JP2009084486A - New polyester and polyester composition - Google Patents

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Masaharu Mukoyama
正治 向山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester and a polyester composition, excellent in gas barrier property without requiring complex production steps at a low cost, and to provide films and packaging materials comprising the polyester or the polyester composition. <P>SOLUTION: The polyester has an ester constituent unit comprising dihydroxyacetone and a dicarboxylic acid. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリエステルおよびポリエステル組成物に関する。さらに詳しくはジオールとジカルボン酸とからなるエステル構成単位を有するポリエステルに関する。   The present invention relates to polyesters and polyester compositions. More specifically, the present invention relates to a polyester having an ester structural unit composed of a diol and a dicarboxylic acid.

ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と称する。)は、優れた機械強度、熱的特性、化学的安定性、透明性などの特性を備え、製造コスト面においても優れるために、繊維、フィルム、食品包装材料等に広く使用されている。特に食品包装材料として用いられる場合、保存食品の普及や包装形態の多様化の観点から、高度なガスバリア性能が要求される。しかしながら、PETは酸素、二酸化炭素に対するガスバリア性が十分ではないため、長期保存が求められる食品包装材料や炭酸飲料用容器のように高度なガスバリア性能が要求される用途への利用は依然として制限されており、より一層のガスバリア性向上が求められている。   Polyester, for example, polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as “PET”) has excellent mechanical strength, thermal characteristics, chemical stability, transparency and the like, and is excellent in production cost. Widely used in films, food packaging materials, etc. In particular, when used as a food packaging material, high gas barrier performance is required from the viewpoint of the spread of preserved foods and the diversification of packaging forms. However, since PET has insufficient gas barrier properties against oxygen and carbon dioxide, its use in applications that require high gas barrier performance such as food packaging materials and carbonated beverage containers that require long-term storage is still limited. Therefore, further improvement in gas barrier properties is demanded.

PETのガスバリア性を向上させる方法として、PETのテレフタル酸成分の一部又は全部をイソフタル酸やナフタレンジカルボン酸に置換する方法(特許文献1および2)、他の高いガスバリア性を有する樹脂、例えばポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリグリコール酸等を積層あるいは混合する方法(特許文献3および4)、アルミニウムや珪素を蒸着する方法(特許文献5および6)等が提案されている。
特開2004−292647号公報 特開2005−239797号公報 特開2003−136657号公報 特開2004−285194号公報 特開平6−278240号公報 特開平11−10725号公報
As a method of improving the gas barrier property of PET, a method of substituting a part or all of the terephthalic acid component of PET with isophthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid (Patent Documents 1 and 2), other resins having a high gas barrier property such as poly A method of laminating or mixing vinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyamide, polyglycolic acid or the like (Patent Documents 3 and 4), a method of depositing aluminum or silicon (Patent Documents 5 and 6), and the like have been proposed.
JP 2004-292647 A JP 2005-239797 A JP 2003-136657 A JP 2004-285194 A JP-A-6-278240 Japanese Patent Laid-Open No. 11-10725

しかしながら、いずれの方法も、複雑な製造工程を必要とし、高コストである等の問題があり、その上ガスバリア性も依然として十分満足できるものとはいえない。   However, each method has problems such as a complicated manufacturing process and high cost, and the gas barrier property is still not sufficiently satisfactory.

したがって、本発明の目的は、複雑な製造工程を必要とせず、低コストで、ガスバリア性に優れたポリエステルおよびポリエステル組成物を提供することである。また、本発明の他の目的は、本発明のポリエステルおよびポリエステル組成物を含むフィルムおよび包装材料を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyester and a polyester composition that do not require a complicated production process, are low in cost, and have excellent gas barrier properties. Another object of the present invention is to provide a film and a packaging material containing the polyester and the polyester composition of the present invention.

本発明者は、ガスバリア性に優れたポリエステルを得るべく鋭意検討を行った結果、モノマー単位としてジヒドロキシアセトンを有するポリエステルを用いると、フィルム状に成形した際に従来のPETに比べてガスバリア性が向上することを見出して本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to obtain a polyester having excellent gas barrier properties, the present inventor has improved gas barrier properties compared to conventional PET when formed into a film by using polyester having dihydroxyacetone as a monomer unit. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明はジヒドロキシアセトンおよびジカルボン酸からなるエステル構成単位(A)を有するポリエステルである。   That is, the present invention is a polyester having an ester structural unit (A) composed of dihydroxyacetone and dicarboxylic acid.

また、本発明は上記のポリエステル(a)と他のポリエステル(b)とを含有するポリエステル組成物を提供する。   Moreover, this invention provides the polyester composition containing said polyester (a) and other polyester (b).

さらに、本発明は上記のポリエステルまたはポリエステル組成物を含むフィルムまたは包装材料を提供する。   Furthermore, the present invention provides a film or packaging material comprising the polyester or polyester composition described above.

本発明によれば、複雑な製造工程を必要とせず、低コストで、ガスバリア性に優れたポリエステルおよびポリエステル組成物を提供することが可能である。さらに、本発明のポリエステルおよびポリエステル組成物によれば、飲料・食品などの容器包装材料として好適に用いられるフィルム、包装材料を提供することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the polyester and polyester composition excellent in gas barrier property at low cost without requiring a complicated manufacturing process. Furthermore, according to the polyester and the polyester composition of the present invention, it is possible to provide a film and a packaging material that are suitably used as containers and packaging materials for beverages and foods.

本発明は、ジヒドロキシアセトンとジカルボン酸とからなるエステル構成単位(A)を有するポリエステルである。本発明において、「エステル構成単位」とはジオールとジカルボン酸との重縮合により得られるエステル結合を含む交互共重合体の繰り返し単位をいう。   The present invention is a polyester having an ester structural unit (A) composed of dihydroxyacetone and dicarboxylic acid. In the present invention, the “ester structural unit” means a repeating unit of an alternating copolymer containing an ester bond obtained by polycondensation of a diol and a dicarboxylic acid.

本発明のポリエステルにおいて、ジヒドロキシアセトンとともにエステル構成単位(A)を構成するジカルボン酸としては、ジヒドロキシアセトンとの重縮合によりエステル結合を形成しうるものであればよく、特に制限されないが、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−、1,5−、1,6−、1,7−、もしくは2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、ビフェニルエーテルジカルボン酸、ビフェニルスルホンジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸、5−スルホキシイソフタル酸金属塩、5−スルホキシイソフタル酸ホスホニウム塩等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、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、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。これらのジカルボン酸は1種単独で使用しても、2種以上を使用してもよい。中でも、ガスバリア性、機械物性に優れたポリエステルが得られる点で、テレフタル酸、イソフタル酸、または2,6−ナフタレンジカルボン酸から選択される少なくとも一種であることが好ましく、テレフタル酸であることがより好ましい。   In the polyester of the present invention, the dicarboxylic acid constituting the ester structural unit (A) together with dihydroxyacetone is not particularly limited as long as it can form an ester bond by polycondensation with dihydroxyacetone. , Isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, or 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid, biphenyl ether dicarboxylic acid, biphenyl sulfone dicarboxylic acid, Aromatic dicarboxylic acids such as benzophenone dicarboxylic acid, phenylindane dicarboxylic acid, metal salt of 5-sulfoxyisophthalic acid, phosphonium salt of 5-sulfoxyisophthalic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid , Suberic acid, azelain , Sebacic acid, fumaric acid, and aliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexane dicarboxylic acid. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one kind selected from terephthalic acid, isophthalic acid, or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferable in that a polyester having excellent gas barrier properties and mechanical properties is obtained, and terephthalic acid is more preferable. preferable.

ここで、上記のエステル構成単位(A)の好ましい形態として、例えば、下記式で示される単位が挙げられる。   Here, as a preferable form of said ester structural unit (A), the unit shown by a following formula is mentioned, for example.

Figure 2009084486
Figure 2009084486

式中のRはp−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、2,6−ナフチル基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基である。本発明のポリエステルにおいてRは1種または複数含まれていてもよいが、ガスバリア性に優れたポリエステルが得られるという観点から、Rがp−フェニレン基、m−フェニレン基、または2,6−ナフチル基であることが好ましく、p−フェニレン基であることがより好ましい。複数のRを含む場合において各エステル構成単位の配列はランダムであってもブロック状であってもよい。 R 1 in the formula is a p-phenylene group, m-phenylene group, o-phenylene group, 2,6-naphthyl group, ethylene group, propylene group, or butylene group. In the polyester of the present invention, one or more R 1 may be contained. From the viewpoint of obtaining a polyester excellent in gas barrier properties, R 1 is a p-phenylene group, an m-phenylene group, or 2,6. -A naphthyl group is preferable, and a p-phenylene group is more preferable. In the case of including a plurality of R 1 s , the arrangement of each ester structural unit may be random or block-like.

本発明のポリエステルはエステル構成単位として上記のようなエステル構成単位(A)を有することを特徴とするものであるが、さらにジヒドロキシアセトン以外のジオールとジカルボン酸とからなるエステル構成単位(B)を有することができる。このように異なる構成単位をポリマー鎖中に含むことによって、得られるポリエステルのガスバリア性、成形性、機械的強度等の特性を制御することができる。   The polyester of the present invention is characterized by having the above-mentioned ester structural unit (A) as an ester structural unit, and further comprises an ester structural unit (B) comprising a diol other than dihydroxyacetone and a dicarboxylic acid. Can have. By including different structural units in the polymer chain in this way, it is possible to control properties such as gas barrier properties, moldability, and mechanical strength of the resulting polyester.

エステル構成単位(B)の形成に使用されるジカルボン酸としては、構成単位(A)の形成に使用されるジカルボン酸と同一のものを使用してもよいし、異なるものを使用してもよく、上記に列挙したジカルボン酸が同様に好適に用いられうる。また、これらのジカルボン酸は1種のみを用いても、2種以上を含有してもよい。中でも、透明性に優れたポリエステルが得られるという観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、または2,6−ナフタレンジカルボン酸から選択される少なくとも一種が好ましく使用され、テレフタル酸がより好ましく使用される。   As dicarboxylic acid used for formation of ester structural unit (B), the same thing as dicarboxylic acid used for formation of structural unit (A) may be used, and a different thing may be used. The dicarboxylic acids listed above can also be suitably used. Moreover, these dicarboxylic acids may use only 1 type, or may contain 2 or more types. Among these, from the viewpoint of obtaining a polyester having excellent transparency, at least one selected from terephthalic acid, isophthalic acid, or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferably used, and terephthalic acid is more preferably used.

また、含有しうるエステル構成単位(B)の形成に使用されるジオールとしては、特に制限はないが、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−へキサンジオール、チオジエタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロへキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール又はテトラエチレングリコールなどを挙げることができる。ジオールとしてはこれらの少なくとも1種以上を用いることができるが、主成分はエチレングリコールであることが最も好ましい。また、ジオール成分は前述のジカルボン酸成分と実質的に当量となる量が用いられる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as diol used for formation of the ester structural unit (B) which can be contained, Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2,2-dimethyl -1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2,4-trimethyl-1,6- Xanthdiol, thiodiethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, diethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene A glycol etc. can be mentioned. As the diol, at least one of these can be used, but the main component is most preferably ethylene glycol. Further, the diol component is used in an amount that is substantially equivalent to the dicarboxylic acid component described above.

上記のエステル構成単位(B)の好ましい形態として、例えば、下記式で示される単位が挙げられる。   As a preferable form of said ester structural unit (B), the unit shown by a following formula is mentioned, for example.

Figure 2009084486
Figure 2009084486

式中、Rはエチレン基、プロピレン基、またはブチレン基であり、Rはp−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、2,6−ナフチル基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基であり、好ましくはRがエチレン基であり、Rがp−フェニレン基である。 In the formula, R 2 is an ethylene group, a propylene group, or a butylene group, and R 3 is a p-phenylene group, an m-phenylene group, an o-phenylene group, a 2,6-naphthyl group, an ethylene group, a propylene group, or It is a butylene group, preferably R 2 is an ethylene group, and R 3 is a p-phenylene group.

また、本発明のポリエステルはエステル構成単位(A)の含有量が全エステル構成単位に対して10〜100mol%であることが好ましく、30〜100mol%であることがより好ましく、50〜100mol%であることが特に好ましい。全エステル構成単位に対するエステル構成単位(A)の含有量を10mol%以上とすることでガスバリア性の改善されたポリエステルが得られる。   Moreover, it is preferable that content of ester structural unit (A) is 10-100 mol% with respect to all the ester structural units, as for the polyester of this invention, it is more preferable that it is 30-100 mol%, 50-100 mol% It is particularly preferred. By setting the content of the ester structural unit (A) with respect to all the ester structural units to 10 mol% or more, a polyester having improved gas barrier properties can be obtained.

さらに、本発明のポリエステルは他のポリマーとブレンドされて使用されてもよい。ブレンドされる他のポリマーは本発明の目的を損なわないものであれば特に制限されず、例えばポリオレフィン、ポリエステルまたはポリアミドなどが挙げられるが、これらの中でも均一に混合される点で他のポリエステルとのブレンドが好ましい。すなわち、本発明の別の好ましい形態はジヒドロキシアセトンおよびジカルボン酸からなるエステル構成単位(A)を有するポリエステル(a)と他のポリエステル(b)とを含有するポリエステル組成物でありうる。   Furthermore, the polyester of the present invention may be used by blending with other polymers. Other polymers to be blended are not particularly limited as long as they do not impair the object of the present invention, and examples thereof include polyolefins, polyesters, and polyamides. Among these, they are mixed with other polyesters in that they are uniformly mixed. Blends are preferred. That is, another preferred embodiment of the present invention may be a polyester composition containing a polyester (a) having an ester structural unit (A) composed of dihydroxyacetone and a dicarboxylic acid and another polyester (b).

添加しうるポリエステル(b)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6ナフタレート、ポリトリメチレン2,6ナフタレート、ポリブチレン2,6ナフタレート、ポリヘキサメチレン2,6ナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリトリメチレンイソフタレート、ポリブチレンイソフタレート、ポリヘキサメチレンイソフタレート、ポリ1,4シクロヘキサンジメタノールテレフタレートの芳香族ポリエステルや、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペートなどの脂肪族ポリエステルが挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6ナフタレートが好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより好ましい。また、添加されるポリエステル(b)は上記ポリエステル中の1種のみであっても2種以上を含有してもよい。   Examples of the polyester (b) that can be added include polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, polyethylene 2,6 naphthalate, polytrimethylene 2,6 naphthalate, polybutylene 2,6 naphthalate, poly Hexamethylene 2,6 naphthalate, polyethylene isophthalate, polytrimethylene isophthalate, polybutylene isophthalate, polyhexamethylene isophthalate, poly 1,4 cyclohexane dimethanol terephthalate aromatic polyester, polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene Aliphatic polyesters such as succinate, polyethylene adipate, and polybutylene adipate are listed. Among these, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene 2,6 naphthalate are preferable, and polyethylene terephthalate is more preferable. Moreover, the polyester (b) added may be only 1 type in the said polyester, or may contain 2 or more types.

上記ポリエステル(a)とポリエステル(b)との重量比は本発明の目的を損なわない範囲であれば特に制限されないが、ガスバリア性の観点からポリエステル(a)の含有量がポリエステル組成物の全量に対して10重量%以上100重量%未満であることが好ましく、30重量%以上100重量%未満であることがより好ましく、50重量%以上100重量%未満であることが特に好ましい。   The weight ratio of the polyester (a) and the polyester (b) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. From the viewpoint of gas barrier properties, the content of the polyester (a) is the total amount of the polyester composition. On the other hand, it is preferably 10% by weight or more and less than 100% by weight, more preferably 30% by weight or more and less than 100% by weight, and particularly preferably 50% by weight or more and less than 100% by weight.

<製造方法>
本発明におけるポリエステルは、構成単位として、上記のようなエステル構成単位を含むことを特徴とするものであるが、その製造方法については特に制限はなく、PETと同様な従来公知の方法で製造することができる。
<Manufacturing method>
The polyester in the present invention is characterized by containing the above-mentioned ester structural unit as a structural unit, but the production method is not particularly limited, and is produced by a conventionally known method similar to PET. be able to.

その製造方法としては、例えば、ジカルボン酸とジオールとを直接エステル化反応させる方法(直接重合法)が挙げられる。すなわち、ジヒドロキシアセトンなどのジオールとテレフタル酸などのジカルボン酸とを、好ましくは150〜280℃の温度で加圧また常圧にて水を留去しエステル化した後、減圧下に重縮合を行うことで、本願発明のヒドロキシアセトン−カルボン酸のエステル構成単位を有するポリエステルが得られる。上記のエステル化反応は全く触媒を添加しなくてもよいし、濃硫酸やp−トルエンスルホン酸などの酸や金属錯体などの触媒の存在下行ってもよいが、無触媒で行うのが好ましい。   Examples of the production method include a method (direct polymerization method) in which a dicarboxylic acid and a diol are directly esterified. That is, a diol such as dihydroxyacetone and a dicarboxylic acid such as terephthalic acid are preferably esterified by distilling off water at a pressure of 150 to 280 ° C. or at normal pressure, and then performing polycondensation under reduced pressure. Thereby, the polyester which has the ester structural unit of the hydroxyacetone-carboxylic acid of this invention is obtained. The above esterification reaction may be performed without adding any catalyst, or may be performed in the presence of an acid such as concentrated sulfuric acid or p-toluenesulfonic acid, or a catalyst such as a metal complex, but is preferably performed without a catalyst. .

一般に、直接重合法は多くの熱エネルギーを必要とする。さらに、高温で重合を行うとポリマーが熱分解を引き起こしてしまうこともあり、直接重合法で高分子量の脂肪族ポリエステルを得ることは難しい場合もある。   In general, the direct polymerization method requires a lot of heat energy. Furthermore, when polymerization is performed at a high temperature, the polymer may cause thermal decomposition, and it may be difficult to obtain a high molecular weight aliphatic polyester by a direct polymerization method.

他の製造方法としては、カルボン酸のエステル形成誘導体とジオール成分とを混合して反応させ、生成するハロゲン化水素やメチルアルコールのような低級アルコールを留去しエステル化またはエステル交換させた後、得られた反応物を更に減圧下で重縮合する方法が挙げられる。ここで、カルボン酸のエステル形成誘導体としては、ジカルボン酸の酸ハロゲン化物、酸無水物などの反応活性が高くエステル化反応を促進するような誘導体となっているものや、ジカルボン酸とアルコール類やエチレングリコール等とのエステルであって、エステル化反応やエステル交換反応によりエステルを生成するような誘導体が挙げられる。   Other production methods include mixing and reacting an ester-forming derivative of a carboxylic acid and a diol component, distilling off lower alcohols such as hydrogen halide and methyl alcohol to be produced, and esterifying or transesterifying, An example is a method in which the obtained reaction product is further polycondensed under reduced pressure. Here, as ester-forming derivatives of carboxylic acids, dicarboxylic acids such as acid halides, acid anhydrides and the like that have high reaction activities and promote esterification reactions, dicarboxylic acids and alcohols, Derivatives that are esters with ethylene glycol or the like and that generate esters by esterification or transesterification are mentioned.

例えば、ジヒドロキシアセトンおよびテレフタル酸のポリエステルであるポリヒドロキシアセトンテレフタレートは、テレフタル酸ジクロライドのようなテレフタル酸の酸塩化物とジヒドロキシアセトンとを混合してエステル化することによって製造することが可能である。   For example, polyhydroxyacetone terephthalate, which is a polyester of dihydroxyacetone and terephthalic acid, can be produced by mixing and esterifying an acid chloride of terephthalic acid such as terephthalic acid dichloride and dihydroxyacetone.

エステル交換による重縮合は、通常溶融重合により行なわれるが、溶融重合と固相重合とを併用してもよい。固相重合は、溶融重合によって得たポリエステルをペレットまたは粉末状にし、これをポリエステルの融点未満の温度で減圧下または不活性ガス雰囲気下にて保持することで実施される。固相重合をすると固有粘度が高く、高分子量のポリエステルを得ることができ、ポリエステルの機械的強度を向上させることができる。   Polycondensation by transesterification is usually performed by melt polymerization, but melt polymerization and solid phase polymerization may be used in combination. The solid phase polymerization is carried out by converting the polyester obtained by melt polymerization into pellets or powders, and holding the polyester at a temperature below the melting point of the polyester under reduced pressure or in an inert gas atmosphere. When solid state polymerization is performed, polyester having a high intrinsic viscosity and high molecular weight can be obtained, and the mechanical strength of the polyester can be improved.

上記のエステル交換反応、重縮合反応において、反応温度、圧力等は、従来公知のポリエステルの重合方法に準じて行えばよい。   In the above transesterification reaction and polycondensation reaction, the reaction temperature, pressure, etc. may be determined in accordance with a conventionally known polyester polymerization method.

また、反応において全く触媒を添加しなくてもよいし、触媒及び/または安定剤などを使用してもよい。エステル交換触媒としては、公知の化合物、例えば、カルシウム、マンガン、亜鉛、マグネシウム、コバルト、ナトリウム及びリチウム化合物などの1種以上を用いることができるが透明性の観点からマグネシウム及びマンガン化合物が好ましい。重縮合触媒としては、公知のアンチモン、ゲルマニウム、チタン及びコバルト化合物などの1種以上を用いることができる。上記の製造方法を、製造コストや所望の分子量によって適宜選択すればよい。   Further, no catalyst may be added in the reaction, and a catalyst and / or a stabilizer may be used. As the transesterification catalyst, one or more known compounds such as calcium, manganese, zinc, magnesium, cobalt, sodium and lithium compounds can be used, but magnesium and manganese compounds are preferable from the viewpoint of transparency. As the polycondensation catalyst, one or more kinds of known antimony, germanium, titanium, cobalt compounds and the like can be used. What is necessary is just to select said manufacturing method suitably according to manufacturing cost or desired molecular weight.

本発明のポリエステル組成物の製造方法は特に制限されないが、例えば、上記の方法により得られる本発明のポリエステルと他のポリエステルとを溶融混合することによって製造することができる。溶融混合は従来公知のポリエステル組成物の溶融混合方法に準じて行えばよい。溶融混合を行う装置としては、一軸押出機、二軸押出機、プラストミル、ニーダーや、各種の押出成形機や射出成形機、あるいは、攪拌装置、減圧装置の付いた反応器などが挙げられる。   Although the manufacturing method in particular of the polyester composition of this invention is not restrict | limited, For example, it can manufacture by melt-mixing the polyester of this invention obtained by said method, and another polyester. What is necessary is just to perform melt mixing according to the melt mixing method of a conventionally well-known polyester composition. Examples of the apparatus for performing the melt mixing include a single screw extruder, a twin screw extruder, a plast mill, a kneader, various extrusion molding machines and injection molding machines, or a reactor equipped with a stirring device and a decompression device.

または、溶融混合後さらに固相重合を行ってもよい。固相重合は従来公知の方法に準じて行えばよく、溶融混合物をその融点未満の温度で減圧下または不活性ガス雰囲気下にて保持することにより実施できる。固相重合によってポリエステル組成物に含まれるポリエステルの分子量が増大し、機械的強度が向上したポリエステル組成物が得られるため好ましい。   Alternatively, solid phase polymerization may be further performed after melt mixing. Solid-phase polymerization may be carried out according to a conventionally known method, and can be carried out by holding the molten mixture at a temperature below its melting point under reduced pressure or in an inert gas atmosphere. Since the molecular weight of the polyester contained in the polyester composition is increased by solid phase polymerization and a polyester composition having improved mechanical strength is obtained, it is preferable.

<フィルム、包装材料への活用>
このようにして得られる本発明のポリエステルは、PETで一般的に用いられる射出成形法、ブロー成形法、一軸延伸法、二軸延伸法などを用いてフィルム、シート、容器、その他の包装材料を成形することができる。
<Use for film and packaging materials>
The polyester of the present invention thus obtained can be used for films, sheets, containers, and other packaging materials using injection molding methods, blow molding methods, uniaxial stretching methods, biaxial stretching methods and the like commonly used in PET. Can be molded.

これらの方法により本発明のポリエステルを成形して得られたフィルムや包装材料は、酸素、窒素、二酸化炭素に対するガスバリア性に優れた材料である。   Films and packaging materials obtained by molding the polyester of the present invention by these methods are materials excellent in gas barrier properties against oxygen, nitrogen and carbon dioxide.

一般に分子鎖がランダムな状態よりも延伸によって分子鎖が配向した状態の方が、分子鎖間の隙間が小さくなりガスは透過しにくくなるため、本発明のポリエステルを少なくとも一軸方向に延伸することによりさらにガスバリア性や機械的強度を改善することが可能である。   In general, when the molecular chains are oriented by stretching rather than in a random state, the gap between the molecular chains is smaller and gas is less permeable, so the polyester of the present invention is stretched at least in a uniaxial direction. Furthermore, gas barrier properties and mechanical strength can be improved.

さらに、本発明のポリエステルは、他のポリエステルと積層した形態に成形されてもよい。   Furthermore, the polyester of the present invention may be molded into a form laminated with another polyester.

<ガスバリア性>
一般に、ポリマーのガスバリア性は、ポリマー分子鎖間の隙間を表す自由体積、ポリマー分子鎖の凝集性、ガス分子とポリマーの構成ユニット間の相互作用の強さなどが大きな影響を与えるといわれている。
<Gas barrier properties>
In general, the gas barrier property of a polymer is said to have a great influence on the free volume representing the gap between polymer molecular chains, the cohesiveness of the polymer molecular chains, the strength of the interaction between the gas molecules and the polymer constituent units, and so on. .

ポリマーに対するガス分子の透過性を簡便に推算する方法として、定量的構造物性相関(QSPR:Quantitative structure property relationship)に基づくガス透過性推算方法が知られている。この方法は、グラフ理論から得られる結合指数を用いて、ポリマーの化学構造からそのポリマーの透過係数などの物性を推算するものである(Bicerano,J.Prediction of Polymer Properties、Third Edition、Marcel Dekker Inc.、New York、2002年を参照)。   As a method for easily estimating the permeability of gas molecules to a polymer, a gas permeability estimation method based on a quantitative structure property relationship (QSPR) is known. This method uses a bond index obtained from graph theory to estimate physical properties such as a permeability coefficient of the polymer from the chemical structure of the polymer (Bicerrano, J. Prediction of Polymer Properties, Third Edition, Marcel Decker Inc.). , New York, 2002).

Accelrys Software,Inc社製のMaterial Studio(登録商標)Ver4.1のSynthiaモジュールは上記の方法を用いてポリマーのガス透過性を推算することが可能である。具体的には、Accelrys Software,Inc社製のMaterial Studio(登録商標)Ver4.1のVisualizerの3−Dsketcherを用いてポリマーの構成単位およびその繰り返し構造を定義し、Synthiaモジュールによってこれらのポリマー対するガス分子の透過物性を推算する。上記の方法で、表1に示す2つのポリマーに対する酸素、窒素、および二酸化炭素の室温(298K)における透過物性を推算した。表2にその結果を示す。   The Material Studio (R) Ver4.1 Synthia module from Accelrys Software, Inc. can estimate the gas permeability of the polymer using the method described above. Specifically, the structural unit of the polymer and its repeating structure are defined using Visual Studio's 3-D sketcher of Material Studio (registered trademark) Ver 4.1 manufactured by Accelrys Software, Inc, and the gas for these polymers is defined by the Synthia module. Estimate permeation properties of molecules. The permeation properties at room temperature (298 K) of oxygen, nitrogen, and carbon dioxide for the two polymers shown in Table 1 were estimated by the above method. Table 2 shows the results.

Figure 2009084486
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透過係数の値が小さいほどガスバリア性が優れている。上記の推算結果から、本発明のジヒドロキシアセトンとテレフタル酸とのポリエステル(PHAT)は、通常のPETに対して、酸素の透過係数が0.30倍、窒素の透過係数が0.27倍、二酸化炭素の透過係数が0.27倍であり、PHATがPETに比べて良好なガスバリア性を有することが確認できる。   The smaller the value of the permeability coefficient, the better the gas barrier property. From the above estimation results, the polyester (PHAT) of dihydroxyacetone and terephthalic acid according to the present invention has an oxygen permeability coefficient of 0.30 times, a nitrogen permeability coefficient of 0.27 times, and dioxide dioxide compared to ordinary PET. The carbon permeability coefficient is 0.27 times, and it can be confirmed that PHAT has better gas barrier properties than PET.

Claims (13)

ジヒドロキシアセトンとジカルボン酸とからなるエステル構成単位(A)を有するポリエステル。   A polyester having an ester structural unit (A) composed of dihydroxyacetone and dicarboxylic acid. 前記エステル構成単位(A)が下記式で示される、請求項1に記載のポリエステル:
Figure 2009084486
式中、Rはp−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、2,6−ナフチル基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基である。
The polyester according to claim 1, wherein the ester structural unit (A) is represented by the following formula:
Figure 2009084486
In the formula, R 1 is a p-phenylene group, m-phenylene group, o-phenylene group, 2,6-naphthyl group, ethylene group, propylene group, or butylene group.
前記Rがp−フェニレン基である、請求項2に記載のポリエステル。 The polyester according to claim 2, wherein R 1 is a p-phenylene group. ジヒドロキシアセトン以外のジオールとジカルボン酸とからなるエステル構成単位(B)をさらに有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエステル。   The polyester according to any one of claims 1 to 3, further comprising an ester structural unit (B) composed of a diol other than dihydroxyacetone and a dicarboxylic acid. 前記エステル構成単位(B)が下記式で示される、請求項4に記載のポリエステル:
Figure 2009084486
式中、Rはエチレン基、プロピレン基、またはブチレン基であり、Rはp−フェニレン基、m−フェニレン基、o−フェニレン基、2,6−ナフチル基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基である。
The polyester according to claim 4, wherein the ester structural unit (B) is represented by the following formula:
Figure 2009084486
In the formula, R 2 is an ethylene group, a propylene group, or a butylene group, and R 3 is a p-phenylene group, an m-phenylene group, an o-phenylene group, a 2,6-naphthyl group, an ethylene group, a propylene group, or It is a butylene group.
前記Rがp−フェニレン基である、請求項5に記載のポリエステル。 The polyester according to claim 5, wherein R 3 is a p-phenylene group. 前記Rがエチレン基である、請求項5または6に記載のポリエステル。 The polyester according to claim 5 or 6, wherein R 2 is an ethylene group. 前記エステル構成単位(A)の含有量が全エステル構成単位に対して10〜100mol%である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリエステル。   The polyester according to any one of claims 1 to 7, wherein the content of the ester structural unit (A) is 10 to 100 mol% with respect to all ester structural units. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリエステル(a)と他のポリエステル(b)とを含有するポリエステル組成物。   A polyester composition containing the polyester (a) according to any one of claims 1 to 8 and another polyester (b). 前記ポリエステル(b)がポリエチレンテレフタレートである、請求項9に記載のポリエステル組成物。   The polyester composition according to claim 9, wherein the polyester (b) is polyethylene terephthalate. 前記ポリエステル(a)の含有量がポリエステル組成物の全量に対して10重量%以上100重量%未満である、請求項9または10に記載のポリエステル組成物。   The polyester composition according to claim 9 or 10, wherein the content of the polyester (a) is 10% by weight or more and less than 100% by weight with respect to the total amount of the polyester composition. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリエステルまたは請求項9〜11のいずれか1項に記載のポリエステル組成物を含むフィルム。   The film containing the polyester of any one of Claims 1-8, or the polyester composition of any one of Claims 9-11. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリエステルまたは請求項9〜11のいずれか1項に記載のポリエステル組成物を含む包装材料。   The packaging material containing the polyester of any one of Claims 1-8, or the polyester composition of any one of Claims 9-11.
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