JP2010053244A - Polyethylene terephthalate resin composition - Google Patents

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Tatsuya Ogawa
達也 小川
Tomoyuki Kishino
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyethylene terephthalate resin composition that has a smooth surface to stand practical use and high heat resistance when made into a molded product such as films, fibers, etc. <P>SOLUTION: The polyethylene terephthalate resin composition includes 0.02-0.3 wt.% of fullerene hydroxide based on the weight of the resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、水酸化フラーレンを含有するポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に関する。更に詳しくは、本発明は、溶融時の耐熱性が改良され、耐熱材料として好適なポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンテレフタレート繊維を得ることができるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a polyethylene terephthalate resin composition containing a fullerene hydroxide. More specifically, the present invention relates to a polyethylene terephthalate resin composition having improved heat resistance during melting and capable of obtaining a polyethylene terephthalate film or polyethylene terephthalate fiber suitable as a heat resistant material.

ポリエチレンテレフタレート樹脂を始めとするポリエステル樹脂は、優れた成形性や機械特性等を有することから、フィルムや繊維等の各種成形材料に広く用いられている。
特に、ポリエステル樹脂は成形材料として広い用途に用いられているが、成形を行う際に一旦溶融状態にした後、所望の成形品の形状に加工されるため、溶融時に高温の条件にさらされる。その際、熱による劣化が起こり成形後の機械特性の低下など、優れた特性を低下させてしまうことがある。それゆえ、ポリエステル樹脂には溶融時の熱劣化が小さいといった耐熱劣化性の向上が強く望まれている。
Polyester resins including polyethylene terephthalate resin are widely used in various molding materials such as films and fibers because they have excellent moldability and mechanical properties.
In particular, a polyester resin is used as a molding material for a wide range of applications. However, since the polyester resin is once melted and then processed into a desired molded product shape, it is exposed to high-temperature conditions during melting. At that time, deterioration due to heat may occur, and excellent characteristics such as deterioration of mechanical characteristics after molding may be deteriorated. Therefore, the polyester resin is strongly desired to have improved heat deterioration resistance such that the heat deterioration at the time of melting is small.

また、ポリエステル樹脂からなるフィルムは、各種の包装材料用フィルムを始めとした広い用途に用いられているが、ポリエステルフィルムを包装材料用フィルムに用いる場合、例えば殺菌処理やガスバリア性を高めるための金属蒸着処理など、高温の条件にさらされることが多く、その際、やはり熱による劣化が起こることから、やはり耐熱劣化性の向上への要求は強い。さらに、ポリエステルからなる繊維においても、例えばタイヤコード用ポリエチレンテレフタレート繊維など、高温の条件にさらされる用途での耐熱劣化性向上への要求は強い。   Films made of polyester resin are used in a wide range of applications, including various packaging material films. When polyester films are used for packaging material films, for example, metals for enhancing sterilization and gas barrier properties. In many cases, they are exposed to high-temperature conditions such as vapor deposition, and at that time, deterioration due to heat still occurs, so there is a strong demand for improvement in heat-resistant deterioration. Further, even in the case of fibers made of polyester, there is a strong demand for improving heat resistance deterioration in applications exposed to high temperature conditions such as polyethylene terephthalate fibers for tire cords.

このような要求に答えるように、近年、熱可塑性樹脂の耐熱性を向上させる方法として、ナノ材料を熱可塑性樹脂中に分散させる、すなわちナノコンポジットが検討されている。   In order to meet such requirements, in recent years, nanocomposites, in which nanomaterials are dispersed in thermoplastic resins, have been studied as a method for improving the heat resistance of thermoplastic resins.

例えば、特開2004−182768号公報には、結晶性熱可塑性樹脂に、平均粒径が特定の範囲であるフラーレン類を0.25重量%以上の量で含有させることで、熱可塑性樹脂の耐熱性、具体的には熱可塑性樹脂組成物の10%減量温度をより高温にできることが提案されている。また、特開2004−75933号公報には、フラーレンとして、水酸基などの反応基を有するフラーレン誘導体を用いると、分散性が向上することが開示されている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-182768, a crystalline thermoplastic resin contains fullerenes having an average particle size in a specific range in an amount of 0.25% by weight or more, thereby improving the heat resistance of the thermoplastic resin. It has been proposed that the temperature, specifically, the 10% weight loss temperature of the thermoplastic resin composition can be made higher. JP-A-2004-75933 discloses that dispersibility is improved when a fullerene derivative having a reactive group such as a hydroxyl group is used as the fullerene.

しかしながら、これらに開示されているようなフラーレンを含有するポリエチレンテレフタレートを成形しようとすると、10%減量温度は高いものの、ガラス転移温度や融点などが低く、広く工業的に利用できる飛躍的な特性を有するものではなかった。   However, when trying to mold polyethylene terephthalate containing fullerene as disclosed in these, the glass transition temperature and melting point are low, although the 10% weight loss temperature is high, and it has remarkable characteristics that can be widely used industrially. Did not have.

特開2004−182768号公報JP 2004-182768 A 特開2004−75933号公報JP 2004-75933 A

本発明の課題は、上記従来技術の問題を解消し、溶融成形時に優れた耐熱劣化性を有しつつも、本来ポリエチレンテレフタレートが有する高いガラス転移温度や融点といった優れた耐熱変形性をも有し、得られるフィルムや繊維などの成形品に高い耐熱劣化性と耐熱変形性とを具備させることができるポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has excellent heat resistance such as high glass transition temperature and melting point inherent in polyethylene terephthalate while having excellent heat deterioration resistance during melt molding. Another object of the present invention is to provide a polyethylene terephthalate resin composition capable of providing a molded article such as a film or fiber having high heat deterioration resistance and heat distortion resistance.

本発明者らは、上記の問題を解決するため研究を重ねた結果、ポリエステルの中でもポリエチレンテレフタレートを選択し、かつフラーレンとして水酸化フラーレンを選択したとき、極めて水酸化フラーレンが均一に分散されるためか、特許文献1では耐熱性向上効果がないとされた0.25重量%に満たないごく微量で優れた耐熱劣化性が発現され、また極微量であることから、ガラス転移温度や融点などが低下するような耐熱変性への悪影響もないことを見出し、本発明に到達した。
かくして本発明によれば、水酸化フラーレンを0.02〜0.24重量%の範囲で添加したポリエチレンテレフタレート樹脂組成物が提供される。
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have found that when polyethylene terephthalate is selected from among polyesters and fullerene hydroxide is selected as the fullerene, the fullerene hydroxide is extremely uniformly dispersed. However, in Patent Document 1, excellent heat resistance deterioration is expressed in a very small amount of less than 0.25% by weight, which is considered to have no effect of improving heat resistance, and since it is extremely small, glass transition temperature, melting point, etc. The present inventors have found that there is no adverse effect on heat-resistant modification that decreases.
Thus, according to the present invention, there is provided a polyethylene terephthalate resin composition to which a fullerene hydroxide is added in an amount of 0.02 to 0.24% by weight.

さらにまた、本発明によれば、本発明の好ましい態様として、ジエチレングリコールの共重合量が、ポリエチレンテレフタレートの重量を基準として0.1〜3.0重量%であること、水酸化フラーレンがC60骨格及び/またはC70骨格を有すること、水酸化フラーレン1分子当たりの水酸基数が6〜12であることの少なくともいずれかを具備するポリエチレンテレフタレート樹脂組成物も提供される。   Furthermore, according to the present invention, as a preferred embodiment of the present invention, the copolymerization amount of diethylene glycol is 0.1 to 3.0% by weight based on the weight of polyethylene terephthalate, and the fullerene hydroxide is a C60 skeleton and There is also provided a polyethylene terephthalate resin composition having at least one of having a C70 skeleton and having 6 to 12 hydroxyl groups per molecule of fullerene hydroxide.

本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、極めて微量の水酸化フラーレンを含有させることにより、他の特性を損なうことなく溶融時の熱劣化性を向上させることができ、結果としてフィルムや繊維などの得られる成形品に、優れた耐熱劣化性や耐熱変形性といった高い耐熱性などを具備させることができる。   The polyethylene terephthalate resin composition of the present invention can improve thermal degradation during melting without impairing other properties by containing a very small amount of hydroxylated fullerene, resulting in the production of films, fibers, and the like. The molded product can be provided with high heat resistance such as excellent heat deterioration resistance and heat deformation resistance.

以下、本発明を詳細に説明する。
[ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物]
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、樹脂組成物の重量を基準として、水酸化フラーレンを0.02〜0.24重量%の範囲で含有していることが必要である。含有量が下限未満では水酸化フラーレンによる溶融時耐熱性の向上効果が乏しくなる。一方、上限を越えると、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中の水酸化フラーレンを均一に分散させようと重合反応中に混練させている間などに、副生成物であるジエチレングリコール量が増え、結果としてガラス転位点や融点などが低下し、耐熱変形性に悪影響を与える。好ましい水酸化フレーレンの含有量は、0.03〜0.20重量%、さらには0.05〜0.15重量%である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Polyethylene terephthalate resin composition]
The polyethylene terephthalate resin composition of the present invention needs to contain a fullerene hydroxide in the range of 0.02 to 0.24% by weight based on the weight of the resin composition. When the content is less than the lower limit, the effect of improving the heat resistance during melting by the fullerene hydroxide is poor. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the amount of diethylene glycol, which is a by-product, increases during the polymerization reaction to uniformly disperse the fullerene hydroxide in the polyethylene terephthalate resin composition, resulting in glass rearrangement. A point, melting | fusing point, etc. fall and have a bad influence on heat-resistant deformation. A preferable content of the hydroxylated fullerene is 0.03 to 0.20% by weight, and further 0.05 to 0.15% by weight.

また、本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、同時にジエチレングリコールの共重合量が、ポリエチレンテレフタレートの重量を基準として、0.1〜3.0重量%であることが好ましい。前述のとおり、水酸化フラーレンによってジエチレングリコールが増えることから、ジエチレングリコールの共重合量を0.1重量%未満とするのは技術的に難しく、一方、3.0重量%を越えるとガラス転位点や融点の低下が起こるため耐熱性が低下しやすい。好ましいジエチレングリコールの共重合量は、0.3〜2.6重量%、さらには0.8〜2.0重量%である。   In the polyethylene terephthalate resin composition of the present invention, the copolymerization amount of diethylene glycol is preferably 0.1 to 3.0% by weight based on the weight of polyethylene terephthalate. As described above, since diethylene glycol is increased by the fullerene hydroxide, it is technically difficult to make the copolymerization amount of diethylene glycol less than 0.1% by weight. On the other hand, when it exceeds 3.0% by weight, the glass transition point and melting point are exceeded. The heat resistance is likely to decrease because of the decrease in the temperature. The copolymerization amount of diethylene glycol is preferably 0.3 to 2.6% by weight, more preferably 0.8 to 2.0% by weight.

本発明における溶融時耐熱性向上の発現機構は定かではないが、水酸化フラーレンがラジカル補足剤として機能しているためではないかと考えられる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート樹脂が熱を受けることにより発生するラジカルを、水酸化フラーレンが補足剤として機能することにより、分解反応を抑制しているためではないかと考えられる。   The mechanism of the improvement in heat resistance during melting in the present invention is not clear, but it is thought that the fullerene hydroxide functions as a radical scavenger. Specifically, it is considered that radicals generated when the polyethylene terephthalate resin receives heat suppress the decomposition reaction by the function of the fullerene hydroxide as a scavenger.

ところで、水酸化フラーレンをポリエチレンテレフタレート合成の反応中に添加すると、ジエチレングリコールの共重合量の増加が起こる。これは、水酸化フラーレンが何らかの触媒として作用し、ジエチレングリコールの生成反応が起こるためと考えられる。このジエチレングリコールがポリエチレンテレフタレートと共重合することによりガラス転位点や融点の低下が起こり、ジエチレングリコールの共重合量を特定範囲とすることは、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の耐熱性を維持する上で好ましい。
したがって、水酸化フラーレンの含有量とジエチレングリコールの共重合量を同時に本発明の範囲とすることにより、より高く本発明の目的とする耐熱性を得ることができる。
By the way, when hydroxylated fullerene is added during the reaction of polyethylene terephthalate synthesis, the amount of copolymerization of diethylene glycol increases. This is presumably because the fullerene hydroxide acts as some kind of catalyst and diethylene glycol formation reaction occurs. It is preferable for maintaining the heat resistance of the polyethylene terephthalate resin composition that the diethylene glycol is copolymerized with polyethylene terephthalate to lower the glass transition point and the melting point, so that the copolymerization amount of diethylene glycol is within a specific range.
Therefore, by making the content of fullerene hydroxide and the copolymerization amount of diethylene glycol within the scope of the present invention at the same time, the heat resistance aimed at by the present invention can be obtained higher.

本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、ポリエチレンテレフタレートと水酸化フラーレンおよびジエチレングリコールのみから構成されるものであっても良いが、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、それ自体公知の各種添加剤等が含まれていても良い。例えば、繊維やフィルムを製造する際に、巻取り性や搬送性等を良くするため、滑剤として不活性微粒子を含有させることができる。不活性微粒子としては、例えば周期律表第IIA、第IIB、第IVA、第IVBの元素を含有する無機微粒子(例えば、カオリン、板状ベーマイト、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素等)、シリコーン樹脂、架橋ポリスチレン等の如き耐熱性の高い高分子よりなる微粒子等を挙げることができる。不活性微粒子をポリエチレンテレフタレート樹脂組成物に含有させる場合、微粒子の平均粒径は0.05〜1.0μm、更には0.1〜0.8μmであることが好ましい。また、不活性微粒子の含有量はポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中に0.05〜0.5重量%、更には0.1〜0.3重量%であることが好ましい。また、不活性粒子は、種類、形状或はサイズの異なる2種類以上を併用してもよい。   The polyethylene terephthalate resin composition of the present invention may be composed only of polyethylene terephthalate, hydroxylated fullerene, and diethylene glycol, but various additives known per se as long as the effects of the present invention are not impaired. Etc. may be included. For example, in producing fibers and films, inert fine particles can be contained as a lubricant in order to improve winding properties and transportability. Examples of the inert fine particles include inorganic fine particles (for example, kaolin, plate boehmite, titanium oxide, calcium carbonate, silicon dioxide, etc.) containing the elements of Periodic Tables IIA, IIB, IVA, and IVB, silicone resins And fine particles made of a polymer having high heat resistance such as crosslinked polystyrene. When the inert fine particles are included in the polyethylene terephthalate resin composition, the average particle diameter of the fine particles is preferably 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.8 μm. The content of the inert fine particles is preferably 0.05 to 0.5% by weight, more preferably 0.1 to 0.3% by weight in the polyethylene terephthalate resin composition. Further, two or more kinds of inert particles having different kinds, shapes or sizes may be used in combination.

[ポリエチレンテレフタレート]
まず、本発明の樹脂組成物を構成する樹脂は、ポリエチレンテレフタレートである。この理由としては、未だ十分な理由は分かっていないが、同様な検討をポリエチレンテレフタレートと同じくポリエステルを代表するポリエチレン−2,6−ナフタレートで行っても、同様な効果は得られなかった。
[polyethylene terephthalate]
First, the resin constituting the resin composition of the present invention is polyethylene terephthalate. The reason for this is not yet clear, but the same effect was not obtained even when the same study was conducted with polyethylene-2,6-naphthalate, which represents polyester as well as polyethylene terephthalate.

本発明におけるポリエチレンテレフタレートは、主成分がテレフタル酸成分とエチレングリコール成分とジエチレングリコール成分とからなるものであり、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば40モル%以下、さらに35モル%以下、特に5モル%以下の割合で、テレフタル酸成分、エチレングリコール成分およびジエチレングリコール成分以外の共重合成分が共重合されたポリエチレンテレフタレート共重合体であっても良い。具体的な共重合成分としては、ジカルボン酸成分として例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−ナトリウムジカルボン酸を、またグリコール成分として例えば、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオールなどのアルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどを挙げることができる。なお、これらの共重合成分は1種のみでなく2種以上を併用してもよい。   The polyethylene terephthalate in the present invention is composed mainly of a terephthalic acid component, an ethylene glycol component, and a diethylene glycol component, and within a range not impairing the effects of the present invention, for example, 40 mol% or less, further 35 mol% or less, particularly It may be a polyethylene terephthalate copolymer in which a copolymer component other than a terephthalic acid component, an ethylene glycol component and a diethylene glycol component is copolymerized at a ratio of 5 mol% or less. Specific examples of copolymer components include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and 5-sodium dicarboxylic acid as dicarboxylic acid components, and trimethylene glycol, propylene as glycol components. Examples include glycols, alkylene glycols such as 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. In addition, these copolymerization components may use not only 1 type but 2 or more types together.

本発明におけるポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、オルトクロロフェノール溶媒下、35℃で0.4dl/g〜0.8dl/gであることが好ましく、より好ましくは0.5dl/g〜0.7dl/gである。固有粘度が0.4dl/g未満の場合は、本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を繊維やフィルムに成形後、各製品に使用する際に要求される機械強度が不足することがある。他方、固有粘度が0.8dl/gを超える場合は、溶融重合工程および繊維やフィルムへの成形における溶融混練時の生産性が損なわれることがある。   The intrinsic viscosity of the polyethylene terephthalate in the present invention is preferably 0.4 dl / g to 0.8 dl / g at 35 ° C. in an orthochlorophenol solvent, more preferably 0.5 dl / g to 0.7 dl / g. It is. When the intrinsic viscosity is less than 0.4 dl / g, the mechanical strength required when the polyethylene terephthalate resin composition of the present invention is used for each product after being formed into a fiber or a film may be insufficient. On the other hand, when the intrinsic viscosity exceeds 0.8 dl / g, productivity at the time of melt kneading in the melt polymerization step and molding into a fiber or film may be impaired.

[水酸化フラーレン]
本発明における水酸化フラーレンは、フラーレンに水酸基が導入されたものであって、例えばC60骨格及び/またはC70骨格を有するものであることが好ましい。本発明の水酸化フラーレンは、C60骨格に水酸基が導入された水酸化フラーレン、C70骨格に水酸基が導入された水酸化フラーレンのいずれの形態であっても良いし、また、その両方が混合されたものであっても構わないが、C60骨格に水酸基が導入された水酸化フラーレンであることが最も好ましい。
[Fullerene hydroxide]
The fullerene hydroxide in the present invention is a fullerene having a hydroxyl group introduced therein, and preferably has, for example, a C60 skeleton and / or a C70 skeleton. The fullerene hydroxide of the present invention may be either a hydroxylated fullerene in which a hydroxyl group is introduced into the C60 skeleton or a hydroxylated fullerene in which a hydroxyl group is introduced into the C70 skeleton, or both of them are mixed. The fullerene hydroxide is most preferably a hydroxylated fullerene having a hydroxyl group introduced into the C60 skeleton.

このようにフラーレンに水酸基が導入されていることによって、ポリエチレンテレフタレートの重合系に添加する際、エチレングリコールに溶解させた状態で投入でき、その結果非常に均一に得られるポリマー中に分散させることができ、本発明の効果が最大限に発現されるようになる。本発明における水酸化フラーレンの1分子当たりの水酸基数は、6〜12であることが好ましい。水酸基数が6〜12の範囲にすることで、ポリエチレンテレフタレート中に配合させた際、耐熱性の向上効果などが得られやすくなる。   Thus, by introducing a hydroxyl group into fullerene, when added to the polymerization system of polyethylene terephthalate, it can be charged in a state dissolved in ethylene glycol, and as a result, it can be dispersed in a polymer obtained very uniformly. And the effects of the present invention are maximized. The number of hydroxyl groups per molecule of the fullerene hydroxide in the present invention is preferably 6-12. When the number of hydroxyl groups is in the range of 6 to 12, when blended in polyethylene terephthalate, an effect of improving heat resistance is easily obtained.

[ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法]
本発明のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物は、従来からそれ自体公知のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法によって製造でき、水酸化フラーレンの含有量が前述の範囲を満たすものであれば、その製造方法は特に限定されるものではない。
[Method for producing polyethylene terephthalate resin composition]
The polyethylene terephthalate resin composition of the present invention can be produced by a conventionally known method for producing a polyethylene terephthalate resin composition, and if the content of the fullerene hydroxide satisfies the above range, the production method is particularly It is not limited.

しかしながら、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、以下で説明するような製造方法を採用することで、ポリエチレンテレフタレート樹脂中での水酸化フラーレンの分散性が向上し、耐熱性向上への寄与がより高められる。   However, as a result of intensive studies by the present inventors, the dispersibility of the fullerene hydroxide in the polyethylene terephthalate resin is improved by adopting a production method as described below, which contributes to an improvement in heat resistance. Is further enhanced.

具体的には、テレフタル酸もしくはそのエステル形成誘導体とエチレングリコールとを、エステル化反応もしくはエステル交換反応および重縮合反応によって製造する際に、エステル化反応もしくはエステル交換反応が終了するまでの任意の段階で、水酸化フラーレンを、得られる樹脂組成物の重量を基準として、0.02〜0.24重量%添加するポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の製造方法が提供される。   Specifically, when producing terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof and ethylene glycol by an esterification reaction or a transesterification reaction and a polycondensation reaction, any stage until the esterification reaction or the transesterification reaction is completed. Thus, there is provided a method for producing a polyethylene terephthalate resin composition in which 0.02 to 0.24% by weight of fullerene hydroxide is added based on the weight of the resin composition to be obtained.

前記製造方法により、水酸化フラーレンの分散性が高められる理由としては、水酸化フラーレンを反応中に添加することにより、反応液中に水酸化フラーレンが溶解した状態となるため、高い分散性が得られるものと考えられる。   The reason why the dispersibility of the fullerene hydroxide is enhanced by the above production method is that, by adding the fullerene hydroxide during the reaction, the fullerene hydroxide is dissolved in the reaction solution, so that high dispersibility is obtained. It is thought that

なお、水酸化フラーレンの添加量が下限未満では、水酸化フラーレンを添加させる効果が小さく、一方、上限を超える量を添加すると、前述の通りポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のガラス転位点や融点の低下が起こったり、添加時に粒子の凝集が起こってしまい、成形品の表面性を悪化させてしまうなどの弊害が起こる。好ましい添加量は0.03〜0.20重量%、さらに0.05〜0.15重量%の範囲である。   When the addition amount of the fullerene hydroxide is less than the lower limit, the effect of adding the fullerene hydroxide is small. On the other hand, when the addition amount exceeds the upper limit, the glass transition point and the melting point of the polyethylene terephthalate resin composition are lowered as described above. This causes adverse effects such as occurrence or aggregation of particles during addition, which deteriorates the surface properties of the molded product. A preferable addition amount is 0.03 to 0.20% by weight, and further 0.05 to 0.15% by weight.

さらに、上述の製造方法における水酸化フラーレンの添加形態としては、水酸化フラーレン濃度が0.05〜0.5重量%のエチレングリコール溶液として添加することが好ましい。水酸化フラーレンがエチレングリコール中に上記割合で溶解した溶液の状態で添加されることにより、高度な水酸化フラーレンの分散性を達成でき、水酸化フラーレンによる効果をより発現しやすくなる。   Furthermore, as an addition form of the fullerene hydroxide in the above production method, it is preferable to add it as an ethylene glycol solution having a fullerene hydroxide concentration of 0.05 to 0.5% by weight. When the fullerene hydroxide is added in the form of a solution in which ethylene glycol is dissolved in the above ratio, a high degree of dispersibility of the fullerene hydroxide can be achieved, and the effects of the fullerene hydroxide can be more easily expressed.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに説明する。なお、本発明における種々の物性値および特性は、以下のようにして測定されたものであり、かつ定義される。なお、本発明における「部」および「%」は特に断りのないかぎり、それぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be further described based on examples. Various physical property values and characteristics in the present invention are measured and defined as follows. In the present invention, “parts” and “%” mean “parts by weight” and “% by weight”, respectively, unless otherwise specified.

(1)耐熱劣化性(ΔIV)
実施例で得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物ペレット100gを、170℃で3時間乾燥処理した後、大気雰囲気下、溶融温度300℃にて溶融し、溶融後10分環溶融状態で保持する。その後、溶融状態のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を取り出し、急冷固化させて溶融処理サンプルとする。この溶融処理サンプルと溶融処理する以前の未処理サンプルについて、双方の固有粘度を測定し、その差をもって10分間での溶融時耐熱性の指標ΔIVとする。また、溶融状態での保持時間を30分間に変更する以外は同様な測定を繰り返して30分での溶融時耐熱性の指標ΔIVとする。ΔIVが小さいものほど、溶融処理時の分解反応による分子量低下が小さく、耐熱性良好と判断される。
(1) Thermal degradation (ΔIV)
100 g of the polyethylene terephthalate resin composition pellets obtained in the examples are dried at 170 ° C. for 3 hours, then melted at 300 ° C. in the air atmosphere, and held in a ring melt state for 10 minutes after melting. Thereafter, the polyethylene terephthalate resin composition in a molten state is taken out and rapidly cooled and solidified to obtain a melt-treated sample. The intrinsic viscosity of both the melt-treated sample and the untreated sample before the melt treatment is measured, and the difference between them is used as an index ΔIV of heat resistance during melting for 10 minutes. Moreover, the same measurement is repeated except that the holding time in the molten state is changed to 30 minutes, and the index ΔIV of the heat resistance during melting in 30 minutes is obtained. The smaller the ΔIV, the smaller the decrease in molecular weight due to the decomposition reaction during the melting process, and the better the heat resistance.

(2)ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中のジエチレングリコールの共重合量
ヒドラジンにより樹脂を加水分解し、遊離したジエチレングリコールをガスクロマトグラフィー(Hewlett Packard社製6990)にて分析した。
(2) Copolymerization amount of diethylene glycol in polyethylene terephthalate resin composition The resin was hydrolyzed with hydrazine, and the released diethylene glycol was analyzed by gas chromatography (Hewlett Packard 6990).

(3)ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)及び融点(Tm)
TAinstruments社製示差走査熱量計(DSC2920)を用い測定した。試料10mgを装置にセットし、300℃で5分間溶融した後、液体窒素中で冷却する。冷却した試料を昇温速度10℃/min.で昇温し、ガラス転移における吸熱を検知した温度をガラス転移温度(Tg)とし、さらに昇温を続け結晶化発熱ピークを検知した後、結晶融解ピークを検知したピークトップ温度を融点(Tm)とする。
(3) Glass transition temperature (Tg) and melting point (Tm) of polyethylene terephthalate resin composition
Measurement was performed using a differential scanning calorimeter (DSC2920) manufactured by TAinstruments. A 10 mg sample is set in the apparatus, melted at 300 ° C. for 5 minutes, and then cooled in liquid nitrogen. The cooled sample was heated at a rate of 10 ° C./min. The temperature at which the endotherm in the glass transition was detected was defined as the glass transition temperature (Tg), the temperature was further increased and the crystallization exothermic peak was detected, and then the peak top temperature at which the crystal melting peak was detected was the melting point (Tm). And

(4)固有粘度
オルトクロロフェノール中、25℃で測定した値である。単位はdl/gである。
(4) Intrinsic viscosity This is a value measured at 25 ° C. in orthochlorophenol. The unit is dl / g.

[実施例1]
(1)C60骨格に水酸基が1分子当たり12個導入されたの水酸化フラーレン(フロンティアカーボン社製 nanom spectra HX10−S)を使用し、エチレングリコール99.6部に対し、水酸化フラーレン0.4部を添加して、常温にて4時間撹拌を行い、濃度0.4wt%の水酸化フラーレン/エチレングリコール溶液を調製した。
(2)テレフタル酸ジメチル100部とエチレングリコール70部の混合物に、酢酸マンガン四水和物0.038部をエステル交換反応釜に仕込み、140℃から230℃まで徐々に昇温しつつ、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。この間170℃にて前記(1)で調製した水酸化フラーレン/エチレングリコール溶液を用い、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物中の水酸化フラーレン含有量が0.1wt%となるよう添加し反応を続け、完全にメタノールの留出が終了したのち、リン化合物としてリン酸トリメチル0.017部を加え反応を終了させた。続いて5分後に重合触媒三酸化アンチモン0.030部を加え240℃まで加熱して一部のエチレングリコールを留出させたのち、重縮合反応釜へオリゴマーを移した。その後、常法に従い高真空下で加熱しながら、最終内温290℃にて所望の粘度に到達した時点で反応を終了させ、吐出部からストランド状に連続的に押し出し、冷却カッティングして約3mm前後のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の粒状ペレットを得た。このポリマーの固有粘度は0.62であった。得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の特性を表1に示す。
[Example 1]
(1) Fullerene hydroxide having 12 hydroxyl groups introduced per molecule in C60 skeleton (nanom spectra HX10-S manufactured by Frontier Carbon Co.) was used, and 0.46 of fullerene hydroxide was added to 99.6 parts of ethylene glycol. Part was added and stirred at room temperature for 4 hours to prepare a 0.4 wt% fullerene hydroxide / ethylene glycol solution.
(2) A mixture of 100 parts of dimethyl terephthalate and 70 parts of ethylene glycol is charged with 0.038 parts of manganese acetate tetrahydrate in a transesterification reaction kettle and gradually heated from 140 ° C. to 230 ° C. while being gradually heated. The transesterification was carried out while distilling methanol out of the system. During this time, using the fullerene hydroxide / ethylene glycol solution prepared in (1) above at 170 ° C., the reaction was continued by adding the fullerene hydroxide content in the polyethylene terephthalate resin composition to 0.1 wt%. After completion of the distillation of methanol, 0.017 part of trimethyl phosphate was added as a phosphorus compound to terminate the reaction. Subsequently, 0.030 part of the polymerization catalyst antimony trioxide was added after 5 minutes and heated to 240 ° C. to distill a part of ethylene glycol, and then the oligomer was transferred to the polycondensation reaction kettle. Thereafter, the reaction is terminated when the desired viscosity is reached at a final internal temperature of 290 ° C. while heating in a high vacuum according to a conventional method, and the strand is continuously extruded from the discharge part into a strand shape and cooled to about 3 mm. Granular pellets of the front and rear polyethylene terephthalate resin compositions were obtained. The intrinsic viscosity of this polymer was 0.62. The properties of the obtained polyethylene terephthalate resin composition are shown in Table 1.

[比較例1]
水酸化フラーレンを添加しないこと以外は実施例1と同様な操作を実施し、固有粘度0.62のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の粒状ペレットを得た。得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の特性を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Except for not adding the fullerene hydroxide, the same operation as in Example 1 was performed to obtain granular pellets of a polyethylene terephthalate resin composition having an intrinsic viscosity of 0.62. The properties of the obtained polyethylene terephthalate resin composition are shown in Table 1.

[実施例2、3および比較例2、3]
水酸化フラーレンの組成物中の量を表1に示す量になるように変更した以外は実施例1と同様な操作を繰り返した。得られたポリエチレンテレフタレート樹脂組成物の特性を表1に示す。
[Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3]
The same operation as in Example 1 was repeated except that the amount of the fullerene hydroxide in the composition was changed to the amount shown in Table 1. The properties of the obtained polyethylene terephthalate resin composition are shown in Table 1.

[比較例4]
(1)C60骨格に水酸基が1分子当たり12個導入された水酸化フラーレン(フロンティアカーボン社製 nanom spectra HX10−S)を使用し、エチレングリコール99.6部に対し、水酸化フラーレン0.4部を添加して、常温にて4時間撹拌を行い、濃度0.4wt%の水酸化フラーレン/エチレングリコール溶液を調製した。
(2)2,6−ナフタレン酸ジメチル100部とエチレングリコール60部の混合物に、酢酸マンガン四水和物0.030部をエステル交換反応釜に仕込み、140℃から230℃まで徐々に昇温しつつ、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。この間170℃にて前記(1)で調製した水酸化フラーレン/エチレングリコール溶液を用い、得られるポリエチレン−2,6−ナフタレート樹脂組成物の重量に対して、水酸化フラーレンの添加量が0.1wt%となるよう添加し反応を続け、完全にメタノールの留出が終了したのち、リン化合物としてリン酸トリメチル0.020部を加え反応を終了させた。続いて5分後に重合触媒三酸化アンチモン0.024部を加え250℃まで加熱して一部のエチレングリコールを留出させたのち、重縮合反応釜へオリゴマーを移した。その後、常法に従い高真空下で加熱しながら、最終内温295℃にて所望の粘度に到達した時点で反応を終了させ、吐出部からストランド状に連続的に押し出し、冷却カッティングして約3mm前後のポリエチレン−2,6−ナフタレート樹脂組成物の粒状ペレットを得た。このポリマーの固有粘度は0.62であった。得られたポリエチレン−2,6−ナフタレート樹脂組成物の特性を表1に示す。
[Comparative Example 4]
(1) Fullerene hydroxide having 12 hydroxyl groups introduced per molecule in C60 skeleton (nanospectra HX10-S manufactured by Frontier Carbon Co.) is used, and 0.4 part of fullerene hydroxide with respect to 99.6 parts of ethylene glycol And stirred at room temperature for 4 hours to prepare a fullerene hydroxide / ethylene glycol solution having a concentration of 0.4 wt%.
(2) A mixture of 100 parts of dimethyl 2,6-naphthalene and 60 parts of ethylene glycol was charged with 0.030 parts of manganese acetate tetrahydrate in a transesterification kettle, and the temperature was gradually raised from 140 ° C to 230 ° C. The transesterification reaction was carried out while distilling the produced methanol out of the system. During this time, using the fullerene hydroxide / ethylene glycol solution prepared in (1) at 170 ° C., the addition amount of fullerene hydroxide was 0.1 wt.% Relative to the weight of the obtained polyethylene-2,6-naphthalate resin composition. The reaction was continued until the methanol was completely distilled, and 0.020 part of trimethyl phosphate was added as a phosphorus compound to terminate the reaction. Then, after 5 minutes, 0.024 part of the polymerization catalyst antimony trioxide was added and heated to 250 ° C. to distill a part of ethylene glycol, and then the oligomer was transferred to the polycondensation reaction kettle. Thereafter, the reaction is terminated when the desired viscosity is reached at a final internal temperature of 295 ° C. while heating in a high vacuum according to a conventional method, and is continuously extruded in a strand form from the discharge part, and cooled and cut to about 3 mm. Before and after, pellets of polyethylene-2,6-naphthalate resin composition were obtained. The intrinsic viscosity of this polymer was 0.62. Table 1 shows the properties of the obtained polyethylene-2,6-naphthalate resin composition.

[比較例5]
水酸化フラーレンを添加しないこと以外は比較例4と同様な操作を繰り返し、固有粘度0.62dl/gのポリエチレン−2,6−ナフタレート樹脂組成物の粒状ペレットを得た。得られたポリエチレン−2,6−ナフタレート樹脂組成物の特性を表1に示す。
[Comparative Example 5]
Except that the fullerene hydroxide was not added, the same operation as in Comparative Example 4 was repeated to obtain granular pellets of polyethylene-2,6-naphthalate resin composition having an intrinsic viscosity of 0.62 dl / g. Table 1 shows the properties of the obtained polyethylene-2,6-naphthalate resin composition.

Figure 2010053244
Figure 2010053244

本発明によれば、優れた表面平坦性を持ちつつ、高い耐熱性を具備するフィルムや繊維などの成形品が得られ、特に、高い耐熱性が求められるタイヤコード用繊維や、表面平坦性と高耐熱性が求められる包装材料や電子材料用フィルムのとして好適に用いることができ、その工業的価値はきわめて高い。   According to the present invention, it is possible to obtain a molded article such as a film or fiber having high heat resistance while having excellent surface flatness, in particular, a fiber for tire cord that requires high heat resistance, and surface flatness. It can be suitably used as a packaging material or a film for electronic materials that require high heat resistance, and its industrial value is extremely high.

Claims (2)

水酸化フラーレンを、樹脂組成物の重量を基準として、0.02〜0.24重量%の範囲で添加したことを特徴とするポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。   A polyethylene terephthalate resin composition, wherein a fullerene hydroxide is added in a range of 0.02 to 0.24% by weight based on the weight of the resin composition. ジエチレングリコールが、ポリエチレンテレフタレートの重量を基準として、0.1〜3.0重量%の範囲で共重合されている請求項1記載のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物。   The polyethylene terephthalate resin composition according to claim 1, wherein diethylene glycol is copolymerized in the range of 0.1 to 3.0% by weight based on the weight of polyethylene terephthalate.
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