノールとテトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒にポリマーを0.5g/dlの濃度で溶解させ、30℃でウベローデ粘度管を用いて測定した。
<Measurement method of reduced viscosity>
The polymer was dissolved in a mixed solvent of phenol and tetrachloroethane (weight ratio 1/1) at a concentration of 0.5 g / dl, and measured at 30 ° C. using an Ubbelohde viscosity tube.
<YIの測定>
測色色差計(日本電色工業社製 ZE 2000)を用いて、ペレット状のポリマーについて測定した。
<異物個数の測定>
ポリマー500gを採取し、目視にて確認できる異物数量をカウントした。
<Measurement of YI>
Using a colorimetric color difference meter (ZE 2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), measurement was performed on the pellet-shaped polymer.
<Measurement of the number of foreign objects>
500 g of polymer was collected, and the number of foreign matters that could be visually confirmed was counted.
実施例1
原料として、コハク酸を133.5kg/H、1−4ブタンジオールを118.3kg/H、リンゴ酸を0.3kg/H、ならびにタルクを0.2kg/Hにてそれぞれを原料調整槽に供給し、窒素下、常圧、140℃、滞留時間を1時間に制御しながら、次いで、1m3の竪型攪拌機付きエステル化反応槽に別途調整した触媒とともに連続供給し、発生
した留出物は、精留塔を介して除去しながら反応を開始させた。触媒は、90%の乳酸水溶液に、二酸化ゲルマニウム濃度が1wt%になるように調整したものを7.2kg/Hの流量にて供給させた。
Example 1
As raw materials, 133.5 kg / H of succinic acid, 118.3 kg / H of 1-4 butanediol, 0.3 kg / H of malic acid, and 0.2 kg / H of talc are supplied to the raw material adjustment tank. Then, while controlling the atmospheric pressure, 140 ° C. and the residence time to 1 hour under nitrogen, it is continuously supplied with a separately prepared catalyst to a 1 m 3 esterification reactor equipped with a vertical stirrer. The reaction was started while removing through the rectification column. The catalyst was supplied to a 90% aqueous lactic acid solution adjusted to a germanium dioxide concentration of 1 wt% at a flow rate of 7.2 kg / H.
エステル化反応槽の運転条件は、窒素下、常圧とし、加熱媒体(製品名:Therm−s 900)の温度は、250℃になるように制御した。また、滞留時間は1時間となる
ように制御し、このときのエステル化時反応温度は210℃であった。
反応槽底部から抜き出された反応液は、引き続き、竪型撹拌機付の第1重合槽に供給され、留出物を系外に除去しながら 滞留時間は1.5時間となるように制御した。この時の加熱媒体の温度は、重合温度を215℃に制御すべく、240℃に調整した。
The operating conditions of the esterification reaction tank were normal pressure under nitrogen, and the temperature of the heating medium (product name: Therm-s 900) was controlled to be 250 ° C. The residence time was controlled to be 1 hour, and the reaction temperature during esterification at this time was 210 ° C.
The reaction liquid withdrawn from the bottom of the reaction tank is continuously supplied to the first polymerization tank with a vertical stirrer, and the residence time is controlled to 1.5 hours while removing the distillate out of the system. did. The temperature of the heating medium at this time was adjusted to 240 ° C. in order to control the polymerization temperature to 215 ° C.
更に、第1重合槽底部から抜き出された重合液は、第1重合槽から第2重合槽への移送配管途中に設置された予熱器を経由して第2重合槽に供給し、第2重合槽の滞留時間は1.5時間となるように制御した。その時の、予熱器出口の重合液温度は、225℃であり、予熱器ならびに第2重合槽に流通させた加熱媒体の温度は250℃に調整した。第2重合槽の重合温度は230℃であった。 Furthermore, the polymerization liquid extracted from the bottom of the first polymerization tank is supplied to the second polymerization tank via a preheater installed in the middle of the transfer pipe from the first polymerization tank to the second polymerization tank, The residence time in the polymerization tank was controlled to be 1.5 hours. At that time, the temperature of the polymerization liquid at the outlet of the preheater was 225 ° C., and the temperature of the heating medium passed through the preheater and the second polymerization tank was adjusted to 250 ° C. The polymerization temperature in the second polymerization tank was 230 ° C.
次いで、最終横型2軸タイプの第3重合槽にて 滞留時間が1.5時間となるように制御した。この時の加熱媒体の温度を235℃に調整した。また、重合温度は、重合槽出口部で235℃であった。尚、各重合槽の圧力は、第1重合槽4kpa、第2重合槽133Pa、第3重合槽67Paとした。
重合終了後、ストランド状に排出させながら冷却し、ペレット形状のポリマーを得た。
Subsequently, the residence time was controlled to be 1.5 hours in the final horizontal biaxial third polymerization tank. The temperature of the heating medium at this time was adjusted to 235 ° C. The polymerization temperature was 235 ° C. at the outlet of the polymerization tank. In addition, the pressure of each polymerization tank was made into the 1st polymerization tank 4kpa, the 2nd polymerization tank 133Pa, and the 3rd polymerization tank 67Pa.
After the polymerization was completed, the polymer was cooled while being discharged in a strand shape to obtain a pellet-shaped polymer.
なお、重合温度及び加熱媒体の温度は図1に示した。
得られた脂肪族ポリエステルは、粘度が2.46ηsp/C、YIが2.8、異物個数が1ヶ/ペレット500gであり、分子量も高く、色調異物などの品質も良好であった。
実施例2
第1重合槽から第2重合槽への移送配管途中に設置した予熱器はバイパスさせ、代わりに、第2重合槽内部に設けたコイルを併用して重合温度を制御させるようにした以外は、実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルの製造を行った。このとき、第2重合槽の重合温度を230℃に制御すべく、ジャケットならびに内部コイルに流通させた加熱媒体(製品名:Therm−s 900)の温度は、250℃に調整した。重合終了後、ストラン
ド状に排出させながら冷却し、ペレット形状のポリマーを得た。なお、重合温度及び加熱媒体の温度は図1に示した。
The polymerization temperature and the temperature of the heating medium are shown in FIG.
The obtained aliphatic polyester had a viscosity of 2.46 ηsp / C, a YI of 2.8, a foreign matter number of 1 piece / 500 g of pellets, a high molecular weight, and good quality such as color tone foreign matter.
Example 2
The preheater installed in the middle of the transfer pipe from the first polymerization tank to the second polymerization tank is bypassed, and instead the coil provided inside the second polymerization tank is used together to control the polymerization temperature, In the same manner as in Example 1, an aliphatic polyester was produced. At this time, in order to control the polymerization temperature of the second polymerization tank to 230 ° C., the temperature of the heating medium (product name: Therm-s 900) circulated through the jacket and the internal coil was adjusted to 250 ° C. After the polymerization was completed, the polymer was cooled while being discharged in a strand shape to obtain a pellet-shaped polymer. The polymerization temperature and the temperature of the heating medium are shown in FIG.
得られた脂肪族ポリエステルは、粘度が2.46ηsp/C、YIが3.1、異物個数が1ヶ/ペレット500gであり、実施例1と同様に良好であった。
実施例3
第1重合槽から第2重合槽への移送配管途中に設置した予熱器はバイパスさせ、代わりに、第2重合槽の重合液の一部を取り出し、第2重合槽外部に設置した熱交換器を経由して循環させるようにした以外は、実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルの製造を行った。このとき、第2重合槽の重合温度を230℃に制御すべく、ジャケットならびに外部の熱交換器に流通させた加熱媒体(製品名:Therm−s 900)の温度は250℃
に調整した。尚、外部熱交出口のポリマー温度は235℃であった。重合終了後、ストランド状に排出させながら冷却し、ペレット形状のポリマーを得た。なお、重合温度及び加熱媒体の温度は図1に示した。
The obtained aliphatic polyester had a viscosity of 2.46 ηsp / C, YI of 3.1, the number of foreign matters was 1 piece / 500 g of pellets, and was good as in Example 1.
Example 3
The preheater installed in the middle of the transfer pipe from the first polymerization tank to the second polymerization tank is bypassed. Instead, a part of the polymerization solution in the second polymerization tank is taken out and a heat exchanger installed outside the second polymerization tank. The aliphatic polyester was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyester was circulated via the. At this time, in order to control the polymerization temperature of the second polymerization tank to 230 ° C., the temperature of the heating medium (product name: Therm-s 900) circulated through the jacket and the external heat exchanger is 250 ° C.
Adjusted. The polymer temperature at the external heat exchange outlet was 235 ° C. After the polymerization was completed, the polymer was cooled while being discharged in a strand shape to obtain a pellet-shaped polymer. The polymerization temperature and the temperature of the heating medium are shown in FIG.
得られた脂肪族ポリエステルは、粘度が2.43ηsp/C、YIが3.5、異物個数が2ヶ/ペレット500gであり、実施例1と同様に良好であった。
比較例
第1重合槽から第2重合槽への移送配管途中に設置した予熱器はバイパスさせた以外は、実施例1と同様にして脂肪族ポリエステルの製造を行った。第2重合槽の重合温度を230℃に制御するために、第2重合槽のジャケットに流通させる加熱媒体の温度を270℃に調整した。重合終了後、ストランド状に排出させながら冷却し、ペレット形状のポリマーを得た。なお、重合温度及び加熱媒体の温度は図1に示した。
The obtained aliphatic polyester had a viscosity of 2.43 ηsp / C, a YI of 3.5, a foreign matter number of 2/500 g of pellets, and was as good as in Example 1.
Comparative Example An aliphatic polyester was produced in the same manner as in Example 1 except that the preheater installed in the middle of the transfer pipe from the first polymerization tank to the second polymerization tank was bypassed. In order to control the polymerization temperature of the second polymerization tank to 230 ° C, the temperature of the heating medium circulated through the jacket of the second polymerization tank was adjusted to 270 ° C. After the polymerization was completed, the polymer was cooled while being discharged in a strand shape to obtain a pellet-shaped polymer. The polymerization temperature and the temperature of the heating medium are shown in FIG.
得られた脂肪族ポリエステルは、粘度が2.29ηsp/C、YIが6.2、異物個数が8ヶ/ペレット500gであり、分子量はやや低下し、色調異物などの品質の低下も見られた。
以上の実施例、比較例の結果を表−2に示した。
The obtained aliphatic polyester had a viscosity of 2.29 ηsp / C, a YI of 6.2, the number of foreign matters was 8 pieces / 500 g of pellets, the molecular weight was slightly reduced, and the quality such as color foreign matter was also lowered. .
The results of the above examples and comparative examples are shown in Table 2.
Claims (2)
The temperature of the heating medium for controlling the reaction temperature in the esterification reaction and / or transesterification reaction is 5 wt% or less when the aliphatic polyester is melted and retained for 2 hours in a nitrogen atmosphere. It sets to a temperature range, The manufacturing method of the aliphatic polyester of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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