JP2009057465A - Polyester and method for producing polyester - Google Patents

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Norihiro Abe
紀宏 安部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide polyester having a low formaldehyde content. <P>SOLUTION: The polyester contains a titanium element of 3×10<SP>-5</SP>to 30×10<SP>-5</SP>mole with respect to 1 mole of a dicarboxylic acid component constituting the polyester, in which the amount of a dialkyleneglycol copolymer is not more than 1.3 wt.% with respect to the weight of the polyester. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はアルデヒド類の含有量が少ないポリエステルに関する。   The present invention relates to a polyester having a low content of aldehydes.

近年、ポリエチレンテレフタレートを中心とするポリエステル製容器は、その優れた透明性、卓越した力学的物性、均衡のとれたガスバリヤ性及び優れた衛生性に着目され、醤油、ソース、食油、ジュース、ビール、炭酸飲料等の食品容器や洗剤、化粧品、医薬品等の容器に使用され、目覚しい展開がなされている。しかし、エチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とするポリエステルは、ポリエステルの溶融重合時に副生するアルデヒド類をペレット中に包含している。そして、このペレットがビンやフイルム等の容器に成形された際に残存するアルデヒド類に加え、成形加工時にも再生され、しかも容器材質中に封じ込まれる結果、このびんやフイルム容器に炭酸飲料、食用油、ジュース等の液体食品を充填すると、これら液体食品中にアルデヒド類が溶出し、味や匂いに影響を及ぼすという弊害が生じ、ポリエステル容器の大きな欠点になっている。   In recent years, polyester containers centered on polyethylene terephthalate have been noted for their excellent transparency, excellent mechanical properties, balanced gas barrier properties and excellent hygiene, soy sauce, sauce, cooking oil, juice, beer, It is used in food containers such as carbonated drinks and containers for detergents, cosmetics, pharmaceuticals, etc., and has made remarkable developments. However, a polyester having ethylene terephthalate as a main repeating unit contains aldehydes by-produced in the melt polymerization of the polyester in the pellet. And, in addition to the aldehydes remaining when this pellet is molded into a container such as a bottle or film, it is also regenerated at the time of molding, and as a result of being sealed in the container material, this bottle or film container has a carbonated beverage, When liquid foods such as edible oil and juice are filled, aldehydes are eluted in these liquid foods, which adversely affects the taste and smell, which is a major drawback of polyester containers.

本発明者等はこのような欠点のないポリエチレンテレフタレートを重合する方法について検討した結果、成型品中に含まれるホルムアルデヒドの極めて少ない固相重合されたポリエチレンテレフタレートを発明するに至った。   As a result of studying a method for polymerizing polyethylene terephthalate free from such drawbacks, the present inventors have invented solid-state polymerized polyethylene terephthalate containing very little formaldehyde contained in a molded product.

チタン化合物とマグネシウム等の金属元素の化合物、及び燐化合物の特定量比の共存下で重縮合させることで、ポリエステル樹脂の成形時の再生アセトアルデヒド量を抑制し得ることが記載されている(例えば特許文献1参照。)。しかしながら、成形時におけるホルムアデヒドの副生の抑制効果は、不十分であるという問題点があった。   It is described that the amount of regenerated acetaldehyde during molding of a polyester resin can be suppressed by polycondensation in the presence of a specific amount ratio of a compound of a metal element such as a titanium compound and magnesium and a phosphorus compound (for example, a patent) Reference 1). However, there is a problem in that the effect of suppressing the formation of formaldehyde during molding is insufficient.

また、いわゆるビタミンEを成形時添加することで、アセトアルデヒド及びホルムアルデヒドの発生量を抑制し得ることが記載されている(例えば特許文献2参照。)。しかし、ビタミンEは熱耐性が低く、溶融成形時に分解してしまうという欠点があり、効果も十分とは言い難い。またアセトアルデヒド含有量、ホルムアルデヒド含有量を少なくする技術も開示されているが、ホルムアルデヒド含有量としてはいまだ充分な程低い値が達成できているとは言いがたい(例えば特許文献3、4参照。)。   Further, it is described that the amount of acetaldehyde and formaldehyde generated can be suppressed by adding so-called vitamin E during molding (see, for example, Patent Document 2). However, vitamin E has a drawback that it has low heat resistance and decomposes during melt molding, and it is difficult to say that the effect is sufficient. Further, a technique for reducing the acetaldehyde content and the formaldehyde content is disclosed, but it cannot be said that a sufficiently low value is still achieved as the formaldehyde content (see, for example, Patent Documents 3 and 4). .

特開2002−226563号公報JP 2002-226563 A 特開2003−138111号公報JP 2003-138111 A 特開平09−003179号公報JP 09-003179 A 特開平10−168168号公報JP-A-10-168168 特開平08−073611号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-073611

本発明の課題はホルムアルデヒド含有量が少ないポリエステルを提供することである。   An object of the present invention is to provide a polyester having a low formaldehyde content.

本発明はポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の1モルに対して3×10−5〜30×10−5モルのチタン金属元素を含有し、ジアルキレングリコール共重合量がポリエステル重量に対して1.3重量%以下であるポリエステルである。 The present invention contains 3 × 10 −5 to 30 × 10 −5 mol of titanium metal element with respect to 1 mol of all dicarboxylic acid components constituting the polyester, and the amount of dialkylene glycol copolymer is 1 with respect to the weight of the polyester. .3% by weight or less of polyester.

触媒金属としてチタンを用い重合することで、ホルムアルデヒドの含有量が1.2ppm以下と極めて低いポリエステル樹脂、及びポリエステル成形物を提供することができる。   By polymerizing using titanium as the catalyst metal, it is possible to provide a polyester resin having a formaldehyde content of 1.2 ppm or less and a polyester molded product.

以下本発明のポリエステルに関して詳細に説明する。
(1)グリコール成分
本発明のポリエステルを構成するグリコール成分としては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオールを主たる対象とするが、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、へキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、ポリ(オキシ)エチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリトリメチレングリコール等のアルキレングリコールの1種、又は2種以上を混合してもよく、目的により任意に選ぶことができる。
その他、ナフタレンジオール、ビスフェノールA、レゾルシンなどの芳香族ジオールを目的の範囲内で選んでも良い。
Hereinafter, the polyester of the present invention will be described in detail.
(1) Glycol component The glycol component constituting the polyester of the present invention is mainly composed of ethylene glycol and 1,4-butanediol, but 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol. 1 type or 2 types or more of alkylene glycols, such as hexamethylene glycol, decamethylene glycol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, triethylene glycol, poly (oxy) ethylene glycol, polytetramethylene glycol, polytrimethylene glycol They may be mixed and can be arbitrarily selected depending on the purpose.
In addition, aromatic diols such as naphthalenediol, bisphenol A, and resorcin may be selected within the intended range.

(2)ジカルボン酸成分
本発明において用いられるジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸を主たる対象とするが、例えばイソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;1,2−又は1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等のごとき脂環族ジカルボン酸;アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸等のごとき脂肪族ジカルボン酸等で示されるジカルボン酸成分とグリコール成分とから得られるポリエステルである。以上の化合物は1種又は2種以上を混合してもよく、目的により任意に選ぶことができる。
(2) Dicarboxylic acid component The dicarboxylic acid component used in the present invention mainly includes terephthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid. For example, isophthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenyletherdicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, diphenylsulfone Aromatic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acids; alicyclic dicarboxylic acids such as 1,2- or 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, hexahydroterephthalic acid; adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, decanedicarboxylic acid, etc. A polyester obtained from a dicarboxylic acid component such as an aliphatic dicarboxylic acid and a glycol component. The above compounds may be used alone or in combination of two or more, and can be arbitrarily selected depending on the purpose.

更にグリコール成分、ジカルボン酸成分として3価以上の多官能化合物、例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリカルバリル酸又は没食子酸などを共重合してもよく、必要に応じて単官能化合物、例えばо−ベンゾイル安息香酸又はナフトエ酸などを添加してもよい。又少量の乳酸、グリコール酸、p−オキシ安息香酸、m−オキシ安息香酸、サリチル酸、マンデル酸、ヒドロアクリル酸、グリコール酸、3−オキシプロピオン酸、アシアチン酸、キノバ酸のようなヒドロキシカルボン酸又はそのアルキルエステル等を少量使用しても良い。   Further, a trifunctional or higher polyfunctional compound such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, tricarballylic acid or gallic acid may be copolymerized as a glycol component or dicarboxylic acid component. Well, a monofunctional compound such as о-benzoylbenzoic acid or naphthoic acid may be added as necessary. Also, a small amount of hydroxycarboxylic acid such as lactic acid, glycolic acid, p-oxybenzoic acid, m-oxybenzoic acid, salicylic acid, mandelic acid, hydroacrylic acid, glycolic acid, 3-oxypropionic acid, asiatic acid, quinobaic acid, or A small amount of the alkyl ester may be used.

(3)第三成分
また、本発明においては、共重合成分としてジアルキレングリコールの含有量がポリエステルの全重量に対して1.3重量%以下であることが必要である。ジアルキレングリコール含有量が1.3重量%を超える場合、ポリエステル中のホルムアルデヒドの量が、1.2ppmを超え、目的を達成することができない。これは、ジエチレングリコールをはじめとするジアルキレングリコール成分中のエーテル結合が酸素存在下、容易に酸化分解し、高反応性の過酸化物やラジカルを生じるためと考えられる。ジアルキレングリコールは原料としてポリエステルの製造工程の当初から加えられている場合や、ポリエステルの製造工程においてポリエステルを構成する主なグリコール2分子がエーテル化反応して得られる場合がある。これらの点から共重合成分としてのジアルキレングリコールとしては、市販されていて入手しやすいジアルキレングリコール又はポリエステル原料等として市販されているグリコールがエーテル化したグリコールが具体的に挙げられ、ジエチレングリコール(DEG)、ジ(トリメチレン)グリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール[ジ(テトラメチレン)グリコール]、ジへキシレングリコール[ジ(ヘキサメチレン)グリコール]を挙げる事ができる。
しかし、上記の通り、酸化的分解により、高反応性の過酸化物やラジカルを生じるため、エーテル成分の共重合量を多くする事は、望ましくない。
(3) Third component In the present invention, the content of dialkylene glycol as a copolymer component is required to be 1.3% by weight or less based on the total weight of the polyester. When the dialkylene glycol content exceeds 1.3% by weight, the amount of formaldehyde in the polyester exceeds 1.2 ppm, and the object cannot be achieved. This is presumably because ether bonds in dialkylene glycol components such as diethylene glycol are easily oxidatively decomposed in the presence of oxygen to produce highly reactive peroxides and radicals. The dialkylene glycol may be added as a raw material from the beginning of the polyester production process, or may be obtained by etherification reaction of two main glycol molecules constituting the polyester in the polyester production process. Specific examples of dialkylene glycol as a copolymerization component from these points include dialkylene glycol which is commercially available and easily available, or glycol obtained by etherification of glycol which is commercially available as a polyester raw material. ), Di (trimethylene) glycol, dipropylene glycol, dibutylene glycol [di (tetramethylene) glycol], dihexylene glycol [di (hexamethylene) glycol].
However, as described above, oxidative decomposition generates highly reactive peroxides and radicals, so it is not desirable to increase the copolymerization amount of the ether component.

(4)製造方法
上記ポリエステルは、従来公知のポリエステルの製造方法を用いて製造すればよい。例えば、テレフタル酸及びエチレングリコールを用いてエステル化反応を行って、又はテレフタレンジカルボン酸の低級アルキルエステル(例えばジメチルエステル)及びエチレングリコールを用いてエステル交換反応を行って、得られた反応生成物を更に重合反応させることによって製造できる。
(4) Manufacturing method The said polyester should just be manufactured using the manufacturing method of conventionally well-known polyester. For example, an esterification reaction is performed using terephthalic acid and ethylene glycol, or a transesterification reaction is performed using a lower alkyl ester of terephthalenedicarboxylic acid (for example, dimethyl ester) and ethylene glycol. It can be produced by further polymerizing the product.

また、溶融重合工程で得られたポリエステルはペレット化されたのち、必要に応じて、さらなる分子量増加あるいは、アルデヒド類やオリゴマー類等不純物の低減の為、固相重合工程で重合されていてもよい。固相重合の実施方法に関しては、公知のいずれの方法を採用してもよい。   Further, the polyester obtained in the melt polymerization step may be pelletized and then polymerized in the solid phase polymerization step for further increase in molecular weight or reduction of impurities such as aldehydes and oligomers, if necessary. . Any known method may be adopted as a method for carrying out solid phase polymerization.

但しジアルキレングリコールの共重合量をポリエステル重量に対して1.3重量%以下とするために、重合の初期段階までにジアルキレングリコールを多量に反応槽に加えない事、好ましくは予想される全ポリエステル重量に対して1.3重量%以下のジアルキレングリコール加える事、副反応でジアルキレングリコールが多く発生するのを抑制するために、エステル化反応後若しくはエステル交換反応後速やかに次の重縮合反応を開始する事、エステル化反応時間若しくはエステル交換反応時間を短くすること、エステル化反応温度若しくはエステル交換反応温度を低くすること、が重要となる。例えば反応時間に関しては、エステル化反応時間若しくはエステル交換反応時間を4時間以内、好ましくは3時間30分以内に完了させることをあげることができる。   However, in order to make the copolymerization amount of dialkylene glycol 1.3% by weight or less based on the polyester weight, it is preferable not to add a large amount of dialkylene glycol to the reaction vessel until the initial stage of polymerization, preferably all In order to suppress the occurrence of a large amount of dialkylene glycol by side reaction by adding 1.3% by weight or less of dialkylene glycol based on the weight of polyester, the following polycondensation is performed immediately after the esterification reaction or after the transesterification reaction. It is important to start the reaction, shorten the esterification reaction time or transesterification reaction time, and lower the esterification reaction temperature or transesterification reaction temperature. For example, regarding the reaction time, the esterification reaction time or the transesterification reaction time can be completed within 4 hours, preferably within 3 hours 30 minutes.

(5)触媒
本発明は、重合触媒として、チタン化合物を使用すること、その結果ポリエステル中に特定量のチタン金属元素が含有されていることを特徴とする。本発明において、用いられるチタン化合物は、触媒起因の異物低減の点で、ポリエステル中に可溶なチタン化合物を使用することが必要である。
(5) Catalyst The present invention is characterized in that a titanium compound is used as a polymerization catalyst, and as a result, a specific amount of titanium metal element is contained in the polyester. In the present invention, the titanium compound to be used needs to use a titanium compound that is soluble in the polyester from the viewpoint of reducing foreign matters resulting from the catalyst.

加えて、本発明のポリエステルには、好ましくはポリエステル中に可溶なチタン化合物を、全ジカルボン酸成分1モルに対し、チタン金属元素として3×10−5〜30×10−5モルとする必要がある。チタン金属元素が3×10−5モル未満ではポリエステルの生産性が低下し、目標の分子量のポリエステルが得られない。また、チタン金属元素が30×10−5モルを超える場合は熱安定性が逆に低下し、ホルムアルデヒドの副生成が促進され、目標とするポリマーが得られないだけでなく、溶融成形時の分子量低下や、色相の悪化が大きくなり品質の優れたポリエステル樹脂が得られない。 In addition, in the polyester of the present invention, the titanium compound preferably soluble in the polyester is required to be 3 × 10 −5 to 30 × 10 −5 mol as a titanium metal element with respect to 1 mol of all dicarboxylic acid components. There is. When the titanium metal element is less than 3 × 10 −5 mol, the productivity of the polyester is lowered, and a polyester having a target molecular weight cannot be obtained. On the other hand, when the titanium metal element exceeds 30 × 10 −5 mol, the thermal stability is lowered, the formaldehyde by-product is promoted, and the target polymer cannot be obtained. The deterioration and the deterioration of the hue become large, and a polyester resin with excellent quality cannot be obtained.

また、ポリエステルを製造する際に、エステル交換触媒、及び/又は安定剤などを使用することも可能である。これらの触媒、安定剤などはポリエステルの触媒、安定剤などとして知られているものを用いることができるが、
その他の重合触媒として、ポリエステル中に可溶なチタン化合物としては、特に限定されず、テトライソプロポキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラフェノキシチタン、オクタアルキルトリチタネート若しくはヘキサアルキルジチタネート等のアルキルチタン酸エステル類、アリールチタン酸エステル類、アルキルチタン酸エステル類若しくはアリールチタン酸エステル類と亜リン酸エステルとの反応生成物、アルキルチタン酸エステル類若しくはアリールチタン酸エステル類とトリメリット酸との反応生成物と亜リン酸エステル化合物からなる反応生成物
と言ったチタン原子に対して有機基が共有結合、イオン結合若しくは配位結合しているチタン化合物を上げることができる。更に水酸化チタン、又はα−チタン酸などがも例示される。ポリエステル中に艶消し剤として通常添加される二酸化チタンは「ポリエステル中に可溶なチタン化合物」に該当しない。
Moreover, when manufacturing polyester, it is also possible to use a transesterification catalyst and / or a stabilizer. As these catalysts and stabilizers, those known as polyester catalysts and stabilizers can be used.
As other polymerization catalyst, the titanium compound soluble in the polyester is not particularly limited, and tetraisopropoxy titanium, tetrapropoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetraphenoxy titanium, octaalkyl trititanate. Or alkyl titanates such as hexaalkyl dititanate, aryl titanates, reaction products of alkyl titanates or aryl titanates and phosphites, alkyl titanates or aryl titanates To raise titanium compounds in which organic groups are covalently bonded, ionic bonds or coordinate bonds to titanium atoms, which are reaction products consisting of reaction products of esters and trimellitic acid and phosphite compounds Can . Further examples include titanium hydroxide and α-titanic acid. Titanium dioxide usually added as a matting agent in polyester does not fall under “titanium compounds soluble in polyester”.

また、必要に応じて、従来から知られているゲルマニウム化合物、アンチモン化合物などの重合触媒を併用することもできる。ゲルマニウム化合物では、一酸化ゲルマニウム、又は二酸化ゲルマニウムなどが例示される。アンチモン化合物では、三酸化二アンチモン、又は酢酸アンチモンが例示される。   In addition, conventionally known polymerization catalysts such as germanium compounds and antimony compounds can be used in combination. Examples of the germanium compound include germanium monoxide and germanium dioxide. Examples of the antimony compound include antimony trioxide and antimony acetate.

(6)安定剤
本発明においては、必須ではないが、得られたポリエステルの加工時の熱安定性を高めるため、安定剤を添加することもできる。安定剤としては、ヒドロキシエチルジメチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル、トリフェニルホスファイト、トリスドデシルホスファイト等の亜リン酸エステル、メチルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート酸性リン酸エステル、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸等のリン化合物が好ましい。
これらの安定剤の添加量は、全重合原料の重量に対して安定剤中のリン元素の重量として、通常5〜1000ppm、好ましくは10〜500ppmである。
(6) Stabilizer Although not essential in the present invention, a stabilizer may be added in order to increase the thermal stability during processing of the obtained polyester. Stabilizers include phosphoric acid esters such as hydroxyethyl dimethyl phosphate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, phosphites such as triphenyl phosphite, trisdodecyl phosphite, methyl acid phosphate, dibutyl phosphate, monobutyl Phosphorus compounds such as phosphate acidic phosphoric acid ester, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid and polyphosphoric acid are preferred.
The added amount of these stabilizers is usually 5 to 1000 ppm, preferably 10 to 500 ppm as the weight of phosphorus element in the stabilizer with respect to the weight of all the polymerization raw materials.

(7)添加剤
必要に応じて他の添加剤、例えば、酢酸コバルト等の着色剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤又は難燃剤などを使用してもよい。
(7) Additives Other additives, for example, colorants such as cobalt acetate, antioxidants, ultraviolet absorbers, antistatic agents or flame retardants may be used as necessary.

以下に実施例を示すことにより本発明のより具体的な内容を示す。ただし本発明はこれらの実施例の内容のみに限定されるものではない。実施例・比較例にて行った分析・評価は以下に示すような手法で行った。   Hereinafter, more specific contents of the present invention will be described by showing examples. However, the present invention is not limited to the contents of these examples. Analysis / evaluation performed in Examples and Comparative Examples was performed by the following methods.

(A)固有粘度(IV)
ポリエチレンテレフタレート0.6gをo−クロロフェノール50cc中に加熱溶解した後一旦冷却させ、その溶液をウベローデ式粘度計を用いて35℃の温度条件で測定した溶液粘度から算出した。
(A) Intrinsic viscosity (IV)
After 0.6 g of polyethylene terephthalate was dissolved in 50 cc of o-chlorophenol by heating, the solution was once cooled, and the solution was calculated from the solution viscosity measured at 35 ° C. using an Ubbelohde viscometer.

(B)2,4−ジニトロフェニルヒドラジン(DNPH)法によるポリエステル中のホルムアルデヒド含有量の測定
サンプルを凍結粉砕した後、バイアル瓶にいれ純水充填後、キャッピングし120℃×1hr処理する。これを室温まで冷却し、0.1%DNPH溶液を加え振とうし、アルデヒド類を誘導体化する。アセトアルデヒドは、この溶液を液体クロマトグラフィーにて分析し、アセトアルデヒド−2,4−ジニトロフェニルヒドラゾン量を測定することで、定量した。ホルムアルデヒドも同様の手法により測定する事ができる。
カラムは、TOSOH製TSkgel ODS−80Tsを使用した。なお、0.1%DNPH溶液とは2,4−ジニトロフェニルヒドラジンを、0.1wt%になるようリン酸水溶液に溶解したものである。
(B) Measurement of formaldehyde content in polyester by 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) method After freezing and pulverizing a sample, the sample is placed in a vial, filled with pure water, capped and treated at 120 ° C. for 1 hr. This is cooled to room temperature, 0.1% DNPH solution is added and shaken to derivatize the aldehydes. Acetaldehyde was quantified by analyzing this solution by liquid chromatography and measuring the amount of acetaldehyde-2,4-dinitrophenylhydrazone. Formaldehyde can also be measured by the same method.
As the column, TSkgel ODS-80Ts made by TOSOH was used. The 0.1% DNPH solution is a solution in which 2,4-dinitrophenylhydrazine is dissolved in a phosphoric acid aqueous solution to a concentration of 0.1 wt%.

(C)ジエチレングリコール(DEG)、ジブチレングリコール含有量の測定
ポリエステルサンプルを抱水ヒドラジンにて分解し、ガスクロマトグラフィー(GC)にて測定した。
(C) Measurement of diethylene glycol (DEG) and dibutylene glycol content The polyester sample was decomposed with hydrazine hydrate and measured by gas chromatography (GC).

(D)オリゴマー(エチレンテレフタレート単位の環状三量体)含有量の測定
ポリエステルサンプルを粉砕機で粉砕後、一定量秤量し、少量のヘキサフロロイソプロパノール/クロロホルム混合で一旦溶解し、その後、クロロホルムで一定濃度(50g/L)に希釈した。本試料を、ゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC、Waters社ALC/GPC244型)にて、低分子量領域の分離及びそのピークを検出させ、環状三量体の標準サンプルから求めた検量線を基準に、ポリマー中の環状三量体の定量を行った。
(D) Measurement of oligomer (cyclic trimer of ethylene terephthalate unit) content After a polyester sample is pulverized with a pulverizer, a certain amount is weighed and dissolved once in a small amount of hexafluoroisopropanol / chloroform, and then constant with chloroform. Dilute to concentration (50 g / L). This sample was subjected to gel permeation chromatography (GPC, Waters ALC / GPC244 type) to detect the separation of the low molecular weight region and its peak, and based on the calibration curve obtained from the standard sample of the cyclic trimer, the polymer The amount of the cyclic trimer was quantified.

(E)ポリエステル含有金属元素の定量
ポリエステル中の触媒金属元素(Ti、Ge、Sb)濃度は、粒状のサンプルをアルミ板上で加熱溶融した後、圧縮プレス機で平面を有する成形体を作成し、蛍光X線装置(理学電機工業3270E型)にて、定量分析した。
(E) Determination of polyester-containing metal element The catalyst metal element (Ti, Ge, Sb) concentration in the polyester is obtained by heating and melting a granular sample on an aluminum plate, and then forming a molded body having a flat surface with a compression press. Quantitative analysis was performed using a fluorescent X-ray apparatus (Rigaku Corporation 3270E type).

[実施例1]
テレフタル酸ジメチルエステル100重量部とエチレングリコール52.7重量部、及びテトラ−n−ブトキシチタン0.026重量部の混合物を撹拌機、精留塔及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込んだ。反応器を140℃から徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを系外に留出させながら、エステル交換反応を行った。反応開始後3時間30分でメタノール流出量から求めたEI反応率が、95%に達した。次いで、得られた反応生成物を撹拌機及びグリコール留出コンデンサーを設けた別の反応器に移し、250℃から280℃に徐々に昇温すると共に、常圧から30Paの高真空に圧力を下げながら重合反応を行った。反応系の溶融粘度をトレースしつつ、重合時間が50分となった時点で重合反応を打ち切った。溶融ポリマーを反応器から取り出し、プレート状に固め、切断し、ペレット化した。
[Example 1]
A mixture of 100 parts by weight of dimethyl terephthalate, 52.7 parts by weight of ethylene glycol, and 0.026 parts by weight of tetra-n-butoxytitanium was charged into a reactor equipped with a stirrer, a rectifying column and a methanol distillation condenser. . While the temperature of the reactor was gradually raised from 140 ° C., transesterification was carried out while distilling out the methanol produced as a result of the reaction out of the system. The EI reaction rate obtained from the methanol effluent amount reached 95% 3 hours and 30 minutes after the start of the reaction. Next, the obtained reaction product is transferred to another reactor equipped with a stirrer and a glycol distillation condenser, and the temperature is gradually raised from 250 ° C. to 280 ° C., and the pressure is reduced from normal pressure to a high vacuum of 30 Pa. The polymerization reaction was carried out. While tracing the melt viscosity of the reaction system, the polymerization reaction was terminated when the polymerization time reached 50 minutes. The molten polymer was removed from the reactor, consolidated into a plate, cut and pelletized.

得られたペレットは、160℃で5時間予備結晶化後、静置式の固相重合装置に仕込み、窒素流下、215℃で約15時間固相重合反応せしめて、固有粘度0.740dL/gのポリエチレンテレフタレートペレットを得た。
次に上記の方法で得た、ポリエチレンテレフタレートチップを160℃、5時間乾燥した後、ニッセイ製 射出成形機 HM7−Cを用いシリンダー温度285℃で3cm×3cm×3mm、3gのプレートに成形した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
The obtained pellets were pre-crystallized at 160 ° C. for 5 hours, then charged into a stationary solid-state polymerization apparatus, and subjected to a solid-state polymerization reaction at 215 ° C. for about 15 hours under a nitrogen flow to have an intrinsic viscosity of 0.740 dL / g. Polyethylene terephthalate pellets were obtained.
Next, the polyethylene terephthalate chip obtained by the above method was dried at 160 ° C. for 5 hours, and then molded into a 3 cm × 3 cm × 3 mm, 3 g plate at a cylinder temperature of 285 ° C. using an injection molding machine HM7-C manufactured by Nissei. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

[実施例2]
グリコール成分として、1,4−ブタンジオールを使用した以外、実施例1と同様に実施した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that 1,4-butanediol was used as the glycol component. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

[実施例3]
ジカルボン酸成分として、2,6−ジメチルナフタレートを使用した以外、実施例1と同様に実施した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
[Example 3]
The same procedure as in Example 1 was performed except that 2,6-dimethylnaphthalate was used as the dicarboxylic acid component. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

[実施例4]
グリコール成分として、1,4−ブタンジオールを、ジカルボン酸成分として、2,6−ジメチルナフタレートを使用した以外、実施例1と同様に実施した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
[Example 4]
The same procedure as in Example 1 was performed except that 1,4-butanediol was used as the glycol component and 2,6-dimethylnaphthalate was used as the dicarboxylic acid component. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

[参考例1]
攪拌機、窒素流通配管、加熱装置を備えた触媒調製槽中にエチレングリコール21質量部を入れて混合攪拌した中に、酢酸0.023重量部、チタンテトラブトキシド0.162質量部をゆっくり徐々に添加し、50℃で2時間保持し透明なチタン化合物のエチレングリコール溶液を得た。以下、この溶液を「TBT/EG溶液」と略す。本溶液のチタン濃度を蛍光X線を用い測定したところ、1.0%であった。
[Reference Example 1]
In a catalyst preparation tank equipped with a stirrer, nitrogen circulation pipe, and heating device, 21 parts by mass of ethylene glycol was mixed and stirred, and then 0.023 parts by weight of acetic acid and 0.162 parts by mass of titanium tetrabutoxide were slowly and gradually added. And kept at 50 ° C. for 2 hours to obtain a transparent ethylene glycol solution of a titanium compound. Hereinafter, this solution is abbreviated as “TBT / EG solution”. When the titanium concentration of this solution was measured using fluorescent X-rays, it was 1.0%.

更に、別の触媒調製槽(攪拌機、窒素流通配管、加熱装置付属)中にエチレングレコール17.57質量部を入れて攪拌しながら120℃まで加熱し、モノブチルホスフェート0.147質量部添加し、加熱混合攪拌して溶解しそこへ、先に準備したTBT/EG溶液全量をゆっくり徐々に添加した後、120℃の温度で1時間攪拌保持し、チタン化合物とリン化合物の反応を完結させた。反応物は白濁状態で微細な析出物として存在した。以下、この溶液を「TBMBP触媒液」と略す。この溶液の一部から、溶液中の微細な析出物を分離・精製を行い、各種の分析を行った結果、この微細な析出物は下記一般式(I)で表される化合物であって官能基Rがノルマルブチル基であるチタン・リン化合物であることを確認することができた。 Furthermore, in another catalyst preparation tank (stirrer, nitrogen circulation piping, heating device attached), 17.57 parts by mass of ethylene glycol was heated to 120 ° C. while stirring, and 0.147 parts by mass of monobutyl phosphate was added. Then, the mixture was dissolved by heating and stirring, and the whole amount of the TBT / EG solution prepared previously was slowly added gradually, and then stirred and held at a temperature of 120 ° C. for 1 hour to complete the reaction between the titanium compound and the phosphorus compound. . The reaction product was present as a fine precipitate in a cloudy state. Hereinafter, this solution is abbreviated as “TBMBP catalyst solution”. As a result of separating and purifying fine precipitates in the solution from various parts of the solution and performing various analyzes, the fine precipitates are compounds represented by the following general formula (I) and are functionally functional. It was confirmed that the group R 1 was a titanium / phosphorus compound having a normal butyl group.

Figure 2009057465
Figure 2009057465

[実施例5]
触媒として上記の参考例1で得られたチタン化合物を、チタン元素として0.001重量部を使用した以外、実施例1と同様に実施した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
[Example 5]
The titanium compound obtained in Reference Example 1 was used as a catalyst in the same manner as in Example 1 except that 0.001 part by weight was used as the titanium element. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

[比較例1]
チタン化合物に変わって、触媒として、二酸化ゲルマニウム0.016重量部を使用した以外、実施例1と同様に実施した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 1]
It implemented similarly to Example 1 except having used 0.016 weight part of germanium dioxide as a catalyst instead of the titanium compound. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

[比較例2]
チタン化合物に変わって、触媒として、三酸化二アンチモン0.038重量部を使用した以外、実施例1と同様に実施した。ホルムアルデヒド含有量、アセトアルデヒド含有量等の評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 2]
It implemented like Example 1 except having replaced with a titanium compound and using 0.038 weight part of diantimony trioxide as a catalyst. Table 1 shows evaluation results such as formaldehyde content and acetaldehyde content.

Figure 2009057465
Figure 2009057465

[実施例6〜実施例14、比較例3〜4]
表2に示すジエチレングリコール含有量となるように予めジエチレングリコール(DEG)を実施例1で用いた反応器に仕込み、表2に示した固有粘度(IV)となる様に固相重合の温度・時間を調整するほかは実施例5と同様に実施しポリエチレンテレフタレートを得た。結果を表2に示した。参考として実施例5のデータも表2に再度示した。
[Examples 6 to 14, Comparative Examples 3 to 4]
Diethylene glycol (DEG) was charged in advance into the reactor used in Example 1 so as to have the diethylene glycol content shown in Table 2, and the temperature and time of solid phase polymerization were adjusted so that the intrinsic viscosity (IV) shown in Table 2 was obtained. Except for the adjustment, the same procedure as in Example 5 was carried out to obtain polyethylene terephthalate. The results are shown in Table 2. For reference, the data of Example 5 are also shown in Table 2 again.

Figure 2009057465
Figure 2009057465

本発明によりポリエステルを製造する際に触媒金属としてチタン化合物を用いて、重合することで、アルデヒド類の含有量が極めて低いポリエステル樹脂、及びポリエステル成形物を提供することができる。本発明により得られた成形品は食品包装・充填用の容器、医療品包装用の容器などに好適であり、産業上の意義は大きい。   When a polyester is produced according to the present invention, a polyester resin having a very low content of aldehydes and a polyester molded product can be provided by polymerization using a titanium compound as a catalyst metal. The molded product obtained by the present invention is suitable for food packaging / filling containers, medical packaging containers and the like, and has great industrial significance.

Claims (2)

ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の1モルに対して3×10−5〜30×10−5モルのチタン金属元素を含有し、ジアルキレングリコール共重合量がポリエステル重量に対して1.3重量%以下であるポリエステル。 3 × 10 −5 to 30 × 10 −5 mol of titanium metal element is contained per 1 mol of all dicarboxylic acid components constituting the polyester, and the amount of copolymerized dialkylene glycol is 1.3 wt. % Polyester or less. ポリエステルの製造方法であって、芳香族ジカルボン酸又はその誘導体、アルキレングリコール、及びポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分の1モルに対して3×10−5〜30×10−5モル当量のチタン化合物を触媒として使用し、ジアルキレングリコール共重合量がポリエステル重量に対して1.3重量%以下となる様に重縮合を行うポリエステルの製造方法。 A process for producing a polyester, which is an aromatic dicarboxylic acid or a derivative thereof, an alkylene glycol, and a titanium compound in an amount of 3 × 10 −5 to 30 × 10 −5 molar equivalents relative to 1 mol of all dicarboxylic acid components constituting the polyester. Is used as a catalyst and polycondensation is carried out so that the amount of dialkylene glycol copolymerization is 1.3% by weight or less based on the weight of the polyester.
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