JP2011174012A - Method for producing copolyester - Google Patents

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JP2011174012A JP2010040386A JP2010040386A JP2011174012A JP 2011174012 A JP2011174012 A JP 2011174012A JP 2010040386 A JP2010040386 A JP 2010040386A JP 2010040386 A JP2010040386 A JP 2010040386A JP 2011174012 A JP2011174012 A JP 2011174012A
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Yasuki Hidaka
康樹 日高
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a copolyester inexpensively in good productivity by re-using a cyclic oligomer which is a byproduct of a polycondensation reaction and copolymerizing an aliphatic compound. <P>SOLUTION: This method for producing the polyester comprising (A) a dicarboxylic acid consisting mainly of an aromatic dicarboxylic acid and a 6-12C aliphatic dicarboxylic acid, and (G) a glycol consisting mainly of the glycol selected from the group consisting of ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,6-hexane diol and cyclohexane dimethanol is provided by comprising an esterification reaction process, a ring-opening reaction process of performing the ring-opening reaction by mixing 100 pts.mass low polymer obtained by the esterification reaction process and 5 to 40 pts.mass cyclic oligomer constituted by the same monomer with the monomer constituting the above low polymer and the polycondensation reaction process. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維、フィルム、成形品など各種材料に好適に用いることができる共重合ポリエステルを、短時間で生産効率よく、安価に製造できる方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a copolyester that can be suitably used for various materials such as fibers, films, and molded articles in a short time with high production efficiency and at low cost.

芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸と脂肪族ジオールを主成分とする共重合ポリエステルは、繊維、フィルム、成形品など各種材料に用いられている。
しかしながら、上記組成の共重合ポリエステルを生産する場合、重縮合反応時に、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオール、もしくは脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールからなる環状オリゴマーが多量に副生する場合があり問題になっていた。
Copolyesters mainly composed of aromatic dicarboxylic acids and aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic diols are used in various materials such as fibers, films and molded articles.
However, when producing a copolyester having the above composition, there is a problem that a large amount of a cyclic oligomer composed of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol or an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol may be by-produced during the polycondensation reaction. It was.

特許文献1には、ジカルボン酸とグリコールとの仕込み比率を変えることで環状オリゴマーの副生を抑制することが開示されている。しかしながら、回収した副生環状オリゴマーを再利用する技術はなかった。   Patent Document 1 discloses that by-products of cyclic oligomers are suppressed by changing the charging ratio of dicarboxylic acid and glycol. However, there has been no technique for reusing the recovered by-product cyclic oligomer.

特開2009−35596号公報JP 2009-35596 A

本発明はかかる従来技術に鑑み、重縮合反応の副生成物である環状オリゴマーを原料として利用し、さらに短時間で生産効率よく、安価に製造できる方法を提供しようとするものである。   In view of the prior art, the present invention intends to provide a method that can use a cyclic oligomer, which is a byproduct of a polycondensation reaction, as a raw material, and can be produced in a short time with high production efficiency and at low cost.

本発明者らは上記課題を解決すべく検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
芳香族ジカルボン酸および炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸(A)と、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールよりなる群から選ばれるグリコールを主成分とするグリコール(G)からなるポリエステルの製造方法であって、以下の工程からなることを特徴とする共重合ポリエステルの製造方法。
エステル化反応工程:ジカルボン酸(A)とグリコール(G)をエステル化反応し、その低重合体を得る工程、
開環反応工程:エステル化反応工程で得られた低重合体100質量部と前記低重合体を構成するモノマーと同一のモノマーから構成される環状オリゴマー5〜40質量部を混合し開環反応をおこなう工程、および
重縮合反応工程:開環反応後の生成物の重縮合反応をおこなう工程
As a result of investigations to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
The group which consists of dicarboxylic acid (A) which has aromatic dicarboxylic acid and C6-C12 aliphatic dicarboxylic acid as a main component, and ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, and cyclohexanedimethanol A method for producing a polyester comprising a glycol (G) comprising as a main component a glycol selected from the following, which comprises the following steps.
Esterification reaction step: a step of esterifying the dicarboxylic acid (A) and the glycol (G) to obtain a low polymer thereof,
Ring-opening reaction step: 100 parts by mass of the low polymer obtained in the esterification reaction step and 5 to 40 parts by mass of a cyclic oligomer composed of the same monomer as that constituting the low polymer are mixed to carry out the ring-opening reaction. Process to perform and polycondensation reaction process: Process to perform polycondensation reaction of product after ring-opening reaction

本発明の製造方法によれば、特定の共重合組成のポリエステルを重合する際に、重縮合反応の副生成物である環状オリゴマーを原料として利用することで、目的とするポリエステルを短時間で生産効率よく、安価に製造することができる。
また、本発明の製造方法で得られた共重合ポリエステルは、繊維、フィルム、成形品など各種材料において好適に使用することができる。
According to the production method of the present invention, when a polyester having a specific copolymer composition is polymerized, a cyclic oligomer, which is a by-product of a polycondensation reaction, is used as a raw material to produce a target polyester in a short time. It can be manufactured efficiently and inexpensively.
Moreover, the copolyester obtained by the production method of the present invention can be suitably used in various materials such as fibers, films and molded articles.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の製造方法により製造される共重合ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸と炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸(A)と、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールよりなる群から選ばれるグリコールを主成分とするグリコール(G)からなる共重合ポリエステルである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The copolymerized polyester produced by the production method of the present invention comprises an aromatic dicarboxylic acid and a dicarboxylic acid (A) mainly composed of an aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms, ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol. , 1,6-hexanediol, cyclohexanedimethanol is a copolyester composed of glycol (G) whose main component is glycol selected from the group consisting of cyclohexanedimethanol.

ジカルボン酸(A)としては、芳香族ジカルボン酸と炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸を併用する必要がある。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などを挙げることができる。これらは誘導体や無水物であってもよい。これらの中でも、樹脂特性やコストパフォーマンスなどの観点からテレフタル酸とイソフタル酸が好ましい。
As dicarboxylic acid (A), it is necessary to use together aromatic dicarboxylic acid and C6-C12 aliphatic dicarboxylic acid.
Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid. These may be derivatives or anhydrides. Among these, terephthalic acid and isophthalic acid are preferable from the viewpoint of resin characteristics and cost performance.

炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸としては、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、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸などを挙げることができ、これらの中で、コストパフォーマンスなどの観点からアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸が好ましい。   Examples of the aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms include adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, and 1,10-decanedicarboxylic acid. Among these, adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid are preferable from the viewpoint of cost performance.

また、本発明の共重合ポリエステルの製造方法においては、上記した芳香族ジカルボン酸および炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸に加え、全カルボン酸に対して20モル%を超えない範囲で、コハク酸、グルタル酸、水添ダイマー酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、ダイマー酸、ドデセニルコハク酸、テルペン−マレイン酸付加体などの不飽和脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキセンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸を併用することもできる。これらは誘導体や無水物であってもよい。   Further, in the method for producing the copolyester of the present invention, in addition to the aromatic dicarboxylic acid and the aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms, the succinic acid can be used within a range not exceeding 20 mol% with respect to the total carboxylic acid. Saturated aliphatic dicarboxylic acids such as acid, glutaric acid and hydrogenated dimer acid, unsaturated aliphatic dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, dimer acid, dodecenyl succinic acid and terpene-maleic acid adduct, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid An alicyclic dicarboxylic acid such as an acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, or 1,3-cyclohexenedicarboxylic acid may be used in combination. These may be derivatives or anhydrides.

全ジカルボン酸に対する芳香族ジカルボン酸の含有割合としては50〜80モル%であることが好ましい。また、全ジカルボン酸に対する炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸の含有割合としては20〜50モル%であることが好ましい。   The content ratio of the aromatic dicarboxylic acid to the total dicarboxylic acid is preferably 50 to 80 mol%. Moreover, it is preferable that it is 20-50 mol% as a content rate of C6-C12 aliphatic dicarboxylic acid with respect to all the dicarboxylic acids.

グリコール(G)としては、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールよりなる群から選ばれる。グリコール(G)は上記したグリコールを少なくとも1種含むものであり、複数種含んでいてもよい。   The glycol (G) is selected from the group consisting of ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, and cyclohexanedimethanol. The glycol (G) contains at least one kind of the above-mentioned glycol, and may contain plural kinds.

全グリコールに対するエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールよりなる群から選ばれるグリコールの総含有割合としては、50〜100モル%であることが好ましく、80〜100モル%であることがより好ましい。   The total content of glycol selected from the group consisting of ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, and cyclohexanedimethanol with respect to all glycols is preferably 50 to 100 mol%, 80 to More preferably, it is 100 mol%.

また、上記のグリコールに加え、全グリコールに対して50モル%を超えない範囲で、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオールなどのジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの3価以上のポリオールを用いることもできる。   Further, in addition to the above-mentioned glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol and the like are within a range not exceeding 50 mol% with respect to the total glycol. Trivalent or higher polyols such as diol, trimethylolpropane and pentaerythritol can also be used.

次に、製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、以下の3工程から構成される。
エステル化反応工程:ジカルボン酸(A)とグリコール(G)をエステル化反応し、その低重合体を得る工程、
開環反応工程:エステル化反応工程で得られた低重合体と環状オリゴマーを混合し開環反応をおこなう工程、
重縮合反応工程:開環反応後の生成物のグリコールを留去し、所望の重合度の共重合ポリエステルを得る重縮合反応工程
Next, a manufacturing method will be described.
The production method of the present invention comprises the following three steps.
Esterification reaction step: a step of esterifying the dicarboxylic acid (A) and the glycol (G) to obtain a low polymer thereof,
Ring-opening reaction step: a step of mixing the low polymer obtained in the esterification reaction step and a cyclic oligomer to perform a ring-opening reaction,
Polycondensation reaction step: The polycondensation reaction step of distilling off the glycol of the product after the ring-opening reaction to obtain a copolyester having a desired degree of polymerization

まず、エステル化反応工程について説明する。
エステル化反応工程では、ジカルボン酸(A)とグリコール(G)を不活性雰囲気下、エステル化反応し、2〜10の重合度の低重合体を得る。
First, the esterification reaction step will be described.
In the esterification reaction step, the dicarboxylic acid (A) and the glycol (G) are esterified under an inert atmosphere to obtain a low polymer having a polymerization degree of 2 to 10.

反応温度は200〜280℃が好ましく、200〜260℃がより好ましい。反応時間は2〜4時間とすることが好ましい。2〜4時間にすることで、効率良く色調の良いものを得ることができる。なお、エステル化反応時間とは、所望の温度になってから、エステル化反応率が95%以上になるまでの時間とする。   The reaction temperature is preferably from 200 to 280 ° C, more preferably from 200 to 260 ° C. The reaction time is preferably 2 to 4 hours. By making it 2 to 4 hours, a thing with a good color tone can be obtained efficiently. The esterification reaction time is a time from when the desired temperature is reached until the esterification reaction rate reaches 95% or more.

次に、開環反応工程について説明する。
開環反応工程では、エステル化反応工程で得られた低重合体と、前記低重合体を構成するモノマーと同一のモノマーから構成される環状オリゴマーを混合し、常圧で環状オリゴマーを開環させる。
Next, the ring-opening reaction step will be described.
In the ring-opening reaction step, the low polymer obtained in the esterification reaction step is mixed with a cyclic oligomer composed of the same monomer as that constituting the low polymer, and the cyclic oligomer is opened at normal pressure. .

本発明において、環状オリゴマーとは、ジカルボン酸の1種類のモノマーとグリコールの1種類のモノマーが1組以上結合して環状になっているものを指す。
環状オリゴマーとしては、環状1量体から、環状3量体程度のものが好ましく用いられる。例えば、イソフタル酸−エチレングリコール環状2量体、テレフタル酸−ネオペンチルグリコール環状2量体、イソフタル酸−ネオペンチルグリコールの環状2量体、イソフタル酸−プロピレングリコール環状3量体、セバシン酸−ネオペンチルグリコール環状1量体などが挙げられ、複数種類を用いてもよい。
In the present invention, the cyclic oligomer refers to a cyclic oligomer in which one or more pairs of one monomer of dicarboxylic acid and one monomer of glycol are combined.
As the cyclic oligomer, a cyclic monomer to a cyclic trimer is preferably used. For example, isophthalic acid-ethylene glycol cyclic dimer, terephthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer, isophthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer, isophthalic acid-propylene glycol cyclic trimer, sebacic acid-neopentyl A glycol cyclic monomer may be used, and a plurality of types may be used.

環状オリゴマーの添加量は、エステル化反応によって得た低重合体100質量部に対して5〜40質量部とすることが必要で、10〜35質量部とすることが好ましい。添加量が5質量部未満であると、エステル化反応時間が短縮されず、生産効率は改善されないので好ましくない。一方、添加量が40質量部を超えると、環状オリゴマーを開環させるための時間が長くなり、生産効率は改善されないので好ましくない。   The addition amount of the cyclic oligomer is required to be 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the low polymer obtained by the esterification reaction, and preferably 10 to 35 parts by mass. If the addition amount is less than 5 parts by mass, the esterification reaction time is not shortened and the production efficiency is not improved, which is not preferable. On the other hand, when the addition amount exceeds 40 parts by mass, the time for ring-opening the cyclic oligomer becomes long, and the production efficiency is not improved.

開環反応工程で混合される環状オリゴマーの製法は特に限定されないが、例えば、重縮合反応工程で、副生物として留出ラインから回収した留出液から抽出して得ることができる。通常、留出ラインから回収したグリコールを主成分とする留去液には、不純物として環状オリゴマーやモノマーが大量に含まれているため、溶媒を抽出して回収した留去液を精製し環状オリゴマーを得ることができる。   Although the manufacturing method of the cyclic oligomer mixed by a ring-opening reaction process is not specifically limited, For example, it can extract and obtain from the distillate collect | recovered from the distillation line as a by-product in a polycondensation reaction process. Usually, since the distillate containing glycol as a main component recovered from the distillation line contains a large amount of cyclic oligomers and monomers as impurities, the distillate recovered by extracting the solvent is purified to obtain the cyclic oligomer. Can be obtained.

低重合体と混合する環状オリゴマーは、低重合体を構成するモノマーと同一のモノマーから構成されることが必要である。このためには、例えば、同じモノマー構成のポリエステルを重縮合したときに得られる環状オリゴマーを回収しておき、次の重合の際に、その環状オリゴマーを使用すればよい。   The cyclic oligomer to be mixed with the low polymer needs to be composed of the same monomer as that constituting the low polymer. For this purpose, for example, a cyclic oligomer obtained by polycondensation of polyesters having the same monomer structure is recovered, and the cyclic oligomer may be used in the next polymerization.

開環反応温度は200〜290℃が好ましく、220〜270℃がより好ましい。反応時間としては、環状オリゴマーを開環させるため、常圧下で5〜30分とすることが好ましい。なお、開環反応時間とは、所望の温度になってから、加熱することなく吸熱反応がおこり反応温度が5℃あがるまでの時間とする。   The ring-opening reaction temperature is preferably from 200 to 290 ° C, more preferably from 220 to 270 ° C. The reaction time is preferably 5 to 30 minutes under normal pressure in order to open the cyclic oligomer. The ring-opening reaction time is the time from when the desired temperature is reached until the endothermic reaction occurs without heating and the reaction temperature rises by 5 ° C.

なお、原料モノマーと環状オリゴマーを一括で仕込み、反応させることにより、エステル化反応工程と開環反応工程を1工程とすることもできる。   In addition, an esterification reaction process and a ring-opening reaction process can also be made into 1 process by charging and reacting a raw material monomer and a cyclic oligomer collectively.

次に、重縮合工程について説明する。
重縮合工程では、開環反応工程で得られた生成物からグリコールを留去させ30〜200の重合度に達するまで重縮合反応を進める。
Next, the polycondensation step will be described.
In the polycondensation step, glycol is distilled off from the product obtained in the ring-opening reaction step, and the polycondensation reaction proceeds until a polymerization degree of 30 to 200 is reached.

反応温度は200〜290℃が好ましく、220〜270℃がより好ましい。減圧度は、0.9hPa以下が好ましく、0.75hPa以下がより好ましい。   The reaction temperature is preferably 200 to 290 ° C, more preferably 220 to 270 ° C. The degree of vacuum is preferably 0.9 hPa or less, and more preferably 0.75 hPa or less.

エステル化反応、開環反応および重縮合反応の際には、必要に応じて、アンチモン、チタン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛等の化合物から適宜選択して用いて重合をおこなう。また、リン酸、亜リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチルなどの安定剤、コバルト化合物、蛍光剤、染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような顔料、臭素化合物、リン化合物のような難燃剤等の添加物を共存させてもよい。   In the esterification reaction, ring-opening reaction, and polycondensation reaction, polymerization is performed by appropriately selecting from compounds such as antimony, titanium, germanium, tin, and zinc as necessary. Also, stabilizers such as phosphoric acid, phosphorous acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, color improvers such as cobalt compounds, fluorescent agents, dyes, pigments such as titanium dioxide, bromine compounds, phosphorus compounds, etc. An additive such as a flame retardant may coexist.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。なお、ポリエステル樹脂の物性値測定は以下の方法によりおこなった。
1.ポリエスエル樹脂の組成
H−NMR分析(日本電子製、400MHz)により求めた。
2.エステル化反応率
以下の式により計算した。
エステル化反応率={(試料1トン中に含まれる全エステル結合の当量数+試料1トン中に含まれる末端カルボキシル基の当量数)−(試料1トン中に含まれる末端カルボキシル基の当量数)}÷(試料1トン中に含まれる全エステル結合+試料1トン中に含まれる末端カルボキシル基の当量数)×100
[全エステル結合の当量数と末端カルボキシル基の当量数の合計]
試料1.0gを0.5Nの水酸化カリウムエタノール溶液20mlに溶解したのち加熱環流し加水分解させ、0.5Nの塩酸水溶液で滴定し、試料1トン中に含まれる当量数を計算した。
[末端カルボキシル基の当量数]
試料2.5gをジメチルホルムアミド20mlに溶解させ、0.1Nの水酸化ナトリウムメタノール溶液で滴定し、試料1トン中に含まれる当量数を計算した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but is not limited thereto. In addition, the physical property value measurement of the polyester resin was performed by the following method.
1. Polyester resin composition
It calculated | required by < 1 > H-NMR analysis (the JEOL make, 400MHz).
2. Esterification reaction rate Calculated according to the following equation.
Esterification reaction rate = {(equivalent number of all ester bonds contained in 1 ton of sample + equivalent number of terminal carboxyl group contained in 1 ton of sample) − (equivalent number of terminal carboxyl group contained in 1 ton of sample) )} ÷ (total ester bonds contained in 1 ton of sample + equivalent number of terminal carboxyl groups contained in 1 ton of sample) × 100
[Total number of equivalents of all ester bonds and equivalents of terminal carboxyl groups]
A sample (1.0 g) was dissolved in 20 ml of 0.5N potassium hydroxide ethanol solution, heated to reflux, hydrolyzed, and titrated with 0.5N hydrochloric acid aqueous solution, and the number of equivalents contained in 1 ton of sample was calculated.
[Equivalent number of terminal carboxyl group]
A sample of 2.5 g was dissolved in 20 ml of dimethylformamide, titrated with a 0.1N sodium hydroxide methanol solution, and the number of equivalents contained in 1 ton of sample was calculated.

以下において、環状オリゴマーの質量部は低重合体100質量部あたりの量としてする。   In the following, the mass part of the cyclic oligomer is an amount per 100 parts by mass of the low polymer.

実施例1
ジカルボン酸(A)として、イソフタル酸13.3kg、セバシン酸16.2kgを用い、グリコール(G)としてエチレングリコール5.0kg、ネオペンチルグリコール12.5kg(イソフタル酸:セバシン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=50:50:50:75(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))を用い、これらをエステル化反応槽に仕込み、圧力0.3MPa、温度240℃、窒素雰囲気下で3時間エステル化反応をおこなった。得られた低重合体は、41.5kgであった。得られた低重合体を重縮合反応槽に移送した後、イソフタル酸−エチレングリコール環状2量体を4.4kg(10.6質量部)、イソフタル酸−ネオペンチルグリコール環状2量体8.0kg(19.3質量部)を添加し、テトラブチルチタネート33g(イソフタル酸とセバシン酸の合計1モルあたり5.2×10−4モル)を添加し、常圧下で0.5時間、開環反応をおこなった。その後、0.5hPaに減圧し、260℃で4時間重縮合反応をおこない、極限粘度0.80dl/gの共重合ポリエステルを得た。これにより48.9kgの共重合ポリエステルが得られた。
Example 1
As dicarboxylic acid (A), 13.3 kg of isophthalic acid and 16.2 kg of sebacic acid were used. As glycol (G), 5.0 kg of ethylene glycol and 12.5 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: ethylene glycol: neopentyl) Glycol = 50: 50: 50: 75 (molar ratio), (G) / (A) = 1.25 (molar ratio)), these were charged into an esterification reaction vessel, pressure 0.3 MPa, temperature 240 ° C. The esterification reaction was performed for 3 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained low polymer was 41.5 kg. After transferring the obtained low polymer to a polycondensation reaction tank, 4.4 kg (10.6 parts by mass) of isophthalic acid-ethylene glycol cyclic dimer, and 8.0 kg of isophthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer. (19.3 parts by mass) was added, and 33 g of tetrabutyl titanate (5.2 × 10 −4 mol per mol of isophthalic acid and sebacic acid in total) was added, and the ring-opening reaction was performed for 0.5 hours at normal pressure. I did it. Thereafter, the pressure was reduced to 0.5 hPa, and a polycondensation reaction was performed at 260 ° C. for 4 hours to obtain a copolyester having an intrinsic viscosity of 0.80 dl / g. As a result, 48.9 kg of copolyester was obtained.

実施例2
実施例1における仕込み量を、イソフタル酸19.9kg、セバシン酸16.2kg、エチレングリコール6.2kg、ネオペンチルグリコール15.6kg(イソフタル酸:セバシン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=60:40:50:75(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))とし、50.9kgの低重合体を得た。次いで、環状オリゴマーとしてイソフタル酸−エチレングリコール環状2量体を2.9kg(5.7質量部)、イソフタル酸−ネオペンチルグリコール環状2量体を5.3kg(10.4質量部)用いて実施例1と同様にしてエステル化反応、開環反応、重縮合反応をおこなった。これにより53.2kgの共重合ポリエステルが得られた。
Example 2
The charging amount in Example 1 was 19.9 kg of isophthalic acid, 16.2 kg of sebacic acid, 6.2 kg of ethylene glycol, and 15.6 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: ethylene glycol: neopentyl glycol = 60: 40: 50:75 (molar ratio), (G) / (A) = 1.25 (molar ratio)) to obtain 50.9 kg of a low polymer. Next, 2.9 kg (5.7 parts by mass) of isophthalic acid-ethylene glycol cyclic dimer and 5.3 kg (10.4 parts by mass) of isophthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer were used as cyclic oligomers. In the same manner as in Example 1, an esterification reaction, a ring-opening reaction, and a polycondensation reaction were performed. As a result, 53.2 kg of copolyester was obtained.

実施例3
実施例1における仕込み量を、イソフタル酸13.3kg、セバシン酸16.2kg、ネオペンチルグリコール20.8kg(イソフタル酸:セバシン酸:ネオペンチルグリコール=50:50:125(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))とし、44.7kgの低重合体を得た。次いで、環状オリゴマーとしてセバシン酸−ネオペンチルグリコール環状1量体を15.0kg(33.5質量部)用いて実施例1と同様にしてエステル化反応、開環反応、重縮合反応をおこなった。これにより54.0kgの共重合ポリエステルが得られた。
Example 3
The amount of charge in Example 1 is 13.3 kg of isophthalic acid, 16.2 kg of sebacic acid, 20.8 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: neopentyl glycol = 50: 50: 125 (molar ratio), (G) /(A)=1.25 (molar ratio)), 44.7 kg of a low polymer was obtained. Subsequently, an esterification reaction, a ring-opening reaction, and a polycondensation reaction were performed in the same manner as in Example 1 using 15.0 kg (33.5 parts by mass) of sebacic acid-neopentylglycol cyclic monomer as a cyclic oligomer. As a result, 54.0 kg of copolyester was obtained.

実施例4
実施例1における仕込み量を、イソフタル酸24.9kg、セバシン酸16.2kg、エチレングリコール7.1kg、ネオペンチルグリコール18.0kg(イソフタル酸:セバシン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=65.2:34.8:50:75(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))とし、57.0kgの低重合体を得た。次いで、環状オリゴマーとしてイソフタル酸−エチレングリコール環状2量体を1.5kg(2.6質量部)、イソフタル酸−ネオペンチルグリコール環状2量体を1.5kg(2.6質量部)用いて実施例1と同様にしてエステル化反応、開環反応、重縮合反応をおこなった。これにより53.9kgの共重合ポリエステルが得られた。
Example 4
The charge in Example 1 is 24.9 kg of isophthalic acid, 16.2 kg of sebacic acid, 7.1 kg of ethylene glycol, and 18.0 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: ethylene glycol: neopentyl glycol = 65.2: 34.8: 50: 75 (molar ratio), (G) / (A) = 1.25 (molar ratio)), and 57.0 kg of a low polymer was obtained. Next, 1.5 kg (2.6 parts by mass) of isophthalic acid-ethylene glycol cyclic dimer and 1.5 kg (2.6 parts by mass) of isophthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer were used as cyclic oligomers. In the same manner as in Example 1, an esterification reaction, a ring-opening reaction, and a polycondensation reaction were performed. As a result, 53.9 kg of copolyester was obtained.

比較例1
実施例1における仕込み量を、イソフタル酸26.6kg、セバシン酸16.2kg、エチレングリコール7.4kg、ネオペンチルグリコール18.7kg(イソフタル酸:セバシン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=66.7:33.3:50:75(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))とし、60.0kgの低重合体を得た。次いで、環状オリゴマーを添加しなかった以外は実施例1と同様にしてエステル化反応、開環反応、重縮合反応をおこなった。これにより51.8kgの共重合ポリエステルが得られた。
Comparative Example 1
The charging amount in Example 1 is 26.6 kg of isophthalic acid, 16.2 kg of sebacic acid, 7.4 kg of ethylene glycol, and 18.7 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: ethylene glycol: neopentyl glycol = 66.7: 33.3: 50: 75 (molar ratio), (G) / (A) = 1.25 (molar ratio)), and 60.0 kg of a low polymer was obtained. Next, an esterification reaction, a ring-opening reaction, and a polycondensation reaction were performed in the same manner as in Example 1 except that no cyclic oligomer was added. As a result, 51.8 kg of copolyester was obtained.

比較例2
実施例1における仕込み量を、イソフタル酸24.9kg、セバシン酸16.2kg、エチレングリコール7.1kg、ネオペンチルグリコール18.0kg(イソフタル酸:セバシン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=65.2:34.8:50:75(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))とし、57.0kgの低重合体を得た。次いで、環状オリゴマーとしてイソフタル酸−エチレングリコール環状2量体を0.8kg(1.4質量部)、イソフタル酸−ネオペンチルグリコール環状2量体を1.5kg(2.6質量部)用いて実施例1と同様にしてエステル化反応、開環反応、重縮合反応をおこなった。これにより53.9kgの共重合ポリエステルが得られた。
Comparative Example 2
The charge in Example 1 is 24.9 kg of isophthalic acid, 16.2 kg of sebacic acid, 7.1 kg of ethylene glycol, and 18.0 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: ethylene glycol: neopentyl glycol = 65.2: 34.8: 50: 75 (molar ratio), (G) / (A) = 1.25 (molar ratio)), and 57.0 kg of a low polymer was obtained. Next, 0.8 kg (1.4 parts by mass) of isophthalic acid-ethylene glycol cyclic dimer and 1.5 kg (2.6 parts by mass) of isophthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer were used as cyclic oligomers. In the same manner as in Example 1, an esterification reaction, a ring-opening reaction, and a polycondensation reaction were performed. As a result, 53.9 kg of copolyester was obtained.

比較例3
実施例1における仕込み量を、イソフタル酸6.6kg、セバシン酸16.2kg、エチレングリコール3.7kg、ネオペンチルグリコール9.4kg(イソフタル酸:セバシン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=33.3:66.7:50:75(モル比)、(G)/(A)=1.25(モル比))とし、31.8kgの低重合体を得た。次いで、環状オリゴマーとしてイソフタル酸−エチレングリコール環状2量体を5.7kg(17.9質量部)、イソフタル酸−ネオペンチルグリコール環状2量体を10.3kg(32.3質量部)用いて実施例1と同様にしてエステル化反応、開環反応、重縮合反応をおこなった。これにより43.8kgの共重合ポリエステルが得られた。
Comparative Example 3
The amount charged in Example 1 was 6.6 kg of isophthalic acid, 16.2 kg of sebacic acid, 3.7 kg of ethylene glycol, and 9.4 kg of neopentyl glycol (isophthalic acid: sebacic acid: ethylene glycol: neopentyl glycol = 33.3: 66.7: 50: 75 (molar ratio), (G) / (A) = 1.25 (molar ratio)), and 31.8 kg of a low polymer was obtained. Next, 5.7 kg (17.9 parts by mass) of isophthalic acid-ethylene glycol cyclic dimer and 10.3 kg (32.3 parts by mass) of isophthalic acid-neopentyl glycol cyclic dimer were used as cyclic oligomers. In the same manner as in Example 1, an esterification reaction, a ring-opening reaction, and a polycondensation reaction were performed. As a result, 43.8 kg of copolyester was obtained.

実施例1〜4、比較例1〜3のポリエステルの製造において要したエステル化反応時間、開環反応時間、重縮合反応時間をそれぞれ表1に示す。   Table 1 shows the esterification reaction time, ring-opening reaction time, and polycondensation reaction time required in the production of the polyesters of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3.

表1から明らかなように、実施例1〜3の製造方法では、縮重合反応工程以前の反応時間、すなわち、エステル化反応時間と縮重合反応時間の合計時間は3.5時間であった。
一方、比較例1では、環状オリゴマーを添加しなかったため、エステル化反応時間に5.0時間を要し、生産効率が悪かった。比較例2では、環状オリゴマーの添加量が少なすぎたため、エステル化反応時間に4.5時間を要し、生産効率が悪かった。比較例3では、環状オリゴマーの添加量が多すぎたため、開環反応に2.0時間を要し、生産効率が悪かった。
As is apparent from Table 1, in the production methods of Examples 1 to 3, the reaction time before the condensation polymerization reaction step, that is, the total time of the esterification reaction time and the condensation polymerization reaction time was 3.5 hours.
On the other hand, in Comparative Example 1, since the cyclic oligomer was not added, the esterification reaction time required 5.0 hours, and the production efficiency was poor. In Comparative Example 2, since the addition amount of the cyclic oligomer was too small, the esterification reaction time required 4.5 hours, and the production efficiency was poor. In Comparative Example 3, since the amount of cyclic oligomer added was too large, the ring-opening reaction took 2.0 hours, and the production efficiency was poor.

Claims (1)

芳香族ジカルボン酸および炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸(A)と、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールよりなる群から選ばれるグリコールを主成分とするグリコール(G)からなるポリエステルの製造方法であって、以下の工程からなることを特徴とする共重合ポリエステルの製造方法。
エステル化反応工程:ジカルボン酸(A)とグリコール(G)をエステル化反応し、その低重合体を得る工程、
開環反応工程:エステル化反応工程で得られた低重合体100質量部と前記低重合体を構成するモノマーと同一のモノマーから構成される環状オリゴマー5〜40質量部を混合し開環反応をおこなう工程、および
重縮合反応工程:開環反応後の生成物の重縮合反応をおこなう工程
The group which consists of dicarboxylic acid (A) which has aromatic dicarboxylic acid and C6-C12 aliphatic dicarboxylic acid as a main component, and ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol, 1,6-hexanediol, and cyclohexanedimethanol A method for producing a polyester comprising a glycol (G) comprising as a main component a glycol selected from the following, which comprises the following steps.
Esterification reaction step: a step of esterifying the dicarboxylic acid (A) and the glycol (G) to obtain a low polymer thereof,
Ring-opening reaction step: 100 parts by mass of the low polymer obtained in the esterification reaction step and 5 to 40 parts by mass of a cyclic oligomer composed of the same monomer as that constituting the low polymer are mixed to carry out the ring-opening reaction. Process to perform and polycondensation reaction process: Process to perform polycondensation reaction of product after ring-opening reaction
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