JP2018145413A - Production method of aliphatic aromatic polyester - Google Patents

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豪 ▲高▼橋
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義昭 森
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義昭 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a high quality aliphatic aromatic polyester having excellent color tone by suppressing by-production of tetrahydrofuran.SOLUTION: In a method of producing an aliphatic aromatic polyester by carrying out a polycondensation reaction by supplying an ester oligomer to a polycondensation reaction step after obtaining the ester oligomer by performing esterification and/or ester exchange reaction of an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component under the presence of a catalyst, a terminal acid value of the ester oligomer is 30 to 1000 eq./ton, and before supplying the ester oligomer to the polycondensation step, the ester oligomer is contacted with a phosphorous compound.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを主原料とする脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法に関する。詳しくはテトラヒドロフラン(THF)の副生を抑制して、色調の良好な脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aliphatic aromatic polyester using an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component, and an aromatic dicarboxylic acid component as main raw materials. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aliphatic aromatic polyester having good color tone by suppressing the by-product of tetrahydrofuran (THF).

各種食品、薬品、雑貨用等の液状物や粉粒物、固形物の包装用資材、農業用資材、建築資材などの用途に、紙、プラスチック、アルミ箔等の様々な材料が用いられている。中でも、プラスチックは、強度、耐水性、成形性、透明性、コスト等において優れていることから、袋や容器などの成形品として、幅広い用途で使用されている。現在袋や容器などの用途に広く使用されているプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等がある。しかしながら、上記プラスチックからなる成形品は、自然環境下においては生分解や加水分解をしないか、又は分解速度が極めて遅いために、使用後埋設処理された場合は土中に残存したり、投棄された場合は景観を損ねたりすることがある。また、焼却処理された場合でも、有害なガスを発生したり、焼却炉を傷めたりするなどの問題がある。   Various materials such as paper, plastic, and aluminum foil are used for various foods, medicines, miscellaneous liquids and granules, solid packaging materials, agricultural materials, and building materials. . Among them, plastics are excellent in strength, water resistance, moldability, transparency, cost, etc., and are therefore used in a wide range of applications as molded articles such as bags and containers. Currently, plastics widely used for applications such as bags and containers include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyethylene terephthalate. However, molded articles made of the above-mentioned plastics do not biodegrade or hydrolyze in the natural environment, or the degradation rate is extremely slow, so when they are buried after use, they remain in the soil or are dumped. If this happens, the scenery may be damaged. Moreover, even when incinerated, there are problems such as generating harmful gases and damaging the incinerator.

これらの問題を解決する環境にやさしいプラスチックとして、生分解性樹脂が注目されてきている。生分解性樹脂を成形してなるフィルムは、使用後は土中に埋設することにより、土中で分解されるため、温暖化防止、土壌及び大気の汚染防止を図ることができる。そのため、近年は、ゴミ袋、買い物袋等に生分解性樹脂製のフィルムが多く使用されつつある。   Biodegradable resins have been attracting attention as environmentally friendly plastics that solve these problems. Since the film formed by molding the biodegradable resin is decomposed in the soil by embedding in the soil after use, it is possible to prevent global warming and soil and air pollution. Therefore, in recent years, many biodegradable resin films are being used for garbage bags, shopping bags, and the like.

しかし、これら生分解性樹脂製のフィルムは、一般的に機械的物性に劣るものが多いため、良好な生分解性を維持した上で機械的物性を改善するための研究が数多くなされ、生分解性と機械的特性及び成形性を兼備するポリエステルとして、ジオール成分として1,4−ブタンジオール等の脂肪族ジオールを用い、ジカルボン酸成分として、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸とテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を併用して得られるポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)等の脂肪族芳香族ポリエステルが提案されている。   However, since many of these biodegradable resin films are generally inferior in mechanical properties, many studies have been made to improve mechanical properties while maintaining good biodegradability. As a polyester having both properties, mechanical properties and moldability, an aliphatic diol such as 1,4-butanediol is used as the diol component, and an aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid and an aromatic such as terephthalic acid are used as the dicarboxylic acid component. An aliphatic aromatic polyester such as polybutylene adipate terephthalate (PBAT) obtained by using an aliphatic dicarboxylic acid in combination has been proposed.

PBAT等の脂肪族芳香族ポリエステルは、他のポリエステルと同様に、エステル化工程及び重縮合工程を経て製造され、エステル化工程では主に触媒としてチタン化合物が使用されている。例えば、特許文献1には、チタン化合物、アルカリ土類金属及びリン化合物を予め混合したものを触媒として用いてエステル化工程を行ってPBSを製造したことが記載されている。   As with other polyesters, aliphatic aromatic polyesters such as PBAT are produced through an esterification step and a polycondensation step. In the esterification step, a titanium compound is mainly used as a catalyst. For example, Patent Document 1 describes that PBS was produced by performing an esterification step using a catalyst obtained by mixing a titanium compound, an alkaline earth metal, and a phosphorus compound in advance.

また、特許文献2では、エステル化工程でチタン触媒を用いた後、得られたエステル化生成物(本発明に係るエステルオリゴマーに相当する)に対して、重縮合工程の前に、不活性化剤若しくは活性化剤としてリン化合物を添加してPBATを製造したことが記載されている。   Moreover, in patent document 2, after using a titanium catalyst in an esterification process, it inactivates before the polycondensation process with respect to the obtained esterification product (equivalent to the ester oligomer which concerns on this invention). It describes that PBAT was produced by adding a phosphorus compound as an agent or activator.

なお、上記の特許文献1では、PBSの製造に、触媒としてリン化合物を用いているが、リン化合物を予めチタン化合物等と混合したものを調製し、これをエステル化工程に添加しており、エステル化工程後に、エステル化で得られたエステルオリゴマーにリン化合物を添加する本発明とはリン化合物の添加箇所が異なる。
また、従来法では、一般的にエステル化で得られるエステルオリゴマーの末端酸価は低く制御されており、例えば、特許文献1では、エステル化工程後のエステルオリゴマーの酸価についての開示はないが、重縮合反応後のPBSの末端カルボキシル濃度が23eq./tonであることから、特許文献1におけるエステルオリゴマーの末端酸価は本発明で規定される末端酸価に比べて低いと言える。
また、特許文献2では、エステル化工程後のエステルオリゴマーの末端酸価について直接的な開示はないが、実施例のデータから算出される末端酸価は30eq./tonを下回る値である。
In the above Patent Document 1, a phosphorus compound is used as a catalyst for the production of PBS. However, a phosphorus compound previously mixed with a titanium compound or the like is prepared and added to the esterification step. After the esterification step, the addition position of the phosphorus compound is different from the present invention in which the phosphorus compound is added to the ester oligomer obtained by esterification.
In the conventional method, the terminal acid value of the ester oligomer generally obtained by esterification is controlled to be low. For example, Patent Document 1 does not disclose the acid value of the ester oligomer after the esterification step. The terminal carboxyl concentration of PBS after the polycondensation reaction is 23 eq. Therefore, it can be said that the terminal acid value of the ester oligomer in Patent Document 1 is lower than the terminal acid value defined in the present invention.
Moreover, in patent document 2, although there is no direct indication about the terminal acid value of the ester oligomer after an esterification process, the terminal acid value calculated from the data of an Example is 30 eq. The value is less than / ton.

特開2008−45117号公報JP 2008-45117 A 特表2011−516708号公報Special table 2011-516708 gazette

特許文献1や特許文献2に記載の方法でPBAT等の脂肪族芳香族ポリエステルを製造した場合、得られる脂肪族芳香族ポリエステルが赤色〜ピンク色に着色し、この脂肪族芳香族ポリエステルを成形してなる成形品も赤みを帯び、品質に劣るものとなる問題がある。
また、従来法では、原料ジオール成分として用いた1,4−ブタンジオールの分解性が高く、テトラヒドロフランが副生し易く、非効率(1,4−ブタンジオール原単位悪化など)であるという問題もある。
When an aliphatic aromatic polyester such as PBAT is produced by the method described in Patent Document 1 or Patent Document 2, the resulting aliphatic aromatic polyester is colored red to pink, and the aliphatic aromatic polyester is molded. There is a problem that the molded product is reddish and inferior in quality.
Further, in the conventional method, 1,4-butanediol used as a raw material diol component is highly decomposable, tetrahydrofuran is easily generated as a by-product, and inefficient (such as 1,4-butanediol basic unit deterioration). is there.

本発明は、上記従来技術の問題を解決し、テトラヒドロフランの副生を抑制し、色調も良好な高品質の脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a method for producing a high-quality aliphatic aromatic polyester that suppresses by-production of tetrahydrofuran and has a good color tone.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを反応させるエステル化及び/又はエステル交換反応工程を経て得られるエステルオリゴマーの末端酸価を所定の範囲に制御し、この末端酸価が制御されたエステルオリゴマーに対してリン化合物を接触させた後重縮合反応を行うことで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have undergone an esterification and / or transesterification reaction step in which an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component, and an aromatic dicarboxylic acid component are reacted. Solving the above-mentioned problems by controlling the terminal acid value of the resulting ester oligomer within a predetermined range and bringing the phosphorus compound into contact with the ester oligomer whose terminal acid value is controlled, followed by a polycondensation reaction As a result, the present invention has been completed.

即ち、本発明の要旨は下記[1]〜[3]に存する。   That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [3].

[1] 脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを触媒の存在下にエステル化及び/又はエステル交換反応させてエステルオリゴマーを得、該エステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給して重縮合反応を行うことにより脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法において、該エステルオリゴマーの末端酸価が30〜1000eq./tonであり、該エステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給する前に、該エステルオリゴマーをリン化合物と接触させる、脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法。 [1] An ester oligomer is obtained by esterifying and / or transesterifying an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component in the presence of a catalyst, and the ester oligomer is subjected to a polycondensation reaction step. In the method for producing an aliphatic aromatic polyester by feeding and performing a polycondensation reaction, the terminal acid value of the ester oligomer is 30 to 1000 eq. / Ton, and the ester oligomer is brought into contact with a phosphorus compound before the ester oligomer is supplied to the polycondensation reaction step.

[2] 前記エステルオリゴマーに、前記リン化合物と共にアルカリ土類金属化合物を接触させる、[1]に記載の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法。 [2] The method for producing an aliphatic aromatic polyester according to [1], wherein the alkaline earth metal compound is brought into contact with the ester oligomer together with the phosphorus compound.

[3] 前記アルカリ土類金属化合物がマグネシウム化合物である、[2]に記載の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法。 [3] The method for producing an aliphatic aromatic polyester according to [2], wherein the alkaline earth metal compound is a magnesium compound.

本発明によれば、テトラヒドロフランの副生を抑制して、色調も良好な脂肪族芳香族ポリエステルを製造することができ、このポリエステルを用いて、高品質の成形品を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the by-product of tetrahydrofuran can be suppressed and an aliphatic aromatic polyester with a favorable color tone can be manufactured, A high quality molded article can be provided using this polyester.

本発明で採用するエステル化反応工程の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the esterification reaction process employ | adopted by this invention. 本発明で採用する重縮合工程の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the polycondensation process employ | adopted by this invention.

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定はされない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents unless it exceeds the gist.

本明細書において、“質量%”、“質量ppm”及び“質量部”と、“重量%”、“重量ppm”及び“重量部”とは、それぞれ同義である。   In the present specification, “mass%”, “mass ppm” and “part by mass” and “wt%”, “weight ppm” and “part by weight” have the same meaning, respectively.

本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法は、脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを触媒の存在下にエステル化及び/又はエステル交換反応させてエステルオリゴマーを得、該エステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給して重縮合反応を行うことにより脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法において、該エステルオリゴマーの末端酸価が30〜1000eq./tonであり、該エステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給する前に、該エステルオリゴマーをリン化合物と接触させることを特徴とする。   The process for producing an aliphatic aromatic polyester of the present invention comprises an ester diol obtained by esterifying and / or transesterifying an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component in the presence of a catalyst. In the method for producing an aliphatic aromatic polyester by supplying the ester oligomer to a polycondensation reaction step and performing a polycondensation reaction, the terminal acid value of the ester oligomer is 30 to 1000 eq. / Ton, and the ester oligomer is brought into contact with a phosphorus compound before the ester oligomer is supplied to the polycondensation reaction step.

ここで、「脂肪族ジカルボン酸成分」とは、脂肪族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸アルキルエステル等の脂肪族ジカルボン酸誘導体といったポリエステル原料となる脂肪族ジカルボン酸類の総称であり、「芳香族ジカルボン酸成分」とは、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸アルキルエステル等の芳香族ジカルボン酸誘導体といったポリエステル原料となる芳香族ジカルボン酸類の総称である。以下において、本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法で製造されるポリエステルを「本発明の脂肪族芳香族ポリエステル」と称す場合がある。   Here, the “aliphatic dicarboxylic acid component” is a general term for aliphatic dicarboxylic acids used as polyester raw materials such as aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic dicarboxylic acid derivatives such as aliphatic dicarboxylic acid alkyl ester, and “aromatic dicarboxylic acid”. “Component” is a general term for aromatic dicarboxylic acids that are used as polyester raw materials, such as aromatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid derivatives such as aromatic dicarboxylic acid alkyl esters. Hereinafter, the polyester produced by the method for producing an aliphatic aromatic polyester of the present invention may be referred to as “the aliphatic aromatic polyester of the present invention”.

本発明の製造方法では、少なくとも脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを主原料として触媒の存在下に反応させるエステル化及び/又はエステル交換反応工程及びその後の重縮合反応工程を有するが、「脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを主原料とする」とは、原料として使用するジオール成分が脂肪族ジオール成分を主成分とするものであること、および原料として使用するジカルボン酸成分が脂肪族ジカルボン酸成分及び芳香族ジカルボン酸成分を主成分とするものであることを意味する。   In the production method of the present invention, at least an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component are reacted as main raw materials in the presence of a catalyst, and an esterification and / or transesterification reaction step and subsequent polycondensation reaction Has a process, but "the aliphatic diol component, the aliphatic dicarboxylic acid component and the aromatic dicarboxylic acid component are the main raw materials" means that the diol component used as the raw material is mainly composed of the aliphatic diol component. This means that the dicarboxylic acid component used as a raw material is mainly composed of an aliphatic dicarboxylic acid component and an aromatic dicarboxylic acid component.

ここで、「脂肪族ジオール成分を主成分とする」とは、「脂肪族ジオール成分の合計モル比率が、原料ジオール成分中で最も多いこと」を意味する。中でもポリエステルの物性、生分解性の観点から、脂肪族ジオール成分の合計が、原料ジオール成分の合計に対して、50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは70モル%以上、特に好ましくは90〜100モル%である。   Here, “having an aliphatic diol component as a main component” means “the total molar ratio of the aliphatic diol component is the largest among the raw material diol components”. Among these, from the viewpoint of physical properties and biodegradability of the polyester, the total of the aliphatic diol components is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and still more preferably based on the total of the raw material diol components. It is 70 mol% or more, and particularly preferably 90 to 100 mol%.

本発明において、ポリエステルを製造する際の各反応工程は、回分法でも連続法でも行うことができるが、品質の安定化、エネルギー効率の観点からは、原料を連続的に供給し、連続的にポリエステルを得るいわゆる連続法が好ましい。   In the present invention, each reaction step in producing the polyester can be carried out by a batch method or a continuous method. From the viewpoint of stabilization of quality and energy efficiency, the raw materials are continuously supplied and continuously. A so-called continuous method for obtaining polyester is preferred.

<ジオール成分>
本発明に用いるジオール成分としては、前記の通り少なくとも脂肪族ジオール成分が用いられ、且つその合計モル比率が原料ジオール中で最も多く用いられれば、通常ポリエステルの原料に用いられるものを特に制限無く使用することができる。
<Diol component>
As the diol component used in the present invention, as described above, at least the aliphatic diol component is used, and if the total molar ratio is most frequently used in the raw material diol, those usually used for the polyester raw material are used without particular limitation. can do.

脂肪族ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどのオキシアルキレンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのシクロアルキレンジオールが挙げられ、これらの中でも、得られるポリエステルの物性の面から、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールなどの炭素数6以下のアルキレンジオール、または1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの炭素数6以下のシクロアルキレンジオールが好ましく、中でも1,4−ブタンジオールが好ましい。なお、これらは2種以上が併用されていてもよい。脂肪族ジオール成分として1,4−ブタンジオールを用いた場合、1,4−ブタンジオールの使用量は、得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から全脂肪族ジオール成分に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90モル%以上である。
脂肪族ジオール成分のうち、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールは植物原料由来のものを使用することができる。
Examples of the aliphatic diol component include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7 -Oxygen such as heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, alkylene diol such as neopentyl glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol Examples thereof include cycloalkylene diols such as alkylene diol, 1,2-cyclohexane diol, 1,4-cyclohexane diol, 1,2-cyclohexane dimethanol, and 1,4-cyclohexane dimethanol. In view of the physical properties of the polyester to be produced, an alkylene diol having 6 or less carbon atoms such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, or a cyclohexane having 6 or less carbon atoms such as 1,4-cyclohexanedimethanol. Alkylene diols are preferable, and 1,4-butanediol is particularly preferable. Two or more of these may be used in combination. When 1,4-butanediol is used as the aliphatic diol component, the amount of 1,4-butanediol used is the total aliphatic diol from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability, and mechanical properties of the resulting polyester. The amount is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, particularly preferably 90 mol% or more, based on the components.
Among the aliphatic diol components, ethylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol can be derived from plant materials.

<ジカルボン酸成分>
本発明に用いるジカルボン酸成分としては、通常ポリエステルの原料に用いられるものを特に制限無く使用することができる。
<Dicarboxylic acid component>
As the dicarboxylic acid component used in the present invention, those usually used as raw materials for polyesters can be used without particular limitation.

ジカルボン酸成分のうち、脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、無水コハク酸、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、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸の水素化物が挙げられ、これらの中で、得られるポリエステルの物性の面から、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸或いはそのアルキルエステル等の誘導体が好ましく、特に本発明によるテトラヒドロフラン等の低減効果、色相の改善効果が顕著であることから、アジピン酸が好ましい。なお、これらは2種以上が併用されていてもよい。
これらの脂肪族ジカルボン酸成分のうち、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸などは植物原料由来のものを使用することができる。
Among the dicarboxylic acid components, examples of the aliphatic dicarboxylic acid component include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, succinic anhydride, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecadicarboxylic acid. Examples include aliphatic dicarboxylic acids such as acid, dodecadicarboxylic acid and dimer acid, and hydrides of aromatic dicarboxylic acids such as hexahydrophthalic acid, hexahydroisophthalic acid and hexahydroterephthalic acid. From the viewpoint of physical properties, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, and sebacic acid, or derivatives thereof such as alkyl esters thereof are preferable, and particularly the reduction effect of tetrahydrofuran or the like according to the present invention and the improvement effect of hue are remarkable. Therefore, adipic acid is preferable. Two or more of these may be used in combination.
Among these aliphatic dicarboxylic acid components, succinic acid, succinic anhydride, adipic acid and the like can be derived from plant raw materials.

脂肪族ジカルボン酸成分としてアジピン酸を用いた場合、アジピン酸の使用量は得られるポリエステルの融点(耐熱性)、生分解性、力学特性の観点から、全脂肪族ジカルボン酸成分に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90〜100モル%である。   When adipic acid is used as the aliphatic dicarboxylic acid component, the amount of adipic acid used is 50 moles relative to the total aliphatic dicarboxylic acid component from the viewpoint of the melting point (heat resistance), biodegradability and mechanical properties of the resulting polyester. % Or more, more preferably 70 mol% or more, and particularly preferably 90 to 100 mol%.

芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、フランジカルボン酸、或いはそのアルキルエステル等の誘導体等が挙げられ、得られるポリエステルの物性の面から、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましく、特にテレフタル酸が好ましい。これらは、単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。   Examples of the aromatic dicarboxylic acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, furandicarboxylic acid, derivatives thereof such as alkyl esters thereof, and the like. Acid and isophthalic acid are preferable, and terephthalic acid is particularly preferable. These may be used alone or as a mixture of two or more.

芳香族ジカルボン酸成分としてテレフタル酸を用いた場合、テレフタル酸の使用量は得られるポリエステルの融点(耐熱性)、力学特性の観点から、全芳香族ジカルボン酸成分に対して50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上がより好ましく、特に好ましくは90〜100モル%である。   When terephthalic acid is used as the aromatic dicarboxylic acid component, the amount of terephthalic acid used is 50 mol% or more based on the total aromatic dicarboxylic acid component from the viewpoint of the melting point (heat resistance) and mechanical properties of the resulting polyester. It is preferably 70 mol% or more, particularly preferably 90 to 100 mol%.

また、本発明に用いる全ジカルボン酸成分に占める脂肪族ジカルボン酸成分と芳香族ジカルボン酸成分との割合は、脂肪族ジカルボン酸成分と芳香族ジカルボン酸成分の合計100モル%に対して、脂肪族ジカルボン酸成分を30〜70モル%、芳香族ジカルボン酸成分を30〜70モル%とすることが好ましく、特に脂肪族ジカルボン酸成分を40〜60モル%、芳香族ジカルボン酸成分を40〜60モル%とすることが、耐熱性、生分解性、機械的特性、成形性の観点から好ましい。   The ratio of the aliphatic dicarboxylic acid component and the aromatic dicarboxylic acid component in the total dicarboxylic acid component used in the present invention is aliphatic with respect to a total of 100 mol% of the aliphatic dicarboxylic acid component and the aromatic dicarboxylic acid component. The dicarboxylic acid component is preferably 30 to 70 mol% and the aromatic dicarboxylic acid component is preferably 30 to 70 mol%, particularly the aliphatic dicarboxylic acid component is 40 to 60 mol%, and the aromatic dicarboxylic acid component is 40 to 60 mol%. % Is preferable from the viewpoints of heat resistance, biodegradability, mechanical properties, and moldability.

<その他の共重合成分>
本発明の脂肪族芳香族ポリエステルには、脂肪族ジオール成分、脂肪族ジカルボン酸成分、芳香族ジカルボン酸成分以外のその他の構成成分を共重合させても構わない。この場合に使用することのできる共重合成分としては、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、クエン酸、フマル酸等のオキシカルボン酸、およびこれらオキシカルボン酸のエステルやラクトン、オキシカルボン酸重合体等、あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能以上の多価アルコール、あるいは、プロパントリカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびこれらの無水物などの3官能以上の多価カルボン酸またはその無水物等が挙げられる。
<Other copolymer components>
The aliphatic aromatic polyester of the present invention may be copolymerized with other components other than the aliphatic diol component, the aliphatic dicarboxylic acid component, and the aromatic dicarboxylic acid component. Copolymerization components that can be used in this case include lactic acid, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxycaproic acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-hydroxyiso Oxycarboxylic acids such as caproic acid, malic acid, maleic acid, citric acid, and fumaric acid, and esters, lactones, and oxycarboxylic acid polymers of these oxycarboxylic acids, or trifunctional groups such as glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol The above polyhydric alcohols, or trifunctional or higher polyvalent carboxylic acids such as propanetricarboxylic acid, pyromellitic acid, trimellitic acid benzophenone tetracarboxylic acid, and anhydrides thereof, or the anhydride thereof can be used.

これらのうち、3官能以上のオキシカルボン酸、3官能以上のアルコール、3官能以上のカルボン酸などは少量加えることにより高粘度のポリエステルを得やすい。中でも、リンゴ酸、クエン酸、フマル酸などのオキシカルボン酸もしくはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの多価アルコールが好ましく、特にはトリメチロールプロパンが好ましく用いられる。   Of these, tri- or higher-functional oxycarboxylic acids, tri- or higher-functional alcohols, tri- or higher-functional carboxylic acids, and the like can be easily obtained by adding a small amount of polyester. Among them, oxycarboxylic acids such as malic acid, citric acid and fumaric acid or polyhydric alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol are preferable, and trimethylolpropane is particularly preferable.

3官能以上の多官能化合物を用いる場合、その使用量は全ジカルボン酸成分に対して、0.001〜5モル%であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.5モル%である。この範囲の上限超過では得られるポリエステル中にゲル(未溶融物)が生成しやすく、下限未満では多官能化合物を使用したことによる利点(通常、得られるポリエステルの粘度を上昇させることが可能となる)が得られにくくなる。   In the case of using a trifunctional or higher polyfunctional compound, the amount used is preferably 0.001 to 5 mol%, more preferably 0.05 to 0.5 mol%, based on the total dicarboxylic acid component. . If the upper limit of this range is exceeded, gel (unmelted product) is likely to be formed in the obtained polyester, and if it is less than the lower limit, it is possible to increase the viscosity of the resulting polyester (usually by using a polyfunctional compound). ) Is difficult to obtain.

<ポリエステルの製造方法>
以下に連続製造法を例にして、本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法について述べる。なお、以下においては、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸を用いるエステル化反応工程及びその後の重縮合反応工程により脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法を例示するが、エステル化反応工程はエステル交換反応工程であってもよく、エステル化反応とエステル交換反応との両方を行う工程であってもよい。
<Production method of polyester>
The method for producing the aliphatic aromatic polyester of the present invention will be described below by taking a continuous production method as an example. In the following, an example of a method for producing an aliphatic aromatic polyester by an esterification reaction step using an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid and an aromatic dicarboxylic acid and a subsequent polycondensation reaction step will be described. The process may be a transesterification reaction process, or a process of performing both esterification reaction and transesterification reaction.

連続製造法では、例えば脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを、連続する複数の反応槽を用いて、エステル化反応工程、溶融重縮合反応工程を経て連続的にポリエステルのペレットを得るが、本発明の効果を妨げない限り、連続法に限定されるものではなく、従来公知のポリエステルの製造方法を採用することができる。   In the continuous production method, for example, aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid and aliphatic diol are continuously used for a polyester pellet through a plurality of continuous reaction vessels, through an esterification reaction step and a melt polycondensation reaction step. However, as long as the effects of the present invention are not hindered, the method is not limited to the continuous method, and a conventionally known polyester production method can be employed.

<エステル化反応工程>
少なくともジカルボン酸成分とジオール成分とを反応させるエステル化反応工程とそれに続く重縮合反応工程は、連続する複数の反応槽で行うことも単一の反応槽でも行うこともできるが、得られるポリエステルの物性の変動を小さくするために、連続する複数の反応槽で行うことが好ましい。
<Esterification reaction process>
The esterification reaction step for reacting at least the dicarboxylic acid component and the diol component and the subsequent polycondensation reaction step can be carried out in a plurality of continuous reaction tanks or in a single reaction tank. In order to reduce the fluctuation of physical properties, it is preferable to carry out in a plurality of continuous reaction vessels.

エステル化反応工程での反応温度は、エステル化反応を行うことのできる温度であれば特に制限は無いが、反応速度を高めることができるという点で、好ましくは200℃以上、より好ましくは210℃以上であって、ポリエステルの着色などを防止するために、270℃以下であることが好ましく、より好ましくは260℃以下であって、特に好ましくは250℃以下である。反応温度が低すぎると、エステル化反応速度が遅く反応時間を長時間必要とし、脂肪族ジオールの脱水分解など好ましくない反応が多くなる。また、反応温度が高すぎると、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸の分解が多くなり、また反応槽内に飛散物が増加し異物発生の原因となりやすく、反応物に濁り(ヘーズ)を生じやすくなる。また、エステル化温度は一定温度であることが好ましい。一定温度であることによりエステル化率が安定する。一定温度とは設定温度±5℃、好ましくは±2℃である。   The reaction temperature in the esterification reaction step is not particularly limited as long as it is a temperature at which the esterification reaction can be performed, but is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 210 ° C. in that the reaction rate can be increased. In order to prevent coloring of the polyester and the like, it is preferably 270 ° C. or lower, more preferably 260 ° C. or lower, and particularly preferably 250 ° C. or lower. If the reaction temperature is too low, the esterification reaction rate is slow, requiring a long reaction time, and undesirable reactions such as dehydration decomposition of aliphatic diols increase. If the reaction temperature is too high, the decomposition of aliphatic diol, aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid will increase, and the amount of scattered matter will increase in the reaction tank, which may cause foreign matter and become turbid in the reaction product ( Haze) is likely to occur. The esterification temperature is preferably a constant temperature. The esterification rate is stabilized due to the constant temperature. The constant temperature is a set temperature ± 5 ° C., preferably ± 2 ° C.

反応雰囲気は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下であることが好ましい。   The reaction atmosphere is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

反応圧力は、50kPa〜200kPaであることが好ましく、より好ましくは60kPa以上、更に好ましくは70kPa以上で、より好ましくは130kPa以下、更に好ましくは110kPa以下である。反応圧力が上記下限未満では反応槽内に飛散物が増加し反応物のヘーズが高くなり異物増加の原因となりやすく、また脂肪族ジオールの反応系外への留出が多くなり重縮合反応速度の低下を招きやすい。反応圧力が上記上限超過では脂肪族ジオールの脱水分解が多くなり、重縮合反応速度の低下を招きやすい。   The reaction pressure is preferably 50 kPa to 200 kPa, more preferably 60 kPa or more, further preferably 70 kPa or more, more preferably 130 kPa or less, and still more preferably 110 kPa or less. If the reaction pressure is less than the above lower limit, the amount of scattered matter in the reaction tank increases, the haze of the reaction product becomes high and foreign substances increase easily, and the distillation of aliphatic diol to the outside of the reaction system increases and the polycondensation reaction rate increases. It tends to cause a decline. When the reaction pressure exceeds the above upper limit, the aliphatic diol is dehydrated and decomposed easily, and the polycondensation reaction rate tends to decrease.

反応時間は、好ましくは1時間以上であり、上限は好ましくは10時間以下、より好ましくは4時間以下である。   The reaction time is preferably 1 hour or longer, and the upper limit is preferably 10 hours or shorter, more preferably 4 hours or shorter.

エステル化反応を行う脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸の合計に対する脂肪族ジオールの反応モル比は、エステル化反応槽の気相および反応液相に存在する、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸およびエステル化された脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸に対する、脂肪族ジオールおよびエステル化された脂肪族ジオールとのモル比を表し、反応系で分解されエステル化反応に寄与しない脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジオールおよびそれらの分解物は含まれない。分解されてエステル化反応に寄与しないものとは、例えば、脂肪族ジオールである1,4−ブタンジオールが分解してテトラヒドロフランになったものが挙げられ、テトラヒドロフランは、このモル比には含めない。本発明において、上記反応モル比の下限は、通常1.10以上であり、好ましくは1.12以上、更に好ましくは1.15以上、特に好ましくは1.20以上である。上限は、通常3.00以下、好ましくは2.50以下、更に好ましくは2.30以下、特に好ましくは2.00以下である。反応モル比が上記下限未満ではエステル化反応が不十分になりやすく後工程の反応である重縮合反応が進みにくく高重合度のポリエステルを得にくい。反応モル比が上記上限超過では脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸の分解量が多くなる傾向がある。この反応モル比を好ましい範囲に保つためにエステル化反応系に脂肪族ジオールを適宜補給するのは好ましい方法である。   The reaction molar ratio of the aliphatic diol to the total of the aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid to be subjected to the esterification reaction is determined based on the aliphatic dicarboxylic acid and aromatic dicarboxylic acid present in the gas phase and reaction liquid phase of the esterification reaction tank. And an aliphatic dicarboxylic acid that represents a molar ratio of an aliphatic diol and an esterified aliphatic diol to an esterified aliphatic dicarboxylic acid and an aromatic dicarboxylic acid, and that is decomposed in the reaction system and does not contribute to the esterification reaction, Aromatic dicarboxylic acids, aliphatic diols and their degradation products are not included. Examples of those that are decomposed and do not contribute to the esterification reaction include those in which 1,4-butanediol, which is an aliphatic diol, is decomposed into tetrahydrofuran, and tetrahydrofuran is not included in this molar ratio. In the present invention, the lower limit of the reaction molar ratio is usually 1.10 or more, preferably 1.12 or more, more preferably 1.15 or more, and particularly preferably 1.20 or more. The upper limit is usually 3.00 or less, preferably 2.50 or less, more preferably 2.30 or less, and particularly preferably 2.00 or less. If the reaction molar ratio is less than the above lower limit, the esterification reaction tends to be insufficient, and the polycondensation reaction, which is a reaction in the subsequent step, hardly proceeds, and it is difficult to obtain a polyester having a high degree of polymerization. When the reaction molar ratio exceeds the above upper limit, the decomposition amount of aliphatic diol, aliphatic dicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acid tends to increase. In order to keep this reaction molar ratio within a preferable range, it is a preferable method to appropriately replenish the esterification reaction system with an aliphatic diol.

本発明においては、エステル化反応工程で得られ、次の重縮合反応に供給するエステルオリゴマーの末端酸価を30〜1000eq./tonとする。エステルオリゴマーの末端酸価を30eq./tonよりも低くするためにはエステル化反応の長期化もしくは上記反応モル比を増やす必要があり、結果としてテトラヒドロフランの副生量増加につながる。また末端バランスの悪化による着色も顕著となる。逆にエステルオリゴマーの末端酸価を1000eq./tonよりも高くすると、触媒の析出による重合の不活性化および酸によるテトラヒドロフランの副生量増加を引き起こす。重縮合反応に供給する末端酸価が30eq./ton未満であっても1000eq./tonを超えても、本発明の効果を得ることができない。本発明では、エステル化反応工程で末端酸価が30〜1000eq./tonのエステルオリゴマーを得、末端酸価が30〜1000eq./tonのエステルオリゴマーに、重縮合反応工程に供給する前にリン化合物を接触させた後重縮合反応工程に供給することで、テトラヒドロフランの副生を抑制し、プラントの精製負荷を抑え、色調も良好な脂肪族芳香族ポリエステルを得ることができる。このような本発明の効果をより確実に得る上で、エステルオリゴマーの末端酸価は50〜800eq./tonであることが好ましく、100〜500eq./tonであることがより好ましい。   In the present invention, the terminal acid value of the ester oligomer obtained in the esterification reaction step and supplied to the next polycondensation reaction is 30 to 1000 eq. / Ton. The terminal acid value of the ester oligomer is 30 eq. In order to make it lower than / ton, it is necessary to lengthen the esterification reaction or increase the reaction molar ratio, resulting in an increase in the amount of by-produced tetrahydrofuran. In addition, coloring due to deterioration of the terminal balance becomes significant. Conversely, the terminal acid value of the ester oligomer is 1000 eq. If it is higher than / ton, it causes inactivation of the polymerization due to catalyst precipitation and an increase in the amount of by-produced tetrahydrofuran due to acid. The terminal acid value supplied to the polycondensation reaction is 30 eq. / Eq is less than 1000 eq. Even if it exceeds / ton, the effect of the present invention cannot be obtained. In this invention, a terminal acid value is 30-1000 eq. In an esterification reaction process. / Ton ester oligomer is obtained, and the terminal acid value is 30 to 1000 eq. / Ton ester oligomer is brought into contact with the phosphorus compound before being supplied to the polycondensation reaction step, and then supplied to the polycondensation reaction step, thereby suppressing the by-production of tetrahydrofuran, reducing the purification load of the plant, and the color tone. A good aliphatic aromatic polyester can be obtained. In order to obtain the effect of the present invention more reliably, the terminal acid value of the ester oligomer is 50 to 800 eq. / Ton, preferably 100 to 500 eq. More preferably, it is / ton.

エステルオリゴマーの末端酸価を上記範囲に制御するには、ジカルボン酸成分に対するジオール成分の反応モル比、反応温度、反応圧力などの反応条件を制御すればよい。即ち、ジカルボン酸成分に対するジオール成分の反応モル比を低くすると得られるエステルオリゴマーの末端酸価は低くなる傾向があり、小さくすると得られるエステルオリゴマーの末端酸価は高くなる傾向がある。また、反応温度を高く、反応時間を長くすると、得られるエステルオリゴマーの末端酸価は低くなる傾向があり、逆に反応温度を低く、反応時間を短くすると、得られるエステルオリゴマーの末端酸価は高くなる傾向があるため、これらの条件を前述の好適範囲内で適宜調製することにより、末端酸価30〜1000eq./tonのエステルオリゴマーを得ることができる。
また、後述のエステル化反応工程で用いる触媒の種類や触媒量を適宜設定することにより、エステルオリゴマーの末端酸価を制御することもできる。
なお、エステルオリゴマーの末端酸価は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される。
In order to control the terminal acid value of the ester oligomer within the above range, the reaction conditions such as the reaction molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component, the reaction temperature, and the reaction pressure may be controlled. That is, when the reaction molar ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component is lowered, the terminal acid value of the ester oligomer obtained tends to be low, and when it is reduced, the terminal acid value of the ester oligomer obtained tends to be high. Moreover, when the reaction temperature is increased and the reaction time is lengthened, the terminal acid value of the resulting ester oligomer tends to be low. Conversely, when the reaction temperature is lowered and the reaction time is shortened, the terminal acid value of the resulting ester oligomer is Since these conditions tend to be high, the terminal acid value of 30 to 1000 eq. / Ton ester oligomer can be obtained.
In addition, the terminal acid value of the ester oligomer can be controlled by appropriately setting the type and amount of catalyst used in the esterification reaction step described later.
In addition, the terminal acid value of ester oligomer is measured by the method as described in the term of the below-mentioned Example.

<重縮合反応工程>
本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法では、エステル化反応工程に続き重縮合反応工程で重縮合反応を行う。その際、本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法では、エステル化反応工程で得られたエステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給する前にリン化合物と接触させる。ここで、リン化合物は、エステル化反応工程で得られた末端酸価30〜1000eq./tonのエステルオリゴマーに接触させるのであって、エステル化反応工程にはリン化合物が存在しないことが重要である。また、リン化合物は、アルカリ土類金属化合物と共にエステルオリゴマーに接触させることが好ましい。
<Polycondensation reaction step>
In the method for producing an aliphatic aromatic polyester of the present invention, a polycondensation reaction is performed in a polycondensation reaction step following the esterification reaction step. In that case, in the manufacturing method of the aliphatic aromatic polyester of this invention, before supplying the ester oligomer obtained at the esterification reaction process to a polycondensation reaction process, it is made to contact with a phosphorus compound. Here, the phosphorus compound has a terminal acid value of 30 to 1000 eq. It is important that no phosphorus compound is present in the esterification reaction step. Moreover, it is preferable to make a phosphorus compound contact ester oligomer with an alkaline-earth metal compound.

重縮合反応は、連続する複数の反応槽を用い、減圧下で行うことができる。従って、重縮合反応工程前のエステルオリゴマーにリン化合物を接触させるとは、減圧条件とする前のエステルオリゴマーにリン化合物を接触させることに該当する。
重縮合反応工程における最終重縮合反応槽の反応圧力は、下限が通常0.01kPa以上、好ましくは0.03kPa以上であり、上限は通常1.4kPa以下、好ましくは0.4kPa以下として行う。重縮合反応時の圧力が高すぎると、重縮合時間が長くなり、それに伴いポリエステルの熱分解による分子量低下や着色が引き起こされ、実用上充分な特性を示すポリエステルの製造が難しくなる傾向がある。一方、反応圧力を0.01kPa未満とするような超高真空重縮合設備を用いて製造する手法は重縮合反応速度を向上させる観点からは好ましい態様であるが、極めて高額な設備投資が必要となるため、経済的には不利である。
The polycondensation reaction can be performed under reduced pressure using a plurality of continuous reaction vessels. Therefore, bringing the phosphorus compound into contact with the ester oligomer before the polycondensation reaction step corresponds to bringing the phosphorus compound into contact with the ester oligomer before the reduced pressure condition.
The lower limit of the reaction pressure in the final polycondensation reaction tank in the polycondensation reaction step is usually 0.01 kPa or more, preferably 0.03 kPa or more, and the upper limit is usually 1.4 kPa or less, preferably 0.4 kPa or less. If the pressure during the polycondensation reaction is too high, the polycondensation time will be prolonged, and accordingly, the molecular weight will be lowered or colored due to thermal decomposition of the polyester, which tends to make it difficult to produce a polyester exhibiting practically sufficient characteristics. On the other hand, the method of producing using an ultra-high vacuum polycondensation equipment with a reaction pressure of less than 0.01 kPa is a preferred embodiment from the viewpoint of improving the polycondensation reaction rate, but requires extremely expensive equipment investment. Therefore, it is economically disadvantageous.

反応温度は、下限が通常215℃、好ましくは220℃であり、上限が通常270℃、好ましくは260℃の範囲である。反応温度が上記下限未満であると、重縮合反応速度が遅く、高重合度のポリエステル製造に長時間を要するばかりでなく、高動力の撹拌機も必要となるため、経済的に不利である。一方、反応温度が上記上限超過であると製造時のポリエステルの熱分解が引き起こされやすく、高重合度のポリエステルの製造が難しくなる傾向がある。   The lower limit of the reaction temperature is usually 215 ° C, preferably 220 ° C, and the upper limit is usually 270 ° C, preferably 260 ° C. If the reaction temperature is less than the above lower limit, the polycondensation reaction rate is slow, and not only does it take a long time to produce a polyester with a high degree of polymerization, but also a high power stirrer is required, which is economically disadvantageous. On the other hand, if the reaction temperature exceeds the above upper limit, thermal decomposition of the polyester during production tends to be caused, and it tends to be difficult to produce polyester having a high degree of polymerization.

反応時間は、下限が通常1時間であり、上限が通常15時間、好ましくは10時間、より好ましくは8時間である。反応時間が短すぎると反応が不充分で高重合度のポリエステルを得にくく、その成形品の機械物性が劣る傾向となる。一方、反応時間が長すぎると、ポリエステルの熱分解による分子量低下が顕著となり、その成形品の機械物性が劣る傾向となるばかりでなく、ポリエステルの耐久性に悪影響を与えるカルボキシル基末端量が熱分解により増加する場合がある。   The lower limit of the reaction time is usually 1 hour, and the upper limit is usually 15 hours, preferably 10 hours, more preferably 8 hours. If the reaction time is too short, the reaction is insufficient and it is difficult to obtain a polyester having a high degree of polymerization, and the mechanical properties of the molded product tend to be inferior. On the other hand, if the reaction time is too long, the molecular weight drop due to the thermal decomposition of the polyester becomes remarkable, the mechanical properties of the molded product tend to be inferior, and the terminal amount of the carboxyl group that adversely affects the durability of the polyester is thermally decomposed. May increase due to

重縮合反応温度と時間および反応圧力をコントロールすることにより所望の固有粘度のポリエステルを得ることができる。   A polyester having a desired intrinsic viscosity can be obtained by controlling the polycondensation reaction temperature and time and the reaction pressure.

<反応触媒>
エステル化反応および重縮合反応には反応触媒を使用することにより、反応を促進させることができる。触媒を使用する場合、触媒を反応槽の気相部に添加すると得られるポリエステルのヘーズが高くなることがあり、また触媒が異物化することがあるので反応液中に添加することが好ましい。
<Reaction catalyst>
The reaction can be promoted by using a reaction catalyst for the esterification reaction and the polycondensation reaction. When a catalyst is used, the haze of the resulting polyester may increase when the catalyst is added to the gas phase part of the reaction vessel, and the catalyst may be converted into a foreign substance.

重縮合反応においては無触媒では反応が進みにくいため、触媒を用いることが好ましい。重縮合反応触媒は、エステル化反応工程から重縮合反応工程の間のいずれの段階で添加してもよい。また、重縮合反応触媒は、エステル化反応工程から重縮合反応工程の間に複数回に分けて添加してもよい。
重縮合反応触媒としては、一般には、周期表第1〜14族の金属元素のうち少なくとも1種を含む化合物が用いられる。金属元素としては、具体的には、スカンジウム、イットリウム、サマリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウムおよびカリウム等が挙げられる。その中では、スカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、モリブデン、タングステン、亜鉛、鉄、ゲルマニウムが好ましく、特に、チタン、ジルコニウム、タングステン、鉄、ゲルマニウムが好ましい。更に、ポリエステルの熱安定性に影響を与えるポリエステル末端濃度を低減させる為には、上記金属の中では、ルイス酸性を示す周期表第3〜6族の金属元素が好ましい。具体的には、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、モリブデン、タングステンであり、特に、入手のし易さからチタン、ジルコニウムが好ましく、更には反応活性の点からチタンが好ましい。
ここで、周期表とは、長周期型周期表(Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005)をさす。
In the polycondensation reaction, it is difficult to proceed without a catalyst, and therefore a catalyst is preferably used. The polycondensation reaction catalyst may be added at any stage between the esterification reaction step and the polycondensation reaction step. Moreover, you may add a polycondensation reaction catalyst in multiple times between an esterification reaction process and a polycondensation reaction process.
As the polycondensation reaction catalyst, a compound containing at least one of the metal elements of Groups 1 to 14 of the periodic table is generally used. Specific examples of metal elements include scandium, yttrium, samarium, titanium, zirconium, vanadium, chromium, molybdenum, tungsten, tin, antimony, cerium, germanium, zinc, cobalt, manganese, iron, aluminum, magnesium, calcium, Examples include strontium, sodium and potassium. Among them, scandium, yttrium, titanium, zirconium, vanadium, molybdenum, tungsten, zinc, iron, and germanium are preferable, and titanium, zirconium, tungsten, iron, and germanium are particularly preferable. Furthermore, in order to reduce the polyester terminal density | concentration which affects the thermal stability of polyester, among the said metals, the periodic table 3-6 group metal element which shows Lewis acidity is preferable. Specifically, scandium, titanium, zirconium, vanadium, molybdenum, and tungsten are preferable, and titanium and zirconium are particularly preferable from the viewpoint of availability, and titanium is more preferable from the viewpoint of reaction activity.
Here, the periodic table refers to a long-period periodic table (Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005).

本発明においては、エステル化反応工程では、触媒としてチタン化合物が好ましく用いられる。   In the present invention, a titanium compound is preferably used as a catalyst in the esterification reaction step.

チタン化合物としては、テトラアルキルチタネートおよびその加水分解物が好ましく、具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネートおよびこれらの混合チタネート、ならびにこれらの加水分解物が挙げられる。   As the titanium compound, tetraalkyl titanate and a hydrolyzate thereof are preferable. Specifically, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tetra-t-butyl titanate, tetraphenyl titanate, Examples include tetracyclohexyl titanate, tetrabenzyl titanate and mixed titanates thereof, and hydrolysates thereof.

また、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタン(ジイソプロキシド)アセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、チタンビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、チタン(トリエタノールアミネート)イソプロポキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート、およびブチルチタネートダイマー等も好んで用いられる。   In addition, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium (diisoproxide) acetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, titanium bis (ethylacetoacetate) diisopropoxide, titanium (triethanolaminate) ) Isopropoxide, polyhydroxytitanium stearate, titanium lactate, titanium triethanolamate, and butyl titanate dimer are also preferably used.

これらの中では、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンビス(アンモニウムラクテイト)ジヒドロキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマーが好ましく、テトラ−n−ブチルチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンラクテート、ブチルチタネートダイマーがより好ましく、特に、テトラ−n−ブチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタン(オキシ)アセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネートが好ましい。   Among these, tetra-n-propyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium bis (ammonium lactate) dihydroxide, polyhydroxytitanium stearate Rate, titanium lactate, butyl titanate dimer are preferred, tetra-n-butyl titanate, titanium (oxy) acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, polyhydroxy titanium stearate, titanium lactate, butyl titanate dimer are more preferred, Tetra-n-butyl titanate, polyhydroxytitanium stearate, titanium (oxy) acetylacetonate, and titanium tetraacetylacetonate are preferred.

これらのチタン化合物は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオールなどのジオール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ヘプタン、トルエン等の炭化水素化合物、水ならびにそれらの混合物等の触媒溶解用の溶媒を用いて、チタン化合物濃度が通常0.05〜5重量%となるように調製された触媒溶液としてエステル化反応工程に供給される。   These titanium compounds include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, diols such as ethylene glycol, butanediol and pentanediol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile, heptane, toluene, etc. Using a solvent for dissolving the catalyst such as a hydrocarbon compound, water, and a mixture thereof, the catalyst solution is usually supplied to the esterification reaction step as a catalyst solution prepared so that the titanium compound concentration is 0.05 to 5% by weight. The

また、エステル化反応工程で得られた末端酸価30〜1000eq./tonのエステルオリゴマーに接触させるリン化合物としては、具体的には、例えば、正リン酸、ポリリン酸、および、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリ−n−ブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス(トリエチレングリコール)ホスフェート、エチルジエチルホスホノアセテート、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、モノブチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、トリエチレングリコールアシッドホスフェート等の5価のリン化合物、亜リン酸、次亜リン酸、ジエチルホスファイト、トリスドデシルホスファイト、トリスノニルデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト等の3価のリン化合物等が挙げられる。その中で酸性リン酸エステル化合物が好ましく、酸性リン酸エステル化合物としては、下記一般式(I)及び/又は(II)で表される少なくとも1個の水酸基を有するリン酸のエステル構造を有するものが好ましく用いられる。   Further, the terminal acid value obtained in the esterification reaction step is 30 to 1000 eq. Specific examples of the phosphorus compound to be brought into contact with the ester oligomer of / ton include, for example, orthophosphoric acid, polyphosphoric acid, and trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, Tricresyl phosphate, tris (triethylene glycol) phosphate, ethyl diethyl phosphonoacetate, methyl acid phosphate, ethyl acid phosphate, isopropyl acid phosphate, butyl acid phosphate, monobutyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, triethylene glycol acid phosphate Pentavalent phosphorus compounds such as phosphorous acid, hypophosphorous acid, diethyl phosphite, trisdodecyl phosphite , Tris nonyl decyl phosphite, trivalent phosphorus compounds such as triphenyl phosphite and the like. Among them, acidic phosphoric acid ester compounds are preferred, and acidic phosphoric acid ester compounds having an ester structure of phosphoric acid having at least one hydroxyl group represented by the following general formula (I) and / or (II) Is preferably used.

Figure 2018145413
Figure 2018145413

(式中、R、R’、R”は各々炭素数1以上6以下のアルキル基、シクロヘキシル基、アリール基又は2−ヒドロキシエチル基を表し、式(I)において、RとR’は同一であっても異なっていてもよい。) (Wherein R, R ′ and R ″ each represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, an aryl group or a 2-hydroxyethyl group. In formula (I), R and R ′ are the same. It may or may not be.)

このような酸性リン酸エステル化合物の具体例としては、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェートなどが挙げられ、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェートが好ましい。これらの酸性リン酸エステル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Specific examples of such acidic phosphate ester compounds include methyl acid phosphate, ethyl acid phosphate, isopropyl acid phosphate, butyl acid phosphate, octyl acid phosphate, and the like, and ethyl acid phosphate and butyl acid phosphate are preferred. These acidic phosphate ester compounds may be used alone or in combination of two or more.

なお、酸性リン酸エステル化合物にはモノエステル体(II)とジエステル体(I)があるが、高い触媒活性を示す触媒が得られる理由から、モノエステル体、又は、モノエステル体とジエステル体の混合物を用いるのが好ましい。モノエステル体とジエステル体の混合重量比(モノエステル体:ジエステル体)は、80以下:20以上が好ましく、更に好ましくは、70以下:30以上、特に好ましくは、60以下:40以上であり、また、20以上:80以下が好ましく、更に好ましくは、30以上:70以下、特に好ましくは、40以上:60以下である。   In addition, although there exist monoester body (II) and diester body (I) in an acidic phosphoric ester compound, since the catalyst which shows high catalyst activity is obtained, a monoester body or a monoester body and a diester body It is preferable to use a mixture. The mixing weight ratio of monoester and diester (monoester: diester) is preferably 80 or less: 20 or more, more preferably 70 or less: 30 or more, and particularly preferably 60 or less: 40 or more. Also, it is preferably 20 or more and 80 or less, more preferably 30 or more and 70 or less, and particularly preferably 40 or more and 60 or less.

また、本発明では、これらのリン化合物と共にアルカリ土類金属化合物をエステルオリゴマーに接触させることが好ましく、アルカリ土類金属化合物としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの各種化合物が挙げられ、取り扱いや入手の容易さ、触媒効果の点から、マグネシウム、カルシウムの化合物が好ましく、中でも、触媒効果に優れるマグネシウム化合物が好ましい。マグネシウム化合物の具体例としては、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキサイド、燐酸水素マグネシウム等が挙げられ、これらの中では酢酸マグネシウムが好ましい。   Further, in the present invention, it is preferable to contact an alkaline earth metal compound with an ester oligomer together with these phosphorus compounds. Examples of the alkaline earth metal compound include various compounds of beryllium, magnesium, calcium, strontium, and barium. Magnesium and calcium compounds are preferred from the viewpoints of handling and availability, and catalytic effects, and among them, magnesium compounds having excellent catalytic effects are preferred. Specific examples of the magnesium compound include magnesium acetate, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium alkoxide, magnesium hydrogen phosphate, and the like. Among these, magnesium acetate is preferable.

これらリン化合物及びアルカリ土類金属化合物は、前述のチタン化合物の触媒溶液の調製に用いる触媒溶解用の溶媒として例示した溶媒を用いて、リン化合物が0.01〜7.6重量%、アルカリ土類金属化合物が0.02〜9.7重量%の濃度となるように調製された触媒溶液として、重縮合反応工程に供給されるエステルオリゴマーに対して添加することが好ましい。   These phosphorus compounds and alkaline earth metal compounds are prepared by using the solvent exemplified as the solvent for dissolving the catalyst used in the preparation of the catalyst solution of the titanium compound described above. It is preferable to add to the ester oligomer supplied to the polycondensation reaction step as a catalyst solution prepared so that the metal compound has a concentration of 0.02 to 9.7% by weight.

なお、エステル化反応工程で用いるチタン化合物と、重縮合反応工程で用いるリン化合物及びアルカリ土類金属化合物の使用量、使用割合については特に制限はないが、例えば、チタン化合物は、生成ポリマーに対するTi換算添加量で5〜100重量ppmとなるように用いることが好ましい。また、リン化合物は、チタン化合物のTi換算添加モル量に対するP換算添加モル比(P/Tiモル比)で0.5〜2.5となるように用い、アルカリ土類金属化合物は、チタン化合物のTi換算添加モル量に対するアルカリ土類金属換算添加モル比(アルカリ土類金属/Tiモル比)で0.5〜3.0となるように用いることが好ましい。いずれの触媒化合物も、多すぎると、経済的に不利であるばかりでなく、理由は未だ詳らかではないが、最終的に得られるポリエステル中の末端酸価が高くなる場合があるため、末端酸価ならびに残留触媒濃度の増大によりポリエステルの熱安定性や耐加水分解性が低下する場合がある。逆に少なすぎると反応活性が低くなり、それに伴いポリエステル製造中にポリエステルの熱分解が誘発され、実用上有用な物性を示すポリエステルが得られにくくなる。   In addition, although there is no restriction | limiting in particular about the usage-amount of a titanium compound used at an esterification reaction process, and the phosphorus compound and alkaline-earth metal compound used at a polycondensation reaction process, For example, a titanium compound is Ti with respect to a production | generation polymer. It is preferable to use it so that it may become 5-100 weight ppm in conversion addition amount. The phosphorus compound is used so that the P conversion addition molar ratio (P / Ti molar ratio) to the Ti conversion addition molar amount of the titanium compound is 0.5 to 2.5, and the alkaline earth metal compound is a titanium compound. It is preferable that the alkaline earth metal equivalent addition molar ratio (alkaline earth metal / Ti molar ratio) to the Ti equivalent addition molar amount is 0.5 to 3.0. If any of the catalyst compounds is too much, it is not only economically disadvantageous, but the reason is not yet clear, but the terminal acid value in the finally obtained polyester may be increased. In addition, the thermal stability and hydrolysis resistance of the polyester may decrease due to an increase in the residual catalyst concentration. On the other hand, if the amount is too small, the reaction activity is lowered, and accordingly, thermal decomposition of the polyester is induced during the production of the polyester, making it difficult to obtain a polyester having practically useful physical properties.

<反応槽>
本発明に用いるエステル化反応槽としては、公知のものが使用でき、縦型攪拌完全混合槽、縦型熱対流式混合槽、塔型連続反応槽等の型式のいずれであってもよく、また、単数槽としても、同種または異種の槽を直列させた複数槽としてもよい。中でも攪拌装置を有する反応槽が好ましく、攪拌装置としては、動力部および受、軸、攪拌翼からなる通常のタイプの他、タービンステーター型高速回転式攪拌機、ディスクミル型攪拌機、ローターミル型攪拌機等の高速回転するタイプも用いることができる。
<Reaction tank>
As the esterification reaction tank used in the present invention, known ones can be used, and any of a vertical stirring complete mixing tank, a vertical heat convection mixing tank, a tower type continuous reaction tank, etc. may be used. A single tank or a plurality of tanks in which similar or different tanks are connected in series may be used. Among them, a reaction tank having a stirrer is preferable. As a stirrer, in addition to a normal type including a power unit, a receiver, a shaft, and a stirring blade, a turbine stator type high-speed rotary stirrer, a disk mill type stirrer, a rotor mill type stirrer, etc. The type that rotates at a high speed can also be used.

攪拌の形態にも制限はなく、反応槽中の反応液を反応槽の上部、下部、横部等から直接攪拌する通常の攪拌方法の他、反応液の一部を反応槽の外部に配管等で持ち出してラインミキサ−等で攪拌し、反応液を循環させる方法もとることができる。攪拌翼の種類も公知のものが選択でき、具体的にはプロペラ翼、スクリュー翼、タービン翼、ファンタービン翼、デイスクタービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼等が挙げられる。   There is no limitation on the form of stirring, and in addition to the normal stirring method in which the reaction liquid in the reaction tank is directly stirred from the top, bottom, side, etc. of the reaction tank, a part of the reaction liquid is piped outside the reaction tank, etc. It is possible to take a method of circulating the reaction liquid by taking it out with a line mixer and the like. Known types of stirring blades can be selected, and specific examples include propeller blades, screw blades, turbine blades, fan turbine blades, disk turbine blades, fouller blades, full zone blades, Max blend blades, and the like.

本発明に用いる重縮合反応槽の型式に特に制限はなく、例えば、縦型攪拌重合槽、横型攪拌重合槽、薄膜蒸発式重合槽などを挙げることができる。重縮合反応槽は、1基とすることができ、あるいは、同種または異種の複数基の槽を直列させた複数槽とすることもできるが、反応液の粘度が上昇する重縮合の後期は界面更新性とプラグフロー性、セルフクリーニング性に優れた薄膜蒸発機能を有した横型攪拌重合機を選定することが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the type of the polycondensation reaction tank used for this invention, For example, a vertical stirring polymerization tank, a horizontal stirring polymerization tank, a thin film evaporation type polymerization tank etc. can be mentioned. The number of polycondensation reaction tanks can be one, or a plurality of tanks of the same or different types can be connected in series. It is preferable to select a horizontal stirring polymerization machine having a thin film evaporation function excellent in renewability, plug flow property, and self-cleaning property.

<製造プロセス例>
以下に、図面に基づき、脂肪族ジカルボン酸としてアジピン酸、芳香族ジカルボン酸としてテレフタル酸、脂肪族ジオールとして1,4−ブタンジオール、多官能化合物としてリンゴ酸を原料とするポリエステルの製造方法の好ましい実施態様を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<Example of manufacturing process>
Hereinafter, based on the drawings, adipic acid as an aliphatic dicarboxylic acid, terephthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid, 1,4-butanediol as an aliphatic diol, and a method for producing a polyester using malic acid as a polyfunctional compound are preferable. Although an embodiment is described, the present invention is not limited to this.

図1は、本発明で採用するエステル化反応工程の一例の説明図、図2は、本発明で採用する重縮合工程の一例の説明図である。   FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of an esterification reaction step employed in the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a polycondensation step employed in the present invention.

図1において、原料のアジピン酸、テレフタル酸およびリンゴ酸は、通常、原料混合槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールと混合され、原料供給ライン(1)からスラリーまたは液体の形態でエステル化反応槽(A)に供給される。また、エステル化反応時に触媒を添加する場合は、触媒調整槽(図示せず)で1,4−ブタンジオールの溶液とした後、触媒供給ライン(3)から触媒溶液を供給する。図1では再循環1,4−ブタンジオールの再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)を連結し、両者を混合した後、エステル化反応槽(A)の液相部に供給する態様を示した。   In FIG. 1, the raw materials adipic acid, terephthalic acid and malic acid are usually mixed with 1,4-butanediol in a raw material mixing tank (not shown), and in the form of slurry or liquid from the raw material supply line (1). It supplies to an esterification reaction tank (A). Moreover, when adding a catalyst at the time of esterification, after making it the solution of 1, 4- butanediol in a catalyst adjustment tank (not shown), a catalyst solution is supplied from a catalyst supply line (3). In FIG. 1, the catalyst supply line (3) is connected to the recirculation line (2) of the recirculated 1,4-butanediol, and both are mixed and then supplied to the liquid phase part of the esterification reaction tank (A). showed that.

エステル化反応槽(A)から留出するガスは、留出ライン(5)を経て精留塔(C)で高沸成分と低沸成分とに分離される。通常、高沸成分の主成分は1,4−ブタンジオールであり、低沸成分の主成分は、水および1,4−ブタンジオールの分解物であるテトラヒドロフラン(THF)である。   The gas distilled from the esterification reaction tank (A) is separated into a high-boiling component and a low-boiling component in the rectifying column (C) through the distillation line (5). Usually, the main component of the high boiling point component is 1,4-butanediol, and the main component of the low boiling point component is water and tetrahydrofuran (THF) which is a decomposition product of 1,4-butanediol.

精留塔(C)で分離された高沸成分は抜出ライン(6)から抜き出され、ポンプ(D)を経て、一部は再循環ライン(2)からエステル化反応槽(A)に循環され、一部は循環ライン(7)から精留塔(C)に戻される。また、余剰分は抜出ライン(8)から外部に抜き出される。一方、精留塔(C)で分離された軽沸成分はガス抜出ライン(9)から抜き出され、コンデンサ(G)で凝縮され、凝縮液ライン(10)を経てタンク(F)に一時溜められる。タンク(F)に集められた軽沸成分の一部は、抜出ライン(11)、ポンプ(E)および循環ライン(12)を経て精留塔(C)に戻され、残部は、抜出ライン(13)を経て外部に抜き出される。コンデンサ(G)はベントライン(14)を経て排気装置(図示せず)に接続されている。エステル化反応槽(A)内で生成したエステル化反応物であるエステルオリゴマーは、抜出ポンプ(B)およびエステルオリゴマーの抜出ライン(4)を経て図2に示す第1重縮合反応槽(a)に供される。   The high-boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the extraction line (6), passed through the pump (D), and partly from the recirculation line (2) to the esterification reaction tank (A). It is circulated and part is returned from the circulation line (7) to the rectification column (C). Further, the surplus is extracted outside from the extraction line (8). On the other hand, the light boiling components separated in the rectification column (C) are extracted from the gas extraction line (9), condensed in the condenser (G), and temporarily passed through the condensate line (10) to the tank (F). Can be stored. A part of the light boiling components collected in the tank (F) is returned to the rectification column (C) through the extraction line (11), the pump (E) and the circulation line (12), and the remainder is extracted. It is extracted outside through the line (13). The condenser (G) is connected to an exhaust device (not shown) via a vent line (14). The ester oligomer, which is the esterification reaction product generated in the esterification reaction tank (A), passes through the extraction pump (B) and the extraction line (4) of the ester oligomer (1st polycondensation reaction tank ( a).

図1に示す工程においては、再循環ライン(2)に触媒供給ライン(3)が連結されているが、両者は独立していてもよい。また、原料供給ライン(1)はエステル化反応槽(A)の液相部に接続されていてもよい。   In the process shown in FIG. 1, the catalyst supply line (3) is connected to the recirculation line (2), but both may be independent. Moreover, the raw material supply line (1) may be connected to the liquid phase part of the esterification reaction tank (A).

重縮合反応に供されるエステルオリゴマーへの触媒添加は、例えば、触媒調製槽(図示せず)でリン化合物、好ましくはリン化合物及びアルカリ土類金属化合物を含む触媒溶液を所定濃度に調製した後、図2における触媒供給ライン(L7)を経て原料供給ライン(L8)に供給し、1,4−ブタンジオールで更に希釈した後、エステルオリゴマーの抜出ライン(4)に供給することで行われる。   The catalyst is added to the ester oligomer to be subjected to the polycondensation reaction, for example, after a catalyst solution containing a phosphorus compound, preferably a phosphorus compound and an alkaline earth metal compound, is prepared to a predetermined concentration in a catalyst preparation tank (not shown). 2 is supplied to the raw material supply line (L8) through the catalyst supply line (L7) in FIG. 2, further diluted with 1,4-butanediol, and then supplied to the ester oligomer extraction line (4). .

エステルオリゴマーの抜出ライン(4)から第1重縮合反応槽(a)に供給されたエステルオリゴマーは、減圧下に重縮合されてポリエステル低重合体となり、その後、抜出用ギヤポンプ(c)および抜出ライン(L1)を経て第2重縮合反応槽(d)に供給される。第2重縮合反応槽(d)では、通常、第1重縮合反応槽(a)よりも低い圧力で更に重縮合反応が進む。得られた重縮合物は、抜出用ギヤポンプ(e)および出口流路である抜出ライン(L3)を経て、第3重縮合反応槽(k)に供給される。第3重縮合反応槽(k)は、複数個の攪拌翼ブロックで構成され、2軸のセルフクリーニングタイプの攪拌翼を具備した横型の反応槽である。抜出ライン(L3)を通じて第2重縮合反応槽(d)から第3重縮合反応槽(k)に導入された重縮合反応物は、ここで更に重縮合反応が進められた後、ペレット化の工程に移送される。   The ester oligomer supplied from the ester oligomer extraction line (4) to the first polycondensation reaction tank (a) is polycondensed under reduced pressure to become a polyester low polymer, and then the extraction gear pump (c) and It supplies to a 2nd polycondensation reaction tank (d) through an extraction line (L1). In the second polycondensation reaction tank (d), the polycondensation reaction usually proceeds further at a lower pressure than in the first polycondensation reaction tank (a). The obtained polycondensate is supplied to the third polycondensation reaction tank (k) through the extraction gear pump (e) and the extraction line (L3) as the outlet channel. The third polycondensation reaction tank (k) is a horizontal reaction tank composed of a plurality of stirring blade blocks and equipped with a biaxial self-cleaning type stirring blade. The polycondensation reaction product introduced from the second polycondensation reaction tank (d) to the third polycondensation reaction tank (k) through the extraction line (L3) is further pelletized after the polycondensation reaction is further advanced here. It is transferred to the process.

ペレット化の工程では、溶融状態のポリエステルを抜出用ギヤポンプ(m)、出口流路であるフィルター(n)を経て水中カッター(h)で切断してポリエステルペレットとする。なお、溶融ストランドを大気中に抜き出して、水などで冷却した後、回転式カッターで切断してペレット化してもよい。   In the pelletizing step, the melted polyester is cut with an underwater cutter (h) through an extraction gear pump (m) and a filter (n) which is an outlet channel to obtain polyester pellets. In addition, after extracting a melt strand in air | atmosphere and cooling with water etc., you may cut | disconnect with a rotary cutter and pelletize.

図2における符号(L2)、(L4)、(L6)は、それぞれ、第1重縮合反応槽(a)、第2重縮合反応槽(d)、第3重縮合反応槽(k)のベントラインである。なお、ライン(4)、(L1)、(L3)、(L5)にはフィルターを設けてもよい。   Reference numerals (L2), (L4), and (L6) in FIG. 2 denote vents of the first polycondensation reaction tank (a), the second polycondensation reaction tank (d), and the third polycondensation reaction tank (k), respectively. Line. Note that filters may be provided on the lines (4), (L1), (L3), and (L5).

<ポリエステルの物性>
本発明により得られる本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの固有粘度(IV)は、下限が1.0dL/g以上であることが好ましく、特に好ましくは1.2dL/g以上である。また、ポリエステルの固有粘度の上限は2.5dL/gが好ましく、更に好ましくは2.2dL/gであり、特に好ましくは2.0dL/gである。固有粘度が下限未満であると、成形品にしたとき十分な機械強度が得にくい。固有粘度が上限超過であると、成形時に溶融粘度が高く成形しにくい。
<Physical properties of polyester>
The lower limit of the intrinsic viscosity (IV) of the aliphatic aromatic polyester of the present invention obtained by the present invention is preferably 1.0 dL / g or more, particularly preferably 1.2 dL / g or more. The upper limit of the intrinsic viscosity of the polyester is preferably 2.5 dL / g, more preferably 2.2 dL / g, and particularly preferably 2.0 dL / g. When the intrinsic viscosity is less than the lower limit, it is difficult to obtain sufficient mechanical strength when formed into a molded product. If the intrinsic viscosity exceeds the upper limit, the melt viscosity is high during molding and molding is difficult.

また、本発明の脂肪族芳香族ポリエステルの末端酸価は通常80eq./ton以下であり、好ましくは60eq./ton以下、更に好ましくは50eq./ton以下である。脂肪族芳香族ポリエステルの末端酸価が上記上限を超えると、加水分解による粘度低下が顕著となり、品質を著しく損なう場合がある。末端酸価は、低いほど熱安定性、耐加水分解性がよいが、本発明により得られる脂肪族芳香族ポリエステルの末端酸価は通常20eq./ton以上、より好ましくは25eq./ton以上で、特に30eq./ton以上が好ましい。   The terminal acid value of the aliphatic aromatic polyester of the present invention is usually 80 eq. / Ton or less, preferably 60 eq. / Ton or less, more preferably 50 eq. / Ton or less. When the terminal acid value of the aliphatic aromatic polyester exceeds the above upper limit, the viscosity decrease due to hydrolysis becomes remarkable, and the quality may be significantly impaired. The lower the terminal acid value, the better the thermal stability and hydrolysis resistance, but the terminal acid value of the aliphatic aromatic polyester obtained by the present invention is usually 20 eq. / Ton or more, more preferably 25 eq. / Ton or more, especially 30 eq. / Ton or more is preferable.

<ポリエステル組成物>
本発明により得られる本発明の脂肪族芳香族ポリエステルに、脂肪族ポリエステルや、脂肪族オキシカルボン酸等を配合させてもよい。更に必要に応じて用いられるカルボジイミド化合物、充填材、可塑剤、その他、本発明の効果を阻害しない範囲で他の生分解性樹脂、例えば、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロースエステル等や、澱粉、セルロース、紙、木粉、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、クルミ殻粉末等の動物/植物物質微粉末、あるいはこれらの混合物を配合することができる。更に、成形品の物性や加工性を調整する目的で、熱安定剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、無機フィラー、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤、改質剤、架橋剤等を含有させてもよい。
<Polyester composition>
You may mix | blend aliphatic polyester, aliphatic oxycarboxylic acid, etc. with the aliphatic aromatic polyester of this invention obtained by this invention. Furthermore, carbodiimide compounds, fillers, plasticizers, and other biodegradable resins that are used as necessary, such as polycaprolactone, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose ester, etc. Cellulose, paper, wood powder, chitin / chitosan, animal / plant substance fine powder such as coconut shell powder, walnut shell powder, or a mixture thereof can be blended. Furthermore, additives such as heat stabilizers, plasticizers, lubricants, anti-blocking agents, nucleating agents, inorganic fillers, colorants, pigments, ultraviolet absorbers, light stabilizers, etc. are used for the purpose of adjusting the physical properties and processability of the molded products. Further, a modifier, a crosslinking agent, etc. may be included.

本発明の脂肪族芳香族ポリエステルからポリエステル組成物を製造する方法は、特に限定されないが、ブレンドしたポリエステルの原料チップを同一の押出機で溶融混合する方法、各々別々の押出機で溶融させた後に混合する方法、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ニーダーブレンダー等の通常の混練機を用いて混練することによって混合する等が挙げられる。また、各々の原料チップを直接成形機に供給して組成物を調製すると同時に、その成形体を得ることも可能である。   The method for producing the polyester composition from the aliphatic aromatic polyester of the present invention is not particularly limited, but is a method in which raw material chips of the blended polyester are melt-mixed in the same extruder, and each is melted in separate extruders. Examples of the mixing method include single-screw extruder, twin-screw extruder, Banbury mixer, roll mixer, Brabender plastograph, kneader blending by kneading using a kneader blender. In addition, it is possible to obtain a molded body at the same time as preparing a composition by directly supplying each raw material chip to a molding machine.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example at all unless the summary is exceeded.

なお、以下の諸例で採用した物性及び評価項目の測定方法は次の通りである。   In addition, the measuring method of the physical property and evaluation item which were employ | adopted in the following examples is as follows.

<固有粘度(IV) dL/g>
ウベローデ型粘度計を使用し、次の要領で求めた。すなわち、フェノール/テトラクロロエタン(質量比1/1)の混合溶媒を使用し、30℃において、濃度0.5g/dLのポリマー溶液及び溶媒のみの落下秒数を測定し、以下の式(1)より求めた。
IV=((1+4KηSP0.5−1)/(2KC) …(1)
ただし、ηSP=η/η−1であり、ηは試料溶液落下秒数、ηは溶媒の落下秒数、Cは試料溶液濃度(g/dL)、Kはハギンズの定数である。Kは0.33を採用した。
<Intrinsic viscosity (IV) dL / g>
Using an Ubbelohde viscometer, it was determined as follows. That is, a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (mass ratio 1/1) was used, and at 30 ° C., the polymer solution having a concentration of 0.5 g / dL and the number of falling seconds of the solvent alone were measured, and the following formula (1) I asked more.
IV = ((1 + 4K H η SP ) 0.5 −1) / (2K H C) (1)
Where η SP = η / η 0 −1, η is the sample solution fall seconds, η 0 is the solvent drop seconds, C is the sample solution concentration (g / dL), and K H is the Huggins constant. . K H adopted the 0.33.

<エステルオリゴマーの末端酸価 eq./ton>
ペースト状のエステルオリゴマー0.3gを100mLビーカーに採取し、ベンジルアルコール40mLを加えて乾燥窒素ガスを吹き込みながら180℃のホットプレート上で加熱した。途中で溶解を確認しながら20分経過後、水冷により60℃まで降温させた。ベンジルアルコール10mLにてビーカー壁についた油滴を洗い流し、この溶液にフェノールレッド指示薬を1〜2滴加え、乾燥窒素ガスを吹き込みながら撹拌下に、0.1mol/Lの水酸化カリウムのメタノール溶液で滴定し、黄色から赤色に変じた時点で終了とした。また、ブランクとして、ベンジルアルコールのみで同様の操作を実施し、以下の式(2)によって末端酸価(末端カルボキシ基量)を算出した。
<Terminal acid value of ester oligomer eq. / Ton>
0.3 g of pasty ester oligomer was collected in a 100 mL beaker, 40 mL of benzyl alcohol was added, and the mixture was heated on a hot plate at 180 ° C. while blowing dry nitrogen gas. The temperature was lowered to 60 ° C. by water cooling after 20 minutes while confirming dissolution on the way. Rinse the oil droplets on the beaker wall with 10 mL of benzyl alcohol, add 1 to 2 drops of phenol red indicator to this solution, and stir while blowing dry nitrogen gas with 0.1 mol / L potassium hydroxide in methanol. The titration was completed when the color changed from yellow to red. Moreover, the same operation was implemented only with benzyl alcohol as a blank, and the terminal acid value (terminal carboxy group amount) was computed by the following formula | equation (2).

<ポリエステルの末端酸価 eq./ton>
ペレット状ポリエステルを、真空乾燥機にて60℃で8時間分間乾燥させ、デシケーター内で室温まで冷却した試料から、0.5gを精秤して試験管に採取し、ベンジルアルコール25mLを加えて、乾燥窒素ガスを吹き込みながら195℃にて3分間で溶解させた。次いで、氷浴で40秒冷却撹拌した後エタノール2mLを徐々に加えた。この溶液にフェノールレッド指示薬を1〜2滴加え、乾燥窒素ガスを吹き込みながら撹拌下に、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液で滴定し、黄色から赤色に変じた時点で終了とした。また、ブランクとして、ポリエステル試料を加えずに同様の操作を実施し、以下の式(2)によって末端酸価(末端カルボキシ基量)を算出した。
<Terminal acid value of polyester eq. / Ton>
The pelletized polyester was dried at 60 ° C. for 8 hours in a vacuum dryer and cooled to room temperature in a desiccator, 0.5 g was accurately weighed and collected in a test tube, and 25 mL of benzyl alcohol was added. The solution was dissolved at 195 ° C. for 3 minutes while blowing dry nitrogen gas. Next, after cooling and stirring in an ice bath for 40 seconds, 2 mL of ethanol was gradually added. Add 1 to 2 drops of phenol red indicator to this solution, and titrate with 0.1 mol / L sodium benzyl alcohol solution of sodium hydroxide with stirring while blowing dry nitrogen gas. did. Moreover, the same operation was implemented as a blank, without adding a polyester sample, and the terminal acid value (terminal carboxy group amount) was computed by the following formula | equation (2).

<末端酸価の算出式>
末端酸価(eq./ton)=(a−b)×0.1×f/w …(2)
<Calculation formula of terminal acid value>
Terminal acid value (eq./ton)=(ab)×0.1×f/w (2)

ここで、aは、滴定に要した0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の量(μL)、bは、ブランクでの滴定に要した0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の量(μL)、wはエステルオリゴマー又はポリエステルの試料の量(g)、fは、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の力価である。
尚、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の力価(f)は以下の方法で求めた。
試験管にメタノール5cmを採取し、フェノールレッドのエタノール溶液の指示薬として1〜2滴加え、0.lmol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液0.4cmで変色点まで滴定し、次いで力価既知の0.1mol/Lの塩酸水溶液を標準液として0.2cm採取して加え、再度、0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液で変色点まで滴定した(以上の操作は、乾燥窒素ガス吹き込み下で行った。)。そして、以下の式(3)によって力価(f)を算出した。
力価(f)=0.1mol/Lの塩酸水溶液の力価×0.1Nの塩酸水溶液の採取量(μL)/0.1mol/Lの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液の滴定量(μL) …(3)
Here, a is the amount of benzyl alcohol solution of 0.1 mol / L sodium hydroxide required for titration (μL), b is benzyl of 0.1 mol / L sodium hydroxide required for titration with a blank. The amount of alcohol solution (μL), w is the amount of ester oligomer or polyester sample (g), and f is the titer of a 0.1 mol / L sodium hydroxide benzyl alcohol solution.
The titer (f) of a benzyl alcohol solution of 0.1 mol / L sodium hydroxide was determined by the following method.
Collect 5 cm 3 of methanol in a test tube and add 1-2 drops as an indicator of phenol red in ethanol solution. Titration to a discoloration point with 0.4 cm 3 of benzyl alcohol solution of 1 mol / L sodium hydroxide, and then adding 0.2 cm 3 of 0.1 mol / L aqueous hydrochloric acid solution with known titer as a standard solution, and again, The solution was titrated to a discoloration point with a 0.1 mol / L sodium hydroxide solution in benzyl alcohol (the above operation was performed while blowing dry nitrogen gas). And titer (f) was computed by the following formula | equation (3).
Titer (f) = titer of 0.1 mol / L hydrochloric acid aqueous solution x sampling amount of 0.1 N hydrochloric acid aqueous solution (µL) / titration amount of benzyl alcohol solution of 0.1 mol / L sodium hydroxide (µL) ... (3)

<黄色度(YI)>
JIS K7373の方法に基づいて測定した。この値は、低い程好ましく、本発明では40以下が好ましい。
<Yellowness (YI)>
It measured based on the method of JISK7373. This value is preferably as low as possible, and is preferably 40 or less in the present invention.

[実施例1]
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、原料としてアジピン酸100重量部、テレフタル酸101重量部、1,4−ブタンジオール202重量部、1,4−ブタンジオールにて3重量%濃度に調製したテトラ−n−ブチルチタネート溶液1.92重量部を投入し、窒素−減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。系内を撹拌しながら1時間かけて230℃まで昇温し、この温度で2時間30分反応させた。得られたエステルオリゴマーの末端酸価を測定したところ102eq./tonであった。
[Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer and a vacuum outlet, 100 parts by weight of adipic acid, 101 parts by weight of terephthalic acid, 202 parts by weight of 1,4-butanediol, 1, 1.92 parts by weight of a tetra-n-butyl titanate solution prepared to a concentration of 3% by weight with 4-butanediol was added, and the system was placed in a nitrogen atmosphere by nitrogen-reduced pressure substitution. While stirring the system, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour, and the reaction was carried out at this temperature for 2 hours and 30 minutes. The terminal acid value of the obtained ester oligomer was measured and found to be 102 eq. / Ton.

このエステルオリゴマーに、エチルアシッドホスフェート濃度0.4重量%、酢酸マグネシウム濃度0.6重量%となるように調製した1,4−ブタンジオール溶液を9.75重量部添加した。   To this ester oligomer, 9.75 parts by weight of a 1,4-butanediol solution prepared to have an ethyl acid phosphate concentration of 0.4% by weight and a magnesium acetate concentration of 0.6% by weight was added.

次に、系内を150rpmで撹拌しながら30分かけて250℃まで昇温し、同時に70Paまで減圧し、減圧後の攪拌装置の攪拌回転数を150rpm、60rpm、40rpm、20rpmと段階的に下げた。20rpmでトルク値が0.2N・mに達した時点において230℃で反応槽の底部から内容物をストランドとして抜き出し、10℃の水中を潜らせた後、カッターでストランドをカットした。真空下、60℃で8時間加熱乾燥することにより白色のペレットを得た。   Next, while stirring the system at 150 rpm, the temperature was raised to 250 ° C. over 30 minutes, and the pressure was reduced to 70 Pa at the same time, and the stirring rotation speed of the stirring device after the pressure reduction was lowered stepwise to 150 rpm, 60 rpm, 40 rpm, and 20 rpm. It was. When the torque value reached 0.2 N · m at 20 rpm, the contents were extracted as a strand from the bottom of the reaction vessel at 230 ° C. and submerged in 10 ° C. water, and then the strand was cut with a cutter. White pellets were obtained by heating and drying at 60 ° C. for 8 hours under vacuum.

得られたペレットの黄色度(YI)は−3、末端酸価は44eq./ton、固有粘度は1.38dL/gであった。   The obtained pellet had a yellowness (YI) of -3 and a terminal acid value of 44 eq. / Ton, the intrinsic viscosity was 1.38 dL / g.

[実施例2]
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、原料としてアジピン酸100重量部、テレフタル酸101重量部、1,4−ブタンジオール163重量部、1,4−ブタンジオールにて3重量%濃度に調製したテトラブチル−n−チタネート溶液1.92重量部を投入し、窒素−減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。系内を撹拌しながら1時間かけて230℃まで昇温し、この温度で2時間30分反応させた。得られたエステルオリゴマーの末端酸価を測定したところ303eq./tonであった。
このエステルオリゴマーに、エチルアシッドホスフェート濃度2.7重量%、酢酸マグネシウム濃度1.1重量%となるように調製した1,4−ブタンジオール溶液を4.2重量部添加した。
[Example 2]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer and a vacuum outlet, 100 parts by weight of adipic acid, 101 parts by weight of terephthalic acid, 163 parts by weight of 1,4-butanediol, 1.92 parts by weight of a tetrabutyl-n-titanate solution prepared to a concentration of 3% by weight with 4-butanediol was added, and the system was placed in a nitrogen atmosphere by nitrogen-reduced pressure substitution. While stirring the system, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour, and the reaction was carried out at this temperature for 2 hours and 30 minutes. When the terminal acid value of the obtained ester oligomer was measured, it was 303 eq. / Ton.
To this ester oligomer, 4.2 parts by weight of a 1,4-butanediol solution prepared so as to have an ethyl acid phosphate concentration of 2.7% by weight and a magnesium acetate concentration of 1.1% by weight was added.

次に、系内を150rpmで撹拌しながら30分かけて250℃まで昇温し、同時に70Paまで減圧し、減圧後の攪拌装置の攪拌回転数を150rpm、60rpm、40rpm、20rpmと段階的に下げた。20rpmでトルク値が0.2N・mに達した時点において230℃で反応槽の底部から内容物をストランドとして抜き出し、10℃の水中を潜らせた後、カッターでストランドをカットした。真空下、60℃で8時間加熱乾燥することにより白色のペレットを得た。   Next, while stirring the system at 150 rpm, the temperature was raised to 250 ° C. over 30 minutes, and the pressure was reduced to 70 Pa at the same time, and the stirring rotation speed of the stirring device after the pressure reduction was lowered stepwise to 150 rpm, 60 rpm, 40 rpm, and 20 rpm. It was. When the torque value reached 0.2 N · m at 20 rpm, the contents were extracted as a strand from the bottom of the reaction vessel at 230 ° C. and submerged in 10 ° C. water, and then the strand was cut with a cutter. White pellets were obtained by heating and drying at 60 ° C. for 8 hours under vacuum.

得られたペレットの黄色度(YI)は0、末端酸価は45eq./ton、固有粘度は1.32dL/gであった。   The resulting pellet has a yellowness (YI) of 0 and a terminal acid value of 45 eq. / Ton, the intrinsic viscosity was 1.32 dL / g.

[比較例1]
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、原料としてアジピン酸100重量部、テレフタル酸101重量部、1,4−ブタンジオール174重量部、1,4−ブタンジオールにて3重量%濃度に調製したテトラブチル−n−チタネート溶液3.21重量部を投入し、窒素−減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。系内を撹拌しながら1時間かけて230℃まで昇温し、この温度で5時間反応させた。得られたエステルオリゴマーの末端酸価を測定したところ26eq./tonであった。
[Comparative Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer and a vacuum outlet, 100 parts by weight of adipic acid, 101 parts by weight of terephthalic acid, 174 parts by weight of 1,4-butanediol, Then, 3.21 parts by weight of tetrabutyl-n-titanate solution prepared to a concentration of 3% by weight with 4-butanediol was added, and the inside of the system was put into a nitrogen atmosphere by nitrogen-vacuum substitution. While stirring the system, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour, and the reaction was carried out at this temperature for 5 hours. When the terminal acid value of the obtained ester oligomer was measured, it was 26 eq. / Ton.

このエステルオリゴマーに、エチルアシッドホスフェート濃度0.4重量%、酢酸マグネシウム濃度0.6重量%となるように調製した1,4−ブタンジオール溶液を2.93重量部添加した。   To the ester oligomer, 2.93 parts by weight of a 1,4-butanediol solution prepared so as to have an ethyl acid phosphate concentration of 0.4% by weight and a magnesium acetate concentration of 0.6% by weight was added.

次に、系内を150rpmで撹拌しながら30分かけて250℃まで昇温し、同時に70Paまで減圧し、減圧後の攪拌装置の攪拌回転数を150rpm、60rpm、40rpm、20rpmと段階的に下げた。20rpmでトルク値が0.2N・mに達した時点において230℃で反応槽の底部から内容物をストランドとして抜き出し、10℃の水中を潜らせた後、カッターでストランドをカットした。真空下、60℃で2時間加熱乾燥することにより桃色のペレットを得た。   Next, while stirring the system at 150 rpm, the temperature was raised to 250 ° C. over 30 minutes, and the pressure was reduced to 70 Pa at the same time, and the stirring rotation speed of the stirring device after the pressure reduction was lowered stepwise to 150 rpm, 60 rpm, 40 rpm, and 20 rpm. It was. When the torque value reached 0.2 N · m at 20 rpm, the contents were extracted as a strand from the bottom of the reaction vessel at 230 ° C. and submerged in 10 ° C. water, and then the strand was cut with a cutter. Pink pellets were obtained by heating and drying at 60 ° C. for 2 hours under vacuum.

得られたペレットの黄色度(YI)は64、末端酸価は14eq./ton、固有粘度は1.39dL/gであった。   The obtained pellet had a yellowness (YI) of 64 and a terminal acid value of 14 eq. / Ton, the intrinsic viscosity was 1.39 dL / g.

[実施例3]
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、原料としてアジピン酸100重量部、テレフタル酸101重量部、1,4−ブタンジオール203重量部、1,4−ブタンジオールにて3重量%濃度に調製したテトラブチル−n−チタネート溶液1.60重量部を投入し、窒素−減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。系内を撹拌しながら1時間かけて230℃まで昇温し、この温度で2時間30分反応させた。得られたエステルオリゴマーの末端酸価を測定したところ376eq./tonであった。このエステル化における留出液量は62.3重量部であり、ガスクロマトグラフの絶対検量法より得られたテトラヒドロフラン濃度は9.1重量%であった。これからテトラヒドロフランの副生量は5.7重量部であった。
[Example 3]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer and a vacuum outlet, 100 parts by weight of adipic acid, 101 parts by weight of terephthalic acid, 203 parts by weight of 1,4-butanediol, 1, 1.60 parts by weight of a tetrabutyl-n-titanate solution prepared to a concentration of 3% by weight with 4-butanediol was added, and the inside of the system was put into a nitrogen atmosphere by nitrogen-reduced pressure substitution. While stirring the system, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour, and the reaction was carried out at this temperature for 2 hours and 30 minutes. When the terminal acid value of the obtained ester oligomer was measured, 376 eq. / Ton. The amount of distillate in this esterification was 62.3 parts by weight, and the tetrahydrofuran concentration obtained by the absolute calibration method of gas chromatography was 9.1% by weight. From this, the by-product amount of tetrahydrofuran was 5.7 parts by weight.

このエステルオリゴマーに、エチルアシッドホスフェート濃度0.9重量%、酢酸マグネシウム濃度1.1重量%となるように調製した1,4−ブタンジオール溶液を3.7重量部添加した。   To this ester oligomer, 3.7 parts by weight of a 1,4-butanediol solution prepared to have an ethyl acid phosphate concentration of 0.9% by weight and a magnesium acetate concentration of 1.1% by weight was added.

次に、系内を150rpmで撹拌しながら30分かけて250℃まで昇温し、同時に70Paまで減圧し、減圧後の攪拌装置の攪拌回転数を150rpm、60rpm、40rpm、20rpmと段階的に下げた。20rpmでトルク値が0.2N・mに達した時点において230℃で反応槽の底部から内容物をストランドとして抜き出し、10℃の水中を潜らせた後、カッターでストランドをカットした。真空下、60℃で8時間加熱乾燥することにより271重量部の白色のペレットを得た。   Next, while stirring the system at 150 rpm, the temperature was raised to 250 ° C. over 30 minutes, and the pressure was reduced to 70 Pa at the same time, and the stirring rotation speed of the stirring device after the pressure reduction was lowered stepwise to 150 rpm, 60 rpm, 40 rpm, and 20 rpm. It was. When the torque value reached 0.2 N · m at 20 rpm, the contents were extracted as a strand from the bottom of the reaction vessel at 230 ° C. and submerged in 10 ° C. water, and then the strand was cut with a cutter. By heating and drying at 60 ° C. for 8 hours under vacuum, 271 parts by weight of white pellets were obtained.

得られたペレットの黄色度(YI)は−6、末端酸価は42eq./ton、固有粘度は1.41dL/gであった。ペレット100重量部当たり2.1重量部のテトラヒドロフランが副生した。   The resulting pellet had a yellowness (YI) of -6 and a terminal acid value of 42 eq. / Ton, the intrinsic viscosity was 1.41 dL / g. 2.1 parts by weight of tetrahydrofuran was by-produced per 100 parts by weight of the pellets.

[比較例2]
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧用排気口を備えた反応容器に、原料としてアジピン酸100重量部、テレフタル酸101重量部、1,4−ブタンジオール203重量部、1,4−ブタンジオールにて3重量%濃度に調製したテトラブチル−n−チタネート溶液3.19重量部と、同じく1,4−ブタンジオールにて1重量%濃度に調製したエチルアシッドホスフェート溶液5.9重量部を投入し、窒素−減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。このリン化合物添加時の末端酸価は理論的に9559eq./tonであった。系内を撹拌しながら1時間かけて230℃まで昇温し、この温度で2時間30分反応させた。得られたエステルオリゴマーの末端酸価を測定したところ554eq./tonであった。このエステル化における留出液量は70.5重量部であり、ガスクロマトグラフの絶対検量法より得られたテトラヒドロフラン濃度は31%であった。これからテトラヒドロフランの副生量は21.8重量部であった。その後、酢酸マグネシウム濃度10重量%となるように調製した1,4−ブタンジオール溶液を0.73重量部添加した。
[Comparative Example 2]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer and a vacuum outlet, 100 parts by weight of adipic acid, 101 parts by weight of terephthalic acid, 203 parts by weight of 1,4-butanediol, 1, 3.19 parts by weight of a tetrabutyl-n-titanate solution prepared to a concentration of 3% by weight with 4-butanediol and 5.9% by weight of an ethyl acid phosphate solution prepared to a concentration of 1% by weight with 1,4-butanediol. The system was put into a nitrogen atmosphere by nitrogen-vacuum substitution. The terminal acid value upon addition of this phosphorus compound is theoretically 9559 eq. / Ton. While stirring the system, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour, and the reaction was carried out at this temperature for 2 hours and 30 minutes. When the terminal acid value of the obtained ester oligomer was measured, it was 554 eq. / Ton. The amount of distillate in this esterification was 70.5 parts by weight, and the tetrahydrofuran concentration obtained by the absolute calibration method of gas chromatography was 31%. From this, the by-product amount of tetrahydrofuran was 21.8 parts by weight. Thereafter, 0.73 parts by weight of a 1,4-butanediol solution prepared to have a magnesium acetate concentration of 10% by weight was added.

次に、系内を150rpmで撹拌しながら30分かけて250℃まで昇温し、同時に70Paまで減圧し、減圧後の攪拌装置の攪拌回転数を150rpm、60rpm、40rpm、20rpmと段階的に下げた。20rpmでトルク値が0.2N・mに達した時点において230℃で反応槽の底部からストランドとして内容物を抜き出し、10℃の水中を潜らせた後、カッターでストランドをカットした。真空下、60℃で8時間加熱乾燥することにより271重量部の白色のペレットを得た。   Next, while stirring the system at 150 rpm, the temperature was raised to 250 ° C. over 30 minutes, and the pressure was reduced to 70 Pa at the same time, and the stirring rotation speed of the stirring device after the pressure reduction was lowered stepwise to 150 rpm, 60 rpm, 40 rpm, and 20 rpm. It was. When the torque value reached 0.2 N · m at 20 rpm, the contents were extracted as a strand from the bottom of the reaction vessel at 230 ° C. and submerged in 10 ° C. water, and then the strand was cut with a cutter. By heating and drying at 60 ° C. for 8 hours under vacuum, 271 parts by weight of white pellets were obtained.

得られたペレットの黄色度(YI)は4、末端酸価は37eq./ton、固有粘度は1.37dL/gであった。ペレット100重量部当たり8.0重量部のテトラヒドロフランが副生した。
以上の実施例1〜3及び比較例1,2の反応条件及び反応結果を表1にまとめる。
The resulting pellet has a yellowness (YI) of 4 and a terminal acid value of 37 eq. / Ton, the intrinsic viscosity was 1.37 dL / g. 8.0 parts by weight of tetrahydrofuran was by-produced per 100 parts by weight of the pellets.
The reaction conditions and reaction results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 are summarized in Table 1.

なお、表1中の各項目は以下の値を示す。
Ti(ppm):ポリマーに対するチタン化合物のTi換算添加量(重量ppm)
P(mol/mol−Ti):チタン化合物のTi換算添加モル量に対するリン化合物のP換算添加モル量比
1,4−BG/酸(mol/mol):反応に供した全ジカルボン酸に対する1,4−ブタンジオールのモル比
末端酸価(eq./ton):エステル化反応工程で得られたエステルオリゴマーの末端酸価(比較例2は、リン化合物添加時の系内末端酸価)、又は、重縮合反応工程で得られたポリエステルの末端酸価
Mg(mol/mol−Ti):チタン化合物のTi換算添加モル量に対するマグネシウム化合物のMg換算添加モル量比
YI:得られたポリエステルの黄色度(YI)
固有粘度(dL/g):得られたポリエステルの固有粘度
THF(g/100g−PBAT):生産ポリエステル100gに対するテトラヒドロフラン生成量(g)
In addition, each item in Table 1 shows the following values.
Ti (ppm): Ti equivalent addition amount of titanium compound to polymer (weight ppm)
P (mol / mol-Ti): P compound addition molar amount ratio of phosphorus compound to Ti conversion addition molar amount of titanium compound 1,4-BG / acid (mol / mol): 1, to all dicarboxylic acids subjected to the reaction Molar ratio of 4-butanediol Terminal acid value (eq./ton): Terminal acid value of the ester oligomer obtained in the esterification reaction step (Comparative Example 2 is an in-system terminal acid value when a phosphorus compound is added), or The terminal acid value of the polyester obtained in the polycondensation reaction step Mg (mol / mol-Ti): ratio of the magnesium compound added molar amount of the magnesium compound to the Ti converted added molar amount of the titanium compound YI: yellowness of the obtained polyester (YI)
Intrinsic viscosity (dL / g): Intrinsic viscosity of the obtained polyester THF (g / 100 g-PBAT): tetrahydrofuran production amount (g) with respect to 100 g of the produced polyester

Figure 2018145413
Figure 2018145413

表1より、本発明によれば、テトラヒドロフランの副生を抑制して、色調が良好な高品質の脂肪族芳香族ポリエステルを効率的に得ることができることが分かる。
これに対して、エステルオリゴマーの末端酸価が30eq./ton未満の比較例1では、YIが高く、色調の良好なポリエステルを得ることができない。
また、リン化合物をエステル化反応工程で添加した比較例2では、テトラヒドロフラン副生量が多く、非効率である。
From Table 1, it can be seen that according to the present invention, it is possible to efficiently obtain a high-quality aliphatic aromatic polyester having good color tone by suppressing the by-production of tetrahydrofuran.
On the other hand, the terminal acid value of the ester oligomer is 30 eq. In Comparative Example 1 less than / ton, YI is high, and a polyester having a good color tone cannot be obtained.
Moreover, in Comparative Example 2 in which the phosphorus compound was added in the esterification reaction step, the amount of tetrahydrofuran by-product was large and inefficient.

本発明の製造方法により、テトラヒドロフランの副生を抑制して、色調が良好な高品質の脂肪族芳香族ポリエステルを効率的に得ることができ、この脂肪族芳香族ポリエステルを用いて商品価値の高い成形品を提供することができる。   By the production method of the present invention, by-product formation of tetrahydrofuran can be suppressed, and a high-quality aliphatic aromatic polyester having a good color tone can be efficiently obtained, and a commercial value is high using this aliphatic aromatic polyester. A molded article can be provided.

1 原料供給ライン
2 再循環ライン
3 触媒供給ライン
4 エステルオリゴマーの抜出ライン
5 留出ライン
6 抜出ライン
7 循環ライン
8 抜出ライン
9 ガス抜出ライン
10 凝縮液ライン
11 抜出ライン
12 循環ライン
13 抜出ライン
14 ベントライン
A エステル化反応槽
B 抜出ポンプ
C 精留塔
D ポンプ
E ポンプ
F タンク
G コンデンサ
L1、L3、L5 重縮合反応物抜出ライン
L2、L4、L6 ベントライン
L7 触媒供給ライン
L8 原料供給ライン
a 第1重縮合反応槽
d 第2重縮合反応槽
k 第3重縮合反応槽
c、e、m 抜出用ギヤポンプ
h 水中カッター
n フィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material supply line 2 Recirculation line 3 Catalyst supply line 4 Ester oligomer extraction line 5 Distillation line 6 Extraction line 7 Circulation line 8 Extraction line 9 Gas extraction line 10 Condensate line 11 Extraction line 12 Circulation line 13 Extraction line 14 Vent line A Esterification reaction tank B Extraction pump C Rectification tower D Pump E Pump F Tank G Condenser L1, L3, L5 Polycondensation reaction product extraction line L2, L4, L6 Vent line L7 Catalyst supply Line L8 Raw material supply line a 1st polycondensation reaction tank d 2nd polycondensation reaction tank k 3rd polycondensation reaction tank c, e, m Gear pump for extraction h Underwater cutter n Filter

Claims (3)

脂肪族ジオール成分と脂肪族ジカルボン酸成分および芳香族ジカルボン酸成分とを触媒の存在下にエステル化及び/又はエステル交換反応させてエステルオリゴマーを得、該エステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給して重縮合反応を行うことにより脂肪族芳香族ポリエステルを製造する方法において、
該エステルオリゴマーの末端酸価が30〜1000eq./tonであり、
該エステルオリゴマーを重縮合反応工程に供給する前に、該エステルオリゴマーをリン化合物と接触させる、脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法。
An ester oligomer is obtained by esterifying and / or transesterifying an aliphatic diol component, an aliphatic dicarboxylic acid component, and an aromatic dicarboxylic acid component in the presence of a catalyst, and the ester oligomer is supplied to a polycondensation reaction step. In a method for producing an aliphatic aromatic polyester by performing a polycondensation reaction,
The terminal acid value of the ester oligomer is 30 to 1000 eq. / Ton,
A method for producing an aliphatic aromatic polyester, wherein the ester oligomer is brought into contact with a phosphorus compound before the ester oligomer is supplied to the polycondensation reaction step.
前記エステルオリゴマーに、前記リン化合物と共にアルカリ土類金属化合物を接触させる、請求項1に記載の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法。   The method for producing an aliphatic aromatic polyester according to claim 1, wherein an alkaline earth metal compound is brought into contact with the ester oligomer together with the phosphorus compound. 前記アルカリ土類金属化合物がマグネシウム化合物である、請求項2に記載の脂肪族芳香族ポリエステルの製造方法。   The method for producing an aliphatic aromatic polyester according to claim 2, wherein the alkaline earth metal compound is a magnesium compound.
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