JP2013091732A - Method for producing polyester - Google Patents

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淳 中島
Gen Hayashi
玄 林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polyester which is improved in crystallinity and easily dried.SOLUTION: In a method for producing a polyester, antimony trioxide obtained through the following steps 1 and 2 is added, the polyester being produced by subjecting terephthalic acid or an ester forming derivative thereof and ethylene glycol to transesterification or an esterification reaction and then to polycondensation in the presence of an antimony trioxide compound. A step of mixing antimony trioxide and ethylene glycol to produce a solution containing the antimony trioxide with an concentration of 10 wt.% or less... (Step 1) and a step of condensing the ethylene glycol solution of the antimony trioxide solution obtained through the step 1 to increase the concentration of the antimony trioxide up to 50 wt.% or above...(Step 2).

Description

本発明は、繊維、フィルム、シートおよび中空成形体などに用いられるポリエステルの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、結晶化特性と異物の少ないことを両立したテレフタル酸とエチレングリコールを主体とするポリエチレンテレフタレートの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a polyester used for fibers, films, sheets, hollow molded articles and the like. More specifically, the present invention relates to a method for producing polyethylene terephthalate mainly composed of terephthalic acid and ethylene glycol, which achieves both crystallization characteristics and less foreign matter.

ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートは、機械的性質および化学的性質が共に優れているため、工業的価値が高く、繊維、フィルム、シートおよび中空成形体などに広く使用されている。   Polyester, particularly polyethylene terephthalate, is excellent in both mechanical properties and chemical properties, and thus has high industrial value and is widely used for fibers, films, sheets, hollow molded articles and the like.

一般にポリエステル、とくにポリエチレンテレフタレートの製造方法としては、テレフタル酸などのジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールからポリエステルの低重合体を製造し、このポリエステルの低重合体を高温、高真空下または窒素などの不活性ガス下で重縮合反応をさせてポリエステルを製造後、ストランド状に押し出して切断しペレット化する。次にこのペレット化したポリエステルを乾燥後押し出し成形するなどの方法でポリエステル成型品を製造する方法が採用される。   In general, a method for producing polyester, particularly polyethylene terephthalate, is to produce a low polymer of polyester from dicarboxylic acid such as terephthalic acid or its ester-forming derivative and ethylene glycol, and this low polymer of polyester is subjected to high temperature, high vacuum or A polyester is produced by a polycondensation reaction under an inert gas such as nitrogen, and then extruded into strands to be cut and pelletized. Next, a method of producing a polyester molded product by a method such as drying and extruding the pelletized polyester is employed.

上記押し出し成形前の乾燥はペレット化したポリエステルを高真空下または窒素などの不活性ガス下で120〜180℃に加熱することで行われるが、乾燥時にチップ同士の融着が発生し、工程のトラブルにつながることがある。この対策として、乾燥にあたり、事前にポリエステルペレットを結晶化させる方法が知られており、例えばチップの表面に物理的な力を与えて、表面粗度を変える方法、水分を存在させて結晶性を向上させる方法などが提案されていた。しかし、これらの方法はポリエステルの製造工程において、乾燥工程の前に結晶化工程を追加する必要があり、満足できるものではなかった。(特許文献1〜3)。   The drying before the extrusion is performed by heating the pelletized polyester to 120 to 180 ° C. under a high vacuum or an inert gas such as nitrogen. May lead to trouble. As measures against this, there is known a method of crystallizing polyester pellets in advance before drying.For example, a method of changing the surface roughness by applying a physical force to the surface of the chip, and the presence of moisture to improve the crystallinity. A method to improve it was proposed. However, these methods are not satisfactory because a crystallization step needs to be added before the drying step in the polyester production step. (Patent Documents 1 to 3).

また磁気記録媒体用途や偏光板離型用途等ポリエステルの用途が高度化するにつれてポリエステル中の異物の低減がますます必要になりつつあり触媒起因の異物などの減少が提案されている(特許文献4)。しかし触媒起因の異物は減少できても結晶化特性と異物の少ないことの両立の観点からは満足できるものではなかった。   In addition, as the use of polyester such as magnetic recording media and polarizing plate release becomes more advanced, it is becoming increasingly necessary to reduce foreign matters in the polyester, and reduction of foreign matters caused by catalysts has been proposed (Patent Document 4). ). However, even though the catalyst-derived foreign matter can be reduced, it is not satisfactory from the viewpoint of achieving both crystallization characteristics and low foreign matter.

特開平5−255490号公報JP-A-5-255490 特開平7−108528号公報JP-A-7-108528 特開平7−329058号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-329058 再表2007/072893号公報No. 2007/072893

そこで本発明の目的は、結晶性に優れ、乾燥時に融着の起こりにくく、かつ異物の少ないことを両立したポリエステルの製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a polyester which is excellent in crystallinity, hardly causes fusion at the time of drying, and has both foreign matters.

本発明者らは、上記の課題を検討した結果、ポリエステルの重縮合触媒であるアンチモン化合物についてポリエステルの製造工程に添加する前に特定の処理を行うと、ポリエステルの結晶性が特異的に良好になり、乾燥時の融着が発生しにくくなることを見出した。   As a result of examining the above-mentioned problems, the present inventors have found that the antimony compound, which is a polyester polycondensation catalyst, is subjected to a specific treatment before being added to the polyester production process, whereby the crystallinity of the polyester is particularly good. Thus, it was found that fusion during drying hardly occurs.

即ち本発明は、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体ならびにエチレングリコールを、エステル交換反応または、エステル化反応した後、三酸化アンチモン化合物の存在下で重縮合してポリエステルを製造するに際して、下記工程1および2で得た三酸化アンチモン化合物を添加することを特徴とするポリエステルの製造方法に関するものである。   That is, in the present invention, terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof and ethylene glycol are subjected to a transesterification reaction or an esterification reaction, and then polycondensed in the presence of an antimony trioxide compound to produce a polyester. And an antimony trioxide compound obtained in 2 above is added.

三酸化アンチモンとエチレングリコールを混合して三酸化アンチモンの濃度が10重量%以下の溶液を製造する工程・・・・・・(工程1)
工程1で得られた三酸化アンチモン溶液のエチレングリコール溶液を濃縮して濃度50重量%以上にする工程・・・・・・(工程2)
Step of mixing antimony trioxide and ethylene glycol to produce a solution having an antimony trioxide concentration of 10% by weight or less (step 1)
Step of concentrating the ethylene glycol solution of the antimony trioxide solution obtained in step 1 to a concentration of 50% by weight or more (step 2)

本発明によれば、結晶性の良いポリエステルを提供できるので乾燥時の融着が発生しにくくなり、特段の結晶化工程を付加しなくても安定して乾燥できるポリエステルを製造することが可能になる。   According to the present invention, a polyester having good crystallinity can be provided, so that fusion during drying is less likely to occur, and it is possible to produce a polyester that can be stably dried without adding a special crystallization step. Become.

次に、本発明を詳細に説明する。   Next, the present invention will be described in detail.

本発明で用いられるポリエステル樹脂の構成成分としては、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分としてエチレングリコールを挙げることができる。   Examples of the constituent component of the polyester resin used in the present invention include terephthalic acid as the dicarboxylic acid component and ethylene glycol as the diol component.

ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸が好適に用いられる。   As the dicarboxylic acid component, terephthalic acid is preferably used.

また、ジカルボン酸成分には、5モル%未満の2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウムおよびこれらのアルキルエステルなどの芳香族ジカルボン酸成分、アジピン酸、セバシン酸、およびこれらのアルキルエステルなどの脂肪族ジカルボン酸成分、1,4シクロヘキサンジカルボン酸およびこれらのアルキルエステルなどの脂環族ジカルボン酸成分、トリメリット酸やピロメリット酸等の3以上の官能基を有する成分を含んでいても良い。   The dicarboxylic acid component includes less than 5 mol% of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, sodium sulfoisophthalate and alkyl esters thereof, and adipic acid. , Sebacic acid and aliphatic dicarboxylic acid components such as alkyl esters thereof, alicyclic dicarboxylic acid components such as 1,4 cyclohexane dicarboxylic acid and alkyl esters thereof, and three or more functionalities such as trimellitic acid and pyromellitic acid A component having a group may be included.

また、グリコール成分としては、5モル%未満のジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、1,4シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、イソソルベート等、トリメチロールプロパンやペンタエリスリトール等の3以上の官能基を有する成分を含んでもよい。   The glycol component includes less than 5 mol% of diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, 1,4 cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, spiroglycol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, isosorbate, and the like, trimethylolpropane and pentane. A component having three or more functional groups such as erythritol may be included.

本発明のポリエステルは公知のポリエステルの製造方法を適用できるが、例えば、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするグリコール成分、必要に応じて使用される共重合成分などをエステル化反応させてポリエステルの低分子量体を得るエステル化工程、またはジメチルテレフタレートなどのジカルボン酸成分のエステル化合物とグリコール成分をエステル交換反応させてポリエステルの低分子量体を得るエステル交換工程に引き続き、得られた低分子量体を重縮合反応槽に移送し、溶融重縮合反応させる溶融重縮合工程によりポリエステルを製造した後、重合装置下部からストランド状に吐出し、ストランドを水で冷しながらカッターによってカッティングしてペレットにする方法により製造できる。   For the polyester of the present invention, known polyester production methods can be applied. For example, a dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as a main component and a glycol component containing ethylene glycol as a main component, a copolymer component used as necessary, etc. Following the esterification step to obtain a low molecular weight product of polyester by esterification reaction, or the transesterification step to obtain a low molecular weight product of polyester by transesterifying the ester compound of a dicarboxylic acid component such as dimethyl terephthalate with a glycol component. The obtained low molecular weight material is transferred to a polycondensation reaction tank, and after producing a polyester by a melt polycondensation process in which a melt polycondensation reaction is performed, the polyester is discharged in a strand form from the lower part of the polymerization apparatus, and the strand is cooled with water by a cutter Manufactured by cutting into pellets Kill.

本発明においては、ポリエステルの溶融重縮合反応する際の触媒として、下記の工程1、工程2を含む工程で処理された三酸化アンチモンを使用する。   In the present invention, antimony trioxide treated in the steps including the following step 1 and step 2 is used as a catalyst for the melt polycondensation reaction of polyester.

三酸化アンチモンとエチレングリコールを混合して三酸化アンチモン濃度が10重量%以下の溶液を製造する工程・・・・・・(工程1)
工程1で得られた三酸化アンチモン溶液のエチレングリコールの一部を溜去して濃度重量50%以上にする工程・・・・・・(工程2)
ここで使用される三酸化アンチモンとはポリエステルの重縮合触媒として使用できる三酸化アンチモンであれば特に制限はないが、好ましくは三酸化アンチモン濃度が99.5重量%以上の純度の高いものが、得られたポリエステル中の異物がなく良好である。まず、工程1では三酸化アンチモンとエチレングリコールを混合し、三酸化アンチモンの濃度が10重量%以下の溶液を製造する。三酸化アンチモンの濃度が10重量%を超えると、ポリエステルの結晶性が不良になるほか、ポリエステル中に異物、特にアンチモン化合物の塊が発生するので好ましくない。
Step of mixing antimony trioxide and ethylene glycol to produce a solution having an antimony trioxide concentration of 10% by weight or less (step 1)
A step of distilling off a portion of the ethylene glycol of the antimony trioxide solution obtained in step 1 to a concentration weight of 50% or more (step 2)
The antimony trioxide used here is not particularly limited as long as it is an antimony trioxide that can be used as a polyester polycondensation catalyst. Preferably, the antimony trioxide has a high purity with an antimony trioxide concentration of 99.5% by weight or more. There is no foreign matter in the obtained polyester, which is good. First, in step 1, antimony trioxide and ethylene glycol are mixed to produce a solution having an antimony trioxide concentration of 10% by weight or less. If the concentration of antimony trioxide exceeds 10% by weight, the crystallinity of the polyester becomes poor, and foreign matter, particularly a lump of an antimony compound, is generated in the polyester.

工程1において、三酸化アンチモンの濃度が0.1重量%以上5重量%以下であると、ポリエステルの異物が一層少なくなるので好ましい。   In Step 1, it is preferable that the concentration of antimony trioxide is 0.1 wt% or more and 5 wt% or less because the foreign matters of polyester are further reduced.

工程1の段階で三酸化アンチモンのエチレングリコール溶液を製造する方法としては、三酸化アンチモンとエチレングリコールを常温で攪拌する方法、100℃以上で加熱する方法などを採用できるが、120℃以上160℃以下で加熱する方法がポリエステル中の異物の生成防止の点で好ましい。   As a method for producing an ethylene glycol solution of antimony trioxide at the stage of step 1, a method of stirring antimony trioxide and ethylene glycol at room temperature, a method of heating at 100 ° C. or higher, and the like can be adopted. The method of heating below is preferable in terms of preventing the formation of foreign matters in the polyester.

なお、工程1については、三酸化アンチモンが溶け残ることがある。特に常温においては、溶解しきれずにスラリー状(またはペースト状)になることもあるが、効果上は差し支えない。   In Step 1, antimony trioxide may remain undissolved. In particular, at normal temperature, it may not be completely dissolved and may be in the form of a slurry (or a paste), but there is no problem in terms of the effect.

工程2の段階においては工程1で得られた三酸化アンチモンの溶液またはスラリーを加熱して、エチレングリコールの一部を溜去し、三酸化アンチモン濃度を50重量%以上とする。     In the step 2, the antimony trioxide solution or slurry obtained in the step 1 is heated to distill a part of ethylene glycol, so that the concentration of antimony trioxide is 50% by weight or more.

工程2の段階において三酸化アンチモンの濃度が50重量%未満であると、ポリエステル中の異物は少ないものの、結晶性の改善が見られず、乾燥時の融着防止の効果が現れない。   If the concentration of antimony trioxide in the step 2 is less than 50% by weight, the foreign matter in the polyester is small, but the crystallinity is not improved, and the effect of preventing fusion during drying does not appear.

工程2の段階において、三酸化アンチモンの濃度が70〜90重量%であると、ポリエステルの結晶性が更に改善し,また異物が少なくなるので好ましい。   In the step 2, the concentration of antimony trioxide is preferably 70 to 90% by weight because the crystallinity of the polyester is further improved and foreign matters are reduced.

工程2の段階で、三酸化アンチモンの濃度を50重量%以上にする処理方法としては、例えば、工程1の段階で得られた三酸化アンチモンの溶液、あるいはスラリーを容器である缶に注ぎ入れてエチレングリコールの沸点に加熱して溜去する方法など公知の方法が採用できる。   As a treatment method for setting the concentration of antimony trioxide to 50% by weight or more in the step 2 step, for example, the antimony trioxide solution or slurry obtained in the step 1 step is poured into a can which is a container. A known method such as a method of heating to the boiling point of ethylene glycol and distilling can be employed.

工程2の三酸化アンチモン溶液の濃縮溶液の添加時期はエステル化反応後、あるいは重縮合の後半より前の工程で添加すると、得られたポリエステルの色調が良好、すなわちb値が低くなり、またポリエステル中の異物発生が少なくなるので好ましい。なお、重縮合触媒の添加量があまりに少ないと、重合反応が円滑に進まず、重合度の低いオリゴマーを多量に含有することになり、重合反応中に熱分解を併発し成形品の表面欠点を誘発する。一方、多すぎると、得られたポリマーの耐熱性が不良になり、ポリマーの着色などの問題点が発生することがあるので、ポリエステル中のアンチモン元素量として50〜500ppmが好ましい。   When the concentrated solution of the antimony trioxide solution in Step 2 is added after the esterification reaction or in the step before the latter half of the polycondensation, the color tone of the obtained polyester is good, that is, the b value is low. This is preferable because the generation of foreign matter inside is reduced. If the addition amount of the polycondensation catalyst is too small, the polymerization reaction will not proceed smoothly, and a large amount of oligomers with a low degree of polymerization will be contained. Trigger. On the other hand, if the amount is too large, the heat resistance of the obtained polymer becomes poor, and problems such as coloring of the polymer may occur. Therefore, the amount of antimony element in the polyester is preferably 50 to 500 ppm.

また本発明の製造方法で得られたポリエステルは、ポリエステル中のアンチモン元素含有粒子数の50%以上、好ましくは80%以上が酸素元素を含有していることが一つの特徴である。本発明の工程1、工程2の処理を行った三酸化アンチモンを使用するとポリエステルの結晶性が良好になり、乾燥工程における耐融着性が向上する。耐融着性の良否はDSC(示差走査熱量計)の昇温結晶化温度で測定出来る。本発明の工程1、工程2の処理を行った三酸化アンチモンを使用するとポリエステルの結晶性が良好になるメカニズムは明確ではないが、酸素元素を有するアンチモン元素含有粒子がポリエステルの結晶化の核材になるためと推定する。   Further, the polyester obtained by the production method of the present invention is characterized in that 50% or more, preferably 80% or more, of the number of antimony element-containing particles in the polyester contains an oxygen element. When antimony trioxide subjected to the treatments in Step 1 and Step 2 of the present invention is used, the crystallinity of the polyester is improved and the anti-fusing property in the drying step is improved. Whether the anti-fusing property is good or not can be measured by the temperature rising crystallization temperature of DSC (differential scanning calorimeter). Although the mechanism by which the crystallinity of the polyester is improved when the antimony trioxide subjected to the treatments in Step 1 and Step 2 of the present invention is used is not clear, the antimony element-containing particles having an oxygen element are the core material for crystallization of the polyester. Estimated to be.

本発明のポリエステルの用途は特に制限はないが、繊維、フィルム、中空成型品などに適用できる。   The use of the polyester of the present invention is not particularly limited, but can be applied to fibers, films, hollow molded articles and the like.

本発明で得られたポリエステルを用いてフィルムに成形する際の具体例を以下説明する。   A specific example of molding into a film using the polyester obtained in the present invention will be described below.

ポリエステル樹脂ペレットを150℃で6時間乾燥し、次いで溶融押出機に投入し、押出機に備え付けたスリット口金から連続して溶融シートを押し出す。押し出された溶融シートは、静電印加法によって鏡面冷却ドラムに密着させ、非晶性のキャストシートを得る。フィルムを積層フィルムとする際には、2台以上の押出機を用いてポリマーを別途溶融し、溶融したポリマーを積層ブロックや口金で合流させて積層させることで得ることができる。   The polyester resin pellets are dried at 150 ° C. for 6 hours, then charged into a melt extruder, and a molten sheet is continuously extruded from a slit die provided in the extruder. The extruded molten sheet is brought into close contact with the mirror cooling drum by an electrostatic application method to obtain an amorphous cast sheet. When making a film into a laminated | multilayer film, it can obtain by melt | dissolving a polymer separately using 2 or more extruders, and making the fuse | melted polymer merge by a laminated block or a nozzle | cap | die, and laminating | stacking.

得られた非晶性のシートは、次いで、種々の延伸法、たとえば、ロール延伸法あるいはテンター延伸法により一軸もしくは二軸に延伸して巻き取る。延伸の順序は逐次でも同時でもいずれでも良い。   The obtained amorphous sheet is then wound by being stretched uniaxially or biaxially by various stretching methods such as a roll stretching method or a tenter stretching method. The order of stretching may be either sequential or simultaneous.

ここで、延伸工程において縦方向への延伸とは、フィルムに長手方向の分子配向を与えるための延伸をいい、例えば、延伸ロールを用いてロールの周速差により施される。この延伸は1段階で行ってもよく、また複数本のロール対を使用して多段階に行っても良い。延伸の倍率は、2〜15倍が好ましく、より好ましくは2.5〜7倍である。   Here, in the stretching step, stretching in the longitudinal direction refers to stretching for imparting molecular orientation in the longitudinal direction to the film. For example, the stretching is performed by a difference in peripheral speed between rolls using a stretching roll. This stretching may be performed in one stage, or may be performed in multiple stages using a plurality of roll pairs. The draw ratio is preferably 2 to 15 times, more preferably 2.5 to 7 times.

また、横方向の延伸とは、フィルムに幅方向の配向を与えるための延伸をいい、例えば、テンターを用いてフィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して幅方向に延伸する。延伸の倍率は、2〜10倍が好ましい。   The stretching in the transverse direction refers to stretching for giving the film an orientation in the width direction. For example, the film is stretched in the width direction by transporting the film while holding both ends of the film with clips using a tenter. The stretching ratio is preferably 2 to 10 times.

同時二軸延伸の場合は、テンター内にてフィルムの両端をクリップで把持しながら搬送しつつ、縦方向および横方向に同時に延伸するものであり、この方法を用いてもよい。   In the case of simultaneous biaxial stretching, the film is stretched simultaneously in the longitudinal direction and the lateral direction while being conveyed while being gripped by clips in the tenter, and this method may be used.

このようして二軸延伸されたフィルムは、平面性と寸法安定性を付与するためにテンター内で延伸温度以上融点以下の熱処理を行うことが好ましく、均一に除冷後、室温まで冷やして巻き取られる。本発明で得られるポリエステル樹脂ペレットを使用したフィルムにおいては、平面性と寸法安定性などの点から、熱処理温度は120〜240℃であることが好ましい。   The film biaxially stretched in this way is preferably subjected to a heat treatment at a temperature not lower than the stretching temperature and not higher than the melting point in the tenter in order to impart flatness and dimensional stability. After uniform cooling, the film is cooled to room temperature and wound. Taken. In the film using the polyester resin pellet obtained in the present invention, the heat treatment temperature is preferably 120 to 240 ° C. from the viewpoint of flatness and dimensional stability.

また、易接着層や粒子層等を形成する場合は、グラビアコートやメタリングバーなどのコーティング技術を用いて、延伸前または縦延伸と横延伸の間でコーティング成分をインラインで塗布してもよいし、延伸後オフラインコーティングしてもよい。   In addition, when forming an easy-adhesion layer or a particle layer, the coating component may be applied in-line before stretching or between longitudinal stretching and lateral stretching using a coating technique such as gravure coating or metering bar. In addition, offline coating may be performed after stretching.

以下に実施例で本発明を具体的に説明する。
(1)固有粘度
o−クロロフェノールを用いて25℃で測定した。
(2)ポリマー中のアンチモン、マグネシウム、リン元素量の定量
理学電機(株)製蛍光X線分析装置(型番:3270)を用いて測定した。
(3)ポリマー中のリチウム元素量の定量
原子吸光分析法(日立製作所製:偏光ゼーマン原子吸光光度計180−80。フレーム:アセチレン−空気)を用いて測定した。
(4)ポリマーの耐融着性(結晶性の良否、昇温結晶化温度)の測定方法
測定するサンプルを約10mg秤量し、アルミニウム製パン、パンカバーを用いて封入し、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製 DSC7型)によって測定した。測定においては窒素雰囲気中で20℃から285℃まで16℃/分の速度で昇温した後、液体窒素を用いて急冷し、再び窒素雰囲気中で20℃から285℃まで16℃/分の速度で昇温する。この2度目の昇温過程で140〜200℃の間に発生する発熱ピーク(Tc)の温度を求め、165℃以下を良好(○)、165℃を越え、170℃以下を使用可能(△)、170℃を越えるものを使用不可(×)とした。
(5)ポリエステル組成物の異物個数
測定するサンプルを300gのポリエステル中の異物を肉眼で観察し、異物の大きさをキーエンス社製デジタル顕微鏡VH−8000で観察して、ポリエステル組成物中にある異物(最大直径50μm以上)の個数を確認し、300gあたり5個以下を少ない(○)、300gあたり5個を越え10個以下を使用可能(△)、300gあたり10個を越えるものを使用不可(×)とした。
(6)ポリエステル樹脂中の酸素元素を含むアンチモン粒子個数比率の測定
(ポリエステル中のアンチモン粒子取り出し)
ポリエステル樹脂3gをフェノールと1,1,2,2テトラクロロエタンの混合溶媒に溶解し、1μmのメンブレンフィルタで濾過した。
The present invention will be specifically described below with reference to examples.
(1) Intrinsic viscosity It measured at 25 degreeC using o-chlorophenol.
(2) Quantitative determination of antimony, magnesium and phosphorus elements in the polymer The amount was measured using a fluorescent X-ray analyzer (model number: 3270) manufactured by Rigaku Corporation.
(3) Quantitative atomic absorption analysis of the amount of lithium element in the polymer (Hitachi, Ltd .: polarization Zeeman atomic absorption photometer 180-80, frame: acetylene-air).
(4) Measuring method of polymer fusing resistance (quality of crystallinity, temperature rising crystallization temperature) About 10 mg of a sample to be measured is weighed and sealed with an aluminum pan and pan cover, and a differential scanning calorimeter ( It was measured by Perkin Elmer DSC7 type). In the measurement, the temperature was raised from 20 ° C. to 285 ° C. at a rate of 16 ° C./min in a nitrogen atmosphere, then rapidly cooled using liquid nitrogen, and again from 20 ° C. to 285 ° C. in the nitrogen atmosphere at a rate of 16 ° C./min Raise the temperature. The temperature of the exothermic peak (Tc) generated between 140 and 200 ° C. in the second temperature raising process is obtained, and 165 ° C. or lower is good (◯), and 165 ° C. is exceeded and 170 ° C. or lower can be used (Δ). Those exceeding 170 ° C. were regarded as unusable (×).
(5) A sample for measuring the number of foreign matters in the polyester composition is observed with naked eyes for foreign matters in 300 g of polyester, and the size of the foreign matters is observed with a digital microscope VH-8000 manufactured by Keyence Corporation. Confirm the number of (maximum diameter 50μm or more), less than 5 or less per 300g (○), more than 5 per 300g and 10 or less can be used (△), more than 10 per 300g can not be used ( X).
(6) Measurement of number ratio of antimony particles containing oxygen element in polyester resin (removal of antimony particles in polyester)
3 g of the polyester resin was dissolved in a mixed solvent of phenol and 1,1,2,2 tetrachloroethane and filtered through a 1 μm membrane filter.

(アンチモン元素を含む粒子の特定)
さらに白金パラジウムで蒸着して日立ハイテク社製走査電子顕微鏡(SEM)の反射電子モードで濾上の粒子を探索し、エネルギー分散X線分光法(EDX)で元素分析を行い、アンチモン元素を含む粒子であることを特定し、100個の測定結果から、酸素元素のピークを持つ粒子の個数を百分率で求めた。
実施例1
(三酸化アンチモン溶液の調製)
エチレングリコール98重量部に三酸化アンチモンを2重量部添加し、攪拌しながら常圧下、150℃まで加熱し、4時間熱処理を実施し、三酸化アンチモンをエチレングリコールに溶解させた後、常温まで冷却し、アンチモン溶液を調製した。(工程1)
次にアンチモン溶液を13.3KPa・absの減圧下で140℃に加熱し、三酸化アンチモンとしての濃度が65重量%となるようにエチレングリコールを留去させた。(工程2)
(ポリエステルの製造)
テレフタル酸41.1重量部からなるテレフタル酸とエチレングリコールの反応物であるビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート(以下、BHTという)46.4重量部を予め255℃の溶融状態で貯留させ、さらにテレフタル酸45.3重量部とエチレングリコール19.5重量部からなるスラリーを別に設けた混合槽に用意し、反応槽の温度を保ち定量供給しながら、水を留出させ、エステル化反応させた。反応を開始してから4時間40分後にエステル化を終了し、この反応生成物であるBHTを重縮合反応槽に移し、トリメチルフォスフェート0.0196重量部添加した。次いで、酢酸マグネシウム・4水和物0.0573重量部、酢酸リチウム・2水和物0.001重量部、三酸化アンチモン溶液0.018重量部を添加して、40分で高真空になるまで減圧するとともに290℃まで加熱、昇温して重縮合反応を行い、目標固有粘度に到達まで実施した。反応終了後、重縮合反応槽底部にある口金より冷水中にストランド状に吐出し、押し出しカッターによって円柱状のペレット化した。得られたポリエチレンテレフタレートは100重量部であり、表2に示すように結晶性は良好、異物は少なかった。
実施例2〜10
工程1の三酸化アンチモンとEGの比率を変更または、工程1の三酸化アンチモン溶解時の温度を変更した他は、実施例1と同様の方法で実施した。工程1濃度により工程2のEG溜去量を変更し、工程2後の濃度が一定になるようにした。その結果、表1に示すようにポリマーの耐融着性、異物とも良好であった。
実施例11〜19
工程2のEG溜去量または温度を変更した他は、実施例1と同様の方法で実施した。その結果、表1に示すようにポリマーの耐融着性、異物とも使用可能レベルであった。
比較例1
工程1の三酸化アンチモンとEGの比率を変更して、工程1の三酸化アンチモン濃度を11重量%にした以外は、実施例1と同様に実験を行った。結晶化特性は使用不可であったほか異物個数についても使用不可であった。
比較例2
工程2のEGの溜去量を変更して、工程2の三酸化アンチモン濃度を45重量%にした以外は、実施例1と同様に実験を行った。異物個数は使用可能であったが結晶化特性は使用不可であった。
(Identification of particles containing antimony element)
Particles containing antimony element are further deposited by platinum palladium, searched for particles on the filter in the reflected electron mode of Hitachi High-Tech scanning electron microscope (SEM), and subjected to elemental analysis by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). From the 100 measurement results, the number of particles having an oxygen element peak was determined as a percentage.
Example 1
(Preparation of antimony trioxide solution)
Add 2 parts by weight of antimony trioxide to 98 parts by weight of ethylene glycol, heat to 150 ° C under normal pressure with stirring, perform heat treatment for 4 hours, dissolve antimony trioxide in ethylene glycol, and cool to room temperature An antimony solution was prepared. (Process 1)
Next, the antimony solution was heated to 140 ° C. under a reduced pressure of 13.3 KPa · abs to distill off ethylene glycol so that the concentration as antimony trioxide was 65% by weight. (Process 2)
(Manufacture of polyester)
46.4 parts by weight of bis-β-hydroxyethyl terephthalate (hereinafter referred to as “BHT”), which is a reaction product of terephthalic acid and ethylene glycol, consisting of 41.1 parts by weight of terephthalic acid was previously stored in a molten state at 255 ° C. A slurry consisting of 45.3 parts by weight of acid and 19.5 parts by weight of ethylene glycol was prepared in a separate mixing tank, and water was distilled off while conducting a constant amount supply while maintaining the temperature of the reaction tank to cause esterification. Esterification was completed 4 hours and 40 minutes after the start of the reaction, and BHT as this reaction product was transferred to a polycondensation reaction tank, and 0.0196 parts by weight of trimethyl phosphate was added. Next, 0.0573 parts by weight of magnesium acetate tetrahydrate, 0.001 part by weight of lithium acetate dihydrate, and 0.018 part by weight of antimony trioxide solution are added until a high vacuum is reached in 40 minutes. While reducing the pressure, the mixture was heated to 290 ° C. and heated to carry out a polycondensation reaction until the target intrinsic viscosity was reached. After the reaction was completed, the strands were discharged into cold water from the die at the bottom of the polycondensation reaction tank, and formed into a cylindrical pellet by an extrusion cutter. The obtained polyethylene terephthalate was 100 parts by weight, and as shown in Table 2, the crystallinity was good and there were few foreign matters.
Examples 2-10
The same procedure as in Example 1 was performed except that the ratio of antimony trioxide and EG in step 1 was changed or the temperature at the time of dissolution of antimony trioxide in step 1 was changed. The amount of EG collected in step 2 was changed depending on the concentration of step 1 so that the concentration after step 2 was constant. As a result, as shown in Table 1, the fusion resistance of the polymer and the foreign matter were both good.
Examples 11-19
The same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of EG distilled off or the temperature in Step 2 was changed. As a result, as shown in Table 1, the anti-fusing property of the polymer and the foreign matter were at a usable level.
Comparative Example 1
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the ratio of antimony trioxide and EG in step 1 was changed to make the concentration of antimony trioxide in step 1 11% by weight. The crystallization characteristics were not usable and the number of foreign matters was not usable.
Comparative Example 2
The experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of EG collected in Step 2 was changed and the antimony trioxide concentration in Step 2 was changed to 45% by weight. The number of foreign materials was usable, but the crystallization characteristics were not usable.

Figure 2013091732
Figure 2013091732

Figure 2013091732
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Claims (1)

テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体ならびにエチレングリコールを、エステル交換反応または、エステル化反応した後、三酸化アンチモン化合物の存在下で重縮合してポリエステルを製造するに際して、下記工程1および2で得た三酸化アンチモン化合物を添加することを特徴とするポリエステルの製造方法。
三酸化アンチモンとエチレングリコールを混合して三酸化アンチモンの濃度が10重量%以下の溶液を製造する工程・・・・・・(工程1)
工程1で得られた三酸化アンチモン溶液のエチレングリコール溶液を濃縮して濃度50重量%以上にする工程・・・・・・(工程2)
When polyester was produced by transesterification or esterification of terephthalic acid or its ester-forming derivative and ethylene glycol in the presence of an antimony trioxide compound, it was obtained in the following steps 1 and 2. A method for producing a polyester, comprising adding an antimony trioxide compound.
Step of mixing antimony trioxide and ethylene glycol to produce a solution having an antimony trioxide concentration of 10% by weight or less (step 1)
Step of concentrating the ethylene glycol solution of the antimony trioxide solution obtained in step 1 to a concentration of 50% by weight or more (step 2)
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