JP2648191B2 - 共重合ポリエステルの製造方法 - Google Patents

共重合ポリエステルの製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶剤可溶型共重合ポリエステルの直重法によ
る製造方法に関する。
〔従来の技術〕
テレフタル酸とイソフタル酸を主たるジカルボン酸成
分としエチレングリコールとネオペンチルグリコールを
主たる多価アルコール成分とする共重合ポリエステル樹
脂は、従来、おもにジカルボン酸ジメチルエステルと多
価アルコール成分とのエステル交換反応を経て重縮合を
行ない製造されていた。
一方、テレフタル酸とイソフタル酸を主たるジカルボ
ン酸成分とし、エチレングリコールを主たる多価アルコ
ール成分とする共重合ポリエステル樹脂を直重法によっ
て、すなわち、エステル化反応を経て重縮合を行なう場
合、テレフタル酸の溶解度が低く、230℃以上の反応温
度が必要となるが、この条件でエステル化反応を行なう
と構造ははっきりしないがネオペンチルグリコールの一
部が変成し、重縮合が妨げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
すなわち、上記のような組成をもつ共重合ポリエステ
ル樹脂を直重法によって製造するに際し、芳香族ジカル
ボン酸成分とネオペンチルグリコールを主とする多価ア
ルコール成分とのエステル化反応を240〜260℃という一
般的な温度条件で行なうと、反応混合物のカルボン酸末
端濃度(以下、「酸価」と呼ぶ)が高いためネオペンチ
ルグリコールの一部が変成し重縮合をさまたげる。
本発明の目的は、直重法により上記のような組成をも
つ共重合ポリエステルを製造するに際し遭遇する課題を
解決し、円滑に、重縮合を行うことができる製造方法を
提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の直重法による共重合ポリエステルの製造方法
は、テレフタル酸30モル%〜70モル%とイソフタル酸30
モル%〜70モル%とからなるジカルボン酸成分と、エチ
レングリコール20モル%〜80モル%と、ネオペンチルグ
リコール20モル%〜80モル%とからなる多価アルコール
成分から共重合ポリエステル樹脂の製造するに際し、 イソフタル酸とネオペンチルグリコールまたはネオペ
ンチルグリコールを主とする多価アルコール成分とを23
0℃以下でエステル化反応を行ないカルボン酸末端の濃
度が900meq/kg以下のエステル化反応生成物とし、この
エステル化反応生成物と、カルボン酸末端の濃度が900m
eq/kg以下であるテレフタル酸とエチレングリコールと
のエステル化反応生成物とを混合したのち、重縮合を行
なうことを特徴とする。
本発明の直重法による共重合ポリエステル樹脂の製造
方法の要点は、そのエステル化反応にある。すなわち、
イソフタル酸とネオペンチルグリコールまたはネオペン
チルグリコールを主とした多価アルコール成分とのエス
テル化反応を230℃以下で行なう。このイソフタル酸の
エステル化反応段階において、ジカルボン酸成分として
テレフタル酸を併用するとテレフタル酸の反応性が低い
ためこの温度条件ではエステル化反応を完結させること
ができない。また、エステル化反応温度を230℃より高
くするとエステル化反応自身の反応時間は短かくなる
が、重縮合の進行が遅くなり、場合によっては重縮合が
全く進まなくなる。
なお、ジカルボン酸成分として、イソフタル酸および
テレフタル酸の他に、脂肪族ジカルボン酸、例えば、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、セバシン酸などを用いることができる。これ
らの脂肪族ジカルボン酸はイソフタル酸とともに最初の
エステル化反応段階において反応系に加える。脂肪族ジ
カルボン酸の量は一般に、ジカルボン酸合計重量に基づ
き50重量%以下である。
上記イソフタル酸のエステル化反応を用いる多価アル
コール成分はネオペンチルグリコールまたはネオペンチ
ルグリコールを主成分とする他の多価アルコールとの混
合物である。ネオペンチルグリコールと併用できる多価
アルコールとしては、エチレングリコール以外の、例え
ば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ビス(2−ヒ
ドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(2−ヒドロ
キシプロピルオキシ)ベンゼン、2,2−ビス(4−(2
−ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビ
ス(4−(2−ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシ
ル)プロパン、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジ
オール、1,4−ブタンジオール、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が挙げられ
る。ネオペンチルグリコールに併用できる多価アルコー
ルの許容割合は一般に50重量%以下である。イソフタル
酸のエステル化反応において、ジカルボン酸成分と多価
アルコール成分とのモル比は1:1.10〜1:2.00がよく、好
ましくは1:1.15〜1:1.80である。
エステル化反応の終点はエステル化反応生成物の酸価
が900meq/kg以下になった時点とする。酸価が900meq/kg
を超えると、後に行う重縮合が妨げられる。ジカルボン
酸成分と多価アルコール成分のモル比がいずれの場合で
も、例えば220℃では反応混合物が透明化(均一とな
る)してのち30分後にはこのレベルに達している。
本発明の製造方法では、上記イソフタル酸のエステル
化反応で得られたエステル化反応生成物と、別途調製し
たテレフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反
応生成物とを混合したのち重縮合を行なう。テレフタル
酸とエチレングリコールとのエステル化反応生成物は公
知の方法で調製することができ、その酸価は、900meq/k
g以下のものである。酸価が900meq/kgを超えると、後に
行う重縮合が妨げられる。また、そのテレフタル酸単位
とエチレングリコール単位のモル比は1:1.10〜1:1:2.00
の範囲であり、反応を終えたものを直接用いてもよい
し、エチレングリコールで解重合してエチレングリコー
ル単位のモル比を高めたものでも良い。重縮合触媒とし
ては一般的なアンチモン化合物やゲルマニウム化合物等
を使用することができる。重縮合は最終的に1mmHg以下
の真空度で250〜285℃で行なうことが望ましい。
〔実施例〕
以下、実施例について本発明を更に具体的に説明す
る。
分子量は東ソー(株)G−3000H+G−5000Hカラムを
用いてGPC法により測定したポリスチレン換算値であ
る。また、ポリマー中の各成分のモル比はポリマーをア
ルカリ水溶液で分解したのち、テレフタル酸とイソフタ
ル酸はHPLCで、エチレングリコールとネオペンチルグリ
コールはGLCにて分析した結果である。酸価はベンジル
アルコール中でメチルレッドを指示薬として1/50NKOH−
ベンジルアルコールで滴定して求めた。
実施例1 イソフタル酸2492g(15.0モル)、ネオペンチルグリ
コール1876g(18.0モル)を反応器に仕込み、窒素気流
下に加熱、攪拌して常圧にてエステル化反応を行なっ
た。150分かけて内温を130℃から220℃まで上昇させた
のち、220℃で90分間保持した。
このエステル化反応生成物に250℃のテレフタル酸−
エチレングリコールエステル化反応物3000gを投入し、
混合した。投入直前のテレフタル酸−エチレングリコー
ルエステル化物中のテレフタル酸単位は5.00モル/kg、
エチレングリコール単位は5.50モル/kg、酸価は250meq/
kgであった。また、この時のイソフタル酸−ネオペンチ
ルグリコールエステル化反応物の酸価は430meq/kgであ
った。
反応混合物を20分かけて260℃まで昇温し、2.0gの三
酸化アンチモンを加え、最終的に1mmHgの真空度、270℃
で重縮合を180分間行なった。得られた共重合ポリエス
テルの▲▼は12,200、▲▼は34,300であった。
また、この共重合ポリエステルの組成を分析したとこ
ろ、テレフタル酸/イソフタル酸=50/50、エチレング
リコール/ネオペンチルグリコール=43/57のモル比で
あった。
実施例2〜5 共重合ポリエステル樹脂の酸成分および多価アルコー
ル成分量を第1表に示したように変化させた以外は実施
例1と全く同じ操作を行なった。結果は表1に示す。
比較例1 イソフタル酸2492g(15.0モル)、ネオペンチルグリ
コール1876g(18.0モル)を反応器に仕込み窒素で3kg/c
m2の圧力をかけ、加熱、攪拌してエステル化反応を行な
った。45分かけて内温を260℃まで上昇させ、260℃で30
分間保持した。その後内温を保ったまま30分かけて大気
圧にもどした。この時点でのエステル化反応生成物の酸
価は210meq/kgであった。
このエステル化物に250℃のテレフタル酸−エチレン
グリコールエステル化物3000gを投入し混合した。反応
混合物を5分かけて260℃まで昇温し、2.0gの三酸化ア
ンチモンを加え最終的に1mmHgの真空度、270℃で重縮合
を進行させようとしたが、7時間反応させても溶融粘度
の上昇、すなわち、重縮合の進行は見られなかった。
比較例2 テレフタル酸2492g(15.0モル)、イソフタル酸2492g
(15.0モル)、エチレングリコール1118g(18.0モ
ル)、ネオペンチルグリコール1876g(18.0モル)を反
応器に仕込み、窒素で3kg/cm2の圧力をかけ、加熱攪拌
してエステル化反応を行なった。45分かけて内温を260
℃まで上昇させ、260℃で30分間保持した。その後内温
を保ったまま30分かけて大気圧にもどした。この時点で
のエステル化反応生成物の酸価は380meq/kgであった。
2.0gの三酸化アンチモンを加え最終的に1mmHgの真空
度、270℃で重縮合を進行させようとしたが、7時間反
応させても溶融粘度の上昇、すなわち、重縮合の進行は
見られなかった。
比較例1および2の結果を表1にあわせて示す。
〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、テレフタル酸とイソフタル酸
を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコールと
ネオペンチルグリコールを主たる多価アルコール成分と
する共重合ポリエステル樹脂を直重法によって工業的有
利に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正光 愛知県名古屋市東区砂田橋4丁目1番60 号 三菱レイヨン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−4989(JP,A) 特開 昭53−142497(JP,A) 特開 昭59−129228(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テレフタル酸30モル%〜70モル%とイソフ
    タル酸30モル%〜70モル%とからなるジカルボン酸成分
    と、エチレングリコール20モル%〜80モル%と、ネオペ
    ンチルグリコール20モル%〜80モル%とからなる多価ア
    ルコール成分から共重合ポリエステル樹脂を製造するに
    際し、 イソフタル酸とネオペンチルグリコールまたはネオペン
    チルグリコールを主とする多価アルコール成分とを230
    ℃以下でエステル化反応を行ないカルボン酸末端の濃度
    が900meq/kg以下のエステル化反応生成物とし、このエ
    ステル化反応生成物と、カルボン酸末端の濃度が900meq
    /kg以下であるテレフタル酸とエチレングリコールとの
    エステル化反応生成物とを混合したのち、重縮合を行な
    うことを特徴とする共重合ポリエステル樹脂の製造方
    法。
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